• ISSN 1008-505X
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2014年  20卷  第1期

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研究论文
立足于解决高投入条件下的氮污染问题
蔡祖聪, 颜晓元, 朱兆良
2014, 20(1): 1-6. doi: 10.11674/zwyf.2014.0101
摘要:
人口基数大且人均可耕地占有量小的基本国情决定了我国只有实施以高垦殖率、 高复种指数和大量施用化肥为特征的高强度农业,才有可能保证粮食安全。我们认为,高强度农业的特点决定了我国氮肥当季利用率不可能达到一些发达国家的水平。在这样的背景条件下实现生态环境的可持续发展,除了继续尽一切可能提高氮肥当季利用率、 减少氮肥向环境的扩散外,还必须加强高投入条件下解决氮污染问题的研究,建立相应的理论体系、 政策措施和技术方法。
高、中、低产田水稻适宜施氮量和氮肥利用率的研究
冯洋, 陈海飞, 胡孝明, 蔡红梅, 徐芳森
2014, 20(1): 7-16. doi: 10.11674/zwyf.2014.0102
摘要:
为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种,采用大田小区试验,探索不同地力水平(高、 中、 低)下稻田的最佳施氮量,考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明, 在2011年大田试验中,高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm2 的处理中获得最高产量,分别比CK增产10为探明不同施氮水平对湖北省高、 中、 低产田水稻产量和氮肥利用率的影响。选用水稻品种两优培九为供试品种,采用大田小区试验,探索不同地力水平(高、 中、 低)下稻田的最佳施氮量,考察不同施氮水平对不同地力水平水稻产量及产量构成因素、 氮肥贡献率、 土壤氮素依存率和氮肥利用率的影响规律。结果表明, 在2011年大田试验中,高产田和中产田都在施氮量为N 180 kg/hm2 的处理中获得最高产量,分别比CK增产10.70%、 27.23%;而低产田则是在施氮为N 240 kg/hm2处理中产量达到最大,比CK增产44.70%。在2012年大田试验中,高产田、 低产田均在施氮为N 180 kg/hm2 时达到最高产量,分别比CK增产12.43%、 74.19%;而中产田在施氮处理为N 240 kg/hm2 时达到最大,比CK增产28.80%。在一定范围内,施氮量越高,氮肥农学利用率和氮肥生理利用率越高,偏生产力越低。综合产量、 产量构成因子以及氮肥利用率得出高产田与中产田适宜施氮量为N 120~180 kg/hm2,低产田适宜施氮量为N 180~240 kg/hm2。适宜施氮量上低产田中产田高产田。
成都平原两熟区水氮管理模式与磷钾肥配施对杂交稻冈优725产量及品质的影响
孙永健, 杨志远, 孙园园, 徐徽, 严奉君, 赵建红, 马均
2014, 20(1): 17-28. doi: 10.11674/zwyf.2014.0103
摘要:
以杂交稻冈优725为材料,通过淹水灌溉+氮肥优化运筹(W1N1)、 控制性交替灌溉+氮肥优化运筹(W2N1)、 旱种+氮肥优化运筹(W3N2)3 种水氮管理模式及不同的磷钾肥配施处理,研究其对成都平原两熟区水稻产量、 养分分配及品质的影响。结果表明,水氮管理模式和磷钾肥配施对稻米品质、 稻株各营养器官养分分配及产量均存在显著影响;水氮管理模式对稻谷产量、 整精米率、 直链淀粉、 蛋白质及RVA谱影响明显高于磷钾配施处理,而磷钾肥配施对垩白度、 垩白粒率、 胶稠度的调控作用显著。W2N1相对于W1N1及W3N2水氮管理模式的水稻产量分别提高3.02%和28.21%,为本试验最优的水氮管理模式,且与施磷量P2O5 90 kg/hm2、 施钾量K2O 90~180 kg/hm2 配施组合能进一步提高结实率和千粒重,利于成熟期籽粒氮、 磷、 钾素及稻株总养分累积量的增加,达到水肥耦合促产的目的,而且能提高整精米率、 胶稠度、 蛋白质含量,降低垩白度、 垩白粒率、 直链淀粉及消减值,改善米质。W1N1模式与P90K90配施为宜;旱种相对于淹灌下的水氮优化管理模式,不利于产量及米质的提高,但与P90K180配合对稻谷的产出及米质的改善有一定的补偿作用,可为生产中在水资源不足的情况下提供参考。
西南地区氮肥后移对杂交中稻产量及构成因素的影响
徐富贤, 熊洪, 张林, 周兴兵, 朱永川, 刘茂, 郭晓艺
2014, 20(1): 29-36. doi: 10.11674/zwyf.2014.0104
摘要:
2011、 2012年,以杂交中稻高产组合川香优9838为材料,在西南稻区的56个生态点,采用相同的氮肥管理方式,研究了氮肥施用量与氮后移比例对稻谷产量及其穗粒结构的影响。结果表明,氮肥施用量与氮后移比例对稻谷产量的影响试验点间表现各异,取决于试验地点的土壤肥力。氮后移的增产效果及高效施氮量分别与地力、 产量呈显著负相关,当空白试验产量超过7000 kg/hm2 时,氮后移没有增产作用。氮后移增产的处理表现为施氮量不高、 氮后移比例小,并在保持一定有效穗数基础上,通过提高穗粒数和千粒重而增产。提出了西南区杂交中稻氮肥的高效管理途径。
施氮水平对超高产夏玉米籽粒及植株形态学特征的影响
景立权, 赵福成, 徐仁超, 袁建华, 陆大雷, 陆卫平
2014, 20(1): 37-47. doi: 10.11674/zwyf.2014.0105
摘要:
氮肥是夏玉米高产的先决条件,为明确不同施氮水平对超高产夏玉米(13500 kg/hm2)籽粒及植株形态学特征的影响,以苏玉30、 苏玉20、 苏玉29三个玉米品种为材料,连续4年、 在6 个施氮水平(0、 360、 405、 450、 495、 540 kg/hm2)上,对成熟期玉米籽粒及植株的形态学特征进行了统计分析。结果表明,密植条件(82500 plant/hm2)下,产量与施氮水平呈抛物线关系, 三个品种均在 450 kg/hm2 施氮水平下产量最高,分别为13798、 14531、 16787 kg/hm2。适宜的施氮水平(450 kg/hm2)可显著增加穗粒重、 粒长、 粒宽及棒三叶叶夹角角度,增大茎秆第一、 二、 三节间长度及茎粗,缩短果穗位三节间(第七、 八、 九节间)的长度。氮肥水平对籽粒厚度影响不显著。产量和茎粗与第一、 二、 三节间长度分别表现为极显著、 显著正相关关系,与第七节间长度分别表现为显著、 极显著负相关关系,而二者与其他节间长度关系不显著。因此, 育种上可选育粒长和粒宽较大的品种作为玉米超高产育种的方向; 生产上可在第一、 二、 三、 七节间伸长的关键时期, 通过氮肥运筹调节其节间长度,达到扩库、 强源、 畅流的目的,最终建立玉米的超高产群体。
渭北旱塬春玉米施肥效果及肥料利用效率研究
刘芬, 同延安, 王小英, 赵佐平
2014, 20(1): 48-55. doi: 10.11674/zwyf.2014.0106
摘要:
总结2006~2009年陕西省渭北旱塬测土配方施肥项目184个3414试验数据,从区域角度上分析当前生产条件下渭北旱塬玉米施肥效果,以及施肥量、 土壤肥力水平对玉米产量、 经济效益、 肥料利用效率等的影响,为提高渭北旱塬玉米产量和肥料高效利用提供依据。结果表明, 施用氮(N)、 磷(P2O5)、 钾 (K2O)肥玉米分别增产2177、 1157和656 kg/hm2, 增产率为34.0%、 15.2%和7.9%,增收2901、 1517和733 Yuan/hm2,对玉米产量的贡献率分别为23.0%、 12.6%和7.0%, 农学效率分别为9.4、 10.5和9.5 kg/kg。施肥增产、 增收效果以及肥料贡献率均表现为N>P2O5>K2O, 农学效率表现为P2O5>K2O>N。施用氮、 磷、 钾肥均可显著提高玉米产量,但过量施用氮、 磷、 钾肥产量不再增加,且经济效益和肥料利用效率均显著降低。推荐施肥处理化肥增产、 增收效果、 对产量的贡献率以及农学效率均最高。土壤肥力对化肥肥效有显著影响,施肥于中、 低肥力土壤既能实现养分高效利用又能获得较大经济效益。与20世纪80年代相比,当前氮肥肥效明显降低,磷、 钾肥肥效明显升高。
长期定位施肥对夏玉米钾素吸收及土壤钾素动态变化的影响
张水清, 黄绍敏, 聂胜委, 郭斗斗, 林杉
2014, 20(1): 56-63. doi: 10.11674/zwyf.2014.0107
摘要:
以长期定位试验为平台,夏玉米品种郑单136为材料,设置CK(不施肥),NP(施氮、 磷肥),NPK(施氮、 磷、 钾肥)和1.5MNPK(小麦季施高量氮、 磷、 钾肥+有机肥,玉米季仅施用化肥)4个处理,研究夏玉米钾素吸收规律及生育期内土壤钾素动态变化。结果表明,生育期内施钾与不施钾处理夏玉米干物质积累量均一直增加,在成熟期达到最大值; 在施用氮、 磷肥的基础上增施钾肥不但可以提高夏玉米地上部干物质积累量,同时也可以提高叶片及茎秆中的钾素含量,进而提高夏玉米整个地上部吸钾量;而在氮、 磷、 钾肥基础上增施有机肥,对夏玉米干物质积累无显著影响,但可显著提高茎秆及叶片的钾素含量和地上部钾素吸收总量。夏玉米钾素吸收主要集中在灌浆期之前,在灌浆期达到最大值,之后钾素出现回流现象。夏玉米收获后与播种前相比,土壤水溶性钾和交换性钾含量无明显下降或者略有增加,而非交换性钾明显下降,非交换性钾是夏玉米钾素吸收的主要形式。夏玉米吸钾量与播种前土壤3种形态的钾素含量呈显著正相关。因此,增施钾肥对于改善夏玉米生产,维持土壤钾素平衡及实现农业可持续发展具有深远意义。
基于SPOT-5遥感影像估算玉米成熟期地上生物量及其碳氮累积量
武婕, 李玉环*, 李增兵, 董晓晓
2014, 20(1): 64-74. doi: 10.11674/zwyf.2014.0108
摘要:
通过构建基于SPOT\|5光谱参数的玉米成熟期地上生物量、 碳氮累积量的遥感估算模型,为耕地生产力估测、 农田生态保护和碳氮循环研究提供依据。利用皮尔逊相关分析法分析玉米成熟期地上生物量、 碳氮累积量与同期14个预选光谱参数之间的相关性,筛选出适宜的光谱参数;通过回归分析,比较得出最优遥感估算模型。在构建的14个光谱参数中,土壤校正植被指数(SAVI)与玉米成熟期地上生物量和碳累积量均呈显著的正相关,相关系数分别达到0.831和0.846,因此以SAVI为底数的幂函数模型估算生物量和碳累积量的拟合效果最好,决定系数(R2)分别达到0.698和 0.722,在0.01水平下的F检验均呈显著性;与氮累积量相关性最强的是由近红外波段和绿波段构建的比值指数(R3/R1),相关系数达到0.844;从而以R3/R1为自变量的线性模型对氮累积量拟合效果最佳,决定系数(R2)达到0.713,在0.01水平下的F检验呈显著性。因此,利用SPOT\|5的土壤校正植被指数(SAVI)、 近红外波段和绿波段的比值指数(R3/R1)构建的遥感模型来估算玉米成熟期生物量、 碳氮累积量是可行的。
基于DNDC模型的东北地区春玉米农田固碳减排措施研究
杨黎, 王立刚, 李虎, 邱建军, 刘慧颖
2014, 20(1): 75-86. doi: 10.11674/zwyf.2014.0109
摘要:
春玉米是我国东北地区主要粮食作物,但由于连年耕作和氮肥的高投入,春玉米农田也可能成为重要的温室气体排放源。因此,通过优化田间管理措施在保证作物产量的同时实现固碳减排,对于春玉米种植系统的可持续发展具有重要意义。过程模型(DenitrificationDecomposition, DNDC)是评估固碳减排措施的有效工具,本研究在对DNDC模型进行验证的基础上,应用模型研究不同施氮和秸秆还田措施对东北地区春玉米农田固碳和氧化亚氮(N2O)排放的长期综合影响。模型验证结果表明,DNDC模拟的不同处理下土壤呼吸季节总量、 N2O排放季节总量和春玉米产量与田间观测结果较一致;同时模型也能较好地模拟不同处理下土壤呼吸和N2O排放季节变化动态。这表明DNDC模型能较理想地模拟不同施氮和秸秆还田措施对春玉米农田土壤呼吸、 N2O排放和作物产量的影响。利用模型综合分析不同管理情景对产量和土壤固碳减排的长期影响,结果表明: 1)与当地农民习惯施肥相比,优化施氮措施不会明显影响作物产量,能减少N2O排放,且对土壤固碳影响很小,因而能降低温室气体净排放,但净排放降低幅度有限(8%~13%); 2)在优化施氮措施的同时秸秆还田能在保障供试农田春玉米产量的同时大幅度减少春玉米种植系统温室气体净排放,甚至可能将供试农田由温室气体排放源转变为温室气体吸收汇。本研究结果可为优化管理措施实现春玉米种植系统固碳减排提供科学依据。
陇东黄土丘陵区坡改梯田土壤有机碳累积动态
邱宇洁, 许明祥, 师晨迪, 张志霞, 张帅
2014, 20(1): 87-98. doi: 10.11674/zwyf.2014.0110
摘要:
采用时空互代法,以不同年限坡改梯田为研究对象,分析了陇东黄土丘陵区梯田土壤有机碳(SOC)的时空分布特征。结果表明,1)陇东黄土丘陵区黄绵土在坡改梯后近50 a内,农田060 cm土层土壤有机碳处于持续累积状态,2040 cm与4060 cm土层SOC较坡耕地的增幅分别为54.6%和52.4%,大于表层增幅 (33.7%)(P0.05);各土层SOC随梯田年限的变化趋势基本一致,在修建初期(0~8 a)累积较快并超过坡耕地SOC水平(P0.01),24 a 后有了显著提高(P0.05),后期SOC累积变化不显著。2)不同土壤类型及地形下SOC含量及累积速率有所差异,020 cm 土层的SOC在黄绵土中累积最为明显,2040 cm与4060 cm 两个土层SOC在红粘土中的累积量最为显著(P0.05);阴坡表层SOC大于阳坡,梯田修建25 a 后阴坡平均SOC较阳坡高22.1%。3)梯田土壤有机碳的时空变异受土壤类型的影响最大,其贡献率达62.0%,海拔和坡向影响次之,两者可解释20.4%的有机碳的变异;梯田年限和施用有机肥可分别解释11.7%和5.8%的变异。陇东黄土丘陵区坡改梯田土壤在当前经营状况下表现出较弱的碳汇效应。
不同施肥处理对农田土壤微生物区系和功能的影响
武晓森, 杜广红, 穆春雷, 马鸣超, 周晓琳, 赵同凯, 朱宝成, 李洪杰, 沈德龙
2014, 20(1): 99-109. doi: 10.11674/zwyf.2014.0111
摘要:
本研究采用DGGE和Biolog两种方法, 研究了五种不同施肥处理对土壤微生物区系组成和功能的影响。采用UPGMA对DGGE试验结果进行聚类分析得出,小麦季中不施肥对照(T1)和常规氮磷钾肥(T2)聚为一类,相似性为41%,常规氮磷钾肥+秸秆还田(T4)和常规氮磷钾肥+秸秆还田+秸秆腐熟剂(T5)聚为一类,相似性为52%,而70%常规氮磷钾肥+有机肥(T3)单独聚为一类;玉米季也得到类似的结果,只是T1和T2的相似性为68%,T4和T5相似性达78%,而T3依然归为一类,这说明不同施肥处理间土壤微生物区系存在相似性。经过切胶测序及BLAST比对,发现大多为不可培养细菌,可培养细菌中多为芽孢杆菌属和类芽孢杆菌属。Biolog试验采用主成份分析得出,T1和T2土壤微生物功能类似,T4和T5土壤微生物也具有相似的功能,而T3则单独分为一类。其中,T5和T4的土壤细菌群落对底物碳源的代谢活性最强,T3处理次之,T2和T1最低。通过这两种不同试验方法的分析可以看出,不同施肥处理对土壤微生物区系和功能的影响存在关联性。
不同有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的影响
仝少伟, 时连辉, 刘登民, 姜远茂, 高东升, 束怀瑞, 胡雨彤
2014, 20(1): 110-117. doi: 10.11674/zwyf.2014.0112
摘要:
研究不同种类有机堆肥对土壤性状及微生物生物量的短期影响。采用盆栽试验的方式,探讨了施用50 g/kg 的啤酒污泥堆肥(BSC)、 牛粪堆肥(DMC)和菇渣堆肥(SMC)对土壤有机质、 氮磷钾含量、 容重、 持水性、 土壤呼吸及微生物生物量碳、 氮、 磷(SMBC、 SMBN、 SMBP)的影响。结果表明, 与对照相比,施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后,土壤中有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾含量显著增加,并且显著降低土壤容重和增大土壤孔隙度(P0.05);经过1周土壤水分的变化,CK处理的土壤水分消耗率分别是BSC、 DMC和SMC处理的1.26、 1.24、 1.14倍;BSC、 DMC和SMC处理显著提高土壤呼吸(P0.05),半年后分别与CK相比增加了142.17%、 114.30%、 105.39%;施用啤酒污泥、 牛粪和菇渣3种有机堆肥后显著增加SMBC、 SMBN、 SMBP含量(P0.05),6个月后,SMBC含量分别是CK 的2.35、 1.84、 1.86倍,SMBN含量分别比 CK 高135.44%、 99.16%、 90.82%,SMBP含量分别是CK 的 2.76、 2.19、 2.04倍。啤酒污泥堆肥含有活性小颗粒对土壤性状和微生物生物量的影响最为明显,其次是牛粪堆肥,菇渣堆肥表现最差。
氮、磷肥对杉木幼苗生物量及养分分配的影响
于钦民, 徐福利, 王渭玲
2014, 20(1): 118-128. doi: 10.11674/zwyf.2014.0113
摘要:
采用盆栽试验,研究了不同氮、 磷肥对杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生物量及养分分配的影响。结果表明,供磷可促进杉木幼苗植株和各器官生物量的增加,并影响叶、 茎、 根生物量的分配比例,氮、 磷处理幼苗叶生物量占全株生物量的45% 以上, 施氮反而降低杉木叶、 茎、 根的生物量; 施氮显著增加根和叶的氮含量,而显著降低根和叶的磷含量,对茎的氮、 磷含量没有明显影响; 施磷显著降低叶、 茎、 根的氮含量,叶、 茎、 根的磷含量随供磷水平的增加而逐渐增加。氮磷配施显著影响叶、 茎、 根的氮、 磷含量和氮、 磷累积量。叶片是主要的氮、 磷养分存储器官。氮(或磷)水平的增加可降低杉木幼苗的磷(或氮)利用效率,提高氮(或磷)的利用效率; 氮、 磷肥显著影响杉木幼苗叶、 茎、 根的N/P比。研究结果说明,氮、 磷肥增加了杉木幼苗各器官生物量和氮、 磷含量,影响了幼苗的养分分配和营养平衡。
不同氮素形态及其比例对菘蓝生物学特性的影响
唐晓清, 肖云华, 赵雪玲, 周海凤, 李臻颖, 林志超, 杨月
2014, 20(1): 129-138. doi: 10.11674/zwyf.2014.0114
摘要:
采用砂培法栽培菘蓝,以菘蓝叶与根的干重、 主根长度与直径、 叶绿素含量和光合参数为指标,研究三种氮素形态,即硝态氮(NO-3-N)、 铵态氮(NH+4-N)和酰胺态氮[CO(NH2)2-N]四种不同浓度对菘蓝生物学性质的影响,为菘蓝栽培生产中高效利用氮肥提供理论依据。结果表明,氮素处理能增加菘蓝叶与根的干重,铵态氮对菘蓝主根长度及侧根数的影响最显著,而酰胺态氮与硝态氮对主根直径的影响相近,硝态氮对菘蓝的叶干重、 根干重与根冠比的影响最为显著;不同形态氮素处理能显著提高叶绿素含量与净光合速率,硝态氮对叶绿素和净光合速率有显著影响,酰胺态氮对气孔导度与蒸腾速率的影响最显著,铵态氮对叶片的胞间二氧化碳浓度有显著影响。不同形态氮素通过对菘蓝叶片的叶绿素含量和光合参数的影响实现对其生长状况的影响,其中硝态氮对菘蓝生长的影响最为显著。
水氮耦合对绿洲灌区土壤硝态氮运移及甜瓜氮素吸收的影响
薛亮, 马忠明, 杜少平
2014, 20(1): 139-147. doi: 10.11674/zwyf.2014.0115
摘要:
在地处沙漠绿洲的甜瓜种植区,研究不同水、 氮输入量对土壤氮素平衡和运移的影响,为当地甜瓜生产的水肥管理提供科学依据。通过2009、 2010连续两年田间裂区试验,研究了不同灌水量(1500、 2100、 2700、 3300 m3/hm2,以W1500、 W2100、 W2700和W3300表示)和施氮量(N 0、 120、 240、 360 kg/hm2,以N0、 N120、 N240和N360表示)对土壤硝态氮分布、 累积和甜瓜的水、 氮吸收以及产量的影响。结果表明,甜瓜收获后各处理土壤硝态氮含量在040 cm土层最高, 0200 cm土层呈现先减少后增加再减少的变化趋势,且施氮量越大,硝态氮在80120 cm土层大量累积的趋势越明显。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加而减少,灌水量超过2700 m3/hm2 时,仅有不到53%的硝态氮留存在0100 cm土层。甜瓜产量和果实氮素吸收量随灌水量和施氮量的增加而提高,但在W3300N360处理略有下降。氮素回收率随施氮量的增加持续降低,氮收获指数以处理W2700N240最大,水分利用效率以W1500N240处理最大。W2700N240处理能够兼顾甜瓜产量,平衡氮素吸收运移与土壤中硝态氮的留存空间3个方面,是绿洲灌区甜瓜种植的高产高效的水氮输入模式。
福建菜田氮磷积累状况及其淋失潜力研究
章明清, 姚宝全, 李娟, 孔庆波
2014, 20(1): 148-155. doi: 10.11674/zwyf.2014.0116
摘要:
本文通过采集460个福建菜田代表性耕层土样,采用土壤测试和土柱渗漏水模拟试验的方法研究菜田土壤硝态氮和OlsenP含量状况和淋失临界指标及其淋失潜力。结果表明,耕层土壤硝态氮含量为47.455.5 mg/kg,Olsen-P含量则为61.743.2 mg/kg, 其中瓜果类蔬菜种植地土壤硝态氮和Olsen-P含量明显高于叶菜类和根茎类蔬菜种植地。 应用双速率转折点建模法,得到氮、 磷淋失临界指标X0分别为土壤硝态氮76.3 mg/kg和Olsen-P 42.8 mg/kg。 淋失临界值相当于或略高于满足蔬菜营养的农学指标。当土壤硝态氮或Olsen-P含量低于X0时,随着其含量增加,渗漏水硝态氮或总磷浓度以线性方式缓慢增加,反之,则以非线性形式急剧增大。土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占17.9%和81.3%, 表明这些样点具有较高的氮、 磷淋失潜力,是氮、 磷污染控制的关键地块。 瓜果类菜田土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占到32.3%和96.3%,淋失潜力明显高于叶菜类和根茎类菜田,是氮、 磷污染控制的优先区域。
紫云英翻压量对单季晚稻养分吸收和产量的影响
王建红, 曹凯, 张贤
2014, 20(1): 156-163. doi: 10.11674/zwyf.2014.0117
摘要:
通过2年田间试验,研究了不同紫云英翻压量对单季晚稻养分吸收、 养分利用效率和产量的影响,并以此确定紫云英鲜草的最佳翻压量。试验设CK(不施肥),CF(常规施化肥)和4个紫云英鲜草翻压量(30、 60、 90、 120 t/hm2)共6个处理。结果表明,在所有紫云英翻压处理中,稻谷中氮、 磷、 钾吸收量,水稻氮、 磷、 钾的养分农学利用效率和稻谷产量均以翻压紫云英鲜草60 t/hm2处理最高。与不施肥处理相比,施化肥和紫云英翻压处理分别增加稻谷产量11.8% 和7.4%1~3.5%。将紫云英作为单季晚稻的唯一肥源不会产生僵苗现象,并可获得高产。
不同土表管理措施对梨树根系分布特征的影响
姜海波, 赵静文, 张乃文, 王红, 董彩霞, 徐阳春
2014, 20(1): 164-171. doi: 10.11674/zwyf.2014.0118
摘要:
梨树根系在土壤中的分布状况直接影响施肥的效果,采用壕沟法研究不同土表管理措施下梨树根长、 根表面积、 根体积和不同径级根系特征指标的水平及垂直分布。结果表明, 1)梨树根系水平方向主要集中在距树干3090 cm范围内,垂直方向主要集中在2060 cm土层中; 2)行间种植三叶草与覆膜处理下梨树根长、 根表面积、 根体积均高于清耕对照; 3)3种土表处理下,不同径级根系间都以0~1 mm径级根长、 根数量最多,根体积最小,以1~3 mm径级根表面积最大。行间三叶草处理下总根长、 根表面积最大,根体积最小。因此建议梨树施肥在水平方向距主干3090 cm, 垂直深度2060 cm土层为宜,可促进梨树根系的生长,又可提高肥料利用率。
氮硫互作对大葱氮、 磷、 钾、 硫吸收分配特性的影响
孔灵君, 徐坤, 何平, 王磊
2014, 20(1): 172-178. doi: 10.11674/zwyf.2014.0119
摘要:
为探讨氮硫互作对大葱植株矿质营养状况的影响,本文采用裂区试验设计,研究了营养液不同氮(N)、 硫(S)水平对盆栽沙培大葱生长量及氮(N)、 磷(P)、 钾(K)、 硫(S)吸收分配特性的影响。结果表明,营养液N、 S水平显著影响大葱根、 假茎及叶片N、 P、 K、 S含量,植株干物质及N、 P、 K、 S 的吸收积累量均随营养液N、 S水平升高而显著增加,当硫水平超过6.69 mmol/L(S4)时,植株干物质量开始降低,对N、 P、 K、 S的吸收积累量也相应下降,虽然S4较S0(0.01 mmol/L)处理仍增加显著,但较S1(1.68 mmol/L)干物质重量降低了7.97%,对N、 P、 K、 S的吸收积累量也分别降低了16.37%、 10.24%、 9.06%、 5.77%。营养液N、 S水平及其交互效应(NS)对大葱N、 P、 K、 S 在不同器官的分配多有显著影响,但硫的影响远不及氮明显。综合分析表明,以营养液氮水平16.00 mmol/L、 硫水平为1.68~3.35 mmol/L时最有利于改善大葱的矿质营养水平,并促进其干物质的积累。
喷钙对红地球葡萄果实钙、果胶含量和品质的影响
管雪强, 杨阳, 王恒振, 郭成士, 关军锋
2014, 20(1): 179-185. doi: 10.11674/zwyf.2014.0120
摘要:
为明确适用于红地球葡萄的补钙钙源、 时期和部位,设计了在葡萄果实发育的不同时期(幼果膨大期和采收前2周)对不同部位(叶片和果实)分别喷施硝酸钙和糖醇钙的田间试验,分析了喷钙后果实钙、 果胶含量和果实品质的变化。结果表明, 外源喷钙显著提高了红地球葡萄叶柄和果实各部位的钙含量。从喷钙时期上看,幼果膨大期喷钙对果实各部位钙含量的提高明显大于采收前2周喷钙;从钙源种类上看,硝酸钙适合叶片喷施,糖醇钙适合果穗喷施;从喷钙部位看,叶片喷糖醇钙对提高果实采收期的叶柄钙含量效果最为明显,喷钙后,在果实各部位中,果皮钙含量增加最多,为对照的6.6~20.3倍。在幼果膨大期和采收前2周两个时期,果穗喷钙对果皮钙含量的影响均明显大于叶片喷钙,叶片喷钙则更有利于果籽中钙含量的提高。幼果膨大期果穗喷糖醇钙处理采收后的果肉钙含量最高,达到3.98 mg/g,DW,是对照的2.84倍。果肉钙含量与果肉原果胶含量、 总果胶含量以及果粒硬度均呈极显著正相关,说明通过喷钙来提高果肉钙含量有助于提高果实的贮运品质。
高磷对矿山生态型水蓼磷富集特性的影响
叶代桦, 李廷轩*, 张锡洲, 郑子成, 余海英
2014, 20(1): 186-194. doi: 10.11674/zwyf.2014.0121
摘要:
采用土培试验,以磷富集植物矿山生态型水蓼为研究对象,研究了高磷条件下(P 800 mg/kg)矿山生态型水蓼4周、 8周、 12周的磷富集特性,为利用矿山生态型水蓼提取土壤或水体中过量的磷, 防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明, 1)高磷处理下,矿山生态型水蓼根干重在4周、 8周、 12周时分别为不施磷处理的4.50、 8.12、 3.17倍;茎干重分别为不施磷处理的6.83、 11.47、 15.14倍;叶干重分别为不施磷处理的5.77、 10.49、 7.11倍。矿山生态型水蓼生物量在12周达到最大,增加幅度明显高于非矿山生态型。2)高磷处理下,矿山生态型水蓼各器官磷含量明显高于不施磷处理,且随着生长期延长逐渐降低。矿山生态型水蓼磷富集系数均大于1,且在高磷处理下高于非矿山生态型。各生长期下,矿山生态型磷迁移率均大于50%,且在高磷处理下分别为不施磷处理的1.21、 1.21、 1.20倍。矿山生态型水蓼地下部与地上部磷积累量在12周时,分别达到 9.76、 105.12 mg/plant, DW,为非矿山生态型的2.29、 3.29倍。 3)矿山生态型水蓼根系酸性磷酸酶活性在8周时达到峰值,在4周和8周时表现为高磷处理大于不施磷处理且显著高于非矿山生态型(P0.05)。而植酸酶活性随生长期延长逐渐降低,在12周时表现为高磷处理大于不施磷处理且高于非矿山生态型。表明在高磷处理下,矿山生态型水蓼对磷具有较强的吸收和积累能力,是一种理想稳定的磷富集材料。
番茄SlMIP基因参与转基因拟南芥的渗透调节
徐娜, 辛士超, 强晓晶, 于国红, 马雪峰, 程宪国*
2014, 20(1): 195-204. doi: 10.11674/zwyf.2014.0122
摘要:
本实验以野生型(WT)和转番茄SlMIP基因的拟南芥为材料,研究NaCl胁迫条件下对二者体内渗透调节特征的影响。结果发现, 在NaCl胁迫下,转SlMIP基因的拟南芥细胞膜损伤程度较轻,组织渗透势显著降低,并保持较高的组织含水量,生长受抑制程度明显低于野生型植株。转基因植株体内Na+ 含量和Na+/K+ 比值显著低于野生型拟南芥,K+含量虽有所下降但仍显著高于野生型植株,而且在盐胁迫下脯氨酸和可溶性糖含量也高于野生型拟南芥,表明转入番茄SlMIP基因后的拟南芥,通过增加水分子的吸收,减少钠离子的进入,增加了细胞内脯氨酸和可溶性糖的含量,进而影响植物的有机渗透调节能力,与此同时可能通过离子化区隔机制以及与质膜Na+/H+逆向转运蛋白的相互作用更有效地调节细胞内外的无机离子交换能力,使植物更有效地抵御盐害,表明番茄SlMIP水通道蛋白基因在植物盐胁迫下具有重要的渗透调节作用。
铝诱导大豆根系有机酸分泌的能量消耗的定量研究
沈春鹏, 赖勇林, 吴道铭, 杨旭健, 龙新宪, 王宏斌, 沈宏
2014, 20(1): 205-212. doi: 10.11674/zwyf.2014.0123
摘要:
铝诱导大豆根系有机酸分泌是其解铝毒的一种重要机制,该过程需要消耗能量,然而有关能量消耗的定量研究还未见报道。本文比较了铝胁迫条件下,两个大豆品种根尖有机酸分泌、 腺苷酸、 无机磷、 细胞质pH值等指标的变化。结果表明,铝处理(25 mol/L)明显诱导大豆根系苹果酸和柠檬酸的分泌。与对照相比,铝胁迫条件下中豆32和本地2号的根尖ATP含量分别降低40.1%和13.2%,根系细胞质子跨膜电化学势差分别增加1711.8和570.6 J/mol,然而,根尖无机磷浓度变化差异不大。运用Nernst-Gibbs方程定量计算自由能变化,发现中豆32和本地2号根尖细胞自由能分别消耗16.13 kJ/mol和14.59 kJ/mol, 中豆32分泌单位苹果酸和柠檬酸的能量消耗分别为0.96 kJ/mol和3.15 kJ/mol,本地2号则为2.01 kJ/mol和5.68 kJ/mol。这表明不同耐铝性大豆品种分泌有机酸消耗的能量存在差异,该结果为筛选耐铝作物品种提供了新思路。
水体氮浓度对狐尾藻和金鱼藻片段萌发及生长的影响
李红丽, 王永阳, 李玉, 智颖飙, 张德建, 吴薇, 李欢, 高娜
2014, 20(1): 213-220. doi: 10.11674/zwyf.2014.0124
摘要:
为了厘清水体氮浓度对沉水植物片段萌发及生长的影响,通过模拟控制试验,设计了水体总氮浓度分别为0 (CK)、 0.5 mg/L (N1)、 2 mg/L (N2)、 8 mg/L (N3)和12 mg/L (N4)共5个处理,研究了水体不同氮浓度条件下狐尾藻 (Myriophyllum spicatum) 和金鱼藻 (Ceratophyllum demersum)片段(3节)萌芽数、 萌发位置、 芽长和生物量的差异。结果表明, 水体氮浓度对不同沉水植物片段萌发的影响存在差异,较高的水体氮浓度不利于狐尾藻片断萌发,而对金鱼藻片段却有一定程度的促进;氮浓度处理促进了狐尾藻顶端优势,却抑制了金鱼藻的顶端优势。狐尾藻以0.5 mg/L处理的芽长较长,生物量以2 mg/L处理最大;而金鱼藻以8 mg/L处理芽长最长,生物量以2 mg/L处理最大。由此可见,不同沉水植物对水体氮适应性存在差异,水体氮浓度较低时,沉水植物断枝可以进行萌发和生长, 而当氮浓度超过2 mg/L时,对沉水植物断枝萌发及生长反而有抑制作用;金鱼藻片段比狐尾藻对水体氮浓度的耐受性强。
缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1
原向阳, 郭平毅, 黄洁, 张丽光, 郭俊, 解丽丽, 聂萌恩, 王玉国, 王宏富
2014, 20(1): 221-228. doi: 10.11674/zwyf.2014.0125
摘要:
为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆(RR1)幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的有效量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]、最大电子传递速率(ETRmax)和半饱和光强(Ik)均呈下降趋势。而气孔限制值(Ls)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/b)、类胡萝卜素(Car)、总叶绿素(Chl)含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)]均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。
测土配方施肥项目生命周期环境效益评价—以聊城市玉米为例
柴育红, 陈亚慧, 夏训峰, 王明新
2014, 20(1): 229-236. doi: 10.11674/zwyf.2014.0126
摘要:
采用生命周期分析方法系统评估测土配方施肥行动的直接与间接环境效益,为深入实施该项目提供依据。以山东省聊城市玉米测土配方施肥项目为例,对玉米施肥生命周期资源消耗与污染物排放进行清单分析,并以习惯施肥区为参照对象评估其实现的净资源节约与污染物减排效益。结果表明,2006~2009年聊城市测土配方施肥项目显著减少了玉米生命周期资源消耗与污染物排放量。通过测土配方施肥,1 t 玉米生命周期实现的富营养化和环境酸化的减缓潜力分别相当于2000年世界人均影响潜力的20%~34%和5%~15%。环境总效益呈逐年下降趋势,这是由于习惯施肥与测土配方施肥的差距越来越小,农民肥料投入趋于理性,表明测土配方施肥通过示范起到了较好的辐射推广作用。
研究简报
配方施肥对水稻养分吸收动态及产量的影响
陈敏, 马婷婷, 丁艳萍, 常江, 郜红建, 章力干, 丁玉宇
2014, 20(1): 237-246. doi: 10.11674/zwyf.2014.0127
摘要:
本文主要研究配方施肥与常规施肥对水稻养分吸收和产量的效应,检验大配方的区域适宜性和合理性。以水稻品种晚稻187为材料,采用大小区随机区组设计,在安徽省怀宁县进行了大配方小调整田间试验,结果表明,整个生育期内,水稻对氮素的总吸收量以小调整配方T4处理 (施肥量为N150 kg/hm2、 P2O5 120 kg/hm2、 K2O 105 kg/hm2)最高,为N 1.25 g/plant;对磷、 钾的吸收总量配方施肥均高于常规施肥,也以小调整配方T4处理最高(P2O5 0.18 g/plant、 K2O 0.95 g/plant)。配方施肥的产量均高于常规施肥,以大配方2(T3, 施肥量为N 232.5 kg/hm2、 P2O5 120 kg/hm2、 K2O 120 kg/hm2)的产量最高,达到了11129 kg/hm2,但小调整配方(T4)的产投比优于大配方。总体而言,配方施肥的施肥配比与肥料运筹较之常规施肥更为科学合理,大配方适宜该地区的水稻生产。
有机肥无机肥配施对温室黄瓜生长、 产量和品质的影响
张红梅, 金海军, 丁小涛, 余纪柱, 郝婷
2014, 20(1): 247-253. doi: 10.11674/zwyf.2014.0128
摘要:
蔬菜生产过量使用有机肥也会影响蔬菜的生长、 降低蔬菜的品质。本项目在保护地栽培条件下,研究了一定养分量投入中,在黄瓜上有机肥和无机肥的最佳配比。试验采用泡沫槽栽培,所有供试肥料均以底肥形式一次性施入。结果表明,施有机肥30 t/hm2+无机肥0.9 t/hm2的处理和施有机肥45 t/hm2+无机肥0.45 t/hm2的处理严重抑制了黄瓜定植初期的生长,降低了前期单株产量和果实中Vc、 可溶性糖含量,增加了硝酸盐含量。单施有机肥60 t/hm2的处理肥害相对较轻,植株恢复生长较快。单施无机肥1.8 t/hm2的处理和施有机肥15 t/hm2+无机肥1.35 t/hm2的处理植株生长势强,前期单株产量、 果实中Vc、 可溶性蛋白和可溶性糖含量较高,硝酸盐积累量较低,但这两个处理在结果后期发生早衰,导致中后期产量下降。综合生长、 产量和品质指标,最优的底肥组合应该是施有机肥15 t/hm2+无机肥1.35 t/hm2的处理,但要注意生长中后期进行追肥,以满足果实生长的营养需求,以期获得较高的产量。
嫁接黄瓜果实表面蜡粉形成与砧木的相关性及其硅吸收分配特性
沈琼, 崔健, 申太荣, 魏珉, 王秀峰
2014, 20(1): 254-258. doi: 10.11674/zwyf.2014.0129
摘要:
黄瓜果实表面蜡粉的多少影响其商品品质,蜡粉多少在一定条件下取决于植株对硅的吸收特性。本试验选择4个果实表面具蜡粉的南瓜自交系(Z1、 Z2、 Z3和Z4)和4个果实表面没有蜡粉的南瓜自交系(Z5、 Z6、 Z7 和Z8)为砧木,嫁接津优1号黄瓜,以自根黄瓜为对照,研究了嫁接和自根黄瓜果面蜡粉形成与硅吸收分配的关系。结果表明, 采用果面具蜡粉砧木Z1、 Z2嫁接的黄瓜果实表面鲜亮、 光滑,几乎无蜡粉;果面具蜡粉的砧木Z3、 Z4以及不具蜡粉的4个砧木嫁接的黄瓜果面蜡粉量多,色灰暗,与自根黄瓜之间差异显著或不显著。果面没有蜡粉的黄瓜植株各器官中硅含量显著低于果面有蜡粉的黄瓜;果实果皮中硅含量高于果肉。嫁接黄瓜果面是否具蜡粉与砧木果面有无蜡粉没有必然联系,采用去蜡粉砧木嫁接的黄瓜硅吸收量明显减少。