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2023年 29卷 第9期
摘要
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2023, 29(9): 1573-1586.
doi: 10.11674/zwyf.2023054
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摘要:
【目的】 研究基于根层氮素实时调控技术的氮肥综合管理措施对滨海盐渍土春玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响，旨在提高滨海盐渍土区域春玉米生产效益，降低氮肥带来的环境风险。 【方法】 田间定位试验于2020—2022年在山东省东营市进行，以‘郑单958’为供试春玉米品种。采用双因素设计，主处理设置5个供氮水平，分别为不施氮对照(CK)、基于根层氮素实时调控技术的优化施氮(Opt)、优化施氮下调(Opt70%)、优化施氮上调(Opt130%)、农民习惯施氮(FNP)；副处理为3种氮肥，分别为硫酸铵(AS)、硝酸铵钙(CAN)、尿素(Urea)。于春玉米六叶期(V6)、抽雄期(VT)、成熟期(R6)测定地上部生物量，收获时测定籽粒产量、籽粒和秸秆含氮量。播种前和收获后，取0—90 cm土层土壤样品，分析无机氮含量。计算春玉米种植体系中氮素表观平衡、氮肥农学利用率(AEN)、氮肥偏生产力(PFPN)和施氮经济效益。 【结果】 Opt处理下2020、2021和2022年3种氮肥处理的平均产量较Opt70%处理下分别显著增加8.5%、4.1%和12.7%，2020年显著高于Opt130%，2021和2022年与Opt130%持平，2020、2021和2022年PFPN分别较Opt130%显著增加了33.3%～50.9%、2.6%～21.4%、15.1%～23.2% (P<0.05)。与FNP处理相比，Opt处理氮肥总施用量降低了30.7%～46.4%，作物吸氮量、生物量和产量无显著差异，而2020、2021和2022年PFPN分别显著增加了90.6%～115.0%、38.9%～49.8%和52.4%～60.7%，总收益增加了22.8%。Opt氮肥用量下，2020和2021年3种氮肥处理的籽粒产量无显著差异，2022年CAN处理的籽粒产量显著高于Urea处理，与AS处理无显著差异；CAN处理的PFPN较Urea和AS处理分别显著增加了14.3%～17.2%和9.8%～14.6% (P<0.05)， AEN较AS处理显著增加8.9%～18.9% (P<0.05)；CAN处理的表观氮损失较AS和Urea处理分别降低10.3%和11.0%，但其3年平均产量收益低于AS处理18.5%。 【结论】 基于根层氮素实时调控技术，在玉米需氮量大的六叶期和抽雄期优化氮肥管理，可以在减少氮肥施用量的同时维持作物产量和生物量，提高氮肥利用率，降低土壤无机氮残留和表观氮素损失，其施氮效益显著高于农户传统施氮。综合考虑春玉米产量、生物量、氮肥利用率、氮素表观平衡、施氮效益等因素，在滨海盐渍土区域采用以10 t/hm2为目标产量的根层氮素实时调控技术，同时施用150～194 kg/hm2的硫酸铵，可以实现春玉米产量、氮肥利用率和经济效益的协同提高。
2023, 29(9): 1587-1596.
doi: 10.11674/zwyf.2023076
摘要:
【目的】 明确生产100 kg稻谷所需要吸收的氮 (N)、磷 (P2O5)、钾 (K2O)、硅 (SiO2)、钙 (CaO)、镁 (MgO)、硫 (S)、铁 (Fe)、锰 (Mn)、锌 (Zn)、铜 (Cu)、硼 (B)、钼 (Mo)和氯 (Cl) 养分量及其影响因素，为水稻科学施肥提供理论依据。 【方法】 以水稻、养分吸收、氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯为关键词，在“中国知网”检索1990年以来公开发表的文献，筛选出符合标准的文献127篇，共提取数据2763组。计算生产单位质量稻谷所需吸收的养分量，分析水稻类型、种植区域和施肥量对氮、磷和钾养分吸收量的影响。 【结果】 每生产100 kg稻谷需要吸收N 0.63～3.29 kg、P2O5 0.23～3.26 kg、K2O 0.54～5.23 kg、SiO2 4.04～18.21 kg、CaO 0.23～0.71 kg、MgO 0.17～1.19 kg、S 0.11～0.82 kg、Fe 15.02～95.35 g、Mn 31.25～94.45 g、Zn 1.73～14.97 g、Cu 152.38～831.14 mg、B 409.24～1806.15 mg、Mo 79.33～334.94 mg和Cl 0.20～0.71 kg。与粳稻相比，籼稻每生产100 kg稻谷的P2O5吸收量低26.0%，K2O的吸收量高5.4%；与常规稻相比，杂交稻生产100 kg稻谷需要吸收的N增加2.7%，P2O5降低17.4%。单季稻磷和钾养分吸收量最高，分别为1.04和2.74 kg，双季晚稻最少，分别为0.91和2.45 kg；东北地区水稻氮和钾养分吸收量分别为1.54和2.03 kg，显著低于其他区域，而磷养分吸收量为1.40 kg，显著高于其他区域。水稻的百公斤籽粒养分吸收量随着施肥量的增加而增加。 【结论】 生产100 kg稻谷需要吸收养分量平均分别为N (1.85±0.39) kg、P2O5 (1.00±0.45) kg、K2O (2.66±0.73) kg、SiO2 (11.47±4.59) kg、CaO (0.39±0.14) kg、MgO (0.50±0.28) kg、S (0.41±0.18) kg、Fe (44.66±20.38) g、Mn (67.34±18.22) g、Zn (6.09±3.45) g、Cu (447.82±201.07) mg、B (968.41±367.06) mg、Mo (196.69±70.07) mg和(Cl 0.40±0.14) kg，百公斤籽粒养分吸收量受水稻类型、种植区域和施肥量等因素的影响。实际生产中应基于水稻品种和种植区域确定百公斤籽粒养分吸收量和计算养分用量，以实现水稻科学施肥。
2023, 29(9): 1597-1617.
doi: 10.11674/zwyf.2023079
摘要:
【目的】 镉(Cd)的长距离转运决定了水稻对Cd的积累能力，木质部是这一过程的重要场所，鉴定木质部伤流液中参与Cd运输过程的蛋白质组，可以为水稻Cd积累调控提供理论基础。 【方法】 水培试验供试材料包括野生型水稻ZH11，野生型拟南芥Col-0，以及带有CAB2启动子驱动CAL1 (Cd-accumulation in leaf 1)表达的拟南芥转基因植株CDM-4和CDM-12。水稻幼苗在Yoshida水稻营养液(Yoshida solution)生长28天后，转入含有0、10 μmol/L Cd的营养液中处理3天，利用根压法收集木质部伤流液，对所得伤流液进行蛋白组质谱鉴定。将拟南芥材料进行了水培试验及平板试验，水培试验方法为拟南芥幼苗在1/4 PNS营养液(plant nutrient solution)中培养20天后，用10 μmol/L Cd处理3天，测定Cd含量、植株生物量以及基因表达量；平板试验方法为拟南芥幼苗在0、50 μmol/L Cd的1/2 MS平板上培养生长14天后，进行表型鉴定拍照。 【结果】 在Cd处理与正常条件所得水稻的木质部伤流液中共检测到616个蛋白，分子量在6～158.1 KDa。正常条件下鉴定到463个蛋白，Cd处理条件下鉴定到503个蛋白，其中有153个蛋白属于Cd处理所特异存在，这些Cd特异蛋白分别与植物抗氧化胁迫、细胞壁代谢和发育等相关，包括鉴定到的植物防御素CAL1蛋白，已有其参与Cd长距离转运的报道。在拟南芥地上部异源特异表达CAL1基因增加了地上部Cd的积累量，而对Cd耐受性没有显著影响，表明CAL1基因在植物修复土壤Cd污染过程中具有一定的应用前景。RNA-Seq分析了水稻苗期木质部伤流液Cd特异蛋白中与细胞壁代谢相关的基因的表达模式，这些基因对水稻Cd积累耐受的影响仍需进一步研究。 【结论】 通过对水稻木质部伤流液蛋白组的分析，鉴定了Cd处理条件下水稻木质部伤流液特异存在的蛋白组，为Cd的长距离转运提供了新的研究基因。
2023, 29(9): 1618-1629.
doi: 10.11674/zwyf.2023099
摘要:
【目的】 土壤酸化是耕地质量退化的突出问题，研究主要农作物产量对土壤pH的响应及其影响因素，为土壤酸化防治提供理论依据。 【方法】 通过“中国知网”、“Web of Science”数据库，分别以玉米(maize)、水稻(rice)、小麦(wheat)、大豆(soybean)、土壤pH (soil pH)、作物产量(yield)为关键词，获取1980—2020年已公开发表的文献数据。基于国内外大田试验，分析了玉米、水稻、小麦、大豆产量与土壤pH的关系，运用Sigmoid函数计算作物酸害阈值，结合皮尔逊相关性分析与偏相关分析，明确作物酸害阈值的主要影响因素。 【结果】 1) 4种作物产量伴随土壤pH降低均呈“S”型降低趋势；玉米、大豆、小麦和水稻产量95%的酸害阈值分别为pH 5.87、5.34、5.32和4.21。2)作物相对产量与交换性铝呈显著负相关，与土壤pH、交换性钙、钙铝比、有机质、有效磷、化学氮肥施用量呈显著正相关。当土壤pH大于酸害阈值时，作物产量与有机质、有效磷呈显著正相关，当土壤pH小于酸害阈值时，作物产量与土壤pH、交换性钙、钙铝比呈显著正相关，与交换性铝呈显著负相关。3)偏相关分析表明，剔除有机质影响后，相对产量与pH的相关系数升高0.207，交换性铝与相对产量的相关系数升高0.072；剔除有效磷影响后，相对产量与pH的相关系数升高0.085，交换性铝与相对产量的相关系数升高0.147；剔除施氮量影响后，相对产量与pH的相关系数升高0.026，交换性铝与相对产量的相关系数降低0.009。有效磷、有机质和化学氮肥施用量是影响作物产量对土壤pH响应的关键因素。 【结论】 当土壤pH低于酸害阈值时，较高的有效磷和有机质含量可降低土壤pH对作物产量的不利影响，即有效磷和有机质含量越高，作物酸害越轻。
2023, 29(9): 1630-1642.
doi: 10.11674/zwyf.2023098
摘要:
【目的】 硝化和反硝化细菌在稻田土壤氮循环中起着十分重要的作用。研究长期有机物料还田条件下红壤区稻田土壤硝化和反硝化细菌群落及功能基因丰度，有助于揭示土壤硝化和反硝化过程中的微生物机制，为红壤区稻田氮高效利用和管理提供参考。 【方法】 基于40年水稻长期施肥定位试验，选择其中的不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、早稻施绿肥紫云英(M1)和早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田(M2)处理小区采集土壤样品，利用宏基因组测序和荧光定量PCR技术，通过对典型反硝化细菌nirK、nirS和硝化细菌amoA、hao进行基因标记，分析了土壤硝化和反硝化细菌群落结构和多样性。 【结果】 nirK、nirS型反硝化细菌和AOB (amoA)、hao细菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)。所有处理中nirK型反硝化细菌的优势属为Ardenticatena菌属、硝化螺菌属(Nitrospira)和罗河杆菌属(Rhodanobacter)，且M2处理土壤中罗河杆菌属相对丰度显著高于其他处理(P<0.05)。nirS型反硝化细菌中类固醇杆菌属(Steroidobacter)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)分别在M2和NPK处理中占比最高，分别达到33%和29%。AOB (amoA)细菌中慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)在CK和M1处理中占比最高，分别为30%和32%；变形菌门中的甲基单胞菌属(Methylomonas)在M2处理中占比最大；硝化螺菌属(Nitrospira)在CK处理中的占比显著高于其他处理。hao细菌中地杆菌属(Geobacter)相对丰度在各处理中占比最高。冗余分析显示，土壤速效氮(P=0.002)、有效磷(P=0.006)和有机碳(P=0.002)是nirK型和nirS型反硝化细菌群落组成变化的主导因子，土壤有机碳(P=0.008)、有效磷(P=0.01)、速效钾(P=0.008)是 hao 细菌群落结构变化的关键因子，速效氮(P=0.004)、有效磷(P=0.004)和全磷(P=0.002)是AOB (amoA)群落结构产生变化的关键因子。Spearman相关性分析表明，土壤有机碳、全氮和铵态氮与功能基因amoA、hao和反硝化功能基因nirK、nirS的丰度都呈现极显著(P<0.01)负相关关系。 【结论】 土壤有效磷、速效氮和有机碳是影响细菌群落结构的主要环境因子。长期培肥降低了土壤硝化和反硝化功能基因的丰度，减缓了土壤氮素循环的周转，提高了土壤氮素的稳定性。
2023, 29(9): 1643-1653.
doi: 10.11674/zwyf.2023059
摘要:
【目的】 研究长期不同施肥对农牧交错带土壤酶活性、土壤化学性质及作物产量的影响，为旱作农田合理施肥和土壤培肥提供依据。 【方法】 长期定位试验位于内蒙古自治区农牧业科学院武川旱作试验站，始于2004年，种植制度为马铃薯–油菜–莜麦轮作，一年一熟制。试验设置8个处理：CK (不施肥)、N (氮肥)、NP (氮磷肥)、NK (氮钾肥)、PK (磷钾肥)、NPK (氮磷钾肥)、M (羊粪)和NPKM (氮磷钾肥配施羊粪)，2021年种植作物为莜麦。调查了莜麦产量；采集各小区耕层 (0—20 cm)土壤样品，分析磷酸酶 (PA)、硫酸酯酶 (SU)、β-葡糖苷酶 (BG)、β-木糖苷酶 (BX)、α-葡糖苷酶 (AG)、β-纤维二糖苷酶 (BCBH)、乙酰氨基葡萄糖苷酶 (NAG)、亮氨酸氨基肽酶 (LAP)和土壤有机质 (SOM)、碱解氮 (AN)、有效磷 (AP)、速效钾 (AK)、pH等指标。通过主成分分析和冗余分析，探讨土壤酶活性分布特征及其与土壤化学性质和产量的关系。 【结果】 连续18年不同施肥处理均显著提高了作物产量和肥料对产量的贡献率，莜麦产量由高到低为NPKM>NPK>NP≈M>NK>N>PK>CK，施肥处理分别比CK增产140.5%、108.7%、76.3%、71.1%、57.5%、48.2%和20.8%，肥料对产量的贡献率分别为58.4%、52.1%、43.3%、41.5%、36.4%、32.5%和17.0%。长期施肥不同程度地提高了土壤有机质和速效氮、磷、钾含量，提高幅度均以NPKM处理最高，分别是CK 的5.35、2.29、10.07和4.89倍。长期施肥显著影响了土壤pH，除PK处理外，土壤pH均显著低于CK，NPKM和NPK处理的土壤pH又显著低于除NP和NK外的其他施肥处理。NPK和M处理显著提高了参与碳 (AG、BG、BX 和BCBH)、氮 (LAP和NAG)、磷 (PA)和硫 (SU)循环的酶活性。二者配施后的NPKM处理进一步提升了酶活性，其AG、BG、BX 和BCBH分别是CK的1.71、1.87、2.05和2.11倍，LAP和NAG分别是CK的1.97和2.24倍，PA是CK的2.24倍，SU是CK的3.11倍。土壤酶活性的变化主要由养分因子驱动，其中AN、SOM和AP是关键的决定因子，分别解释了酶活性变异的75.1%、5.7%和 4.6%。 【结论】 在农牧交错带薯粮油轮作条件下，长期氮磷钾平衡施肥可增加莜麦产量，提高肥料对产量的贡献率，增加土壤养分含量和酶活性，降低pH。单施羊粪也有效提高了土壤养分含量和酶活性，但增产效果显著低于氮磷钾肥或氮磷肥，羊粪与氮磷钾肥配合提升作物产量和土壤质量的效果最佳，显著优于化肥和羊粪单独施用。
2023, 29(9): 1654-1663.
doi: 10.11674/zwyf.2023053
摘要:
【目的】 探究叶面喷施低共熔溶剂 (deep eutectic solvents，DES) 对冬小麦产量和基施尿素氮去向的影响，为传统叶面肥的绿色升级和应用提供科学依据。 【方法】 供试DES以氯化胆碱、乙二醇、葡萄糖、柠檬酸为原料制备。以冬小麦品种‘济麦22’为供试作物，进行田间土柱栽培试验。设置不施氮肥对照 (CK)和氮肥+喷施清水 (W)、氮肥+喷施氨基酸叶面肥 (Y1)、氮肥+喷施海藻酸叶面肥 (Y2)、氮肥+喷施DES (D) 5个处理，除CK外，每个处理柱0—30 cm土层基施15N尿素氮(15N丰度为10.09%) 0.15 g/(kg, 干土)，基施P2O5和K2O各0.2 g/(kg, 干土)。在每次喷施处理前测定叶片叶绿素含量(SPAD值)。在小麦收获后，调查穗数和籽粒产量、秸秆生物量，测定含氮量和15N丰度；取0—15、15—30、30—50、50—70、70—90 cm土壤样品，用于测定15N丰度。探究叶面喷施DES对小麦生长和肥料氮去向的影响。 【结果】 与W处理相比，3个叶面施肥处理 (Y1、Y2、D) 灌浆后期旗叶SPAD值显著提高了17.14%～32.24%，提升效果以D处理最优，显著高于Y1和Y2处理；小麦籽粒产量显著提高了17.48%～21.11%，以D处理增产效果最优，其穗粒数显著高于W处理；小麦地上部总吸氮量显著提高了10.00%～18.33%，D和Y2处理还分别显著提高了小麦籽粒肥料氮吸收量9.43%和7.55%；氮肥表观利用率分别提高了7.98、8.25和14.53个百分点，且D处理分别显著高于Y1和Y2处理6.55和6.28个百分点；氮肥农学效率分别显著提高了34.07%、31.09%、41.20%，且D处理肥料氮利用率较Y1处理显著提高了4.19个百分点。与Y1和Y2处理相比，D处理的肥料氮残留率分别显著提高了7.94和8.95个百分点，肥料氮损失率分别显著降低了12.13和10.73个百分点。 【结论】 叶面喷施低共熔溶剂可以显著提高灌浆后期小麦叶片叶绿素含量，延缓小麦旗叶衰老，增加穗粒数，提高小麦产量，促进小麦对基施肥料氮的吸收利用，提高肥料氮利用效率，降低肥料氮损失率。
2023, 29(9): 1664-1676.
doi: 10.11674/zwyf.2023037
摘要:
【目的】 研究不同甘蓝型油菜品种对土壤磷分布异质性的响应规律及其差异，为减磷增效提供理论依据。 【方法】 以中双11号(ZS11)和圣光168 (SG168)两个甘蓝型油菜品种为试验材料，于2019—2020年在湖北武汉开展根箱分根试验(供试土壤速效磷含量为2.75 mg/kg)，在湖北武穴两个速效磷含量不同的田块(高磷肥力和低磷肥力田块土壤速效磷含量分别为17.63 和8.65 mg/kg)开展磷肥条施试验。试验设置不施磷(0P/0P)、局部供磷(1P/0P)和均匀供磷(1P/1P) 3个处理，于成熟期测定株高、分枝数、角果数、千粒重、产量、干物质积累、籽粒磷积累量和磷肥偏生产力等性状。 【结果】 不施磷(0P/0P)处理，SG168的株高、分枝数、角果数、产量、各部位干物质积累量和籽粒磷积累量均高于ZS11。相同供磷处理，根箱试验和田间试验SG168的株高、分枝数、产量和磷肥偏生产力均高于ZS11。与1P/1P处理相比，1P/0P处理两个甘蓝型油菜品种的磷肥偏生产力均提高，并且高磷田块的提升幅度大于低磷田块。田间试验低磷田块中，与1P/1P处理相比，1P/0P处理两个油菜品种产量均显著降低；田间试验高磷田块，与1P/1P处理相比，1P/0P处理ZS11产量显著降低，而SG168的产量无显著差异。 【结论】 局部供磷可以增强甘蓝型油菜对土壤中磷的吸收利用，提高地力贡献率和磷肥偏生产力。SG168的高产稳产和低磷适应能力强于ZS11。在土壤磷肥力水平高的田块，通过局部施磷的方式种植SG168可以实现不减产的同时减少一半磷肥的施用。
2023, 29(9): 1677-1688.
doi: 10.11674/zwyf.2023048
摘要:
【目的】 通过Meta分析，定量分析滴灌施肥对我国蔬菜和果树产量、水肥利用效率和品质等的综合影响，探究了不同田间管理措施的效果差异，为优化果蔬系统综合管理措施提供参考。 【方法】 在知网、万方数据和Web of Science数据库中，以“滴灌”、“果树”、“蔬菜”、“产量”、“水分利用率”、“氮肥偏生产力”和“品质”等为主要关键词检索文献，筛选出符合条件的全国滴灌施肥相关的文献77篇，获得了357组有效样本数据。采用Meta分析方法进行数据处理。 【结果】 与常规施肥相比，滴灌施肥的蔬菜和果树产量分别增加了7.99%和6.71%，氮肥偏生产力分别提高了48.9%和63.1%，水分利用效率分别提高了50.6%和119.0%。滴灌施肥显著改善果蔬品质，但效果不同。滴灌施肥的蔬菜Vc含量增幅较果树高17.3%，但可溶性固形物增幅低7.05%。滴灌施肥对蔬菜和果树产量、水氮利用率和品质的影响因施氮水平、灌溉水平、作物类型和栽培类型不同而存在差异。在施氮量200～400 kg/hm2、灌溉量200～400 mm的设施栽培条件下，滴灌施肥对茄果类和瓜果类蔬菜产量、水分利用效率、氮肥偏生产力、品质的提升效果较好。在施氮量150～300 kg/hm2、灌溉量250～500 mm条件下，滴灌施肥对落叶果树产量、水分利用效率、氮肥偏生产力和果实品质的提高效应更显著。 【结论】 茄果类和瓜果类蔬菜以及落叶果树适宜采用滴灌施肥技术，其他类型蔬菜和果树应慎用。
2023, 29(9): 1689-1699.
doi: 10.11674/zwyf.2023038
摘要:
【目的】 研究外源壳聚糖对NaCl 胁迫下菜用大豆根毛生长和根尖内源IAA积累的影响，为进一步研究壳聚糖提高菜豆抗盐性和结瘤能力提供理论基础。 【方法】 以菜用大豆品种‘绿领八号’–慢生型根瘤菌 USDA 122 的共生体为试材进行了无土栽培试验。试验设 4 个处理：根部浇灌无氮营养液条件下，叶面喷蒸馏水(CK)、喷200 mg/L壳聚糖水溶液(T1)；根部浇灌含50 mmol/L NaCl的无氮营养液条件下，叶面喷蒸馏水(T2)、200 mg/L壳聚糖水溶液(T3)。在 NaCl 胁迫处理后 2、3、4、5天时，测定菜豆幼苗根毛数量、形态、变形根毛数，分析根尖内源IAA含量、吲哚乙酸氧化酶(IAAO)、过氧化物酶(POD)活性，分析根系丙二醛(MDA)含量。在NaCl 处理30天时测定结瘤数、根瘤鲜重、植株含氮量及植株干重。 【结果】 外源壳聚糖处理(T1、T3)显著提高了NaCl胁迫和无胁迫下菜用大豆的结瘤数、根瘤重、植株含氮量和植株干重，T3较T2的增幅分别达 84%、151%、20%和54%，T1处理较CK的增幅分别为 38%、18%、12%和7%。外源壳聚糖处理(T1、T3)显著提高了NaCl胁迫和无胁迫下菜用大豆的根毛总数、根毛密度、根毛长度、变形根毛数以及根尖内源IAA含量，显著缩短了NaCl胁迫下根毛起始距离，降低了根尖IAAO和POD 活性，同时显著降低了根系MDA 含量。 【结论】 NaCl 胁迫下，外源壳聚糖可通过降低IAAO和POD活性，减少IAA的氧化分解；通过缓解根系膜脂过氧化，维持生物膜的相对稳定性和完整性，促进IAA向根尖的极性运输，提高根尖内源IAA含量，诱导根毛形成和生长，进而提高变形根毛数，最终促进了NaCl 胁迫下菜用大豆根系的生长和结瘤能力。
2023, 29(9): 1700-1712.
doi: 10.11674/zwyf.2023026
摘要:
【目的】 研究加工通芯莲用子莲的干物质累积和氮磷钾养分吸收转运特征，为子莲科学施肥提供理论依据。 【方法】 以太空莲36号和建选17号为供试品种，在江西省广昌县开展微区(3 m2)试验。分别在子莲移栽后85天(始收期)、103天(收获早期)、121天(收获盛期)、139天(收获中期)、160天(收获后期)、180天(终收期)采样，测定各器官(部位)干物质累积量和氮磷钾养分含量，计算氮磷钾养分累积量，源器官干物质和氮磷钾转运量，以及汇器官干物质和氮磷钾累积量增量。 【结果】 子莲干物质累积总量主要集中在子莲始收期—收获盛期 (移栽后85～121天)，其中叶片、根状茎等源器官(部位)干物质累积量先增后降，在移栽后139天(花果期末，收获中期)达最高值；莲蓬和果实干物质累积量持续增加；膨大茎开始生长后，干物质累积量迅速增加。叶片、根状茎等源器官氮磷钾含量动态变化相似，在移栽后139天前维持在较高水平，然后迅速或逐渐下降；花蕾、果实和膨大茎氮磷钾含量相对稳定；莲蓬氮、磷含量的动态变化与叶片相似，钾的变化与果实相似。子莲氮和钾累积量主要集中在移栽后85～121天，磷积累量主要集中在移栽后85～139天，此期间氮、磷和钾累积量分别占其累积总量的53.9%、61.4%和55.9%。移栽后139～180天，子莲汇器官氮累积量增量在莲蓬、果实和膨大茎中的分配比例分别为3.0%、67.8%和29.2%，磷的分配比例分别为1.5%、65.0%和33.5%，钾的分配比例分别为6.7%、40.5%和52.8%，源器官氮磷钾转运量占汇器官累积量增量的比例分别为88.8%、49.9%和77.7%。每生产100 kg通芯莲，子莲植株N、P2O5和K2O最大累积量平均分别为7.50、3.47和9.45 kg，N、P2O5、K2O养分吸收量之比为1∶0.46∶1.26。 【结论】 收获中期(花果期末)—终收期，子莲植株体内氮磷钾的累积有“莲蓬+果实”和“膨大茎”两个汇，并以果实发育为主，氮和钾的来源以体内转运为主，磷的来源体内转运和吸收各约50%。因此，保证花果期充足的养分供应和成藕期磷素的持续供应是子莲高产的前提。
2023, 29(9): 1713-1724.
doi: 10.11674/zwyf.2022690
摘要:
【目的】 土壤胶体因具备巨大比表面积、较小粒径、携带大量电荷的特性，在吸附微塑料颗粒、影响微塑料颗粒迁移过程中发挥着重要作用。但是有关土壤尤其是农田土壤胶体对微塑料颗粒迁移的影响及其协同迁移机制尚不清晰。土壤胶体与微塑料颗粒定义模糊、分类标准各异等问题形成的认知误区也阻碍了对两者更为深入的研究。梳理国内外关于农田土壤胶体与微塑料颗粒的相关研究，旨在厘清农田土壤胶体与微塑料颗粒迁移过程中两者间的相互作用过程，为制定微塑料污染防治政策和措施提供理论依据。 主要进展 农业活动改变了土壤胶体颗粒的组成，影响了微塑料颗粒的迁移行为。土壤胶体、微塑料颗粒自身与多孔介质特性、土壤理化性质以及环境条件，通过协同促进和抑制两种机制影响着农田土壤胶体与微塑料颗粒的协同迁移。在此过程中，土壤胶体组成处于主导地位，土壤胶体颗粒的稳定性大小决定着其与微塑料颗粒的协同迁移状态。土壤胶体颗粒的吸附行为改变了微塑料颗粒的迁移路径和速率；微塑料颗粒的存在反过来也能影响土壤胶体颗粒的稳定性，改变其聚集态势，进而影响胶体颗粒的迁移能力。 展望 今后应细化不同性质农田土壤胶体与微塑料颗粒迁移机制研究，定量分析深入评估微塑料颗粒迁移的环境效应，探索土壤微生物−胶体−微塑料三者之间交互作用过程，从土壤物理、化学和生物学角度为修复微塑料污染土壤，守护土壤健康提供新的思路和借鉴。
2023, 29(9): 1725-1737.
doi: 10.11674/zwyf.2022705
摘要:
磷(P)是植物必需大量元素，在物质组成、信号传导、产量及品质形成等过程中发挥重要作用。自然土壤中有效磷含量一般较低，农业生产中通过施用磷肥来补充作物的需要。然而无机磷施入土壤后，易通过物理、化学和生物作用被固定或转化，极大地降低其生物有效性。提高作物对磷的吸收利用能力是改善磷营养的重要途径。植物根系吸收的磷通过转运蛋白在植物体内运转利用，深化对磷转运蛋白功能的了解可为水稻磷吸收与转运分子机制、体内磷平衡调控机制等研究提供理论依据，研究限制磷吸收转运的分子机制可为培育“磷高效”水稻品种提供指导。水稻磷转运蛋白中研究较为深入和系统的是Pht1，Pht1家族含有13个成员。本文综述了水稻磷转运蛋白Pht1家族成员的结构与分类、起源，及其同源性、生物分子信息与生物学功能，重点阐述水稻Pht1家族中OsPT3、OsPT4和OsPT8在生物分子信息、基因表达和超表达等方面的研究进展。在长期进化中，Pht1家族基因在磷的吸收过程中出现了分工，各个转运蛋白之间存在功能互补，相互协作，也存在功能上的部分重叠(冗余)，目前对Pht1家族各基因的功能表达以及相互之间的关系已有部分研究，但Pht1家族基因在植物体内的工作机制复杂，需进一步研究各转运蛋白间的关系。Pht1家族成员也具吸收盐类物质的作用，后续研究可关注Pht1家族成员对植物吸收和转运砷酸盐、硒、硅等的作用、关系与机理。除磷与金属盐类物质的吸收与转运外，Pht1家族成员还具备一定的抗病功能，深入研究Pht1家族成员在植物生理信号网络中的分子机制，有利于培育高抗病性和高磷利用率的优质水稻品种。
磷(P)是植物必需大量元素，在物质组成、信号传导、产量及品质形成等过程中发挥重要作用。自然土壤中有效磷含量一般较低，农业生产中通过施用磷肥来补充作物的需要。然而无机磷施入土壤后，易通过物理、化学和生物作用被固定或转化，极大地降低其生物有效性。提高作物对磷的吸收利用能力是改善磷营养的重要途径。植物根系吸收的磷通过转运蛋白在植物体内运转利用，深化对磷转运蛋白功能的了解可为水稻磷吸收与转运分子机制、体内磷平衡调控机制等研究提供理论依据，研究限制磷吸收转运的分子机制可为培育“磷高效”水稻品种提供指导。水稻磷转运蛋白中研究较为深入和系统的是Pht1，Pht1家族含有13个成员。本文综述了水稻磷转运蛋白Pht1家族成员的结构与分类、起源，及其同源性、生物分子信息与生物学功能，重点阐述水稻Pht1家族中OsPT3、OsPT4和OsPT8在生物分子信息、基因表达和超表达等方面的研究进展。在长期进化中，Pht1家族基因在磷的吸收过程中出现了分工，各个转运蛋白之间存在功能互补，相互协作，也存在功能上的部分重叠(冗余)，目前对Pht1家族各基因的功能表达以及相互之间的关系已有部分研究，但Pht1家族基因在植物体内的工作机制复杂，需进一步研究各转运蛋白间的关系。Pht1家族成员也具吸收盐类物质的作用，后续研究可关注Pht1家族成员对植物吸收和转运砷酸盐、硒、硅等的作用、关系与机理。除磷与金属盐类物质的吸收与转运外，Pht1家族成员还具备一定的抗病功能，深入研究Pht1家族成员在植物生理信号网络中的分子机制，有利于培育高抗病性和高磷利用率的优质水稻品种。
2023, 29(9): 1738-1750.
doi: 10.11674/zwyf.2023052
摘要:
【目的】 探讨适量氮肥和缩节胺(DPC)配施提高棉花产量的机理，为合理施用氮肥和DPC提供科学依据。 【方法】 2015—2017年，在郑州市黄河滩区进行了双因素裂区设计田间试验。主区为3个氮肥用量，即：不施氮肥(N0)、施用常量氮肥(N1，225 kg/hm2)和过量氮肥(N2，450 kg/hm2)；副区为3个DPC用量，即：不喷施DPC (D0)、喷施常量DPC (D1，75 g/hm2)和过量DPC (D2，150 g/hm2)。调查测定了叶片SPAD值、器官干物质质量和含氮量、“四桃”数量及产量等。 【结果】 不同施氮量下，棉花皮棉产量表现为N1>N2>N0。不同DPC用量下，籽棉和皮棉产量均表现为D1>D2>D0。氮肥与DPC用量组合对衣分及籽棉产量有显著互作效应(P<0.05)，对皮棉产量有极显著互作效应(P<0.01)。与N1D1相比，N0D0组合叶片SPAD值低，干物质和氮素更多在茎枝部位积累，造成总产量下降。但在N0条件下，D1较D0处理显著增加了叶片SPAD值、总铃数和铃重，进而提高了产量。N1D1组合表现最佳，干物质和N素更多的分配到蕾铃器官，棉花的伏前桃和伏桃以及棉株1～10果枝成铃较多，成铃数、铃重和衣分协调，其皮棉产量达1949.52 kg/hm2，比N0D0和N2D2组合分别增加106.75%和20.36%。N2D2组合过高的叶片SPAD值导致干物质和氮素较多分配至叶片中，影响了棉花的生殖生长。 【结论】 氮肥与缩节胺用量对棉花衣分以及籽棉和皮棉产量的互作效应显著。常量氮肥配合常量缩节胺情况下，干物质和氮素更多地分配在蕾铃部位，且成铃时空分布合理，最终获得高产。过量施用氮肥需要配合过量缩节胺来克服过度营养生长，以维持皮棉产量。
2023, 29(9): 1751-1760.
doi: 10.11674/zwyf.2023056
摘要:
【目的】 坡耕地氮素易于流失，加重面源污染风险，也制约作物产量。试验研究了坡耕地一次性基施不同量控释复合肥的氮素径流损失，为提高坡耕地花生产量和效益，降低氮素损失提供理论依据。 【方法】 田间试验在山东临沂进行，供试花生品种为“‘花育 25 号’，供试控释复合肥 (CRF) 和普通复合肥 (CF) N–P2O5–K2O比例均为15–15–15。不施肥为对照处理 (CK)，控释复合肥和普通复合肥均设置800 kg/hm2 (100%CRF、100%CF)、560 kg/hm2 (70%CRF、70%CF) 两个水平，共5个处理。于花生主要生育期采集肥料、植株和径流样品，测定肥料释放量、植株生物量和氮含量、径流水中硝态氮和铵态氮含量，成熟期花生测产。 【结果】 100%CRF处理籽仁产量较100%CF处理增加13.8%，70%CRF较70%CF处理增加12.4%，且70%CRF与100%CF处理籽仁产量差异不显著。70%CF处理花生出仁率与100%CF差异不显著，但显著低于两个CRF处理。100%CRF、70%CRF处理较100%CF、70%CF处理的氮素吸收量分别增加5.9%和6.0%。成熟期同等施肥量下，控释复合肥处理较普通复合肥处理干物质累积量增加7.1%～8.3%；不同施肥量下，70%CRF与100%CF处理无显著差异。控释复合肥降低了苗期和开花下针期径流水中硝态氮和铵态氮含量，之后的生育期施肥处理间硝态氮和铵态氮流失量之和差异不明显。100%CRF处理肥料对产量的贡献率为19.45%，较100%CF处理高102.6%，70%CRF处理的肥料贡献率为14.65%，较70%CF处理高74.4%。 【结论】 在坡面农田上，控释复合肥氮素缓慢释放，满足花生各生育期氮素需求，一次性基施显著提高花生氮素吸收量和花生产量，有效减少硝态氮和铵态氮地表径流损失，减少30%的肥料用量依然可以保证花生稳产。
2023, 29(9): 1761-1770.
doi: 10.11674/zwyf.2023001
摘要:
【目的】 揭示缓释肥和菌根菌对赤皮青冈1年生容器苗根系生长和构型及其径级分布的影响，以提高赤皮青冈容器苗的菌根化育苗水平。 【方法】 采用两因素析因设计进行赤皮青冈容器苗栽培试验，育苗基质由泥炭、谷壳和珍珠岩(体积比为6∶1∶3)组成。供试菌根菌为彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius)，缓释肥养分含量为全氮 180 g/kg、有效磷 60 g/kg、全钾 120 g/kg，肥效6～7个月。设置基质中添加缓释肥1.50、2.25、3.00、3.75、4.50 kg/m3，在幼苗生长3个月后，每个施肥处理分为两组，分别进行接种与不接种菌根菌两个处理，接种组每株容器苗接种10 mL彩色豆马勃(浓度为36.28 mg/mL)。于容器苗生长季末(接种后4个月)收获，测定容器苗根系生长和构型指标。 【结果】 不论是否接种菌根菌，添加缓释肥1.50～3.75 kg/m3对容器苗根系生长和构型影响较小，添加缓释肥4.50 kg/m3显著降低了根长。接种菌根菌对赤皮青冈根系发育有显著的促生效应，且低肥料用量下的促生效果更显著。接种菌根菌后赤皮青冈容器苗根生物量、根表面积、根系平均直径、根体积和根尖数等性状增幅较大，相比不接种处理平均分别增加了10.94%、18.73%、18.23%、42.77%和72.33%，拓扑系数和平均连接长度平均分别降低了3.11%和6.10%。以接种菌根菌并施用缓释肥3.00 kg/m3的促生效应最显著，容器苗0～0.5 mm径级根长和根表面积明显高于其它施肥处理。相关性分析结果显示，接种菌根菌后容器苗根长越长，根生物量和根表面积越大，相应分形维数越高，根系越发达。 【结论】 接种外生菌根菌彩色豆马勃可促进赤皮青冈容器苗根系生长和构型改善，弥补施肥量偏低或偏高对根系表面积、平均直径和体积可能产生的不利影响。生产中可通过接种彩色豆马勃等外生菌根菌提高缓释肥利用效率和促进根系发育，以培育优质赤皮青冈容器苗(菌根苗)，同时降低生产成本。
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