春小麦大豆间作条件下作物养分吸收积累动态的研究

采用田间小区试验和微区根系分隔试验,通过间作与相应单作养分吸收动态的比较,阐明了小麦大豆间作中养分吸收的种间竞争作用和促进作用。结果表明,小麦具有更强的养分竞争能力,在两作物共生的８０多天中,间作小麦的吸氮量、吸磷量始终高于单作小麦,是其获得高产的基础。虽然间作大豆在前期养分吸收缓慢,在两作物共生期的氮磷钾吸收量均显著地低于单作大豆,但小麦收获后有明显的恢复。种间根系分隔试验结果表明,小麦大豆根系间不分隔时,小麦的吸氮量和吸磷量有明显的边行优势;用塑料膜分隔时,边行优势消失;但用尼龙网分隔时,小麦吸磷量表现出一定的边行优势,是大豆根际效应所致。     

种间相互作用对作物生长及养分吸收的影响

田间试验采用裂区设计,研究了蚕豆、大豆和小麦在两个施氮水平下与玉米间作对作物生长和养分吸收的影响。结果表明,与单作相比,间作对蚕豆生长和养分吸收无明显影响;间作促进大豆前期生长,但在玉米旺盛生长期其生长和养分吸收受到抑制;间作对小麦生长和养分吸收有明显的促进作用。与蚕豆间作,玉米能够获得更高的产量和养分吸收量;与大豆间作,对玉米前期生长有抑制作用,但玉米旺盛生长后其生长和养分吸收有明显增加;与小麦间作,在共处期玉米生长受到强烈抑制,小麦收获后玉米生长开始逐渐恢复。蚕豆/玉米间作具有产量优势,大豆/玉米间作为产量劣势;小麦/玉米间作在低氮条件下为产量劣势,提高氮肥用量会恢复以至达到单作水平。分析认为,蚕豆和大豆生物固氮和根系分泌物活化土壤磷的特点促进了玉米的生长,小麦强的根系竞争能力抑制了玉米生长;在共处期玉米的遮荫作用会抑制大豆的生长,而小麦收获后受抑制的玉米产量有向单作水平恢复的能力。表明选择合理的作物配置能够充分利用各种资源,促进种间有益作用,提高作物产量。     

根瘤菌菌株NM353对小麦/蚕豆间作体系中作物生长及养分吸收的影响

采用不同根系分隔方式(小麦与蚕豆根系完全分隔、尼龙网分隔和不分隔)研究了间作蚕豆接种根瘤菌菌株NM353,在施氮和不施氮情况下,蚕豆和小麦的生长和养分吸收状况。结果表明,无论何种分隔方式和施氮与否,接种根瘤菌菌株NM353对蚕豆的生长都好于不接种;同时,间作小麦也通过根系的相互作用受益。在施氮情况下,接种与不接种处理相比,蚕豆生物量在三种分隔方式中依次增加了15%、16%和5%;吸氮量依次增加了17%、9%和12%;而根系不分隔并接种根瘤菌NM353还改善间作小麦的生长,其生物量、吸氮量比不接种时分别增加了13%和22%。因此,小麦/蚕豆间作中通过选择合适的菌株进行接种,并配合适当的氮肥施用,可以充分发挥豆科生物固氮作用,并改善与之间作的作物氮素营养。     

小麦大豆间作条件下作物养分吸收利用对间作优势的贡献

采用田间小区试验和田间微区根系分隔试验 ,通过间作与相应单作成熟期氮磷钾养分吸收量和利用效率 (单位养分吸收量所能生产的干物质量 )的比较研究了小麦大豆间作中养分吸收和利用效率的变化。结果表明 ,间作作物氮、磷、钾养分吸收总量分别高出相应单作 24%～39% ,6%～27%和24%～64% ;而间作氮、磷和钾的利用效率分别比单作低5%～20%、5%～7%和 6%～32%。间作优势主要表现在养分吸收量的增加。间作大豆养分收获指数的提高使间作子粒产量优势比生物学产量优势更明显。种间根系分隔微区试验表明 ,间作作物养分利用效率的降低与两作物根系相互作用有关     

地下部分隔对间作小麦养分吸收和白粉病发生的影响

通过根系分隔的盆栽试验,探讨了地下部分隔对小麦//蚕豆间作系统中小麦的养分吸收和白粉病发生的影响。结果表明:根系不分隔小麦的生物量和N、P、K吸收量均大于尼龙网分隔处理和根系完全分隔处理。根系分隔方式还影响了小麦白粉病的发生,小麦白粉病的发病率和发病指数均表现为根系不分隔(I)尼龙网分隔(M)完全分隔(P)。表明地下部的相互作用改善了小麦的生长,提高了小麦抗白粉病的能力。     

小麦//蚕豆间作中的种间氮营养差异比较研究

通过根系分隔和15N标记土壤的盆栽试验,研究间作蚕豆和小麦对不同氮素来源利用的差异。结果表明,根系不分隔的处理小麦生长改善,其生物量、吸氮量都高于其它2种分隔方式;蚕豆的生长则表现被抑制,其生物量在根系不分隔时生物量和吸氮量皆最低。在尼龙网分隔的处理中,小麦植株体内15N%丰度高于其它2种分隔方式,而蚕豆则表现为根系未分隔的处理15N%丰度最低。表明小麦竞争肥料氮的能力强于蚕豆,小麦的竞争促进了蚕豆固定更多的空气氮。     

桑树大豆间作地上部和地下部的种间作用研究

在田间条件下研究了桑树-大豆间作体系中地上部分和地下部分之间的相互作用。结果表明:在桑树和大豆间作的共生期间,间作桑树地上部生物量、光合速率、含N量、根系干重、根长密度和叶片硝酸还原酶活性(NRA)比单作桑树分别增加了65.9%、11.8%、17.8%、24.8%、139.8%和116.2%,而大豆呈现相反趋势,桑树和大豆间作期间存在明显的竞争关系。但是,间作大豆土壤微生物生物量碳和土壤脱氢酶活性分别比单作大豆高10.6%和3.5%,桑树和大豆间作存在种间促进作用。因此,桑树和大豆间作体系中种间促进作用和种间竞争作用是同时存在的。     

不同竞争强度间作体系氮素利用和土壤剖面无机氮分布差异

田间小区试验,研究大麦/玉米间作、小麦/玉米间作和蚕豆/玉米间作及其对应单作体系,在不施氮和施氮225 kg/hm2情况下,对氮素吸收利用效率和土壤剖面无机氮变化的影响。结果表明,作物对养分的竞争能力与其根区土壤无机氮浓度和累积量密切相关。两作物共生期不施氮肥时,0—100 cm土层,土壤剖面无机氮残留量是间作大麦和间作小麦根区分别比间作蚕豆根区减少2032~82和10717~1 kg/hm2;与大麦和小麦间作的玉米根区分别比与蚕豆间作的玉米根区减少931~20和5687~kg/hm2。土壤无机氮累积量受作物类型、种间相互作用强度及实时土壤环境条件影响。种间相互作用提高了间作大麦和小麦的氮素当季回收率,但使与其间作的玉米氮素当季回收率降低。大麦/玉米和小麦/玉米竞争体系在不施氮肥时氮素利用效率最高。施用氮肥使大麦、小麦氮素收获指数降低,玉米氮素收获指数升高,对蚕豆无影响。在选择配对作物时,为获得间作优势要充分考虑作物竞争能力、土壤基础肥力条件、施肥水平及配套栽培措施等。低肥力土壤宜选择豆科/禾本科互惠体系,高肥力土壤宜选择禾本科/禾本科竞争体系。     

隔根与接种 FM 对红壤上玉米/大豆植株生长及氮素利用的影响

【目的】探讨接种摩西管柄囊霉 (Funneliformis mosseae,FM) 和不同隔根处理对红壤上间作植株生长、植株氮吸收量和土壤氮的影响。【方法】采用盆栽模拟试验,设不同菌根处理[不接种 (NM)、接种 (FM)]与玉米/大豆不同隔根处理 (根系不分隔、部分分隔、完全分隔)。【结果】接种 FM 的玉米、大豆根系均有一定的侵染,菌根侵染率在部分分隔处理下最低。间作根系的分隔处理对玉米和大豆的菌根依赖性产生了明显影响,大豆的菌根依赖性随间作交互作用强度的加大而增加。无论何种隔根处理,接种 FM 均显著增加了玉米植株生物量,其地上部生物量高出 NM 处理 11.7%～81.4%,根系生物量高出 NM 处理 18.8%～166.7%。根系分隔处理下,接种 FM 均显著降低了大豆生物量。同一隔根方式下,接种 FM 明显提高了玉米的植株氮吸收量和根系氮吸收效率。在不分隔处理下,接种 FM 显著增加了大豆的地上部氮吸收量,但在部分分隔和完全分隔处理下则反而有所下降;在部分分隔处理下,接种 FM 显著降低了大豆根系的氮吸收量,在不分隔和完全分隔处理下亦呈下降趋势。在部分分隔处理下,接种 FM 显著提高了大豆根系氮吸收效率,在完全分隔处理下反而有明显下降,且在 NM–不分隔处理下的大豆根系氮吸收效率最低。相关分析显示,玉米、大豆植株氮吸收量与土壤碱解氮含量呈显著负相关。【结论】接种丛枝菌根真菌 (AMF) 和隔根方式的组合能不同程度地影响玉米和大豆对氮的吸收利用及间作植株的生长,并能对土壤有效氮产生较大影响。所有的复合处理中,AMF和间作根系部分分隔处理组合对玉米和大豆生长及氮素利用的促进作用较好,并能有效降低土壤碱解氮的残留。     

根系交互作用对等高绿篱—大豆间作系统N素吸收转移的影响

通过15N标记叶片和15N标记土壤的地下部分隔箱栽试验,探讨了根系交互作用对大豆/绿篱间作体系氮素吸收和转移的影响。结果表明,紫穗槐-大豆系统无隔处理大豆和紫穗槐生长被抑制,其生物量和吸氮量均低于网隔和板隔2种分隔方式;而香根草-大豆间作下,大豆与香根草的生物量和吸氮量都表现为根系无隔时最高。大豆植株体内15N丰度,香根草-大豆间作下,尼龙网分隔处理高于无隔处理,香根草则表现为无隔处理较高;紫穗槐-大豆间作下,紫穗槐和大豆体内15N丰度都表现为根系无隔处理较低。大豆和绿篱共生期内,2种绿篱都从大豆体内竞争了氮素,发生了大豆向绿篱的氮素转移。表明香根草与紫穗槐对肥料氮的竞争能力均强于大豆;紫穗槐和大豆间作表现为种间抑制作用,不利于大豆和紫穗槐生长;香根草和大豆间作表现为互补作用,营养竞争和促进同在,促进了大豆和香根草生长。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

农牧复合生态系统氮磷营养循环与提高养分利用率的研究

本项实验研究(1988-1991)通过田间试验、饲喂试验和农牧结合的生态农业实体运营，使农田亚系统的氮肥利用率达到56.9%,磷36.3%，整个农牧复合系统的养分回收率氮49.9%，磷37.6%，比单一种植业的利用效率提高10-20个百分点，这在太行山前平原资源节约型生态农业建设中，是一种高效益的生态农业示范模式，生产上已开始推广应用。     

湖北潮土区不同轮作制度下土壤养分平衡状况与评价

通过连续5年定点调查和取样分析,研究了湖北省2个潮土区域农田土壤养分平衡状况,并用允许养分平衡盈亏率进行了评价.结果表明:①在几种主要轮作制中,所有作物的K肥施用量及施用比例均明显比N肥低,但几乎所有作物的K素吸收量均明显高于N素吸收量,早、晚稻吸收P、K的比例明显高于其它作物.②不同轮作制中土壤养分平衡状况表现为N素有不同程度的盈余、P素基本平衡、K素总是亏缺的,且水田K素亏缺量明显高于早地.在此基础上,作者提出"减N稳P增K"和以一个轮作周期为单位进行统筹施肥的养分平衡调控措施,以实现作物生产的高产稳产和土壤养分平衡的良性循环.     

不同品种水稻产量形成过程的养分积累与分配特征研究

通过测定三系杂交稻"汕优63"、两系杂交稻"两优2186"和常规稻"IR64"不同器官N、P和K含量动态,探讨了3种水稻各生育期的养分积累与分配特征。结果表明:3种水稻稻株N含量均随生长过程逐渐下降,同一生育期水稻N含量以"汕优63"最高;除"汕优63"K含量在齐穗时明显上升外,3种水稻的K含量随生长过程逐渐下降;而P含量总体上在分蘖盛期最高。完熟期3种水稻的N积累量依次为24.79g/m2、15.14g/m2和14.42g/m2,P积累量为4.766g/m2、3.306g/m2和3.678g/m2,K积累量为2.439g/m22、.029g/m2和1.725g/m2。"汕优63"分配到籽粒中的N素比例为61.23%,分别比"两优2186"、"IR64"高17.97%和11.23%;分配到籽粒中的P素比例为62.97%,分别比"两优2186"、"IR64"高6.41%和9.63%;分配到籽粒中的K素比例为27.51%,分别比"两优2186"、"IR64"低3.00%和2.39%。在全生育期中,"汕优63"、"两优2186"和"IR64"的N需求量依次为31.33g/m2、22.88 g/m2、24.82g/m2,N、P、K吸收比依次为1∶0.192∶0.098、1∶0.219∶0.134和1∶0.255∶0.120。3种水稻中"汕优63"的养分生产效率最低。N、P、K生产效率"汕优63"依次为37.25kg/kg、193.80kg/kg和378.80kg/kg,"两优2186"依次为52.54 kg/kg、240.38kg/kg和392.16kg/kg,"IR64"依次为58.38kg/kg、228.83kg/kg和487.80kg/kg。三系杂交稻"汕优63"的N、P、K需求量大,积累量高,分配到籽粒中的比例亦高,与其高产特性相吻合。在保证N、P、K供给的前提下,进一步提高养分生产效率是实现"汕优63"高产、高效的关键。     

Proposed modifications of the diagnosis and recommendation integrated system (DRIS) for interpreting plant analyses

Abstract

The Diagnosis and Recommendation Integrated System (DRIS) is a unique method of interpreting plant analyses. DRIS includes a number of assumptions which distinguish it from “critical concentration”; approaches, the most important being that ratios of nutrient element concentrations are often better indicators of nutrient deficiency than are simple nutrient element concentrations. Though several workers have shown that DRIS often produces more accurate diagnoses of nutrient element deficiency than conventional approaches, the complexity of the DRIS methodology has discouraged its use. This paper offers three modifications of the DRIS methodology which can simplify its use and interpretation. These include simplified calculation of intermediate functions, modified parameter selection, and modified criteria for predicting response to additional fertilizer.     

稻虾共作模式氮和磷循环特征及平衡状况

稻虾共作模式是我国长江中下游地区一种新兴的稻田复合种养生态模式,研究稻虾共作系统中氮（N）和磷（P）的循环特征及盈亏状况,对合理调控稻虾共作系统养分循环和平衡,指导系统N和P优化管理具有重要的意义。本文通过田间试验,采用投入产出法,以中稻单作模式作为对照,研究了稻虾共作模式下N和P的循环特征及平衡状况。结果表明：克氏原螯虾子系统N和P的输出/输入比分别为0.62和0.44,且子系统中N和P以饲料输入最大,占总输入的92.9%和96.4%,以成虾N和P输出最大,分别占总输出的53.3%和59.5%;在目前投入水平下,两种模式土壤子系统中N和P表观平衡均出现盈余,且稻虾共作模式土壤子系统N的盈余量高于中稻单作模式,而P的盈余量则低于中稻单作模式;稻虾共作模式和中稻单作模式的N和P输出/输入比均小于1,且稻虾共作模式的N和P输出/输入比均小于中稻单作模式;稻虾共作模式增加了土壤截存的N和P量,其土壤截存的N和P量较中稻单作模式分别提高49.2 kg·hm^-2和9.1 kg·hm^-2;稻虾共作模式提高了系统N和P表观损失量,其系统N和P表观损失量较中稻单作模式分别提高10.2 kg·hm^-2和1.0 kg·hm^-2。可见稻虾共作模式降低了N和P输出/输入比,促进了土壤中N和P的累积,但增加了系统N和P表观损失量。     

不同肥料结构对水稻群体干物质生产及养分吸收分配的影响

大田试验研究结果表明:单施化肥的水稻植株干物质积累和养分吸收主要集中于生长中前期。而有机无机肥配施,特别是化肥与厩肥配合施用有利于水稻植株在中后期,尤其是灌浆期对养分吸收和干物质的积累,其中以植株对磷的吸收比例在各肥料结构间差异最大(p<0.01)。有机无机肥配施还可促进水稻植株养分向籽粒中转移和分配。从而明显增加了水稻结实率和千粒重,进而大大提高了水稻籽粒产量(p<0.05或p<0.01)。     

作物养分平衡诊断与调节系统

“土壤—作物”是一个复杂系统,影响作物产量质量的因素是作物本身、土壤施肥以及其它环境因子之间关系的综合效应。通过科学试验,总结专家经验,用系统工程的原理和方法作营养元素的定量分析,寻找作物体内营养元素在系统内平衡的规律,建立数学模型和高产作物养分数据库。作物养分平衡诊断与调节系统是解决此问题的一项高新技术,并成功地在微型计算机上付诸实施,使之成为一项实用技术。     

磷钾硼锌肥对百合、白术产量和养分吸收的影响

在田间试验条件下研究了不同营养元素对百合、白术产量和养分吸收的影响。两年结果表明,在河沙土和灰泥土上,施用磷、钾、硼和锌肥的百合产量分别平均增产5.1%、33.5%、22.3%、16.3%和16.2%、12.5%、2.1%、6.1%,在灰泥土上,白术产量分别平均增产8.6%、34.6%、9.1%、5.8%,百合施用钾、硼和锌肥的增产效果大于白术,而白术施磷的增产效果大于百合。施磷肥能促进百合和白术对氮、磷、钾和硼的吸收,而降低对锌的吸收;施钾、硼和锌肥能增进百合和白术的氮、磷、钾、硼和锌养分的吸收量。百合和白术吸收的养分量表现出钾>磷>锌>硼。百合和白术吸收的氮、磷、钾和锌主要分配在鳞茎和根状茎部分,吸收的硼主要集中在茎叶部分。平衡施肥可提高药用部分(鳞茎和根状茎)的磷、钾和锌养分的分配比率。     

SDP-1土壤化肥养分速测仪的研制

该仪器是根据比色的原理而设计的。它通过溶液物质对光吸收的效应不同，经光电传感器把光的强弱变化，转化为电信号，再经放大器、Ｖ／Ｆ转换器，输入到电子计算机进行数据采集、处理。并可获得土壤化肥中成分的含量，从而为施肥配方及化肥品质分析提供可靠依据。