• ISSN 1008-505X
  • CN 11-3996/S

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

用户登录

  • 访问总数: 12809004
  • 今日访问: 1140
中文 月刊

主管:中华人民共和国农业部

主办:中国植物营养与肥料学会

承办:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所

地址:北京市中关村南大街12号

国内统一刊号:CN 11-3996/S

国际标准刊号:ISSN 1008-505X

电话:010-82108653

E-mail:zwyf@caas.cn

优先发表栏目展示本刊经同行评议确定正式录用的文章,这些文章目前处在编校过程,尚未确定卷期及页码,但可以根据DOI进行引用。
显示方式:
长期不同施肥措施下塿土细菌群落结构变化及其主要影响因素
刘平静, 肖杰, 孙本华, 高明霞, 张树兰, 杨学云, 冯浩
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19102
摘要(0) HTML全文(0) 相关文章
摘要:
目的研究不同施肥处理下土壤细菌群落的特征,为建立同时改善土壤生物学特性和促进土壤生态系统稳定和健康的施肥和管理制度等提供依据。方法陕西省杨凌示范区“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”的28年长期定位试验始于1990年秋,种植制度为冬小麦-夏休闲,无灌溉。本研究选取定位试验中不施肥 (CK)、施用氮磷钾肥 (N–P2O5–K2O = 135 – 108 – 67.5 kg/hm2,NPK) 和有机无机肥配施 (70% N来自牛粪,MNPK) 三个处理。于2018年6月小麦收获后采集0—20 cm耕层土样,测定养分含量、含水量、微生物量碳、氮含量及目标土壤微生物。以1%琼脂糖凝胶电泳法检测土壤中DNA,根据97%相似度对序列进行OTU聚类、α多样性分析 (包括Shannon、ACE和Chao1等指数),使用CANOCO 4.5.软件对土壤细菌门水平群落结构、细菌相对丰度等与土壤理化性质进行冗余分析。结果与CK相比,NPK和MNPK显著提高了土壤有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量,显著降低了土壤pH。不同处理细菌基因拷贝数为每克干土6.69 × 109~16.46 × 109,与CK相比,NPK和MNPK处理细菌数量分别提高了57%和146%。MNPK处理的土壤细菌Shannon多样性指数显著高于CK和NPK,而Simpson指数显著低于CK和NPK,NPK与CK间两个指数无显著差异。3个处理的细菌丰富度指数 (Chao1指数和ACE指数) 和均匀度指数均没有显著差异。在门水平上,共获得35个细菌类群,其中,放线菌门 (Actinobacteria)、变形菌门 (Proteobacteria)、酸杆菌门 (Acidobacteria) 和绿弯菌门 (Chloroflexi) 为主要优势菌门 (相对丰度 > 10%),占到全部菌门的80.1%~81.7%。与CK相比,MNPK显著降低了放线菌门 (F = 5.845,P < 0.05) 的相对丰度,增加了拟杆菌门 (F = 4.461,P < 0.05) 的相对丰度,其他菌门均无显著差异。冗余分析结果显示,CK与NPK和MNPK的土壤细菌群落结构具有明显差异,且MNPK对土壤细菌群落组成的影响更大。土壤理化性质对细菌菌群影响表现为:土壤硝态氮 > 可溶性有机碳 > pH > 铵态氮 > 有机碳 > 土壤含水量,这些理化因子均是影响微生物生长的关键因子。结论关中塿土区旱作雨养条件下,化肥平衡施用和有机无机配施均显著提升了土壤中细菌数量、多样性和丰富度,有机无机配合还改变了细菌群落结构,特别是降低了放线菌门、增加了拟杆菌门的丰度,更有利于土壤生态系统的稳定和健康。
菌根化育苗促进田间不施磷玉米生长和养分吸收
李芳, 徐丽娇, 谢伟, 郝志鹏, 陈保冬
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19084
摘要(1) HTML全文(0) 相关文章
摘要:
目的丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 侵染作物根系形成菌根共生体系对于作物吸收磷具有重要作用,但该结果大多来源于室内受控试验,有限的田间试验因环境条件、试验材料与接种技术等差异致使AMF菌剂应用效果不一。本研究通过玉米菌根化育苗和田间移栽,分析了接种AMF对玉米生长、养分吸收、籽粒产量及品质的影响,以期推进菌根技术的实际生产应用。方法以自交品系玉米B73为供试作物,于2018年5月至10月在北京市延庆区进行了田间试验。田间小区设置基施磷 (+P) 和不施磷 (–P) 处理。供试AMF为Rhizophagus irregularis Schenck& Smith BGC AH01。玉米种子催芽后,分别播入加入AMF菌剂 (+M) 和菌剂过滤液 (–M) 的育苗钵内,培养两周后移栽至田间。玉米在田间条件下生长至拔节期时,使用便携式光合仪测定叶片光合速率与气孔导度,取样测定地上部与根部干重和养分元素含量,同时测定菌根侵染率;在玉米完熟期取样,测定籽粒百粒重、籽粒产量及养分含量。结果无论田间施磷与否,接菌植株根系的菌根侵染强度和丛枝丰度显著高于不接菌植株。不施磷情况下,+M处理显著提高了玉米根系干重,玉米生长的菌根依赖性 (163.7%) 显著高于施磷情形 (124.1%)。–P–M小区玉米叶片的光合速率和气孔导度显著低于其他三个处理。–P+M处理玉米叶片的光合参数、玉米地上部和根部磷含量与+P+M均无显著差异。与–P–M处理相比,–P+M显著提高了玉米籽粒产量和百粒重,同时也提高了籽粒中锌、锰、镁等矿质养分的含量,且与+P+M处理相比均无显著差异。结论玉米幼苗接种AMF后,再移栽到田间可以显著提高拔节期玉米根系的菌根侵染率,促进玉米地上部和根部对磷及锌、锰和镁的吸收,进而促进玉米的生长,提高籽粒产量和品质。试验条件下,菌根化育苗可以达到与施磷同样的效果,在保障作物不减产的前提下减少磷肥施用量。
长期施用化肥对东北黑土nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响
胡晓婧, 刘俊杰, 于镇华, 魏丹, 周宝库, 陈雪丽, 王光华
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19063
摘要(4) HTML全文(6) 相关文章
摘要:
目的探明长期施用氮磷钾化肥对东北黑土农田土壤nirS型反硝化细菌群落和网络结构的影响,为更加合理的肥料配施提供理论支持。方法基于农业农村部黑龙江耕地保育与农业环境科学观测实验站平台,选取不施肥 (NoF)、氮肥 (N)、磷肥 (P)、钾肥 (K)、氮钾肥 (NK)、氮磷肥 (NP)、磷钾肥 (PK)、氮磷钾肥 (NPK)8个施肥处理,借助荧光定量PCR、Illumina MiSeq高通量测序和分子生态网络技术,分析东北黑土nirS型反硝化细菌丰度、群落及网络结构,及影响反硝化细菌群落变异的主要环境因子。结果1) 长期施用氮肥均在显著增加nirS基因拷贝数的同时,降低了nirS型反硝化细菌的群落多样性,而磷钾肥对其影响并不显著。2) Proteobacteria是所有处理中的优势反硝化细菌门,相对丰度为16.96%~27.34%,且氮肥的施用促进了隶属于该菌门中Bradyrhizobium的生长。3) PCoA分析结果显示,8个施肥处理下nirS型反硝化细菌群落主要分成氮肥和非氮肥两组,说明长期氮肥的施用显著改变了东北黑土反硝化细菌的群落结构。结合Mantel test的结果可知,土壤pH是影响nirS型反硝化细菌群落改变的主要因素。4) 分别构建氮肥和非氮肥的反硝化细菌分子生态网络,发现氮肥和非氮肥网络结构存在很大差异,长期施用氮肥明显简化了nirS型反硝化细菌的网络结构,同时使其网络结构稳定性降低,易受外界环境扰动。结论尽管施用化学氮肥有利于土壤养分的增加,但对土壤nirS型反硝化细菌群落及网络结构产生较大改变,而磷、钾肥的施用对反硝化细菌群落无显著影响。本试验结果为进一步研究东北黑土区农田土壤反硝化微生物对不同施肥管理的响应机制提供重要科学依据。
栽插和秸秆还田方式对水稻氮素吸收利用和产量的影响
何艳, 严田蓉, 唐源, 林郸, 李郁, 余华清, 杨志远, 孙永健, 马均
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19036
摘要(5) HTML全文(5) 相关文章
摘要:
目的秸秆还田方式影响土壤和肥料养分的有效性,本研究通过比较不同还田方式下水稻产量、氮素吸收利用的差异,为水稻人工插秧和毯苗机插技术选择适宜的秸秆还田方法及氮肥施用提供依据。方法本试验于2016至2018年在成都温江四川农业大学水稻研究所试验田进行,以籼型三系杂交稻F优498为试验材料,采用2因素裂区设计,主区设置秸秆不还田 (S0)、覆盖还田 (S1) 和翻埋还田 (S2)3种还田方式,副区为人工插秧 (HT) 和毯苗机插 (MT)2种栽插方式,氮肥用量为N 135 kg/hm2,按基肥∶蘖肥∶促花肥∶保花肥 = 3∶3∶2∶2的比例施用。磷肥 (过磷酸钙) 用量为P2O5 90 kg/hm2,作基肥一次施入;钾肥 (氯化钾) 用量为K2O 150 kg/hm2,施用比例为基肥∶穗肥 = 7∶3。分别于分蘖盛期、拔节期、齐穗期和成熟期,采集茎鞘、叶和穗样品测定干物重和氮含量,计算不同时期氮素积累、转运及氮素利用效率。结果秸秆还田方法对人工和机械插秧水稻产量、植株氮素积累及氮素利用存在显著影响。1) 与S0相比,S1、S2处理提高了水稻产量,抑制了水稻分蘖盛期氮素积累,促进了拔节期至成熟期各器官及植株氮素积累,提高了植株氮含量,S1效果优于S2,且S1提高了氮素茎鞘转运量 (44.1%)、茎鞘转运率 (10.2%)、叶片转运量 (23.5%) 和穗氮增加幅度 (21.2%),S2仅提高了氮素茎鞘转运量 (24.7%)、茎鞘转运率 (6.5%) 和穗氮增加幅度 (16.6%)。氮肥农学效率和氮素回收率表现为S1 > S2,但S1、S2氮素的稻谷生产效率均有所降低。2) 分蘖盛期至拔节期,三个秸秆处理的HT处理的水稻各器官氮素积累、各时期植株氮素积累、氮素转运和产量均大于MT处理的,氮素回收率则显著低于MT处理的。秸秆还田对不同栽插方式氮素积累和转运的影响及程度不一,分蘖盛期HT处理的氮素积累以S2处理最小,MT处理则以S1最小。两种栽插方式拔节期至成熟期氮素积累、转运、氮肥农学利用率及吸收利用率均以S1处理最大。结论从提高水稻产量、氮素积累利用来看,人工插秧和毯苗机插均适宜采用小麦秸秆覆盖还田模式,并以覆盖还田结合人工插秧方式为最佳。
稻虾共作模式下稻田土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的特征
王蓉, 朱杰, 金涛, 刘章勇
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18414
摘要(3) HTML全文(4) 相关文章
摘要:
目的研究稻虾共作模式下土壤氨氧化微生物数量、群落多样性及群落结构,以深入了解该模式下的土壤微生态环境的演变。方法试验点在湖北省荆州市长江大学农学院基地,设置稻虾共作模式 (CR) 与常规中稻种植模式 (MR),借助荧光定量PCR技术与Illumina Miseq高通量测序平台,分析了土壤氨氧化细菌 (AOB) 与古菌 (AOA) 丰度、多样性及群落结构。结果与MR模式相比,CR模式显著提高了土壤硝态氮、总碳及总氮含量,对土壤pH、碱解氮及土壤碳氮比无显著影响。CR模式土壤AOA与AOB amoA基因拷贝数为3.13 × 105和7.01 × 105 copies/g干土,MR模式土壤AOA、AOB amoA基因拷贝数为1.41 × 105和3.87 × 105 copies/g干土,两个模式土壤AOB的数量均显著高于AOA,CR模式土壤AOA、AOB的数量均显著高于MR模式 (P < 0.05)。α群落多样性指数表明,相比MR,CR模式显著增加了土壤AOA群落多样性,对AOB群落多样性无显著影响。Venn结果分析,CR模式增加了AOA amoA基因的物种,改变了AOB amoA基因的物种组成,且AOB amoA物种数量下降。在属水平上,norank_c_environmental_samples_p_Thaumarchaeotaunclassified_k_norank_d_Archaeanorank_c_environmental_samples_p_Crenarchaeotanorank_p_environmental_samples_k_norank为AOA的优势类群,相对丰度占AOA amoA基因总序列的99.25%~99.46%,CR模式显著提高了norank_c_environmental_samples_p_Crenarchaeota在AOA群落属水平的相对丰度;unclassified_k_norank_d_Bacterianorank_f_environmental_samplesnorank_o_environmental_samples_c_Betaproteobacteriaunclassified_o_Nitrosomonadales为AOB的优势类群,相对丰度共占97.78%~98.49%,且CR模式显著增加了norank_o_environmental_samples_c_Betaproteobacteriaunclassified_o_Nitrosomonadales在AOB群落属水平的相对丰度。冗余分析 (RDA) 结果显示,土壤基本理化性质对于土壤AOA、AOB群落结构影响有着相似的趋势,其中对AOA、AOB群落结构影响最大的因子是硝态氮,其次分别为总碳、铵态氮、碱解氮、pH。根据RDA投影距离分析,稻虾共作模式模式对土壤AOA群落结构的影响大于AOB,且MR与稻虾共作模式模式土壤AOB的群落结构具有一定的相似度。结论稻虾共作模式显著增加了AOA群落多样性,而对AOB群落无显著影响;稻虾共作模式显著增加了AOA与AOB的丰度并显著影响了群落结构组成。土壤硝态氮、总碳、铵态氮、碱解氮、pH含量是导致土壤微生物数量、多样性及群落结构变化的主要原因。
不同氮效率木薯品种根系形态、构型及氮吸收动力学特征
康亮, 梁琼月, 姚一华, 蒋强, 董蒙蒙, 顾明华, 何冰
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19024
摘要(12) HTML全文(9) 相关文章
摘要:
目的比较分析低氮 (N) 条件下不同氮效率木薯品种的根系形态、构型及吸收动力学变化,以阐明木薯氮高效吸收机制,为指导木薯生产和木薯品种选育提供理论基础。方法于2015年,在广西大学国家重点实验室温室大棚内进行了试验。盆栽试验采用双因素 (品种 × 氮水平) 区组设计。供试木薯品种包括氮高效品种华南10号 (SC10) 与氮低效品种华南205(SC205)。氮水平包括不施氮 (N0) 和施N 55.2 mg/kg土 (N1)。每盆装10 kg土,种植1株幼苗。木薯出苗60天后,取出并洗净根系,利用根系扫描仪EPSON2000进行根系图像采集,利用WinRHIZO PRO根系分析软件分析图片,获得根系形态指标。将整株植株分成根、茎、叶三个部分,测量干重和氮含量。根系分层试验在大型根系观测系统中进行。吸收动力学试验采用改进常规耗竭法。并比较分析了木薯根系形态、根系构型特征及硝态氮吸收动力学参数差异。结果N1和N0条件下,氮高效品种SC10生物量和氮素积累量均显著高于氮低效品种SC205(P < 0.05)。N0条件下,SC10的整株生物量降幅分别为37.4%和46.2%,SC205的降幅分别为69.4%和74.1%,降幅显著高于品种SC10(P < 0.05);SC10的根、茎、叶和全株氮积累量均显著高于SC205,全株氮积累量为SC205的152%。与N1相比,N0处理的木薯品种SC10总根长、根系表面积和细根根长的降幅分别为11.0%、10.0%和20.4%,SC205的降幅分别高达35.9%、27.7%和50.2%,两个品种下降幅度差异显著 (P < 0.05)。低氮诱导木薯根系分布下移,SC10根系呈上宽下窄三角形,最深可达180 cm土层;SC205根系呈椭圆形,最深达130cm土层。氮素吸收动力学实验结果SC10、SC205的Km分别为3.27和7.87 mmol/L,表明SC10根系对NO3的亲和性更高。结论氮高效品种SC10的根系对硝态氮的亲和力 (Km) 几乎是氮低效品种SC205的两倍。在氮素胁迫条件下,氮高效品种可形成优于氮低效品种的根系构型,特别是根系的总根长、根系表面积和细根根长的下降幅度显著小于氮低效品种,是有效缓解氮胁迫的重要原因。
增磷减氮配合保水剂以提高多年生西北羊茅种子产量
石正海, 刘文辉, 张永超, 刘凯强, 魏小星, 秦燕
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18486
摘要(13) HTML全文(18) 相关文章
摘要:
目的西北地区干旱少雨,保持土壤水分对植物的生长十分必要。本文研究了保水剂、氮肥与磷肥对多年生牧草西北羊茅种子产量和蝉联性状的影响,为西北羊茅合理施用肥料和保水剂提供理论依据。方法试验在青海省海北州多年生牧草种质资源圃进行,供试材料为建植三年的西北羊茅。试验采用三因素完全随机区组设计,包括2个保水剂用量 (0 和30 kg/hm2,表示为PM0、PM60);2个施氮量 (N 0和60 kg/hm2表示为N0、N60);4个施磷量 (P 0、60、75 和90 kg/hm2,表示为P0、P60、P75和P90),共16个处理。测定了种子产量及产量性状 (单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数和单位面积籽粒数等)。结果1) 单独添加保水剂对西北羊茅种子产量无明显影响,但与氮肥,氮磷肥互作显著影响种子产量。不论单独施用还是与磷肥和保水剂配合,施氮处理西北羊茅种子的产量降低16%~48%。施磷显著增加西北羊茅种子产量,提高幅度28%~49%。施磷处理中,N0PM30P90组合种子产量最高,达560 kg/hm2,N60A0P0组合最低,仅260 kg/hm2。P75与P90处理种子产量差异不显著,但均显著高于P60和P0处理。2) 保水剂主要增加了单序籽粒重,最大增幅达29%。N60处理羊茅单序籽粒数、单序籽粒重、千粒重、生殖枝数降低幅度为12%~18%,单位面积籽粒数最大降幅为50%。氮肥与保水剂互作降低生殖枝数和单位面积籽粒数的幅度分别为24%和34%。随施磷量增加,单序籽粒重增加幅度最大,其次为单序籽粒数和单位面积籽粒数;各产量性状均在施磷量75~90 kg/hm2水平下具有较大值。3) 与种子产量的相关系数分别为单位面积籽粒数 (0.847)、生殖枝数 (0.822) 和单序籽粒重 (0.767)。通径分析结果表明生殖枝数 (0.637) 和单序籽粒重 (0.518) 两个性状的直接作用最大。4) 磷肥偏生产力随施磷量增加显著降低,而磷肥农学效率差异不显著;N60显著降低磷肥偏生产力和农学效率。结论多年生西北羊茅种子产量受氮、磷影响较大,受保水剂的影响相对较小。施氮会降低单位面积籽粒数,进而显著降低种子产量。施磷可以显著增加生殖枝数和单序籽粒重,提高种子产量。因此,在供试区域,羊茅草种子生产不建议施用氮肥或单独施用保水剂,推荐保水剂30 kg/hm2和磷肥75 kg/hm2配施以提高种子产量和磷肥效益。
山核桃林地土壤主要肥力因子及其临界区间
袁紫倩, 叶正钱, 李皓, 董建华, 胡俊靖, 赵伟明
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19038
摘要(12) HTML全文(12) 相关文章
摘要:
目的土壤养分是植物生存的必要条件,探讨山核桃 (Carya cathayensis Sarg.) 主产区林地土壤化学性质之间的关系及其对土壤养分的影响,为山核桃的栽植和可持续发展、土壤培肥提供科学依据。方法在浙江省山核桃主产区,随机选择58个典型乡镇的山核桃林采集土样,测定了pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼等12个肥力因子水平,运用主成分分析和回归分析方法,分析了他们与山核桃生长、感病、产量的影响的重要性以及临界区间。结果主成分分析前五个因素 (PC1、PC2、PC3、PC4、PC5) 的累计贡献率达78.49%。PC1的主要荷载为土壤pH、有效钙和有效镁含量,PC2的主要荷载是微量元素和有效磷含量,PC3是有机质和碱解氮含量,PC4和PC5分别是有效钾和有效硼含量。林分生长性状中,生长势等级GVG与pH、速效钾、有效钙、镁、铜、锌显著负相关 (P < 0.01),干腐病感病等级CDG与pH、有效钙、镁显著负相关 (P < 0.01),产量等级YG与pH、有效钙、镁、磷、锌显著正相关 (P < 0.01)。回归模型分析得出土壤pH、速效钾和有效钙、镁、铜、锌是当前栽培措施水平下影响山核桃生长的关键土壤肥力因子。综合评价后,发现研究区正常山核桃林仅占31.4%,退化山核桃林占68.6%。现有约60%的林地土壤综合肥力低于平均水平。结论对山核桃林地土壤生产性能影响最大的因素是土壤pH,有效钙和有效镁含量,其次是微量元素和有效磷含量,有机质、有效钾和有效硼含量也有一定的影响。山核桃主产区的林地土壤关键指标丰缺范围:pH 5.19~5.7、有效钾87~129 mg/kg、交换性钙817~1374 mg/kg、交换性镁93~145 mg/kg、有效铜1.36~4.39 mg/kg、有效锌0.78~2.33 mg/kg。
含2.5%基质材料尿素的氮缓释特性及其与作物生长吻合性
岳艳军, 吴跃进, 杨阳, 刘斌美, 倪晓宇, 陶亮之, 余立祥, 杨叶, 冯梦喜, 钟雯瑾
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19050
摘要(38) HTML全文(20) 相关文章
摘要:
目的在尿素中添加由改性蒙脱石和有机聚合粘结剂等组成的基质材料生产的尿素具有缓释效果。本试验研究了将基质材料降低到国标允许的最高限量后肥料的缓释效果,为新型肥料的生产提供理论依据。方法于2016和2017年在合肥进行了水稻和玉米田间试验。设置无氮对照、常规尿素和缓释尿素 (含N 45.2%和基质材料2.5%)3个处理。调查了水稻抽穗期和玉米吐丝期株高、叶面积、根系表面积,分析了叶片叶绿素含量、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,测产和产量构成因素,并分析了水稻抽穗期和玉米吐丝期土壤矿质氮含量,评估了肥料氮素淋溶与氨挥发风险。利用室内淋溶模拟了缓释肥料氮素的淋出量变化。结果基于两年平均值进行比较:与常规尿素相比,缓释尿素处理水稻植株增高了4.5%,玉米增高了12.4%;水稻叶面积提高了9.8%,玉米提高了11.5%;水稻根系表面积提高了9.5%,玉米提高了5.0%;叶片叶绿素含量水稻提高了18.5%,玉米提高了7.8%;叶片硝酸还原酶活性水稻提高了19.6%,玉米提高了20.3%;叶片谷氨酰胺合成酶活性水稻提高了17.7%,玉米提高了11.5%。与普通尿素相比,缓释尿素处理水稻增产17.2% (P < 0.05),玉米增产6.6% (P > 0.05)。缓释尿素处理可提高水稻亩穗数,但降低穗粒数;缓释尿素处理有提高玉米穗粒数和千粒重的趋势。通径分析表明,缓释尿素处理提高水稻产量的原因主要是提高亩穗数,提高玉米产量的主要原因是提高穗粒数。肥料氮素损失过程可以用逻辑斯谛方程拟合 (P < 0.01),缓释尿素比常规尿素具有较低的氮素淋溶和氨挥发风险。在水稻抽穗期,缓释尿素处理的土壤矿质氮含量比常规尿素处理提高9.2% (P < 0.05);在玉米吐丝期,缓释尿素处理的土壤矿质氮含量比常规尿素处理提高18.1% (P < 0.05)。缓释尿素处理较低的氮素损失风险和较高的土壤矿质氮含量是其改善作物生长的重要原因。结论2.5%基质改性缓释尿素具有减少氮素损失、提高土壤矿质氮含量、改善植株形态生长和生理活性、提高水稻与玉米产量的作用,在水稻和玉米栽培中具有一定应用前景。
γ-聚谷氨酸对夏玉米产量和养分吸收的影响及机理研究
张静静, 白由路, 杨俐苹, 卢艳丽, 王磊, 李格, 张银杰
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19073
摘要(22) HTML全文(21) 相关文章
摘要:
目的探明γ-聚谷氨酸 (γ-PGA) 对夏玉米生长和养分吸收利用的调控作用,为其在玉米生产中的科学使用提供技术指导和理论依据。方法以玉米品种郑单958为试材,于2017和2018年在河北廊坊进行了田间试验。在2种氮肥水平下即常规 (N 180 kg/hm2) 和减量30% (N 126 kg/hm2),分别喷施γ-PGA或谷氨酸两种增效剂0、37.5、150 g/hm2,共12个处理。在玉米5个关键生育期采集植株样品,测定植株干物质积累、氮磷钾养分含量,并于收获期测定了玉米籽粒产量。结果1) 两种增效剂处理的夏玉米穗粒数、产量、干物质和养分积累量存在显著差异,喷施γ-PGA效果显著高于喷施谷氨酸。与清水对照相比,喷施γ-PGA可提高穗粒数来实现增产,干物质积累总量显著增加,且主要促进开花前后的干物质积累,氮磷钾积累总量均有显著增加,两个剂量间无明显差异。喷施谷氨酸与清水对照的效果无明显差异。2) 常规施氮水平下,与清水对照相比,喷施低量γ-PGA干物质积累总量显著增加5.08%,但增产作用不明显;而喷施高量γ-PGA虽然干物质积累总量增加不明显,但穗粒数明显增加,产量显著增加3.43%,而两剂量处理氮磷钾积累量均显著增加,增幅分别为5.19%~6.97%、7.31%~10.85%、3.48%~5.27%;减氮30%水平下,喷施高量γ-PGA处理穗粒数提高,产量显著增加3.07%,而低量处理的穗粒数和百粒重均有明显提高,显著增产4.70%,两剂量下干物质和钾积累总量分别显著增加6.48%~7.92%、4.36%~6.12%,而低量处理氮磷积累量分别显著增加8.41%、11.9%,显著高于高量处理。两种施氮水平下,谷氨酸处理各指标与对照均无明显差异。3) 高产年份 (2017年) 下,喷施高量γ-PGA显著增产2.54%,低量处理增产不明显,两个喷施剂量均显著增加干物质和氮磷钾积累总量;低产年份 (2018年) 下,两个剂量γ-PGA处理的产量均显著增加,增幅分别达4.37%、4.14%,低量处理均显著增加干物质和养分积累量,且显著高于高量处理。对谷氨酸处理而言,仅在2018年低量处理通过增加百粒重使得产量显著增加,但效果低于γ-PGA。结论喷施γ-PGA促进夏玉米开花前后干物质积累,提高干物质和养分积累总量,增加穗粒数来提高产量,而喷施谷氨酸无明显效果。可见,γ-PGA的增产增效并非主要是由于分解的谷氨酸起作用。减氮30%水平下喷施γ-PGA的增产增效作用大于常规施氮,且常规施氮水平下喷施高量γ-PGA的增产效果更好,而减氮30%水平下喷施低量γ-PGA的效果更好,表现为喷施低量γ-PGA处理 > 常规施氮对照 > 减氮30%对照,说明减氮30%下喷施低量γ-PGA能达到减肥增效的目的。
镁对槟榔幼苗光合特性和叶绿体超微结构的影响
李佳, 曹先梅, 刘立云, 牛启祥
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19158
摘要(16) HTML全文(15) 相关文章
摘要:
目的研究不同供镁水平对槟榔幼苗叶片叶绿体超微结构及光合特性的影响,为槟榔的平衡施肥矫治技术和高产优质栽培提供理论依据。方法以三叶龄‘热研1号’槟榔幼苗为试验材料进行了沙培试验。对照营养液1/2完全营养液,其中Mg浓度为0.75 mmol/L;缺Mg (–Mg) 和高Mg (+Mg) 处理为不添加Mg和添加Mg 2.25 mmol/L。幼苗生长5个月后,取样测定槟榔幼苗非结构性碳水化合物含量、蔗糖合成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 活性、叶绿素荧光动力学参数,观测叶绿体超微结构。结果1) 缺镁处理导致槟榔叶绿素相对含量 (SPAD)、光系统II (PSII) 的最大光化学效率Fv/Fm、实际光化学效率Y(II)和光化学淬灭系数qP显著降低,而高镁处理组与对照差异不显著;2) 缺镁处理槟榔叶片的可溶性糖、蔗糖含量较对照均显著升高,而淀粉含量显著降低;高镁处理组淀粉含量显著高于对照组,但可溶性糖和蔗糖含量差异不显著;3) 缺镁胁迫致使叶绿体膜解体,基粒片层大部分消失,类囊体片层结构断裂,噬锇颗粒数目增多;高镁处理时叶绿体形状发生变形,叶绿体膜模糊,基粒片层部分消失,噬锇颗粒和淀粉粒增多。结论缺镁胁迫下,槟榔幼苗叶绿体超微结构发生变异,叶绿素合成及碳代谢受阻,光合效率降低,而高镁处理对槟榔叶片的影响显著小于缺镁处理。
基于15N示踪法的双根大豆系统氮素吸收和分配特性研究
马春梅, 王晶, 夏玄, 王畅, 吕晓晨, 李莎, 程娟, 龚振平
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18469
摘要(251) HTML全文(189) 相关文章
摘要:
目的施氮可以促进大豆生长并提高产量,同时会抑制根瘤生长和固氮。因此研究大豆对不同形态氮素的吸收、分配及再分配特点,可以为解析大豆氮的转运特性,及施氮对根瘤的系统性抑制提供参考。方法本试验利用嫁接方法,制备具有两个根部和一个地上部的双根大豆植株,在砂培条件下分别以NO3和NH4+为氮源设置两种试验处理。试验Ⅰ:一侧施50 mg/L的15NO315NH4+(A侧),另一侧不施氮 (B侧);试验Ⅱ:一侧施50 mg/L的15NO315NH4+(A侧),另一侧施同形态的50 mg/L的NO3或NH4+(B侧)。于始花期和和始粒期取样两次,将植株分为A根、B根、A侧根瘤、B侧根瘤、茎、叶片、叶柄、荚等部位,用于测定15N丰度、干重和氮含量等指标。结果试验Ⅰ和试验Ⅱ结果发现,大豆A和B两侧根瘤的15N丰度均高于自然丰度 (0.365%),说明根瘤的生长发育过程中,所需要的氮不是全部都来自自身固氮,还需要从根中吸取氮。与试验Ⅰ相比,试验Ⅱ的根瘤固氮率明显下降,表明大豆植株优先吸收利用肥料氮。NO3-和NH4+处理对比,各器官15N丰度均没有显著性差异,说明在50 mg/L的氮浓度下,NO3和NH4+对大豆的氮营养没有显著差异。试验Ⅰ和试验Ⅱ均发现大豆B侧根及根瘤的15N丰度高于自然丰度 (0.365%),且小于施加的肥料氮的15N丰度 (3.63%),表明A侧根吸收的氮会经地上部转移到B侧的根及根瘤中,即根吸收的肥料氮会以一定的比例运输到地上部,随后会再次重新分配回根及根瘤中。本试验将双根大豆系统中地上部和B侧根及根瘤看成一个氮转移系统,利用15N丰度的差异,构建了R1—R5期地上部向根及根瘤转移氮量的计算方法。经计算发现,当施氮浓度为50 mg/L时,始花期—始粒期根来自地上部转移的氮占根部氮积累量的28.4%~40.8%,根瘤来自地上部转移的氮占其氮积累量的14.4%~17.2%。结论根瘤生长所需要的氮不是全部都来源于自身固氮,有一部分来源于根系吸收的氮。在有肥料氮存在时,大豆植株优先吸收肥料氮。根系吸收的肥料氮以及根瘤固氮被运输到地上部后,会再次重新分配回根及根瘤中。在50 mg/L的氮浓度下,氮素形态 (NO3和NH4+) 不会影响大豆植株对氮的吸收及分配。
纽荷尔脐橙微量元素缺乏症状及光合日变化特性
周高峰, 李碧娴, 林华珍, 管冠, 刘桂东, 姚锋先, 钟八莲
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18443
摘要(46) HTML全文(19) 相关文章
摘要:
目的研究纽荷尔脐橙主要微量元素缺乏的典型症状,缺乏初期和后期的症状差异,以及缺乏早期光合日变化的特性,为快速营养诊断和有效消除缺素影响提供依据。方法以2016年4月嫁接的1年生枳砧[Poncirus trifoliata (L.) Raf]纽荷尔脐橙[Citrus sinensis (L.) Osb. CV. Newhall]幼苗为材料,进行了盆栽砂培试验。对照 (CK) 营养液为1/2 oagland营养液和1/2 rnon营养液;缺铁 (Fe)、缺锰 (Mn)、缺硼 (B)、缺锌 (Zn) 和缺铜 (Cu) 处理为1/2 Hoagland营养液中分别不添加Fe-EDTA、MnCl2、H3BO3、ZnSO4、CuSO4。于培养1个月植株开始抽新梢时进行缺素处理,连续处理6个月时 (初期),观测新叶缺素症状,并测定光合日变化规律;之后再保留一次抽梢,到10个月时 (后期),观测次级新叶缺乏症状。结果缺Fe初期新叶呈黄绿色,叶脉保持绿色,呈细网状叶脉;后期新叶完全失绿呈白色或淡黄色,叶脉也呈白色。缺Mn初期新叶脉间现不规则浅色条带,后期新叶呈黄色或灰白色,叶脉间现不透明褐色斑点。缺B初期老叶叶脉轻微突起,后期老叶叶脉严重爆裂同时伴有脉间轻微黄化,新叶显著增厚变硬,新芽簇生。缺Zn初期新叶呈现斑驳黄化,后期新叶严重变窄变小,甚至出现畸形症状。缺Cu初期新叶凹凸不平,后期叶脉弯曲成弓状,叶色变淡,枝条细长而扭曲下垂。与对照相比,总叶绿素含量则只在缺Fe、缺Mn和缺Zn处理的新叶中显著下降,且下降幅度为缺Fe > 缺Mn > 缺Zn,分别下降了74.7%、31.9%和14.8%;净光合速率 (Pn) 日峰值和日均值在缺Fe、Mn和Zn处理的新叶和缺B处理的老叶中显著下降,且缺Zn处理时推迟了其新叶出现峰值的时间;蒸腾速率 (Tr) 日变化在缺Fe处理的新叶中其峰值被延后,日均值则仅在缺Fe处理的新叶和缺B处理的老叶中显著下降,降幅分别为24.6%和41.6%;胞间二氧化碳浓度 (Ci) 日变化,受影响最显著的分别是缺Fe处理的新叶和缺B处理的老叶,其他处理与对照比较差异不显著;缺Zn新叶和缺Mn、缺B老叶的气孔导度 (Gs) 日变化趋势被改变,前者由双峰变单峰,后者则相反。结论脐橙幼苗在微量元素缺乏初期和后期的症状上存在较大差异。
菌根植物适应低磷胁迫的分子机制
李芳, 郝志鹏, 陈保冬
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18490
摘要(21) HTML全文(18) 相关文章
摘要:
丛枝菌根 (AM) 真菌能够和绝大多数陆生植物建立共生体系,对于植物适应低磷胁迫具有重要作用。已有很多研究从不同角度揭示了宿主植物和AM真菌协同适应低磷胁迫的生理机制,并已深入到分子和信号水平的研究。本文归纳了近年来相关研究成果,从磷胁迫信号感知、有机酸分泌、磷酸酶与激素合成相关基因、磷酸盐转运蛋白基因、转录因子与小分子物质miRNA等若干方面讨论了菌根共生体系响应和适应磷胁迫的分子机理,重点介绍了1) 环境磷浓度作为营养信号诱发菌根植物的生理响应过程及其在共生体系建立中的关键作用;2)AM真菌调节植物激素平衡进而影响植物生长发育和根系构型的生理机制;3) 丛枝菌根涉及的植物、真菌以及菌根特异诱导植物产生的磷酸盐转运蛋白基因在磷酸盐摄取中的特殊作用及可能调控机制;4) 转录因子作为感知磷胁迫信号和调控转录表达水平的枢纽,在增强植物适应磷胁迫能力方面的重要贡献。这些因素既有单独作用又相互关联,共同构成菌根植物适应磷胁迫的分子调控网络。未来需要着重加强菌根共生界面的磷转运机制、菌根植物适应低磷胁迫的转录因子调节,以及各调控因子相互作用研究,从而全面揭示菌根植物适应低磷胁迫的分子调控网络,为发展和应用菌根技术调控植物磷营养奠定理论基础。
综合农艺管理提高夏玉米产量和养分利用效率的潜力
刘正, 高佳, 高飞, 杨今胜, 任佰朝, 张吉旺
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18485
摘要(22) HTML全文(20) 相关文章
摘要:
目的综合农艺管理影响着夏玉米的生长、产量形成和氮磷钾的高效利用。本文从夏玉米种植密度、播期、收获期和施肥几个方面,在优化管理基础上进一步进行了优化,为实现产量和养分利用效率协同提高提供理论依据和科学指导。方法2013—2017年,在山东农业大学作物生物学国家重点实验室和泰安市大汶口,以玉米杂交种郑单958为试验材料,进行了随机区组田间试验。试验设置4个处理:常规对照采用秸秆覆盖,免耕(CK);在CK基础上,增加种植密度,延迟收获,减少施氮量并增加施肥次数(Opt-1);最高产量管理模式(HY);在HY基础上,降低种植密度和施氮量,以期实现产量效率协同提高(Opt-2)。后三个处理的耕作方式均为秸秆还田,浅旋耕。测定夏玉米产量、干物质重和氮磷钾利用效率等指标。结果所有测定指标五年试验处理间差异趋势一致、稳定,显示了综合农艺措施对产量影响的稳定性。与CK和Opt-1相比,Opt-2处理产量分别提高了27.6%~37.9%和19.2%~31.9%;抽雄期干物质分别提高了22.8%~25.0%和13.2%~20.3%;成熟期干物质重分别提高了24.0%~31.9%和8.2%~16.4%。Opt-2处理花前干物质转运效率和贡献率显著低于Opt-1和HY处理,但花后积累量较CK和Opt-1处理提高了28.7%~36.8%,且与HY处理无显著差异。Opt-2处理的籽粒氮、磷和钾积累量分别为146.0~171.4 kg/hm2、75.6~92.7 kg/hm2和40.0~43.8 kg/hm2,氮积累量分别比CK和Opt-1高20.5%~68.4%和12.5~29.2%,但是比HY处理低13.2%~19.0%;磷积累量显著高于其他处理;钾积累量分别比CK和Opt-1处理高38.4%~58.9%和16.3%~32.6%。Opt-2处理的平均氮肥偏生产力分别比CK和HY处理高62.0%和125.2%,磷肥偏生产力表现相似趋势;Opt-2处理的平均钾肥偏生产力较CK和Opt-1处理下降了64.0%~66.8%。结论在播期和收获期不变的前提下,再优化模式通过增加种植密度10%,氮肥用量增加15%,有一次追施改为两次,显著增加了夏玉米整个生育期干物质和氮磷钾养分积累量,特别是增加了花后干物质积累量,增产27.6%~37.9%,氮、磷肥效率提高47.5%~67.6%,实现了产量和肥料效率的协同提高。
基质栽培番茄营养液中氮、钾最佳浓度研究
王军伟, 黄科, 毛舒香, 徐浩然, 吴秋云
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19006
摘要(21) HTML全文(14) 相关文章
摘要:
目的合理的氮、钾养分供给是提高番茄生长及果实品质的重要措施,本文研究了滴灌营养液中不同的氮、钾养分供给水平对基质栽培番茄生长及果实品质的影响,为优化基质栽培番茄的营养液配方,确定最佳的氮、钾养分浓度,实现养分供给的精量化管理提供科学依据。方法以沙∶珍珠岩比例1∶2配置栽培基质,用于温室中番茄栽培,以番茄‘A20’为试材,进行了水培试验。采用2因素 (氮、钾) 5水平响应面中心复合设计,滴灌营养液中氮浓度的基础值为244 mg/L,试验设计步长为120 mg/L;钾浓度的基础值为313 mg/L,试验设计步长为150 mg/L。调查了番茄叶片叶绿素含量、净光合速率、单株产量、果实可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、维生素C和番茄红素含量。结果随着滴管液中氮浓度从74增加到414 mg/L,番茄产量、叶片叶绿素含量、叶片净光合速率、果实可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、番茄红素和果实维生素C含量均呈先增后减的趋势。随着营养液中钾浓度从101增加到525 mg/L,果实可溶性糖、糖酸比和维生素C含量一直增加,番茄产量、叶绿素含量、净光合速率、可滴定酸和番茄红素含量均先增后减。此外,通过建立各指标与氮钾二因子的二次回归方程发现,氮素是叶绿素含量、净光合速率和单株产量的主要影响因子,钾素是果实可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、维生素C和番茄红素含量的主要影响因子。氮、钾互作显著影响了番茄产量和叶片叶绿素含量;充足的钾营养供给可以促进植株对氮素的吸收与同化,提高叶片叶绿素含量,利于产量提高;适量的氮素供应有利于钾素的吸收与利用,促进产量的进一步提高。采用主成分分析方法对8种配施方案下番茄产量和品质的综合性能进行评价,结果显示营养液中氮、钾浓度分别为N 378 mg/L、K 391 mg/L时为最优配方方案,且番茄叶片净光合速率达到最大值。结论在沙子和珍珠岩 (1∶2,v∶v) 为基质的番茄无土栽培条件下,滴灌营养液中氮、钾浓度分别为N 378 mg/L和K 391 mg/L时,番茄产量和品质的综合性能达到最优,该方案可在生产实践中为基质栽培番茄营养液精确管理提供一定的借鉴意义。
基于卷积神经网络的堆肥腐熟度预测
薛卫, 胡雪娇, 韦中, 梅新兰, 陈行健, 徐阳春
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18477
摘要(21) HTML全文(18) 相关文章
摘要:
目的目前堆肥腐熟度主要采用复杂的化学、生物学方法进行判断,操作繁琐且效率低。卷积神经网络 (convolutional neural network,CNN) 模拟人类视觉,既可保留堆肥图像的颜色信息,也提取了轮廓、线条、粒度等更加具有代表性的特征,从而避免了因光照条件不同对堆肥腐熟度预测识别效果的影响。本文提出了通过堆肥图像判断堆肥腐熟度的方法,构建基于卷积神经网络的堆肥腐熟度预测模型,并验证了该模型进行堆肥腐熟度判断的准确度。方法供试堆肥样本采集自江苏、山东、浙江三省,堆肥原料分别为秸秆、尾菜和畜禽粪便,堆肥周期依次为50 d、45 d和60 d。在厂棚内的堆肥槽中,用海康威视摄像头 (型号为C3W,焦段为广角,焦距2.8 mm,清晰度1080 p,夜间自动补光,摄像头距堆肥表面约1 m) 拍摄不同腐熟时期的堆肥图像,图像格式为JPEG。分别取三种不同原料的堆肥图像样本构成三组图像数据集,将三种原料的图像按照尾菜∶秸秆∶畜禽粪便原料1∶1∶1构成第四组图像数据集。每组数据集中,80%的图像数据用于训练基于卷积神经网络模型,并建立预测模型参数。剩余20%的图像用于测试,验证模型的腐熟度预测效果。结果搭建的堆肥腐熟度预测模型由输入层、3层卷积层、3层池化层、2层全连接层和输出层构成。构建的腐熟度预测模型在秸秆、尾菜、畜禽粪便及三者堆肥混合图像数据集上的腐熟度预测平均准确率分别为98.7%、98.7%、98.8%和98.2%。与几种经典高效的图像特征提取、分类方法相比,较每个数据集上最优经典算法的平均准确率提升了3到14个百分点。通过CNN方法判断堆肥腐熟度,纹理特征比颜色特征更加有效。结论采用卷积神经网络的堆肥腐熟度预测模型能够提取堆肥图像外观特征,实现在可见光条件下直接通过堆肥图像准确、快速地识别堆肥腐熟度,可为堆肥企业生产实践提供指导。
长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响
唐继伟, 徐久凯, 温延臣, 田昌玉, 林治安, 赵秉强
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18436
摘要(24) HTML全文(27) 相关文章
摘要:
目的等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。方法本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。结果在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。结论有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分充足条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。
氮磷钾配施促进向日葵铅吸收转运及其影响机理研究
郭悦, 郭俊娒, 李志涛, 郑国砥, 杨俊兴, 杨军, 陈同斌, 于豹, 倪蕾, 温倩, 柏志贤
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18475
摘要(24) HTML全文(54) 相关文章
摘要:
目的向日葵具有修复土壤铅 (Pb) 污染的潜力。研究施肥措施对不同向日葵品种Pb吸收转运的影响机理,有助于探明提高向日葵Pb修复效率的合理施肥措施,为向日葵合理修复我国大面积中轻度Pb污染农田土壤提供理论依据和技术支撑。方法以我国北方典型Pb污染农田土壤 (全Pb含量174 mg/kg) 为介质进行了盆栽试验。供试材料选择了三个向日葵品种:LD5009(食用葵)、T562(油葵) 和欢乐火炮竹 (观赏葵),均设置CK、N、NP、NPK四个施肥处理。待向日葵生长40天后收获,调查分析了植株地上部和根部生物量、Pb含量、亚细胞区隔化,根际土壤pH和各类Pb形态含量。结果供试三种向日葵的Pb富集能力具有显著差异,LD5009地上部Pb富集量最高,是欢乐火炮竹和T562的1.6倍和1.7倍。施肥处理显著促进了供试三种向日葵生长和对Pb的吸收转运,其中NPK肥料配施条件下LD5009、欢乐火炮竹和T562地上部Pb富集量分别可达184.2、112.5和108.5 μg/株,显著高于CK、N和NP处理 (P < 0.05)。对向日葵叶片中Pb亚细胞区隔化的研究结果表明,向日葵叶中的Pb主要区隔在金属富集颗粒组分 (56.1%~86.4%) 和细胞碎屑组分 (8.1%~38.3%),是Pb胁迫下向日葵在亚细胞水平上的重要富集机制,施肥处理显著提高了Pb在细胞碎屑和金属富集颗粒组分的含量 (P < 0.05)。对向日葵根际土壤Pb形态的研究结果表明,NP和NPK处理虽然降低了向日葵弱酸提取态Pb含量,但其对向日葵根系和地上部生长的促进作用远大于对土壤Pb有效性的降低效果,促进了向日葵根系对土壤中Pb的吸收转运。结论食用葵品种 (LD5009) 是修复中轻度Pb污染土壤的良好材料。合理施肥 (NPK配施) 可显著促进向日葵生长和对土壤Pb的吸收转运,从而提高了向日葵对Pb的修复效率。
氮素亏缺对苹果愈伤组织硝态氮吸收及同化的影响
文滨滨, 张新昊, 沈红艳, 武红玉, 陈修德, 肖伟, 高东升
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18470
摘要(29) HTML全文(24) 相关文章
摘要:
目的研究硝态氮亏缺对苹果叶片愈伤组织生长及硝态氮吸收同化的影响,了解苹果愈伤组织对硝态氮亏缺的响应机制,为进一步研究缺氮处理影响愈伤组织生长发育的分子机理提供理论依据。方法以‘嘎拉3’组培苗叶片愈伤组织为试材进行组培试验,设置培养基中NO3-N亏缺和适宜两个水平 (NO3-浓度分别为0 mol/L和0.039 mol/L)。选取叶龄一致的功能性叶片,用灭菌手术刀片沿垂直叶脉方向划伤叶片并切除叶柄和叶尖,叶背向上平铺于MS分化培养基,暗培养3天然后转至光下7天,将长出愈伤组织的叶片分别转移至MS正常分化培养基 (CK) 和用NH4Cl、KCl代替NH4NO3、KNO3的MS NO3-N亏缺分化培养基 (T),培养三周。在转板第0、1、3、7、14、21天分别取叶片伤口处的愈伤组织,观察其细胞形态、测定硝态氮含量、NO3流速、氮素同化酶活性和氮素同化酶基因相对表达量。结果苹果愈伤组织经NO3-N亏缺处理1天后,细胞体积变小,间隙变大,排列疏松,7天后,细胞变形,排列无规则。愈伤组织中硝态氮含量在处理7天时达到峰值,为1.54 mg/g,显著高于对照,最大降幅出现在7天后,为13.64%。NO3-N亏缺处理前,NO3吸收速率最大,为22.38 pmol/(cm2·s),处理1天后降幅为84.1%,处理至7天时,NO3已经由吸收变为外排,逆差为24.45 pmol/(cm2·s)。NR活性在处理至7天时无显著变化,7天后快速增加,增幅为19.26%。NiR活性在处理至14天时,无显著性差异,14天后上升幅度为21.83%,缺氮处理1天后,GS活性最低,为0.22 U/g,7天后稍有增加,增幅为22.9%。处理组GOGAT活性在第3天时最低,为0.088 U/g,随后酶活性增加并保持稳定,但是仍低于对照组。处理组氮代谢关键酶基因MdNR2MdNIRMdGS2MdGOGAT的表达量在处理至21天时达到峰值,分别为对照组表达量的3.36、2.52、11.37和2.29倍。结论苹果愈伤组织对缺氮非常敏感,从第一天起就可以观测到细胞间隙变大且体积变小,对NO3的吸收速率逐渐降低。氮素同化酶活性基本呈逐渐降低的趋势,氮素同化酶基因表达量逐渐升高。缺氮7天后,苹果愈伤组织硝态氮含量趋于稳定,并开始外排NO3;氮素同化酶活性基本呈逐渐升高的趋势,氮素同化酶基因表达量进一步升高。综上所述,氮素亏缺处理前期提高了苹果愈伤组织对NO3的吸收。随着处理时间的延长,氮素代谢失衡,严重影响了细胞的形态结构,导致愈伤组织生长发育异常。
深松35 cm可有效改善潮棕壤理化性质促进冬小麦、夏玉米生长
梁海, 陈宝成, 韩惠芳, 王少博, 王桂伟
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18462
摘要(28) HTML全文(27) 相关文章
摘要:
目的我国传统耕作深度一般为20 cm,长期不变的翻耕深度降低耕层厚度,增加了犁底层厚度,影响着作物的生长。研究小麦—玉米种植制度下深松耕作的效果,为大田耕作管理提供技术支持。方法田间试验在山东烟台潮棕壤上进行。设计4个耕作处理,分别为常规翻耕20 cm(CK)、深松30 cm、深松35 cm、深松40 cm。小麦播种前进行耕作处理,所有处理均结合耕作一次性基施腐殖酸复合肥 (N-P2O5-K2O=18-10-12)1125 kg/hm2。玉米免耕,在拔节期追施一次化肥。于小麦、玉米收获期取0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm及30—40 cm土层土壤样品,测定土壤速效养分含量与土壤容重,计算三相比,并调查了小麦、玉米产量。结果与CK相比,深松30 cm、35 cm、40 cm小麦季分别增产10.9%,15.3%和15.5%,玉米季分别增产12.0%,14.9%和9.38%(P < 0.05);10—40 cm土层土壤容重降低了0.03~0.18 g/cm3。其中,小麦季0—10 cm土层中CK处理土壤容重显著低于各深松处理,深松35 cm处理0—10 cm与10—20 cm土层土壤容重显著高于其他各处理;玉米季0—10 cm与10—20 cm土层土壤容重最低的处理为深松35 cm,且显著低于其他处理。小麦季深松30 cm处理各土层土壤三相比 (R值) 在13.2~15.9之间,总体最小,玉米季则以深松40 cm三项比值总体最小,在6.03~8.81之间。深松处理增加了20—40 cm土层有效养分含量,其中深松35 cm处理的20—40 cm土层有效磷和速效氮含量增加最为明显,分别为0.56~37.4 mg/kg与31.9~77.8 mg/kg;速效钾各土层的增加则以深松30 cm最为显著,为24.3~100 mg/kg;有机质含量以深松40 cm增加量最大,为0.95~0.69 g/kg。结论深松耕作可显著降低当季土壤容重,增加当季与下一季作物产量,提高土壤耕层以下20—40 cm土层的养分有效性,综合各机械能耗与耕作效果,以深松35 cm最佳。
北方典型水稻土有机质及其组分演变特征
王莹莹, 张昀, 张广才, 高晓丹, 叶超, 刘思齐, 张雅楠, 李丽
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18488
摘要(132) HTML全文(99) PDF 706KB(2) 相关文章
摘要:
目的探究我国北方淹育型水稻土在开垦耕种过程中土壤有机质及其组分的演变特征,为提高水稻土有机质的品质、合理利用水稻土及提高其生产潜力、建设高产稳产稻田提供理论依据和数据支撑。方法本研究以辽宁省各地棕壤和草甸土上发育的不同开垦年限淹育型水稻土为研究对象,通过野外调查、田间定点试验及室内测试分析等手段,研究了开垦年限对水稻土有机质含量与组成及其腐殖质特性的影响。结果水稻土耕层有机质总量 (SOM) 随开垦年限的增加维持在18.60~26.30 g/kg之间,与开垦年限无显著相关关系 (P > 0.05),但易氧化有机质含量占有机质总量的比例 (ROM/SOM) 均在50%以上,并且随水稻土开垦年限增加而下降,降幅为18%~20%;有机质氧化稳定系数 (Kos) 均在1.2以下,随着水稻土开垦年限增加呈上升趋势,增幅为52%~57%,胡富比 (HA/FA) 及胡敏酸相对色度 (RF) 随开垦年限增加而增大,但胡敏酸活化度 (AD) 和土壤腐殖质的松/紧 (LCH/TCH) 明显下降。结论北方水稻土随着开垦年限的增加,土壤中的有机质稳定性增加,活性降低,耕层土壤对养分的供、贮能力减弱,土壤肥力水平下降,限制了北方水稻土生产潜力的发挥,应通过耕作管理和有机无机肥料配施来防止或减缓水稻土肥力的下降。
气候变暖将显著降低引黄灌区春小麦N、P、K养分的吸收利用和产量
李娜, 张峰举, 许兴, 肖国举, 罗成科
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19018
摘要(63) HTML全文(63) 相关文章
摘要:
目的探索宁夏引黄灌区春小麦不同生育时期N、P、K养分吸收利用规律应对气候变暖的响应机制,为预测气候变暖对干旱半干旱区春小麦生长的影响提供依据。方法试验于2018年3月在宁夏银北引黄灌区宁夏大学试验站进行。供试春小麦品种为宁春50号,供试肥料为磷酸二铵和尿素。采用自动控制红外线辐射器进行野外增温,即:每个小区内分别设置一组红外灯管作为增温装置、一套自动控温电子设备与一组可移动温度传感器作为控温装置,增温装置直接连接控温装置以使增温梯度达到预设水平,增温时间为昼夜不间断增温。以春小麦冠层自然温度为对照温度 (增温0.0℃,CK),设置4个增温梯度0.5℃ (T1)、1℃ (T2)、1.5℃ (T3)、2.0℃ (T4) 处理。于苗期、拔节、抽穗、灌浆、灌浆后10天、成熟期采集植株样品,测定叶、茎、穗的N、P、K养分含量,计算地上部各器官的养分累积吸收量、养分分配率和地上部植株养分累积量,并测量春小麦植株地上部干物重和产量。结果增温0.5℃,春小麦植株苗期干物重、拔节期地上部各器官N、P、K养分含量及养分累积吸收量均显著高于CK。增温1.0℃,苗期植株N、K含量和N素吸收量以及拔节期叶片的N、P、K含量显著高于CK,较对照提高3.2%~23.7%。增温1.5℃,仅在苗期植株K含量上显著高于CK,较对照提高22.2%。增温2.0℃,从苗期开始各项指标均显著低于CK。拔节期以后,除增温0.5℃春小麦K素含量与CK差异不显著外,其余指标均显著低于CK,春小麦成熟期小穗数、穗粒数、千粒重、产量均随温度的升高呈下降的趋势,增温2.0℃,分别较对照降低53.7%、24.1%、13.4%、21.7%。增温梯度越大,各指标下降的幅度越大。结论春小麦苗期温度升高0.5~1.0℃尚有利于春小麦对N、P、K养分的吸收,但拔节期后增温超过1.0℃以上都会对N、P、K养分吸收产生显著负作用,导致使生育后期干物质的累积量减少,千粒重、穗粒数等降低,并最终导致产量和品质的下降。
不同粪肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响
李燕青, 温延臣, 林治安, 赵秉强
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18494
摘要(79) HTML全文(84) 相关文章
摘要:
目的探讨本地区主要类型有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响,为不同类型有机肥的科学施用提供理论依据。方法2014年10月—2015年9月在山东省中国农业科学院禹城试验基地进行了冬小麦-夏玉米田间小区试验,供试作物品种为济麦22小麦和郑单958玉米。设置了常规施氮量 (N 225 kg/季) 基础上,化肥 (CF)、鸡粪 (CHM)、猪粪 (PM) 和牛粪 (CM) 单施及有机无机肥不同比例氮 (0/100、25/75、50/50、75/25、100/0)13个处理,加倍施氮量 (N 450 kg/季) 有机肥和化肥单施 (DCF、DCHM、CPM、DCM)4个处理,1个不施肥处理 (CK),共计18个处理。测定了小麦玉米产量、N2O排放通量和NH3挥发通量。结果常规施氮量 (N 225 kg/hm2) 下,单施鸡粪或猪粪的小麦、玉米产量与化肥相当,单施牛粪比化肥处理减产。分别与CF、CHM、PM、CM相比,DCF、DCHM、DPM处理无增产效果,DCM处理玉米减产。猪粪和鸡粪与化肥各配施比例处理的小麦、玉米产量间无显著差异,且均与单施化肥处理相当;牛粪与化肥配施处理的小麦产量随化肥配施比例的提高而提高,玉米产量各配施比例处理间无显著差异。CF处理周年NH3挥发量为39.63 kg/hm2,是单施有机肥处理的37~53倍;单施化肥处理的NH3排放系数接近9%左右,单施有机肥处理的NH3排放系数只有0.2%左右。有机肥与化肥配施的处理周年NH3挥发总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到75%时,周年NH3挥发总量与单施化肥处理相当。CF处理的周年N2O排放总量为2.85 kg/hm2,高于单施有机肥处理,三种有机肥N2O周年排放量由大到小依次为猪粪 (2.51 kg/hm2)>鸡粪 (1.91 kg/hm2)>牛粪 (1.85 kg/hm2) 处理;加倍施用化肥和有机肥的N2O排放量平均为常规施氮量的1.5倍以上。有机肥与化肥配施的处理周年N2O排放总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到50%时,周年N2O排放总量达到或超过了单施化肥处理。CF处理N2O排放系数为0.4%左右,有机肥处理N2O排放系数为0.3%左右。有机肥处理的NH3挥发和N2O排放主要发生在小麦季,化肥处理主要发生在玉米季。加倍施肥均会明显增加NH3挥发总量和N2O排放总量,但不影响二者的排放系数。结论不同粪肥与化肥配施对作物产量、田间N2O排放和NH3挥发的影响有明显差异。推荐施肥量下,鸡粪或猪粪不配施或配施少量化肥,牛粪配施75%左右的氮肥可实现与化肥相当的作物产量,同时减少农田氮肥气态损失。
化肥配施有机肥或秸秆还田提高陇东旱塬黑垆土小麦玉米的产量稳定性和可持续性
王婷, 丁宁平, 李利利, 周海燕, 尚来贵
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19190
摘要(178) HTML全文(86) 相关文章
摘要:
目的明确陇东旱塬长期施肥黑垆土春玉米-冬小麦轮作系统作物产量和水肥效应与降雨年型的响应关系,为该地区不同降雨年型下的合理施肥提供参考依据。方法位于甘肃平凉的长期肥料定位试验始于1979年,试验设6个处理:不施肥 (CK)、单施化学氮肥 (N)、氮磷化肥配施 (NP)、氮磷化肥配施秸秆 (SNP)、单施有机肥 (M) 和氮磷化肥配施有机肥 (MNP)。调查了试验38年玉米和小麦产量,依据降水将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,分析不同降雨年型下春玉米-冬小麦轮作系统长期施肥的产量变化及其稳定性和可持续性、肥料贡献率和降水利用率特征,探讨不同降雨年型下产量、施肥和降水之间的关系。结果与N处理相比,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦在干旱年、平水年和丰水年分别增产89.8%~151%、108%~174%和52.1%~102%,春玉米分别增产56.3%~99.9%、81.3~104%和105%~127%。年降雨量对冬小麦产量稳定性和可持续性影响较小,对春玉米影响较大。与N处理相比,三种降水年型下NP、SNP、M和MNP处理冬小麦和春玉米的肥料贡献率和降水利用率均显著提高,其中冬小麦在干旱年、丰水年肥料贡献率和降水利用率分别增加166%~198%、520%~654%和100%~164%、53.4%~105%,春玉米分别增加161~218%、262%~289%和56.0%~99.2%、104%~125%。相同施肥处理下,NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年肥料贡献率分别较干旱年下降9.9%~23.3%和10.6%~23.3%,而春玉米丰水年较干旱年和平水年分别增加6.0%-25.0%和20.4%~27.7%。NP、SNP、M和MNP处理冬小麦平水年和丰水年水分利用率分别较干旱年下降2.2%~26.6%和22.3%~37.7%,而春玉米分别下降了41.9%~49.5%和10.9%~24.4%。回归分析表明,不论年降雨量多寡,冬小麦和春玉米产量主要受施肥和生育期降水影响。结论陇东旱塬不论年降水量多寡,氮磷与秸秆或有机肥配施与单施氮肥相比,均可显著提高作物产量、产量稳定性和可持续性,并提高肥料对产量的贡献率及降水利用率。因此,氮磷配合的基础上配合秸秆及有机肥是保障该地区农田生产力可持续的有效措施。同时,不同降水年型应进一步优化施肥策略以获得更高产量。
玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因ZmPAO表达与叶绿素含量动态变化的关联分析
韦宁宁, 聂佳伟, 王亚辉, 李婷, 赵志鑫, 张兴华, 薛吉全, 徐淑兔
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18268
摘要(878) HTML全文(382) PDF 903KB(0) 相关文章
摘要:
目的分析玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因ZmPAO序列多态性,并挖掘该基因与玉米成熟后期穗位叶叶绿素组分含量相关的功能位点,为基于ZmPAO开发功能标记提供结构信息,有助于对玉米成熟后期叶绿素代谢遗传机制的理解。方法以141份具有广泛遗传变异的玉米自交系为试验材料组成关联群体,以2个环境7个时间点的叶绿素组分含量为表型数据,利用Tassel 5.0通过混合线性模型 (MLM,mixed linear model) 开展玉米脱镁叶绿酸氧化酶基因 (ZmPAO) 与成熟后不同时期叶绿素组分变化的相关变异位点的关联分析,并对性状的有效关联位点进行单倍型分析。结果在玉米生长后期大部分取样时间点的叶绿素组分含量变异较大,叶绿素a普遍低于叶绿素b的含量,最终总叶绿素 (叶绿素a与叶绿素b的和) 有下降趋势。结果共鉴定ZmPAO中19个有效功能位点,其中4个处于外显子区,1个位于UTR区域,其他均位于内含子区域;功能位点对叶绿素组分含量变异的表型解释率在3.89%~16.57%,总表型效应在5.24%~41.78%。来自第6个内含子的位点S3235对于Yang-chlb6有高达16.57%的表型解释率;第7外显子S3675分别解释了Yang-chla1和Yang-chlb1表型变异的12.16%和14.14%。性状显著单倍型中有利位点和关联分析的变异位点偏好相似。结论有效功能位点挖掘和性状单倍型分析表明,ZmPAO外显子发生了2个氨基酸变异,均由疏水氨基酸转化为亲水氨基酸,说明该基因可能通过蛋白结构的变异进行调控,但较多关联位点处于非编码区,说明该基因也受转录水平的调控。转录水平受环境影响较大,故导致该基因出现不同地点因播期和生育期的不同找到的关联位点并不一致,但有效变异位点的存在具有普遍性。
显示方式:
2019-10-ml目录
2019, 25(10): 1-5.  
摘要(83) HTML全文(91) PDF 907KB(13) 相关文章
摘要:
基于最佳经济效益的冬小麦–夏玉米轮作体系有机肥氮替代率的长期演变
田昌玉, 林治安, 唐继伟, 徐久凯, 孙文彦, 程明芳, 赵秉强
2019, 25(10): 1623-1632.   doi: 10.11674/zwyf.18473
摘要(388) HTML全文(259) PDF 627KB(45) 相关文章
摘要:
【目的】 探索长期不同有机无机肥配施方式下,小麦、玉米周年产量、经济效益及有机肥料氮和化肥氮配比变化规律,为小麦–玉米轮作体系氮肥资源管理提供技术支撑。 【方法】 长期定位田间试验(2007—2017年)在山东德州进行,种植方式为冬小麦–夏玉米轮作,2007—2009年小麦品种为烟农19、玉米品种为浚单20,2010—2017年小麦品种为济麦22、玉米品种为郑丹958。试验设4 个有机肥(牛粪)氮用量(N 0、45、120、240 kg/hm2)和6个化肥氮用量(N 0、45、90、120、180、240 kg/hm2),完全区组设计,三次重复。化肥氮50%用作基肥,50%在小麦拔节或玉米大喇叭口期做追肥。有机肥或只在冬小麦基施,或分为两份,分别在冬小麦、夏玉米基施。磷、钾肥(P2O5 300 kg/hm2、K2O 300 kg/hm2)在小麦或玉米播种前一次性基施。小麦、玉米收获期测产,采集植株样品。根据每年小麦、玉米总产出效益计算最经济的有机肥氮与化肥氮配比,分析有机肥氮与化肥氮配比随时间的演变规律。 【结果】 1)关于10年小麦和玉米周年平均产量,单施化肥、单施有机肥处理均低于化肥有机肥配施处理。氮用量低于180 kg/hm2的单施化肥处理小麦和玉米周年产量都随着时间的推移逐年下降,氮用量高于180 kg/hm2 的处理产量基本保持稳定;有机肥料氮配合化肥氮,随着时间推移产量逐年升高。2)最大产值目标下,10年来有机肥氮的比例从60%左右下降到50%,有机肥氮和化肥氮的配比接近于1∶1;最佳经济效益目标下(边际产投比5∶1),当有机肥氮和化肥氮等价格时,最佳有机肥氮的比例从2007、2008的0%上升到2017年的50%左右;按实际肥料价格(有机肥氮是化肥氮的2倍)计算的最佳有机肥料氮比例,2007—2009年的最佳有机肥氮比例为0%,以后逐年上升,2017年提高到30%左右。 【结论】 长期定位试验结果表明,有机肥氮与化肥氮配施能获得比化肥氮或有机肥氮单施更高的产量和经济效益。按照有机氮的价格是化肥氮的2倍计算,有机无机肥配合施用时间越长,实现最佳经济效益目标的有机肥氮占的比例越高,在本试验条件下,有机无机配施10年后,有机肥氮的最高比例为34%。
不同土壤玉米根际挥发性有机物组成和微生物群落特征
李艳玲, 宋阿琳, 卢玉秋, 王恩召, 唐治喜, 刘雄舵, 范分良
2019, 25(10): 1633-1645.   doi: 10.11674/zwyf.18412
摘要(301) HTML全文(212) PDF 774KB(43) 相关文章
摘要:
【目的】土壤理化性质和微生物群落的差异显著影响玉米根际挥发性有机物 (volatile organic compounds,VOCs) 的产生和释放。对根际VOCs的深入研究有望为充分挖掘根际生物学潜力和根际调控做出积极贡献。【方法】采集山东德州、河北涞水、河北保定、江西南昌、河南孟津、河南商丘等6个地区的旱地耕层土壤进行为期两个月的玉米盆栽试验,利用顶空固相微萃取联合气相色谱–质谱联用检测技术对根际土壤挥发性有机物进行了分析鉴定,利用实时荧光定量PCR技术对根际细菌和真菌进行了定量分析,利用高通量测序技术对根际细菌16S和真菌ITS进行了测序。【结果】从6个旱地土壤中共检测出44种VOCs,主要是烷烃、烯烃、酯类、胺类、有机酸和芳香类化合物,其中多种化合物与植物或微生物的生长代谢密切相关。胺类化合物N-Benzyl-N-ethyl-p-isopropylbenzamide和D-2-Bromolysergic acid diethylamide在6个土壤中均被检出,占总量的54.2%;其次检出最多的是烷烃和烯烃,占总量的31.1%和7.6%。江西南昌土壤释放的VOCs在数量和丰富度上均显著高于其他土壤,且大部分为烷烃和烯烃类化合物;从河北保定土壤中检出了6种特有的有机酸和酯类化合物。供试6种土壤中,河南商丘和河北保定的细菌数量显著高于其他四个地方。南昌土壤真菌数量显著较高,但其细菌数量、丰富度和多样性均显著低于其他土壤。6种土壤中的主要细菌依次为Thaumarchaeota(奇古菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门) 和 Unclassified(未分类门),占总细菌群落的92.1%;主要真菌依次为Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门) 和 Chytridiomycota(壶菌门),占总真菌群落的98.3%。绿弯菌门仅在南昌土壤中占绝对优势,而南昌土壤中奇古菌门和变形菌门的相对丰度显著比其他地区少;子囊菌门在6种土壤中均为绝对优势真菌门。玉米根际释放的VOCs数量和丰富度与pH、硝态氮、细菌多样性和真菌多样性呈显著负相关 (P < 0.05),与铵态氮和真菌数量呈极显著正相关 (P < 0.01);与主要细菌门中的奇古菌门、变形菌门和酸杆菌门呈显著负相关 (P < 0.05),与绿弯菌门呈极显著正相关 (P < 0.01),但是与主要真菌门相关性不显著。【结论】理化性质不同的玉米根际土壤中,微生物群落结构与组成存在显著差异。pH是影响微生物生长的重要因素,酸性土壤中的真菌数量显著高于中性土壤,但是其细菌数量、微生物群落丰富度和多样性均显著小于中性土壤。VOCs的产生和释放受土壤、微生物和植物等众多因素的影响,土壤有机质含量越高、透气性越好、微生物数量越多时,释放的VOCs越丰富。
间作小麦和接种AM真菌协同提高蚕豆抗枯萎病能力和根际微生物碳代谢活性
董艳, 赵骞, 吕家兴, 董坤
2019, 25(10): 1646-1656.   doi: 10.11674/zwyf.18400
摘要(236) HTML全文(120) PDF 758KB(11) 相关文章
摘要:
【目的】接种丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal,AM) 真菌和间作均是防治蚕豆枯萎病的有效方法,从土壤微生物学角度研究两者协同减轻蚕豆枯萎病的机理,对控制蚕豆枯萎病传播具有重要意义。【方法】利用盆栽试验方法,进行了间作和接种AM真菌摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,Fm) 和扭形球囊霉 (Glomus tortuosum,Gt) 试验。设蚕豆单作对照 (MF)、蚕豆小麦间作 (IF)、蚕豆单作接种Fm (MFFm)、蚕豆小麦间作接种Fm (IFFm)、蚕豆单作接种Gt (MFGt)、蚕豆小麦间作接种Gt (IFGt) 6个处理。于蚕豆开花期 (生长70天) 取土壤样品,测定蚕豆幼苗生长、枯萎病发生、根际镰刀菌数量和微生物碳代谢活性。【结果】间作显著增加蚕豆幼苗干重93.0%、降低蚕豆枯萎病病情指数71.4%,接菌显著增加蚕豆幼苗干重55.3%、降低病情指数76.6%,其中接种Fm真菌对蚕豆幼苗干重的影响更大,对病情指数的抑制效果更好。间作接菌显著增加蚕豆幼苗干重100%、降低病情指数89.8%。Biolog微平板测试结果显示,间作提高根际微生物碳代谢活性32.3%;接菌提高微生物活性85.4%;间作接菌提高微生物活性122%。主成分分析结果表明,间作和接菌均明显改变了根际微生物的群落结构,并主要改变了对碳水化合物类、氨基酸和羧酸类碳源的利用。相关性分析结果显示,枯萎病发病率和病情指数与根际镰刀菌数量呈极显著正相关关系,与AWCD值、Shannon多样性指数和丰富度指数均呈极显著负相关。【结论】蚕豆与小麦间作和接菌对抑制蚕豆枯萎病和促进蚕豆生长均具有积极效应,间作显著提高了AM真菌的定殖率,二者协同提高了根际微生物活性,改变了微生物群落结构,并抑制了病原菌增殖,进而控制蚕豆枯萎病发生。
苏南地区农业土地利用方式改变对土壤理化及生物学性质的影响
牛昱涵, 施曼, 王心怡, 李江叶, 张维国, 陈金林, 高岩, 梁永超
2019, 25(10): 1657-1668.   doi: 10.11674/zwyf.18410
摘要(187) HTML全文(137) PDF 1727KB(11) 相关文章
摘要:
【目的】研究苏南地区稻麦轮作农田转变为桃园对土壤理化及生物学性质的影响,旨在为苏南地区土地合理利用和土壤质量管理提供数据支撑。【方法】于2017年麦季 (5月) 和稻季 (7月) 采集研究区稻麦轮作田及由其改为桃园的土壤样品,采用常规方法测定土壤理化性质,96微孔酶标板荧光分析法测定土壤酶活性,实时荧光定量方法测定细菌16S rRNA和真菌ITS基因丰度。【结果】当土地利用方式由稻麦轮作田转变为桃园后,土壤理化性质发生明显变化。与水旱轮作田相比,桃园土壤容重增加,总孔隙度没有明显改变,但毛管孔隙度显著降低,而非毛管孔隙度显著增加,土壤更加紧实,pH有进一步降低的趋势;土壤有机质含量下降,全磷和有效磷含量增加;土壤细菌16S rRNA基因丰度下降,真菌ITS rRNA基因丰度升高,有机质降解的微生物群落由“细菌型”向“真菌型”转化。相应地,土壤中与氮转化相关酶和过氧化氢酶活性降低。从春季到夏季,稻麦轮作田和桃园土壤有机碳含量均下降,稻田降幅较大。另外,两种利用方式下土壤的细菌16S rRNA基因丰度、真菌ITS rRNA基因丰度、纤维素酶和蔗糖酶的活性均显著下降。【结论】苏南地区农业土地利用方式的转变显著增加了土壤容重,改变了土壤孔隙性,增加了土壤全磷和有效磷含量,降低了土壤pH,进而大幅度降低了土壤中氮转化酶活性,并促使土壤微生物菌群由细菌型向真菌型转变,最终影响土壤的养分循环及固碳潜力。因此,土地利用方式改变后,应注重土壤养分的管理。
不同有机肥与化肥配施对氮素利用率和土壤肥力的影响
李燕青, 温延臣, 林治安, 赵秉强
2019, 25(10): 1669-1678.   doi: 10.11674/zwyf.18417
摘要(350) HTML全文(264) PDF 484KB(64) 相关文章
摘要:
【目的】不同类型畜禽粪便有机肥在成分和性质上存在明显差异,本文研究了华北地区主要有机肥与化肥以不同比例配施后,对作物氮素吸收利用及土壤养分的影响,以期为本地区有机肥的科学利用提供理论依据和数据支撑。【方法】在华北平原冬小麦–夏玉米种植区进行田间试验。以推荐养分施用量 (每季作物N 225 kg/hm2) 为基础,设置了1个常规单施化肥处理 (CF),12个鸡粪、猪粪和牛粪氮分别与化肥氮配比处理 (有机肥氮素占比25%、50%、75%、100%),化肥及3种有机肥的加倍单施处理,同时设1个不施肥处理为对照,共18个处理。分析了作物的氮素吸收量、氮素利用效率,测定了0—20、20—40 cm土层土壤氮、磷、钾含量。【结果】常规施肥量下,单施鸡粪、猪粪、牛粪处理的氮素收获指数 (NHI) 均与化肥处理相当,平均为79.06%;单施牛粪处理的氮素生理利用率 (NPE) 为64.42 kg/kg,显著高于化肥处理;而单施鸡粪、猪粪处理的NPE与化肥处理相当,平均为55.14 kg/kg。与常规施肥量相比,加倍施用鸡粪、猪粪和化肥处理的显著降低NHI值和NPE值,而加倍牛粪处理的NHI与NPE值没有降低。牛粪、鸡粪、猪粪与化肥配施的处理间NHI与NPE值均未表现出显著性差异,且与单施化肥的处理相当。常规施氮量下,单施猪粪、鸡粪处理的氮素偏生产力 (PFP) 和回收率 (NRE) 接近,均值为分别39.67 kg/kg和41.85%,达到了单施化肥处理的水平,而牛粪处理的氮素PFP以及NRE仅为29.08 kg/kg和15.6%,显著低于化肥、鸡粪和猪粪处理。与常规施氮量相比,加倍施用牛粪、鸡粪、猪粪和化肥处理的氮素的PFP值平均降低了49.1%,氮肥NRE值平均降低了23.2%。牛粪、鸡粪、猪粪与化肥各配施比例处理的氮素PFP和NRE值均达到了单施化肥的水平。与单施化肥相比,单施有机肥以及有机无机配施没有明显提高土壤全氮含量,但显著提高有效磷和速效钾含量,单施鸡粪、猪粪处理土壤表层有效磷含量分别是单施化肥处理的5.82和7.06倍。【结论】推荐施肥量下,鸡粪或猪粪单独施用或配施少量化肥氮,牛粪配施75%左右的化肥氮可实现与化肥相当的氮素利用效率,同时提升土壤肥力。在实际生产中应根据有机肥特性调节有机肥与化肥配施比例,实现有机肥的科学利用。
玉米免耕留膜可减少后茬轮作春小麦水氮用量
郭瑶, 陈桂平, 王巧梅, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 范虹, 赵财, 于爱忠, 柴强
2019, 25(10): 1679-1689.   doi: 10.11674/zwyf.18444
摘要(112) HTML全文(72) PDF 631KB(9) 相关文章
摘要:
【目的】河西绿洲灌区玉米普遍采用地膜覆盖措施,其收获后地膜的完整率仍高达70%。研究后茬小麦继续利用该地膜条件下相适应的水氮耦合管理,以期最大化发挥农资的效益,提高小麦产量和氮肥利用率。【方法】2016—2017年度,在甘肃河西绿洲灌区玉米–小麦轮作田进行三因素裂区田间试验。选择头茬玉米进行免耕 (NT) 和传统耕作 (CT) 的田块,在后茬小麦播种时,保留免耕玉米的覆盖地膜,免耕进行小麦播种,而在传统耕作玉米地块,清理残膜,粉碎后翻入土壤中。在两种耕作处理方式下,设传统灌水减量20% (1920 m3/hm2,I1) 和传统灌水量2400 m3/hm2 (I2) 两个灌溉处理,传统施氮减量40% (135 kg/hm2,N1)、传统施氮减量20% (180 kg/hm2,N2) 与传统施氮225 kg/hm2 (N3) 三个施氮水平,组成12个处理。从春小麦出苗20 d后,每15 d采集植株样,测定各器官含氮量,计算营养器官的氮素转运量、转运率、营养器官氮素转运对籽粒贡献率及氮素收获指数。【结果】与传统耕作相比,免耕留膜各处理显著提高了春小麦地上部氮素累积量,两年提高10.9%~14.2%。灌水减量20%+施氮减量20%处理提高了春小麦地上部氮素累积量,较传统耕作、灌水与施氮处理提高4.3%~6.1%。免耕较传统耕作提高了春小麦叶、茎营养器官氮素向穗部的转运量、转运率及对籽粒的贡献率,以免耕同步集成减量20%灌水+减量20%施氮 (NTI1N2) 处理提高幅度较大,较灌水减量20%+施氮减量40% (CTI1N3) 处理叶、茎氮素向穗部的转运量分别提高31.9%~45.7%与54.5%~61.5%,转运率分别提高15.5%~16.3%与20.8%~23.1%,对籽粒的贡献率分别提高13.3%~29.0%与26.4%~36.7%。NTI1N2处理可获得较高籽粒产量与氮素收获指数,较CTI2N3处理分别提高15.2%~22.0%与7.6%~10.0%。【结论】在玉米–小麦轮作体系下,前茬免耕玉米覆盖的地膜对后茬小麦生长依然有显著效果。而且,此时减少20%的常规灌水量和常规施氮量,可以获得更高的产量和氮肥利用率。因此,在河西绿洲灌区小麦–玉米轮作体系中,应推广玉米收获后采用免耕,并在后茬小麦继续使用覆盖的地膜,同时减少20%的灌水量和氮肥施用量。
不同基因型抗虫棉氮磷钾养分吸收与分配特征
聂军军, 秦都林, 刘艳慧, 王双磊, 张美玲, 李金埔, 赵娜, 毛丽丽, 宋宪亮, 孙学振
2019, 25(10): 1690-1701.   doi: 10.11674/zwyf.18460
摘要(129) HTML全文(111) PDF 903KB(5) 相关文章
摘要:
【目的】探讨不同抗虫棉品种植株干物质与氮、磷、钾养分积累分配特点,为制定棉花高产栽培管理措施提供依据。【方法】在大田条件下,选用三个抗虫棉品种(冀棉169、鲁棉研21号和岱字棉99B)为研究对象,比较研究了三个品种的干物质积累与氮磷钾吸收特性。【结果】冀棉169产量最高,两年分别比鲁棉研21号提高了27.9%和25.5%,分别比岱字棉99B提高了65.9%和41.1%。三个品种单铃子棉重的变化趋势与产量一致,而单株结铃数和衣分则不同。冀棉169棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均较高,尤其在生育中后期,营养器官保持最高的氮磷钾养分积累量,促使其干物质积累量显著高于其他两个品种,为棉铃发育提供了充足的物质基础,铃叶比较大,因此结铃最多,单铃子棉重最大,皮棉产量最高,使得养分利用效率也最高。鲁棉研21号棉株各器官干物质和氮磷钾积累量均最低,主要是由于营养器官氮磷钾养分快速积累期结束最早,加之向棉铃分配比例最高,从而限制了营养器官的生长发育,影响生育中后期棉铃的发育,使之不仅结铃数最少,单铃子棉重较小,产量也较低。岱字棉99B棉株各器官干物质和氮磷钾积累量虽最高,但其快速积累期出现在盛花期以后,棉株贪青,结铃数虽较多,但单铃子棉重最小,使之产量最低,养分利用效率也最低。【结论】不同年代抗虫棉品种产量提高的主要原因是单铃子棉重的增加,其次是单株结铃数的提高。单铃子棉重和单株结铃数的增加主要归因于棉株总生物量和向生殖器官转运量的协同提高,特别是生育中后期保持高的同化物和生殖器官运转比例;而生物量的增加依赖于养分积累量和利用效率的提高。
氮肥减量分施促进甘薯根系分化与块根膨大
杜祥备, 刘小平
2019, 25(10): 1702-1709.   doi: 10.11674/zwyf.18353
摘要(150) HTML全文(88) PDF 458KB(20) 相关文章
摘要:
【目的】研究减氮运筹对甘薯根系生长发育、块根分化建成的影响,并讨论其与产量形成的关系,为高产高效甘薯栽培提供理论和技术依据。【方法】2016年和2017年在安徽省农业科学院本部试验基地黄棕壤上以商薯19和徐薯22为供试材料进行盆栽试验。以常规习惯基施氮100 kg/hm2 (FP) 为对照,在减氮20%的条件下,设置3种氮肥施用方式:全部基施 (JS)、全部块根形成期 (移栽后35 d) 追施 (KS)、50%基施+50%块根形成期追施 (FS)。于移栽后35 d(块根分化建成后期)、80 d(块根膨大期) 和收获期挖根取样,调查不定根数、不定根根长、粗根和单株有效薯块的根径范围、根尖数、根表面积、根体积等,测定根系活力、地上部和根系生物量。【结果】与FP处理相比,JS处理降低了单薯重,使块根产量显著降低,KS处理显著增加了单株有效薯块数,使块根产量分别提高7.61%(商薯19) 和11.74%(徐薯22),FS处理提高了单株有效结薯数和单薯重,使块根产量分别增加22.10%(商薯19) 和21.37%(徐薯22)。同时,FS处理较FP处理增加了块根形成期和块根膨大期根系总长度、根系表面积、根系体积和根尖数目,增强了根系活力,提高了地上部、根系及有效薯块干重和根系/地上部干重比值。相关分析表明,块根膨大期甘薯根系形态特征参数均与单薯重和产量呈显著或者极显著正相关。【结论】将施氮量由100 kg/hm2减至80 kg/hm2,并将其中一半氮肥在块根形成期追施,可有效促进甘薯根系生长和有效薯块的早期形成,保证单株结薯数,同时还可维持生育后期较高的根系活力,提高块根膨大期生物量和分配比例,有利于薯块的膨大和产量的增加。
减施磷肥提高设施番茄氮磷钾生理效率并减少土壤速效磷累积
赵伟, 杨圆圆, 蒋丽媛, 张凯, 陈志杰, 周建斌, 杨兆森
2019, 25(10): 1710-1718.   doi: 10.11674/zwyf.18427
摘要(147) HTML全文(117) PDF 611KB(15) 相关文章
摘要:
【目的】设施蔬菜生产中过量施肥现象普遍存在,本研究针对设施番茄磷肥过量施用问题,定位研究减施磷肥对番茄产量、干物质量、养分吸收、分配及土壤速效磷状况的影响,旨在为设施栽培磷肥减量提供科学依据。【方法】以习惯施肥为对照 (CK),2015年设磷肥减量50% (P1)、磷肥减量70% (P2) 2个减磷处理,2016年增设不施磷 (P0) 处理,共3个减磷处理。2016年在膨果期、盛果期采集植株样品,测定根、茎、叶、果干重,及各器官氮、磷、钾养分含量;在定植前、盛果期和拉秧期采集0—60 cm土层土壤样品,测定土壤速效磷含量。【结果】在基础速效磷含量较高 (约220 mg/kg) 的土壤,连续两年减磷70%或一年不施磷肥不影响番茄产量,2015年和2016年番茄产量分别为53.9~55.1 t/hm2和50.2~52.7 t/hm2。各减磷施肥处理与CK相比,均显著提高盛果期果实干物质量和N、P、K养分分配率,降低叶片干物质量、干物质分配率和N、P、K养分分配率。膨果期番茄植株62.8%~65.7%干物质分配于叶片,植株氮、磷、钾携出量分别为83.2~89.9 kg/hm2、10.3~11.1 kg/hm2、75.0~85.9 kg/hm2,此时番茄叶片和茎杆是养分的主要累积部位,茎叶氮、磷、钾分配率之和分别为84.4%~86.4%、79.4%~83.4%、76.9%~82.3%,番茄氮、磷、钾吸收比例为1∶0.12∶0.84~0.96。盛果期43.0%~44.6%和37.0%~44.6%的干物质分配于果实和叶片,此时番茄果实和叶片为养分主要累积部位,果实和叶片氮、磷、钾分配率之和分别为84.6%~86.7%、78.5%~82.7%、81.4%~83.9%,植株氮、磷、钾携出量分别为197~226 kg/hm2、33~37 kg/hm2、200~247 kg/hm2。CK处理番茄叶片、果实全钾含量及钾吸收量显著高于减磷处理,可见减施磷肥可降低番茄对钾素的奢侈吸收。经过两年的减磷处理,表层土壤速效磷累积量显著降低,但各处理土壤剖面出现磷素向下迁移,膨果期0—20 cm土层土壤速效磷含量较种植前减少27.0~60.9 mg/kg,20—60 cm土壤速效磷增量在11.8~50.1 mg/kg,减磷处理显著降低20—60 cm土壤速效磷增加量。【结论】在基础磷素含量较高的土壤上,较农民习惯施磷连续两年减少70%的磷肥用量没有影响番茄产量,降低番茄对钾素的奢侈吸收,减缓土壤速效磷累积。两年连续减施磷肥的土壤速效磷含量仍处于较高水平,可见该研究区域设施蔬菜生产减磷潜力仍较大。
矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花富磷能力的比较
戴文颖, 李廷轩
2019, 25(10): 1719-1726.   doi: 10.11674/zwyf.18422
摘要(193) HTML全文(152) PDF 535KB(4) 相关文章
摘要:
【目的】研究适宜施氮条件下磷富集植物粗齿冷水花的磷积累能力,可为有效利用该植物提取土壤中过剩的磷、减少磷的面源污染提供理论依据。【方法】以两种生态型粗齿冷水花 (Pilea sinofasciata) 为研究对象,进行土培盆栽试验,供试土壤为灰潮土,每盆 (8 L) 装土8 kg。分别施磷0、400、600、800 mg/kg,陈化8周。幼苗种植前,每盆施入140 mg/kg尿素。移栽9周后收获,测定植株生物量、磷含量,分析了土壤速效磷含量。【结果】1) 在供试施磷量范围内,两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部生物量在施磷600 mg/kg时达最大,此时矿山生态型地上部、地下部生物量分别是其不施磷对照的2.37和3.69倍,非矿山生态型地上部、地下部生物量是其不施磷对照的4.63和7.36倍,矿山与非矿山生态型地上部生物量最大值分别可达28.6 g/株和31.9 g/株。矿山生态型生物量在不施磷和施磷400 mg/kg时显著大于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。2) 随施磷量增加,两种生态型粗齿冷水花地上部磷含量和矿山生态型地下部磷含量均表现为先升高后降低,在施磷800 mg/kg时显著降低,而非矿山生态型地下部磷含量随施磷量增加而增加,在施磷800 mg/kg时达最高。各磷处理下,矿山生态型地上部磷含量均显著高于非矿山生态型,而地下部磷含量低于非矿山生态型。3) 高磷处理显著增加了两种生态型粗齿冷水花地上部、地下部磷积累量,且在施磷600 mg/kg时植株磷积累量最大,矿山生态型与非矿山生态型地上部磷积累量最高分别可达195 mg/株和182 mg/株。在不施磷和施磷400 mg/kg时,矿山生态型地上部磷积累量显著高于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。4) 不同磷处理下,两种生态型磷富集系数远大于1,磷转移率大于80%;矿山生态型的磷提取率和移除量在不施磷和施磷400 mg/kg时均大于非矿山生态型,在施磷600、800 mg/kg时两生态型间无明显差异。【结论】适宜施氮条件下,粗齿冷水花在施磷600 mg/kg时表现出较强的磷富集能力。与非矿山生态型相比,矿山生态型在不施磷和施磷400 mg/kg时对磷的积累能力和富磷潜力更强;在施磷600、800 mg/kg时两生态型植株对土壤磷的富集能力无明显差异。
天然富硒土壤上三种蔬菜对硒的吸收与转化差异
张青, 王煌平, 孔庆波, 章赞德, 栗方亮, 罗涛
2019, 25(10): 1727-1736.   doi: 10.11674/zwyf.18402
摘要(126) HTML全文(97) PDF 656KB(12) 相关文章
摘要:
【目的】研究对硒 (Se) 不同敏感性蔬菜对天然富硒土 (Se ≥ 0.4 mg/kg) 中硒的吸收和转化差异,为富硒土壤生产富硒蔬菜提供理论与技术指导。【方法】以大蒜、芥菜和菠菜三种蔬菜为试验材料,在全硒含量为0.29、0.58、0.98、2.07 mg/kg的四种土壤上进行了盆栽试验 (依次标记为Se0.29、Se0.58、Se0.98、Se2.07),并测定四种土壤中不同形态硒的含量。芥菜和菠菜于生长40 d、53 d、68 d和82 d后取样,测定蔬菜可食部分硒含量;于生长97 d后收获,分为根部和地上部。大蒜于生长42 d、68 d、82 d、120 d后取样,测定地上部硒含量;于生长165 d后收获,分为根部、鳞茎和叶。测定供试蔬菜总硒含量、有机硒含量,计算不同硒含量土壤上蔬菜对硒的吸收和转化系数。【结果】三种蔬菜中芥菜的生长对土壤硒最为敏感,芥菜可食部位生物量鲜重以Se0.29处理最高,菠菜和大蒜均以Se0.58处理最高,与Se2.07处理均达显著差异。三种蔬菜地上部硒含量在整个生育期总体呈现增加的趋势,不同生育期均表现为大蒜 > 芥菜 > 菠菜。收获期三种蔬菜各部位的硒含量随着土壤硒含量 (0.29~2.07 mg/kg) 的增加而增加,表现为Se2.07 > Se0.98 > Se0.58 > Se0.29,Se2.07处理的菠菜地上部和地下部硒含量分别是其Se0.29处理的8.63倍和7.10倍,芥菜是12.25倍和23.29倍,Se2.07处理大蒜鳞茎和叶部硒含量是Se0.29处理的39.92倍和4.90倍;可食部位硒含量为大蒜 (7.25~289 μg/kg) > 芥菜 (1.22~14.9 μg/kg) > 菠菜 (0.73~6.30 μg/kg),均表现为地下部 > 地上部,Se2.07处理菠菜根部硒含量是茎叶的4.80倍,芥菜是12.06倍,大蒜是8.22倍。在富硒土壤Se0.98和Se2.07处理条件下,大蒜和芥菜能从土壤中富集硒,吸收系数是菠菜的3.06~8.47倍和1.58~5.8倍,均达到了富硒蔬菜标准 (≥ 0.01 mg/kg)。三种蔬菜可食部位有机硒含量占总硒比例为73.5%~84.7%,并随土壤硒含量的增加而增加,其中Se2.07与Se0.29处理差异显著;蔬菜硒含量不但与土壤总硒含量相关,而且与有效态硒含量呈显著正相关。【结论】蔬菜种类和土壤硒含量均影响蔬菜硒的吸收、转化和富集。三种蔬菜对土壤硒的敏感性以芥菜最强。蔬菜硒含量和可食用部位有机硒的转化率均随着土壤硒含量的增加而增加,与土壤总硒含量和有效态硒含量呈显著正相关。富硒能力为大蒜 > 芥菜 > 菠菜,在天然富硒土壤上生长的大蒜和芥菜硒含量易达到富硒蔬菜标准,而菠菜未显示出富硒能力。因此,虽然土壤硒含量高影响了大蒜和芥菜的生长,但大蒜和芥菜具有较强的将硒转移到可食部位的能力,可作为富硒蔬菜生产。
激光剥蚀–电感耦合等离子体质谱分析缺锌胁迫玉米根尖微量元素空间分布
张金尧, 宋书会, 郭伟, 徐芳森, 汪洪
2019, 25(10): 1737-1742.   doi: 10.11674/zwyf.18426
摘要(106) HTML全文(72) PDF 761KB(8) 相关文章
摘要:
【目的】激光剥蚀−电感耦合等离子体质谱 (laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS) 法是一种利用聚焦激光扫描激发固体样品,并经电感耦合等离子体质谱离子化,以分析样品元素含量及分布的新兴技术。本文利用LA-ICP-MS技术研究缺锌 (Zn) 胁迫下玉米根尖铁 (Fe)、锰 (Mn)、铜 (Cu)、Zn元素的分布定位,以期从组织水平揭示作物中Zn的转运富集规律及缺Zn对微量金属元素吸收转运的影响。【方法】以玉米‘郑单958’为试材,用不同加锌浓度营养液进行培养,获得根系样品烘干后磨碎、混匀、压片,取适量混匀的根系样品消煮,利用液体进样系统ICP-MS检测得到样品中实际元素含量,并与样品压片LA-ICP-MS检测信号值间进行线性回归分析,标准曲线相关性良好 (R2 = 0.9995),从而获得可适用于LA-ICP-MS定量分析的自制根系标准样品。将此标准样品与待测根尖样品放入LA样品池中,13C作为内标元素,进行缺锌胁迫下玉米根尖中锌元素分布特征的定量成像研究。【结果】缺锌胁迫下玉米根系锌元素含量显著降低,仅为正常植株的27.78%;缺锌根系中Mn和Cu含量升高。LA-ICP-MS系统定量成像显示,玉米根尖顶端Zn含量较高,由表皮向内锌含量逐渐增加;缺Zn处理根系Zn含量降低,根尖顶端Zn分布明显减少。利用LA-ICP-MS检测信号强度值对Fe、Mn、Cu元素进行定性分布,成像显示在正常根系中Fe、Mn、Cu元素在根尖前端信号强度较高,由表向内逐渐增加;缺锌处理下,根系中Fe、Mn、Cu信号强度均有不同程度增加。【结论】正常施锌玉米根尖中锌、铁、锰、铜分布呈现由表皮向中柱增加的趋势;缺锌胁迫下根系锌含量显著降低,铁、锰、铜均有不同程度积累。
湘西植烟土壤pH时空变异及其主要驱动因素
李强, 闫晨兵, 田明慧, 向德明, 蒲文宣, 黎娟
2019, 25(10): 1743-1751.   doi: 10.11674/zwyf.18419
摘要(219) HTML全文(183) PDF 860KB(21) 相关文章
摘要:
【目的】研究湘西州烟区土壤pH时空变异特征,为湘西烟区土壤pH调节提供科学依据。【方法】以湘西州2000年和2015年耕层土壤pH值为研究对象,利用多元统计学和地统计学方法分析了土壤pH时空变异特征及其影响因素。【结果】湘西植烟土壤pH均值由6.21下降至6.12,同时表现出最小值变小,而变异系数、最大值、极差均变大的规律,说明湘西植烟土壤pH在大幅下降的同时,其变异也在增大。地学统计分析结果显示,2000年和2015年植烟土壤pH空间结构模型分别符合指数模型和球状模型,Moran’s I变小,分形维数变大,块金效应由58.17%增加至64.13%,表明空间变异主要由结构因子和随机因子共同决定,且随机因子的影响效应在增强;空间分布表现为不同等级插花状分布,土壤pH“极低”、“低”、“高”和“极高”等级的面积显著增加,分别增加了2.61、6.48、4.39和0.17个百分点,而“适宜”等级的面积则下降了13.65个百分点。影响因素的分析结果显示,交换性钙、交换性镁、有效硫、有机质、粘粒 (< 0.002 mm)、粉粒 (0.02~0.002 mm) 和碱解氮是植烟土壤pH的主控因素,7项指标对植烟土壤pH的累计解释能力达83.8%,其中以交换性钙的独立解释能力最大,可解释其变异的60.6%,交换性钙、交换性镁和有机质为主要控酸因子,有效硫和碱解氮为土壤主要致酸因子。【结论】长期施用不同化学肥料和有机物料,湘西植烟土壤的pH变异程度在加大,适宜等级的土壤面积总体上减少。交换性钙是土壤pH升高的主要驱动因素,而有效硫和碱解氮是土壤pH降低的主要驱动因素。因此,湘西植烟土壤需要增加含钙物料的投入,控制含硫物料的投入以及化学氮肥的使用,以维持土壤的可持续利用。
山核桃品质对产地土壤养分的空间响应
杨惠思, 赵科理, 叶正钱, 张红桔, 赵伟明
2019, 25(10): 1752-1762.   doi: 10.11674/zwyf.18404
摘要(173) HTML全文(123) PDF 1596KB(12) 相关文章
摘要:
【目的】研究山核桃品质与对应产地土壤养分含量的相关性,了解土壤中养分元素含量对山核桃品质的影响,为山核桃合理布局和科学管理提供依据。【方法】以典型产区临安为研究区域,采集了153个山核桃样品及其对应土壤样品,采用地统计学方法和GIS空间分析技术,分析山核桃品质与产地土壤养分含量状况,探究山核桃及其产地土壤中大量及微量元素的空间分布特征和变异规律以及空间对应关系。【结果】相关系数结合交叉相关函数分析,发现土壤中各养分元素与果实品质元素之间均存在不同程度相关关系,其中果实氮与土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰的相关关系较强;磷与土壤有效磷、有效硼、有效锰、有效锌的相关关系较强;钾与土壤速效钾、有效硼、有效铁、有效锌的相关关系较强;粗脂肪与土壤有效磷、有效硼、有效锌的相关关系较强。空间分析结果显示,临安各乡镇土壤大量及微量元素含量空间异质性明显,而山核桃果实中钾和粗脂肪空间异质性不明显,氮、磷的空间变异性明显,大致呈现西北地区低东南地区高的分布趋势。【结论】山核桃品质受土壤中磷、硼、锌三种元素影响较大。山核桃与土壤相应养分元素的空间分布格局具有一定相似性,尤其是高低值区域。岛石镇西部和南部、湍口镇、河桥镇、太阳镇及昌化镇南部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较高,昌化镇北部、清凉峰镇西部、龙岗镇北部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较低。
不同原料生物炭对氮、磷、钾的吸附和解吸特性
彭启超, 刘小华, 罗培宇, 梁伟健, 刘宁, 杨劲峰, 韩晓日
2019, 25(10): 1763-1772.   doi: 10.11674/zwyf.18406
摘要(232) HTML全文(170) PDF 617KB(14) 相关文章
摘要:
【目的】通过三种不同原料生物炭 (玉米秆炭、稻壳炭、稻秆炭) 对氮、磷、钾的吸附解吸试验,了解不同材料来源的生物炭对无机养分的吸附和解吸特征,为将其作为添加物来调节有机肥的性质提供参考。【方法】在pH 6.75 ± 0.25、25℃下,采用Langmuir和Freundlich方程对三种不同原料生物炭 (玉米秆炭、稻壳炭、稻秆炭) 氮、磷、钾的等温吸附进行拟合。对吸附养分后的生物炭进行连续5次解吸,前4次采用水浸提,第5次浸提采用1 mol/L KCl浸提氮,0.5 mol/L的NaHCO3浸提磷,1 mol/L的CH3COONH4浸提钾。【结果】1) Langmuir和Freundlich方程均可用来拟合生物炭对氮、磷、钾的等温吸附,Langmuir方程对氮、磷的吸附拟合较好,Freundlich方程对钾的吸附拟合较好。对不同原材料而言,稻秆炭对氮、磷、钾的吸附性能均较好,其最大吸附量qm分别为 (2.44 ± 0.15) mg/g、(2.91 ± 0.12) mg/g和 (4.97 ± 0.22) mg/g。2) 不同原材料生物炭对氮、磷、钾的单次解吸率和总解吸率具有一定的差异。生物炭对阳离子 (铵根离子和钾离子) 的最大吸附量受阳离子交换量和酸性官能团的数量以及pHpzc影响,对磷酸根的最大吸附量主要与阳离子交换量和碱性官能团的数量有关。【结论】所试三种生物炭对氮、磷、钾的吸附存在单分子层吸附和多分子层吸附,在单次解吸率和总解吸率上不同原料生物炭存在一定的差异性。在生物炭对氮和钾吸附的总量上,物理性吸附的贡献高于化学吸附;对磷的吸附总量上,化学吸附的贡献高于物理吸附。三种生物炭对氮、磷、钾的固储和缓释能力具有一定的差异,稻秆炭的保肥供肥能力优于玉米秆炭和稻壳炭。
适量通风显著降低鸡粪好氧堆肥过程中氮素损失
聂二旗, 郑国砥, 高定, 刘晓燕
2019, 25(10): 1773-1780.   doi: 10.11674/zwyf.18432
摘要(214) HTML全文(132) PDF 900KB(15) 相关文章
摘要:
【目的】研究不同通风量对鸡粪好氧堆肥过程中温度、含水率、种子发芽指数 (GI) 及氮素形态转化的影响,以期在达到鸡粪无害化要求的前提下,为减少鸡粪好氧堆肥过程中的氮素损失、提高堆肥成品品质、优化通风曝气工艺参数和节省能耗提供参考。【方法】试验在山东某有机肥厂好氧堆肥车间开展,以鸡粪和稻壳为原料,按照1∶1(质量比) 混合均匀之后作为堆肥初始物料。在间歇性强制通风和翻抛条件下,设置低、中、高3个通风水平,即通风量依次为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min),好氧堆肥周期为28 天。通过现场定期采样,测定温度、全氮、NH4+-N、NO3-N、pH、含水率和发芽指数等指标,研究不同堆肥阶段各指标的变化和氮素形态的转化。【结果】在整个好氧堆肥周期内,堆体温度呈现先升高后降低的趋势,低、中和高通风量的最高温度分别达到68.3℃、71.8℃和68.6℃,高温 (≥ 50℃) 持续时间均超过12 天,达到了畜禽粪便无害化卫生要求;含水率逐渐下降,各通风量处理分别由最初的63.2%、62.1%和64.5%降低到32.4%、30.1%和29.2%;pH先升高后降低,至好氧堆肥结束时,各通风处理的pH均处于7.5~8.0 之间;种子发芽指数 (GI) 均大于80%,说明经过28 天的好氧堆肥后,三个通风处理条件下的鸡粪堆肥成品均达到了腐熟度要求。NH4+-N含量均呈现先增长后逐渐降低的趋势;NO3-N含量呈现明显的增加趋势;总氮 (TN) 含量在整个好氧堆肥周期内整体上呈现先降低后增加的趋势;经过28 天的好氧堆肥结束之后,低、中、高通风处理的氮素损失率分别为19.8%、20.2%和29.6%,低通风量与中通风量之间差异不显著,高通风量显著高于低通风量和中通风量 (P ≤ 0.05)。【结论】在鸡粪进行好氧堆肥过程中,通风量为0.1、0.2和0.3 m3/(m3·min) 下,堆肥成品均能达到腐熟度和无害化要求,其中采用中通风量0.2 m3/(m3·min) 时的氮素损失较少,且种子发芽指数较高。综合以上指标及实际工厂化运行过程的影响因素,在鸡粪好氧堆肥过程中建议采用的通风量为0.2 m3/(m3·min)。
专题评述
农田土壤N2O排放的关键过程及影响因素
曹文超, 宋贺, 王娅静, 覃伟, 郭景恒, 陈清, 王敬国
2019, 25(10): 1781-1798.   doi: 10.11674/zwyf.18441
摘要(183) HTML全文(144) PDF 818KB(48) 相关文章
摘要:
一氧化二氮 (N2O) 作为重要的温室气体之一,在全球气候变化研究中引人关注。随着氮肥使用量的增加,农田土壤N2O排放已经成为全球关注和研究的热点。人们普遍认为土壤硝化、反硝化过程是N2O产生的两个主导途径,而诸如施肥、灌水等农田管理措施以及土壤pH、温度等环境因子均会影响农田土壤N2O产生和排放。本文系统论述了土壤N2O产生的各主要途径,并综述了氮源、碳源、水分含量、氧气含量、土壤pH和温度以及其他调控因子对N2O排放的影响,旨在阐明各过程对N2O排放的产生机制及主要环境因子的影响,以期为后续研究提供参考和理论依据。农田土壤硝化过程本身对N2O排放的直接贡献较小,N2O产生的主要来源是包含硝化细菌的反硝化、硝化–反硝化耦合作用在内的生物反硝化过程。真菌反硝化和化学反硝化在酸性土壤以及硝酸异化还原成铵过程在高有机质和厌氧土壤环境中对N2O排放具有重要作用。未来研究可从农田土壤N2O的产生和消耗机制、降低N2O/N2产物比、N2O的还原过程及相关影响因素进行深入研究。此外,利用新技术方法,探究土壤物理、化学和生物学因素对氮素转化过程的影响,重点关注N2O峰值排放及相关联微生物的响应,并构建土壤氮素平衡和N2O排放模型,可进一步加深对农田土壤N2O排放机制和影响因素的理解。
研究简报
追氮量对强筋和中筋小麦产量与品质的影响
马瑞琦, 陶志强, 王德梅, 王艳杰, 杨玉双, 朱英杰, 赵凯男, 李俊志, 王玉娇, 常旭虹, 赵广才
2019, 25(10): 1799-1807.   doi: 10.11674/zwyf.18468
摘要(183) HTML全文(142) PDF 422KB(9) 相关文章
摘要:
目的探究追氮量对强、中筋小麦品种产量及品质的影响,为强、中筋小麦优质高产提供参考。方法试验于2016—2017年在中国农业科学院作物科学研究所北京试验基地进行,采用两因素随机区组设计,A因素为小麦品种,包括藁优2018 (强筋)、师栾02-1 (强筋)、中麦8号 (中筋)、中麦175 (中筋)。B因素为追氮量,在基施N 105 kg/hm2基础上,设拔节期追施N 75、105、135 kg/hm2三个水平。于成熟期取样,测量单位面积穗数、穗粒数、千粒重、生物产量和籽粒产量,并测定籽粒粗蛋白质含量、蛋白质组分、湿面筋含量、沉淀值和面团流变学特性。结果在追施N 75~135 kg/hm2范围内,籽粒产量、单位面积穗数、穗粒数、千粒重、蛋白质产量及生物产量均随追氮量的增加而提高,平均增幅分别达到6.1%、2.6%、8.5%、4.6%、10.3%、15.3%。随着追氮量的增加,蛋白质总量及组分含量呈增加趋势,其中谷蛋白增加幅度较高,与N75相比,N105、N135处理下分别增加了13.2%和14.6%;追施氮肥对两种筋型小麦的沉淀值、湿面筋、吸水率、面团形成时间、稳定时间的影响规律相同,均随追氮量增加而增加,其中强筋小麦各加工品质指标增幅分别为4.3%、2.2%、1.6%、13.8%、22.0%;中筋小麦各指标增幅分别为13.8%、7.4%、0.8%、9.5%、10.2%;弱化度则随追氮量增加而降低,两种类型品种小麦分别降低9.65%及12.0%。结论在基施N 105 kg/hm2基础上,综合考虑肥料投入、小麦产量及品质指标,中筋小麦于拔节期追N 105 kg/hm2、强筋小麦于拔节期追N135 kg/hm2时,可获得较高的产量和品质。
黄腐酸肥料对小麦根际土壤微生物多样性和酶活性的影响
刘佳欢, 王倩, 罗人杰, 陈喜, 孙淑娟
2019, 25(10): 1808-1816.   doi: 10.11674/zwyf.18363
摘要(206) HTML全文(133) PDF 659KB(16) 相关文章
摘要:
目的研究不同用量黄腐酸肥料对根际土壤微生物和土壤酶活性的影响,为黄腐酸肥料的研究与应用提供理论依据。方法以小麦为试验作物进行了盆栽试验。黄腐酸肥料的施用量 (含黄腐酸20.6%) 为0、2、6、10 g/kg,除CK外其他处理施等量复合肥 (N−P2O5−K2O 15–10–20),种子薄覆土壤后,再施入处理所需黄腐酸肥料。小麦播种40天后,采集小麦根际土壤,采用稀释平板涂抹法测定了土壤微生物种群数量,Biolog-Eco生态板测定了微生物功能多样性,常规方法测定了相关土壤酶活性。结果黄腐酸肥料施用量为0、2 g/kg时小麦种子发芽率均为100%,而施用黄腐酸肥料6、10 g/kg时,种子发芽率分别为97%、91%,四个处理间差异不显著。施用黄腐酸肥料,土壤中细菌、真菌和放线菌数量显著增加,在黄腐酸肥料施用量为6 g/kg 时达到最大值。施用黄腐酸肥料对四种土壤酶的活性均有促进作用,尤其对过氧化氢酶活性的促进作用最为显著。当黄腐酸肥料的施用量为10 g/kg时,小麦根际土壤中脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性均达到最大值。施用黄腐酸肥料6、10 g/kg,土壤微生物的总体活性,物种的丰富度和均匀度、群落的多样性以及根际土壤微生物呼吸强度显著增加,施用10 g/kg黄腐酸肥料时效果最佳。结论在40天的试验周期内,施用黄腐酸肥料能有效增加土壤中细菌、真菌和放线菌的数量,显著改善微生物群体功能,增加脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。但是,只有在黄腐酸肥料施用量达6 g/kg后才有显著的效果。
保障我国粮食安全的肥料问题
朱兆良, 金继运
摘要(4428) [PDF 2130 KB](1911)
摘要:
肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用,同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战;对国家种植业发展对肥料的需求,有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述;提出了区域用量控制与田块微调相结合的推荐施肥的理念和技术路线;形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系;同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上,提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策,建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。
我国农田氮肥施用现状、问题及趋势
巨晓棠, 谷保静
摘要(3893) [PDF 2629 KB](15520)
摘要:
氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮,包括施氮量、 施氮方法和时期,也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量,与田间试验合理施氮量对比分析表明,过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量,与作物平均推荐施氮量对比分析表明,全国过量施氮面积占播种面积20%、 合理面积占70%、 不足面积占10%。总体而言,过量施氮现象还相当普遍,特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法,可估算出全国合理需氮量范围,称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国1980~2010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明,如仍然依照现在的粗放施肥习惯,应该为现在的实际氮肥使用量,5年平均为N 27.9106 t 左右,正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上,我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6106 t 左右;用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明,如果改善施肥技术,我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0106 t、 21.7106 t、 23.1106 t;如施肥技术得不到实质性改善,依然粗放施氮,则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线,分别为N 30.4106 t、 31.4106 t、 33.4106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异,我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。
不同玉米秸秆还田量对土壤肥力及冬小麦产量的影响
张静, 温晓霞, 廖允成, 刘阳
摘要(2752) [PDF 929 KB](1644)
摘要:
通过田间随机区组设计试验,研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明,秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失,提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果,增加土壤微生物量C/N,提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析,进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区,施N 138 kg/hm2,玉米秸秆还田量9000 kg/hm2,能有效提高土壤肥力,可使接茬冬小麦显著增产7.47%。
中国主要粮食作物化肥施用量与效率变化分析
摘要(3800) [PDF 876 KB](2183)
摘要:
2004年至今,在国家支农政策的推动下,农业种植结构大幅度调整,粮食产量连续增加,而且启动了全国测土配方施肥项目。采用2008年的农户调研数据与2001年进行对比,揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化。结果表明,过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%和29.0%,而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3106 t,但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP(粮食产量除以化肥用量)表征化肥效率,发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻>小麦>玉米; 7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg, 13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg, 玉米的化肥偏生产力从13.8 kg/kg下降到11.5 kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大。粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮食作物化肥效率,但经济作物播种面积仍在大幅增加,这将对全国化肥效率变化带来变数。
肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响
王美, 李书田*
摘要(4731) [PDF 1767 KB](1058)
摘要:
本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌(Zn)、 铜(Cu)、 镉(Cd)、 铅(Pb)含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥,有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥,猪粪中的Cu、 Zn、 砷(As)、 Cd含量明显高于其他有机废弃物,鸡粪中铬(Cr)含量高;污泥和垃圾堆肥中Pb或汞(Hg)含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍(Ni)含量高于堆肥,Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明,氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加,施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确,而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量,影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1)典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡; 2)不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势; 3)典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限; 4)现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。
氮肥和栽植密度对水稻产量及氮肥利用率的影响
周江明, 赵琳, 董越勇, 徐进, 边武英, 毛杨仓, 章秀福
摘要(2061) [PDF 1119 KB](1157)
摘要:
针对部分地区水稻生产中氮肥用量过高及水稻移植密度越来越低的状况,选择2个早稻和2个晚稻品种为试验材料,设置施氮水平和移植密度互作试验,分析两因素及其互作对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明,氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响,但其互作效应不显著; 氮水平、移植密度及其互作对氮素利用率的影响均达显著水平。其中,低氮水平处理平均氮素利用率比高氮水平增加2.1%~5.6%; 高密度的氮素利用率比低密度增加10.1%~45.7%。说明提高移植密度,减少氮肥用量,既可通过大幅度增加有效穗来实现高产,又能显著提高氮素利用率。在资源日益短缺、生产成本渐高及面源污染越来越严重的形势下,密植少氮应是值得推广的水稻栽培技术。在本试验条件下,早稻移植密度在29.3~36.0万穴/hm2的基础上施N 153.1~169.4 kg/hm2、晚稻移植密度在23.1~30.0万穴/hm2的基础上施N 161.5~190.1 kg/hm2氮素是高产高效节氮的合理组合。
小麦和玉米秸秆腐解特点及对土壤中碳、氮含量的影响
南雄雄, 田霄鸿, 张琳, 游东海, 吴玉红, 曹玉贤
摘要(3305) [PDF 1163 KB](1552)
摘要:
通过室内模拟培养试验,揭示了不同水分条件下小麦和玉米秸秆在土壤中的腐解特点及对土壤碳、氮含量的影响。结果表明, 1)水分条件对有机物质腐解的影响较大,在32 d 的培养期间,相对含水量为60%(M60)时,土壤CO2释放速率始终低于含水量80%(M80)的处理。M60条件下释放的CO2-C 量占秸秆腐解过程中释放碳总量的40.1%,而M80条件下达到51.5%; M60条件下,添加秸秆土壤中有机碳含量平均提高2.24 g/kg,显著高于M80条件下的1.43 g/kg。2)添加玉米秸秆的土壤,在培养期内CO2释放速率始终高于小麦秸秆处理,CO2-C 累积释放量和有机碳净增量分别为408.35 mg/pot和2.12 g/kg; 而小麦秸秆处理分别仅为378.94 mg/pot和1.56 g/kg,两种秸秆混合的处理介于二者之间。3)与未添加秸秆相比,土壤中添加小麦或玉米秸秆后,土壤有机碳、微生物量碳、全氮和微生物量氮含量均显著提高,且数量上总体趋势表现为: 玉米秸秆>两种秸秆混合>小麦秸秆。可见,适宜水分条件有利于秸秆腐解过程中秸秆中碳向无机碳方向转化,而不利于向土壤有机碳方向转化; 且玉米秸秆比小麦秸秆更易腐解。秸秆在土壤中腐解对补充土壤碳、氮作用很大,可改善土壤微生物生存条件,提高土壤质量。
长期施肥对红壤pH、作物产量及氮、磷、钾养分吸收的影响*
蔡泽江, 孙楠, 王伯仁, 徐明岗, 黄晶, 张会民
摘要(5583) [PDF 906 KB](2076)
摘要:
在湖南祁阳典型红壤上进行不同施肥长期定位试验18年,观测了土壤pH、作物产量和氮、磷、钾养分吸收量的变化。结果表明,长期施用化学氮肥(单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施)红壤pH明显下降,其中以单施氮肥降幅最大,18年降低了1.5个单位; pH降低主要发生在施肥的前8~10年,当pH下降到4.5时,其下降速度趋于缓慢并相对稳定。施用有机肥(化学肥料配施有机肥和单施有机肥),土壤pH保持稳定或较试验开始有所升高,以单施有机肥处理pH升幅最大,升高1.0个单位。不施肥和施用化学氮肥的作物产量随着施肥年限均显著降低,其中小麦产量平均每年下降11~104 kg/hm2,玉米产量平均每年下降 24~210 kg/hm2; 而施用有机肥的作物产量保持稳定或稳定增加,其中化学肥料配施有机肥的玉米产量平均每年增加 101 kg/hm2。施用化学氮肥处理(除氮磷钾配施处理的玉米外)作物产量和氮、磷、钾养分吸收量与土壤pH均存在极显著正相关。可见,pH降低是作物产量和氮、磷、钾养分吸收降低的主要原因之一; 而施用有机肥能改善红壤酸度,尤其是化学肥料配施有机肥能获得持续高产,是红壤区的最佳施肥模式。
绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响
叶协锋, 杨超, 李正, 敬海霞
摘要(3770) [PDF 1194 KB](719)
摘要:
通过田间试验,研究翻压绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明, 翻压绿肥能够明显提高土壤酶活性和土壤肥力水平,当绿肥翻压量在15000 kg/hm2以上时,尤其在22500~30000 kg/hm2之间时对土壤各项指标的影响更加明显。与对照相比,翻压绿肥的各处理土壤脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶增幅分别为13.10%2~3.81%、 12.92%~29.38%、 75.35%~234.51%、 29.17%~37.08%; 土壤有机质、 全氮、 碱解氮、 有效磷、 速效钾、 pH、 孔隙度增幅分别为13.01%~70.41%、 6.42%~27.52%、 1.14%~10.99%、 15.97%~34.99%、 10.28%~38.30%、 2.74%~7.05%、 0.19%~2.50%,土壤容重降幅为1.47%~5.15%。简单相关分析表明,脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶4种酶之间以及4种酶与土壤理化因子之间均有极显著的相关关系,而土壤酶活性之间的相互关系表明,土壤酶在促进土壤有机物质转化中不仅显示其专性特性,同时也存在共性关系; 典型相关分析结果为,第一对典型变量线性函数反映了土壤酶活性和土壤养分因子对土壤综合肥力水平的影响,第二对典型变量线性函数反映了施入绿肥对土壤内部重要的生理生化过程变化的影响; 主成分分析结果显示,第一主成分反映了土壤的综合肥力水平,所有因子均对土壤肥力水平起到了正效应,土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平。以上结果说明,翻压绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。
生物有机肥对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治的研究
何欣, 郝文雅, 杨兴明, 沈其荣, 黄启为
摘要(2792) [PDF 1134 KB](2069)
摘要:
通过盆栽试验,研究了生物有机肥(BIO)对香蕉植株生长和香蕉枯萎病防治效果的影响。结果表明,1)香蕉植株移栽45 d后,施用BIO的处理香蕉植株地上部鲜重、干重、株高和假茎围分别比对照增加了31.9%~93.8%、5.9%~43.1%、43.9%~62.9%和12.3%~18.5%。2)香蕉苗移栽25 d 时,施用BIO的香蕉植株根尖几丁质酶活性提高了2.64~12.88个酶活单位,显著高于对照; 营养钵育苗施用BIO的处理,香蕉植株根尖β-1,3-葡聚糖酶活性显著地高于营养钵育苗未施BIO的处理,是其酶活的5.22~7.22倍。施用BIO的处理香蕉植株根尖和茎基部中胼胝质含量分别只有对照的59.7%~77.9%和47.6%~68.9%,显著低于对照处理。3)营养钵育苗施用BIO的处理,根际的细菌数量和放线菌数量分别比对照增加了1.56~1.76倍和1.11~1.55倍,而根际真菌数量却减少了19.2%~52.2%,根际尖孢镰刀菌的数量也大大减少。4)营养钵育苗施用BIO的处理,到香蕉植株移栽45 d 时,香蕉植株枯萎病的病情指数未超过2.4,比对照降低47.8%~56.5%。上述结果表明,采用营养钵育苗和移栽时都施用BIO的方法种植香蕉,能显著地促进香蕉植株生长,有效地降低香蕉枯萎病的发病指数。