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2015年 21卷 第4期
2015, 21(4): 823-835.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0401
摘要
PDF 1225KB
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摘要:
【目的】鉴定影响水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL,为开展水稻养分高效利用分子标记辅助选择育种和肥高效基因的图位克隆提供依据。【方法】以云南强耐冷(2级)粳稻地方品种丽江新团黑谷与十和田杂交、回交获包含105个株系的孕穗期耐冷性近等基因系BC4F8及双亲为材料,在云南白邑(冷水胁迫)、寻甸(自然低温胁迫)和玉溪(正常生长环境)3种生长环境下进行水稻氮、磷、钾养分吸收相关性状的鉴定,并利用构建的含有180个SSR标记,全长为1820.6 cM,标记间平均距离为15.67 cM的遗传图谱,用基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件对16个性状进行QTL定位分析。【结果】 3种环境下共检测到56个QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、9和10染色体上,单个性状QTL数为1～10个,单个QTL可解释的各自性状表型贡献率为8.88%～35.30%。其中,氮、磷、钾利用效率QTLs数分别为12个、27个和17个。而qTNA-1a、qTPA-1、qPHI-1、qPHI-6、qPHI-7b和qKHI-6共6个QTL在冷害和正常环境下均能检测到,稳定性较高,其贡献率变幅为10.63%～31.57%。在第1、3、4、5、6、7和10染色体上有13个标记区域存在QTL成族分布,单个QTL位点控制的性状数为2～5个,其中共同控制磷总吸收量、磷素干物质生产效率、磷素收获指数、每100 kg籽粒需钾量和钾素收获指数等性状的位点数最多。【结论】获得56个影响氮、磷、钾利用相关性状的QTL,且发现的13个QTL富集区可作为水稻氮、磷、钾高效利用分子育种的重要候选区域。
【目的】鉴定影响水稻氮、磷、钾利用相关性状的QTL,为开展水稻养分高效利用分子标记辅助选择育种和肥高效基因的图位克隆提供依据。【方法】以云南强耐冷(2级)粳稻地方品种丽江新团黑谷与十和田杂交、回交获包含105个株系的孕穗期耐冷性近等基因系BC4F8及双亲为材料,在云南白邑(冷水胁迫)、寻甸(自然低温胁迫)和玉溪(正常生长环境)3种生长环境下进行水稻氮、磷、钾养分吸收相关性状的鉴定,并利用构建的含有180个SSR标记,全长为1820.6 cM,标记间平均距离为15.67 cM的遗传图谱,用基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件对16个性状进行QTL定位分析。【结果】 3种环境下共检测到56个QTL,分布在第1、2、3、4、5、6、7、9和10染色体上,单个性状QTL数为1～10个,单个QTL可解释的各自性状表型贡献率为8.88%～35.30%。其中,氮、磷、钾利用效率QTLs数分别为12个、27个和17个。而qTNA-1a、qTPA-1、qPHI-1、qPHI-6、qPHI-7b和qKHI-6共6个QTL在冷害和正常环境下均能检测到,稳定性较高,其贡献率变幅为10.63%～31.57%。在第1、3、4、5、6、7和10染色体上有13个标记区域存在QTL成族分布,单个QTL位点控制的性状数为2～5个,其中共同控制磷总吸收量、磷素干物质生产效率、磷素收获指数、每100 kg籽粒需钾量和钾素收获指数等性状的位点数最多。【结论】获得56个影响氮、磷、钾利用相关性状的QTL,且发现的13个QTL富集区可作为水稻氮、磷、钾高效利用分子育种的重要候选区域。
2015, 21(4): 836-845.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0402
摘要:
【目的】为解决东北地区水稻合理施用氮肥问题,系统研究了不同施氮水平条件下,东北水稻产量及构成因素、养分吸收、转运、氮肥利用效率及土壤氮素平衡的变化,并探讨各养分间及其与产量间的关系,为东北地区水稻合理施氮提供理论基础。【方法】于2012～2013年在吉林省松原市前郭县红光农场,选用当地主栽水稻品种富优135和吉粳511为材料,设置施N 0、60、120、180和240 kg/hm25个水平。于水稻返青期、分蘖期、抽穗期、灌浆期及成熟期采集植株样本,分为茎鞘、叶片和籽粒三部分,测定氮、磷、钾含量,计算水稻主要生育期植株养分吸收、转运、氮素利用特性的相关参数及各养分吸收、转运与产量间的关系。水稻移栽前和收获后采集0—100 cm土壤样品,每20 cm为一层(共5层),测定铵态氮、硝态氮含量,并根据各层土壤容重计算0—100 cm土体无机氮积累量,分析土壤氮素平衡状况。【结果】 施氮量60～180 kg/hm2范围内,水稻产量随着施氮水平的提高而增加,氮肥用量超过180 kg/hm2水稻产量下降。结合当年水稻和肥料价格,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合方程,得出最高产量氮肥用量分别为212.8 kg/hm2和220.6 kg/hm2,施氮范围在202.2～231.6 kg/hm2之间,最佳经济产量氮肥用量分别为203.0和209.1 kg/hm2,施氮范围在192.9～219.6 kg/hm2之间。施用氮肥可显著提高水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向籽粒的转运,施氮量180 kg/hm2处理抽穗期各养分累积量与籽粒转运量呈正比,当氮肥用量超过180 kg/hm2后,氮、磷、钾养分向籽粒转运出现负效应。氮素农学利用率和偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降,氮肥当季回收率以施氮量180 kg/hm2处理最高。相关分析表明,水稻主要生育期氮、磷、钾的吸收、转运与产量间均存在显著或极显著的正相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收状况与产量间的相关系数最大。施用氮肥可显著提高收获后0—100 cm土壤中残留无机氮(Nmin),氮素表观损失量随施氮水平的提高而增加。【结论】适宜的氮肥用量可显著提高水稻产量,各生育时期养分吸收总量,提高水稻生育后期秸秆中氮、磷、钾向籽粒的转运量,并能降低土壤氮素表观损失量。综合考虑提高水稻产量、效益、氮肥当季回收率及维持土壤氮素平衡等因素,在本试验条件下,施氮范围在192.9～219.6 kg/hm2。
【目的】为解决东北地区水稻合理施用氮肥问题,系统研究了不同施氮水平条件下,东北水稻产量及构成因素、养分吸收、转运、氮肥利用效率及土壤氮素平衡的变化,并探讨各养分间及其与产量间的关系,为东北地区水稻合理施氮提供理论基础。【方法】于2012～2013年在吉林省松原市前郭县红光农场,选用当地主栽水稻品种富优135和吉粳511为材料,设置施N 0、60、120、180和240 kg/hm25个水平。于水稻返青期、分蘖期、抽穗期、灌浆期及成熟期采集植株样本,分为茎鞘、叶片和籽粒三部分,测定氮、磷、钾含量,计算水稻主要生育期植株养分吸收、转运、氮素利用特性的相关参数及各养分吸收、转运与产量间的关系。水稻移栽前和收获后采集0—100 cm土壤样品,每20 cm为一层(共5层),测定铵态氮、硝态氮含量,并根据各层土壤容重计算0—100 cm土体无机氮积累量,分析土壤氮素平衡状况。【结果】 施氮量60～180 kg/hm2范围内,水稻产量随着施氮水平的提高而增加,氮肥用量超过180 kg/hm2水稻产量下降。结合当年水稻和肥料价格,根据水稻产量(y)和施氮量(x)拟合方程,得出最高产量氮肥用量分别为212.8 kg/hm2和220.6 kg/hm2,施氮范围在202.2～231.6 kg/hm2之间,最佳经济产量氮肥用量分别为203.0和209.1 kg/hm2,施氮范围在192.9～219.6 kg/hm2之间。施用氮肥可显著提高水稻主要生育期氮、磷、钾吸收量,且能提高水稻抽穗期氮、磷、钾养分向籽粒的转运,施氮量180 kg/hm2处理抽穗期各养分累积量与籽粒转运量呈正比,当氮肥用量超过180 kg/hm2后,氮、磷、钾养分向籽粒转运出现负效应。氮素农学利用率和偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降,氮肥当季回收率以施氮量180 kg/hm2处理最高。相关分析表明,水稻主要生育期氮、磷、钾的吸收、转运与产量间均存在显著或极显著的正相关性,其中灌浆期氮、磷、钾的吸收状况与产量间的相关系数最大。施用氮肥可显著提高收获后0—100 cm土壤中残留无机氮(Nmin),氮素表观损失量随施氮水平的提高而增加。【结论】适宜的氮肥用量可显著提高水稻产量,各生育时期养分吸收总量,提高水稻生育后期秸秆中氮、磷、钾向籽粒的转运量,并能降低土壤氮素表观损失量。综合考虑提高水稻产量、效益、氮肥当季回收率及维持土壤氮素平衡等因素,在本试验条件下,施氮范围在192.9～219.6 kg/hm2。
2015, 21(4): 846-852.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0403
摘要:
【目的】水稻是我国主要粮食作物之一,为了进一步满足日益增长的人口对水稻生产的更大需求,需要在现有甚至减少种植面积的前提下提高水稻产量,同时实现高效利用水肥资源和减少对环境的压力。【方法】本研究基于2008～2011年间,在我国长江流域和南方稻区的主要省份 (包括湖南、 湖北、 广东、 安徽、 江苏和重庆)开展的403个田间试验,比较了农民传统技术和最佳作物管理技术下 (主要技术为氮肥总量控制分期调控,磷、钾衡量监控,增加水稻的栽插密度和后期干湿交替灌溉),水稻的施氮量、产量、氮肥利用率(氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥回收利用率)、水稻生长发育的主要时期 (分蘖期、穗分化期、抽穗期和成熟期) 的氮素吸收、干物质累积动态及产量构成。【结果】最佳作物管理技术处理的水稻产量平均为7917.0 kg/hm2,显著高于农民传统处理(P0.05),增产量为690.6 kg/hm2,增产率9.6%;而最佳作物管理技术处理的氮肥平均施用量为N 162.7 kg/hm2,显著低于农民传统处理 (P0.05),氮肥减少量为N 41.4 kg/hm2,减少率20.3%;最佳作物管理技术处理的平均氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥回收利用率分别为50.8 kg/kg、14.9 kg/kg和42.3%,均显著高于农民传统处理(P0.05),分别增加36.2%、75.3% 和13.6个百分点;农民传统处理的水稻植株在生育前期表现出较大的氮吸收能力和干物质累积量,但从齐穗期开始,最佳作物管理技术处理的作物吸氮量和干物质累积量均大于农民传统处理;到成熟期,农民传统处理和最佳作物管理技术处理的作物吸氮量分别为151.7 kg/hm2和165.9 kg/hm2,干物质累积量分别为12914.2 kg/hm2和13796.1 kg/hm2 (P0.05)。同时,农民传统处理和最佳作物管理技术处理的水稻花后干物质积累量表现出显著的差异,分别为4045.2 kg/hm2和4654.5 kg/hm2 (P0.05);最佳作物管理技术处理的单位面积穗数、每穗粒数和千粒重分别为243.2、154.2和26.9 g,显著大于农民传统处理的231.7、150.0和26.6 g (P0.05)。【结论】通过最佳作物管理技术可以在节约水肥的条件下,进一步提高我国长江流域和南方水稻的产量,这一最佳作物管理技术也具有被农民采纳的现实可行性。研究结果可为我国水稻生产实现高产高效提供技术支撑。
【目的】水稻是我国主要粮食作物之一,为了进一步满足日益增长的人口对水稻生产的更大需求,需要在现有甚至减少种植面积的前提下提高水稻产量,同时实现高效利用水肥资源和减少对环境的压力。【方法】本研究基于2008～2011年间,在我国长江流域和南方稻区的主要省份 (包括湖南、 湖北、 广东、 安徽、 江苏和重庆)开展的403个田间试验,比较了农民传统技术和最佳作物管理技术下 (主要技术为氮肥总量控制分期调控,磷、钾衡量监控,增加水稻的栽插密度和后期干湿交替灌溉),水稻的施氮量、产量、氮肥利用率(氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥回收利用率)、水稻生长发育的主要时期 (分蘖期、穗分化期、抽穗期和成熟期) 的氮素吸收、干物质累积动态及产量构成。【结果】最佳作物管理技术处理的水稻产量平均为7917.0 kg/hm2,显著高于农民传统处理(P0.05),增产量为690.6 kg/hm2,增产率9.6%;而最佳作物管理技术处理的氮肥平均施用量为N 162.7 kg/hm2,显著低于农民传统处理 (P0.05),氮肥减少量为N 41.4 kg/hm2,减少率20.3%;最佳作物管理技术处理的平均氮肥偏生产力、氮肥农学利用率和氮肥回收利用率分别为50.8 kg/kg、14.9 kg/kg和42.3%,均显著高于农民传统处理(P0.05),分别增加36.2%、75.3% 和13.6个百分点;农民传统处理的水稻植株在生育前期表现出较大的氮吸收能力和干物质累积量,但从齐穗期开始,最佳作物管理技术处理的作物吸氮量和干物质累积量均大于农民传统处理;到成熟期,农民传统处理和最佳作物管理技术处理的作物吸氮量分别为151.7 kg/hm2和165.9 kg/hm2,干物质累积量分别为12914.2 kg/hm2和13796.1 kg/hm2 (P0.05)。同时,农民传统处理和最佳作物管理技术处理的水稻花后干物质积累量表现出显著的差异,分别为4045.2 kg/hm2和4654.5 kg/hm2 (P0.05);最佳作物管理技术处理的单位面积穗数、每穗粒数和千粒重分别为243.2、154.2和26.9 g,显著大于农民传统处理的231.7、150.0和26.6 g (P0.05)。【结论】通过最佳作物管理技术可以在节约水肥的条件下,进一步提高我国长江流域和南方水稻的产量,这一最佳作物管理技术也具有被农民采纳的现实可行性。研究结果可为我国水稻生产实现高产高效提供技术支撑。
2015, 21(4): 853-863.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0404
摘要:
【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区,冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理,实现作物增产和肥料增效为目标,通过2年的田间定位试验,探索关中地区玉米秸秆还田条件下,冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,供试冬小麦品种为周麦23,夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0),副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2),种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析,研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比,秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时,秸秆还田处理小麦减产,相反则增产,并且增产量随着氮肥用量的增加而增大;生物量与产量趋势一致,前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下,冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中,同一氮水平时,秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响,而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势,所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时,在玉米秸秆还田条件下,小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时,第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213 kg/hm2,第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2,但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时,秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化,建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域,氮肥用量应控制在N 150～200 kg/hm2,以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。
【目的】陕西关中平原是我国典型的冬小麦—夏玉米轮作区,冬小麦播种前将上季收获后的玉米秸秆还田是当地普遍采用的作物秸秆管理方式。本研究以优化秸秆还田条件的小麦养分资源管理,实现作物增产和肥料增效为目标,通过2年的田间定位试验,探索关中地区玉米秸秆还田条件下,冬小麦高产高效的最佳养分管理措施。【方法】试验于2011年10月至2013年5月在陕西省周至县终南镇进行,供试冬小麦品种为周麦23,夏玉米品种为郑单958。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S1)和秸秆不还田(S0),副处理为5个不同氮肥施用水平(N 0、84、168、252和336 kg/hm2),种植作物为冬小麦。通过不同氮水平的回归分析,研究了玉米秸秆还田对后茬冬小麦的籽粒产量、生物量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收利用的影响。【结果】与玉米秸秆不还田相比,秸秆还田对冬小麦籽粒产量和收获期地上部氮、磷、钾养分吸收量的影响均表现出低氮降低、高氮增加的趋势。第一年和第二年在施氮量分别低于N 153和187 kg/hm2时,秸秆还田处理小麦减产,相反则增产,并且增产量随着氮肥用量的增加而增大;生物量与产量趋势一致,前后两年玉米秸秆还田与不还田条件下,冬小麦生物量相等时的氮肥用量分别为N 190和202 kg/hm2。在产量构成要素中,同一氮水平时,秸秆还田对小麦穗粒数和千粒重没有明显影响,而每公顷穗数却表现为低氮降低、高氮增加的趋势,所以秸秆还田后穗数增加是小麦增产的主要原因。同时,在玉米秸秆还田条件下,小麦地上部氮、磷、钾吸收量增加时,第一年的氮肥用量分别高于N 275、123和213 kg/hm2,第二年分别高于N 200、165和241 kg/hm2,但氮、磷、钾的收获指数不随施氮量的增加而递增。而且过量施氮也会造成小麦籽粒磷含量的降低。【结论】在综合同一施氮水平时,秸秆还田后的冬小麦籽粒产量和地上部氮、磷、钾养分吸收利用的变化,建议在陕西关中平原的冬小麦—夏玉米轮作区域,氮肥用量应控制在N 150～200 kg/hm2,以保证在玉米秸秆还田条件下小麦的增产和氮、磷、钾养分资源的高效合理利用。
2015, 21(4): 864-872.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0405
摘要:
【目的】粮草轮作、粮豆轮作是黄土高原旱地区常见种植制度,本文利用长期定位试验探索该地区轮作制度和茬口年限对小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响,以期优化旱地作物种植制度。【方法】长期定位试验始于1984年,试验设8个处理对照(小麦连作,CK),粮草长周期轮作(3组种植方式2茬小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→小麦,WAT1;小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→2茬小麦,WAT2;4茬苜蓿→马铃薯→3茬小麦,WAT3),粮草短周期轮作(2组种植方式小麦+红豆草→红豆草→小麦,WST1;红豆草→小麦→小麦+红豆草,WST2),粮豆轮作(2组种植方式小麦+糜子→豌豆→小麦,WPT1;豌豆→小麦→小麦+糜子,WPT2)。小区面积66.69 m2,每个处理重复3次,随机区组排列。小麦收获后采集植物及土壤样品,测定小麦产量、籽粒和秸秆养分含量、土壤肥力性质。【结果】与小麦连作相比,轮作小麦籽粒增产1.47%～29.66%,秸秆增产2.17%～29.77%,粮草轮作增产效果更显著,轮作优势在豆科牧草后第二年最高,第三年减弱。粮草长周期轮作有利于小麦对N、K、Fe、Cu、Zn的吸收,吸收量在苜蓿茬后第三年第二年第一年;粮草短周期轮作可提高小麦对N、K、Fe的吸收量,红豆草茬后第1年吸收量稍高于后第二年;粮豆轮作有利于小麦吸收N、K、Fe、Mn,豌豆茬后第二年吸收量大于第一年。轮作制度和茬口年限对小麦微量元素养分收获指数的影响程度大于大量元素,粮豆轮作有利于N、P、Cu向籽粒转移,3种轮作制度下小麦K收获指数均低于连作小麦,粮草轮作中小麦Fe收获指数低于连作小麦。轮作后,土壤全氮增加11.54% ～ 20.51%,碱解氮提高9.66%～21.56%;粮草短周期轮作对土壤有机质、氮素和速效钾的提升作用突出,但有效磷亏缺23.97%;粮豆轮作对土壤磷素累积和有效化作用明显,其有效磷比小麦连作增加45.52%。【结论】黄土高原旱地区增加小麦产量、改善籽粒矿质营养,实现土壤培肥的较优轮作模式为红豆草(2～4年)→小麦(2年),以4～6年为一个轮作周期,同时注意增施磷肥。
【目的】粮草轮作、粮豆轮作是黄土高原旱地区常见种植制度,本文利用长期定位试验探索该地区轮作制度和茬口年限对小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响,以期优化旱地作物种植制度。【方法】长期定位试验始于1984年,试验设8个处理对照(小麦连作,CK),粮草长周期轮作(3组种植方式2茬小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→小麦,WAT1;小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→2茬小麦,WAT2;4茬苜蓿→马铃薯→3茬小麦,WAT3),粮草短周期轮作(2组种植方式小麦+红豆草→红豆草→小麦,WST1;红豆草→小麦→小麦+红豆草,WST2),粮豆轮作(2组种植方式小麦+糜子→豌豆→小麦,WPT1;豌豆→小麦→小麦+糜子,WPT2)。小区面积66.69 m2,每个处理重复3次,随机区组排列。小麦收获后采集植物及土壤样品,测定小麦产量、籽粒和秸秆养分含量、土壤肥力性质。【结果】与小麦连作相比,轮作小麦籽粒增产1.47%～29.66%,秸秆增产2.17%～29.77%,粮草轮作增产效果更显著,轮作优势在豆科牧草后第二年最高,第三年减弱。粮草长周期轮作有利于小麦对N、K、Fe、Cu、Zn的吸收,吸收量在苜蓿茬后第三年第二年第一年;粮草短周期轮作可提高小麦对N、K、Fe的吸收量,红豆草茬后第1年吸收量稍高于后第二年;粮豆轮作有利于小麦吸收N、K、Fe、Mn,豌豆茬后第二年吸收量大于第一年。轮作制度和茬口年限对小麦微量元素养分收获指数的影响程度大于大量元素,粮豆轮作有利于N、P、Cu向籽粒转移,3种轮作制度下小麦K收获指数均低于连作小麦,粮草轮作中小麦Fe收获指数低于连作小麦。轮作后,土壤全氮增加11.54% ～ 20.51%,碱解氮提高9.66%～21.56%;粮草短周期轮作对土壤有机质、氮素和速效钾的提升作用突出,但有效磷亏缺23.97%;粮豆轮作对土壤磷素累积和有效化作用明显,其有效磷比小麦连作增加45.52%。【结论】黄土高原旱地区增加小麦产量、改善籽粒矿质营养,实现土壤培肥的较优轮作模式为红豆草(2～4年)→小麦(2年),以4～6年为一个轮作周期,同时注意增施磷肥。
2015, 21(4): 873-883.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0406
摘要:
【目的】施氮量对小麦光合产物的积累、转运和分配影响明显,氮肥运筹是调控小麦物质生产的重要手段。为进一步发挥四川盆地小麦的增产潜力,2011～2013年,在四川省江油市开展了施氮量对两个高产小麦品种物质生产及灌浆特性影响的研究。【方法】试验采用裂区设计,品种为主区,施氮量为副区,参数品种为内麦836和川麦104,施氮(N)水平分别为0、90、135、180、225 kg/hm2,在小麦生长期间和收获后分别测试了个体和群体生物量、产量、产量结构和灌浆参数。【结果】施氮量、品种以及年际间气候条件均对产量、产量结构以及干物质积累量、叶面积指数有明显影响,两因素或三因素互作效应因指标不同而异。同一施氮水平下,川麦104的籽粒产量高于内麦836,氮空白区内麦836平均产量6638.9 kg/hm2,川麦104为6717.7 kg/hm2。135 kg/hm2施氮水平下,两个品种的生物产量和籽粒产量分别超过18000和9000 kg/hm2,与180 kg/hm2和225 kg/hm2处理差异不显著。两个品种产量与施氮量之间的关系符合一元二次函数关系(P0.05),川麦104 y=-0.1056x2+44.023x+6724.6,内麦836 y=-0.0934x2+35.991x+6651.5,理论最高产量以及最高产量施氮量川麦104均高于内麦836。增加施氮量利于各生育期干物质积累量的增加,但在135～225 kg/hm2施氮范围变幅较小,且135 kg/hm2处理在花后物质积累量更多。随着施氮量的增加,花前贮存物质对产量的贡献率呈先降低后升高的趋势,135 kg/hm2处理的产量形成更多的依靠花后物质生产。增施氮肥虽然可促进公顷穗数和穗粒数的增加,但平均灌浆速率下降,内麦836最大灌浆速率在施氮量达到N 180 kg/hm2,川麦104在施氮量达到N 225 kg/hm2时即有大幅下降,千粒重也随之有不同程度的降低。【结论】花后干物质积累量的差异是两个品种对氮肥响应出现差异的重要原因。在目前生产条件下,稻茬小麦高产施氮量在N 135～150 kg/hm2,即可确保小麦的产量,又可提高花前群体质量和花后物质生产量及转运效率。因此,在土壤肥力高、保水保肥力强的四川盆地,施氮量为135～150 kg/hm2可提升该地小麦的生产效益。
【目的】施氮量对小麦光合产物的积累、转运和分配影响明显,氮肥运筹是调控小麦物质生产的重要手段。为进一步发挥四川盆地小麦的增产潜力,2011～2013年,在四川省江油市开展了施氮量对两个高产小麦品种物质生产及灌浆特性影响的研究。【方法】试验采用裂区设计,品种为主区,施氮量为副区,参数品种为内麦836和川麦104,施氮(N)水平分别为0、90、135、180、225 kg/hm2,在小麦生长期间和收获后分别测试了个体和群体生物量、产量、产量结构和灌浆参数。【结果】施氮量、品种以及年际间气候条件均对产量、产量结构以及干物质积累量、叶面积指数有明显影响,两因素或三因素互作效应因指标不同而异。同一施氮水平下,川麦104的籽粒产量高于内麦836,氮空白区内麦836平均产量6638.9 kg/hm2,川麦104为6717.7 kg/hm2。135 kg/hm2施氮水平下,两个品种的生物产量和籽粒产量分别超过18000和9000 kg/hm2,与180 kg/hm2和225 kg/hm2处理差异不显著。两个品种产量与施氮量之间的关系符合一元二次函数关系(P0.05),川麦104 y=-0.1056x2+44.023x+6724.6,内麦836 y=-0.0934x2+35.991x+6651.5,理论最高产量以及最高产量施氮量川麦104均高于内麦836。增加施氮量利于各生育期干物质积累量的增加,但在135～225 kg/hm2施氮范围变幅较小,且135 kg/hm2处理在花后物质积累量更多。随着施氮量的增加,花前贮存物质对产量的贡献率呈先降低后升高的趋势,135 kg/hm2处理的产量形成更多的依靠花后物质生产。增施氮肥虽然可促进公顷穗数和穗粒数的增加,但平均灌浆速率下降,内麦836最大灌浆速率在施氮量达到N 180 kg/hm2,川麦104在施氮量达到N 225 kg/hm2时即有大幅下降,千粒重也随之有不同程度的降低。【结论】花后干物质积累量的差异是两个品种对氮肥响应出现差异的重要原因。在目前生产条件下,稻茬小麦高产施氮量在N 135～150 kg/hm2,即可确保小麦的产量,又可提高花前群体质量和花后物质生产量及转运效率。因此,在土壤肥力高、保水保肥力强的四川盆地,施氮量为135～150 kg/hm2可提升该地小麦的生产效益。
2015, 21(4): 884-897.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0407
摘要:
【目的】采用垄沟覆膜栽培技术,研究了西北黄土塬区不同施肥及覆膜处理对玉米(Zea mays L.)产量、土壤温度和土壤硝态氮分布的影响,为粮食安全和农业可持续发展提供依据。【方法】研究采用覆膜和施肥田间试验,小区试验设置了6个处理,1)对照 不覆膜,不施肥; 2)覆膜 不施肥; 3)不覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,无追肥; 4)覆膜 基施纯N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,无追肥; 5)不覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2; 6)覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2。【结果】1)覆膜对前期土壤温度的影响大于后期,在7月前,覆膜处理0—20 cm土壤温度平均增加2.3℃,对玉米的发芽和早期生长有良好的促进作用,7月后,覆膜处理对土壤温度增加的平均值为1.2℃。在6月中旬以前,施肥处理的土壤温度略高于不施肥处理;6月中旬以后差异减小,施肥处理对土壤温度的影响不明显。2)播种后一个月,施肥处理土壤硝态氮主要聚集在0—30 cm土层,以主根为中心,纵向近似对称分布,在根系下方40 cm处,形成一个孤岛,施肥处理是不施肥处理的1.65倍;播种后两个月,表层土壤硝态氮含量下降至30.77～48.67 mg/kg。覆膜处理在施肥初期有减缓硝态氮向下层迁移速度的作用,影响范围为0—80 cm深。3) 水分利用效率(WUE)与施肥量呈正相关,最高为2.09 kg/m3。在相同施肥处理下,覆膜明显提高WUE, 施基肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高12.8%～19.5%;施基肥和追肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高20.3%～27.4%。4)百粒重、穗粒重与产量呈正相关关系,产量提高是百粒重和穗粒重增加的直接结果,施肥和覆膜对百粒重和穗粒重的提高效果明显。覆膜在施肥处理下的增产效果显著,连续三年,施基肥处理下,覆膜处理增产10.61%、 9.48%和15.36%;施基肥和追肥处理下,覆膜增产16.61%、 20.94%和12.24%。【结论】施肥和覆膜处理比不施肥不覆膜处理产量增加23.42%～83.23%。综合考虑覆膜和施肥对土壤温度、土壤硝态氮含量和水分利用效率的影响,本试验推荐采用垄沟覆膜栽培技术,氮肥基肥和追肥各施N 80 kg/hm2。
【目的】采用垄沟覆膜栽培技术,研究了西北黄土塬区不同施肥及覆膜处理对玉米(Zea mays L.)产量、土壤温度和土壤硝态氮分布的影响,为粮食安全和农业可持续发展提供依据。【方法】研究采用覆膜和施肥田间试验,小区试验设置了6个处理,1)对照 不覆膜,不施肥; 2)覆膜 不施肥; 3)不覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,无追肥; 4)覆膜 基施纯N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,无追肥; 5)不覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2; 6)覆膜 基施N 80 kg/hm2、 P2O5 80 kg/hm2,追施N 80 kg/hm2。【结果】1)覆膜对前期土壤温度的影响大于后期,在7月前,覆膜处理0—20 cm土壤温度平均增加2.3℃,对玉米的发芽和早期生长有良好的促进作用,7月后,覆膜处理对土壤温度增加的平均值为1.2℃。在6月中旬以前,施肥处理的土壤温度略高于不施肥处理;6月中旬以后差异减小,施肥处理对土壤温度的影响不明显。2)播种后一个月,施肥处理土壤硝态氮主要聚集在0—30 cm土层,以主根为中心,纵向近似对称分布,在根系下方40 cm处,形成一个孤岛,施肥处理是不施肥处理的1.65倍;播种后两个月,表层土壤硝态氮含量下降至30.77～48.67 mg/kg。覆膜处理在施肥初期有减缓硝态氮向下层迁移速度的作用,影响范围为0—80 cm深。3) 水分利用效率(WUE)与施肥量呈正相关,最高为2.09 kg/m3。在相同施肥处理下,覆膜明显提高WUE, 施基肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高12.8%～19.5%;施基肥和追肥处理,覆膜比不覆膜的WUE提高20.3%～27.4%。4)百粒重、穗粒重与产量呈正相关关系,产量提高是百粒重和穗粒重增加的直接结果,施肥和覆膜对百粒重和穗粒重的提高效果明显。覆膜在施肥处理下的增产效果显著,连续三年,施基肥处理下,覆膜处理增产10.61%、 9.48%和15.36%;施基肥和追肥处理下,覆膜增产16.61%、 20.94%和12.24%。【结论】施肥和覆膜处理比不施肥不覆膜处理产量增加23.42%～83.23%。综合考虑覆膜和施肥对土壤温度、土壤硝态氮含量和水分利用效率的影响,本试验推荐采用垄沟覆膜栽培技术,氮肥基肥和追肥各施N 80 kg/hm2。
2015, 21(4): 898-910.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0408
摘要:
【目的】酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系。本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制。【方法】以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性。【结果】1) 缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系。2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低。3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高。4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高。耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势。缺磷处理3 d、 8 d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12 d时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关。说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定。5)缺磷处理12 d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r=0.755(P0.05)。6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异。缺磷处理8 d,耐低磷自交系99184T和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d, 各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低。相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关。【结论】低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性。
【目的】酸性磷酸酶活性与土壤及植株体内有机磷的分解和再利用有着密切的关系。本研究以不同耐低磷玉米自交系为材料,研究低磷胁迫下玉米叶片、根组织内以及根系分泌酸性磷酸酶活性的变化及基因型差异,探讨酸性磷酸酶与玉米耐低磷之间的关系,以期更深入地了解玉米耐低磷的生理机制。【方法】以5个典型耐低磷自交系99180T、99239T、99186T、99327T、99184T和2个磷敏感自交系99152S、99270S为试验材料,采用营养液培养方法,设正常磷和低磷两种处理,分别于缺磷处理3、8和12 d时调查取样,测定地上部干重、根干重、叶片中无机磷(Pi)含量、根和地上部磷累积量、根系分泌APase活性以及叶片中APase活性,并于缺磷处理12 d测定根系内APase活性。【结果】1) 缺磷使玉米地上部干重下降,根干重、根冠比增加,随着缺磷处理(3 d→8 d→12 d)时间的延长,根干重、根冠比增加幅度增大,且耐低磷自交系根干重增加幅度普遍大于敏感自交系。2)低磷条件下,玉米自交系磷吸收、利用效率存在基因型差异,耐低磷自交系99239T、99180T和99327T磷吸收效率较高,99186T和99184T磷利用效率高,敏感自交系99152S、99270S磷吸收和利用效率均较低。3)低磷处理使玉米自交系叶片无机磷(Pi)含量显著下降,耐低磷自交系99184T、99327T和99239T下降幅度较小,相对叶片无机磷含量较高。4)缺磷诱导玉米根系分泌的APase活性升高。耐低磷自交系99184T和99186T根系分泌APase活性升高幅度较大,其余3个耐低磷自交系未表现出明显优势。缺磷处理3 d、 8 d,玉米根系分泌APase活性与磷累积量显著正相关,而12 d时相关性不显著;根系分泌APase活性与磷利用效率在缺磷处理12d时达显著正相关。说明玉米根系分泌APase活性与磷吸收、利用效率相关关系不稳定。5)缺磷处理12 d,各玉米自交系根组织内APase活性与根系分泌APase活性变化情况较一致,两者相关系数r=0.755(P0.05)。6)缺磷条件下各玉米自交系叶片组织内APase活性均有升高趋势,并表现出明显的基因型差异。缺磷处理8 d,耐低磷自交系99184T和99239T叶片组织内APase活性升高幅度最大,其次是99327T和99186T,99180T、99270S和99152S升高幅度较小;缺磷处理12 d, 各玉米自交系叶片APase活性仍继续增加,99239T、99184T、99327T和99186T的相对APase活性均较高,99270S和99152S的相对APase活性较低。相关性分析表明,缺磷条件下玉米自交系叶片中相对APase活性与叶片中相对无机磷(Pi)含量显著正相关,与磷吸收、利用效率不显著相关。【结论】低磷诱导玉米叶片、根组织和根系分泌APase活性升高,根组织和根系分泌APase活性的大小与玉米耐低磷能力不完全相关,叶片APase活性与玉米耐低磷能力有较好的一致性。
2015, 21(4): 911-919.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0409
摘要:
【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10～12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际pH值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤pH值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤pH值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。
【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10～12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际pH值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤pH值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤pH值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。
2015, 21(4): 920-926.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0410
摘要:
【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理 (AM+E) 显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量 (P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量 (P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下 (氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。
【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理 (AM+E) 显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量 (P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量 (P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下 (氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。
2015, 21(4): 927-935.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0411
摘要:
【目的】黄淮海平原高产麦田水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、 氮素损失量大等一系列问题,本文研究了滴灌施肥对黄淮海平原冬小麦大田氮素利用和损失的影响,以期为小麦高产高效施肥提供新的技术手段。【方法】以尿素、NH4H2PO4和KCl混合的水溶性肥料为材料,在山东桓台进行冬小麦主要生育期测墒补灌并随水施肥的田间试验,设置4个施氮量处理,即N0(不施肥)、N1(94.5 kg/hm2)、N2(189 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2),分析了大田土壤NO-3-N空间分布、剖面累积及氮素的平衡。【结果】1)滴灌施肥24 h后,随施氮量的增加,在滴头周围水平方向上土壤NO-3-N从在湿润土体边缘聚集逐渐变化为在滴头下方聚集,当施氮量为189 kg/hm2时,滴灌施肥后滴头下方和湿润土体边缘的NO-3-N含量差异不显著,在滴头周围水平方向上均匀性最好; NO-3-N在滴头下方土壤内随水运移深度主要在60 cm以上,滴灌施肥后滴头下方垂直方向上NO-3-N没有在湿润体边缘聚集。 2)冬小麦收获后,0—100 cm土壤剖面NO-3-N累积量随施氮量的增加而逐渐增加,且施氮量超过N 189 kg/hm2后,土壤剖面NO-3-N累积量的增加幅度加大,0—40 cm土层的NO-3-N增加量显著高于其他土层,N0、N1、N2和N3处理0—40 cm土层NO-3-N累积量所占比例分别为66%、72%、72%和71%。3)随着施氮量的增加,冬小麦吸氮量和籽粒产量先增加后下降,而0—100 cm土层氮素残留量、表观损失量不断增加,滴灌施肥条件下氮素表观损失量较低,N1、N2和N3的表观损失率分别为20%、17% 和16%。【结论】滴灌施肥措施下,合理的灌溉量可以调节滴灌施肥后硝态氮主要向下运移至作物根区范围,集中在作物根系最密集的0—40 cm范围内,肥液浓度对硝态氮运移深度影响不大。施入适宜量氮肥有利于提高滴头下方湿润体内水平方向上NO-3-N分布的均匀度,从而促进作物对氮素的吸收。施氮量为189 kg/hm2的N2处理获得了最高的籽粒产量和氮肥利用效率,播前和收获后根区土壤NO-3-N累积量基本达到平衡,是试验筛选出的最佳滴灌施氮模式。
【目的】黄淮海平原高产麦田水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、 氮素损失量大等一系列问题,本文研究了滴灌施肥对黄淮海平原冬小麦大田氮素利用和损失的影响,以期为小麦高产高效施肥提供新的技术手段。【方法】以尿素、NH4H2PO4和KCl混合的水溶性肥料为材料,在山东桓台进行冬小麦主要生育期测墒补灌并随水施肥的田间试验,设置4个施氮量处理,即N0(不施肥)、N1(94.5 kg/hm2)、N2(189 kg/hm2)和N3(270 kg/hm2),分析了大田土壤NO-3-N空间分布、剖面累积及氮素的平衡。【结果】1)滴灌施肥24 h后,随施氮量的增加,在滴头周围水平方向上土壤NO-3-N从在湿润土体边缘聚集逐渐变化为在滴头下方聚集,当施氮量为189 kg/hm2时,滴灌施肥后滴头下方和湿润土体边缘的NO-3-N含量差异不显著,在滴头周围水平方向上均匀性最好; NO-3-N在滴头下方土壤内随水运移深度主要在60 cm以上,滴灌施肥后滴头下方垂直方向上NO-3-N没有在湿润体边缘聚集。 2)冬小麦收获后,0—100 cm土壤剖面NO-3-N累积量随施氮量的增加而逐渐增加,且施氮量超过N 189 kg/hm2后,土壤剖面NO-3-N累积量的增加幅度加大,0—40 cm土层的NO-3-N增加量显著高于其他土层,N0、N1、N2和N3处理0—40 cm土层NO-3-N累积量所占比例分别为66%、72%、72%和71%。3)随着施氮量的增加,冬小麦吸氮量和籽粒产量先增加后下降,而0—100 cm土层氮素残留量、表观损失量不断增加,滴灌施肥条件下氮素表观损失量较低,N1、N2和N3的表观损失率分别为20%、17% 和16%。【结论】滴灌施肥措施下,合理的灌溉量可以调节滴灌施肥后硝态氮主要向下运移至作物根区范围,集中在作物根系最密集的0—40 cm范围内,肥液浓度对硝态氮运移深度影响不大。施入适宜量氮肥有利于提高滴头下方湿润体内水平方向上NO-3-N分布的均匀度,从而促进作物对氮素的吸收。施氮量为189 kg/hm2的N2处理获得了最高的籽粒产量和氮肥利用效率,播前和收获后根区土壤NO-3-N累积量基本达到平衡,是试验筛选出的最佳滴灌施氮模式。
2015, 21(4): 936-942.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0412
摘要:
【目的】在春玉米为主的山西省进行定位试验,探明不同秸秆还田方式对大田作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】春玉米长期定位试验于1992～2011年在典型褐土上进行。试验设秸秆不还田(CK) 、秸秆覆盖还田(SM) 、秸秆粉碎后还田(SC)、过腹还田(CM)四种方式。秸秆还田量为6 t/hm2,过腹产生的湿牛粪施用量为45 t/hm2。每年玉米收获期采取植物样品,用于玉米植株茎叶和籽粒钾素含量的测定;采集0—20 cm土壤样品,用于土壤各分级形态钾的测定。2011年分析测定了0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm和80—100 cm土层速效钾、缓效钾及全钾含量。【结果】1)在施用氮磷肥的基础上,不同秸秆还田方式增产显著,玉米增产幅度为11.58%～20.91%。处理之间增产幅度表现为CMSMSCCK。2)秸秆还田处理较不还田处理可不同程度提高耕层土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾的含量。矿物钾在全钾中的比例降低。3)与定位开始相比,连续10年秸秆还田土壤的速效钾含量明显提高,不还田对照则逐渐下降。4)不同秸秆还田方式各处理作物吸钾量明显高于施钾量,致使土壤钾素逐渐耗竭,土壤供钾能力降低;SM、SC、CM处理的钾素表观平衡系数分别为0.45、0.56、0.74。与对照相比,秸秆还田依然有利于钾素养分的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度。【结论】在几种秸秆还田中,以秸秆过腹还田(CM)最有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降程度,进而维持土壤钾素肥力的稳定。
【目的】在春玉米为主的山西省进行定位试验,探明不同秸秆还田方式对大田作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】春玉米长期定位试验于1992～2011年在典型褐土上进行。试验设秸秆不还田(CK) 、秸秆覆盖还田(SM) 、秸秆粉碎后还田(SC)、过腹还田(CM)四种方式。秸秆还田量为6 t/hm2,过腹产生的湿牛粪施用量为45 t/hm2。每年玉米收获期采取植物样品,用于玉米植株茎叶和籽粒钾素含量的测定;采集0—20 cm土壤样品,用于土壤各分级形态钾的测定。2011年分析测定了0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm和80—100 cm土层速效钾、缓效钾及全钾含量。【结果】1)在施用氮磷肥的基础上,不同秸秆还田方式增产显著,玉米增产幅度为11.58%～20.91%。处理之间增产幅度表现为CMSMSCCK。2)秸秆还田处理较不还田处理可不同程度提高耕层土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾的含量。矿物钾在全钾中的比例降低。3)与定位开始相比,连续10年秸秆还田土壤的速效钾含量明显提高,不还田对照则逐渐下降。4)不同秸秆还田方式各处理作物吸钾量明显高于施钾量,致使土壤钾素逐渐耗竭,土壤供钾能力降低;SM、SC、CM处理的钾素表观平衡系数分别为0.45、0.56、0.74。与对照相比,秸秆还田依然有利于钾素养分的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度。【结论】在几种秸秆还田中,以秸秆过腹还田(CM)最有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降程度,进而维持土壤钾素肥力的稳定。
2015, 21(4): 943-950.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0413
摘要:
【目的】本研究通过探讨小麦和玉米残体与其生物炭配施对土壤各组分有机碳及其自身有机碳矿化的影响,揭示其在土壤固碳和培肥方面的效应,为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。【方法】采用室内恒温培养试验,共设置小麦或玉米残体(根茬、秸秆)和秸秆制成的生物炭单施(WS、 WR、 WB、 MS、 MR、 MB),配施(WS+WB、 WR+WB、 MS+MB、 MR+MB)以及对照(CK)构成的11个处理,培养期间测定土壤CO2释放量,培养结束后测定土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)以及粗细颗粒有机碳含量(CPOC、FPOC)。【结果】添加玉米有机物料对土壤TOC、MBC、POC、CPOC和FPOC含量的增加作用普遍高于添加小麦有机物料。添加小麦或玉米秸秆对土壤TOC、POC、CPOC、FPOC含量的增加作用均高于添加根茬。单独添加生物炭,作物残体与生物炭配施和单独添加作物残体处理分别在培养的第4、8、21 d有机碳矿化速率最大,为有机碳矿化快速期,之后矿化速率减缓并逐渐趋于稳定。单独添加作物残体其有机碳累积矿化率最大,达到30%～46%;与对照相比,添加有机物料的各处理均显著增加了土壤TOC含量,其中添加生物炭处理土壤TOC含量增幅最大;单独添加小麦和玉米生物炭处理,土壤TOC含量分别显著增加34.4%和36.5%,但其有机碳累积矿化率仅为3%左右,土壤FPOC含量及敏感性指数在单独添加生物炭处理最高;小麦和玉米残体与其生物炭配施处理,土壤MBC和CPOC含量分别显著增加80.2%～199.2%,且其有机碳累积矿化率为12%～19%,介于生物炭和残体单施之间,土壤CPOC含量及敏感性指数均表现为配施处理最高。【结论】单独添加作物残体能够较好地补充土壤养分,但CO2释放量显著高于单施生物炭及配施处理;单独添加生物炭其有机碳累积矿化率较低,短期内对土壤养分的补充作用较小。作物残体与其生物炭配施可以较好地克服各自单独施用的弊端,尤其是玉米秸秆与其生物炭配施,在保证作物养分供应的同时能增加土壤碳库储量,对土壤肥力提升效果更好。
【目的】本研究通过探讨小麦和玉米残体与其生物炭配施对土壤各组分有机碳及其自身有机碳矿化的影响,揭示其在土壤固碳和培肥方面的效应,为农田有机物资源合理利用提供理论支撑。【方法】采用室内恒温培养试验,共设置小麦或玉米残体(根茬、秸秆)和秸秆制成的生物炭单施(WS、 WR、 WB、 MS、 MR、 MB),配施(WS+WB、 WR+WB、 MS+MB、 MR+MB)以及对照(CK)构成的11个处理,培养期间测定土壤CO2释放量,培养结束后测定土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)以及粗细颗粒有机碳含量(CPOC、FPOC)。【结果】添加玉米有机物料对土壤TOC、MBC、POC、CPOC和FPOC含量的增加作用普遍高于添加小麦有机物料。添加小麦或玉米秸秆对土壤TOC、POC、CPOC、FPOC含量的增加作用均高于添加根茬。单独添加生物炭,作物残体与生物炭配施和单独添加作物残体处理分别在培养的第4、8、21 d有机碳矿化速率最大,为有机碳矿化快速期,之后矿化速率减缓并逐渐趋于稳定。单独添加作物残体其有机碳累积矿化率最大,达到30%～46%;与对照相比,添加有机物料的各处理均显著增加了土壤TOC含量,其中添加生物炭处理土壤TOC含量增幅最大;单独添加小麦和玉米生物炭处理,土壤TOC含量分别显著增加34.4%和36.5%,但其有机碳累积矿化率仅为3%左右,土壤FPOC含量及敏感性指数在单独添加生物炭处理最高;小麦和玉米残体与其生物炭配施处理,土壤MBC和CPOC含量分别显著增加80.2%～199.2%,且其有机碳累积矿化率为12%～19%,介于生物炭和残体单施之间,土壤CPOC含量及敏感性指数均表现为配施处理最高。【结论】单独添加作物残体能够较好地补充土壤养分,但CO2释放量显著高于单施生物炭及配施处理;单独添加生物炭其有机碳累积矿化率较低,短期内对土壤养分的补充作用较小。作物残体与其生物炭配施可以较好地克服各自单独施用的弊端,尤其是玉米秸秆与其生物炭配施,在保证作物养分供应的同时能增加土壤碳库储量,对土壤肥力提升效果更好。
2015, 21(4): 951-961.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0414
摘要:
【目的】本研究旨在揭示施氮量调控不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的生理机制,以期为棉花的合理氮肥运筹提供理论依据。【方法】试验于2005和2007年在中国农业科学院棉花研究所(河南安阳,黄河流域黄淮棉区)进行,以科棉1号和美棉33B品种为材料,设置大田不同播种期(4月25日和5月25日)和不同施氮量[低氮 N 0 kg/hm2(N0)、 适氮 N 240 kg/hm2(N240)、 高氮 N 480 kg/hm2(N480)]处理,研究施氮量对不同播种期棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响。【结果】 1)4月25日播种条件下,随施氮量的增加棉铃对位叶中蔗糖含量先升高后降低,淀粉含量增加;随播种期的推迟,N240、N480处理下的棉铃对位叶蔗糖和淀粉含量差异不明显,但均显著高于N0处理;花后24～45 d,棉铃对位叶中蔗糖含量与叶氮浓度呈显著正相关,且相关系数随花后天数的增加而降低;花后17～24 d,蔗糖转化量与叶氮浓度呈显著负相关,至花后31～52 d,反而呈显著正相关(P0.01)。表明棉铃对位叶中适宜叶氮浓度有利于碳水化合物的累积。2) 4月25日播种条件下,N0、N480处理对棉花单株铃数、铃重和皮棉产量影响为负效应,对纤维长度和麦克隆值影响较小;晚播低温条件下,N480处理的棉花铃重、皮棉产量、纤维比强度均有所提高,麦克隆值得以优化。因此,施氮量与播种期对纤维比强度和麦克隆值的影响存在补偿效应,晚播棉花增加施氮量可减小因低温而造成的纤维比强度降低的幅度,优化麦克隆值。【结论】本试验条件下,播种期(温度)和施氮量对棉铃对位叶光合产物含量、棉花产量和品质存在互作效应,其主导因素是播种期(温度),施氮量对其有补偿效应。随播种期的推迟,施氮量N 240 kg/hm2时棉花单铃重、产量及纤维品质降低的主要原因是晚播低温使棉铃对位叶中的光合产物(蔗糖和淀粉含量)增加,抑制了光合产物向棉铃及纤维的运输。晚播低温条件下,适量追施氮肥可调节棉铃对位叶中的氮浓度并提高光合产物再利用的能力,促进棉花单铃的形成,降低棉纤维比强度的下降幅度,优化麦克隆值。
【目的】本研究旨在揭示施氮量调控不同播种期棉铃对位叶光合产物形成与运转的生理机制,以期为棉花的合理氮肥运筹提供理论依据。【方法】试验于2005和2007年在中国农业科学院棉花研究所(河南安阳,黄河流域黄淮棉区)进行,以科棉1号和美棉33B品种为材料,设置大田不同播种期(4月25日和5月25日)和不同施氮量[低氮 N 0 kg/hm2(N0)、 适氮 N 240 kg/hm2(N240)、 高氮 N 480 kg/hm2(N480)]处理,研究施氮量对不同播种期棉花产量和品质及棉铃对位叶光合产物的影响。【结果】 1)4月25日播种条件下,随施氮量的增加棉铃对位叶中蔗糖含量先升高后降低,淀粉含量增加;随播种期的推迟,N240、N480处理下的棉铃对位叶蔗糖和淀粉含量差异不明显,但均显著高于N0处理;花后24～45 d,棉铃对位叶中蔗糖含量与叶氮浓度呈显著正相关,且相关系数随花后天数的增加而降低;花后17～24 d,蔗糖转化量与叶氮浓度呈显著负相关,至花后31～52 d,反而呈显著正相关(P0.01)。表明棉铃对位叶中适宜叶氮浓度有利于碳水化合物的累积。2) 4月25日播种条件下,N0、N480处理对棉花单株铃数、铃重和皮棉产量影响为负效应,对纤维长度和麦克隆值影响较小;晚播低温条件下,N480处理的棉花铃重、皮棉产量、纤维比强度均有所提高,麦克隆值得以优化。因此,施氮量与播种期对纤维比强度和麦克隆值的影响存在补偿效应,晚播棉花增加施氮量可减小因低温而造成的纤维比强度降低的幅度,优化麦克隆值。【结论】本试验条件下,播种期(温度)和施氮量对棉铃对位叶光合产物含量、棉花产量和品质存在互作效应,其主导因素是播种期(温度),施氮量对其有补偿效应。随播种期的推迟,施氮量N 240 kg/hm2时棉花单铃重、产量及纤维品质降低的主要原因是晚播低温使棉铃对位叶中的光合产物(蔗糖和淀粉含量)增加,抑制了光合产物向棉铃及纤维的运输。晚播低温条件下,适量追施氮肥可调节棉铃对位叶中的氮浓度并提高光合产物再利用的能力,促进棉花单铃的形成,降低棉纤维比强度的下降幅度,优化麦克隆值。
2015, 21(4): 962-968.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0415
摘要:
【目的】钾是植物生长发育所必需的营养元素之一,缺钾影响棉花的生长。钠与钾有一些相同的生理功能,钠钾替代和协同作用是提高作物钾效率有效途径之一。研究钠钾替代对不同基因型棉花钾效率的影响,旨在为生产中科学高效利用钾肥提供依据。【方法】于2013～2014年在华中农业大学利用盆栽试验,筛选并获得了钾高效高增产潜力棉花基因型103和钾低效低增产潜力棉花基因型122为试验材料,采用营养液培养对不同K+、Na+浓度处理条件下棉花苗期农艺性状(株高、根长和叶片数)、干物质积累与分配、各部位(根、茎、叶和柄)钾钠含量和钾钠积累量等进行了研究,探讨了钠钾替代作用对其钾素利用效率的影响。【结果】 缺钾的条件下,施钠增加了两个基因型的根长,且103增加的幅度大于122;增加了103和122各部位干重和根冠比,而减少了根和茎的钾含量,对各部位钾积累量影响不明显,施钠还能显著提高基因型棉花103的钾利用效率,其为不施钠时的1.37倍。另外,适钾的条件下施钠,两个基因型的根长都有所增加,且103增加的幅度大于122;103和122各部位干重和总干重都显著增加,但二者根和叶钾含量显著降低,除了叶和柄其他各个部位的钾积累量都不同程度的提高;同时,103和122的钾利用效率均增加,103增加了28%,大于122的19%。此外,钾钠交互作用对根长和株高的相对生长速率,各部位干物重和根、叶中钾、钠含量和积累量以及全株钾利用效率都有显著影响。【结论】无论是否施钾、 施钠均能增加两个基因型棉花的根长,通过促进根系的伸长来提高棉花对钾的吸收和生物量的积累。缺钾时施钠显著增加了103的钾效率,且适钾时施钠高效基因型103的钾效率增加幅度大于低效基因型122,表明钠钾替代和协同效应对钾高效基因型103比低效基因型122更显著。
【目的】钾是植物生长发育所必需的营养元素之一,缺钾影响棉花的生长。钠与钾有一些相同的生理功能,钠钾替代和协同作用是提高作物钾效率有效途径之一。研究钠钾替代对不同基因型棉花钾效率的影响,旨在为生产中科学高效利用钾肥提供依据。【方法】于2013～2014年在华中农业大学利用盆栽试验,筛选并获得了钾高效高增产潜力棉花基因型103和钾低效低增产潜力棉花基因型122为试验材料,采用营养液培养对不同K+、Na+浓度处理条件下棉花苗期农艺性状(株高、根长和叶片数)、干物质积累与分配、各部位(根、茎、叶和柄)钾钠含量和钾钠积累量等进行了研究,探讨了钠钾替代作用对其钾素利用效率的影响。【结果】 缺钾的条件下,施钠增加了两个基因型的根长,且103增加的幅度大于122;增加了103和122各部位干重和根冠比,而减少了根和茎的钾含量,对各部位钾积累量影响不明显,施钠还能显著提高基因型棉花103的钾利用效率,其为不施钠时的1.37倍。另外,适钾的条件下施钠,两个基因型的根长都有所增加,且103增加的幅度大于122;103和122各部位干重和总干重都显著增加,但二者根和叶钾含量显著降低,除了叶和柄其他各个部位的钾积累量都不同程度的提高;同时,103和122的钾利用效率均增加,103增加了28%,大于122的19%。此外,钾钠交互作用对根长和株高的相对生长速率,各部位干物重和根、叶中钾、钠含量和积累量以及全株钾利用效率都有显著影响。【结论】无论是否施钾、 施钠均能增加两个基因型棉花的根长,通过促进根系的伸长来提高棉花对钾的吸收和生物量的积累。缺钾时施钠显著增加了103的钾效率,且适钾时施钠高效基因型103的钾效率增加幅度大于低效基因型122,表明钠钾替代和协同效应对钾高效基因型103比低效基因型122更显著。
2015, 21(4): 969-978.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0416
摘要:
【目的】烟叶含钾量低是我国生产优质烟叶的主要限制因素之一,困扰着我国烟草生产。本文研究了钾肥运筹对四川省凉山州主栽烤烟品种云烟85钾吸收利用的影响,为当地合理施用钾肥提供科学依据。【方法】以云烟85为试验材料,采用大田试验,研究钾肥用量对云烟85的产量和钾积累量的影响,确定相对较优的钾肥用量及烤烟的钾积累高峰期;在此基础上,研究钾肥施用方式对云烟85的产量、品质、钾积累量和钾肥利用率的影响。【结果】烤烟产量和钾积累量随钾肥用量的增加先升高后降低。钾肥用量为158 kg/hm2(约为当地常规用量的75%)时,云烟85的烟叶产量(2238.2 kg/hm2)与最高产量(2239.1 kg/hm2), 钾积累量(52.16 kg/hm2)与最高钾积累量(53.47 kg/hm2)之间差异较小,在土壤速效钾含量处于丰富(≥200 mg/kg)水平时,降低25%左右的钾肥用量可提高种植云烟85的经济效益。烟草生育周期内,钾积累速率呈双峰曲线,钾积累高峰出现在旺长后期(移栽后50～65 d)和中部叶成熟期(移栽后85～95 d)。在钾肥施用总量158 kg/hm2条件下,在烤烟进入旺长后期(移栽后50～65 d)和中部叶成熟期(移栽后85～95 d)之前,分别追施钾肥总量的15%～20%,打顶后5 d和10 d内烟叶钾积累量的降低比例分别比常规施肥减少了37.2～42.0和15.4～60.3个百分点,且成熟期中、上部烟叶的含钾量显著增大,分别达3.21%和3.37%,钾肥利用率比当地常规施肥方式高出12～18个百分点。【结论】钾肥追施时期调整至钾积累高峰期之前,有望提高成熟期的烟叶含钾量。在本试验条件下,种植云烟85时应将钾肥用量控制在158 kg/hm2左右,并在旺长后期和中部叶成熟期分别追施钾肥总量的15%～20%,可有效提高钾肥利用率和成熟期的烟叶含钾量,达到高产优质的目的。
【目的】烟叶含钾量低是我国生产优质烟叶的主要限制因素之一,困扰着我国烟草生产。本文研究了钾肥运筹对四川省凉山州主栽烤烟品种云烟85钾吸收利用的影响,为当地合理施用钾肥提供科学依据。【方法】以云烟85为试验材料,采用大田试验,研究钾肥用量对云烟85的产量和钾积累量的影响,确定相对较优的钾肥用量及烤烟的钾积累高峰期;在此基础上,研究钾肥施用方式对云烟85的产量、品质、钾积累量和钾肥利用率的影响。【结果】烤烟产量和钾积累量随钾肥用量的增加先升高后降低。钾肥用量为158 kg/hm2(约为当地常规用量的75%)时,云烟85的烟叶产量(2238.2 kg/hm2)与最高产量(2239.1 kg/hm2), 钾积累量(52.16 kg/hm2)与最高钾积累量(53.47 kg/hm2)之间差异较小,在土壤速效钾含量处于丰富(≥200 mg/kg)水平时,降低25%左右的钾肥用量可提高种植云烟85的经济效益。烟草生育周期内,钾积累速率呈双峰曲线,钾积累高峰出现在旺长后期(移栽后50～65 d)和中部叶成熟期(移栽后85～95 d)。在钾肥施用总量158 kg/hm2条件下,在烤烟进入旺长后期(移栽后50～65 d)和中部叶成熟期(移栽后85～95 d)之前,分别追施钾肥总量的15%～20%,打顶后5 d和10 d内烟叶钾积累量的降低比例分别比常规施肥减少了37.2～42.0和15.4～60.3个百分点,且成熟期中、上部烟叶的含钾量显著增大,分别达3.21%和3.37%,钾肥利用率比当地常规施肥方式高出12～18个百分点。【结论】钾肥追施时期调整至钾积累高峰期之前,有望提高成熟期的烟叶含钾量。在本试验条件下,种植云烟85时应将钾肥用量控制在158 kg/hm2左右,并在旺长后期和中部叶成熟期分别追施钾肥总量的15%～20%,可有效提高钾肥利用率和成熟期的烟叶含钾量,达到高产优质的目的。
2015, 21(4): 979-986.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0417
摘要:
【目的】氮是影响作物产量和品质性状的重要因素,合理施氮是提高作物产量和改善品质的主要途径。研究施氮量对甘薯块根产量形成、营养品质和淀粉糊化特性的影响,对于明确江苏徐淮地区甘薯种植的适宜施氮量具有重要意义。【方法】本文选用淀粉型甘薯品种徐薯22和兼用型甘薯品种徐薯28为试验材料,设置5个施氮水平0、 60、 120、 180、 240 kg/hm2。调查了甘薯不同生育期的叶面积指数、光合势、干物质积累和产量构成要素,采用分光光度法测定了块根主要营养品质指标,利用Tech-master型RVA快速测定淀粉谱粘滞特性,分析明确施氮量对块根主要品质指标和淀粉糊化特征值的影响。【结果】施氮N 60 kg/hm2增加了各生育期甘薯的叶面积,提高了甘薯的光合势,显著增加了块根产量(徐薯28增产16.38%,徐薯22增产9.31%),过量施氮(N 240 kg/hm2)则产量降低。施氮并未显著降低块根中的淀粉和直链淀粉含量,但明显增加了可溶性糖和蔗糖含量。施氮显著提高最高粘度、最低粘度、最终粘度和消减值。相关分析显示,直链淀粉含量与最高粘度值和崩解值呈极显著或显著负相关(相关系数分别为-0.90**和-0.71*);直链淀粉含量与消减值呈显著正相关(相关系数为0.73*)。 【结论】综合考虑甘薯的产量和品质,在本实验条件下甘薯较为适宜的氮肥用量约为60 kg/hm2。
【目的】氮是影响作物产量和品质性状的重要因素,合理施氮是提高作物产量和改善品质的主要途径。研究施氮量对甘薯块根产量形成、营养品质和淀粉糊化特性的影响,对于明确江苏徐淮地区甘薯种植的适宜施氮量具有重要意义。【方法】本文选用淀粉型甘薯品种徐薯22和兼用型甘薯品种徐薯28为试验材料,设置5个施氮水平0、 60、 120、 180、 240 kg/hm2。调查了甘薯不同生育期的叶面积指数、光合势、干物质积累和产量构成要素,采用分光光度法测定了块根主要营养品质指标,利用Tech-master型RVA快速测定淀粉谱粘滞特性,分析明确施氮量对块根主要品质指标和淀粉糊化特征值的影响。【结果】施氮N 60 kg/hm2增加了各生育期甘薯的叶面积,提高了甘薯的光合势,显著增加了块根产量(徐薯28增产16.38%,徐薯22增产9.31%),过量施氮(N 240 kg/hm2)则产量降低。施氮并未显著降低块根中的淀粉和直链淀粉含量,但明显增加了可溶性糖和蔗糖含量。施氮显著提高最高粘度、最低粘度、最终粘度和消减值。相关分析显示,直链淀粉含量与最高粘度值和崩解值呈极显著或显著负相关(相关系数分别为-0.90**和-0.71*);直链淀粉含量与消减值呈显著正相关(相关系数为0.73*)。 【结论】综合考虑甘薯的产量和品质,在本实验条件下甘薯较为适宜的氮肥用量约为60 kg/hm2。
2015, 21(4): 987-992.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0418
摘要:
【目的】近年来,在内蒙古阴山北麓的马铃薯产量,45000 kg/hm2以上已屡见不鲜,但由于高产马铃薯磷素吸收规律的研究缺乏,磷肥使用不合理导致高产不能持续,磷肥利用率偏低。因此深入研究高产马铃薯群体的磷素营养规律,配合滴灌可为马铃薯持续高产提供科学依据。【方法】采用大田滴灌试验,以克新1号原种为试材,设置当地农户栽培模式与高产创建田生产模式,对2年的试验结果进行分析,研究滴灌条件下高产马铃薯群体磷素吸收、利用和分配特性。【结果】与农户模式相比,高产模式马铃薯单株结薯数(8.2 No./plant)提高了9.3%,商品薯率(96.0%)提高了2.3%;从块茎形成期到块茎膨大期,高产马铃薯群体磷素日积累量达到0.67～0.78 kg/hm2,较农户模式提高了37%, 整个生育期马铃薯群体磷素的积累量达到44.3～55.3 kg/hm2,较农户模式高10.0～12.1 kg/hm2,磷素转运率达85%～87%,也显著高于农户模式。高产马铃薯1000 kg块茎需磷量为1.95～2.10 kg,磷肥利用率21.6%～23.6%。【结论】在磷肥总量减少的情况下,利用滴灌分6次施用,与农户模式相比,显著提高结薯数量及单薯重,在块茎形成至膨大的关键时期以较快速率持续吸收磷素保证了植株在减量供磷条件下吸收磷素的高效性,分期供磷使磷肥利用率有了明显提高。
【目的】近年来,在内蒙古阴山北麓的马铃薯产量,45000 kg/hm2以上已屡见不鲜,但由于高产马铃薯磷素吸收规律的研究缺乏,磷肥使用不合理导致高产不能持续,磷肥利用率偏低。因此深入研究高产马铃薯群体的磷素营养规律,配合滴灌可为马铃薯持续高产提供科学依据。【方法】采用大田滴灌试验,以克新1号原种为试材,设置当地农户栽培模式与高产创建田生产模式,对2年的试验结果进行分析,研究滴灌条件下高产马铃薯群体磷素吸收、利用和分配特性。【结果】与农户模式相比,高产模式马铃薯单株结薯数(8.2 No./plant)提高了9.3%,商品薯率(96.0%)提高了2.3%;从块茎形成期到块茎膨大期,高产马铃薯群体磷素日积累量达到0.67～0.78 kg/hm2,较农户模式提高了37%, 整个生育期马铃薯群体磷素的积累量达到44.3～55.3 kg/hm2,较农户模式高10.0～12.1 kg/hm2,磷素转运率达85%～87%,也显著高于农户模式。高产马铃薯1000 kg块茎需磷量为1.95～2.10 kg,磷肥利用率21.6%～23.6%。【结论】在磷肥总量减少的情况下,利用滴灌分6次施用,与农户模式相比,显著提高结薯数量及单薯重,在块茎形成至膨大的关键时期以较快速率持续吸收磷素保证了植株在减量供磷条件下吸收磷素的高效性,分期供磷使磷肥利用率有了明显提高。
2015, 21(4): 993-1005.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0419
摘要:
【目的】马铃薯是对盐分较敏感的农作物,土壤盐渍化会严重影响马铃薯的生长发育及其产量和品质。有关钙对NaCl胁迫下马铃薯离子吸收、分布的研究较少。本文通过研究不同浓度CaCl2对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布和运输的影响,探讨钙对NaCl胁迫下马铃薯的调控机制,为盐渍土上马铃薯的生产提供理论依据与技术支持。【方法】以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,将0、5、10、15和20 mmol/L CaCl2与0、25、50和75 mmol/L NaCl分别添加到MS+2mg/L B9+3%蔗糖+0.9%琼脂培养基中,制成不同处理组合的培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎段剪切接种到培养基中进行培养。接种30天时调查脱毒苗生物量和Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、P积累量,并分析Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值及根系与茎叶的SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,探讨离子吸收、运输及分布情况。【结果】NaCl胁迫抑制马铃薯脱毒苗的生长,随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗鲜重、干重显著下降,各器官Na+和Cl-含量极显著增加,K+含量显著下降,Ca2+ 和Mg2+含量减少,茎、叶中P含量降低而根中P含量增加。Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值随NaCl胁迫浓度的增加而升高。随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根系与茎叶的SK、Na和SMg、Na值逐渐降低,SCa、Na值呈先升高后降低趋势。0、25和50 mmol/L NaCl胁迫浓度下,以10 mmol/L CaCl2处理的马铃薯脱毒苗根、茎叶鲜重和干重最高,75 mmol/L NaCl胁迫下以15 mmol/L CaCl2处理的马铃薯脱毒苗生物量最高。各NaCl胁迫浓度下,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗各器官Na+含量明显降低,Cl-含量显著增加,K+、Ca2+、Mg2+含量升高,P含量先降低后升高。0、25、50 和75 mmol/L NaCl胁迫浓度下,添加适量CaCl2可明显降低马铃薯脱毒苗各器官Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值,提高SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,增强K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力,抑制Na+向地上部的选择运输能力,维持细胞内离子平衡,缓解盐胁迫造成的营养亏缺。【结论】NaCl胁迫下添加外源钙,能够有效改善马铃薯脱毒苗体内的离子平衡,促进营养吸收,Na+向叶片选择运输能力降低,K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力增强,离子在各器官水平上的区域化分布发生改变是钙缓解盐胁迫的重要生理机制之一。
【目的】马铃薯是对盐分较敏感的农作物,土壤盐渍化会严重影响马铃薯的生长发育及其产量和品质。有关钙对NaCl胁迫下马铃薯离子吸收、分布的研究较少。本文通过研究不同浓度CaCl2对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗离子吸收、分布和运输的影响,探讨钙对NaCl胁迫下马铃薯的调控机制,为盐渍土上马铃薯的生产提供理论依据与技术支持。【方法】以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,将0、5、10、15和20 mmol/L CaCl2与0、25、50和75 mmol/L NaCl分别添加到MS+2mg/L B9+3%蔗糖+0.9%琼脂培养基中,制成不同处理组合的培养基。将继代培养的脱毒苗按单节茎段剪切接种到培养基中进行培养。接种30天时调查脱毒苗生物量和Na+、Cl-、K+、Ca2+、Mg2+、P积累量,并分析Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值及根系与茎叶的SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,探讨离子吸收、运输及分布情况。【结果】NaCl胁迫抑制马铃薯脱毒苗的生长,随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗鲜重、干重显著下降,各器官Na+和Cl-含量极显著增加,K+含量显著下降,Ca2+ 和Mg2+含量减少,茎、叶中P含量降低而根中P含量增加。Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值随NaCl胁迫浓度的增加而升高。随NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗根系与茎叶的SK、Na和SMg、Na值逐渐降低,SCa、Na值呈先升高后降低趋势。0、25和50 mmol/L NaCl胁迫浓度下,以10 mmol/L CaCl2处理的马铃薯脱毒苗根、茎叶鲜重和干重最高,75 mmol/L NaCl胁迫下以15 mmol/L CaCl2处理的马铃薯脱毒苗生物量最高。各NaCl胁迫浓度下,添加CaCl2后,马铃薯脱毒苗各器官Na+含量明显降低,Cl-含量显著增加,K+、Ca2+、Mg2+含量升高,P含量先降低后升高。0、25、50 和75 mmol/L NaCl胁迫浓度下,添加适量CaCl2可明显降低马铃薯脱毒苗各器官Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比值,提高SK、Na、SMg、Na和SCa、Na值,增强K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力,抑制Na+向地上部的选择运输能力,维持细胞内离子平衡,缓解盐胁迫造成的营养亏缺。【结论】NaCl胁迫下添加外源钙,能够有效改善马铃薯脱毒苗体内的离子平衡,促进营养吸收,Na+向叶片选择运输能力降低,K+、Ca2+、Mg2+向地上部的选择运输能力增强,离子在各器官水平上的区域化分布发生改变是钙缓解盐胁迫的重要生理机制之一。
2015, 21(4): 1006-1015.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0420
摘要:
【目的】在人工模拟镉污染土壤条件下,讨论了叶面喷施Fe对番茄Cd积累及化学形态的影响,旨在为镉污染土壤上番茄的安全生产提供理论依据。【方法】采用土培试验研究了在重金属Cd(10 mg/kg)污染条件下,叶面喷施不同浓度Fe(0、 200和400 μmol/L,FeSO4·7H2O)对2个番茄品种(‘4641’和‘渝粉109’)生长、光合特性、品质及果实Cd形态和Cd积累量的影响。【结果】叶面喷施Fe提高了番茄的根、茎、叶、果实干重及植株总干重,增幅分别为20.4% ～ 48.6%、 13.3% ～ 56.0%、 16.0% ～ 63.1%、 9.8% ～ 16.5%和21.6% ～ 40.3%,随着喷施Fe浓度的增加,番茄各部位干质量及总干质量呈先增加后降低的趋势,比较两个番茄品种,‘4641’耐Cd性更强,而‘渝粉109’对Fe的反应更为敏感;随着喷施Fe浓度的增加,2个番茄品种的叶片净光合速率(Pn)、 气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈先增加后降低趋势,在Fe 200 μmol/L时最大,品种‘4641’的Pn、Gs和Tr较对照分别增加了8%、11%和2.9%,而‘渝粉109’较对照分别增加了28.7%、15.5%和18.8%。而喷Fe处理却降低了番茄叶片胞间CO2浓度(Ci),比较2个供试番茄品种,‘4641’光合作用和蒸腾作用强度均高于‘渝粉109’;喷Fe提高了2种番茄果实的硝酸盐含量以及渝粉‘109’还原糖含量,降低了‘渝粉109’果实氨基酸含量,喷施高浓度Fe(400 μmol/L)能提高2种番茄果实Vc含量,与对照相比,‘4641’和‘渝粉109’果实硝酸盐增加的幅度分别为18.1%～22.2%、 2.3%～22.0%,Vc较对照分别增加了8.2%和13.2%;番茄果实中Cd的主要存在形态为残渣态,其次为盐酸提取态,去离子水提取态和乙醇提取态所占比例较小,残渣态Cd(FR)和盐酸提取态Cd(FHCl)为活性偏低形态Cd,占Cd提取总量的70.8%,去离子水提取态(FW)和乙醇提取态(FE)为活性较高形态Cd,仅占Cd提取总量的11.8%,有效地抑制了Cd的毒害作用。叶面喷施Fe降低了番茄果实各形态镉含量;番茄中Cd主要积累在叶和茎中,而果实和根的积累量较少;喷Fe降低了番茄叶、根、茎、果实的Cd含量,降低幅度分别为 7.1% ～ 21.9%、35.6% ～ 50.4%、13.0%～37.0%和2.8% ～ 8.2%,但喷施高浓度Fe(400 μmol/L)相比低Fe(200 μmol/L)时的番茄各部位Cd含量有所增加,无论是非否喷施Fe,叶、茎、果实中的Cd积累量以及总Cd积累量总是以‘4641’‘渝粉109’,表明在Cd污染土壤上种植‘4641’较‘渝粉109’风险更大。【结论】叶面喷施适量Fe能够促进番茄的光合作用和蒸腾作用,提高了番茄各部位的干重,降低了Cd对番茄的毒害效应,同时减少了番茄各部位Cd含量。
【目的】在人工模拟镉污染土壤条件下,讨论了叶面喷施Fe对番茄Cd积累及化学形态的影响,旨在为镉污染土壤上番茄的安全生产提供理论依据。【方法】采用土培试验研究了在重金属Cd(10 mg/kg)污染条件下,叶面喷施不同浓度Fe(0、 200和400 μmol/L,FeSO4·7H2O)对2个番茄品种(‘4641’和‘渝粉109’)生长、光合特性、品质及果实Cd形态和Cd积累量的影响。【结果】叶面喷施Fe提高了番茄的根、茎、叶、果实干重及植株总干重,增幅分别为20.4% ～ 48.6%、 13.3% ～ 56.0%、 16.0% ～ 63.1%、 9.8% ～ 16.5%和21.6% ～ 40.3%,随着喷施Fe浓度的增加,番茄各部位干质量及总干质量呈先增加后降低的趋势,比较两个番茄品种,‘4641’耐Cd性更强,而‘渝粉109’对Fe的反应更为敏感;随着喷施Fe浓度的增加,2个番茄品种的叶片净光合速率(Pn)、 气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)呈先增加后降低趋势,在Fe 200 μmol/L时最大,品种‘4641’的Pn、Gs和Tr较对照分别增加了8%、11%和2.9%,而‘渝粉109’较对照分别增加了28.7%、15.5%和18.8%。而喷Fe处理却降低了番茄叶片胞间CO2浓度(Ci),比较2个供试番茄品种,‘4641’光合作用和蒸腾作用强度均高于‘渝粉109’;喷Fe提高了2种番茄果实的硝酸盐含量以及渝粉‘109’还原糖含量,降低了‘渝粉109’果实氨基酸含量,喷施高浓度Fe(400 μmol/L)能提高2种番茄果实Vc含量,与对照相比,‘4641’和‘渝粉109’果实硝酸盐增加的幅度分别为18.1%～22.2%、 2.3%～22.0%,Vc较对照分别增加了8.2%和13.2%;番茄果实中Cd的主要存在形态为残渣态,其次为盐酸提取态,去离子水提取态和乙醇提取态所占比例较小,残渣态Cd(FR)和盐酸提取态Cd(FHCl)为活性偏低形态Cd,占Cd提取总量的70.8%,去离子水提取态(FW)和乙醇提取态(FE)为活性较高形态Cd,仅占Cd提取总量的11.8%,有效地抑制了Cd的毒害作用。叶面喷施Fe降低了番茄果实各形态镉含量;番茄中Cd主要积累在叶和茎中,而果实和根的积累量较少;喷Fe降低了番茄叶、根、茎、果实的Cd含量,降低幅度分别为 7.1% ～ 21.9%、35.6% ～ 50.4%、13.0%～37.0%和2.8% ～ 8.2%,但喷施高浓度Fe(400 μmol/L)相比低Fe(200 μmol/L)时的番茄各部位Cd含量有所增加,无论是非否喷施Fe,叶、茎、果实中的Cd积累量以及总Cd积累量总是以‘4641’‘渝粉109’,表明在Cd污染土壤上种植‘4641’较‘渝粉109’风险更大。【结论】叶面喷施适量Fe能够促进番茄的光合作用和蒸腾作用,提高了番茄各部位的干重,降低了Cd对番茄的毒害效应,同时减少了番茄各部位Cd含量。
2015, 21(4): 1016-1021.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0421
摘要:
【目的】磷能够促进植物体内NO-3的还原和同化,但过量的磷往往致使植株体内游离氨基酸和酰胺含量增加,阻碍蛋白质的合成。为此,本试验研究了不同苹果砧木在不同供磷水平下对氮、磷吸收利用差异,旨在选出不同磷水平下氮素吸收和利用效率高的砧木,确定合理的氮磷肥配比,提高果树的养分利用效率。【方法】以一年生平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、八棱海棠(M. micromalus Makino)和富平楸子[M. prunifolia(Willd)Borkh.]为试材,设置5个供磷水平(P0～P4),分别为P2O5 0、50、100、150和200 kg/hm2,同时施入15N-尿素0.1 g,3次重复。整株取样后将植株分成根、茎和叶三部分,烘干,粉碎,称重,备测。用钒钼黄比色法测定各器官含磷量;全氮用凯氏定氮法,15N丰度用MAT-251质谱仪测定。【结果】3种苹果砧木的磷吸收效率在P1水平比不施磷增加,在P2以上水平时略有下降,在P3、P4水平,磷吸收效率显著低于P1处理。富平楸子根、茎、叶从肥料15N中吸收分配制的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)在P0、P1、P2处理下较高,P3处理较低;氮肥利用率在P1处理最高(6.39%),P3处理最低(3.31%)。八棱海棠各器官的Ndff不同供磷水平间波动较小,在P2处理最低;其氮肥利用率随供磷水平的增加逐渐增加,在P3～P4处理氮肥利用率最高。平邑甜茶各器官Ndff在P2处理达到最大值,此时根、茎、叶的Ndff值分别为5.21%、4.55%、5.79%,显著高于相同磷水平下富平楸子和八棱海棠各器官;其氮肥利用率P2处理最高(4.86%),继续提高供磷水平则下降。【结论】富平楸子原产于土壤含磷量较低的陕北高原,其氮肥利用率在低磷时(P2O5 50 kg/hm2)最高,从磷素利用角度富平楸子可作为该地区苹果砧木的重要参考;八棱海棠在高磷条件下氮肥利用率处于较高水平,可作为环渤海湾产区高磷苹果园砧木的重要参考;平邑甜茶在中等磷水平时氮肥利用率最高,且平邑甜茶具有较强的抗耐性和嫁接亲和力,因此平邑甜茶可在磷素较为充足的山丘地新建苹果园采用。
【目的】磷能够促进植物体内NO-3的还原和同化,但过量的磷往往致使植株体内游离氨基酸和酰胺含量增加,阻碍蛋白质的合成。为此,本试验研究了不同苹果砧木在不同供磷水平下对氮、磷吸收利用差异,旨在选出不同磷水平下氮素吸收和利用效率高的砧木,确定合理的氮磷肥配比,提高果树的养分利用效率。【方法】以一年生平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)、八棱海棠(M. micromalus Makino)和富平楸子[M. prunifolia(Willd)Borkh.]为试材,设置5个供磷水平(P0～P4),分别为P2O5 0、50、100、150和200 kg/hm2,同时施入15N-尿素0.1 g,3次重复。整株取样后将植株分成根、茎和叶三部分,烘干,粉碎,称重,备测。用钒钼黄比色法测定各器官含磷量;全氮用凯氏定氮法,15N丰度用MAT-251质谱仪测定。【结果】3种苹果砧木的磷吸收效率在P1水平比不施磷增加,在P2以上水平时略有下降,在P3、P4水平,磷吸收效率显著低于P1处理。富平楸子根、茎、叶从肥料15N中吸收分配制的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)在P0、P1、P2处理下较高,P3处理较低;氮肥利用率在P1处理最高(6.39%),P3处理最低(3.31%)。八棱海棠各器官的Ndff不同供磷水平间波动较小,在P2处理最低;其氮肥利用率随供磷水平的增加逐渐增加,在P3～P4处理氮肥利用率最高。平邑甜茶各器官Ndff在P2处理达到最大值,此时根、茎、叶的Ndff值分别为5.21%、4.55%、5.79%,显著高于相同磷水平下富平楸子和八棱海棠各器官;其氮肥利用率P2处理最高(4.86%),继续提高供磷水平则下降。【结论】富平楸子原产于土壤含磷量较低的陕北高原,其氮肥利用率在低磷时(P2O5 50 kg/hm2)最高,从磷素利用角度富平楸子可作为该地区苹果砧木的重要参考;八棱海棠在高磷条件下氮肥利用率处于较高水平,可作为环渤海湾产区高磷苹果园砧木的重要参考;平邑甜茶在中等磷水平时氮肥利用率最高,且平邑甜茶具有较强的抗耐性和嫁接亲和力,因此平邑甜茶可在磷素较为充足的山丘地新建苹果园采用。
2015, 21(4): 1022-1031.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0422
摘要:
【目的】由根系活动引起的根际微生态系统的改变,特别是病原生物数量的增加是导致作物产生连作障碍的主要因素。其中,植生性病原线虫的危害是大豆连作障碍产生的重要原因之一。由于植生性病原线虫的存在往往受到其它营养类型线虫的影响,因而从线虫群落结构进行分析,不仅可以更好地反映不同营养类型的线虫之间的相互关系,而且能全面了解土壤的健康状况。本文利用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(qPCR)等分子生物学的方法,比较短期连作和长期连作线虫群落的差异,揭示长期连作大豆土壤线虫群落的变化规律,理解线虫群落与植物健康的关系,阐明线虫群落的变化在大豆连作障碍中的作用。【方法】首先,基于16srDNA的T-RFLP指纹图谱,分析土壤中线虫的物种丰富度和不同大小的末端限制性片段(T-RF)的相对丰度。然后,通过构建克隆文库和系统发育树,鉴定T-RF片段对应的线虫种类。最后,利用qPCR,采用绝对定量的方法确定线虫群落的大小。【结果】线虫的物种丰富度随着连作年限的增加呈逐渐降低的趋势。第1年物种丰富度最高,第3年的丰富度显著低于第1年,之后逐渐降低,9年之后保持不变。大豆根际土中共检测到16个T-RF,且大多数T-RF能从克隆文库中鉴定。其中,食细菌线虫(Acrobeloides)是最为丰富的线虫种类。在连作2～3年后,植物寄生线虫相对丰度增加,而在连作后期,植物寄生线虫相对丰度减少。非度量多维尺度分析(NMDS)示,第1年线虫群落与其余年限分开,而第2和第3年聚集较近,而连作9、11和13年后聚集较近。另外,线虫群落结构与pH、土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)、细菌数量和真菌数量相关。线虫群落总丰度呈先增后降的趋势,最高值出现在第6年。线虫的基因拷贝数与土壤NH+4和染料木因浓度呈显著正相关,而与NO-3和细菌的基因拷贝数呈显著负相关。【结论】大豆根际土壤中,线虫群落丰度在连作第2～3年下降最为明显,到第6～9年有一定的恢复,但不能完全修复。大豆种植为第一,基线虫属(556 bp)丰度最高。土壤功能正常,连作第2～3年后,摄食性线虫(555 bp、 558 bp、 560 bp等)丰度增加,线虫浸染机会增加。
【目的】由根系活动引起的根际微生态系统的改变,特别是病原生物数量的增加是导致作物产生连作障碍的主要因素。其中,植生性病原线虫的危害是大豆连作障碍产生的重要原因之一。由于植生性病原线虫的存在往往受到其它营养类型线虫的影响,因而从线虫群落结构进行分析,不仅可以更好地反映不同营养类型的线虫之间的相互关系,而且能全面了解土壤的健康状况。本文利用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(qPCR)等分子生物学的方法,比较短期连作和长期连作线虫群落的差异,揭示长期连作大豆土壤线虫群落的变化规律,理解线虫群落与植物健康的关系,阐明线虫群落的变化在大豆连作障碍中的作用。【方法】首先,基于16srDNA的T-RFLP指纹图谱,分析土壤中线虫的物种丰富度和不同大小的末端限制性片段(T-RF)的相对丰度。然后,通过构建克隆文库和系统发育树,鉴定T-RF片段对应的线虫种类。最后,利用qPCR,采用绝对定量的方法确定线虫群落的大小。【结果】线虫的物种丰富度随着连作年限的增加呈逐渐降低的趋势。第1年物种丰富度最高,第3年的丰富度显著低于第1年,之后逐渐降低,9年之后保持不变。大豆根际土中共检测到16个T-RF,且大多数T-RF能从克隆文库中鉴定。其中,食细菌线虫(Acrobeloides)是最为丰富的线虫种类。在连作2～3年后,植物寄生线虫相对丰度增加,而在连作后期,植物寄生线虫相对丰度减少。非度量多维尺度分析(NMDS)示,第1年线虫群落与其余年限分开,而第2和第3年聚集较近,而连作9、11和13年后聚集较近。另外,线虫群落结构与pH、土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)、细菌数量和真菌数量相关。线虫群落总丰度呈先增后降的趋势,最高值出现在第6年。线虫的基因拷贝数与土壤NH+4和染料木因浓度呈显著正相关,而与NO-3和细菌的基因拷贝数呈显著负相关。【结论】大豆根际土壤中,线虫群落丰度在连作第2～3年下降最为明显,到第6～9年有一定的恢复,但不能完全修复。大豆种植为第一,基线虫属(556 bp)丰度最高。土壤功能正常,连作第2～3年后,摄食性线虫(555 bp、 558 bp、 560 bp等)丰度增加,线虫浸染机会增加。
2015, 21(4): 1032-1039.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0423
摘要:
【目的】作为最重要的速生造林树种,50多年前华北落叶松就被引入陕西并造林,引种初期华北落叶松生长良好,而近年来生长势明显下降,地力衰退问题也日益受到关注。本文研究了秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征,以期为华北落叶松幼龄期人工林的合理经营、中幼龄林地土壤生态系统结构、功能及其可持续利用提供科学依据。【方法】本试验选取立地条件基本一致的5 a、10 a和20 a的华北落叶松人工林地,每个样地设置20 m×20 m的标准地,用土钻在每个标准地沿 “S” 型采集5个点的0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm的土样,各层混均,用四分法取样,分析不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面的pH值、有机质及氮、磷养分和酶活性。【结果】研究结果表明,土壤pH值在5 a林地随土壤深度的增加逐渐升高,而在10 a和20 a林地表现为先降低后显著升高(P0.05),不同林龄林地0—20 cm土层的pH值变化范围为6.21～6.71,表现为10 a 5 a 20 a;40—60 cm和20—40 cm土层均表现为5 a 10 a 20 a。不同林龄林地的表层(0—20 cm)土壤有机质含量变化范围为18.68～25.89 g/kg,均显著高于下层(20—40 cm和40—60 cm)土壤,随着林龄的增加没有明显的变化趋势。土壤全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量随着土壤深度的增加呈明显下降的趋势(P0.05),而在0—20 cm土层中,20 a林地的氮含量显著高于5 a和10 a林地的(P0.05),10 a林地的速效磷含量最高。不同林龄的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性在0—20 cm土层显著高于20—40 cm和40—60 cm土层(P0.05),过氧化氢酶活性却呈相反的变化趋势。0—20 cm土层,不同林龄林地的蔗糖酶和脲酶活性表现为10 a 5 a 20 a,磷酸酶和过氧化氢酶活性在20 a林地土壤中最大,不同林龄林地土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化范围分别为25.93～71.07 Glucose mg/g、0.15～0.52 NH3-N mg/g、0.28～0.41 Phenol mg/g和3.95～4.58 mL0.01 mol/L KMnO4 /g。相关性分析表明,土壤有机质、全氮和速效磷含量与土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈极显著的正相关性(P0.01),与过氧化氢酶呈极显著的负相关性(P0.01)。【结论】华北落叶松的生长对土壤pH、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷的变化产生了明显影响,同时也影响了土壤酶活性;由于该地区土壤的有效氮和速效磷含量较低,加上林木的快速生长,20 a华北落叶松林地力呈现衰退趋势。基于以上研究结果,建议在该地区对于接近20 a的华北落叶松人工林地采取施肥措施,以补充土壤养分,保证林木的正常生长。
【目的】作为最重要的速生造林树种,50多年前华北落叶松就被引入陕西并造林,引种初期华北落叶松生长良好,而近年来生长势明显下降,地力衰退问题也日益受到关注。本文研究了秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征,以期为华北落叶松幼龄期人工林的合理经营、中幼龄林地土壤生态系统结构、功能及其可持续利用提供科学依据。【方法】本试验选取立地条件基本一致的5 a、10 a和20 a的华北落叶松人工林地,每个样地设置20 m×20 m的标准地,用土钻在每个标准地沿 “S” 型采集5个点的0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm的土样,各层混均,用四分法取样,分析不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面的pH值、有机质及氮、磷养分和酶活性。【结果】研究结果表明,土壤pH值在5 a林地随土壤深度的增加逐渐升高,而在10 a和20 a林地表现为先降低后显著升高(P0.05),不同林龄林地0—20 cm土层的pH值变化范围为6.21～6.71,表现为10 a 5 a 20 a;40—60 cm和20—40 cm土层均表现为5 a 10 a 20 a。不同林龄林地的表层(0—20 cm)土壤有机质含量变化范围为18.68～25.89 g/kg,均显著高于下层(20—40 cm和40—60 cm)土壤,随着林龄的增加没有明显的变化趋势。土壤全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量随着土壤深度的增加呈明显下降的趋势(P0.05),而在0—20 cm土层中,20 a林地的氮含量显著高于5 a和10 a林地的(P0.05),10 a林地的速效磷含量最高。不同林龄的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性在0—20 cm土层显著高于20—40 cm和40—60 cm土层(P0.05),过氧化氢酶活性却呈相反的变化趋势。0—20 cm土层,不同林龄林地的蔗糖酶和脲酶活性表现为10 a 5 a 20 a,磷酸酶和过氧化氢酶活性在20 a林地土壤中最大,不同林龄林地土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化范围分别为25.93～71.07 Glucose mg/g、0.15～0.52 NH3-N mg/g、0.28～0.41 Phenol mg/g和3.95～4.58 mL0.01 mol/L KMnO4 /g。相关性分析表明,土壤有机质、全氮和速效磷含量与土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈极显著的正相关性(P0.01),与过氧化氢酶呈极显著的负相关性(P0.01)。【结论】华北落叶松的生长对土壤pH、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷的变化产生了明显影响,同时也影响了土壤酶活性;由于该地区土壤的有效氮和速效磷含量较低,加上林木的快速生长,20 a华北落叶松林地力呈现衰退趋势。基于以上研究结果,建议在该地区对于接近20 a的华北落叶松人工林地采取施肥措施,以补充土壤养分,保证林木的正常生长。
2015, 21(4): 1040-1048.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0424
摘要:
【目的】水分不仅是细胞中各类生命物质合成的必需底物,而且也参与植物体内的养分代谢和渗透平衡的调节。植物中水分的跨膜转运主要是由水通道蛋白(AQPs)所介导的,因此,无论是在植物整体水平还是细胞水平上,水分的吸收以及跨细胞膜系统的转运对于植物的生长发育都是至关重要的。近年来,水通道蛋白作为调节水分的吸收与转运的关键,已成为植物营养与分子生物学特别关注和研究的热点之一。本文从水通道蛋白的种类结构,底物特异性,基因表达特征和调控机制四个方面对水通道蛋白转运水分的机理和转运水分过程中对胁迫的响应机制进行了详细阐述;从水通道蛋白的水分运输和渗透调节功能及其养分运输功能两方面说明了水通道蛋白在植物生长过程中的生理作用;阐述了光照、干旱和低温与水通道蛋白功能之间的关系,明确了水通道蛋白通过表达量的增加或者降低来响应相应环境条件的变化。【主要机理】 水通道蛋白通过保持一定结构及对底物运输的特异性来实现对水分的高效运输,通过调整基因的表达量和翻译后修饰等过程实现对水分的高效转运;同时,水通道蛋白可以通过水分的运输实现植物渗透平衡的调节,对部分小分子养分的吸收等功能更是实现了对植物生理和养分吸收的调节;另外,水通道蛋白不仅可以提高植物的抗旱、抗盐能力,对低温胁迫也有一定的响应,还可以与多类逆境胁迫蛋白发生相互作用,共同调节植物的水分和渗透平衡,提高植物应对逆境胁迫的能力,表明植物水通道蛋白对非生物胁迫下的应答机制有待于进一步探索,为植物水通道蛋白的应用研究提供科学的理论支持与材料支撑。
【目的】水分不仅是细胞中各类生命物质合成的必需底物,而且也参与植物体内的养分代谢和渗透平衡的调节。植物中水分的跨膜转运主要是由水通道蛋白(AQPs)所介导的,因此,无论是在植物整体水平还是细胞水平上,水分的吸收以及跨细胞膜系统的转运对于植物的生长发育都是至关重要的。近年来,水通道蛋白作为调节水分的吸收与转运的关键,已成为植物营养与分子生物学特别关注和研究的热点之一。本文从水通道蛋白的种类结构,底物特异性,基因表达特征和调控机制四个方面对水通道蛋白转运水分的机理和转运水分过程中对胁迫的响应机制进行了详细阐述;从水通道蛋白的水分运输和渗透调节功能及其养分运输功能两方面说明了水通道蛋白在植物生长过程中的生理作用;阐述了光照、干旱和低温与水通道蛋白功能之间的关系,明确了水通道蛋白通过表达量的增加或者降低来响应相应环境条件的变化。【主要机理】 水通道蛋白通过保持一定结构及对底物运输的特异性来实现对水分的高效运输,通过调整基因的表达量和翻译后修饰等过程实现对水分的高效转运;同时,水通道蛋白可以通过水分的运输实现植物渗透平衡的调节,对部分小分子养分的吸收等功能更是实现了对植物生理和养分吸收的调节;另外,水通道蛋白不仅可以提高植物的抗旱、抗盐能力,对低温胁迫也有一定的响应,还可以与多类逆境胁迫蛋白发生相互作用,共同调节植物的水分和渗透平衡,提高植物应对逆境胁迫的能力,表明植物水通道蛋白对非生物胁迫下的应答机制有待于进一步探索,为植物水通道蛋白的应用研究提供科学的理论支持与材料支撑。
2015, 21(4): 1049-1055.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0425
摘要:
【目的】生物炭对水稻产量和养分吸收有良好的作用,本文研究生物炭水洗与否对其效果的影响,为生物炭的高效利用提供支持。【方法】采用盆栽试验,以竹炭和经去离子水冲洗后的竹炭为材料,在不施化肥和配施化肥两种条件下,研究了竹炭和水洗竹炭对水稻土壤理化性质、水稻秸秆和籽粒产量及N、P、K养分吸收的影响。【结果】竹炭经水洗后pH和K含量显著降低,C、N、P、S、Ca、Na和Mg含量, 比表面积(BET), 总孔容以及平均颗粒大小均没有显著变化。与不施肥对照相比,竹炭和水洗竹炭单施处理均显著提高土壤pH、有机碳、速效钾,且两种处理之间土壤速效钾差异显著;单施竹炭和水洗竹炭分别显著提高水稻秸秆产量12.7%和15.6%,水洗竹炭处理还显著提高水稻籽粒产量15.7%,水洗与不水洗之间没有显著差异;与化肥对照相比,竹炭和水洗竹炭配施化肥均显著提高土壤全氮,水洗竹炭配施化肥还显著提高土壤速效磷;竹炭和水洗竹炭处理分别显著提高水稻秸秆产量18.7%和33.1%,提高水稻籽粒产量16.7%和18.4%。在水稻养分吸收方面,竹炭和水洗竹炭单施显著提高秸秆氮素和钾素的吸收,水洗竹炭单施还显著提高籽粒氮素的吸收,但二者之间差异不显著;与化肥配合施用,竹炭和水洗竹炭均显著提高水稻秸秆和籽粒氮素和钾素的吸收,水洗竹炭显著提高籽粒磷素吸收,且水洗竹炭促进水稻秸秆和籽粒中氮素吸收的效果优于竹炭,但竹炭促进秸秆钾素吸收效果显著优于水洗竹炭,这可能与经水洗后竹炭钾素含量显著降低有关。【结论】竹炭和水洗竹炭单独施用和与肥料配施均可显著提高水稻的产量和对养分的吸收。二者相比,水洗提高了竹炭增加水稻氮素利用率和产量的效果,但降低了其补钾能力。从环保、减氮增效以及节约水资源角度考虑,实际生产中应慎重考虑是否对生物炭进行水洗。
【目的】生物炭对水稻产量和养分吸收有良好的作用,本文研究生物炭水洗与否对其效果的影响,为生物炭的高效利用提供支持。【方法】采用盆栽试验,以竹炭和经去离子水冲洗后的竹炭为材料,在不施化肥和配施化肥两种条件下,研究了竹炭和水洗竹炭对水稻土壤理化性质、水稻秸秆和籽粒产量及N、P、K养分吸收的影响。【结果】竹炭经水洗后pH和K含量显著降低,C、N、P、S、Ca、Na和Mg含量, 比表面积(BET), 总孔容以及平均颗粒大小均没有显著变化。与不施肥对照相比,竹炭和水洗竹炭单施处理均显著提高土壤pH、有机碳、速效钾,且两种处理之间土壤速效钾差异显著;单施竹炭和水洗竹炭分别显著提高水稻秸秆产量12.7%和15.6%,水洗竹炭处理还显著提高水稻籽粒产量15.7%,水洗与不水洗之间没有显著差异;与化肥对照相比,竹炭和水洗竹炭配施化肥均显著提高土壤全氮,水洗竹炭配施化肥还显著提高土壤速效磷;竹炭和水洗竹炭处理分别显著提高水稻秸秆产量18.7%和33.1%,提高水稻籽粒产量16.7%和18.4%。在水稻养分吸收方面,竹炭和水洗竹炭单施显著提高秸秆氮素和钾素的吸收,水洗竹炭单施还显著提高籽粒氮素的吸收,但二者之间差异不显著;与化肥配合施用,竹炭和水洗竹炭均显著提高水稻秸秆和籽粒氮素和钾素的吸收,水洗竹炭显著提高籽粒磷素吸收,且水洗竹炭促进水稻秸秆和籽粒中氮素吸收的效果优于竹炭,但竹炭促进秸秆钾素吸收效果显著优于水洗竹炭,这可能与经水洗后竹炭钾素含量显著降低有关。【结论】竹炭和水洗竹炭单独施用和与肥料配施均可显著提高水稻的产量和对养分的吸收。二者相比,水洗提高了竹炭增加水稻氮素利用率和产量的效果,但降低了其补钾能力。从环保、减氮增效以及节约水资源角度考虑,实际生产中应慎重考虑是否对生物炭进行水洗。
2015, 21(4): 1056-1065.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0426
摘要:
【目的】建立喀斯特地形区的水稻土壤养分丰缺指标,根据其制定水稻施肥指标体系并对其效用性进行验证,以期根据喀斯特地形区土壤的矿质养分含量进行合理配肥,达到合理施肥、节约资源、保护环境、增收增效的目的。【方法】利用丰缺指标法,对广西喀斯特地形区44个水稻“3414”试验的数据进行整理并统计分析,最后以相对产量65%、71%、77%、83%和90%,将本地区土壤中的全氮、速效钾划分为6个等级,有效磷划分为5个等级,并利用三元二次方程、一元二次方程、线性加平台数学模型对每个试验点进行最佳施肥量的模拟,利用对数模型在44个试验点的土壤全氮、速效钾、有效磷和与其相对应的水稻最佳氮肥、钾肥、磷肥施用量之间建立土壤矿质元素与水稻最佳施肥量之间的回归方程。然后基于此方程对10个水稻田间验证试验区以最佳施肥量进行施肥,对试验中水稻苗期的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、CAT酶活性、SOD酶活性、POD酶活性进行测量,最后对水稻的株高、公顷有效穗数、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、水稻产量等农艺性状进行考种,以验证测土配方施肥量的效用性。【结果】根据试验点土壤主要养分含量以及每个试验点的最佳施肥量建立测土配方施肥指标体系,其中六个等级的土壤全氮含量为1.21～1.28、1.28～1.75、1.75～2.21、2.21～2.67, 2.67～3.22、3.22 g/kg,对应的施肥量分别为 234～241、 202～234、178～202、158～178、139～158、0～139 kg/hm2;5个等级的土壤有效磷含量为3.5～5.50、5.50～11.7、11.7～17.85、17.85～25.00、25.00 mg/kg,对应的磷肥施用量分别为 95～110、70～95、 55～70、44～55、0～44 kg/hm2;6个等级的土壤速效钾含量为6.99～19.50、19.50～37.10、37.10～54.60、54.60～72.10、72.10～92.50、92.50 mg/kg,对应的钾肥施用量为 146～191、117～146、101～117、89～101、78～89、0～78 kg/hm2。验证试验中测土配方施肥区水稻的产量、有效穗数、株高等农艺性状和多项生理指标都比不施肥区和传统施肥区有很大的提升,证明了该养分分级对应的推荐量的有效性。【结论】当前土壤养分呈现出多氮、 多磷的特点,本次研究中建立的土壤养分丰缺指标修正并且细化了原有丰缺指标体系,验证试验和生化指标也说明,新建立的测土配方体系适合当前土壤养分状况,并可用于其他相似地形区的推荐施肥参考。
【目的】建立喀斯特地形区的水稻土壤养分丰缺指标,根据其制定水稻施肥指标体系并对其效用性进行验证,以期根据喀斯特地形区土壤的矿质养分含量进行合理配肥,达到合理施肥、节约资源、保护环境、增收增效的目的。【方法】利用丰缺指标法,对广西喀斯特地形区44个水稻“3414”试验的数据进行整理并统计分析,最后以相对产量65%、71%、77%、83%和90%,将本地区土壤中的全氮、速效钾划分为6个等级,有效磷划分为5个等级,并利用三元二次方程、一元二次方程、线性加平台数学模型对每个试验点进行最佳施肥量的模拟,利用对数模型在44个试验点的土壤全氮、速效钾、有效磷和与其相对应的水稻最佳氮肥、钾肥、磷肥施用量之间建立土壤矿质元素与水稻最佳施肥量之间的回归方程。然后基于此方程对10个水稻田间验证试验区以最佳施肥量进行施肥,对试验中水稻苗期的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、CAT酶活性、SOD酶活性、POD酶活性进行测量,最后对水稻的株高、公顷有效穗数、每穗粒数、每穗实粒数、结实率、千粒重、水稻产量等农艺性状进行考种,以验证测土配方施肥量的效用性。【结果】根据试验点土壤主要养分含量以及每个试验点的最佳施肥量建立测土配方施肥指标体系,其中六个等级的土壤全氮含量为1.21～1.28、1.28～1.75、1.75～2.21、2.21～2.67, 2.67～3.22、3.22 g/kg,对应的施肥量分别为 234～241、 202～234、178～202、158～178、139～158、0～139 kg/hm2;5个等级的土壤有效磷含量为3.5～5.50、5.50～11.7、11.7～17.85、17.85～25.00、25.00 mg/kg,对应的磷肥施用量分别为 95～110、70～95、 55～70、44～55、0～44 kg/hm2;6个等级的土壤速效钾含量为6.99～19.50、19.50～37.10、37.10～54.60、54.60～72.10、72.10～92.50、92.50 mg/kg,对应的钾肥施用量为 146～191、117～146、101～117、89～101、78～89、0～78 kg/hm2。验证试验中测土配方施肥区水稻的产量、有效穗数、株高等农艺性状和多项生理指标都比不施肥区和传统施肥区有很大的提升,证明了该养分分级对应的推荐量的有效性。【结论】当前土壤养分呈现出多氮、 多磷的特点,本次研究中建立的土壤养分丰缺指标修正并且细化了原有丰缺指标体系,验证试验和生化指标也说明,新建立的测土配方体系适合当前土壤养分状况,并可用于其他相似地形区的推荐施肥参考。
2015, 21(4): 1066-1074.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0427
摘要:
【目的】 西南烤烟种植区的典型特征是“缓坡条件”和“分散经营”,基于自然地块的变量施肥技术体系,研究分散经营条件下烤烟养分分区管理,以探讨分散经营条件下作物精准施肥的经济效益和应用可行性。【方法】分散经营土壤养分管理分区的基本步骤计算土壤养分插值,以地块为单元统计土壤养分,依据施肥模型针对地块进行肥料养分推荐、聚类分析地块肥料养分,形成针对地块的养分管理分区。在云南宜良县,以50×50 m的网格进行土壤取样,应用地统计方法进行土壤养分空间变异分析、 Kriging方法进行空间插值、 空间叠加分析方法统计地块养分、 聚类分析方法建立养分管理分区,大田试验检验养分分区管理方法的应用效果。【结果】研究结果表明,试验地块为中等肥力,土壤养分存在区域分布特征,适合分区养分管理。地统计分析显示,土壤养分变异主要来源于结构因素,可以进行地统计分析和空间插值,满足精准养分分区管理的要求。无机氮的有效变程最小,控制采样密度,缓坡农田和分散经营条件下精准养分管理的网格采样间距在50 m左右。根据空间分析结果,结合施肥指标体系,提出了111块烟田的推荐施肥量,并通过聚类分析的方法将111块农田的肥料养分推荐量分为8个管理区。与对照相比,烤烟精准养分分区管理可以节约氮、 磷肥料分别为10.7%、 10.3%,氮、 磷养分投入分别节约成本43.2 yuan/hm2、 50.0 yuan/hm2,因增加钾素养分投入增加成本6.9 yuan/hm2,累计节省肥料成本86.3 yuan/hm2。烤烟产量、 上等烟比例、 均价、 产值均有增加,其中,产量增加幅度6.7%～14.5%,平均增产10.6%;上等烟比例增加幅度4.2%～13.0%,平均增加7.3%;均价增加幅度0.13～0.54 yuan/kg,平均增加0.48 yuan/kg;产值增加幅度7.50～18.3%,平均增加14.0%;与常规施肥相比,分散经营条件下烤烟精准养分管理使烤烟增产增收5454.63 yuan/hm2,节本增效5140.9 yuan/hm2。【结论】以地块为操作单元建立养分管理分区的方法不仅能够节省肥料,增加农田收益,还能够有利于分散经营农户组织实施,对精准施肥技术应用具有理论和实践意义。
【目的】 西南烤烟种植区的典型特征是“缓坡条件”和“分散经营”,基于自然地块的变量施肥技术体系,研究分散经营条件下烤烟养分分区管理,以探讨分散经营条件下作物精准施肥的经济效益和应用可行性。【方法】分散经营土壤养分管理分区的基本步骤计算土壤养分插值,以地块为单元统计土壤养分,依据施肥模型针对地块进行肥料养分推荐、聚类分析地块肥料养分,形成针对地块的养分管理分区。在云南宜良县,以50×50 m的网格进行土壤取样,应用地统计方法进行土壤养分空间变异分析、 Kriging方法进行空间插值、 空间叠加分析方法统计地块养分、 聚类分析方法建立养分管理分区,大田试验检验养分分区管理方法的应用效果。【结果】研究结果表明,试验地块为中等肥力,土壤养分存在区域分布特征,适合分区养分管理。地统计分析显示,土壤养分变异主要来源于结构因素,可以进行地统计分析和空间插值,满足精准养分分区管理的要求。无机氮的有效变程最小,控制采样密度,缓坡农田和分散经营条件下精准养分管理的网格采样间距在50 m左右。根据空间分析结果,结合施肥指标体系,提出了111块烟田的推荐施肥量,并通过聚类分析的方法将111块农田的肥料养分推荐量分为8个管理区。与对照相比,烤烟精准养分分区管理可以节约氮、 磷肥料分别为10.7%、 10.3%,氮、 磷养分投入分别节约成本43.2 yuan/hm2、 50.0 yuan/hm2,因增加钾素养分投入增加成本6.9 yuan/hm2,累计节省肥料成本86.3 yuan/hm2。烤烟产量、 上等烟比例、 均价、 产值均有增加,其中,产量增加幅度6.7%～14.5%,平均增产10.6%;上等烟比例增加幅度4.2%～13.0%,平均增加7.3%;均价增加幅度0.13～0.54 yuan/kg,平均增加0.48 yuan/kg;产值增加幅度7.50～18.3%,平均增加14.0%;与常规施肥相比,分散经营条件下烤烟精准养分管理使烤烟增产增收5454.63 yuan/hm2,节本增效5140.9 yuan/hm2。【结论】以地块为操作单元建立养分管理分区的方法不仅能够节省肥料,增加农田收益,还能够有利于分散经营农户组织实施,对精准施肥技术应用具有理论和实践意义。
2015, 21(4): 1075-1080.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0428
摘要:
【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤pH显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤pH的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。
【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤pH显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤pH的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。
2015, 21(4): 1081-1087.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0429
摘要:
【目的】焚烧作物秸秆是常见的处理农业废弃物减少病虫害和增加土壤养分的方法。但秸秆焚烧污染大气,妨碍农业健康发展。前人对秸秆焚烧造成大气污染已研究颇多,而对土壤环境所受影响的探究较少。本文选取焚烧不同小麦秸秆量的耕层土壤为研究对象,分析秸秆焚烧在短期内对土壤有机质积累和土壤微生物活性的影响。【方法】利用田间试验,设置对照(CK)、秸秆减量焚烧(0.24 kg/m2,A1)、全量焚烧(0.48 kg/m2,A2)和增量焚烧(0.72 kg/m2,A3)4种处理。将秸秆均匀覆盖在地表进行焚烧,并对残留较多的部分进行补充焚烧,以确保秸秆焚烧完全。焚烧完成5 h后,待土壤温度恢复正常,采集0—5 cm、 5—10 cm、10—20 cm土壤样品,分析各层次土壤有机质含量、含水量、微生物数量和土壤酶活性。【结果】 秸秆焚烧对0—5 cm土层的有机质含量、含水量、微生物数量及土壤酶活性影响显著,各处理均表现出减少的趋势。有机质含量下降了6.37%～19.47%,含水量减少22.15%～39.19%;细菌数量减少52.26%～75.25%,真菌减少45.21%～63.29%,放线菌减少46.87%～68.26%。蔗糖酶活性降低14.19%～30.75%,脲酶活性降低7.81%～25.48%,过氧化氢酶活性降低9.63%～39.53%,磷酸酶活性降低11.36%～40.44%;各处理与CK间大多呈显著差异。5—20 cm土层中各指标无显著变化。焚烧处理各指标的减少量均表现出A3A2A1的趋势,不同秸秆焚烧量之间大多差异显著。相关性分析表明,秸秆焚烧量与有机质含量、含水量、土壤微生物数量和酶活性之间呈显著负相关关系。【结论】小麦秸秆焚烧在短期内显著降低了0—5 cm土层中的有机质含量和微生物活性,而对5—20 cm土层的土壤影响不显著。小麦秸秆焚烧对土壤环境的影响强度随秸秆量的增多而加大。焚烧量与有机质含量、含水量、土壤微生物数量和酶活性之间呈显著负相关关系。鉴于秸秆焚烧对土壤肥力的长期效应以及对土壤理化性质影响的复杂性,焚烧对土壤有机质积累和微生物群落的影响还需要长期定位试验来探讨。
【目的】焚烧作物秸秆是常见的处理农业废弃物减少病虫害和增加土壤养分的方法。但秸秆焚烧污染大气,妨碍农业健康发展。前人对秸秆焚烧造成大气污染已研究颇多,而对土壤环境所受影响的探究较少。本文选取焚烧不同小麦秸秆量的耕层土壤为研究对象,分析秸秆焚烧在短期内对土壤有机质积累和土壤微生物活性的影响。【方法】利用田间试验,设置对照(CK)、秸秆减量焚烧(0.24 kg/m2,A1)、全量焚烧(0.48 kg/m2,A2)和增量焚烧(0.72 kg/m2,A3)4种处理。将秸秆均匀覆盖在地表进行焚烧,并对残留较多的部分进行补充焚烧,以确保秸秆焚烧完全。焚烧完成5 h后,待土壤温度恢复正常,采集0—5 cm、 5—10 cm、10—20 cm土壤样品,分析各层次土壤有机质含量、含水量、微生物数量和土壤酶活性。【结果】 秸秆焚烧对0—5 cm土层的有机质含量、含水量、微生物数量及土壤酶活性影响显著,各处理均表现出减少的趋势。有机质含量下降了6.37%～19.47%,含水量减少22.15%～39.19%;细菌数量减少52.26%～75.25%,真菌减少45.21%～63.29%,放线菌减少46.87%～68.26%。蔗糖酶活性降低14.19%～30.75%,脲酶活性降低7.81%～25.48%,过氧化氢酶活性降低9.63%～39.53%,磷酸酶活性降低11.36%～40.44%;各处理与CK间大多呈显著差异。5—20 cm土层中各指标无显著变化。焚烧处理各指标的减少量均表现出A3A2A1的趋势,不同秸秆焚烧量之间大多差异显著。相关性分析表明,秸秆焚烧量与有机质含量、含水量、土壤微生物数量和酶活性之间呈显著负相关关系。【结论】小麦秸秆焚烧在短期内显著降低了0—5 cm土层中的有机质含量和微生物活性,而对5—20 cm土层的土壤影响不显著。小麦秸秆焚烧对土壤环境的影响强度随秸秆量的增多而加大。焚烧量与有机质含量、含水量、土壤微生物数量和酶活性之间呈显著负相关关系。鉴于秸秆焚烧对土壤肥力的长期效应以及对土壤理化性质影响的复杂性,焚烧对土壤有机质积累和微生物群落的影响还需要长期定位试验来探讨。
2015, 21(4): 1088-1094.
doi: 10.11674/zwyf.2015.0430
摘要:
【目的】苹果矮砧密植栽培是苹果产业发展的方向,目前我国矮化苹果栽培仍套用乔砧苹果管理技术,偏施氮肥,施肥不足和超量并存,易造成矮砧苹果树体早衰或过旺生长。因此急需研究不同类型中间砧苹果在不同施氮量下树体生长及氮素吸收、利用、分配规律,为苹果矮化中间砧高产高效栽培配套技术提供理论依据。【方法】采用盆栽方法,以1年生宫藤富士不同中间砧(SH28、SH38、CG24)幼树为试材,利用稳定性同位素15N标记技术研究了不施氮肥(N0)、适宜施氮肥(N100)和过量施氮肥(N200)三个氮素水平下幼树的生长差异及氮吸收、利用和分配特性。【结果】不同类型中间砧幼树在不同施氮水平下树体生物量和氮利用率差异显著,在不施氮肥(N0)、适宜施氮肥(N100)和过量施氮肥(N200)三个氮素水平下,矮化效果最弱的SH28中间砧幼树在高量氮时,树体生物量和15N利用率显著增加;矮化效果明显的SH38和CG24中间砧幼树在适宜供氮条件下生物量和15N利用率最大,高氮素供应反而不利于树体生长和15N利用率的提高。在不同供氮水平下,15N在不同类型中间砧各部位的分配差异显著。SH28中间砧在高氮量供应时,15N更多分配到地上部;CG24在不施氮肥和适宜施氮条件下更多15N分配到地上部,高量施氮条件下更多分配到根系;SH38在适宜施氮条件下15N较多地分配到根系,不施氮和高量施氮条件下更多的分配到地上部。【结论】中间砧品种、施氮水平及其交互作用均对树体生长和15N利用产生显著影响,其影响显著程度由高到低分别为中间砧品种＞施氮水平＞施氮水平和中间砧品种的交互作用。施氮水平和中间砧品种的交互作用对根冠比和氮分配的影响较施氮水平和中间砧品种更为显著。随着中间砧矮化程度的增强,氮对树体生长的促进作用减小,树体对氮的响应度和响应速率也相应减弱。
【目的】苹果矮砧密植栽培是苹果产业发展的方向,目前我国矮化苹果栽培仍套用乔砧苹果管理技术,偏施氮肥,施肥不足和超量并存,易造成矮砧苹果树体早衰或过旺生长。因此急需研究不同类型中间砧苹果在不同施氮量下树体生长及氮素吸收、利用、分配规律,为苹果矮化中间砧高产高效栽培配套技术提供理论依据。【方法】采用盆栽方法,以1年生宫藤富士不同中间砧(SH28、SH38、CG24)幼树为试材,利用稳定性同位素15N标记技术研究了不施氮肥(N0)、适宜施氮肥(N100)和过量施氮肥(N200)三个氮素水平下幼树的生长差异及氮吸收、利用和分配特性。【结果】不同类型中间砧幼树在不同施氮水平下树体生物量和氮利用率差异显著,在不施氮肥(N0)、适宜施氮肥(N100)和过量施氮肥(N200)三个氮素水平下,矮化效果最弱的SH28中间砧幼树在高量氮时,树体生物量和15N利用率显著增加;矮化效果明显的SH38和CG24中间砧幼树在适宜供氮条件下生物量和15N利用率最大,高氮素供应反而不利于树体生长和15N利用率的提高。在不同供氮水平下,15N在不同类型中间砧各部位的分配差异显著。SH28中间砧在高氮量供应时,15N更多分配到地上部;CG24在不施氮肥和适宜施氮条件下更多15N分配到地上部,高量施氮条件下更多分配到根系;SH38在适宜施氮条件下15N较多地分配到根系,不施氮和高量施氮条件下更多的分配到地上部。【结论】中间砧品种、施氮水平及其交互作用均对树体生长和15N利用产生显著影响,其影响显著程度由高到低分别为中间砧品种＞施氮水平＞施氮水平和中间砧品种的交互作用。施氮水平和中间砧品种的交互作用对根冠比和氮分配的影响较施氮水平和中间砧品种更为显著。随着中间砧矮化程度的增强,氮对树体生长的促进作用减小,树体对氮的响应度和响应速率也相应减弱。
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