• ISSN 1008-505X
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2020-10期封面+目录
2020, (10): 1-5.
摘要:
钾肥与我国主要作物品质关系的整合分析
谷贺贺, 李静, 张洋洋, 李小坤, 丛日环, 任涛, 鲁剑巍
2020, 26(10): 1749-1757. doi: 10.11674/zwyf.20146
摘要:
  【目的】   钾是重要的品质元素,明确钾肥施用对不同作物品质的影响,为合理施用钾肥提高作物的产量和品质提供依据。   【方法】   本研究以“钾”和“品质”为主要关键词,在"中国知网"检索1989年以来公开发表的文献,共筛选出符合Meta分析标准的文献92篇,获得数据147组。将文献中的作物按照粮食作物、蔬菜、水果、油料作物和纤维作物进行分组,以不施钾肥为对照,应用Meta-analysis方法整合分析了钾肥施用及钾肥用量和类型对作物共性品质指标的影响;进一步根据作物类型,分类分析了钾肥施用对不同类型作物特性品质的综合效应。   【结果】   与不施钾相比,钾肥施用能够改善作物的维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、蛋白质和淀粉含量5种共性品质,增长率分别为18.6%、19.3%、8.7%、7.3%和5.2%。与适宜钾肥用量相比,钾肥不合理施用会造成品质增长率的降低;硫酸钾对作物品质的改善效果整体上优于氯化钾。施用钾肥不仅改善了作物的共性品质,对于作物的特性品质也有一定的改善效果。对于粮食作物,钾肥施用能够降低水稻的垩白度 (16.7%) 和垩白粒率 (12.5%),提高小麦的湿面筋含量 (4.2%) 和沉降值 (5.4%)、玉米的氨基酸含量 (25.3%) 和脂肪含量 (5.0%) 以及薯类单薯重 (26.6%);对于蔬菜类作物,钾肥施用降低其硝酸盐的含量 (23.7%);对于水果类作物,施用钾肥能够提高水果的糖酸比 (20.5%)、单果重 (11.1%) 和硬度 (3.3%),降低可滴定酸的含量 (5.5%);对于油料作物,钾肥施用能够提高其含油率 (3.7%);对于纤维作物,施用钾肥则提高了其纺纱均匀度指数 (6.2%)、纤维长度 (2.2%)、伸长率 (5.3%)、断裂比强度 (3.3%) 和马克隆值 (2.6%)。   【结论】   施用钾肥能够显著改善作物品质,不同钾肥用量和类型对作物品质的改善效果不同。钾肥的合理施用不仅需要根据土壤钾素丰缺状况和作物对钾的需求确定适宜的钾肥用量,还要根据作物自身的品质特征完善钾肥适宜用量和施用方法,同时兼顾钾肥与其它肥料配合施用,保证各种养分的协调供应,从而实现作物的高产高效和优质。
钾肥对甘薯块根营养成分的影响及其与烘烤风味的关系
许燕, 孟迪, 柳洪鹃, 陈龙, 史春余
2020, 26(10): 1758-1767. doi: 10.11674/zwyf.20195
摘要:
  【目的】  探讨不同施钾量条件下食用型甘薯块根烘烤后风味品质的变化,及其与生块根中关键营养成分和烘烤后特征挥发性物质的关系。  【方法】  选用烟薯25和北京553两个鲜食型甘薯品种,在山东农业大学农学实验站进行田间小区试验。设置4个钾肥 (K2O) 用量,分别为0、12、24、36 g/m2。在甘薯收获期,测定了块根中主要营养成分含量以及烘烤后挥发性物质含量,同时对块根烘烤后的风味进行评价。  【结果】  施用钾肥不同程度地提高了甘薯块根中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、维生素C、β-胡萝卜素和纤维素含量,提高了烘烤后甘薯中挥发物质二丙酮醇、苯乙醛、壬酸、4-乙烯基愈创木酚、丁酸丁酯、未知物-1、十五烷酸、植物醇和香叶基香叶醇的浓度,提高了风味评分。4个钾肥处理中,各成分含量以施钾量24 g/m2处理达到或者接近最高。通过逐步回归和通径分析发现,施用钾肥改善块根烘烤后风味品质的关键营养成分是果糖、葡萄糖、氨基酸、可溶性蛋白质、支链淀粉和蔗果三糖,施用钾肥改善块根烘烤后风味的主要特征挥发性物质是丁酸丁酯、苯乙醛和未知物-1。  【结论】  施用钾肥主要通过提高甘薯收获期块根中营养物质含量和块根烘烤后有益挥发性物质(如苯乙醛、丁酸丁酯等)的浓度,改善块根的烘烤风味。在本试验条件下,K2O用量为240 kg/hm2为最适用量。
化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响
裴雪霞, 党建友, 张定一, 张晶, 程麦凤, 王姣爱
2020, 26(10): 1768-1781. doi: 10.11674/zwyf.20197
摘要:
  【目的】  探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响,为国家化肥零增长战略提供理论依据。  【方法】  于2017—2019年,定位研究了常规施肥 (CF)、等氮量有机替代 (有机替代30%N, CF+M)、化肥减施 (N、P2O5、K2O分别减施25%、30%和16.7%,CFR)、减施替代 (有机替代30%N,CFR+M) 和单施有机肥 (M) 对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。  【结果】  与CF相比,CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化,千粒重有增加趋势;CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例,CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著,而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低,CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量,CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著;CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关,籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关,籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关,与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力,CF+M较CF提高了钾素利用效率,降低了钾素吸收和钾素偏生产力。  【结论】  本试验的两年间,不同程度地减少氮磷钾化肥投入量,或不减少总氮量投入 (以30%有机氮替代化肥氮) 有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用,都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下,用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转,最终降低小麦的产量。因此,进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。
秸秆还田结合减氮调控旱地土壤硝化潜势维持作物产量的机理
吴传发, 熊超, 韩燕来, 张勤斌, 李培培, 张丽梅
2020, 26(10): 1782-1793. doi: 10.11674/zwyf.20152
摘要:
  【目的】  氮肥过量使用所导致的氮素利用率低和环境污染等问题严重影响现代农业生产。研究秸秆还田改善旱地农田土壤性质、提升土壤肥力和氮素利用率的潜力和作用机理,为减少氮肥用量、提高作物氮素利用率和土壤肥力提供科学依据。  【方法】  本研究选取河南许昌潮土和云南曲靖红壤两种典型旱作农田,2016~2018年开展了田间玉米-大麦/小麦轮作定位试验,在两地同时设置以下4个处理:不施氮 (CK)、常规施氮 (N)、减氮20% (80%N)、减氮20%配合秸秆还田 (80%NS),研究不同处理对土壤养分、土壤硝化潜势和作物产量及氮肥利用率的影响。  【结果】  与N处理相比,80%NS处理可稳定保持麦季抽穗期和玉米季抽雄期两种旱地土壤可溶性有机碳氮养分含量,促进土壤中NH4+-N的积累并降低了NO3-N含量;80%NS处理使潮土和红壤硝化潜势分别降低了5.5%~33.9%和7.8%~37.5%;3年连续减施20%氮肥配合秸秆还田能够稳定产量并表现出一定的增产效果 (11.2%~20.4%),提高氮肥利用率6.4%~10.3%;而80%N处理会使作物产量下降3.9%~13.4%,氮肥利用率降低1.8%~38.9%。  【结论】  连续3年减少常规氮施用量20%配合秸秆还田,不仅增加了土壤有机碳氮含量,还减缓了土壤的硝化作用,增加了土壤铵态氮积累,实现对作物所需养分的持续供应,因而在维持和提高作物产量的同时,提高了氮肥利用率。单纯降低氮肥用量则有降低作物产量的风险。
播期和水氮互作对滴灌施肥春玉米生长和水氮利用的影响
孟晓琛, 张富仓, 刘蓝骄, 陆军胜, 何平如, 肖超
2020, 26(10): 1794-1804. doi: 10.11674/zwyf.20088
摘要:
  【目的】  河西地区石羊河流域的农业生产中水资源短缺,光热资源利用率和水肥利用效率低。通过调整播期协调光热资源与水肥供应,研究提高春玉米生长及水肥利用效率的可能性。  【方法】  大田滴灌试验于2018年在甘肃省中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站进行。设置3个播种日期,即4月10日 (S1)、4月20日 (S2)、4月30日 (S3);2个灌水量水平,即80% ETc (I80)、100% ETc (I100) (ETc为作物蒸发蒸腾量);4个施氮量水平,即N 0、120、180、240 kg/hm2,分别表示为N0、N120、N180、N240。在玉米生长关键期,测定植株生长状况和水分利用指标,收获期测产。  【结果】  播期对春玉米各生育阶段的持续时间影响显著,生育期天数随着播期的推迟呈缩减趋势,合理播期应避免灌浆期的高温辐射和降雨量过多。除耗水量外,施氮量对其它各指标影响显著。叶面积指数、干物质积累量和产量均随灌水量增加而增加,随施氮量增加而上升,产量随播期的推迟而减少。S1I100N180处理产量最大,为16830 kg/hm2,比S2I100N240处理增产7.35%、节肥14.29%,比S3I100N180处理增产12.55%。水分利用效率随施氮量增大而增加,随灌水量增大而升高。S1I100N180处理水分利用效率为3.1 kg/m3,比S1I80N240处理高12.32%。氮肥偏生产力随施氮量增大而减小,S1I100N180处理氮肥偏生产力为93.5 kg/kg,比S1I100N120处理降低4.9%,但增产42.65%。  【结论】  综合产量和节水节肥因素,在本试验条件下适时早播 (4月10日) 有助于充分发挥水肥资源的潜力。在早播和充分灌水条件下,施用较低的氮肥量 (N 180 kg/hm2) 即可获得最高的产量。
玉米不同层位叶片生理生化指标与SPAD值的关系
张银杰, 王磊, 白由路, 卢艳丽, 张静静, 李格
2020, 26(10): 1805-1817. doi: 10.11674/zwyf.20182
摘要:
  【目的】  研究不同层位玉米叶片氮素指标的变化,确定在不同生育时期进行营养诊断的最佳叶片,以便能够及时、准确地进行氮素营养光谱诊断,实现玉米高产和肥料高效益。  【方法】  设置两年 (2017和2018) 的盆栽试验,共设6个施氮水平,分别在玉米的关键生育时期 (拔节期、大喇叭口期、开花吐丝期和灌浆期) 按叶片层位取样,分析叶片生理生化指标 (叶片氮含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、叶片厚度和净光合速率) 的变化及其与SPAD值的关系,确定利用SPAD值对叶片氮含量进行估算的最佳叶片。  【结果】  1) 叶片氮含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、叶片厚度及净光合速率随着氮肥增施呈现先增加后平稳的趋势,与叶片SPAD值呈正相关关系;可溶性糖含量随着氮肥增施呈先减少后平稳的趋势,与SPAD值呈负相关关系。2) 叶片氮含量、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、叶片厚度、净光合速率及SPAD值垂直分布上均表现为上层叶片>下层叶片;可溶性糖含量表现为下层叶片>上层叶片。3) SPAD值与叶片氮含量之间建立的线性回归模型均达极显著水平,拔节期和灌浆期的上层叶片、大喇叭口期和开花吐丝期的中层叶片氮含量与SPAD值回归决定系数 (R2) 较高,分别为0.768、0.865、0.893、0.924。  【结论】  生育期、氮水平和叶片层位显著影响玉米叶片中与氮素营养相关的生理生化指标,呈现一定的空间异质性,在玉米拔节期和灌浆期利用SPAD值进行叶片氮含量营养诊断时应考虑测定上层叶片 (顶两片、三片完全展开叶),而在大喇叭口期和开花吐丝期应测定中层叶片 (中两片完全展开叶、穗位叶及以下两片叶)。
基于产量反应的东北一季稻推荐施肥方法的可行性
徐新朋, 王寅, 刘双全, 胡仁, 侯云鹏, 雷秋良, 仇少君, 赵士诚, 何萍
2020, 26(10): 1818-1826. doi: 10.11674/zwyf.20102
摘要:
  【目的】  推荐施肥是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。基于产量反应的养分专家系统 (Nutrient Expert for Rice,NE) 易于操作,便于推广。通过大量田间试验,验证了其在东北一季稻上的应用效果。  【方法】  于2013—2018年在东北水稻主产区黑龙江省和吉林省共开展了115个田间试验,每个试验包括6个处理:1) 基于水稻养分专家系统推荐施肥处理 (NE);2) 农民习惯施肥措施处理 (FP);3) 基于测土配方施肥或当地农技部门推荐施肥的处理 (ST);4)~6) 分别为基于NE的不施氮 (N)、不施磷 (P) 和不施钾 (K) 处理,用于计算养分利用率。水稻收获期调查产量,依据肥料成本,计算净效益和肥料利用率。  【结果】  NE、FP和ST处理间的水稻产量无显著差异 (P = 0.185),但以NE处理的产量较高,平均为9068 kg/hm2,与FP和ST处理相比,分别增加了344和196 kg/hm2,其产量差随着NE系统不断优化趋于稳定。虽然NE处理的肥料成本 (TFC) 最高,但其净效益 (GRF) 比FP和ST处理分别高1043和537元/hm2,这部分效益都来自于产量的增量。养分回收率 (RE) 均以NE处理最高,与FP和ST处理相比,氮素回收率分别提高了3.3和2.3个百分点,磷素回收率分别提高了3.5和3.6个百分点,钾素回收率分别提高了7.3和4.6个百分点。与FP处理相比,NE处理的氮和磷的农学效率 (AE) 分别显著提高2.7 kg/kg (P = 0.022) 和4.1 kg/kg(P = 0.030),3个处理的钾素农学效率无显著差异。肥料偏生产力 (PFP) 的大小与施肥量呈显著负相关,NE和ST处理N的偏生产力显著高于FP处理 (P = 0.004),ST处理磷素偏生产力显著高于NE和FP处理 (P = 0.001),但FP处理钾素偏生产力高于NE和ST处理,并与NE处理差异达到了显著水平 (P = 0.028)。  【结论】  与以常规测土施肥为基础的推荐施肥相比,基于产量反应的养分专家系统 (NE系统) 的推荐施肥量和比例更符合作物对养分的需求,在吉林和黑龙江两个省份的大田试验中均获得了相同或更高的水稻产量。由于NE系统无论是否进行土壤测试都可用来进行推荐施肥,因而是更加方便和可行的一季稻施肥推荐方法。
尿素融合葡萄糖对潮土中尿素的水解及相关酶活性的影响
王彬, 袁亮, 张水勤, 林治安, 赵秉强, 李燕婷
2020, 26(10): 1827-1837. doi: 10.11674/zwyf.19513
摘要:
  【目的】  研究小分子有机物葡萄糖对尿素在石灰性潮土中的转化特征及相关土壤酶活性的影响,为小分子有机物在提高氮肥利用效率中的应用提供理论依据。  【方法】  将葡萄糖按0.5%、1%、5%和10%的比例与尿素熔融制成4种含葡萄糖尿素试验产品:GU0.5、GU1、GU5和GU10。采用土壤培养法,设置6个处理:不添加尿素对照 (CK)、普通尿素 (U) 和4种含葡萄糖尿素 (GU0.5、GU1、GU5、GU10),除CK外,其它处理施氮量均为N 0.3 g/kg, 干土。肥料与土壤混匀装入培养瓶,于25℃下恒温培养,于培养第0.5、1、3、5、7、14及21天进行采样,进行土壤pH、铵态氮含量、硝态氮含量以及土壤脲酶活性的测定。另外,第0.5、1、3与5天采集的土壤样品测定尿素态氮含量;第3、5与14天采集的土壤样品测定β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性。  【结果】  1) 培养第0.5天,含葡萄糖尿素 (GU) 处理的土壤尿素态氮含量较普通尿素处理高了1.9%~12.2%;培养至第3天,含葡萄糖尿素加快了尿素的水解,且葡萄糖用量最高的尿素 (GU10) 水解最快;2) 培养至第3~7天,4种含葡萄糖尿素处理的土壤铵态氮含量较普通尿素处理提高了19.0%~26.2%,硝态氮含量提高了16.5%~30.9%;3) 与普通尿素处理相比,在培养至第3~14天,含葡萄糖尿素处理的土壤脲酶活性平均提高了6.9%~8.5%;培养至第3天,GU处理的土壤β-葡萄糖苷酶活性显著提高了6.3%~9.0%,GU10处理的土壤亮氨酸氨基肽酶活性显著提高了21.3%;培养至第5天,GU5和GU10处理的土壤乙酰氨基葡萄糖苷酶活性显著提高了47.8%和52.4%;4) 在培养至第3天时,土壤铵态氮、矿质态氮含量与脲酶、β-葡萄糖苷酶以及乙酰氨基葡萄糖苷酶活性呈显著或极显著正相关,硝态氮含量与β-葡萄糖苷酶活性呈极显著正相关,pH与β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性呈极显著负相关。  【结论】  将葡萄糖与尿素熔融结合为含葡萄糖尿素,可先减缓后促进尿素在潮土中的分解转化,增加了土壤矿质氮含量;施入土壤3~5天内对土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶活性影响最大;矿质态氮在培养前期与相关土壤酶活性存在显著正相关关系,而土壤pH与相关土壤酶活性存在显著负相关关系。
添加外源碳调节植烟土壤氮素供应降低上部烟叶烟碱含量的研究
李青山, 刘明宏, 杜传印, 韩小斌, 漆夏燕, 万军, 杨坚, 管恩森, 王德权, 王慎强
2020, 26(10): 1838-1846. doi: 10.11674/zwyf.20110
摘要:
  【目的】  我国烤烟上部烟叶仍存在因烟碱含量较高而影响其品质的问题。向土壤中添加有效碳源可刺激微生物同化作用,进而能够调控土壤中有效氮含量。因此,本研究尝试利用外源碳降低烤烟上部叶全氮和烟碱含量。  【方法】  设置盆栽试验,烤烟品种为NC55,供试外源碳为葡萄糖 (G) 和木屑 (S)。试验设9个处理:在烤烟移栽后第90天,分别向植烟土壤中添加葡萄糖C 2000 mg/kg (G2)、5000 mg/kg (G5);在移栽后第90和120天依次添加葡萄糖C 2000 mg/kg和10000 mg/kg (G2+G10),和依次添加葡萄糖C 5000 mg/kg和10000 mg/kg (G5+G10);在移栽后第90天分别添加木屑C 2000 mg/kg (S2) 和5000 mg/kg (S5);在移栽后第90和120天依次添加木屑C 2000 mg/kg和葡萄糖C 10000 mg/kg (S2+G10),和依次添加木屑C 5000 mg/kg和葡萄糖C 10000 mg/kg处理 (S5+G10);对照 (CK)为常规施肥处理,在移栽后不添加外源碳。比较不同处理土壤氮素水平、烟叶全氮和烟碱含量。  【结果】  烤烟生长后期添加外源碳可明显降低植烟土壤氮素供应,降低幅度随外源碳添加量的增加而增大,添加二次比添加一次效果更明显,葡萄糖和木屑配合添加较单纯添加葡萄糖更有效。添加二次可降低上部叶的烟碱和全氮含量分别达0.62~1.40个百分点和0.71~1.22个百分点,比添加一次效果更为明显。  【结论】  烤烟生长后期在土壤中分别添加一定量的葡萄糖和木屑,能有效调节土壤碳氮比,抑制烤烟吸收过量的氮素,进而降低烤烟上部叶烟碱和全氮含量,提高烟叶品质。
不同木薯渣形态和添加比例对番茄产量品质及抗氧化能力的影响
许杰, 郭新勇, 段兆飞, 魏珉, 李静, 郭兴强, 杨凤娟
2020, 26(10): 1847-1857. doi: 10.11674/zwyf.20095
摘要:
  【目的】  为积极应对我国基质生产原料草炭紧缺的难题,提升农业废弃物的综合利用水平,研究木薯渣形态和添加比例在番茄生产上的应用效果,以期为木薯渣在番茄无土栽培上的推广应用提供理论依据。  【方法】  以‘千禧’樱桃番茄 (QX) 和‘传奇2号’大番茄 (CQ) 为试材,进行了槽栽试验。通过计算机模拟,共配置了4个栽培基质,包括草炭∶蛭石∶珍珠岩∶粉状木薯渣 = 5∶5∶5∶5 (T1);草炭∶蛭石∶珍珠岩∶颗粒状木薯渣 = 5∶5∶5∶5 (T2);草炭∶蛭石∶珍珠岩∶颗粒状木薯渣 = 6∶4∶4∶6 (T3) 和草炭∶蛭石∶珍珠岩∶粉状木薯渣 = 4∶4∶4∶8 (T4)。以常规基质草炭∶蛭石∶珍珠岩=10∶5∶5为对照 (CK)。测定了各栽培基质的理化性状和养分含量,调查了番茄生长和果实产量及品质。  【结果】  CQ和QX番茄在T1和T4处理下,其茎粗、根系活力、地下部和地上部干重均显著高于CK,且T1处理下增幅大于T4;T2和T3处理下,果实品质和抗氧化能力显著高于CK,且T2处理下增幅大于T3处理,T2处理下,CQ和QX番茄中可溶性糖、可溶性固形物含量、糖酸比、维生素C、番茄红素、可溶性蛋白和总酚含量分别较CK提高42.5%、29.4%、26.7%、21.0%、25.1%、51.1%、17.1%和28.0%、26.3%、19.4%、46.0%、22.4%、19.0%、25.8%,果实总抗氧化能力和DPPH自由基清除能力分别较CK提高51.9%、44.0%和40.4%、72.4%;T1处理下产量显著高于其它处理,CQ和QX番茄产量分别较CK提高15.6%和33.7%;两品种番茄的综合评价均为T1 > T4 > T2 > T3 > CK。  【结论】  添加颗粒状和粉状木薯渣均能不同程度地提高基质的pH、电导率、容重及速效氮、速效磷和速效钾含量,且颗粒状木薯渣处理提高幅度大于粉状木薯渣处理,但添加颗粒状木薯渣的基质气水比亦增加,持水性不如粉状木薯渣。4个配方中,以木薯渣替代一半草炭的增产提质效果最好,超过一半效果显著降低。在替代一半草炭的两个配方中,添加颗粒状木薯渣 (T2) 提高番茄品质的效果最佳,而添加粉状木薯渣 (T1) 的番茄产量最高。DTOPSIS综合分析,T1处理下的Ci值最大。因此,推荐草炭∶蛭石∶珍珠岩:粉状木薯渣=5∶5∶5∶5 (T1) 配方基质作为番茄无土栽培专用基质进行推广应用。
稻草及氮调控对紫云英 (Astragalus sinicus L.) 生长和土壤性状的影响
冯静琪, 曹卫东, 高嵩涓, 常单娜, 周国朋, 石孝均
2020, 26(10): 1858-1869. doi: 10.11674/zwyf.20106
摘要:
  【目的】   研究不同用量稻草与氮肥配施对紫云英生长及土壤养分的影响,为优化紫云英高产栽培措施和解决秸秆资源化利用难题提供理论依据,进而实现紫云英–水稻轮作体系中的稻田氮肥减施和作物增产。   【方法】   设置稻草和氮肥双因素盆栽试验,3个稻草添加量 (RS) 分别为0 (RS0)、3000 kg/hm2 (RS1)、6000 kg/hm2 (RS2),4个施氮量 (N) 分别为0 (N0)、45 kg/hm2 (N45)、90 kg/hm2 (N90)、135 kg/hm2 (N135),共12个处理。测定紫云英鲜草产量及地上部氮、磷、钾累积量,分析土壤基础理化性状、微生物量碳、可溶性有机碳含量及6种与碳、氮、磷循环相关的土壤酶 (β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、磷酸酶) 活性,探讨紫云英生长与土壤性状的关系。   【结果】   添加稻草和施用氮肥均显著提高紫云英鲜草产量和地上部氮、磷、钾累积量,与N0RS0处理相比,两者配施显著提高紫云英鲜草产量57.5%~323.8%;在N45、N90、N135水平下紫云英鲜草产量和地上部氮、磷、钾累积量均以RS2处理最高。紫云英地上部当季氮素回收率以N45RS1处理最高,与N90和N135施氮水平下各处理无显著差异。偏最小二乘法路径模型结果表明,相对稻草处理,氮肥处理对紫云英鲜草产量和养分累积量有更强的正效应。添加稻草和施用氮肥显著提高土壤酶活性,其中土壤亮氨酸氨基肽酶活性在4个施氮水平下均随稻草量的增加先上升后下降,另外5种土壤酶活性在N0、N45、N135水平下均以RS2处理最高,在N90水平下以RS1处理最高。聚合增强树分析表明,土壤速效钾含量和乙酰氨基葡萄糖苷酶活性对紫云英鲜草产量的贡献程度最大,贡献率分别为52.6%和30.0%。   【结论】   适量的稻草添加并配施氮肥可以显著提高紫云英鲜草产量、养分累积量和土壤酶活性,促进紫云英养分吸收,为紫云英高产创造条件。添加稻草可显著提高紫云英养分累积量和土壤速效养分含量,施氮对紫云英地上部氮磷钾养分累积量亦有显著影响。在本研究条件下,根据紫云英产量和养分吸收特征,并结合稻草资源化利用的目的,稻草6000 kg/hm2、氮肥45~90 kg/hm2为较适宜的施肥配比,具体施氮量可根据当地土壤肥力调整。
钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响
薛欣欣, 魏云霞, 王文斌, 罗雪华, 赵春梅, 王大鹏, 张永发, 吴小平
2020, 26(10): 1870-1878. doi: 10.11674/zwyf.20065
摘要:
  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出,研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响,可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料,在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计,设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg),培养3个月后,取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比,–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比,干物质量降幅分别为8.4%和27.5%,根冠比降幅分别为20.4%和26.9%,而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响;K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比,各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数,而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明,K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下,地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比,–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累,–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累,各缺素处理均显著增加了单株钙的积累;K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收,缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育,同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此,橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足,还要重视钾、镁元素间平衡关系。
椪柑叶片硼毒害症状及光合生理响应研究
张峻, 林伟杰, 李歆博, 占园园, 张生才, 李延
2020, 26(10): 1879-1886. doi: 10.11674/zwyf.20123
摘要:
  【目的】  准确及时诊断硼毒害,了解硼毒害对叶片造成的生理影响,为硼毒害的有效防治提供理论依据。  【方法】  通过田间调查和叶片养分含量测定,明确福建省安溪县椪柑叶片黄化和脱落是由硼中毒引起的。分别采集不同程度硼毒害椪柑叶片,测定叶片光合作用速率、叶绿素荧光特性和细胞膜透性。  【结果】  在正常、中度黄化和重度黄化叶片中,钾、镁、锌含量均处于椪柑适宜范围内,而中度黄化和重度黄化叶片的硼含量比正常叶片分别提高了11.11和19.71倍,显示硼毒害是造成椪柑叶片黄化的原因。椪柑叶片硼毒害症状有两种表现形式:一是症状由叶尖沿主脉向下发展,叶肉和叶脉均褪绿黄化,黄化部位可见棕褐色的坏死斑点;二是症状由叶缘向主脉发展,主脉保持绿色,叶片呈不规则的黄、绿斑驳黄化。硼毒害椪柑叶片的光合色素含量、有效光化学效率 (Fv'/Fm')、电子传递效率 (ETR)、有效量子产额 (ΦPS II) 和光化学淬灭系数 (qP) 随症状的加重而下降,而非光化学淬灭系数 (NPQ)、过剩激发能 (E) 和天线热耗散 (D) 则随症状的加重而提高,引起光合作用速率、淀粉和可溶性糖含量下降,硼毒胁迫下椪柑叶片细胞膜透性明显提高。  【结论】  过量喷施硼肥所造成的硼毒害会导致椪柑叶片黄化、异常落叶,硼毒害使椪柑光合作用受抑、光合产物合成受阻,细胞膜受到伤害。柑橘生产上应重视含硼叶面肥的合理使用,以免造成硼中毒现象。有关椪柑硼毒害的防治措施还有待进一步研究。
钼对含甲基营养型芽孢杆菌基质栽培甜瓜产量及氮磷钾吸收的影响
马雪强, 屈锋, 王君正, 高子星, 胡晓辉
2020, 26(10): 1887-1898. doi: 10.11674/zwyf.20151
摘要:
  【目的】  甲基营养型芽孢杆菌常接种于基质中以解决甜瓜生产过程中土传病害严重的问题。然而,甲基营养型芽孢杆菌对基质中微量元素的含量十分敏感,为此,我们研究了钼酸铵的适宜添加浓度,以期为甜瓜优质高效生产提供合理有效的技术参考和理论依据。  【方法】  试验于2019年5—8月在陕西省杨凌农业示范区进行,以薄皮甜瓜品种‘千玉6号’为材料,营养液中 (NH4)2MoO4·4H2O含量设置0、0.02 和0.04 mg/L 3个水平。测定甜瓜结果各时期器官干物质和全氮、全磷、全钾含量,分析结果中期甜瓜各器官对果实的养分贡献率、果实品质和果实全钼含量,统计产量并计算氮磷钾元素养分利用效率。  【结果】  甜瓜果实全钼含量随施钼水平增加而增加,而游离氨基酸、硝态氮含量、单果重及产量均在钼酸铵 0.02 mg/L水平最高,可溶性蛋白质含量在不施钼处理最高。除结果初期和中期甜瓜茎干物质量在3个施钼处理之间没有显著差异外,甜瓜各器官干物质、植株总干物质、全氮、全磷、全钾的积累量和转运量均以钼酸铵0.02 mg/L处理显著高于0和0.04 mg/L处理。0.02 mg/L钼酸铵处理通过提高营养器官中积累的氮磷钾对果实养分的贡献率,进而提高果实产量和氮磷钾养分利用效率;与钼酸铵0.02 mg/L处理相比,0和0.04 mg/L处理的果实产量及氮、磷及钾素养分利用率分别降低48.63%和17.50%、16.58%和22.44%、2.39% 和13.84%及27.34%和25.28%。  【结论】  在含有甲基营养型芽孢杆菌的基质栽培中,施用含0.02 mg/L (NH4)2MoO4·4H2O的营养液可显著提高甜瓜结果期干物质量和养分积累、转运及产量和品质。
专题综述
土壤氨基酸生物有效性及其环境调控研究进展
马庆旭, 朱双双, 泮莞坤, 吴良欢, 胡兆平
2020, 26(10): 1899-1908. doi: 10.11674/zwyf.20096
摘要:
土壤中种类繁多的小分子和大分子有机氮,是土壤氮素的重要组成成分。大多数植物可以直接吸收氨基酸乃至多肽和蛋白质,不是完全需要经过传统理论认知的微生物分解为无机氮的过程。植物根系具有吸收、转运和代谢外源吸收的有机氮的能力。土壤微生物是植物根系有机氮的主要竞争者,不同土壤中,参与竞争的微生物组成存在较大差异。环境对植物根系吸收和后续代谢有机氮都具有重要的调控作用。未来应着重于精准定量化分析土壤有机氮组成及含量,确定土壤有机氮对植物生长的长期效应,探索环境变化尤其是复杂环境变化对植物吸收利用有机氮的影响及其关键步骤,进一步确定土壤有机氮对植物氮营养的贡献。
研究简报
有机肥氮素利用率的几种典型计算方法比较
田昌玉, 林治安, 徐久凯, 赵秉强, 唐继伟, 李建华
2020, 26(10): 1909-1916. doi: 10.11674/zwyf.19471
摘要:
  【目的】  氮素利用率计算方法有多种,其计算结果的可靠性影响氮素管理的科学性。比较几种典型氮肥利用率计算方法的结果随有机肥施用水平和试验年限的变化,并从计算公式中各参数的含义讨论计算方法的科学性。  【方法】  以12年长期定位试验为平台,有机肥设置每季5个施氮水平,分别为0、120、240、360、600 kg/hm2,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。采用常规差减法、叠加法、比值法、氮素利用率法和氮素平衡法分别计算了不同有机肥料氮处理下不同年份的氮肥利用率。  【结果】  1) 用常规差减法和叠加法计算的有机氮肥当年利用率偏低,比值法计算结果适中,主要是空白对照作物可能吸收了施肥处理潜层扩散的矿质氮素,使得空白对照作物吸收氮素量比较高;叠加法氮肥利用率与常规差减法计算的结果差异不显著。2) 用比值法计算的氮肥利用率与国际通用氮素利用率计算法的结果很接近,如果能控制空白对照作物吸收的氮素量不受其它高氮肥处理影响,比值法与氮素利用率法的计算结果一致。3) 氮素平衡法考虑到了施肥对土壤氮素库的影响,是代表实际氮肥回收率的方法。计算的氮肥利用率呈现氮素平衡法好于氮素利用率法,氮素利用率法好于比值法。  【结论】  氮库变化影响比值法的准确性。在长期定位试验空白对照土壤氮素库相对稳定期,比值法是氮素利用率计算的简略方法;当土壤氮素库相对稳定条件下 (施肥处理和对照土壤氮素库不变,SN = 0),比值法、氮素利用率法和氮素平衡法计算结果一致;在土壤氮素库逐年增加或降低条件下,氮素平衡法是氮素利用率计算的最合理方法。
喷施矮壮素和多效唑对紫云英生长发育及结实性状的影响
郑春风, 刘春增, 李本银, 张梦, 张成兰, 吕玉虎, 潘兹亮, 聂良鹏, 曹卫东
2020, 26(10): 1917-1922. doi: 10.11674/zwyf.19384
摘要:
  【目的】  研究不同时期喷施矮壮素和多效唑对紫云英生长发育及结实的影响,明确有利于增产的最佳喷施时期,为提高紫云英种子产量提供有效的化控途径。  【方法】  选取紫云英品种‘信紫1号’为供试材料,分别于越冬后期、返青期、现蕾期、初花期和始花后5天在叶面喷施矮壮素或多效唑 (浓度均为400 mg/kg),以叶面喷施清水为对照。于盛花期,调查株高、茎粗、分枝数、SPAD值、单株重等生长指标,成熟期按常规考种法考察记载花数、荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率等结实性指标。  【结果】  现蕾期叶面喷施矮壮素和多效唑均可有效抑制植株株高,提高分枝数、SPAD值和单株重,多效唑喷施效果好于矮壮素。与喷清水对照相比,现蕾期喷施矮壮素的紫云英花数、荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率分别显著提高了16.32%、21.45%、15.94%、2.38个百分点和0.94个百分点,而其在越冬后期和返青期喷施却显著降低各指标;现蕾期喷施多效唑的紫云英花数、荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率分别显著提高了31.69%、43.41%、29.49%、4.76个百分点和2.14个百分点,在越冬后期喷施显著降低花数和荚果结实率。矮壮素和多效唑均在现蕾期喷施的种子产量最高,两者较对照分别增产15.95%和29.88%。  【结论】  在紫云英现蕾期,叶面喷施植物延缓剂多效唑和矮壮素,均可显著促进花期花荚发育,减少花荚脱落,促进花荚结实成粒,最终获得较高的种子产量,多效唑效果好于矮壮素。