• 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

2017年  23卷  第2期

显示方式:
种植密度和施氮量对不同株高夏玉米产量和氮素利用的影响
任佰朝, 范霞, 董树亭, 刘鹏, 赵斌, 张吉旺
2017, 23(2): 269-277. doi: 10.11674/zwyf.16127
摘要:
【目的】 本研究旨在探讨不同株高夏玉米产量和氮素利用对种植密度和施氮量的响应。 【方法】 以矮秆玉米品种登海 661 (DH661)、中秆品种郑单 958 (ZD958) 和高秆品种鲁单 981 (LD981) 为试验材料,在大田条件下设置 2 个种植密度 (67500 和 82500 plant/hm2) 和 3 个施氮量 (N 0、180 和 270 kg/hm2),以不施氮为对照,研究种植密度和施氮量对不同株高夏玉米氮素吸收与利用特性的影响。 【结果】 在密度为 82500 plant/hm2 条件下,品种 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量分别较 67500 plant/hm2 分别提高 5.0%、10.2% 和 12.5%;施氮 180 和 270 kg/hm2 处理 DH661、ZD958 和 LD981 的籽粒产量差异不显著。高密度条件下 (82500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 氮素转运效率和转运氮贡献率较 180 kg/hm2 显著降低,ZD958 和 LD981 变化不显著;低密度条件下 (67500 plant/hm2),施氮 270 kg/hm2 时 DH661 和 ZD958 氮素转运效率和氮素转运贡献率较 180 kg/hm2 显著提高,LD981 的则显著降低。DH661 的氮素利用效率较 ZD958 和 LD981 分别提高 7.4% 和 39.1%,LD981 的氮素吸收效率较 ZD958 和 DH661 品种分别提高 18.9% 和 25.0%。 【结论】 在低密度 67500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆和中秆品种的氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,而高秆品种的则提高。高密度 82500 plant/hm2 条件下,增施氮肥,矮秆品种氮素转运效率和氮素转运贡献率显著降低,中秆和高秆品种的无显著变化。
低氮胁迫对不同耐低氮玉米品种苗期伤流液性状及根系活力的影响
吴雅薇, 李强, 豆攀, 孔凡磊, 马晓君, 程秋博, 袁继超
2017, 23(2): 278-288. doi: 10.11674/zwyf.16103
摘要:
【目的】研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长、伤流性状及根系活力的影响,比较不同耐低氮性玉米品种对低氮胁迫响应的差异,以期为西南丘陵地区耐低氮玉米品种的选育提供理论依据。 【方法】以两个耐低氮品种‘正红 311’、‘成单 30’和两个低氮敏感品种‘先玉 508’、‘三北 2 号’为试验材料进行水培试验,营养液设置 4 个氮水平:0、0.05、0.5、5 mmol/L。测定了苗期株高等形态指标、干物质积累量、根系活力,计算了根冠比、活跃吸收面积比、伤流液中可溶性蛋白等转运速度及氨基酸/硝态氮浓度的比值。 【结果】低氮胁迫下玉米苗期苗高、茎粗、叶面积、SPAD、单株干重、地上部干重、伤流强度,伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖转运速度,氨基酸和硝态氮转运速度及浓度,根系活力,根系总吸收面积和根系活跃吸收面积均显著下降,但耐低氮品种各指标的降幅均低于低氮敏感品种。根冠比、伤流液中氨基酸/硝态氮浓度比值均显著升高,可溶性蛋白和可溶性糖浓度随胁迫时间的延长表现出先下降后升高的趋势。耐低氮品种根冠比增幅低于低氮敏感品种,而可溶性蛋白浓度的增幅高于低氮敏感品种,且低氮胁迫下耐低氮品种根系活力、伤流液中可溶性蛋白和可溶性糖浓度显著高于低氮敏感品种。 【结论】耐低氮品种在低氮胁迫下能够保持较高的根系活力,进而促进了根系对营养物质的吸收和转运,提高了伤流液中各组分的浓度和转运速度,较好地维持了碳氮循环,从而有效地协调了植株地上、地下部养分和物质的分配,控制了根冠比的增加,维持了地上部的生长。
氮肥运筹对科尔沁地区粮饲兼用玉米金山 10 产量、干物质及氮素积累的影响
宋桂云, 杨恒山, 徐寿军, 侯迷红, 邰继承, 毕文波, 萨如拉
2017, 23(2): 289-296. doi: 10.11674/zwyf.16065
摘要:
【目的】 科尔沁地区粮饲兼用玉米高产栽培中偏施氮肥,有机肥施用量不足。研究氮肥运筹对科尔沁地区粮饲兼用玉米产量、干物质和氮素积累的影响,以期为科尔沁地区粮饲兼用玉米的合理施肥提供理论依据。 【方法】 以粮饲兼用玉米品种金山 10 为试验材料,于 2012~2013 年进行了两季玉米田间试验。试验设 4 个处理:不施氮肥 (CK);推荐施氮量 260 kg/hm2 (R);氮肥 + 有机肥,总氮量 260 kg/hm2,其中有机肥 15000 kg/hm2,含氮量 15 kg/hm2,氮肥含氮量 245 kg/hm2 (C);农民传统施氮量 270 kg/hm2 (F)。研究不同施肥处理下粮饲兼用玉米产量结构、干物质和氮素积累特征。 【结果】 四个施肥处理以有机无机肥配施处理 (C) 金山 10 产量、穗长、穗粒数和百粒重最高,其生物产量和经济产量分别比 CK 处理增加了 55.5% 和 50.8%,比推荐施氮处理 (R) 提高了 4.6% 和 6.6%,比农民传统施氮处理 (F) 增加了 3.7% 和 6.9%。有机无机肥配施处理收获后玉米秸秆中的粗蛋白和粗脂肪含量比推荐施氮处理分别提高了 12.7% 和 6.7%,比农民传统施氮处理增加了 10.2% 和 5.2%。与推荐施氮和农民传统施氮方式相比,有机无机肥配施处理提高了粮饲兼用玉米吐丝前、后干物质生产,提高了吐丝后干物质积累率和干物质对产量的贡献率,同时提高了干物质和氮素的终极生长量和最大累积速率,增加干物质和氮素积累量。该处理干物质和氮素的终极生长量比其他施肥处理分别高 0.04~0.71 kg/m2 和 1.13~11.34 g/m2,干物质和氮素最大累积速率分别高 0.0162~0.0826 kg/(m2·d) 和 0.0448~0.8858 g/(m2·d)。 【结论】 科尔沁地区粮饲兼用玉米高产栽培中,在不增加目前氮肥施用量的前提下,以部分有机氮替代无机氮可显著提高玉米吐丝后干物质的积累量和积累速率,在提高粮饲兼用玉米的产量的同时,也提高了秸秆的饲用品质,增加干物质和氮素积累量,是较合理的施肥方式。
施氮与不施氮条件下玉米开花期相关性状的 QTL 定位
郭向阳, 陈建军, 卫晓轶, 祝云芳, 王安贵, 刘鹏飞, 汤继华, 陈泽辉
2017, 23(2): 297-303. doi: 10.11674/zwyf.16282
摘要:
【目的】 探究施氮与不施氮对玉米开花期相关性状变异的影响,并定位相关 QTLs。 【方法】 以玉米的骨干自交系综 3 为供体亲本,许 178 为受体亲本,通过杂交、回交和分子标记辅助选择的方法,构建了一套以许 178 为遗传背景的综 3 染色体单片段代换系 (SSSLs) 群体,其中包含 160 个单片段代换系。以这套 SSSLs 以及许 178 为材料,采用裂区试验设计,在施氮 (N+) 和不施氮 (N–) 条件下,通过一年三点 (贵州贵阳、德江和云南罗平) 的表型评价,利用复合区间作图法对玉米散粉期、吐丝期和散粉–吐丝间隔期 (ASI) 3 个开花期相关性状进行 QTL 定位。 【结果】 在基因组范围内,2 种氮处理条件下共定位到 54 个开花期相关性状 QTLs,主要定位在第 1、3、6、9 和 10 染色体上。其中 5 个 QTLs 在 3 个环境中均被检测到。施氮条件下,吐丝期 (DTS) 相关位点qDTS9a,位于第 9 染色体,可解释表型变异的 3.05%;吐丝散粉间隔期 (ASI) 相关位点qASI10a,位于第 10 染色体,可解释表型变异的 30.74%。不施氮条件下,散粉期 (DTP) 相关位点qDTP9,可解释表型变异的 3.43%;吐丝期相关位点qDTS9a,位于第 9 染色体,可解释表型变异的 4.08%;ASI 相关位点qASI10,位于第 10 染色体,可解释表型变异的 50.28%。对不同处理条件下的定位结果比较发现,不施氮条件下检测到的 QTLs 数目显著高于施氮条件下的检测数量。 【结论】 不同氮素处理下存在一些共有的控制玉米开花期相关的遗传区段,分别位于 Bin9.02 (umc1170-umc1636-bnlg1401-umc1271) 和 Bin10.04 (umc1077-umc1053-umc2350),这些区段可能在玉米氮素吸收、转运和利用过程中起重要作用,可作为下一步精细定位和图位克隆玉米开花期相关基因的重要候选区域。
长期不同施肥对黄潮土区冬小麦产量及土壤养分的影响
魏猛, 张爱君, 诸葛玉平, 李洪民, 唐忠厚, 陈晓光
2017, 23(2): 304-312. doi: 10.11674/zwyf.16275
摘要:
【目的】分析长期施肥方式下小麦产量的变化规律,以探明黄潮土区小麦产量稳定性对不同施肥方式的响应机制,为黄潮土区合理施肥的管理及其土壤生态系统的改善提供依据。【方法】以 35 年长期定位试验为研究平台,设 5 种施肥方式:不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、氮磷钾配施 (NPK)、单施有机肥 (M)、有机无机配施 (MNPK),测定小麦的平均产量及土壤养分状况。【结果】小麦产量和肥料贡献率以有机无机配施 (MNPK) 最高,平均产量为 6393 kg/hm2;其次为 NPK 处理,与当年不施肥处理相比,产量提高了 374.2%;单施有机肥增产幅度位居第三;单施氮肥处理增产效果最低。单施氮肥处理小麦产量变异系数 (CV) 偏高 (26.72%~38.72%)、可持续性产量指数 (SYI) 偏低 (0.32~0.51),产量稳定性最低,MNPK 处理的CV 最低 (4.86%~7.76%)、SYI 最高 (0.79~0.89),产量稳定性最高,而单施有机肥处理 (CV = 5.44%~15.87%,SYI = 0.60~0.87) 的产量稳定性和生产可持续性不及 NPK 处理 (CV = 5.72%~9.67%,SYI = 0.75~0.83)。施用有机肥显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,其中 MNPK 处理 35 年土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别较 CK 处理提高 1.20、1.18、16.13、0.95 倍,增加幅度最为显著。通过相关分析可得,小麦产量与土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈极显著正相关关系 (P < 0.01)。【结论】施肥处理均可有效提高黄潮土区小麦产量,以有机无机配施增产效果最佳,最有利于促进小麦产量稳定性、提高产量可持续性指数,提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。因此,有机无机配施的施肥方式最为合理,有利于保持黄潮土养分均衡,促进农田生产力稳定。
冬小麦生物量高光谱遥感监测模型研究
贺佳, 刘冰峰, 郭燕, 王来刚, 郑国清, 李军
2017, 23(2): 313-323. doi: 10.11674/zwyf.16173
摘要:
【目的】高光谱遥感能快速、实时、无损监测作物长势。研究不同氮磷水平下冬小麦不同生育时期地上部生物量高光谱遥感监测模型,可提高地上部生物量高光谱监测精度。【方法】在西北农林科技大学连续进行了 5 年田间定位试验,设置 5 个施氮水平 (N, 0, 75, 150, 225 和 300 kg/hm2) 和 4 个磷施用水平 (P2O5, 0, 60, 120 和 180 kg/hm2),选用不同抗旱类型冬小麦品种,测定了从拔节期至成熟期生物量与冠层光谱反射率,通过相关分析、回归分析等统计方法,建立并筛选基于不同植被指数的冬小麦不同生育时期生物量分段遥感监测模型。【结果】冬小麦生物量与光谱反射率在 670 nm 和 930 nm 附近具有较高相关性,在可见光和近红外波段处均有敏感波段;在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期,生物量与归一化绿波段差值植被指数 (GNDVI)、比值植被指数 (RVI)、修正土壤调节植被指数 (MSAVI)、红边三角植被指数 (RTVI) 和修正三角植被指数Ⅱ (MTVIⅡ) 均达极显著相关性 (P < 0.01),相关系数 (r) 范围为 0.923~0.979;在不同生育时期,分别基于 GNDVI、RVI、MSAVI、RTVI 和 MTVIⅡ 能建立较好的生物量分段监测模型,决定系数 (R2) 分别为 0.987、0.982、0.981、0.985、0.976;估计标准误差 SE 分别为 0.157、0.153、0.163、0.133、0.132;预测值与实测值间相对误差 (RE) 分别为 8.47%、7.12%、7.56%、8.21%、8.65%;均方根误差 (RMSE), 分别为 0.141 kg/m2、0.113 kg/m2、0.137 kg/m2、0.176 kg/m2、0.187 kg/m2【结论】在拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期、成熟期可以用 GNDVI、RVI、MSAVI、RTVI 和 MTVIⅡ 监测冬小麦生物量,具有较好的年度间重演性和品种间适用性。同时,分段监测模型较统一监测模型具有较好的监测效果及验证效果,能有效改善高光谱遥感监测模型精度。
蘖穗氮肥追施比例对水稻灌浆成熟期 Rubisco 和 GS 同工型基因表达量的影响
朱方旭, 郭雪冬, 同拉嘎, 张玉磊, 潘冬, 李明月, 李丹, 张忠臣, 金正勋
2017, 23(2): 324-332. doi: 10.11674/zwyf.16115
摘要:
【目的】 氮素营养影响着水稻灌浆过程中核酮糖-1, 5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco) 和谷氨酰胺合成酶 (GS) 基因转录表达量,研究其变化动态及其与不同形态氮含量的关系,旨在为阐明氮素营养对光合效率和籽粒蛋白质积累的影响分子调控机理提供理论依据。 【方法】 选用寒地粳稻穗数型高产品种和穗重型超级稻品种进行盆栽试验。施肥比例为 N∶P2O5∶K2O = 1∶0.5∶1,氮肥 50% 作为基肥,其余作分蘖肥和穗肥追施,分蘖肥和穗肥比例为 10%∶40%、20%∶30%、30%∶20%、40%∶10%。分析了水稻灌浆过程中 Rubisco 和 GS 基因转录表达量及不同形态氮的积累动态。 【结果】 增加穗肥氮素施用量可显著提高水稻灌浆过程中叶片和籽粒的全氮、铵态氮、硝态氮含量;增加穗肥比例不同程度的上调了 Rubisco 大亚基和小亚基基因的 mRNA 表达量,其中OsRBCSLOsRBCS2 和OsRBCS4 表达上调显著,OsRBCS3 和OsRBCS5 表达上调较小;穗肥比例增加延长了 Rubisco 各亚基基因高表达持续时间,增加了水稻灌浆中期和后期叶片中OsGS1;1 和OsGS2 基因的转录表达量以及籽粒OsGS1;1 基因的转录表达量和整个灌浆过程中OsGS1;3 基因的转录表达量。Rubisco 五个亚基基因的转录表达量与叶片 NO3-N 和全氮含量间以及叶片和籽粒中 GS 基因的转录表达量与 NH4+-N 和全氮含量间均呈显著或极显著的正相关。 【结论】 在灌浆过程中OsRBCL 基因和 GS 基因的转录表达量变化动态不因品种或氮素营养不同而发生质的变化,不同基因对氮素营养的响应程度并不相同,增加叶片 NO3-N 和全氮含量,可以显著提高 Rubisco 基因的转录表达量,增加灌浆成熟期叶片和籽粒的 NH4+-N 和全氮含量,可以显著提高叶片和籽粒的 GS 基因转录表达量。
水稻根系形态与氮素吸收累积的相关性分析
陈晨, 龚海青, 张敬智, 郜红建
2017, 23(2): 333-341. doi: 10.11674/zwyf.16149
摘要:
【目的】氮肥过量施用,不仅造成氮肥大量流失,还增加了农业生产成本,对生态环境带来了巨大的威胁。水稻根系形态作为影响养分吸收和利用的主要因素之一,明确其与氮素吸收累积的相关性是提高氮素利用效率、降低环境污染的有效途径。【方法】利用营养液培养方法,研究了 55 个水稻品种在 NH4+-N 和 NO3-N 供应条件下苗期植株生物量、氮含量和氮素累积量及其与根系形态指标的相关性。【结果】在 NH4+-N 培养下,水稻营养指标与根系形态指标的相关性高于其在 NO3-N 培养下的相关性。在相同供氮水平下,供应 NH4+-N 的水稻苗期平均生物量为 55.77 mg/plant,比供应 NO3-N 的量高 4.94 mg/plant;水稻苗期平均氮含量为 4.22%,比供应 NO3-N 的高 0.72%;水稻苗期平均氮累积量为 1.91 mg/plant,比供应 NO3-N 的苗期平均氮累积量高 0.67 mg/plant。在 NH4+-N 和 NO3-N 两种氮素形态培养条件下,水稻根系形态指标品种间根尖数变异系数最大,平均根系直径变异系数最小。总根体积、总根面积、总根长、分枝数四个形态指标与植株生物量、植株氮含量、植株氮累积量相关性最为显著,且相关系数 (r) 呈总根体积 > 总根面积 > 总根长 > 分枝数的规律。在 NH4+-N 培养下的水稻营养指标与根系形态指标的相关性要高于其在 NO3-N 培养下的相关性。【结论】水稻苗期总根体积、总根面积、总根长、分枝数可作为水稻氮高效评价的重要指标。
不同生态条件下施氮量和移栽密度对杂交稻氮、磷、钾吸收积累的影响
蒋鹏, 熊洪, 张林, 朱永川, 周兴兵, 刘茂, 郭晓艺, 徐富贤
2017, 23(2): 342-350. doi: 10.11674/zwyf.16280
摘要:
【目的】 不同生态条件下水稻需要的施氮量和移栽密度不同,研究不同生态条件、施氮量和移栽密度下杂交稻产量及氮、磷、钾养分吸收利用规律,可为不同生态稻区肥料优化管理和合理密植提供依据。 【方法】 以杂交稻旌优 127 为材料,在四川德阳和泸州进行两因素列区田间试验。主区为中氮 (N 120 kg/hm2) 和高氮 (N 180 kg/hm2) 两种施氮量,副区为低密 (12.0 穴/m2)、中密 (16.5 穴/m2)、高密 (22.5 穴/m2) 3 种移栽密度。调查了杂交稻产量及氮、磷、钾的吸收利用规律。 【结果】 德阳土壤全氮、碱解氮、水稻全生育期平均太阳辐射、最高温度、最低温度、昼夜温差、积温均高于泸州点,在德阳点的杂交稻产量、氮、磷、钾吸收量分别较泸州点增加了 19.2%、24.0%、3.3%、9.5%,生产单位稻谷产量所需的磷、钾量较泸州分别减少了 15.2%、8.0%,氮需要量与泸州点相当,杂交稻氮、磷、钾收获指数分别增加了 9.2%、9.4%、5.6%。不同生态条件下杂交稻的氮磷钾吸收特点和利用特性不同。在德阳点,高氮处理较中氮处理杂交稻氮、磷、钾吸收量高但产量低;相同氮水平下杂交稻产量、氮磷钾吸收量随着移栽密度的增加而增加,以中氮高密组合产量较高,为 10.87~11.72 t/hm2,且该肥密组合下成熟期植株体内氮、磷、钾养分吸收量处于中等水平,氮、磷、钾收获指数最高,单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量相对较低。在泸州点,杂交稻产量和氮磷钾吸收量在高氮高密度处理最优,产量达到了 9.25~9.85 t/hm2,成熟期植株体内氮、磷、钾吸收量也相对较高,但不同肥密组合之间生产单位稻谷产量的氮、磷、钾需要量差异不显著。 【结论】 生态条件显著影响着杂交稻对氮、磷、钾的吸收利用能力,进而影响作物的生长状况,需要根据具体情况制定施氮量和移栽密度。本试验中,德阳稻区温光资源充足,土壤肥力也较高,最佳肥密组合为 N 120 kg/hm2 和密度 22.5 穴/m2;泸州稻区温光资源略低,土壤肥力水平也不如德阳,其适宜的施氮量为 N 180 kg/hm2,密度为 22.5 穴/m2
优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应
张雪凌, 姜慧敏, 刘晓, 郭康莉, 杨俊诚, 邓仕槐, 张建峰
2017, 23(2): 351-359. doi: 10.11674/zwyf.16240
摘要:
【目的】 优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。 【方法】 以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于 2014~2015 连续进行了 4 季大田定位试验,设处理:1) 不施氮肥 (T1);2) 当地农民习惯施氮 (T2),早稻、晚稻各施 N 165 和 195 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为 60∶40∶0、40∶30∶30;3) 在 T2 处理基础上减施氮肥 20% (T3),即早稻施 N 135 kg/hm2,晚稻施 N 165 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为 40∶30∶30,并以 20% 有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了 0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤 pH、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。 【结果】 1) 各处理土壤综合肥力指数 (IFI) 值由高到低为 T3 > T2 > T1;与 T2 处理相比,优化氮肥用量和基追比例的 T3 处理 IFI 值提高 2.34%,土壤微生物量碳含量提高了 4.37%~25.39%,土壤微生物量氮含量提高了 17.85%~29.24% (P < 0.05)。2) 与 T2 处理相比,2014–2015 年 T3 处理累计氮肥农学效率显著提高了 29.66% (P < 0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了 28.82% (P < 0.05);2014 年各处理水稻总产量无显著差异,2015 年水稻总产量 T3 处理比 T2 处理提高了 5.26%,两年水稻总产量,T3 处理提高了 2.38%。3) 对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014~2015 年 T3 处理关联度最大,分别为 0.9999 和 1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。 【结论】 在当地农民习惯施氮的基础上减施 20% 化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。
紫云英与尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用率的影响
鲁艳红, 廖育林, 聂军, 周兴, 谢坚, 杨曾平
2017, 23(2): 360-368. doi: 10.11674/zwyf.16381
摘要:
【目的】 了解化肥氮钾用量减少条件下不同比例紫云英与普通化肥尿素或控释尿素配施对双季稻产量及氮钾利用效率的影响,旨在为南方双季稻种植区制定科学减肥增效策略提供依据。 【方法】 通过连续 6 年定位田间小区试验,除对照不施肥外,试验的其他 5 个处理早稻施肥量均为 N 150 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 120 kg/hm2,氮素以尿素、控释尿素、紫云英按处理比例配合和施用。分析了双季稻产量,植株氮、钾养分吸收积累、利用效率及土壤氮、钾养分含量。 【结果】 与 (CF100) 处理相比,早稻翻压紫云英鲜草 17145 kg/hm2 时,早、晚稻均减施氮 40%、减施钾 21% 条件下,氮肥采用尿素处理 (CF60 + A40) 或控释尿素处理 (CRU60 + A40) 以及早稻翻压紫云英鲜草 25715 kg/hm2,早、晚稻均减施 60% 氮、32% 钾条件下,氮肥采用控释尿素处理 (CRU40 + A60) 有利于早晚稻及全年产量的提高,其中以 CRU60 + A40 处理增产效果最佳。CF60 + A40 和 CRU60 + A40 处理早晚稻的稻谷、稻草和植株氮素及钾素积累量均较 CF100 提高,其中 CRU60 + A40 处理提高效果最明显。紫云英与尿素或控释尿素配施提高了早晚稻氮、钾养分利用效率,CF60 + A40、CF40 + A60、CRU60 + A40 和 CRU40 + A60 处理的氮肥和钾肥回收利用率、氮肥和钾肥农学效率以及氮肥和钾肥偏生产力均高于 CF100 处理。在紫云英替代和肥料等量施用条件下,施用控释尿素处理比施用尿素处理有利于提高养分利用效率。6 年 12 季水稻种植后,紫云英与尿素或控释尿素配施处理的土壤全氮、碱解氮和速效钾含量均较 CF100 处理有所提高。 【结论】 综合考虑作物产量效应、养分高效利用及土壤肥力维持,在该区域双季稻种植体系中早稻可用紫云英替代 40% 氮肥、20% 钾肥,晚稻减施 40% 氮肥、20% 钾肥,氮肥品种采用控释尿素或尿素均可,采用控释尿素有进一步提高早稻紫云英的替代比例和晚稻氮钾肥减施比例潜力。
秸秆生物炭配施氮肥对潮土土壤碳氮含量及作物产量的影响
宋大利, 习向银, 黄绍敏, 张水清, 袁秀梅, 黄伏森, 刘阳, 王秀斌
2017, 23(2): 369-379. doi: 10.11674/zwyf.16399
摘要:
【目的】探讨玉米秸秆生物炭配施氮肥对华北潮土区土壤理化特性和作物产量的影响,阐明土壤和植株对生物炭和氮肥施用的响应,旨在为该区域秸秆资源高效利用、培肥土壤及作物增产提供科学依据。【方法】以华北冬小麦–夏玉米轮作区为研究对象,研究玉米秸秆生物炭 (缺氧条件下 450℃ 热裂解 1 小时获得) 配施氮肥对土壤养分含量、微生物量以及作物产量的影响。试验采用裂区设计,以秸秆生物炭施用量为主区,施氮量为副区。秸秆生物炭用量设 0、7.5 和 22.5 t/hm2 3 个水平 (以 BC0、BC7.5、BC22.5 表示);氮肥用量设 0、150、225 和 300 kg/hm2 4 个水平 (以 N0、N150、N225、N300 表示)。小麦在 2014 年 10 月 9 日播种,次年 6 月 8 日收获;玉米在 2015 年 6 月 10 日播种,当年 9 月 28 日收获。在作物成熟期进行产量测定,并采集 0—20 cm 土壤样品以及采用常规方法进行土壤有机碳 (SOC)、全氮 (TN)、可溶性有机碳 (DOC)、铵态氮 (NH4+-N)、硝态氮 (NO3-N)、土壤微生物量碳 (MBC) 和微生物量氮 (MBN) 的测定。【结果】生物炭对土壤养分含量、微生物量碳氮及作物产量有极显著影响。生物炭用量增加,土壤 SOC、TN、DOC、NO3-N 含量以及土壤 SOC/TN 比值均显著增加,较 BC0 最大增加幅度分别为 165.0%、74.1%、39.1%、75.1% 和 44.0%。MBC、MBN 含量和作物产量均以 BC7.5 处理达最大值,较 BC0 最大增加幅度分别为 49.2%、57.6% 和 46.1%,BC22.5 较 BC7.5 处理平均降低 12.1%、7.3% 和 9.7%;施用生物炭降低 NH4+-N 含量,BC7.5 和 BC22.5 处理较 BC0 分别下降 18.4% 和 23.7%。随着氮肥施用量的增加,SOC、DOC、NH4+-N、MBC、MBN 含量均先增后减,在施氮水平为 150 kg/hm2 时,其含量均达最大值,较 N0 最大增加幅度分别为 29.7%、22.9%、44.8%、79.4% 和 115.3%。所有施氮的处理作物产量较 N0 均显著增加,而三个施氮处理间其产量差异不显著 (P>0.05)。【结论】在维持作物产量不降低的情况下,短期内 N150BC7.5 处理对提升土壤肥力的效果最佳,是较为理想的施肥方式,但其有效机制及长期效果还需进一步试验研究。
长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征
丛日环, 张丽, 鲁艳红, 黄庆海, 石孝均, 李小坤, 任涛, 鲁剑巍
2017, 23(2): 380-388. doi: 10.11674/zwyf.16307
摘要:
【目的】研究长期秸秆还田对不同轮作区域耕层和亚耕层的土壤铵态氮 (NH4+) 的吸附、解吸特征差异,通过 Langmuir 等温吸附方程拟合得到 NH4+ 最大吸附量 (qmax) 和吸附系数 (b),分析长期秸秆还田对不同土壤 NH4+ 的吸附、解吸特征差异及影响因素。 【方法】2015 年 10 月水稻收获后,在湖南望城 (稻–稻轮作)、江西进贤 (稻–稻轮作)、重庆北碚 (稻–麦轮作) 三个长期定位试验点 (25 年) 采集不施肥 (CK)、长期施用化肥 (NPK) 和长期秸秆还田配施化肥 (NPKS) 三个处理、0—20 cm 和 20—40 cm 两个土层的土样,进行土壤 NH4+ 的吸附–解吸室内试验,吸附试验为添加不同浓度的 NH4Cl 溶液振荡、离心后,测定滤液 NH4+ 浓度;解吸试验采用吸附试验后的土壤样品,经无水乙醇淋洗至无 NH4+ 后,再加入 0.01 mol/L 的 KCl 溶液振荡、离心后测定滤液 NH4+ 浓度。 【结果】长期秸秆还田对不同试验点土壤 NH4+ 吸附–解吸特征的影响差异较大。处理间的差异主要表现在耕层土壤。当平衡溶液 NH4+ 浓度 < 400 mg/L 时,不同试验点耕层和亚耕层处理间差异均不明显;当平衡溶液浓度 > 400 mg/L 时,处理间耕层土壤对 NH4+ 吸附表现出差异,其中望城试验点土壤对 NH4+ 的吸附表现为 CK > NPK > NPKS,北碚试验点则表现为 CK > NPKS > NPK,且北碚试验点的紫色土对 NH4+ 的吸附显著高于望城和进贤试验点的红壤性水稻土。进贤试验点不同处理间差异不明显,且土壤对 NH4+ 的吸附量最低。 通过相关性分析发现,qmax和土壤 pH、阳离子交换量 CEC 呈显著正相关,而与土壤有机质和全氮含量呈显著负相关;b 与土壤性质的相关性与qmax 则相反。从土壤对 NH4+ 的解吸曲线来看,耕层和亚耕层土壤对 NH4+ 的解吸在各试验点不同处理间均表现为差异不显著,其中望城和进贤试验点的红壤性水稻土 NH4+ 的最大解吸量高于其吸附量,而北碚试验点的紫色土 NH4+ 的最大解吸量 (541.89~742.38 mg/kg) 则远低于其吸附量 (1003.83~2014.79 mg/kg)。 【结论】长期秸秆还田对不同土壤 NH4+ 的吸附–解吸作用影响不同,对于土壤吸附位点较多且钾离子含量丰富的紫色土而言,长期秸秆还田有利于土壤对氮的吸附;而对于土壤偏酸性的红壤性水稻土而言,长期秸秆还田则可能因为增加了土壤有机质含量而减少了土壤对铵态氮的吸附位点,从而降低了土壤对氮的吸附保持能力。
白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量对 CO2 浓度倍增和干旱胁迫的响应
肖列, 刘国彬, 李鹏, 薛萐
2017, 23(2): 389-397. doi: 10.11674/zwyf.16132
摘要:
【目的】 探明 CO2 浓度倍增对干旱胁迫下白羊草光合特性及非结构性碳水化合物含量的影响,为未来大气 CO2 浓度升高以及干旱、半干旱地区水分亏缺等逆境下白羊草的生长提供理论依据和技术参数。 【方法】 盆栽试验采用裂区设计,研究了黄土丘陵区典型草本植物白羊草光合特性和非结构性碳水化合物 (NSC) 及其组分 (可溶性糖和淀粉) 的含量对不同 CO2 浓度 (400 μmol/mol 和 800 μmol/mol) 和不同水分处理 [35%~40% FC (重度干旱胁迫)、55%~60% FC (轻度干旱胁迫) 和 75%~80% FC (对照)] 的响应。 【结果】 CO2 浓度倍增和干旱胁迫对白羊草光合–光响应曲线参数和 NSC 及其组分含量有显著影响,但 2 个因素之间没有显著的交互作用。CO2 浓度倍增显著提高了白羊草叶片最大净光合速率 (Pmax )、表观量子效率 (AQY)、光饱和点 (LSP) 和光补偿点 (LCP)(P < 0.01),而干旱胁迫则显著降低了Pmax AQYLSP (P < 0.01)。CO2 浓度倍增和干旱胁迫均提高了白羊草地上部分可溶性糖含量。在正常 CO2 浓度条件下,与对照相比,轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫均显著降低了白羊草地上部分和根系部分淀粉含量。CO2 浓度倍增使对照、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下白羊草地上部分淀粉含量分别提高了 17.4%、44.2% 和 18.7%,根系部分淀粉含量分别提高了 17.3%、88.4% 和 54.4%。轻度和重度干旱胁迫均显著降低了正常 CO2 浓度条件下白羊草根系部分 NSC 含量。CO2 浓度倍增显著提高了对照处理和轻度干旱胁迫处理下白羊草地上部分以及轻度干旱胁迫处理和重度干旱胁迫处理下白羊草根系部分 NSC 含量。在正常 CO2 浓度下,轻度和重度干旱胁迫导致白羊草地上部分和根系部分可溶性糖含量与总 NSC 含量比值的显著提高。在倍增 CO2 浓度下,重度干旱胁迫显著提高了白羊草地上部分可溶性糖含量与总 NSC 含量的比值,而对照处理和轻度干旱胁迫处理无显著差异。 【结论】 干旱胁迫促进了白羊草体内淀粉向可溶性糖的转化,导致可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低。CO2 浓度倍增促进了白羊草地上部分和根系部分淀粉和 NSC 含量的积累,为干旱胁迫下白羊草生理代谢活动所需可溶性糖提供了来源。CO2 浓度升高能够缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高了白羊草的抗旱性。
高寒地区燕麦 (Avena sativa L.) 人工草地生物量分配对施肥和混播措施的响应
刘文辉, 张英俊, 师尙礼, 孙建, 魏小星
2017, 23(2): 398-407. doi: 10.11674/zwyf.16190
摘要:
【目的】了解高寒地区燕麦人工草地生物量分配格局对燕麦品种、施肥措施和混播水平的响应机制,为高寒地区人工草地建植提供依据。 【方法】采用“三因素四水平”正交试验设计,包括 4 个燕麦品种,分别为青燕 1 号、林纳、青海 444、青海甜燕麦;4 种施肥措施,分别为不施任何肥料 (CK0)、尿素 75 kg/hm2 + 磷酸二铵 150 kg/hm2 (NP)、有机肥 1500 kg/hm2 (OM) 和尿素 37.5 kg/hm2 + 磷酸二铵 75 kg/hm2 + 有机肥 750 kg/hm2 (NP + OM);4 个箭筈豌豆混播水平,分别为 0、45、60、75 kg/hm2,在燕麦拔节期、抽穗期、开花期和乳熟期分别对各处理燕麦和箭筈豌豆各器官生物量进行了测定。 【结果】燕麦人工草地地上生物量以青燕 1 号 (85.57%)、尿素 + 磷酸二铵 + 有机肥处理 (84.91%) 和 0 kg/hm2 混播水平 (85.81%) 时分配比例最高;地下生物量以林纳 (18.04%)、不施肥 (16.02%) 和 30 kg/hm2 混播水平 (16.29%) 时分配比例最高。茎、叶、穗和根生物量分配比例分别为 44%~48%、19%~24%、17%~22% 和 14%~18%。茎、叶、穗和地下生物量分配随季节分别呈增加、先降后增、增加和下降的变化趋势;在各因素影响下,燕麦生长前期以叶生长为主,中、后期以茎生长为主,而箭筈豌豆在生长前期以根生长为主,中、后期以叶生长为主。燕麦生物量分配在整个生育期处于优势地位,地上生物量分配始终高于地下,表现为异速生长关系。茎和地下生物量分配在生长前期和后期分别受施肥措施和品种的影响;叶生物量分配在整个生育期受混播水平的影响;燕麦穗生物量分配主要受品种和混播水平的影响。 【结论】品种、施肥措施和箭筈豌豆混播水平均对高寒地区燕麦人工草地生物量分配具有显著影响,选用青燕 1 号品种,单播,配施尿素 37.5 kg/hm2、磷酸二铵 75 kg/hm2、有机肥 750 kg/hm2 时地上生物量分配最高;选用林纳,并混播 30 kg/hm2 的箭筈豌豆,采用不施肥措施时地下生物量分配最高。
施用炭基缓释肥对花生光合功能的影响
杨劲峰, 鲁豫, 刘小华, 王月, 李娜, 黄玉茜, 韩晓日
2017, 23(2): 408-415. doi: 10.11674/zwyf.16120
摘要:
【目的】 本研究旨在通过田间定位试验,开展不同用量生物炭及炭基缓释肥对花生关键生育时期功能叶荧光动力学影响研究,探明不同条件下叶片光系统变化规律,以期为新型肥料增产机理及研制开发提供理论依据。 【方法】 定位试验始于 2011 年,试验设 5 个处理:不施肥 (CK)、单施生物炭 (C15 和 C50)、氮磷钾配施 (NPK)、炭基缓释肥 (TJHS)。C15 和 TJHS 为等碳量,NPK 和 TJHS 为等氮磷钾养分。于 2013 年花生开花下针期采集功能叶片,利用 MPEA-2 型植物效率仪进行荧光动力学曲线、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ性能测定。 【结果】 施用炭基缓释肥引起花生叶片 OJIP 曲线中K、J 和 I 点的荧光强度降低,其中 J 点降幅最大。炭基缓释肥对提高花生功能叶电子由 QA 传递到 QB 概率的效果要好于等碳量处理,ψo 值增加了 6.56%;与等养分处理效果相当。炭基缓释肥对提高花生功能叶以吸收光能为基础的性能指数的效果好于等碳量或等养分处理,PIABS 值分别提高了 12.27%、17.62%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光 Fj 占 Fo-Fp 振幅比例 (Vj) 效果要好于等碳量或等养分处理,Vj 值分别降低了 10.26%、5.41%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光 Fk 占 Fo-Fp 振幅比例 (Wk) 效果与等碳量投入或等养分投入条件下无明显差异。施用炭基缓释肥对花生叶片光合系统Ⅰ(PSⅠ) 指标也具有明显影响,花生功能叶片 820 nm 相对吸收值 (It) 呈“V”型变化,且 ΔIt 值变化较为平稳,处于逐步上升趋势;炭基缓释肥对花生功能叶的最大氧化还原活性作用要好于氮磷钾配施,ΔI/Io 提升了 4.30%。 【结论】 施用炭基缓释肥可以引起花生营养生长阶段叶片荧光诱导曲线显著变化,具有提高叶片光合性能作用,尤其在电子传递和光能吸收方面优于生物炭或氮、磷、钾配施。
负压水肥一体化灌溉对黄瓜产量和水、氮利用效率的影响
李生平, 武雪萍, 龙怀玉, 张淑香, 王相玲, 梁国鹏, 高丽丽, 李景, 王碧胜, 郝秀钗, 李建波, 张胜爱
2017, 23(2): 416-426. doi: 10.11674/zwyf.16196 
摘要:
【目的】 本试验采用自行设计的新型负压水肥一体化灌溉系统,进行了系统供水负压对土壤硝态氮分布和黄瓜水氮利用效率影响的研究,以期为实际应用和管理提供理论依据和技术参考。 【方法】 在遮雨网室内进行了供水和施氮双因素盆栽试验。以常规灌溉为对照 (CK),设 4 个供水水平: 0 (W1)、–5 (W2)、–10 (W3) 和 –15 kPa (W4),2 个施氮水平 (N1,N 0.3 g/kg 土;N0,不施氮),共 10 个处理。分析检测了黄瓜生育期内 0—25 土壤水分变化动态、土壤硝态氮的空间分布特征,计算了黄瓜的水、氮利用效率。 【结果】 随着黄瓜耗水量的增加,系统供水量也增大,系统累计供水量与黄瓜累计耗水量之间存在极显著线性关系 y = 0.96x + 3.4 (R2 = 0.99,P < 0.01)。不同供水负压对同一时期土壤含水量变化有极显著影响 (P < 0.01),当供水负压设定在 0、–5、–10 和 –15 kPa 时,土壤平均质量含水量分别为 28.7%、22.7%、20.0% 和 15.6%,而在同一系统供水负压下黄瓜整个生育期土壤含水量保持相对稳定,其变化属于弱变异 (变异系数CV ≤ 0.1)。负压灌溉水肥一体化能显著提高 0—25 cm 土壤氮素分布的均匀性,土壤硝态氮沿垂直方向的平均变差系数分别比常规灌溉降低了 58.6%~71.2%。同一系统供水负压下,施氮处理 (N1) 黄瓜植株干物质量、产量和水分利用效率比不施氮处理 (N0) 分别提高了 4.6%~256.1%、12.6%~196.6% 和 7.76%~86.27%。当供水负压为 –5 kPa 时,黄瓜植株平均干重和产量均为最高,分别为 153 g/pot 和 1406 g/pot,黄瓜平均水分利用效率和氮肥表观利用率分别比常规灌溉提高了 136.8% 和 52.32%。 【结论】 适宜的供水负压下,负压灌溉系统通过土壤水分平衡供应机制,实现了作物对水分的连续自动获取,黄瓜整个生长期间,灌溉系统可以保持平稳均匀与适时适量供水,因而,负压灌溉水肥一体化显著提高了黄瓜的水、氮利用效率。本试验条件下,系统供水负压为 –5 kPa 更有利于黄瓜的产量和氮素利用率的提高。
施纳米硒对小麦籽粒硒含量及其品质性状的影响
李韬, 孙发宇, 龚盼, 王安, 袁林喜, 尹雪斌
2017, 23(2): 427-433. doi: 10.11674/zwyf.16217
摘要:
【目的】研究基施纳米硒肥对不同小麦品种籽粒百粒重、硒含量、硒形态,其他矿质元素以及面粉糊化特性的影响,为利用纳米硒肥进行小麦硒生物强化提供参考。 【方法】选择 110 份小麦品种 (系),在扬州大学农学院网室种植,采用的施肥方式为基施纳米硒肥,设每千克土施 Se 0 (CK)、100 (Se100)、150 (Se150) mg 2 次重复,随机区组设计。小麦成熟期收获籽粒,测定百粒重。利用离子发射光谱 – 原子吸收仪测定了籽粒 Se、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn 及 S 含量。选择高硒处理中硒含量前 10 名的品种,利用 LC-UV-AFS 测定了籽粒中不同形态硒的含量。随机挑选 59 个品种并利用 RVA 仪 (快速粘度分析仪) 测定其面粉糊化特性的特征值。利用 MATLAB 和 SPSS 软件进行数据分析。 【结果】基施硒 0、100、150 mg/kg 土,小麦籽粒的百粒重均值分别为 3.78、4.11 和 3.70 g,籽粒中总硒含量分别为 2.00、12.46 和 17.35 mg/kg。籽粒中的硒主要以有机态形式存在,以硒蛋氨酸含量最多,其次是硒甲基化半胱氨酸和少量的硒半胱氨酸,无机态硒仅微量存在于极少数品种中。基施硒肥对测定的矿质元素的吸收积累既有协同也有拮抗作用,对小麦面粉的糊化特性没有显著影响。糊化特性取决于基因型,不同品种间存在极显著差异。 【结论】硒肥可以提高小麦籽粒中的硒含量,但增幅因品种而异;硒强化后籽粒中硒主要以有机态形式存在;低浓度硒处理可以提高小麦籽粒的百粒重,且不会影响小麦的面粉糊化特性。
氮硫互作提高大蒜氮、硫含量及其关键同化酶活性
许建, 贾凯, 朱君芳, 胡梅, 王娜, 高杰
2017, 23(2): 434-443. doi: 10.11674/zwyf.16239
摘要:
【目的】 从生理学角度研究氮、硫两种营养元素配施对大蒜氮硫关键同化酶的影响,揭示氮硫关键同化酶与植株氮、硫同化能力的关系,以期为大蒜合理施肥与提质增效提供理论参考。 【方法】 采用蛭石–珍珠岩盆栽方式,研究了不同浓度氮 (5、10、20 mmol/L)、硫 (2、4、8 mmol/L) 配施条件下,大蒜在幼苗期、花茎伸长期、鳞茎膨大初期和中期大蒜植株氮、硫含量,以及氮、硫关键同化酶活性的动态变化。 【结果】 大蒜植株氮含量总体呈上升趋势,在鳞茎膨大期达到最高水平,而硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性变化呈先上升后下降趋势,在花茎伸长期至鳞茎膨大初期活性较高。硫含量总体呈先上升后平稳趋势,ATP-硫酸化酶 (ATPS) 活性在花茎伸长期达到最大值,而半胱氨酸合成酶 (OAS-TL) 活性则呈先下降后上升趋势,在花茎伸长期酶活性总体最低。鳞茎膨大期前,氮硫交互作用对氮、硫同化量有影响显著,而单因素影响不明显;鳞茎膨大期,单因素影响明显。硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性整体呈先升高后降低趋势。氮素对于 NR 活性影响显著,而对 GS 影响不显著;硫素仅在花茎伸长期和鳞茎膨大初期对NR活性有显著影响,而氮硫交互作用对 NR、GS 均有显著或极显著影响。氮素、硫素对 ATP-硫酸化酶、半胱氨酸合成酶活性无显著影响,而氮硫交互作用对其影响极显著。NR 活性在花茎伸长期、鳞茎膨大初期与植株氮呈显著正相关关系,ATPS 活性在花茎伸长期、鳞茎膨大初期与植株硫含量呈显著正相关关系,Pearson 系数分别为 0.690、0.847 和 0.662、0.816。鳞茎膨大初期和中期,GS 活性与氮含量呈显著负相关,相关系数分别为 –0.857、–0.693。OAS-TL 活性与硫含量整体呈负相关,而在鳞茎膨大初期为 0.646,呈显著正相关。 【结论】 大蒜生长过程中,氮、硫两元素间存在互作关系。NR、ATPS 等酶活性的提高增加了植株氮、硫同化能力,而 GS 则通过降低酶活性而促进氮的同化。在大蒜鳞茎膨大期前,氮、硫配施能够通过调控关键同化酶活性而影响氮、硫同化,进而影响植株生长;鳞茎膨大阶段,可以通过单一施肥达到调控大蒜植株氮或硫含量的目的。
不同价态硒缓解小油菜镉胁迫的生理机制
周健, 郝苗, 刘永红, 付庆灵, 朱俊, 胡红青
2017, 23(2): 444-450. doi: 10.11674/zwyf.16283
摘要:
【目的】 硒有利于提高植物对环境胁迫的抗性,缓解植物受到的非生物胁迫。研究不同价态硒对小油菜缓解重金属镉胁迫的影响,可为治理农田土壤重金属镉污染提供参考。 【方法】 采用盆栽试验,选取三种价态硒,分别为硒代甲硫氨酸 Se (–2)、亚硒酸钠 Se (+4) 和硒酸钠 Se (+6),硒浓度均为 1 mg/kg,设置镉胁迫浓度 0、低浓度镉 (2 mg/kg) 和高浓度镉 (5 mg/kg),共计 12 个处理,采用原子吸收光谱法测定植物的镉含量,分析调查了对小油菜生长及生理特性的影响。 【结果】 未加外源镉时,与对照 (CK0) 相比,各价态 Se 均能显著促进小油菜生长,且 Se (–2) 处理对小油菜生物量、株高、根长的促进效果优于无机硒 Se (+4) 和 Se (+6) 处理;低浓度镉胁迫下,与对照 (CK2) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜地上部镉含量分别降低 13% 和 5%,而 Se (+6) 处理却增加了 25%;在高镉胁迫下,与对照 (CK5) 相比,经 Se (–2) 和 Se (+4) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量降幅可达 13%~41%,而 Se (+6) 处理后,小油菜根部及地上部镉含量分别增加了 38% 和 17%。当存在镉胁迫时,施用 Se (–2) 和 Se (+4) 处理可有效提高植物体内超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 和过氧化氢酶 (CAT) 等酶的活性,增加小油菜叶片内抗坏血酸 (AsA) 和还原型谷胱甘肽 (GSH) 的含量,但Se (+6) 降低了其抗氧化酶的活性,减少了小油菜叶片中 AsA、GSH 的含量。 【结论】 在镉胁迫下,Se (–2) 在促进小油菜生长、抑制镉在小油菜体内的积累及增强小油菜生理特性方面的作用均优于 Se (+4) 和 Se (+6)。因此,Se (–2) 处理最能有效缓解小油菜镉胁迫,Se (+4) 次之,Se (+6) 却增加了镉对小油菜的胁迫作用。
烟草含钾量的基因型差异及钾高效品种筛选
杨欢, 王勇, 李廷轩, 郑传刚, 陈光登
2017, 23(2): 451-459. doi: 10.11674/zwyy.16101
摘要:
【目的】高含钾量是优质烟叶的一项重要指标。比较不同烟草品种的含钾量及其对施用钾肥的反应,为筛选高钾基因型烟草品种提供基础。【方法】以 93 份烟草种质资源为研究对象,在凉山州进行连续两年的大田试验。设置常规钾 (K2O = 300 kg/hm2) 与低钾 (K2O = 150 kg/hm2) 两个水平,成熟期测定烟叶含钾量,以聚类分析将烟草分类,并分析其在不同叶位间的基因型差异。【结果】施钾量影响烟草上、中、下部叶片钾含量,常规钾水平下的烟叶含钾量高于低钾水平,常规施钾量下的上、中、下部烟叶含钾量分别为低钾水平下的 1.13、1.14、1.15 倍 (2014 年) 和 1.10、1.25、1.35 倍 (2015 年) 。将烟叶含钾量进行聚类分析,供试材料被划分为高钾型、普通型和低钾型 3 类,并筛选获得了典型材料。高钾型烟草的上、中、下部烟叶含钾量均显著高于普通型及低钾型烟草材料。常规施钾水平下,高钾型烟草的上、中、下部烟叶含钾量分别是低钾型的 1.50~1.92、1.54~2.52、1.31~2.36 倍;低钾水平下分别为 1.27~1.93、1.66~2.24、1.72~1.73 倍。【结论】高钾基因型烟草上、中、下部烟叶的含钾量均显著高于普通型和低钾型;普通型上部叶的含钾量与低钾型烟草之间无显著差异,中、下部烟叶含钾量普通型显著高于低钾基因型。通过两年田间试验筛选获得了 6 份高钾型烟草材料,包括嘎吉红大、长叶红大、达白 1 号、达白 2 号、MFZS、930032-7,可应用于烟叶生产,亦可为富钾基因型品种选育提供育种亲本材料。
高氯土壤条件下烤烟对 Cl 通道抑制剂的生理响应
商静, 许嘉阳, 范艺宽, 黄五星, 许自成
2017, 23(2): 460-467. doi: 10.11674/zwyf.16185
摘要:
【目的】在我国部分烟区,土壤氯离子含量高是造成烟叶氯离子含量高的一个主要因素,困扰着当地优质烟草的生产。研究氯离子通道抑制剂对烤烟成熟期叶片生理指标的影响,可为生产中合理降氯提供一定的参考。 【方法】2015 年在河南科技大学采用盆栽土培试验,设置四个处理,分别为 200 μmol/L NFA、200 μmol/L 9-AC、200 μmol/L Zn2+ 和蒸馏水,土壤含氯量为 50 mg/kg。于移栽后 30、45、60、75 d 灌根,每个处理每次每盆灌 1 L,连灌 3 天。测定了成熟期烤烟中部功能叶片中的CLC-Nt2 基因表达强度、光合色素含量、叶绿素荧光参数、相关元素积累量以及烟株生物量。 【结果】1) 与对照相比,施用抑制剂 Zn2+、NFA、9-AC 的烟株叶片中CLC-Nt2 的表达量显著降低,分别为对照的 82.22%、75.39%、72.19%,但 3 组抑制剂处理之间无显著差异。2) Zn2+、NFA、9-AC 处理的叶片叶绿素总含量较对照分别增加 20.15%、29.10%、45.52%,差异达到显著水平。同时,经不同抑制剂处理的叶片叶绿素荧光特性也表现出不同程度的增加,表明抑制剂可以减缓氯含量对烤烟 PSⅡ光合机构的伤害。3) 抑制剂对烤烟叶片中 Cl、K+、NO3 的积累有明显影响。与对照相比,抑制剂处理的 3 组叶片中 Cl 含量显著降低,降幅在 18.17%~33.48%;K+ 含量和 NO3 含量明显提高,增幅分别为 5.28%~10.20% 和 12.19%~25.24%,其中以 9-AC 处理的效果最佳。4) 抑制剂对烤烟生物量的合成有促进作用。与对照相比,施用抑制剂后烟株叶、茎、总干重显著提高,增幅分别为 17.02%~32.45%、10.54%~20.66% 和 13.21%~25.50%;而根干重增加幅度较小,仅为 5.94%~11.43%,根冠比显著降低。抑制剂的作用效果表现为 9-AC > NFA > Zn2+ > CK。 【结论】当植烟土壤中氯离子含量较高时,外施氯离子通道抑制剂能够对烤烟植株生长及体内一系列生理活动产生积极作用,在一定程度上缓解了氯害对烟草的不利影响。在本试验条件下,施用 200 μmol/L 9-AC 的烟株整体表现最优,而施用 200 μmol/L Zn2+ 的处理在基本满足降低叶片氯离子含量的同时降低了生产成本,这为生产中合理降氯提供了一定的参考。
生物炭与氮肥配施对土壤肥力及红枣产量、品质的影响
袁晶晶, 同延安, 卢绍辉, 袁国军
2017, 23(2): 468-475. doi: 10.11674/zwyf.16285
摘要:
【目的】通过连续三年 (2013~2015 年) 田间试验,研究了生物炭与氮肥配施对华北平原枣区潮土土壤肥力及作物产量品质的影响,为华北平原枣区高效施肥和提高红枣产量品质及可持续发展提供理论依据。 【方法】以河南省濮阳市林科院田间试验为研究平台,15 年生扁核酸枣为供试材料,设置生物炭用量 4 个水平 (C0、C1、C2、C3,即 C 0、2.5、5、10 t/hm2)、氮肥用量 3 个水平 (N1、N2、N3,即 N 300、450、600 kg/hm2),采用“4 × 3”完全方案设计,加上完全空白处理 CK (不施生物炭和氮肥),共计 13 个处理。在 9 月底红枣采收后,采集新鲜红枣测定其产量及品质,同时取 0—20 cm 土壤样品测定不同处理的土壤肥力。 【结果】1) 生物炭与氮肥配合施用,显著提高了土壤有机质、全氮、全磷和全钾的含量。同时也提高了土壤中速效氮、磷、钾的养分含量。土壤养分含量随着生物炭施用量的增加而增加。其中全氮和速效磷养分含量以 C3N3 处理最高,与对照相比,分别增加了 80.28% 和 32.82%,全钾和全磷养分含量以 C3N1 处理增加幅度最大,增幅分别为 55.3% 和 27.9%;C3N2 处理的速效氮和速效钾含量最高,分别增加了 68.0% 和 41.0%。此外,培肥措施显著降低了土壤容重,C3N3 处理的土壤容重最低,为 1.22 g/cm3,降低了 15.86%。2) 生物炭与氮肥配施总体上提高了红枣的总糖、维生素 C、可溶性固形物、蛋白质及氨基酸的含量,但仅氨基酸含量达到显著差异 (P < 0.05),其中C3N1处理较对照增加100%。3) 不同施肥处理提高了扁核酸红枣的产量,较对照提高 4.5%~26.9%,其中 C3N1 处理增产效果最明显。 【结论】生物炭与氮肥配合施用,对华北平原枣区的土壤养分吸收、土壤质量和红枣产量及品质起到了积极作用,可作为改善该枣区红枣生产力和土壤肥力的一种有效措施。生物炭施入土壤后,提高土壤肥力的同时也可以减少化肥的投入。生物炭10 t/hm2配施,氮肥300 kg/hm2为该试验区最佳施肥量。
硼利用效率不同的柑橘砧木光合性能差异研究
卢晓佩, 姜存仓, 董肖昌, 吴秀文, 闫磊
2017, 23(2): 476-483. doi: 10.11674/zwyf.16145
摘要:
【目的】 通过研究枳橙砧木 (硼不敏感型) 和枳壳砧木 (硼敏感型) 对不同硼浓度处理的反应,重点揭示两种柑橘砧木硼利用效率、光合性能及产物的差异。 【方法】 采用营养液培养的方法,设置 B0 (B0)、2 (B2)、5 (B5)、10 (B10) 和 50 μmol/L (B50) 5 个硼浓度对枳橙和枳壳砧木进行培养,通过测定植株硼含量,叶片中不同形态硼、色素含量,光合速率及糖类物质含量,探讨不同砧木硼利用效率及光合性能的差异。 【结果】 在相同硼浓度条件下,枳橙砧木植株的硼利用效率均大于枳壳砧木,不施硼时,枳橙的硼利用效率较枳壳砧木高 38.6%;两种砧木半束缚态硼/自由态硼的比值 (R) ,在各个硼处理中,枳壳砧木的 R 值均低于枳橙砧木,即枳橙砧木在细胞水平上的硼利用能力大于枳壳砧木;缺硼会降低枳壳和枳橙砧木叶绿素 a (Chl a)、叶绿素 b (Chl b) 和类胡萝卜素 (Car) 等光合色素的含量,其中枳壳砧木受缺硼影响较大,且不施硼显著降低了这两种砧木的净光合速率,相同硼水平条件下,枳橙砧木的净光合速率显著高于枳壳砧木 (B10 除外) ;两种砧木叶片可溶性糖、果糖和淀粉含量在 B0 时均高于其他处理,B0、B2 及 B5 处理,枳壳砧木叶片可溶性糖、蔗糖、果糖均显著高于枳橙砧木。 【结论】 枳橙砧木在植株水平和细胞水平的硼效率均高于枳壳砧木,光合特性和光合产物积累的不同或许是两者硼效率差异的一个关键因子。
黄土高原苹果过量施氮因素分析
赵帅翔, 张卫峰, 姜远茂, 张福锁
2017, 23(2): 484-491. doi: 10.11674/zwyf.16166
摘要:
【目的】 黄土高原苹果氮过量施用现象普遍,了解其主要影响因素有利于指导果园科学施肥,提高氮肥利用效率,保障苹果产业可持续发展,推进化肥用量零增长目标实现。 【方法】 通过对黄土高原苹果优势区进行调研和取土,收集了 2012~2013 年苹果产量、收购价格、氮肥用量、生产管理技术和 2013~2014 年的果园土壤有机质含量等指标数据,分别从苹果市场、土壤质量和配套技术采用三个方面对影响黄土高原苹果过量施氮的因素进行了论述,分析了氮肥用量对苹果产量和果实大小 (收购价格) 的影响,果园土壤有机质含量对氮肥用量的影响,不同生产管理技术下的果农采用率和氮肥偏生产力 (PFPN) 差异。 【结果】 当前黄土高原苹果氮肥用量大,中位数和算术平均值分别为 921 kg/hm2 和 (1032 ± 32) kg/hm2,氮肥过量施用的果农比例高达 90% 以上。果园土壤有机质含量低,中位数和算术平均值分别为 9.8 g/kg 和 (10.2 ± 0.3) g/kg,远低于我国丰产优质果园有机质含量标准 (> 15 g/kg)。随着氮肥用量的增加,苹果产量没有受到显著影响,而果实大小 (收购价格) 却与其显著正相关。随着果园土壤有机质含量的不断降低,果农氮肥用量呈上升趋势,但未达到显著水平 (原因是果园有机质普遍较低,区组间差异较小)。不同生产管理技术间的果农采用率差异较大,其中减氮增效配套技术的采用率普遍低于其他技术。果农间减氮增效配套技术应用效果差异大、技术到位率 (正确的应用方式) 低。 【结论】 苹果市场偏爱大果、果园土壤质量低、减氮增效配套技术普及不足是影响黄土高原苹果过量施氮的重要因素。因此,建立苹果品质评价体系并引导农户,加快果园提质工作的开展,加强减氮增效配套技术的推广力度,是今后我国苹果减氮增效工作的重点方向。
陈山红心杉土壤养分、酶活性的根际效应及肥力评价
刘顺, 刘喜帅, 朱新传, 盛可银, 郭晓敏, 张文元
2017, 23(2): 492-501. doi: 10.11674/zwyf.16195
摘要:
【目的】 陈山红心杉是国家级林木良种,获国家地理标志保护。土壤肥力状况影响林木的生长,根际是植物与土壤物质直接交换的场所,研究不同林龄陈山红心杉根际和非根际土养分含量、酶活性及综合肥力状况,可进一步了解土壤养分状况随林龄的演变规律,为陈山红心杉的养分管理和合理经营提供理论依据。 【方法】 以江西省安福县陈山林场不同林龄陈山红心杉为试验对象,测定了根际和非根际土壤养分 (有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾) 含量和酶活性 (过氧化氢酶、蛋白酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶),分析了根际效应随林龄的变化规律,并进一步通过主成分分析对土壤肥力进行了综合评价。 【结果】 林龄对土壤养分、酶活性具有显著影响,仅碱解氮、全氮和全磷在根际和非根际间无显著差异。养分和酶活性在根际和非根际土中随林龄变化趋势一致,反映了根际受植物根系和林地土壤的共同影响。随着林龄的增加,有机质、氮素养分 (碱解氮和全氮)、钾素养分 (速效钾和全钾)、蛋白酶、脲酶和磷酸酶活性先下降后上升,总体以 10 年最低;有效磷变化趋势与之相反,全磷呈下降的趋势;蔗糖酶活性呈“下降 – 升高 – 下降”的趋势,过氧化氢酶活性变化趋势与蔗糖酶相反。有机质、碱解氮和酶活性的根际效应为正效应 (RE > 0),其余均为负效应 (RE < 0,除 20 年全氮和 40 年有效磷外),有机质和有效磷的根际效应在林龄间差异显著 (P < 0.05)。陈山红心杉根际和非根际土壤肥力综合指数 (IFI) 介于 –1.408~2.238,不同林龄土壤 (根际和非根际) IFI 变化趋势为 5 年 (2.238、2.413) > 40 年(– 0.313、0.065) > 20 a (– 0.773、–1.019) > 10 a (–1.203、–1.408)。5 年和 40 年土壤肥力综合指数表现为根际 < 非根际,主要由第二 (蔗糖酶)、第三 (速效磷和全磷) 主成分得分导致;而 10 年和 20 年土壤肥力综合指数表现为根际 > 非根际,主要是由第一主成分 (有机质、碱解氮、全氮、脲酶和蛋白酶等) 得分导致。 【结论】 随着林龄的增加,土壤肥力下降,尤其是 10 年前后最低,后虽有所恢复,但不能恢复到第 5 年水平。因此,在林木生长过程中,应在树龄 10 年左右适当补充林地土壤氮、磷养分。
低磷胁迫下马尾松无性系磷效率性状对氮沉降的响应
宋平, 张一, 张蕊, 周志春, 丰忠平
2017, 23(2): 502-511. doi: 10.11674/zwyf.16112
摘要:
【目的】剖析不同类型低磷胁迫下马尾松应对大气氮沉降的生长表现和适应机制,为在大气氮沉降背景下选育营养高效利用的马尾松速生优质新品种提供理论依据。 【方法】以来自马尾松 (Pinus massoniana) 全同胞子代的 5 个优良无性系 1 年生扦插幼苗为材料,分别在同质低磷 (介质表层与深层均缺磷) 和异质低磷 (介质表层磷丰富、深层缺磷) 两种土壤磷素环境下设置两种浓度梯度的模拟氮沉降试验,以研究低磷胁迫下马尾松无性系苗木生长、根系发育及氮、磷效率对模拟氮沉降的响应差异和规律。 【结果】1) 不同类型低磷胁迫下马尾松苗高和干物质积累量均表现出显著的无性系变异,且在同质低磷下存在明显的无性系 × 氮交互效应 (P < 0.05)。2) 马尾松无性系在不同类型低磷胁迫下应对氮沉降的适应机制有所差异。同质低磷、高氮环境下,33-4 和 19-5 等生长势较强的无性系,其根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性显著高于生长势较弱的无性系,干物质积累量与酸性磷酸酶活性之间的相关性增强,表明根系可通过增加在土壤中的分布面积和提高酸性磷酸酶活性来应对高氮、低磷的外界环境;异质低磷下,生长势较强的无性系,其根系长度和表面积在高氮沉降下显著增加,但比根长反而显著下降,意味着根系在高氮下增加吸收面积的同时,降低自身内部消耗可能是马尾松高磷效率的重要生物学基础之一。3) 马尾松无性系的磷吸收效率受氮沉降影响较大,在不同氮、磷水平下,其磷吸收效率与氮吸收效率均呈极显著正相关 (P < 0.01),表明模拟氮沉降有利于马尾松无性系对土壤中磷素的活化吸收,但磷利用效率无显著差异。4) 马尾松无性系的干物质积累量、根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性等指标的变幅较大,且无性系重复力均达到 0.75 (P < 0.05) 以上,这为高氮、低磷环境下马尾松耐受型植株的选择提供了可能。 【结论】以马尾松根系形态和根分泌的酸性磷酸酶活性变异为突破口,选育氮沉降下具有高磷效率的马尾松无性系将有利于遗传效益的提高。
土壤磷形态组分分级及31P-NMR 技术应用研究进展
汪洪, 宋书会, 张金尧, 刘云霞
2017, 23(2): 512-523. doi: 10.11674/zwyf.16066
摘要:
农田生态系统中土壤磷形态转化,影响土壤磷对作物的有效供应。土壤磷分为无机磷和有机磷两大部分。化学连续提取法 (chemical sequential fractionation,CSF) 研究土壤磷形态分级,采用不同的化学提取剂,分级提取土壤中组成或分解能力接近的有机无机含磷化合物,是目前表征土壤磷素形态的重要方法。但该方法虽历经改进,仍难以确切反映土壤磷的实际组成,提取的不同磷形态间存在重叠,有机磷和无机磷组分分级存在一定的误差;不同分级磷组分对作物的有效性,需谨慎评估。核磁共振波谱技术 (nuclear magnetic resonance,NMR) 根据核磁共振波谱图上共振峰的位置、强度和精细结构来研究土壤中含磷化合物的分子结构。液相31P-NMR 可以同吋检测出土壤中多种磷组分,如正磷酸盐、磷酸单酯、磷酸二酯、膦酸脂、焦磷酸盐和多聚磷酸盐,识别土壤提取物磷形态,可将有机磷与无机磷分开。本文综述了应用31P-NMR 技术研究土壤磷形态组分的一些进展,总结了样品制备过程、NMR 测试参数及在土壤磷形态转化研究中的应用。二维31P-NMR 技术发展为鉴定分析土壤中更多种类的含磷化合物提供了契机。
腐植酸尿素对玉米生长及肥料氮利用的影响
李军, 袁亮, 赵秉强, 李燕婷, 张水勤, 温延臣, 李伟, 林治安
2017, 23(2): 524-530. doi: 10.11674/zwyf.16156
摘要:
【目的】 利用腐植酸对氮肥的增效作用,通过研究尿素中腐植酸添加量对玉米生长及肥料氮 (15N) 吸收、分配的影响,以期为腐植酸提高尿素肥效提供理论及实践依据。 【方法】 将腐植酸增效剂按 1%、5%、10%、20% 的比例分别添加到普通尿素中,利用熔融法制备四种腐植酸尿素试验产品 (HAU1、HAU2、HAU3 和 HAU4) ,在土柱栽培试验中利用同位素15N 示踪法,研究在等氮量 (施氮量 0.1 g/kg 干土) 投入情况下,尿素中腐植酸添加量对玉米生长,玉米肥料氮吸收、分配及肥料氮在不同土层分布的影响。 【结果】 与普通尿素处理 (U) 相比,1) 四种腐植酸尿素处理均可显著提高玉米地上部生物量和籽粒产量,分别提高 5.5%~13.8% 和 6.3%~17.3%,且随着腐植酸添加量的增加而提高。2) 腐植酸尿素提高了玉米籽粒、茎、穗轴中的肥料氮含量,但差异不显著,同时降低了苞叶中的肥料氮含量;腐植酸尿素可显著提高玉米地上部和籽粒肥料氮的吸收量,分别增加 11.6%~17.0% 和 16.8%~25.9%,但随着腐植酸添加量的增加,叶和苞叶中的肥料氮吸收量会有所降低;腐植酸尿素的肥料氮收获指数提高 2.5~4.2 个百分点。3) 腐植酸尿素可显著提高15N 肥料利用率和15N 肥料土壤残留率,并降低15N 肥料损失率,15N 肥料利用率提高 5.9~8.6 个百分点,15N 壤残留率提高 1.4~2.5 个百分点,损失率降低 7.3~11.2 个百分点。4) 玉米收获后,土壤中的肥料氮主要残留在 0—50 cm 土层,腐植酸尿素在 0—90 cm 土层中的肥料氮累积残留量比普通尿素高 5.2%~10.1%。 【结论】 与普通尿素相比,在腐植酸增效剂添加比例为 1%~20% 的范围内,腐植酸对尿素均具有较好的增效作用,随着腐植酸添加量的增加,玉米籽粒产量逐渐增加;腐植酸还可促进玉米叶片和苞叶中的肥料氮向籽粒的转运,提高玉米肥料氮收获指数及籽粒肥料氮吸收量;同时还可提高尿素在土壤中的残留量,减少氮素淋溶损失。
构建县域早稻氮磷钾施肥的系统聚类方法研究
李娟, 章明清, 孔庆波, 姚宝全, 刘德友
2017, 23(2): 531-538. doi: 10.11674/zwyf.16123
摘要:
【目的】 为建立县域早稻氮磷钾施肥类别,探讨多点肥效试验资料的定量分类方法。 【方法】 以仙游县 26 个早稻“3414”设计的氮磷钾肥试验结果为例,探讨不同系统聚类分析方法的适用性及其类别间差异显著性。 【结果】 对生产条件和生产技术水平差异较小的县域肥效试验资料,以能使类别间距离空间扩展范围较大的欧氏距离–离差平方和法为最佳系统聚类分析方法,可将 26 个试验资料清晰地分成 3 类,分别对应于该县的高产、中产和低产稻田类型;两两类别间的空白区产量和平衡施肥产量均达到差异显著水平,且在 95% 置信区间下,稻谷产量水平在 3 个类别间几乎不出现交叉重叠。在此基础上,根据 3 种施肥类别对应的试验点资料,分别建立三元二次多项式类特征肥料效应方程,进而得到这 3 个施肥类别的推荐施肥量。 【结论】 欧氏距离–离差平方和法系统聚类分析是县域多点肥效试验资料的一种有效定量分类方法,可将仙游县早稻分为具有统计显著性差异的 3 个氮磷钾施肥类别。
不同施氮水平对红花大金元烟叶香味物质和感官评吸质量的影响
李银科, 王正银, 杨光宇, 袁婷, 谷守宽
2017, 23(2): 539-547. doi: 10.11674/zwyf.16089
摘要:
【目的】 氮素施用水平主导着烟叶的氮素代谢,影响烟叶中有机酸、酚类、石油醚提取物、木质素等香味物质的含量,进而影响烟叶的感官评吸质量。探索不同氮素施用量对红花大金元 (简称红大) 烟叶香味物质和感官评吸质量的影响,以期为烤烟栽培中氮素的科学施用提供理论依据。 【方法】 2013 年在云南玉溪和大理烟区以烤烟红大为供试材料进行田间试验。设置施氮水平 0、45、90 和 135 kg/hm2 (分别以 N0、N1、N2 和 N3 表示),分析了烤烟香味物质和感官评吸质量指标。 【结果】 烟叶中挥发酸含量随施氮量的增加而显著提高,大理试验以 N3 处理含量最高,达到 0.13%;烟叶中高级脂肪酸总量和多元有机酸均以 N2 处理最高,玉溪分别为 19.71 和 82.65 mg/g,大理分别为 20.67 和 94.12 mg/g。烟叶中多酚含量在N2 水平最高,至 N3 时出现下降。烟叶石油醚提取物含量随施氮水平的提高而显著增加,玉溪和大理试验点 N3 处理含量分别为 6.25% 和 6.05%。烟叶木质素含量以 N2 处理最低,玉溪和大理试验点含量分别为 5.19% 和 5.42%。红大烟叶感官评吸总分均以N2 处理最高,玉溪和大理试验点的评分分别为 77.4 和 78.1。 【结论】 氮素施用水平中等时 (90 kg/hm2),烟叶挥发酸和石油醚提取物含量适中,高级脂肪酸和多元有机酸含量较高,酚类物质积累较多,木质素含量较低,烟叶各香味物质含量协调性较好,感官评吸时烟叶香气质、香气量、余味、杂气、劲头和评吸总分较高,烟叶品质优良。
增加烟草一级和二级侧根是抵御干旱的生理机制
赵阳, 王树声, 张亚丽, 薛韧, 王程栋
2017, 23(2): 548-555. doi: 10.11674/zwyf.16117
摘要:
【目的】 挖掘植物自身的抗旱能力是提高农业水分利用效率的有效措施。本研究通过比较水分胁迫处理下 5 个烤烟品种苗期根系发生和伸长以及叶片光合特性的变化,探讨烤烟抗旱能力差异的生理机制,为烟草生产的可持续发展提供理论依据。 【方法】 采用水培试验,设置对照和水分胁迫处理 (添加 2.5% PEG 处理来模拟中度干旱),研究 5 个烤烟品种苗期的地上部和根系的生物量、一级和二级侧根的发生和伸长,利用 Li-Cor 6400 光合测定系统测定叶片的光合速率和气孔导度等参数,利用 FLIR 手持式红外热成像仪测定新展开叶的叶片温度,分析烟草抗旱能力差异明显的生理机制。 【结果】 水分胁迫条件下 5 个烤烟品种的生长差异明显。与对照处理相比,水分胁迫对大平板和农大 202 的生长影响不明显,但柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的地上部和根系生物量显著被抑制,降幅范围在 66%~83%,达到差异极显著水平。水分胁迫抑制 5 个烤烟品种一级和二级侧根的伸长,但大平板和农大 202 的一级侧根数目和二级侧根密度显著增加,最终导致根系生物量没有下降;另外 3 个烟草品种柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的侧根发生增加趋势不明显。水分胁迫处理下抗旱能力强的大平板和农大 202 地上部生物量和叶片温度变化不明显,而叶片的净光合速率显著下降,但其降幅显著低于 3 个抗旱能力弱的烤烟品种。与对照处理相比,抗旱能力弱的柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 叶片的气孔导度和蒸腾速率显著下降,叶片温度上升 5~7℃。进一步的研究表明,PEG处理下耐旱能力强烤烟品种侧根数目的显著增加是地上部维持较强光合能力的主要原因。 【结论】 抗旱能力强的烟草品种苗期受到水分胁迫时其一级和二级侧根显著增加,进而能保持较高的光合特性。