减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育及土壤酶活性的影响

为探明滨海盐渍型水稻土在氮肥减施条件下,微生物菌剂促进水稻根系发育和提高土壤酶活性的作用机制,本试验通过室内盆栽试验,探讨了减氮配施微生物菌剂对水稻根系发育和土壤酶活性的影响。结果表明:(1)减氮配施微生物菌剂可增加水稻根长、根表面积、根平均直径、总根体积和根尖数,促进水稻根系生长;在施菌剂40～50天内,减氮30%配施菌剂处理较单施全量氮肥处理显著增加了根系生物量。(2)所有氮肥配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均提高;且在施菌剂50天时减氮30%配施菌剂处理的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性明显高于其他处理,与单施全量氮肥处理相比,分别提高了22.7%、16.67%和16.35%。以上结果表明,氮肥减量配施微生物菌剂能提高滨海盐渍型水稻土酶活性,促进水稻根系生长。施用微生物菌剂能减少化肥用量,达到提高农业生态系统可持续发展的目的。     

控释尿素配施微生物菌剂的氮肥利用率及土壤酶活性研究

为了解控释尿素与微生物菌剂复配对小麦氮肥利用率及土壤酶活性的影响,设置普通尿素、控释尿素及其与微生物菌剂配施的处理进行田间试验。通过对不同处理的小麦产量、土壤氮素含量、小麦氮肥利用率及土壤酶活性进行了比较研究。结果表明:控释尿素配施微生物菌剂能起到化肥减施增效的效果,在控释尿素减量20%下配施微生物菌剂不会引起小麦产量降低,而较单施全量控释尿素处理的小麦仍增产10.60%。控释尿素配施微生物菌剂的控释生物双重功效减少了土壤氮素损失,其中土壤硝态氮和铵态氮含量分别提高了18.65%~54.17%和17.82%~51.13%,土壤颗粒有机态氮和微生物氮含量分别增加了22.64~54.35mg/kg和21.37~47.82mg/kg。控释尿素配施微生物菌剂能增加小麦氮素总累积量,并促进氮素向籽粒迁移,同时提高氮肥利用率,并以控释尿素减量20%配施微生物菌剂的氮肥利用效率最高,达到37.4%。微生物菌剂的引入对土壤酶活性提高作用较大,控释尿素配施微生物菌剂的土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高了9.85%~22.87%,24.79%~45.95%和9.56%~22.29%。综上,控释尿素减量20%配施微生物菌剂为小麦高产,肥料高效,土壤酶活较高的肥料施用模式。     

紫云英配施控释氮肥对早稻产量及氮素吸收利用的影响

通过田间小区试验,研究减量尿素或控释氮肥配施紫云英对早稻产量、农艺性状、植株干物质积累量、氮素养分吸收利用及土壤氮素养分的影响。结果表明:在减氮量20%和40%条件下,尿素或控释氮肥配施紫云英均能促进早稻稻谷增产,其中80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的稻谷产量较100%尿素处理分别增产7.5%和6.7%,但稻草产量均低于100%尿素处理。有效穗数、千粒重和每穗实粒数的增加是稻谷增产的主要原因。100%尿素处理早稻前期生长旺盛,而减量尿素或控释氮肥与紫云英配施对水稻植株生长的促进作用主要在水稻生长中后期。100%尿素处理的干物质积累量、水稻植株全氮含量、氮素养分积累量在水稻生长前期均较高,水稻生长中后期80%尿素配施紫云英和60%控释氮肥配施紫云英处理的氮素养分持续供应的优势得到体现。适当降低氮肥用量,减量尿素或控释氮肥配施紫云英有利于提高化肥氮素利用效率。氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮收获指数均以60%控释氮肥与紫云英配施处理最高。控释氮肥和紫云英在水稻生长中后期释放了较多的氮素营养,提高了水稻生长中后期土壤碱解氮含量。     

微生物菌剂对菠菜生长特性及土壤微生物多样性的影响

通过化肥减量20%和40%并配施微生物菌剂试验,研究菌剂对菠菜营养生长的影响,并通过提取土壤微生物总DNA,进行16S rDNA的PCR-DGGE研究微生物多样性。结果表明:在菠菜生长后期,配施菌剂处理的叶绿素含量(SPAD值)和叶绿素荧光参数(Fv/Fm)较高,其中,T5(化肥减量40%+菌剂减量40%)处理SPAD为52.856,T3(化肥减量20%+菌剂减量40%)处理Fv/Fm为0.797,而在生长前期则表现为T1(全量化肥)处理较高;菠菜可食部分硝酸盐含量以对照(CK,不施肥)处理最高,为1 009.21 mg.kg-1,添加微生物菌剂处理(T2~T5)都明显少于CK和T1处理;对氮、磷、钾养分的吸收利用率以T2(化肥减量20%+全量菌剂)处理最好;菠菜产量化肥减量处理(T2~T5)较T1处理均增产,T4(化肥减量40%+全量菌剂)处理的增产量最大,平均产量达到277.73 g.盆-1,增加170%;常规化肥(T1)处理的土壤微生物丰富度指数最低,香农-威尔指数(Shannon-Wierner index)为0.398,较CK 0.498有所下降,而施用微生物菌剂的各处理(T2~T5)为0.547~0.983,土壤微生物多样性指数明显提高。微生物菌剂对菠菜起到显著促生作用,以T4处理最好,对提高菠菜土壤微生物多样性方面以T3处理最好。     

不同微生物菌剂 - 化肥配施对柠檬苗生长及 土壤养分状况的影响

探讨不同微生物菌剂 -化肥配施对柠檬苗的生长和土壤改良效果,为柠檬苗的科学施肥提供可靠的依据。以“云柠1号”柠檬苗为试验材料,研究不同微生物菌剂-化肥配施对柠檬苗植株生长状况及土壤理化性质的影响,以期获得微生物菌剂-化肥配施的最佳组合。结果表明:在丛枝菌根、拜赖青霉、枯草芽孢杆菌、复合菌株 4种菌剂配施化肥的处理中,从植株生长情况和土壤营养状况综合来看,效果最佳的是83.30 mL/株拜赖青霉 +柠檬专用肥20 g/ 株的处理;显著提高了土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、中微量元素和植株叶片的叶绿素含量,较单施化肥(CK)分别提高了142.88%、305.63%、72.22%、32.66%、43.23%;且土壤 pH值保持在适合柠檬生长范围,植株表现为主干增粗、冠幅均匀、营养枝和结果枝比例协调;叶面积和叶片鲜重增加显著,分别较CK提高了211.11%、20.68%。结合植株的生长情况和土壤营养状况整体来看,4种微生物菌剂-化肥配施表现为:拜赖青霉> 丛枝菌根>复合菌株>枯草芽孢杆菌>CK;与 CK相比,4种微生物菌剂-化肥配施均可促进柠檬苗的生长,提高土壤有机质、氮、磷、钾及矿质元素含量,其中,拜赖青霉 -化肥配施效果最佳。     

麦秸与氮肥配施对水稻根际区土壤微生物量碳氮的影响

土壤微生物生物量碳氮(SMBC、SMBN)是表征土壤肥力高低及变化的关键因子。水稻根际是水稻-土壤-微生物相互作用的场所,根际微生物作为根际生态的重要组成部分,是土壤有机质和养分转化的动力。本试验针对长江中下游典型水稻-小麦轮作区水稻非根际和根际区土壤SMBC和SMBN对麦秸还田与氮肥配施的响应规律开展研究。基于盆栽模拟试验,采用根际袋法研究了不施加秸秆+不施加氮肥(CK)、麦秸直接还田(SN0)、麦秸与低量氮肥配施(SN1)、麦秸与高量氮肥配施(SN2) 4种模式下,两种类型土壤(高砂土和黄泥土)水稻成熟期非根际和根际区SMBC和SMBN含量的变化。结果表明:与CK相比, SN0处理下高砂土根际和非根际SMBC含量分别显著提高40.3%和48.1%,而黄泥土根际和非根际区SMBC分别显著提高95.7%和75.4%。与SMBC不同,与CK相比, SN0处理下高砂土根际SMBN含量变化不显著,非根际显著降低19.9%;而黄泥土根际和非根际土SMBN含量分别显著降低19.5%和49.0%。与SN0相比,低量氮肥施用(SN1)显著提高了高砂土根际区和黄泥土非根际区SMBC含量,提高比例约5.1%和11.1%,同时SN1处理也显著提高了两种类型土壤根际和非根际SMBN含量,其中高砂土提高17.3%和9.8%,黄泥土提高36.1%和68.9%;随着施氮量增加,与SN0相比,高量氮肥施用(SN2)显著提高两种类型土壤根际和非根际区SMBC和SMBN含量,其中高砂土提高8.58%和13.5%,黄泥土提高25.6%和232.9%。综合分析认为,无论氮肥施用量高低,秸秆还田配施氮肥都可以有效提高非根际和根际区SMBC和SMBN含量,从而提升土壤养分有效性。因此,秸秆还田配施氮肥对于提高长江中下游稻麦轮作区土壤肥力和促进作物生长具有重要意义。     

复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤 微生物和化学性质的影响

为了系统地阐述复合微生物菌剂在改善土壤化学性质、生物学性质和促进植物生长方面的效果及机理,采用盆栽试验,研究常规和灭菌条件下不同用量的微生物菌剂对棉花生长、生理代谢、根际土壤生物学特性和养分含量的影响。结果表明:施用复合微生物菌剂能够提高苗期棉花叶片光合色素总量,叶片和根系内抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,降低过氧化物质含量(MDA、O2·-),进而提高了棉花的光合性能和抗氧化能力;降低了土壤pH,提高了根际土壤细菌和放线菌数,而降低了根际土壤真菌数,同时提高了根际土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤有效养分和有机质含量,改善了根际微域环境,促进了棉花苗期生物量的累积和抗病性。除根际土壤养分含量外,常规复合微生物菌剂对各指标的改善效果优于灭菌复合微生物菌剂,且用量为10L/667m2时效果较明显。因此,复合微生物菌剂可通过改变土壤pH,改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际生长环境,增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。此外,复合微生物菌剂中的有益活菌在改土、促生方面具有极其重要的积极效应。     

长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响

为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥(NPKM1)、50%化肥配施50%有机肥(NPKM2)、30%化肥配施70%有机肥(NPKM3),采用固体~(13)C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳(SOC)分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施(NPKM1、NPKM2、NPKM3)提高了水稻产量,增幅为6.5%～7.7%(P0.05),中低有机肥配施比例(30%和50%)稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%～71.1%和104.1%～267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳(甲氧基/含氮烷基碳)含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。     

硝化抑制剂和微生物菌剂对甜瓜产量及氮素利用的影响

通过大田试验及室内分析，研究2种硝化抑制剂（3，4—二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和双氰胺（DCD））和微生物菌剂等肥料增效剂单独及两两组合施用对沙地壤土甜瓜生长、产量及氮素利用的影响，旨在解决设施甜瓜生产中的氮素利用问题，为设施甜瓜增产及氮素管理措施提供科学依据。结果表明：添加硝化抑制剂和微生物菌剂的处理均能够促进甜瓜生长。甜瓜生长的各个时期，增效剂的施用调节了土壤氮素供应状态，减弱了设施菜地根际土壤pH下降幅度；其中硝化抑制剂和微生物菌剂与化肥配施处理（C+DMPP+J）对甜瓜生长和土壤氮素利用促进效果最显著，与常规施肥C处理相比，甜瓜产量增加21.7%，甜瓜生育期内株高和茎粗最多提高13.6%（定植后40天）和8.9%（定植后65天）；铵态氮最多提高96.9%（定植后90天；20—40 cm），降低土壤中硝态氮含量；显著提高甜瓜氮肥偏生产力（21.6%）、氮肥农学效率（60.7%）以及氮肥生理利用率（40.3%），在所有处理中效果最佳。硝化抑制剂和微生物菌剂与化肥配施对土壤氮素转化表现出明显的抑制效果，使甜瓜生育期内维持较高的NH₄⁺—N含量，延长了土壤氮素供应时间。可见，硝化抑制剂和微生物菌剂与化肥配施可以延长氮素释放周期，对于减少氮素流失、提高作物产量具有重要意义。     

秸秆还田配施化肥对稻油轮作土壤有机碳组分及产量影响

【目的】水稻-油菜轮作是我国重要的农业种植模式。秸秆还田是目前我国秸秆利用最主要、最直接的途径。因此,研究水稻-油菜轮作系统下,秸秆还田配施化肥对水稻和油菜产量、土壤有机质组分及其养分含量的影响,有助于提高水稻和油菜产量,培肥土壤,推进秸秆还田技术的应用。 【方法】通过水稻和油菜7年13季作物的田间定位小区试验,设置了不施氮肥不还田处理（CK）、农民习惯处理（FPP）和3个秸秆还田配施化肥处理（SF1、SF2、SF3:每年水稻秸秆以3000 kg/hm2的量还田,配施不同量氮、磷、钾肥）,分析了各处理土壤有机碳及其组分、土壤养分含量、作物产量和经济效益。 【结果】与不施氮肥处理比较,秸秆还田配合氮、磷、钾平衡施肥能显著提高土壤总有机碳及其各组分、土壤养分含量、作物产量和经济效益。与农民习惯处理相比,秸秆还田配施化肥处理土壤总有机碳、胡敏酸和胡敏素分别显著增加了5.62%~12.08%、9.05%~22.57%和7.93%~10.23%,而水溶性有机碳和富里酸含量差异则不明显;土壤全氮、有效磷和速效钾含量分别显著提高了6.74%~14.04%、134.67%~249.46%和40.18%~70.54%;水稻、油菜和周年平均产量分别增加了8.55%~19.34%、19.06%~27.27%和10.34%~24.08%;净利润提高了1651~4905 yuan/hm2,但总投入增加了1427~2882 yuan/hm2。秸秆还田配施化肥处理中,以氮、磷、钾肥用量与运筹次数最多的SF3处理土壤各项指标、作物产量和经济效益最高,与之相比,SF2处理在水稻和油菜两季共减少肥料用量255 kg/hm2,而作物周年产量减少不明显。土壤有机碳组分、土壤养分含量及作物产量之间有较好的相关性,而逐步回归分析表明,土壤总氮、胡敏酸、水溶性有机碳含量是水稻和油菜产量主要决定因素。 【结论】秸秆还田配施化肥可以提高土壤有机碳、胡敏酸、胡敏素含量及土壤养分含量,培肥土壤并提高其稳定性,促进作物增产。虽然秸秆还田配施化肥增加了人工和肥料投入,但适宜的化肥用量配合秸秆还田提高了水稻油菜轮作体系的经济效益。