酸解羽毛粉研制生物有机肥及其促生效果研究

为提升生物有机肥料中功能微生物的数量,腐熟堆肥中添加外源氨基酸固态发酵功能菌是研制生物有机肥的主要手段。目前主要外源添加氨基酸菜粕的高成本严重阻碍了生物有机肥产业的发展。本试验通过研究酸解羽毛粉作为外源添加蛋白对固态发酵功能菌的影响及其所研制生物有机肥的促生效果,以开发生物有机肥新的原料配方。研究结果表明,腐熟堆肥中,随着酸解羽毛粉添加量的增加,所研制生物有机肥中功能菌的数量呈现先增加后下降趋势,为促进功能菌的增殖,酸解羽毛粉最优添加量为50 g/kg;盆栽试验结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加制成的生物有机肥能够显著增加茄子和番茄株高、茎粗和SPAD值,移栽20天时,相比于对照,茄子分别增加19.02%、29.02%和4.80%;移栽50天时,番茄分别增加14.74%、18.70%和4.74%。研究结果表明,酸解羽毛粉作为外源蛋白添加剂能够有效增殖固体发酵过程中的功能菌,研制的低成本生物有机肥具有优异的促生效果,研究结果能够为生物有机肥产业的发展提供理论依据。     

病死动物源氨基酸研制的生物有机肥促生效果研究

废弃动物尸体酸解为氨基酸能够有效解决农业生产中动物尸体带来的环境污染问题,本研究利用此类病死动物资源水解的的氨基酸研制生物有机肥,以期在研制出低成本高品质生物有机肥的同时推进新型氨基酸的利用。本文首先比较了根际功能菌Bacillus amyloliquefaciens SQR9在添加不同浓度酸解氨基酸液有机肥中的固体发酵效果及不同浓度酸解氨基酸水解液发酵的生物有机肥盆栽促生效果,进而确立了生物有机肥的氨基酸添加浓度。再进一步通过黄瓜、辣椒和玉米盆栽试验,评估了所研制新型生物有机肥的促生效果。研究结果表明:酸解氨基酸水解液添加量为20%时,所研制生物有机肥中功能菌数量最高,达到2.25×10~8CFU/g,是未添加氨基酸对照的3倍。黄瓜盆栽促生试验表明,氨基酸添加量为20%所发酵的生物有机肥促生效果优于其他处理和对照,株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重值均为最高,根围土壤中功能菌的数量达2.51×10~5CFU/g。不同作物盆栽试验结果表明,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的促生效果优于添加化肥研制的含菌株SQR9生物有机肥、有机肥直接接种菌株SQR9研制的生物有机肥、普通有机肥和添加氨基酸的普通有机肥处理,同时施用含SQR9菌株的肥料促生效果优于施用不含功能菌的相同配方制造的有机肥处理,表明,利用菌株SQR9研制的生物有机肥具有良好的促生效果,相比于化肥,添加氨基酸固体发酵功能菌后更加有益于功能菌促生功能的发挥。在各种作物根围土壤中的微生物涂布试验中,添加氨基酸研制的含菌株SQR9生物有机肥处理的功能微生物数量显著高于其他处理。综上,添加20%的氨基酸水解液能够有效促进功能微生物在有机肥中的繁殖,固体发酵形成的生物有机肥具有优异的促生效果。     

添加酸解氨基酸对植物源废弃物好氧堆肥品质及其应用效果的影响

  【目的】  探究添加酸解氨基酸 (AA) 对不同植物源废弃物堆肥进程、氮素损失阻控、堆肥品质和产品效果的影响。  【方法】  分别向3种含碳量不同的植物源废弃物 (中药渣、木薯渣和蘑菇渣) 中添加5%、10%和15% (体积质量比) 的酸解氨基酸,以不添加酸解氨基酸处理作为对照,监测堆肥过程中的温度和理化指标。堆肥结束后,以辣椒和茄子作为供试作物进行盆栽和大田试验。盆栽试验以不施肥和施化肥为对照,试验处理包括9个堆肥产品及其添加促生菌 (解淀粉芽孢杆菌SQR9) 制备的生物有机肥产品,共24个,调查了不同处理辣椒和茄子的生物量和生理指标。田间试验以不施肥和施化肥为对照,以盆栽效果最佳的堆肥产品及其制备的生物有机肥单施、两个产品分别与化肥配合,共14个处理,调查了辣椒和茄子的生长状况。  【结果】  添加酸解氨基酸延长了中药渣和木薯渣堆肥的高温期持续时间,而蘑菇渣堆肥的高温期持续时间随酸解氨基酸添加量的增加而减少。酸解氨基酸加入后,3种原料堆体的pH均有所下降,且整体上酸解氨基酸添加量越多,pH下降越显著。酸解氨基酸明显促进了3种原料堆肥中纤维素、半纤维素和总碳的分解,且促进效果和氮磷钾养分积累量随着酸解氨基酸添加量的增加而提高。此外,酸解氨基酸加入后由于引入H+,使堆体的电导率有小幅上升。盆栽试验表明,3种有机物料堆肥均以添加10% AA制成的有机肥最佳,且能显著提高辣椒植株的鲜重、干重、株高、茎粗和叶绿素含量,添加促生菌后进一步提高了堆肥的效果。以10% AA处理的有机肥及其生物有机肥进行大田试验,中药渣有机肥中,生物有机肥处理为辣椒田间处理最佳,生物有机肥加化肥处理为茄子田间处理最佳;木薯渣有机肥处理中,生物有机肥处理在辣椒和茄子田间试验中均为最佳处理;蘑菇渣有机肥处理,生物有机肥加化肥处理在辣椒和茄子大田试验中各项指标均为最优;表明10% AA处理的有机肥配合功能菌株施用能促进作物生长、提高作物产量,整体效果显著优于空白和化肥处理。  【结论】  添加酸解氨基酸能够降低堆肥pH,减少堆肥过程中的氮素损失,延长堆肥高温期的持续时间,提高有机碳降解效率及氮磷钾相对含量;该堆肥与功能菌株配伍制成的生物有机肥,与等养分化肥处理相比,可以显著提高作物的生物量和产量。     

含山梨醇的新型生物有机肥促生效应与机理研究

向含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥中添加山梨醇研制了新型生物有机肥,并通过黄瓜盆栽和拟南芥培养试验研究了该新型生物有机肥的促生效应与机理。结果表明,含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥对黄瓜具有显著促生效果,添加山梨醇有利于促进解淀粉芽孢杆菌SQR9在土壤中定殖,能进一步提高生物有机肥的促生效应。施用该新型生物有机肥能显著提高土壤中速效养分的含量以及黄瓜对养分的吸收。山梨醇能有效促进菌株SQR9分泌生长素（吲哚乙酸,IAA）,进而促进野生型拟南芥根系的生长,而在使用IAA不敏感突变体时促生效果消失,说明山梨醇促进有益菌SQR9分泌IAA是该新型生物有机肥显著促进作物生长的机理之一。本研究提出了新型生物有机肥研发的新思路,为植物促生菌新应用模式的开发提供了理论依据。     

外包木霉内含芽孢杆菌颗粒生物有机肥研制及其促生效应

  目的  利用造粒喷涂技术,研制了外包木霉菌内含芽孢杆菌（SQR9）的颗粒复合菌生物有机肥,以辣椒为供试作物,利用盆栽试验,研究了新型生物有机肥对辣椒植株株高、茎粗、叶绿素等农艺性状的影响。  方法  首先利用圆盘造粒机将有机肥、芽孢杆菌和适量粘合剂制成颗粒芽孢杆菌生物有机肥,随后,再将真菌木霉孢子喷涂颗粒表面,利用第一次添加的粘结剂形成外包真菌孢子膜的新型颗粒复合菌生物有机肥。  结果  货架期试验结果表明,颗粒肥料中木霉菌比粉状肥料存活能力更强,在储存60天后,新型颗粒复合菌生物有机肥中木霉菌含量大于2 × 107 cfu g?1,芽孢杆菌数量大于1.2 × 108 cfu g?1。盆栽试验结果表明,在种植47天后,施用新型颗粒复合菌生物有机肥的辣椒植株在株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重方面均高于其他处理（含SQR9颗粒生物有机肥、含SQR9和木霉菌的粉状生物有机肥、含木霉菌颗粒生物有机肥和含SQR9和木霉菌的颗粒生物有机肥处理）,表明了该新型颗粒复合菌生物有机肥对辣椒具有明显的促生效果。  结论  相比于单菌和其他工艺研制的复合菌生物有机肥,外包木霉真菌内含芽孢杆菌新型颗粒复合菌生物有机肥能够充分发挥木霉真菌和芽孢杆菌的促生功能,有效增强复合菌生物有机肥的促生效果。     

利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9研制复合微生物肥料

针对化肥、传统有机肥和生物肥料的优缺点,开发集化肥速效、有机肥长效和生物肥增效为一体的复合微生物肥料具有重要意义。本文鉴于Bacillus amyloliquefaciens SQR9易在逆境中形成芽孢,具有耐盐性好,抗病,广谱促生等特点,利用其通过固态发酵研制的生物有机肥添加一定配比的无机化肥研制"全元"复合微生物肥料。同时通过粉状、颗粒复合微生物肥料存放试验和田间试验对"全元"复合微生物肥料的配方、工艺和肥效进行了初步的研究。结果表明:粉状和颗粒复合微生物肥料储存6个月时,功能菌活菌数量均超过国家标准(2×107 cfu/g,干重);田间试验结果表明,复合微生物肥料能明显促进番茄的生长,与等养分有机无机复合肥、化肥处理和不施肥处理相比,在总养分100 g/kg施肥水平下,番茄增产幅度分别达8.23%、10.26%和37.73%;在总养分140 g/kg施肥水平下,番茄增产幅度分别达7.36%、13.92%和44.77%。因此,利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9能够生产粉状和颗粒状复合微生物肥料。     

施用不同生物有机肥对连作黄瓜枯萎病防治效果及其机理初探

采用营养钵育苗和盆钵试验的方法,研究了以枯草芽孢杆菌SQR9和哈茨木霉T37这两株拮抗菌制成的三种生物有机肥（BIOⅠ、 BIOⅡ和BIOⅢ）对黄瓜生长、 土传枯萎病防治效果及其生防菌株在黄瓜根系中的定殖情况的影响。结果表明, 1）未施用生物有机肥的对照处理（CK）完全发病,有机肥处理（OF）发病率高达88.2%。施用BIO处理都不同程度地降低了黄瓜土传枯萎病的发病率,施用生物有机肥BIOⅠ、 BIOⅡ和BIOⅢ后发病率分别降至51.0%、 19.6%、 13.7%。2）与对照相比,BIOⅠ、 BIO Ⅱ和BIO Ⅲ处理能够显著提高黄瓜生物量,分别是对照的 2.55、 2.46 和 2.58 倍。3）菌株SQR9和T37通过有效的根际定殖降低了病原真菌对根系的侵染,荧光定量PCR（real-time PCR）测定黄瓜根际尖孢镰刀菌数量的结果表明,施用BIOⅡ和BIOⅢ能够将病原菌数量控制在103 copies/g, 土,而对照土壤高达 107 copies/g, 土。     

利用小麦秸秆生产木霉分生孢子及其生物有机肥对黄瓜的促生效果

【目的】木霉是重要的植物根际促生功能菌,然而木霉类生物肥料生产的应用基础研究很薄弱。本研究以小麦秸秆为发酵基质,探究哈茨木霉T-E5产分生孢子的固体发酵工艺条件,并验证发酵物作为生物有机肥的促生效果。【方法】在实验室条件下,以小麦秸秆为固体发酵基质,研究固体发酵的不同发酵方式,温度、酸浓度、酸种类、接种量、含水量、外加碳源和氮源等单因子条件下的产孢量;再利用正交试验设计,研究温度、酸浓度、含水量、接种量、外加氮源和碳源的发酵条件优化。利用两季温室盆栽试验测定包括施用化肥、有机肥、发酵物和不同肥料组合的5个不同施肥处理的黄瓜地上部生物量、株高和叶面积。采用稀释涂布法测定黄瓜盆栽根际土中总真菌数量和木霉菌数量。【结果】单因素条件优化:基质用稀硝酸 (0.1 mol/L) 调节酸度值后接种3%(v/w) 的1 × 107个/mL的T-E5孢子液,调节水分使初始含水量达到75%;在此条件下,添加尿素和玉米粉,在28℃下发酵培养8天,最大产孢量可达到8.87 × 109个/g。通过正交优化,每10 g小麦秸秆,加入调节酸度值的0.05 mol/L硝酸18.3 mL,含水量70%(湿基),接种量9%,添加尿素的量为1%,30℃浅盘培养8天,产孢量达到1.1 × 1010个/g。第1季盆栽试验结果表明,与单施化肥处理 (CCK) 相比,发酵产物与化肥配施 (CT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高14.97%、16.75%和14.64%;与单施有机肥处理 (OCK) 相比,发酵产物与有机肥配施 (OT) 使黄瓜的地上部分生物量、株高和叶面积分别提高10.62%、26.06%和9.53%。第2季盆栽也有类似的促生效果,与CCK相比,CT使上述指标分别提高12.83%、11.49%和26.93%;与OCK相比,OT使上述指标分别提高5.96%、34.29%和18.01%。两季盆栽添加木霉发酵物的处理中根际土总真菌数和木霉菌数量相比CCK、OCK和不施肥照 (CK) 均增加1个数量级以上。【结论】以小麦秸秆为主要原料,采用固体发酵工艺可生产高分生孢子含量的哈茨木霉菌剂及其生物有机肥,表明利用农业废弃物生产高附加值的木霉菌剂及其生物有机肥具有可行性。但木霉孢子数量主要受发酵条件影响,今后应在中试和工厂化生产水平进一步研究木霉孢子固体发酵的工艺参数。     

含Bacillus amyloliquefaciens SQR9“全元”复合微生物液体肥料研制及其促生效果研究

利用PGPR菌株Bacillus amyloliquefaciens SQR9为目标菌株,以氨基酸水解液、糖蜜为肥料功效发挥的增效剂,同时配比一定量的化肥,研制"全元"复合微生物液体肥料,并评估了新型液体肥料的促生效果,以期为含PGPR菌株新产品的开发提供理论与技术支撑。单因素试验结果表明,"全元"复合微生物液体肥料中氨基酸与糖蜜的最适添加量均为20%。肥料存放试验结果表明,"全元"复合微生物液体肥料储存3个月时,功能菌活菌数量≥5×108 CFU ml-1,超过国家标准(5×107 CFU ml-1)。田间试验结果表明,相比于灌施清水处理(处理1)和灌施不添加解淀粉芽孢杆菌SQR9发酵液其他配方一样的对照水溶肥处理(处理2),"全元"复合微生物液体肥料处理(处理3)显著提高了玉米和白菜的产量,第1季玉米的增产幅度达29.60%和12.02%,第2季玉米的增产幅度达33.48%和13.91%;白菜的增产幅度达25.15%和14.40%。结论:利用Bacillus amyloliquefaciens SQR9能够有效研制出"全元"复合微生物液体肥料,且其施用能够显著增加玉米和白菜的产量。     

根际促生菌Bacillus subtilisY-IVI在香草兰上的应用效果研究

【目的】香草兰为多年生热带经济作物,随着种植年限的增加,植株长势弱,土壤有益微生物减少,土壤微生物区系失衡,严重制约了香草兰产业的可持续发展。枯草芽孢杆菌作为一种根际促生菌,被广泛应用于促进作物生长,改善土壤微生物环境。本文将枯草芽孢杆菌Y-IVI接种在有机肥上,生产了生物有机肥,并就该生物有机肥对香草兰生长的影响进行了研究。【方法】采用温室盆栽试验,调查施用根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Y-IVI及其经固体发酵制得的微生物有机肥料(Y-IVI:3×108cfu/g)后,香草兰植株地上部及根系的生长状况,采用选择性培养基方法研究了Y-IVI在香草兰根际土壤中的定殖能力及对香草兰根茎腐病致病菌-尖孢镰刀菌数量的影响。【结果】施用Y-IVI及BIO 4个月后,香草兰根际土壤Y-IVI数量仍可达到106cfu/g土,二者无显著差异,在处理OF和对照中未检测到菌株Y-IVI。施用生物有机肥香草兰地上部干重和根系干重均显著高于对照,分别增加了63.1%和59.4%,与不接种Y-IVI的有机肥处理(OF)相比,地上部干重显著提高了43.2%,根系干重提高了18%,差异不显著;施用Y-IVI菌液的处理植株地上部干重和根系干重均高于对照,但无显著性差异;处理BIO根系直径、根系表面积和总体积与对照相比分别增加了41.9%、88.9%和80.4%,均显著高于对照,总根长与对照差异不显著;处理BIO根系表面积和总体积与有机肥处理OF相比分别显著增加了41.9%和30.8%,根系直径与OF相比增加了10.1%,差异不显著;处理Y-IVI根系直径与对照相比显著增加了25.5%,但根系表面积和总体积与对照差异不显著;与对照相比,施用BIO及Y-IVI的处理根际土壤尖孢镰刀菌数量分别明显降低了52.2%和41.8%,施用有机肥OF的处理降低了10%,差异不显著。【结论】Y-IVI可稳定定殖于香草兰根际土壤对其生长起有益作用,含促生菌Y-IVI的生物有机肥料比单独使用促生菌菌液可以更有效地减少根际土壤中尖孢镰刀菌数量,降低连作生物障碍。施用生物有机肥料比施用化肥和有机肥更有效地促进香草兰地上部及根系生长,因此,施用由根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Y-IVI制得的生物有机肥是解决香草兰连作生物障碍和提高收益的有效手段。     

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。     

施用生物有机肥抑制香蕉镰刀菌萎蔫病的研究

Fusarium wilt is one of the most serious diseases of banana plants caused by soil-borne pathogen Fusarium oxysporum f.sp. cubense(FOC). In this study a pot experiment was conducted to evaluate the effects of different bio-organic fertilizers(BIOs) on Fusarium wilt of banana, including the investigations of disease incidence, chitinase and β-1,3-glucanase activities of banana plants, and FOC populations as well as soil rhizosphere microbial community. Five fertilization treatments were considered, including chemical fertilizer containing the same N, P and K concentrations as the BIO(control), and matured compost mixed with antagonists Paenibacillus polymyxa SQR-21 and Trichoderma harzianum T37(BIO1), Bacillus amyloliquefaciens N6(BIO2), Bacillus subtilis N11(BIO3), and the combination of N6 and N11(BIO4). The results indicated that the application of BIOs significantly decreased the incidence rate of Fusarium wilt by up to 80% compared with the control. BIOs also significantly promoted plant growth, and increased chitinase andβ-1,3-glucanase activities by 55%–65% and 17.3%–120.1%, respectively, in the banana roots. The population of FOC in the rhizosphere soil was decreased significantly to about 104 colony forming units g-1with treatment of BIOs. Serial dilution plating and denaturing gradient gel electrophoresis analysis revealed that the application of BIOs increased the densities of bacteria and actinomycetes but decreased the number of fungi in the rhizosphere soil. In general, the application of BIOs revealed a great potential for the control of Fusarium wilt disease of banana plants.     

水氮梯度对饲用甜高粱生长和水分利用效率的影响

  【目的】  探究不同灌溉量和施氮水平对饲用甜高粱生长特性、单株耗水规律以及水分利用效率的影响,为确定饲用甜高粱适宜种植密度、优化水氮管理措施以及提高栽培生产潜力提供理论支撑。  【方法】  在温室条件下进行二因素三水平随机区组试验,供试饲用甜高粱品种为‘大力士’。设置了3个灌溉量,分别为达到田间持水量的30%～50% (I1)、50%～70% (I2)、70%～90% (I3);设置了3个施氮水平,分别为0 kg/hm2 (N0)、200 kg/hm2 (N1)、400 kg/hm2 (N2)。在饲用甜高粱拔节期取样,测定甜高粱株高、茎粗、鲜重与干重。同时,采用自动称重式蒸渗仪测定单株耗水动态,计算了干物质水分利用效率。  【结果】  1)增加灌溉量显著增加了饲用甜高粱株高和茎粗,与I1相比,I2、I3灌溉量下甜高粱株高分别提高了20.0%和34.5%,茎粗分别增加了18.0%和36.6%。施氮对株高和茎粗无显著影响。2)增加灌溉量显著提高甜高粱植株茎、叶及地上部鲜重和干重,施氮水平仅显著影响叶的鲜重和茎的干重。与I1相比,I2、I3灌溉量下地上部整株鲜重分别提高158.1%、290.1%,干重分别提高84.8%、139.3%。与N0相比,N1、N2施氮量下叶的鲜重分别提高7.6%、4.6%,茎的干重分别降低8.5%、10.4%。I1灌溉量下茎叶比<1,I2和I3灌溉量下茎叶比>1,随着灌溉量增加,饲用甜高粱茎叶比显著增加。在I1、I3灌溉量下,茎叶比随着施氮量的增加而降低。3)随着灌溉量的增加,甜高粱单株耗水量显著增加,而水分利用效率则显著下降。与I1相比,I2、I3灌溉量下累积耗水量分别提高了101.3%、178.9%,水分利用效率分别降低了8.0%、13.9%。施氮对甜高粱单株累积耗水量及水分利用效率均无显著影响。  【结论】  灌溉量显著影响着甜高粱的生长、干物质量的积累以及干物质向茎秆的分配,过高的灌水量会增加饲用甜高粱的耗水量,降低水分利用效率。氮素对甜高粱的生长未显现出促进作用,高施氮量还会增加干物质在叶片中的分配。因此,适度灌溉并施用少量氮肥可能更适合甜高粱的饲用品质和高水分利用效率。     

生物炭提高花生干物质与养分利用的优势研究

【目的】 以秸秆为原料生产生物炭可用于改良土壤和提高养分利用率,其与秸秆直接还田以及传统的制作堆肥后还田相比是否具有优势需要用试验来验证,本研究可为生物炭的高效利用提供理论依据。 【方法】 以传统猪厩肥和秸秆直接还田为对照,连续进行了8年的花生田间微区 (2 m2) 试验。在氮磷钾总投入量相等的条件下,共设4个处理,分别为秸秆还田 (CS)、猪厩肥 (PMC)、生物炭 (BIO) 和基于生物炭的炭基花生专用肥 (BF),每个处理重复3次,随机区组排列。试验于2016年在花生苗期、开花下针期、结荚期和饱果成熟期进行采样,测定植株茎叶、根和荚果的干物质和氮磷钾养分积累量,并计算对应的分配情况,探讨其对花生产量的影响。 【结果】 生物炭处理的花生产量显著高于其它处理,达到7231.7 kg/hm2;生物炭复合肥和猪厩肥处理则相对较低,分别是生物炭处理的82.4%和83.8%,秸秆处理产量最低,为5623.9 kg/hm2。猪厩肥处理的出仁率显著高于其它处理。生育前期各处理的干物质和养分主要在茎叶中积累,从结荚期开始逐渐向荚果中转移。与对照处理相比,复合肥处理的干物质和氮磷钾养分整株积累量在各时期均较高,尤其在结荚期以前保持了良好的荚果干物质和养分分配系数;生物炭处理则至饱果成熟期时呈现出明显优势,干物质积累量达到6295.0 kg/hm2,分别高出专用肥、秸秆和猪厩肥处理43.1%、36.1%和50.8%,茎叶分配比例高达34.5%,氮、磷、钾积累量持续增长至236.4 kg/hm2、 21.7 kg/hm2、77.8 kg/hm2,显著高于其它处理,但此时期荚果的氮、钾分配系数仅有0.83和0.52,低于对照处理(CS、PMC处理) 0.02～0.03和0.15～0.21。 【结论】 在氮磷钾养分投入量相等、不考虑有机碳投入量的前提下,施用生物炭、炭基复合肥和猪厩肥效果均显著好于秸秆直接还田;生物炭可显著提高花生整株的干物质量和氮磷钾积累量,特别是提高生育后期的干物质和养分分配量,促进产量的提高,对花生高产增效有良好的促进作用;炭基复合肥在花生进入结荚期后,对花生干物质及养分积累分配的促进作用减弱,效果与施用猪厩肥相当。因此,在本试验条件下,生物炭直接施用具有维持其养分长期稳定释放,提高花生产量和肥料养分利用率的作用。      

钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。     

不同绿肥和覆膜措施对渭北旱塬冬小麦产量和土壤水分动态的影响

  【目的】  冬小麦—绿肥轮作在干旱贫水年份易导致冬小麦减产,我们研究了平水年和干旱年旱地绿肥和覆膜措施相结合对小麦产量及水分利用率的影响,为建立科学高效的小麦–绿肥轮作体系奠定基础。  【方法】  田间试验于2017—2019年布设在陕西省永寿县御驾宫乡御中村,试验采用裂区试验设计,以轮作不同绿肥品种(黑麦豆、油菜,夏休闲为对照)为主处理,覆膜措施为副处理,设常规耕作和垄覆沟播两个水平。在冬小麦返青期、开花期、收获期调查小麦苗期生长状况、产量形成、水分利用效率和麦田0—200 cm土壤水分动态变化。  【结果】  1)平水年和干旱年,轮作油菜的冬小麦产量高于轮作黑麦豆,两年间轮作油菜处理比轮作黑麦豆处理的冬小麦产量分别高出 9.3%和43.5% (P<0.05)。2)采用垄覆沟播,轮作绿肥显著降低了冬小麦生育期耗水量,平水年提高了冬小麦的水分利用效率。平水年轮作油菜的水分利用效率最高[14.3 kg/(hm2·mm)],比夏休闲处理增加了7.4%;而干旱年轮作绿肥降低了冬小麦的水分利用效率,与夏休闲相比轮作黑麦豆和油菜处理分别降低58.5%和38.3% (P<0.05)。轮作绿肥与垄覆沟播对提高小麦水分利用效率有显著的交互作用。3)轮作绿肥并垄覆沟播的栽培模式加重了土壤水分的消耗。相比于夏休闲,平水年冬小麦播前0—200 cm土壤贮水量平均降低10.1% (P<0.05),干旱年平均降低15.7% (P<0.05)。  【结论】  我国渭北旱塬地区在平水年采用种植油菜+垄覆沟播新型种植模式,可以在保证不减产的情况下提高冬小麦的水分利用效率,但干旱年小麦产量和水分利用效率均会受到负面影响。