• ISSN 1008-505X
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2019, 25(9): 1-5.
摘要:
连续施用生物炭对棕壤磷素形态及有效性的影响
高天一, 李娜, 彭靖, 高鸣慧, 罗培宇, 韩晓日
2019, 25(9): 1451-1460. doi: 10.11674/zwyf.18405
摘要:
目的土壤磷有效性差、磷肥利用率低是农业发展的主要限制因素之一。生物炭作为新型土壤改良剂,其独特的理化性质会影响磷素形态及有效性。本研究通过分析连续施用不同用量生物炭对棕壤不同形态磷素含量及变化规律,探讨各形态磷对棕壤磷素有效性的贡献,以期明确生物炭对棕壤磷素有效性的作用,为其合理农用提供理论依据。方法本试验研究对象为连续5年增施生物炭的玉米连作棕壤,共设5个处理:不施肥(CK)、单施化肥氮磷钾(NPK )、1.5 t/hm2生物炭 + 氮磷钾(C1NPK)、3 t/hm2生物炭 + 氮磷钾(C2NPK) 和6 t/hm2生物炭 + 氮磷钾(C3NPK),采用蒋柏藩、顾益初土壤无机磷分级、Bowman-Cole土壤有机磷分级方法测定不同形态磷含量,研究不同用量生物炭配施化肥对棕壤磷素形态及有效性的影响。结果连续5年施用生物炭可显著提高棕壤全磷、有效磷含量及磷活化系数;明显提高了棕壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、LOP(活性有机磷)、MLOP(中活性有机磷) 含量,降低了MROP(中稳性有机磷) 含量;在磷组分中,MLOP、O-P分别占棕壤有机磷、无机磷比例最大,为64.32%、28.43%。施用生物炭显著提高了Ca2-P、Ca8-P占无机磷比例;Al-P与有效磷含量相关系数最大为0.945,LOP、Al-P、MROP对有效磷的直接通径系数较大,分别为0.318、0.285、–0.261;Al-P、HROP(高稳性有机磷) 对有效磷的决策系数分别为0.295和–0.130,是棕壤有效磷的主要决策因子和主要限制因子。结论施用生物炭可以促进棕壤磷素积累并提高其活性;施用生物炭条件下,Al-P、LOP是棕壤磷素的活跃组分,提高Al-P含量、限制HROP含量是生物炭提高棕壤磷素有效性的主要途径。
亚表层培肥结合覆膜提高干旱区盐碱地土壤肥力及优势菌群丰度的机理
张宏媛, 卢闯, 逄焕成, 张建丽, 刘娜, 张晓丽, 李玉义
2019, 25(9): 1461-1472. doi: 10.11674/zwyf.18391
摘要:
目的针对西北干旱气候条件下表层土壤贫瘠多盐的特点,研究亚表层(10—30 cm)培肥结合地膜覆盖对盐碱地土壤化学性质及微生物区系的影响,为盐碱地合理耕层的构建提供参考。方法试验设在内蒙古五原县,以向日葵为供试作物进行田间小区和微区试验。设常规翻耕(CK)、翻耕 + 地膜覆盖(PM)、施有机肥(106.8 t/hm2)于亚表层(OM)、亚表层有机培肥 + 地膜覆盖(OMP)共4个处理。测定了春灌前、后以及向日葵收获后,不同耕作措施下土壤剖面的pH值、盐分、有机质和速效养分含量以及微生物区系。结果春灌前,亚表层培肥处理(OM、OMP)10—30 cm土层盐分含量比CK、PM处理分别增加了37.1%~52.9%、32.1%~47.2% (P < 0.05),但在春灌后盐分含量无显著差异。地膜覆盖具有很强的抑制返盐效果,OMP处理效果好于PM处理。作物收获后,OMP处理0—10 cm表层返盐率相对CK、PM和OM处理分别降低了131%、77.6%和106%,PM处理相对CK和OM处理分别降低了53.5%和28.7% (P < 0.05)。与CK相比,OM、OMP处理10—30 cm土层pH值分别降低了0.36、0.60个单位(P < 0.05),有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了100%和127%、88.7%和105%、564%和514%、453%和400% (P < 0.05);30—40 cm土层pH值分别降低了0.45、0.44个单位(P < 0.05),速效磷和速效钾含量显著增加了517%和604%、191%和157%,OMP处理有机质含量显著增加了33.6% (P < 0.05)。高通量测序结果表明,OM、OMP处理显著提升了芽孢杆菌属(Bacillus)、交替赤杆菌属(Altererythrobacter)、降解类固醇杆菌属(Steroidobacter)、链霉菌属(Streptomyces)与诺卡氏菌属(Nocardioides)等优势菌群丰度(P < 0.05),但微生物多样性(Shannon指数和Simpson指数)和丰富度(ACE指数和Chao1指数)与CK、PM处理差异不显著。相关性分析结果表明,芽孢杆菌属、交替赤杆菌属、降解类固醇杆菌属、链霉菌属与诺卡氏菌属相对含量均与收获后0—40 cm有机质与速效养分含量呈极显著正相关,与pH值呈极显著负相关(P < 0.01),但与全盐含量无显著相关性。结论亚表层培肥结合地表覆膜一方面可有效降低盐分表层集聚,快速增加土壤有机质和速效养分,另一方面可提高土壤优势菌群丰度,增强有机物的矿化分解,是改良西北干旱区盐碱土的有效耕作措施。
长期有机培肥黑土有机碳、全氮及玉米产量稳定性的变化特征
张秀芝, 高洪军, 彭畅, 李强, 朱平, 高强
2019, 25(9): 1473-1481. doi: 10.11674/zwyf.18390
摘要:
目的探讨东北黑土区长期有机培肥对土壤有机碳、全氮含量及产量稳定性的影响,为优化黑土培肥技术及玉米稳产高效提供指导。方法以38年长期定位试验为研究平台,选择6个施肥处理:不施肥 (CK),氮磷钾配施 (N 150 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2,NPK),常量有机肥 (有机肥30 t/hm2,折纯N 150 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2、K2O 45 kg/hm2,M2),常量有机肥配施氮磷钾肥 (M2NPK),高量有机肥 (有机肥60 t/hm2,M4),高量有机肥配施氮磷钾肥 (M4NPK)。测定耕层土壤有机碳、全氮含量及玉米籽粒产量。结果玉米籽粒产量以M4NPK处理最高,平均产量为9637 kg/hm2,其次是M2NPK处理,平均产量为9422 kg/hm2,CK处理产量最低,平均产量为3551 kg/hm2,且显著低于其他各处理。前10年试验施用有机肥可显著提升土壤基础地力,降低玉米籽粒产量对化肥的依赖,M2与M4处理的籽粒产量与NPK处理均无显著差异。之后至2017年,单施有机肥处理玉米产量较NPK处理平均提高3.8%。拟合方程表明,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%~12.2%。在培肥30年后,肥料对籽粒产量贡献率开始下降。有机无机配施处理下,玉米产量变异系数较低,平均为19.3%,产量可持续性指数SYI为0.58,达到稳定水平。土壤有机碳含量随施肥年限在不同施肥处理间差异逐步变大,且在10年后出现显著差异,增施有机肥后,土壤有机碳显著增加,以M4NPK和M4处理最高;土壤全氮与土壤有机碳呈显著正相关 (r = 0.826**),土壤有机碳每升高1 g/kg,土壤全氮含量增加0.086 g/kg。施用有机肥,玉米籽粒产量与土壤有机碳、土壤全氮含量显著正相关,表明长期有机培肥对实现玉米高产稳产具有重要贡献。结论在供试黑土条件下,单施有机肥在一段时间内主要提高土壤有机碳含量,有机碳达到一定水平后才可以提高产量。有机肥配合氮磷钾化肥可以快速有效提高土壤有机碳和全氮含量,提高玉米产量。本试验条件下,有机无机配合施用的土壤有机碳年增加量为0.35~0.47 g/kg,全氮含量增加46.3%~84.2%,玉米产量稳定系数 (SYI = 0.58) 达到较高水平。土壤基础地力的提高可减少玉米产量对外源肥料的依赖,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%~12.2%。因此,有机肥配施化肥是黑土区保证玉米稳产高产、不断提升土壤肥力、保障黑土资源可持续利用的重要措施。
连续三年减施氮肥对潮土玉米生长及根际土壤氮素供应的影响
陈磊, 宋书会, 云鹏, 周磊, 高翔, 卢昌艾, 刘荣乐, 汪洪
2019, 25(9): 1482-1494. doi: 10.11674/zwyf.18362
摘要:
目的我国北方农业生产中氮肥过量施用现象较普遍,冬小麦−夏玉米轮作体系是当地主要种植方式。研究轮作体系氮肥减施对玉米产量、氮肥利用率、根系形态及根际中无机氮特征的影响,为集约化农业生产体系中氮肥合理施用提供支持。方法选择河北衡水潮土试验点冬小麦−夏玉米轮作体系,连续开展了三年田间试验,小麦收获后免耕播种夏玉米。冬小麦季设置N 0、180、225、300 kg/hm2四个氮肥用量处理,其夏玉米季相应氮肥用量依次设置为N 0、144、180和240 kg/hm2,为不施氮肥、减施40%、减施25%和习惯施氮量处理。分别在玉米生育期的苗期、大喇叭口期、灌浆期及收获期在处理小区随机选植株5株,测定玉米籽粒产量、地上部氮含量、氮累积量及根际土壤中无机氮等指标,利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据。结果与N240 处理相比,N144、N180处理连续三年的玉米籽粒产量、地上部含氮量与氮累积量、根系长度与直径、根际土壤硝态氮与铵态氮含量均未受到明显影响,而氮肥利用率显著提高,农田氮素表观损失降低。三季N0、N144和N180处理的夏玉米籽粒产量、非根际土壤硝态氮和铵态氮含量出现下降。除2008年大喇叭口期之外,三季玉米所有生育时期中,施用氮肥处理的夏玉米根际土壤硝态氮含量明显低于非根际土壤。2008年玉米抽雄期,根际土壤中铵态氮含量显著高于非根际土壤,而在收获期,根际土壤铵态氮含量比非根际土壤明显降低。同一生育期,氮肥减施未明显降低根际土壤铵态氮含量。2008和2009年两季玉米籽粒产量均与大喇叭口期以后地上部氮累积量呈显著正相关,而2010年只与苗期和成熟期显著相关。2009年玉米根际硝态氮含量均与玉米产量呈正相关,生育后期呈极显著正相关关系,而除大喇叭口期非根际土壤硝态氮含量与玉米籽粒产量不相关外,其他生育期的非根际土壤硝态氮含量均与籽粒产量显著相关。结论在华北小麦–玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续三年减氮 25% 甚至 40%,未显著改变夏玉米根系形态及根际无机氮供应水平,氮肥利用率显著提高,但非根际无机氮供应水平和籽粒产量有下降趋势。因此,在河北高肥力地区小麦−玉米轮作下短期减少氮肥用量可行,持续减施还需进一步研究。
氧化/磺化腐殖酸对潮土中Cu、Zn、Fe、Mn有效性的影响
孙静悦, 袁亮, 林治安, 张水勤, 赵秉强, 李燕婷
2019, 25(9): 1495-1503. doi: 10.11674/zwyf.18466
摘要:
目的研究比较改性腐殖酸对潮土微量元素有效性的影响及其作用机理,以期为开发提高微量元素有效性的专用腐殖酸功能材料提供科学依据。方法采用土壤培养法,将腐殖酸 (HA)、氧化腐殖酸 (YHA) 和磺化腐殖酸 (SHA) 分别按30、100、300 mg/kg用量与干土混匀装入培养瓶中,调节含水量至田间持水量的60%,置于25℃人工气候箱中进行恒温培养,并保持土壤湿度恒定。分别在培养第3、7、15、30、60天取样,测定土壤有效铜、锌、铁、锰含量。结果三种腐殖酸对土壤Cu、Zn、Fe、Mn有效性的影响大小依次为HA>YHA>SHA。施用30~300 mg/kg 腐殖酸 (HA) 可显著提高土壤有效铜含量,特别是在15~30天内,土壤有效铜含量提升幅度可达51.3%,明显优于氧化腐殖酸和磺化腐殖酸;施用三种腐殖酸30~300 mg/kg可在15天内增加土壤有效锌含量,其中以腐殖酸 (HA) 效果最好,土壤有效锌含量增幅可达11.8%~20.3%,优于氧化腐殖酸、磺化腐殖酸;30~100 mg/kg用量下,施用腐殖酸 (HA) 可在15天内使土壤有效锰含量提升5.6%,效果优于氧化腐殖酸和磺化腐殖酸,300 mg/kg用量下,磺化腐殖酸可使土壤有效锰含量提升13.6%;施用30~300 mg/kg的腐殖酸 (HA) 一周后,土壤有效铁含量提高4.3%~7.2%,磺化腐殖酸或氧化腐殖酸用量分别在30 mg/kg和300 mg/kg时可提高土壤铁有效性。结论施用腐殖酸可显著提升潮土铜的有效性,但对潮土锌、锰、铁有效性的影响呈现出阶段性变化,不同结构腐殖酸对潮土微量元素有效性的影响差异较大,以HA对元素有效性的影响最大。因此,腐殖酸应用于提升微量元素有效性时,需考虑腐殖酸本身性质及施用时期等因素。
我国柑橘氮磷钾肥用量及减施潜力
雷靖, 梁珊珊, 谭启玲, 胡承孝, 孙学成, 赵小虎
2019, 25(9): 1504-1513. doi: 10.11674/zwyf.18374
摘要:
目的明确我国柑橘主产区氮、磷、钾肥施用现状,为评估化肥减施潜力提供科学依据。方法2015年采用问卷调查结合实地走访,调查湖南、江西、湖北、广西、福建、浙江、重庆、四川、广东共9个省份2458户柑橘园单产水平及肥料施用现状。结果调查区柑橘权重平均单产为26480 kg/hm2,总体属于偏低水平。柑橘园氮、磷、钾肥年平均用量分别为494、364和397 kg/hm2,比例为1∶0.74∶0.80;99.2%的柑橘园施用化肥,仅47.8%的柑橘园施用有机肥,年均有机氮、磷、钾养分仅占总施用量的9.58%、19.6%和6.24%,有机肥投入严重不足。根据文献统计得出的柑橘建议施肥量推算,我国柑橘氮、磷、钾肥过量施用面积占比分别为57.3%、76.6%、69.1%,氮、磷、钾肥纯养分量分别过量36.2万吨、42.5万吨、35.5万吨,减施潜力分别为28.3%、48.2%和29.0%,其中以磷肥过量比例最高、减施潜力最大,以福建产区和柚类氮、磷、钾过量施用面积比例、过量投入量和减施潜力最大。结论我国柑橘平均单产水平偏低,氮、磷、钾肥过量施用严重,减施潜力大。
广西柑橘叶片微量营养元素含量状况研究
张超博, 易晓曈, 李有芳, 陈香玲, 刘升球, 付行政, 凌丽俐, 彭良志
2019, 25(9): 1514-1522. doi: 10.11674/zwyf.18382
摘要:
目的研究广西柑橘主产区树体微量营养元素含量状况,为柑橘平衡施肥提供依据。方法2017年在广西壮族自治区15个柑橘主产县 (区) 选择207个代表性果园采集叶片样品,对5种必需微量营养元素进行定量分析。结果柑橘叶片的Fe、Mn、Zn、Cu和B含量分别为37.9~278.5 mg/kg (均值99.6 mg/kg)、13.5~588.6 mg/kg (均值79.4 mg/kg)、5.4~68.2 mg/kg (均值20.1 mg/kg)、1.2~196.1 mg/kg (均值18.8 mg/kg) 和32.9~281.1 mg/kg (均值111.3 mg/kg)。叶片 Fe、Mn、Zn、Cu和B不足 (缺乏或低量) 的比例分别占11.6%、5.3%、84.1%、33.3%和0.5%,处于适量水平的比例分别占67.6%、72.5%、15.9%、34.8%和41.5%,处于超标 (高量或过量) 水平的比例分别占20.8%、22.2%、0.0%、31.9%和58.0%。叶片Fe含量大部分果园处于适量水平,全州县、德保县、阳朔县和兴安县Fe含量不足的程度较严重,而永福县、来宾市、西乡塘区、隆安县、马山县Fe含量超标的比例较高。叶片Mn含量大部分果园为适量水平,仅荔浦县、灵川县、德保县、隆安县和马山县存在Mn含量不足的果园;除兴安县和上林县外,其他县 (区) 都存在Mn含量超标的果园,其中永福县、阳朔县、富川县、钟山县、灵川县、来宾市、隆安县和马山县Mn超标程度较为严重,均超过25%。Zn不足的果园多且普遍,每个采样县 (区) 的柑橘叶片Zn含量不足的比例均很高,全州县、富川县、兴安县、灵川县、德保县、隆安县、马山县和上林县的叶片Zn含量处于不足的比例均达到100%。叶片Cu含量波动大,不足、适量、超标的样本数约各占1/3,全州县、荔浦县、灵川县和德保县叶片Cu含量主要处于不足水平;永福县、阳朔县、兴安县、钟山县和马山县叶片Cu含量主要处于适量水平;富川县、武鸣县、来宾市、西乡塘区、隆安县和上林县叶片Cu含量主要处于超标水平,超标果园种植的主要是溃疡病敏感品种,与长期使用含铜杀菌剂有关。叶片B含量超标的果园比例最大,达到58.0%;全州县、阳朔县、钟山县、德保县和上林县果园叶片B含量主要处于适量水平,永福县、荔浦县、兴安县、武鸣县、来宾市、西乡塘区、隆安县和马山县果园叶片B含量主要处于超标水平。结论广西柑橘主产区大部分柑橘园存在一种或多种微量元素不足或过量的问题。总体上Fe、Mn、Cu养分状况良好,但同时存在不足和超标问题;Zn不足问题突出,B超标比例较高。生产上特别需要重视补充Zn肥,控制B肥施用。
基于15N示踪的库尔勒香梨园氮素去向研究
王前登, 刘雪艳, 何雪菲, 王成, 柴仲平
2019, 25(9): 1523-1531. doi: 10.11674/zwyf.18368
摘要:
目的研究库尔勒香梨对15N肥料的利用、转移规律,探讨肥料在土壤和树体之间的氮素循环过程。方法采用15N同位素示踪技术,以6年生库尔勒香梨为供试材料,在新疆维吾尔自治区库尔勒市恰尔巴格乡下和什巴格村5队进行田间微区试验,每株均匀施入普通尿素N 667 g与 15N-尿素N 10 g,其中60%在果树萌芽前施用,剩余40%在膨果前期追施。分析库尔勒香梨从萌芽前期至果实成熟期氮素利用、土壤氮素残留及氮素气态损失特征。结果1) 随着生育时期推移,库尔勒香梨树体的生长中心不断变换,盛花期至新梢旺长期,树体的生长由根转换为叶和根两个中心;在果实膨大期和果实成熟期,则转化为根、果实和叶三个中心。库尔勒香梨氮肥利用率随生育期的推进而不断提高,在果实成熟期达到最大为18.5%。2) 0—120 cm土壤剖面中NO3-N和NH4+-N残留量随着土层深度的增加逐渐减少,0—60 cm土层残留量显著高于60—120 cm土层。随着生育期推移,土壤剖面中NO3-N和NH4+-N残留率不断减小,在果实成熟期残留率最低,分别为13.9%和8.41%,无机氮残留率为22.31%。3) 土壤氮素损失中,氨挥发和N2O排放量仅为总损失量的4.19%,其中主要以氨挥发为主。结论氮肥回收率随生育期的推进 (除果实膨大期) 不断减小,于果实成熟期达到最小为41.0%;损失率与回收率趋势相反,在果实成熟期损失率高达59.0%。萌芽前期至果实成熟期氮肥去向表现为氮肥损失 > 土壤残留 > 树体吸收。
基于杂交谷子产量及其构成因素的最优养分用量和施肥位置研究
李永虎, 曹梦琳, 杜慧玲, 郭平毅, 原向阳, 张海颖
2019, 25(9): 1532-1541. doi: 10.11674/zwyf.18358
摘要:
目的探讨氮、磷、钾不同施肥量和基施位置对杂交谷子产量及其构成因素的影响,为杂交谷子生产减肥增效和可持续发展提供优化施肥方案。方法试验于2016—2017年在山西中部太谷县的山西农业大学创新园区进行,以张杂谷10号为试验材料,选择氮、磷、钾施用量和施肥水平距离及施肥深度5个因素,采用五因素五水平二次回归正交旋转组合设计,进行地膜覆盖田间小区试验。所有肥料全部作为底肥,氮肥为尿素,磷肥为过磷酸钙,钾肥为硫酸钾。收获前各小区选取有代表性的10穴植株用于考种,测定千粒重和单穗粒数。谷子成熟后,在各试验小区内均选取一个具有代表性的3 m × 3行测定最终成穗数。10月上旬收获,脱粒风干后称重、计产,用以研究施肥量和施肥位置对产量及产量构成因素(单位面积穗数、单穗粒数、千粒重等)的影响。结果产量与单穗粒数、千粒重呈极显著正相关,与单位面积穗数呈显著正相关。氮、磷、钾、施肥水平距离和施肥深度对产量均有极显著影响,且影响程度为氮>磷>钾>施肥水平距离>施肥深度。氮对单穗粒数的影响达到显著水平,磷对单位面积穗数的影响达到极显著水平,对千粒重的影响达显著水平,钾对单位面积成穗数和单穗粒数的影响达到极显著水平,对千粒重的影响达到显著水平,施肥水平距离和施肥深度对单位面积穗数、单穗粒数有显著影响。氮和磷的互作对产量有显著影响;氮和钾的互作对单穗粒数、千粒重、产量均有显著影响;磷和钾的互作对单位面积穗数有显著影响。5个因素与产量及其构成因素间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。结论对于张杂谷10号,施肥量对其产量的影响大于施肥位置,氮肥提高穗粒数,磷肥提高单位面积成穗数和千粒重,而钾肥对单位面积成穗数、穗粒数和千粒重的影响均极为显著。综合考虑,最佳农艺方案为:施N 225 kg/hm2、施P2O5 136~154 kg/hm2、施K2O 93.6~109 kg/hm2,施肥水平距离16.8~18.8 cm、施肥深度20.8~23.8 cm。
接种根内球囊霉提高氮素向甘薯块根转移和再分配的机理
张树海, 李欢, 刘庆, 向丹
2019, 25(9): 1542-1549. doi: 10.11674/zwyf.18354
摘要:
目的研究接种丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhiza, AM) 对甘薯 (Ipomoea batatas L.) 的侵染率及叶片氮代谢酶活性的影响,探索甘薯氮素吸收后在植株体内的转移和分配规律,以期为全面了解菌根真菌促进氮代谢的过程提供理论依据。方法采用盆栽试验方法,供试菌种为一种根内球囊霉Glomus intraradices BEG141。土壤灭菌后,以不接种菌根 (–AM) 为对照,在8 kg土中接种100 g菌剂 (+AM)。于甘薯幼苗移栽后30天、60天和90天,从甘薯茎蔓顶部往下数第5片完全展开叶的叶柄与茎蔓交叉处定量注射99% (15NH4)2SO4溶液,15N总施用量为199.5 μg/plant。每次注射后三天取植株样,分为茎、叶、纤维根和块根4部分,测定生物量干重、根系菌根侵染率、15N丰度、氮代谢酶活性。结果接种AM处理显著增加了甘薯根部真菌侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度和丛枝丰度。随着移栽天数的增加,侵染率显著增加,最高达到67%。移栽后30天接种和不接种菌根真菌处理间甘薯生物量和氮素吸收量差异不显著,移栽后60天和90天,接种AM真菌处理的甘薯生物量和氮素吸收量显著高于不接种AM处理 (P < 0.05)。与CK相比,同一生育期接种AM处理显著提高了甘薯叶片谷氨酸脱氢酶 (GDH)、谷氨酰胺合成酶 (GS) 和谷氨酸合成酶 (GOGAT) 的活性,对硝酸还原酶 (NR) 活性无显著影响。双因素分析表明,接种菌根与接种后时间对提高甘薯生物量干重、氮素累积量及GDH和GS活性的正交互效应显著 (P < 0.05)。移栽后30天,接种AM处理显著提高了甘薯茎蔓和叶片15N积累量和分配率;移栽后60天,叶片中15N积累量较前一时期显著增加。接种AM处理的叶片和茎蔓中15N积累量在30 d和60 d显著高于不接种AM处理 (P < 0.05),而在移栽后90天显著低于不接种AM处理,说明接种AM处理显著促进15N向块根的转移和分配。结论接种AM真菌可提高GDH、GS和GOGAT的代谢活性,促进无机氮向有机氮的转化。接种AM菌剂可促进生育前期氮素在叶片中的分配,有利于地上部的生长,而后期促进地上部积累氮素向地下部转运,进而增加甘薯块根中的干物质积累,提高甘薯的经济产量。
干旱胁迫下钾素对甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响
孙哲, 史春余, 陈路路, 田昌庚, 郑建利, 柳洪鹃, 张鹏
2019, 25(9): 1550-1559. doi: 10.11674/zwyf.18388
摘要:
目的研究干旱胁迫下施钾量对不同生长时期甘薯碳水化合物及内源激素含量的影响,为甘薯的抗旱高产栽培提供理论依据。方法选用食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设土壤最大持水量的60%~70%和30%~40%,依次代表正常供水(W1)和干旱胁迫(W0);钾肥设K0、K1、K2、K3四个水平,K2O用量分别为0、120、240和360 kg/hm2。分析了不同生长时期甘薯干物质含量、淀粉和可溶性糖含量、内源激素含量及收获期块根产量。结果干旱胁迫下甘薯植株干物质含量、块根和淀粉产量显著降低,施钾有利于甘薯植株干物质含量的提高、块根的膨大和淀粉的生成和积累,甘薯植株和块根干物质含量、块根淀粉含量和积累量最大均为K2处理,较K0提高幅度最大分别达到31.7%、43.6%、10.6%和50.6%。相同钾用量条件下,干旱胁迫下块根单薯重显著高于正常灌水,单株结薯数显著低于正常灌水。正常灌水条件下施钾后甘薯叶片可溶性糖含量降低,而块根可溶性糖含量升高,干旱胁迫下施钾使甘薯叶片和块根可溶性糖含量增大,较K0提高幅度最高分别达到31.4%和36.0%。干旱胁迫下施钾后甘薯叶片和块根IAA、ABA、ZR和GA含量显著增大,较K0提高幅度最高分别达到12.7%、15.7%、12.0%、10.4%和21.4%、15.6%、65.7%、13.0%,促进了甘薯植株碳水化合物含量和干重的提高,块根淀粉积累速率增大。结论干旱胁迫下施钾促进了干物质向块根的分配,提高了甘薯块根单薯重,从而增加了单位面积甘薯块根产量。干旱胁迫下钾素提高甘薯块根和叶片内源激素(ABA、IAA、ZR、GA)含量,块根内源激素含量的增加促进了块根淀粉的合成和积累,叶片内源激素含量的增加促进了地上部茎叶生长、茎叶干物质积累和叶片可溶性糖含量的增加,增强了甘薯的抗旱性。
外源硝普钠与EDTA强化黑麦草耐镉性及镉积累
张倩, 陈为峰, 董元杰
2019, 25(9): 1560-1568. doi: 10.11674/zwyf.18380
摘要:
目的黑麦草常用作土壤镉污染修复植物,本文研究外源添加硝普钠 (一氧化氮供体,SNP) 与乙二胺四乙酸 (EDTA) 提高黑麦草耐镉性和镉积累量的效应,以期明确外源SNP和EDTA强化黑麦草修复土壤Cd污染的效应与机制。方法以黑麦草品种‘绅士’为试验材料,SNP和EDTA作为调控物质进行了液培试验。试验以Hoagland营养液为基础,设定正常营养液 (CK) 和含CdCl2 100 μmol/L的胁迫营养液 (Cd),并在两种营养液中分别加入100 μmol/L SNP、0.5 mmol/L EDTA、0.25 mmol/L EDTA + 50 μmol/L SNP,共8个处理。幼苗处理18天后,调查了黑麦草生长指标、镉含量、根系活力、光合色素含量、\begin{document}$\rm{O}_{\small 2}^{\overline {\,\cdot\,}} $\end{document}产生速率、H2O2含量、丙二醛含量、电解质渗出率及抗氧化酶活性。结果非镉胁迫下,外源添加EDTA和SNP均显著降低黑麦草株高、根长及根系活力,同时显著提高了黑麦草地上、地下部\begin{document}$\rm{O}_{\small 2}^{\overline {\,\cdot\,}} $\end{document}产生速率、H2O2和MDA含量。100 μmol/L Cd严重抑制了黑麦草的生长。添加SNP与EDTA可缓解镉胁迫对黑麦草的伤害,二者复合处理效果明显。与Cd处理相比,Cd + EDTA + SNP处理的株高、根长分别增加了68.8%和59.6%,鲜重和干重分别增加了62.6%和60.0%;地上与地下部SOD活性分别提高了32.5%、67.6%,POD活性分别提高了49.8%、67.6%,APX酶活性分别提高了134%、102%,MDA含量分别降低了30.4%、21.8%,\begin{document}$\rm{O}_{\small 2}^{\overline {\,\cdot\,}} $\end{document}产生速率分别降低了29.0%、26.1%;同时,地上部与地下部镉含量分别显著提高了89.7%和30.2%。结论非镉胁迫下添加100 μmol/L SNP、0.5 mmol/L EDTA、0.25 mmol/L EDTA + 50 μmol/L SNP均对黑麦草生长有一定抑制作用。镉胁迫下,外源添加SNP与EDTA能够在促进黑麦草镉吸收、提高其地上部镉积累量的同时增强其耐镉性,有效缓解镉胁迫对黑麦草生长的抑制作用。本研究中,在提高黑麦草抗Cd胁迫能力和积累Cd量方面以同时添加0.25 mmol/L EDTA和50 μmol/L SNP的效果最佳。
3 种作物幼嫩茎叶干粉对连作辣椒幼苗生长及根际土壤生物特性的影响
张福建, 王馨悦, 陈昱, 王丰, 范淑英, 吴才君
2019, 25(9): 1569-1576. doi: 10.11674/zwyf.18395
摘要:
目的探究3种作物幼嫩茎叶干粉施入对连作辣椒幼苗生长及根际土壤的影响,旨在寻找一种安全有效的缓解辣椒连作障碍的方式。方法以线椒‘辛香8号’为供试作物,在江西农业大学生态园蔬菜试验基地进行了盆栽试验。供试土壤取自江西省农业科学院试验基地辣椒连作5年的土壤,将芥菜、大麦苗和芹菜的幼嫩茎叶烘干粉碎后,用于处理连作土壤。设置4个处理,以不加任何作物幼嫩茎叶干粉的连作土为对照 (CK),按1∶50 (干重) 添加芥菜粉 (M)、大麦苗粉 (B) 和芹菜粉 (C)。定植30天后,测定辣椒叶绿素含量和光合效率,测量植株生长状况及生物量,并分析了土壤微生物种群数量。结果与CK相比,3个处理均能够促进辣椒幼苗的生长发育。其中以M和B处理效果最好,定植30 天时辣椒株高、茎粗、生物量以及壮苗指数均高于对照;同时3个处理可以促进辣椒根系生长,与对照相比,辣椒根系长度、根系表面积以及根系体积存在显著差异。处理后辣椒叶片PSⅡ最大量子产量 (Fv/Fm)、PSⅡ实际量子产量[Y (Ⅱ) ]和光化学淬灭系数 (qP) 均有所提高,但3个处理对非化学淬灭系数 (NQP) 影响不大。M处理的辣椒叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a + b含量均高于其他处理,较对照分别增加了25.3%、45.4%和30.6%。3个处理均能够提高辣椒土壤pH值,分别比CK提高了27.6%、24.5%和25.4%。3个处理均能增加土壤放线菌、细菌和总菌数量,其中放线菌数量比CK增加了71.9%、73.8%和67.5%,细菌数量比CK增加了1.18%、55.5%和30.4%,总菌数量比CK增加了4.55%、57.1%、33.9%。3个处理均能降低土壤真菌数量,降幅分别为69.8%、68.1%和75.8%。3个处理均能显著降低土壤电导率,分别比CK降低了44.2%、35.1%和48.0%。处理后的辣椒土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性显著提高,但土壤脲酶活性要显著低于对照。结论3种作物干粉处理均能促进连作辣椒的生长发育,提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性,增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量,有助于改善土壤环境和微生物结构,其中以芥菜粉处理效果最佳。
石灰、绿肥和生物有机肥协同改良酸性土壤并提高烟草生产效益
邓小华, 黄杰, 杨丽丽, 陈金, 李源环, 田明慧, 周米良, 田峰, 张明发
2019, 25(9): 1577-1587. doi: 10.11674/zwyf.18372
摘要:
目的石灰、绿肥和生物有机肥不仅可以提高作物需要的养分,也是常用的土壤改良剂。研究其协同修复酸性土壤效应,以期为酸性土壤可持续改良提供有效技术措施。方法2017和2018年,以‘云烟87’为材料进行了大田试验。试验包括无改良剂对照 (CK)、单施石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥4个处理。石灰、绿肥、生物有机肥施用量分别为2250、7500、450 kg/hm2,改良剂与化肥均全部底施,4个处理的氮、磷、钾总用量一致。于移栽后30 d、60 d取植株样,调查烤烟农艺性状、经济性状及烟叶物理特性、化学成分、评吸质量。烟草收获后,取0—20 cm表土样品,测定了土壤物理特性、主要养分含量和酸度指标。结果与CK相比,石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理的土壤碱解氮含量分别提高了25.7%、17.9%、17.1%,有效磷含量分别提高了5.76%、15.0%、34.2%,土壤pH值分别增加了0.22、0.80、1.07个单位,水解性酸分别降低了58.0%、66.7%、77.0%,交换性酸分别降低了75.8%、77.8%、80.8%,交换性H+分别降低了94.6%、96.6%、97.7%,交换性Al3+分别降低了64.3%、65.4%、69.9%,土壤交换性盐基总量分别提高了15.5%、16.3%、16.5%,阳离子交换量分别提高了13.2%、15.5%、17.6%;石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理的土壤容重分别降低了5.73%、6.56%,土壤孔隙度分别增加了5.72%、6.72%,土壤有机质分别提高27.0%、35.2%。添加改良剂处理减缓了烤烟前期生长,但促进了烤烟中期生长。与CK相比,石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理的上等烟比例分别增加了20.4%、23.2%、28.4%,烟叶产量分别增加了3.71%、17.8%、21.1%,烟叶产值分别增加了0.59%、11.0%、14.6%。改良剂处理不同程度地提高了烟叶评吸质量。与CK相比,石灰、石灰+绿肥、石灰+绿肥+生物有机肥处理的上部烟叶物理特性指数分别提高了0.72%、2.68%、4.02%,上部叶化学成分可用性指数分别提高了3.89%、3.95%、12.87%,中部烟叶化学成分指数分别提高了0.06%、0.39%、2.79%;上部烟叶评吸总分分别提高了3.46%、3.47%、7.48%。结论石灰+绿肥+生物有机肥三者配合施用修复酸性土壤的效果最好,其次是石灰+绿肥,单施石灰的效果较差。三种改良剂同时使用,不仅可缓解土壤酸性,还可提高土壤容重和有机质含量,进而实现烟草的提质增效和酸性土壤的改良。
杉木林物质生产中养分利用特征分析
陈日升, 康文星, 吕中诚, 黄志宏, 赵仲辉, 邓湘雯
2019, 25(9): 1588-1599. doi: 10.11674/zwyf.18361
摘要:
目的探讨杉木 [Cunninghamia lanceolata ( Lamb. ) Hook] 林物质生产中养分利用特征,为其人工林经营管理提供科学依据。方法本研究在湖南会同杉木林生态系统研究站 (国家野外科学观测研究站) 进行。供试林分7年生时,在林内设立了4 块固定观测样地,并在林分7、11、16、20、25年生5个林龄时,测定林分生物量,测定树木中K、Ca、Mg、N和P含量。根据枝叶枯死前后养分浓度差异和枝叶枯死量,估算枝叶枯死前的养分转移量。用某林龄段首尾两次测定的养分浓度差值,估算某林龄段以前生长且在该林龄段仍存活的生物质中新补充或转移出的养分量。将这些养分与从土壤吸收的养分结合一起,综合分析林分物质生产中的养分利用特征。结果林分物质生产利用的总养分中,土壤养分比例占79.3%~96.5%,随林龄增加持续下降;枝叶枯死前转移的养分占3.52%~17.6%,随林龄增加持续上升;林分12年生后,积累在某林龄段开始前林分生产的,在某林龄段结朿时仍存活的器官物质中迁移出的养分再利用占3.11%~3.40%,随林龄增加呈下降趋势,但变化幅度不大。树干高生长阶段以前,养分利用效率随林龄增加而下降,进入树干高生长阶段以后,养分利用效率随林龄增加而上升。结论林分用于物质生产的养分来自土壤、枝叶枯死前转移和植物活组织转移3个方面的养分。只要有枝叶枯死发生,枝叶枯死前就有养分迁移出来用于物质再生产。只有杉木林郁闭后,才发生某林龄段以前林分生产的,且在该林龄段仍存活的生物质中有部分养分被迁移出来再利用。林分养分利用的年变化受不同生长阶段对养分需求量的制约,同时杉木体内养分再分配及贮备机制、杉木生长规律和不同生育阶段对养分的利用效率等共同调控着养分利用过程。
不同营养复配剂叶面喷施对冬小麦干热风抗性及产量的影响
刘文欢, 李胜楠, 侯阁阁, 杨家蘅, 段剑钊, 朱云集
2019, 25(9): 1600-1606. doi: 10.11674/zwyf.18365
摘要:
目的干热风在我国冬麦区灌浆期频发,对小麦生产造成危害。本试验配制不同新型营养复配剂在小麦灌浆前期进行叶面喷施,研究其对冬小麦干热风抗性的影响,旨在确立减轻干热风灾害高效实用的方法。方法以冬小麦品种‘豫农186’和‘国麦301’为供试材料,在河南农业大学科教园区进行田间试验。花后第14天在叶面喷施5种营养复配剂,即CK (10 mg/kg吐温80)、A (0.2%硫酸锌、0.3%磷酸二氢钾、1%尿素和10 mg/kg吐温80)、B (A + 0.02%壳寡糖)、C (A + 0.1%海洋多糖) 和D (0.3%磷酸二氢钾和10 mg/kg吐温80)。灌浆期内5月9—28日,每隔3天,取样测定旗叶SPAD值、旗叶甜菜碱含量、籽粒灌浆速率、根系活力,收获后测产并考种。结果干热风胁迫下,与喷施A相比,喷施B和C能显著提高小麦灌浆期绿色功能叶数量,显著提高旗叶SPAD值和甜菜碱含量,B处理效果优于C处理。相比于CK,喷施A、B和C营养复配剂均能提高小麦根系活力,三个处理在灌浆期变化不一。喷施其它营养复配剂均能有效提高灌浆速率,B处理效果最显著;喷施B营养总配剂对强势粒灌浆速率的促进作用最大,喷施C营养总配剂对弱势粒灌浆速率的提升效果最好。4个营养复配剂均能增加‘豫农186’和‘国麦301’千粒重和籽粒产量,增幅分别为3.24%~15.0%和3.11%~31.4%,具体表现均为B > C > A > D > CK,其中B、C与A三处理间均差异显著。结论干热风危害下,在常规磷酸二氢钾、硫酸锌、尿素等组成的营养复配制剂中添加壳寡糖和海洋多糖能有效增强根系活力,提高旗叶SPAD值和甜菜碱含量,延缓叶片衰老,促进籽粒灌浆,增加千粒重,提高收获指数,实现减害稳产的目的,添加海洋多糖的效果不如壳寡糖。
肥料配施枯草芽孢杆菌对夏玉米产量及养分利用的影响
李荣发, 刘鹏, 董树亭, 张吉旺, 赵斌
2019, 25(9): 1607-1614. doi: 10.11674/zwyf.18344
摘要:
目的枯草芽孢杆菌能增加土壤养分、改善土壤结构、提高化肥利用率,并能促使土壤中的有机质分解,促进作物生长,提高产量。研究枯草芽孢杆菌与肥料配施对夏玉米产量、肥料吸收利用的影响,为提高肥料的增产效果、降低农业面源污染提供理论指导。方法2016和2017年以登海605(DH605) 为试验材料,设置不施氮肥 (CK)、单施化肥 (N)、单施牛粪 (M)、牛粪 + 枯草芽孢杆菌 (MB)、化肥 + 枯草芽孢杆菌 (NB) 5个处理,分析了夏玉米产量和肥料吸收利用状况。结果牛粪配施枯草芽孢杆菌处理的籽粒产量及肥料利用效率最高,显著高于单施牛粪处理。与单施牛粪相比,牛粪配施枯草芽孢杆菌两年产量平均增幅为20.2%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为30.8%、63.5%、30.8%,肥料偏生产力平均提高20.7%;化肥配施枯草芽孢杆菌两年产量平均值比单施化肥提高2.55%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为12.5%、10.6%、3.84%,肥料偏生产力平均提高3.18%。牛粪配施枯草芽孢杆菌的经济效益比单施牛粪提高16.9%,化肥配施枯草芽孢杆菌的经济效益与单施化肥基本相同。分析表明,植株干物质积累量和氮素积累量,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是增产增效的主要原因。其中牛粪配施枯草芽孢杆菌的效果要优于化肥配施枯草芽孢杆菌。结论肥料配施枯草芽孢杆菌能显著增加夏玉米的干物质积累量及产量,促进肥料的吸收利用。在施用氮肥的基础上,配施适量的枯草芽孢杆菌不仅能实现增产增效的目的,还能提高玉米的经济效益。有机肥配施枯草芽孢杆菌是实现夏玉米节肥增效的有效措施之一。
党参氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究
胡佳栋, 武子丁, 刘子哲, 李雯君, 王二欢, 梁宗锁, 董娟娥
2019, 25(9): 1615-1622. doi: 10.11674/zwyf.18369
摘要:
目的利用数学模型研究氮、磷、钾不同配比对党参产量以及有效成分含量的影响,以确定试验区党参的施肥模式和最优的氮磷钾配比,为党参规范化栽培提供依据。方法采用氮、磷、钾三因素二次D-饱和最优设计,进行了田间试验,建立了氮、磷、钾的施肥量编码值与党参根产量、党参炔苷含量以及党参多糖含量的效应函数。结果氮、磷、钾肥对党参产量的影响大小依次为氮 > 钾 > 磷;氮、磷、钾肥对党参炔苷含量的影响为磷 > 氮 > 钾;氮、磷、钾肥对党参多糖含量的影响为磷 > 钾 > 氮。寻优结果表明,目标产量在2100~2500 kg/hm2范围内,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.4~174.1 kg/hm2、P2O5 49.26~80.41 kg/hm2、K2O 45.31~70.42 kg/hm2;炔苷含量高于0.75 mg/g,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.5~196.6 kg/hm2、P2O5 77.09~118.0 kg/hm2、K2O 41.34~53.72 kg/hm2;多糖含量高于22.50%,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 96.04~141.6 kg/hm2、P2O5 61.53~88.33 kg/hm2、K2O 40.22~75.83 kg/hm2结论党参高产优质高效栽培最优施肥量为N 128.5~141.6 kg/hm2、P2O5 77.09~80.41 kg/hm2、K2O 45.31~53.72 kg/hm2,N、P2O5、K2O的最优施肥量配比为1∶0.54~0.63∶0.32~0.42。