• ISSN 1008-505X
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2014年  20卷  第4期

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专题评述
我国农田氮肥施用现状、问题及趋势
巨晓棠, 谷保静
2014, 20(4): 783-795. doi: 10.11674/zwyf.2014.0401
摘要:
氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮,包括施氮量、 施氮方法和时期,也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量,与田间试验合理施氮量对比分析表明,过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量,与作物平均推荐施氮量对比分析表明,全国过量施氮面积占播种面积20%、 合理面积占70%、 不足面积占10%。总体而言,过量施氮现象还相当普遍,特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法,可估算出全国合理需氮量范围,称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国1980~2010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明,如仍然依照现在的粗放施肥习惯,应该为现在的实际氮肥使用量,5年平均为N 27.9106 t 左右,正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上,我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6106 t 左右;用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明,如果改善施肥技术,我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0106 t、 21.7106 t、 23.1106 t;如施肥技术得不到实质性改善,依然粗放施氮,则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线,分别为N 30.4106 t、 31.4106 t、 33.4106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异,我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。
研究论文
籼、粳超级稻氮素吸收利用与转运差异研究
龚金龙, 邢志鹏, 胡雅杰, 张洪程*, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 高辉
2014, 20(4): 796-810. doi: 10.11674/zwyf.2014.0402
摘要:
【目的】目前我国选育和认定的超级稻品种很多,但如何发挥其高产潜力至关重要。氮素是影响水稻生长发育、 产量和品质形成的最活跃因素之一,因此,深入分析籼、 粳超级稻氮素吸收、 利用与转运特征及其与产量形成的关系,从氮素营养层面上阐明超级粳稻高产形成机理,以期为超级稻品种的合理利用以及增产潜力的挖掘提供参考。【方法】2011~2012年在江苏苏中地区,以主体且具有代表性的5个超级杂交籼稻组合和5个常规粳型超级稻品种为试验材料,对稻-麦两熟制条件下籼、 粳超级稻主要生育期植株含氮率和氮素积累量、 氮素阶段吸收速率和阶段吸收量、 氮素利用效率,以及抽穗至成熟期叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率等进行了系统的比较研究。【结果】1)粳稻平均实收产量、 氮素吸收总量和百公斤籽粒吸氮量分别达10.89 t/hm2、 224.50 kg/hm2和2.79 kg,分别较籼稻高13.21%、 32.74%和17.45%,差异极显著。2)移栽有效分蘖临界叶龄期、 拔节抽穗期和抽穗成熟期, 粳稻氮素积累量显著或极显著高于籼稻,而有效分蘖临界叶龄期拔节期粳稻极显著低于籼稻。氮素阶段吸收速率表现的趋势与氮素阶段吸收量一致。3)抽穗期和成熟期粳稻植株各器官以及整个生育期整株的含氮率均显著或极显著高于籼稻。4)粳稻氮素吸收利用率和农学利用率略高于籼稻,但氮素生理利用率、 籽粒生产效率、 干物质生产效率和氮肥偏生产力,除氮素生理利用率外,均显著或极显著低于籼稻。5)成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘含氮量所占比例均极显著地高于籼稻,但穗中含氮量所占比例极显著低于籼稻,因此,籼稻氮素收获指数极显著高于粳稻。6)抽穗成熟期,粳稻叶、 茎、 鞘氮素转运量、 表观转运率和转运贡献率均小于籼稻,除鞘的氮素转运贡献率外其他指标均达显著或极显著水平。7)籼稻籽粒氮主要依靠抽穗前源器官中贮积的氮素的输出与转运,粳稻主要依靠生育中后期(拔节成熟期)氮素的高速吸收。【结论】在稳定生育前期(移栽拔节期)氮素吸收的基础上,大幅提高生育中期和后期(拔节成熟期)氮素吸收速率和氮素积累量,是稳定形成较高的氮素吸收总量及粳稻高产形成的关键。
稻草全量还田下氮肥运筹对双季晚稻产量及其氮素吸收利用的影响
何虎, 吴建富, 曾研华, 胡凯, 黄山, 曾勇军, 潘晓华, 石庆华
2014, 20(4): 811-820. doi: 10.11674/zwyf.2014.0403
摘要:
【目的】稻草还田和合理的氮肥运筹不仅可以改良土壤和培肥地力,提高农作物产量和品质,还可以减少因过量施用氮肥带来的环境污染。随着水稻机械化收割的快速发展,稻草全量原位还田面积迅速扩大。因此,研究稻草全量还田后合理施用氮肥十分必要。本文通过早稻机收稻草切碎全量还田后晚稻氮肥运筹试验,探索该条件下晚稻氮肥的合理施用技术。【方法】以超级晚稻品种淦鑫688为试验材料,设计4个施氮(N)水平(0、 120、 180、 240 kg/hm2)基蘖穗肥比例为5∶2∶3,并在180 kg/hm2水平下增设稻草不还田对照处理和稻草全量还田下基蘖穗肥不同施氮比例处理(5∶0∶5、 5∶1∶4、 5∶2∶3、 5∶3∶2、 5∶4∶1、 5∶5∶0)。旨在分析不同处理间水稻产量、 产量构成和氮素吸收利用的差异。【结果】稻草全量还田下,施氮量在180 kg/hm2以下时产量随施氮量的增加而增加,之后则下降,处理间差异极显著。随施氮量的增加,有效穗数显著增加,而结实率则显著下降,施氮处理每穗粒数和千粒重显著高于不施氮处理。在相同施氮水平下,因为有效穗数、 结实率和千粒重显著提高,所以稻草全量还田产量极显著高于不还田处理,增幅8.83%。稻草全量还田同一施氮水平下,施氮比例为 5∶2∶3 处理产量极显著高于其他处理,其每穗粒数和千粒重均为最高,有效穗数随分蘖肥比例的增加而减少,处理间结实率差异不显著。稻草全量还田后,随着施氮量增加,其氮素总积累量、 氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也显著提高,且与施氮量呈极显著正相关。但氮素收获指数和氮肥生理利用率均随施氮量的增加而降低。同一施氮水平下,全量还田处理水稻氮肥农学利用率和生理利用率均显著高于不还田处理。相关分析表明, 氮素总积累量与产量呈二次抛物线极显著正相关,氮肥表观利用率、 氮素吸收率与产量呈极显著正相关。稻草全量还田相同施氮水平下,随着穗肥施氮比例降低,其氮素总积累量、 中期的积累量和比率下降,其氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素的吸收率也随之降低,但前期的氮素积累量和比率则升高。氮素的农学利用率和生理利用率均表现为随着穗肥比例的减少呈先增加后降低趋势,均以施氮比例为5∶2∶3处理处理最高,不施穗肥处理最低。各施氮比例处理中,穗肥的施氮量与氮素的总积累量、 中期积累量、 氮肥的表观利用率、 收获指数和氮素吸收率呈极显著正相关,氮肥的农学利用率和生理利用率与产量显著正相关。【结论】稻草全量还田后配施适量的氮肥可以提高晚稻产量,本试验以配施N 180 kg/hm2产量最高;在施纯N 240 kg/hm2以内,施氮越多,氮素积累量越多,相应的氮肥表观利用率、 氮素的吸收率和百公斤籽粒的需氮量也越大。总施氮量相同条件下,以基肥∶分蘖肥∶穗肥为 5∶2∶3 的施氮比例水稻产量, 氮肥农学、 生理利用率均为最高,此结果可作为双季稻区稻草全量还田后的推荐施氮比例。
双季稻田添加脲酶抑制剂NBPT氮肥的最高减量潜力研究
张文学, 孙刚, 何萍, 梁国庆, 余喜初, 刘光荣, 周卫
2014, 20(4): 821-830. doi: 10.11674/zwyf.2014.0404
摘要:
【目的】添加脲酶抑制剂(Urease inhibitor, UI)是提高肥料利用率的有效途径,在尿素(Urea,U)中添加1%的脲酶抑制剂NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)是目前研究使用证明效果最可靠的添加比例。针对当前稻田氮肥施用水平过高的问题,本文采用田间小区试验研究了目前脲酶抑制剂添加比例下稻田氮肥的减施潜力以及脲酶抑制剂的节肥增效机理。【方法】本试验在我国长江中下游的双季稻田进行,脲酶抑制剂用量NBPT为尿素用量的1%。尿素用量设五个水平为N 90、 112.5、 135、 157.5 和180 kg/hm2,分别依次记为U1、 U2、 U3、 U4和U5, 7个处理为CK(不施氮肥)、 U1+UI、 U2+UI、 U3+UI、 U4+UI、 U5+UI、 U5(U5为传统施氮量, N 180 kg/hm2为农民习惯施氮量),三次重复。U1~U5处理施氮量分别是在农民习惯施氮量的基础上降低50%、 37.5%、 25%、 12.5%、 0%。通过取样分析水稻分蘖期和孕穗期各处理对土壤脲酶活性、 硝酸还原酶活性、 土壤铵态氮含量、 硝态氮含量以及微生物量碳、 氮的含量,研究NBPT对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率来得出氮肥的减施潜力,在此基础上通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂(NBPT)在双季稻田的增效机理。【结果】 1) 在双季稻田,添加NBPT后,施氮量为N 135 kg/hm2的籽粒产量达到最高。与传统施氮(单施尿素N 180 kg/hm2)处理相比,早、 晚稻可分别增产8.54%和12.87%,氮肥当季利用率分别提高6.78%和9.46%,可节约氮肥25%; 2)与传统施氮相比,添加NBPT显著降低了水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高了孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,NBPT对两个时期的硝酸还原酶活性、 硝态氮含量及微生物量碳、 氮含量均无明显影响,可见基施的NBPT主要是降低尿素水解速率方面效果显著,并且NBPT具有时效性,其主要是在水稻孕穗期之前起作用,在生态上较为安全; 3) 从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响。【结论】由于脲酶抑制剂NBPT减缓了分蘖期尿素的水解作用,提高了孕穗期土壤中的铵态氮含量,为水稻后期生长提供充足的氮肥,在双季稻减肥方面具有显著的效果。在本试验土壤条件下,尿素中添加1% 的NBPT,可在提高产量的同时,将传统施氮肥量减少25%,是适于稻田应用的脲酶抑制剂。
机械化播栽对杂交稻氮素积累分配及碳氮比的影响
刘利, 雷小龙, 黄光忠, 刘代银, 任万军
2014, 20(4): 831-844. doi: 10.11674/zwyf.2014.0405
摘要:
【目的】氮素吸收与积累是水稻产量形成的重要基础。随着农村劳动力转移,我国水稻生产机械化的步伐随之加快, 机械化播栽使杂交籼稻的生长发育和各生育阶段所处环境发生了改变,但针对其氮素吸收利用特性的研究还较少。本文以杂交籼稻F优498为材料,探讨机械化播栽条件下杂交稻的氮素积累、 分配及碳氮比特点。【方法】采用二因素裂区设计,主因素为播栽方式,共3个水平,分别为机械精量穴直播、 机插和常规手插;副因素为穴苗数,设2个水平,分别为低穴苗数和高穴苗数。研究播栽方式和穴苗数对杂交稻氮素积累、 分配及碳氮比的影响。【结果】机械化播栽对杂交稻氮素吸收利用及碳氮比产生了明显影响,与常规手插相比,机械精量穴直播显著提高了水稻拔节期和成熟期植株含氮量,同时提高了成熟期植株氮素积累能力。机插植株含氮量在抽穗期显著高于手插,并能在拔节期保持较高的植株氮素积累量。不同播栽方式叶片和茎鞘氮素转运量、 氮素表观转运率以及氮素转运贡献率、 氮素干物质生产效率和氮素偏生力表现为常规手插>机插>机械精量穴直播,而穗部氮素增加量和百千克籽粒吸氮量则为机械精量穴直播>常规手插>机插,氮素稻谷生产效率和氮素收获指数表现为机插>常规手插>机械精量穴直播。水稻植株全碳含量及植株碳氮比在各主要生育时期内均受播栽方式显著或极显著影响。机械化播栽方式配合低穴苗数能加强成熟期各器官碳氮比,配合高穴苗数处理能显著提高杂交稻抽穗期穗碳氮比,并且能够促进碳素在植株内的转化和分配。【结论】机械化播栽方式虽降低了拔节期植株全碳含量及植株碳氮比,但可显著提高水稻拔节期和成熟期植株含氮量,提高成熟期植株氮素积累能力,有利于杂交稻氮素高效吸收利用和植株体内碳氮代谢的平衡,因而获得高产高效。
施氮量对不同氮效率玉米品种根系时空分布及氮素吸收的调控
马存金, 刘鹏, 赵秉强, 张善平, 冯海娟, 赵杰, 杨今胜, 董树亭, 张吉旺, 赵斌
2014, 20(4): 845-859. doi: 10.11674/zwyf.2014.0406
摘要:
【目的】研究不同氮效率夏玉米根系的时空分布、 植株氮素吸收利用特性及其对氮素用量的响应,探讨玉米氮素高效利用的生理基础,以期探明通过采用氮高效品种、 促进根土互作、 提高根系与水肥时空耦合、 提高玉米氮素利用效率,强化环境友好型生产的有效途径。【方法】试验于2011-2012年在山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心(N3618,E11712)和作物生物学国家重点实验室进行,以氮高效玉米品种郑单958(ZD958)和氮低效品种玉米秀青73-1(XQ73-1)为试验材料,在大田条件下设置两个氮素水平(0和315 kg/hm2),采用土壤剖面取样法和系统取样法分别进行根系相关指标、 干物质及氮素积累与分配的测定。【结果】ZD958整个生育期根系相关指标(根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积及活跃吸收面积)及其在深层土壤(60-100 cm)中所占的比例、 单株生物量、 单株绿叶面积、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量均显著高于XQ73-1(P0.05),抽雄期和完熟期根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积分别比XQ73-1高12.02%、 8.39%、 25.34%、 34.48%、 29.22%、 7.76%和36.74%、 24.21%、 36.29%、 29.94%、 32.83%、 13.73%,完熟期单株生物量、 植株氮素积累量、 籽粒产量分别比XQ73-1高11.65%、 11.78%、 15.16%。施氮后两品种各指标均显著提高,ZD958和XQ73-1根系干重、 根长密度、 根系TTC还原量、 根系吸收面积、 根系活跃吸收面积、 单株绿叶面积抽雄期分别提高8.13%、 6.12%、 18.08%、 15.10%、 24.71%、 12.06%和7.19%、 4.59%、 10.47%、 10.82%、 13.02%、 7.15%,而完熟期分别提高16.48%、 22.43%、 19.26%、 15.03%、 27.45%、 14.97%和15.02%、 14.59%、 13.01%、 12.81%、 21.95%、 11.06%; 单株生物量、 植株氮素积累量、 单株籽粒产量完熟期分别提高9.40%、 10.08%、 13.43%和5.20%、 8.56%、 9.69%。相关分析表明,植株吸氮量与根长密度、 根系干重、 根系活跃吸收面积呈显著线性正相关(相关系数均在0.8以上)。 ZD958花前根系对氮素的响应度高于XQ73-1,花后则低于XQ73-1。【结论】氮高效玉米品种ZD958根系总量大、 深层土壤根系多、 根系活力高、 氮素吸收能力强; 施氮条件下优势更加明显,对ZD958作用大于XQ73-1,说明氮高效玉米品种发达且分布合理的根系保证了植株对氮素的吸收,有利于进行光合生产、 获得较高籽粒产量。两品种对氮素的响应不同,氮高效品种花前对氮素的响应度高于氮低效品种,花后则相反。因此,可过适度减少氮高效品种花前施氮量、 增加花后施氮量,而适度增加氮低效品种花前施氮量、 降低花后施氮量来促进根系发育,提高氮素利用效率。
新疆石河子地区玉米产量及氮素平衡的施氮量阈值研究
赵靓, 侯振安*, 黄婷, 张扬, 柴颖, 毛家双
2014, 20(4): 860-869. doi: 10.11674/zwyf.2014.0407
摘要:
【目的】合理施用氮肥不仅会提高肥料利用率,还会降低氮素面源污染的风险。通过2年田间肥料定位试验,研究北疆灰漠土区不同氮肥用量下,土壤无机氮积累量、 氮素平衡和玉米产量间的相互关系,为氮肥合理施用提供依据。【方法】研究采用肥料田间定位试验,小区试验于2011-2012年开展,设计6个氮肥(N)用量水平: 0、 225、 300、 375、 450、 600 kg/hm2,分别以N0、 N225、 N300、 N375、 N450、 N600表示,其中300 kg/hm2为当地玉米农田氮肥推荐用量,磷肥(P2O5)施用量为75 kg/hm2,钾肥(K2O)施用量为37.5 kg/hm2。【结果】 1)施用氮肥增加了土壤硝态氮和铵态氮残留量,硝态氮主要残留于060 cm土层,铵态氮主要分布在020 cm土层深度。2011年试验中,土壤无机氮残留量随氮肥用量增加而显著增加,与对照相比,施氮处理无机氮残留量增幅为12%~102%,与施氮量呈指数增长关系。2012年氮肥用量对土壤无机氮残留量的影响与2011年相似。2)施氮量 225 kg/hm2时,0100 cm土层深度土壤无机氮积累量降低,表现为负积累效应,N0和N225处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年降低165%和170%; 施氮量高于 300 kg/hm2时,土壤无机氮积累量显著增加,表现为富集现象,其中,N375、 N450和N600处理下2012年土壤无机氮积累量分别较2011年增加17%、 388%、 170%。土壤无机氮积累量与施氮量显著呈二次抛物线关系,2011年回归方程为y=0.0001x2 + 0.1013x-22.537(R2 = 0.9288),无机氮无积累时施氮量为187 kg/hm2; 2012年为 y = 0.0003x2 + 0.1417x - 52.78(R2 = 0.9583),无机氮无积累时施氮量为245 kg/hm2。土壤氮素表观损失量和氮素盈余量的增加幅度随氮肥用量增加而显著加大。3)氮肥投入可提高玉米产量,产量与施氮量呈显著的二次抛物线或线性加平台的关系,施氮量高于300 kg/hm2时,玉米产量与最高产量差异不显著; 产量与无机氮积累量呈二次抛物线形关系,当土壤无机氮达到平衡时,玉米产量显著低于最高产量,当玉米产量达到最大时,土壤无机氮有一定积累。氮肥利用率则随氮肥用量增加呈指数关系显著降低。施氮量270 kg/hm2为产量与氮肥利用率的交点,施氮量340 kg/hm2 是土壤无机氮残留量与氮肥利用率的交点。【结论】利用产量效应、 环境效应与肥料效应函数的交点确定氮肥投入阈值,是较为优化的方法。合理的氮肥投入不仅能获得玉米高产,降低氮素面源污染风险,还能获得较高的氮肥利用率。因此,施氮量260340 kg/hm2为本研究区玉米高产与环境友好的氮肥投入阈值。
根际pH对玉米利用磷酸单酯和双酯盐的影响
王悦, 符力, 冯固*
2014, 20(4): 870-876. doi: 10.11674/zwyf.2014.0408
摘要:
【目的】土壤有机磷在土壤全磷中占有很大比重,是植物潜在的有效磷源,但必须通过磷酸酶的水解作用释放出无机磷才能被植物利用。土壤中有机磷的主要形式为磷酸单酯和磷酸双酯。本研究中,我们探讨了无菌条件下不同形态的氮源引起的根际pH变化如何影响植物对这两种有机磷的活化利用。【方法】采用琼脂无菌培养体系种植玉米,向玉米植株供应两种形态的氮源和磷源, 氮源为硝态氮和铵态氮,磷源为植酸钙和卵磷脂,植酸钙属于磷酸单酯盐,卵磷脂属于磷酸双酯盐。不同的供氮形态会导致根际pH变化,进而研究根际pH变化对磷酸单酯盐和磷酸双酯盐的活化利用所产生的影响。【结果】当给玉米供应铵态氮时,根际pH从5.5降至4.0; 供应硝态氮时,根际pH升至6.6。测定玉米根际的琼脂中根系分泌的磷酸单酯酶和磷酸双酯酶活性发现,磷酸单酯酶活性在pH 6.0~7.0之间最高,磷酸双酯酶活性在pH 7.0~8.0之间达到最高。无论以植酸钙还是卵磷脂为有机磷源,相对于铵态氮处理,硝态氮处理能够使根际保持较高的磷酸单酯酶或磷酸双酯酶活性。有机磷的水解过程由磷酸酶活性和底物有效性两个因素控制,而植酸钙的水解受根际pH影响很大,在一定pH范围内,植酸钙的溶解度随根际pH值降低而升高,有效态磷浓度的增加,使得磷酸酶的底物有效性提高。在供应铵态氮时,根际pH值降低,玉米对植酸钙的利用效率高于硝态氮处理,尽管供硝态氮时磷酸单酯酶活性更高。同时,在供应铵态氮条件下,植株对植酸钙的利用率要显著高于卵磷脂,原因在于虽然磷酸双酯酶和磷酸单酯酶活性较低,由于植酸钙的溶解度较大,它的底物有效性更高。因此,植酸钙处理中植株的磷含量更高。相反,在供应硝态氮时,植酸钙溶解度减小而两种磷酸酶活性较高,卵磷脂处理中植株的磷含量更高。【结论】土壤中有机磷的水解过程由磷酸酶活性和有机磷底物有效性两个因素控制,酶活性与根际pH密切相关。本研究说明土壤有机磷的活化必须首先转化为溶解于水溶液中的状态,才能作为磷酸酶的底物被催化水解。我国长期施用化肥导致北方土壤大范围酸化,这种酸化无疑对土壤固有或随有机物料进入农田的有机磷的活化利用是具有重要贡献的,应该在北方土壤养分管理中应加以考虑。
磷转运蛋白基因TaPht1;4 的染色体定位及其与在低磷下与小麦吸磷能力的关系
郭丽, 郭程瑾, 路文静, 李小娟, 肖凯
2014, 20(4): 877-884. doi: 10.11674/zwyf.2014.0409
摘要:
【目的】植株对介质中磷素的吸收及磷素在体内器官组织间的转运,是通过位于细胞质膜上的磷转运蛋白(PT)介导完成的。高亲和PT在介导植物对低磷逆境下的磷素吸收中发挥重要作用。本研究以小麦中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,对小麦高亲和PT基因TaPht1; 4的染色体定位特征及其与低磷下小麦品种磷效率的联系进行系统研究,旨在为今后小麦品种磷效率分子鉴定和磷高效遗传改良提供依据。【方法】采用水培法培养中国春(CS)及其遗传背景B染色体组双端体幼苗。三叶期时收获各供试材料根系,提取各材料基因组DNA,通过PCR特异扩增TaPht1; 4,鉴定TaPht1; 4在染色体上定位。通过对各供试材料三叶期幼苗进行24 h低磷胁迫获取丰缺磷处理根叶样本,采用半定量RT-PCR及实时定量PCR分析TaPht1; 4在丰缺磷下的表达。采用上述幼苗培养、 丰缺磷处理和基因表达分析技术,研究不同磷吸收效率小麦品种磷效率参数和TaPht1; 4表达特征。【结果】 1)与CS及其他双端体材料能特异扩增目标基因不同,在3BS中未扩增到目标基因TaPht1; 4; 采用半定量RT-PCR和qPCR对丰、 缺磷下CS和各双端体根、 叶中TaPht1; 4的表达研究表明,丰磷下各供试材料根、 叶中均检测不到TaPht1; 4 表达,缺磷下各供试材料叶片中也均未检测到TaPht1; 4表达,但在根中除3BS未检测到TaPht1; 4 表达外,CS和其他双端体均具有较高的TaPht1; 4表达水平。表明TaPht1; 4定位在3B染色体长臂,呈低磷诱导和根系特异表达特征。2)丰磷下,3BS单株干重与CS没有差异; 缺磷下,与CS相比,3BS单株干重显著降低。表明缺少TaPht1; 4及所在3B染色体长臂后,植株干物质生产能力受到较大影响,这可能与因缺乏该染色体臂丧失TaPht1; 4造成低磷下植株的磷素吸收能力降低密切相关。3)对丰、 缺磷下不同磷吸收效率6个小麦品种TaPht1; 4 的表达水平以及单株干重、 全磷含量、 磷累积量和磷效率研究表明,缺磷下各小麦品种表现为随品种磷吸收效率提高,TaPht1; 4表达水平也随之增高。表明TaPht1; 4 表达水平与低磷下小麦品种磷素吸收能力和干物质积累具有紧密联系。【结论】小麦高亲和PT基因TaPht1; 4 定位在3B长臂。低磷条件下,3BS的单株干重和磷累积量较CS显著降低。丰、 缺磷下,不同磷吸收效率小麦品种TaPht1; 4 表达水平与植株干重和单株磷累积量密切相关。TaPht1; 4 能显著增强小麦在低磷下磷素吸收能力,可作为小麦品种耐低磷能力的参考分子评价指标。
生态环境与施氮量协同对小麦籽粒微量元素含量的影响
常旭虹, 赵广才, 王德梅, 杨玉双, 马少康, 李振华, 李辉利, 贾二红, 陈枫
2014, 20(4): 885-895. doi: 10.11674/zwyf.2014.0410
摘要:
【目的】铁、 锰、 铜、 锌等微量元素含量的高低不仅直接关系到小麦植株的生长发育也直接影响到小麦籽粒的营养价值。不同地区、 品种以及种植方式小麦微量元素营养品质不稳定。本试验主要研究不同生态环境与栽培措施协同对小麦籽粒微量元素含量的影响,以期为小麦高产优质生产提供参考。【方法】试验位于生态环境差异较大的北京、 河北任丘和河北赵县,采用裂区设计,以试验点为主区,即任丘、 北京、 赵县; 施氮量为副区,设5个氮素水平0、 90、 180、 270、 360 kg/hm2; 小麦品种为副副区,为济麦20、 皖麦38、 京冬8号、 中麦8号。收获后于每个小区中随机取样测定籽粒样品中Fe、 Mn、 Cu、 Zn等4种微量元素的含量。比较微量元素含量的差异显著性,分析不同试点生态条件与施氮量对小麦微量元素含量的影响,探讨不同生态环境下小麦微量元素含量的稳定性以及氮肥的调控补偿效应。【结果】 1)小麦籽粒中铁、 锰、 铜、 锌微量元素含量受生态环境、 栽培因素及品种遗传因素的共同作用,各试验因子均对其有显著影响。其中以生态环境的影响最大,生态环境差异越大,对小麦微量元素的影响作用越大。降水量可以影响小麦对铁和锰的吸收, 锌则受土壤有机质含量和试点纬度影响较大; 土壤中的钾可以促进小麦对铁、 锰、 铜、 锌的吸收利用。2)在0~360 kg/hm2 施氮范围内,氮肥有利于促进小麦对土壤中铁、 铜和锌的吸收,不利于锰的吸收积累。适当施用氮肥有利于缩小小麦籽粒铁、 锰、 铜元素含量的生态环境变异,提高其生态稳定性,但对锌元素试点间稳定性影响较小。施用氮肥对不同小麦品种微量元素含量差异有不同程度的调节效应,有利于缩小小麦品种间铁、 锰、 锌含量的差异。【结论】栽培环境对小麦籽粒微量元素含量的影响大于遗传因素,即小麦籽粒微量元素含量有较强的栽培可塑性。施氮有利于弥补生态环境或品种差异引起的微量元素含量不稳定性,调节品种差异并补偿生态环境对小麦造成的不利影响。适宜的栽培环境对提高小麦籽粒微量元素含量有明显效果。
连续翻压紫云英对福建单季稻产量与化肥氮素吸收、分配及残留的影响
王飞, 林诚, 林新坚, 何春梅, 李清华, 李昱, 黄功标, 钟少杰
2014, 20(4): 896-904. doi: 10.11674/zwyf.2014.0411
摘要:
【目的】紫云英翻压后在一定程度上可改善土壤理化性状,并提高后作水稻的产量,但是该机理是由于紫云英翻压矿化后提供的氮素还是由于与翻压紫云英后化肥氮素利用率的提高有关尚不清楚,因此,本项目通过连续4年紫云英翻压还田的定位试验与原状土柱模拟及15N示踪,研究了福建单季稻区紫云英压青回田对水稻产量与化肥15N吸收、 分配及残留的影响。【方法】采用单季稻田间定位试验,设5个处理: 1)对照,不翻压紫云英,不施化肥(CK);2)不翻压紫云英,常规化肥施用量(100%H);3)紫云英+常规化肥用量(Z+100%H);4)紫云英+60%的常规化肥(Z+60%H);5)只翻压紫云英,不施化肥(Z)。常规化肥用量(100%H)为施氮量N 135 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O=1∶0.4∶0.7,每年紫云英翻压量为18000 kg/hm2。每个处理3次重复,小区面积15 m2,种植水稻为每小区2015丛。于定位试验的第4年,在田间定位试验小区中,采用15N-尿素(丰度10%)示踪法与原状土柱模拟水稻植株的氮素吸收及分配情况。PVC管直径25 cm,长35 cm,其中压入田面下20 cm,每小区埋两个土柱,每个土柱中种植两株水稻。【结果】紫云英年翻压18000 kg/hm2并结合施用100%化肥(Z+100%H),水稻子粒4年平均产量比单施100%化肥(100%H)增产6.5%,同时在18000 kg/hm2 的紫云英翻压量下,主作物水稻化肥减量40%(Z+60%H)的产量与100%H的处理基本相当。Z+100%H处理对提高水稻分蘖期植株氮含量最为明显,尤其是茎叶氮含量较100%H提高7.0%,差异显著。虽然不同施肥处理水稻生育期的化肥氮素利用率无明显变化,但Z+100%H处理分蘖期与成熟期植株氮素吸收量分别较100%H提高23.0%与18.0%,说明绿肥与化肥配施有利于水稻植株吸收外源氮素,且植株吸收氮的差异主要来自于紫云英矿化的氮源。Z+60%H 与100%H处理的分蘖期与成熟期植株氮素吸收量则基本相当。不同施肥处理均有提高土壤全氮含量的趋势;Z+60%H 处理的耕层土壤化肥氮素的残留率最高,并显著高于Z+100%H处理。【结论】连续4年翻压紫云英明显提高了福建单季稻区黄泥田的农田生产力,在减少40%常规化肥用量的情况下仍可维持产量稳定。翻压绿肥减肥增效的主要机制之一是紫云英矿化的养分替代了化肥。
连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响
佀国涵, 赵书军, 王瑞, 徐大兵, 秦兴成, 谭军, 向必坤, 袁家富
2014, 20(4): 905-912. doi: 10.11674/zwyf.2014.0412
摘要:
【目的】土壤的生物性状可作为评价土壤生态环境质量的指标,而土壤的物理性状对土壤的水、 肥、 气、 热等因素具有调控作用。绿肥是一种养分全面的优质生物肥源,翻压的绿肥种类以及绿肥和化肥的配施比例会影响土壤微生物的种群数量以及土壤酶活性,并对土壤的物理、 化学和生物性质以及生产力产生重要影响。本文研究连年翻压绿肥后土壤中微生物种群数量、 微生物量碳、 土壤酶的年际变化及其对植烟土壤团粒结构和土壤紧实度影响,旨在为烟区土壤改良和特色烟叶开发提供理论依据。【方法】利用3年田间定位试验,研究了连年翻压绿肥对植烟土壤物理及生物性状的影响; 将鲜土样过2 mm筛后,利用平板涂布法以及氯仿熏蒸培养法测定了连年翻压绿肥后土壤中细菌、 真菌和放线菌数量以及微生物量碳的含量; 将土样风干并过1 mm 筛后测定了土壤脲酶、 酸性磷酸酶以及过氧化氢酶的活性。土壤紧实度采用CP40Ⅱ数显式土壤紧实度仪对不同处理的土壤进行原位测定; 而土壤团聚体结构采用沙维诺夫法进行,采集的原状土样采用干筛法进行分级,然后计算出不同粒级团聚体的百分含量以及平均重量直径和几何平均直径。 【结果】连年翻压绿肥显著降低了10 cm土层处的土壤紧实度,且以翻压高量绿肥处理(30000 kg/hm2+85%化肥,GMH)的土壤紧实度最低,其土壤紧实度较常规施肥 (F) 和不施肥 (CK) 处理分别降低了25.4%和29.9%; 翻压绿肥增加了土壤中大于7 mm 的机械团聚体含量,但降低了小于1 mm 机械团聚体的含量。随着翻压绿肥年限的增加,翻压绿肥土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳均呈增加的趋势,翻压3 年绿肥后,GMH处理的土壤细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳含量较F处理分别提高了49.0%、 47.8%、 35.4%和40.7%; 与常规施肥相比,翻压低量绿肥 (15000 kg/hm2+85%化肥,GML)降低了土壤脲酶和过氧化氢酶的活性,但翻压高量绿肥能够恢复和提高其活性。【结论】连年翻压绿肥能够降低土壤紧实度,增强土壤团聚结构的稳定性,提高土壤中细菌、 真菌和放线菌的数量以及土壤微生物量碳的含量; 翻压高量的绿肥有利于土壤中脲酶、 过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性的提高。
植物源有机物料对果园土壤微生物群落多样性的影响
程存刚, 赵德英, 吕德国, 姜曼, 杜国栋
2014, 20(4): 913-922. doi: 10.11674/zwyf.2014.0413
摘要:
【目的】苹果园土壤肥力持续下降,禽畜废弃物肥源严重不足,施用植物源有机肥成为生产中改善果园土壤状况的重要措施之一。本试验利用BIOLOG微平板技术研究了盆栽条件下添加植物源有机物料及其腐殖化过程驱动因子对果园土壤微生物群落多样性的影响,探讨葡萄糖、 尿素和蚯蚓在植物源有机物料向土壤碳库转化中的作用,为揭示果园土壤质量的演变机制提供参考。【方法】取苹果园020 cm土层土壤,与苹果枝条、 玉米秸秆和果园杂草粉碎物混合,栽植2a生苹果砧木山定子幼苗,分别添加尿素、 葡萄糖和蚯蚓,利用BIOLOG微平板技术进行土壤微生物群落多样性分析。不同处理的土壤浸提液在 BIOLOG生态测试板中培养,取培养96 h时微平板光密度值进行多样性指数计算,分别用丰富度指数S 表示被微生物群落利用的基质数量,多样性指数表示反应孔与对照孔光密度值之差和整块板总差的比值,均匀度指数 E表示可培养微生物的种类均匀度,优势度指数Ds用于评估某些最常见种的优势度。对土壤微生物群落利用BIOLOG微平板中六类碳源(碳水化合物类、 氨基酸类、 羧酸类、 多聚物类、 芳香族类和胺类)的情况进行主成分分析,明确不同处理微生物对碳源利用能力的差异。【结果】有机物料种类、 小分子有机物和蚯蚓数量均对平均吸光值(AWCD值)有显著影响,在培养0~24 h,玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓(T4)和果园杂草+葡萄糖(T9)处理的AWCD值明显高于其他处理,微生物群落的活性较强,碳源开始利用较早。2496 h时,AWCD呈指数增长,120 h后趋于平缓,以玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓(T4)、 苹果枝条+葡萄糖+6条蚯蚓(T2)、 果园杂草+葡萄糖(T9)处理斜率最大,其次为玉米秸秆+尿素+6条蚯蚓(T6)和苹果枝条+尿素(T1)处理; 小分子有机物种类对微生物群落丰富度指数(S)和优势度指数(Ds)的影响显著,丰富度指数(S)以苹果枝条+葡萄糖+6条蚯蚓(T2)最大,优势度指数(Ds)以玉米秸秆+葡萄糖+12条蚯蚓(T4)最大,各处理的多样性指数(H)和均一度指数(E)差异不显著; 对碳源利用主成分起分异作用的主要是碳水化合物类和多聚物类。【结论】与秸秆和杂草处理相比,苹果枝条处理土壤微生物群落多样性较丰富,加入葡萄糖为土壤微生物提供可迅速利用的碳源,微生物功能多样性也显著增加; 蚯蚓活动对微生物群落多样性的影响比葡萄糖小,尿素对微生物群落多样性的影响也较小,但同时添加尿素和葡萄糖有助于微生物多样性的增加。
根结线虫病土引入秸秆碳源对土壤微生物群落结构的影响
张四海, 王意锟, 朱强根, 黄键, 金爱武, 张国
2014, 20(4): 923-929. doi: 10.11674/zwyf.2014.0414
摘要:
【目的】微生物生物量及群落结构对农业管理措施极为敏感,土壤微生物数量和多样性的大小是土壤肥力状况的重要生物学指标,秸秆还田影响着土壤微生物的种群和数量。由于不合理的耕作,引起严重的根结线病虫害,尤以连作的番茄土壤十分普遍,研究连作条件下添加秸秆碳源对根结线虫(Meloidogyne spp.)病害严重土壤中土壤微生物生物量和群落结构的影响,探讨添加秸秆碳源加入量与土壤微生物量、群落结构及其真菌/细菌比值的相互关系、变化规律,可为病土的生态修复奠定一定的理论基础。【方法】本试验采用室内盆栽方法,试验设置4个小麦秸秆添加量0、 2.08、 4.16和8.32 g/kg,分别记为S0、 S1、 S2和S3,供试作物为番茄。采用磷脂脂肪酸法(PLFA)估算真菌生物量、细菌生物量和微生物生物总量。【结果】与不加秸秆的对照相比,秸秆碳源的施入显著增加了土壤微生物总生物量(MTB)、细菌生物量(MB)、真菌生物量(FB)。S3、 S2和S1处理的MTB、 MB、 FB分别为30.17、 28.42和22.72 nmol/g; 24.27、 23.12和22.97 nmol/g; 5.90、 5.30和4.93 nmol/g; 不同秸秆添加量处理之间,微生物总生物量和细菌生物量之间差异不显著,但真菌生物量差异达显著水平。添加秸秆处理使土壤中微生物群落结构发生了变化,真菌/总生物量(FB/MTB)、真菌/细菌(F/B)比值显著提高。S3、 S2和S1处理的FB/MTB和F/B分别为19.56%、 18.65%和17.78%; 24.34%、 22.94%和21.68%;S3和S2的比值之间差异不显著,两个处理的比值与S1处理之间差异显著。秸秆的添加对细菌生物量在微生物总量中的比例有降低作用,细菌在微生物总量中占据绝大比例,在S0、 S1、 S2、 S3个处理中分别为83.10%、 82.22%、 81.35%和80.44%,F/B比值分别为20.30%、 21.68%、 22.94%和24.34%。【结论】随着秸秆施入量的的增加,微生物总生物量、细菌和真菌生物量和F/B比值均有升高的趋势,特别是有利于F/B比值增加,说明秸秆碳源的施入改变F/B比值,从而改善病土食物网结构和土壤生态系统食物网营养结构。秸秆添加量以4.16和8.32 g/kg更为有效。
田菁茎瘤固氮根瘤菌在小麦体内的定殖及营养元素相关miRNA的表达
李强, 刘华伟, 王渭玲
2014, 20(4): 930-937. doi: 10.11674/zwyf.2014.0415
摘要:
【目的】随着化肥过度使用引起的环境问题的出现,无公害农业的推广,以及新型肥料研究领域不断拓宽,微生物肥料,尤其是植物根际促生菌的研究成为近年来的热点。然而微生物肥料的增产机理还基本停留在作物农学性状的表观调查上,没有从分子水平进行研究。因此,本文用田菁茎瘤固氮根瘤菌(Azorhizobium caulinodans ORS571)侵染小麦,探索GFP-A.caulinodans在小麦幼苗组织中的分布与定殖规律以及营养元素相关miRNAs在小麦与A.caulinodans互作中的作用机制。【方法】使用A.caulinodans侵染小麦种子(品种为小偃22),将接菌6 d后的小麦幼苗的根和接菌12 d后的叶制作玻片,利用激光共聚焦显微镜对样品进行逐层扫描,检测GFP-A.caulinodans在幼苗不同组织中的分布与定殖情况。同时,采集接菌后0 h、 6 h、 12 h、 24 h、 48 h、 72 h、 96 h的小麦幼根取样,用Trizol法提取总RNA。利用试剂盒进行加尾和反转录反应,将样品总RNA中的miRNA合成为cDNA,使用-tubulin作为内参基因,进行实时定量PCR反应,使用2-CT方法计算相对表达量。利用psRNATarget 在线软件,采用默认参数,对miRNA的靶基因进行预测。【结果】 1)激光共聚焦结果显示,GFP-A.caulinodans可定殖于根的表皮细胞、 细胞间隙、 根尖破损处和根毛,在根维管组织和叶片气孔部位,也发现有GFP-A.caulinodans存在。2)实时定量PCR分析结果表明,6条与营养元素代谢有关的miRNA表达发生变化,其中miR164、 miR167和miR827相对表达量呈现出先上调后下调的趋势,miR169 和miR398相对表达量也基本呈现出这一趋势。miR164、 miR167、 miR169和miR398的相对表达量在接菌12 h时上调至最高点,分别为对照的4.13、 2.84、 2.46和3.99倍; miR827相对表达量在接菌24 h时达到最高点,为对照的2.17倍。miR399相对表达量呈现出先下调后上调的趋势,在接菌24 h时降至最低点,为对照的0~21倍。3)通过靶基因预测,6条miRNA的靶基因分别编码了NAC1转录因子、 生长素响应因子、 HAP转录因子、 Cu/Zn 超氧化物歧化酶、 蛋白缀合酶PHO2和SPX-MFS亚家族蛋白。【结论】GFP-A.caulinodans能够从根毛和根尖破损处等部位进入小麦幼苗根部定殖,并可通过向上迁移到达叶片,在气孔处定殖。接种A.caulinodans可不同程度增加小麦根中响应氮素、 磷素、 微量元素的miRNAs相对表达量,增强小麦幼苗对营养元素的吸收和利用,促进小麦根的形态建成。
碱性肥料调节香蕉园土壤酸度及防控香蕉枯萎病的效果
樊小林李进
2014, 20(4): 938-946. doi: 10.11674/zwyf.2014.0416
摘要:
【目的】我国香蕉主产区蕉园土壤酸化严重、 香蕉营养失衡、 巴拿马病(枯萎病)严重泛滥和肆虐,造成香蕉严重减产甚至绝收。中性碱性土壤条件可有效抑制引发巴拿马病(枯萎病)细菌(Fusarium oxysporum f. sp. Cubense)的感染。本研究在长期从事香蕉营养与施肥研究的基础上,研制了碱性肥料,并在海南乐东(香蕉枯萎病重灾区)进行了3年碱性肥料田间试验,研究碱性肥料以及其他肥料与其混合使用在改良蕉园土壤酸性的同时,防控香蕉枯萎病及其营养效果。以期通过施用碱性肥料改善我国蕉园土壤状况,降低枯萎病的发生,促进香蕉增产。【方法】试验采用5因素完全方案,分别为碱性肥料(AF)+长效肥料(CRF)+速效肥料(CCF)、 AF+CRF、 AF+CCF、 CRF+CCF、 CCF 5个处理,每个处理的氮、 磷、 钾总量相等,香蕉整个生育期内施氮(N)、 磷(P2O5)、 钾(K2O)分别为200、 80、 400 g/plant,每个处理重复3次,随机排列。在每次施肥后15~20 d采集表层15 cm的土壤并测定土壤pH值。分别在香蕉孕蕾期、 抽蕾期、 果实膨大期、 收获期调查枯萎病发病率、 病情指数。【结果】土壤pH值分别和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈极显著的负相关,即土壤酸性越强,香蕉枯萎病越严重;黄叶率和香蕉枯萎病发病率、 病情指数间呈显著或极显著的正相关,说明香蕉枯萎病发病率和病情指数越高,香蕉黄叶数越多,绿叶数越少。通过4次施肥,碱性肥料在香蕉生长期供应适量足量氮、 磷、 钾养分的同时,还能有效地提高土壤pH值,使土壤pH值维持在7.0~7.4之间,并且能有效降低香蕉黄叶率、 发病率和病情指数,对防控香蕉枯萎病有显著效果。从香蕉孕蕾期开始,枯萎病呈现加重趋势,到收获期时香蕉发病最严重,但在这期间碱性肥料能明显降低香蕉枯萎病的发病率。香蕉收获期,常规肥料处理的枯萎病发病率在62%以上,而碱性肥料处理的发病率降低到了18%以下;并且碱性肥料能明显减轻发病香蕉病情,常规对照处理香蕉病情指数达到了21%,而碱性肥料处理的只有5%。香蕉黄叶率从营养期开始逐渐增大,碱性肥料处理香蕉黄叶率显著低于常规对照处理的黄叶率。碱性肥料处理的香蕉经济收获率由对照的56%增加到了72%,每公顷增产13267 kg,单株增产3.43 kg。【结论】碱性肥料增产的原因在于一方面提高了土壤pH值而降低了香蕉枯萎病发病率及其病情指数,减少了香蕉的黄叶数量,使香蕉有较多的绿叶进行光合作用而高产;另一方面香蕉生长期土壤处于中性偏碱环境能有效地抑制尖孢镰刀菌的萌发和致病,而有利于其他有益微生物的生长,从而为香蕉健康生长营造良好的土壤环境。由此可见,应用碱性肥料不仅是改良蕉园土壤酸性、 均衡土壤养分、 平衡香蕉营养的施肥技术,而且是防控香蕉枯萎病的有效措施。
氮磷钾配比对木薯养分吸收动态及产量影响
黄巧义, 唐拴虎, 陈建生, 张发宝, 解开治, 黄旭, 蒋瑞萍, 李苹
2014, 20(4): 947-956. doi: 10.11674/zwyf.2014.0417
摘要:
【目的】木薯是重要的粮食作物,也是优质的淀粉工业原材料,被认为是非粮生物质能源的最合适原料。氮、 磷、 钾含量水平显著影响木薯产量,但有关木薯养分阶段性累积特征及其对生物量和产量形成影响的相关研究仍较少。本文比较了不同肥料配比情况下,木薯生物量, 氮、 磷、 钾累积量变化趋势,探讨了不同生育期氮、 磷、 钾含量及累积量的重要性及施肥对其影响。【方法】以我国主栽木薯品种华南205为材料,2009年在广东省郁南县丘陵坡地开展田间施肥试验,共设CK、 NP、 NK、 PK、 NPK 5个施肥处理。于苗期、 块根形成期、 块根生长早期、 块根快速膨大期和成熟期调查生物量和氮、 磷、 钾含量,得出氮、 磷、 钾累积动态。以各时期氮、 磷、 钾含量及累积量作为原始变量进行主成分分析,判断各时期氮、 磷、 钾含量及累积量的重要性,并分析不同肥料配比对各时期氮、 磷、 钾含量及累积量的影响。【结果】华南205的生物量累积动态呈S型曲线, 生物量在苗期较小,进入块根形成期后快速提高,当进入成熟期后增长逐渐减缓。氮肥对生物量影响最大,其次是钾肥,磷肥的影响最小。木薯氮含量的变幅为3.99%~0.93%, 磷含量为0.82%~0.26%, 钾含量为1.39%~0.89%。氮、 磷、 钾含量均在苗期最高,且随着生育期的推进不断降低,尤以氮含量降幅最大。不同氮、 磷、 钾肥料配比显著影响木薯的氮、 磷、 钾含量。PK处理的氮含量较NPK处理降低了32.96%,NK处理的磷含量较NPK处理降低了16.21%,NP处理的钾含量较NPK处理降低了50.37%。氮、 磷、 钾累积量与产量显著相关。主成分分析表明木薯整个生育期的营养状况与块根形成期的氮含量、 苗期的钾含量及块根生长阶段的磷含量相关性最大。氮、 磷、 钾的吸收累积量随着木薯生长不断提高,其中块根形成期、 块根生长早期、 块根快速膨大期的氮累积量较大,块根形成期、 块根快速膨大期的磷累积量较大,块根生长早期、 块根快速膨大期、 成熟期的钾累积量较大。主成分分析表明块根快速膨大期的氮、 磷、 钾累积量对整个生育期养分累积影响显著,同时,苗期及块根生长早期的氮、 钾累积量对养分累积总量影响也较大。【结论】木薯氮、 磷、 钾含量随着植株生长不断下降,而累积量却不断提高。不同氮、 磷、 钾肥料配比显著影响木薯的氮磷钾含量及累积量、 物质累积及产量形成,其中氮肥的影响最大,其次是钾肥,磷肥的影响最小。综合分析表明,苗期、 块根形成期、 块根生长早期为氮、 磷肥的最佳施用时期,块根形成期、 块根生长早期及块根快速膨大期为钾肥的补充阶段。
根际施肥空间大小对15N吸收利用及桃幼树生长的影响
肖元松, 彭福田*, 房龙, 颜克发, 张华美, 齐玉吉, 李勇
2014, 20(4): 957-964. doi: 10.11674/zwyf.2014.0418
摘要:
【目的】探讨树盘施肥区域大小对氮素吸收与分配的影响以及适合桃园的施肥模式,以期为桃树栽培生产提供有益的参考。【方法】在大田栽培条件下,以2年生春雪桃为试材,以主干为中心,在水平方向把树盘均匀分为东西南北4个区,设置1/4、 2/4、 3/4、 4/4根区施肥以及固定根区施肥和根区交替施肥,以不施肥处理为对照,共7个处理。生长季定期测定桃树干茎,试验结束时,破坏性整株取样,解析为各施肥区与非施肥区对应的地上部和地下部,地上部解析为对应根区的枝、 叶和干; 地下部解析为对应根区的粗根(直径>0.2 cm)和细根(直径0.2 cm),烘干后测定各部分干重。应用15N同位素示踪技术,研究树盘施肥区域大小对15N吸收利用及桃幼树生长的影响。【结果】4/4根区(全树盘)施肥氮肥吸收利用率为4.16%,分别为1/4、 2/4、 3/4根区施肥的3.62倍、 1.65倍和1.24倍; 固定根区施肥氮肥吸收利用率是根区交替施肥的1.24倍。局部施肥处理,施肥区根系的Ndff值高于非施肥区根系的Ndff,差异显著; 施肥区根系的15N分配率高于非施肥区根系的15N分配率,差异显著; 施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值与非施肥区对应的地上部新生器官的15N分配率和Ndff值均无显著差异。施肥区的根系总干重均小于非施肥区根系的总干重。总体以全树盘施肥处理植株生长速率最大,4/4根区(全树盘)施肥植株生长速率为0.57 cm/month,分别为1/4、 2/4、 3/4根区施肥的1.19倍、 1.14倍和1.04倍; 根区固定施肥与根区交替施肥处理植株生长速率无显著差异。【结论】全树盘施肥氮肥吸收利用率最高,植株生长速率最大,即均匀施肥有利于桃幼树对养分的吸收利用,利于桃幼树形态建成,促进树体生长发育。
低氮和干旱胁迫对富士和秦冠生长及氮素利用的影响
康晓育, 常聪, 孙协平, 张欣, 谢银鹏, 马锋旺, 邹养军*
2014, 20(4): 965-973. doi: 10.11674/zwyf.2014.0419
摘要:
【目的】以富士(Fuji)、 秦冠(Qinguan)嫁接在平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)上的当年生盆栽苗为试验材料,采用砂培方法,研究了缺氮胁迫和干旱对富士和秦冠生长情况、 光合参数、 植株各部位氮磷钾含量及氮素利用效率的影响,分析比较了低氮干旱条件下富士和秦冠生长及氮素利用的差异,以期为果树生产高效肥水利用提供理论指导。【方法】试验共设四个处理: 正常氮正常水(ZZ)、 低氮正常水(DZ)、 正常氮干旱(ZG)、 低氮干旱(DG)。氮素和水分均设置两个水平,分别为正常氮(6 mmol/L NO-3-N)、 低氮(0.3 mmol/LNO-3-N)、 正常供水(保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的80%~85%)、 干旱处理(保持盆中砂子相对含水量为饱和含水量的60%~65%)。【结果】富士和秦冠的生物量(茎和叶)、 株高茎粗等生长指标以及光合速率、 气孔导度、 蒸腾速率均为正常氮正常水(ZZ)>低氮正常水(DZ)>正常氮干旱(ZG)>低氮干旱(DG),并且相对应处理下秦冠的以上指标均高于富士;正常供水下,缺氮处理使富士、 秦冠的根冠比比正常氮处理均有所增加,富士提高了2.05%,秦冠提高了22.40%。富士和秦冠的氮、 磷、 钾含量均表现出正常氮正常水(ZZ)>低氮正常水(DZ)>正常氮干旱(ZG)>低氮干旱(DG); 氮、 钾元素含量在植株各部位的分布顺序依次是叶>根>茎,磷元素则是根>叶>茎;光合氮素利用效率(PNUE)和氮素利用效率表现为秦冠处理之间差异极显著,富士处理之间差异不显著;秦冠的PNUE和NUE明显高于富士,在低氮正常水(DZ)处理下,秦冠氮肥利用率比富士高42.07%,在低氮干旱(DG)处理下高64.14%;低氮胁迫下富士和秦冠的NUE显著提高,并且秦冠提高的幅度高于富士。【结论】施用氮肥能够显著提高富士与秦冠的干物质量,同等水肥条件下,秦冠生长优于富士;水分亏缺会减少叶片对氮的吸收,干旱条件下适度增施氮肥,可提高果树的抗旱能力;低氮干旱胁迫下秦冠的生长指标、 光合指标及氮素利用效率指标均优于富士,表现出较强的抗低氮干旱胁迫的能力。
低磷胁迫下五种苹果砧木的磷吸收与利用特性
季萌萌, 许海港, 彭玲, 任饴华, 葛顺峰, 姜远茂*
2014, 20(4): 974-980. doi: 10.11674/zwyf.2014.0420
摘要:
【目的】磷是植物必需的矿质元素之一,能够促进植株花芽分化,但施入土壤中的磷易被固定从而变成难以利用的闭蓄态磷,使土壤中的有效磷含量降低。因此,研究和发掘磷高效的苹果砧木对于解决低磷胁迫和提高磷利用效率具有重要意义。本研究以5种一年生苹果野生砧木为试材,进行低磷胁迫处理,调查苹果野生砧木对磷的吸收和利用特性。【方法】盆栽试验以正常管理的一年生八棱海棠(M. micromalus Makino)、 平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、 东北山荆子(M. baccata Borkh.)、 富平楸子[M. prunifolia(Willd)Borkh.]、 新疆野苹果[M. sievesii(Ledeb.)Roemer]5种苹果砧木为试材。试验分为低磷(LP)和正常施磷(CK)两组处理,每个处理6次重复(6盆)。根总表面积、 根系总长度分析用WinRHIZO 根系分析软件进行; 植株各器官组织烘干粉碎后,用钒钼黄比色法测定其含磷量。离子吸收动力学参数的测定采用平邑甜茶水培幼苗,吸收前置于黑色培养瓶饥饿处理24 h,幼苗吸收24 h后采集营养液10 mL,钼锑抗比色法测定含磷量。【结果】5种砧木的相对磷效率从高到低为富平楸子(93.66%)平邑甜茶(87.69%)东北山荆子(83.44%)八棱海棠(74.54%)新疆野苹果(74.01%)。在低磷及正常施磷条件下,5种砧木的磷吸收效率均为富平楸子平邑甜茶东北山荆子新疆野苹果八棱海棠; 磷利用效率为平邑甜茶富平楸子八棱海棠新疆野苹果东北山荆子。H2PO-4离子最大吸收速率(Vmax)最高的为富平楸子[101.81 mol/(gh)],其次为平邑甜茶[66.40 mol/(gh)]、 东北山荆子[45.00 mol/(gh)]和新疆野苹果[44.32 mol/(gh)],八棱海棠的Vmax最低,为41.28 mol/(gh); 平邑甜茶的Km值最低,为4.05 mol/L,富平楸子为8.68 mol/L,东北山荆子为12.29 mol/L,新疆野苹果为12.64 mol/L,八棱海棠最高为13.57 mol/L。吸收根总表面积和总根长均以富平楸子最大,八棱海棠最小。【结论】低磷胁迫下富平楸子的相对磷效率和磷吸收效率最高,在低磷胁迫下生长势最好并且磷吸收能力最强,是一种对低磷胁迫适应能力较好的苹果砧木; 平邑甜茶的相对磷效率仅次于富平楸子,磷利用效率最高,其耐低磷胁迫的能力也仅次于富平楸子。进一步分析发现,砧木对磷的吸收效率与吸收根总表面积和总根长存在显著正相关关系,说明低磷胁迫下植物通过增加吸收根总表面积及总根长等方式,扩大根系吸收面积,从而增加根系对磷的吸收。
沙培条件下磷、 钾、 钙亏缺对枳(Poncirus trifoliata)幼苗根系形态及营养吸收的影响
曹秀, 夏仁学, 杨环宇, 张德健, 赵禹
2014, 20(4): 981-988. doi: 10.11674/zwyf.2014.0421
摘要:
【目的】根系是吸收水分和养分的主要器官,对于多年生木本果树的生长发育尤为重要。由于果树根系庞大、 分布错综复杂,对根系构型和空间分布等的研究相对较少。本文利用计算机扫描系统及其图像分析软件观测根系二维形态参数,并用原子吸收法测定植株养分含量,以探索养分亏缺对枳根系形态的影响,以及根系形态变化与植株养分吸收的关系。【方法】本试验在沙培条件下,以柑橘砧木枳(Poncirus trifoliata)实生苗为试材,研究了缺磷、 钾和钙对其根系形态以及植株体内营养元素含量的影响。利用爱普生数码扫描仪(Expression 10000XL 1.0, Epson Inc. Japan)扫描根系,并用WinRhizo Pro (S) v. 2004b软件(Regent Instruments Inc., Canada)分析获取根系总长、 总体积和总表面积等二维形态参数。利用原子吸收光谱仪(SPECTR AA220)测定样品K、 Ca、 Mg、 Fe、 Cu、 Zn等元素含量。【结果】从扫描数据可知,3 种缺素处理对枳幼苗根系形态结构有较大的影响,即在缺素时根系总长、 表面积和体积均显著降低,缺P处理使枳实生苗粗根的根系长度、 表面积、 体积显著降低,但是增加了中等粗根的表面积和体积; 缺K和缺Ca处理的中等粗根根系长度、 表面积和体积均显著低于对照; 3种缺素处理均显著降低了细根和粗根的根系长度、 表面积和体积。不同缺素处理对植株根系和地上部生长的影响也存在差异,缺P对地上部的抑制作用显著强于根系,缺K处理对根系生长的抑制作用较强,缺Ca对根系和地上部生长的抑制作用均较小。缺Ca处理植株体内Zn和Fe浓度均显著增加但Ca浓度降低,缺P时植株体内Ca和地上部Zn浓度增加,而缺K时植株体内Ca、 Zn浓度增加但Fe和K浓度均显著降低。【结论】不同缺素条件下枳实生苗根系形态各异,导致根系对不同养分的吸收能力不同,从而使植株体内K、 Ca、 Zn、 Fe等养分含量发生改变,最终影响整个植株根系和地上部的生长,表现出各缺素环境所特有的树体特征。
硅对青蒜苗生长、光合特性及品质的影响
刘景凯, 刘世琦*, 冯磊, 陈祥伟, 薛小艳, 成波, 王越, 李贺
2014, 20(4): 989-997. doi: 10.11674/zwyf.2014.0422
摘要:
【目的】大蒜是一种兼具营养价值和药用价值的蔬菜,由于品种退化、 土传病害严重等问题,导致大蒜植株矮小、 产量降低、 品质下降。硅作为一种公认的有益元素,在提高作物产量、 改善产品品质方面有非常重要的作用。但是关于硅对大蒜生长发育以及产量和品质的影响至今还没有相关报道,因此本试验研究了硅在青蒜苗生长和品质方面的作用,以期能为大蒜无土栽培优质高产提供一些理论参考。【方法】利用深液流水培方式,以金乡白皮蒜为试材,设置了5个硅水平(0、 0.75、 1.5、 2.25、 3.0 mmol/L)探讨了不同水平硅对青蒜苗生长、 光合特性及品质的影响。【结果】在0~1.5 mmol/L范围内,青蒜苗植株鲜重、 株高、 假茎长、 假茎粗以及色素含量均随硅浓度的增加而升高,当硅浓度高于1.5 mmol/L时,相关指标随其升高而降低,在硅浓度1.5 mmol/L时达到最大值; 同时叶片净光合速率(Pn)及气孔导度(Gs)也随营养液中硅水平的增加呈先升高后降低的趋势,硅浓度1.5 mmol/L时最高,比不施硅处理分别增加了32.41%和44.62%,而蒸腾速率(Tr)则恰好相反,随硅浓度增加先降低后升高,在Si1.5处理中最低,与对照相比降低了22.00%; 此外,叶片和假茎中可溶性糖、 游离氨基酸、 维生素C含量也随硅素水平的提高呈现出先升高后降低的趋势,硅浓度1.5 mmol/L时可溶性糖含量最高,与对照相比分别增加了25.37%~41.96%和21.28%~40.82%,维生素C和游离氨基酸含量则在Si2.25处理最高,但是Si2.25处理与Si1.5处理相比无显著差异; 硅浓度1.5 mmol/L时显著降低了叶片中可溶性蛋白含量,但能提高其在假茎中的含量,与不施硅处理相比叶片中可溶性蛋白含量降低了15.76%~21.62%,假茎中则增加了32.85%~53.73%。【结论】营养液中加硅后,青蒜苗植株鲜重、 株高、 假茎长和假茎粗均有明显增加,且其促进作用在其生育后期比生育前期更显著。加硅还可增加大蒜叶片内色素含量,增强光合速率,显著增加青蒜苗内可溶性糖、 可溶性蛋白、 维生素C和游离氨基酸的含量,提高其营养品质。因此,在大蒜施肥中,适当增加硅肥,有可能克服大蒜品种退化、土传病害对大蒜的不利影响。
锌肥不同施用方式及施用量对我国主要粮食作物增产效果的影响
王孝忠, 田娣, 邹春琴
2014, 20(4): 998-1004. doi: 10.11674/zwyf.2014.0423
摘要:
【目的】施用锌肥是改善作物缺锌、 提高产量和籽粒锌含量的重要措施。锌肥的施用效果受多种因素的影响,通过总结自70年代以来锌肥施用对我国主要粮食作物小麦、 玉米、 水稻产量的影响,分析不同年代、 锌肥施用方式、 锌肥用量对这三大作物产量影响的进程,探讨锌肥的适宜用量和施用方式。【方法】利用万方数据库、 中国知网,查阅了1970至2013年间,我国主要粮食作物水稻、 小麦和玉米锌肥施用相关的田间试验文献333篇,剔除文献中没有产量数据、 没有具体施肥相关信息如施肥量、 施肥方式等文献,有效样本数总计为1656个。采用相关分析、 方差分析等统计分析方法,Microsoft Excel 2010软件分析。【结果】锌肥增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响,具体结果如下, 1)锌肥施用方式土壤施用、 叶面喷施和种子处理在小麦上的平均增产率分别为11.3%、 10.0%和11.1%; 在玉米上的平均增产率分别为13.7%、 12.7%和12.1%; 水稻上的平均增产率分别为15.0%、 9.8%和9.7%。与叶面喷施和种子处理相比,无论是小麦、 玉米还是水稻,土施锌肥的增产效果最好。2)锌肥施用量小麦、 玉米和水稻的增产率随土施锌肥量增加而增加,当施锌量达到一定量后,随施肥用量的进一步增大,增产率有所降低。小麦、 玉米和水稻土施锌肥的合适用量分别为1545 kg /hm2、 2030 kg/hm2、 2030 kg/hm2。小麦增产率与喷施锌肥的浓度关系不明显,叶面喷施浓度在0.4%~0.5% ZnSO47H2O时增产效果最佳; 而玉米、 水稻增产率和叶面喷施锌肥的浓度变化趋势与土施锌肥变化趋势一致。过去40年玉米和水稻适宜喷施锌肥浓度分别是0.1%~0.3%、 0.2%~0.4% ZnSO47H2O。3)施肥年代随着年代的变化,不同作物施用锌肥的增产幅度不同。随着年代的推进,同一锌肥施用方式在小麦上增产率呈逐渐增高的趋势; 锌肥土施和叶面喷施在玉米上的增产率呈下降趋势; 锌肥土施在水稻上的增产率呈下降趋势,而叶面喷施在水稻的增产率呈先降低后增加的趋势; 种子处理方式在水稻和玉米上的增产率随年代的变化不明显。【结论】施用锌肥能有效提高小麦、 玉米和水稻的产量,但是其增产效果受锌肥施用方式、 施用量、 年代的影响。因此,今后在锌肥施用方面,农户应根据作物、 土壤、 环境等条件,选择恰当的施肥方式及锌肥用量,来提高锌肥的增产效果。
缺锌玉米植株的傅立叶变换红外光谱研究
王盛锋, 刘云霞, 高丽丽, 韩亚, 黄金生, Hilman, 刘荣乐, 汪洪
2014, 20(4): 1005-1011. doi: 10.11674/zwyf.2014.0424
摘要:
【目的】傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)是一种基于化合物中官能团和极性键振动的结构分析技术。本文利用傅立叶变换红外光谱仪检测缺锌和正常供锌玉米植株不同器官的组分变化,同时比较两个玉米品种植株不同部位的生物量和锌含量,以期为缺锌影响玉米生长与生理代谢的机理研究提供参考。【方法】选取农大108和郑单958两个玉米品种,利用营养液培养方式,设置缺锌和正常处理。1)当玉米出现缺锌症状后,将地上部和根系分开,测量株高和根长,烘干至恒重测干重。2)烘干至恒重的植株样品用HNO3-HClO4(3∶1)消煮,原子吸收分光光度计(型号WFX-120C,北京瑞利分析仪器公司)测定消煮液中锌浓度,计算植株中锌含量和锌积累量。3)收获玉米根系放入FAA固定液(70%酒精∶38%甲醛∶乙酸体积=90∶5∶5)中,利用扫描仪(EsponV700)扫描根系样品获取数字化图像,利用WinRHIZO根系分析软件(Regent Instruments Inc., Canada)对图像进行分析,获得根长、 根面积、 根体积等指标。4)取玉米根、 茎、 叶部分烘干样品,磨碎过0.2 mm筛,采用溴化钾压片法,利用傅立叶变换红外光谱仪(VERTEX 70,Bruker)检测不同部位的光谱特性,OPUS 6.5软件采集数据并进行基线校正。【结果】缺锌胁迫下, 植株地上部锌含量明显下降,低于临界水平(20 g/g),生物量降低; 缺锌根系面积与体积变小,总根长变小。用缺锌与施锌植株生物量比来表征玉米对缺锌敏感性,品种农大108较郑单958对缺锌更为敏感。缺锌玉米根系和叶片FTIR谱在波数3410、 2920、 1650、 1380、 1055 cm-1附近处透过率较高,茎FTIR谱在这些波数处透过率较低,表明缺锌导致根系和叶片中碳水化合物、 脂类、 蛋白质及核酸含量下降,而在茎中有所积累。农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大。【结论】缺锌导致玉米植株生长受抑,利用FTIR技术研究发现缺锌植株中碳水化合物、 脂类、 蛋白质及核酸组分发生变化,农大108植株中各组分变化受缺锌影响较大,品种农大108可能较郑单958对缺锌更为敏感。
湿筛过程中分散液的质量对土壤团聚体稳定性影响
徐爽, 王益权*
2014, 20(4): 1012-1020. doi: 10.11674/zwyf.2014.0425
摘要:
【目的】土壤团聚体是土壤结构的基本单元,决定着土壤在生态系统中的作用和功能。保持良好的结构状态和稳定的结构性能是确保土壤水、 肥、 气、 热肥力因子协调的基本条件。现代土壤管理中大量使用的化肥无机盐以及灌溉水体富含的离子都会造成对团聚体的破坏,本文以富含有机质的黑土为研究对象,探索湿筛过程中分散溶液的质量对团聚体稳定性的影响。【方法】以氯化钠、 氯化钙和氯化铝3种不同价态的阳离子溶液为介质,采用改进的萨维若夫(Саввинов)法进行湿筛,设置0(不加盐去离子水,CK)、 0.1、 0.3、 0.5 mol/L 4个浓度水平,研究直径0.25 mm的土壤团聚体在不同阳离子盐溶液作用下的稳定性。【结果】不同盐溶液中黑土团聚体的稳定性差异很大。在氯化钠盐溶液中,黑土团聚体的盐破坏率(PAD0.25/w)均为正值,且随钠盐溶液浓度的增大而增加,在浓度为0.1、 0.3和0.5 mol/L的氯化钠溶液中分别为0.21%、 10.7%和14.4%。在氯化钙溶液和氯化铝溶液中,黑土PAD0.25/w均为负值, 氯化钙溶液中PAD0.25/w的绝对值随着盐浓度的增大而减小,氯化铝溶液中PAD0.25/w的绝对值均在51%以上。【结论】一价盐溶液加剧了0.251 mm黑土团聚体的分散,但能够保护直径1 mm以上的团聚体,而二价盐和三价盐溶液对团聚体的分散有明显的抑制和保护作用。
研究简报
播种量和施肥水平对春播甜荞光合特性及产量的影响
汪灿, 王诗雪, 李曼, 杨浩, 胡丹, 阮仁武, 袁晓辉, 易泽林*
2014, 20(4): 1021-1029. doi: 10.11674/zwyf.2014.0426
摘要:
【目的】甜荞起源于中国,具有很高的营养、 药用及保健品质,已成为21世纪人类的绿色食品之一。目前,甜荞从国内市场到外贸出口都比较紧缺,且产量较低。因此,本试验研究播种量和施肥水平对春播西大花荞净光合速率、 叶绿素含量及产量的影响,确定甜荞的最佳栽培措施。【方法】以西大花荞为材料,采用四因素五水平的二次通用旋转组合设计,研究播种量和施肥水平对春播甜荞净光合速率、 叶绿素含量及产量的影响。试验因素为播种量、 氮肥、 磷肥、 钾肥,于2012年3月6月和2013年3月6月在西南大学歇马科研基地进行田间试验。小区面积10 m2(2 m 5 m),重复3次,随机区组排列,行距33 cm,种植6行,试验地四周播种3行保护行。于盛花期一晴天的9: 3011: 30之间在各小区的中间条带随机选择3株植株,用LI-6400 XT光合仪和SPAD 502叶绿素仪测定其倒数第3片功能叶的净光合速率和叶绿素含量(SPAD值),待籽粒70%~80%成熟后对每个小区进行单独收获,脱粒风干后称重、 计产。采用Microsoft Excel 2003和SPSS 19统计软件进行统计分析,用Surfer 8软件作两因子互作效应的等值线图。【结果】产量与净光合速率和叶绿素含量呈极显著正相关; 播种量和钾肥对产量有显著影响,随播种量和施钾量的增加,产量表现为先升后降的趋势; 播种量、 氮肥、 钾肥对净光合速率和叶绿素含量均有显著影响,净光合速率和叶绿素含量随播种量、 施氮量、 施钾量的增加均表现为先升后降的趋势。在研究的4个因素中,施氮水平、 施钾水平以及与播种量之间的交互作用对产量有显著影响; 播种量与施氮水平之间的交互作用对净光合速率有显著影响; 播种量与施氮水平之间、 施氮水平与施磷水平之间的交互作用对叶绿素含量有显著影响。4个因素与净光合速率、 叶绿素含量及产量间的回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。使西大花荞产量、 净光合速率和叶绿素含量最大的农艺方案为播种量37.5 kg/hm2、 施N 17.25 kg/hm2、 施P2O5 46.8 kg/hm2、 施K2O 52.5 kg/hm2,预期产量为1656.16 kg/hm2,净光合速率为16.46 mol/(m2s),叶绿素含量(SPAD值)为55.34。【结论】播种量、 氮、 磷、 钾及其相互作用对西大花荞产量、 净光合速率、 叶绿素含量有一定影响。产量与净光合速率和叶绿素含量呈极显著正相关; 在本试验条件下,推荐西大花荞的最佳农艺方案为播种量37.5 kg/hm2、 施N 17.25 kg/hm2、 施P2O5 46.8 kg/hm2、 施K2O 52.50 kg/hm2,预期产量为1656.16 kg/hm2,净光合速率为16.46 mol/(m2s),叶绿素含量(SPAD值)为55.34。
不同铵态氮硝态氮配比对烤烟产量、质量及其主要化学成分的影响
谢晋, 严玛丽, 陈建军, 吕永华, 邓世媛, 蔡一霞, 陈泽鹏, 邱妙文, 陈永明, 王维
2014, 20(4): 1030-1037. doi: 10.11674/zwyf.2014.0427
摘要:
【目的】不同形态的氮素营养影响着烤烟的一些有机成分的含量和产量,本文对烤烟适宜的氮素形态以及比例进行研究,以期为南雄地区烤烟合理施氮提供理论依据。【方法】以烤烟品种粤烟98为研究材料,采用大田试验研究不同硝态氮和铵态氮配比,两个形态的配比设5个处理, 1)100%硝态氮(N1); 2)70%硝态氮+30%铵态氮(N2); 3)50%铵态氮+50%硝态氮(N3); 4)70%铵态氮+30%硝态氮(N4); 5)100%铵态氮(N5)。研究了五种不同铵态氮硝态氮配比下烤烟农艺性状、 产质量、 主要化学成分的表现。【结果】硝态氮比例高能够促进烤烟前期早发快长,但在生育后期,铵态氮和硝态氮配比对烤烟的农艺性状及产量影响差异不显著,对中上等及上等烟比例的差异性影响显著,其中,以50%铵态氮+50%硝态氮配比效果最好,比例达到了0.88和0.55; 从化学成分变化看,烤后叶片中总糖、 还原糖、 淀粉、 糖碱比、 钾离子、 果糖、 蔗糖及麦芽糖与硝态氮比例呈现极显著正相关,全氮、 烟碱、 氮碱比、 降烟碱、 假木贼碱及新烟碱的含量与与其成极显著负相关。对烤烟烤后烟叶化学质量量化综合评价发现,50%铵态氮+50%硝态氮分值最高为97.8,100%硝态氮分值最低为82.5。【结论】在施氮水平为150 kg/hm2的条件下50%铵态氮+50%硝态氮的配比对于提高广东南雄烟区紫色土上烟叶产质量和化学成分协调性上效果最佳。
不同形态氮对掌叶半夏生长及块茎主要化学成分影响研究
王乾, 王康才*, 郑晨曦, 朱碧春, 王艺霖, 杨嘉伟, 王伟
2014, 20(4): 1038-1043. doi: 10.11674/zwyf.2014.0428
摘要:
【目的】本文利用盆栽试验,探讨了不同铵态氮、 硝态氮供应比例对掌叶半夏生长、 相关生理指标及块茎中主要活性成分含量的影响,以期为掌叶半夏的合理施肥、 科学种植提供技术依据。【方法】盆栽试验以蛭石为栽培基质,以掌叶半夏为试验材料,采用不同铵态氮、 硝态氮比例处理,分析不同铵硝比例处理下掌叶半夏叶片中抗氧化保护酶(SOD、 CAT), 叶片、 块茎中氮代谢关键酶(NR)的活性及块茎中次生代谢产物(MDA、 硝酸盐及主要活性成分)的含量变化。【结果】 1)叶片鲜重、 块茎鲜重及总叶绿素含量总体均随铵态氮比例的升高而呈逐渐增加趋势,其中在全铵营养下,块茎鲜重和总叶绿素含量均达到最高值。2)随着铵态氮比例的升高,植株叶片中SOD、 CAT酶活性呈先升高后降低趋势; 当铵硝比为50∶50时,SOD、 CAT酶活性最高,此时,叶片中NO-3-N含量也达到最高。3)在全铵营养或全硝营养下,MDA含量均高于其他处理; 当铵硝比为50∶50时,MDA累积量最低。4)在全硝营养下,叶片、 块茎中的NR活性均达到最高值,同处理水平下叶片中NR活性要高于块茎; 并且随着铵态氮比例的增加叶片中NR活性呈逐渐降低的趋势,而块茎中的NR活性则呈逐渐增加的趋势。5)块茎中主要活性成分的累积更依赖于两种氮素的配施作用,在较高的铵态氮配施处理下(75∶25时),总生物碱、 总有机酸及腺苷的积累量均取得最高值。【结论】适宜比例的铵硝配比可以促进掌叶半夏生长及产量的形成,其促进效果也显著高于全硝营养; 当铵硝比为50∶50时,其植物体内的相关酶活性也达到最高,说明适宜的铵硝配比能减轻膜质过氧化对植株细胞膜造成的损伤; 同时,较高的NH+4-N也有利于块茎中主要活性成分的积累,尤以铵硝比为75∶25时,累积效果最显著。
三种氨基酸对菜心产量和品质的影响
于俊红, 彭智平*, 黄继川, 杨少海, 徐培智
2014, 20(4): 1044-1050. doi: 10.11674/zwyf.2014.0429
摘要:
【目的】氨基酸能被作物吸收利用,影响作物的养分吸收和品质形成。采用盆栽试验, 通过三种氨基酸组氨酸(His)、 甘氨酸(Gly)和甲硫氨酸(Met)喷施,研究三种氨基酸对菜心生长及品质的影响。【方法】试验设置六个浓度梯度为0、 50、 100、 200、 400、 800 mg/kg。氨基酸喷施时间为34叶期、 78叶期和抽苔期。喷施5天后测定株高、 倒4叶叶长、 叶宽等生长指标。收获期地上部测重,测定Vc含量、 可溶性糖含量、 蛋白质含量,离子色谱法测定硝酸盐和草酸含量。【结果】三种氨基酸对菜心生长、 产量、 地上部蛋白质、 硝酸盐和草酸的影响如下, 1) 50~400 mg/kg的组氨酸和甲硫氨酸有增产效果,其中喷施100 mg/kg甲硫氨酸菜心产量增幅最大,达17.3%,氨基酸高浓度(800 mg/kg)喷施时,产量下降。2)三种氨基酸处理的菜心地上部蛋白质含量明显升高,且氨基酸喷施浓度和蛋白质含量之间呈极显著正相关关系(r=0.4026)。3)菜心地上部硝酸盐含量随氨基酸喷施浓度的提高先下降后上升,其中喷施100 mg/kg的甘氨酸对降低菜心地上部硝酸盐含量的效果最显著,比对照降低30.7%; 喷施高浓度氨基酸(800 mg/kg)其硝酸盐含量反而比对照高。4)草酸在植物体中普遍存在会影响蔬菜的品质,喷施氨基酸后菜心地上部草酸含量均下降,甲硫氨酸处理与对照相比可降低54.5%~68.3%。【结论】50~200 mg/kg的组氨酸、 甘氨酸和甲硫氨酸喷施能在不同程度上促进菜心生长和增产,提高菜心地上部蛋白质含量,降低硝酸盐和草酸含量。该研究结果可为氨基酸在蔬菜生产上的应用,尤其是如何降低草酸含量、 提高蔬菜品质提供依据。