CO2浓度升高、氮和水分对春小麦养分吸收和土壤养分的效应

研究了 2种CO2浓度水平 ,2种土壤水分处理和 5种N肥施用水平对春小麦 (TriticumaestivumL cv DingxiNo. 8654)养分吸收和土壤速效养分的影响。结果表明 ,高CO2浓度 (700 molmol-1)明显降低春小麦对氮(N)的吸收 ,低N时降低更为明显 ,但对磷 (P)、钾 (K)吸收的影响不明显。小麦对N、P、K吸收 ,干旱处理明显比湿润处理低。CO2浓度增高对土壤速效N的影响与土壤水分状况有关。湿润处理 ,CO2浓度增加的处理速效N量比当前CO2浓度的处理低 ;而干旱处理 ,施N 50、100、150mgkg-1时 ,速效N则较高。高CO2 浓度对土壤速效P、K量的影响不明显 ,而低N和水分不足 ,土壤速效P、K量较高     

不同生育时期根际土壤渍水逆境对冬小麦N、P、K素营养的影响

运用盆栽模拟土壤渍水逆境试验，研究不同生育时期根际土壤渍水逆境对不同小麦品种N、P、K素吸收、运转和分配的影响。结果表明，根际土壤渍水逆境对不同小麦品种N、P、K素吸收的影响有异;不同生育时期根际土壤渍水逆境显著影响根系对N、P素的吸收、运转与分配，以孕穗期渍水逆境影响最大，其次为灌浆期和拔节期，而不同生育时期根际土壤渍水逆境对K素的吸收影响较小。孕穗期以前浈水逆境主要影响小麦根系对N，P，K案的吸收．对N、P、K素在小麦体内的运输和分配影响较小；灌浆期渍水逆境不仅影响根系对N、P、K素的吸收．同时也影响N、P素在地上部各器官中的运转和分配，但对K素在小麦体内的运转和分配影响较小。因此，基肥中施足P肥和K肥，拔节孕穗期重施速效N肥，灌浆期叶面喷施KH2PO4对于培育壮秆大穗，减轻小麦溃害，提高受渍小麦籽粒产量具有非常重要的实际意义。     

长期施肥对南方黄泥田水稻养分吸收利用的影响

黄泥田为南方广泛分布的一类中低产田，为探明长期不同施肥模式对水稻养分吸收利用的影响，基于南方黄泥田连续 35年长期定位试验平台，设置 1)不施肥(CK)，2)单施化肥(NPK)，3)化肥 +牛粪(NPKM)，4)化肥 +稻秆还田(NPKS)4个处理，于试验的第 35年分析水稻各生育期的植株养分与累积吸收利用。结果表明，长期施肥均提高了水稻籽粒和秸秆产量，其中籽粒产量增幅 61.1%～ 97.7%，以 NPKM与NPKS处理最高，其籽粒产量分别较 NPK处理提高 22.7%和 20.4%。与 CK相比，各施肥处理成熟期籽粒 N、P、K吸收量分别增幅 137.6%～206.2%、86.0%～ 172.4%和 71.6%～142.5%，茎叶N、P、K吸收量分别增幅98.4%～240.8%、145.7%～419.8%、94.4%～142.8%，且均以 NPKM处理最高。施肥的土壤有机质、碱解N、速效 K含量分别较 CK增幅 21.0%～42.1%、34.0%～ 86.0%和 40.9%～127.3%，差异均达显著水平，有机质、碱解 N及有效 P含量以 NPKM处理提升最为显著，速效 K含量以 NPKS处理提升最为明显。不论是籽粒、茎秆还是地上部植株，成熟期 N、P、K养分吸收量均与土壤有机质含量呈极显著正相关，且 N、P、K养分吸收量分别与相应的土壤碱解 N、有效 P及速效 K含量呈显著正相关。综合考虑施肥对水稻产量、养分利用与稻田土壤肥力的影响，NPKM与 NPKS处理优于 NPK，而 NPKM与 NPKS二者产量基本相当。土壤有机质是影响黄泥田水稻植株N、P、K养分吸收累积的关键因子。     

长期定位施肥对潮土微生物活性和小麦养分吸收的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究长期不同施肥对土壤微生物区系、土壤呼吸强度以及小麦养分吸收的影响。结果表明,施有机肥或无机肥均有利于提高土壤细菌和放线菌数量,且有机肥优于无机肥、平衡施肥优于缺素施肥,但只有施有机肥处理显著提高土壤真菌数量。此外,施有机肥也显著提高土壤呼吸强度,有机无机配施、NPK平衡施肥、NP、PK等处理效果次之,缺P施肥(NK处理)效果最差,但施有机肥或有机无机配施均会显著降低微生物个体的CO2呼吸强度。不同施肥处理小麦幼苗对养分N、P、K的吸收累积存在显著差异,其中施有机肥处理小麦对N、P、K的吸收较为均衡,而无机肥因为所供化学养分的速效性而更易于被小麦幼苗高水平吸收;与NPK平衡施肥处理相比,缺素(N、P或K)施肥均直接导致小麦植株体内相应养分的明显亏缺,且缺N施肥(PK处理)还同时制约了小麦对K素的吸收。     

黄土高原旱地长期施肥对小麦养分吸收和土壤肥力的影响

通过定位试验研究了长期施肥对小麦子粒、秸杆养分吸收和土壤肥力变化的影响。结果表明,合理施用化肥不但增产幅度大,还在一定程度上增加了小麦N、P、K养分浓度。单施氮、单施磷肥能增加小麦子粒和秸杆的N、P、K吸收量,氮磷肥配施增加效果显著,其子粒吸收N、P、K增加了153.2%、157.1%和162.4%。施有机肥能补充土壤中的N、P、K含量,增加小麦子粒中的养分含量,使品质有大幅度的提高。单施磷肥的土壤有机质、全P、速效P含量增加,土壤全N、速效N含量减少,N素亏缺。氮磷肥配施加剧了土壤K的亏缺。有机肥培肥作用显著,有机肥和氮、磷肥配施的土壤有机质、全N、全P、速效N、速效P和速效K分别增加了69.0%5、7.5%、54.8%、73.1%、830.5%和119.1%。     

施钾对不同小麦品种氮素、磷素吸收利用的影响

盆栽条件下,研究了黄淮麦区当年广泛种植的28个小麦品种在2个供K水平下N、P吸收利用差异。研究结果表明,高K与低K条件下,不同小麦品种N、P吸收利用能力差异都很大,小麦品种间N、P积累量与干物质积累量呈极显著正相关;相关分析表明,无论是低K还是高K下,不同小麦品种K积累量、K利用效率与N积累量、N利用效率及P积累量、P利用效率都存在极显著的正相关,这就显示出K高效小麦品种同时也是N高效、P高效小麦品种。     

分蘖期土壤水分对旱稻矿质养分吸收的影响

在池栽条件下研究了不同水分处理对旱稻吸收氮磷钾及分蘖生产效率的影响。结果表明:土壤水分对旱稻吸收N、P、K矿质元素有明显影响。随着土壤水分含量的提高,植株对矿质元素的吸收量显著提高。在分蘖初期,65%水分处理的植株对N、P、K的吸收量分别只有100%的74.1%,43.9%和50.8%,而在分蘖后期,则分别只有100%的41.4%,18.6%和27.5%。旱稻矿质元素的分蘖生产效率以在85%土壤含水量时最高,其N、P、K的平均分蘖生产效率分别比100%高35.7%,140%和81.8%。平均分蘖生产效率表现为P>K>N。     

分蘖期土壤水分对早稻矿质养分吸收的影响

在池栽条件下研究了不同水分处理对早稻吸收氮磷钾及分蘖生产效率的影响。结果表明：土壤水分对早稻吸收N、P、K矿质元素有明显影响。随着土壤水分含量的提高，植株对矿质元素的吸收量显著提高。在分蘖初期，65％水分处理的植株对N、P、K的吸收量分别只有100％的74．1％，43．9％和50．8％，而在分蘖后期，则分别只有100％的41．4％，18．6％和27．5％。早稻矿质元素的分蘖生产效率以在85％土壤含水量时最高，其N、P、K的平均分蘖生产效率分别比100％高35．7％，140％和81．8％。平均分蘖生产效率表现为P〉K〉N。     

高养分富集植物凤眼莲的农田利用研究

研究不同凤眼莲施用量条件下土壤养分变化以及小麦生长情况的结果表明:当凤眼莲施用量低于8.1kg·m-2,小麦出苗数不受影响;但当凤眼莲施用量超过8.1kg·m-2时,小麦出苗率显著降低。凤眼莲施用量为13.5kg·m-2时,尽管小麦出苗率显著降低,但由于具有较多的分蘖数和较高的每穗粒数,小麦最终产量与常规单施化肥处理间无显著差异。不同凤眼莲施用处理的土壤速效氮苗期差异显著,但分蘖期后处理间无显著差异;而速效磷和速效钾总体表现为随凤眼莲施用量增加而升高。此外,凤眼莲施用还可促进小麦茎秆对N、P、K的吸收和籽粒粗蛋白含量的增加。由此可见,凤眼莲是一种经济有效的农田有机肥料,其施用量以10.8～13.5kg·m-2为宜,施用后土壤N、P、K、有机质含量较高,且对产量影响不大,当季还可节约施用化学N141.75kg·hm-2、P36～45kg·hm-2,K可免施。     

稻秸还田下减量化施氮对小麦产量、养分吸收及土壤理化性质的影响

为明确稻秸还田下减量化施氮对小麦产量、养分吸收及土壤理化性质的影响，以小麦品种“宁麦16”为试验材料开展了试验研究，设置了不施氮对照（CK）、施氮量（常量施氮225kg/hm2，N1；减量20%施氮180 kg/hm2，N2）和氮肥运筹（基肥与追肥的比例为5:5，M1；基肥与追肥的比例为7:3，M2）处理，测定并分析了不同施氮量和氮肥运筹下小麦产量与其构成因素、养分吸收与分配、氮肥利用效率及土壤理化性质。结果表明，稻秸还田下，施氮可使小麦产量显著增加，N2处理小麦产量较N1处理仅降低了80.72kg/hm2，提高基施氮肥比例可使小麦单位面积有效穗数增加。施氮显著促进了小麦籽粒、秸秆和地上部的氮素、磷素和钾素吸收，N2处理小麦氮素、磷素和钾素吸收量低于N1处理；N1和N2水平下，M2处理小麦氮素和磷素吸收量均高于M1处理，而钾素吸收量低于后者。N2处理小麦氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮肥表观利用率和氮素生理效率较N1处理提高，而100kg籽粒吸氮量降低。N1处理土壤碱解氮含量显著高于CK；N2处理土壤有机质、碱解氮和速效钾含量低于N1处理，而土壤有效磷含量高于后者；N1和N2水平下，M1处理土壤有机质和碱解氮含量高于M2处理，而土壤有效磷和速效钾含量表现为M2处理高于M1处理。综合来看，稻秸还田下，常规施氮量基础上减量20%，适当提高基施氮肥比例，可增加单位面积有效穗数，实现小麦高产稳产，提高氮肥利用效率。     

黄土高原南部夏季不施肥种植玉米对旱地土壤残留养分的利用

夏季降水是造成我国西北黄土高原区旱地土壤硝态氮淋溶的主要原因。通过田间长期定位试验研究了冬小麦收获后,不施肥种植夏玉米而利用土壤残留养分阻止硝态氮淋溶的效应。结果表明,小麦播前施氮量增加,夏玉米收获期生物量和子粒产量增加,但磷肥用量增加对其影响不明显。小麦播前施氮量增加,夏玉米氮磷钾累积增加,施磷量增加,氮钾素累积降低,磷素累积无显著变化。土壤剖面含水量随小麦播前施氮量增加而降低,不同施磷量土壤剖面水分累积量的差异显著减少。不施肥种植夏玉米可以有效阻止和减少土壤剖面硝态氮淋溶,但在小麦播前施氮240和320kg·hm^-2时仍有较明显淋溶,其累积峰逐渐向深层土壤转移,造成氮素损失。施磷时,土壤剖面0-220cm硝态氮累积量下降,220cm以下土层变化不明显。     

Effect of Crop Residue With and Without a Culture of Cellulolytic Fungi on Yield,NPK Uptake and Soil Fertility Under Rice-Wheat Cropping System

The field experiments were carried out at Indian Agricultural Research Institute, New Delhi during three crop cycles from 1996-97 to 1998-99 to study the effect of incorporation of wheat and rice residues with and without a culture of cellulolytic fungi Trichrus spiralis on grain and straw yields and NPK uptake of rice-wheat cropping system and organic C, available P and available K content of soil. Incorporation of residue of wheat, rice or both had no significant effect on individual grain and straw yields and N and P uptake of rice and wheat, but significantly increased total grain and straw yields and N and P uptake of rice-wheat cropping system. Cellulolytic culture had no additional advantage over crop residues. Incorporation of residue of wheat, rice or both significantly increased K uptake of both rice and wheat as this practice resulted in recycling of 90% of total K uptake by rice and wheat crops. Incorporation of crop residue also resulted in building up of organic C, available P and available K content in soil.     

减施磷肥提高设施番茄氮磷钾生理效率并减少土壤速效磷累积

【目的】设施蔬菜生产中过量施肥现象普遍存在,本研究针对设施番茄磷肥过量施用问题,定位研究减施磷肥对番茄产量、干物质量、养分吸收、分配及土壤速效磷状况的影响,旨在为设施栽培磷肥减量提供科学依据。【方法】以习惯施肥为对照 (CK),2015年设磷肥减量50% (P1)、磷肥减量70% (P2) 2个减磷处理,2016年增设不施磷 (P0) 处理,共3个减磷处理。2016年在膨果期、盛果期采集植株样品,测定根、茎、叶、果干重,及各器官氮、磷、钾养分含量;在定植前、盛果期和拉秧期采集0—60 cm土层土壤样品,测定土壤速效磷含量。【结果】在基础速效磷含量较高 (约220 mg/kg) 的土壤,连续两年减磷70%或一年不施磷肥不影响番茄产量,2015年和2016年番茄产量分别为53.9～55.1 t/hm2和50.2～52.7 t/hm2。各减磷施肥处理与CK相比,均显著提高盛果期果实干物质量和N、P、K养分分配率,降低叶片干物质量、干物质分配率和N、P、K养分分配率。膨果期番茄植株62.8%～65.7%干物质分配于叶片,植株氮、磷、钾携出量分别为83.2～89.9 kg/hm2、10.3～11.1 kg/hm2、75.0～85.9 kg/hm2,此时番茄叶片和茎杆是养分的主要累积部位,茎叶氮、磷、钾分配率之和分别为84.4%～86.4%、79.4%～83.4%、76.9%～82.3%,番茄氮、磷、钾吸收比例为1∶0.12∶0.84～0.96。盛果期43.0%～44.6%和37.0%～44.6%的干物质分配于果实和叶片,此时番茄果实和叶片为养分主要累积部位,果实和叶片氮、磷、钾分配率之和分别为84.6%～86.7%、78.5%～82.7%、81.4%～83.9%,植株氮、磷、钾携出量分别为197～226 kg/hm2、33～37 kg/hm2、200～247 kg/hm2。CK处理番茄叶片、果实全钾含量及钾吸收量显著高于减磷处理,可见减施磷肥可降低番茄对钾素的奢侈吸收。经过两年的减磷处理,表层土壤速效磷累积量显著降低,但各处理土壤剖面出现磷素向下迁移,膨果期0—20 cm土层土壤速效磷含量较种植前减少27.0～60.9 mg/kg,20—60 cm土壤速效磷增量在11.8～50.1 mg/kg,减磷处理显著降低20—60 cm土壤速效磷增加量。【结论】在基础磷素含量较高的土壤上,较农民习惯施磷连续两年减少70%的磷肥用量没有影响番茄产量,降低番茄对钾素的奢侈吸收,减缓土壤速效磷累积。两年连续减施磷肥的土壤速效磷含量仍处于较高水平,可见该研究区域设施蔬菜生产减磷潜力仍较大。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

北方麦区土壤有效磷阈值及小麦产量、籽粒氮磷钾含量对监控施肥的响应

  【目的】  分析我国北方麦区不同土壤有效磷水平下,监控施肥后小麦籽粒产量与养分吸收利用变化,为保证减施磷肥后小麦的丰产、优质、绿色生产提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在我国北方麦区49个地点进行了田间试验。所有试验均设农户施肥(FF)、监控施肥(RF)和监控无磷(RF-P) 3个处理,监控施肥的磷(P₂O₅)肥用量较农户施肥平均减少60 kg/hm2,相当于减少了46%。在小麦成熟期调查了土壤不同磷素水平下,小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量,并计算了磷素养分吸收利用率;在小麦收获期,采样测定土壤有效氮磷钾含量。  【结果】  当土壤有效磷<15 mg/kg时,小麦产量最低,为5155 kg/hm2;当土壤有效磷在25～30 mg/kg时,产量达到最高,为7217 kg/hm2;有效磷过高并不能持续提高小麦产量,反而因穗数、千粒重低导致产量降低。土壤有效磷<15、15～20、20～25、25～30和>30 mg/kg时,监控施肥处理小麦产量与农户施肥处理相比差异虽然未达显著水平,但小麦的磷肥吸收效率与磷肥偏生产力平均分别为1.03和104.7 kg/kg,分别较农户处理显著提高了119.6%和112.2%,籽粒氮磷钾含量与农户施肥处理相比无显著差异。当土壤有效磷<15 mg/kg,或速效钾达171和200 mg/kg、有效磷为15～20和>30 mg/kg时,不施磷肥小麦显著减产;但土壤速效钾为147和158 mg/kg、有效磷在20～25和25～30 mg/kg时,不施磷肥不减产。土壤有效磷含量越高,小麦籽粒平均氮含量越低、磷含量越高,籽粒平均钾含量在有效磷为20～25 mg/kg时达到最高。  【结论】  在北方麦区,过高的土壤有效磷含量有降低小麦氮素营养的风险,适当降低磷肥用量在保证产量的同时,还可大幅提高磷肥的利用率。土壤有效磷维持在20～30 mg/kg时,减施或不施磷肥依然可以实现小麦高产,但若速效钾>170 mg/kg时不施磷肥小麦有减产风险。因此,应基于对小麦目标产量、籽粒养分含量和土壤有效磷钾的监控,确定合理的磷肥用量,实现北方麦区化肥减施,小麦稳产提质增效和绿色生产。     

生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响

为了解生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响,通过2年田间试验对灰漠土土壤和春小麦养分及产量等进行了研究。结果表明:与CK相比,施用生物炭显著(P0.05)增加了土壤肥力,并显著(P0.05)增加春小麦对N、P和K的吸收,还对春小麦产量及构成具有积极的促进作用。与NP处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤有机质、全氮和速效钾含量以及植株吸磷量。与NP+M6处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤全氮、速效钾和植株养分吸收量。     

Nutrients balance for improvement of phytoremediation ability of teak seedlings (Tectona grandis)

As a green technique, plant-based remediation systems can be used to remove nitrogen (N) pollutants from N-rich wastewaters. However, the excess amount of N and shortage of other nutrients in this system limits the plant growth and affects the plant remediation efficiency. In this study, the effect of adding phosphorus (P) and potassium (K) to the N-enriched wastewater on growth and N-removal efficiency of teak seedlings (Tectona grandis) was evaluated. Twelve ratios of N:P:K were applied to teak seedlings and the related effects were compared with those in control solution containing only N. The results indicated that a ratio of 1N:0.5P:1K increased dry matter accumulation in teak seedlings by improving the balance of nutrients in plants. Teak seedlings grown in nutritionally-improved system eliminated 33.8% N more than those grown in only N solution. The water loss through plant uptake was also enhanced in the improved system up to 56%.     

Growth Response and Nutrient Uptake of Eriobotrya japonica Plants Inoculated with Three Isolates of Arbuscular Mycorrhizal Fungi Under Water Stress Condition

Mycorrhizal technique is a promising biotechnology in horticultural industry, benefiting plants exposed to diverse abiotic stresses. In this study, the effects of three arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), Acaulospora laevis, Glomus mosseae, and Glomus caledonium on plant growth and nutrient uptake of loquat (Eriobotrya japonica Lindl.) seedlings under three water regimes (well watered, water stressed-slight, water stressed-heavy) were investigated. Results showed that inoculated seedlings had higher dry biomass, plant height, and total leaf areas than those un-inoculated ones. AMF effect was the greatest for water stressed-heavy seedlings, followed by water stressed-slight seedlings and well watered seedlings. All AMF species increased the uptake of nitrogen (N) potassium (K), phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), zinc (Zn), copper (Cu), and the mycorrhizal contributions to the nutrient uptake were positively related to that to the biomass. Data suggest that AMF inoculation increases the tolerance of loquat seedlings to drought stress, and the improved nutrient uptake by AMF contributes greatly to the tolerance.