黄褐土和潮土中硫素在植物生长发育关键时期的消长

为了解河南省分布面积最大的两种类型土壤中硫素的转移、转化和积累规律，从而指导硫肥的合理施用，本研究测定了黄褐土和潮土烟田上层（0~20 cm）、中层（20~40 cm）和下层（40~60 cm）土壤在烤烟关键生育期（移栽前、团棵期、现蕾期和收获后）的全硫、有机硫、无机硫和有效硫含量。结果表明：①团棵期，黄褐土上层各形态硫含量降低、中下层各形态硫含量增加，潮土中上层各形态硫含量增加、下层各形态硫含量下降；现蕾期，黄褐土中层无机硫和有效硫含量降低，潮土中层各形态硫和下层无机硫、有效硫含量均下降；收获后，黄褐土中下层无机硫和有效硫含量降低，潮土各土层无机硫和有效硫含量增加、有机硫含量降低。②在黄褐土和潮土烟田，现蕾期烤烟体内的全硫积累量分别约为当地硫肥施用量的25.35%和11.84%，且与移栽前相比，黄褐土各土层各形态硫在烤烟收获后均显著增加；收获后潮土上层有机硫含量略有降低（-10.21mg/kg）、但无机硫（+175.11 mg/kg）和有效硫（+174.99 mg/kg）含量显著增加，中层各形态硫含量均增加显著，下层有机硫和全硫含量降低、但无机硫和有效硫含量增加。综上，黄褐土和潮土试验点的硫肥施用量均大于需求量。但黄褐土中可能因硫素的转移能力较弱、向有机硫转化的能力较强，硫素更容易在各层土壤积累，而潮土中过量的硫则可能较易转移和淋失，污染其他土壤及地表和地下水，因此，黄褐土和潮土烟田的硫肥施用量均应适当减少，且潮土烟田还应适当减少基肥施用量、增加追肥次数并减小施肥深度，以减少土壤硫素的积累和淋失，从而减少土壤面源污染。     

不同耕作深度对土壤物理性状及烤烟根系 空间分布特征的影响

为探讨不同耕作深度对烤烟产量产值的影响,揭示烟田深耕增产增效机理,以烤烟‘K326’品种为材料,基于田间定位试验,设置对照翻耕20 cm(GS20)、翻耕30 cm(GS30)和翻耕40 cm(GS40)3个处理,研究不同耕作深度对烟叶产量产值、烟田土壤物理性状和烤烟根系空间分布特征的影响。结果表明:深耕措施对改良土体结构、促进土壤蓄水、优化烤烟根系构型和增加烟叶产量产值有较好效果。深耕处理显著降低亚表层20~40 cm土壤容重,同时显著增加该土层土壤总孔隙度和土壤毛管孔隙度。其中,与GS20处理相比,GS30和GS40处理土壤容重分别降低8.4%和9.4%,总孔隙度分别提高15.6%和13.1%,毛管孔隙度分别提高25.8%和24.8%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理显著增加团棵期表层0~20 cm土壤含水量,显著增加旺长期、成熟期亚表层20~40 cm土壤含水量。深耕处理不仅显著增加烤烟根系绝对量,还促进根系向深层土壤生长,提高烤烟根系根深指数。其中,GS30和GS40处理根系生物量鲜重分别比GS20高31.2%和89.2%,根深指数分别提高7.6%和4.5%。与对照GS20相比,GS30和GS40处理烟叶产量分别提高7.0%和27.3%,均价分别提高1.8%和6.2%,上等烟比例分别提高10.4%和24.4%,产值分别提高9.0%和35.1%,其中GS40与GS20存在显著性差异。研究发现,深耕措施首先作用于土壤容重、空隙等物理结构,然后影响烟田土壤蓄水储熵,促进烤烟早生快发,优化烤烟根系空间分布构型,进而作用于地上部形态建成,最终影响烟叶产量产值。     

灌水频率对辣椒各生育期设施土壤盐分迁移规律的影响

为寻求设施栽培条件下辣椒各生育期适宜灌水频率,通过室内土箱模拟试验,研究辣椒苗期、现蕾期和成熟期同一灌水总量高(5 d灌1次水)、中(10 d灌1次水)和低(15 d灌1次水)3个不同灌水频率设施土壤剖面盐分迁移规律。结果表明:辣椒苗期,各灌水频率灌水后,0~20 cm土层脱盐率均达34%以上,积盐量降幅分别达47.57%、49.85%和52.41%,20~50 cm土层积盐量却表现为中频低频和高频;辣椒现蕾期,灌水前,中和低频灌水土壤含盐量最大值均出现在10~20 cm土层,而高频灌水最大值在30~40 cm土层,灌水后高频灌水由于优先流导致30~40 cm土层含盐量降幅最大;辣椒成熟期,灌水前,高和低频灌水盐分表聚现象强于中频,但高频灌水后,0~20 cm土层脱盐率仍相对较大,20~50 cm土层盐分有累积优势,中频灌水下20~50 cm土层含盐量降幅却较大,20~50 cm土层积盐量高频灌水比中频灌水高18.86%。在辣椒成熟期前采用中频适量灌水较优,但在辣椒成熟期宜采用高频少量灌水,低频大量灌水易出现将大量盐分离子淋洗出土体的现象,加大地下水的污染风险。     

烟草对土壤铅的吸收、转运及分配特征

采用室外盆栽试验方法,开展烟草不同生育期铅吸收转运及分配特征的研究。结果表明：土壤铅处理对烟草生长有较明显的抑制作用,且生育前期比生育后期更明显;烟草根系对铅的阻滞作用较强,以限制铅由根系向地上部运输。烟草各生育期根、茎和叶中铅含量均随土壤铅浓度的增加而升高,其中根部的上升幅度最大,随着生育期的推进,烟草各器官铅含量从团棵期至现蕾期呈现先降低后升高的趋势,根部铅含量从现蕾期至成熟期呈现下降趋势。土壤添加外源铅后,烟草生育期内茎和叶的铅转运系数分别介于0．35—1．00和0．25～0．91之间,茎和叶的转运系数随着铅浓度的增加和生育期的推进呈下降趋势。烟草各器官中铅含量介于13．8～180．74mg·kg^-1之间,各器官铅含量的分布规律为根〉茎〉叶,各器官铅积累量总体为叶〉根〉茎,但成熟期在T2和T3处理下表现为根〉叶〉茎。在土壤铅浓度较低时,烟草体内铅较易向地上部分转运,旺长期至现蕾期阶段是烟草体内铅向地上部分转运的关键时期。     

15N示踪研究烤烟对氮的吸收及分配

采用盆栽试验，利用^15N示踪研究了烤烟对不同形态氮的吸收利用规律。结果表明，烤烟各部位叶片对氮素的积累量表现为中部叶〉上部叶〉下部叶；肥料氮进入的比例具有下部叶〉中部叶〉上部叶的规律。不同生育期肥料氮进入烟叶中的比例，以团棵期最高，之后肥料氮进入的比例减少，统计分析结果表明（5％水平），从现蕾期到成熟期之间差异不大。同位素^15N标记肥料施入土壤后约39％～53％被烟株吸收利用，约22％～41％损失，约20％～37％残留于土壤中。     

不同肥料类型对土壤酶活性与微生物数量时空变化的影响

采用等氮技术进行原状土柱法试验,研究了不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量时空变化的影响。结果表明,柱栽条件下,不同肥料类型对土壤酶活性和微生物数量的时空变化有明显影响。不同土壤深度脲酶和蛋白酶总活性均表现为肥料配施>有机肥>尿素;土壤脲酶活性均随土壤深度的增加而下降,0~20 cm土层的土壤脲酶活性占全生育期1.2 m土层总活性的50%以上,0~40 cm土层占79%左右,在0~20 cm和20~120 cm的土层所占比例大致相当;不同土层的脲酶活性均在拔节期达到最高;在小麦生育后期,脲酶活性在不同土壤深度表现为升高的趋势。3种肥料类型处理不同土层的蛋白酶活性均在成熟期达到最大值,其次为拔节期,在拔节期和扬花期出现峰值,在抽穗期和灌浆盛期出现低谷,其最小值出现在灌浆盛期;土壤蛋白酶在20~40 cm和80~100 cm时出现峰值,并在20~40 cm土层时活性最高。3种肥料类型处理间比较,微生物数量均表现为肥料配施>有机肥>尿素。在同一土层中的细菌数量以苗期最大;真菌数量以抽穗期最大;放线菌随着小麦生育期的推进数量逐渐增加,成熟期达最大值。在小麦不同生育时期,以20~40 cm土层中的细菌、真菌和放线菌数量最大,0~20 cm土层次之,40~120 cm土层随土层深度加深数量逐渐减少。     

不同耕作方式棉花根系发育能力的研究

研究了不同耕作方式棉花根系的发育能力。结果表明,根系生物量、根系体积、侧根数在不同耕作方式间差异明显,在土壤中表现为从表层到深层逐渐递减。免耕方式根系分布较浅,主要集中在0~10 cm土层,而翻耕方式根系主要分布在10~20 cm土层。侧根的发生部位受不同深度土壤含水量的影响,侧根发生的主要部位在0~20 cm的主根段,40 cm以下没有侧根发生。     

不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征

土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一,为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征,采用原状土冲刷槽和静水崩解法,分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性,并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明:随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势,始粒期土壤抗侵蚀能力最强,苗期最弱;在大豆苗期与分枝期,土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱;大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强,其次为0~5 cm土层;土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平(p0.01),且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护,避免地表长期裸露,培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。     

库尔勒香梨土壤主要养分与产量关系的研究

以综合管理水平较高的库尔勒香梨(Pyrus Bretschneideri Rehd,简称香梨)示范园为研究区域,通过测定香梨园土壤主要营养元素含量及标准株的产量,构建库尔勒香梨土壤主要营养元素与产量之间关系模型。结果表明:(1)不同土壤层次,0~20 cm土壤有机质含量和有效磷含量高于20~60 cm,0~20 cm碱解氮含量和速效钾含量低于20~60 cm;(2)0~20 cm和20~60 cm土壤层有机质含量与香梨产量关系显著,分别呈对数(P=0.021)和幂函数(P=0.034);0~20 cm土壤层碱解氮与产量关系不显著,而20~60 cm土壤层碱解氮与产量呈对数函数(P=0.053);0~20 cm和20~60 cm土壤层有效磷与产量关系极显著(P=0.014,0.002),相关模型均为对数函数;0~20 cm土壤层速效钾与产量呈幂函数(P=0.041)。总体而言,库尔勒香梨园20~60 cm土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量与库尔勒香梨产量显著相关,表明香梨施肥应深施为宜,施肥深度应≥20 cm;同时,构建土壤养分(x)和单株产量(y)关系模型,即有机质y=28.56x0.22、碱解氮y=16.02lnx+91.72、有效磷y=16.42lnx+110.11、速效钾y=75.96x0.28,达到通过库尔勒香梨目标产量进行定量推荐施肥的目的。     

不同粉垄深度对甘蔗地土壤孔隙结构的影响

为揭示不同粉垄深度对甘蔗地土壤孔隙结构的影响,基于广西甘蔗地不同粉垄深度耕作试验,利用CT扫描成像技术和Image J 获取粉垄浅耕(F20,耕作深度20 cm)与粉垄深耕(F40,耕作深度40 cm)两个处理甘蔗土0 ～ 40 cm 土层土壤孔隙结构。结果表明:与F20 处理相比,F40 处理显著增加了土壤不同孔径级别的二维和三维孔隙数量。在甘蔗根系主要生长区的0 ～ 20 cm 土层内,F40 处理显著提高了土壤的孔隙面密度,并显著降低了土壤的孔隙复杂度。同时在0 ～ 40 cm 土层内F40 处理的土壤孔隙度、分支长度密度和连通性分别显著高于F20 处理74.13%、151.39% 和51.21%。土壤孔隙三维空间分布显示,F40 处理的点状孔隙数量在0 ～ 20 cm 土层明显多于F20 处理,且孔隙分布更密集,这也反映出F40 处理的土壤具有更大的连通可能性。而在20 ～ 40 cm土层,F40 处理的点状孔隙与长条形孔隙在数量上较F20 处理均无明显差异,但F40 处理的长条形孔隙向四周呈散射状分布,较F20 处理长条形孔隙竖直分布可能更有利于增强土壤储水能力及植物根系对养分的吸收。研究表明,粉垄深耕可有效增加广西甘蔗地的土壤不同孔径级别的孔隙数量,且使上层土壤孔隙排列紧密、孔隙边界的不规则性降低,同时提高土壤的孔隙度、孔隙分支长度密度,从而提高土壤的孔隙连通性,对土壤孔隙结构的改善有一定积极影响,为广西甘蔗实现土壤良性发展提供了理论依据和技术参考。     

蒸渗仪控制下烤烟土壤水分的时空动态研究

采用蒸渗仪试验,研究了不同水分处理下烤烟土壤水分时空动态变化。结果表明,全生育期0～20cm土层水分含量变化最为活跃,20～40cm土层次之,40～60cm土层较为稳定;建立了不同土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来推测烤烟土壤水分随时间的变化动态;烤烟伸根、旺长、成熟期的计划湿润层深度分别以20～30cm,50～60cm,30～40cm较佳;各时期适宜土壤相对含水量水分处理组合以60%-80%-70%或60%-80%-60%优于其它组合。     

玉米生长后期的根系分布研究

为了研究玉米生长后期根系的生长发育规律,利用中国气象局固城农业气象试验站大型根剖面系统,采用微根管观测系统及方形整段标本法和地下根系室玻璃窗,对‘屯玉46号’玉米根系的生长状况进行了试验研究。结果表明:垂直方向上,方形整段标本法和微根管法测得的根长密度占整层总根长密度比例的变化趋势一致,相关系数分别为0.987和0.717,且两种方法在0~20 cm土层的根长密度比例均为最大。0~60 cm土层为玉米根系生长活跃区,方形整段标本法测得根长密度生长量为其余层的4倍。两种方法测得的根长密度无显著差异,相关系数为0.830,均匀性水平较好。玉米成熟期根系的水平幅度较乳熟期窄,下层根系仍处于生长中,垂直深度增加。玻璃窗与方形整段标本法观测的根深测定结果存在差异,这可能与观测环境条件不一致有关。     

不同质地土壤上烤烟氮素积累、分配及利用率的研究

【目的】土壤质地能概括反映土壤内在的肥力特征,对土壤养分供应具有调控作用,是影响农田中土壤氮素供应和氮肥利用的重要因素。本试验通过在皖南烟区3种质地(壤土、黏壤、砂壤)土壤上施用等量氮肥来研究其对烤烟不同生育期的氮素吸收、积累及利用特征的影响,旨在为烟田土壤改良及烤烟合理施肥提供理论依据。【方法】在皖南烟区现代农业科技园的典型壤土、黏壤和砂壤土上分别建立田间试验,采用15N田间微区试验和室内分析相结合的研究方法,在烤烟的团棵期(移栽后38 d)、现蕾期(移栽后53 d)、平顶期(移栽后64d)和成熟期(移栽后103 d),采集长势一致的烟株样品,测定烟株各部位的生物量,并采用凯氏定氮法检测其全氮含量,采用ZHTO2型同位素质谱仪测定其15N丰度。【结果】皖南烟区壤土和黏壤土上烤烟总氮和肥料氮积累均随生育期呈单峰变化,在烤烟平顶期达最大,总氮积累量分别为4.25 g/plant和3.96 g/plant,肥料氮积累量分别为2.34 g/plant和2.54 g/plant,而砂壤土上烤烟到成熟期其总氮和肥料氮的积累量达到最大,分别是5.64 g/plant和2.73 g/plant,均显著高于同时期的壤土和黏壤;壤土、黏壤和砂壤土上烤烟均以叶部肥料氮占总氮比例及氮素分配率较高,茎部次之,根部最低;不同质地土壤上烤烟氮肥利用率与肥料氮的积累动态具有一致的变化趋势,其中壤土和黏壤在平顶期最大,分别为34.5%和40.7%,之后壤土利用率缓慢下降,黏壤下降幅度较大,而砂壤土上烤烟氮肥利用率在生育期内呈上升趋势,至成熟期最大,为43.7%。【结论】不同质地土壤上烟株对氮素的吸收利用顺序为砂壤壤土黏壤,黏壤土在烤烟生育期内供氮能力较弱,应合理调控土壤氮的矿化及增加肥料氮的供应;砂壤土氮肥利用率较高,应严格控制氮肥的施用量。     

富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征研究

【目的】 研究富钾烤烟品种成熟期钾素代谢特征,有助于了解烟草高效吸收钾的机理,为富钾烤烟基因型的筛选提供参考依据。 【方法】 选用富钾烤烟品种ND202和常规品种K326、NC89进行盆栽试验, 分析了不同烤烟品种生长过程中非根际和根际土壤速效钾含量的变化,成熟期根系生理特性差异,成熟期不同部位钾积累量、钾离子通道和转运体基因表达差异。 【结果】 富钾品种ND202成熟期叶片中的钾积累量极显著地高于K326和NC89,茎和根中的钾积累量品种间差异不显著,ND202全株钾积累量最高,达到10.18 g/株,分别比NC89和K326高109.90%和90.28%,差异达极显著水平。成熟期ND202的平均根鲜重和根体积显著高于K326,根系活力显著高于NC89。ND202根际土壤速效钾含量分别在团棵期极显著低于NC89,在旺长期极显著低于K326,在成熟期极显著低于2个品种,非根际土壤速效钾在成熟期极显著高于NC89和K326。成熟期内流型钾离子通道基因NKT1和NtKC1在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202上部叶中的NKT1表达量显著高于K326和NC89,根、上部叶和中部叶中NtKC1的相对表达量极显著高于NC89和K326,ND202的钾离子通道基因NtTPK1在根、中部叶中极显著高于NC89和K326,有利于钾离子的吸收;ND202下部叶中外流型钾离子通道基因NTORK1的相对表达量极显著低于NC89和K326,钾素外排较少有利于钾含量的提高;钾转运体基因NtHAK1和NtKT12在不同品种不同部位的相对表达量不同,ND202在根、上部叶和中部叶中NtHAK1的相对表达量,在根和上部叶中NtKT12的相对表达量均极显著地高于K326和NC89,有利于钾素运转和积累。 【结论】 富钾品种ND202具有成熟期根系较发达,根系吸收能力较强,钾离子通道和转运体基因相对表达量较高,叶片中钾积累量较大的特征。      

膜下滴灌不同灌水定额对玉米根系生长的影响

玉米根系的分布特征受多种因素的制约,其中影响最大的有土壤水分和生育期阶段等,通过分析不同灌水处理条件下,不同生育期,土壤深度与根长密度和根重密度的关系,研究膜下滴灌玉米各生育期根系在不同灌水定额处理下的分布规律,利用大田代表植株挖根试验得到的实测数据进行根长密度和根重密度计算。结果表明:根长在表层土壤中,随着水分的胁迫减轻,呈现增大趋势,深层反之,而且最大根深出现在80 cm处,在大喇叭期,处理1在20 cm土层根长密度最小（77.27 mm/cm³）,处理9最大（143.31 mm/cm³）,在40 cm土层,处理8的根长密度最小（16.11 mm/cm³）,处理1最大（24.89 mm/cm³）。根重密度与根长密度的规律基本一致,水分胁迫能促进根系向下伸长,在玉米拔节期,处理1在20 cm以上土层根干重仅占总根干重的67.9%,而处理9在20 cm则达到了90.2%。随着生育期的推进,表层根重密度随灌水量增大而增大,在大喇叭期,处理1的根重密度为8.16×10^-4 g/cm³,处理7为2.358×10^-3 g/cm³ 。水分胁迫使得根系深扎吸取水分来补偿亏缺,并且根变得较细较小,这说明根系自身会做出水分适应性环境调整,以达到重要机制的平衡。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花根系分布及产量的影响

通过大田二因素随机区组试验,研究了滴灌条件下不同质地棉田土壤棉花根长密度和根表面积的垂直分布特征及其对产量的影响。结果表明:(1)施肥、灌水都可以显著降低棉花根长密度和根表面积,其关系表现为显著负相关;(2)花期之前棉花在0~20 cm土层根长密度表现为砂土黏土壤土,花期之后表现为砂土壤土黏土;在20~40 cm土层表现为壤土黏土砂土,且深层土壤砂土中棉花根长密度下降势显著高于壤土、黏土;在不同质地土壤中,粗根表面积均表现为N2(施氮量360 kg/hm~2)N3(施氮量480 kg/hm~2)N1(施氮量240 kg/hm~2)CK(不施氮处理);(3)根系分布特征参数与籽棉产量相关性分析结果显示,根长密度、根表面积对籽棉产量的形成均有显著影响,棉花籽棉产量的有效提高手段之一是在某些特定生育期适度地降低根系特征参数。     

恩施烟区土壤磷素与烤烟磷含量的关系

分析了湖北省恩施烟区土壤磷素与烤烟磷含量的状况及其相互关系,结果表明:恩施烟区土壤磷素含量偏低,全磷和速效磷含量分别为(0.63±0.23)gkg-1和(16.88±12.73)mgkg-1,二者之间存在极显著的正相关,相关系数为0.6353**。土壤全磷和速效磷含量在不同海拔高度、土层深度之间差异显著,海拔之间表现为:高海拔中海拔低海拔;土层之间表现为:0～20cm20～40cm40～60cm。烤烟磷素含量较低,平均为(1.68±0.32)gkg-1,在不同品种、海拔之间差异显著,品种之间表现为:云烟87K326云烟85,海拔之间表现为:高海拔中海拔低海拔。烤烟磷素含量在等级之间差异不显著,但随着叶位的升高,烤烟磷含量有升高的趋势。烤烟磷含量(y)与土壤速效磷含量(x)之间存在极显著的回归关系,y=0.1224+0.0026x,相关系数r=0.8582**。土壤速效磷含量分组后,随着土壤速效磷含量升高,烤烟磷含量也呈现出升高趋势。     

地埂花椒林根系分布及力学强度测定

地埂花椒林根系水平分布呈现出阶梯型分布,其中20～150 cm为集中分布区,占总根重的70%,150～210 cm为次集中分布区,占总根重的22.72%,210～250 cm为根系的少量分布区,占总根重的7.2 8%,根系的垂直分布呈现“V”字型分布,其中0～60 cm为根系集中分布区,在该土层中,0～20 cm土层根系分布最多,密度最大。在0～60 cm土层中,<1 mm根集中分布于0～20 cm土层中,占总根长的56.73%,且随深度的增加,其数量大幅度减少,1～3 mm根随深度的增加趋于减少,     

烤烟根际微生物群落结构及其动态变化的研究

选择贵州省三种典型的植烟土壤———中性紫色土、黄壤和黄色石灰土为对象,研究了烤烟根际微生物群落结构及其动态变化。结果表明,在烤烟生长过程中,根际细菌的数量在团棵期最低,然后逐渐增加,现蕾期达到峰值,进而又逐渐减少;放线菌和真菌数量从团棵期到成熟期呈增长趋势。土壤类型不同,根际细菌和放线菌的数量不一样,黄壤>黄色石灰土>中性紫色土;真菌数量,中性紫色土>黄壤>黄色石灰土。烤烟根际微生物的种群多样性及其变化在不同土壤中表现也不一样,相对于黄壤和黄色石灰土,在中性紫色土中,根际微生物的优势种群数目较多,根际细菌和放线菌种群更具多样性,而且较稳定,表明其群落结构更为合理,这可能与中性紫色土上的烟草青枯病发生率较低有一定关系。