氮锌复合作用对白三叶草根瘤生长发育和营养元素吸收的影响

采用砂培试验、中子活化和电子显微技术,研究了不同水平氮锌配施对白三叶草根瘤生长发育、营养元素吸收的影响。结果表明,随施氮水平增加,根瘤的数量、固氮酶活性、单瘤重量、细胞内类菌体数量、营养元素吸收量显著下降。与低锌条件(0.1μmol Zn/L)相比,足量锌(2.0μmol Zn/L)显著增加了根瘤的数量、单瘤重量、固氮酶活性、营养元素吸收量和细胞内类菌体数量。与其他处理相比较,低氮和足量锌处理(5mmol N/L、2.0μmol Zn/L)显著增加了根瘤的数量、单瘤重量、固氮酶活性、营养元素吸收量和细胞内类菌体数量。     

缺锌胁迫对‘天红2号/冀砧2号’苹果幼树生长、光合特性和内源激素含量的影响

【目的】研究‘天红2号/冀砧2号’幼树生长、光合特性及内源激素变化对缺锌胁迫的响应。【方法】以1年生‘天红2号/冀砧2号’砧穗组合苹果幼苗为试材,采用营养液浇灌方式进行盆栽试验。营养液设置供锌浓度分别为0μmol/L (Zn0)、2μmol/L (Zn2)、4μmol/L (Zn4,对照),共3个处理。处理后40天,测量幼树株高、叶面积,取样测定叶片锌含量、光合特性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、内源激素含量等指标,并分析叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1、叶绿素降解关键酶基因MdPAO、生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量。【结果】‘天红2号/冀砧2号’幼树的株高、叶面积及叶片锌含量随供锌浓度的下降而显著降低;供锌浓度越低,生长素合成基因MdYUCCA4a和MdYUCCA6a相对表达量越低,植株体内IAA和GA3水平越低;与对照(Zn4)相比,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)在缺锌条件下显著降低,胞间CO2浓度(Ci)升高;缺锌胁迫下,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量下降,叶绿素a/b值上升,叶绿素合成关键酶基因MdHEMA1和叶绿素降解...     

Zn胁迫对黑麦草幼苗生长、生理生化及Zn吸收的影响

采用营养液培养法，研究了不同Zn浓度(0，0.25，0.50，1.00，2.00 mmol/L)对黑麦草幼苗生长、过氧化物酶活性、脯氨酸、根系活力及Zn吸收的影响。结果表明，低锌胁迫对黑麦草幼苗生长无抑制，过度锌胁迫(Zn≥2 mmol/L)将降低黑麦草地上部干质量。幼苗叶内游离脯氨酸含量随锌胁迫时间、锌浓度增加而增加。随Zn胁迫时间增加幼苗POD活性先降后升、根系活力先升后降，锌处理的植株地上部POD活性随锌浓度增加先降低，然后增加，而根系活力随锌浓度增加而增加。黑麦草幼苗地上部和根系Zn含量随Zn浓度的增加而增加，当Zn浓度为2.00 mmol/L时，地上部Zn含量最大值为775.0 mg/kg。     

曼地亚红豆杉(Taxus media cv“Hicksii”)栽培基质中适宜的锰、锌、铜浓度及采收时期研究

【目的】紫杉醇具有独特的抗癌机理和广谱强效的抗癌活性,被认证为目前最有效的天然抗癌药物之一。曼地亚红豆杉作为提取紫杉醇重要地天然源料,而备受重视。本试验旨在分析锰(Mn)、锌(Zn)和铜(Cu)三种微量元素对两种树龄曼地亚红豆杉植株生长及紫杉醇含量的影响,为曼地亚红豆杉药用原料林定向培育及通过合理施用微肥确定适宜采收期提供科学借鉴。【方法】以3年和5年生曼地亚红豆杉"Hicksii"幼苗为材料,采用砂基培养方式,使用高效液相色谱检测了施用不同浓度锰(0、4.50、9.00、13.50和18.00μmol/L)、锌(0、0.15、0.30、0.45和0.60μmol/L)和铜(0、0.40、0.80、1.20和1.60μmol/L)对3年和5年生曼地亚红豆杉"Hicksii"树苗生长及紫杉醇含量的影响。【结果】1)3种微量元素对两种不同年龄树苗的生长和枝叶紫杉醇含量影响显著。最适宜3年和5年生树苗生长(株高、地径、新梢长度)和生物量(枝叶与根系鲜/干重)积累的Mn浓度为9.00μmol/L,Zn浓度为0.40μmol/L;3年生树苗的最适宜Cu浓度为0.30μmol/L,5年生为0.15μmol/L。3年生树苗的Mn浓度为9.00μmol/L,5年生树苗为4.50μmol/L以及两种树龄树苗的Zn浓度为0.40μmol/L和Cu浓度为0.30μmol/L时,微量元素有利于两种不同年龄树苗枝叶的紫杉醇积累。高于该适宜浓度则抑制树苗枝叶的紫杉醇积累,且浓度越高抑制作用越强。2)3种微量元素处理下,5年生树苗紫杉醇含量显著高于3年生树苗,对两种树苗紫杉醇含量影响效果顺序为MnZnCu。3)在生长期3~10月,不同浓度Mn、Zn、Cu处理下的两种树苗均表现出相同规律:3~6月树苗紫杉醇积累量逐渐降低,6月降到最低,7月开始逐渐升高,9~10月含量趋于稳定。【结论】施用微量元素Mn 9.00μmol/L、Zn 0.40μmol/L和Cu 0.15~0.30μmol/L,5年龄"Hicksii"树苗,在9~10月份进行采收是紫杉醇含量高的关键点。     

外源NO对铜胁迫下番茄光合、生物发光特性及矿质元素吸收的影响

采用营养液培养,研究了外源一氧化氮（NO）供体硝普钠(Sodium nitroprusside, SNP)对50 μmol/L铜（Cu）胁迫下番茄叶片叶绿素含量、光合特性、生物发光强度和矿质营养元素的影响。结果表明,在Cu胁迫下,外施100 μmol/L SNP显著提高番茄叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b比值、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶片中Cu、Ca、Fe、Zn、Mn以及根系中Cu、K、Fe、Zn的含量; 显著降低叶片超微弱发光强度、荧光强度、磷光强度、胞间CO2浓度(Ci)和根系中Ca的含量。然而,SNP对Cu胁迫下的缓解效应可被NO的清除剂血红蛋白所抑制。在Cu处理液中加入100 μmol/L NO-x（NO的分解产物）或100 μmol/L亚铁氰化钠（SNP的相似物或分解产物）,与Cu胁迫处理差异不显著。表明外源NO可以通过改善Cu胁迫下番茄叶片光合特性,降低超微弱发光、荧光、磷光强度,维持矿质营养元素平衡,缓解Cu胁迫对番茄的抑制作用。     

生物强化提高水稻糙米锌含量及其生物有效性

【目的】研究利用有机锌肥生物强化水稻糙米锌含量的可行性及其生物可给性。【方法】锌生物强化试验在江苏溧阳进行，供试锌肥为糖醇螯合态锌(Zn 170 g/L)，供试水稻品种为中熟晚粳稻‘南粳46’。设5个处理：喷施清水(CK)；锌肥喷施一次，用量为2.55 kg/hm² (Zn1)、5.10 kg/hm² (Zn2)；锌肥喷施两次，总施用量为5.10 kg/hm² (Zn3)、10.20 kg/hm² (Zn4)。水稻成熟后，测定糙米中锌、植酸含量，测定糙米中锌赋存形态含量，计算糙米植酸/锌摩尔比、糙米锌赋存形态占比，并利用in vitro人工胃肠模拟法分析糙米锌在胃阶段和胃肠阶段的溶出量，以溶出锌与糙米锌量之比来计算糙米锌生物可给性。【结果】与CK处理相比，锌生物强化对糙米植酸含量无显著影响，但显著提高了糙米锌含量，Zn1、Zn2、Zn3和Zn4处理的增幅分别为23.93%、37.51%、82.38%和87.81%,Zn3和Zn4处理增幅差异不显著。Zn1、Zn2处理对糙米植酸/锌摩尔比无显著影响，Z...     

施锌对不同品种小麦锌吸收分配的影响

为明确土壤施锌对不同品种小麦的生长发育以及养分吸收的影响,选用河南省广泛种植的10个冬小麦品种,采用盆栽试验,设置0 mg?kg~(-1)(Zn0)、10 mg?kg~(-1)(Zn10)、20 mg?kg~(-1)(Zn20)、30 mg?kg~(-1)(Zn30)4个施锌水平,研究不同施锌量对冬小麦生长发育和锌吸收利用的影响。结果表明:在北方石灰性潮土增施锌肥能够显著提高小麦籽粒锌含量,但产量构成要素、干质量及锌效率等对施锌的响应因品种而异。施锌显著增加了供试小麦整株锌含量和累积量,且在Zn20水平下增幅最大,较Zn0处理分别提高了41.4%～85.1%和19.9%～110.1%。"郑麦379""百农207""郑麦0856""周麦22"的籽粒锌含量随锌浓度增加而增加,在Zn30达到最高,较Zn0提高了43.5%、65.1%、68.2%、55.8%;"郑麦366"和"周麦27"的籽粒锌含量在锌肥10～30 mg?kg~(-1)时无显著差异,较Zn0处理增加了40.6%～62.3%;而其他品种小麦的籽粒锌含量在Zn20处理最高,较Zn0处理增加55.7%～92.2%。施锌后不同小麦各部位的锌累积量分配比例有明显差异,籽粒、颖壳、茎秆、根部的锌累积量占比范围分别为17.4%～49.9%、6.3%～16.0%、21.5%～46.1%、12.9%～28.7%。研究表明,"郑麦379"和"矮抗58"可作为锌高效品种;土施锌肥10～20 mg?kg~(-1)可以有效提高籽粒锌含量,改善小麦锌营养品质。     

锌对水稻幼苗镉积累及抗氧化系统的影响研究

为探明不同浓度Zn对Cd处理水稻幼苗生长及抗氧化系统的影响,以9311水稻品种为试验材料,通过水培方法,从水稻幼苗生长、 Zn与Cd积累量、抗氧化系统变化趋势等方面进行研究。结果表明,低浓度的Zn会抑制Cd处理水稻幼苗生物量的增加,并促进幼苗对Zn和Cd的吸收积累; 100μmol/L Zn对Cd处理水稻生物量有显著促进作用(P 0.05),且该处理下的Zn能明显抑制水稻对Cd的吸收;但当Zn浓度达到3.06×103μmol/L时, Zn对Cd处理水稻具有明显的毒害作用。不同浓度Zn处理下,水稻幼苗地上部的SOD活性、 POD活性、 APX活性呈先升高后下降趋势,而CAT活性则受到抑制, MDA含量均呈上升趋势。低浓度Zn与Cd发生协同作用,促进水稻对Zn和Cd的吸收,抑制水稻生长;中等浓度Zn与Cd发生拮抗作用,抑制水稻对Zn、 Cd的吸收,提高SOD、 POD活性,促进水稻生长;但当Zn浓度达到一定值时,虽然Zn与Cd也发生拮抗作用,但仍会对水稻生长产生明显的抑制作用,损伤幼苗抗氧化系统。     

硒对镉胁迫下水稻幼苗叶片元素含量的影响

采用溶液培养研究Se对Cd胁迫下水稻幼苗叶片叶绿素和几种元素含量的影响结果表明,单用Cd处理,高浓度Cd使水稻幼苗叶片Ca、Mg、Fe、Zn、Mn含量显著减少;单用0.10mg/L Se处理可显著增加叶片Fe、Zn、Mn含量。Se使较高浓度Cd(5.0~10.0mg/L)胁迫下水稻幼苗叶片Ca、Mg、Fe、Mn含量高于单用Cd处理,Se与Cd的互作效应影响叶片Ca、Mg、Fe、Zn、Mn含量。叶绿素a/b值不能作为水稻幼苗Cd毒害指标。     

硅处理对镉锌胁迫下水稻产量及植株生理特性的影响

以郑稻18为材料,通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)污染胁迫和硅(Si)处理对水稻产量、不同生育时期植株生理特性的影响,从而揭示硅缓解Cd、Zn胁迫的生理机制。结果表明,水稻植株受到Cd、Zn毒害时,不同生育期植株生物量、产量、叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量均显著下降,而叶片质膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和过氧化物(POD)活性显著增加。施硅处理显著提高水稻植株对重金属的抗性,主要反映在植株生物量显著增加,叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量显著上升,而叶片质膜透性、MDA含量、POD活性和可溶性糖含量显著降低,产量显著增加,说明硅缓解植株体内重金属毒害的代谢机制与其对抗氧化酶系统的调控作用及作物抗性的提高有关。     

不同耐密性玉米品种地上部与根系性状的协同效应

【目的】阐明不同玉米品种在增密种植条件下地上部性状和根系构型的协同响应,为耐密性玉米的遗传改良提供理论支撑。【方法】以我国18个主栽玉米品种为试材,设置2个种植密度(6万株/hm²和7.5万株/hm²),分别在吐丝期和成熟期测定14个地上部农艺性状和8个根系构型性状,利用方差分析与回归分析等统计方法解析耐密高产品种的地上地下协同关系。【结果】随着种植密度的增加,玉米单株地上部和根系生物量及籽粒产量等指标下降,群体地上部生物量和籽粒产量显著提高。根据两个种植密度下的群体产量,受试品种中6个被划分为高低密度下均高产的双高型(DH);3个品种为仅高密度下高产的高密高产型(HH);7个品种为高低密度下均低产的双低型(DL);2个品种为仅低密度下高产的低密高产型(HL),供试品种主要为双高型(DH)和双低型(DL)。在高密度下,DH品种比DL品种具有更多的吐丝前干物质累积量和更高的收获指数,DH品种在减少根系干重、节根数和根系宽度的同时,保持了较高的根系表面积与总根长。综合两个种植密度下地上部与根系性状对产量的贡献,发现吐丝期茎秆干物质、成熟期籽粒干物...     

东南烟稻轮作区烤烟临界氮浓度稀释曲线的建立与验证

  【目的】  建立东南烟稻轮作区烤烟临界氮稀释曲线,探讨氮素营养指数用于诊断和评价烤烟氮营养状况的可能性,为实现烤烟合理施用氮肥提供理论依据。  【方法】  两年两地共3个田间氮肥用量试验,每个试验共设6个氮水平 (N 0、45、90、135、180 和300 kg/hm2),分析不同施氮量对移栽后不同天数烤烟地上部和叶片干物质积累量的影响。利用不同时期植株氮浓度和干物质积累量,建立地上部和叶片的临界氮浓度稀释曲线方程和干物质积累方程。结合基于无人机可见光谱平台的烤烟氮浓度无损测定方法,计算氮营养指数,判断烤烟氮营养丰缺情况。  【结果】  施用氮肥明显增加了烤烟地上部和叶片干物质积累量,不同氮肥处理间差异明显,烤烟地上部和叶片氮浓度随烤烟生长进程而降低;东南烟稻轮作区烤烟地上部及叶片的临界氮素浓度和干物质积累量符合幂指数的关系;模型进行独立验证时,氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线以下,而不受氮限制组的数据均在临界氮素稀释曲线附近。模型拟合的临界氮浓度和植株实际临界氮浓度呈线性相关,地上部和叶片的RMSE值分别为0.55和0.44,标准化均方根误差n-RMSE分别为25%和17%,模型具有较好的稳定性;烤烟氮素营养状况的判定可以通过应用临界氮浓度稀释曲线计算氮营养指数(NNI)实现。随着施氮水平的提高,叶片氮营养指数逐步升高,在氮施用量达到135 kg/hm2,叶片氮营养指数可在1以上,处于氮盈余状态。  【结论】  东南烟稻轮作区烤烟叶片临界氮素稀释曲线模型(N_c = 3.2339 × DM_leaves–0.475)和叶片氮营养指数能够诊断评价该区域烤烟氮营养状况,从而为优化烤烟的氮素管理提供指导。     

轻度干湿交替灌溉协调水稻根冠生长、提高产量及氮肥利用效率

  【目的】  干湿交替灌溉是水分高效利用的有效措施，但是适宜的干湿程度受多种因素的影响。因此，研究不同干湿交替灌溉下水稻根系及地上生长发育的差异，以探讨干湿交替灌溉对水稻产量及氮肥利用效率的影响及其机理。  【方法】  以‘徐稻3号’为材料进行盆栽试验，设置传统灌溉 (保持2～3 cm浅水层，CI)、轻度干湿交替灌溉 (?20 kPa，AWMD) 和重度干湿交替灌溉 (?40 kPa，AWSD) 3种灌溉方式，研究干湿交替灌溉对水稻 (Oryza sativa L.) 根长、根重、根冠比、根系伤流量、根系细胞分裂素含量、地上部重量、叶片光合速率、非结构性碳水化合物 (NSC) 运转及籽粒中ATP酶活性的影响。  【结果】  轻度干湿交替灌溉显著增加了根长、根重、根冠比、根系伤流量、根中细胞分裂素含量，如抽穗期比传统灌溉分别提高13.3%、6.7%、10.8%、8.1%、7.4%；茎鞘中NSC向籽粒运转率提高23.3%，同时提高籽粒中ATP酶活性16.3%～18.4%、提升主要生育期叶片硝酸还原酶活性10.9%～44.0%，增加成熟期植株的吸氮量。最终水稻产量及氮肥利用效率显著增加，重度干湿交替灌溉则显著减少根长、根重，抑制根系活性及合成细胞分裂素的能力，如抽穗期分别比传统灌溉降低30.1%、20.8%、40.5%、34.4%，降低地上部的生长，显著降低主要生育期叶片的光合速率，抽穗期降低26.4%，虽促进NSC的运转，但是较低的花后干物质积累与籽粒库活性，导致水稻产量降低32.8% (2018年)与31.6% (2019年)；同时重度干湿交替灌溉下，植株吸氮量显著减少，叶片硝酸还原酶的活性降低19.2%，氮肥吸收利用率、农学利用率及偏生产力分别降低18.0%、34.7%及31.8%。  【结论】  轻度干湿交替灌溉能够改善根系形态，提高根系代谢功能，协调地上部生长，提高水稻产量及氮肥利用效率。重度干湿交替灌溉不利于水稻根系生长，抑制代谢，不宜采用。     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。     

供磷水平对苗期小麦地上和地下部性状关联性的影响

  【目的】  磷素是植物生长发育过程中必需的大量元素之一,土壤磷水平的高低对植物地上部和地下部性状有着显著的影响。探究高、低磷水平对小麦地上和地下部性状变化以及地上和地下部性状相关性变化的影响,为研究不同磷环境对小麦生长的影响,选育适应不同磷环境的优良小麦品种提供参考。  【方法】  小麦品种和磷水平双因素盆栽试验在河北农业大学温室内进行,供试土壤有效磷含量为5.50 mg/kg。试验设置0和200 mg/kg两个施磷水平;选用10个小麦品种。小麦分别在两个磷水平下生长35天后收获,测定小麦幼苗地上部性状（干重、相对生长速率、地上部磷吸收量、地上部磷含量和叶绿素含量）和根部性状（根干重、根长、根冠比、比根长、根直径、细根比例、根组织密度、根际土壤pH和酸性磷酸酶活性）。  【结果】  与高磷处理相比,低磷处理小麦地上部干重、地上部磷吸收量以及地上部磷含量分别显著降低了57.9%～72.2%、85.7%～89.8%、61.3%～71.7%,小麦根长、细根比例、根组织密度、根冠比以及比根长分别增加了50.9%～249.5%、32.5%～442.5%、–34.5%～400.0%、27.4%～198.9%、74.4%～395.3%,酸性磷酸酶活性提升了–8.1%～120.9%。在低磷条件下,小麦有32组地上和地下部性状间显著相关,在高磷条件下只有20组性状显著相关;低磷处理小麦地上和地下部协同相关性较高磷处理提升了60%。  【结论】  低磷条件下,小麦地上和地下部性状关联性较高,高磷供给弱化了小麦地上和地下部性状的关联性。     

干湿交替灌溉改善稻田根际氧环境进而促进氮素转化和水稻氮素吸收

[目的]阐明不同水氮管理模式下水稻根际内外氧环境变化特征及其对土壤碳氮转化和水稻氮吸收利用的影响,以期从稻田"根际氧环境"调控角度揭示适宜水氮耦合促进水稻生长和提高氮素利用效率的内在机制.[方法]在长期定位试验基础上,采用根箱模拟培养以及Unisense微电极系统和15N同位素示踪相结合的研究方法,以常规粳稻日本晴和常...     

大气CO2浓度升高条件下施加生物炭对水稻生物量分配及产量的影响

  【目的】  大气二氧化碳 (CO₂) 浓度升高会影响作物光合作用,土壤中添加生物炭能够影响作物根系生长,但关于二者互作对作物的影响尚未有明确结论,鉴于此,我们研究了CO₂浓度升高与施用生物炭两者互作对作物的影响。  【方法】  盆栽试验在北京昌平进行,供试水稻品种为吉粳88。试验共设计4个处理,常规大气CO₂浓度 (CK)、常规大气CO₂浓度 + 生物炭 (B)、高浓度CO₂ (F)、高浓度CO₂ + 生物炭 (F + B),常规大气和高浓度CO₂分别为400和550 μmol/mol,生物炭添加量为20 g/kg。于水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期取样,测定株高、各器官生物量、产量构成因素。  【结果】  相较于CK,其他3个处理均提高了分蘖期、拔节期和抽穗期的水稻株高,F + B处理株高在3个时期平均分别增加了2.4%、1.3%、4.9% (P < 0.01)。相较于CK,其他3个处理均增加了水稻分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期的单茎、叶片、根系和地上部总干重,B处理和F处理对水稻叶片、根系和地上部总干重的影响均达到极显著水平,F + B处理仅对根系干重的影响达到显著水平 (P < 0.05)。与CK相比,F + B处理的水稻根冠比在分蘖期没有显著变化,抽穗期增加了10.7%,而拔节期和成熟期分别降低了5.0%、12.7%。相较对照,常规大气CO₂浓度下施生物炭 (B) 及单增CO₂浓度处理 (F) 水稻穗长和千粒重增幅达到极显著水平。F + B处理水稻产量构成均表现出增加趋势,仅对千粒重的影响达到极显著水平。  【结论】  高CO₂浓度有利于水稻植株地上部和地下部生长及干物质积累,但会降低结实率及最终产量;在高CO₂浓度下配施生物炭不仅促进植株生长和干物质积累的效果更佳,还显著提高产量构成因素,显示出良好的互作效应。     

确定经济合理施氮量的新方法:基于施氮量与稻米产量效应函数

  【目的】  探究实现水稻高产、优质和氮肥高效的密度与施氮量协同组合。  【方法】  于2018—2019年,在黑龙江省五常市龙凤山乡辉煌村进行田间试验。采用裂区试验方法,以‘五优稻4号’为供试品种。以密度为主区,设置15穴/m2 (D1)和24穴/m2 (D2);以施氮量为副区,设施氮(N）量为0、75、105、135 kg/hm2 4个水平,分别表示为N0、N75、N105、N135处理。在水稻成熟期,测定了植株地上部干物重、稻谷产量、精米产量、精米率、蛋白质含量、直链淀粉含量、食味值等指标;比较了稻谷产量与精米产量确定的施氮量差异。  【结果】  在D1、D2两个密度下,随着施氮量的增加,稻谷产量、地上部干物重、精米产量都呈先升高后降低的趋势,均在N105达到最大值。除D1密度下N105处理的稻谷产量与N135处理差异不显著外,其余均显著高于其他处理,而N135处理的稻谷产量与N75处理无显著差异,但2018年地上部干物重却显著高于N75处理。随着施氮量的提高,精米蛋白质含量呈现增加趋势,精米率和食味值却呈降低趋势。与N0相比,N135处理精米蛋白质含量平均提高了7.58%,精米率和食味值分别平均降低了8.81%和10.24%。N105处理的氮素回收率显著高于N75和N135处理,农学效率、氮肥生理利用率和偏生产力均显著高于N135处理。D2密度下精米蛋白质含量低于D1密度处理,而精米率和食味品质高于D1密度处理,D2密度下的稻谷产量、氮积累量和精米产量均高于D1密度处理,氮积累量和氮肥偏生产力比D1处理平均提高了40.35%和 40.31%,两个密度间氮肥回收率、农学效率和氮肥生理利用率无明显差异。农户直接出售优质米使经济效益提高了7428元/hm2,D2密度使经济效益额外增加了4229元/hm2。施氮量与稻谷产量、精米产量均呈二次曲线关系,依据施氮量与稻谷产量效应函数,确定经济最佳施氮量为96.4～123.7 kg/hm2;依据施氮量与精米产量效应函数,确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2。  【结论】  适度密植(24穴/m2)有利于稻谷产量、氮素吸收量的提高,而不影响食味值和精米率。在本试验水稻适宜密植条件下,基于施氮量和精米产量效应函数确定的适宜施氮量为76.2～105.9 kg/hm2,该施氮量的确定方法有利于协同实现稻米高产优质和氮肥减施增效。     

不同生态条件下氮高效水稻品种干物质积累和产量特性

  【目的】  研究生态条件和施氮水平及其互作对氮高效水稻品种干物质积累、物质转运和产量的影响,为不同稻区不同施氮水平下选择适宜的水稻品种提供科学依据。  【方法】  本试验于2019年在四川省大邑县(弱光寡照)和云南省永胜县(光温充足)两个生态点进行,以西南地区大范围种植的10个水稻品种为供试材料,采用两因素裂区设计,主区为不施氮(N0)、低氮120 kg/hm2 (N120)和高氮180 kg/hm2 (N180) 3个施氮水平,副区为10个品种。分别于拔节期、抽穗期和成熟期测定干物重,计算不同时期干物质积累和转运量,于收获后测定水稻产量。  【结果】  水稻产量和干物质生产特性为生态条件、施氮水平、品种及其互作效应共同作用的结果。大邑生态点宜香优1108在N120下的产量比N180提高4.68%,永胜点德优4923在N120施氮水平下的产量比N180提高113.4 kg/hm2,结合产量和GGE模型分析,大邑生态点宜香优1108为低氮高效型,晶两优534和F优498为高氮高效型;永胜点德优4923为低氮高效型,中优295和丰优香占为高氮高效型。氮高效水稻干物质积累和转运特征因生态条件和施氮量的变化而变化。大邑低氮高效型品种产量主要来自拔节前干物质的积累和抽穗前光合产物的转化,产量优势在于足量的单位面积有效穗数,移栽至拔节期的群体生长率与产量(r=0.70**)和有效穗数(r=0.41*)呈显著正相关;大邑生态点高氮高效型品种抽穗至成熟期群体生长率和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率明显高于其它品种,产量与抽穗至成熟期群体生长率(r=0.56**)和穗后干物质积累量对籽粒的贡献率(r=0.37*)呈显著正相关关系;永胜低氮高效型品种干物质积累特征在于拔节至抽穗期群体生长率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率较高,千粒重较同处理平均值提高13.61%;永胜高氮高效型品种具有拔节至抽穗期高群体生长率的物质生产特性,产量优势在于较高的每穗颖花数,该点拔节至抽穗期群体生长率与产量(r = 0.60**)和每穗颖花数(r = 0.68**)均呈极显著正相关关系。  【结论】  在大邑等弱光寡照地区,低氮高效型品种应保证前期较高的生长速率和穗前干物质转化对籽粒的贡献率;高氮高效型品种应保持抽穗后高群体生长率并增加穗后光合产物的积累。在永胜等光温充足地区,拔节至抽穗期较高的群体生长率是低氮高效型和高氮高效型品种共同的物质生产特征。     

化肥和生物有机肥配施对鲜食型甘薯块根产量、品质及土壤肥力的影响

  【目的】  研究生物有机肥和化肥对鲜食型甘薯干物质积累、产量品质及土壤肥力的影响,为鲜食型甘薯的优质高效生产提供技术支撑。  【方法】  2018和2019年,以鲜食型主栽品种‘济薯26’为供试品种,在山东济南丘陵区进行了两年定位田间试验。设置不施肥(对照)、单施化肥、单施生物有机肥、化肥生物有机肥配施处理。在移栽后50、100和150天,取样分析植株干物质积累和分配。于成熟期,调查分析块根产量及品质,以及0—20 cm土层土壤肥力指标。  【结果】  与单施化肥相比,单施生物有机肥和化肥生物有机肥配合处理均显著提高了两年度移栽后150天甘薯植株干重和块根干重,块根产量以化肥配合生物有机肥处理最高,单施生物有机肥次之,均显著高于单施化肥。与单施化肥相比,单施生物有机肥可显著提高两个年度土壤脱氢酶和蔗糖酶活性,显著提高第二年度土壤脲酶和碱性磷酸酶活性及土壤速效磷、速效钾和有机质含量,促进干物质向块根分配,显著提高了第二年度块根还原糖、可溶性糖和维生素C含量。与施用生物有机肥相比,化肥生物有机肥配施显著提高了两个年度移栽后100天和150天植株干重和块根干重,显著提高第二年度土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,提高土壤碱解氮和速效磷含量,还原糖和可溶性糖含量无显著变化,但显著增加类胡萝卜素和维生素C含量。相关分析表明,块根品质指标与土壤有机质、速效磷和速效钾含量显著正相关,与土壤酶活性亦有显著正相关关系。  【结论】  连续进行化肥与生物有机肥配施,可显著提高土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,增加土壤碱解氮和速效磷含量,促进甘薯植株和块根干物质的持续积累,获得高产,同时保持较高的块根糖含量和维生素C含量,是提高鲜食型甘薯产量和品质的有效措施。