糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、 品质的影响

【目的】小分子有机物在农业上的应用研究大多针对其促进作物生长、 改善品质等的营养效果,较少研究其对养分有效性及吸收利用的影响,对中微量元素吸收利用影响的研究更少。本研究选用糖醇和氨基酸为研究对象,研究了小分子有机物质对小白菜生长、 品质和养分吸收以及对钙有效性的影响。【方法】以小白菜为供试作物进行盆栽试验。试验以喷清水为对照,设置氨基酸(甘氨酸、 谷氨酸), 糖醇(甘露醇和木糖醇)和硝酸钙单独喷施,氨基酸(甘氨酸、 谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分别与硝酸钙配合喷施,共计10个处理,每个处理6次重复,随机区组排列。试验中氨基酸喷施浓度为250 mg/L,糖醇喷施浓度为150 mg/L,硝酸钙喷施浓度为Ca2+ 130 mg/L。收获后测定植株生物量和维生素C、 可溶性糖、 硝酸盐和可溶性蛋白的含量,分析植株矿质元素氮、 磷、 钾和钙的吸收量。【结果】 1)叶面喷施糖醇和氨基酸明显促进了小白菜生长和养分吸收,并改善了其品质。与喷施清水(CK)相比,喷施糖醇和氨基酸可使小白菜生物量平均增加9.17%,维生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加20.96%、 50.78%和30.66%,硝酸盐含量平均降低31.07%,氮、 磷、 钾吸收量分别平均增加12.43%、 15.24%和42.16%,钙吸收量增加显著,平均增加25.65%; 2)糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙的吸收,提高硝酸钙在小白菜上的应用效果。与单独喷施硝酸钙相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施可使小白菜生物量平均增加17.44%,小白菜维生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加14.23%、 45.27%、 33.43%,对氮、 磷、 钾养分吸收量分别平均提高38.25%、 16.13%、 25.11%,对钙养分的吸收量平均增加27.75%;与单独喷施小分子有机物(氨基酸和糖醇)相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施使小白菜生物量平均增加12.04%,对钙养分的吸收量平均增加17.60%。【结论】叶面喷施糖醇和氨基酸能有效增加小白菜生物量、 改善其品质并促进其对养分的吸收,糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙的吸收,提高硝酸钙在小白菜上的应用效果。因此,小分子有机物糖醇和氨基酸可用作钙肥的有效助剂,用以促进作物对钙的吸收利用,提高钙养分的有效性和钙肥的应用效果。     

氨基酸与锌配合喷施提高小白菜生物量、品质及锌利用效率

【目的】 作物可以直接吸收小分子有机氮,探究不同氨基酸对作物产量、品质及养分吸收的影响,及其与锌肥配合的效果可深化对有机营养的认识,为叶面施肥提供理论依据。【方法】 以小白菜为供试作物进行盆栽试验,以喷施清水为对照,设甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸、七水合硫酸锌分别单独喷施和甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸分别与七水合硫酸锌混合喷施处理,三种氨基酸浓度梯度均为100、250、400 mg/L,七水合硫酸锌施用浓度为0.1%,共20个处理;每个处理5次重复,随机区组排列;收获后测定植株生物量和硝酸盐、可溶性糖及维生素C含量,分析植株吸收锌量。【结果】 1）施用三种氨基酸均能明显促进小白菜生长、改善品质,并能显著促进小白菜对锌的吸收。与对照相比,喷施三种氨基酸小白菜生物量分别提高了32.0%、19.8%和16.6%,硝酸盐含量分别降低了53.9%、60.9%和65.6%,可溶性糖含量分别提高了66.2%、145.1%和207.6%,Vc含量分别提高了20.8%、38.8%和61.6%。喷施100 mg/L的甘氨酸小白菜锌吸收量提高了12.0%,而喷施三种浓度的谷氨酸与苏氨酸均可提高小白菜的锌吸收量,分别平均提高了38.7%、12.0%;2）甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸与硫酸锌混合喷施可明显提高锌的应用效果,与硫酸锌单施相比,混合喷施可分别使小白菜生物量提高25.6%、25.4%和24.5%,硝酸盐含量降低19.0%、26.3%和25.2%,可溶性糖含量提高33.2%、72.7%和27.1%,Vc含量提高67.1%、22.6%和25.2%,锌吸收量提高26.7%、50.0%和67.8%,锌利用率分别提高了14.3%、10.2%和19.2%,差异显著。【结论】 甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸单独施用或与硫酸锌混合施用均能明显促进小白菜的生长发育及对锌的吸收利用,并能显著改善其品质。甘氨酸、谷氨酸、苏氨酸单独施用或与硫酸锌混合喷施其最适浓度范围均分别为250~400 mg/L、250~400 mg/L、100~250 mg/L。苏氨酸与硫酸锌混合喷施应用效果较甘氨酸和谷氨酸更佳,在氨基酸螯合锌肥中可优先选用。     

三种氨基酸对菜心产量和品质的影响

【目的】氨基酸能被作物吸收利用,影响作物的养分吸收和品质形成。采用盆栽试验, 通过三种氨基酸组氨酸（His）、 甘氨酸（Gly）和甲硫氨酸（Met）喷施,研究三种氨基酸对菜心生长及品质的影响。【方法】试验设置六个浓度梯度为0、 50、 100、 200、 400、 800 mg/kg。氨基酸喷施时间为34叶期、 78叶期和抽苔期。喷施5天后测定株高、 倒4叶叶长、 叶宽等生长指标。收获期地上部测重,测定Vc含量、 可溶性糖含量、 蛋白质含量,离子色谱法测定硝酸盐和草酸含量。【结果】三种氨基酸对菜心生长、 产量、 地上部蛋白质、 硝酸盐和草酸的影响如下, 1） 50~400 mg/kg的组氨酸和甲硫氨酸有增产效果,其中喷施100 mg/kg甲硫氨酸菜心产量增幅最大,达17.3%,氨基酸高浓度（800 mg/kg）喷施时,产量下降。2）三种氨基酸处理的菜心地上部蛋白质含量明显升高,且氨基酸喷施浓度和蛋白质含量之间呈极显著正相关关系（r=0.4026）。3）菜心地上部硝酸盐含量随氨基酸喷施浓度的提高先下降后上升,其中喷施100 mg/kg的甘氨酸对降低菜心地上部硝酸盐含量的效果最显著,比对照降低30.7%; 喷施高浓度氨基酸（800 mg/kg）其硝酸盐含量反而比对照高。4）草酸在植物体中普遍存在会影响蔬菜的品质,喷施氨基酸后菜心地上部草酸含量均下降,甲硫氨酸处理与对照相比可降低54.5%~68.3%。【结论】50~200 mg/kg的组氨酸、 甘氨酸和甲硫氨酸喷施能在不同程度上促进菜心生长和增产,提高菜心地上部蛋白质含量,降低硝酸盐和草酸含量。该研究结果可为氨基酸在蔬菜生产上的应用,尤其是如何降低草酸含量、 提高蔬菜品质提供依据。     

青海省春油菜区土壤养分状况及施肥策略

【目的】海拔高度、成土母质、气候条件、种植品种、耕作方式和施肥水平等因素对农田土壤肥力产生深刻影响。调查明确青海省春油菜区土壤养分的空间分布现状,有助于制定合理的施肥策略和实现该地区春油菜高产优质以及农业的可持续发展。【方法】2015年在青海省东部的湟中、大通和互助三个春油菜主产县,依据各乡镇油菜种植面积大小,共采集了103个耕层土壤样品。测定土壤主要养分含量,并结合ArcGIS中的Kriging插值法研究春油菜田土壤肥力现状及其空间分布特征。【结果】土壤各养分平均含量分别为有机质26.81 g/kg (中等)、全氮1.97 g/kg (丰富)、速效磷19.03 mg/kg (中等)、速效钾164.27 mg/kg (丰富)、有效铁12.02mg/kg (丰富)、有效锰6.43 mg/kg (中等)、有效铜0.70 mg/kg (中等)、有效锌1.81 mg/kg (中等)、有效硼0.27mg/kg (缺乏)。三县土壤全氮和速效磷含量达到中等水平以上的比例分别为94%和91%。速效钾和有效锌含量区域差异较大,速效钾缺乏及以下比例有23.0%,主要分布在湟中和互助县,有效锌缺乏及以下比例有36.9%,主要分布在互助县;有效硼缺乏及以下比例高达93.2%,主要分布在互助和大通县。【结论】青海省春油菜土壤氮磷钾养分含量整体偏高,相应化肥减量空间较大。大通、互助两县应合理减施氮肥;湟中、大通两县应降低磷肥施用量;针对湟中和互助县的速效钾含量缺乏地区应适当增施钾肥。土壤有效硼除湟中县的部分地区外均缺乏严重,有效锌含量缺乏的土壤主要分布在互助县,针对以上区域应合理增施硼肥和锌肥,防止作物因缺素而限制产量和品质的提高。养分的平衡供应将有利于提高肥料利用率,实现春油菜产业的可持续发展。     

海藻肥对小油菜生长发育的影响

为对比不同浓度的海藻酸在小油菜上的肥效,采用大棚试验,以3种不同浓度的海藻酸(小分子海藻酸、普通含量海藻酸、高含量海藻酸)作为海藻肥产品,按1 500倍的稀释液分别对小油菜进行叶面喷施,以清水作为空白对照,油菜收获后测定其地上部生物量和株高。结果表明,叶面喷施海藻酸处理的小油菜生物量、株高均高于清水对照,施用小分子海藻酸处理的小油菜地上部鲜重、地上部干重和株高略高于普通含量海藻酸,均显著高于高含量海藻酸,其中,小油菜地上部鲜重、地上部干重和株高分别比高含量海藻酸处理高19.8%、19.6%、和14%,分别比对照处理高28.6%、27.4%和33.8%。     

基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【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。     

小分子有机物质螯合钙肥的应用效果

采用盆栽试验,将两种小分子有机物(氨基酸、糖醇)为主剂的螯合钙肥与单质硝酸钙和市场钙肥产品糖醇钙(糖醇螯合钙)比较,研究叶面喷施和根施两种施肥方式对小白菜生长、品质和养分吸收的影响。结果表明：与硝酸钙和糖醇钙相比,无论是喷施还是根施,两种小分子有机物质螯合钙肥都能在不同程度上提高小白菜的钙吸收量,提高其生物量,改善品质;喷施和根施小分子有机物螯合钙肥Ⅰ与分别施用硝酸钙相比,小白菜生物量分别提高了33.63％和31.55％;喷施和根施小分子有机物质螯合钙肥Ⅱ与施用硝酸钙相比,小白菜的生物量分别提高了18.95％和49.95％。与硝酸钙相比,两种小分子有机物质螯合钙肥喷施可使植株钙累积量分别平均提高5.31％和6.84％;根施则使植株钙累积量分别提高13.51％和45.31％。另外,喷施、根施两种小分子有机物质螯合钙肥与施用硝酸钙与糖醇钙相比,均不同程度地提高了小白菜的Vc和可溶性蛋白含量,降低了硝态氮含量。因此,以氨基酸和糖醇为主剂的螯合钙肥无论采用喷施还是根施,都能对小白菜起到良好的增产提质效果。     

提高冬油菜播种量和施氮量抑制杂草生长的机理研究

【目的】草害是影响油菜产量主要因素之一,研究大田条件下直播油菜播种量和施氮量对油菜和杂草生物量的调控作用,揭示其氮素竞争规律,为提高直播油菜产量提供种植管理依据。 【方法】于2014年10月至2015年4月在华中农业大学校内试验基地开展田间试验,试验设置三个播种量为1.5、4.5、7.5 kg/hm2和五个氮梯度为0、60、120、180、240 kg/hm2,在油菜地上部生物量最大时,调查了杂草和油菜的生物量、氮素含量和氮素积累量,运用Shannon指数分析杂草均匀度,计算不同处理油菜与杂草在生物量和氮素积累上的竞争关系。 【结果】增加油菜播种量和施氮量可以提高油菜生物量和氮素积累量,与播种量1.5 kg/hm2相比,播种量为4.5和7.5 kg/hm2的所有氮用量处理油菜平均生物量分别提高了23.3%和45.2%,平均氮素积累量分别提高了21.2%和39.2%;与不施氮相比,用量从低到高各施氮处理油菜生物量平均分别增加了0.9、1.7、2.2和2.7倍,氮素积累量平均分别增加了1.0、2.0、3.5和4.4倍。杂草的生物量和氮素积累量随油菜播种量的增加而降低,播种量4.5和7.5 kg/hm2的各氮肥处理平均生物量比播种量1.5 kg/hm2的杂草平均生物量分别降低了16.8%和25.8%,杂草氮素积累量分别降低了17.3%和29.4%;而杂草生物量和氮素积累量随氮肥用量的增加而提高,但提高的幅度远低于油菜。相同处理的杂草氮含量高于油菜,且二者的氮含量均随施氮水平提高而增加,但油菜对氮肥的响应大于杂草,最高施氮处理油菜平均含氮量比对照增加了46.2%,相应的杂草氮含量增幅只有24.1%。油菜与杂草的氮素积累量比值在播种量为1.5 kg/hm2时均小于1,增加播种量,比值增大,在7.5 kg/hm2处理中施氮处理比值均大于1,施氮240 kg/hm2处理高达2.2,说明高密高氮可以提高油菜的氮素竞争力。施氮会改变杂草种群结构,杂草群落的均匀度随氮肥用量增加而降低。 【结论】油菜生物量和氮素积累量对施氮量和播种量的敏感度大于杂草,通过增施氮肥和提高播种量可以提高油菜的氮素竞争力,抑制杂草的生长。     

喷施硅肥对茶树生长及硅素分布的影响

【目的】研究喷施硅肥对茶树生长和茶叶品质的影响,以及硅在茶树中的累积和分布,为优质安全茶叶生产提供依据。【方法】采用室内盆栽与田间试验相结合的方法,供试硅肥为硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)。室内盆栽试验设置7个硅喷施浓度：0、50、150、300、500、750、1500 mg/L,每7天喷施一次,共喷施3次。通过测定茶苗生物量、SPAD值、叶绿素荧光特性、植保素含量及气孔特性,以确定最佳喷施硅肥浓度。然后,以该最佳喷施浓度进行室内茶苗盆栽和田间试验,在室内试验中测定了茶苗不同部位和组织的硅含量,在田间试验中测定了茶园春、夏、秋季茶叶产量及新梢品质成分。【结果】喷施硅300、500 mg/L处理的茶苗地上部和根部生物量高于其他处理,幼苗叶绿素含量、叶片光化学猝灭系数(qP)、非光化学荧光淬灭系数(qNP)、表观电子传递速率(ETR)及植保素含量也高于Si0和其他处理,综合茶苗生长和生理指标结果,选用500 mg/L作为最佳硅喷施浓度。第一次喷施硅肥7天后,硅主要积累在叶部,从顶芽往下数的不同叶位硅含量分布为第3叶>第5叶>第1叶;第三次喷施7天后,第5叶硅含量显著高于第...     

基于全株生物量和全株氮浓度的马铃薯氮临界浓度稀释模型的构建及验证

  【目的】  临界氮浓度稀释曲线的构建是作物氮素营养诊断的基础,然而其曲线参数可能受品种等因素影响。本研究的主要目的是构建滴灌条件下常见马铃薯品种临界氮浓度稀释曲线模型,并利用相应的氮素营养指数进行马铃薯氮素营养诊断。  【方法】  于2014—2016年分别进行了滴灌条件下3个马铃薯品种、不同施氮量的田间试验。在马铃薯苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期和收获期5个关键时期,进行地上部茎叶和地下部块茎取样,分别测定了生物量和氮浓度,根据公式计算出马铃薯全株生物量和全株氮浓度。根据全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型和相应的氮素营养指数。  【结果】  马铃薯地上部生物量和地上部氮浓度以及全株生物量和全株氮浓度都是随着生育时期的推进呈现出负幂函数关系,基于地上部生物量和地上部氮浓度建立的临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.52,而以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释曲线决定系数平均为0.94,较前者提高了80%。以马铃薯全株生物量和全株氮浓度建立临界氮浓度稀释模型更为合理,且受品种影响较小,克新1号、夏坡地和荷兰14用同一个临界氮浓度稀释曲线的决定系数均达到0.95,表明构建的氮素营养模型可以进行不同品种的马铃薯氮素营养诊断。  【结论】  相对于传统籽粒型作物基于地上部生物量和地上部氮浓度建立临界氮浓度稀释模型,基于全株生物量和全株氮浓度建立的临界氮浓度稀释模型适用于不同品种马铃薯的营养诊断。在内蒙古滴灌生产条件下,马铃薯临界氮浓度稀释模型为Nc = 4.57W–0.41,基于该模型计算的马铃薯克新1号合理施氮量为N 170～180 kg/hm2、夏坡地合理施氮量为 190～200 kg/hm2、荷兰14合理施氮量为 215～225 kg/hm2。这些计算结果与试验结果的吻合度达到了0.95。     

萌芽前叶面喷施硒酸钠提高茶叶含硒量及品质

  【目的】  探究在茶树不同生育时期叶面喷施不同硒肥对夏茶产量、品质及硒含量的影响,为生产富硒茶提供技术依据。  【方法】  田间试验在浙江嵊州进行,供试茶树品种为‘中茶108’。 试验采用二因素列区设计,主处理为硒肥种类(A因素),副处理为硒肥喷施时期(B因素)。主处理设喷施清水对照(A0)、硒酸钠(A1)、亚硒酸钠(A2)和酵母硒(A3);副处理设夏茶顶芽萌发前(5月12日,B1)与1芽1叶期(5月20日,B2)两个喷施时期。硒肥喷施浓度均为Se 50 mg/L,硒肥溶液喷施量为1.8 L/m2。当茶树蓬面1芽2叶占比达30%左右时,每个小区随机选取30 cm×30 cm茶蓬,调查蓬面新梢总数、1芽2叶数量、1芽2叶长度和百芽重。同时,取1芽2叶新梢样品,测定茶多酚、儿茶素、咖啡碱、游离氨基酸、花青素以及硒含量。  【结果】  与A0B1处理相比,A3B1处理茶树萌展值显著降低了0.14,但对茶树蓬面新梢总数无明显影响;A2B1处理茶树1芽2叶新梢长度和百芽重分别显著降低了1.04 cm和1.94 g。A1B2和A3B2处理茶树蓬面新梢总数分别显著降低了17.66和22.33,但不影响其萌展值;A1B2显著降低茶树1芽2叶新梢长度和百芽重,分别降低0.88 cm和1.70 g。A1B1和A2B1处理的茶叶总硒含量分别显著提高了1.15和1.47 mg/kg,有机硒含量分别显著提高了1.13 和1.38 mg/kg,但A3B1处理未显著提高茶叶硒含量。A1B2、A2B2和A3B2处理均显著提高了茶叶总硒和有机硒含量,其中总硒增加量分别为5.97、7.88 和2.61 mg/kg,有机硒含量分别增加了5.17、7.51和2.48 mg/kg。另外,A1B1显著降低了茶叶咖啡碱、没食子酸和儿茶素含量;A1B2处理显著降低了茶叶游离氨基酸含量,但显著增加了茶多酚和儿茶素总量,儿茶素组成中的没食子酸、表没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯等酯型儿茶素显著增加。  【结论】  夏茶萌芽前喷施外源硒能够提高茶叶总硒和有机硒含量,改善茶叶品质,尤以硒酸钠的效果最好。     

蚯蚓与菌根提高玉米生长和氮磷吸收的互补效应

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理(AM+E)显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量(P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量(P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下(氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。     

土壤微生物量氮对小麦各生育期氮素形态的调控

  【目的】  土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。  【方法】  试验基于河南新乡的“国家潮土土壤肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,以不施肥 (CK)、施NPK化肥 (NPK) 和1.5倍NPK化肥并配施有机肥 (1.5MNPK) 3个处理的土壤作为低肥力 (F1)、中肥力 (F2) 和高肥力 (F3) 土壤进行小麦盆栽试验。3个肥力土壤处理施肥方法相同,盆钵埋于土壤内,盆钵顶部露出地面5 cm。分别在小麦拔节期、孕穗期和成熟期采集土壤和植株样品,测定小麦产量、各生育期吸氮量,分析土壤有机氮、矿质氮 (铵态氮和硝态氮)、固持氮库 (微生物量氮和固定态铵) 含量差异,并通过结构方程模型 (SEM) 建立各形态氮素与小麦吸氮量的相关关系。  【结果】  3个肥力水平土壤矿质氮含量在小麦生长期内总体呈下降趋势,收获期土壤矿质氮含量在F1、F2、F3中分别比播种前显著下降了2.9、1.8和6.8 mg/kg。从拔节期到收获期,土壤微生物量氮在F1先增加后降低,在F3中持续增加,在F2中先降低后增加。土壤固定态铵含量在拔节期前和孕穗期后均无显著变化,但从拔节期到孕穗期,3个肥力土壤中固定态铵含量均显著提高。而固持氮库在不同肥力土壤间差异明显,其从播种前到拔节期在F1中增加了10.6 mg/kg,而在F2和F3中分别降低了14.3和32.2 mg/kg;从拔节期到孕穗期都显著增加;从孕穗期到收获期在F1中降低了2.4 mg/kg,而在F2和F3中分别增加8.2和8.7 mg/kg。小麦的产量和吸氮量均在F3中最高,F1中最低;氮素表观平衡在F1中最高,F3中最低。SEM分析结果表明,固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过固持氮库和矿质氮库之间的变化而间接调控小麦吸氮量。  【结论】  包含微生物量氮和固定态铵的固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过影响固持氮库和矿质氮库间接调控小麦吸氮量。由于固定态铵在拔节前和孕穗期后含量较为稳定,在高肥力土壤上微生物量氮随着小麦生育期的推进显著增加,可促进小麦的生长和氮素吸收,减少肥料氮的残留量,较高的微生物量氮又可作为氮库来固存易损失的矿质氮和肥料氮。     

丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响

【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。      

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。     

不同叶面肥对烤烟Cd吸收及烟叶品质的影响

【目的】 农田土壤Cd污染已经成为影响烟草安全生产的主要影响因素之一。降低烟叶Cd吸收转运及Cd污染,对烟叶品质的影响研究对低危害烟草的生产具有重要意义。本文研究不同叶面肥对烟草Cd吸收及烟叶品质的影响,以期为植烟区Cd污染农田的安全利用提供理论依据。 【方法】 选取了南方植烟区的红泥田 (Cd 0.515 mg/kg)、黄泥田 (Cd 1.862 mg/kg) 及青紫泥田 (Cd 1.145 mg/kg),以南方主栽烤烟云-87和K-326为测试品种,进行了盆栽试验。以喷施蒸馏水为对照,选择了有机络合Zn叶面肥、腐植酸络合K型叶面肥、硅溶胶铁型叶面肥三种叶面肥 (编号分别为FI-1、FI-2、FI-3) 进行试验,在烟草移栽后第21、36和49天进行喷施,每次连续喷施三天。调查了烟草生物量、烟叶Cd含量和烟草品质指标。 【结果】 1) 与对照 (喷施蒸馏水,CK) 相比,在烟草苗期、团棵期和旺长期喷施3种不同叶面肥对云-87与K-326的烟叶干重有明显增加作用,其中,FI-1对烟叶干重增加效果最好,云-87与K-326的烟叶干重分别增加了24.4%和30.8%;不同叶面肥在三种不同性质土壤中对烟叶增重效果顺序为FI-1 > FI-2 ≈ FI-3;2) 不同叶面肥处理可明显降低云-87与K-326中部烟叶Cd含量。与对照相比,在红泥田 (A) 土中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低18.0%～35.7%、26.2%～40.2%;在黄泥田 (B) 中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低10.3%～36.1%和24.8%～42.2%;在青紫泥田 (C) 土壤中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低26.1%～33.0%和19.4%～30.8%。不同叶面肥对三种不同性质土壤上烟叶Cd降低的总体效果为FI-1 > FI-2 > FI-3。3) 三种叶面肥处理烟叶中总氮、钾含量比对照有明显增加,其中FI-1、FI-2处理与对照 (CK) 相比均差异显著 ( P < 0.05) ;而与对照相比,不同叶面肥均在一定程度降低了烟叶中烟碱与氯的含量 ( P < 0.05) ,其中FI-1、FI-2处理烟叶中烟碱与氯含量显著降低,而FI-3处理效果不明显;三种不同叶面肥均在不同程度提高了烟叶中钾氯比、糖碱比和氮碱比,其中FI-1和FI-2效果更显著。除了青紫泥田土壤中,FI-3处理K-326烟叶中的还原糖偏高外,总体而言,喷施不同叶面肥处理的烟叶化学成分大部分均处于适宜范围内,其中,FI-1、FI-2处理对提高烟叶品质指标具有显著效果。 【结论】 三种叶面肥对降低烟草Cd的吸收和运转都具有显著效果,有机络合Zn型和腐植酸络合K型叶面肥还有效提高了烟叶的品质。因此,喷施有机络合Zn型和腐植酸络合K型叶面肥可作为Cd污染土壤上进行烟草安全高效生产的有效措施。      

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

  【目的】   丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌 单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF 在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。   【方法】   采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5～2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照 (CK)、接种AMF菌根 (AMF)、添加蚕豆秸秆 (SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆 (SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分 (N、P、K) 与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。   【结果】   接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。   【结论】   AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。     

C2-C4有机酸和醇作为潜在种子引发剂:基于灰色关联分析的综合评估

【目的】 种子作为植物生长发育的起点,承载了全部的遗传因素以及作物发芽所需要的营养物质,其质量的好坏很大程度上影响着植物的后续发展以及最终的产量。化学浸种处理是促进幼苗快速,均匀田间出苗的有效途径。寻求环境友好和经济可行的化学品应用于种子引发,可为促进作物生长提供一条经济有效的途径。 【方法】 以低成本的C2-C4有机酸和醇作为氨基酸的替代化学浸种剂,进行了玉米、小麦和绿豆种子浸种试验。在试验研究中,甘氨酸、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐的各供试浓度同为10、20、30、40、50 mg/L,乙醇、丙醇和丁醇的各供试浓度同为3、5、8、10、13 mg/L。在25℃下浸泡24 h,然后置于25℃和80%湿度的环境下待发芽,5 d后计算发芽率,2周后测量枝条长度、根长度及幼苗生物量。使用灰色关联分析来整合发芽率、枝条长度、根长度和幼苗生物量对作物后续生长的影响,将发芽率的权重设为0.4,枝条长度、根长度及幼苗生物量的权重均设为0.2。依据归一化数据计算出的灰色关联系数,对引发化学物进行了全面评估。 【结果】 将数据带入公式进行计算,20 mg/L乙酸盐获得0.797的最高引发等级,作为诱导玉米种子的最佳化学试剂,而甘氨酸的最佳浓度为40 mg/L,引发等级为0.701;40 mg/L丙酸盐在绿豌豆种子上获得0.730最高引发等级,在小麦种子上获得0.799的最高引发等级,高于最佳浓度为30 mg/L的甘氨酸处理中获得的引发等级0.699。 【结论】 这项工作证明了低分子有机酸和醇是合适的生长调节物质。以40 mg/L 乙酸盐在玉米、40 mg/L丙酸盐在小麦和绿豆上的效果最佳。