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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

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国内统一刊号:CN 11-3996/S

国际标准刊号:ISSN 1008-505X

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化肥氮对冬小麦氮素吸收的贡献和土壤氮库的补偿
孙昭安, 陈清, 朱彪, 曹慧, 孟凡乔
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19214
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摘要:
  目的  小麦氮素吸收消耗土壤氮库,土壤残留化肥氮则补偿土壤氮库消耗,充分考虑这两方面的影响,核算了施氮量和秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  方法  收集了1980年以来的国内报道的小麦15N示踪研究结果,分析了化肥氮和土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献、化肥氮的去向与土壤氮库的盈亏,分别和施氮量之间的关系,以及秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  结果  施氮量与化肥氮对小麦当季氮吸收的贡献之间呈显著正相关 (P = 0.029),而与土壤氮的贡献之间呈显著负相关 (P = 0.031)。小麦当季氮素吸收源于土壤的比例约占2/3,源于化肥的比例约占1/3,追施氮对小麦氮吸收的贡献约是基施氮的1.5倍。施氮量与氮肥有效率 (氮肥利用率+氮肥残留率) 之间呈极显著正相关 (P = 0.004),而与氮肥损失率之间呈极显著负相关 (P < 0.001)。在秸秆不还田和还田条件下,小麦季土壤氮库的盈亏均与施氮量之间呈极显著正相关 (P ≤ 0.001)。  结论  在施氮范围为N 60~500 kg/hm2之间,小麦吸收的氮素1/3来自化肥,2/3来自土壤。冬小麦季化肥氮的去向大致有三个,在地上部吸收、土壤残留和损失,其所占比例分别约为36%、33%和31%。在秸秆不还田和还田条件下,土壤氮库达到平衡的施氮量分别为N 308和233 kg/hm2。低于该平衡施氮量,土壤氮库的亏损随着施氮量增加而降低,当高于平衡施氮量,土壤氮库的盈余随氮肥用量的增加而升高。
光谱指数遥感估测马铃薯植株氮素浓度的敏感波段提取
杨海波, 李斐, 张加康, 杨柳
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19171
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摘要:
  目的  基于光谱指数的氮素营养诊断是快速获取作物氮素营养状况的方式之一。其中,利用可见光和近红外构建的比率和归一化光谱指数对估测作物氮素营养状况具有重要意义。为评价已有比率和归一化光谱指数对马铃薯关键生育时期植株氮素浓度诊断的可行性,解决氮素营养诊断过程中存在的指数饱和和数据离散问题。  方法  2014—2016年在内蒙古武川县和四子王旗设置了四个不同氮肥梯度的多点田间试验。在马铃薯块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期,采集试验地和邻近农田马铃薯地上部和块茎样品,分析氮素含量。并在马铃薯冠层以上50~80 cm采集光谱数据。用试验田数据建立了12个已发表的比率和归一化光谱指数及其波段优化光谱指数与马铃薯关键生育时期植株氮素浓度的相关性与估测模型。用农田马铃薯数据验证模型的精度。  结果  马铃薯植株氮素浓度分布范围在1.89%~4.69%之间,平均氮素浓度为3.30%,变异系数为18.75%;验证集数据来源于农民田块,马铃薯植株氮素浓度分布范围在2.00%~4.92%之间,平均氮素浓度为3.34%,变异系数为19.27%。蓝紫光400~450 nm和红边690~720 nm波段是马铃薯植株氮素浓度估测的敏感波段,部分已有光谱指数虽然可以用于马铃薯植株氮素浓度的估测,但是蓝紫光波段的缺失,大大降低了估测的准确性。通过波段优化算法确定的优化光谱指数RSI、NDSI最佳波段位置分别为430 nm、694 nm和426 nm、694 nm。基于优化光谱指数NDSI(426 nm、694 nm) 建立的马铃薯植株氮素浓度线性估测模型为y=–6.87x+6.08,决定系数R2最高,为0.68;RSI光谱指数与马铃薯植株氮素浓度的线性估测模型为y=–1.11x+5.92,R2为0.65,与已有比率和归一化光谱指数相比,优化光谱指数RSI和NDSI克服了高氮浓度条件下光谱指数饱和现象,显著提高了马铃薯植株氮素浓度的线性建模效果。农民田块验证数据显示,估测模型的估测值与实测值接近1:1线,其中NDSI光谱指数估测模型的验证效果最佳,平均相对误差RE%和均方根误差RMSE分别为10.58%和0.42%。  结论  本研究通过波段优化算法确定了比率和归一化光谱指数的马铃薯植株氮素浓度敏感波段,采用蓝紫光400~450 nm和红边690~720 nm波段进行马铃薯植株氮素浓度估测,可以改善诊断高氮浓度时的指数灵敏度缺失和数据离散问题,提高了马铃薯植株氮素营养诊断的精度。
麦-豆轮作体系周年施氮量对夏大豆氮素利用及产量的影响
符小文, 张永杰, 杜孝敬, 厍润祥, 安崇霄, 房彦飞, 徐文修, 张娜
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19070
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摘要:
目的为探明伊犁河谷麦-豆轮作体系下施氮对夏大豆氮素利用及产量的影响,筛选出夏大豆高产的周年施氮组合。方法于2016—2018年在新疆伊宁县进行小麦-大豆轮作田间试验。前茬冬小麦设4个施氮水平,分别为0、104、173、242 kg/hm2,标记为WN0、WN1、WN2、WN3;在小麦各处理中,均设夏大豆3个施氮水平处理为0、69、138 kg/hm2,标记为SN0、SN1、SN2。从大豆出苗后20天起,每10天取一次植株样,测定不同部位的氮素含量和生物量,收获期测产和产量构成,计算夏大豆的氮素利用。结果前茬麦季及大豆当季施氮量均显著影响夏大豆干物质及植株氮素积累量。在麦季施氮0~173 kg/hm2范围内,夏大豆当季施氮有利于增加干物质积累量、各器官以及全株氮素积累量,且麦季施氮水平越低,夏大豆当季施氮对干物质积累及植株氮素积累的作用越显著。在麦季施氮量为104 kg/hm2时,夏大豆季施氮可增加产量,且SN0、SN1和SN2之间差异均显著;而当麦季施氮量173和242 kg/hm2时,夏大豆季SN1和SN2之间没有显著差异,但是二者均显著高于SN0。在前茬麦季施氮的基础上,夏大豆当季氮肥吸收利用率、农学利用率及偏生产力均随当季施氮量的增加而降低。结论在伊犁河谷冬小麦-夏大豆轮作体系下,前茬麦季施氮173和242 kg/hm2,夏大豆当季施氮69 kg/hm2可获得较为理想的夏大豆产量,虽然植株氮素积累量及氮肥利用效率比不施氮肥有所降低。综合考虑大豆产量和氮素利用率,轮作系统中夏大豆的适宜施氮量是69 kg/hm2
小麦耐低钾性状的全基因组关联分析
罗肖艳, 毕惠惠, 张旭睿, 毛培钧, 王航辉, 闰永行, 程西永, 许海霞
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19176
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摘要:
目的筛选与小麦耐低钾性状相关的标记,为揭示小麦耐低钾性状的遗传机理奠定基础。方法本研究共采集198份中国黄淮以南区域的小麦品种 (系) 作为供试群体。小麦种子发芽后,幼苗在正常钾营养液中生长4天,然后,在低钾 (0.01 mmol/L) 和正常钾 (2 mmol/L) 营养液中生长25 d。调查生物量,分析地上部和根部钾含量,计算了小麦7个耐低钾性状,利用小麦35 K SNP芯片结合Q + K混合线性模型 (mixed linear model,MLM) 对7个耐低钾性状进行全基因组关联分析 (genome-wide association study,GWAS),筛选位于显著关联位点上的候选基因并进行功能注释,对显著关联位点进行等位变异分析,发掘优异等位变异。结果与结论低钾胁迫条件下,地上部、根部、全株钾累积量和钾累积量根冠比显著降低,地上部、根部、全株钾利用指数显著升高,7个耐低钾性状均具有明显的数量性状特征,变异系数范围为20.66%~30.44%。基因型数据的群体结构分析和PCA分析均将供试群体分为2个亚群。GWAS分析共检测到75个显著关联单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism,SNP) 标记 (P < 0.001),分布在除1A、3B、3D、4D和6A染色体外的16条染色体上,其中40%的SNP标记分布在2B、5B和7B染色体上,21个SNP位点与多个耐低钾性状显著关联,单个SNP标记解释的表型贡献率的变异范围为5.78%~11.22%。通过候选基因搜寻及注释,共筛选出13个可能与小麦耐低钾胁迫有关的候选基因,其中TraesCS4A02G335400TraesCS2B02G306000TraesCS5B02G260000可能参与物质转运过程,TraesCS1D02G350600TraesCSU02G105300可能参与逆境胁迫响应等生理过程,TraesCS2A02G000200可能参与逆境胁迫下的信号转导过程。等位变异分析共发掘了14个优异等位变异,其中6个与钾累积量根冠比相对值相关的优异等位变异在供试群体中出现的频率较大。
超高温堆肥改善土壤养分和水稻产量的有效性及机理
曹云, 黄红英, 吴华山, 徐跃定, 陈应江
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19071
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摘要:
目的超高温堆肥发酵时间短,铵态氮和有机酸含量均较高,但发酵产物腐熟并不完全。本文研究了超高温堆肥施入土壤后对作物生长和产量的影响,为其安全有效使用提供科学依据。方法采用两季盆栽试验,设置了不施肥对照、单施化肥 (CF) 和等氮条件下,分别以20%传统堆肥氮 (CvC)、发酵原料氮 (FRM)、超高温堆肥产物氮 (HTC) 与80%无机氮配施共5个处理。调查了水稻长势,收获期测产,并取样分析了氮磷钾吸收量,同时测定了土壤中速效氮磷钾养分和微生物活性剂多样性。结果与CF超高温堆肥处理相比,HTC处理水稻产量、分蘖数、籽粒吸氮量和氮素利用率达最高,2016、2017年HTC处理籽粒产量分别比CF处理高6.2%、32.8%%,比CvC处理高出22.4%、16.5%,水稻穗粒数分别比CvC高出26.8%、37.5% (P < 0.05)。水稻地上部总氮、总钾累积量均以HTC处理最高,两年中HTC处理总钾累积量分别比CvC高出45.5%、33.9% (P < 0.05)。两季试验中,CvC和HTC处理的水稻氮回收率显著高于CF处理,HTC处理又高于CvC处理 (2016年达显著水平)。水稻收获后,HTC处理的土壤有机碳、矿质氮显著高于CvC处理,而CvC处理的土壤有效磷含量显著高于HTC处理。HTC处理土壤有机质中中可溶性有机碳如挥发性有机酸、游离氨基酸等含量显著高于CvC处理,因而土壤AWCD值最高,微生物活性最强。CvC处理增加了土壤微生物对碳水化合物、胺类的利用,HTC处理的对羧酸、氨基酸类利用率较高。回归分析表明,水稻产量与土壤电导率、土壤有机碳、土壤全氮及AWCD值呈显著的正线性相关关系;相关分析表明,土壤矿质氮含量、植株钾累计吸收量均与土壤全氮含量及AWCD值有显著正相关关系。结论尽管超高温堆肥在物料腐熟程度上不如普通有机肥,但该工艺处理时间短,温度高,在确保杀灭有害微生物的同时,保留了较高的碳和氮。在20%N替代水平下,施用超高温堆肥对水稻的增产和氮素利用率提升效果优于普通有机肥,这与提高水稻钾吸收利用、土壤矿质氮含量与微生物活性有关。
不同氨基酸及赖氨酸与硝态氮不同配比对白菜生长及品质的影响
王峻, 马庆旭, 刘梦娇, 周静杰, 胡兆平, 吴良欢
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19208
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摘要:
目的探究7种不同氨基酸对白菜生长及品质的影响,选择影响较显著的氨基酸与硝态氮的进行适宜配比,以期为提高白菜产量及品质提供理论依据。方法试验于2017年在浙江大学紫金港校区人工气候实验室内进行,供试品种为‘浙白6号’(Brassica pekinensis L.),培育方法为局部无菌水培。试验1,在含有1 mmol/L (NH4)2SO4和1 mmol/LNaNO3的营养液中分别添加7种氨基酸,浓度为0.2 mmol/L,7日龄小白菜在该溶液中培养26天后,取样测定白菜生物量及品质。试验2,通过试验1结果选择对白菜生长品质影响较明显的赖氨酸,在硝态氮浓度为0.5、1和3 mmol/L (分别表示为A1、A2、A3) 的营养液中,分别加入赖氨酸0.2、0.5和1 mmol/L (分别表示为B1、B2、B3),小白菜培养21天后,取样测定白菜生物量及品质。结果赖氨酸处理白菜生物量、可溶性蛋白质含量和硝酸盐含量均为最大值,且与部分处理差异显著。丝氨酸处理白菜根系活力和叶绿素含量均为最大值,且与部分处理差异显著。7种氨基酸对根系鲜重、根冠比、维生素C (VC) 含量和可溶性糖含量均无显著影响。用赖氨酸与硝态氮不同配比营养液培养白菜,结果表明同浓度硝态氮处理时,赖氨酸浓度升高,地上部和根系鲜重 (除A2处理外) 均降低,部分处理间差异显著。A1B1、A3B1和A3B2处理的白菜鲜重显著高于其它处理。不同配比对白菜的可溶性蛋白质含量、VC含量和叶片硝酸盐含量均无显著影响。结论赖氨酸对于白菜生长品质的影响较显著,且高浓度赖氨酸会抑制白菜生长。硝态氮浓度较低时,白菜吸收的赖氨酸可能起到补充氮素养分或调解代谢的作用以维持白菜正常生长。
桃树果实膨大期不同施氮量对产量品质的影响
张瑜, 赵剑波, 任飞, 王尚德, 王真, 李新越, 郑志琴, 郑书旗, 姜全, 郭继英
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19144
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摘要:
目的桃园施肥过量,造成了资源浪费和环境问题,并影响桃树的正常生长发育。尽管有很多关于桃园养分管理的研究,但是对于具体在桃树每个生长发育时期施肥用量还未有准确的定论。桃果实膨大期,果实体积和重量迅速增大,果实重量的增加占总果重的50%~70%,是影响果实着色和内在品质形成的一个重要阶段。同时,桃果实迅速膨大期提高树体的光合能力,增加全树的光合产物,使其更多地向果实中积累,是提高果实产量的重要措施。因此,探究一个适宜的果实膨大期施氮量,对降低氮肥施用量,提高果实产量和品质有重要作用。方法田间试验在北京市林业果树科学研究院果树生长良好的果园进行,试材为早熟油桃品种“夏至早红”。设置0、100、200、400 kg/hm2四个氮 (N) 处理。2016年供试氮肥一半为普通尿素一半为15N丰度5.18%的尿素,2017年所供试氮肥均为普通尿素。氮肥在果实膨大期于桃树两侧沟施。在果实成熟期取样,调查桃单株果实产量、单果重、果实可溶性固形物、果实还原糖和总酸、叶片SPAD值、新梢长度、各器官Ndff值。结果桃单株果实产量和单果重在施氮量200 kg/hm2(N2) 处理下最高,与400 kg/hm2(N3) 处理没有显著差异,二者单果重均显著高于施氮0 kg/hm2(N0) 和100 kg/hm2(N1) 处理。随着施氮量的增加,果实可溶性固形物含量先上升后下降。果实还原糖和总酸与果实膨大期施氮量呈正相关。2016年6月8日之后,N2和N3处理叶片SPAD值显著高于N0和N1处理 (除6月15日,N1处理与N2和N3无显著差异)。2016年新梢长度随着施氮量的增加而增长,N3处理新梢长度显著长于其它三个处理;2017年N2和N3处理新梢长度显著高于N0和N1处理。随着施氮量的增加,叶片、枝条、果实的Ndff值均增加。结论适量施氮 (N 200 kg/hm2) 能够提高果实产量,在此基础上增加氮肥供应量 (N 400 kg/hm2),增产效果不明显。果实膨大期施氮量增加,氮素主要用于新生器官的建成 (新梢)。高施氮量能够加快新梢生长。
我国化肥减量增效的驱动因素探究
付浩然, 李婷玉, 曹寒冰, 张卫峰
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19365
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摘要:
目的过量施用化肥一直是我国农业面临的突出问题。近些年,随着多种化肥减量措施的实施,我国在2016 首次实现化肥的零增长,并在2017、2018年两年实现了化肥用量的持续减量,这一目标的实现对我国及全球养分管理意义重大,本研究通过对化肥减量的技术、政策、市场以及服务体系等驱动因素进行深入剖析,以期揭示我国化肥减量的综合机制。结果近15年 (2000—2015年) 来,测土配方施肥、机械化施肥、水肥一体化、秸秆还田、有机肥资源化利用以及栽培等技术的发展是我国化肥减量的主要技术途径。有机肥还田、秸秆还田比例的增加,在一定程度上替代了化肥的施用。其中,2010—2019年我国实现畜禽粪便养分还田1700万t,秸秆氮磷钾养分还田近1800万t。与此同时,多重化肥减量政策的推行为我国实现化肥减量提供了制度保障,如《关于推进化肥行业转型发展的指导意见》促进了产品创新,《到2020年化肥零增长行动方案》、《畜禽粪污资源化利用行动方案 (2017—2020年) 》以及《农业绿色发展五大行动》提高了农业生产的节肥意识并促进了节肥增效技术的应用。消费者对高品质作物的需求以及经营规模的扩大等市场需求也强力助推化肥的减量增效。其中,高品质农产品需求量的不断增加以及在农产品价格不稳定的条件下,优质农产品的价格优势,加上尿素、二铵等化肥价格的上涨也促使农产品向高品质转变,与此同时大规模的土地流转伴随机械化的普及也降低了小农户施肥的随意性和盲目性。此外,政府、企业以及科研单位3个服务主体农化服务的不断完善和发展,更是推进了化肥减量“最后一公里”的实施问题。目前超过70%的肥料企业都在做农化培训、试验示范等农化服务工作,政府主导的十年测土配方施肥已经让1/3的农户施肥趋于合理水平,基于中国农业大学的科技小院模式也使得中国23个省区主要粮食作物增产10.8%~11.5%,氮肥用量减少14.7%~18.1%。结论我国已经提前实现了2020年化肥零增长的目标,其中技术、政策和服务体系都起到了不可替代的作用,这表明我国农业生产已经步入了新的阶段,但是目前我国化肥施用不合理现象仍然突出,实现化肥科学施用仍有很长的路要走。
适量稳定供钾促进苹果矮化砧M9T337幼苗生长和氮素吸收利用
徐新翔, 侯昕, 贾志航, 王芬, 葛顺峰, 姜远茂
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19177
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摘要:
目的钾在氮代谢中发挥重要作用,通过同位素技术,研究供钾水平和稳定性对苹果矮化砧M9T337幼苗生长及氮素吸收利用的影响,以深化理解钾素水平对苹果氮素吸收利用的影响机制,为苹果生产上科学供钾提供理论依据。方法以苹果矮化砧M9T337幼苗为试材进行砂培试验,总处理周期为60天。以Hoagland营养液为基础,设置五个供钾处理,分别为持续低钾 (K 0.5 mmol/L,K1)、0~30天低钾 (0.5 mmol/L) 和31~60天高钾 (12 mmol/L,K2)、适量稳定供钾 (6 mmol/L,K3)、0~30天高钾 (12 mmol/L) 和31~60天低钾 (0.5 mmol/L,K4)、持续高钾 (12 mmol/L,K5)。每3天更换一次营养液,每次在营养液中加入0.01 g Ca(15NO3)2,共加入0.2 g。于处理后第31天和第60天取样,测定幼苗生长、根系性状以及氮素吸收利用分配状况。结果供试苹果砧木幼苗处理第60天,以适量稳定供钾处理K3的生物量最大,根系总长、总表面积最大,根系活力也显著高于其他处理。31~60天,K2处理地上部干重增幅最大 (174.8%),K4处理根系干重增幅最大 (176.3%),幼苗总生物量、根系长度、根系表面积增量最大的处理为K3 (依次为12.99 g、1059 cm和1113 cm2)。第31天和第60天两次测定结果,幼苗根部NO3吸收速率均以K3处理最大,分别为29.63和36.19 pmol/(cm2·s);K1、K4处理幼苗根部NO3离子流在第31天时为内流,在第60天时变为外排。整个处理期内,硝酸还原酶 (NR) 活性均以K3最高;处理41~60天,K2处理幼苗NR活性显著升高,而K4处理则显著降低。15N示踪结果表明,K3处理下苹果砧木幼苗对氮素的吸收能力最强,植株总氮量、15N利用率和叶片15N分配率均显著高于其他处理;处理第60天15N吸收量表现为K3>K5>K2>K4>K1。结论持续的低钾、高钾以及变换性的高低钾处理会抑制苹果幼苗根系生长以及氮素向地上部运移,不利于氮素的吸收利用。而持续适宜稳定地供钾可以提高根系活力和硝酸还原酶活性,保持根系较高的NO3吸收速率,同时促进氮素由根系向叶片的运移,实现对氮素的高效吸收利用,从而促进苹果砧木幼苗的生长。
花生根系形态、叶片生理及产量形成对叶面喷施磷肥的响应
路亚, 李晓亮, 于天一, 周静, 孙学武, 郑永美, 沈浦, 吴正锋, 李林, 王才斌
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19187
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摘要:
目的叶面喷施磷肥是土壤施磷的重要补充,作物品种及喷施浓度等因素都会影响喷施的效果。比较不同花生品种喷施磷肥后根系形态、叶片酶活性、养分吸收特性及产量的差异,可加深品种特性与叶面喷磷效果的关系的理解。方法在温室大棚内进行沙培盆栽试验,采用两因素试验设计,以持绿型品种花育39和早衰型品种花育20为材料,设置P2O5 0 (对照)、0.1% (P0.1) 和0.2% (P0.2) 三个叶面喷磷水平,以磷酸二氢钾作为叶面磷源,于初花后第5和15天各喷施1次。结荚初期 (播种后70天) 和成熟期 (播种后110天) 分别取新鲜叶片 (主茎倒三叶) 测定丙二醛 (MDA) 含量及抗氧化酶活性,取根系鲜样测定根系形态指标,将整株花生分为营养体 (根、茎和叶)、果针和荚果三部分烘干后测定干物质重及氮、磷含量。结果结荚初期,与对照相比,P0.1显著提高了两品种根长、根体积、根表面积,叶片超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD) 及过氧化氢酶 (CAT) 活性,降低了MDA含量;P0.2处理植株各指标增幅小于P0.1处理,多数与对照差异不显著。成熟期,持绿型品种两喷磷处理 (P0.1和P0.2) 各指标增幅较小,多数与对照差异不显著;叶面喷磷降低了早衰型品种根系长度、表面积和体积,增加了叶片膜脂过氧化程度,加速了植株衰老,其中P0.2对根系和叶片的负面影响大于P0.1。喷施叶面磷肥提高了两品种不同器官及整株的氮、磷积累量,持绿型品种P0.2处理荚果中元素积累量高于P0.1,而早衰型品种则表现出相反趋势。叶面喷磷提高了两品种各器官干重及荚果产量,其中持绿型品种P0.2处理营养体、果针干重和荚果产量均高于P0.1处理,虽然早衰型品种P0.2处理的营养体干重高于P0.1处理,但其果针干重和荚果产量均低于P0.1处理。结论叶面喷磷对两个品种结荚初期根系发育及叶片生理活性均有促进作用,0.1% P2O5的效果好于0.2% P2O5。成熟期,持绿型品种根系和叶片对叶面磷肥的反应不敏感,但与P0.1相比,P0.2处理荚果中氮、磷元素累积量及荚果产量增幅更大,因此,该品种适宜的叶面磷肥浓度为0.2%。喷施0.2%叶面磷肥显著降低了早衰型品种成熟期根系形态指标和叶片生理活性,一定程度上抵消了叶面磷肥对该品种结荚初期的积极作用,导致P0.2处理植株氮、磷积累量及产量的增幅小于P0.1处理。因此,早衰型品种更适合用0.1%叶面磷肥。
添加生物炭改善菜地土壤氨氧化细菌群落提高净硝化率
王先芳, 任天志, 智燕彩, 张贵龙, 李洁, 王知文
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19254
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摘要:
目的氨氧化过程是硝化作用的限速步骤,对氮循环有着重要影响。因此本文研究生物炭输入对土壤硝化作用的影响及生物学机制,观测生物炭输入下土壤氨氧化微生物群落的变化。方法以华北潮土区设施菜地土壤为对象,设置生物炭梯度 (C0、C0.5、C1.5、C4.0) 土壤培养试验,结合PCR和T-RFLP等分析技术,观测生物炭输入下土壤氨氧化细菌群落变化动态,解析生物炭、土壤硝化作用与氨氧化细菌群落之间的互助关系。结果添加生物炭显著改变了土壤氨氧化微生物群落结构及氮素硝化过程。与未添加相比,生物炭添加前期土壤氨氧化细菌群落Shannon、Evenness指数分别升高5.4%~18.8%、26.2%~33.8%,后期Shannon指数降低20.7%~34.2%。生物炭输入对AOA群落没有显著影响,AOB群落256 bp、58 bp代表物种丰度分别增加61.4%~56.0%、60.6%~78.6%,488 bp代表物种丰度降低22.8%~26.9%。21 bp代表物种丰度前增加后期降低,与491 bp代表物种丰度变化相反。添加生物炭土壤AOB amoA基因丰度分别增加26.3%~40.2%。土壤NO3-N含量提高1.7%~25.6%,NH4+-N含量下降13.4%~31.1%,土壤净硝化速率提高21.8%~70.2%。结论生物炭的输入可以改善以AOB为主的土壤氨氧化微生物群落结构,刺激amoA酶活性,但是对氨氧化古菌微生物群落结构未产生显著影响。因此,生物炭提高土壤净硝化速率的作用与其对土壤氨氧化细菌菌落和组成的影响密切相关。
低氮胁迫对玉米幼苗氮素和蔗糖分配及性状的影响
赵泽群, 师赵康, 王雯, 张远航, 徐世英, 王宁, 王伟杰, 程皓, 冯万军
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19226
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摘要:
目的为明确玉米自交系幼苗氮素吸收、转运与利用特性,探究低氮胁迫下其不同表型和生理性状的变化规律。方法以玉米自交系XY4和PH4CV为供试材料,进行了水培试验。设置正常氮 (N 2 mmol/L,NN) 和低氮 (N 0.04 mmol/L,LN) 两个营养液处理,从培养3 h起,每3天测定一次幼苗生物量积累、光合特性、根系性状及氮素和蔗糖含量,直至12天。结果玉米幼苗根系对低氮胁迫的反应早于地上部,PH4CV和XY4的根干重分别在LN水平培养3天和6天时相比于NN水平显著提高,分别增加了65.15%和84.63%,而在LN水平培养9天开始,XY4和PH4CV幼苗地上部干重显著低于NN水平,由此导致根冠比增加;在LN水平下,除了胞间CO2浓度 (Ci) 和水分利用效率 (WUE) 外,两自交系幼苗叶片的SPAD值、净光合速率 (Pn)、蒸腾速率 (Tr) 和气孔导度 (Gs) 等光合特性与NN水平相比均显著降低,且XY4下降幅度均大于PH4CV;相较于NN水平,LN水平下两自交系幼苗根干重的变异来源并不一致,XY4根干重的增加与总根长、根表面积、根体积、侧根数和初生根长增加有关,而PH4CV主要与侧根数目增加有关;低氮胁迫造成两自交系幼苗地上部的氮素积累量和蔗糖含量显著低于NN水平,且XY4老叶的氮素含量下降速率明显快于PH4CV,而根系的氮素含量、单株的氮素生理利用效率和根中蔗糖含量均显著高于NN水平,且XY4增加的幅度均大于PH4CV。结论低氮胁迫促使玉米幼苗分配给地上部的氮素和蔗糖相对较少,因此限制地上部生物量积累及叶片光合能力发挥,而分配给根系的氮素和蔗糖相对较多,从而促进根系形态建成,以利于吸收更多的氮素资源。
绿肥稻草联合还田显著提高土壤有机质含量稳定氮素供应
高菊生, 黄晶, 杨志长, 曹卫东, 张会民, 高鹏, 高学成
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19159
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摘要:
目的研究绿肥、稻草不同还田模式对湘南地区水稻产量和土壤肥力的影响,为绿肥、稻草还田技术的推广和土壤培肥提供理论依据。方法2013—2018年在湘南红壤地区开展了6年田间小区定位试验,共设置6个处理,分别为冬闲 + 稻草不还田 (CK)、冬种紫云英 + 稻草不还田 (MV)、冬闲 + 早稻草全部还田 (RS1)、冬闲 + 早、晚稻草全部还田 (RS2)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 (RS3)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 + 晚稻留高茬还田 (RS4),各处理均施等量化肥。每季收获后测产,计算平均产量、产量变异系数和可持续指数。2017年晚稻收获后,取0—20 cm土层土壤样品,测定其养分含量和水稳性团聚体含量。结果与CK相比,除RS1处理外,其余处理早稻、晚稻和周年平均产量均显著提高,增幅分别为11.8%~24.6%、11.9%~28.8%和9.0%~26.5%,以RS4处理增产效果最显著,其晚稻和周年平均产量均显著高于其他还田处理。与CK相比,除RS1处理早稻和MV处理晚稻外,其余处理早、晚稻产量变异系数均下降,且均以RS2处理最低;除MV处理晚稻外,其余处理早、晚稻产量可持续系数保持不变或提高,且早、晚稻均以RS2处理最高。试验开展5年后,各处理土壤有机质含量与初始土壤相比均明显提高,绿肥、稻草还田处理除RS1外均显著高于CK,RS4处理还显著高于RS1处理;各处理土壤全氮含量较2013年均有所降低,但绿肥、稻草还田处理较CK下降幅度小,MV和RS2处理全氮含量显著高于CK。土壤速效钾含量除RS2处理低于CK,其他处理均有不同程度的增加。粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体以RS2处理最高,达68.9%。结论稻草留高茬套种绿肥、绿肥稻草联合还田,提高土壤有机质含量,稳定土壤氮素供应的长期效果显著,是湘南红壤地区水稻高产稳产和可持续发展相对较好的耕作制度,能够有效促进水稻增产,改善土壤理化性质,提高土壤抗侵蚀能力。
外源ABA提高甘蓝型油菜抗镉胁迫能力及氮素利用效率
王涛, 唐天娇, 廖佳元, 姚珺玥, 官春云, 张振华
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19185
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摘要:
目的植物脱落酸 (ABA) 可调节植物生长、种子休眠和叶片衰老,还可对非生物胁迫做出反应。比较添加脱落酸前后镉 (Cd) 胁迫下甘蓝型油菜的生理反应,可以深化对脱落酸提高作物抗性和氮素效率作用机理的认识。方法供试甘蓝型油菜品种‘814号’,试验设3个处理:正常培养 (CK)、10 μmol/L CdCl2处理 (Cd) 和5 μmol/L ABA + 10 μmol/LCdCl2处理 (A + Cd)。在处理14天后,测定甘蓝型油菜表型、抗逆酶、Cd含量、硝态氮和铵态氮含量以及氮同化、代谢酶活性等相关指标。结果与Cd处理相比,A + Cd处理甘蓝型油菜新叶SPAD值提高了1.1倍,根部脯氨酸含量增加了29.0%,丙二醛 (MDA) 含量降低了48.3%。外源ABA的添加会抑制甘蓝型油菜对Cd的吸收,降低了甘蓝型油菜地上部和地下部Cd含量,减小Cd对甘蓝型油菜的毒害作用,影响甘蓝型油菜对NO3-的吸收,降低油菜体内的总氮含量。与Cd处理相比,A + Cd处理显著提高了甘蓝型油菜地下部硝酸还原酶 (NR) 活性82.8%,NH4+向地上部转运比例增加了约70.2%,地上部谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性升高了32.1%,增强了甘蓝型油菜体内的氮同化和代谢过程,氮素生理利用效率显著提高了17.2%。结论外源ABA的添加降低了Cd的吸收量,提高了氮代谢相关酶活性,促进了脯氨酸的合成和降低了丙二醛的生成,进而增强了甘蓝型油菜对Cd的抗性,并且增强了甘蓝型油菜体内氮同化和代谢的过程,提高了甘蓝型油菜的氮素利用率。
控释氮肥与普通尿素配施比例和方法对冬小麦灌浆及产量的影响
杨金宇, 李援农, 王凯瑜, 杜利, 方恒, 张舵
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19141
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摘要:
目的控释氮肥施用模式影响小麦的灌浆和产量构成因素,本文利用Richards模型模拟陕西关中地区冬小麦灌浆进程并分析产量构成参数,探究控释氮肥掺混尿素的施肥方式和肥料比例对冬小麦增产机理及灌浆特性的影响。方法以小麦品种‘小偃22’为供试作物,供试控释尿素的释放期为180天,于2017、2018年在陕西农林科技大学旱区灌溉站进行控释肥与尿素配合施用田间试验。共设置3个控释肥氮和普通尿素氮施用比例,依次为8∶2 (N2)、7∶3 (N3) 和6∶4 (N4);2种施肥方式,即掺混肥料一次性基施 (B,简称基施) 和基施控释肥+追施尿素 (T,简称追施);同时设不施氮肥 (CK0)、单施尿素 (基追比4∶6,CK1) 和单施控释肥 (一次性基施,CK2) 三个对照。在分蘖期和返青期统计分蘖数,成熟期统计穗数,测量穗长、穗粒数、千粒重。从冬小麦开花结束第5天开始,以5天为间隔进行取样,共9次,每次取10株,折算千粒重。以花后时间t为自变量,该时间所测得的千粒重 (W) 为因变量,采用方程\begin{document}$ W = A/{(1 + B{e^{ - Kt}})^{1/{\rm{E}}}} $\end{document}计算灌浆和生长势。结果施氮能显著提高籽粒千粒重和产量,追施可保证灌浆物质来源更加充分,追施氮比例增加,起始生长势增大。适量追氮能延长灌浆持续时间,最大延长11.83 d,促使最大灌浆速率出现日提前,最早提前3.79 d;各处理在快增期 (Pw2) 均获得最大生长比率,与基施处理相比,追施增加了快增期 (Pw2) 和缓增期 (Pw3) 的持续时间和生长比率,持续时间分别延长1.28~2.93 d (T2)、3.61~8.2 d (T3),生长比率分别增加4.69%~8.08%(PW2) 和20.12%~38.57%(PW3)。基施处理的分蘖数和有效穗数显著高于追施处理,平均分别增加148~264 个/m2、29.0~108 穗/m2。施肥方式和施肥比例的交互作用对有效穗率和产量具有极显著影响,TN2和BN3产量最高,TN2处理千粒重较高为41.32 g,BN3处理有效穗数较高为546穗/m2,与CK1相比产量分别提高14.54%和13.09%,与CK2相比产量分别提高11.46%和10.85%。结论控释氮肥配施尿素的比例和施用方法能有效调控灌浆动态和产量构成。本试验条件下,以控释尿素和普通尿素7∶3混合后全部基施 (BN3) 和比例为8∶2时追施普通尿素的效果最为理想 (TN2)。BN3主要通过增加最大灌浆速率和推迟最大速率出现日期提高籽粒质量,并通过分蘖数保证较高的有效穗数而提高产量。TN2主要通过保证较高的有效穗率,在灌浆期通过延长灌浆持续时间和缓增期的生长比率提高籽粒质量累积,并获得较优的千粒质量以提高产量。在冬小麦生产过程中,优先推荐BN3处理的施氮模式,可在获得高产的同时节约劳动力和成本,但从千粒重角度考虑,TN2处理为较优施氮模式。
基施黄腐酸肥条件下减施化肥提高设施辣椒产量和品质
高原, 郭晓青, 李福德, 毕焕改, 艾希珍
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19133
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摘要:
目的黄腐酸 (FA) 可提高作物的光合作用,提高产量和品质。本文研究了底施黄腐酸后减少化肥用量对作辣椒长的影响,为减少化肥施用量提供可行的途径。方法以‘长剑’辣椒为试材,在山东农业大学日光温室内进行了小区试验。以常规化肥施用量 (N 450 kg/hm2、P2O5 120 kg/hm2、K2O 900 kg/hm2) 为对照 (CK),在底施黄腐酸肥料600 kg/hm2基础上,分别减施氮磷钾化肥总量的45% (T1)、30% (T2)、15% (T3) 和0% (T4) 为处理。在辣椒盛果期测定其生长量、干物质含量、光合荧光参数、碳代谢、品质等指标,并统计产量。结果与CK相比,T1处理的株高显著增加,T2处理的株高、茎粗、总干物重、糖含量和蔗糖合成酶 (SS) 活性显著增加,T3和T4处理的生长量、光合速率 (Pn)、糖含量、蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 和SS活性均显著增加,同时,T1、T2、T3和T4处理较CK处理显著降低了蒸腾速率 (Tr),提高了单株结果数和单果质量,产量分别比CK增加了29.5%、13.9%、37.8%和26.4%;以T1处理的综合品质最差,以T3处理的辣椒果实可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸以及维生素C (Vc) 的含量均显著高于其他处理,产量提高37.8%,综合效果最优。结论在本试验条件下,低施黄腐酸肥料600 kg/hm2可促进设施辣椒生长发育,增加干物质量积累,增强光合作用,促进碳代谢,显著提高其产量及品质。在底施黄腐酸肥基础上减施化肥总量的30%~45%仍可保持较高的产量和品质,而减施15%可以大幅提升辣椒植株的生理代谢性能,进而显著提高产量和品质。由于是一年的试验结果,基施黄腐酸肥料减施化肥的长期效应还需进一步研究。
生态集约化管理提高东北春玉米产量和氮素利用率
许瑞, 徐新朋, 侯云鹏, 张佳佳, 黄少辉, 丁文成, 刘迎夏, 何萍
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19145
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摘要:
目的针对我国春玉米生产中肥料过量和不合理施用带来的生态环境问题,研究生态集约化养分管理对东北春玉米产量、氮素利用率和氮素平衡的影响,旨在科学合理地施用氮肥,以提高氮肥利用效率、减少氮素损失。方法2009~2017年在吉林省公主岭市开展9年长期定位试验,试验采用双因素裂区设计,主区为两种养分管理措施:生态集约化养分管理 (EI) 和农民习惯施肥 (FP),副区为三种施氮方式,不施氮肥处理 (N0)、三年中二年施氮肥处理 (N2/3) 和三年均施氮肥处理 (N3/3)。EI处理P 75 kg/hm2、K 90 kg/hm2、S 30 kg/hm2和Zn 5 kg/hm2全部基施,氮 (180 kg/hm2) 1/4基施,1/2于玉米拔节期追施,1/4于抽雄期追施。FP处理N 251 kg/hm2、P 145 kg/hm2、K 100 kg/hm2均一次性基施。调查了玉米产量、氮素吸收量、累积吸收量以及土壤氮素平衡。结果在N0处理中,从2010年开始玉米产量和氮素吸收量呈现下降趋势。在N2/3处理中,不施氮年份的产量和氮素吸收量降低,而在随后一年施氮的情况下,产量和氮素吸收量增加到N3/3处理的水平。在EI养分管理措施下,N3/3处理9年平均产量为11505 kg/hm2,而FP管理措施下N3/3的平均产量显著低于EI处理,为10764 kg/hm2。与FP处理相比,EI处理显著增加了氮素农学效率 (AEN)、氮素回收率 (REN) 和氮素偏生产力 (PFPN),分别提高了47.4%、39.6%和43.8%。EI处理的氮素残留量和氮素表观损失较FP处理分别降低了49.2%和63.9%结论9年长期试验结果表明,通过优化施肥量和施肥时间,以及采用优良的玉米品种和种植密度,生态集约管理能在减少氮素投入的前提下,保持作物产量,提高植株氮素吸收量和养分利用率,减少土壤氮素残留和氮素损失。持续适宜的氮肥投入对于保障东北玉米高产稳产至关重要。
吉林省西部不同耕作模式对土壤团聚体特征的影响
王俊, 李强, 任禾, 刘春光, 高洪军, 张秀芝, 朱平, 彭畅
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.19280
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摘要:
目的通过研究不同耕作模式下土壤团聚体特征变化,探明耕作模式对土壤团聚体质量指标的影响,为解决区域长期传统耕作模式所引起的土壤结构质量下降问题及构建土壤合理耕作层提供科学依据。方法从2016年10月开始,在吉林省西部松原市宁江区开展田间试验,采用随机区组设计,将耕作结合秸秆还田设置了4个处理,分别为常规耕作 (每年秸秆清除后进行旋耕,LR)、连续旋耕 (每年秸秆粉碎还田后,进行旋耕,SR)、翻耕-旋耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和旋耕,STR)、翻耕-免耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和免耕,STN)。于2018年10月采集土壤0—20和20—40 cm样品,分析了土壤团聚体组成分布、团聚体稳定性及团聚体各粒级有机碳含量。结果与LR相比,秸秆还田可以明显改善土壤团聚体结构及稳定性 (P < 0.05)。秸秆还田条件下,STR和STN土壤中大于0.25 mm机械稳定性团聚体含量比连续旋耕 (SR) 处理平均增加10.6%(P < 0.05),STN又比STR增加了3.1%。与SR相比,STR和STN处理耕层土壤机械稳定性团聚体平均重量直径 (MWD) 和团聚体平均几何直径 (GMD) 均较高,平均提高了7.0%和23.8%;分形维数 (D) 平均降低了3.9%;耕层不稳定团聚体指数 (Elt) 平均降低了0.4%。翻耕-免耕 (STN) 在表层土壤中有较高的土壤团聚体有机碳含量。结论秸秆还田下,两种轮耕模式具有更高的团聚体稳定性,且有较小的分形维数,进而有较好的抗蚀能力,其中翻耕-免耕轮耕模式团聚体稳定性更好,耕层土壤中团聚体有机碳含量更高。综上所述,翻耕-免耕轮耕是吉林省西部地区土壤肥力保育的有效措施和耕作模式。
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2020 年 2 期目录
2020, (2): 1-5.  
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摘要:
我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力
柴如山, 安之冬, 马超, 王擎运, 章力干, 郜红建
2020, 26(2): 201-211.   doi: 10.11674/zwyf.19151
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摘要:
  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K2O 115.0~209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1%,钾肥替代潜力为K2O 82.3~97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K2O 67.2~170.7 kg/hm2。从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K2O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K2O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K2O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡。
早稻、晚稻和中稻干物质积累及氮素吸收利用的差异
叶廷红, 李鹏飞, 侯文峰, 邢烈火, 吴海亚, 张建设, 李小坤
2020, 26(2): 212-222.   doi: 10.11674/zwyf.19056
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摘要:
  【目的】  阐明早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律及其差异,为水稻科学施用氮肥提供理论依据。  【方法】  以2000—2016年各年份及田间试验、籼稻、目标产量最佳施肥处理等关键词,搜集了中国知网、维普科技期刊网等数据库中发表的论文和结果。分析了早稻、晚稻和中稻的产量、氮素积累量和百千克籽粒吸氮量。基于分析结果,于2016和2017年在湖北省武穴市大金镇布置田间试验,测定水稻关键生育时期的干物质量及氮含量,计算氮积累量,采用Logistic方程y = K/ (1 + aebt) 拟合水稻干物质积累和氮素积累过程,分析早稻、晚稻和中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律。  【结果】  符合筛选标准的早稻、晚稻、中稻产量样本数分别为92、116、132个,氮素积累量样本数分别为55、56、55个,百千克籽粒吸氮量样本数分别为50、48、54个。试验省份包括湖北、湖南、江西、广西、江苏、安徽、浙江、福建、四川。数据分析结果显示,早稻、晚稻和中稻平均产量分别为7.40、7.84、8.67 t/hm2;平均氮素积累量分别为140.8、148.9、157.7 kg/hm2;平均百千克籽粒吸氮量分别为2.00、1.92、1.79 kg。两年田间试验结果表明,早稻、晚稻和中稻干物质积累均表现为“慢—快—慢”的增长趋势。早稻、晚稻、中稻的干物质快速积累期分别在移栽后28~54、24~54、30~63天,均在拔节期—灌浆期;干物质快速积累持续时间分别为26、30、32天左右,表现为中稻 > 晚稻 > 早稻。早稻、晚稻和中稻氮素积累也表现为“慢—快—慢”的增长趋势。早稻、晚稻、中稻氮素快速积累期分别在移栽后17~41、14~46、11~43天;氮素快速积累持续时间分别为24、33、32天,中稻和晚稻氮素快速积累持续时间比早稻长。早稻、晚稻、中稻氮素籽粒生产效率分别为50.5~54.4、54.6~57.9、62.7~64.8 kg/kg,中稻显著高于早稻和晚稻;稻氮肥偏生产力分别为41.4~47.8、56.1~58.8、61.8~62.1 kg/kg,表现为中稻显著高于早稻。  【结论】  早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素积累均呈“S”型曲线增长,但其特征值不同,中稻和晚稻的干物质快速积累持续时间和氮素快速积累持续时间比早稻长,有助于吸收较多的养分,积累较多的干物质。3种水稻的产量水平和氮素积累量均表现为中稻>晚稻>早稻,因此在施肥决策时应考虑早稻、晚稻、中稻的生长情况和养分需求特点,中稻氮肥投入要比早稻和晚稻略高。
玉米叶片经济和水力性状及其关联性对氮肥和水分的响应
徐慧敏, 蔡明蕾, 李秧秧
2020, 26(2): 223-232.   doi: 10.11674/zwyf.19105
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摘要:
  【目的】  研究叶片经济性状和水力性状的变异性及权衡策略是揭示植物适应环境变化机制和水碳模拟的基础。分析不同氮(N)肥和水分供给下玉米叶片经济性状和水力性状的变异性及相关性,及这些叶片性状与整株植物行为间的关系,以揭示同一物种内不同氮、水有效性下叶片经济性状和叶水力性状间的关系,并探讨叶片性状预测整株生物量和水分利用特征的可能性。  【方法】  采用二因素三水平的盆栽试验,其中氮肥水平包括不施氮肥 (N0)、播种前施N 0.2 g/kg干土 (N1)、播种前和五叶期各施N 0.2 g/kg干土 (N2);水分供应水平包括充分灌水 (W2)、中度水分胁迫 (W1) 和重度水分胁迫 (W0),土壤含水量分别维持在田间持水量的75%~80%、50%~55%和30%~35%约3周,共9个处理。主要测定项目包括叶经济性状 [比叶质量(LMA)、叶厚度(LT)、组织密度(TD)、质量基础上的氮含量(Nmass)和面积基础上的氮含量Narea] 及水力性状 [叶脉密度(VD)、气孔密度(SD)、气孔长度(SL)和最大气孔导度(gwmax)]。  【结果】  施氮显著增加了LMA、Nmass、Narea、VD、SD、SL和gwmax (P < 0.05),灌水显著提高了LMA、TD和Narea (P < 0.05);在3种氮水平下,W2处理的LMA和TD均较W0处理增加;在N0和N1下,W2处理的SD和gwmax亦较W0处理增加,但在N2下,W2处理的SD和gwmax则低于W0处理,氮、水间的交互作用对LMA、TD、SD和gwmax的影响达到显著水平 (P < 0.05)。不同氮、水条件下叶经济性状和水力性状间是紧密耦联的,表现在Nmass和SD、gwmax之间、Nareagwmax之间呈显著正相关 (P < 0.05)。影响生物量的主要叶性状为Narea、Nmass和VD,影响耗水量的主要为Narea、Nmassgwmax和LT;影响水分利用效率的主要为Nmass、LMA、LT和VD。  【结论】  玉米叶片氮含量与气孔密度、最大气孔导度间存在高度协调性,这种协调性增加了玉米对不同资源有效性的适应性;利用叶片性状可预测不同氮、水供给下玉米的生物量和水分利用特征。
基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化
惠晓丽, 马清霞, 王朝辉, 张翔, 罗来超
2020, 26(2): 233-244.   doi: 10.11674/zwyf.19127
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  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化,及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化,为旱地小麦合理施用氮肥,保持土壤肥力,提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验,2015—2017连续3年取样,研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量,小麦氮磷钾素吸收利用,籽粒氮、磷、钾含量,地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比,长期施氮小麦平均增产67.1%,生物量提高52.0%,收获指数提高9.5%;穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%,千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加,磷含量降低,钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg;有效磷含量随施氮量增加而降低,速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量,研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2,施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P2O5 100 kg/hm2,播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0~8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0~15.0 mg/kg、土壤速效钾139~140 mg/kg。
硫磺树脂包膜尿素氮素释放与小麦、玉米需氮规律的匹配性及最佳配施比例
张玉凤, 沈玉文, 王江涛, 杨力, 张强, 陈剑秋, 林海涛, 边文范, 田慎重, 刘兆辉
2020, 26(2): 245-255.   doi: 10.11674/zwyf.19082
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  【目的】  研究小麦、玉米专用硫磺树脂包膜尿素 (SRCU) 在水中和土壤中的氮素释放规律及其与作物氮素吸收的匹配性,并研究现有条件下其与普通尿素的配施比例,为调整该产品的氮素释放特征、提高其利用效率提供依据。  【方法】  本研究包括氮素静水、土壤释放规律试验以及缓控释尿素与普通尿素最佳配比试验。供试缓控释肥料静水释放期分别为3个月 (SRCU3) 和2个月 (SRCU2)。静水氮素释放试验取10.00 g SRCU于孔径为0.15 mm的尼龙袋中,置于200 mL无离子水内,在25℃恒温培养,定期取样,测定水中氮素含量,直至80%以上氮素释放;土壤氮素释放规律试验在小麦、玉米播种后第1天,将 20.00 g SRCU装入尼龙网袋,埋入20 cm深土壤中,从第1天起,定期取出肥料袋,称量肥料袋质量,以相邻取样时期的质量差作为氮素释放量。肥料配比试验设不施氮肥 (CK)、普通尿素常规施用 (FP)、普通尿素全部基施 (100%U) 和100%、70%、50%、30% SRCU 分别与普通尿素配合一次性基施,共7个处理。在小麦、玉米收获期取植株和籽粒样品,测定氮素含量、产量,调查了小麦、玉米产量构成,计算氮肥表观利用率和经济效益。  【结果】  1) SRCU2和SRCU3在静水中第1天氮素累积释放率分别为9.29%和7.09%,28天的氮素累积释放率分别为63.45%和43.86%;SRCU2在64天的氮素累积释放率为89.77%,SRCU3在90天的氮素累积释放率为85.70%。2) 埋入土壤中的SRCU2在玉米苗期 (1—14天) 、拔节期 (14—42天)、大喇叭口期 (42—56天) 、开花期 (56—70天)、灌浆期 (70—94天) 的氮素累积释放率分别为8.96%、 25.28%、9.54%、 21.77%、15.82%;氮素日均释放率在拔节期较高,至开花期最高。埋入土壤中的SRCU3在小麦越冬期 (1—128天) 、返青期 (128—170天) 、拔节期 (170—201天)、开花—收获期 (201—239天)的氮素累积释放速率分别为 21.54%、7.60%、 26.96%、26.24%;氮素日均释放率在拔节期、灌浆期较高。3) 与常规施肥 (FP) 相比,100%SRCU和70%SRCU处理玉米产量显著升高,70%SRCU处理小麦产量显著升高;经济效益的增减与产量结果一致,施用100%SRCU、70%SRCU、50%SRCU处理玉米经济效益分别提高1107.82、1348.70、1065.80元/hm2,70%SRCU、50%SRCU处理小麦经济效益分别提高1609.98、683.71元/hm2,效益最高的均是70%SRCU处理。70%SRCU处理在玉米、小麦上的氮肥表现利用率分别提高8.97、7.10个百分点。  【结论】  小麦和玉米专用硫磺树脂包膜尿素的氮素释放率符合行业标准要求,但还需根据作物需求调整。目前SRCU3的氮素释放量在小麦返青期和拔节期不足,SRCU2需要增加玉米开花期后的释放量。本试验条件下,硫磺树脂包膜尿素在玉米和小麦上适宜的一次性配施比例为70%。
东北典型县域稻田土壤肥力评价及其空间变异
王远鹏, 黄晶, 柳开楼, 韩天富, 都江雪, 马星竹, 郝小雨, 周宝库, 刘彩文, 蒋先军, 张会民
2020, 26(2): 256-266.   doi: 10.11674/zwyf.19128
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  【目的】  明确东北典型县域稻田土壤肥力空间变异特征,为该区域稻田土壤合理培肥管理提供科学依据。  【方法】  以黑龙江省方正县为研究区域,2017年在该研究区域采取114个代表性点位的稻田土壤,选取容重、pH、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量和阳离子交换量作为土壤综合肥力评价指标,采用相关系数法确定各个指标的权重,根据东北稻田土壤特征,选择隶属度函数曲线,并确定隶属度函数转折点,依据模糊数学法的加乘原理,利用各土壤肥力指标的权重值和隶属度值计算土壤综合肥力指数;采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的空间变异特征和分布格局;通过主成分分析探究土壤肥力差异的主控因子。  【结果】  描述性统计分析表明,方正县稻田土壤综合肥力指数在0.18~0.99,平均值为0.60。土壤容重和pH的变异系数分别为9.15%和5.69%,属于弱变异强度,其他肥力指标的变异系数在20.01%~36.18%,属于中等变异强度。地统计学研究表明,土壤容重、全氮含量、有机质含量和阳离子交换量的块金系数在39%~50%,它们具有中等强度的空间自相关性,土壤pH、有效磷含量、速效钾含量和综合肥力指数的块金系数均在25%以下,它们具有强烈的空间自相关性。方正县土壤综合肥力指数值在0.70以上的稻田占16%,在0.60~0.70的稻田占45%。各个肥力指标中,土壤有效磷含量和速效钾含量的分布特征与综合肥力指数相似,呈南高北低的分布格局;土壤pH和阳离子交换量由稻区中部向南北方向逐渐降低;土壤容重由西北向东南呈逐渐降低的趋势;土壤有机质和全氮含量均表现为由东南向西北逐渐降低的趋势,土壤有机质含量在30 g/kg以上的稻田占比为97%,土壤全氮含量在1.5 g/kg以上的稻田占比为84%;其中北部蚂蚁河沿岸土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量相对较低。利用主成分分析得到各项肥力指标的综合得分值由大到小依次为:土壤有效磷含量、速效钾含量、有机质含量、阳离子交换量、全氮含量、pH和容重。  【结论】  方正县61%的稻田土壤肥力处于中等及以上水平,稻田土壤肥力整体呈现出南高北低的分布格局。土壤有效磷和速效钾含量是造成土壤肥力差异的主要因子。
辽西褐土区高产土壤理化性质及影响玉米产量的主要因子
李嵩, 韩巍, 张凯, 依艳丽
2020, 26(2): 267-275.   doi: 10.11674/zwyf.19092
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  【目的】  土壤耕层结构与肥力水平是影响玉米生长及其产量的重要因素。厘清辽西褐土区不同产量玉米田的土壤结构与肥力水平及其与玉米产量之间的关系,进而提出土壤合理耕层构建的评价指标,最终为该地区玉米产量的提高提供理论基础。  【方法】  本研究在辽西褐土区选取不同产量玉米田共56块,将其分为产量 < 6000、6000~9000和 > 9000 kg/hm2 3个水平,分析调查土壤耕层与犁底层厚度、紧实度、容重、孔隙度、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量和玉米根系生长状况。采用预测变量重要性分析方法明确影响玉米产量的主要因素,提出辽西褐土区玉米高产所需的土壤耕层结构与肥力特征。  【结果】  玉米产量随土壤耕层厚度增加而增加,随犁底层厚度增加而减小。不同产量玉米田的紧实度、容重和孔隙度在0—10 cm土层差异不大,而在10 cm—犁底层和犁底层差异较大,即产量 > 9000 kg/hm2玉米田的各项结构指标均优于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。土壤有机质、有效磷、速效钾和碱解氮等肥力状况在产量 > 9000 kg/hm2玉米田同样优于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。不同产量地块的玉米根系生长情况出现明显差异。产量> 9000 kg/hm2玉米田的根干重和根长均明显高于产量 < 9000 kg/hm2玉米田。分土层来看,所有玉米田的根系都主要分布在0—20 cm土层,产量 < 6000、6000~9000和 > 9000 kg/hm2玉米田在0—20 cm土层的根干重分别占0—40 cm总量的83.3%、79.8%和81.1%,根长分别占83.0%、74.6%和71.7%。这不但说明根系对水分和养分的吸收主要集中在0—20 cm土层,同时也表明产量 > 9000 kg/hm2玉米田在20—40 cm土层的根系分布仍然比产量 < 9000 kg/hm2玉米田要丰富。所有结构性质与肥力因素中,耕层厚度和有效磷含量是影响辽西玉米高产的最重要因素。  【结论】  辽西褐土区高产玉米田具有以下特征:耕层厚度18~26 cm,平均23 cm;紧实度低于1000 kPa;耕层土壤容重处于1.14~1.39 g/cm3,平均1.27 g/cm3;耕层土壤总孔隙度为47.4%~58.5%,平均52.2%,毛管孔隙度平均33.5%,通气孔隙度平均18.7%;耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为14.8 g/kg、34.7 mg/kg、21.2 mg/kg、159.9 mg/kg。提高土壤有效磷含量、增加耕层厚度是培肥中低产田最迫切的任务。
深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质
韩上, 武际, 李敏, 陈峰, 王允青, 程文龙, 唐杉, 王慧, 郭熙盛, 卢昌艾
2020, 26(2): 276-284.   doi: 10.11674/zwyf.19154
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  【目的】  小麦–玉米轮作区土壤耕层变薄,直接深耕往往导致土壤肥力降低。在存在该类问题的土壤上,研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响,以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量,并提升土壤肥力。  【方法】  试验于2012—2016年在华北平原南部濉溪县进行,供试土壤为砂姜黑土。在人工剥离5 cm土层的耕层薄化土壤上开展试验,设旋耕 (RT)、深耕 (DT)、旋耕 + 秸秆还田 (RTS)、深耕 + 秸秆还田 (DTS) 4个处理。在每年玉米和小麦成熟期进行田间测产;在第4季小麦收获后采集0—10和10—20 cm土层土样,分析土壤有机碳各组分和土壤养分含量、土壤团聚体分布。  【结果】  与旋耕 (RT) 相比,单纯深耕 (DT) 不能明显提高玉米和小麦产量,显著降低土壤总有机碳含量、0—10 cm土层有机碳各组分含量和土壤速效钾含量,并显著降低10—20 cm土层胡敏酸与富里酸比值及各土层粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体的比例。深耕配合秸秆还田 (DTS) 处理玉米和小麦4季平均分别增产7.72%和8.06%,旋耕配合秸秆还田 (RTS) 处理分别增产7.55%和7.05%。在0—10 cm土层,DTS和RTS处理均明显提升土壤胡敏酸与富里酸比值,提高总有机碳及多数组分碳含量、提高土壤养分含量,RTS处理效果好于DTS处理;而在10—20 cm土层,DTS处理显著提高土壤胡敏酸、全氮和有效磷含量,效果好于RTS处理。DTS和RTS处理均可以显著提高粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体的比例,在0—10 cm土层,以DTS处理效果最高,比RT处理增加23.09%,而在10—20 cm土层,以RTS处理效果最好,相比RT处理增加6.32%。  【结论】  在耕层薄化处理的土壤上,单纯深耕提升作物产量的效果不显著,也不利于土壤有机碳及各组分含量、土壤养分含量的提升,还破坏了土壤团粒结构。秸秆还田配合深耕或者旋耕均能显著提高作物产量,秸秆还田配合旋耕能有效培肥0—10 cm土层土壤,但对10—20 cm土层土壤肥力改善效果有限;秸秆还田配合深耕在增加耕层厚度的同时,还改善了土壤养分状况,明显减弱了单纯深耕对10—20 cm土层土壤结构稳定性的不利影响。
施用小麦秸秆或其生物炭对烟田土壤理化特性及有机碳组分的影响
王毅, 张俊清, 况帅, 管恩森, 禚其翠, 宋晓培, 芦伟龙, 王大海, 刘跃东, 张继光
2020, 26(2): 285-294.   doi: 10.11674/zwyf.19078
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  【目的】  以2年田间定位试验为依托,研究小麦秸秆及其生物炭连续施用对植烟土壤理化性状和有机碳组分的影响,为烟区土壤质量提升提供依据。  【方法】  田间试验在山东省诸城市潮褐土烟田上进行。试验设4个处理,分别为:常规施肥且秸秆不还田(CK),常规施肥+小麦秸秆还田(FS),常规施肥+小麦秸秆生物炭2.25 t/hm2 (FB1)和4.50 t/hm2 (FB2)。在烟叶收获后,采集0—20 cm耕层土样,测定了土壤基础理化指标和总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、热水溶性有机碳(HWC)、活性有机碳(LOC)及轻组有机碳(LFOC)含量,并计算土壤碳库管理指数(CPMI)。  【结果】  连续施用小麦秸秆或其生物炭2年后,FB1和FB2处理TOC含量显著高于CK,增幅分别为74.9%和116.0%,而FS与CK处理间差异不显著。LFOC含量的变化趋势与TOC类似,FB1和FB2处理LFOC含量分别较CK处理显著增加154%和326%。FS处理HWC含量显著高于CK和FB1处理,而与FB2处理差异不显著。与CK相比,FS处理HWC含量增加了107%。FS和FB2处理MBC含量较CK分别增加了252%和144%,而FB1处理与CK相比差异不显著。FS处理LOC含量较CK显著增加了68.9%,而FB1、FB2处理LOC含量与CK相比差异不显著。FS处理还能显著降低土壤容重、增加土壤含水量及有效磷含量,其对部分土壤理化特性的改良效果优于生物炭处理(FB1和FB2)。此外,CPMI也以FS处理最高,较CK显著增加了73.5%,而FB1、FB2处理与CK处理差异不显著。  【结论】  连续秸秆还田有利于提升烟田土壤活性有机碳(MBC、HWC和LOC)含量,降低土壤容重,提高有效磷含量,提高土壤CPMI。而同量秸秆转化为生物炭后连续还田能够提高土壤总有机碳和轻组有机碳含量,更有利于土壤有机碳的长期固存。
秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同时期土壤酶活性及细菌群落结构的影响
张鑫, 周卫, 艾超, 黄绍敏, 梁国庆
2020, 26(2): 295-306.   doi: 10.11674/zwyf.19062
摘要(117) HTML全文(59) PDF 1758KB(4) 相关文章
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  【目的】  通过研究秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同生育期土壤酶活性和细菌群落结构的影响,揭示土壤细菌群落对不同施肥措施的响应规律,为调节土壤养分,提高作物产量,改善土壤生物功能提供科学依据。  【方法】  基于河南农业科学院原阳试验基地5年连续定位试验,选取不施肥 (CK)、单施化肥 (氮肥基追比1∶1,N)和秸秆全量还田下氮肥基追比1∶1 (SN1)、1∶1.5 (SN2) 和1∶2 (SN3) 共5个处理,于2016年夏玉米抽丝期和收获期采集0—20 cm土壤样品,采用常规方法测定土壤基础理化性质,采用荧光微型板酶检测技术测定土壤酶活性,采用Illumina Miseq高通量测序方法测定土壤细菌群落结构。  【结果】  秸秆还田下氮肥基追比对玉米产量及氮肥利用率产生明显影响,相比于N处理,SN1处理显著增产9.98%;SN1和SN2处理氮肥利用率分别提高9.83、5.10个百分点。在夏玉米抽丝期和收获期,相比于N处理,秸秆还田下各氮肥运筹处理不同程度地提高了土壤pH、有机碳、全氮和速效钾含量,其中均以SN1处理增幅最为明显。在玉米抽丝期,除土壤磷酸酶外,SN1处理土壤酶活性均为最高;SN1处理对收获期土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖甘酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性的促进最明显。细菌群落除抽丝期SN1与CK处理Shanno指数显著高于N处理而Simpson指数显著低于N处理外,其余处理间差异不显著。各施肥处理下门水平和纲水平的主要优势种群均为变形菌门、放线菌门和α-变形菌纲和放线菌纲。线性判别效应分析 (LEfSe) 显示,不同生育期比较,抽丝期最大LDA(linear discriminant analysis) 值为酸杆菌纲,收获期为芽单胞菌纲;而同一生育期各处理间比较,抽丝期各处理最大LDA值均为变形菌门的α-变形菌纲,收获期均为γ-变形菌纲。典范对应分析表明,抽丝期土壤pH (P = 0.002)、有机质含量 (P = 0.004) 和收获期土壤pH (P = 0.03)、硝态氮 (P = 0.036)、速效钾 (P = 0.044) 含量对细菌群落结构产生显著影响。  【结论】  土壤pH、有机碳、硝态氮和速效钾含量是影响细菌群落结构变化的主要因素。秸秆还田条件下,氮肥运筹显著影响土壤酶活性和细菌群落结构,氮肥基追比为1∶1时可显著提升土壤养分含量和酶活性,提高δ-变形菌纲、绿弯菌纲和TK10 (未分类) 相对丰度,从而更有效地促进秸秆分解和转化,发挥有机质调节土壤养分释放、减少养分损失的作用,最终提高玉米产量和氮肥利用率。
长期不同施肥措施下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
2020, 26(2): 307-315.   doi: 10.11674/zwyf.19102
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  【目的】  研究不同施肥处理下土壤细菌群落的特征,为建立促进土壤生态系统稳定和健康的养分管理制度提供依据。  【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分别为135、108、67.5 kg/hm2,NPK) 和有机无机肥配施 (70% N来自牛粪,MNPK) 3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、微生物量碳含量、微生物量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处理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值。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77%和146%。MNPK处理的土壤细菌Shannon多样性指数显著高于CK和NPK处理,而Simpson指数显著低于CK和NPK处理,NPK与CK处理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处理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,3个处理间其他菌门均无显著差异。冗余分析结果显示,CK与NPK、MNPK处理的土壤细菌群落结构具有明显差异,且MNPK处理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土区旱作雨养条件下,化肥平衡施用和有机无机肥配施均显著提高了土壤中细菌数量、多样性和丰富度,有机无机肥配施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。
三种菌肥对连作平邑甜茶根系生长和土壤真菌群落多样性的促进效应
王义坤, 苏厚文, 段亚楠, 李前进, 陈学森, 沈向, 尹承苗, 毛志泉
2020, 26(2): 316-324.   doi: 10.11674/zwyf.19122
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  【目的】  以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupehensis Rehd.) 幼苗为试材,盆栽条件下研究圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1等对根系形态及土壤真菌的影响,为生物防控苹果连作障碍提供理论依据。  【方法】  试验材料为平邑甜茶实生苗,连作土壤采自山东省泰安市满庄滩清湾31年生老苹果园,设置5个处理:连作土 (CK1)、载体基质 (CK2)、施用圆弧青霉D12菌肥处理 (T1)、施用哈茨木霉菌肥处理 (T2)、施用草酸青霉A1菌肥处理 (T3),菌肥加入量为连作土壤质量的1.00%,移栽4个月后测定根系呼吸速率、根系保护酶、土壤真菌多样性等指标。  【结果】  与CK1相比,T1、T2、T3均能够促进植株根系鲜重增加和根系呼吸速率提高,显著提高根系保护酶活性,降低MDA含量;T2、T3效果较好,其SOD活性分别增加了45.46%、46.82%、POD活性分别增加了120.06%、108.73%,CAT活性分别增加了84.15%、87.82%。与CK1 相比,T1、T2、T3土壤中镰孢菌属的相对丰度分别降低了41.14%、49.34%、79.10%,而青霉属和木霉属分别增加了227.18%、222.91%、890.94%和76.55%、462.71%、213.56%,真菌多样性指数 (Ace指数、Chao指数、Shan指数) 均明显提高,Simpson指数则有所下降。  【结论】  连作土壤中施用圆弧青霉D12、哈茨木霉、草酸青霉A1均可提高根系保护酶活性和根系活力,降低土壤中镰孢菌丰度,其中哈茨木霉和草酸青霉A1效果较好,可用于苹果连作障碍的防控。
生草改善果园土壤肥力和苹果树体营养的效果
杨露, 毛云飞, 胡艳丽, 王芸芸, 张璐璐, 尹伊君, 庞会灵, 宿夏菲, 刘业萍, 沈向
2020, 26(2): 325-337.   doi: 10.11674/zwyf.19104
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摘要:
  【目的】  果园生草在促进树体生长发育、改善土壤理化环境和土壤肥力等方面起着重要作用,本研究旨在解决我国果园普遍存在的立地条件差和土壤改良困难、有机质含量少且缺乏补充途径等问题,为果业可持续发展提供重要的技术支撑。  【方法】  以美国引进的格兰马草 (Bouteloua gracilis)、粗燕麦草 (Sporobolus asper)、小须芒草 (Schizachyrium scoparium)、宠禾草 (Eragrostis trichodes)、弯叶画眉草 (Eragrostis curvula)、柳枝稷 (Panicum virgatum) 和加拿大滨麦 (Elymus canadensis) 为试验材料,以清耕和白三叶草 (Trifolium pratense) 为对照,于2017年春季在山东省泰安市马庄镇实验基地一年生苹果幼树行间进行生草试验,研究不同生草处理在连续两年内对果树生长发育和果园土壤环境的影响。  【结果】  1) 8种处理草的生物学性状各不相同,其中弯叶画眉草的高度和叶片宽度、密度、盖度、地上和地下生物量表现最佳。2) 7个生草处理对改善土壤环境都具有显著效果,6、7月份,弯叶画眉草处理的土壤温度下降幅度最大,生草一年较清耕分别下降了23.62%和27.45%;6、7、8月份,小须芒草处理两年的土壤pH最低,较同月清耕处理分别降低了6.83%、7.07%、7.19%;弯叶画眉草处理两年的土壤孔隙度增幅最大,较清耕处理分别增加了6.76%、8.35%、9.09%;3) 果园生草提高了土壤中微生物的数量,且随着生草时间的延长提高效果越明显。生草两年的弯叶画眉草处理土壤中的真菌和放线菌数量最多;生草两年的粗燕麦草处理土壤中的细菌数量最多;宠禾草处理两年的细菌OTU数量最大,为5323个,比清耕处理高7.93%。4) 不同生草处理均显著改善了果园的土壤养分。弯叶画眉草处理的土壤有机质含量最高,且生草两年比生草当年的有机质含量提高了23.53%;不同生草处理后土壤中的有效铁、有效锰、有效铜、有效锌的含量较清耕处理均有显著提高。5) 不同生草处理的果树叶片矿质元素含量较清耕有显著差异,显著降低了叶片氮元素的含量,显著提高了叶片磷、钾、镁、铁、铜、锌等元素的含量。  【结论】  果园内不同生草处理对苹果幼树树体、土壤环境和土壤养分产生重要影响,可不同程度地改善幼树的叶片矿质元素含量,降低土壤温度和pH,提高土壤孔隙度、土壤有机质和土壤微生物数量,果园生草处理是有利于改良果园园土和树体的方法,可推动我国果业可持续发展。
CACTFTPPCA1 (YACT)、Dof (AAAG)、MYB可能参与甘蓝型油菜对氮胁迫的响应
梁桂红, 华营鹏, 宋海星, 张振华
2020, 26(2): 338-353.   doi: 10.11674/zwyf.19112
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摘要:
  【目的】  油菜需氮量高但氮素利用率低,氮素源库分配效率被认为是调控植物氮素利用效率的关键因子。在拟南芥中,NRT1.7基因介导了植物韧皮部硝酸盐由衰老叶片向幼嫩叶片和角果中的再转运过程。通过分析鉴定油菜中的NRT1.7基因及其对供氮水平的响应,为进一步系统研究NRT1.7基因提供参考依据。  【方法】  以AtNRT1.7基因序列为基础序列,采用生物信息学方法鉴定了白菜、甘蓝和甘蓝型油菜中NRT1.7的同源基因,预测和分析了该基因拷贝数、系统进化、进化选择压力、分子特征、保守基序、跨膜结构域、染色体定位、基因结构及其启动子区域所能结合的顺式作用元件,同时采用荧光定量PCR分析了甘蓝型油菜BnaNRT1.7s的组织表达模式及其对氮胁迫的响应。氮素响应试验以甘蓝型油菜幼苗为材料,在NO3-N 9.0 mmol/L溶液中培养10天后,直接测定NRT1.7基因表达量;转入NO3-N 0.3 mmol/L 溶液中 (低氮胁迫) 或在无氮溶液中饥饿处理3天后,恢复NO3-N 9.0 mmol/L 溶液培养,再测定NRT1.7基因表达量。  【结果】  甘蓝型油菜NRT1.7s家族包含6个成员,系统进化分析表明BnaNRT1.7s与拟南芥进化相似,分布在相近的分支。BnaNRT1.7s家族所有基因成员的Ka/Ks值均小于1.0,受到强烈的纯化选择作用。BnaNRT1.7s家族所有基因成员均属于稳定的两性蛋白,含12~13个跨膜结构域。基因结构相似,均含有3个内含子,且CACTFTPPCA1 (YACT)、Dof (AAAG)、MYB是启动子上丰度较大的顺式作用原件,可能参与了植物对氮素的响应。实时荧光定量PCR结果表明,甘蓝型油菜中NRT1.7基因会受到不同氮素水平的调控。长期 (72 h) 低氮处理,根部BnaA7.NRT1.7bBnaC6.NRT1.7b基因的表达上调而抑制地上部BnaCn.NRT1.7基因的表达,共同调控植物对低氮胁迫的适应能力。氮饥饿3天后供氮6 h,地上部和根部BnaNRT1.7的基因表达均受到抑制。基因共表达网络分析显示,低氮胁迫下,BnaCn.NRT1.7BnaC6.NRT1.7b基因分别在地上部和根部氮素再分配中起主导作用。  【结论】  甘蓝型油菜NRT1.7蛋白进化过程相对保守,基因结构相似,启动子上的顺式作用原件CACTFTPPCA1 (YACT)、Dof (AAAG)、MYB可能参与了甘蓝型油菜对氮胁迫的响应。
适量施磷有效提高苋菜对镉污染土壤的修复能力
王丽, 邹茸, 王秀斌, 霍文敏, 迟克宇, 范洪黎
2020, 26(2): 354-361.   doi: 10.11674/zwyf.19109
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摘要:
  【目的】  土壤性质和化肥施用均影响作物对重金属污染土壤的修复效果。探究不同磷肥施用量对苋菜镉 (Cd) 吸收和累积的影响,为通过养分管理减少作物对重金属的积累提供依据。  【方法】  以苋菜 (Amaranshus mangostanus L.) 为供试作物,以黄棕壤和赤红壤为供试土壤进行盆栽试验。在两个供试土壤中,加入分析纯CdCl2∙2.5H2O (Cd 15 mg/kg土), 平衡一个月后,用于苋菜栽培。设置5个磷肥(P)施用水平:0 (CK)、50、100、200、400 mg/kg土,以磷酸二氢铵 (分析纯) 加入。苋菜生长45天后收获,调查地上部和根部生物量,分析其磷、镉含量,并测定土壤中DTPA提取的有效态Cd含量。  【结果】  施用磷肥能提高苋菜的生物量,随着施磷量的增加,苋菜生物量也随之增加,且各处理均与CK处理差异显著。在黄棕壤上,苋菜地上部生物量增幅为9.2%~39.0%,根部为4.0%~15.0%;在赤红壤上,苋菜地上部增幅为7.7%~46.0%,根部为10.0%~100.0%。苋菜Cd含量与CK处理相比均显著降低,在黄棕壤上,苋菜地上部和根部Cd含量的降幅分别为7.4%~50.2%和7.9%~58.8%;在赤红壤上,降幅分别为9.9%~55.8%和21.7%~66.0%。苋菜Cd累积量与CK处理相比均呈上升趋势,黄棕壤上苋菜地上部和根部Cd累积量的增幅分别为36.2%~54.3%和7.4%~38.9%;在赤红壤上,增幅分别为34.3%~62.8%和5.4%~55.4%。当施磷量为P 50 mg/kg土时,苋菜地上部、根部在黄棕壤和赤红壤上的Cd累积量均最大。施磷降低了土壤中镉的生物有效性。随着施磷量的增加,土壤有效态Cd含量显著降低,黄棕壤上的降幅为0.9%~7.2%,赤红壤上的降幅为1.2%~7.9%。植株体内Cd含量与磷含量之间存在一定的负相关性。  【结论】  施用磷肥显著提高苋菜的生物量,同时降低土壤中有效态镉的含量。虽然施磷肥显著降低了苋菜地上部和根部的Cd含量,但显著提高的生物量有效增加了苋菜对土壤Cd的总吸收和累积量,提高了其对镉污染土壤的植物修复效率。盆栽结果表明,在镉浓度为15 mg/kg 土的黄棕壤和赤红壤上,磷肥施用量为50 mg/kg土时修复效果最佳。
乙二胺四乙酸和柠檬酸活化石灰性土壤磷素的潜力评估
丁佳惠, 王祺, 樊秉乾, 张帅, 崔建宇, 胡兆平, 陈清
2020, 26(2): 362-369.   doi: 10.11674/zwyf.19098
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摘要:
  【目的】  长期施磷形成的高磷残留土壤,面临土壤酸化、钙镁离子淋失等问题。本研究采用肥料中常见的螯合剂乙二胺四乙酸 (EDTA) 和柠檬酸,研究其对不同磷含量的石灰性土壤中磷素的活化作用,以期为磷肥减施和土壤残留磷高效利用提供有效途径。  【方法】  供试低磷、高磷和白云石改良土壤取自北京市房山区的石灰性土壤,3种供试土壤的全磷含量依次为0.95、1.90和1.91 g/kg,有效磷含量依次为7.39、160和152 mg/kg。采用室内往复振荡浸提方法,两种浸提剂为EDTA和柠檬酸,低磷土壤浸提剂浓度为0.05 g/L,浸提时间为12 h,高磷土壤和改良土壤浸提剂浓度均为0.5 g/L,浸提时间分别为12 h和1 h。每个土壤样品采用相同方法连续浸提10次,同时以去离子水浸提作为对照。测定了浸提液中磷、钙、镁、铁、铝含量,计算各元素的单次浸提量和累积浸提量。全部浸提后,用蒋顾磷分组法测定了土壤中不同组分磷的含量。  【结果】  EDTA和柠檬酸在低磷土壤中单次磷素浸提量均较低,且累积浸提量之间差异不显著,连续浸提10次后磷素的累积浸提量不及土壤全磷的3%;而在高磷土壤和施入白云石的改良土壤中,柠檬酸和EDTA的单次磷素浸提量为低磷土壤的7~64倍,磷素累积浸提量超过土壤总磷的20%,且柠檬酸处理高于EDTA处理。在低磷土壤中,磷素的累积浸提量仅与铁和铝离子的累积浸提量显著相关,在高磷土壤中,磷素的累积浸提量与钙、镁、铁和铝离子的累积浸提量均显著正相关,且相关系数均在0.78以上,而在白云石改良土壤中,磷素的累积浸提量与铝离子的累积浸提量之间无显著相关关系。进一步分析浸提前后土壤磷素组分变化可知,在低磷土壤中,去离子水、EDTA和柠檬酸经10次浸提后土壤Ca2-P显著增加;在高磷土壤中,EDTA和柠檬酸处理浸提的土壤Ca2-P、Ca8-P较去离子水处理显著降低了16.1%、14.9%和37.1%、5.4%。此外,柠檬酸处理还降低了31.4%的土壤Al-P,EDTA和柠檬酸在改良土壤上对于各组分磷的浸提量与在高磷土壤上相似。  【结论】  在连续浸提的条件下,EDTA 和柠檬酸在低磷土壤上无明显活化磷素的效果,而在高磷土壤上和施入白云石的改良土壤上则可持续浸提出大于总磷量20%的磷素。高磷土壤和改良后土壤中被浸提磷素主要来自Ca2-P和Ca8-P,少部分来自Al-P和Fe-P。
专题综述
植物微根系原位观测方法研究进展
肖爽, 刘连涛, 张永江, 孙红春, 白志英, 张科, 田士军, 董合忠, 李存东
2020, 26(2): 370-385.   doi: 10.11674/zwyf.19186
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摘要:
植物根系是固定植株、获取水分和营养物质的主要器官。作为连接植物体与土壤环境的枢纽,根系的发育状况直接关系着地上部分的形态建成。由细根及其根毛组成的微根系是根系功能的关键组织。由于土壤中根系的非直观性和根系自身的复杂立体构型,常规研究方法很难准确测定根系的变化动态。微根系原位观测技术、方法的出现为原位根系研究提供了可能的手段。近年来,可用于观测微根系二维形态与立体构型的多种类型的原位生长系统、装置被研制出来,一些根系图像分析软件也不断开发和改进,大大提升了原位根系研究的准确性。本文介绍了几种用于原位微根系观测的装置和图像分析软件与计算方法,并比较了不同方法与软件之间的优劣,指出原位观测研究技术的应用和发展趋势,以期对后续植物微根系研究提供参考。
研究简报
缺硼槟榔幼苗的生理反应和根系发育特征
曹先梅, 刘立云, 李佳
2020, 26(2): 386-392.   doi: 10.11674/zwyf.19110
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摘要:
  【目的】  探究缺硼对槟榔幼苗生理特征和根系形态的影响,以期为槟榔缺硼(B)诊断提供理论依据。  【方法】  以‘热研1号’槟榔幼苗为材料进行了砂培试验。设置营养液中不加B (B0,0 μmol/L) 和添加常规硼 (B50,50 μmol/L) 两个浓度处理。生长3个月后,测定了槟榔幼苗生物量、株高、硼含量、叶片糖类物质以及抗氧化酶活性、丙二醛含量、光合速率,观察了不同处理下根尖及根尖细胞的形态。  【结果】  与B50处理相比,B0处理显著降低了槟榔幼苗株高、地下部鲜重和干重、总鲜重、地上部和地下部硼含量;B0处理槟榔叶片蔗糖和淀粉含量下降,可溶性总糖含量无显著变化,叶片光合速率降低,且MDA含量、POD活性显著升高。在B0条件下,槟榔根系变短,根尖明显膨大,细胞壁明显增厚,且内壁上积累了大量的颗粒物,根系活力显著降低。  【结论】  缺硼导致槟榔幼苗根尖解剖结构受到破坏,养分吸收运转能力降低,叶片抗氧化系统受到损伤,光合能力下降,最终抑制植株生长。
日光温室嫁接黄瓜硅钙优化施肥方案
翟江, 张宁, 李福德, 毕焕改, 艾希珍
2020, 26(2): 393-400.   doi: 10.11674/zwyf.19162
摘要(41) HTML全文(29) PDF 573KB(0) 相关文章
摘要:
  【目的】  硅和钙在促进作物矿质元素吸收、提高产量及改善风味品质等方面发挥积极作用。本研究旨在探讨日光温室黄瓜硅、钙适宜施用量,为提高黄瓜产量和品质提供理论依据和技术指导。  【方法】  以‘津优’35号为试材进行了日光温室黄瓜小区试验。在相同氮磷钾用量和施用方法下,采用二因子饱和D—最优设计,设6个不同硅、钙配施处理,随水分4次施入。调查分析黄瓜产量与品质,并建立以SiO2、CaO用量为变量因子,以黄瓜产量与品质为目标函数的二元二次多项式数学模型。  【结果】  SiO2 (X1)、CaO (X2) 用量与黄瓜产量Yy的回归方程为Yy = 108455.82 + 80.27X1 + 138.91X2 – 0.15X12 – 0.40X22 – 0.05X1X2,与黄瓜品质Yq之间的回归方程为Yq = 64.113 + 0.116X1 + 0.237X2 – 2.167E-04X12 – 5.552E-04X22 – 1.741E-04X1X2X1的偏回归系数分别为80.27和0.12,明显小于X2的偏回归系数138.91和0.24,表明硅肥对黄瓜产量和品质的影响小于钙肥。当SiO2、CaO用量分别为240和159 kg/hm2时,黄瓜产量达到最高;SiO2、CaO施用量为195和183 kg/hm2时,黄瓜品质综合评分最高。  【结论】  本试验条件下,实现日光温室黄瓜高产优质栽培的硅、钙施肥方案为SiO2 195~240 kg/hm2、CaO 159~183 kg/hm2,硅钙配比为1∶0.78。
保障我国粮食安全的肥料问题
朱兆良, 金继运
摘要(4820) [PDF 2130 KB](1922)
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(4149) [PDF 2629 KB](15528)
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(2934) [PDF 929 KB](1648)
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(4017) [PDF 876 KB](2187)
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(4970) [PDF 1767 KB](1066)
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(2231) [PDF 1119 KB](1161)
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(3475) [PDF 1163 KB](1553)
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(5774) [PDF 906 KB](2078)
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(3999) [PDF 1194 KB](721)
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。
密度、氮肥互作对小麦产量及氮素利用效率的影响
曹倩, 贺明荣, 代兴龙, 门洪文, 王成雨
摘要(3171) [PDF 930 KB](1795)
摘要:
为了探明小麦产量和氮素利用效率同步提高的最佳施氮量和种植密度,制定合理的栽培措施,实现高产高效提供理论依据,以大穗型品种泰农18(T18)和中穗型品种山农15(S15)为试材,在大田条件下设置4个播种密度(60、75、90和105 kg/hm2)和3个施氮水平(0、180和240 kg/hm2),研究了氮密互作对小麦子粒产量和氮素利用效率的影响。结果表明,播种密度和施氮量均显著影响冬小麦产量及构成因素,且两者间存在明显的互作效应;两因素中密度是导致产量变化的主导因素。子粒产量提高引起氮肥农学利用效率和氮肥吸收利用率的协同提高。综合考虑产量和氮素利用效率等因素,在本试验条件下,泰农18的适宜播量为102 kg/hm2,适宜的施氮量为180 kg/hm2;而山农15的适宜播量为83 kg/hm2,适宜的施氮量为180 kg/hm2。说明在冬小麦高产栽培过程中,可以通过调节施氮量和播种密度,充分利用氮密互作效应,在提高氮素利用率的同时,获得较高的子粒产量。