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2019年  25卷  第6期

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2019-06期目录
2019, 25(6): 1-5.
摘要:
双季稻田冬闲期土壤细菌数量及结构对施氮的响应
聂江文, 王幼娟, 吴邦魁, 刘章勇, 朱波
2019, 25(6): 889-896. doi: 10.11674/zwyf.18229
摘要:
目的研究不同施氮水平对湖南双季稻区冬闲期土壤细菌结构与数量的影响,为双季稻区水稻可持续生产提供理论依据。方法依托湖南省双季稻区连续8年的定位试验,选取3个氮肥水平处理:CK(不施氮肥)、N1(施N 100 kg/hm2)、N2(施N 200 kg/hm2),取稻田冬闲期5—20 cm耕层土样,采用高通量测序和荧光定量PCR方法测定了土壤细菌数量与结构。结果与CK相比,N1、N2处理显著增加了双季稻产量,提升了冬闲期土壤总氮、全碳含量,降低了土壤pH、硝态氮及碳氮比 (P < 0.05)。N1和N2处理的细菌16s rDNA基因拷贝数分别为CK的48.25和 40.31倍。施氮显著增加土壤总细菌丰度,土壤细菌丰度与土壤全氮、碳氮比呈显著正相关,与土壤全碳呈显著负相关。施氮改变了冬闲期稻田土壤细菌的多样性及群落结构。与CK相比,N1处理提高了稻田土壤微生物多样性;N2处理显著增加稻田土壤细菌丰富度,但显著降低稻田土壤细菌多样性。此外,3个处理土壤菌群相对丰度最高的是Proteobacteria(变形菌门),达40.16%~51.16%。N2处理的变形菌门相对丰度显著高于CK与N1,N1处理的变形菌门相对丰度显著低于CK。3个处理属水平细菌相对丰度较高的是Anaerolineaceae_uncultured(厌氧绳菌属) 和Nitrospira(硝化螺旋菌属),其相对丰度分别为8.6%~14.56%和8.16%~11.46%。Spearman相关性分析显示,11个优势门菌群数量均与土壤化学性质存在显著相关性。稻田11个优势菌群的数量与土壤化学性质显著相关。结论湖南双季稻区施氮降低冬闲期稻田土壤pH和C/N比,低施氮水平可增加稻田微生物多样性,高施氮量虽然增加稻田细菌丰富度,但降低了微生物多样性。
脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响
张文学, 王少先, 夏文建, 孙刚, 刘增兵, 李祖章, 刘光荣
2019, 25(6): 897-909. doi: 10.11674/zwyf.18237
摘要:
目的在农业生产中,脲酶抑制剂 (urease inhibitor,UI) 与硝化抑制剂 (nitrification inhibitor,NI) 常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率。本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌 (ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌 (ammonia-oxidizing archaea,AOA) 以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响。方法试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1) 不施氮肥 (CK);2) 尿素 (U);3) 尿素 + 脲酶抑制剂 (U + UI);4) 尿素 + 硝化抑制剂 (U + NI);5) 尿素 + 脲酶抑制剂 + 硝化抑制剂 (U + UI + NI),3次重复。脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl) thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐)。通过荧光定量PCR (Real-time PCR) 研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳 (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE) 分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析。结果1) 荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2) DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌。结论在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠。
甘蔗宿根矮化病感病与非感病株根际土壤生物学性状及细菌群落结构特征
杨尚东, 郭霜, 任奎喻, 庞师婵, 张传进, 王帅帅, 谭宏伟
2019, 25(6): 910-916. doi: 10.11674/zwyf.18484
摘要:
目的比较甘蔗宿根矮化病 (ratoon stunting disease,RSD) 感病植株与非感病植株根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征,旨在为构建甘蔗健康的根际微环境,筛选高效RSD生防细菌提供参考。方法通过田间调查和实验室鉴定,以甘蔗RSD感病植株为试材,非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株的根际土壤,并基于传统和现代高通量测序技术,分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株根际土壤的生物学性状和细菌群落结构特征。结果与甘蔗RSD非感病植株相比,感病植株根际土壤中指示土壤肥力与健康状况的生物学性状指标β-葡糖苷酶、磷酸酶和氨肽酶活性,以及微生物生物量碳、氮、磷显著降低;同时,指示细菌丰富度的Chao1指数和指示细菌多样性的Shannon指数显著下降。门分类水平与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Proteobacteria (变形杆菌门)、Actinobacteria (放线菌门)、Gemmatimonadetes (芽单胞菌门)和Nitrospirae (硝化螺旋菌门) 等优势门类细菌占比呈倍级降低,但Chloroflexi (绿弯菌门)、Acidobacteria (酸杆菌门)、Firmicutes (厚壁菌门)、Cyanobacteria (蓝细菌门)、Planctomycetes (浮霉菌门)、Bacteroidetes (拟杆菌门) 等优势门类细菌占比呈倍级增加;在属分类水平,与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Xanthobacteraceae (黄色杆菌属)、AcidothermusGaiellalesRoseiflexus (玫瑰菌属)、Micromonosporaceae (小单孢菌属) 和Nitrospira (硝化螺旋菌属) 细菌占比呈倍级降低,但Acidobacteria (嗜酸菌属) 细菌及部分未知菌属却呈倍级提高。结论甘蔗RSD感病植株根际微环境中指示土壤肥力的生物学指标显著降低,细菌丰富度和多样性显著下降,部分优势细菌门属占比发生剧变可能是导致甘蔗RSD发生的重要原因。
黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯萎病的影响
张广旭, 吕亭辉, 周娣, 郑世伟, 姚梦蝶, 余朝阁, 李天来
2019, 25(6): 917-924. doi: 10.11674/zwyf.18252
摘要:
目的设施黄瓜连作导致根结线虫和枯萎病发生普遍且严重,利用夏季温室休闲期高温闷棚是解决上述土传病害安全而有效的途径之一。本试验模拟高温闷棚,研究不同温度处理连作土壤根结线虫和枯萎病的变化,旨在为利用太阳光进行温室高温消毒提供理论支撑。方法本试验以连作1~19茬‘津优30’黄瓜品种的土壤为试材,首先探明不同连作茬次黄瓜的根结线虫和枯萎病发生程度以及土壤中二者病原物种群数量的动态变化,然后对发病较重的第17茬连作土壤分别进行45℃、50℃、55℃和60℃的高温处理,最后测定比较不同温度处理后的土壤中病原物数量变化,并对高温处理后的土壤进行栽培试验,测量和比较两种病害的发生程度及植株各项生长指标。结果随着黄瓜连作茬次的增加,土壤中根结线虫和枯萎病菌的种群数量均增加,两种病害也逐茬加重,至第17茬两种病害的发病程度及其对应病原物的数量均达最高 (或次高) 水平;对第17茬黄瓜连作土壤进行45℃~60℃的高温处理,随着温度的升高,土壤中的根结线虫和枯萎病菌的数量均减少,当处理温度达55℃时可完全杀灭土壤中根结线虫,达60℃时可同时杀灭枯萎病菌;用高温处理的连作土壤栽培黄瓜秧苗,其根结线虫病和枯萎病的发生程度均随着处理温度的升高而减轻,当处理土壤的温度达到50℃和60℃以上时,根结线虫病和枯萎病分别被完全控制;另外,用60℃处理的连作土壤定植黄瓜,其后期植株生长指标和壮苗指数也显著优于对照。结论土传病害随连作茬次增加而加重主要是缘于土壤中病原物积累,定植前对土壤55℃以上的高温处理,可有效减少乃至完全杀灭土壤中根结线虫和枯萎病菌,从而减轻或杜绝两种病害的发生。
蚓粪减轻苹果砧木平邑甜茶幼苗连作障碍的土壤生物学机制
潘凤兵, 王海燕, 王晓芳, 陈学森, 沈向, 尹承苗, 毛志泉
2019, 25(6): 925-932. doi: 10.11674/zwyf.18244
摘要:
目的有害真菌数量的增加是造成苹果连作障碍的主要原因。本文探讨了蚓粪对苹果连作障碍的防控效果以及作用机理。方法以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupeheusis Rehd.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤,取自山东省泰安市25年的红富士老果园。以连作土壤为对照 (CK),设灭菌连作土壤 (TM)、连作土壤施用蚓粪 (YF)、连作土壤施用灭菌蚓粪 (MYF) 共4个处理。幼苗生长一年后,测定平邑甜茶生物量、根系相关指标,分析土壤可培养微生物类群及土壤酶活性。结果与连作土壤CK相比,蚓粪(YF)和灭菌蚓粪 (MYF) 处理的平邑甜茶植株干重显著提高了351.1%和348.2%;蚓粪处理 (YF) 和灭菌蚓粪 (MYF) 处理都显著促进了平邑甜茶植株根系的生长,提高了植株根系的抗氧化酶活性和根系呼吸速率,两个处理间无明显差异;YF处理土壤细菌、放线菌数量分别增加了107.8%和97.7%,真菌数量减少了17.1%。实时荧光定量PCR结果显示,施入蚓粪后 (YF) 连作土壤中尖孢镰刀菌的数量下降了51.0%,MYF处理的尖孢镰刀菌数量降低了57.6%,YF和MYF两个处理间无显著差异;YF处理的土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比CK提高了97.9%、540.9%、213.1%和109.4%。结论在连作土壤上添加蚓粪或灭菌蚓粪,均可显著增加土壤中细菌和放线菌数量,降低真菌特别是尖孢镰刀菌数量,改善连作土壤微生物环境,进而减轻苹果连作障碍带来的危害,提高土壤酶活性,促进植株根系健康生长,提高平邑甜茶幼苗的生物量。
万寿菊秸秆用于苹果连作土壤生物修复材料的潜力
王晓芳, 赵玉文, 王玫, 王海燕, 盛月凡, 尹承苗, 陈学森, 毛志泉
2019, 25(6): 933-942. doi: 10.11674/zwyf.18222
摘要:
目的万寿菊秸秆具有抑制有害微生物的作用,而苹果产业的可持续发展受到连作障碍的严重制约。本文研究了利用万寿菊进行连作土壤生物消毒的效果,为万寿菊秸秆的有效利用和苹果连作障碍的生物防控寻找可行的方案。方法2017年以平邑甜茶幼苗为试材,以26年苹果树下棕壤为供试土壤进行了盆栽试验。设4个万寿菊秸秆粉加入量0、12、30、60 g/kg,与土壤混合,浇水,幼苗移栽之前用薄膜覆盖15天,揭开晾7天。同时,设置一组不添加万寿菊粉也不用薄膜覆盖的处理作为对照 (CK)。在幼苗生长3个月后开始取植株样,每隔一个月取一次,共采集三次,同时采集土壤样品。测定了平邑甜茶幼苗生长指标、光合参数、根系呼吸速率、保护性酶活性及土壤微生物等相关指标。结果与不添加万寿菊粉处理 (0 g/kg) 相比,万寿菊粉不同添加量处理均能显著增加根系呼吸速率,提高根系保护性酶活性;提高了平邑甜茶幼苗叶片的光合参数,促进连作平邑甜茶幼苗生长;优化土壤微生物环境。综合各指标,以30 g/kg处理的效果最好,与不添加万寿菊粉处理相比,平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率增加56.6%,根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别增加48.7%、113.5%、115.2%。株高、地径、地上部鲜重、叶片叶绿素含量分别增加183.3%、55.5%、221.5%和17.3%。净光合速率 (Pn) 提高了83.6%,水分利用效率 (WUE) 提高了57.1%。上述各指标均与0、12、60 g/kg处理差异显著。添加万寿菊秸秆粉处理土壤后,土壤细菌增加,真菌减少,12、30、60 g/kg添加量的土壤细菌/真菌比值分别为99.3、265.7、197.3,分别是不添加处理的1.4倍、3.7倍、2.7倍,处理间差异显著。土壤中的尖孢镰孢菌基因拷贝数均降低,分别比不添加万寿菊粉处理下降18.6%、57.1%、40.4%,处理间差异显著。T-RFLP结果表明,不添加万寿菊粉处理(0 g/kg) 与添加12 g/kg处理的真菌群落结构相似,30 g/kg与60 g/kg添加量的真菌群落结构较为相似,均与CK有明显差异。万寿菊添加量60 g/kg处理的各指标虽然优于对照,但不如添加量30 g/kg处理的。试验中发现连作土只覆膜处理虽然对各指标的改善有一定的作用,但效果不明显。结论在连作土壤上施用适宜量的万寿菊秸秆粉,能降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗根系的呼吸速率和保护性酶活性,促进幼苗的生长,提高幼苗的光合效率,有效缓解苹果连作障碍。因此,万寿菊秸秆粉是一种有效的连作土壤修复材料,其在生产实践中的适宜添加量需要进一步研究。
成都平原蚕豆高效根瘤菌的筛选及其促生功能初步评价
全紫曼, 陈远学, 刘明, 彭丹, 蒋帆, 周元, 邹兰, 徐开未
2019, 25(6): 943-952. doi: 10.11674/zwyf.18207
摘要:
目的筛选适用于成都平原的高效广谱蚕豆根瘤菌,并对其相关促生功能进行初步评价,为成都平原高效蚕豆根瘤菌剂的研制与应用提供科学依据。方法供试6株根瘤菌由课题组前期分离自成都平原,其与四川主栽蚕豆‘大白蚕豆’匹配良好,采用常规方法测定了这6个菌株分泌生长素及溶磷能力。菌株与蚕豆品种匹配试验采用低氮砂培法,供试蚕豆品种为成都平原主栽品种‘成胡14’、‘成胡15’;两个品种的蚕豆种子播种后,分别接种6个菌株,以不接种为对照 (CK),光照 (控温22~25℃、光照强度2800 lx左右、日照时间14 h) 下培养41天后收获,测定植株生物量和根瘤数。然后,对匹配性试验筛到的两株高效广谱根瘤菌进行田间验证,供试蚕豆品种为成胡15,将2个根瘤菌制备的菌剂 (活菌数5.0 × 108 CFU/g以上,载体为泥炭) 进行拌种,以不接菌处理的灭菌泥炭为对照。在盛花期 (生育期105 d) 采样测定株高、根瘤数、地上部分植株干重;收获期 (生育期200 d) 采样测产;测定两个时期植株样品氮、磷、钾含量。盛花期采用BOX-PCR分子标记法测定接种根瘤菌占瘤率,同时提取接种菌株SCAUf73、SCAUf76 的总DNA,比较接种菌株及相应根瘤类菌体根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指纹图谱。用多位点基因序列分析法对田间验证的优良菌株SCAU73进行分类地位研究。结果1) 通过匹配性砂培试验,筛选到2株与2个成都平原主栽蚕豆品种均高效匹配的根瘤菌SCAUf73、SCAUf76。SCAUf76、SCAUf73能使‘成胡14’、‘成胡15’植株干重较CK显著增加40.5%~ 61.6%。2) 通过两株菌田间接种试验发现,接种SCAUf76处理的蚕豆产量与CK差异不显著;接种SCAUf73处理蚕豆植株干重、全氮含量等指标均高于CK,籽粒鲜产比CK显著增加25.0%,并显著高于SCAUf76,其占瘤率达到33%。3) 多位点基因序列分析表明,SCAUf73可能是Rhizobium的一个新类群。4) 促生性试验表明,6株菌都能分泌生长素 (IAA),最大分泌量为21.0 mg/L(SCAUf76);供试菌株的溶磷能力不明显。结论从成都平原上筛选的6个菌株中,SCAUf73具有分泌IAA能力,与蚕豆接种后,占瘤率达33%,可显著促进蚕豆氮素吸收积累,提高蚕豆籽粒产量。与成都平原的主栽蚕豆品种匹配的高效广谱根瘤菌SCAUf73,适用于成都平原的蚕豆生产。
UPLC-MS/MS同时测定土壤中19种植物激素方法的建立和验证
卢玉秋, 宋阿琳, 唐治玉, 李艳玲, 董炜灵, 王恩召, 唐治喜, 范分良
2019, 25(6): 953-962. doi: 10.11674/zwyf.18129
摘要:
目的本文旨在建立土壤中多种植物激素的提取及超高效液相色谱串联质谱法,并用此方法同时测定土壤中茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素,玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯、脱落酸、赤霉素、水杨酸共19种植物激素含量。方法以根标土壤为试验材料,采用异丙醇︰水︰甲酸 (80︰19︰1,V/V/V) 作为提取剂,经过超声、离心后得到植物激素提取液,提取液于常温条件下真空浓缩至干,采用甲醇进行复溶,得到植物激素待测液。采用Waters ACQUITYUPLC® HSST3色谱柱对19种植物激素进行分离,以0.30 mmol/L甲酸铵水溶液 (含0.01%甲酸) 作为流动相A和0.30 mmol/L甲酸铵乙腈 (含0.01%甲酸) 作为流动相B进行梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,柱温为30℃;采用超高效液相色谱串联质谱,多反应监测离子模式进行定性定量分析,其中,茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素、玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯采用正离子模式扫描,脱落酸、赤霉素、水杨酸采用负离子模式扫描;采用外标法测定植物激素回收率。结果在本试验浓度范围内,上述19种植物激素浓度与对应峰面积的相关系数 (r) 均大于0.99,检出限介于0.02~1.06 ng/g之间,19种植物激素的加标回收率为70.2%~117%,相对标准偏差介于0.20%~7.3%之间。采用优化后的实验方法测定土壤中的植物激素,结果检测出吲哚-3-乙酸、吲哚-3-羧酸、吲哚-3-乙酸甲酯、水杨酸和独角金内酯5种植物激素,含量为0.55~5.79 ng/g。结论本方法前处理不需要过夜浸提,加入二氯甲烷后,超声离心浓缩复溶后可直接进样检测,大大缩短了样品的前处理时间,超高效液相色谱串联质谱法操作简单,选择性好,灵敏度高,可实现土壤样品中多种植物激素的同时检测,为土壤中植物激素的深入研究提供了一种有效的研究方法。
水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程中磷素形态变化的影响
王砚, 李念念, 朱端卫, 周文兵, 陈焰鑫, 伍玉鹏
2019, 25(6): 963-971. doi: 10.11674/zwyf.18279
摘要:
目的明确秸秆预处理加快堆肥效率的同时,考察其是否能对堆体中磷的转化产生影响。方法通过添加秸秆腐熟剂 (B) 和氢氧化钙 (C) 分别对水稻秸秆进行10 d (B1、C1) 和20 d (B2、C2) 的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照 (CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了水稻秸秆的改变程度,并用传统方法分级测定了堆肥过程中连续浸提的磷形态。结果秸秆腐熟剂预处理对秸秆结构破坏性更强,且预处理时间越长效果越好。秸秆腐熟剂预处理可缩短堆肥高温期,促进水稻秸秆与猪粪混合堆肥的进程,而氢氧化钙预处理则并无明显效果。堆肥结束后,C1和C2的总磷含量分别为26.47和23.68 g/kg,CK为22.51 g/kg;而B1和B2处理分别高达29.84和32.88 g/kg。不同处理堆体中各形态磷含量差异较大,但整体来看各形态总磷含量高低依次为HCl-P > NaHCO3-P > H2O-P > NaOH-P。从植物有效磷 (H2O-P+NaHCO3-P) 含量上来看,秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理 (B1和B2分别为14.44和13.74 g/kg,C1和C2分别为12.27和12.02 g/kg)。不同的秸秆预处理时间对堆肥过程中磷素形态的转变影响不大,但与氢氧化钙预处理组相比,秸秆腐熟剂预处理更有利于NaOH-Po向NaOH-Pi的转化。结论秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理破坏性强于氢氧化钙预处理,且预处理时间越长效果越好。预处理有利于促进秸秆、猪粪混合堆肥过程中磷植物有效性的提高,且秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理。
复合污染土壤上几种叶类蔬菜对Cd和As的富集效应
孟媛, 张亮, 王林权, 上官宇先, 杨阳, 李雪芳, 李娜
2019, 25(6): 972-981. doi: 10.11674/zwyf.18277
摘要:
目的不同蔬菜镉、砷富集系数各异,对镉和砷污染土壤的响应也不同。研究复合污染土壤上不同叶类蔬菜对Cd和As的积累效应,为轻度–中度Cd和As污染土壤的合理与安全利用提供适宜的蔬菜种类。方法采集了西安市12个污染程度不同的菜地耕层土壤,于2015年3月6日—5月26日在西北农林科技大学资源环境学院遮雨大棚内进行了盆栽试验。供试7种叶菜,包括菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿。蔬菜收获后,测量了蔬菜产量、Cd和As含量与吸收累积量,计算了蔬菜对Cd和As的富集系数等,并用线性回归模型研究了不同蔬菜栽培的土壤Cd和As安全临界值。结果镉污染土壤 (0.6~2.4 mg/kg) 对大多数蔬菜生物量有抑制效应,中、低浓度镉砷复合污染 (Cd 1.0~2.4 mg/kg,As 24.9~26.8 mg/kg) 对供试蔬菜生长没有叠加效应。镉污染土壤上,菠菜、油菜、苋菜叶、生菜可食部Cd含量均超出食品安全限量标准(0.2 mg/kg),其中菠菜和油菜Cd最高超标4倍以上;而茼蒿和空心菜茎秆Cd未超标。虽然供试蔬菜砷含量随着土壤砷含量增加有升高趋势,但叶菜As含量没有超标。7种蔬菜Cd富集系数为0.083~0.491,高低顺序为油菜、菠菜、生菜和苋菜叶 > 油麦菜、苋菜茎和空心菜叶 > 空心菜茎和茼蒿。菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿土壤Cd安全临界值分别为0.33、0.38、0.46、1.15、0.59~1.79、1.49~8.16和8.98~17.11 mg/kg,其中菠菜、油菜和生菜阈值与现行标准 (0.3~0.6 mg/kg) 相当,而油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿均大于土壤重金属污染限量值。As富集系数为0.002~0.006,空心菜叶和茼蒿叶片As富集系数显著高于其他蔬菜。7种蔬菜的土壤As临界阈值分别为62.31、70.35、70.21、67.41、67.86~90.43、57.21~75.70和72.43~105.06 mg/kg,均高于现行标准 (25 mg/kg)。结论中等程度的Cd和As复合污染土壤上,Cd对蔬菜的生长有显著的抑制,As与Cd没有叠加作用。不同蔬菜的产量、污染程度和安全阈值等有显著差异,因此选择低富集、抗污染蔬菜品种是利用中低重金属污染土壤的一条可行途径。空心菜和茼蒿对Cd富集系数低,可推荐在中、低污染土壤上种植。
镉胁迫下生物炭与锌/钾叶面肥促进烟草生长降低镉富集的协同效应
刘领, 悦飞雪, 李继伟, 李冬, 王艳芳
2019, 25(6): 982-990. doi: 10.11674/zwyf.18283
摘要:
目的生物炭和叶面肥在单独调控重金属胁迫条件下植物生长及重金属离子吸收方面的应用价值已被一些研究证实,然而它们在土壤重金属镉污染修复中的耦合效应及其机制尚不十分清楚。烟草为镉易富集植物,研究生物炭和锌/钾叶面肥单施或联合施用对烟草生长和镉富集特性的影响,为镉污染土壤的修复及烟草安全生产提供理论依据。方法采用盆栽模拟轻度土壤镉污染胁迫试验,供试烟草品种为‘中烟100’。设置6个试验处理:对照 (CK)、土施生物炭20 g/kg (B)、喷施0.5%ZnSO4叶面肥 (Zn)、喷施0.5%KH2PO4叶面肥 (K)、生物炭 + 喷施ZnSO4叶面肥 (B + Zn)、生物炭 + 喷施KH2PO4叶面肥 (B + K),每个处理重复8次。将烟草分割为根、茎、下部叶 (从下到上1~5片)、中部叶 (6~10片)、上部叶 (11~15片) 5部分。测定株高、生物量、丙二醛含量 (MAD)、超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 活性、烟株各部位的镉含量,计算了镉富集和转运系数,分析了土壤中镉形态的变化。结果1) 单独施用叶面肥较单独施用生物炭更有利于增强镉胁迫下叶片的抗氧化性能,促进烟株生长。与B处理相比,Zn和K处理的MDA含量分别降低12.8%和15.1%,POD活性分别增加32.2%和29.9%,CAT活性分别增加25.5%和18.2% (P < 0.05),Zn和K两处理之间的抗氧化酶活性无显著差异 (P > 0.05)。单独施用生物炭较单独施用叶面肥更有利于降低土壤中镉的生物有效性。与Zn和K处理相比,B处理的土壤弱酸提取态镉含量分别降低19.0%和19.3%,可还原态镉含量分别降低22.3%和23.9% (P < 0.05)。单独喷施叶面肥对土壤镉形态无显著影响 (P > 0.05)。2) 生物炭和叶面肥配施具有叠加效应,且B + Zn处理对促进镉胁迫下烟株生长和减少烟株镉吸收方面效果大于B + K处理。与CK、B、Zn处理相比,B + Zn处理的株高分别增加52.8%、25.9%和11.8%,地上干重分别增加146%、89.1%和45.3%,SOD活性分别增加29.8%、19.7%和11.0%,POD活性分别增加94.0%、64.1%和24.1%,CAT活性分别增加183.8%、90.9%和52.2%,烟株根镉含量分别减少53.9%、25.2%和31.6%,茎镉含量分别减少74.5%、53.9%和63.7%,上部叶镉含量分别减少63.1%、18.8%和40.1%,中部叶镉含量分别减少63.6%、27.7%和35.3%,下部叶镉含量分别减少63.8%、34.1%和46.9%,烟株镉生物富集系数分别降低64.4%、31.0%和48.4%,镉生物转运系数分别降低33.3%、20.2%和28.5%,土壤中弱酸提取态镉含量分别降低19.5%、7.5%和19.0%,土壤中还原态镉含量分别降低22.9%、2.0%和20.8%,土壤中可氧化态镉含量分别增加62.5%、5.6%和54.6%,土壤中残渣态镉含量分别增加206.9%、10.7%和174.7%。与B + K处理相比,B + Zn处理的烟株地上干重增加18.3%,上部叶、中部叶、下部叶镉含量分别减少8.4%、13.9%和16.9%,镉生物富集系数和转运系数分别降低20.8%和8.5%。结论在镉污染胁迫下,土施生物炭可以降低土壤中镉的生物有效性,减少烟草的吸收。叶面喷施锌、钾肥可以提高烟草植株的抗氧化性能,促进烟株生长。生物炭配合叶面肥具有明显的协同作用,降低烟草中镉的运转系数和富集系数的效果显著高于锌/钾叶面肥单独施用。在本试验条件下,生物炭配合喷施硫酸锌的效果好于生物炭配合喷施磷酸二氢钾,可作为提高烟草生产安全及土壤镉污染修复的一项有效措施。
河南省玉米施肥效应对基础地力的响应
徐霞, 赵亚南, 黄玉芳, 汪洋, 孙笑梅, 叶优良
2019, 25(6): 991-1001. doi: 10.11674/zwyf.18240
摘要:
目的整理2005—2013年在河南省布置的885个玉米“3414”田间试验,分析不同地力水平下玉米施肥后的增产效果、经济效益及氮、磷、钾肥利用效率,明确不同地力水平下河南省玉米施肥效应,为科学施肥提供理论依据。方法选取其中5个处理CK (N0P0K0)、–N (N0P2K2)、–P (N2P0K2)、–K (N2P2K0) 和NPK (N2P2K2) 的试验结果。按CK处理产量将供试885个试验地土壤基础地力划分为 < 4 t/hm2、4~6 t/hm2、6~8 t/hm2、> 8 t/hm2四个水平,收集了玉米施用氮、磷、钾肥的增产量、增产率、产值、施肥成本、施肥利润和产投比,计算了各施肥处理的农学效率、偏生产力、肥料贡献率、地力贡献率。结果四个地力水平的试验地样本量分别占总样本的15.35%、49.42%、29.42%、5.81%。NPK处理的增产量在四个地力水平下依次为3.04、2.49、1.88和1.12 t/hm2,且各地力水平间差异显著。增产率表现出和增产量一样的变化趋势,且下降趋势更明显。基础地力产量 < 4 t/hm2时,NPK处理的增产率平均达93.23%,而基础地力产量 > 8 t/hm2仅为14.44%。在施肥经济效益方面,各施肥处理的产值、施肥利润及产投比均随地力水平的提高而升高,各地力水平间差异显著。其中NPK处理的产值、施肥利润及产投比在地力产量 < 4 t/hm2时分别为10238元/hm2、8862元/hm2和5.75,在基础地力产量 > 8 t/hm2时分别为15407元/hm2、13736元/hm2和8.05。河南省土壤地力对玉米产量的贡献率平均为69.99%,各地力水平下的地力贡献率随地力水平的提高而显著提高,四个地力水平的地力贡献率平均依次为53.24%、67.68%、78.80%和86.63%。土壤氮素、磷素、钾素地力贡献率平均分别为78.32%(40.72%~100%)、88.47% (70.40%~100%)、90.02%(78.27%~99.31%),总体以钾地力贡献率最大,磷地力贡献率次之,氮地力贡献率最小。从地力水平变化的角度来看,氮素、磷素、钾素地力贡献率均随地力水平的提高而逐渐增高,其中各地力水平下土壤氮素的地力贡献率分别为65.08% (< 4 t/hm2)、77.04% (4~6 t/hm2)、85.32% (6~8 t/hm2)、90.47% (> 8 t/hm2)。不同地力水平下各施肥处理的偏生产力随地力水平的提高而显著升高,农学效率和肥料贡献率总体随地力水平的提高而下降,说明提高基础地力可降低玉米产量对外源肥料的依赖性。结论提高土壤基础地力能够促进玉米增产、增收,降低玉米对外源肥料的依赖。河南省玉米生产中应重视土壤培肥,并根据不同地力水平合理施肥以保证玉米高产稳产、提高养分利用效率、节本增收。
江苏泰州市稻−麦轮作体系土壤氮磷钾养分平衡状况
崔振
2019, 25(6): 1002-1009. doi: 10.11674/zwyf.18106
摘要:
目的本文旨在评价泰州市稻麦轮作耕地养分平衡情况,为推进耕地质量提升、减轻农业面源污染提供理论依据,对今后耕地质量建设与保护工作提出对策和建议。方法以江苏省耕地质量监测数据库中2012—2017年泰州市20个省级耕地质量监测点的肥料投入和作物产量数据为基础,根据不同作物产量与养分吸收的关系测算出各监测点养分投入和吸收数据,并据此计算养分平衡率,利用SPSS软件对不同农区、不同年度的上述数据进行统计分析。结果该市近年来氮肥投入总量基本稳定,磷肥、钾肥投入逐年上升,2017年增加显著。不同农区、不同年度的作物产量间没有显著性差异,年均产量为小麦籽粒4705.5 kg/hm2,小麦茎杆5220.3 kg/hm2,水稻籽粒7049.2 kg/hm2,水稻茎杆7511.5 kg/hm2。全市耕地土壤氮肥、磷肥盈余,钾肥亏损。氮肥年均盈余率为117.53%,磷肥年均盈余率为24.19%,钾肥年均亏缺率为−49.04%。土壤氮肥盈余率较为稳定,年度间变化不显著。磷肥盈余率呈现逐年上升趋势,但没有显著差异。钾肥亏缺率呈现逐年下降趋势,2017年钾肥亏缺率为−36.19%,显著低于其他年份。各区土壤养分盈亏情况均为氮、磷盈余,钾亏损。氮肥以里下河区盈余率最高,为139.53%,显著高于高沙土区(106.27%)和沿江区(106.71%)。磷肥盈亏率各区之间没有显著性差异。钾肥以高沙土区亏缺率最低,为−40.96%,显著低于里下河区(−57.73%)和沿江区(−48.19%)。结论泰州市近年来肥料投入整体符合“减氮控磷、补施钾肥”的原则,有效保证了当地作物的稳定高产,但各农区土壤养分盈亏状况不同,氮磷钾养分盈亏变化趋势也不完全相同。因此,应根据各区具体盈余及变化,调整氮磷钾施肥量。
日光温室冬春茬番茄优化滴灌肥水管理参数研究
李若楠, 黄绍文, 史建硕, 王丽英, 唐继伟, 袁硕, 任燕利, 郭丽
2019, 25(6): 1010-1021. doi: 10.11674/zwyf.18342
摘要:
目的合理的滴灌肥水管理是提高番茄生产效益的重要技术。本文研究了番茄不同生育阶段适宜的滴灌参数,为优化关键期肥水施用,确定简便量化滴灌方案,实现设施番茄肥水精量化管理提供科学依据。方法供试作物为日光温室冬春茬番茄,品种为荷兰瑞克斯旺1404。灌水方式为滴灌,除基肥外,追肥随水滴施。试验设低量、中量、高量3个灌水量 (分别以W1、W2、W3表示) 和低量、中量、高量3个施肥量 (分别以F1、F2、F3表示),共9个水肥组合处理。W2水量和F2肥量为滴灌番茄相对适宜水肥用量。在F2下,W1、W2、W3处理安装土壤水盐原位监测设备,实时监测0—100 cm土体水分变化。结果1) 随着滴灌水量的增加,番茄产量、养分吸收量、土壤含水量显著增加,但品质显著降低,土壤养分呈现向深层迁移趋势。与W1处理相比,W2和W3处理总产量增加6.8%~12.0%,单果增重6.8%~8.6%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加5.9%~11.7%、8.9%~20.3%、8.0%~8.3%,主根区0—40 cm土体开花至拉秧期间平均体积含水量增加3.5~5.9个百分点,但果实Vc含量降低4.6%~17.0%,可溶性固形物含量降低5.4%~9.7%,0—40 cm土体硝态氮残留量降低17.4%~37.6%,0—20 cm土层有效磷含量降低16.5%~26.2%,而20—40 cm土层有效磷、速效钾含量分别增加5.0%~32.0%、4.3%~8.8%。2) 随着滴灌施肥量的增加,冬春茬番茄产量略有提升,养分吸收量和表层土壤养分残留量显著增加,而果实硝酸盐、可滴定酸、Vc、可溶性固形物含量没有显著变化。与F1处理相比,F2和F3处理总产量仅增加2.0%~3.1%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加6.0%~14.7%、7.5%~15.7%、11.9%~19.7%,0—40 cm土体硝态氮、有效磷、速效钾残留量分别增加71.7%~218.9%、28.9%~57.6%、0.9%~11.3%。3) 综合水肥效应,供试条件下W2F1处理能保证较高产量和较优品质,同时降低土壤养分残留,为较合理的肥水组合处理;若仅考虑产量效应,以W3F3处理最优。结论冬春茬番茄主根区0—40 cm土体相对含水量“适宜值”/“控制下限”在第1、2、3、4、5穗果座果时,分别为69%/62%、78%/67%、78%/67%、87%/77%、87%/77%;在第5穗果膨大至直径3~4 cm、6~7 cm及采收前三个时期,分别为87%/77%、69%/62%、56%/50%。第4穗果实形成期间 (5月份),1~5穗果实同时膨大,此时滴灌肥水管理对产量的形成较为关键。在与供试条件相近的温室,推荐冬春茬番茄 (保留5穗果实) 在基施商品有机肥22.5 t/hm2基础上,开花期和果实形成期分别选择N–P2O5–K2O配比接近22–12–16和19–6–25的全水溶滴灌专用肥,从第1穗果开花至坐果开始滴灌肥水,10~12天滴灌1次,水量依次控制在90、195、195、270、270、270、195、120 m3/hm2,施肥量依次控制在37.5、75、75、75~150、75~150、75~150、75、75 kg/hm2,定苗缓苗水按常规管理进行,能保证较高产量水平140~150 t/hm2
脱盐味精尾液对Na2CO3胁迫下小白菜种子萌发和幼苗生长的影响
许猛, 袁亮, 李伟, 李燕婷, 赵秉强
2019, 25(6): 1022-1031. doi: 10.11674/zwyf.18281
摘要:
目的外源氨基酸能够缓解氯化钠对作物的胁迫,但其能否缓解毒害作用更大的碱性盐 (Na2CO3) 胁迫尚无定论。本文研究了富含多种氨基酸的脱盐味精尾液制剂 (以下简称尾液) 对Na2CO3胁迫下小白菜种子萌发、幼苗生长和生理指标的影响,旨在为该类制剂在农业生产中,特别是盐碱土地区的推广应用提供科学依据和理论指导。方法供试脱盐味精尾液粗蛋白含量为47.62%,游离氨基酸以谷氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、甘氨酸、亮氨酸、色氨酸等为主,总含量为15.4%,Na+含量1.2%,pH 3.9 (固水比为1∶250)。以小白菜 (Brassica chinensis L.) 种子和幼苗为供试材料,分别进行萌发试验和幼苗培养试验。种子萌发采用标准发芽试验方法,种子在0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 g/L尾液中浸种12 h后,分别移至含5 mL 0、10、20、30 mmol/L Na2CO3溶液的培养皿中萌发,测定其发芽势、发芽率、胚根长和胚芽长。幼苗培养试验选取整齐一致的幼苗,缓苗后,于营养液中分别加入0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 g/L的尾液和0、2.5、5、10 mmol/L Na2CO3进行培养。在碱害明显后,取样测定生长量、SPAD值、根长、株高以及叶片超氧化物歧化酶 (SOD) 活性、过氧化氢酶 (CAT) 活性、过氧化物酶 (POD) 活性、丙二醛 (MDA) 含量、超氧阴离子自由基 (\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}) 产生速率、脯氨酸 (Pro) 含量等生理指标。结果1) 在同一浓度的Na2CO3胁迫下,随尾液浓度的增加,小白菜种子的发芽势、发芽率、胚根长和胚芽长均表现出先上升后下降的变化规律,以添加0.1 g/L尾液的缓解效果最佳。2) 在同一浓度Na2CO3胁迫下,低浓度尾液 (0.05~0.1 g/L) 能够提高小白菜幼苗生长量、SPAD值,同时保持Pro含量,提高抗氧化酶活性,降低\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}产生速率和MDA含量;当尾液浓度增加到0.4 g/L和0.8 g/L时,叶片\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}产生速率和MDA含量明显上升,同时小白菜生长量、SPAD值、根长和株高均大幅下降,显著抑制了小白菜幼苗的生长。3) 在2.5 mmol/L Na2CO3条件下,尾液浓度以0.05 g/L效果最好,而在5 mmol/L Na2CO3和10 mmol/L Na2CO3条件下,尾液浓度以0.1 g/L效果最好。结论脱盐味精尾液可在一定浓度范围内缓解Na2CO3对小白菜种子萌发和幼苗生长的抑制作用。在外源Na2CO3浓度为10~30 mmol/L时,用0.1 g/L尾液浸种能够促进种子萌发,缓解Na2CO3对小白菜种子萌发的抑制作用;在Na2CO3 2.5~10 mmol/L条件下,在营养液中补充0.05~0.1 g/L的尾液能够提高小白菜幼苗叶片抗氧化酶活性,增强叶片光合作用,显著提高幼苗生长量,缓解Na2CO3对小白菜生长的抑制作用。
稻草还田对设施切花菊品质及连作土壤养分的影响
张凯凯, 陈慧杰, 赵佳淼, 江泾, 管志勇, 房伟民, 陈发棣, 赵爽
2019, 25(6): 1032-1037. doi: 10.11674/zwyf.18209
摘要:
目的针对设施切花菊连作土壤质量严重下降切花菊品质逐年下降的现象,研究探讨暗管排水 (埋管最适间距 2 m)条件下,稻草还田措施对设施切花菊‘神马’连作土壤理化性质及品质的改善效果。方法试验设5个处理:1) 无暗管和无秸秆还田 (CK);2) 有暗管和无秸秆还田 (PS0);3) 有暗管和800 kg/hm2秸秆还田 (PS800);4) 有暗管和1600 kg/hm2秸秆还田 (PS1600);5) 有暗管和2400 kg/hm2秸秆还田 (PS2400)。 测定温室耕作层土壤 (0—15 cm) 养分含量、阳离子交换量、全盐含量以及植株主要生理指标。结果暗管排水条件下,不同稻草还田量均可显著增加土壤中的有机质含量、有效磷含量及速效钾含量。与CK相比,1600 kg/hm2稻草还田量处理后土壤碱解氮含量最低,而土壤的阳离子交换量与其他处理相比分别增加了32.7%、23.6%、11.4%、8.23%;除此之外,各稻草还田处理均可有效降低土壤pH值、土壤全盐量及电导率,其中1600 kg/hm2稻草还田量处理后土壤耕作层电导率最低,为167 μS/cm,相比CK下降了31.1%;各稻草还田处理使切花菊的株高、茎粗、舌状花数、花鲜重和生物量等主要生理指标显著提高,切花菊‘神马’的株高、舌状花数、生物量在1600 kg/hm2稻草还田处理下显著高于其他处理。结论1600 kg/hm2稻草还田量为本试验综合效果最佳的处理,其对设施切花菊‘神马’土壤理化性质改善明显,土壤肥力增加显著,切花菊品质提高最佳。
专题综述
根系分泌物抑制连作障碍线虫病的根际调控机制及其应用
刘彤彤, 卢巧芳, 王男麒, 王天琪, 刘环环, 左元梅
2019, 25(6): 1038-1046. doi: 10.11674/zwyf.18284
摘要:
作物长期连作极易出现连作障碍 (再生病害),本文围绕因传统耕作模式和种植习惯而诱发的新疆棉花、黑龙江大豆、河南花生、山东设施蔬菜、两广香蕉等连作障碍问题,对全国连作现象进行系统分析,发现全国连作现象普遍。按照耕地面积将连作障碍划分为五个等级,其中华北三省和东北的黑龙江省连作障碍等级最高,且各省连作现象均以大田经济作物为主。以香蕉、大豆 (大田经济作物)、黄瓜 (设施园艺作物) 和三七 (中草药) 为代表,比对最低产量和正常产量在连作年份的变化,表明连作障碍发生规律成抛物线式,防控连作障碍需找到问题关键时期。单一根系分泌物介导的微生物多样性降低、病原菌富集,植物寄生线虫危害和土壤弱化是导致连作障碍的主要原因,其中线虫对植物的侵染危害作为土传病害是防治连作障碍中最难解决的问题之一,尤其是在设施蔬菜上。线虫在长期进化过程中形成了具有识别、寻找和侵染寄主的生物学功能,而不同植物根系分泌物对线虫发育和对宿主的识别侵染能力有不同的调控作用。针对根系分泌物–线虫互作为诱因的线虫病害,深入探讨易感作物和抗性/非寄主植物根系分泌物对线虫发育和对植物侵染的生物学机制,提出根际调控措施。在J2时期利用抗性/非寄主植物根系分泌物,调控根结线虫Mi-16D10Mi-flp-18等基因和孢囊线虫的Hg-rbp-2等基因的表达控制线虫的发育、侵染和迁移,通过生物源功能物质定向防控线虫侵染作物。这些结果加深了我们对生物活性物质调控植物寄生线虫机制的认识。未来,以筛选和鉴定抗性或非寄主作物特异根系分泌物对线虫侵染的调控为依据,配置生物功能型肥料,利用植物源活性物质替代传统农药控制线虫病害的根际调控措施,定向调控植物根际生物学过程将成为国内外研究热点。此文将为未来深入系统地研究根系分泌物–线虫的相互作用及克服连作障碍提供理论基础,进而促进土壤健康和作物优质高产高效,对实现绿色农业和可持续发展具有重要的理论和实践指导意义。
研究简报
稻草覆盖还田对直播冬油菜生长及养分积累的影响
王昆昆, 刘秋霞, 朱芸, 李小坤, 任涛, 鲁剑巍, 丛日环
2019, 25(6): 1047-1055. doi: 10.11674/zwyf.18215
摘要:
目的冬油菜产量常受限于季节性干旱、冬季低温以及土壤肥力较低等因素。考虑到秸秆还田有培肥土壤的优势以及长江中下游地区稻草过剩的现实,通过田间试验研究稻油轮作区稻草覆盖还田对直播冬油菜生长的影响,探讨稻草整株覆盖还田对直播油菜生育期内密度、株高、根茎粗的变化特征及其对油菜产量和养分吸收量的影响。方法试验于2014—2015和2015—2016年在湖北省武汉市华中农业大学试验场进行,共设置4个处理,分别为:1) 对照,不施肥稻草不还田 (CK);2) 不施肥稻草覆盖还田 (S);3) 单施化肥 (NPK);4) 稻草覆盖还田配施化肥 (NPK + S)。施肥处理 (NPK、NPK + S) 肥料用量为N 180 kg/hm2、P2O5 60 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2、硼砂15 kg/hm2。分别于油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期和成熟期取样,测定油菜地上部生物量,氮磷钾含量和积累量,并在田间监测油菜生育期内密度、株高和根茎粗。结果稻草覆盖还田提高土壤最低温度0.6~1.2℃(播后95天),降低土壤最高温度0.8~1.8℃(播后184天),缩小土壤温度变幅2.3℃(播后95~184天),提高土壤平均含水量8.0%~8.9%(播后48~184天)。与稻草不覆盖相比,稻草覆盖还田减少冬油菜80%以上的出苗密度;与出苗密度相比,成熟期CK、S、NPK和NPK + S处理的密度分别降低71.3%、40.3%、69.5%和32.1%,稻草还田处理的油菜生育期内密度降低幅度小于稻草不还田处理。油菜成熟期S处理的根茎粗和株高分别比CK显著提高了22.7%和8.3%,NPK + S和NPK处理株高和根茎粗无明显差异。两年结果表明,S处理的最大生物量较CK平均增加了88.6%,与NPK处理相比,NPK + S处理的地上部苗期生物量降低3.7%~27.9%,角果期生物量平均增加28.1%。CK和S处理氮、磷和钾素积累量均在蕾薹期—花期差异较大,成熟期S处理的氮、磷积累量分别较CK高28.6%~268.2%、93.3%~253.1%,两年增产率分别为218.8%和28.5%;施肥处理 (NPK、NPK + S) 冬油菜氮、磷和钾积累量随生育期持续增加,均在角果期达到最大值,与NPK相比,NPK + S处理分别提高成熟期油菜氮、磷和钾积累量18.1%~19.1%、23.7%~36.9%和28.3%~56.9%,两年分别增产1811和1032 kg/hm2,增产率分别达到25.6%和20.3%。结论稻草覆盖还田能缓解气温骤变对土壤温度的影响,保持土壤含水量,缓解土壤干旱。稻草覆盖还田前期抑制直播冬油菜的出苗密度,后期可维持冬油菜密度的稳定,同时对冬油菜的生长、生物量、产量和养分吸收量有促进作用。
膜下滴灌花生适宜追肥时期和次数研究
侯凯旋, 崔洁亚, 张晓军, 司彤, 王月福, 王铭伦, 邹晓霞
2019, 25(6): 1056-1063. doi: 10.11674/zwyf.18323
摘要:
目的为建立节水省肥高效花生栽培技术体系,本文研究了膜下滴灌追肥时期和次数对花生生长发育和产量的影响,明确膜下滴灌条件下花生高产栽培适宜的追肥时期和次数,探究出适用于花生生产的高效水肥一体化管理方式。方法于2017年在青岛农业大学胶州现代科技示范园,以花生品种青花7号为试材,进行了一垄双行膜下滴灌施肥田间试验。以不灌水不追肥为对照 (CK),在花生生育期间施肥总量相同的前提下,设置7种追肥方式,分别为:花针期追施1次肥 (N),结荚期追施1次肥 (P),饱果期追施1次肥 (F),花针期和结荚期分别追施1次肥 (NP),花针期和饱果期分别追施1次肥 (NF),结荚期和饱果期分别追施1次肥 (PF),花针期、结荚期和饱果期分别追施1次肥 (NPF),共8个处理。分别于花针期施肥前1天和施肥后12天、结荚期施肥前1天和施肥后12天、饱果期施肥前1天和施肥后12天、收获期取样,调查入土果针数和未入土果针数、单株荚果数。在收获期测定荚果产量、百果重、百仁重、荚果数、籽仁重、出仁率。结果就追肥时期而言,追肥效果为花针期 > 结荚期 > 饱果期;就追肥次数而言,2~3次追肥效果优于1次追肥。花生生育期间只追肥1次的情况下,以花针期追肥增产幅度最高,结荚期追肥次之,饱果期追肥最低,分别较对照增产18%、15%和8%;花生生育期间追肥2次,则以花针期和结荚期追肥增产幅度最高,花针期和饱果期追肥次之,结荚期和饱果期追肥最低,分别较对照增产38%、24%和20%;花生生育期间追肥3次 (花针期、结荚期和饱果期),较对照增产27%。各处理比对照花生百果重分别增加5%、6%、7%、15%、11%、11%、15%;百仁重分别增加1%、3%、2%、5%、5%、6%和7%;荚果数分别提高23%、21%、17%、51%、30%、36%和49%;籽仁重分别提高14%、21%、18%、43%、23%、27%和30%;出仁率分别提高5%、2%、2%、5%、3%、3%和5%。结论在本试验条件下,追肥时期越早、前期追肥量越大越有利于促进花生果针的形成、入土和结果。综合考虑滴灌追肥成本及效益,花生生育期内追肥2次,即在花针期和结荚期追肥对花生生长和产量表现最优,可作为花生水肥一体高效施肥管理措施。
基于多效唑减量和川麦冬优质高产的施肥量研究
雷飞益, 杨正明, 张亚琴, 陈雨, 李思佳, 窦明明, 石峰, 陈兴福
2019, 25(6): 1064-1072. doi: 10.11674/zwyf.18233
摘要:
目的川麦冬生产上存在多效唑滥用现象,长期过量施用多效唑会造成土壤酸化、有效养分淋湿,降低川麦冬产量及品质,不利于川麦冬出口。本研究旨在找到合理的氮、磷、钾肥配比,以期减少多效唑的施用量。方法田间试验采用4因素5水平 (2、1、0、–1、–2水平) 二次正交旋转组合设计,氮肥5个水平分别为3200、2500、1800、1100、400 kg/hm2;磷肥5个水平4100、3100、2100、1100、100 kg/hm2;钾肥5个水平分别为1760、1333、907、480、53 kg/hm2;多效唑用量分别为150、112.5、75、37.5、0 kg/hm2共36个处理。于收获期调查了川麦冬根、茎、叶生长状况,块根产量及折干率、根冠比。结果试验因素对块根鲜重、块根干重、叶鲜重、叶干重、叶长、根冠比有显著影响,对叶片数、叶宽、分蘖数、须根数、须根长、块根数及折干率无显著影响。随氮肥施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。随磷肥施用水平的增加,叶干重先增加后降低、根冠比先降低后升高。随钾肥施用水平的增加,叶鲜重、叶干重增加,块根鲜重先降低后增加,根冠比 (干) 降低。随多效唑施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。在影响地上部生长的因素中,多效唑贡献率最高,在影响产量的因素中,氮肥贡献率最高。结论通过肥料的合理配施,可保证川麦冬产量,多效唑的施用量较川麦冬生产中用量降低41%。川麦冬产量大于3100 kg/hm2的肥料用量为尿素799~1051 kg/hm2、过磷酸钙1904~2296 kg/hm2、硫酸钾823.31~900.69 kg/hm2,其多效唑用量为44.25~58.88 kg/hm2