• ISSN 1008-505X
  • CN 11-3996/S

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2015年  21卷  第1期

显示方式:
研究论文
控制条件下水肥耦合对黄泥田还田秸秆腐解及土壤碳转化的影响
苏朋, 傅昱, 何艳, 徐建明, 吴建军, 吴良欢
2015, 21(1): 1-11. doi: 10.11674/zwyf.2015.0101
摘要:
【目的】研究秸秆还田后不同水温和肥剂管理措施下土壤碳素转化特征。【方法】以华中双季稻区低产水稻土黄泥田为供试材料,模拟早稻和晚稻秸秆还田的田间环境,在实验室控制条件下,开展了两种温度环境中(15℃、 35℃)不同水分(40%和100%最大田间持水量,即40%WHC、 100%WHC)、 配施氮肥类型(尿素、 猪粪即U、 M)、 以及促腐菌剂添加对秸秆腐解效果及其过程中土壤碳素转化影响的研究。对水稻秸秆腐解过程中土壤CO2释放量、 以及土壤可溶性有机碳(DOC)和总有机碳(TOC)含量在105天培养周期内变化特征进行动态监测分析。【结果】两种温度环境中整个培养周期内,各处理的CO2释放速率和释放总量通常表现为100%WHC-M 100%WHC-U 40%WHC-M 40%WHC-U,即猪粪优于尿素的规律,而不论配施何种氮肥都存在100%WHC 40%WHC (P0.01)的现象,同时40%WHC条件下辅施菌剂可显著提升CO2释放量;与此相反,两种温度环境下DOC含量都表现为40%WHC-M 40%WHC-U 100%WHC-M 100%WHC-U(后两者差异小),即40%WHC条件下DOC含量显著高于100%WHC(P0.05),且配施猪粪处理优于配施尿素处理,但这两种氮肥处理间差异随培养时间延长而减小;以CO2-C释放量计算0~7 d、 0~28 d、 0~105 d内物料分解率,结果表明,35℃时100%WHC-U的处理中物料分解最快,15℃时40%WHC-M的处理中物料分解最慢。与之对应,105 d内TOC含量和净增量则在35℃时100%WHC-U的处理中最小(P0.01),而在15℃时40%WHC-M的处理中最大(P0.01);TOC的净增量和净损失量在相同温度条件下,尤其试验前期不同水分(P0.01)、 氮素(P0.05)间均存在显著差异,且促腐菌剂添加普遍减小TOC含量;培养周期内所有处理的CO2释放速率与DOC含量间存在显著相关(P0.05)。【结论】水分状况对碳素的转化存在极大影响,其次是氮肥类型,且氮肥的影响作用随秸秆还田时间的延长而减弱;高湿条件更利于促进秸秆腐解,但导致土壤DOC含量较低,TOC的固持量也较少,而配施猪粪则可促进土壤DOC含量的提升及TOC的固持;促腐菌剂添加可促进秸秆腐解,但由于40%WHC条件下显著激发了CO2的释放而不利于土壤固碳。因此在华中低产黄泥田双季轮作稻区,早稻还田时由于气温高周期短,建议保持100%WHC、 辅施适量尿素、 并配合添加秸秆腐解菌剂,侧重秸秆快腐;而晚稻还田时气温低周期长,建议保持40%WHC并辅施缓效猪粪,侧重土壤固碳。
改进施氮运筹对水稻产量和氮素吸收利用的影响
胡雅杰, 朱大伟, 邢志鹏, 龚金龙, 张洪程, 戴其根, 霍中洋, 许轲, 魏海燕, 郭保卫
2015, 21(1): 12-22. doi: 10.11674/zwyf.2015.0102
摘要:
【目的】秸秆还田不仅可改良土壤和增加土壤有机质,还能提高作物产量和品质。但秸秆还田后,土壤有机酸积累和微生物固氮,抑制水稻前期生长。在长江流域稻麦两熟地区,当地农户往往通过增加施氮量来解决秸秆还田的负效应,造成肥料浪费和氮污染。因此,探索研究秸秆还田条件下水稻优化的氮肥运筹措施,阐明水稻产量形成和氮素吸收与利用对氮素响应特征,对于提高水稻产量和氮素利用效率具有重要意义。【方法】2012~2013年,以超级粳稻武运粳24号和宁粳3号为材料,在江苏省兴化市进行大田试验,在秸秆全量还田条件下,设置常规施氮300 kg/hm2 (N1)、增加施氮量345 kg/hm2(N2)和常规施氮运筹(CFP,基肥:分蘖肥:穗肥=3:3:4)、 改进施氮运筹(MFP,基肥:分蘖肥:穗肥=4:3:3),以无氮处理为对照,研究施氮量和氮肥运筹措施对水稻产量及其产量构成、干物质积累、氮素积累、 氮素吸收速率和氮肥利用效率的影响。【结果】随着氮肥水平提高,水稻穗数显著增加,每穗粒数、结实率和千粒重下降,最终增产不显著。与常规施氮运筹比较,改进氮肥运筹显著增加穗数,显著提高群体颖花量并增产,在N1水平下,改进施氮运筹增产幅度为5.18%~7.10%,高于N2水平的2.70%~4.29%。随着施氮量增加,水稻分蘖中期、 拔节期、 移栽期至分蘖中期、分蘖中期至拔节期干物质积累量、氮素积累量显著增加,最终成熟期干物质积累量和氮素积累量有所增加,但差异不显著,而氮肥农学利用率、 氮肥吸收利用率和氮偏肥生产力显著下降。与常规氮运筹处理相比,改进氮运筹显著增加水稻移栽期至分蘖中期干物质积累量、氮素积累量和氮素吸收速率,增加成熟期干物质积累量和氮素积累量,提高氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力,在N1水平下成熟期干物质积累量和氮素积累量分别增加6.52%和5.55%,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力分别提高13.36%、 8.55%、 4.44%和5.29%,差异均达显著水平。【结论】秸秆全量还田条件下,增加氮肥用量水稻增产不显著,且氮肥利用效率低。不增加氮肥用量,通过适当提高基肥比例(基肥:分蘖肥:穗肥=4:3:3),可实现提高水稻产量、干物质积累量、氮素积累量和氮肥利用效率。
秸秆覆盖与氮肥运筹对杂交稻根系生长及氮素利用的影响
严奉君, 孙永健, 马均, 徐徽, 李玥, 杨志远, 蒋明金, 吕腾飞
2015, 21(1): 23-55. doi: 10.11674/zwyf.2015.0103
摘要:
【目的】在我国稻-麦、稻-油等多熟制区域,富含氮素的小麦、油菜等水稻前茬作物秸秆被大量弃置、焚烧, 造成极大浪费和环境污染,与此同时,稻季氮肥投入量却在逐年增加,因此在水稻生产中研究秸秆覆盖与氮肥配合施用的理论与技术,对实现秸秆还田与减少氮肥用量具有重要意义。本试验研究油菜、小麦2种秸秆覆盖方式下,3种不同的氮肥运筹方式对杂交稻主要生育时期根系生长、氮素吸收利用特征及产量的影响,并探讨其根系生长与氮素利用及产量间的关系,以期寻求最佳的秸秆还田与氮肥运筹搭配模式。【方法】本试验以杂交稻F优498为材料,采用两因素裂区试验设计,主区为小麦秸秆覆盖(S1)、 油菜秸秆覆盖(S2)和无秸秆覆盖(S0);副区为氮肥运筹模式,在135 kg/hm2总施氮量条件下,设置基肥:蘖肥:穗肥为5:3:2 (N1); 基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4(N2); 基肥:蘖肥:穗肥为3:1:6(N3) 3种氮肥运筹模式,以不施氮肥(N0)为对照。研究各处理杂交稻在移栽后20 d、移栽后30 d、齐穗期和成熟期根系生长及形态、各生育期的干物质与氮素积累,水稻茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及各时期氮素积累及利用效率,同时对各生育时期根系生长与氮素利用及产量间的关系进行分析。【结果】结果表明,小麦秸秆覆盖均可有效促进杂交稻各生育时期的根系生长、 改善根系形态、 增加各时期的干物质与氮素积累,提高氮肥的利用效率及稻米产量。在不同种类秸秆覆盖下,基肥:蘖肥:穗肥(倒4叶龄期施入)为3:3:4(N2)时,可及时地对杂交水稻主要生育时期的根系生长进行调控,有效促进抽穗至成熟期的干物质积累与转运率,提高水稻主要生育时期的氮素积累及氮肥利用效率,显著增加稻谷产量,为本试验中最优的氮肥管理模式;而氮肥后移比例过高(基肥:分蘖肥:穗肥运筹比例为3:1:6), 会限制齐穗期根系的生长,导致稻谷产量及氮肥利用效率降低。相关性分析表明,秸秆覆盖与氮肥运筹下主要生育时期根干重、根体积、总根长与产量及氮素吸收利用均存在显著或极显著的正相关(r=0.38*~0.78**),尤其以齐穗期的根体积与总根长、 根干重与氮素累积、 产量及氮素回收利用率的相关性最好。【结论】小麦秸秆、油菜秸秆覆盖能够有效促进杂交稻根系的生长,增加干物质与氮素积累,提高氮肥利用效率,且小麦秸秆覆盖效果更显著。秸秆覆盖条件下,氮肥运筹以基肥:蘖肥:穗肥为3:3:4时的水稻根系生长旺盛,物质生产能力强,氮肥利用效率最高。因此,小麦秸秆覆盖与基肥:蘖肥:穗肥以3:3:4的比例配合的水稻的产量最高,为最优组合。
不同管理方式对夏玉米氮素吸收、 分配及去向的影响
徐明杰, 张琳, 汪新颖, 彭亚静, 张丽娟, 巨晓棠
2015, 21(1): 36-45. doi: 10.11674/zwyf.2015.0104
摘要:
【目的】本文利用15N同位素示踪技术探讨传统(CT)和优化(YH)两种管理方式对夏玉米氮素吸收、 分配及去向的影响。分析目标产量下化肥氮的变化,解析夏玉米花前、 花后氮素利用及转移规律,探讨肥料氮、 土壤氮与作物氮之间的关系,为该地区夏玉米的科学合理施氮提供合理依据。【方法】在传统和优化两种管理方式定位试验中设置15N微区, 采用将15N标记的尿素表施的方法,分析植株和土壤样品。新鲜土壤用1 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。15N 标记的土壤和植物全氮的测定用烘干样(过0.15 mm筛),然后用美国THERMO finnigan 公司生产的稳定同位素质谱仪Delta plusXP 进行测定。【结果】在该试验条件下,优化方式下夏玉米籽粒产量和总吸氮量显著高于传统方式,分别增加12% 和10%。作物收获后,优化方式的15N 吸收量及利用率显著高于传统方式,利用率分别为20.81%、 32.54%。夏玉米各器官中氮素的积累量和向籽粒中的转移量土壤氮显著高于肥料氮,传统方式籽粒中氮素的57.73%、 优化方式籽粒中氮素的45.15%来自各器官的转移,近一半的氮素是在花后积累的,基施高氮对作物生长作用不大。开花期土壤表层硝态氮含量传统方式显著高于优化方式,收获后有所降低,而土壤深层含量明显增加,有向下淋洗的趋势。夏玉米收获后,传统方式各土层的原子百分超均高于优化方式,而且在2040 cm处出现了明显的15N累积峰,与开花期相比,40 cm以下土层的原子百分超明显增大,氮肥随水向下淋洗强烈。夏玉米收获后传统方式土壤氮素残留率高达56.18%,表现为土壤残留损失作物吸收;优化方式则表现为土壤残留作物吸收损失。【结论】在优化方式中夏玉米施氮量为N 185 kg/hm2时,玉米达到高产水平且氮肥的利用率高。适当减少施氮量及增加后期追肥次数可实现夏玉米的高产和肥料的高效利用。
玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累与分配差异及氮肥的调控效应
王小春, 杨文钰, 邓小燕, 张群, 雍太文, 刘卫国, 杨峰, 毛树明
2015, 21(1): 46-57. doi: 10.11674/zwyf.2015.0105
摘要:
【目的】西南山地玉米区是我国第三大玉米主产区,但单产比全国低近750 kg/hm2。由于该区特殊的气候条件,玉米以多熟间套种植为主,如何利用多熟种植中各作物的间套优势和茬口特性,寻求提高本区玉米产量的新途径,是农业科技工作者研究的热点。本文在四川的两个玉米主产区,通过四年的田间小区试验,对比研究了西南玉米主要的两种套作模式玉米/大豆和玉米/甘薯模式下玉米干物质积累分配、 转运差异及施氮量对其的调控效应,以探讨种植模式和氮肥管理的增产效应。【方法】2008年设置玉米/大豆和玉米/甘薯两个套种田间试验,分析比较两种模式玉米干物质积累、 分配和转运的差异;2009~2010年在前一年的基础上分带轮作,即玉米分别种在大豆或甘薯茬上,分析套作和轮作效应对玉米干物质积累的影响;2011年,在前三年的基础上,采用小区套微区的方式,研究两种模式下不同施氮水平(N0、 N90、N180、N270、N360)对玉米干物质积累和转运的调控。【结果】1)在玉米/大豆模式下, 玉米干物质积累量从蜡熟期开始显著高于玉米/甘薯模式,茎鞘输出率也显著高于玉米/甘薯模式,最终产量增加2.4%~3.2%,但差异未达显著水平; 2)分带轮作后,从拔节期开始, 玉米/大豆模式下玉米干物质积累量就显著高于玉米/甘薯模式,到成熟期两套种模式下玉米单株干物质积累两试验点平均相差达26.8 g,茎秆向籽粒的输出率和贡献率也显著高于玉米/甘薯模式,收获指数玉米/大豆模式平均较玉米/甘薯模式提高3.9%,最终玉米/大豆模式下玉米产量较玉米/甘薯模式增幅加大,两年两个试验点分别增加了7.4%和14.4%;3)氮肥对两种模式下玉米干物质积累分配和产量的调控效应显著,玉米/大豆模式下,玉米以施氮180 kg/hm2处理,而玉米/甘薯模式下270 kg/hm2处理与同一模式下其他氮素水平相比,增加了光合产物的积累,提高了干物质增长速率,延长了灌浆持续天数,有利于茎鞘和叶片的干物质向籽粒转移,显著提高收获指数,进而提高玉米的增产潜能,玉米/大豆模式下低氮处理(0~180 kg/hm2)对玉米的增产效应比较明显,在高施氮水平(270~360 kg/hm2)下两种模式间玉米产量差异不显著。【结论】西南丘陵旱地应选择玉米与大豆套作,采用分带轮作种植方式,既有利于提高玉米产量,又可避免大豆的连作障碍;且氮肥管理措施应因种植模式不同而有所差异,在中高等肥力条件下,与大豆套作玉米施氮180 kg/hm2,与甘薯套作施氮应提高至270 kg/hm2。
有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究III.有机物料与钾肥复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响
杜伟, 赵秉强, 林治安, 袁亮, 李燕婷
2015, 21(1): 58-63. doi: 10.11674/zwyf.2015.0106
摘要:
【目的】将有机物料与化学钾肥按不同比例复混制成有机无机复混钾肥,研究其对优化化肥钾的吸收利用效应和机理,可为复混肥的科学应用提供依据。【方法】以味精厂制糖形成的糖渣作为有机原料,与硫酸钾按照3:1、1:1、1:3(w/w)比例复混,采用团粒法制成含钾量分别为K2O 12.2%、24.7%和37.3%的有机无机复混钾肥。采用土柱栽培方法,设置K2O低(75 kg /hm2)、中(150 kg /hm2)、高(225 kg /hm2) 3个施钾水平,每个施钾水平下,采用不同含钾量的有机无机复混钾肥为供试肥料,以硫酸钾为对照,同时设置与钾处理等量的糖渣施用量处理作为对照,以消除有机物料可能带来的影响。以玉米为供试作物,玉米收获后,分别测定叶片、茎鞘、籽粒中的含钾量,并根据生物量计算钾的累积量和化肥钾的利用率。【结果】1)低钾、高钾水平下,复混钾肥比硫酸钾处理分别增产27.75%和10.77%;而中钾水平下,复混钾肥没有表现出明显的增产效果;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥玉米植株籽粒平均产量较硫酸钾增产11.36%。2)低钾、高钾水平下,复混钾肥玉米植株钾素吸收量比硫酸钾处理分别提高31.32%和16.11%;中钾水平下,复混钾肥植株钾素吸收量较硫酸钾处理没有明显增加;有机无机复混钾肥处理在低钾、中钾和高钾水平下的植株平均吸钾量较硫酸钾处理提高11.43%。3)低钾、中钾、高钾水平复混钾肥玉米植株平均吸钾量较等量有机物料处理提高11.92%,而硫酸钾处理较不施钾肥的对照处理(CK)仅提高3.31%,有机物料与钾复混后,显著提高了玉米植株吸钾量。4)低钾、高钾水平下,复混钾肥的平均化肥钾表观利用率比硫酸钾有所提高;中钾投入水平下,复混钾肥处理钾的表观利用率与硫酸钾处理基本相同;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥平均钾素表观利用率比硫酸钾处理提高17.92个百分点。【结论】有机物料与硫酸钾复混,可以优化硫酸钾的肥效和玉米对其中钾的吸收利用。综合考虑玉米产量和钾肥利用率,糖渣与硫酸钾的适宜复混比例可定为1:3(w/w),其施用量在与本试验类似的土壤条件下应低于硫酸钾的施用量。
氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率及产量的影响
谢迎新, 刘超, 朱云集, 冯伟, 张国钊, 朱慧杰
2015, 21(1): 64-71. doi: 10.11674/zwyf.2015.0107
摘要:
【目的】氮(N)、硫(S)是生物所必需的营养物质,对小麦籽粒产量和品质起着重要作用。硫素供应不足,特别是在当前大量氮素供应情况下引起的作物生理性缺硫将导致作物产量和含硫氨基酸蛋白质含量下降。本文旨在探索氮、硫配施对冬小麦氮素利用效率和籽粒产量的促进效果并提出合理的区域氮、硫施肥技术。【方法】2012~2013年,在河南温县以国审冬小麦品种豫麦49-198为供试材料,进行大田试验。设置不同施氮量0、120、180、240和360 kg/hm2(分别以N0、N120、N180、N240和N360表示)和施硫0和60 kg/hm2(S0和S60)试验,调查氮、硫对冬小麦干物质积累、氮素积累分配、籽粒产量和氮素利用效率的影响。【结果】对冬小麦生育后期干物质积累分析表明,干物质积累随施氮量增多而提高,相同施氮量条件下施硫较不施硫小麦干物质积累量显著提高,其中成熟期干物质积累量N180S60、N240S60和N360S60分别较N180S0、N240S0和N360S0提高2225、3607和3120 kg/hm2,而且氮素低的处理添加硫后干物质积累量高于氮素高不加硫处理,如 N180S60 N240S0、N240S60 N360S0, 处理间差异均达显著水平。随施氮量增多,冬小麦植株氮素积累总量增加,在N 240 和360 kg/hm2水平,硫素供应显著增加小麦植株氮素积累。不同施氮量条件下施硫较不施硫均显著提高了小麦籽粒产量,分别提高了10.5%、18.3%、5.2%、5.6%和4.9%。随施氮量增多,氮肥偏生产力下降,氮回收效率、生理效率和农学效率则均以N 180达最高值。不同施氮水平下,施硫均显著提高了冬小麦氮素回收效率,但对氮生理效率影响不显著,其中在施N量为120、180和240 kg/hm2时,施硫较不施硫氮肥偏生产力和农学效率均显著提高。【结论】在当前小麦生产中,采用控氮或减氮增硫技术措施,可实现小麦氮利用效率和籽粒产量的同步提高。在本试验地区小麦生产中,达到冬小麦稳产高效或增产高效的适宜施氮量为180~240 kg/hm2配合60 kg/hm2硫肥施用。
潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应
苗惠田, 吕家珑, 张文菊, 徐明岗, 黄绍敏, 张水清
2015, 21(1): 72-80. doi: 10.11674/zwyf.2015.0108
摘要:
【目的】以潮土21年长期定位试验为基础,分析不同施肥模式下冬小麦不同生育期的地上部生物量、 碳氮含量、 碳氮比及碳氮积累量,探讨冬小麦碳氮含量对不同施肥模式的响应规律。【方法】试验包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)、施氮磷钾肥及玉米秸秆还田(NPKS)7个处理。在2011~2012年冬小麦生长季,分别采集越冬、拔节、灌浆、成熟四个生育时期地上部植株样品,利用EuroVector EA3000型元素分析仪对小麦植株样品的全碳、全氮含量进行测定。【结果】NPK、NPKM和NPKS处理均能显著提高各生育期小麦地上部干重,其中NPKM处理小麦地上部干重在越冬、拔节、灌浆、成熟期分别比CK提高了111%、194%、238%、206%,除越冬期外,等量氮肥条件下,NPK、NPKM和NPKS 3个处理间小麦同一生育期地上部干重无显著差异,说明与氮磷钾配施相比,有机无机配施与秸秆还田这两种措施并不能显著提高小麦地上部生物量;小麦地上部碳含量受不同施肥影响很小,不同生育期小麦地上部碳含量平均值为410 g/kg;小麦成熟期地上部氮含量以N和NK处理最高,分别达到19.4和18.1 g/kg,其中N处理小麦地上部氮含量分别比NPKM和NPKS处理高52%和66%。随着生育期的推移,各处理小麦氮含量逐渐降低,总体表现为越冬期>拔节期>灌浆期成熟期;在整个生育期中各施肥处理碳含量基本保持不变而氮含量呈逐渐下降趋势,这就使得各施肥处理地上部分C/N比随生育期的推移呈逐渐增加趋势;不同施肥下小麦碳积累量差异性和地上部干物质重差异性规律一致,而不同施肥下地上部氮积累量差异性不同于干物质重的差异性,以NP处理最高,达 545 kg/hm2,分别比NPKM和NPKS处理高61%和68%。【结论】施肥方式不能显著改变小麦碳含量但能影响氮含量,因此小麦生物量大小决定了其碳的积累量,相应地,C/N比大小则由氮含量决定。氮磷钾配施、 有机无机配施及秸秆还田处理下,小麦具有较高的生物量从而具有较高的碳氮积累量,这有利于增加农田系统碳、氮积累,提升土壤碳、氮肥力。
施氮量对棉花功能叶片生理特性、 氮素利用效率及产量的影响
李鹏程, 董合林, 刘爱忠, 刘敬然, 李如义, 孙淼, 李亚兵, 毛树春
2015, 21(1): 81-91. doi: 10.11674/zwyf.2015.0109
摘要:
【目的】黄河流域棉区是我国三大棉区之一,氮肥管理在棉花生产中至关重要,氮肥供应不足或过量会影响棉花的皮棉产量和纤维品质,过量施氮可能导致棉花营养生长过旺,产量下降,也会造成不必要的浪费及棉田环境污染,氮肥供应不足会导致棉花生物量较小,皮棉产量降低,纤维品质下降。本文通过3年不同氮肥用量的田间小区定位试验,研究施氮量对棉花功能叶生理特性、 氮素利用效率及籽棉产量的影响,旨在探讨黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田适宜施氮量,揭示棉花氮素高效利用的相关机理。【方法】田间试验于2011~2013年在河南安阳县中棉所试验农场进行,供试田块为多年连作棉田,土壤为壤质潮土,2011年播种前020 cm土层土壤有机质、全氮、速效氮(N)、速效磷(P)、速效钾(K)含量分别为11.24 g/kg、0.82 g/kg、77.43 mg/kg、16.69 mg/kg、129.82 mg/kg。以转Bt+CpTI中熟棉花品种中棉所79为材料,采用随机区组设计,重复4次,设置0、90、180、270、360、450 kg/hm2 6个施氮水平,氮肥底施和初花期追施各半,磷(P2O5)、钾(K2O)全部底施,施用量均为120 kg/hm2。试验小区长10 m, 宽4.8米, 每小区6行棉花,种植密度57500 plant/hm2。2011年4月17日播种,2012年4月25日播种, 2013年5月3日播种。2013年研究了施氮量对初花期棉花功能叶光合速率、不同生育期棉花群体叶面积指数(LAI)、不同生育期棉花功能叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性的影响,2012、2013年研究了施氮量对棉花氮素内在利用率、氮肥农学利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率及籽棉产量的影响。【结果】随施氮量的增加,不同生育期棉花群体LAI、功能叶叶绿素含量、GS活性、初花期棉花功能叶净光合速率呈增加的趋势,而功能叶MDA含量呈下降趋势。施氮量270、360 kg/hm2 处理棉花在盛铃期群体LAI较适宜,吐絮期棉花功能叶能维持较高的生理活性,可为棉花高产提供物质保障。棉花氮素积累量、籽棉产量与施氮量间均呈二次曲线关系,棉花氮肥农学利用率和氮素内在利用率随施氮量增加显著下降, 施氮量超过180 kg/hm2 时氮素生理利用率下降,施氮量为270 kg/hm2 时氮肥回收率高于其他处理。施氮量360 kg/hm2 时,籽棉平均产量最高,显著高于施氮量为0、90 kg/hm2 的处理,但与施氮量180、270、450 kg/hm2 处理间差异不显著。棉花3年籽棉平均产量(Y)与施氮量(N)的效应方程为 Y=3143.8036+4.2057N-0.006220N2(R2=0.9805,P=0.002717); 棉花的最高产量施氮量为338.1 kg/hm2,经济最佳施氮量为299.7 kg/hm2。【结论】黄河流域棉区华北平原亚区中等肥力棉田施氮量超过270 kg/hm2 时,棉花氮肥农学利用率、氮素内在利用率、氮素生理利用率、氮肥回收率开始下降, 该区棉田推荐经济施氮量299.7 kg/hm2。
长江中下游粮食主产区25年来稻田土壤养分演变特征
李建军, 辛景树, 张会民, 段建军, 任意, 孙楠, 徐明岗
2015, 21(1): 92-103. doi: 10.11674/zwyf.2015.0110
摘要:
【目的】目前我国的水稻产量约占粮食总产量的一半以上,面积占耕地总面积的30%,为了探明我国水稻土土壤养分和肥力的演变特征,科学合理地指导稻田土壤养分管理和施肥,本文对长江中下游水稻主产区20世纪80年代以来国家水稻土长期动态监测数据进行了整理分析。【方法】 利用时间趋势分析和中值分析的方法对长江中下游地区稻田土壤养分随时间的变化趋势进行了分析,分别总结了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)的含量以及土壤pH在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;用统计分析得出不同监测时期施肥量的变化情况;运用主成分分析的方法对上述6大肥力指标对该区土壤综合肥力属性的年代变化趋势所产生的作用和影响进行了分析,得出不同监测时期土壤肥力主要贡献因子和限制性因子的变异情况。【结果】 1)我国长江中下游地区稻田土壤有机质、全氮和碱解氮含量与监测初期相比均略有升高,其中有机质含量从监测中期到监测后期上升趋势明显 (P0.05),碱解氮从监测初期到中期也呈显著性增加趋势 ( P0.05); 2)监测25年来,土壤有效磷含量从12.4 mg/kg增加到12.9 mg/kg,土壤速效钾含量总体上呈稳中有升的变化趋势,与监测初期相比,监测中期和监测后期的速效钾含量分别增加了13.9 mg/kg和17.9 mg/kg; 3)土壤pH值总体呈缓慢降低的趋势,下降了0.37个单位,表明在当前的施肥和田间管理措施下我国水稻土存在一定的酸化趋势; 4)土壤全氮、碱解氮与有机质含量变化存在显著的正相关关系(P0.01),且变化趋势基本一致; 5)与监测初期相比, 20~25年后水稻土土壤肥力主要贡献因子由全氮、碱解氮和有机质转变为全氮、碱解氮和速效钾,主要限制因素从有效磷和速效钾含量的缺乏转向pH值的逐渐降低。【结论】在农民习惯的耕作施肥管理条件下,该地区稻田土壤养分含量基本呈上升趋势,说明土壤肥力总体上得到了改善;但土壤pH在一定程度上已显现出对土壤肥力的限制性作用,所导致的酸化趋势需要关注。另外,从农田养分平衡管理的角度看,土壤速效钾和有效磷仍然是该区稻田持续生产和农业持续发展的重要影响因素,在施肥过程中对钾与磷的投入仍需加强,而氮肥施用量需要合理控制。
长期施肥对栗褐土有机碳含量及其组分的影响
王朔林, 王改兰, 赵旭, 陈春玉, 黄学芳
2015, 21(1): 104-111. doi: 10.11674/zwyf.2015.0111
摘要:
【目的】作为土壤质量的重要指标, 土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。本文以25年长期定位施肥试验为依托,分析了不同施肥处理对栗褐土有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及栗褐土有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验开始于1988年,设置8个施肥处理为不施肥(CK);单施氮肥(N);氮磷肥合施(NP);单施低量有机肥(M1);低量有机肥与氮肥合施(M1N);低量有机肥与氮磷肥合施(M1NP);高量有机肥与氮肥合施(M2N);高量有机肥与氮磷肥合施(M2NP)。于第25年玉米播种前,采集以上处理的耕层(020 cm)土壤样品。借助有机碳物理分组方法和化学分析方法,测定了土壤总有机碳和有机碳各组分的含量。【结果】长期施用不同肥料不同程度地提高了栗褐土总有机碳、游离态颗粒有机碳以及闭蓄态颗粒有机碳含量,其中有机肥与化肥配施尤其是高量有机肥与化肥配施的作用更加明显。与不施肥相比,高量有机肥与无机肥配施(M2N、M2NP)总有机碳含量增加了121.1%、166.8%,游离态颗粒有机碳增加了239.2%、 359.2%, 闭蓄态颗粒有机碳增加了288.4%、289.9%。单施氮肥(N)及有机肥与氮磷肥配施(M1NP、M2NP)可显著提高矿物结合态有机碳含量,增幅分别为27.8%、 34.8%、33.3%。不施肥条件下,栗褐土有机碳中颗粒有机碳与矿物结合态有机碳所占的比例相当,长期施肥提高了颗粒有机碳特别是闭蓄态颗粒有机碳的比例,降低矿物结合态有机碳所占的比例,闭蓄态颗粒有机碳成为栗褐土有机碳的主要贮存库。相关分析表明,长期施肥条件下栗褐土游离态、闭蓄态颗粒有机碳含量之间及其与总有机碳含量之间均呈极显著正相关,矿物结合态有机碳含量与总有机碳及其他组分的有机碳之间均无明显相关。【结论】化肥、有机肥以及有机肥与化肥配施能够提高栗褐土游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳以及总有机碳含量。高量有机肥与化肥配施更有助于栗褐土游离态、闭蓄态颗粒有机碳的积累,有利于土壤养分有效性的提高和有机碳品质的改善。氮肥单施、有机肥与氮磷肥配施则是提高矿物结合态有机碳含量的有效措施。
过量施氮对旱地土壤碳、 氮及供氮能力的影响
刘金山, 戴健, 刘洋, 郭雄, 王朝辉
2015, 21(1): 112-120. doi: 10.11674/zwyf.2015.0112
摘要:
【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、 氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、 氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮, 有机碳、 氮和微生物量碳、 氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、 氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100 kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、 施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320), 分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品, 进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg 增加到15.5 mg/kg; 同时, 060 cm 和0300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2 增加到76.5 和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2 增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮020、2040 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05 和0.71 g/kg, 较对照增加52.2% 和 54.3%。同样,过量施氮未显著影响020、 2040 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253 和205 mg/kg,却显著提高了020、 2040 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和 7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。
温度对不同年限日光温室土壤氮素矿化特性的影响
王士超, 周建斌, 陈竹君, 满俊
2015, 21(1): 121-127. doi: 10.11674/zwyf.2015.0113
摘要:
【目的】日光温室作为具有我国特色的一种高强度的栽培方式,过量施肥问题突出。随着温室栽培在我国北方地区规模的不断扩大,由此带来的土壤退化和地下水污染问题值得关注。不少研究表明,随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质含量不断增加;且温室栽培中的土壤温度与露地存在很大差异,其土壤氮素矿化特性如何,尚缺乏研究。【方法】本研究以位于黄土高原南部陕西省杨凌示范区不同栽培年限的日光温室土壤为研究对象,采用室内好气培养法(84 d)测定不同培养温度(20℃和30℃)对不同年限温室(0~3年)土壤020 cm及2040 cm土层氮素矿化量,采用一级动力学方程拟合土壤氮素矿化曲线,根据土壤氮矿化势(N0)评价不同栽培年限温室土壤氮素矿化特性。【结果】 1)随着日光温室栽培年限的增加,土壤有机质、全氮含量和氮素累积矿化量随之显著增加。2)30℃的土壤氮素累积矿化量高于20℃的矿化累积量;栽培年限长的日光温室矿化作用对温度的敏感程度高于年限短的温室。3)若温度和栽培年限同时增加,土壤氮素累积矿化量随之增加,说明温度和栽培年限对土壤氮素净矿化量有一定的交互作用,但差异不显著(P0.05)。4)日光温室栽培年限越长,土壤氮矿化势(N0)越大;与种植前相比,第 2a、3a温室土壤氮矿化势增加了5.59和11.48倍。5)回归分析表明,020 cm土层土壤有机质含量每增加1 g/kg, 20℃和30℃条件下土壤氮矿化势(No)分别增加2.70 及 3.18 mg/kg;土壤全氮含量每增加1g/kg , No分别增加37.28及43.12 mg/kg。【结论】日光温室土壤氮素矿化量随其栽培年限的增加显著增加;培养温度由20℃增加到30℃,土壤氮素矿化量也明显增加,日光温室栽培年限和温度对土壤氮矿化有一定的正交互效应。因此,在日光温室氮素管理中应考虑栽培年限和温度对土壤氮素矿化的影响,以采取针对性的氮素管理措施。
不同水氮条件下双氰胺(DCD)对温室黄瓜土壤氮素损失的影响
张琳, 孙卓玲, 马理, 吉艳芝, 巨晓棠, 张丽娟
2015, 21(1): 128-137. doi: 10.11674/zwyf.2015.0114
摘要:
【目的】设施蔬菜习惯大水大肥的传统管理模式,不仅影响蔬菜的品质和产量,造成严重的资源浪费,而且引起的环境污染问题日益受到人们的关注。本研究针对设施蔬菜生产中过量施用氮肥以及不合理的灌溉所导致的氮肥利用率低、 氮素损失等资源浪费和环境的负效应问题,重点研究双氰胺(DCD)在设施蔬菜生产体系中的硝化抑制效果及其影响机制,并筛选出了适用于设施黄瓜生产的最优水氮管理方案。【方法】采用田间原位跟踪法,对温室黄瓜追肥期间土壤N2O排放量、氨挥发损失量、无机氮含量等指标进行了测定。N2O气体样品用密闭式静态箱法采集,用Agilent GC6820气相色谱仪进行测定。氨挥发样品用密闭室法采集,硼酸溶液吸收,标准硫酸滴定法测定。新鲜土样用1.0 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。【结果】 在不同水氮条件下[传统水氮(T)的施氮量为N 988.6 kg/hm2、灌溉量为758.8 t/hm2;推荐水氮Ⅰ(R1)的施氮量为N 709.4 kg/hm2,推荐水氮Ⅱ(R2)的施氮量为 N 746.9 kg/hm2,灌溉量均为531.2 t/hm2]。 加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理 N2O的排放通量分别显著减少了42.1%和64.1%,但氨挥发损失分别显著增加了34.3%和40.4%; 010 cm土层土壤硝态氮与N2O排放通量呈极显著的正相关,铵态氮与氨挥发损失呈极显著正相关。传统水氮处理在060 cm土壤剖面均检测到大量的硝态氮,前两次追肥后尤为明显。在减氮基础上加施DCD有助于减少硝态氮的累积, 对030 cm 根区硝酸盐淋洗的抑制作用较为明显。在030 cm土壤-蔬菜体系中,传统水氮处理的氮素表观损失显著高于其他施氮处理。加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理的氮素盈余和氮素损失率均有所降低。与传统水氮处理相比,推荐水氮Ⅱ+DCD的处理增产23.3%, 经济效益增加 25560 yuan/hm2。【结论】在本试验条件下,适度减氮控水措施是切实可行的,不仅满足了作物生长所需要的氮素,而且减少了氮素的盈余,提高了氮素的利用率,且不影响作物产量。在控水灌溉条件下,推荐施氮Ⅱ+DCD(氮素用量的15%)不仅能减少土壤氮素的盈余量,而且可有效地增加经济效益和环境效益。
过氧化钙及硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果研究
余喜初, 李大明, 黄庆海, 柳开楼, 叶会财, 徐小林, 胡惠文
2015, 21(1): 138-146. doi: 10.11674/zwyf.2015.0115
摘要:
【目的】潜育化水稻土是我国最主要的低产水稻土类型,长期渍水导致的土壤缺氧及活性还原物质过度积累是其最主要特征,这严重影响了水稻的根系发育和产量提高。本研究以鄱阳湖区潜育化稻田土壤为对象,通过田间试验研究过氧化钙和硅钙肥单施或配施对潜育化稻田土壤的改良效果,旨在为探索潜育化稻田的轻简化改良方法提供理论依据。【方法】田间试验于2012~2013年在鄱阳湖区潜育化双季稻田进行,试验设单施化肥(T1)、化肥+硅钙肥(T2)、化肥+过氧化钙(T3)和化肥+硅钙肥+过氧化钙(T4)4个处理。通过2年4季的田间试验研究了过氧化钙和硅钙肥单施或配施对鄱阳湖区潜育化稻田水稻产量、土壤还原物质总量及土壤物理化学性质的影响,分析了过氧化钙和硅钙肥改良潜育化稻田土壤的效果和应用前景。【结果】过氧化钙和硅钙肥单施或配施均可以提高潜育化稻田的水稻产量,二者配施每季可以提高水稻产量1.06 t/hm2~2.06 t/hm2,并可促进磷、钾养分向籽粒转移。施硅钙肥对土壤还原物质总量没有明显影响,而施过氧化钙可以显著降低土壤还原物质总量,二者配施可以减少耕层土壤还原物质总量1 cmol/kg以上。随着土层的加深,土壤还原物质总量呈增加的趋势。硅钙肥与过氧化钙配施可以明显提高小于10 mm的中小团聚体的含量。施硅钙肥或过氧化钙对土壤养分含量没有明显影响,但二者配施可以明显提高土壤有机碳、速效磷的含量,但对腐殖质碳、速效钾和全氮含量影响不明显。【结论】施用硅钙肥可以提高潜育化稻田的水稻产量,但对土壤还原物质总量没有明显影响。施用过氧化钙既可以提高水稻产量,又可以降低潜育化稻田的潜育化程度。而硅钙肥和过氧化钙配施不仅可以明显提高水稻产量、降低潜育化稻田的潜育化程度,还可以改善土壤养分供应状况和土壤结构。因此,施用过氧化钙和硅钙肥可以作为改良鄱阳湖区潜育化稻田土壤的一种参考方法。
氮磷钾对春茶光合生理及氨基酸组分的影响
罗凡, 龚雪蛟, 张厅, 杜晓
2015, 21(1): 147-155. doi: 10.11674/zwyf.2015.0116
摘要:
【目的】当前为追求茶园高产盲目施肥、滥用化肥造成生态环境破坏的现象较为严重,因此如何合理施肥显得尤为重要,本文通过研究氮、磷、钾不同水平及其配比对春茶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)等光合生理指标和春茶新梢氮、磷、钾含量, 氨基酸总量及其组分的影响,为茶园平衡施肥和精准施肥提供理论指导。【方法】采取单因素试验设计,设氮、磷、钾各3个水平及其配比和对照,共14个处理(N1、N2、N3、P1、P2、 P3、K1、K2、K3、NP、NK、PK、NPK、CK),在茶树新梢长至1芽3叶时采样,用Li-6400便携式光合测定仪测定茶树的光合生理指标,用氨基酸自动分析仪测定春茶氨基酸总量及组分含量,分别采用凯氏定氮法、 钒钼黄比色法和原子吸收分光光度法测定茶树新梢的全氮、全磷和全钾含量。分析不同施肥处理对茶树光合生理指标和春茶氨基酸总量及其组分的影响,并通过逐步回归分析建立Pn与茶树新梢氮、磷、钾含量, Tr、Gs和Ci的回归方程。【结果】NPK处理茶树Pn比CK提高9.70% ; P2、P3和NPK处理的Tr显著增加,比CK分别提高10.60%、14.92%、14.25%; NPK处理的Gs 显著增加,比CK高23.15%,同时Gs随不同施肥水平表现出与蒸腾速率较一致的趋势,二者的相关性极显著; Ci随氮、磷、钾施用量的增加而上升;WUE随氮、磷、钾施用量的增加而下降。NPK处理的茶树新梢的氮、磷含量较高,相同施肥处理的茶树新梢的磷含量低于氮、钾。逐步回归分析显示,茶树新梢磷含量, Ci和Gs对Pn的直接作用较大,直接通径系数分别为0.3688、 -0.8139和0.4677, Pn= 12.955 + 26.624P -0.087Ci + 38.233Gs; NPK处理下春茶氨基酸总量及茶氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸和胱氨酸等主要氨基酸组分的含量分别比对照提高了27.88%、26.60%、35.78%、35.06%、24.41%和24.41%,与对照差异显著。【结论】新梢磷含量和气孔导度对春茶净光合速率的提高有直接的促进作用,而胞间CO2浓度对净光合速率有一定的消减作用。氮磷钾配施可显著提升茶树新梢叶片的气孔导度并保证茶树新梢中较高的磷含量,从而提高了茶树的净光合速率。氮磷钾肥配施能显著提高春茶氨基酸总量及其组分含量,提高了春茶的品质,表明茶叶中氨基酸总量和茶氨酸等重要组分含量的提高是氮、磷、钾营养共同作用的结果。因此,氮磷钾配合施用可以提高春茶的产量和品质。
不同养分供应方式对盆栽桃树生长及其氮素吸收、 分配的影响
张守仕, 彭福田, 齐玉吉, 李勇
2015, 21(1): 156-163. doi: 10.11674/zwyf.2015.0117
摘要:
【目的】氮素分配随生长中心转移而转移,生长中心器官和非中心器官间差异较大。控释肥、 滴灌施肥等技术在果园中的应用使果树养分稳定供应成为现实。研究等氮量施肥条件下不同养分供应方式对桃树生长及氮素吸收、 分配的影响,探讨吸收的氮素在生长中心器官和非中心器官之间分配差异的原因,以期为桃树合理施肥提供依据。【方法】以1年生桃树幼苗为试材,利用沙培盆栽,设袋控缓释施肥(养分稳定供应,SS)和分次撒施施肥(养分非稳定供应,nSS)以及对照(不施大量元素, CK)3个处理,将桃树新梢按照在主干上着生位置分为上部和下部,调查分析施肥后不同时期桃树的生长状况;利用15N同位素示踪技术研究不同养分供应方式对氮素吸收和上、 下部新梢间分配的影响。【结果】 SS处理后30 d、150 d桃树生物量分别为63.49 g/plant和160.74 g/plant,上、下部生物量之比分别为1.8和1.3,新梢长度分别为169.73 cm/plant和306.55 cm/plant,处理后150 d各处理之间生物量差异显著,新梢长度差异极显著。各处理新梢生物量在两次取样间隔内上部增量分别为对照42%、养分非稳定供应93%、养分稳定供应98%;下部增量分别为8%、 45%和177%。在此期间上、 下部新梢生物量的差异对照处理由5.0变化为6.6、养分非稳定供应处理由2.8变为3.7、养分稳定供应处理由1.8变为1.3。氮素吸收量随处理时间的推移逐渐增大,养分稳定供应处理在施肥后30 d 、150 d分别为12.7 mg/plant和76.9 mg/plant,养分非稳定供应处理在施肥后30 d、150 d分别为4.0 mg/plant和27.3 mg/plant。处理后150 d 的氮素利用率以养分稳定供应处理最高,达12.96%,养分非稳定供应处理只有4.6%。处理后150 d养分稳定供应处理和养分非稳定供应处理的上、下部梢叶氮素浓度、Ndff%(来自肥料中的氮占总氮的比率)、Ndff(来自肥料中的氮)差异极显著,各处理同一植株上、下部梢叶氮素浓度、Ndff% 相似。吸收氮素在上、下部新梢叶间分配的差异大,上、下部新梢叶间氮素分配之比养分稳定供应处理和养分非稳定供应处理分别为1.54和4.03。【结论】养分稳定供应下,桃树生长极性差异变小,氮素吸收量增多,氮素利用率高,氮素在生长中心器官和非中心器官间分配的差异变小,氮素分配差异受生物量的影响大。
青皮竹地上部营养元素的吸收、积累和分配特性研究
叶晶, 葛高波, 应雨骐, 项婷婷, 陶立华, 吴家森
2015, 21(1): 164-170. doi: 10.11674/zwyf.2015.0118
摘要:
【目的】青皮竹(Bambusa textilis)是重要的笋材两用丛生竹之一,具有一次造林成功即可永续利用、 长期获益的特点,但对青皮竹的营养特性知之甚少。本文拟研究青皮竹地上部营养元素的吸收、 积累和分配特性,为青皮竹的养分管理提供基础数据,以指导青皮竹的科学施肥工作。【方法】本研究于2013年1月,在青皮竹中心产区广东省广宁县,选择林分类型、 组成、 结构、 生长状况和立地条件等具有代表性的青皮竹林分4块,建立面积为20 m20 m的标准地。对每块标准地内的竹子按不同年龄进行每株检尺,计算出不同年龄竹子的平均胸径,选取与平均胸径一致的竹子作为标准株,砍伐不同年龄标准株各1株,并测量其株高。将不同标准株分叶、 枝、 秆,野外称出各器官鲜重。枝、 秆分上、 中、 下三个部位取样组成混合样品,用于分析不同年龄(13 a)和不同器官(叶、 枝、 秆)的植株样品氮(N)、 磷(P)、 钾(K)、 钙(Ca)、 镁(Mg)、 铁(Fe)、 锰(Mn)、 锌(Zn)和铜(Cu)等9种营养元素含量。【结果】青皮竹各器官中营养元素含量大小次序表现为Cu、 Zn元素为枝>叶>秆,其他7种元素均表现为叶>枝>秆。各器官元素的含量均以氮元素最高,而以Cu含量最低。青皮竹地上部营养元素积累量为489.96 kg/hm2,不同器官营养元素积累量的大小顺序为秆(331.05 kg/hm2)>叶(101.14 kg/hm2)>枝(57.77 kg/hm2),营养元素的积累量大小顺序为N>K>P>Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu。各器官营养元素积累量最多的是氮,为219.59 kg/hm2,占地上部积累量的44.82%,表明青皮竹具有较强的氮吸收能力。青皮竹地上部各器官营养元素的分配率大小顺序总体表现为秆(67.57%)>叶(20.64%)>枝(11.79%)。【结论】营养元素吸收量反映了植物对土壤养分需求和利用状况。青皮竹每生产1 t干物质所需5种大量营养元素为10.00 kg,以氮的吸收最多,其累积吸收量为219.59 kg/hm2,占地上部积累量的44.82%。因此,在青皮竹生产过程中应适当增施氮肥,可以促进青皮竹特别是经济部位茎秆的生长。
不同时期施钾对甘薯光合产物运转动力的调控
柳洪鹃, 史春余, 柴沙沙, 王翠娟, 任国博, 江燕, 司成成
2015, 21(1): 171-180. doi: 10.11674/zwyf.2015.0119
摘要:
【目的】通过甘薯不同时期施用钾肥的大田试验,探讨不同时期施用钾肥对甘薯光合产物运转动力的调控效应。【方法】选用典型的食用型甘薯品种北京553,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,于2011~2012年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行大田试验。试验处理为: 不施用钾肥(CK)、全部钾肥基施(JS)、全部钾肥封垄期追施(FS)和全部钾肥高峰期追施(GS)。分析不同时期施用钾肥对功能叶光合产物的输出能力、运输茎的农艺特性、源-库间光合产物运输的渗透动力(茎顶-基部间碳水化合物、 氨基酸和K+浓度梯度)及块根中光合产物积累特性的影响。【结果】施用钾肥可显著提高块根鲜薯产量和干重,提高块根膨大速率,其中,基施和封垄期追施钾肥处理增幅较大。基施钾肥显著降低生长前期(栽秧后50 d左右)功能叶碳水化合物含量和蔗糖/淀粉比值,提高生长中后期(栽秧后110 d、 170 d左右)功能叶中蔗糖和蔗糖/淀粉比值,增幅分别为10.01%和27.14%(2011),16.16%和61.57%(2012),提高该时期功能叶蔗糖的输出能力。基施还提高生长前期基部茎粗,两年增幅均在20%以上,增大光合产物运输的横截面积;基施和封垄期追施钾肥处理提高生长中后期分枝数,基施处理两年增幅的均值为36.53%和48.44%,封垄期追施的为19.60%和46.17%;同时,降低生长中后期源-库距离,提高有效距离(51200 cm)所占比例。茎顶部到基部间氨基酸和K+浓度逐渐降低,施用钾肥能提高该浓度梯度的降幅,提高渗透动力,以基施和封垄期追施效果较好,其中,氨基酸浓度两处理的平均增幅分别为87.58%和39.56%,K+浓度的平均增幅分别为272.81%和75.58%。基施钾肥显著降低生长前中期茎基部蔗糖和淀粉含量,基施和封垄期追施钾肥可显著降低生长后期茎顶部和基部蔗糖含量,同时降低淀粉含量。【结论】施用钾肥可减少生长前期功能叶中淀粉的合成,保证块根中光合产物的充足供应,扩大运输通道的横截面积,提高茎部运输的渗透动力促进茎基部光合产物的卸载,及时形成较强的库,提高生长中后期功能叶蔗糖含量和可运输态(蔗糖)的比例,增加光合产物运输通道数量,降低运输距离,提高运输有效性,并提高茎部运输的渗透动力,促进茎基部光合产物卸载,促进块根的膨大,形成高产。在本试验条件下,基施钾肥处理最优。
盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响
刘梅, 郑青松, 刘兆普, 郭世伟
2015, 21(1): 181-189. doi: 10.11674/zwyf.2015.0120
摘要:
【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对NaCl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,NaCl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。
硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响
刘春梅, 罗盛国, 刘元英
2015, 21(1): 190-199. doi: 10.11674/zwyf.2015.0121
摘要:
【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料, 研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg 土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、 叶鞘、 茎秆、 根系和糙米、 精米镉含量、 硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0~4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、 精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时, Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8 mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、 精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P<0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系 茎鞘 稻谷 叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%~67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%~13.8%; Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P<0.01)、5.2%(P<0.05)和11.3%(P<0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2 mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。
施肥模式对晚稻田杂草群落的影响
潘俊峰, 万开元, 李祖章, 陶勇, 刘益仁, 刘毅, 李志国, 张过师, 陈防
2015, 21(1): 200-210. doi: 10.11674/zwyf.2015.0122
摘要:
【目的】长期不合理施化肥对生态环境的影响已经引起学者和公众的关注,有机肥的施用越来越受到重视。揭示有机肥对农田杂草群落影响的机制、 预测有机农业环境下杂草群落的演替趋势十分困难。本文对比研究不同施肥模式下农田杂草的群落特征,探索晚稻田杂草群落结构演变趋势,以期为现代农业中有机肥的合理施用和农田生物多样性保护提供科学依据。【方法】通过田间长期定位施肥试验,运用群落生态学方法研究了晚稻种植季五种施肥处理区杂草群落的结构特征及其生物多样性。在每个小区随机设置5个面积为0.25 m2的样方,记录各样方内杂草物种种类、每个种类杂草的数量,调查杂草的盖度与频度;测定稻谷理论产量;使用照度计测量地表与水稻冠层顶部的光照强度,计算光照透过率;测定耕作层土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量。计算杂草的重要值,采用物种丰富度(S)和Shannon-Wiener指数(H)测定杂草群落的生物多样性;以15个处理小区中的11种常见杂草的重要值构成原始数据矩阵,应用SPSS16.0软件进行主成分分析和典范对应分析。【结果】晚稻田不同施肥处理土壤养分以及光照透过率差异显著,施有机肥的处理晚稻稻谷产量高于CK与NPK纯化肥处理。CK处理区优势种为野荸荠-节节菜-异型莎草-鸭舌草,NPK处理区优势种为双穗雀稗, NPK5/5和NPK3/7处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草,NPK7/3处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草-稗。主成分分析结果表明15个施肥处理小区的杂草群落可以分为三大类: 第一类是CK处理;第二类是NPK3/7处理;第三类是NPK、 NPK5/5、 NPK7/3 三个处理。主成分Factor 1与有机质、 碱解氮以及有效磷呈极显著负相关(P<0.01),与光照透过率呈极显著正相关(P<0.01)。典范对应分析结果显示,节节菜、 野荸荠与牛毛毡比较适宜生长在CK处理区,双穗雀稗适宜在NPK7/3处理区生长,鸭舌草、 陌上菜以及四叶萍适宜生长在NPK3/7处理区。有机肥处理区的物种丰富度与物种多样性指数处于NPK与CK之间,且随着有机肥比例的增加物种数增加。物种丰富度以及物种多样性指数与有机质、 碱解氮以及有效磷呈极显著正的U型相关(P<0.01),与速效钾呈显著负相关(P<0.05),与群落光照条件呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】晚稻田杂草群落特征与土壤有机质、 碱解氮、 有效磷含量以及地表光照透过率关系密切。均衡施用有机和无机肥可以显著降低杂草群落的优势种数量,将杂草群落的优势种数量以及生物多样性维持在不施肥与纯施化肥处理区之间。因此,可以通过调整有机肥的施用量来调控农田杂草生长及群落特性,实现农田杂草的科学综合管理。综合考虑晚稻稻谷产量和杂草群落生物多样性状况,NPK3/7(化肥30%+有机肥70%)施肥模式既可以保证作物的优质高产,也可以较好地维持杂草群落的生物多样性。
大豆丛枝菌根共生结构和多聚磷累积双定位方法
周佳, 张爽, 廖红, 王秀荣
2015, 21(1): 211-216. doi: 10.11674/zwyf.2015.0123
摘要:
【目的】多聚磷是丛枝菌根内磷的主要贮存形式,定性、 定量观察多聚磷对于解析菌根中磷代谢具有重要意义。随着植物体内越来越多的参与菌根真菌与寄主植物之间营养交换过程的基因被鉴定,迫切需要进一步提高根内菌根共生结构和多聚磷累积的染色和定位分析技术。【方法】本研究利用丛枝菌根真菌Glomus mosseae侵染的大豆植株,采集新鲜根样制片,一部分薄根片利用低浓度荧光染料麦胚凝集素,室温染色30 min,在波长488 nm的蓝光激发下使用荧光显微镜观察拍照;另一部分薄根片利用荧光染料4,6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐(DAPI)进行染色,在波长405 nm 紫外光激发下观察并拍照;进一步取新鲜制备的薄根片,先后用以上两种荧光染料进行染色,分别在波长405 nm和488 nm的激发光下观察并拍照,完成了菌根共生结构和多聚磷的共定位。【结果】 1)使用荧光染料麦胚凝集素,大豆丛枝菌根真菌侵染结构的荧光标记活性染色法,可以清晰地检测到大豆丛枝菌根中所有的共生结构,包括丛枝,泡囊和根内菌丝等。2)在丛枝菌根真菌侵染的根中,各种共生结构都呈现出黄色荧光,为DAPI与多聚磷结合在紫外光激发下的呈色。根段中部分细胞内的蓝白色斑点为DAPI与细胞核中DNA结合的显色结果。在含有成熟丛枝结构的细胞中,也可观察到大部分丛枝呈蓝白色,主要是丛枝膜质结构的呈色。因此,利用荧光染料4,6-二脒基-2-苯基吲哚二盐酸盐染色法定位多聚磷,能很好地区分多聚磷酸盐、 DNA和膜质。3)在以上研究的基础上,通过荧光光路的切换,可以同时观察到菌根共生结构和多聚磷的共定位。处于发育阶段的整个丛枝中多聚磷累积的亮黄色清晰可见。在成熟的丛枝中,由于膜质结构发达,对累积在丛枝结构中的多聚磷的染色观察产生了一定影响,导致仅仅局部的多聚磷累积清晰可见。【结论】本研究建立的大豆菌根共生结构与多聚磷累积的双定位分析系统,能够直观观察植物与丛枝菌根真菌的养分交换,清晰地对丛枝菌根共生结构中多聚磷的累积进行定位分析,可作为从组织和细胞水平研究菌根共生体的重要技术手段。
专题评述
2013年我国种植业化肥施用状况分析
杨帆, 孟远夺, 姜义, 崔勇, 李荣, 董燕, 孙钊
2015, 21(1): 217-225. doi: 10.11674/zwyf.2015.0124
摘要:
【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、 磷肥、 钾肥分类消费量。我国区域间、 季节间、 作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、 指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、 供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季, 1~5月份为春耕季, 6~8月份为夏播季, 9~12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、 不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、 园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料, 东北、西北、华中南地区农民多选用尿素, 华北、 西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、 磷、 钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。
研究简报
控释尿素与尿素配施对杭白菊栽培土壤生物学特性的影响
祝丽香, 闫文秀, 李雪, 张文静, 王建华
2015, 21(1): 226-233. doi: 10.11674/zwyf.2015.0125
摘要:
【目的】尿素和控释尿素是杭白菊栽培中常用氮肥,其对杭白菊产量和品质的影响已多有研究,但未见尿素与控释尿素配施对杭白菊栽培田土壤特性的影响研究。【方法】采用大田试验,以施氮量为120 kg/hm2、P5O2106 kg/hm2、K2O 189 kg/hm2为基础,设: 对照1不施氮肥(CK1); 适量施氮肥仅施尿素,50%基施,15% 7月15日追施,25% 8月15日追施,10% 10月15日追施(T1);尿素与控释尿素配施,基施为控释尿素(150 d)与尿素等比例混合基施,施用量占总施氮量的50%,追施为控释尿素(90 d)与尿素等比例混合8月15日追施,施用量占总施氮量的50%(R1)。减量施肥施N量为90 kg/hm2、P5O2 80 kg/hm2、K2O 142 kg/hm2,也设3个处理: 对照不施氮肥(CK2);减量仅施尿素(T2); 减量尿素与控释尿素配施(R2)。减量施肥方式同适量施肥。【结果】1)适量施肥土壤有效氮含量高于减量施肥,控释尿素与尿素适量配施、 减量配施的土壤有效氮含量分别高于仅施尿素的33.55%、120.35%; 2)杭白菊生育期内,适量施肥土壤细菌、 真菌数量高于减量施肥。各处理土壤细菌、 放线菌数量均呈单峰曲线,细菌最大值出现在7月,放线菌出现在8月。不同适量施氮方式土壤真菌数量呈单峰曲线,减量施肥呈双峰曲线。适量控释尿素与尿素配施土壤细菌、 真菌数量比仅施适量尿素分别增加10.39%、39.83%,比减量施肥分别增加46.44%、51.81%;仅施尿素时适量施肥土壤放线菌数量比减量施肥增加127.84%,尿素与控释尿素不同配施量土壤放线菌数量差异不显著; 3)减量施肥控释尿素与尿素配施、仅施尿素土壤过氧化物酶活性比相同施肥方式适量施肥分别增加76.79%,164.14%;相同施肥量仅施尿素土壤多酚氧化酶活性高于控释尿素与尿素配施。仅施尿素时适量施肥土壤磷酸酶活性高于减量施肥,尿素与控释尿素配施则反之;施肥方式相同减量施肥土壤脲酶活性高于适量施肥。【结论】适量施肥有利于提高土壤有效氮含量,增加土壤细菌、 放线菌数量,控释尿素与尿素配施效果优于仅施尿素;施适量尿素土壤放线菌数量高于减量施肥,控释尿素与尿素配施对土壤放线菌数量影响不显著;控释尿素与尿素适量配施可降低土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性,因此本实验条件下,适量控释尿素与尿素配施有利于维持土壤良好的生态环境。
糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响
崔雯雯, 宋全昊, 高小丽, 贾志宽
2015, 21(1): 234-240. doi: 10.11674/zwyf.2015.0126
摘要:
【目的】土壤酶参与土壤中多种生化活动,是衡量土壤生产力的指标之一。本文比较分析了不同种植方式下糜子生育期间土壤酶活性的动态变化以及成熟期土壤养分含量和糜子产量,旨在探明糜子连作障碍和连作减产的产生机制,为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学农作一站小杂粮轮作连作长期定位试验为平台,设轮作(T1)、隔年种植(T2)、连作2年(T3)、连作3年(T4)4个处理,在糜子播种期、苗期、拔节期、抽穗期、浆期、成熟期测定020 cm根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及成熟期020 cm根际土壤养分含量,对同一时期不同处理间的酶活性和成熟期不同处理间土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量以及土壤pH值进行方差分析,并分析土壤养分和酶活性以及糜子产量之间的相关性。【结果】1)土壤过氧化氢酶、 脲酶、 蔗糖酶活性随着连作年限的增加而降低;碱性磷酸酶在连作2年处理的活性较低。2)随着连作年限的增加土壤pH值升高, 土壤速效钾严重积累,速效磷消耗较多,说明连作导致土壤盐碱化。3)过氧化氢酶、 脲酶、 碱性磷酸酶活性与糜子籽粒产量呈显著正相关,土壤pH值与籽粒产量呈显著负相关;蔗糖酶活性、有机质含量与产量具有一定的相关性。【结论】糜子连作改变了土壤酶活性及土壤养分含量,导致土壤腐殖化和熟化程度减慢,土壤次生盐渍化加重,土壤养分不均衡,植株生长发育受到影响,造成籽粒产量的下降。因此,在糜子生产上要进行合理的轮作倒茬,从而减缓连作障碍,实现糜子高产优质。
胶东地区不同花生品种的养分吸收分配特性
房增国, 赵秀芬
2015, 21(1): 241-250. doi: 10.11674/zwyf.2015.0127
摘要:
【目的】我国花生种质资源丰富,高产优质的新品种更新速度较快,且栽培方式、 栽培条件各异,不同类型花生对养分的吸收、 分配特性存在较大差异。为明确花生种植面积较大的胶东地区不同花生品种的养分需求特性,本研究分析比较了5个花生品种对N、P2O5、K2O的吸收、 分配特性,以期为该地区花生生产的科学施肥提供理论依据和技术指导。【方法】采用田间小区试验的方法,以鲁花11、丰花5、花育25、潍花10和青花6为试材,在平度市白埠镇良种繁殖场进行试验,并分别于花生播种后 50 d(开花期)、 90 d(荚果膨大期)和125 d(收获期)取样,同时测定花生根系(包括果针)、茎枝、叶片、荚果等器官的干鲜重及氮、磷、钾含量,收获时测定花生荚果产量、 百果重、 单株荚果数、 饱果率等指标。【结果】丰花5和花育25的荚果产量较高,平均为5578 kg/hm2,显著高于其他品种;青花6和潍花10则相对较低,分别是丰花5的82.0%和84.5%。大粒丰花5及小粒青花6的饱果率显著高于其他品种。不同花生品种各养分的累积分配特征及养分利用效应存在显著差异,鲁花11和花育25的 N、 P2O5、 K2O累积量均较高,潍花10的3种养分累积量显著低于其他品种;不同取样时期各花生品种对 N、P2O5、K2O 的吸收累积量均表现为N>K2O>P2O5。播后50 d,5个花生品种整株的养分需求量平均为 N 28.29 kg/hm2、P2O5 6.03 kg/hm2和 K2O 16.32 kg/hm2,分别占全生育期总需求量的13.0%、 15.2%和19.9%;N、 P2O5、 K2O累积速率最快的时期是播种后50~90 d,3种养分需求量平均为 N 134.02 kg/hm2、P2O5 28.17 kg/hm2和 K2O 72.35 kg/hm2,分别占总需求量的61.7%、 71.0%和79.6%;播种后 90~125 d,各品种对氮、 磷、 钾的需求量分别降低为54.77 kg/hm2、 5.45 kg/hm2和-6.60 kg/hm2,各占总需求量的 25.2%、 13.8%和-8.04%;生育前期养分主要累积在地上部,后期则大部分集中在荚果中,且整株花生的K2O可能会出现负吸收现象;潍花10荚果的 N、P2O5、K2O生产效率和干物质生产效率均较高。【结论】在本试验条件下,鲁花11和花育25为养分高效累积型品种,潍花10为养分生理利用高效率品种,丰花5为养分利用高效率品种;对于荚果养分分配系数较高的品种,尤其要重视营养生长期的养分供应。
氮硫配施对生姜生长和氮素吸收的影响
吴萍萍, 王家嘉, 李录久
2015, 21(1): 251-258. doi: 10.11674/zwyf.2015.0128
摘要:
【目的】施肥显著影响生姜的产量及品质,在施氮的基础上合理增施硫肥可通过协调氮代谢的能力,促进干物质的合成与积累,从而提高生姜产量。本文在砂姜黑土区采用田间试验,研究氮硫配施对生姜不同生育期干物质积累、产量及氮素吸收的影响,为提高生姜产量及养分吸收提供理论依据。【方法】试验设置4个N水平(0、 300、450、600 kg/hm2)和2个S水平(S 0、50 kg/hm2),在发棵期、 根茎膨大期和收获期取样,测定茎、 叶及根茎的干物质量及含氮量。【结果】生姜的茎和叶生长主要集中在前期,根茎膨大期时的茎和叶干物质量分别为5.4~9.3 g/plant和7.0~11.6 g/plant;根茎则在后期快速积累,至收获期时根茎干物质量达20.0~36.8 g/plant。随施氮量的增加,不同生育期茎和叶的干物质量均随之增加。适宜施氮量内,生姜根茎干物质量和产量表现出随施氮量增加而增加的趋势,以N450S50处理最高。相较于N0S0处理和N0S50处理,不同施氮量处理生姜增产率分别在33.1%~74.3%和25.4%~64.2%之间。同一施氮量下,增施硫肥处理的生姜干物质量和产量较高。氮硫配施对生姜根茎、 茎和叶氮含量有不同影响。各器官中叶的氮含量在不同生育时期均高于根茎和茎,其中以根茎膨大期较高,为24.3~28.4 g/kg;而根茎和茎的氮含量均在发棵期较高,分别为18.3~24.5和16.3~22.2 g/kg。不同处理中,根茎氮含量在N600S50处理中较高,而茎和叶氮含量则是在N450S50处理中最高。收获期生姜各器官氮累积量表现为根茎叶茎,其中N450S50处理的根茎氮累积量高于其他处理,而茎和叶中则是N600S50处理的氮累积量最高。整株氮累积量随施氮量的增加而增加,N450S50处理最高,较N0S0处理和N0S50处理分别上升116.2%和99.0%,过量施氮反而降低氮素累积。增施硫肥能提高氮累积量,增加幅度在8.1%~15.8%之间。【结论】生姜根茎干物质量主要在根茎膨大期积累,实际生产中在这一时期追施氮、 钾肥,对于提高生姜根茎生物量,获得高产具有重要作用。氮和硫存在很强的内在联系,适宜施氮量下增施硫肥能够促进同化产物的形成,使养分向生长旺盛部位转移,从而提高生姜干物质积累和产量,促进植株对氮素的吸收。过量施氮或氮硫比例不合理则会导致产量提升受限。
应用数字图像技术进行水稻氮素营养诊断
李岚涛, 张萌, 任涛, 李小坤, 丛日环, 吴礼树, 鲁剑巍
2015, 21(1): 259-268. doi: 10.11674/zwyf.2015.0129
摘要:
【目的】研究田间试验条件下水稻不同生育期冠层图像色彩参数(G、 NRI、 NGI、 NBI、 G/R和G/B)及植株氮素营养指标(叶片含氮量、 植株全氮含量、 生物量、 氮素累积量和冠层NDVI值)的时空变化特征,并分析两者间的相关性,确立水稻氮素营养诊断的最佳色彩参数和方程模型,为探明数码相机在水稻上的适宜性及精确诊断水稻氮素营养状况提供理论基础。【方法】于2013年5月~9月在湖北省武汉市华中农业大学试验基地(3028 08N,1142136E)采用不同施氮处理的田间试验,以籼型两系杂交稻两优6326为供试作物,设置4个施氮水平: 0、 75、 150和225 kg/hm2(分别以N0、 N75、 150和N225表示),3次重复,随机区组排列。分别在水稻分蘖期、 拔节期、 孕穗期和灌浆期采用数码相机(Nikon-D700,1200万像素)获取水稻冠层图像,应用Adobe photoshop7.0软件直方图程序提取图像的红光值R、 绿光值G和蓝光值B,研究数码相机进行水稻氮素营养诊断色彩参数,确定植株氮素营养指标诊断模型。【结果】较对照(N0)相比,分蘖期、 拔节期、 孕穗期和灌浆期3个施氮处理水稻地上部生物量、 叶片含氮量、 植株全氮含量、 氮素累积量、 冠层NDVI值和成熟期产量增幅分别平均为40.7%~98.0%、 42.4%~72.4%、 36.2%~85.3%、 125.5%~209.1%、 51.3%~60.6%和60.1%~117.0%,差异显著。水稻不同生育期各冠层数字化指标G、 NRI、 NGI、 NBI 、 G/R和G/B与上述氮素营养参数相关性差异较大,且以数字图像红光标准化值NRI表现最佳,建议作为应用数码相机进行水稻氮素营养诊断的最佳冠层图像色彩参数指标。进一步分析表明,可以用统一的线性回归方程来描述不同生育期、 不同氮素水平下水稻植株氮素营养指标随冠层色彩参数NRI的变化模式。【结论】数码相机进行水稻氮素营养诊断测试结果稳定,具有快速、 便捷、 非破坏性等优点,冠层色彩参数NRI与水稻氮素营养指标和产量之间均表现出较好的相关性,满足氮素营养无损诊断的需求,对实时、 快速监测水稻长势状况及氮素营养丰缺水平具有较高的可行性,有望发展成为新时期作物氮素营养无损诊断技术的潜力。
几种一年生盐生植物的吸盐能力
郭洋, 陈波浪, 盛建东, 胡浩东, 徐财发
2015, 21(1): 269-276. doi: 10.11674/zwyf.2015.0130
摘要:
【目的】土壤盐渍化在新疆发生面积多,分布广,利用盐生植物对盐分的超富集能力,选育生物量大且体内盐分浓度高的品种,可有效改良盐碱地。本试验比较了几种主要盐生植物的吸收离子类型和盐分积累量,为科学合理利用盐生植物进行盐碱地改良提供科学依据。【方法】选取一年生盐角草(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、高碱蓬(Suaeda altissima)和野榆钱菠菜(Atripex aucheri Moq.)为材料进行人工种植,试验地土壤为壤土和砂壤土,耕层土壤盐分均值为10.23 g/kg,pH为8.36,属于中度盐化土壤。采用完全随机排列设计,在生育早期、中期和末期采样测定植物地上、地下部分干物质量和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4浓度。【结果】生育末期四种盐生植物地上生物量均占整株生物量的89%以上,高碱蓬(23302 kg/hm2)>蓬野榆钱菠菜(20379 kg/hm2)>盐地碱蓬(18670 kg/hm2)>盐角草(9096 kg/hm2)。盐分总浓度盐角草(215 g/kg)>盐地碱蓬(152 g/kg)>高碱蓬(137 g/kg)>野榆钱菠菜(103 g/kg)。不同植物离子含量不同,K+浓度以高碱蓬中最高,Na+、Cl-、SO2-4在盐角草中最高,Ca2+、Mg2+浓度在盐地碱蓬中最高;4种盐生植物对Na+、Cl-、SO2-4的吸收能力极强,按阴离子类型划分盐角草属于SO2-4-Cl-型盐生植物,盐地碱蓬、高碱蓬、野榆钱菠菜属于Cl--SO2-4型盐生植物;盐分积累量为高碱蓬(3499 kg/hm2)>盐地碱蓬(3061 kg/hm2)>蓬野榆钱菠菜(2180 kg/hm2)>盐角草(2080 kg/hm2)。【结论】盐生植物对土壤的改良效果主要以生育末期刈割时单位面积从土壤中吸收的盐分总量来衡量,这取决于此时地上部分生物量与植株体内盐分浓度的大小。植物会根据其生长需求选择吸收土壤中矿物质元素,盐角草对的Na+、Cl-的吸收能力强于盐地碱蓬、高碱蓬和野榆钱菠菜,尤其对Cl-表现出极强的选择吸收能力。