解磷菌剂对作物生长和土壤磷素的影响

利用课题组自行分离筛选的B2和B67解磷菌株研制的菌剂，在盆栽和大田试验过程中，菌剂在增加作物产量的同时，有提高土壤速效磷含量、培肥土壤的作用，而且是菌剂和化肥配合施用效果显著。施用了解磷菌剂或菌剂和化肥配合施用后，盆栽玉米的株高、鲜重和干重，较CK增加15．2％～89．2％，玉米单株吸养量较CK增加20％～146％；青菜的鲜重、干重和生物量较CK增加15．8％～41．6％，和CK比较差异显著；小麦的株高、有效小穗数、穗粒数、粒重以及生物量也较CK差异显著，大田试验的几种作物也有不同程度的增产。另外B2和B67接种到山西省典型土壤中，土壤速效磷含量较CK增加1．35～3．04倍，且发现其溶磷效果和土壤磷酸酶活性与有效活菌数相关，解磷菌剂在提高土壤速效磷含量的同时，也有提高土壤速效钾含量的作用。     

选用解磷菌剂改善缺磷土壤磷素的有效性

山西省大部分土壤为石灰性土壤，耕地土壤缺磷较严重，施入土壤的化学磷肥极易被固定，为了提高缺磷土壤磷素的有效性，分离筛选的B2和B67菌株研制的解磷菌剂(后称菌剂)，首先接种到以磷酸三钙为唯一磷源的培养基中，液体速效磷含量比CK提高12.92倍和9.18倍，然后又接种到其它典型缺磷土壤中，可使土壤速效磷含量较CK增加1.35~3.04倍，且发现其溶磷效果和液体的pH值有关，也与土壤磷酸酶活性和有效活菌数相关，而且菌剂在提高土壤速效磷含量的同时，也提高了土壤速效钾的含量。另外菌剂在缺磷的盆栽和大田试验中取得相同效果，除显著提高土壤速效磷含量，培肥土壤外，同时还有改善作物农艺性状，提高作物产量的功效。     

骨炭+沸石对重金属污染土壤的修复效果及评价

采用盆栽试验,研究了铜铅镉复合污染土壤添加骨炭和沸石前后对土壤pH值、土壤中重金属有效态含量、蕹菜生长、重金属吸收量的影响。结果表明,土壤污染后pH值显著降低,土壤中重金属有效态含量显著增加,蕹菜生长不良,株高、鲜重、干重显著降低,同时蕹菜重金属含量增加;添加固化剂后土壤pH值提高了2.21和2.29个单位,土壤有效态重金属含量显著降低,蕹菜株高、鲜重、干重增加,同时使轻度污染土壤上的蕹菜达到卫生安全标准。     

不同种植模式对作物根系固土拉力特性的影响

玉米大豆间作体系对土壤流失的影响研究多集中在地上部,而鲜有研究报道玉米大豆间作根系特征对固土拉力特性的影响。采用田间径流小区试验,研究了坡耕地条件下玉米大豆间作(MD)、玉米单作(MM)、大豆单作(DD)和裸地(CK)的生物量和根系固土拉力。结果表明:MD处理的玉米根系密度较MM处理增加了19.64%,10—20cm土层深度范围内MD处理与MM和CK处理间差异显著(p0.05),MD处理较MM和CK处理分别高出了4.25%和4.84%,在0—10cm范围内,MD处理较MM和CK处理分别提高了2.49%和15.85%,在20—30cm范围内,MD处理较MM和CK处理分别提高了1.56%和6.25%。MD处理的地上部分鲜重生物量较MM处理增加了2.46%,干重生物量较MM处理增加了7.31%,地下部分鲜重生物量较MM处理增加了5.06%,干重生物量较MM处理增加了3.17%。在0—30cm土层范围内,能有效保持土壤水分,提高土壤含水率。MD处理较MM处理、DD处理和CK处理不论在玉米样方还是在大豆样方其固土能力均强,在施加相同荷载情况下,间作处理比单作处理土壤样方的位移偏移量较单作处理时偏移量小。     

长期不同施肥条件下黑土水稳性团聚体中磷的分布及其有效性

利用中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,研究了长期不同施肥条件下[对照(CK)、施用化学氮磷肥(NP)、化学氮磷肥配施有机肥(NP+OM)]农田黑土不同粒径水稳性团聚体中磷的分布及其有效性。结果表明,施肥增加了黑土各粒级水稳性团聚体中全磷含量,其中,NP处理比对照(CK)全磷含量增加28.9%~37.8%,NP+OM处理比NP处理增加44.0%~63.9%。施肥增加了黑土各粒级水稳性团聚体中有效磷含量,NP处理比CK处理有效磷含量增加146%~183%,NP+OM处理有效磷含量是NP处理的3.4~5.3倍。各处理水稳性团聚体全磷和有效磷均表现为较均匀地分布在0.053mm的各粒级水稳性团聚体中,而0.053mm粒级水稳性团聚体内全磷和有效磷均显著降低。施磷可显著增加土壤磷的有效率,且以化肥配施有机肥处理表现更为明显。NP处理不同粒径水稳性团聚体中磷的有效率是CK处理的1.94~2.32倍,NP+OM处理是NP处理的2.13~2.83倍。     

石灰性土壤中解磷优势菌的筛选研究

从石灰性土壤作物根际土样筛选出2株具有较强解P能力的优势菌株“B2”和“B67”,平板培养溶P圈D/d值分别为5.1和3·8,液体摇床培养过程中产生苹果酸、丙二酸、草酸和乳酸等多种有机酸,产酸总量分别为对照的28·25和19.78倍,pH分别较对照下降2.3和1.1,将“B2”和“B67”的培养液分别接种到4个不同地区土壤中恒温恒湿培养20d后测定结果表明,所有土壤中速效磷含量均有所提高,且接种“B2”处理分别为对照的2.64、3.04、1.71和2.20倍,接种“B67”处理分别为对照的2.12、1.90、1.35和1.78倍,且发现其溶P效果和土壤磷酸酶活性与有效活菌数变化趋势基本一致。     

耕作和施肥方式对土壤水分及饲用玉米产量的影响

为探究耕作和施肥方式对西北半干旱区饲用玉米(Zea may L.)土壤水分和产量的影响,以饲用玉米陇饲1号为材料,设置传统旋耕、立式深旋耕2种耕作方式以及单施化肥、有机肥替代化肥2种施肥方式组合,共4个处理,研究不同的耕作和施肥方式对饲用玉米土壤贮水量、花前花后耗水量、单株鲜重和干重以及产量的影响。结果表明,与传统旋耕相比,立式深旋耕能够降低饲用玉米0~300 cm土层土壤贮水量,提高花前耗水量,降低花后耗水量,增加生育期总耗水量,而有机肥替代化肥能够降低立式深旋耕方式下土壤总耗水量;立式深旋耕使成熟期单株干重增加1.3%~10.6%,单株鲜重增加4.9%~21.9%,而且不同程度增加了饲用玉米株高、穗长、穗粗、行粒数、百粒重、双穗率,降低了秃顶长,以上指标的变化均有利于高产试验形成。3年试验中立式深旋耕化肥处理较其他处理的籽粒产量增加1.8%~38.6%,丰水年生物量增加1.2%~15.1%,立式深旋耕有机肥处理较其他处理提高了干旱年生物量4.9%~21.9%、籽粒产量水分利用效率6.3%~34.8%、生物量水分利用效率7.1%~21.5%。综上,立式深旋耕能够改善作物生长土壤环境,有利于饲用玉米对土壤水分的吸收以及干物质量的积累,其组合化肥处理可以增加饲用玉米籽粒产量和丰水年生物量,组合有机肥替代处理可增加干旱年饲用玉米生物量和水分利用效率。本研究为西北半干旱区饲用玉米高产高效可持续生产提供了理论依据。     

稻草覆盖还田对直播冬油菜生长及养分积累的影响

[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/hm^2、P2O5 60 kg/hm^2、K2O75 kg/hm^2、硼砂15 kg/hm^2。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/hm^2,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。     

不同磷效率玉米自交系根系形态与根际特征的差异

通过三室根袋栽培试验,对3种磷高效型和3种磷低效型的玉米自交系在2种不同磷水平下的植株生物量、吸磷量、根系形态、根际pH值以及根际磷酸酶进行研究,比较不同磷利用率基因型玉米自交系的根系形态及根际特征的差异。结果表明,在低磷情况下,磷利用率高的玉米自交系其植株生物量中的根干重、植株的吸磷量、根系形态中的根尖数与根长以及根际磷酸酶的活性方面均高于磷利用率低的玉米自交系。植株的根部干重:磷高效的1号品种（hp1）显著高于磷低效的2号品种（lp2）,hp2显著高于lp1、lp2、lp3;hp1、hp2的地上部与根系的吸磷量均显著高于lp2、lp3。hp1、hp2根尖数、根长显著高于磷低效型的lp2、lp3。hp1、hp2、hp3根际土壤的酸性磷酸酶活性显著高于lp2、lp3。其他指标如植株地上部分干重、pH值,磷高效型玉米自交系也存在一定优势。所有品种中hp2与lp3的差异最为显著。     

长期施肥对塿土冬小麦产量及土壤养分的影响

以20年塿土冬小麦-夏休闲轮作体系长期肥料定位试验为平台,探讨长期施肥对小麦产量及土壤养分的影响。结果表明:同时施入氮磷肥处理(NP、NPK、MNPK)小麦产量上升趋势显著,年均增产幅度为219~265 kg hm~(-2),平均产量均为CK的3倍。化肥配施有机肥(MNPK)土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量均呈明显上升趋势,年均分别增加0.93g kg~(-1)、0.05 g kg~(-1)、0.07 g kg~(-1)、12.11 mg kg~(-1)、8.8 mg kg~(-1),有机质和全磷的平均含量较CK分别提升59%、73%,速效磷和速效钾平均含量为CK的13.6倍和1倍。氮磷配施(NP、NPK)土壤有机质平均含量较CK增加18%和16%。施氮肥对土壤中全氮含量没有明显影响。施磷肥(NP、PK、NPK)土壤全磷以及速效磷含量逐年显著上升,土壤全磷平均含量较CK提升27%,速效磷含量为CK的4倍。施钾肥(NPK、NK、PK)对土壤全钾含量没有明显影响,但土壤速效钾上升趋势显著,年均增幅为5.6~6.9 mg kg~(-1),平均含量较CK分别增加38.8%、59.3%和48.1%。旱作塿土合理的施肥措施为有机肥配合氮肥。     

腐植酸尿素对玉米产量及肥料氮去向的影响

【目的】研究腐植酸尿素对玉米干物质量、籽粒产量及肥料氮去向的影响,以期为传统尿素产品的提质增效及新型腐植酸尿素肥料的研制提供理论与实践依据。【方法】以玉米品种郑单958为供试作物,以自制的腐植酸尿素为供试肥料,运用15N同位素示踪技术,开展土柱栽培试验,设置不施氮肥对照 (CK)、普通尿素 (U) 和腐植酸尿素 (HAU) 3个处理,所有肥料均作为基肥一次性施入土柱0—30 cm土层。玉米成熟后,采集植株地上部样品进行考种,同时,分别测定玉米叶片、茎秆、苞叶、穗轴、籽粒的干物质量、氮素含量和15N丰度;分别采集0—15 cm、15—30 cm、30—50 cm、50—70 cm、70—90 cm土层的土壤样品,测定其氮素含量和15N丰度。【结果】各处理玉米植株地上部及各器官 (苞叶除外) 干物质量由低到高为CK < U < HAU,而玉米各器官的干物质量占该植株地上部干物质总量的比例在不同处理下的差异均未达到显著性水平;与U处理相比,HAU处理玉米地上部干物质量平均提高13.8%,籽粒产量提高14.2%;玉米籽粒产量构成的分析结果表明,不同处理玉米穗粒数差异显著 (P < 0.05),而百粒重却无显著差异。同时, HAU处理玉米对氮素和肥料氮的吸收量分别比U处理高0.989 g和0.072 g,提高了氮肥利用率4.8个百分点;各处理氮素和肥料氮在各器官的分配均表现为苞叶、穗轴 < 茎秆< 叶片 < 籽粒,籽粒总氮和肥料氮的吸收量分别占整个植株地上部总吸收量的65.7%～74.2%和58.6%～60.5%;从氮素来源分析,各器官所吸收的肥料氮仅占该器官氮素总吸收量的13.3%～30.9%。另外,不同施氮处理对土壤中肥料氮的总残留量影响不显著,但HAU处理肥料氮在施肥层 (0—15 cm) 的残留量显著高于U处理 (P < 0.05)。HAU处理肥料氮的损失率为34.9%,低于U处理5.1个百分点。【结论】供试条件下,施用腐植酸尿素能够增加玉米干物质量和籽粒产量,促进玉米对肥料氮的吸收,减少肥料氮向下层土壤的淋溶,有利于土壤残留氮的进一步吸收利用。     

甘蔗渣微波辅助定向裂解制备糠醛联产土壤改良剂研究

为提高蔗渣的综合利用效率,采用催化剂定向的蔗渣微波辅助裂解技术,系统探讨了影响糠醛得率的工艺参数,以及裂解残余生物焦经过中和后作为土壤改良剂的使用效果.实验结果表明:当微波裂解功率为900W,添加蔗渣干重的10％的磷酸,1％的硫酸,100％的红壤黏粒时,糠醛的得率最高,为蔗渣干重的4.5％,该处理生物焦具有多孔性,经傅里叶红外光谱分析表明存在有机磷酸酯键和Si-C共价键,表明裂解过程中形成有机无机复合物.生物焦经中和后,对于红壤的改土增产效果显著:盆栽大豆出苗率、株高、地上部干重、地下部干重、根瘤数量、单株结荚数分别比对照提高了33.3％、24.3％、115％、60％、326％和267％.盆栽白菜抗旱存苗率、株高、鲜重、地上部干重、根重分别比对照提高2.3、0.36、12.3、6.8和5.5倍.     

淮北地区土壤养分含量对小麦产量因素影响程度的灰色关联分析

应用灰色关联度分析法,研究了淮北地区轻碱面砂土、淤心两合土、淤土3个土种的土壤养分含量对小麦产量因素的影响程度。结果表明,对小麦每公顷成穗数、穗粒数、千粒重和产量影响程度最大的因子,轻碱面砂土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,淤心两合土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、速效磷,淤土分别是速效钾、速效磷、碱解氮、碱解氮;进一步根据小麦产量3要素对小麦产量的影响程度,提出了3个土种的小麦施肥方案。     

聚天门冬氨酸缓释复合肥显著提高甜玉米鲜穗产量与品质

  【目的】  持续稳定的养分供应是提高作物产量和品质的重要措施。研究不同种类缓控释肥对甜玉米鲜穗产量与品质的调控效应,为优质甜玉米生产中缓控释肥的施用提供依据。  【方法】  于2020年在河北省秦皇岛、石家庄和保定3地进行田间试验。供试品种为‘万甜2000’。共设置 5个处理,即控释掺混肥料 (T1)、控失聚能网复合肥 (T2)、聚天门冬氨酸缓释复合肥 (T3)、常规尿素 (T4) 和不施氮 (CK)。在玉米关键生育时期,测定植株干物重和全氮含量;在鲜穗采收期,测定鲜穗产量和籽粒营养品质,并进行品质评价。  【结果】  与T4处理相比,3个缓控释肥处理均能提高甜玉米穗长和穗粗,增加单穗鲜重和单位面积有效穗数,提高鲜穗产量。各类缓控释肥料可显著提高玉米鲜穗产量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率,3地平均增幅分别为15.4%、57.2%、15.4%和67.0%;3个缓控释肥处理相比,T3处理下鲜穗产量、氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率表现最优,比其它2个缓控释肥处理平均分别增加8.33%、55.6%、7.21%和22.6%。T3处理下甜玉米的食味品尝评分也有显著提高,比T4处理平均提高6.41%,同时也显著高于T1和T2处理,T3处理下甜玉米气味、果皮柔软度、甜度等较其它处理均有大幅改善。与T4处理相比,T1、T2和T3处理提高了甜玉米营养品质,其中T3处理下甜玉米可溶性糖、维生素C和维生素E含量最高。相关分析表明,籽粒N和P含量与其他指标无显著相关,籽粒K含量与籽粒可溶性糖、维生素C、维生素E、品尝得分均呈显著正相关关系;籽粒可溶性糖与维生素C、维生素E和品尝得分呈显著正相关。  【结论】  聚天门冬氨酸缓释复合肥对甜玉米鲜穗产量的增产效果最好,氮肥利用率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率均最高。甜玉米品尝品质和营养品质最高,品质评定达到1等级。因此,施用聚天门冬氨酸缓释复合肥可以提高甜玉米鲜穗产量和品质。     

机械旱直播方式促进水稻生长发育提高产量

为了明确机械旱直播模式下水稻的产量形成机制,以杂交籼稻(F优498)和常规粳稻(徐稻4号)为试材,通过一次浅旋耕机械旱直播(B1)、"调墒、两旋"机械旱直播(B2)2种机械旱直播处理,并以人工撒播(B3)处理为对照,研究其对直播水稻产量形成的影响及其生理特性。结果表明,品种与直播处理对水稻主要生育时期干物质累积、叶面积指数(leaf area index,LAI)、结实期剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流强度、茎秆抗倒伏特性及产量均存在显著影响。不同直播处理下,F优498在产量及生长发育特性各指标上均显著高于徐稻4号。与B3相比,同一品种下机械旱直播各处理均能优化群体茎蘖数,提高成穗率,保证齐穗期适宜的LAI,提高了高效叶面积率,并有利于提高结实期群体光合产物的积累、剑叶净光合速率与保护酶活性、根系伤流量及茎秆抗倒伏能力,并在保证一定数量有效穗的前提下,显著提高穗粒数、结实率及千粒质量,是机械旱直播水稻高产的重要原因。不同机械旱直播处理下,B2比B1处理能进一步提高机直播水稻齐穗至成熟期干物质累积并延缓LAI的衰减、增强根系活力及茎秆的抗倒能力,提高了结实率及千粒质量,最终促进了产量的提高,为最佳的机械旱直播方式。     

锌与磷肥不同混合方式对玉米产量及磷、锌利用的影响

  【目的】  研究锌与磷肥以不同混合方式施用对玉米干物质量、籽粒产量及磷、锌利用率的影响,以期为锌与磷肥科学配伍及新型含锌磷肥的研制提供理论依据。  【方法】  将七水硫酸锌(Zn)按0.5%和5%(W/W)的添加量与磷肥(P)分别进行物理混合(P+Zn)和反应混合(PZn),制备含锌磷肥试验产品:P+Zn0.5、P+Zn5、PZn0.5和PZn5。采用玉米土柱栽培试验,设置8个处理,包括分别施用以上4种含锌磷肥(P+Zn0.5、P+Zn5、PZn0.5和PZn5)、普通磷肥(P)和硫酸锌(Zn0.5、Zn5),以不施肥为对照(CK)。所有肥料均作为基肥一次性施入土柱 0—30 cm 土层。玉米成熟后,收获、考种,测定玉米植株不同部位(茎秆、叶片、苞叶、穗轴、籽粒)干物质量、磷和锌含量,以及采集 0—30、30—60、60—90 cm 土层土壤速效磷和有效锌含量。  【结果】  1)与普通磷肥相比,锌与磷肥混合处理玉米地上部干物质量和籽粒产量分别平均提高了15.18%、7.70%,反应混合(PZn)效果优于物理混合(P+Zn),PZn主要通过增加穗粒数实现增产,锌肥低添加量PZn0.5增产效果显著优于高添加量PZn5。2)与普通磷肥相比,PZn0.5处理玉米地上部和籽粒磷吸收量分别提高了8.40% 和 16.67%,磷肥表观利用率提高了5.03个百分点,磷肥农学效率和偏生产力分别提高了41.91%和11.64%;与PZn5相比,PZn0.5的磷肥表观利用率提高4.78个百分点,磷肥农学效率和偏生产力分别提高了14.57%和3.58% (P<0.05)。3)与普通磷肥相比,施用PZn肥玉米籽粒锌累积量平均提高了21.90% (P<0.05);与P+Zn肥相比,施用PZn肥玉米地上部锌累积量平均提高了25.70%,锌肥利用率平均提高了7.83个百分点(P< 0.05)。  【结论】  锌与磷肥混合后施用能够增加玉米干物质量和籽粒产量,其中反应混合方式在提高玉米对磷、锌的吸收量和磷、锌肥利用率以及提高土壤速效磷、有效锌含量等方面的效果优于物理混合,且以硫酸锌0.5%添加量与磷肥反应混合效果最佳。