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2013年  19卷  第2期

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研究论文
保障我国粮食安全的肥料问题
朱兆良, 金继运
2013, 19(2): 259-273. doi: 10.11674/zwyf.2013.0201
摘要:
肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用,同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战;对国家种植业发展对肥料的需求,有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述;提出了区域用量控制与田块微调相结合的推荐施肥的理念和技术路线;形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系;同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上,提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策,建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。
超高产冬小麦对钾的吸收、积累和分配
党红凯, 李瑞奇, 李雁鸣, 孙亚辉, 张馨文, 孟建
2013, 19(2): 274-287. doi: 10.11674/zwyf.2013.0202
摘要:
为明确超高产(9000 kg/hm2左右)冬小麦的钾营养特点和为确定施钾技术提供理论依据, 20042005年、 20052006年通过田间试验在2个小麦生长季分别种植4个品种,在小麦生长的各生育时期取植株样品,分析不同器官钾的浓度。结果表明,小麦全生育期地上部不同器官中钾(K2O)浓度为0.21%~3.84%(干重)。各器官均是在形成初期或早期含钾量最高,之后直到成熟期都在不同程度地下降。各生育时期钾浓度最高的器官随生长中心转移而更替。在所有器官中,开花前叶片中钾的积累量和分配率最高,其中拔节前钾在叶片中的分配率达50%或以上; 开花后茎秆中钾的积累量和分配率最高,成熟期钾在茎秆中的分配率达35.6%~45.3%。同一年份不同品种各器官的钾浓度及全生育期钾的总积累量有一定差异,但差异不显著,表明产量在9000 kg/hm2左右的不同品种具有相似的钾素营养特性。小麦植株对钾的总积累量在开花期达到最高值为181.7~230.7 kg/hm2,每生产100 kg籽粒需吸收钾2.0~2.6 kg,钾生产效率为35.36~55.58 kg/kg。小麦对钾的吸收以生育中期(起身至开花)最高,前期(出苗至起身)次之,后期(开花至成熟)为负积累。根据本研究小麦钾素的营养特点,在小麦秸秆还田基础上,9000 kg/hm2左右超高产小麦的钾肥施用量应不低于K2O 90 kg/hm2。
不同氮素水平对豫麦49-198籽粒灌浆及淀粉合成相关酶活性的调控效应
王贺正, 徐国伟, 吴金芝, 张均, 陈明灿, 付国占, 李友军*
2013, 19(2): 288-296. doi: 10.11674/zwyf.2013.0203
摘要:
为了明确不同氮素水平下小麦干物质运转、 籽粒灌浆及有关淀粉酶活性的变化规律,以豫麦49198为材料,在河南科技大学试验农场,通过设置120 kg/hm2(N1)、 180 kg/hm2(N2)、 240 kg/hm2(N3)和300 kg/hm2(N4)4个氮素水平,研究了小麦茎鞘物质运转、 籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。结果表明,在一定范围内增施氮肥有利于提高茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、 输出率、 转化率,各指标均以N3处理最高,N1处理最低。适量增施氮肥能提高籽粒生长潜势、 最大灌浆速率和平均灌浆速率,缩短籽粒生长活跃期,使品种达最大灌浆速率的时间提前,其中N3处理最佳,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.55710-2 和0.37310-2 g/(grainsd),N4处理最差,其最大灌浆速率和平均灌浆速率分别为0.40610-2 和0.272 10-2 g/(grainsd)。适量增施氮肥能增强籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶(SSS)、 Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性,各处理中,酶活性均以N3处理最高,N4处理最低,N3和N4处理相比SSS、 Q和ADPG焦磷酸化酶最大酶活性分别提高了22.0%、 23.2%和9.5%。但过量施氮,降低了茎鞘干物重的积累、 运输和转化能力以及籽粒灌浆速率和3种淀粉合成有关酶活性。抽穗期茎鞘干物重、 抽穗后茎鞘干物质输出量和输出率均与籽粒产量呈显著正相关。试验表明,在适宜氮肥水平下小麦具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、 籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量较高的生理基础。
长期不同施肥条件下红壤性水稻土双季稻氮肥回收率的变化特征
王姗娜, 黄庆海, 徐明岗, 段英华, 柳开楼
2013, 19(2): 297-303. doi: 10.11674/zwyf.2013.0204
摘要:
在江西进贤红壤性水稻土上连续种植双季水稻26年,分析了在化肥氮用量相同条件下,不施肥(CK), 单施氮肥(N), 施用氮、 磷化肥(NP), 氮、 钾化肥(NK), 氮、 磷、 钾化肥(NPK)和氮磷钾配施有机肥(NPKM)处理的水稻氮肥回收率的演变特征及其增产效应。结果表明,不同施肥条件下的化肥氮回收率差异显著,26年的平均氮肥回收率 N 处理为 9.4%~11.6%、 NP为13.0%~18.5%、 NPK为19.8%~26.1%, NPKM为14.1%~22.9%。磷、 钾肥混施和与有机肥配施可显著提高水稻氮肥回收率,且对早稻的贡献大于晚稻,NPK和NPKM处理的早稻氮肥回收率比晚稻平均高6.3和8.8个百分点。N和NK处理的早稻和晚稻氮肥回收率均随年度增加而显著降低,平均每年下降约0.6个百分点,而NPK、 NPKM处理的氮肥回收率基本保持稳定。与NPK相比,NPKM处理早稻和晚稻籽粒产量分别增加19.0%和21.7%。因此,NPKM处理在提高化肥氮的回收率和高产稳产方面都是红壤性水稻土上可持续的施肥模式。
不同复种方式对水稻产量和土壤肥力的影响
周春火, 潘晓华, 吴建富, 石庆华
2013, 19(2): 304-311. doi: 10.11674/zwyf.2013.0205
摘要:
连续2年研究了不同复种方式对双季水稻产量和稻田土壤肥力的影响。结果表明, 紫云英+双季稻处理(ZDD)的水稻产量明显高于油菜+双季稻(YDD)和冬闲+双季稻处理(XDD)。其中,2010年早稻产量处理间差异不大,晚稻ZDD处理比YDD高3.5%,比XDD高4.1%; 2011年ZDD处理早稻产量极显著高于YDD处理,幅度为6.4%,晚稻极显著高于XDD,幅度为4.6%; 有效穗的不同是导致处理间产量差异的主要原因。水稻根系总干重呈ZDDYDDXDD,差异显著或极显著,且10 cm以下土层分布的水稻根系ZDD和YDD处理明显高于XDD。复种2年后,与XDD相比,ZDD和YDD处理的土壤有机质、 全氮含量、 微生物总量和酶活性增加,其中ZDD处理的土壤有机质含量分别比YDD、 XDD高0.58%、 0.95%,差异显著; 与试验前相比,土壤全氮含量三种复种方式均有提高,ZDD、 YDD和XDD处理的提高幅度分别为6.52%、 2.17%和0.72%,且ZDD和XDD间差异达显著水平; 土壤微生物总量呈ZDDYDDXDD,处理间差异极显著。冬种紫云英并替代部分化肥施用明显提高水稻产量,冬种紫云英和油菜有利于土壤肥力改善。
施磷方式对高产春玉米磷素吸收与磷肥利用的影响
范秀艳, 杨恒山, 高聚林, 张瑞富, 王志刚, 张玉芹
2013, 19(2): 312-320. doi: 10.11674/zwyf.2013.0206
摘要:
以高产春玉米金山27为供试品种,研究了在3个施磷水平(P2O5 100、 150和200 kg/hm2)下,不同施磷方式(分层施磷和传统施磷)对其磷素吸收、 转运和利用的影响。结果表明,同一施磷水平下,分层施磷较传统施磷方式玉米植株磷含量和磷积累量均有不同程度的提高,在完熟期差异均达到显著水平。不同施磷方式间,茎鞘、 叶片、 穗部营养体各生育时期磷含量和磷积累量差异多数不显著,但完熟期子粒磷含量和磷积累量分层施磷均显著高于传统施磷方式。 同一施磷水平下,叶片、 茎鞘和穗部营养体中磷素的转运量均表现为分层施磷高于传统施磷,但差异多数未达到显著水平。 转运率及对子粒贡献率的差异规律性不明显。磷肥吸收效率、 利用效率、 偏生产力和利用率均以分层施磷高于传统施磷方式,且差异多数达到显著水平。因此分层施磷方式能促进春玉米对磷素的吸收,可提高磷肥的吸收效率和利用效率。
长期秸秆还田对旱地玉米产量、效益及水分利用的影响
周怀平, 解文艳, 关春林, 杨振兴, 李红梅
2013, 19(2): 321-330. doi: 10.11674/zwyf.2013.0207
摘要:
在我国北方地区的旱作农田,从1992年秋季开始至2011年,进行了连续19年的不同秸秆还田方式的春玉米长期定位试验,研究秸秆不还田(CK)、 长期秸秆覆盖还田(SM)、 秸秆粉碎直接还田(SC)、 秸秆养畜粪肥还田(CM)对玉米籽粒产量、 经济效益和水分利用的影响。结果表明, 1)秸秆还田具有显著的增产增收效果,19年累计增产13.43~24.28 t/hm2,增产幅度11.57%~20.92%,纯效益增加了1283118171 Yuan/hm2; 2)秸秆还田可以减少玉米生育期耗水量、 增加土壤贮水总量、 明显提高水分利用效率,其中秸秆养畜粪肥还田的增产增收效果以及秸秆覆盖还田的保水效果最为明显。不同的降水年型,对玉米产量和水分利用也存在较大影响,正常降水年型玉米产量最高, 偏旱年型玉米水分利用效率最高。丰水年份和偏丰年份应当注意减少降水的无效耗散,秸秆覆盖还田在偏旱年份的增产效果尤为突 出。
小麦/玉米/大豆间套作体系中小麦施磷后效对大豆产量、营养状况的影响
陈远学, 周涛, 黄蔚, 陈新平, 唐义琴, 刘静, 陈晓辉, 徐开未
2013, 19(2): 331-339. doi: 10.11674/zwyf.2013.0208
摘要:
为评估磷肥的施用后效,在田间试验条件下研究了四川小麦/玉米/大豆周年间套作体系中小麦施磷对后作大豆产量及营养状况的影响。结果表明,在小麦5个磷(P2O5)处理(0、 45、 90、 135、 180 kg/hm2)后,大豆播前土壤有效磷分别为19、 22、 51、 57、 62 mg/kg(记为SP0、 SP1、 SP2、 SP3、 SP4),大豆籽粒产量随土壤有效磷含量的增加呈先增加后减少的趋势,SP1的籽粒产量最高(1797 kg/hm2),较SP0增加116%,而SP2SP4的大豆产量只比SP0增加了4.3%~4.7%,SP1~SP4间无显著差异;大豆茎产量随土壤有效磷含量的增加而增加,SP1、 SP2、 SP3、 SP4比SP0分别增加10.4%、 22.4%、 28.5%、 31.5%。随着土壤有效磷的增加,大豆总荚数和饱荚数有随之增大的趋势,总荚数在SP4处理最大,比SP0增加11.1%,饱荚数在SP1最大,比SP0增加13.9%,而瘪荚数是先显著减少后又逐渐增大(SP1最小为8.8荚/株,SP4最大为13.4荚/株),饱瘪比是先显著增大后又逐渐减少(SP1最大为8.50,SP0最小为5.06)。大豆籽粒、 茎的氮、 磷含量随土壤有效磷含量的增加呈先增加后降低的趋势,都在SP2时达最大(籽粒氮、 磷含量7.718%、 0.764%; 茎氮、 磷含量0.659%、 0.065%),而钾含量随土壤有效磷的增加而增加。大豆茎生物量,磷、 钾养分含量和氮、 磷、 钾养分积累量与土壤有效磷含量呈极显著正相关。SP2、 SP3、 SP4 3个处理大豆吸磷量分别是SP0的1.7、 1.6、 1.7倍,而其生物量仅为SP0的1.2、 1.3、 1.3倍。综上,适宜的土壤磷有利于大豆的生长,土壤磷过高反而可能造成大豆植株的徒长而影响结荚和鼓粒,在小麦/玉米/大豆体系中后作大豆可不施或少施磷,充分利用前作小麦施用的磷肥以提高磷肥的利用率。
钾肥用量对甜荞麦产量和钾素利用效率的影响
侯迷红, 范富, 宋桂云, 苏雅乐, 纪凤辉
2013, 19(2): 340-346. doi: 10.11674/zwyf.2013.0209
摘要:
以甜荞麦大粒荞品种为材料,设4个钾素水平(K2O 0、 22.5、 45和67.5 kg/hm2),通过两年田间试验,研究了钾肥用量对甜荞麦产量、 钾素吸收和利用特性的影响。结果表明,甜荞麦籽粒产量、 籽粒钾素累积量随施钾量的增加先增加后降低,在施钾量为K2O 45 kg/hm2 时达最高。通过二次曲线模拟,在施钾量为K2O 46.2 kg/hm2(2009年)和46.3 kg/hm2(2010年)时产量达到最高。钾素生理效率、 钾素利用效率、 钾肥农学利用率、 钾肥生理利用率、 钾肥效率和钾肥利用效率均随钾肥用量的增加而下降。在本试验条件下,施K2O 22.545 kg/hm2时,通辽市库伦旗甜荞麦可获得较高的钾肥利用率,并获得高产。
糜子氮、磷、钾肥的效应及优化研究
张美俊, 乔治军, 杨武德, 陈凌, 冯美臣
2013, 19(2): 347-353. doi: 10.11674/zwyf.2013.0210
摘要:
为揭示糜子氮、 磷、 钾肥效应,并提出最优推荐施肥量组合,本试验采用3414不完全正交回归设计,对糜子氮、 磷、 钾肥合理配比施肥效应进行研究,同时对糜子产量进行肥效模型拟合,得出最优经济效益氮、 磷、 钾推荐施肥量。结果表明, 施用氮、 磷、 钾肥, 糜子增产效果显著,最高增产率可达52.31%,缺氮和高氮处理增产率最低,说明适宜的氮肥施用量是影响糜子产量的关键因子。氮、 磷、 钾肥间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效,三因素对糜子产量的影响大小顺序为氮>磷>钾,任一因素过量施用均会导致产量显著降低。根据一元二次肥效模型得出糜子氮(N)、 磷(P2O5)、 钾(K2O)的最优推荐施肥量分别为121.61、 78.09、 24.23 kg/hm2,适宜的氮、 磷、 钾施肥比例为1∶0.64∶0.20。
硅对番茄生长及光合作用与蒸腾作用的影响
曹逼力, 徐坤*, 石健, 辛国凤, 刘灿玉, 李秀
2013, 19(2): 354-360. doi: 10.11674/zwyf.2013.0211
摘要:
为探讨番茄对硅的生理响应特性,本文采用营养液培养方法,研究了0(CK)、 0.6(T1)、 1.2(T2)、 1.8(T3)mmol/L 3个硅水平对番茄生长及水和CO2交换参数的影响。结果表明,番茄植株各器官硅含量均随营养液硅水平升高而显著增加,且以叶片差异最为显著,T1、 T2、 T3处理番茄叶片硅(SiO2)含量分别比CK高 250.90%、 403.59%、 552.69%; 番茄生长量、 叶片叶绿素含量均以T2、 T1处理较高,而T3处理则与CK无显著差异。T1、 T2处理的净光合速率(Pn)亦显著高于CK,在11: 00 Pn 达峰值时,分别比CK高15.36%和23.12%,而T3处理则比CK低5.74%;番茄叶片蒸腾速率(Tr)则随硅水平的提高而降低,13: 00时 T1、 T2、 T3处理的Tr分别比CK低7.42%、 11.47%和23.08%,硅处理番茄的瞬时水分利用效率(WUEi)均显著高于CK,11: 00时 WUEi 达峰值时,T1、 T2、 T3 处理分别比CK高 22.22%、 35.47%和17.52%。表明营养液硅(SiO2)水平以1.2 mmol/L为好。
活化磷矿粉对重金属污染土壤上莴苣生长与品质的影响
许学慧, 姜冠杰, 付庆灵, 刘永红, 胡红青
2013, 19(2): 361-369. doi: 10.11674/zwyf.2013.0212
摘要:
用0.5 mol/L草酸与南漳和保康两地的两种低品位磷矿粉在一定条件下混合培养后,施于重金属污染的土壤,通过盆栽试验,研究草酸活化磷矿粉对重金属污染土壤上莴苣生长和品质的影响。结果表明,盆栽试验中,与对照相比,施加磷矿粉和活化磷矿粉后,莴苣的株高、 叶片叶绿素SPAD值、 叶片和茎的维生素C含量都有不同程度的提高,其效果为活化磷矿粉>磷矿粉>对照,而叶和茎的硝酸盐含量则降低。同时,施加磷矿粉和活化磷矿粉可以提高土壤有效磷、 交换性钙、 镁含量,降低交换态重金属含量,进而降低莴苣各部分对重金属元素的吸收,如施加活化磷矿粉后莴苣根中Cd、 Cu的含量比对照最高可降低55.1%、 55.24%,地上部分中Cd、 Cu的含量比对照最高可降低59.3%、 53.4%,降低重金属含量的效果依次为活化磷矿粉>磷矿粉>对照。
不同有机肥对黄土丘陵区梨枣生长、光合特性及果实品质的影响
叶胜兰, 徐福利, 王渭玲, 刘倩雯
2013, 19(2): 370-378. doi: 10.11674/zwyf.2013.0213
摘要:
采用田间试验,研究了黄土丘陵区山地滴灌条件下施用不同有机肥对矮化密植梨枣生长生理、 水分利用和果实品质的影响。结果表明,施用有机肥后,枣吊、 叶面积和叶绿素含量均与不施肥对照(CK)有显著差异(P005)。施大豆饼肥(SC)的枣吊和叶面积分别达到20.17 cm和1246 mm2/leaf,比对照提高了34.00%和44.46%,各施肥处理的叶面积指数(LAI)和冠层光截获密度均与CK的差异达到显著水平(P0.05),各处理的LAI的大小顺序为沼肥(BM)常规化肥(CF)羊粪(SM)大豆饼肥(SC)CK。施用有机肥提高了梨枣的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs),其中BM处理的达到最大,分别为22.38 mol/(m2s)和0.5014 mmol/(m2s)。施有机肥后,SC处理的瞬时水分利用效率最高达到3.30%,较CK提高了129个百分点,且SC的土壤含水量显著高于CK和CF处理。施用有机肥可显著提高梨枣的果实产量,SC、 SM和BM处理较CK分别提高了138.52%、 49.57%和75.90%; 各有机肥处理显著改善了果实营养品质,SC处理的果实含水量较CK增加了9.15个百分点,显著高于CK,各处理的可溶性固形物、 固酸比、 Vc和总黄酮含量等指标均高于CK,可滴定酸的含量表现为CKSMBMSC。说明在陕北黄土丘陵区施用有机肥可有效促进矮化密植梨枣的生长发育、 提高产量,并显著改善果实品质,其中以饼肥效果最显著。
沼液配施化肥对太湖地区水蜜桃品质及土壤氮素累积的影响
汪吉东, 曹云, 常志州, 张永春, 马洪波
2013, 19(2): 379-386. doi: 10.11674/zwyf.2013.0214
摘要:
将沼液农田回用是有机废弃物资源化与循环利用的重要途径。以7年生蜜露桃树为供试材料,通过连续2年牛粪沼液和水葫芦沼液的果园田间施用试验,研究等氮量条件下不同比例沼液与化肥配施对水蜜桃果实大小、 单重、 产量和果实品质及土壤矿质氮积累状况的影响。结果表明, 1)水葫芦沼液、 牛粪沼液和化肥配施可提高水蜜桃的产量与品质,在水葫芦沼液25% 配施比例、 牛粪沼液50% 配施比例下产量及果实的可溶性固形物、 糖分含量分别为最高,水葫芦及牛粪沼液中的水分含量是影响桃树产量和品质的关键因子,其适宜用量为200 kg/(planta); 2)各施肥处理土壤NH+4含量随土壤深度增加呈递减趋势; 沼液比例过高(75%和100%)会导致土壤硝酸盐在表层和近地下水层的累积,比例低下则硝酸盐累积不明显; 习惯施肥(过量施肥)和低比例沼液(相应的高化肥比例)处理硝酸盐主要累积于犁底层之上; 3) 连续2年在沼液灌溉条件下,25%的水葫芦沼液、 50%的牛粪沼液配施比例处理其近地下水层土壤硝酸盐含量均低于15 mg/kg,处于安全可控范围,但在该地区(高地下水水位)进行长期沼液灌溉尚需进一步观测和评价。
水、肥和芸苔素内酯对油茶叶片养分、种仁出油率和开花量的影响
周裕新, 郭晓敏, 鲁顺保, 胡玉玲, 胡冬南, 牛德奎, 涂淑萍
2013, 19(2): 387-395. doi: 10.11674/zwyf.2013.0215
摘要:
油茶(Camellia oleifera Abel)是世界四大木本油料树种之一,本试验选择油茶优良无性系长林166品系为研究对象,采用五因素五水平,二次正交旋转试验设计,1/2实施,共36个处理,研究水、 氮、 磷、 钾和芸苔素内酯(brassinolides,简称 BRs)及其耦合作用对油茶叶片氮、 磷、 钾含量、 开花数量及种仁出油率的影响,以期为油茶速生丰产栽培提供科学依据。结果表明: 1)在5个试验因子中,对油茶叶片氮、 磷、 钾含量、 开花数量及种仁出油率的影响,均以喷施BRs的处理最大,灌水量次之,而施肥量的影响最小; 2)各处理对油茶叶片含氮量和开花数量的影响可较好地运用二次多项式方程进行曲线拟合,且试验重复性较好,各处理对油茶叶片钾、 磷含量及种仁出油率的影响,运用二次多项式方程拟合较差,但由于试验重复性较好,故在实际应用中仍具有一定的借鉴价值; 3)5个因素单独作用时,油茶叶片含氮量和含钾量均随其用量的增加呈先降低后升高的变化趋势,叶片含磷量则随用量的增加呈先增加后降低的变化趋势,但对种仁出油率和开花数量的影响没有表现出明显的规律性。
四个茶树品种的氟吸收累积特性比较研究
石元值, 王新超, 方丽, 章志芳, 杨亚军
2013, 19(2): 396-403. doi: 10.11674/zwyf.2013.0216
摘要:
评价4个茶树品种的氟吸收富集能力差异,为有效降低茶叶中氟含量和茶叶生产中推广低氟品种提供参考依据。以前期初选出的4个不同氟含量茶树品种的一年生无性系茶苗为材料,采用溶液培养的方法,研究各品种的短期吸收动力学参数差异、 氟吸收累积动态及累积能力差异。结果表明,在低氟浓度生长环境下,茶树对氟的吸收符合Michaelis-Menten动力学方程Vi=VmaxCi/(Km+Ci)描述,表现出主动吸收过程,茶树各部位对氟的吸收累积能力表现为成熟叶根茎; 随着氟浓度的增加,茶树对氟的吸收逐渐表现出了明显的被动吸收现象。茶树各部位对氟的吸收累积能力表现为成熟叶茎根;中茶102品种对氟的吸收累积能力及对氟的耐受性与中茶108相比有较大的差异,中茶108对氟具有比较稳定的低吸收累积特性,而中茶102则对氟表现出了较强的吸收累积特性,龙井43与乌牛早则介于两者之间。中茶108具有稳定的低氟吸收累积特性,可以作为低氟品种推广。
长期不同施肥和土地利用方式对塿土耕层碳储量的影响
王莲莲, 张树兰, 杨学云
2013, 19(2): 404-412. doi: 10.11674/zwyf.2013.0217
摘要:
利用土20年长期肥料定位试验研究了不同土地利用方式和施肥对土壤有机碳和无机碳储量变化的影响。试验包括休闲(Fallow, FL)、 撂荒(Setaside, SL)、 不施肥(CK)、 单施氮(N)、 氮钾(NK)、 磷钾(PK)、 氮磷(NP)、 氮磷钾(NPK)、 氮磷钾配合秸秆还田(SNPK)、 氮磷钾配合低量有机肥(M1NPK)和氮磷钾配合高量有机肥(M2NPK)11个处理。结果表明,CK和 FL 处理等质量耕层土壤有机碳储量仍维持在试验前水平,NP和 SL 处理显著提高了耕层土壤有机碳储量,年均增加分别达到 347 kg/hm2 和518 kg/hm2, 此4个处理等质量耕层土壤无机碳储量均较试验开始前(Initial soil, IniS)显著下降,尤其是NP处理显著低于其它3个处理。与IniS和CK相比,除NK处理外的所有施肥处理均显著地提高了等质量耕层土壤有机碳储量,其大小顺序为 M2NPKM1NPKSNPKNPKNPPKN,最大年均增加量为M2NPK 944 kg/hm2,最小为N 127 kg/hm2。施肥处理除PK和M2NPK处理外,其它处理等质量耕层土壤无机碳储量均较试验前明显降低,可能是由于土壤酸化所致。PK和M2NPK处理无机碳储量能够维持不下降,表明土壤无机碳和有机碳在适合条件下可能有某种关系。试验结果还显示,长期试验20年除M1NPK和M2NPK处理外,其它处理耕层土壤容重均明显高于试验开始前,表明等质量土壤碳储量与等深度碳储量相比可以更好地反映土壤碳的变化。
苏南稻田4种冬绿肥养分特性及对翻压前土壤无机氮的影响
白金顺, 曹卫东, 樊媛媛, 高嵩涓
2013, 19(2): 413-419. doi: 10.11674/zwyf.2013.0218
摘要:
为充分利用苏南冬闲稻田发展适宜绿肥作物种植,在大田试验条件下,研究了毛叶苕子(Vicia villosa Roth)、 光叶苕子(Vicia villosa var.)、 紫云英(Astragalus sinicus L.)和肥田萝卜(Raphanus sativus L.)4种绿肥作物的生长、 营养特性,比较分析了绿肥作物翻压前不同处理间耕层土壤无机氮含量与构成的差异。结果表明,在绿肥作物翻压期,4种绿肥作物均达到较高生物量和养分累积量,鲜重、 干重分别为24.8 30.7 t/hm2和3.6 4.2 t/hm2,不同绿肥作物间无显著差异。 4种绿肥作物的吸氮量为69.8 136.4 kg/hm2,毛叶苕子最高,肥田萝卜最低。吸磷量为7.1~11.3 kg/hm2,肥田萝卜最高,紫云英最低。吸钾量为117.6~151.3 kg/hm2,毛叶苕子最高,光叶苕子最低。与对照冬闲相比,种植绿肥作物不同程度地降低了耕层土壤无机氮含量(平均降低38.9 kg/hm2),其中硝态氮含量下降明显,铵态氮含量均较对照土壤有增加趋势(平均提高6.5 kg/hm2),毛叶苕子和光叶苕子处理铵态氮含量增加显著。4种绿肥作物均适合苏南冬闲稻田种植,能潜在降低无机氮的损失风险和为后季水稻作物生长提供养分。
黄土高原苹果园地深层土壤氮素含量与分布特征
范鹏, 李军, 张丽娜, 曹裕, 居马汗.卡斯木
2013, 19(2): 420-429. doi: 10.11674/zwyf.2013.0219
摘要:
在黄土高原的凤翔、 白水、 长武、 西峰、 延安和静宁等6个苹果产区,测定了628龄苹果园地0300 cm土层土壤的全氮、 铵态氮和硝态氮含量,分析和比较了不同地区和不同树龄果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量及其剖面分布特征。结果表明: 1)不同地区和不同树龄果园土壤全氮含量为0.19 g/kg(延安)1.28 g/kg(白水),土壤铵态氮含量为5.19 mg/kg(静宁)39.46 mg/kg(长武),土壤硝态氮含量为3.97 mg/kg(延安)352.86 mg/kg(白水),除延安点土壤明显较低外其它试点果园土壤全氮含量差异不大,各类果园土壤硝态氮含量差异较大,而铵态氮含量差异较小; 2)不同地区和不同树龄果园60 cm以上土层土壤全氮含量明显高于深层土壤,高龄果园土壤硝态氮含量明显高于低龄果园,并在100 cm以下土层出现不同程度的土壤硝态氮累积现象; 3)延安果园土壤全氮、 铵态氮和硝态氮含量均低于其它试点,需要增施氮肥以提高苹果产量,而凤翔、 白水、 长武、 静宁和西峰苹果园深层土壤硝态氮积累量较高,应维持或适当减少氮肥施用量。
不同水肥处理对设施菜地N2O排放的影响
杨岩, 孙钦平, 李吉进, 刘春生, 刘本生, 许俊香, 高利娟
2013, 19(2): 430-436. doi: 10.11674/zwyf.2013.0220
摘要:
设施菜地是N2O排放的重要来源。本文通过田间试验对北京地区不同水肥处理的设施有机大白菜进行了全生长季N2O排放监测,以期为设施菜地N2O减排提供数据支撑。试验为灌溉和施氮量的双因素设计,分别为高灌溉量下的常规施氮(高氮 HN1)、 优化施氮(低氮 HN2)和不施氮(HCK)以及低灌溉量下的常规施氮(LN1)、 优化施氮(LN2)和不施氮(LCK)处理。结果显示,不同灌溉量对大白菜产量影响不显著,但常规施氮处理均显著高于优化和不施氮处理。试验初期,土壤N2O排放通量较高,随后逐渐降低; 到第30 d,各施氮处理已累积释放了生育期N2O排放总量的80%以上; 灌水对N2O排放的影响显著,试验期间灌溉三次后均出现排放高峰,且高灌溉量下各处理N2O的排放通量均高于低灌溉处理。常规施氮N2O排放通量高于优化施氮处理,并均显著高于不施氮处理。各施氮处理的N2O排放系数介于0.29%~0.39%之间。
稻草和猪粪发酵残渣配施菌剂对大棚连作土壤的改良作用
樊琳, 柴如山, 刘立娟, 黄利东, 章永松
2013, 19(2): 437-444. doi: 10.11674/zwyf.2013.0221
摘要:
采用室内培养试验,研究了稻草和猪粪在大棚内生物发酵进行CO2施肥后产生的发酵残渣接种微生物菌剂(EM和By)对大棚连作土壤的改良作用。结果表明,向供试土壤中添加接种微生物菌剂的发酵残渣后,土壤中细菌和放线菌数量与对照相比显著增加,真菌数量也有一定程度的增加,细菌/真菌比值明显提高; 发酵残渣接种(EM+By)菌剂处理下的土壤脲酶活性和酸性磷酸酶活性分别比对照增加NH+4-N 26.7 mg/(kgd)和酚127.0 mg/(kgh); (EM+By)处理下的土壤pH值比对照提高了1.14个单位; 至培养结束时,土壤中碱解氮、 速效磷和速效钾含量都有较大程度增加,尤其是土壤速效磷。因此,将发酵残渣接种功能微生物菌剂,可作为一种生物有机肥直接在大棚中使用,将其施用到土壤中有利于改善土壤微生物群落结构,加速土壤养分转化,提高土壤速效养分含量,有效缓解连作土壤酸化问题,对大棚连作土壤起到改良作用。
绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响
叶协锋, 杨超, 李正, 敬海霞
2013, 19(2): 445-454. doi: 10.11674/zwyf.2013.0222
摘要:
通过田间试验,研究翻压绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明, 翻压绿肥能够明显提高土壤酶活性和土壤肥力水平,当绿肥翻压量在15000 kg/hm2以上时,尤其在22500~30000 kg/hm2之间时对土壤各项指标的影响更加明显。与对照相比,翻压绿肥的各处理土壤脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶增幅分别为13.10%2~3.81%、 12.92%~29.38%、 75.35%~234.51%、 29.17%~37.08%; 土壤有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾、 pH、 孔隙度增幅分别为13.01%~70.41%、 6.42%~27.52%、 1.14%~10.99%、 15.97%~34.99%、 10.28%~38.30%、 2.74%~7.05%、 0.19%~2.50%,土壤容重降幅为1.47%~5.15%。简单相关分析表明,脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶4种酶之间以及4种酶与土壤理化因子之间均有极显著的相关关系,而土壤酶活性之间的相互关系表明,土壤酶在促进土壤有机物质转化中不仅显示其专性特性,同时也存在共性关系; 典型相关分析结果为,第一对典型变量线性函数反映了土壤酶活性和土壤养分因子对土壤综合肥力水平的影响,第二对典型变量线性函数反映了施入绿肥对土壤内部重要的生理生化过程变化的影响; 主成分分析结果显示,第一主成分反映了土壤的综合肥力水平,所有因子均对土壤肥力水平起到了正效应,土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。以上结果说明,翻压绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。
鸡粪与化肥不同配比对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、氮变化的影响
井大炜, 邢尚军
2013, 19(2): 455-461. doi: 10.11674/zwyf.2013.0223
摘要:
为比较鸡粪有机肥与化肥以不同比例配施对杨树苗根际土壤环境的作用效果,通过盆栽试验,研究了N100(尿素提供100%的氮)、 M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、 M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等处理对一年生杨树苗根际土壤酶活性、 微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)的影响。结果表明, 同N100处理相比,M30N70处理的杨树苗根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高14.41%~26.49%、 13.87%~27.93%、 12.07%~27.08%和29.17%~46.43%; 根际SMBC、 SMBN含量分别提高63.00%~76.62%、 40.01%~90.38%。在杨树苗的年生长过程中,根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性均在施肥后120 d 最高; 而根际SMBC和SMBN含量分别在施肥后90 d和30 d达到最大值。随着杨树苗的生长发育,SMBN含量逐渐降低,而在落叶期有一定的回升。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、 氮的影响较小。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树苗根际区域生态环境的改善效果最佳。
洱海北部地区水稻氮肥投入阈值研究
施泽升, 续勇波, 雷宝坤, 刘宏斌
2013, 19(2): 462-470. doi: 10.11674/zwyf.2013.0224
摘要:
为了研究洱海北部地区水稻合理的氮肥投入阈值。本试验通过连续两年的大田定点监测和室内分析, 研究了不同施氮处理条件下对水稻产量、 水稻氮肥利用率、 田面水可溶性总氮(DTN)、 土壤氮素表观盈余率(SNASR)等的影响。结果表明,施氮量对水稻产量的影响呈二次曲线关系,施氮能显著提高水稻产量,但当施氮量达到304.34 kg/hm2后,水稻有减产风险;增施氮肥能显著提高水稻地上部分器官对氮素的吸收,但收获指数逐渐减少;在施入氮肥后的9 d内,施氮量与田面水DTN浓度相关系数在0.609**以上;当施肥量在228.26~304.34 kg/hm2时,水稻产量范围在9969~10212 kg/hm2,SNASR在50.05%~79.65%之间,田面水DTN在施肥后9 d内的平均含量为78.40 mg/L~108.58 mg/L。因此,在当前生产条件下,水稻推荐施氮量为228.26~304.34 kg/hm2,能保证水稻稳定高产,且环境可承受。
陕西省马铃薯施肥现状评价
王小英, 同延安, 刘芬, 赵佐平
2013, 19(2): 471-479. doi: 10.11674/zwyf.2013.0225
摘要:
为了解陕西省马铃薯施肥现状及农户养分资源投入中存在的问题,提出解决问题的对策。对测土配方施肥项目2006~2009年的14个县1890户调查数据进行了分析和评价。结果表明,陕北高原和陕南秦巴山区平均产量分别为23.0 t/hm2和15.4 t/hm2,全省平均22.3 t/hm2。有机肥施用农户分别占到99.0%和60.6%,全省平均95.4%。全省化肥氮(N)、 磷(P2O5)和钾(K2O)投入量分别为155、 78和13 kg/hm2,其投入均表现出报酬递减趋势。与养分分级等级相比,陕北高原和陕南秦巴山区化学氮肥施用量合理的农户分别占43.0%和4.0%,全省平均39.4%; 过量施肥的农户分别占24.5%和50.3%,全省平均26.9%。磷肥施用量合理的农户分别占64.6%和16.0%,全省平均60.1%; 过量施肥的农户分别占21.9%和56.0%,全省平均25.0%。钾肥施用量不足农户分别占96.9%和93.1%,全省平均96.6%。陕西省农户马铃薯施肥存在问题主要包括氮肥和磷肥投入过量和不足并存,钾肥和有机肥投入不足。今后陕西省马铃薯施肥的重点为平衡氮肥和磷肥用量,增加钾肥和有机肥用量,增加追肥的施用,尤其是陕南秦巴山区。
长期有机–无机肥配施对农田杂草土壤种子库的影响
潘俊峰, 万开元, 章力干, 王道中, 陶勇, 程传鹏, 谢娟, 陈防
2013, 19(2): 480-488. doi: 10.11674/zwyf.2013.0226
摘要:
为揭示长期有机-无机肥配施处理下农田杂草土壤种子库的特征变化规律,本研究通过田间长期定位施肥模式试验,运用群落生态学方法研究了小麦-大豆轮作制度下大豆种植季7种施肥处理区杂草土壤种子库的结构及其生物多样性特征。结果表明,土壤样品中共检出杂草种子16种,隶属于10科; 土壤种子库总密度分布在15995~106300 grain/m2范围。长期有机-无机肥配施处理区的杂草土壤种子库优势物种组成较为简单,优势种为12种,配施麦秸处理区主要以栗米草为主,配施粪肥处理区主要以水苋菜为主; 土壤种子库的密度显著降低至15995~41900 grain/m2范围; 物种丰富度降低至7.67~9.33范围,并且将物种多样性和均匀度指数维持在休闲与纯化肥处理区之间(1.5~2.0和0.6~0.8)。长期配施麦秸、 粪肥均显著影响土壤杂草土壤种子库的结构特征,且麦秸与粪肥品种间差异的影响大于麦秸施用量差异的影响。因此,本研究认为有机-无机肥配施既有利于作物的优质高产,也可以通过调整有机肥种类以及与施用量来调控杂草土壤种子库,实现经济效益和生态效益的双赢。
生物肥料多功能芽孢杆菌的筛选及其作用机理研究
张艳群, 来航线*, 韦小敏, 王旭东
2013, 19(2): 489-497. doi: 10.11674/zwyf.2013.0227
摘要:
本研究旨在筛选出多功能芽孢菌株及其组合,并对其促生机理进行研究。通过平板对峙法、 发酵液拮抗活性的测定、 盆栽试验、 土壤养分测定和植株根域土壤区系分析从9株供试芽孢杆菌中进行多功能菌株的筛选,并通过室内相容性试验,得到功能菌株最佳复配组合。除菌株B02和B08外,其余菌株都具有抑制多种病原真菌和促进植株生长的作用。菌株B04的促生作用较强,在生长30 d和60 d时总干重比对照分别增加了28.4% 和44.6%; 菌株B06的抑病作用较强, 对8种植物病原真菌的R2/R1为0.4~1.8,无菌滤液对8种植物病原真菌的抑制率为66.7%~87.5%; 此外,菌株B01具有活化氮和磷的作用,B03、 B04、 B05和B06具有活化氮和钾的作用,B07具有活化钾的作用,B09具有活化氮、 磷和钾的作用,氮的活化率为8.4%~23.2%,磷的活化率为3.5%~8.4%,钾的活化率为4.2%~26.8%。菌株室内相容性试验结果表明, 最佳复配组合为B04-B06-B07和B01-B04-B07。供试9株芽孢杆菌都具有抑病、 促生、 活化养分和改善微生物区系作用中的一种或一种以上功能。多功能芽孢杆菌的菌群组合研究的理论依据可靠可行,实践依据还有待进一步研究。
专题评述
铝胁迫下植物根尖细胞壁组成物质变化抑制根伸长的生理机制研究
杨野, 王巧兰, 赵磊峰, 年夫照, 赵竹青
2013, 19(2): 498-509. doi: 10.11674/zwyf.2013.0228
摘要:
根伸长受抑制是植物受铝毒害的主要症状,铝诱导的细胞壁组成物质的变化是其主要原因。本文主要对铝胁迫下植物根尖细胞壁组成物质如木质素、 胼胝质、 纤维素、 半纤维素、 果胶、 细胞壁多糖蛋白及相关代谢酶类在铝胁迫下的变化对根伸长的影响及生理机理的研究进展进行了综述,明确了铝胁迫诱导的植物根尖细胞壁组成物质含量、 比例及结构的变化导致细胞壁刚性降低,从而抑制细胞伸长,最终抑制根伸长。本文还指出,鉴于缺乏对同一植物甚至同一个种类的植物根尖细胞壁各主要组成物质铝胁迫下变化的系统研究,不能对造成该植物根伸长受抑制的原因做出全面合理的解释,所以今后应侧重于铝胁迫下各细胞壁组分变化在抑制根伸长中的贡献率的研究,尤其要针对主要粮食作物进行系统研究,以有效解决铝胁迫造成的产质量降低。
研究简报
干旱胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生理生化特性的影响
秦子娴, 朱敏, 郭涛*
2013, 19(2): 510-516. doi: 10.11674/zwyf.2013.0229
摘要:
在土壤有效磷含量较高的条件下,研究了接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus, AMF)对不同水分处理梯度(田间最大持水量的70%、 45%和20%)条件下玉米生长和抗旱性的影响。结果表明,在三种不同水分处理条件下,接种AMF显著提高了玉米植株地上部的生物量,且对玉米地上部、 地下部全磷含量有显著提高作用。水分胁迫显著降低了玉米叶片水势,增加了玉米叶片脯氨酸、 丙二醛、 过氧化物酶和过氧化氢酶含量,而不同水分梯度条件下接种AMF均显著提高了植株叶片水势,降低了脯氨酸含量,提高了叶片保护酶(过氧化物酶和过氧化氢酶)活性从而减少丙二醛的积累,减轻植物叶片膜脂过氧化的伤害。由此说明,接种AMF在土壤有效磷含量较高的条件下能够与玉米根系形成良好的共生关系,提高玉米的抗旱性。
苹果发酵液对Fe2+的螯合能力及对缺铁平邑甜茶幼苗的影响
张乔丽, 戚亚平, 邵微, 高利梅, 姚允聪, 姬谦龙
2013, 19(2): 517-522. doi: 10.11674/zwyf.2013.0230
摘要:
本试验研究了苹果发酵液对二价铁的螯合能力,并以平邑甜茶(Malus hupehensis var. pingyiensis)幼苗为试材,研究了平邑甜茶幼苗根系对铁的吸收效应以及发酵液和FeSO4混合施用后,对缺铁平邑甜茶幼苗株高和干粗的增长率、 鲜、 干重根冠比、 全量铁与活性铁含量、 叶绿素及净光合速率的影响。结果表明,当苹果发酵液pH为5.5时,对Fe2+的螯合能力最强,其与FeSO4混合根施后,能促进平邑甜茶幼苗根系对铁的吸收; 发酵液300倍稀释液和FeSO4混合处理对缺铁平邑甜茶幼苗株高和干粗的增长率、 鲜、 干重根冠比、 活性铁含量、 叶绿素含量及净光合速率的提高最为显著。由试验结果推论,苹果发酵液具有较强的Fe2+螯合能力,有利于苹果幼苗对Fe2+的吸收,并能有效地改善缺铁植株叶片的光合效率。