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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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钼对桃树叶片低温伤害的缓解作用
郜怀峰, 彭福田, 肖元松, 张亚飞, 王国栋, 孙希武, 贺月
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18274
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摘要:
目的研究低温胁迫下钼酸铵缓解桃叶片冻害的生理学和生物学机制,以期为生产中缓解桃树低温胁迫伤害提供理论参考。方法以20个叶片的毛桃实生苗为试材进行了钼酸铵适宜喷施浓度盆栽试验。设喷施不同浓度钼酸铵 (0%、0.01%、0.04%、0.08%、0.12%),每隔5天喷施一次,每次喷施50 mL,连续喷施三次。之后又进行低温 (0℃) 处理,在0℃下处理0 h、12 h、24 h、48 h后,测定叶片冻害指数、相对电导率、脯氨酸、可溶性糖等抗冻相关指标,筛选出最适钼酸铵浓度。低温生物学响应盆栽试验采用相同叶龄幼苗,钼酸铵喷施浓度为0.04%,同样体积和频次喷施三次后,进行幼苗在常温 (20℃) 和低温 (0℃) 处理,处理0 h、24 h、48 h后,取相同叶位功能叶片测定可溶性糖、脯氨酸、抗氧化酶活性和丙二醛含量,部分样品液氮速冻,–80℃保存,测定LOS5/ABA3P5CS1RCI3表达量。结果1) 钼酸铵喷施浓度试验表明,低温胁迫下,与CK相比,0.01%、0.04%、0.08%、0.12%钼酸铵处理的毛桃实生苗叶片冻害指数分别显著降低了23.8%、38.4%、29.6%、24.0%;相对电导率分别显著降低了5.10%、7.19%、3.77%、5.03%;叶片SPAD值、净光合速率降低幅度显著减缓;叶片中脯氨酸含量分别提高了0.89%、11.7%、8.54%、5.06%;可溶性糖含量分别提高了1.95%、9.64%、6.73%、4.50%。所有处理中以0.04%钼酸铵处理的效果最好。2) 生物学响应试验结果表明,在低温胁迫下,与CK相比,0.04%钼酸铵处理的桃实生苗叶片中LOS5/ABA3P5CS1RCI3表达量显著提高,处理24 h后分别提高了2.76倍、2.64倍、1.50倍;处理48 h后分别提高了 2.54倍、2.29倍、1.66倍;处理48 h后,叶片可溶性糖和脯氨酸含量分别显著提高了8.27%和8.69%,过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)、超氧化物歧化酶 (SOD) 活性分别显著提高了1.98%、11.79%、9.15%;丙二醛 (MDA) 含量显著降低了10.8%。结论低温胁迫下,桃实生苗喷施0.04%钼酸铵处理,可显著增加抗冻相关基因 LOS5/ABA3P5CS1RCI3的表达量,提高叶片可溶性糖、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,缓解低温胁迫下叶片细胞膜氧化伤害,减轻低温胁迫对桃实生苗的伤害。
乙烯利对苹果矮化砧T337幼苗硝态氮吸收、分配和利用的影响
李秀丽, 郑绪峰, 姜远茂, 魏绍冲
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18267
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摘要:
目的本试验探究叶片喷施乙烯利对苹果矮化砧T337幼苗15N-NO3吸收利用和分配的影响,为苹果生产中氮肥的合理施用提供科学依据。方法供试材料为T337幼苗,进行水培试验。幼苗先在NO3 浓度为10 mmol/L 的改良Hoagland营养液中预处理32天,然后饥饿培养7天,进行乙烯利处理试验。试验设叶面喷施乙烯利200 μL/L (E1) 和400 μL/L (E2) 2个浓度,以喷清水为对照 (CK)。分别于喷施后第0、4、8、12、16、20天取样测定幼苗的根系活力,根部和叶片中硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性;于第20天 (试验结束),取样分析幼苗15N吸收、分配及利用率。结果各处理苹果矮化砧T337幼苗根系活力随处理时间延长呈现先升后降的趋势,在第8天均达到最大值,不同处理间差异显著。6次取样检测结果,E1、E2处理的幼苗根系活力均明显高于CK,E2处理又高于E1。不同处理幼苗根和叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性均在处理后第8天达到高峰。E1、E2处理的两种酶活性在处理后12天内高于对照,16~20天低于对照。对照和E1处理的幼苗叶片中硝酸还原酶活性在20天内一直高于同时期的根系,而E2处理只在12天内叶片硝酸还原酶活性高于根系,16天后根系高于叶片。E1处理叶片干重明显高于对照,E2处理根系和叶片干重分别比对照增加87.0%和28.8%,幼苗根冠比也显著高于对照。乙烯利能够明显提高幼苗氮肥利用率,促进氮素向幼苗根系部位分配。E1和E2处理15N利用率分别比对照高出3.44个百分点和15.32个百分点,根系15N分配率比对照分别高33.32%、67.40%。结论叶面喷施乙烯利可以影响幼苗根系及叶片中硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,增加T337幼苗的生物量,提高根冠比;并且可显著提高幼苗对硝态氮的利用率,增大15N在幼苗根系中的分配率,其中以400 μL/L乙烯利的处理效果最好。
玉米秸秆“富集深还”与土壤亚表层培肥
窦森
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17316
摘要(255) HTML全文(36) PDF 2785KB(346) 相关文章
摘要:
由于长期浅耕,土壤亚表层不仅缺乏有机质,还过于紧实,急需找到一种简单而有效的快速松土培肥方法。本文简要总结了已有3种秸秆还田模式的优缺点,重点介绍了秸秆“富集深还”技术及田间操作要领,以及采用该技术还田的秸秆的分解速率和亚土层培肥效果。富集深还,即将玉米联合收割机抛洒在地表的秸秆,按条带大比例富集,使用专用筒式犁具,以风力注入的方式埋入土壤亚表层 (20—40 cm)。这种模式的最大特点是不扰动土层顺序、不影响第二年种植。秸秆埋置模拟试验表明,秸秆还田330天时,其分解率就达到65%以上,剩余秸秆腐殖化,使土壤有机碳含量增加10%~15%,土壤耕层由原来的15—18 cm增加到30—35 cm。秸秆深还对腐殖物质结构特征没有产生不良影响,对H/C、亲水性等指标还有改善作用,促使黑土胡敏酸结构简单化和年轻化。秸秆深还没有引起第二年玉米产量降低。因此,采用该方法,秸秆能够连年全量还田,实现了种还分离 (种植条带与秸秆深埋条带分离) 与免耕播种的有效结合,可打破犁底层,并快速提升犁底层土壤有机质含量,为土壤亚表层快速培肥及肥沃耕层构建提供技术手段。
农田土壤固碳与增产协同效应研究进展
徐明岗, 张旭博, 孙楠, 张文菊
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17340
摘要(281) HTML全文(51) PDF 434KB(377) 相关文章
摘要:
农田土壤固碳是提升土壤肥力、保障和实现农田持续稳定生产能力的关键所在。明确农田土壤固碳与作物增产的协同效应可为不同区域土壤培肥、维持和提升作物产量提供依据。农田土壤固碳明显受到气候、土壤属性、管理措施 (尤其是施肥和耕作)、轮作制度等因素的影响,且与农田作物产量密切相关,二者具有明显的协同效应。农田土壤有机碳与作物增产协同效应存在一定的阈值,且该阈值具有一定的区域差异。东北地区土壤有机碳阈值约为C 44~46 t/hm2,西北和华北地区约为C 22~28 t/hm2,南方地区约为C 33~37 t/hm2。经验方程和模型模拟结果表明,在不同区域,农田土壤每固定C 1.0 t/(hm2·a)有机碳,粮食作物产量可平均提升约0.7 t/hm2,但该响应值在各地区明显受到相应的环境及农田管理措施等因素的影响。深入理解农田固碳过程及其与作物生产力协同作用的机理,是指导不同区域合理培肥、提高土壤肥力、提高养分资源利用效率的关键举措。未来的研究方向和重点是明确不同区域农田土壤可实现的固碳潜力,进一步揭示集约化种植下农田土壤有机碳的固存机制,关注深层土壤有机碳固定对作物增产潜力的影响及贡献,并深入分析表征环境、人为因素等对农田土壤固碳增产协同效应的影响机制及调控原理。
中国农业科学院植物营养与肥料研究60年
白由路
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17474
摘要(282) HTML全文(67) PDF 419KB(381) 相关文章
摘要:
中国农业科学院植物营养与肥料研究经历了60年的发展历程。按照研究的重点,可大致可分为四个阶段,第一阶段为1980年之前的单一肥料肥效研究阶段,该阶段主要研究单一养分的肥料效应,为我国化学肥料工业发展提供了依据;第二个阶段是1980年至1990年,该阶段主要研究了氮磷钾营养元素的配合肥效与主要配合方式,为我国复合肥料的引进和发展提供了理论基础;第三阶段是1990年至2000年,该阶段主要进行平衡施肥技术研究,同时研究了中微量元素的肥料效应;2000年以后是第四阶段,该阶段可称为养分综合管理阶段,该阶段重点研究了精准施肥技术、测土配方施肥支撑技术、施肥与环境、新型肥料及节肥增效关键技术等,这些研究为保证我国粮食安全作出了重大贡献。
我国有机肥料资源及利用
牛新胜, 巨晓棠
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17430
摘要(256) HTML全文(69) PDF 804KB(317) 相关文章
摘要:
本文对近30多年来我国有机肥料资源与利用资料进行了统计概算,分析了我国有机肥料基础资源量估算结果不一致的原因。统计结果表明,当前我国有机肥料基础资源每年约57亿t实物量,其中畜禽粪尿约38亿t (鲜),人粪尿约8亿t (鲜),秸秆约10亿t (风干),绿肥约1亿t (鲜),饼肥约0.2亿t (风干)。折合N约3000万t、P2O5约1300万t和K2O约3000万t,N+P2O5+K2O养分总量约7300万t。然而,我国有机肥料资源利用率较低,主要原因包括社会、经济、政策、技术及推广等多方面。有机肥料资源收集、贮存和加工过程中养分损失严重,不仅导致其利用率低,也成为农业源环境污染的根源。发展种养结合循环农业,加强有机肥料资源收集、加工和施用各个环节的技术开发和相关设施的标准化建设是目前解决其利用问题的关键。坚持政府补助的优惠鼓励政策,推行市场主体参与运行管理,建立有机肥料资源收集、加工和利用的完整产业与利益链条是有机肥料资源化高效利用的社会、经济和政策保障。
大数据时代精准施肥模式实现路径及其技术和方法研究展望
何山, 孙媛媛, 沈掌泉, 王珂
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17317
摘要(340) HTML全文(46) PDF 457KB(246) 相关文章
摘要:
自上世纪70年代起,我国开展了田间养分精准管理方法与技术的研究和推广,包括测土配方施肥、土壤养分测试和作物营养诊断,积累了大量土壤类型、肥力等基础数据以及农村地籍调查、农业普查、作物需肥规律等田间养分管理相关数据。但田间养分精准管理目前依旧存在重研究、轻应用,重理论、轻技术,专业分工太细,分割化、碎片化严重,传统与现代融合不够,可实际应用的产品、技术较少,农户体验差等问题。日渐成熟的信息互联、互通、互享技术与平台,功能日益强化的人工智能技术等,为实现田间养分管理走向精细化、信息化与系统化,进而为实现跨越式发展提供了契机。本文从我国农田经营分散的实际国情出发,根据精准施肥原理、认识与定位,提出了“基准+精准”模式的田间养分管理方案,以测土配方施肥为基础,结合数据挖掘技术对现有数据进行综合分析,更新制定当年田间养分管理“基准”施肥方案,包括基肥和追肥的施用数量及施用时间,同时利用云GIS可实现农田数据的空间信息化和施肥方案田块化管理的可视化,为移动端施肥方案的推送和实现田块尺度上的信息化精细管理奠定基础。以数字图像无损诊断作为技术支撑,通过机器学习作物数字图像特征参数来建立营养诊断模型,判断得出作物营养胁迫种类及程度,从而对当季田间作物长势及营养状况进行准实时监测与评价,进而实现对田间“基准”施肥方案特别是追肥施用的“精准”修正。最后通过构建“云+手持终端+数字图像”系统架构实现“基准方案推送—无损诊断—精准修订—成效反馈—方案优化”的动态实施和更新,对测土配方施肥技术体系进行完善,同时实现相关成果更新和持续利用,解决成果应用的“最后一公里”问题。
我国60年来土壤养分循环微生物机制的研究历程—基于文献计量学和大数据可视化分析
孙波, 王晓玥, 吕新华
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17292
摘要(270) HTML全文(23) PDF 2417KB(330) 相关文章
摘要:
目的土壤养分循环是土壤肥力和作物生长的基础,土壤微生物是驱动养分循环的关键因子。挖掘微生物调控土壤–植物系统养分循环功能的潜力,已成为提高农田养分资源利用效率的发展趋势。通过梳理我国土壤养分循环和土壤微生物学交互研究的发展历史和脉络,审视与国际前沿研究比较的不足之处,指出未来的研究热点,促进我国在相关领域研究水平的提高。方法本文利用文献计量学及大数据可视化方法定量分析了60年来土壤养分循环和土壤微生物学交互研究领域的国内外的科学文献,研究了相关领域不同时期的发展与演变过程,对比了国内外土壤养分循环和土壤微生物学交互研究发展的异同点。主要进展分析表明国内研究主要分为起步期 (1981~1990年),发展期 (1991~2005年) 和定型期 (2006~2016年)。起步期的研究热点分散,主要研究了红壤、水稻土和紫色土中特定微生物和酶活性的肥力功能。发展期研究热点关联度加强,主要研究了红壤、黑土、水稻土中微生物量和酶活性的肥力和环境功能。定型期研究热点间的连接度不断增强,主要研究了土壤养分循环与微生物群落结构耦合的微生物学机制。通过与国际相关研究比较,国内学者追赶国际研究可以分为起步追赶期 (1990~2005年) 和快速追赶期 (2006~2016年)。在起步追赶期,国内学者追随国际上对碳氮转化与微生物交互研究的热点,但研究热点的关键词交互网络成熟程度低,侧重对红壤的研究,缺少对根际的研究。加速追赶期,国内学者从水稻土和根际方面强化了对养分转化微生物机制研究,开展了土壤微生物网络结构和功能的研究,但需要加强土壤生物网络结构和功能的实证研究。总体上,与国外相比,国内研究相对滞后,但发展迅猛,从简单关注酶活性,发展到微生物网络结构与土壤功能的交互。同时国内研究热点的关键词交互网络日益成熟,且与国际相比表现出趋同趋势,但仍需深入研究微生物群落结构演替对养分循环的驱动机制。结论与展望在未来研究中,应在建立养分利用率提升的区域微生物调控技术体系的同时,不断发展和完善土壤微生物结构和功能协同演变的理论体系。
作物营养从有机肥到化肥的变化与反思
周建斌
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17287
摘要(263) HTML全文(112) PDF 449KB(362) 相关文章
摘要:
二十世纪前,农业生产主要靠施用有机肥为作物提供营养,维持地力不衰,这一时期一般称为“有机营养”阶段。之后,化肥逐渐取代有机肥,成为作物养分的主要来源,农业生产进入以化肥养分供应为主的“无机营养”阶段。化肥的连续大量施用在作物增产方面发挥了巨大作用,也带来了不少问题,以致近年来出现了怀疑或否定农业生产中施用化肥的思潮。为此,本文回顾了植物营养学科的发展历程和我国化肥使用的历史,指出仅靠施用有机肥、种植豆科作物等传统的营养作物的方式难以满足农业生产对养分的需求,化肥与有机肥配合施用是我国农业发展的正确道路。目前生产中,化肥施用存在不合理和过量问题,有机肥施用方面,主要是集约化养殖业与种植业的不合理布局,存在种养分离,难以农业利用等养分管理问题。同时解决这两个问题,除采取已有的合理施肥技术及方法外,还应改变从植物营养角度只重视氮磷钾等无机养分的供应,拓宽为重视碳、氮、磷及钾等不同元素间的时空平衡关系;以农业生态系统养分资源高效循环利用为核心,采取不同方式实现有机–无机营养的结合,应避免陷入有机与无机营养的争论;从生物地球化学循环角度看待养分利用与管理问题,关注养分在田块、流域及区域尺度的流向及对土壤、水体及大气的影响;将科技与政策等有效结合,提高养分利用效率,减少养分损失,保障我国农业的健康持续发展。
重视有机营养研究与有机碳肥创新—关于植物营养经典理论的现代思考
廖宗文, 毛小云, 刘可星
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17315
摘要(284) HTML全文(34) PDF 407KB(351) 相关文章
摘要:
碳是17种必需营养元素之首,但长期以来对碳营养,尤其是有机碳营养的系统研究几乎为空白,由此导致了对作物碳饥饿的忽视。虽然作物可以通过光合作用从大气中获得碳,但仅能满足作物生长所需碳营养的1/5。实践已经证明,通过施肥补充碳营养供给是作物高产优质的有效技术途径,生产可有效提供碳素营养的肥料也为现代化肥工业提供了新的发展机遇。为适应这种需求,迫切需要拓展现有经典的矿质营养框架,在有机营养理论方面取得突破,构建有机矿质营养理论的新体系。本文提出了有机碳肥的概念,分析了有机碳肥的特点及施肥补碳的重要性,讨论了有机碳肥在平衡施肥中的应用,指出基于有机碳概念的新型肥料研发是重大技术前沿和现代植物营养理论中富有生机的学术生长点。
论作物养分效率及其遗传改良
米国华
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17283
摘要(264) HTML全文(135) PDF 580KB(263) 相关文章
摘要:
作物养分效率遗传改良已成为植物营养学重点研究领域之一,但对于养分效率的概念及其组成因素,以及养分高效性状依然存在很多认识误区,限制了养分高效育种成效。本文论述了养分效率及其相关指标的定义,从作物学、植物营养生理学、分子生物学和遗传学多个角度分析了养分高效吸收、养分高效利用的生理学决定因素及其对养分高效育种的启示。指出除了高通量养分高效表型分析技术的限制,还缺乏对田间水平上养分高效生理学机制的深入理解,不清楚养分高效的次级生理指标,已成为限制养分高效育种的因素之一。未来应该充分利用现代分子生物学研究手段,加强田间条件下的养分高效生理学机制研究,将养分吸收、分配、转运等生理过程与作物生长发育调控密切关联,关注群体种植条件下的最优植株性状,在田间实际生长条件下进行鉴定,才有可能获得实用的养分高效品种。
中国冬油菜产业氮肥减施增效潜力分析
张智, 丛日环, 鲁剑巍
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.17083
摘要(281) HTML全文(51) PDF 775KB(184) 相关文章
摘要:
目的在“化肥零增长”的背景下评估冬油菜氮肥减施潜力,为我国油菜产业高产高效的协同发展提供科学依据。方法本研究通过分析统计数据 (2005~2014年)、文献数据 (2000年至今) 以及油菜施肥 (2005~2015年) 和调查数据 (2009~2011年),定量研究了国内外油菜产量与氮肥偏生产力的差距,明确了我国冬油菜各主产省份氮肥推荐水平较农户水平的节氮空间,同时利用QUEFTS模型探讨了未来不同情景模式下我国冬油菜的节氮潜力。结果统计数据显示,近十年我国油菜产量接近于世界平均水平(1800 kg/hm2),冬油菜产量集中在1500~2100 kg/hm2,但远低于发达国家,且年均产量增幅较低。调查数据显示,国内农户水平施氮量普遍偏高,平均为188 kg/hm2,结合我国冬油菜种植面积 (6238×103 hm2) 和推荐水平施氮量 (平均162 kg/hm2),全国冬油菜氮素投入量可节省16.0×104 t,可节氮的主要省份为湖南、江苏、湖北、四川。其中,湖南、江苏节氮主要由于单位面积节氮空间较大,湖北和四川则因种植面积大而获得较大的节氮空间。分别以不施氮处理油菜吸氮 (N) 量 30、50、70 kg/hm2 (相当于油菜产量约为500、1000、1500 kg/hm2) 划分为低、中、高三个土壤供氮水平。在农户氮肥偏生产力水平 (PFPN,10.9 kg/kg) 的基础上,设置推荐水平为情景Ⅰ,PFPN依次增加5个单位分别为情景Ⅱ (国外一般水平)、情景Ⅲ (国外中等水平)、情景Ⅳ (国外较高水平),分析不同情景的冬油菜节氮潜力。结果显示,在低供氮条件下,当目标产量超过2500 kg/hm2时,至少达到情景Ⅱ (国外一般水平) 时才有节氮空间;而在中、高等供氮条件下,达到不同目标产量时均有一定的节氮空间。结论依据土壤基础供氮能力和油菜目标产量进行氮肥管理,并结合其他农艺管理措施,是实现油菜高产、氮肥减施增效的重要途径。
矿山生态型水蓼对施用猪粪土壤中磷的吸取净化效果
魏文静, 李廷轩, 张锡洲
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18282
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摘要:
目的针对猪粪不合理利用导致土壤中磷过剩和磷流失的突出问题,明确磷富集植物矿山生态型水蓼 (Polygonum hydropiper) 对施用猪粪土壤磷的吸取净化效果,为高效提取施用猪粪土壤中的过量磷,降低磷素的流失风险提供科学依据。方法采用微区模拟试验,根据农田磷肥安全用量 (< 200 kg/hm2),设1、2、3 kg/m2共3个猪粪用量,以不施猪粪为对照 (CK),共4个处理,每处理3次重复。在矿山生态型水蓼收获期 (移栽后3个月) 采集植物地上部,采用微波消解仪 (CEM MARS5, USA) 消解—全自动间断化学分析仪 (AQ2, UK) 测定植株磷含量,分析矿山生态型水蓼对猪粪处理土壤中磷的富集能力。在矿山生态型水蓼移栽前和收获后按5点采样法分别采取0—20 cm和20—40 cm土层土壤样品,测定土壤样品中的水溶性磷和有效磷含量,分析种植矿山生态型水蓼前后猪粪处理土壤中易溶性磷含量的变化情况。结果不同用量猪粪处理下,矿山生态型水蓼地上部生物量较不施猪粪处理分别显著增加了18.4、24.6和42.0 g/株,最大时高达不施猪粪处理的2.16倍。各猪粪处理矿山生态型水蓼地上部磷含量显著高于不施猪粪处理,较不施猪粪处理分别增高了0.60、0.91和1.49 g/kg,最高为施猪粪处理的1.53倍。矿山生态型水蓼地上部磷积累量随猪粪用量的增加而显著增大,较不施猪粪处理分别增加了P 84.0、124和236 mg/株,最高为不施猪粪处理的3.32倍。各处理下,种植矿山生态型水蓼后0—20 cm土层中的水溶性磷和有效磷含量与种植前相比均显著降低,水溶性磷含量降低了74.9%~81.5%,有效磷含量降低了48.9%~60.0%;20—40 cm土层的水溶性磷和有效磷含量均无明显变化。结论种植矿山生态型水蓼能显著减少表层土壤中水溶性磷和有效磷量,高效吸取净化猪粪带入土壤中磷。因此,在高磷含量的土壤上种植、收获矿山生态型水蓼,是降低土壤磷素流失风险的有效生物手段。
负压灌溉提高紫叶生菜的水分利用效率和根际微生物多样性
高翔, 张淑香, 龙怀玉
当前状态:  doi: 10.11674/zwyf.18245
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摘要:
目的针对目前设施农业中常用的灌溉方式容易造成土表水分蒸发和水肥流失,且不能按照作物所需自动供水供肥的现状,本研究探讨了负压灌溉提高紫叶生菜的产量和品质,以及水分利用效率和土壤微生物群落多样性的机理。方法在温室内进行盆栽试验,以紫叶生菜 (Lactuca sativa L.) 为试验材料,设置3个灌溉处理:常规灌溉、滴灌和负压灌溉。收获后,测定了紫叶生菜的产量,分析了品质 (维生素C、可溶性糖、花青素和硝酸盐含量),植株的养分 (氮、磷和钾) 浓度和吸收量,监测了土壤水分含量动态的变化,计算了水分消耗量和水分利用效率,分析了根际土壤微生物的多样性指数和细菌在门分类上的群落结构组成。结果负压灌溉下显著提高紫叶生菜的产量和品质,负压灌溉比常规和滴灌处理的产量分别显著提高了68.1%和29.0%,也提高了维生素C、可溶性糖和花青素的含量,减少了硝酸盐含量。与常规灌溉相比负压灌溉显著提高了紫叶生菜氮、磷、钾的浓度和含量,分别提高13.0%、14.4%、38.4%和90.2%、92.6%、135.5%。紫叶生菜在负压灌溉下耗水量最少,为9900 cm3,比常规和滴灌处理分别减少了23.8%和23.8%;负压下水分利用效率比常规和滴灌分别显著提高了122.2%和70.5%。同时负压灌溉处理下动态的土壤含水量处于10.3%~11.3%之间,变异范围低于常规和滴灌处理9.2%~11.6%。通过高通量测序紫叶生菜根际土壤微生物群落发现,负压灌溉处理下微生物多样性指数最高,表现为OTU、Chao1和Shannon指标的数值显著高于常规和滴灌处理,其数值分别为1808、2437和8.48,分别比常规灌溉处理显著提高了15.2%、15.7%和3.16%。同时也改变了细菌在门分类水平上组成的相对丰度,在负压灌溉处理下比常规和滴灌处理分别提高了放线菌门 (Actinobacteria),绿弯菌门 (Chloroflexi),疣微菌门 (Verrucomicrobia)和浮霉菌门 (Planctomycetes) 在细菌门分类上的相对丰度。结论本试验证明了负压灌溉系统通过土壤水肥平稳供应机制,实现了紫叶生菜高产优质且高效利用水分的目标。因此,负压灌溉系统相比常规和滴灌,显著提高了紫叶生菜的产量和品质、水分利用效率和根际微生物群落的多样性,为设施农业的可持续性发展提供科学依据。
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2019-06期目录
2019, 25(6): 1-5.  
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摘要:
双季稻田冬闲期土壤细菌数量及结构对施氮的响应
聂江文, 王幼娟, 吴邦魁, 刘章勇, 朱波
2019, 25(6): 889-896.   doi: 10.11674/zwyf.18229
摘要(192) HTML全文(97) PDF 643KB(37) 相关文章
摘要:
【目的】研究不同施氮水平对湖南双季稻区冬闲期土壤细菌结构与数量的影响,为双季稻区水稻可持续生产提供理论依据。【方法】依托湖南省双季稻区连续8年的定位试验,选取3个氮肥水平处理:CK(不施氮肥)、N1(施N 100 kg/hm2)、N2(施N 200 kg/hm2),取稻田冬闲期5—20 cm耕层土样,采用高通量测序和荧光定量PCR方法测定了土壤细菌数量与结构。【结果】与CK相比,N1、N2处理显著增加了双季稻产量,提升了冬闲期土壤总氮、全碳含量,降低了土壤pH、硝态氮及碳氮比 (P < 0.05)。N1和N2处理的细菌16s rDNA基因拷贝数分别为CK的48.25和 40.31倍。施氮显著增加土壤总细菌丰度,土壤细菌丰度与土壤全氮、碳氮比呈显著正相关,与土壤全碳呈显著负相关。施氮改变了冬闲期稻田土壤细菌的多样性及群落结构。与CK相比,N1处理提高了稻田土壤微生物多样性;N2处理显著增加稻田土壤细菌丰富度,但显著降低稻田土壤细菌多样性。此外,3个处理土壤菌群相对丰度最高的是Proteobacteria(变形菌门),达40.16%~51.16%。N2处理的变形菌门相对丰度显著高于CK与N1,N1处理的变形菌门相对丰度显著低于CK。3个处理属水平细菌相对丰度较高的是Anaerolineaceae_uncultured(厌氧绳菌属) 和Nitrospira(硝化螺旋菌属),其相对丰度分别为8.6%~14.56%和8.16%~11.46%。Spearman相关性分析显示,11个优势门菌群数量均与土壤化学性质存在显著相关性。稻田11个优势菌群的数量与土壤化学性质显著相关。【结论】湖南双季稻区施氮降低冬闲期稻田土壤pH和C/N比,低施氮水平可增加稻田微生物多样性,高施氮量虽然增加稻田细菌丰富度,但降低了微生物多样性。
脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响
张文学, 王少先, 夏文建, 孙刚, 刘增兵, 李祖章, 刘光荣
2019, 25(6): 897-909.   doi: 10.11674/zwyf.18237
摘要(87) HTML全文(73) PDF 1345KB(34) 相关文章
摘要:
【目的】在农业生产中,脲酶抑制剂 (urease inhibitor,UI) 与硝化抑制剂 (nitrification inhibitor,NI) 常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率。本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌 (ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌 (ammonia-oxidizing archaea,AOA) 以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响。【方法】试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1) 不施氮肥 (CK);2) 尿素 (U);3) 尿素 + 脲酶抑制剂 (U + UI);4) 尿素 + 硝化抑制剂 (U + NI);5) 尿素 + 脲酶抑制剂 + 硝化抑制剂 (U + UI + NI),3次重复。脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl) thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐)。通过荧光定量PCR (Real-time PCR) 研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳 (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE) 分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析。【结果】1) 荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2) DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌。【结论】在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠。
甘蔗宿根矮化病感病与非感病株根际土壤生物学性状及细菌群落结构特征
杨尚东, 郭霜, 任奎喻, 庞师婵, 张传进, 王帅帅, 谭宏伟
2019, 25(6): 910-916.   doi: 10.11674/zwyf.18484
摘要(71) HTML全文(59) PDF 598KB(11) 相关文章
摘要:
【目的】比较甘蔗宿根矮化病 (ratoon stunting disease,RSD) 感病植株与非感病植株根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征,旨在为构建甘蔗健康的根际微环境,筛选高效RSD生防细菌提供参考。【方法】通过田间调查和实验室鉴定,以甘蔗RSD感病植株为试材,非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株的根际土壤,并基于传统和现代高通量测序技术,分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株根际土壤的生物学性状和细菌群落结构特征。【结果】与甘蔗RSD非感病植株相比,感病植株根际土壤中指示土壤肥力与健康状况的生物学性状指标β-葡糖苷酶、磷酸酶和氨肽酶活性,以及微生物生物量碳、氮、磷显著降低;同时,指示细菌丰富度的Chao1指数和指示细菌多样性的Shannon指数显著下降。门分类水平与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Proteobacteria (变形杆菌门)、Actinobacteria (放线菌门)、Gemmatimonadetes (芽单胞菌门)和Nitrospirae (硝化螺旋菌门) 等优势门类细菌占比呈倍级降低,但Chloroflexi (绿弯菌门)、Acidobacteria (酸杆菌门)、Firmicutes (厚壁菌门)、Cyanobacteria (蓝细菌门)、Planctomycetes (浮霉菌门)、Bacteroidetes (拟杆菌门) 等优势门类细菌占比呈倍级增加;在属分类水平,与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Xanthobacteraceae (黄色杆菌属)、AcidothermusGaiellalesRoseiflexus (玫瑰菌属)、Micromonosporaceae (小单孢菌属) 和Nitrospira (硝化螺旋菌属) 细菌占比呈倍级降低,但Acidobacteria (嗜酸菌属) 细菌及部分未知菌属却呈倍级提高。【结论】甘蔗RSD感病植株根际微环境中指示土壤肥力的生物学指标显著降低,细菌丰富度和多样性显著下降,部分优势细菌门属占比发生剧变可能是导致甘蔗RSD发生的重要原因。
黄瓜连作土壤高温处理对根结线虫和枯萎病的影响
张广旭, 吕亭辉, 周娣, 郑世伟, 姚梦蝶, 余朝阁, 李天来
2019, 25(6): 917-924.   doi: 10.11674/zwyf.18252
摘要(262) HTML全文(262) PDF 686KB(9) 相关文章
摘要:
【目的】设施黄瓜连作导致根结线虫和枯萎病发生普遍且严重,利用夏季温室休闲期高温闷棚是解决上述土传病害安全而有效的途径之一。本试验模拟高温闷棚,研究不同温度处理连作土壤根结线虫和枯萎病的变化,旨在为利用太阳光进行温室高温消毒提供理论支撑。【方法】本试验以连作1~19茬‘津优30’黄瓜品种的土壤为试材,首先探明不同连作茬次黄瓜的根结线虫和枯萎病发生程度以及土壤中二者病原物种群数量的动态变化,然后对发病较重的第17茬连作土壤分别进行45℃、50℃、55℃和60℃的高温处理,最后测定比较不同温度处理后的土壤中病原物数量变化,并对高温处理后的土壤进行栽培试验,测量和比较两种病害的发生程度及植株各项生长指标。【结果】随着黄瓜连作茬次的增加,土壤中根结线虫和枯萎病菌的种群数量均增加,两种病害也逐茬加重,至第17茬两种病害的发病程度及其对应病原物的数量均达最高 (或次高) 水平;对第17茬黄瓜连作土壤进行45℃~60℃的高温处理,随着温度的升高,土壤中的根结线虫和枯萎病菌的数量均减少,当处理温度达55℃时可完全杀灭土壤中根结线虫,达60℃时可同时杀灭枯萎病菌;用高温处理的连作土壤栽培黄瓜秧苗,其根结线虫病和枯萎病的发生程度均随着处理温度的升高而减轻,当处理土壤的温度达到50℃和60℃以上时,根结线虫病和枯萎病分别被完全控制;另外,用60℃处理的连作土壤定植黄瓜,其后期植株生长指标和壮苗指数也显著优于对照。【结论】土传病害随连作茬次增加而加重主要是缘于土壤中病原物积累,定植前对土壤55℃以上的高温处理,可有效减少乃至完全杀灭土壤中根结线虫和枯萎病菌,从而减轻或杜绝两种病害的发生。
蚓粪减轻苹果砧木平邑甜茶幼苗连作障碍的土壤生物学机制
潘凤兵, 王海燕, 王晓芳, 陈学森, 沈向, 尹承苗, 毛志泉
2019, 25(6): 925-932.   doi: 10.11674/zwyf.18244
摘要(59) HTML全文(40) PDF 651KB(7) 相关文章
摘要:
【目的】有害真菌数量的增加是造成苹果连作障碍的主要原因。本文探讨了蚓粪对苹果连作障碍的防控效果以及作用机理。【方法】以苹果常用砧木平邑甜茶 (Malus hupeheusis Rehd.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤,取自山东省泰安市25年的红富士老果园。以连作土壤为对照 (CK),设灭菌连作土壤 (TM)、连作土壤施用蚓粪 (YF)、连作土壤施用灭菌蚓粪 (MYF) 共4个处理。幼苗生长一年后,测定平邑甜茶生物量、根系相关指标,分析土壤可培养微生物类群及土壤酶活性。【结果】与连作土壤CK相比,蚓粪(YF)和灭菌蚓粪 (MYF) 处理的平邑甜茶植株干重显著提高了351.1%和348.2%;蚓粪处理 (YF) 和灭菌蚓粪 (MYF) 处理都显著促进了平邑甜茶植株根系的生长,提高了植株根系的抗氧化酶活性和根系呼吸速率,两个处理间无明显差异;YF处理土壤细菌、放线菌数量分别增加了107.8%和97.7%,真菌数量减少了17.1%。实时荧光定量PCR结果显示,施入蚓粪后 (YF) 连作土壤中尖孢镰刀菌的数量下降了51.0%,MYF处理的尖孢镰刀菌数量降低了57.6%,YF和MYF两个处理间无显著差异;YF处理的土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比CK提高了97.9%、540.9%、213.1%和109.4%。【结论】在连作土壤上添加蚓粪或灭菌蚓粪,均可显著增加土壤中细菌和放线菌数量,降低真菌特别是尖孢镰刀菌数量,改善连作土壤微生物环境,进而减轻苹果连作障碍带来的危害,提高土壤酶活性,促进植株根系健康生长,提高平邑甜茶幼苗的生物量。
万寿菊秸秆用于苹果连作土壤生物修复材料的潜力
王晓芳, 赵玉文, 王玫, 王海燕, 盛月凡, 尹承苗, 陈学森, 毛志泉
2019, 25(6): 933-942.   doi: 10.11674/zwyf.18222
摘要(50) HTML全文(29) PDF 845KB(10) 相关文章
摘要:
【目的】万寿菊秸秆具有抑制有害微生物的作用,而苹果产业的可持续发展受到连作障碍的严重制约。本文研究了利用万寿菊进行连作土壤生物消毒的效果,为万寿菊秸秆的有效利用和苹果连作障碍的生物防控寻找可行的方案。【方法】2017年以平邑甜茶幼苗为试材,以26年苹果树下棕壤为供试土壤进行了盆栽试验。设4个万寿菊秸秆粉加入量0、12、30、60 g/kg,与土壤混合,浇水,幼苗移栽之前用薄膜覆盖15天,揭开晾7天。同时,设置一组不添加万寿菊粉也不用薄膜覆盖的处理作为对照 (CK)。在幼苗生长3个月后开始取植株样,每隔一个月取一次,共采集三次,同时采集土壤样品。测定了平邑甜茶幼苗生长指标、光合参数、根系呼吸速率、保护性酶活性及土壤微生物等相关指标。【结果】与不添加万寿菊粉处理 (0 g/kg) 相比,万寿菊粉不同添加量处理均能显著增加根系呼吸速率,提高根系保护性酶活性;提高了平邑甜茶幼苗叶片的光合参数,促进连作平邑甜茶幼苗生长;优化土壤微生物环境。综合各指标,以30 g/kg处理的效果最好,与不添加万寿菊粉处理相比,平邑甜茶幼苗的根系呼吸速率增加56.6%,根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别增加48.7%、113.5%、115.2%。株高、地径、地上部鲜重、叶片叶绿素含量分别增加183.3%、55.5%、221.5%和17.3%。净光合速率 (Pn) 提高了83.6%,水分利用效率 (WUE) 提高了57.1%。上述各指标均与0、12、60 g/kg处理差异显著。添加万寿菊秸秆粉处理土壤后,土壤细菌增加,真菌减少,12、30、60 g/kg添加量的土壤细菌/真菌比值分别为99.3、265.7、197.3,分别是不添加处理的1.4倍、3.7倍、2.7倍,处理间差异显著。土壤中的尖孢镰孢菌基因拷贝数均降低,分别比不添加万寿菊粉处理下降18.6%、57.1%、40.4%,处理间差异显著。T-RFLP结果表明,不添加万寿菊粉处理(0 g/kg) 与添加12 g/kg处理的真菌群落结构相似,30 g/kg与60 g/kg添加量的真菌群落结构较为相似,均与CK有明显差异。万寿菊添加量60 g/kg处理的各指标虽然优于对照,但不如添加量30 g/kg处理的。试验中发现连作土只覆膜处理虽然对各指标的改善有一定的作用,但效果不明显。【结论】在连作土壤上施用适宜量的万寿菊秸秆粉,能降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗根系的呼吸速率和保护性酶活性,促进幼苗的生长,提高幼苗的光合效率,有效缓解苹果连作障碍。因此,万寿菊秸秆粉是一种有效的连作土壤修复材料,其在生产实践中的适宜添加量需要进一步研究。
成都平原蚕豆高效根瘤菌的筛选及其促生功能初步评价
全紫曼, 陈远学, 刘明, 彭丹, 蒋帆, 周元, 邹兰, 徐开未
2019, 25(6): 943-952.   doi: 10.11674/zwyf.18207
摘要(40) HTML全文(24) PDF 693KB(5) 相关文章
摘要:
【目的】筛选适用于成都平原的高效广谱蚕豆根瘤菌,并对其相关促生功能进行初步评价,为成都平原高效蚕豆根瘤菌剂的研制与应用提供科学依据。【方法】供试6株根瘤菌由课题组前期分离自成都平原,其与四川主栽蚕豆‘大白蚕豆’匹配良好,采用常规方法测定了这6个菌株分泌生长素及溶磷能力。菌株与蚕豆品种匹配试验采用低氮砂培法,供试蚕豆品种为成都平原主栽品种‘成胡14’、‘成胡15’;两个品种的蚕豆种子播种后,分别接种6个菌株,以不接种为对照 (CK),光照 (控温22~25℃、光照强度2800 lx左右、日照时间14 h) 下培养41天后收获,测定植株生物量和根瘤数。然后,对匹配性试验筛到的两株高效广谱根瘤菌进行田间验证,供试蚕豆品种为成胡15,将2个根瘤菌制备的菌剂 (活菌数5.0 × 108 CFU/g以上,载体为泥炭) 进行拌种,以不接菌处理的灭菌泥炭为对照。在盛花期 (生育期105 d) 采样测定株高、根瘤数、地上部分植株干重;收获期 (生育期200 d) 采样测产;测定两个时期植株样品氮、磷、钾含量。盛花期采用BOX-PCR分子标记法测定接种根瘤菌占瘤率,同时提取接种菌株SCAUf73、SCAUf76 的总DNA,比较接种菌株及相应根瘤类菌体根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指纹图谱。用多位点基因序列分析法对田间验证的优良菌株SCAU73进行分类地位研究。【结果】1) 通过匹配性砂培试验,筛选到2株与2个成都平原主栽蚕豆品种均高效匹配的根瘤菌SCAUf73、SCAUf76。SCAUf76、SCAUf73能使‘成胡14’、‘成胡15’植株干重较CK显著增加40.5%~ 61.6%。2) 通过两株菌田间接种试验发现,接种SCAUf76处理的蚕豆产量与CK差异不显著;接种SCAUf73处理蚕豆植株干重、全氮含量等指标均高于CK,籽粒鲜产比CK显著增加25.0%,并显著高于SCAUf76,其占瘤率达到33%。3) 多位点基因序列分析表明,SCAUf73可能是Rhizobium的一个新类群。4) 促生性试验表明,6株菌都能分泌生长素 (IAA),最大分泌量为21.0 mg/L(SCAUf76);供试菌株的溶磷能力不明显。【结论】从成都平原上筛选的6个菌株中,SCAUf73具有分泌IAA能力,与蚕豆接种后,占瘤率达33%,可显著促进蚕豆氮素吸收积累,提高蚕豆籽粒产量。与成都平原的主栽蚕豆品种匹配的高效广谱根瘤菌SCAUf73,适用于成都平原的蚕豆生产。
UPLC-MS/MS同时测定土壤中19种植物激素方法的建立和验证
卢玉秋, 宋阿琳, 唐治玉, 李艳玲, 董炜灵, 王恩召, 唐治喜, 范分良
2019, 25(6): 953-962.   doi: 10.11674/zwyf.18129
摘要(49) HTML全文(36) PDF 503KB(13) 相关文章
摘要:
【目的】本文旨在建立土壤中多种植物激素的提取及超高效液相色谱串联质谱法,并用此方法同时测定土壤中茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素,玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯、脱落酸、赤霉素、水杨酸共19种植物激素含量。【方法】以根标土壤为试验材料,采用异丙醇︰水︰甲酸 (80︰19︰1,V/V/V) 作为提取剂,经过超声、离心后得到植物激素提取液,提取液于常温条件下真空浓缩至干,采用甲醇进行复溶,得到植物激素待测液。采用Waters ACQUITYUPLC® HSST3色谱柱对19种植物激素进行分离,以0.30 mmol/L甲酸铵水溶液 (含0.01%甲酸) 作为流动相A和0.30 mmol/L甲酸铵乙腈 (含0.01%甲酸) 作为流动相B进行梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,柱温为30℃;采用超高效液相色谱串联质谱,多反应监测离子模式进行定性定量分析,其中,茉莉酸、吲哚-3-乙酸、反式玉米素、玉米素核苷、异戊烯基腺嘌呤、吲哚-3-丁酸、N6-异戊烯基腺嘌呤、独脚金内酯、玉米素、二氢玉米素核苷、吲哚-3-丙酸、吲哚-3-乙酸甲酯、二氢玉米素、吲哚-3-羧酸、茉莉酸甲酯、油菜素内酯采用正离子模式扫描,脱落酸、赤霉素、水杨酸采用负离子模式扫描;采用外标法测定植物激素回收率。【结果】在本试验浓度范围内,上述19种植物激素浓度与对应峰面积的相关系数 (r) 均大于0.99,检出限介于0.02~1.06 ng/g之间,19种植物激素的加标回收率为70.2%~117%,相对标准偏差介于0.20%~7.3%之间。采用优化后的实验方法测定土壤中的植物激素,结果检测出吲哚-3-乙酸、吲哚-3-羧酸、吲哚-3-乙酸甲酯、水杨酸和独角金内酯5种植物激素,含量为0.55~5.79 ng/g。【结论】本方法前处理不需要过夜浸提,加入二氯甲烷后,超声离心浓缩复溶后可直接进样检测,大大缩短了样品的前处理时间,超高效液相色谱串联质谱法操作简单,选择性好,灵敏度高,可实现土壤样品中多种植物激素的同时检测,为土壤中植物激素的深入研究提供了一种有效的研究方法。
水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程中磷素形态变化的影响
王砚, 李念念, 朱端卫, 周文兵, 陈焰鑫, 伍玉鹏
2019, 25(6): 963-971.   doi: 10.11674/zwyf.18279
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摘要:
【目的】明确秸秆预处理加快堆肥效率的同时,考察其是否能对堆体中磷的转化产生影响。【方法】通过添加秸秆腐熟剂 (B) 和氢氧化钙 (C) 分别对水稻秸秆进行10 d (B1、C1) 和20 d (B2、C2) 的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照 (CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了水稻秸秆的改变程度,并用传统方法分级测定了堆肥过程中连续浸提的磷形态。【结果】秸秆腐熟剂预处理对秸秆结构破坏性更强,且预处理时间越长效果越好。秸秆腐熟剂预处理可缩短堆肥高温期,促进水稻秸秆与猪粪混合堆肥的进程,而氢氧化钙预处理则并无明显效果。堆肥结束后,C1和C2的总磷含量分别为26.47和23.68 g/kg,CK为22.51 g/kg;而B1和B2处理分别高达29.84和32.88 g/kg。不同处理堆体中各形态磷含量差异较大,但整体来看各形态总磷含量高低依次为HCl-P > NaHCO3-P > H2O-P > NaOH-P。从植物有效磷 (H2O-P+NaHCO3-P) 含量上来看,秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理 (B1和B2分别为14.44和13.74 g/kg,C1和C2分别为12.27和12.02 g/kg)。不同的秸秆预处理时间对堆肥过程中磷素形态的转变影响不大,但与氢氧化钙预处理组相比,秸秆腐熟剂预处理更有利于NaOH-Po向NaOH-Pi的转化。【结论】秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理破坏性强于氢氧化钙预处理,且预处理时间越长效果越好。预处理有利于促进秸秆、猪粪混合堆肥过程中磷植物有效性的提高,且秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理。
复合污染土壤上几种叶类蔬菜对Cd和As的富集效应
孟媛, 张亮, 王林权, 上官宇先, 杨阳, 李雪芳, 李娜
2019, 25(6): 972-981.   doi: 10.11674/zwyf.18277
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摘要:
【目的】不同蔬菜镉、砷富集系数各异,对镉和砷污染土壤的响应也不同。研究复合污染土壤上不同叶类蔬菜对Cd和As的积累效应,为轻度–中度Cd和As污染土壤的合理与安全利用提供适宜的蔬菜种类。【方法】采集了西安市12个污染程度不同的菜地耕层土壤,于2015年3月6日—5月26日在西北农林科技大学资源环境学院遮雨大棚内进行了盆栽试验。供试7种叶菜,包括菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿。蔬菜收获后,测量了蔬菜产量、Cd和As含量与吸收累积量,计算了蔬菜对Cd和As的富集系数等,并用线性回归模型研究了不同蔬菜栽培的土壤Cd和As安全临界值。【结果】镉污染土壤 (0.6~2.4 mg/kg) 对大多数蔬菜生物量有抑制效应,中、低浓度镉砷复合污染 (Cd 1.0~2.4 mg/kg,As 24.9~26.8 mg/kg) 对供试蔬菜生长没有叠加效应。镉污染土壤上,菠菜、油菜、苋菜叶、生菜可食部Cd含量均超出食品安全限量标准(0.2 mg/kg),其中菠菜和油菜Cd最高超标4倍以上;而茼蒿和空心菜茎秆Cd未超标。虽然供试蔬菜砷含量随着土壤砷含量增加有升高趋势,但叶菜As含量没有超标。7种蔬菜Cd富集系数为0.083~0.491,高低顺序为油菜、菠菜、生菜和苋菜叶 > 油麦菜、苋菜茎和空心菜叶 > 空心菜茎和茼蒿。菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿土壤Cd安全临界值分别为0.33、0.38、0.46、1.15、0.59~1.79、1.49~8.16和8.98~17.11 mg/kg,其中菠菜、油菜和生菜阈值与现行标准 (0.3~0.6 mg/kg) 相当,而油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿均大于土壤重金属污染限量值。As富集系数为0.002~0.006,空心菜叶和茼蒿叶片As富集系数显著高于其他蔬菜。7种蔬菜的土壤As临界阈值分别为62.31、70.35、70.21、67.41、67.86~90.43、57.21~75.70和72.43~105.06 mg/kg,均高于现行标准 (25 mg/kg)。【结论】中等程度的Cd和As复合污染土壤上,Cd对蔬菜的生长有显著的抑制,As与Cd没有叠加作用。不同蔬菜的产量、污染程度和安全阈值等有显著差异,因此选择低富集、抗污染蔬菜品种是利用中低重金属污染土壤的一条可行途径。空心菜和茼蒿对Cd富集系数低,可推荐在中、低污染土壤上种植。
镉胁迫下生物炭与锌/钾叶面肥促进烟草生长降低镉富集的协同效应
刘领, 悦飞雪, 李继伟, 李冬, 王艳芳
2019, 25(6): 982-990.   doi: 10.11674/zwyf.18283
摘要(265) HTML全文(47) PDF 678KB(21) 相关文章
摘要:
【目的】生物炭和叶面肥在单独调控重金属胁迫条件下植物生长及重金属离子吸收方面的应用价值已被一些研究证实,然而它们在土壤重金属镉污染修复中的耦合效应及其机制尚不十分清楚。烟草为镉易富集植物,研究生物炭和锌/钾叶面肥单施或联合施用对烟草生长和镉富集特性的影响,为镉污染土壤的修复及烟草安全生产提供理论依据。【方法】采用盆栽模拟轻度土壤镉污染胁迫试验,供试烟草品种为‘中烟100’。设置6个试验处理:对照 (CK)、土施生物炭20 g/kg (B)、喷施0.5%ZnSO4叶面肥 (Zn)、喷施0.5%KH2PO4叶面肥 (K)、生物炭 + 喷施ZnSO4叶面肥 (B + Zn)、生物炭 + 喷施KH2PO4叶面肥 (B + K),每个处理重复8次。将烟草分割为根、茎、下部叶 (从下到上1~5片)、中部叶 (6~10片)、上部叶 (11~15片) 5部分。测定株高、生物量、丙二醛含量 (MAD)、超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT) 活性、烟株各部位的镉含量,计算了镉富集和转运系数,分析了土壤中镉形态的变化。【结果】1) 单独施用叶面肥较单独施用生物炭更有利于增强镉胁迫下叶片的抗氧化性能,促进烟株生长。与B处理相比,Zn和K处理的MDA含量分别降低12.8%和15.1%,POD活性分别增加32.2%和29.9%,CAT活性分别增加25.5%和18.2% (P < 0.05),Zn和K两处理之间的抗氧化酶活性无显著差异 (P > 0.05)。单独施用生物炭较单独施用叶面肥更有利于降低土壤中镉的生物有效性。与Zn和K处理相比,B处理的土壤弱酸提取态镉含量分别降低19.0%和19.3%,可还原态镉含量分别降低22.3%和23.9% (P < 0.05)。单独喷施叶面肥对土壤镉形态无显著影响 (P > 0.05)。2) 生物炭和叶面肥配施具有叠加效应,且B + Zn处理对促进镉胁迫下烟株生长和减少烟株镉吸收方面效果大于B + K处理。与CK、B、Zn处理相比,B + Zn处理的株高分别增加52.8%、25.9%和11.8%,地上干重分别增加146%、89.1%和45.3%,SOD活性分别增加29.8%、19.7%和11.0%,POD活性分别增加94.0%、64.1%和24.1%,CAT活性分别增加183.8%、90.9%和52.2%,烟株根镉含量分别减少53.9%、25.2%和31.6%,茎镉含量分别减少74.5%、53.9%和63.7%,上部叶镉含量分别减少63.1%、18.8%和40.1%,中部叶镉含量分别减少63.6%、27.7%和35.3%,下部叶镉含量分别减少63.8%、34.1%和46.9%,烟株镉生物富集系数分别降低64.4%、31.0%和48.4%,镉生物转运系数分别降低33.3%、20.2%和28.5%,土壤中弱酸提取态镉含量分别降低19.5%、7.5%和19.0%,土壤中还原态镉含量分别降低22.9%、2.0%和20.8%,土壤中可氧化态镉含量分别增加62.5%、5.6%和54.6%,土壤中残渣态镉含量分别增加206.9%、10.7%和174.7%。与B + K处理相比,B + Zn处理的烟株地上干重增加18.3%,上部叶、中部叶、下部叶镉含量分别减少8.4%、13.9%和16.9%,镉生物富集系数和转运系数分别降低20.8%和8.5%。【结论】在镉污染胁迫下,土施生物炭可以降低土壤中镉的生物有效性,减少烟草的吸收。叶面喷施锌、钾肥可以提高烟草植株的抗氧化性能,促进烟株生长。生物炭配合叶面肥具有明显的协同作用,降低烟草中镉的运转系数和富集系数的效果显著高于锌/钾叶面肥单独施用。在本试验条件下,生物炭配合喷施硫酸锌的效果好于生物炭配合喷施磷酸二氢钾,可作为提高烟草生产安全及土壤镉污染修复的一项有效措施。
河南省玉米施肥效应对基础地力的响应
徐霞, 赵亚南, 黄玉芳, 汪洋, 孙笑梅, 叶优良
2019, 25(6): 991-1001.   doi: 10.11674/zwyf.18240
摘要(63) HTML全文(53) PDF 767KB(27) 相关文章
摘要:
【目的】整理2005—2013年在河南省布置的885个玉米“3414”田间试验,分析不同地力水平下玉米施肥后的增产效果、经济效益及氮、磷、钾肥利用效率,明确不同地力水平下河南省玉米施肥效应,为科学施肥提供理论依据。【方法】选取其中5个处理CK (N0P0K0)、–N (N0P2K2)、–P (N2P0K2)、–K (N2P2K0) 和NPK (N2P2K2) 的试验结果。按CK处理产量将供试885个试验地土壤基础地力划分为 < 4 t/hm2、4~6 t/hm2、6~8 t/hm2、> 8 t/hm2四个水平,收集了玉米施用氮、磷、钾肥的增产量、增产率、产值、施肥成本、施肥利润和产投比,计算了各施肥处理的农学效率、偏生产力、肥料贡献率、地力贡献率。【结果】四个地力水平的试验地样本量分别占总样本的15.35%、49.42%、29.42%、5.81%。NPK处理的增产量在四个地力水平下依次为3.04、2.49、1.88和1.12 t/hm2,且各地力水平间差异显著。增产率表现出和增产量一样的变化趋势,且下降趋势更明显。基础地力产量 < 4 t/hm2时,NPK处理的增产率平均达93.23%,而基础地力产量 > 8 t/hm2仅为14.44%。在施肥经济效益方面,各施肥处理的产值、施肥利润及产投比均随地力水平的提高而升高,各地力水平间差异显著。其中NPK处理的产值、施肥利润及产投比在地力产量 < 4 t/hm2时分别为10238元/hm2、8862元/hm2和5.75,在基础地力产量 > 8 t/hm2时分别为15407元/hm2、13736元/hm2和8.05。河南省土壤地力对玉米产量的贡献率平均为69.99%,各地力水平下的地力贡献率随地力水平的提高而显著提高,四个地力水平的地力贡献率平均依次为53.24%、67.68%、78.80%和86.63%。土壤氮素、磷素、钾素地力贡献率平均分别为78.32%(40.72%~100%)、88.47% (70.40%~100%)、90.02%(78.27%~99.31%),总体以钾地力贡献率最大,磷地力贡献率次之,氮地力贡献率最小。从地力水平变化的角度来看,氮素、磷素、钾素地力贡献率均随地力水平的提高而逐渐增高,其中各地力水平下土壤氮素的地力贡献率分别为65.08% (< 4 t/hm2)、77.04% (4~6 t/hm2)、85.32% (6~8 t/hm2)、90.47% (> 8 t/hm2)。不同地力水平下各施肥处理的偏生产力随地力水平的提高而显著升高,农学效率和肥料贡献率总体随地力水平的提高而下降,说明提高基础地力可降低玉米产量对外源肥料的依赖性。【结论】提高土壤基础地力能够促进玉米增产、增收,降低玉米对外源肥料的依赖。河南省玉米生产中应重视土壤培肥,并根据不同地力水平合理施肥以保证玉米高产稳产、提高养分利用效率、节本增收。
江苏泰州市稻−麦轮作体系土壤氮磷钾养分平衡状况
崔振
2019, 25(6): 1002-1009.   doi: 10.11674/zwyf.18106
摘要(77) HTML全文(35) PDF 532KB(11) 相关文章
摘要:
【目的】本文旨在评价泰州市稻麦轮作耕地养分平衡情况,为推进耕地质量提升、减轻农业面源污染提供理论依据,对今后耕地质量建设与保护工作提出对策和建议。【方法】以江苏省耕地质量监测数据库中2012—2017年泰州市20个省级耕地质量监测点的肥料投入和作物产量数据为基础,根据不同作物产量与养分吸收的关系测算出各监测点养分投入和吸收数据,并据此计算养分平衡率,利用SPSS软件对不同农区、不同年度的上述数据进行统计分析。【结果】该市近年来氮肥投入总量基本稳定,磷肥、钾肥投入逐年上升,2017年增加显著。不同农区、不同年度的作物产量间没有显著性差异,年均产量为小麦籽粒4705.5 kg/hm2,小麦茎杆5220.3 kg/hm2,水稻籽粒7049.2 kg/hm2,水稻茎杆7511.5 kg/hm2。全市耕地土壤氮肥、磷肥盈余,钾肥亏损。氮肥年均盈余率为117.53%,磷肥年均盈余率为24.19%,钾肥年均亏缺率为−49.04%。土壤氮肥盈余率较为稳定,年度间变化不显著。磷肥盈余率呈现逐年上升趋势,但没有显著差异。钾肥亏缺率呈现逐年下降趋势,2017年钾肥亏缺率为−36.19%,显著低于其他年份。各区土壤养分盈亏情况均为氮、磷盈余,钾亏损。氮肥以里下河区盈余率最高,为139.53%,显著高于高沙土区(106.27%)和沿江区(106.71%)。磷肥盈亏率各区之间没有显著性差异。钾肥以高沙土区亏缺率最低,为−40.96%,显著低于里下河区(−57.73%)和沿江区(−48.19%)。【结论】泰州市近年来肥料投入整体符合“减氮控磷、补施钾肥”的原则,有效保证了当地作物的稳定高产,但各农区土壤养分盈亏状况不同,氮磷钾养分盈亏变化趋势也不完全相同。因此,应根据各区具体盈余及变化,调整氮磷钾施肥量。
日光温室冬春茬番茄优化滴灌肥水管理参数研究
李若楠, 黄绍文, 史建硕, 王丽英, 唐继伟, 袁硕, 任燕利, 郭丽
2019, 25(6): 1010-1021.   doi: 10.11674/zwyf.18342
摘要(37) HTML全文(27) PDF 532KB(8) 相关文章
摘要:
【目的】合理的滴灌肥水管理是提高番茄生产效益的重要技术。本文研究了番茄不同生育阶段适宜的滴灌参数,为优化关键期肥水施用,确定简便量化滴灌方案,实现设施番茄肥水精量化管理提供科学依据。【方法】供试作物为日光温室冬春茬番茄,品种为荷兰瑞克斯旺1404。灌水方式为滴灌,除基肥外,追肥随水滴施。试验设低量、中量、高量3个灌水量 (分别以W1、W2、W3表示) 和低量、中量、高量3个施肥量 (分别以F1、F2、F3表示),共9个水肥组合处理。W2水量和F2肥量为滴灌番茄相对适宜水肥用量。在F2下,W1、W2、W3处理安装土壤水盐原位监测设备,实时监测0—100 cm土体水分变化。【结果】1) 随着滴灌水量的增加,番茄产量、养分吸收量、土壤含水量显著增加,但品质显著降低,土壤养分呈现向深层迁移趋势。与W1处理相比,W2和W3处理总产量增加6.8%~12.0%,单果增重6.8%~8.6%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加5.9%~11.7%、8.9%~20.3%、8.0%~8.3%,主根区0—40 cm土体开花至拉秧期间平均体积含水量增加3.5~5.9个百分点,但果实Vc含量降低4.6%~17.0%,可溶性固形物含量降低5.4%~9.7%,0—40 cm土体硝态氮残留量降低17.4%~37.6%,0—20 cm土层有效磷含量降低16.5%~26.2%,而20—40 cm土层有效磷、速效钾含量分别增加5.0%~32.0%、4.3%~8.8%。2) 随着滴灌施肥量的增加,冬春茬番茄产量略有提升,养分吸收量和表层土壤养分残留量显著增加,而果实硝酸盐、可滴定酸、Vc、可溶性固形物含量没有显著变化。与F1处理相比,F2和F3处理总产量仅增加2.0%~3.1%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加6.0%~14.7%、7.5%~15.7%、11.9%~19.7%,0—40 cm土体硝态氮、有效磷、速效钾残留量分别增加71.7%~218.9%、28.9%~57.6%、0.9%~11.3%。3) 综合水肥效应,供试条件下W2F1处理能保证较高产量和较优品质,同时降低土壤养分残留,为较合理的肥水组合处理;若仅考虑产量效应,以W3F3处理最优。【结论】冬春茬番茄主根区0—40 cm土体相对含水量“适宜值”/“控制下限”在第1、2、3、4、5穗果座果时,分别为69%/62%、78%/67%、78%/67%、87%/77%、87%/77%;在第5穗果膨大至直径3~4 cm、6~7 cm及采收前三个时期,分别为87%/77%、69%/62%、56%/50%。第4穗果实形成期间 (5月份),1~5穗果实同时膨大,此时滴灌肥水管理对产量的形成较为关键。在与供试条件相近的温室,推荐冬春茬番茄 (保留5穗果实) 在基施商品有机肥22.5 t/hm2基础上,开花期和果实形成期分别选择N–P2O5–K2O配比接近22–12–16和19–6–25的全水溶滴灌专用肥,从第1穗果开花至坐果开始滴灌肥水,10~12天滴灌1次,水量依次控制在90、195、195、270、270、270、195、120 m3/hm2,施肥量依次控制在37.5、75、75、75~150、75~150、75~150、75、75 kg/hm2,定苗缓苗水按常规管理进行,能保证较高产量水平140~150 t/hm2
脱盐味精尾液对Na2CO3胁迫下小白菜种子萌发和幼苗生长的影响
许猛, 袁亮, 李伟, 李燕婷, 赵秉强
2019, 25(6): 1022-1031.   doi: 10.11674/zwyf.18281
摘要(40) HTML全文(30) PDF 761KB(9) 相关文章
摘要:
【目的】外源氨基酸能够缓解氯化钠对作物的胁迫,但其能否缓解毒害作用更大的碱性盐 (Na2CO3) 胁迫尚无定论。本文研究了富含多种氨基酸的脱盐味精尾液制剂 (以下简称尾液) 对Na2CO3胁迫下小白菜种子萌发、幼苗生长和生理指标的影响,旨在为该类制剂在农业生产中,特别是盐碱土地区的推广应用提供科学依据和理论指导。【方法】供试脱盐味精尾液粗蛋白含量为47.62%,游离氨基酸以谷氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、甘氨酸、亮氨酸、色氨酸等为主,总含量为15.4%,Na+含量1.2%,pH 3.9 (固水比为1∶250)。以小白菜 (Brassica chinensis L.) 种子和幼苗为供试材料,分别进行萌发试验和幼苗培养试验。种子萌发采用标准发芽试验方法,种子在0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 g/L尾液中浸种12 h后,分别移至含5 mL 0、10、20、30 mmol/L Na2CO3溶液的培养皿中萌发,测定其发芽势、发芽率、胚根长和胚芽长。幼苗培养试验选取整齐一致的幼苗,缓苗后,于营养液中分别加入0、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8 g/L的尾液和0、2.5、5、10 mmol/L Na2CO3进行培养。在碱害明显后,取样测定生长量、SPAD值、根长、株高以及叶片超氧化物歧化酶 (SOD) 活性、过氧化氢酶 (CAT) 活性、过氧化物酶 (POD) 活性、丙二醛 (MDA) 含量、超氧阴离子自由基 (\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}) 产生速率、脯氨酸 (Pro) 含量等生理指标。【结果】1) 在同一浓度的Na2CO3胁迫下,随尾液浓度的增加,小白菜种子的发芽势、发芽率、胚根长和胚芽长均表现出先上升后下降的变化规律,以添加0.1 g/L尾液的缓解效果最佳。2) 在同一浓度Na2CO3胁迫下,低浓度尾液 (0.05~0.1 g/L) 能够提高小白菜幼苗生长量、SPAD值,同时保持Pro含量,提高抗氧化酶活性,降低\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}产生速率和MDA含量;当尾液浓度增加到0.4 g/L和0.8 g/L时,叶片\begin{document}${\rm{O}}_2\!^{\bar \dot{\rm {}}}\;$\end{document}产生速率和MDA含量明显上升,同时小白菜生长量、SPAD值、根长和株高均大幅下降,显著抑制了小白菜幼苗的生长。3) 在2.5 mmol/L Na2CO3条件下,尾液浓度以0.05 g/L效果最好,而在5 mmol/L Na2CO3和10 mmol/L Na2CO3条件下,尾液浓度以0.1 g/L效果最好。【结论】脱盐味精尾液可在一定浓度范围内缓解Na2CO3对小白菜种子萌发和幼苗生长的抑制作用。在外源Na2CO3浓度为10~30 mmol/L时,用0.1 g/L尾液浸种能够促进种子萌发,缓解Na2CO3对小白菜种子萌发的抑制作用;在Na2CO3 2.5~10 mmol/L条件下,在营养液中补充0.05~0.1 g/L的尾液能够提高小白菜幼苗叶片抗氧化酶活性,增强叶片光合作用,显著提高幼苗生长量,缓解Na2CO3对小白菜生长的抑制作用。
稻草还田对设施切花菊品质及连作土壤养分的影响
张凯凯, 陈慧杰, 赵佳淼, 江泾, 管志勇, 房伟民, 陈发棣, 赵爽
2019, 25(6): 1032-1037.   doi: 10.11674/zwyf.18209
摘要(42) HTML全文(21) PDF 520KB(6) 相关文章
摘要:
【目的】针对设施切花菊连作土壤质量严重下降切花菊品质逐年下降的现象,研究探讨暗管排水 (埋管最适间距 2 m)条件下,稻草还田措施对设施切花菊‘神马’连作土壤理化性质及品质的改善效果。【方法】试验设5个处理:1) 无暗管和无秸秆还田 (CK);2) 有暗管和无秸秆还田 (PS0);3) 有暗管和800 kg/hm2秸秆还田 (PS800);4) 有暗管和1600 kg/hm2秸秆还田 (PS1600);5) 有暗管和2400 kg/hm2秸秆还田 (PS2400)。 测定温室耕作层土壤 (0—15 cm) 养分含量、阳离子交换量、全盐含量以及植株主要生理指标。【结果】暗管排水条件下,不同稻草还田量均可显著增加土壤中的有机质含量、有效磷含量及速效钾含量。与CK相比,1600 kg/hm2稻草还田量处理后土壤碱解氮含量最低,而土壤的阳离子交换量与其他处理相比分别增加了32.7%、23.6%、11.4%、8.23%;除此之外,各稻草还田处理均可有效降低土壤pH值、土壤全盐量及电导率,其中1600 kg/hm2稻草还田量处理后土壤耕作层电导率最低,为167 μS/cm,相比CK下降了31.1%;各稻草还田处理使切花菊的株高、茎粗、舌状花数、花鲜重和生物量等主要生理指标显著提高,切花菊‘神马’的株高、舌状花数、生物量在1600 kg/hm2稻草还田处理下显著高于其他处理。【结论】1600 kg/hm2稻草还田量为本试验综合效果最佳的处理,其对设施切花菊‘神马’土壤理化性质改善明显,土壤肥力增加显著,切花菊品质提高最佳。
专题综述
根系分泌物抑制连作障碍线虫病的根际调控机制及其应用
刘彤彤, 卢巧芳, 王男麒, 王天琪, 刘环环, 左元梅
2019, 25(6): 1038-1046.   doi: 10.11674/zwyf.18284
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摘要:
作物长期连作极易出现连作障碍 (再生病害),本文围绕因传统耕作模式和种植习惯而诱发的新疆棉花、黑龙江大豆、河南花生、山东设施蔬菜、两广香蕉等连作障碍问题,对全国连作现象进行系统分析,发现全国连作现象普遍。按照耕地面积将连作障碍划分为五个等级,其中华北三省和东北的黑龙江省连作障碍等级最高,且各省连作现象均以大田经济作物为主。以香蕉、大豆 (大田经济作物)、黄瓜 (设施园艺作物) 和三七 (中草药) 为代表,比对最低产量和正常产量在连作年份的变化,表明连作障碍发生规律成抛物线式,防控连作障碍需找到问题关键时期。单一根系分泌物介导的微生物多样性降低、病原菌富集,植物寄生线虫危害和土壤弱化是导致连作障碍的主要原因,其中线虫对植物的侵染危害作为土传病害是防治连作障碍中最难解决的问题之一,尤其是在设施蔬菜上。线虫在长期进化过程中形成了具有识别、寻找和侵染寄主的生物学功能,而不同植物根系分泌物对线虫发育和对宿主的识别侵染能力有不同的调控作用。针对根系分泌物–线虫互作为诱因的线虫病害,深入探讨易感作物和抗性/非寄主植物根系分泌物对线虫发育和对植物侵染的生物学机制,提出根际调控措施。在J2时期利用抗性/非寄主植物根系分泌物,调控根结线虫Mi-16D10Mi-flp-18等基因和孢囊线虫的Hg-rbp-2等基因的表达控制线虫的发育、侵染和迁移,通过生物源功能物质定向防控线虫侵染作物。这些结果加深了我们对生物活性物质调控植物寄生线虫机制的认识。未来,以筛选和鉴定抗性或非寄主作物特异根系分泌物对线虫侵染的调控为依据,配置生物功能型肥料,利用植物源活性物质替代传统农药控制线虫病害的根际调控措施,定向调控植物根际生物学过程将成为国内外研究热点。此文将为未来深入系统地研究根系分泌物–线虫的相互作用及克服连作障碍提供理论基础,进而促进土壤健康和作物优质高产高效,对实现绿色农业和可持续发展具有重要的理论和实践指导意义。
研究简报
稻草覆盖还田对直播冬油菜生长及养分积累的影响
王昆昆, 刘秋霞, 朱芸, 李小坤, 任涛, 鲁剑巍, 丛日环
2019, 25(6): 1047-1055.   doi: 10.11674/zwyf.18215
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摘要:
【目的】冬油菜产量常受限于季节性干旱、冬季低温以及土壤肥力较低等因素。考虑到秸秆还田有培肥土壤的优势以及长江中下游地区稻草过剩的现实,通过田间试验研究稻油轮作区稻草覆盖还田对直播冬油菜生长的影响,探讨稻草整株覆盖还田对直播油菜生育期内密度、株高、根茎粗的变化特征及其对油菜产量和养分吸收量的影响。【方法】试验于2014—2015和2015—2016年在湖北省武汉市华中农业大学试验场进行,共设置4个处理,分别为:1) 对照,不施肥稻草不还田 (CK);2) 不施肥稻草覆盖还田 (S);3) 单施化肥 (NPK);4) 稻草覆盖还田配施化肥 (NPK + S)。施肥处理 (NPK、NPK + S) 肥料用量为N 180 kg/hm2、P2O5 60 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2、硼砂15 kg/hm2。分别于油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期和成熟期取样,测定油菜地上部生物量,氮磷钾含量和积累量,并在田间监测油菜生育期内密度、株高和根茎粗。【结果】稻草覆盖还田提高土壤最低温度0.6~1.2℃(播后95天),降低土壤最高温度0.8~1.8℃(播后184天),缩小土壤温度变幅2.3℃(播后95~184天),提高土壤平均含水量8.0%~8.9%(播后48~184天)。与稻草不覆盖相比,稻草覆盖还田减少冬油菜80%以上的出苗密度;与出苗密度相比,成熟期CK、S、NPK和NPK + S处理的密度分别降低71.3%、40.3%、69.5%和32.1%,稻草还田处理的油菜生育期内密度降低幅度小于稻草不还田处理。油菜成熟期S处理的根茎粗和株高分别比CK显著提高了22.7%和8.3%,NPK + S和NPK处理株高和根茎粗无明显差异。两年结果表明,S处理的最大生物量较CK平均增加了88.6%,与NPK处理相比,NPK + S处理的地上部苗期生物量降低3.7%~27.9%,角果期生物量平均增加28.1%。CK和S处理氮、磷和钾素积累量均在蕾薹期—花期差异较大,成熟期S处理的氮、磷积累量分别较CK高28.6%~268.2%、93.3%~253.1%,两年增产率分别为218.8%和28.5%;施肥处理 (NPK、NPK + S) 冬油菜氮、磷和钾积累量随生育期持续增加,均在角果期达到最大值,与NPK相比,NPK + S处理分别提高成熟期油菜氮、磷和钾积累量18.1%~19.1%、23.7%~36.9%和28.3%~56.9%,两年分别增产1811和1032 kg/hm2,增产率分别达到25.6%和20.3%。【结论】稻草覆盖还田能缓解气温骤变对土壤温度的影响,保持土壤含水量,缓解土壤干旱。稻草覆盖还田前期抑制直播冬油菜的出苗密度,后期可维持冬油菜密度的稳定,同时对冬油菜的生长、生物量、产量和养分吸收量有促进作用。
膜下滴灌花生适宜追肥时期和次数研究
侯凯旋, 崔洁亚, 张晓军, 司彤, 王月福, 王铭伦, 邹晓霞
2019, 25(6): 1056-1063.   doi: 10.11674/zwyf.18323
摘要(92) HTML全文(81) PDF 409KB(10) 相关文章
摘要:
【目的】为建立节水省肥高效花生栽培技术体系,本文研究了膜下滴灌追肥时期和次数对花生生长发育和产量的影响,明确膜下滴灌条件下花生高产栽培适宜的追肥时期和次数,探究出适用于花生生产的高效水肥一体化管理方式。【方法】于2017年在青岛农业大学胶州现代科技示范园,以花生品种青花7号为试材,进行了一垄双行膜下滴灌施肥田间试验。以不灌水不追肥为对照 (CK),在花生生育期间施肥总量相同的前提下,设置7种追肥方式,分别为:花针期追施1次肥 (N),结荚期追施1次肥 (P),饱果期追施1次肥 (F),花针期和结荚期分别追施1次肥 (NP),花针期和饱果期分别追施1次肥 (NF),结荚期和饱果期分别追施1次肥 (PF),花针期、结荚期和饱果期分别追施1次肥 (NPF),共8个处理。分别于花针期施肥前1天和施肥后12天、结荚期施肥前1天和施肥后12天、饱果期施肥前1天和施肥后12天、收获期取样,调查入土果针数和未入土果针数、单株荚果数。在收获期测定荚果产量、百果重、百仁重、荚果数、籽仁重、出仁率。【结果】就追肥时期而言,追肥效果为花针期 > 结荚期 > 饱果期;就追肥次数而言,2~3次追肥效果优于1次追肥。花生生育期间只追肥1次的情况下,以花针期追肥增产幅度最高,结荚期追肥次之,饱果期追肥最低,分别较对照增产18%、15%和8%;花生生育期间追肥2次,则以花针期和结荚期追肥增产幅度最高,花针期和饱果期追肥次之,结荚期和饱果期追肥最低,分别较对照增产38%、24%和20%;花生生育期间追肥3次 (花针期、结荚期和饱果期),较对照增产27%。各处理比对照花生百果重分别增加5%、6%、7%、15%、11%、11%、15%;百仁重分别增加1%、3%、2%、5%、5%、6%和7%;荚果数分别提高23%、21%、17%、51%、30%、36%和49%;籽仁重分别提高14%、21%、18%、43%、23%、27%和30%;出仁率分别提高5%、2%、2%、5%、3%、3%和5%。【结论】在本试验条件下,追肥时期越早、前期追肥量越大越有利于促进花生果针的形成、入土和结果。综合考虑滴灌追肥成本及效益,花生生育期内追肥2次,即在花针期和结荚期追肥对花生生长和产量表现最优,可作为花生水肥一体高效施肥管理措施。
基于多效唑减量和川麦冬优质高产的施肥量研究
雷飞益, 杨正明, 张亚琴, 陈雨, 李思佳, 窦明明, 石峰, 陈兴福
2019, 25(6): 1064-1072.   doi: 10.11674/zwyf.18233
摘要(50) HTML全文(31) PDF 620KB(9) 相关文章
摘要:
【目的】川麦冬生产上存在多效唑滥用现象,长期过量施用多效唑会造成土壤酸化、有效养分淋湿,降低川麦冬产量及品质,不利于川麦冬出口。本研究旨在找到合理的氮、磷、钾肥配比,以期减少多效唑的施用量。【方法】田间试验采用4因素5水平 (2、1、0、–1、–2水平) 二次正交旋转组合设计,氮肥5个水平分别为3200、2500、1800、1100、400 kg/hm2;磷肥5个水平4100、3100、2100、1100、100 kg/hm2;钾肥5个水平分别为1760、1333、907、480、53 kg/hm2;多效唑用量分别为150、112.5、75、37.5、0 kg/hm2共36个处理。于收获期调查了川麦冬根、茎、叶生长状况,块根产量及折干率、根冠比。【结果】试验因素对块根鲜重、块根干重、叶鲜重、叶干重、叶长、根冠比有显著影响,对叶片数、叶宽、分蘖数、须根数、须根长、块根数及折干率无显著影响。随氮肥施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。随磷肥施用水平的增加,叶干重先增加后降低、根冠比先降低后升高。随钾肥施用水平的增加,叶鲜重、叶干重增加,块根鲜重先降低后增加,根冠比 (干) 降低。随多效唑施用水平的增加,叶长、叶鲜重、叶干重、块根鲜重、块根干重均降低。在影响地上部生长的因素中,多效唑贡献率最高,在影响产量的因素中,氮肥贡献率最高。【结论】通过肥料的合理配施,可保证川麦冬产量,多效唑的施用量较川麦冬生产中用量降低41%。川麦冬产量大于3100 kg/hm2的肥料用量为尿素799~1051 kg/hm2、过磷酸钙1904~2296 kg/hm2、硫酸钾823.31~900.69 kg/hm2,其多效唑用量为44.25~58.88 kg/hm2
保障我国粮食安全的肥料问题
朱兆良, 金继运
摘要(4250) [PDF 2130 KB](1913)
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(3538) [PDF 2629 KB](15526)
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。
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(4371) [PDF 1767 KB](1059)
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。
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(3585) [PDF 1194 KB](723)
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。
长期秸秆还田对华北潮土肥力、 氮库组分及作物产量的影响
赵士诚, 曹彩云, 李科江, 仇少君, 周卫, 何萍
摘要(3283) [PDF 1272 KB](969)
摘要:
【目的】近年,华北小麦-玉米轮作系统秸秆全量还田已逐步普及,但秸秆还田下土壤氮库组成的变化并不清楚。本文利用肥料定位试验,研究了长期秸秆还田(32年)对华北潮土肥力、 氮库组分和作物产量的影响。【方法】研究选用河北省衡水旱作试验站长期定位试验的不施肥(对照CK)和等量氮、 磷肥用量下的0kg/hm2(S0)、 2250 kg/hm2(S1)、 4500 kg/hm2(S2)和9000 kg/hm2(S3)秸秆还田处理。于2012年小麦收获后采集各处理020 cm土样,利用新鲜土样测定微生物量氮、 NH+4-N和NO-3-N;风干土壤用常规方法测定氮磷钾全养分、 有机质和pH,用Bremner法测定有机氮(酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮、 氨基糖氮和酸解未知态氮),用Silver-Bremner法测定固定态铵。同时结合长期试验数据, 分析长期秸秆还田下有机质和作物产量的变化。【结果】与试验开始前(1981年)相比,长期施用化肥处理的土壤全磷和有机质显著增加,全氮没有明显变化,而全钾出现降低趋势(-3.2%);秸秆用量的增加提高了全氮、 全磷和有机质,降低了pH值,但对全钾没有影响。酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和未知态氮为潮土有机氮的主要组分;与CK相比,长期施肥提高了土壤有机氮含量,酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和氨基糖氮均随秸秆用量的增加而增加,而不同施肥处理对酸解未知态氮和非酸解氮没有明显影响。长期化肥施用提高了微生物量氮和晶格固定态铵,秸秆用量的增加进一步提高了微生物量氮,但降低了固定碳铵。施肥没有明显影响NH+4-N含量,但长期施用化肥提高了NO-3-N含量,且高量秸秆还田对NO-3-N含量的提高具有促进作用。施肥显著提高了作物产量,在施用化肥基础上增施秸秆进一步提高了小麦和玉米产量,且玉米产量随秸秆用量的增加而增加,而高量秸秆还田对小麦产量并没有显著影响。【结论】长期化肥(氮、 磷肥)和秸秆结合施用提高了土壤肥力(主要为氮、 磷), 增加了土壤碳固持,但仅玉米秸秆还田导致了土壤钾消耗,增加钾肥投入维持土壤钾平衡是必要的。长期秸秆还田对酸解氨基酸态氮的贡献高于酸解氨态氮;高量秸秆还田提高了微生物量氮和NO-3-N含量,但降低了固定态铵含量。长期秸秆还田提高了作物产量,而为保证秸秆还田后茬的作物高产,与之配套的还田方法和田间管理是很必要的。
有机肥和化肥长期施用对土壤活性有机氮组分及酶活性的影响
宋震震, 李絮花, 李娟, 林治安, 赵秉强
摘要(2784) [PDF 1228 KB](1253)
摘要:
本文以中国农业科学院山东禹城长期定位施肥试验为平台,研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分[颗粒有机氮(POM-N)、 可溶性有机氮(DON)、 微生物量氮(SMBN)及轻组有机氮(LFOM-N)]及土壤酶活性的影响。结果表明,与不施肥相比,长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物量氮以及轻组有机氮的含量,长期施有机肥效果好于化肥,施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥。常量施用量下,50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当。长期施化肥处理土壤全氮及活性有机氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高,且明显受施肥方式的影响,LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式的改变而变化。长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加,它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或极显著相关性,脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性; 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥
不同有机肥施用量对宁南旱区土壤养分、酶活性及作物生产力的影响
张鹏, 贾志宽, 路文涛, 张晓芳, 孙红霞, 杨保平
摘要(3454) [PDF 1203 KB](1491)
摘要:
为了给有机培肥技术体系的建立提供依据,在宁南旱区4年有机培肥定位试验中,以不施有机肥作为对照(CK),设置了3种有机肥施用量处理(高:90 000 kg/hm2、中:60 000 kg/hm2、低:30 000 kg/hm2),对不同处理条件下的土壤养分、酶活性、作物产量及水分利用效率进行了研究。结果表明,在2010年冬小麦收获后,各处理060 cm土层土壤养分含量、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性大小顺序均为:高、中量有机肥>低量有机肥>不施有机肥,各施肥处理较CK差异显著(P0.05)。随有机肥施肥量由高到低,产量分别较CK提高35.05%、20.77%和11.51%;作物水分利用效率分别较CK提高38.26%、22.61%和11.88%,差异均极显著。说明在宁南半干旱区长期施用有机肥对提高土壤养分、酶活性、冬小麦的产量和水分利用效率有显著效果。
不同有机肥对黄泥田土壤培肥效果及土壤酶活性的影响
荣勤雷, 梁国庆, 周卫, 刘东海, 王秀斌, 孙静文, 李双来, 胡诚
摘要(2258) [PDF 1238 KB](1023)
摘要:
【目的】低产黄泥田在南方稻区广泛分布,其障碍因素是土壤熟化度低,施用有机肥料是改良黄泥田的重要措施。本文通过田间试验研究化肥和不同有机肥对低产黄泥田的培肥效果以及土壤碳、土壤氮、土壤磷转化的相关酶活性的变化规律,为低产黄泥田培肥改良提供理论依据和技术支撑。【方法】试验地位于湖北省京山县,种植模式为双季稻,田间试验中设6个处理, 分别为 (1)不施肥(CK),(2)单施化肥(NPK),(3)化肥+绿肥(NPKG),(4)化肥+猪粪(NPKM),(5)化肥+秸秆(NPKS),(6)化肥+秸秆+腐熟菌剂(NPKSD),化肥用量相同,配施有机肥处理施用的有机碳量相当。水稻收获后取耕层土壤样品,测定不同处理土壤养分和土壤酶活性指标,了解土壤养分和土壤酶活性的变化特征;采用典型相关分析方法,分析土壤养分和土壤酶两组变量之间的相关关系,研究不同有机肥对低产黄泥田的培肥效果。【结果】有机肥能够提高土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,明显提高早稻和晚稻的产量。有机肥对土壤酶活性有很大影响,配施有机肥不同程度地提高了-葡萄糖苷酶、 -葡萄糖苷酶、 -纤维二糖苷酶、 -木糖苷酶活性;过氧化物酶和脲酶没有明显差异;磷酸酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、酚氧化酶活性有所降低。土壤酶活性是评价施肥对土壤肥力影响的重要生物指标,土壤养分和土壤酶活性典型相关分析结果显示,二者显著相关,可以用于评估黄泥田土壤肥力变化的酶主要有-葡萄糖苷酶、 -木糖苷酶、 -葡萄糖苷酶、 -纤维二糖苷酶。典型变量排序结果表明,有机肥的培肥效果秸秆>猪粪>绿肥。【结论】低产黄泥田增施有机肥可以显著提高水稻产量和土壤速效养分含量,施用不同有机肥9种土壤酶活性响应不同,其中-葡萄糖苷酶、-木糖苷酶、-葡萄糖苷酶、-纤维二糖苷酶活性可以用于表征低产黄泥田的肥力变化,不同有机肥的培肥效果为秸秆>猪粪>绿肥。
长期秸秆还田对旱地玉米产量、效益及水分利用的影响
周怀平, 解文艳, 关春林, 杨振兴, 李红梅
摘要(3895) [PDF 1106 KB](650)
摘要:
在我国北方地区的旱作农田,从1992年秋季开始至2011年,进行了连续19年的不同秸秆还田方式的春玉米长期定位试验,研究秸秆不还田(CK)、 长期秸秆覆盖还田(SM)、 秸秆粉碎直接还田(SC)、 秸秆养畜粪肥还田(CM)对玉米籽粒产量、 经济效益和水分利用的影响。结果表明, 1)秸秆还田具有显著的增产增收效果,19年累计增产13.43~24.28 t/hm2,增产幅度11.57%~20.92%,纯效益增加了1283118171 Yuan/hm2; 2)秸秆还田可以减少玉米生育期耗水量、 增加土壤贮水总量、 明显提高水分利用效率,其中秸秆养畜粪肥还田的增产增收效果以及秸秆覆盖还田的保水效果最为明显。不同的降水年型,对玉米产量和水分利用也存在较大影响,正常降水年型玉米产量最高, 偏旱年型玉米水分利用效率最高。丰水年份和偏丰年份应当注意减少降水的无效耗散,秸秆覆盖还田在偏旱年份的增产效果尤为突 出。
施钾和秸秆还田对春玉米产量、养分吸收及土壤钾素平衡的影响
谢佳贵, 侯云鹏, 尹彩侠, 孔丽丽, 秦裕波, 李前, 王立春*
摘要(3224) [PDF 1138 KB](1076)
摘要:
【目的】明确秸秆还田与施钾肥对玉米产量、养分吸收与利用以及土壤钾素平衡状况的影响,为东北地区玉米秸秆和钾肥资源合理利用提供科学依据。【方法】试验于2010~2012年在玉米主产区吉林省公主岭市朝阳坡镇大房身村开展,试验设氮磷肥(NP)、氮磷肥+秸秆还田(NP+St)、氮磷钾(NPK)、氮磷钾+秸秆还田(NPK+St)4个处理, 于每年玉米成熟期每处理小区取有代表性的玉米5株,分为秸秆和子粒两部分,测定地上部干物重,并测定其氮、 磷、 钾含量,收获时取中间四垄玉米按14%水分计产。试验前和小区玉米收获后采集020 cm土层土壤样品,测定土壤速效钾含量,计算钾素利用等相关参数,分析不同处理的春玉米产量、养分吸收及土壤钾素平衡状况。【结果】施钾肥和秸秆还田能提高玉米产量,与NP处理相比,NPK+St、NPK、NP+St处理玉米产量分别增加13.8%、 9.6%和3.8%。施钾肥和秸秆还田可提高玉米秸秆和子粒氮、磷、钾的吸收总量。与NP相比,NPK、NP+St 和 NPK+St处理氮的吸收总量提高9.4%~24.7%,磷提高12.2%~26.0%,钾提高6.9%~26.4%,其中NPK+St处理的养分吸收总量最高。秸秆还田结合施钾肥(NPK+St)有利于提高钾收获指数、化肥钾和秸秆钾的利用率,其钾收获指数,化肥钾农学效率、回收率、秸秆钾回收率均高于单施化学钾(NPK)和秸秆还田处理(NP+St)。其中钾收获指数分别提高5.5%和18.8%,化肥钾农学效率和回收率分别提高8.3%和1.1%,秸秆钾农学效率和回收率分别提高4.0%和0.7%。秸秆还田结合施用钾肥(NPK+St)土壤速效钾含量比NPK和NP+St提高1.9%~4.0%,其表现为NPK+StNP+StNPKNP。NPK+St、NPK、NP+St处理钾素实际盈亏率分别为15.0%、-51.1%和 -18.1%。【结论】秸秆还田结合施用钾肥不仅可以提高玉米产量、增加养分吸收总量,还有利于土壤钾素的收支平衡,提高土壤速效钾含量,对维持土壤钾素肥力的稳定具有重要的作用,可在当地农业生产中推广应用。