植物营养与肥料学报
  
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2018年 24卷 1期
刊出日期 2018-01-25

研究论文
研究简报
   
研究论文
1 宋大利, 侯胜鹏, 王秀斌, 梁国庆, 周卫
中国秸秆养分资源数量及替代化肥潜力
[目的] 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。[方法] 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。[结果] 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N)和41.5%(P2O5);钾养分数量以水稻最高,占36.9%(K2O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P2O5和K2O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P2O515.5 kg/hm2和K2O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4%(N)、18.9%(P2O5)和85.5%(K2O)。[结论] 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。
2018 Vol. 24 (1): 1-21 [摘要] ( 60 ) [HTML 1KB] [[PDF 633KB] 633KB] ( 133 )
22 吕凤莲, 侯苗苗, 张弘弢, 强久次仁, 周应田, 路国艳, 赵秉强, 杨学云, 张树兰
(土娄)土冬小麦-夏玉米轮作体系有机肥替代化肥比例研究
[目的] 有机肥替代部分化肥是实现我国化肥零增长目标的重要措施之一。探讨特定环境条件下有机肥替代化肥比例的作物产量效应及氮效率,可为合理利用有机肥资源提供科学依据。[方法] 通过两年不同有机无机配施比例探讨陕西关中塿土冬小麦-夏玉米轮作体系产量及氮效率的响应。试验设对照不施肥(CK)、氮磷钾100%由化肥提供(NPK)、75%NPK + 25%有机肥氮(25%M)、50%NPK + 50%有机肥氮(50%M)、25%NPK + 75%有机肥氮(75%M)和全部氮由有机肥提供(100%M),共6个处理。[结果] 与对照相比,各施肥处理均能不同程度地提高小麦、玉米产量及其总产量。在不同有机无机配比的处理中,随着有机氮替代比例的增加产量表现为先增加后降低的趋势,75%M处理的作物产量最高。不同施肥处理,两个轮作年氮回收率的变化范围分别为35%~43%和38%~61%;氮农学效率的范围分别为12.3~18.3 kg/kg和17~24 kg/kg;氮偏生产力范围分别为41.4~46.5 kg/kg和44~51 kg/kg;氮生理效率范围分别为31~47 kg/kg和34~46 kg/kg。总体而言,75%M处理的氮效率高于其它处理。小麦-玉米轮作两年之后,施肥处理0—100 cm土层硝态氮残留量为11~133 kg/hm2,以NPK处理最高。氮平衡结果显示,50%M、75%M和100%M均有一定的氮素盈余,盈余量为33~120 kg/hm2,其中以100%M处理的盈余量最大。25%M和NPK处理有一定亏缺,分别为N 19.6 kg/hm2和40.3 kg/hm2。另外,两个轮作年的年均经济收益大小为75%M > 50%M > 25%M > NPK > 100%M,其中75%M处理的年收益最高为19906元/hm2,100%M处理的年收益最低为16634元/hm2[结论] 经过小麦-玉米两个轮作年,有机肥替代75%化肥氮可以提高作物产量和氮效率,增加年经济效益,同时有效减少土壤硝态氮的残留量。
2018 Vol. 24 (1): 22-32 [摘要] ( 33 ) [HTML 1KB] [[PDF 627KB] 627KB] ( 113 )
33 彭星星, 郭正, 张玉娇, 李军
长期有机肥与化肥配施对渭北旱塬苹果园水分生产力和土壤有机碳含量影响的定量模拟
[目的] 利用数学模拟方法研究了长周期有机肥与化肥配施对渭北旱塬苹果园产量和深层土壤水分利用的影响。[方法] 采用WinEPIC模型定量模拟研究了1965—2009年期间洛川苹果园在6种有机肥与化肥配施处理下苹果产量、0—15 m土层土壤水分和有机碳含量的响应动态。在施肥总量均为N 360 kg/hm2、P2O5 180 kg/hm2的基础上,设置6种猪粪和氮磷化肥投入比例:M0(单施化肥)、M1(1/5腐熟猪粪)、M2(2/5腐熟猪粪)、M3(3/5腐熟猪粪)、M4(4/5腐熟猪粪)和M5(单施腐熟猪粪)。调查了每年11月份果园各处理0—15 m土层土壤有机碳和有效水分含量以及果园产量,模拟值与观测值相一致,并利用数学模型进行了长周期变化动态模拟。[结果] 通过模型数据库组建、生长参数修订和模拟精度验证,表明WinEPIC模型能够较准确地模拟洛川苹果园产量和土壤水分利用响应,可用于渭北旱塬不同施肥处理下苹果园水分生产力模拟研究;在1965~2009年模拟研究期间,各施肥处理下苹果园果品产量随树龄增长呈现出前期急速增加后期波动降低,土壤含水量波动性下降,土壤有机碳呈逐渐积累的趋势。与M0相比,施用有机肥处理M1、M2、M3、M4和M5分别增产5.2%、9.8%、10.3%、1.3%和-6.6%,M3处理产量最高,其42年年均产量为30.98 t/hm2;M1~M5果园土壤有效含水量分别较M0提高4.3%、6.2%、5.9%、9.0%和9.8%,其中M5处理保墒效果最优,0—15 m土层土壤有效含水量45年均值为1339 mm;M0~M5处理下苹果园0—15 m土层土壤湿度垂直变化剧烈,土壤干层出现时间分别为13年生、14年生、15年生、15年生、16年生和16年生,干层最大深度均达到11 m;6个施肥处理的0—500 cm土层土壤有机碳含量45年均值为6.43、7.68、7.97、8.67、8.71和8.78 g/kg,随着有机肥施用比例增加而提高,M1、M2、M3、M4和M5处理土壤有机碳含量分别较M0提高19.4%、24.0%、34.8%、35.4%和36.4%;不同施肥处理下,土壤含水量与果园利用年限间呈显著负相关,土壤有机碳含量与果园利用年限间呈正相关,随着有机肥施用比例的增加,这两个相关系数均增大。[结论] 与单施化肥处理相比,5种有机肥施用处理均有利于提高土壤含水量和有机碳含量,且M1~M4 四种有机肥与化肥配施处理均能够不同程度增加苹果园产量,综合0—15 m土层土壤有效含水量和4~45年生苹果园产量模拟结果考虑,在折算纯氮360 kg/hm2用量条件下,洛川果园适宜有机肥与化肥配施比例为4∶6~6∶4。
2018 Vol. 24 (1): 33-43 [摘要] ( 29 ) [HTML 1KB] [[PDF 651KB] 651KB] ( 69 )
44 吴瑞娟, 王迎春, 朱平, 贺美, 黄诚诚, 王立刚, 张凤路
长期施肥对东北中部春玉米农田土壤呼吸的影响
[目的] 探究不同施肥措施对土壤呼吸的影响,为我国东北黑土区固碳减排研究提供科学依据。[方法] 本研究基于“国家黑土肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)、化肥配施低量有机肥(NPKM1)、化肥配施高量有机肥(NPKM2)5个不同施肥处理。采用Soil-box343土壤呼吸测量系统进行野外监测,并同时观测环境条件。[结果] 长期不同施肥处理下,农田土壤呼吸速率变化范围为4.12~7.23 μmol/(m2·s),随玉米生长表现出“先升高后降低”的季节变化特征,最高值出现在播种后69天左右,NPKM2处理土壤呼吸速率的峰值显著高于其他处理(P < 0.05)。监测期内土壤呼吸速率与土壤温度之间呈现显著的正相关关系,土壤温度可以解释土壤呼吸速率变异的41%~77%,土壤温度敏感系数Q10值的变化范围2.35~3.49。春玉米生长季内农田土壤呼吸总量变化范围为3473~5643 kg/hm2,NPKS处理显著高于CK处理34.2%,而NPKM2处理分别比NPKS、NPK和CK处理高21.0%、26.4%、62.4%(P < 0.05),长期有机无机肥配施处理土壤有机碳含量增加趋势比其他处理明显,截止到2016年,NPKM1和NPKM2处理SOC较初始SOC分别增加了6.01 g/kg和5.55 g/kg。[结论] 长期施用有机肥能够增加土壤呼吸,提高土壤有机碳含量,有利于农田生产力提高和农田可持续利用。
2018 Vol. 24 (1): 44-52 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [[PDF 543KB] 543KB] ( 68 )
53 袁静超, 刘剑钊, 闫孝贡, 张洪喜, 梁尧, 蔡红光, 任军
春玉米连作体系高产栽培模式优化研究
[目的] 通过探讨春玉米土壤物理性状、根系动态变化、产量等对不同农学管理模式的响应,为优化玉米高产高效栽培技术提供理论依据。[方法] 以先玉335为供试品种,进行了三年大田定位试验,对种植密度、肥料施用、土壤耕作三项关键技术进行优化组合。设计了4种模式:1)按照当地农户习惯,种植密度5.0万株/hm2,一次性施用化肥N 225、P2O5 82.5、K2O 67.5 kg/hm2,灭茬旋耕(CK);2)种植增密至6.0万株/hm2,化肥用量为N 190、P2O5 75、K2O 82.5 kg/hm2,氮肥分两次施用,播前和拔节期分别施78和117 kg/hm2,基施有机肥15000 kg/hm2及中微肥60 kg/hm2,灭茬旋耕(Opt-1);3)种植密度7.0万株/hm2,施化肥量为N 300、P2O5 120、K2O 120 kg/hm2,氮肥分三次施用,播前、拔节和抽雄期分别施用120、120、60 kg/hm2,磷肥和钾肥分两次施用,播前和拔节分别施用96和24 kg/hm2,基施有机肥15000 kg/hm2及中微肥150 kg/hm2,拔节期深松(Opt-2);4)施化肥N225、P2O5 90、K2O 90 kg/hm2,氮肥分三次施用,播前、拔节和抽雄期分别施用90、90、45 kg/hm2,磷肥和钾肥分两次施用,播前和拔节分别施用72和18 kg/hm2,有机肥、中微肥和种植密度同Opt-2(Opt-3)。调查了产量构成、氮素吸收、0—60 cm土壤物理性状和根系动态变化。[结果] 产量主要是依靠收获穗数的增加来实现,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理下的产量分别较CK高12.1%、15.3%和13.9%。与Opt-3处理相比,Opt-2处理氮肥用量增加33.3%,吸氮量仅增加6.9%,且多集中于茎叶,产量未增加。Opt-2、Opt-3处理在拔节期深松后,吐丝期和乳熟期固相比例有所下降,尤以乳熟期较为显著,平均各土层分别降低了8.8%和7.4%,进而增加了0—40 cm耕层土壤的通透性。Opt-1、Opt-2、Opt-3处理在0—10 cm土层根长、根重和根表面积均显著高于CK,在30—40 cm土层Opt-2、Opt-3处理的根长和根表面积比CK分别增加36.6%、44.6%和34.9%、37.1%;与CK相比,Opt-1、Opt-2、Opt-3处理在玉米吐丝期0—60 cm土壤硝态氮残留量分别减少45.7%、31.0%、23.2%,且处理间差异显著。Opt-2和Opt-3处理在12展叶期进行深松追肥后促进了硝态氮的下移。[结论] 通过增密、调肥、深松三项技术措施的集成优化,提高了0—40 cm耕层土壤的通气性,促进了玉米根系下扎且充分生长,吸收利用了0—60 cm土层中的硝态氮,进而显著增加了产量和肥料利用率。通过调整施肥量,补充有机肥和中微量元素,氮磷钾肥分两次施用并结合拔节期深松,其产量和吸氮量较目前广泛使用的栽培模式增幅分别为13.9%和9.5%,是较优的栽培技术模式。
2018 Vol. 24 (1): 53-62 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [[PDF 669KB] 669KB] ( 81 )
63 董明, 王琪, 周琴, 蔡剑, 王笑, 戴廷波, 姜东
花后5天喷施锌肥有效提高小麦籽粒营养和加工品质
[目的] 锌是小麦生长发育所必需的微量元素之一,本试验旨研究不同生育阶段叶面喷施锌肥对小麦籽粒营养品质及加工品质的影响。[方法] 以小麦品种‘扬麦16’为材料,于2013—2015年开展了田间试验。试验设拔节期和花后5天喷施锌肥两个处理,以不喷施锌肥(CK)为对照,分析了小麦锌的积累、籽粒营养品质和加工品质。[结果] 与对照处理相比,拔节期和花后5天喷锌处理小麦面粉锌含量显著提高,分别提高了27.2%和57.8%。拔节期和花后5天喷锌小麦籽粒总蛋白、蛋白组分、麦谷蛋白大聚合体(GMP)和高/低分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS/LMW-GS)含量显著提高(P < 0.05),面粉总蛋白含量分别较对照提高了4.2%和10.3%。成熟期茎、叶、颖壳等器官氮含量也提高,花后5天喷锌处理与对照比较差异显著(P < 0.05),喷锌对锌积累量的影响与含量趋势一致。叶面喷施锌肥还显著提高面粉干、湿面筋含量和面筋指数,拔节期和花后5天喷锌处理干面筋含量分别比对照增加17.3%和23.9%,湿面筋含量分别增加15.4%和20.1%。喷锌处理面包体积增大,拔节期和花后5天喷锌处理增幅分别为16.3%和20.0%,而面包的硬度分别下降了13.5%和26.2%,咀嚼性分别下降了6.8%和24.3%(P < 0.05),改善了烘焙品质。[结论] 花后5天喷锌比拔节期喷锌对小麦籽粒品质影响更大,对小麦籽粒加工品质的改善效果也更明显。锌可促进花后同化氮素在籽粒中的积累是其影响小麦籽粒营养品质和加工品质的主要原因。
2018 Vol. 24 (1): 63-70 [摘要] ( 26 ) [HTML 1KB] [[PDF 1372KB] 1372KB] ( 79 )
71 廖爽, 邓飞, 田青兰, 李武, 胡慧, 蒲石林, 李书先, 任万军
四川杂交稻骨干恢复系稻米品质对氮素水平的响应
[目的] 氮素作为水稻生长发育的必需营养元素之一,显著影响稻米品质的形成。明确氮素水平对稻米品质的影响及不同品种对氮素的敏感性,可为水稻的优质育种和科学施肥提供依据。[方法] 采用两因素裂区大田试验方法,主区为三个施氮水平(N 0、90、180 kg/hm2),裂区为15个骨干恢复系和宜香优2115水稻材料。分析了稻米加工品质、外观品质和蒸煮食味品质,并采用聚类分析方法,调查了供试材料的氮素敏感性。[结果] 1)随氮素水平的提高,稻米精米率及长宽比变化较小,但稻米糙米率和整精米率显著提高,与N0处理相比,N90与N180处理下稻米糙米率分别提高0.8%、1.4%;整精米率分别提高5.7%、7.9%;垩白度和垩白粒率则显著降低,与N0处理相比,N90与N180处理下稻米垩白度分别降低26.1%、55.0%;垩白粒率分别降低12.6%、32.8%。2)氮素水平显著影响稻米淀粉RVA谱特征指标。随施氮量提高,稻米峰值粘度、热浆粘度、冷胶黏度、回复值及直链淀粉含量明显降低,消减值、崩解值、糊化温度及峰值时间变化较小。3)聚类分析表明,施氮水平影响着水稻恢复系对氮素的敏感性。N90水平下,低氮敏感型包括乐恢188、成恢727及沪恢602;低氮中间型包括绵恢725、沪恢17、绵恢523及西科恢768;低氮迟钝型包括明恢63、多恢1号、成恢838(718、3023)、雅恢2115、蜀恢498(527)、宜香优2115。N180水平下,氮敏感型包括乐恢188、绵恢725、沪恢17、西科恢768;氮中间型包括明恢63、多恢1号、蜀恢498(527)及宜香优2115;氮迟钝型由雅恢2115、成恢3203(838、718、727)、绵恢523及沪恢602组成。[结论] 提高氮素水平可有效改善四川省骨干恢复系稻米的加工和外观品质,调节稻米淀粉RVA谱特性。其中雅恢2115、成恢3203(838、727、718)及沪恢602品质较高且随氮素变化较小,属于氮迟钝品系,此类品系在低氮条件下品质属性变化较小。乐恢188、绵恢725、沪恢17及西科恢768属于氮敏感品系,此类品系对氮敏感度高,品质受氮素影响较大。氮中间品系则包括明恢63、多恢1号、蜀恢498(527)及宜香优2115。
2018 Vol. 24 (1): 71-81 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [[PDF 687KB] 687KB] ( 78 )
82 张绍文, 何巧林, 王海月, 蒋明金, 李应洪, 严奉君, 杨志远, 孙永健, 郭翔, 马均
控制灌溉条件下施氮量对杂交籼稻F优498氮素利用效率及产量的影响
[目的] 阐明控制灌溉条件下施氮量对杂交籼稻氮素利用效率及产量的影响,以期为杂交籼稻制定科学合理的灌溉方式和氮肥施用技术提供理论依据。[方法] 2015—2016年,以超级杂交稻F优498为供试材料,采用单因素随机区组设计,在控制性灌溉方式下设置5个施氮水平处理为N 0、90、135、180和225 kg/hm2,调查了主要生育期水稻生长状况和氮素吸收及转运量。[结果] 1)控制灌溉条件下施氮量对水稻产量及氮素利用效率影响显著。在施N 0~180 kg/hm2范围内,水稻产量及灌溉水生产力随施氮量增加而提高,超过此范围则下降。2015年和2016年试验产量分别在施氮量为180 kg/hm2和135 kg/hm2时达到最大值,与土壤肥力和温光条件密切相关。2)随着施氮量增加,成熟期水稻氮素积累量逐渐增加,氮肥回收利用率、氮肥农学利用率和氮收获指数先增加后降低,而氮肥偏生产力、氮素生产效率、氮肥干物质生产效率和土壤氮素依存率则逐渐降低。氮肥回收利用率与产量呈极显著正相关(r = 0.92**),施氮量为135 kg/hm2时,2015年和2016年试验中氮肥回收利用率均达到最大值。3)相关分析表明,控制灌溉条件下,抽穗期叶面积指数、高效叶面积指数、总根长、根表面积和根体积等与产量呈显著或极显著正相关,表明控制灌溉下适宜的施氮量能够促进地上部与地下部协同生长,有利于高产群体的构建。[结论] 从两年的水稻产量和氮素利用效率来看,控制灌溉条件下,根据土壤肥力和温光条件,杂交籼稻F优498氮肥用量以135~180 kg/hm2为宜。
2018 Vol. 24 (1): 82-94 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [[PDF 540KB] 540KB] ( 84 )
95 鲁艳红, 聂军, 廖育林, 周兴, 王宇, 汤文光
氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及土壤氮平衡的影响
[目的] 了解氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及氮素在土壤中转化的影响,旨在为制定科学合理的农田氮素管理措施及节肥增效策略提供依据。[方法] 以湘早籼45号和荆楚优148为材料,于2015年早、晚稻期间进行田间试验。试验设5个处理:不施肥(CK);100%尿素(100%U);80%尿素(减氮20%,80%U);80%尿素+脲酶抑制剂NBPT(80%U+NBPT);80%尿素+硝化抑制剂DCD(80%U+DCD)。研究尿素减施条件下添加硝化抑制剂(NBPT)和脲酶抑制剂(DCD)对双季水稻产量、氮素养分吸收利用效率、土壤硝态氮、铵态氮、微生物量氮及土壤氮平衡的影响。[结果] NBPT和DCD均有利于提高早、晚稻产量、植株氮吸收量和氮素利用效率。减氮20%条件下添加NBPT(80%U+NBPT)处理早、晚稻稻谷较100%尿素处理(100%U)分别增产5.0%和6.1%,较施用80%尿素(80%U)分别增产8.0%和14.0%;80%U+DCD与100%U处理的早、晚稻稻谷产量差异不显著,较80%U处理分别增产6.0%和4.2%。80%U+NBPT较100%U处理早、晚稻植株氮吸收量分别增加4.5%和9.4%,较80%U处理分别增加10.3%和16.2%。80%U+NBPT和80%U+DCD处理氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率均较100%U和80%U处理提高。添加NBPT和DCD降低了早、晚稻收获后土壤硝态氮和铵态氮残留量,显著提高土壤微生物量氮积累量,降低氮表观损失,有利于维持作物-土壤体系氮素平衡。早、晚稻收获后80%U+NBPT较100%U处理氮表观损失降低42.2%和44.6%,较80%U处理降低27.5%和29.2%,80%U+DCD较100%U处理降低23.7%和31.6%,较80%U处理降低4.2%和12.6%。[结论] 在该区域双季稻种植体系中,氮肥减量20%条件下添加NBPT和DCD能增加或维持水稻产量,提高氮素利用效率。供试条件下,添加NBPT提高氮素持续供应能力和保持土壤氮素平衡的效果好于DCD。
2018 Vol. 24 (1): 95-104 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [[PDF 415KB] 415KB] ( 71 )
105 李敏, 武际, 韩上, 胡现荣, 郑仁兵, 陶红, 雷之萌
稻油轮作制下控释氮肥的施用效应
[目的] 研究稻油轮作方式,控释氮肥施用对作物产量、氮素吸收利用及经济效益的影响以及前茬施用控释氮肥对后茬作物的后效特点,明确稻油轮作制下控释氮肥施用最佳轮作周期,为稻油轮作体系控释氮肥的合理施用提供理论依据。[方法] 2014—2015年在安徽省水旱轮作区开展稻油轮作方式控释氮肥田间试验。试验设前茬作物不施氮肥(N0),前茬作物分次施用普通氮肥(PU)和一次基施控释氮肥(CRU)3个处理。后茬作物进行裂区试验,后两个处理设施氮和不施氮两个副区,施氮处理仍按前茬氮肥处理施用。分析了稻-油轮作方式和油-稻轮作方式控释氮肥施用对作物产量、氮素吸收、氮肥利用效率和经济效益的影响及前茬作物控释氮肥的施用后效。[结果] 控释氮肥较普通氮肥周年产量、吸氮量、氮肥利用率、贡献率、农学效率、偏生产力和纯收入,在稻-油轮作方式后茬施氮条件下分别提高8.0%、31.0%、17.2个百分点、5.8个百分点、2.7 kg/kg、2.6 kg/kg、12.8%,后茬不施氮条件下分别提高5.9%、23.5%、19.1个百分点、4.9个百分点、3.3 kg/kg、3.3 kg/kg、10.9%;在油-稻轮作方式后茬施氮条件下分别提高15.6%、34.9%、21.8个百分点、11.5个百分点、4.4 kg/kg、4.5 kg/kg、17.1%,后茬不施氮条件下分别提高6.8%、22.2%、25.9个百分点、6.0个百分点、4.2 kg/kg、3.8 kg/kg、11.1%。前茬水稻季和油菜季施用控释氮肥当季氮肥利用率、残留利用率和累积利用率分别为36.1%、11.6%、47.7%和29.3%、14.1%、43.4%,均显著高于普通氮肥。控释氮肥前茬水稻季施用氮肥当季利用率和累积利用率高于油菜季施用。[结论] 稻油轮作下,一次性施用控释氮肥较分次施用普通氮肥均可显著提高作物产量、吸氮量、氮肥利用效率和纯收入。控释氮肥于前茬水稻季施用效果优于油菜季施用,建议控释氮肥于稻-油轮作方式下施用。
2018 Vol. 24 (1): 105-113 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [[PDF 425KB] 425KB] ( 69 )
114 张健, 李燕婷, 袁亮, 赵秉强, 李伟, 张水勤, 李絮花
氨基酸发酵尾液可促进樱桃番茄对水溶肥料氮素的吸收利用
[目的] 氨基酸发酵尾液因富含多种有机营养成分,近年来被作为增效材料在肥料生产领域广泛应用。本文利用15N标记技术,研究了氨基酸发酵尾液对水溶肥料氮素利用效果的影响。[方法] 以樱桃番茄为供试作物进行盆栽试验。试验共设置8个肥料处理,分别为:焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料(F,N-P2O5-K2O比例为0-14-24);15N尿素(15N丰度为10.46%)、焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料(P,N-P2O5-K2O比例为18-14-24);在两个肥料基础上分别添加谷氨酸发酵尾液(H)、赖氨酸和苏氨酸混合尾液(B)和聚合谷氨酸尾液(S)配制水溶肥料FH、FB、FS、PH、PB和PS(发酵尾液添加量为200 g/L)。每个处理重复6次,随机区组排列。供试肥料于番茄定植、坐果、膨果、初果和盛果五个时期等量施入,其中,肥料P、PH、PB和PS按等尿素氮量施入,每次施入量为纯氮60 mg/kg风干土,肥料F、FH、FB和FS保持相同施入量。植株保留三穗果实打顶,收获后测量番茄株高、茎粗、生物量和产量,并对植株各部和收获后土壤中全氮含量和15N丰度进行测定。[结果] 1)水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以明显优化肥料氮素在促生、增产方面的作用效果。与P处理相比,PH、PB和PS处理的番茄株高、茎粗、地上部干重、根干重和果实产量分别平均增加17.7%、3.8%、8.5%、12.5%和4.8%。2)水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以显著提高植株对肥料氮素的吸收量,增加叶片、果实等主要功能部位的肥料氮累积量,提高氮素利用率。较P处理,施用水溶肥料PH、PB和PS处理的番茄植株总氮吸收量、肥料氮吸收量分别平均增加8.1%和9.9%,叶片、果实等主要功能部位肥料氮累积量分别平均增加18.2%和8.0%,肥料氮素利用率平均提高9.9%。[结论] 水溶肥料中添加氨基酸发酵尾液,可以显著促进作物生长,增加作物产量,促进作物对肥料氮的吸收累积,从而有效地提高作物对水溶肥料中氮素的吸收利用。
2018 Vol. 24 (1): 114-121 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [[PDF 501KB] 501KB] ( 99 )
122 王亮, 林涛, 严昌荣, 何文清, 王静, 汤秋香
不同残膜量和灌溉定额对棉花养分和水分利用的影响
[目的] 水资源短缺背景下,残膜污染制约棉花生长和水肥利用问题日益突出,探究不同残膜量及灌溉定额对棉花养分及水分利用的影响,可为残膜污染风险阈值评价及棉田可持续发展提供理论支撑。[方法] 本研究以新疆典型覆膜滴灌棉田种植体系为研究对象,设置残膜量和灌溉定额2个调节因子,3个残膜量梯度为0、225和450 kg/hm2,分别用T1、T2和T3表示;3个灌溉定额为3450 m3/hm2、4650 m3/hm2和5850 m3/hm2,分别用W1、W2和W3表示。分析了不同残膜量和灌溉定额对棉花生物量、养分吸收利用及水分利用效率的影响。[结果] 1)棉田蒸散量受残膜量、灌溉定额及二者交互作用的影响显著,而生物量、水分利用效率和养分吸收量仅受残膜和灌溉定额单因子的影响显著。2)增加残膜量降低了籽棉产量和水分利用效率,不利于生物量及养分吸收量的提高,器官及单株养分吸收量明显减少,氮、磷利用效率均呈逐渐增大趋势。3)W1~W2范围内,随着灌溉定额的增加,棉田蒸散量显著增加,生物量、籽棉产量、养分吸收量呈增加趋势,当灌溉定额增至W3时,上述指标又逐渐降低。4)不同灌溉定额下,残膜量在0~450 kg/hm2范围内,减产9.6%~13.1%,增加灌溉定额产量增加10.1%~13.4%,但耗水量增幅却高达6.8%~29.2%。表明残膜污染情况下,在一定范围内增加灌溉定额,可以减轻残膜对棉花生物量、产量及水肥利用效率的降幅,但显著增大了棉田耗水量。[结论] 适当增加灌溉定额会减轻残膜带来的负面效应,但灌水对残膜的响应是建立在增加棉田耗水量的基础上。因此,残膜量增加会增大棉田耗水量,采取措施减轻地膜残留量,有助于促进棉花产量的提高和水肥的高效利用。
2018 Vol. 24 (1): 122-133 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [[PDF 540KB] 540KB] ( 52 )
134 石洪亮, 张巨松, 严青青, 李春艳, 李健伟
氮肥对非充分灌溉下棉花产量及品质的补偿作用
[目的] 水分不能按照棉花正常需水量进行灌溉,对棉花生长发育、产量及品质会造成一定影响,本文旨在通过研究氮肥施用量来缩小因灌溉水不足对棉花所造成的影响,以期为干旱地区棉花水肥高效利用提供理论依据。[方法] 试验以棉花‘新陆中54号’为材料,采用裂区试验设计,主区为总灌溉量,分别为2800 m3/hm2(非充分灌溉)、3800 m3/hm2(常规灌溉),副区为4个施氮(N)水平,即0 kg/hm2(N0)、150 kg/hm2(N150)、300 kg/hm2(N300)、450 kg/hm2(N450)。测定了棉花的生长、棉绒品质和棉花的肥水利用率。[结果] 同一氮肥处理下,非充分灌溉处理干物质与氮素最大积累速率出现时间及拐点时间均较常规灌溉处理提前,干物质与氮素最大积累量及积累速率、干物质与氮素向生殖器官分配比例、氮素向生殖器官的转移率、籽棉产量及品质均低于常规灌溉处理,但籽棉增产率、氮肥农学利用率及水、氮利用率均高于常规灌溉处理。同一灌溉量下,随着施氮量的增加,干物质与氮素最大积累速率出现时间、拐点时间表现为N450 > N300 > N150 > N0,干物质与氮素积累量及积累速率、最大生长特征值、干物质与氮素向生殖器官分配比例及转移率、籽棉产量及品质、水分利用率均表现为N300 > N450 > N150 > N0,籽棉增产率、氮肥农学利用效率及氮肥利用率表现为N300 > N450 > N150。非充分灌溉下增施氮肥的补偿效果随着氮肥用量的增加呈先增加后下降的趋势,N300处理补偿效果最为显著,与常规灌溉处理相比,补偿效应主要表现在干物质与氮素最大积累速率提高了1.9%、3.1%,干物质向生殖积累器官分配比例及氮素转移率提高了24.0%、5.1%,水、氮利用率提高了6.1%~8.8%、17.3%~17.9%,籽棉增产率提高了6.1%~8.8%,纤维长度、整齐度及比强度提高了4.3%~20.1%、5.7%~7.3%及2.2%~12.5%。氮肥对棉花生长发育的影响大于水分。[结论] 非充分灌溉下,施N 300 kg/hm2棉花可正常生长,干物质与氮素积累量适宜,向生殖器官分配比例及转移率较高,水、氮利用率最高,且节水26.3%。棉花虽然在产量与品质上有所下降,籽棉产量较常规灌溉几乎没有下降。从干旱地区农业缺水的现实考虑,在南疆采用非充分灌溉下,施氮300 kg/hm2可补偿缺水对棉花产量和品质的影响。
2018 Vol. 24 (1): 134-145 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [[PDF 486KB] 486KB] ( 56 )
146 李青军, 张炎, 哈丽哈什·依巴提, 冯固
棉花高产和磷高效的磷肥基施追施配合技术研究
[目的] 本文比较了不同磷肥基施、追施比例对棉花生物量、产量及养分吸收的影响,以优化新疆膜下滴灌棉花的磷肥施用技术。[方法] 2009-2011年连续三年进行了田间试验。试验共设3个处理:不施磷肥,磷肥全部基施,磷肥滴灌追施(2009、2010年为磷肥50%基施和50%滴灌追施,2011年为磷肥65%基施和35%滴灌追施),追施的磷肥分2次在棉花蕾期和初花期随水施入。各处理的氮、钾肥用量相同,氮肥全部滴灌追施,钾肥全部基施。棉花成熟期测定了棉株生物量、籽棉产量和磷肥的利用率。[结果] 施用磷肥显著提高了棉花地上部生物量,与不施磷肥相比,磷肥基施显著增加了棉花的叶、茎、籽和纤维的生物量,分别增加15%、9%、9%和11%,磷肥滴灌追施显著增加了叶、茎、壳、籽和纤维的生物量,分别增加21%、23%、21%、12%和13%。施用磷肥能够显著提高棉花产量,与不施磷肥相比,磷肥全部基施籽棉平均增产8%,磷肥滴灌追施籽棉平均增产13%,而磷肥滴灌追施的产量比磷肥全部基施提高5%。施用磷肥显著增加了棉花的磷素吸收量,磷肥全部基施的磷肥平均利用率为18%,而磷肥滴灌追施的磷肥平均利用率为23%。磷肥35%滴灌追施的增产率和磷肥利用率分别为18%和24%,50%滴灌追施处理两者分别为11%和22%。[结论] 与不施磷肥相比,磷肥全部基施与部分磷肥滴灌追施都能显著提高棉花生物量和产量,增加磷素吸收量,而磷肥部分滴灌追施的效果优于磷肥全部基施,磷肥65%基施和35%滴灌追施的增产效果好于50%基施和50%滴灌追施。
2018 Vol. 24 (1): 146-153 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [[PDF 405KB] 405KB] ( 59 )
154 樊红柱, 陈庆瑞, 郭松, 陈琨, 秦鱼生, 涂仕华
长期不同施肥紫色水稻土磷的盈亏及有效性
[目的] 研究长期施肥条件下土壤全磷、有效磷(Olsen-P)对磷素盈亏的响应,为西南紫色水稻土区科学施用磷肥提供依据。[方法] 以四川遂宁34年(1982—2015年)长期肥料定位试验为平台,试验设8个处理,即不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)、有机肥(M)、有机肥 + 氮肥(MN)、有机肥 + 氮磷肥(MNP)和有机肥 + 氮磷钾肥(MNPK),分析了土壤磷素盈亏与全磷、Olsen-P的变化特征。[结果] 不施磷肥(CK和N)作物每年从土壤中带走磷约13.22 kg/hm2,且维持在较低的变化水平;单施有机磷肥处理(M与MN)作物携出磷量比不施磷肥提高了约1.73倍,磷素携出量呈增加趋势;施用磷肥(NP、NPK、MNP和MNPK)作物携出磷量在41.71~45.62 kg/hm2之间,吸磷量随时间呈下降趋势。不施磷肥土壤磷素常年处于亏缺状态,施磷土壤磷素年均盈余量为8.76~88.79 kg/hm2,有机无机磷肥配施磷盈余量大于单施有机肥和单施无机磷肥,随施肥年限的延续磷盈余量呈上升趋势。土壤中磷含量随磷盈亏而变化,施用无机磷肥或有机无机磷肥配施土壤全磷和Olsen-P增量与磷盈亏呈显著正相关,而不施磷或单施有机磷这种响应关系不明显;土壤每盈余磷100 kg/hm2,NP、NPK、MNP和MNPK处理土壤中全磷分别增加0.14、0.16、0.015和0.018 g/kg,Olsen-P分别提高15.76、17.19、1.96和1.85 mg/kg。[结论] 土壤磷素有效性随土壤磷素盈亏而变化,与加入磷素形态密切相关,西南紫色水稻土单施无机磷肥提升土壤磷含量的速率大于施用有机肥。
2018 Vol. 24 (1): 154-162 [摘要] ( 19 ) [HTML 1KB] [[PDF 546KB] 546KB] ( 64 )
163 金鑫, 曾新颖, 齐昌国, 尹黎燕, 邓燕
供磷水平对玉米丛枝菌根侵染及其对异质养分吸收的影响
[目的] 探究酸性土壤玉米丛枝菌根侵染对植物磷素吸收的促进作用,以加深理解根外菌丝对局部磷养分的获取如何受丛枝真菌侵染和环境磷养分的影响。[方法] 以玉米为宿主植物,进行盆栽试验。在低磷酸性土壤上设置供P 0、50、500 mg/kg 3个水平(P0、P50、P500),供试磷肥为磷酸二氢钾。每个处理再设置局部养分处理,即在每个重复中埋置两个各装有120 g灭菌土(提前加 P 50 mg/kg)的塑料小管,分别用孔径为0.45 μm(根系、菌丝均不能进入,以“-H”表示处理)和50 μm(根系不能进入,菌丝可以进入,以“+H”表示处理)的尼龙膜封住管口。测定了玉米的生长与磷吸收、土著丛枝菌根真菌的侵染和根外菌丝密度以及菌丝对局部磷养分的获取。[结果] 1)玉米株高、叶片SPAD值、全株干重、磷浓度及吸收量都随供磷水平升高而增加,以P50处理的根系干重最高,根冠比随供磷水平上升而降低。3个供磷水平下玉米根系均有不同程度的丛枝菌根真菌侵染。以P50处理的丛枝菌根侵染率、丛枝和孢囊结构发育最好;P0处理的丛枝菌根侵染率、丛枝丰度与P50处理没有显著差异,但孢囊丰度明显下降;P500处理虽然87.2%的根系具有侵染点,但整个根系形成的真菌结构、丛枝和孢囊比例远低于P0和P50处理,丛枝菌根的发育受到严重抑制。2)土体土(除塑料管之外的土)菌丝密度随供磷水平升高而降低,但P0和P50处理差异不显著。-H处理塑料管中的菌丝密度在3个供磷水平下基本不变,保持在极低水平,而+H处理塑料管中的菌丝密度随供磷水平升高而下降。在相同供磷水平下,土体土的菌丝密度最高,其次是+H处理,-H处理的菌丝密度最低。根外菌丝从+H处理塑料管中获取的磷随环境供磷水平的升高而减少。[结论] 酸性土壤条件下,适当地供磷可以促进玉米根系生长和丛枝菌根真菌的侵染。根外菌丝对局部磷养分的获取受环境磷养分的调控,在环境磷养分较低而局部磷养分高于环境磷养分时,较多的菌丝会进入局部区域获取磷。
2018 Vol. 24 (1): 163-169 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [[PDF 411KB] 411KB] ( 58 )
170 孙德智, 韩晓日, 彭靖, 范富, 杨恒山, 马玉露, 宋桂云
外源水杨酸和一氧化氮对盐胁迫番茄幼苗光系统Ⅱ功能及激发能分配利用的影响
[目的] 为了探明外源水杨酸(SA)和一氧化氮(NO)协同缓解番茄幼苗盐渍伤害的光合生理机制。[方法] 以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下,研究单独和复配施用外源SA、NO供体硝普钠(SNP)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗气体交换、光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学效率、激发能分配和天线色素吸收光能利用的影响。[结果] SA、SNP单独和复配处理均能有效缓解NaCl胁迫对PSⅡ的损伤,其中以SA和SNP复配处理效果最好,3~7 d番茄叶片净光合速率(Pn)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、天线转化效率(Fv'/Fm')、光化学荧光猝灭系数(qP)、吸收光能用于进行光化学反应的份额(P)和叶绿素荧光衰减率(Rfd)分别较胁迫处理显著提高了25.5%~94.9%、9.5%~15.3%、25.7%~34.6%、38.8%~121.9%、74.2%~198.6%和22.2%~25.5%;初始荧光(Fo)、PSⅡ非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、激发能压力(1-qP)、反应中心非光化学耗散的份额(Ex)、天线热耗散的份额(D)和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)分别较胁迫处理不同程度降低了19.8%~23.5%、22.8%~23.4%、32.5%~39.9%、15.1%~19.1%、27.8%~31.4%和51.8%~72.8%。[结论] 外源SA和NO在保护PSⅡ及光合电传递链免受盐害损伤,提高番茄幼苗耐盐性方面具有协同增效作用。
2018 Vol. 24 (1): 170-178 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [[PDF 613KB] 613KB] ( 90 )
179 刘桂东, 胡萍, 张婧卉, 周高峰, 曾钰, 钟八莲, 姜存仓
缺硼对脐橙幼苗硼分配及叶片细胞壁组分硼含量的影响
[目的] 硼在维持细胞壁正常结构方面具有重要的作用,前期结果证实缺硼严重的脐橙叶片细胞壁结构改变程度也更大,但这种变化与细胞壁组分中硼的含量变化是否有关尚不清楚。本研究通过分析缺硼对脐橙幼苗各部分硼分配及叶片细胞壁组分硼含量的影响,明确缺硼症状表现及细胞壁结构变化程度与细胞壁各组分中硼含量变化之间的关系。[方法] 以纽荷尔脐橙幼苗为试材,利用营养液培养方法进行缺硼处理,测定根、砧木茎、接穗茎、上部叶、下部叶、叶片细胞壁以及细胞壁各组分硼含量的变化情况。[结果] 缺硼处理9周后上部叶出现叶片卷曲及叶片失绿等症状,而下部叶没有出现任何可见的症状。缺硼处理的脐橙幼苗各部位硼含量和硼吸收量均显著降低,缺硼降低了硼向地上部的相对分配比例且上部叶受到的影响程度更大。在硼正常供应条件下,上部叶和下部叶游离态硼、原生质体硼和细胞壁硼的含量和相对分配比例没有显著差异,说明硼在不同类型脐橙叶片细胞各组分中的分配是相对稳定的。缺硼后水溶性硼(包括游离态硼和原生质体硼)在脐橙上部叶和下部叶中都降到极低的水平,尤其是原生质体硼百分含量下部叶甚至是低于上部叶的。缺硼后细胞壁硼占总硼的比例则由22%左右增加到80%以上。与叶片中硼含量的变化趋势一致,缺硼以后虽然上部叶和下部叶细胞壁硼含量都显著降低,但上部叶降低的程度远大于下部叶。进一步分析细胞壁组分硼含量变化,发现缺硼显著降低了上部叶细胞壁中离子结合态果胶硼含量而对下部叶的无明显影响,其他组分硼含量的变化趋势下部叶和上部叶一致。[结论] 原生质体硼含量的高低并不是决定缺硼症状的主要因素,离子结合态果胶与硼的结合能力对缺硼条件下细胞壁的结构及缺硼症状表现起着至关重要的作用。
2018 Vol. 24 (1): 179-186 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [[PDF 443KB] 443KB] ( 59 )
187 李惠霞, 周婷, 刘岩, 陈竹君, 周建斌
不同番茄品种镁吸收特性比较
[目的] 通过研究不同番茄品种对镁吸收的差异,为缺镁地区番茄镁高效品种筛选提供理论依据。[方法] 以北方日光温室主栽的3个番茄品种中杂9号、改良毛粉、金棚朝冠为研究对象,将培育苗分别于15℃和30℃下,在镁浓度为0、0.6、1.2、1.8、2.4、3.0 mmol/L的营养液中吸收 24 h,通过养分吸收动力学方法确定吸收参数来比较不同番茄品种间的差异。同时将相同的3个番茄品种在不加镁(0 mmol/L)和中等镁(1 mmol/L)浓度条件下水培45 d,比较镁吸收量、镁流入速率及番茄对镁吸收利用的差异。[结果] 养分动力学试验结果表明,15℃时番茄对镁的吸收速率高于30℃,两个温度条件下,3个番茄品种对镁的吸收速率均表现为改良毛粉 > 金棚朝冠 > 中杂9号。3个品种最大吸收速率(Imax)和亲和力系数(Km)均有显著差异,Imax和Km值均为改良毛粉 > 金棚朝冠 > 中杂9号。培养45 d的结果表明,在缺镁和中等镁浓度条件下,3个番茄品种镁吸收量、镁流入速率均有显著差异,其中改良毛粉镁吸收量显著低于金棚朝冠和中杂9号,金棚朝冠和中杂9号间差异未达显著水平。[结论] 温度影响番茄对镁的吸收,但并未改变品种间的差异。低镁条件下,金棚朝冠和中杂9号对镁具有较大吸收潜力,改良毛粉的吸收潜力显著低于前两者。
2018 Vol. 24 (1): 187-194 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [[PDF 453KB] 453KB] ( 68 )
195 王景云, 乔鹏炜, 杨军, 雷梅
基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析—以北京市东南郊污灌区为例
[目的] 本研究旨在通过分析污染物空间结构特征解析典型污灌区土壤重金属污染成因。[方法] 本文以北京市东南郊污灌区为例,在整个区域均匀布点,按1 km×1 km密度采样,共采集土壤样品376个。每个样点为10 m×10 m正方形,在四个顶点和中心点取0—20 cm表层土壤,均匀混合后用四分法从中选取1 kg土壤,作为代表该点的混合样品。Cu和Pb重金属含量采用原子吸收火焰法进行测定,利用Variowin2.0和ArcGIS10.2软件分析重金属空间结构及分布特征,解析其污染成因。[结果] 研究区域土壤Cu和Pb空间结构均为套合结构,其块金值与基台值的比值在25%~75%之间。Cu和Pb的空间分布与河流走向密切相关,在西北-东南方向空间相关性较强,其高值区主要分布在研究区域中北部的凉水河流域、西部的永定河流域以及通州的东北部。[结论] 污水灌溉和成土母质是研究区域土壤重金属的主要来源。由污水灌溉等小尺度因素主导的土壤Cu和Pb元素空间自相关距离分别为11.35 km和9.49 km;由成土母质等大尺度因素主导的空间自相关距离分别为26.65 km和31.70 km。通过分析不同尺度因素对区域土壤重金属含量空间分布的影响,可揭示土壤重金属污染成因,这种思路可为其他区域开展土壤重金属污染成因研究提供借鉴。
2018 Vol. 24 (1): 195-202 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [[PDF 1594KB] 1594KB] ( 62 )
203 周世雄, 魏朝俊, 胡海燕, 高宝嘉, 李兆君
氟磺胺草醚对大豆根际土壤微生物和酶活性的影响及其在根际的降解
[目的] 本研究旨在探讨不同浓度氟磺胺草醚在大豆根际土壤中的微生态效应,及其在根际土壤中的降解动态,为进一步研究除草剂的残留污染提供科学依据。[方法] 以中黄13号大豆为材料,采用根箱进行了模拟栽培试验。设施用氟磺胺草醚3.75 mg/kg(低)、7.5 mg/kg(中)、18.75 mg/kg(高)3个水平,以不添加氟磺胺草醚处理为对照,调查了大豆根际土壤细菌、真菌、放线菌数量,分析了根际土壤中过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶、蔗糖酶4种酶活性,以及氟磺胺草醚在大豆根际土壤中的降解规律。[结果] 低浓度氟磺胺草醚处理的大豆根际土壤细菌数量显著低于对照根际土壤(P < 0.05),高浓度氟磺胺草醚处理在28 d时显著高于对照(P < 0.05);中浓度氟磺胺草醚处理与对照没有显著性差异。不同浓度氟磺胺草醚处理的大豆根际土壤真菌和放线菌数量与对照差异不显著。氟磺胺草醚处理的大豆根际土壤过氧化氢酶活性与对照没有显著差异;磷酸酶活性在取样初期略有降低;低浓度氟磺胺草醚处理的土壤脲酶活性显著降低,中浓度和高浓度处理对脲酶活性表现为先刺激后抑制;高浓度氟磺胺草醚处理的蔗糖酶活性在42 d和56 d时显著低于对照。高浓度氟磺胺草醚降解速率明显高于低浓度和中浓度,并且在试验初期降解迅速;3种浓度氟磺胺草醚在大豆根际土壤中的降解均符合一级动力学方程,降解半衰期由低浓度到高浓度逐渐变短。[结论] 3种浓度氟磺胺草醚总体上降低大豆根际土壤中细菌的数量,而对大豆根际土壤真菌和放线菌的数量均没有显著影响。氟磺胺草醚对大豆根际土壤过氧化氢酶活性没有显著影响,在短期内对磷酸酶活性有一定程度的抑制作用,低浓度氟磺胺草醚可以显著降低大豆根际土壤脲酶活性,而高浓度氟磺胺草醚在试验后期可以显著抑制大豆根际土壤蔗糖酶活性。大豆根际土壤中氟磺胺草醚初始浓度越高,降解速率越快,半衰期越短。
2018 Vol. 24 (1): 203-211 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [[PDF 576KB] 576KB] ( 63 )
212 李进, 樊小林, 蔺中
碱性肥料对土壤微生物多样性及香蕉枯萎病发生的影响
[目的] 研究碱性肥料对土壤微生物活性及多样性的影响,探究防控香蕉枯萎病的有效途径。[方法] 采用两因素裂区设计进行了盆栽试验。主处理是施肥量相等、pH值分别为5.5、7.0、8.0的3个氮磷钾复合肥(22-8-15);副处理为接种香蕉枯萎病尖孢镰刀菌 [Fusarium oxysporum f. sp. cubensce(E.F.Smith)Snyder et Hasen],包括不接种尖孢镰刀菌(FOC)、接种FOC×106 cfu/g两个水平,共6个处理。[结果] 1)施用pH为7和8的两种肥料处理显著降低了香蕉枯萎病的染病率及病情指数,pH 8.0的碱性肥料较pH 5.5的酸性肥料分别降低了38和16个百分点。2)接种FOC后,碱性肥料相比中性和酸性肥料显著增加了香蕉整株生物量,增加量分别为15%和23%,而对香蕉根部生物量影响不显著。3)肥料的酸碱性对土壤微生物群落数量有显著影响,碱性肥料处理土壤中的FOC和真菌数量显著少于酸性肥料处理的,分别减少了60%和51%,而放线菌和细菌数量却都明显多于酸性肥料处理的,分别是酸性肥料的1.22和2.25倍。4)碱性肥料较酸性肥料提高了土壤微生物的总碳源利用率及活性;在接种FOC的情况下,碱性肥料较酸性肥料可以显著地提高土壤微生物多样性。[结论] 施用碱性肥料能明显减少土壤中FOC和真菌数量,增加细菌、放线菌数量,显著优化土壤微生物种群结构,提高土壤微生物活性及多样性,有效抑制FOC的萌发和致病,从而有效防控香蕉枯萎病的发生。
2018 Vol. 24 (1): 212-219 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [[PDF 414KB] 414KB] ( 72 )
220 王玫, 徐少卓, 刘宇松, 张素素, 张红, 陈学森, 王艳芳, 毛志泉
生物炭配施有机肥可改善土壤环境并减轻苹果连作障碍
[目的] 苹果连作障碍是制约苹果产业可持续发展的重要因素之一。研究生物炭复合有机肥混合处理对连作条件下平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、根系指标和土壤环境的影响,探讨生物炭复合有机肥对苹果连作障碍的防控效果,为老果园改造提供理论依据。[方法] 盆栽条件下,以苹果常用砧木-平邑甜茶为试材,设计了连作土壤(CK)、连作土用溴甲烷熏蒸处理(F)、连作土 + 2%有机肥(OF)、连作土 + 2%生物炭(B)、连作土 + 2%有机肥 + 2%生物炭(BOF)5个处理。采用常规方法测定了不同处理对平邑甜茶幼苗生物量、根系呼吸速率、根系指标及土壤酶活性的影响,用Illumina MiSeq 2 x 300 bp平台和实时荧光定量PCR测定了不同处理土壤中真菌群落结构和尖孢镰刀菌数量。[结果] 生物炭、有机肥以及二者复合施用,均可提高平邑甜茶幼苗的生物量,三种处理的根系呼吸速率分别是对照的1.3、1.2和1.5倍;经生物炭、有机肥或二者复合处理后,幼苗总根长、根体积以及表面积虽然不如F处理的效果好,但是也明显高于连作土对照,其中BOF处理效果最好,分别是对照的2.3、4.8和3.4倍;三种处理还可增强土壤酶活性,其中以生物炭复合有机肥效果最佳,土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶活性分别为对照的2.1、2.9和2.9倍;三种处理不同程度地改善了连作土壤真菌群落结构,生物炭复合有机肥对土壤真菌丰富度和多样性的提高效果最为显著,与其他三个处理差别明显;溴甲烷灭菌、生物炭配施有机肥处理土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数均显著低于连作土,说明连作土壤中以尖孢镰刀菌为主的有害真菌数量明显减少。[结论] 施用生物炭复合有机肥相比于单施生物炭或者有机肥,能更好地提高连作条件下平邑甜茶幼苗的生长发育,增强土壤酶活性,二者配施明显优化了土壤真菌群落结构,降低了土壤中尖孢镰刀菌基因拷贝数。因此,施用生物炭复合有机肥这一综合措施能更好地防控苹果连作障碍。
2018 Vol. 24 (1): 220-227 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [[PDF 503KB] 503KB] ( 157 )
228 肖婧, 王传杰, 黄敏, 孙楠, 张文菊, 徐明岗
生物质炭对设施大棚土壤性质与果蔬产量影响的整合分析
[目的] 设施大棚是果蔬的重要生产基地,量化和评估生物质炭在设施栽培中的应用效果,对生物质炭在设施大棚的推广应用具有重要的实践价值。[方法] 通过文献收集并建立数据库,共获得典型设施大棚或温室环境条件下相对独立的匹配数据214组,采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,定量分析生物质炭特性(原料、制备温度、C/N、pH)与管理措施(施用量与施用时长)对果蔬产量、土壤理化性质的影响程度。[结果] 设施条件下施用生物质炭可显著提高土壤pH,且土壤有机碳、氮、磷等均有不同程度的增加。果蔬增产效应显著,其中,叶菜类、块茎类、果菜类以及豆类产量分别增加23.9%、43.3%、60.6%和79.5%。低量施用(< 10.0 t/hm2)平均增产30.8%,高量施用(10.0~80.0 t/hm2)增产14.0%~27.4%。施用生物质炭前6个月增产效果显著,最高可达30.4%,超过6个月,增产效果不显著。不同制备生物质炭的增产效果也存在一定差异,畜禽粪便类(66.4%)> 秸秆类(31.2%)> 木材类(19.0%)> 壳渣类(5.9%)。制备温度低于600℃的生物质炭增产20.4%~36.5%,超过600℃时增产效果不显著。当原料生物质炭C/N值 < 100时,增产19.3%~49.1%,且随C/N值的增加增产效果呈降低趋势。当生物质炭呈碱性时(pH 9~10)增产效果最佳。[结论] 生物质炭类型及施用量是影响设施土壤肥力与果蔬产量的关键因素,低温(400~500℃下)制备的生物质炭增产效果显著,建议施用量控制在10.0 t/hm2以下且间断性施用,可降低成本,提高经济效益。
2018 Vol. 24 (1): 228-236 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [[PDF 562KB] 562KB] ( 83 )
237 郑朝霞, 王颖, 巩庆利, 郑伟, 赵志远, 翟丙年, 韩明玉
矮化自根砧红富士幼树对土施15N-尿素的吸收、分配和利用
[目的] 研究不同施氮水平对矮化自根砧红富士苹果幼树氮素吸收、分配和利用的影响,为矮化自根砧苹果园氮素管理提供依据。[方法] 采用盆栽试验,以2年生矮化自根砧红富士苹果幼树为试材,利用15N同位素示踪技术,研究三个施氮水平下幼树对氮素的吸收、分配及利用特性。试验设三个处理,每千克土施氮(N)量为0.1 g(N0.1)、0.2 g(N0.2)和0.3 g(N0.3),分别在春梢停长期(6月23日)、秋梢停长期(8月25日)、养分回流期(9月20日)和落叶前期(10月23日)取全株样品进行氮的分析测定。[结果] 至落叶前期,矮化自根砧红富士苹果幼树总干重和根系生物量以N0.1水平最高。不同氮素水平下,植株不同器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)差异较大。氮肥施入至春梢停长期,幼树地上部新生营养器官Ndff值最高;秋梢停长期至落叶前期均以根系的Ndff值最高,同时根部吸收的15N也优先向营养器官运转;树体对氮的吸收征调能力随施氮量的增加而减弱。果树春梢停长期,N0.1处理树体新吸收的氮素可更为快速地转运至新生器官;春梢停长期至养分回流期,叶片15N分配率最大;落叶前期,N0.1处理根系15N分配率(33.8%)显著高于N0.2(17.0%)和N0.3(22.5%)处理,叶片中约37.6%的氮素回流到树体内。随着生育期的推移,树体15N利用率显著提高,至养分回流期各处理15N利用率为N0.1(30.0%)> N0.2(27.9%)> N0.3(21.7%)。春梢停长期至养分回流期,三个施氮水平下树体吸收的15N均占整个生育期氮素吸收的80%或以上。[结论] 春梢停长期至养分回流期是矮化自根砧红富士苹果幼树氮素营养需求的关键时期,N0.1处理有利于幼树营养生长和氮素的吸收利用及贮藏,建议生产上应适当控制氮肥的投入,根据果树需肥关键时期合理施用氮肥,满足树体不同生长发育阶段对氮素的需求,提高氮肥利用率。
2018 Vol. 24 (1): 237-244 [摘要] ( 35 ) [HTML 1KB] [[PDF 472KB] 472KB] ( 54 )
245 樊仙, 郭家文, 邓军, 张跃彬, 高欣欣, 杨绍林, 李如丹
云南不同生态蔗区甘蔗施肥现状分析与评价
[目的] 云南省是我国第二大甘蔗和食糖生产基地,了解云南省不同生态蔗区甘蔗施肥现状及蔗农养分资源管理中存在的问题,提出解决问题的对策,对于提高甘蔗产量及品质、优化蔗农经济效益和甘蔗产业可持续发展具有重要意义。[方法] 采用蔗农统一问卷实地走访调查的方法,对2013—2014年榨季的24个县1350户蔗农的甘蔗产量、施肥习惯及施肥量、施肥种类、施肥时间、施肥方式等进行了调查。根据蔗区的实际肥料投入量和各肥料产品中标注的有效养分含量,计算化肥中各养分的投入量,没有记录的按调查多数平均值计算。[结果] 通过实际调查资料汇总,当甘蔗产量介于85.00~90.00 t/hm2 时,建议化肥用量分别为 N 285~350 kg/hm2、P2O5 200~250 kg/hm2、K2O 175~225 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O 养分比例约为1∶0.7∶0.6。蔗区养分调查结果表明,不同生态蔗区甘蔗平均产量表现为南亚热带湿润蔗区 > 中亚热带湿润蔗区 > 北热带半湿润蔗区,分别为81.40 t/hm2、81.73 t/hm2 和75.44 t/hm2,全省甘蔗平均产量80.35 t/hm2。南亚热带湿润蔗区以施基肥为主,施用基肥的蔗农比例为99.71%;中亚热带湿润蔗区和北热带半湿润蔗区以施追肥为主,施用追肥的蔗农比例分别为94.17%和93.94%;化学肥料品种以尿素、普通过磷酸钙和复合肥为主,且施用复合肥的比例较高,其施用的样本比例占到了总样本数的94.13%;有机肥以滤泥、酒精废液和蔗叶还田为主,且均作为基肥施用,施用比例小。全省化肥氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)投入量分别是193.67 kg/hm2、116.79 kg/hm2 和95.86 kg/hm2。云南省各生态蔗区甘蔗化肥养分投入量均表现为氮肥 > 磷肥 > 钾肥。蔗区施肥以两次施肥(基肥 + 追肥)和一次施肥(追肥)为主。甘蔗下种时基肥随蔗种一起施入,进入拔节伸长期时进行追肥,追肥均在4 月份至6 月份完成。肥料施用方式以条施和穴施为主,施肥深度存在较大差异,施用追肥后不盖土的现象严重,中亚热带湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的82.53%。[结论] 云南不同生态蔗区存在以下问题:重追肥,轻基肥;重视化学肥料、复合肥,忽视有机肥;重视氮肥,轻钾肥;部分地区追肥不覆土现象严重。因此,针对不同生态蔗区应积极推广有机肥的投入,平衡氮肥与磷肥用量,提高钾肥的施用量,优化基肥追肥肥料投入比例,推广测土配方施肥,做到施肥覆土,提高肥料利用效率。
2018 Vol. 24 (1): 245-254 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [[PDF 512KB] 512KB] ( 50 )
255 温云杰, 宋书会, 张金尧, 刘荣乐, 汪洪
盐酸提取的土壤无机磷酸盐中氧同位素分析
[目的] 磷酸盐中的P-O键在自然条件下稳定。磷酸盐中最重和最轻氧同位素(18O和16O)的比值,即δ18O-P,可以表征生态系统中磷的转化。由盐酸提取的土壤无机磷(HCl-Pi)难以被作物直接吸收利用,但在根系分泌物和土壤微生物的作用下,可转化为有效形态。建立δ18O-P测定方法可以为示踪土壤中HCl-Pi的循环、转化过程提供基础。[方法] 本文选择潮土和黑土长期定位试验中NK(不施磷肥)、NPK(施用无机磷肥)、NPKM(施用无机磷肥 + 粪肥)、NPKS(NPK + 秸秆还田)4个施肥处理土样,按照土壤磷化学分级方法逐级浸提,收集1 mol/L HCl浸提液,通过磷钼酸铵沉淀、磷酸铵镁沉淀等过程分离纯化其中磷酸盐,获得磷酸银沉淀,利用元素分析仪稳定性同位素比例质谱仪测定氧同位素组成δ18O-P值。[结果] 磷酸盐经过分离纯化沉淀3个关键过程,回收率均达到92%以上,损失较少,未出现氧同位素分馏。X射线衍射仪和氧含量测定表明,实验获取磷酸银样品纯度较高。潮土与黑土各处理中HCl-Pi的δ18O-P值分别为17.21‰ 和17.90‰(NK)、17.25‰ 和17.61‰(NPK)、17.62‰和17.87‰(NPKM)、17.95‰ 和17.70‰(NPKS),4个施肥处理之间土壤δ18O-P值无显著差异。[结论] 本研究建立盐酸提取土壤磷酸盐中氧同位素分析测定方法,可为农田土壤中磷的循环转化及其溯源研究提供技术支撑。
2018 Vol. 24 (1): 255-260 [摘要] ( 17 ) [HTML 1KB] [[PDF 458KB] 458KB] ( 60 )
研究简报
261 张玲, 陈新平, 贾良良
基于无人机可见光遥感的夏玉米氮素营养动态诊断参数研究
[目的] 近年来应用无人机进行作物生长、营养和植保信息的快速提取受到广泛关注,但其对作物全生育期营养状况的动态诊断需要明确适宜的色彩参数。本研究通过田间氮水平试验,以无人机为平台利用可见光光谱对夏玉米不同生育期的冠层氮素营养进行监测,对基于可见光RGB图像的色彩参数与传统氮素诊断指标的相关性进行分析,并比较色彩参数的变异系数以探明夏玉米不同生育时期氮素营养诊断的最佳色彩参数。[方法] 于2015年6—10月,在河北省中国农业大学曲周试验基地设置不同氮水平田间试验,以夏玉米郑单958为供试作物,设5个施氮水平:0、102、145、189和250 kg/hm2(分别以CK、70%OptN、OptN、130%OptN、ConN表示),4次重复。分别在夏玉米六叶期(V6)、十叶期(V10)、吐丝期(VT)、籽粒建成期(R2)、乳熟期(R4)应用无人机可见光遥感技术获取夏玉米冠层图像,采用Adobe Photoshop软件经过一些图像处理后选用直方图程序提取图像的红光值R、绿光值G、蓝光值B、亮度值L,研究由此计算的12个色彩参数与传统氮素诊断指标(植株氮浓度、生物量和吸氮量)的相关性,结合相关系数和变异系数的大小综合分析筛选夏玉米不同生育时期氮素营养诊断的最佳色彩参数。[结果] 红光值(R)、绿光值(G)、亮度值(L)、绿光标准化值[G/(R + G + B)]、蓝光标准化值[B/(R + G + B)]、绿光与红光的比值(G/R)、绿光与蓝光的比值(G/B)、绿光与亮度的比值(G/L)、红绿蓝植被指数(RGBVI)等在不同生育时期均与夏玉米的植株氮浓度、生物量和吸氮量有很好且一致的相关性,结合图像色彩参数的变异系数综合分析后,G/(R + G + B)、G/L在各生育时期与夏玉米常规的氮营养诊断指标有极显著的相关性(P < 0.01),相关系数介于0.641~0.944之间,且变异系数小而稳定,介于0.93%~4.30%之间,优于其他光谱参数,可作为基于无人机可见光技术用于各时期氮素营养动态诊断的最佳色彩参数。[结论] 应用无人机可见光遥感进行夏玉米氮素营养动态诊断具有结果可靠、便捷、高效、非破坏性的优点,本研究结果对应用该技术进行较大区域的作物氮素营养动态诊断提供了科学依据。
2018 Vol. 24 (1): 261-269 [摘要] ( 24 ) [HTML 1KB] [[PDF 435KB] 435KB] ( 62 )
270 孙萌, 刘洋, 李寒, 李保国, 齐国辉, 张雪梅
有机物覆盖对核桃园土壤有机碳库及酶活性的影响
[目的] 地面覆盖是重要的地面管理措施,简单省力,不仅可以提高土壤肥力,还可以促进土壤微域生态系统的可持续发展。研究核桃园有机物覆盖对土壤有机碳库及酶活性的影响,可为推广有机覆盖管理措施提供理论依据。[方法] 基于核桃园连年有机物覆盖试验,采用随机区组设计,以不覆盖为对照,研究了地面覆盖有机肥、碎木屑后,土壤有机碳库、碳库管理及酶活性的变化及三者间的关系。[结果] 1)有机物覆盖处理提高了土壤各有机碳组分含量,随着土层的加深效应下降,覆盖有机肥效果优于覆盖碎木屑。在0—20 cm土层,覆盖有机肥处理的总有机碳含量、可溶性有机碳含量及易氧化有机碳含量分别为对照的1.66倍、1.33倍、6.99倍,覆盖碎木屑处理的稳定性有机碳含量为对照的1.42倍。2)有机物覆盖处理在一定程度上提高了土壤碳库活度、碳库活度指数、碳库指数及碳库管理指数,随土层的加深处理间差异减小。在0—80 cm土层,覆盖有机肥处理的碳库活度及碳库活度指数为对照的2.9~5.9倍,覆盖碎木屑处理的为对照的1.3~2.5倍;覆盖有机肥处理的碳库指数为对照的1.1~1.7倍,覆盖碎木屑处理的为对照的1.1~1.5倍;覆盖有机肥处理的碳库管理指数是对照的3.3~9.8倍,覆盖碎木屑处理的为对照的1.6~2.8倍。3)有机物覆盖处理提高了核桃生长期内的土壤过氧化氢酶活性、中性蛋白酶活性、脲酶活性和纤维素酶活性,覆盖有机肥处理的提高幅度为4.2%~103.0%,覆盖碎木屑的提高幅度为3.5%~47.3%。4)土壤总有机碳含量与碳库指数、碳库活度指数、碳库管理指数均呈显著正相关,土壤脲酶活性、土壤纤维素酶活性与土壤总有机碳含量、可溶性有机碳含量及易氧化有机碳含量呈极显著正相关。[结论] 地面覆盖有机肥、碎木屑可以提高核桃园土壤的碳库活度及土壤酶活性。
2018 Vol. 24 (1): 270-278 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [[PDF 542KB] 542KB] ( 57 )
279 王岩, 韩苗, 熊子怡, 郭涛
丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响
[目的] 利用丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal fungi,AM)真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。[方法] 采用盆栽试验,设置三个施磷水平(0、200、400 mg/kg),两个施锌水平(0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌(+AM)和不接菌(-AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。[结果] 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件(400 mg/kg)下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。[结论] 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。
2018 Vol. 24 (1): 279-284 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [[PDF 348KB] 348KB] ( 179 )
植物营养与肥料学报
 
 

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· 本刊朱兆良院士和金继运研究员撰写的”保障我国粮食安全的肥料问题“入选”2016年中国百篇最具影响国内学术论文“
· 《植物营养与肥料学报》2013~2015年度优秀论文
· 2016生物农药与微生物肥料技术发展研讨会
· 第十五届中国青年土壤科学工作者暨第十届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会通知(第一轮)
· 2016年度国际植物营养研究所(IPNI)研究生奖学金申请开始了
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