• ISSN 1008-505X
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2019年  25卷  第5期

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2019-05期目录
2019, 25(5).
摘要:
小麦苗期钾效率相关性状的全基因组关联分析
张艳霞, 赵艳艳, 郭营, 赵岩, 李斯深, 孔凡美
2019, 25(5): 699-709. doi: 10.11674/zwyf.18140
摘要:
目的深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径。本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础。方法本研究以不同小麦品种 (134份) 为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验。设置正常供钾和低钾水平两个处理,7 cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获。将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重 (生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率。分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL 5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记−性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点。结果与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加。关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51。同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6~7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989。结论低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制。试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究。
不同形态氮肥及其用量对强筋小麦氮素转运、产量和品质的影响
代新俊, 杨珍平, 陆梅, 李慧, 樊攀, 宋佳敏, 高志强
2019, 25(5): 710-720. doi: 10.11674/zwyf.18220
摘要:
目的研究强筋小麦产量品质形成的适宜氮肥形态和施氮量,对增加小麦产量、提高籽粒品质及减少农田氮污染有重要意义,同时为合理精确运筹施氮提供理论依据。方法田间试验采用二因素裂区设计,氮肥形态为主区 (硝态氮肥、铵态氮肥、酰铵态氮肥),氮肥用量为副区 (低氮75 kg/hm2、中氮150 kg/hm2、高氮225 kg/hm2)。分析小麦的氮转运量和产量、品质。结果1) 在同一形态氮肥下,小麦成熟期氮累积量、籽粒产量和收获指数均在中氮 (150 kg/hm2) 处理达到最大值,中氮 (150 kg/hm2) 处理能通过显著增加花前氮转运量和花后氮积累量进而提高籽粒含氮量。生物产量、籽粒蛋白质组分含量 (除醇溶蛋白)、蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数、总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖和蔗糖含量均随施氮量增加而提高。2) 在同一施氮量下,硝态氮肥和酰胺态氮肥处理的小麦各时期植株含氮量、生物产量和籽粒产量均显著高于铵态氮肥 (P < 0.05),硝态氮肥和酰胺态氮肥的籽粒产量处理无显著差异 (除低氮处理)。铵态氮肥处理的品质最差,酰胺态氮肥处理更有利于增加蛋白质和淀粉含量,改善籽粒品质,酰胺态氮肥处理的氮素吸收效率和氮素生产效率最高。3) 不同形态氮肥显著影响穗数,施氮量显著影响千粒重。产量和品质达到最优所需的氮肥用量不同,中氮 (150 kg/hm2) 时产量最高,高氮 (225 kg/hm2) 时品质最优。4) 方差分析表明,不同形态氮肥和施氮量对冬小麦各生育阶段氮素积累量及所占比例有极显著的影响 (P < 0.01),且二者存在极显著的互作效应。通径分析表明,叶片花前氮转运量对产量的直接影响最大,直接通径系数为0.614。结论酰胺态氮肥是适合该地区的氮肥种类,酰胺态氮肥在中氮 (150 kg/hm2) 条件下能显著提高强筋小麦产量和籽粒含氮量,在高氮 (225 kg/hm2) 条件下能显著改善强筋小麦品质,因此在实际小麦生产中要根据产量品质要求合理运筹氮肥。
不同氮水平下功能叶片数量和位置对水稻产量性状的影响
田广丽, 孔亚丽, 张瑞卿, 周新国, 郭世伟
2019, 25(5): 721-728. doi: 10.11674/zwyf.18153
摘要:
目的功能叶片对水稻拔节期后的养分运转和积累起着举足轻重的作用。本文探讨了不同氮水平下,不同数量和位置的功能叶片对水稻产量构成的影响,为水稻生产提供更加科学、合理的指导。方法以在江苏省沿江及苏南地区适宜种植的早熟晚粳稻‘镇稻11号’为供试材料。田间试验主处理设置N 0、90、180、270、360 kg/hm2 5个水平(即N0、N90、N180、N270、N360处理),副处理设置高栽培密度(32.5 × 104 hill/hm2,HD)和低密度(25.5 × 104 hill/hm2,LD)两个水平。于水稻开花齐穗期,每小区选择大小基本一致的单茎穗,挂上标签,分别修剪倒1叶(−T1)、倒2叶(−T2)、倒3叶(−T3)、倒1+2叶(−T1+2)、倒1+3叶(−T1+3)、倒2+3叶(−T2+3)、倒1+2+3叶(−T1+2+3)和不剪除(−T0,对照),组成8个叶位修剪处理。水稻成熟期选取具代表性的植株用于测定产量组成;同时记录各叶位修剪处理穗子的结实率及其强、弱势粒的千粒重。结果与N0相比,施氮能显著增加稻穗长度和穗梗数,各氮水平处理间穗长、穗梗数及单个稻穗重量无显著差异。低(N90)、中(N180)、高(N270)三个氮水平下从穗顶端至穗基部随梗位的增加,每梗粒数均呈先增加后下降的趋势,而氮水平对梗粒数没有显著影响。氮水平相同时,两栽培密度下叶片修剪的试验结果一致,均表现为:单独减去倒1、倒2、倒3叶时对单穗重无显著影响;同时减去上3叶中任意2片叶时,单穗重下降5.5%~10.3%;将上3片叶同时减去时单穗重下降24.6%;相同修剪处理下,单穗重的下降比例随氮水平的增加而增加,这表明了氮水平对穗部性状影响的稳定性。通过广义线性模型的分析表明,不同位叶剪处理下,解释单穗重下降比例的模型性能依次为结实率(SP)> SP和强势粒千粒重 (S) 组合模型 > SP和弱势粒千粒重(I)组合模型 > SP、S、I三者组合模型 > I、S组合模型。结论氮水平通过影响稻穗长度、穗梗数、穗梗粒数、结实率和千粒重,进而影响单个穗重。花后稻穗功能叶片越少,单穗重下降越大;施氮水平越高,下降越严重。当功能叶片数量一定时,叶片位置不影响单穗重。花后功能叶依次通过影响结实率、结实率和强势粒千粒重、结实率和弱势粒千粒重、强势粒千粒重和弱势粒千粒重来影响稻穗的重量。
缓释尿素与普通尿素配施对直播杂交籼稻叶片生长及产量的影响
严田蓉, 何艳, 唐源, 彭志芸, 马鹏, 余华清, 丁峰, 王春雨, 孙永健, 杨志远, 马均
2019, 25(5): 729-740. doi: 10.11674/zwyf.18194
摘要:
目的逐步采用机械化直播的集约栽培模式已是水稻种植的主要趋势之一,本文研究了机械化水稻直播条件下,缓释尿素与普通尿素不同配施对水稻生长和产量的影响特征,为直播稻的高产高效施肥技术提供理论基础。方法以优质杂交籼稻‘宜香优2115’为材料,采用两因素裂区设计,主区为直播 (CD) 和手插 (CH) 两种栽植模式;副区为氮肥运筹方式,总施氮量150 kg/hm2,设普通尿素按基、蘖、穗肥配比为3∶3∶4 (U30),普通尿素全量基施 (U100),缓释尿素全量基施 (S100) 及缓释尿素 (基肥) 与普通尿素 (穗肥) 配比为8∶2 (S80)、6∶4 (S60)、4∶6 (S40) 6种肥料运筹方式,以不施氮肥 (CK) 为对照。调查了直播水稻的叶色变化、叶片生长、LAI、剑叶光合作用和叶片碳氮代谢及其与产量形成的关系。结果1) 直播稻产量略高于手插稻,前者有效穗数优势显著,后者优势在于每穗粒数,其产量差异表现取决于有效穗数和每穗粒数是否充分互补,具体体现在总颖花数,优势肥料处理在有效穗数和每穗粒数上协调性更强。2) 缓释尿素与普通尿素的配施处理下叶色表现,直播稻和手插稻分别呈“三黑三黄”和“二黑二黄”交替变化,直播稻的叶色相对较浅;直播稻叶片生长前快后慢,齐穗期LAI及齐穗后剑叶Pn值均较低,但其高效叶面积率较高,表明后期群体上部功能叶叶面积较大,群体质量较高;在叶片碳氮代谢上,直播稻中、后期叶片NSC/N较高,碳代谢较旺盛,两种栽植方式中高产处理后期叶片NSC/N相近,均较低,但代谢途径不同,直播稻主要通过增强氮代谢,手插稻则通过增强碳水化合物的同化进行调节。增加穗肥占比可有效优化直播稻中后期的叶片质量。3) 相关分析显示,孕穗期的叶片增长率、LAI、剑叶Pn及叶片NSC/N均与产量呈显著或极显著相关,表明孕穗期的叶片质量是影响产量形成的关键。4) 直播稻和手插稻分别在基肥 (缓释尿素) 与穗肥 (普通尿素) 配比为4∶6和8∶2下产量最高,分别达12.11 t/hm2和11.51 t/hm2,较普通尿素常规运筹 (U30) 分别增产15.55%和5.40%。结论缓释尿素与普通尿素配施下,增大速效穗肥比例,前期控氮控群体,后期增氮壮个体,实现直播稻群体与个体的协调,增强后期氮代谢,有效调节叶片碳氮比,提高叶片质量防早衰,是增产的有效途径。
过量表达盐芥TsIPK2基因增强转基因水稻耐盐性
潘晓雪, 胡明瑜, 蒋晓英, 白文钦, 官玲, 吴红, 雷开荣
2019, 25(5): 741-747. doi: 10.11674/zwyf.18144
摘要:
目的本试验以野生型(WT)和转盐芥TsIPK2基因的水稻为材料,研究NaCl胁迫条件下过量表达TsIPK2基因对水稻植株抗盐胁迫能力的影响。方法取水稻材料种子和其3叶龄幼苗,分别在不同NaCl浓度(0、50、100、150、200 mmol/L)下进行处理。检测WT与过量表达TsIPK2基因水稻种子的发芽率、主根长和芽长、幼苗的丙二醛(MDA)和脯氨酸的含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及与胁迫相关的5个基因的表达。结果在盐胁迫下,与野生型相比,转基因水稻具有更好的发芽率、主根长和芽长。野生型和转基因水稻两者的脯氨酸含量增加,转基因水稻的积累量显著高于野生型,但是转基因水稻MDA含量增加幅度小于野生型。野生型和转基因水稻幼苗SOD酶活性均增加,但转基因植株的酶活性显著高于野生型;二者POD酶活性呈现先升高后下降的趋势,但是二者活性没有显著的差别;转基因水稻的CAT活性也呈现先升高后下降的趋势,然而野生型水稻的CAT活性在盐胁迫下没有显著的变化。高盐处理后,野生型和转基因水稻的5个与胁迫相关的基因表达倍数都增加,与野生型相比,转基因水稻的OsP5CS1OsSODOsCATBOsLEA3的表达量显著升高,而OsPOX1基因的表达量变化不显著。结论过量表达TsIPK2基因能够通过增强水稻的渗透调节能力、抗氧化胁迫能力并调节胁迫相关基因的表达,以提高水稻的耐盐性。
施肥方式对江苏春玉米产量和物质积累转运的影响
王珏, 成贵根, 李龙, 陆卫平, 陆大雷
2019, 25(5): 748-755. doi: 10.11674/zwyf.18172
摘要:
目的明确施肥方式对江苏春玉米产量与物质积累转运的影响,为区域春玉米的轻简施肥提供理论参考。方法以江苏省主推品种‘苏玉29’和‘苏玉30’为材料,采用缓释型复合肥一次性施用 (SF) 和常规施肥 (基施复合肥 + 拔节期追施尿素)(CF) 两种施肥方式,比较N、P2O5、K2O施用量分别为405、135、135 kg/hm2时,玉米籽粒产量、干物质与氮素积累与转运以及氮素利用率的差异。结果施肥显著增加籽粒产量,与CF相比,SF施肥方式下‘苏玉29’和‘苏玉30’分别增产24.7%和17.8%。施肥显著增加不同时期干物质与氮素积累量,且增幅以SF施肥方式较大。与CF施肥方式相比,SF施肥方式下‘苏玉29’吐丝期、成熟期和吐丝至成熟期干物质积累量分别增加了9.1%、14.7%和10.4%,‘苏玉30’分别增加了9.8%、21.1%和26.2%,‘苏玉29’氮素积累量分别增加了3.8%、13.3%和33.3%,‘苏玉30’分别增加了14.5%、19.2%和30.1%。与CF施肥方式相比,SF施肥方式下玉米吐丝期具有较大的叶面积指数,‘苏玉29’和‘苏玉30’分别高出7.6%和9.6%,但粒叶比在两种施肥方式下无显著差异。SF施肥方式下‘苏玉29’的营养器官干物质转运量为2256.0 kg/hm2,高于CF施肥方式下的1832.3 kg/hm2,而‘苏玉30’为1254.8 kg/hm2,低于CF施肥方式的1462.3 kg/hm2;SF施肥方式下‘苏玉29’和‘苏玉30’氮素转运量分别比CF施肥方式下高8.6%和16.9%。氮肥利用率、氮素农学效率和氮素偏生产力SF施肥方式大于CF施肥方式。结论江苏省春玉米高产施肥水平下,与常规施肥方式 (基施复合肥 + 拔节期追施尿素) 相比,播种时一次施用等量缓释型复合肥有利于增加籽粒产量,提高氮素利用率和节省人工。
氮肥基追施比例对芝麻产量和氮素吸收、分配的影响
李丰, 高桐梅, 卫双玲, 曾艳娟, 吴寅, 田媛, 王东勇, 栾晓钢, 裴新涌
2019, 25(5): 756-764. doi: 10.11674/zwyf.18166
摘要:
目的研究实现芝麻高产、提高氮肥利用效率、减少氮肥残留的氮肥最佳基追比例。方法采用盆栽试验,供试芝麻品种为‘郑太芝1号’,设置4个氮肥基追比例处理,氮肥底施与初花期追施比例分别为1∶0 (N1∶0)、2∶1 (N2∶1)、1∶2 (N1∶2)、0∶1 (N0∶1)。利用15N示踪技术,每盆施含有15N标记的总氮0.9 g,分析各处理芝麻产量及氮素的吸收、分配特征。结果不同处理相比,N2∶1处理单株产量最高,N1∶2处理次之,N2∶1与N1∶0、N0∶1处理差异达显著水平。在初花期,N2∶1处理,芝麻单株生物量和植株总吸氮量均最高,不施基肥的N0∶1处理最低;各处理植株对肥料氮的吸收表现为N1∶0 > N2∶1 > N1∶2,对土壤氮的吸收以N2∶1最高;肥料氮和土壤氮在各器官中的分配均为叶 > 茎 > 根。在成熟期,N2∶1处理的单株总生物量最大,单株籽粒吸氮量和总吸氮量也最高,N1∶0处理最低,两者差异达显著水平;植株对肥料氮和土壤氮的吸收比例为23.7%~29.1%和70.9%~76.3%;对肥料氮和土壤氮的吸收均为籽粒 > 叶片 > 茎 > 蒴皮 > 根,籽粒吸氮量明显高于其它器官,籽粒占总吸氮量的33.0%~44.3%。N2∶1处理氮肥利用率最高,为32.5%,N2∶1、N1∶2、N0∶1处理间差异不显著,但均与N1∶0 (17.8%) 差异达显著水平。不同处理芝麻收获后土壤15N回收率以N2∶1处理的最低 (16.2%),N0∶1处理的最高 (31.3%)。结论在本试验条件下,氮肥底施与初花期追施比例为2∶1时,芝麻产量和生物量以及氮肥利用率最高,氮肥土壤残留量最少,是最佳氮肥基追施比例。
减量施氮对菘蓝生长及药材质量的影响
曹艺雯, 屈仁军, 王磊, 申冰清, 关佳莉, 耿丽, 唐晓清, 王康才
2019, 25(5): 765-772. doi: 10.11674/zwyf.18206
摘要:
目的探讨减量施氮对菘蓝生长及药材质量的影响,为优化菘蓝栽培中合理施用氮肥提供依据。方法以来自于山西(SX)和甘肃(GS)两个产地的菘蓝为材料,进行了田间小区试验。在正常施氮水平N 675 kg/hm2下,设置4个处理CK、1/4N、1/2N、N,施氮量分别为N 0、169、338、675 kg/hm2,探究减量施氮对菘蓝生长指标、营养物质、活性成分含量以及大青叶和板蓝根有效经济产量的影响。结果随着施氮水平的提高,山西产地菘蓝鲜重和干重均呈现增加趋势,在正常施氮水平下取得最大值,株鲜重和株干重分别为68.4 g、15.3 g;甘肃产地菘蓝则表现出先增加后略降低的趋势,在1/2N处理下其鲜重和干重值最大,植株鲜重和干重分别为78.5 g、19.7 g。施氮量与菘蓝的根长、株高和主根直径呈正相关,随着施氮量增加,山西、甘肃产地菘蓝的生长指标均显著提高。氮水平对菘蓝的折干率没有显著影响。CK处理下山西与甘肃产地菘蓝的叶内可溶性糖含量、碳氮比均保持在较高水平,游离氨基酸则以N 675 kg/hm2处理最大,二者间没有显著差异。两个产地菘蓝均以CK处理下叶内靛蓝、靛玉红与总黄酮根内的(R, S)-告依春含量最高,且随着施氮水平的提高,呈现出一定的下降趋势,甘肃产地菘蓝对施氮水平变化更为敏感。施氮水平显著影响了大青叶和板蓝根的有效经济产量,在1/4N处理下大青叶有效经济产量更高,且显著高于N处理;山西产地板蓝根的有效经济产量与氮水平呈正相关,在N处理下最大,达到3.31 mg/g,甘肃产地则在1/4N处理下取得最大值2.94 mg/g,综合考虑大青叶和板蓝根,以减量施氮处理下(1/4N、1/2N)菘蓝有效经济产量值更高。结论减量施氮对菘蓝生长量和外形品质有不利影响,但有利于其活性成分的积累及有效经济产量的提高,山西和甘肃产地的菘蓝对氮素的响应有所差异。建议栽培生产中可将氮肥施用量控制在169~338 kg/hm2,并根据产地实际情况适当调整。
南方低产黄泥田与高产灰泥田基础地力的差异
王飞, 李清华, 林诚, 何春梅, 朱恬恬
2019, 25(5): 773-781. doi: 10.11674/zwyf.18142
摘要:
目的黄泥田为南方红黄壤区广泛分布的低产田。定量评价黄泥田基础地力,明确与高产灰泥田水稻氮磷钾养分吸收利用的差异,可为黄泥田改良及水稻施肥提供依据。方法采集福建省20个县的典型黄泥田0—20 cm土壤,同时采集与其邻近且由同一微地貌单元发育的高产灰泥田土壤,进行了水稻盆栽试验。试验设施肥 (每盆N 0.60 g、P2O5 0.24 g、K2O 0.42 g) 和不施肥两个处理。氮肥采用15N丰度10%的尿素,磷肥用磷酸二氢钙,钾肥用氯化钾。水稻品种为‘中浙优1号’,采用移栽种植,每盆种植两穴。收获后,调查籽粒产量,采集土壤和植株样品,植株分地上部和根部,分析了生物量、氮磷钾含量,土壤分析了全氮含量。植株与土壤同位素氮用ZHT-03质谱仪测定15N%丰度。计算了土壤基础地力与水稻养分吸收、累积及肥料利用率。结果黄泥田的基础地力经济产量、基础地力地上部生物产量较灰泥田分别低26.9%与23.5%,相应的基础地力贡献率分别低14.1与9.7个百分点。基础地力贡献率 (经济产量) 与土壤有机质含量呈极显著正相关,与土壤容重呈极显著负相关。不论施肥与否,黄泥田水稻有效穗数均显著低于灰泥田,且不施肥水稻有效穗数与土壤有机质含量呈极显著正相关,而与土壤容重呈极显著负相关。施肥条件下,黄泥田水稻成熟期籽粒、茎叶和根系氮、磷、钾素含量均低于灰泥田,其中3个部位磷素含量较灰泥田分别低9.6%、38.4%和46.3%,差异均显著,黄泥田水稻籽粒和茎叶的钾素含量较灰泥田分别低10.8%和18.5%,差异均显著。施肥下黄泥田水稻成熟期籽粒、茎叶的氮素吸收量较灰泥田分别低10.8%和17.3%,磷素吸收量分别低12.5%和46.2%,钾素吸收量分别低16.6%和28.5%,差异均显著。等量施肥条件下,黄泥田的水稻氮肥利用率较灰泥田低4.6个百分点,但土壤氮肥残留率增加3.0个百分点。结论以高产灰泥田为标准,黄泥田基础地力具有20%以上的产量提升潜力。土壤有机质与容重是影响基础地力贡献率与有效穗的重要肥力因子。黄泥田水稻氮肥利用率显著低于灰泥田,但土壤氮素残留率较高。提高有机质、降低土壤容重是提升基础地力的主攻方向。
生物炭和氮肥配施提高土团聚体稳定性及作物产量
李伟, 代镇, 张光鑫, 刘杨, 韩娟
2019, 25(5): 782-791. doi: 10.11674/zwyf.18191
摘要:
目的通过田间定位试验,探讨生物炭和氮肥配施对土耕层土壤水稳性团聚体组成、稳定性、有机碳土层分布及冬小麦–夏玉米轮作体系下产量的影响,为生物炭在关中地区农业生产中的应用提供科学依据。方法本试验设置4个生物炭水平和2个氮肥水平,生物炭水平分别为0、1000、5000、10000 kg/hm2,依次记为B0、B1、B2、B3;氮肥水平包括两季总氮量480 kg/hm2(NT) 和两季总氮量减半240 kg/hm2(NH),共组成8个处理。采集0—10 cm、10—20 cm土层土壤样品,利用TTF-100土壤团聚体分析仪湿筛获得5种粒级的团聚体 (> 2 mm、1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm、< 0.25 mm),用 > 0.25 mm团聚体含量 (R0.25)、平均重量直径 (MWD)、几何重量直径 (GMD) 表示水稳性团聚体的的稳定性,并测定了不同粒级团聚体中有机碳的含量及小麦–玉米两季作物总产量。结果与不施生物炭 (B0NT、B0NH) 相比,施用生物炭的处理显著增加了 > 2 mm、1~2 mm粒级水稳性大团聚体的百分含量 (P < 0.05),两粒级增幅范围分别为3.5%~180.3%、9.4%~98.9%。施用生物炭10000 kg/hm2(B3NT、B3NH) 时,MWD、GMD和R0.25增幅最高,分别增加了12.5%~112.5%、25.0%~65.7%、20.0%~65.0%。施用生物炭显著提高了土壤各粒级水稳性团聚体有机碳含量,与不施生物炭处理相比,> 2 mm、1~2 mm、0.5~1 mm 和0.25~0.5 mm粒级团聚体有机碳含量增幅分别为6.3%~30.5%、0.2%~28.2%、0.2%~41.6%和4.6%~39.1%。与0—10 cm土层相比,10—20 cm土层氮肥减量降低了土壤团聚体的稳定性,而施用生物炭10000 kg/hm2(B3NH) 可改善土壤团聚体的稳定性,改变有机碳分布。在10—20 cm土层,与B0NT处理相比,B0NH处理土壤水稳性团聚体的R0.25、MWD、GMD显著下降,三者分别降低了79.2%、25.7%、30.0%,而B3NH与B3NT处理之间无显著差异。与B0NT相比,B0NH处理 < 0.25 mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例显著增加了17.4%,而B3NH处理与B3NT相比,< 0.25 mm粒级微团聚体对土壤有机碳分配比例无显著差异。此外,施用生物炭显著提高作物总产量,B2NT、B3NT和B3NH处理下两季作物总产量较高,分别较B0NT提高了27.0%、23.6%、27.9%,且三个处理之间无显著差异。从各指标相关分析可知,水稳定大团聚体的GMD与土壤全土有机碳以及两季作物总产量之间有着显著的正相关关系。结论生物炭配施氮肥显著提高了土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性,且提高小麦—玉米两季作物总产量。减施氮肥有利于有机碳向大团聚体中分配,供试条件下,生物炭10000 kg/hm2配施氮肥240 kg/hm2对提高土耕层团聚体稳定性、土壤有机碳及两季作物总产量效果最佳。
保护性耕作对棕壤粒径分形特征及碳氮比分布的影响
王少博, 曹亚倩, 冯倩倩, 郭亮亮, 梁海, 王雪洁, 韩惠芳, 宁堂原
2019, 25(5): 792-804. doi: 10.11674/zwyf.18157
摘要:
目的分析长期不同耕作措施下棕壤土粒径分布的非均匀性和异质性变化特征,可为农田土壤发育过程以及科学合理耕作提供理论支撑。方法本试验基于山东农业大学农学试验站长期定位的保护性耕作试验田(始于2002),试验主要耕作措施有翻耕、免耕和深松3种,还田方式为秸秆全量还田和不还田。采用激光粒度分析仪(LS13320),测定小麦−玉米轮作系统中0—40 cm 土层中的颗粒分布,应用土壤分形理论解析土壤颗粒含量、土壤质地颗粒分布状况及耕作措施和秸秆还田调控土壤颗粒分布的作用。结果土壤粒径的基本特征分布中,粘粒体积百分比表现为免耕>深松>初始土样>翻耕,秸秆还田>无秸秆还田,可见长期定位保护性耕作措施下,免耕秸秆还田增加了土壤粘粒含量,降低了土壤中C/N比值,较低的C/N值促进土壤碳氮的分解从而增加土壤的C、N含量;土壤多重分形参数中,D(1)、D(1)/D(0)、D(2)、Δα值都表现为深松和免耕显著高于翻耕处理,说明深松与免耕加剧了土壤颗粒细化,增进了土壤颗粒的异质性;深松秸秆还田加剧了土壤的非均匀程度,增强土壤结构稳定性,对土壤结构有一定的改良作用。土壤粘粒体积百分比与D(1)/D(0)呈显著负相关(P<0.05),土壤粉粒体积百分比与Δf呈显著负相关(P<0.05),土壤砂粒体积百分比与Δf呈正相关(P<0.05)。表明土壤多重分形参数可作为表征土壤颗粒分布、土壤性质的潜在指标。结论多重分形参数中D(1)、D(1)/D(0)、D(2)、Δα各处理间表现出差异,深松秸秆还田处理在细微程度上反映了保护性耕作措施的长期影响效果,免耕秸秆还田处理中土壤粘粒与土壤C/N呈极显著负相关,免耕秸秆还田促进粘粒增加,降低了土壤的C/N值,从而增加了土壤有机质及全氮的含量。多重分形参数对表征土壤性质具有重要的指导意义。
设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应
吴汉卿, 杜世宇, 王丹阳, 薛飞, 张玉玲, 邹洪涛, 张玉龙, 虞娜
2019, 25(5): 805-813. doi: 10.11674/zwyf.18219
摘要:
目的酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。方法田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N 75、300、525 kg/hm2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45 kPa灌水下限 (灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期 (2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期 (2016年9月)测定0—10、10—20和20—30 cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。结果9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30 cm土层间含量差异显著 (P < 0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮 > 酸解未知态氮 > 酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平 (P < 0.01),水氮交互效应也达显著水平 (P < 0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关 (P < 0.05)。番茄产量W1N2 (25 kPa + N 300 kg/hm2)、W2N1 (35 kPa + N 75 kg/hm2) 和W1N1 (25 kPa + 75 kg/hm2) 处理间差异不显著。结论灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平 (P < 0.01),而对土壤有机碳的影响不显著 (P > 0.05)。相同施氮量下,0—30 cm土层酸解铵态氮和0—20 cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6 kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20 cm土层酸解氨基酸氮含量在施N 75 kg/hm2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35 kPa、每季随水施N 75 kg/hm2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。
生物有机肥提高设施土壤生产力减缓黄瓜连作障碍的机制
曲成闯, 陈效民, 张志龙, 闾婧妍, 嵇晨, 张俊
2019, 25(5): 814-823. doi: 10.11674/zwyf.18311
摘要:
目的针对土壤连作障碍问题,探索高强度连作条件下生物有机肥在减缓土壤连作障碍发生、平衡土壤养分、调控土壤酶活性等方面的作用机制,为生物有机肥在改良土壤、防控黄瓜连作障碍、促进农业可持续发展等方面的应用奠定基础。方法以如皋市农业科学研究所设施蔬菜种植基地为试验平台,采用田间定位试验的方法,设置CK (空白对照)、B10 (生物有机肥施用量为10 t/hm2)、B20 (生物有机肥施用量为20 t/hm2) 3个处理,于第一季黄瓜种植前将生物有机肥一次性施入试验小区,于2016年12月5日、2017年6月28日和2017年11月26日,连续三季,在黄瓜成熟采集0—20 cm土壤样品。将土壤样品分成两份,一份放于4℃冰箱冷藏保存,用于测定土壤生物学性质;另一份风干后过筛处理,以供土壤理化性状分析。同时,调查黄瓜产量。结果随着黄瓜连续种植季数增加,CK处理中土壤容重和电导率呈增加趋势,土壤各肥力指标、酶活性、微生物量碳氮含量及黄瓜产量呈下降趋势;在同一季黄瓜成熟期,与CK相比,施用生物有机肥可降低土壤容重和电导率,增加土壤总孔隙度、pH、有机质、全氮、硝态氮和速效磷含量,其中连续种植3季黄瓜过程中,土壤有机质、速效磷和硝态氮含量分别增加了39.3%~83.9%、5.98~14.2%和10.0~22.0%,而土壤电导率降低了8.57%~12.7%。同一季黄瓜成熟期,不同处理中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性由大到小排列均表现为B20 > B10 > CK,且连续种植3季黄瓜后B10和B20处理中4种土壤酶活性均高于第一季黄瓜成熟期CK处理;连续种植3季黄瓜期间,施用生物有机肥处理中土壤微生物量碳、氮含量均明显高于CK,B10和B20处理中微生物量碳、氮含量较CK分别增加了4.26%~23.2%和21.8%~56.2%。与CK相比,第一季、第二季、第三季B10处理黄瓜产量分别提高了3.93%、9.73%、10.6%,B20处理分别提高了12.9%、18.8%、20.2%。黄瓜连作过程中,土壤容重、有机质、硝态氮和速效磷与生物学指标和黄瓜产量相关显著,且土壤pH和电导率与土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮含量和黄瓜产量呈显著相关关系。结论生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤耕性变差、养分失衡和酸化等理化性质变劣的现象,缓解黄瓜连作土壤的次生盐渍化状况,还能提高土壤酶活性、微生物量碳氮含量和黄瓜产量,且黄瓜连作过程中土壤理化性质和生物学特性指标无明显变化,从而减缓黄瓜连作障碍的发生。
长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响
马凌云, 王月, 蔡芳芳, 张诗雨, 罗培宇, 杨劲峰, 韩晓日
2019, 25(5): 824-831. doi: 10.11674/zwyf.18328
摘要:
目的氨氧化微生物是氨氧化过程的主要驱动者,氨氧化过程作为硝化作用的限速步骤对氮循环具有重要作用。本研究以沈阳农业大学棕壤含氯化肥长期定位试验的土壤为研究对象,探讨了连续34年施用高氯和低氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响。方法该长期试验在等量氮、磷、钾条件下,设置高氯和低氯处理,共8个处理:T1 (不施肥);T2 (单施尿素);T3 (尿素 + 氯化钾);T4 (尿素 + 过磷酸钙);T5 (尿素 + 过磷酸钙 + 氯化钾);T6 (尿素 + 磷酸一铵 + 氯化钾);T7 (尿素 + 氯磷铵 + 氯化钾);T8 (硝酸磷肥 + 过磷酸钙 + 氯化钾),T7为高氯处理。采集0—20 cm土壤样品,利用荧光定量PCR技术测定氨氧化细菌 (AOB) 和古菌 (AOA) 丰度,并结合土壤硝化潜势和基本化学性质,分析长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物丰度的影响及影响氨氧化微生物丰度的主要环境因素。结果长期施肥降低了土壤pH值,高氯处理降低得最多,显著低于其他处理;高氯处理的土壤硝化潜势也显著低于其他处理,且除高氯处理外,配施磷肥的处理土壤硝化潜势显著高于不施磷处理。各处理土壤中AOA丰度均显著高于AOB,高氯处理土壤中AOA、AOB丰度均显著低于其他处理,土壤硝化潜势与AOA和AOB均呈显著正相关关系。结论连续施用高氯化肥34年显著降低了棕壤AOA和AOB丰度,抑制了硝化潜势。该结果可为通过含氯化肥的合理施用来调节土壤AOA和AOB,进而调控土壤氮素循环提供参考。
尿素硝酸铵调节碳氮比促进小麦秸秆堆肥腐熟
李帆, 王静, 武际, 叶寅, 刘泽, 朱宏斌
2019, 25(5): 832-840. doi: 10.11674/zwyf.18183
摘要:
目的高温堆肥可以加快秸秆腐解并浓缩其养分含量,是秸秆综合利用的有效措施之一。通常采用畜禽粪便来调节秸秆堆肥的C/N比,但由于重金属和抗生素问题限制了其在高价值经济作物上的应用。为此选择绿色无污染的尿素硝酸铵溶液 (UAN) 作为氮素调理剂开展堆肥试验,为生产高品质秸秆有机肥提供科学依据。方法设置4个处理,按照UAN添加量由多到少分别将堆肥C/N调节为15、20、25和30,进行50 d堆肥,监测堆肥过程中温度、pH、EC、有机碳、铵态氮、硝态氮、纤维素组成、种子发芽率指数等指标的动态变化,并综合判定堆肥腐熟效果。结果C/N25和C/N30的处理最高温度分别达到63.4℃和65.9℃,50℃以上高温持续时间分别为7 d和8 d,而C/N15、C/N20处理高温持续仅1~2 d,未达到无害化处理要求。堆肥初始pH值随着UAN添加量的增大而升高,范围在6.79~7.94,堆肥后pH值范围在7.63~7.89,各处理间没有明显差异。堆肥后各处理有机碳含量下降了8.29%~13.5%,且C/N25、C/N30的处理有机碳降解率显著高于C/N15和C/N20的处理。全氮含量较堆肥初增加53.3%~83.7%。秸秆中有机物组成表现为纤维素 > 半纤维素 > 木质素,堆肥后半纤维素、纤维素和木质素含量分别较堆肥初下降了30.5%~50.9%、42.%~55.8%和15.3%~29.4%。堆肥过程中由氨气挥发造成的氮素损失率随着C/N比升高而降低,分别为34.9%、29.0%、22.1%和7.37%;堆肥过程中无机氮占总氮的比例逐渐降低,由初始的52.4%~75.8%下降到结束时的25.4%~63.1%,而对应有机氮的比例则较堆肥初提高了52.4%~66.0%,表明小麦秸秆堆肥中氮素的稳定性增强。经过50 d的堆肥处理,C/N25和C/N30的处理种子发芽率指数均达到彻底腐熟 (GI ≥ 80%),C/N20的处理达到基本腐熟(GI ≥ 50%),而C/N15的处理未腐熟。结论采用尿素硝酸铵溶液作为氮素调理剂可有效降低小麦秸秆堆肥C/N比,促进小麦秸秆腐解,以C/N30处理腐熟效果最好。
黄土高原不同植被带草本植物叶片与土壤碳氮分布特征
李冬冬, 方昭, 杜好田, 姚静, 焦峰
2019, 25(5): 841-850. doi: 10.11674/zwyf.18141
摘要:
目的黄土高原植被受水热因子作用明显,植被分布自东南向西北总体呈现出森林向草原过渡的地带性规律。本研究选取黄土丘陵区从南向北形成的4种典型植被带 (森林带、森林−草原带、草原带和草原−荒漠带) 作为研究对象,探讨不同植被带草本植物叶片与土壤碳(C)、氮(N)的分布差异及影响因素,为预测黄土高原植物的生长发育前景、生态系统的植物营养元素和土壤养分状况提供理论依据。方法以陕北黄土丘陵区富县、甘泉县、安塞县、靖边县、横山县以及榆林市榆阳区为研究区域,基于野外取样调查和室内分析相结合的方法,分别测定研究区4种植被带草本植物叶片和不同土层碳氮含量,最后利用方差分析研究不同植被带草本植物叶片及土壤碳氮差异,并与全球、中国尺度等研究结果进行比较;同时采用相关分析,阐明4种不同植被带植物叶片和不同土层有机碳、全氮的相关关系。结果1) 土壤有机碳和全氮含量在0—10、10—20、20—40 cm各个土层中均表现出极显著的相关性 (P < 0.001),在0—40 cm土层中,随着深度增加,土壤有机碳和全氮整体呈下降趋势,由高到低依次为森林带、森林−草原带、草原带、草原−荒漠带,但不同植被类型的垂直变化规律差异较大。2) 草本植物叶片有机碳和全氮含量存在显著的相关关系 (P < 0.01),植物叶片碳含量平均值为442.9 g/kg,略低于全球492种陆地植物叶片碳含量的平均值464.2 g/kg;而氮含量平均值为25.8 g/kg,略高于全球水平20.6 g/kg,说明黄土高原4种不同植被带在碳氮积累上存在差异,且该地区草本植物的C∶N相对较低。3) 植物叶片C、N、C∶N与土壤SOC、STN含量表现出较为显著的相关关系 (P < 0.05),总体来看与不同土层相关关系各不相同。结论不同植被带土壤C、N空间分布具有一致性,且C、N含量均存在一定的相关关系。黄土高原由南向北,呈现植物叶片C含量降低而N含量升高的趋势,因此C/N呈现减小趋势。植物叶片C、N、C/N与不同土层的土壤C、N均存在一定相关关系。
研究简报
近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的时空变化
吴驳, 吴发启, 佟小刚, 宋敏敏, 侯雷
2019, 25(5): 851-858. doi: 10.11674/zwyf.18127
摘要:
目的磷是限制黄土高原地区农业生产的重要元素,研究黄土高原已治理小流域耕地土壤磷素含量的时空变化对该区耕地的评价与管理有着重要的指导意义。方法在实地调查研究的基础上,通过细致试验、微观分析和流域信息反馈检验,在不同时间、空间尺度上,计算整理归纳了近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的变异性,并对引起变异的有关因素进行了分析。结果从时间上看,近40年泥河沟流域耕地土壤全磷含量呈现加速下降趋势,有效磷含量呈现先上升后下降的波动变化。土壤全磷含量随时间的变异与作物产量和施磷量的改变有关,1980—1998年耕地施用农家肥和磷肥较多,土壤磷的“输入”与“输出”较平衡,土壤全磷含量稳定在1.31~1.34 g/kg之间;1998—2015年农家肥和磷肥投入减少,氮肥和复合肥投入增多,农作物产量持续增加,土壤全磷含量降低了27.1%。土壤有效磷含量的时间变异与施肥结构和速效磷肥施用量的改变有关,1980—2004年耕地速效磷肥的投入量增加了120 kg/hm2,土壤有效磷含量随之提高了2.6倍;2004—2015年由于施肥结构改变,速效磷肥的投入量减少,土壤碱性增强,土壤有效磷含量降低了24.7%。从空间上看,土壤磷素含量的空间变异主要受土壤侵蚀和土地管理的综合影响。均整坡耕地上土壤磷素含量呈现坡上 < 坡下,全坡面断面上呈现塬地 > 塬畔地 > 沟底地 > 沟坡地,全流域呈现平耕地 > 坡耕地 > 新修梯田。整坡耕地上土壤侵蚀使径流挟带泥沙和养分顺坡单向迁移,因为有效磷的迁移性比全磷强,所以差异性为有效磷 > 全磷;全坡面断面上靠近分水岭的塬地由于靠近居民区管理较为精细,土壤培肥程度高,土壤有效磷含量比其他位置耕地高出1倍以上;通过治理,全流域耕地的地形条件差异逐渐缩小,梯田面积由1980年的100 hm2增加至现在的250 hm2,坡耕地面积由1980年的250 hm2降低到现在的50 hm2;新修梯田由于受到土壤扰动的影响,其土壤磷素含量接近母质,比老梯田和坡耕地低。结论流域经历近20年的治理和10年以上的社会化自由管理,耕地土壤全磷含量呈现降低的趋势,土壤有效磷含量依然主要依赖于速效磷肥的补给,这将是流域农业发展的重大隐患。随着农村劳动力的季节性流动,耕地利用管理需要在省工省时的基础上得到优化,调整施肥结构,实现集约化经营将是今后该区农业发展的重要方向。
华南荔枝叶片营养诊断指标的建立
罗东林, 王伟, 朱陆伟, 白翠华, 李欢, 周昌敏, 邱全敏, 姚丽贤
2019, 25(5): 859-870. doi: 10.11674/zwyf.18201
摘要:
目的比较4种叶片营养诊断方法在荔枝 (Litchi chinensis Sonn.) 营养诊断上的优缺点,确定荔枝适用的诊断方法并建立诊断指标,为诊断我国荔枝树体营养和养分管理提供科学依据。方法妃子笑是我国最广泛种植的品种。在华南荔枝主产区22个妃子笑果园分别采集2016年果实膨大期、2016年末次梢老熟期和2017年果实膨大期193、186和159个叶片样本,测定大中微量元素养分含量;准确记录采样树果实产量,以株产乘以种植密度计算果园产量,用欧式距离平方法确定两年高产水平,并建立果实产量与叶片养分含量关系函数;利用4种叶营养诊断方法[临界值法(CVA)、充足范围法(SRA)、诊断施肥综合法(M-DRIS)、组分营养诊断法(CND)],分别对3个时期荔枝叶片营养状况进行诊断。结果大部分果园年际间产量差异明显。同一生育期不同采样树叶片同一养分含量相差两倍至十数倍,两年果实膨大期叶片各种养分含量差异显著,但两年高产群体果实膨大期叶片养分含量较为接近。根据果实产量与叶片养分含量之间的关系模型,CVA只能获得少数养分元素的诊断指标,而M-DRIS法和CND法只能定性指出养分元素的需求顺序,而且诊断准确性与诊断时期、养分丰缺程度有关且年际差异大。SRA可获得各种养分的量化诊断指标,并且两年果实膨大期的诊断指标接近,可克服年际间的差异。结论SRA具有年份变异小、诊断指标全面且易于推广应用等优点,可用于华南妃子笑叶片营养诊断。用该法获得妃子笑果实膨大期叶片养分适宜范围为N 16.7~19.2 g/kg、P 1.06~1.25 g/kg、K 5.1~6.7 g/kg、Ca 7.7~11.0 g/kg、Mg 2.5~3.7 g/kg、S 1.51~1.81 g/kg、Zn 19.6~32.6 mg/kg和B 11.5~19.2 mg/kg;末次梢老熟期叶片养分适宜水平为N 19.7~22.0 g/kg、P 1.69~1.95 g/kg、K 10.8~12.7 g/kg、Ca 3.0~4.1 g/kg、Mg 2.5~2.9 g/kg、S 1.38~1.57 g/kg、Zn 15.0~18.9 mg/kg和B 10.8~16.8 mg/kg。
施氮对设施栽培金针菜产量、品质和钾吸收利用的影响
张国伟, 王晓婧, 周玲玲, 刘瑞显, 杨长琴
2019, 25(5): 871-879. doi: 10.11674/zwyf.18217
摘要:
目的明确施氮对设施栽培金针菜产量、品质和钾吸收利用的影响,为设施栽培金针菜的养分管理提供理论依据。方法以金针菜‘大乌嘴’为试验材料,于2015—2017年在江苏省宿迁市丁嘴镇江苏省农业科学院金针菜试验基地进行了田间试验。设5个施氮量处理 (N 0、50、100、150和200 kg/hm2,以N0、N50、N100、N150、N200表示)。在返青期、抽薹期和现蕾期采样分析了金针菜产量、品质和钾的吸收利用。结果增施氮肥提高了金针菜不同生育阶段的钾吸收量,以抽薹到现蕾期钾吸收量增量最大。与N0相比,N50、N100、N150和N200处理下的钾吸收量分别增加21.0%、67.6%、86.0%和103.8%,处理间差异达到显著水平。施氮改变了不同生育时段的钾吸收比例,使返青到抽薹期的钾吸收比例降低,抽薹到现蕾期的钾吸收比例升高,其中N200处理下效果最显著。增施氮肥降低了现蕾期生育后期钾浓度的下降速率,其中,N0、N50、N100、N150和N200处理下表示钾浓度降低趋势的b值分别为0.0051、0.0048、0.0045、0.0044和0.0042。随施氮量增加,钾吸收的边际效应呈先升高后降低趋势,而钾的生产效率呈直线降低趋势。N100、N150处理的金针菜积累的干物质和钾量在花蕾中的分配比例较高,钾浓度和钾累积量动态特征参数比较协调,利于产量形成,且VC、氨基酸、可溶性糖、黄酮和多酚含量相对较高;N 200 kg/hm2处理导致金针菜产量增幅下降,氮素钾吸收边际效应和钾的生产效率降低,但秋水仙碱含量最高;低于N 100 kg/hm2时,干物质和钾的总吸收量及经济系数较低,不利于高产形成。结论供试条件下,施用氮肥N 100~150 kg/hm2可减缓金针菜生育期后期钾吸收的下降,提高钾吸收边际效应、钾的生产效率和金针菜的品质。
适宜氮磷钾用量和配比提高油用牡丹产量和出油量
魏双雨, 李敏, 吉文丽, 郭堤, 张延龙
2019, 25(5): 880-888. doi: 10.11674/zwyf.18113
摘要:
目的油用牡丹是我国新兴的木本油料作物,但施肥不平衡严重制约油用牡丹的产量和品质。研究氮、磷、钾不同施肥量和配施比例对油用牡丹产量和出油量的影响,探明油用牡丹高产、优质的适宜氮、磷、钾施用量和配比,对提高油用牡丹的生产效率具有重要的现实意义。方法以五年生油用牡丹品种‘凤丹’为试验材料,采用“3414”不完全正交回归设计进行了大田试验。试验地常用施肥量为尿素750 kg/hm2、重过磷酸钙270 kg/hm2、硫酸钾600 kg/hm2。设氮、磷、钾4个施肥水平为0 (不施肥)、1 (常用量的一半)、2 (常用施肥量)、3 (常用量的1.5倍)。调查了‘凤丹’产量,分析了籽粒出油量。对‘凤丹’产量进行肥效模型拟合,得出最优经济效益的氮、磷、钾肥推荐施肥量。结果1)施用氮、磷、钾肥可改善‘凤丹’单株果荚数、单个果荚重量、果荚直径、百粒重等农艺性状,进而提高‘凤丹’产量;氮、磷、钾肥的施用使‘凤丹’分别增产283.7、276.8和150.6 kg/hm2,增产率分别为55.5%、50.3%和23.5%,增加纯收入分别为7310.4、7494.3和2118.9 元/hm2,农学效率分别为0.96、2.76和0.59 kg/kg。2)施肥增产及对产量的贡献率均表现为N > P2O5 > K2O,肥料农学效率和增收效果则表现为P2O5 > N > K2O,但过量施用氮、磷、钾肥会使产量有所下降,且经济效益和肥料利用效率显著降低,氮、磷、钾肥增产和增收效果以及肥料贡献率均以推荐施肥水平处理的最高,农学效率均以1水平最高。3)施用氮、磷、钾肥通过影响出仁率和种仁含油率来影响产油量,最高出仁率可达65.0%,最高种仁含油率可达32.9%,较对照组分别增加13.0%、12.6%,氮、磷、钾均衡施肥产油量可高达193.3 kg/hm2,三因素对产油量影响大小顺序为N > P2O5 > K2O。4)氮、磷、钾肥之间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效和促进‘凤丹’的产量和种仁含油率,任一肥料的过量施用均会导致产量降低。5)使用不同拟合方法建立肥料与‘凤丹’产量效应函数方程,通过对比分析二元二次模型为最适模型,基于该最适肥效模型得出‘凤丹’氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的最优推荐施肥量为343.2、109.7、248.4 kg/hm2,适宜的氮、磷、钾施肥比例为1∶0.32∶0.72。结论合理的肥料配比和用量是‘凤丹’增产的保障。施用适量的氮、磷、钾肥可提高‘凤丹’农艺性状、产量、出仁率、种仁含油率等指标,进而提高产油量,氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的最优推荐施肥量为343.2、109.7、248.4 kg/hm2,适宜的氮、磷、钾施肥比例为1∶0.32∶0.72。