低磷环境下接种丛枝菌根真菌促进紫花苜蓿生长和磷素吸收的机理

  【目的】  磷极易被土壤吸附和固定,导致土壤中磷有效性较低。研究接种丛枝菌根真菌 (arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) 和低磷处理两者交互对紫花苜蓿生长和磷吸收的影响,为提高碱性土壤中磷肥利用率提供理论依据。  【方法】  以黄绵土和紫花苜蓿 (Medicago sativa) 为试验材料进行盆栽试验。在施磷0、5、20 mg/kg (P0、P5、P20) 3个水平下,分别设接种和不接种丛枝菌根 Glomus mosseae BGC YN02 (+AMF、–AMF) 处理。植物生长120天后测定植株生物量、磷吸收量、AMF侵染率以及根际和非根际土壤的pH、土壤碱性磷酸酶活性、土壤有效磷含量、土壤微生物生物量磷,分析根际有机酸的组成与含量。  【结果】  +AMF处理中植物根系被AMF侵染,且施磷水平对侵染率没有显著影响;施磷和+AMF处理显著提高了植株地上部、地下部生物量以及磷含量,其中P20+AMF处理生物量和磷含量最高;根际有机酸总量随施磷水平上升而显著降低,但+AMF处理有机酸总量高于–AMF处理,其中柠檬酸和乙酸含量的变化较为明显;施磷和+AMF显著降低土壤碱性磷酸酶活性,增加土壤有效磷含量和微生物生物量磷,且低磷环境 (P0、P5) 下根际土壤碱性磷酸酶活性和微生物生物量磷均显著高于非根际土;P20处理显著降低磷利用效率和磷肥利用率,+AMF处理显著提高磷肥利用率。  【结论】  碱性土壤 (黄绵土) 中,AMF和紫花苜蓿根系能建立较好的共生关系,低施磷水平 (施磷量 ≤ 20 mg/kg) 对AMF侵染率没有显著影响。施磷和接种AMF均可以显著促进紫花苜蓿生长和磷吸收。低磷环境下,接种AMF可以扩大植物根系吸收范围,同时增强根际土壤碱性磷酸酶活性,促进根系分泌有机酸,特别是乙酸和柠檬酸,从而提高磷肥利用率。     

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

  【目的】   丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌 单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF 在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。   【方法】   采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5～2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照 (CK)、接种AMF菌根 (AMF)、添加蚕豆秸秆 (SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆 (SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分 (N、P、K) 与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。   【结果】   接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。   【结论】   AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。     

供磷水平对玉米丛枝菌根侵染及其对异质养分吸收的影响

【目的】 探究酸性土壤玉米丛枝菌根侵染对植物磷素吸收的促进作用,以加深理解根外菌丝对局部磷养分的获取如何受丛枝真菌侵染和环境磷养分的影响。 【方法】 以玉米为宿主植物,进行盆栽试验。在低磷酸性土壤上设置供P 0、50、500 mg/kg 3个水平 (P0、P50、P500),供试磷肥为磷酸二氢钾。每个处理再设置局部养分处理,即在每个重复中埋置两个各装有120 g灭菌土 (提前加 P 50 mg/kg) 的塑料小管,分别用孔径为0.45 μm(根系、菌丝均不能进入,以“–H”表示处理) 和50 μm(根系不能进入,菌丝可以进入,以“+H”表示处理) 的尼龙膜封住管口。测定了玉米的生长与磷吸收、土著丛枝菌根真菌的侵染和根外菌丝密度以及菌丝对局部磷养分的获取。 【结果】 1) 玉米株高、叶片SPAD值、全株干重、磷浓度及吸收量都随供磷水平升高而增加,以P50处理的根系干重最高,根冠比随供磷水平上升而降低。3个供磷水平下玉米根系均有不同程度的丛枝菌根真菌侵染。以P50处理的丛枝菌根侵染率、丛枝和孢囊结构发育最好;P0处理的丛枝菌根侵染率、丛枝丰度与P50处理没有显著差异,但孢囊丰度明显下降;P500处理虽然87.2%的根系具有侵染点,但整个根系形成的真菌结构、丛枝和孢囊比例远低于P0和P50处理,丛枝菌根的发育受到严重抑制。2) 土体土 (除塑料管之外的土) 菌丝密度随供磷水平升高而降低,但P0和P50处理差异不显著。–H处理塑料管中的菌丝密度在3个供磷水平下基本不变,保持在极低水平,而+H处理塑料管中的菌丝密度随供磷水平升高而下降。在相同供磷水平下,土体土的菌丝密度最高,其次是+H处理,–H处理的菌丝密度最低。根外菌丝从+H处理塑料管中获取的磷随环境供磷水平的升高而减少。 【结论】 酸性土壤条件下,适当地供磷可以促进玉米根系生长和丛枝菌根真菌的侵染。根外菌丝对局部磷养分的获取受环境磷养分的调控,在环境磷养分较低而局部磷养分高于环境磷养分时,较多的菌丝会进入局部区域获取磷。      

接种AMF提高干旱胁迫下土壤微生物活性和燕麦抗旱能力

【目的】研究接种AMF (arbuscular mycorrhiza fungi)提高干旱胁迫下土壤微生物生物量和酶活性，及提高土壤养分有效性的效果，为旱作区作物生产提供菌根调控技术。【方法】盆栽试验连续进行了两年，供试燕麦品种为‘坝莜18号’，栽培基质为生土与河沙以3∶1混合，每盆添加N 0.315 g、P₂O₅ 0.087 g。试验设两个土壤相对含水量(田间持水量的75%和55%)，并分别设接种AMF和不接种AMF处理，共4个处理。在燕麦抽穗期取样测定土壤微生物特性指标和养分含量，及燕麦各器官氮、磷积累量；成熟期测定燕麦籽粒产量。【结果】接种AMF条件下，55%土壤相对含水量处理的燕麦根系AMF侵染率比75%土壤相对含水量处理显著降低23.28%～33.35%。与正常水分条件相比，干旱胁迫显著降低了土壤微生物生物量碳和酶活性，降低了土壤有效氮、磷含量，pH和有机碳含量升高。干旱胁迫下，与未接种AMF相比，接种AMF显著提升了土壤微生物生物量碳、氮和磷含量，提高了土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性，速效磷含量显著增加了4.92%～5.41%，...     

蚯蚓与菌根提高玉米生长和氮磷吸收的互补效应

【目的】蚯蚓和丛枝菌根真菌处于不同的营养级,但在促进植物生长和提高土壤肥力等方面却都发挥着积极作用。研究蚯蚓菌根互作及其对玉米吸收土壤中的氮、磷养分的影响,可为提升土壤生物肥力及促进农业的可持续发展提供理论依据。【方法】本研究采用田间盆栽方式,以玉米为供试作物,研究蚯蚓(Eisenia fetida)与丛枝菌根真菌(Glomus intraradices)互作及其对玉米养分吸收的影响。试验设置P 25和175 mg/kg两个水平。每个磷水平进行接种与不接种菌根真菌以及添加与不添加蚯蚓,共8个处理。调查了玉米生长、养分吸收以及真菌浸染和土壤养分的有效性。【结果】两个磷水平下,蚯蚓和菌根在增加玉米地上部和根系生物量方面有显著正交互作用(P0.05)。接种菌根真菌的各处理显著增加了玉米的侵染率及泡囊丰度、根内菌丝丰度等菌根指标。同时添加蚯蚓和接种菌根真菌的处理(AM+E)显著提高了菌根的侵染率、菌丝密度、丛枝丰度和根内菌丝丰度但是泡囊丰度有所下降。两种磷水平下,AM+E处理玉米地上部和地下部含氮量和含磷量均显著高于其他三个处理。在低磷条件下,地上部氮磷总量的增加分别是添加蚯蚓和接菌的作用;而地下部磷总量的增加主要是菌根真菌的作用。在高磷条件下,单加蚯蚓显著增加玉米氮磷的总量,而接种菌根真菌对玉米氮磷吸收的影响未达显著性水平。在高磷条件下,单加蚯蚓的处理显著提高玉米地上地下部生物量(P0.05),而单接菌的处理效应不显著,蚯蚓菌根互作通过提高土壤微生物量碳、氮实现对玉米生长和养分吸收的调控。在低磷条件下,单接菌显著提高了玉米的生物量(P0.05),单加蚯蚓的处理具有增加玉米生物量的趋势。菌根真菌主要促进玉米对磷的吸收,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮磷养分增加土壤养分的有效性,蚯蚓菌根互作促进了玉米根系对土壤养分的吸收并形成氮磷互补效应。【结论】无论在高磷还是低磷水平下,蚯蚓菌根相互作用都提高了玉米地上地下部生物量、氮磷吸收量同时提高了土壤微生物量碳、氮。蚯蚓菌根相互作用对植物生长的影响取决于土壤养分条件。在高磷条件下(氮相对不足),蚯蚓菌根互作通过调控土壤微生物量碳、氮调控玉米生长和养分吸收。低磷条件下,菌根主要发挥解磷作用,蚯蚓主要矿化秸秆和土壤中的氮素,蚯蚓和菌根互补调控土壤中氮、磷,从而促进植物的生长和养分吸收。     

接种丛枝菌根真菌配合氮肥减施对辣椒–大豆间作体系氮素吸收的影响

【目的】叶菜及经济效益较高的茄果类如辣椒、番茄等占云南省设施蔬菜栽培面积的62.19%,蔬菜连作以及氮肥的大量施用制约了设施蔬菜高产优质,降低了土壤质量。研究接种丛枝菌根真菌(AMF)和氮水平对作物生长、土壤氮残留及生物相关特性的影响,为提高设施蔬菜产量,减少氮肥施用量,降低土壤氮残留提供理论依据。【方法】以大豆和辣椒间作为种植模式进行盆栽试验。设计了接种AMF、氮肥用量、种植模式三因素试验。在大豆、辣椒单作、大豆辣椒间作3个种植模式下,分别设3个施氮(N)水平：0、100、200 mg/kg土(N0、N1、N2);每个氮水平下,再设土壤不接种、接种AMF菌剂处理(NM、AMF),共组成18个处理。在蔬菜收获期,取样测定蔬菜生物量、根系长度、AMF侵染率,测定根际土壤硝态氮、铵态氮含量、氮代谢酶活性以及菌丝密度。【结果】接种AMF、施氮量、种植模式及三者的交互作用对辣椒和大豆根系AMF侵染率、植株生物量和根长的影响都达到显著水平(P<0.01)。N1处理显著增加了辣椒、大豆根系的菌根侵染率,且在间作条件下的增幅最高;N1处理下,接种AMF和间作均显著增加了辣椒、大豆植株生物量和氮...     

关中土区冬小麦–夏玉米体系磷肥减施增效技术研究

【目的】比较磷肥减施结合调控措施的效果,为合理施用磷肥,提高磷肥利用率,实现区域粮食作物高产高效和绿色发展提供支撑。【方法】冬小麦–夏玉米体系田间试验在陕西关中地区土上进行了3年。共设5个处理：不施磷肥(CK),推荐施磷量撒施(RP),减施15%推荐施磷量条施(85%RP),以秸秆包裹磷肥条施(St85%RP),85%RP结合硫酸铵替代尿素(Am85%RP)。于作物收获期测定小麦和玉米产量、磷肥效率、土壤磷库和作物菌根侵染率。【结果】与CK相比,除85%RP处理小麦籽粒产量没有显著提高,其他施磷处理可显著提高玉米籽粒总产量(增幅17.1%～32.6%)、小麦籽粒总产量(增幅8.9%～12.8%)以及玉米小麦总产量(增幅13.1%～22.5%)。除85%RP处理2018年玉米籽粒和2020年小麦籽粒产量显著低于RP处理外,其余减磷处理均与RP处理没有显著差异。与RP处理相比,85%RP、St85%RP和Am85%RP处理均显著提高了磷素回收率、表观利用率和偏生产力;与85%RP处理相比,St85%RP处理显著提高了磷肥利用率,而Am85%RP处理则提高不显著。与CK相比,所有施磷处理均...     

不同磷肥水平下丛枝菌根菌对玉米修复芘污染土壤的影响

盆栽试验研究了不同磷肥水平下接种丛枝菌根菌（Arbuscular mycorrizal fungi,AMF）对玉米修复芘污染土壤的影响。结果表明,在施磷水平为20和80 mg/kg条件下,50 mg/kg芘处理土壤中丛枝菌根菌能够正常侵染玉米根系,侵染率没有显著变化;土壤芘污染对玉米的生长有抑制作用,缺磷土壤中施磷能够缓解土壤芘对玉米生长的抑制作用。培养60 d后,高磷（80 mg/kg）和低磷（20 mg/kg）条件下,玉米接种AMF处理土壤芘残留浓度分别比相应的不接种处理降低了38%和35%,比相应无玉米的对照处理降低了53%和58%。表明玉米接种混合AMF能够显著降低土壤芘残留浓度,促进土壤芘的去除。与P 20 mg/kg处理相比,P 80 mg/kg处理玉米接种及不接种AMF的土壤芘残留浓度分别降低了16%和19%,表明缺磷土壤中施磷对玉米及菌根玉米去除土壤芘均有一定促进作用。土壤微生物碳量与土壤芘的去除率显著正相关,接种AMF和P 80 mg/kg处理均能够显著增加土壤微生物碳量,因此土壤微生物数量的增加可能是其促进土壤芘的去除的重要原因。     

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。     

玉米||大豆间作对AMF时空变化的影响

为探究农田生态系统中不同种植模式下丛枝菌根真菌(AMF)生长发育及产生孢子和球囊霉素状况,本试验设置两种结构的间作模式(6M6S:6行玉米与6行大豆间作; 3M3S:3行玉米与3行大豆间作)以及单作玉米(CKM)和单作大豆(CKS)4个处理,分析不同种植模式对AMF生长时空变化的影响。结果表明:菌根侵染率、侵染密度和菌丝密度随着AMF与作物共生期延长逐渐增加,丛枝丰度呈现先增加后减少的趋势。两年试验中,玉米乳熟期(大豆鼓粒期), 3M3S处理的菌根侵染率、侵染密度和丛枝丰度,土壤孢子密度、易提取球囊霉素含量和总球囊霉素含量均显著高于单作。在作物生育期内, AMF的孢子密度从269.40个·(100g)~(-1)增加至1 484.20个·(100g)~(-1),易提取球囊霉素含量从430.88μg·g~(-1)增加至600.78μg·g~(-1),总球囊霉素含量从942.59μg·g~(-1)增加至1 304.03μg·g~(-1)。玉米乳熟期,间作边行玉米的菌丝密度、孢子密度、易提取球囊霉素和总球囊霉素含量最高;大豆鼓粒期,间作边行大豆的菌丝密度和易提取球囊霉素含量最高,孢子密度最低。相关性分析表明,总球囊霉素和易提取球囊霉素与菌丝密度呈极显著正相关,相关系数分别达0.71和0.73;孢子密度和菌丝密度与侵染率呈极显著正相关,相关系数分别达0.72和0.75。因此,农田生境中AMF能与根系建立良好的共生关系,并随着季节变化和作物生长呈现周期性变化。间作促进了AMF的侵染,增加了球囊霉素和孢子的产量,间作处理中AMF与各行作物共生表现出边际效应。3M3S处理是最有利于AMF生长的种植模式。     

丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响

【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。      

气候变暖将显著降低引黄灌区春小麦产量和氮磷钾养分吸收

【目的】探索宁夏引黄灌区春小麦不同生育时期氮（N）、磷（P）、钾（K）养分吸收利用对气候变暖的响应机制,为预测气候变暖对干旱半干旱区春小麦生长的影响提供依据。【方法】试验于2018年3月在宁夏银北引黄灌区宁夏大学试验站进行。供试春小麦品种为‘宁春50号’,供试肥料为磷酸二铵和尿素。采用自动控制红外线辐射器进行野外增温,每个小区内分别设置一组红外灯管作为增温装置、一套自动控温电子设备与一组可移动温度传感器作为控温装置,增温装置直接连接控温装置以使增温梯度达到预设水平,增温时间为昼夜不间断增温。以春小麦冠层自然温度为对照温度 (增温0℃,CK),设置4个增温梯度 (0.5℃、1℃、1.5℃、2.0℃) 处理。于苗期、拔节、抽穗、灌浆、灌浆后10天、成熟期采集植株样品,测定叶、茎、穗的N、P、K养分含量,计算地上部各器官的养分累积吸收量、养分分配率和地上部植株养分累积量,并测定春小麦植株地上部干物重和产量。【结果】增温0.5℃,春小麦植株苗期干物重、拔节期地上部各器官N、P、K养分含量及养分累积吸收量均显著高于CK。增温1.0℃,苗期植株N、K含量和N素吸收量以及拔节期叶片的N、P、K含量显著高于CK,较对照提高3.2%～23.7%。增温1.5℃,仅苗期植株K含量显著高于CK,较对照提高22.2%。增温2.0℃,从苗期开始各项指标均显著低于CK。拔节期以后,除增温0.5℃春小麦K素含量与CK差异不显著外,其余指标均显著低于CK,春小麦成熟期小穗数、穗粒数、千粒重、产量均随温度的升高呈下降的趋势,增温2.0℃,分别较对照降低53.7%、24.1%、13.4%、21.7%。增温梯度越大,各指标下降的幅度越大。【结论】春小麦苗期温度升高0.5℃～1.0℃尚有利于拔节期前春小麦对N、P、K养分的吸收,但拔节期后增温超过1.0℃以上都会对N、P、K养分吸收产生显著负作用,导致使生育后期干物质的累积量减少,千粒重、穗粒数等降低,并最终导致产量和品质的下降。     

用于黑土的稳定性氯化铵的适宜硝化抑制剂和氮肥增效剂组合

【目的】本文研究添加不同种类硝化抑制剂的高效稳定性氯化铵氮肥在黑土中的施用效果，旨在筛选出适合旱作黑土的高效稳定性氯化铵态氮肥。【方法】在氯化铵中分别添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐 (DMPP)、双氰胺 (DCD)、2-氯-6-三甲基吡啶 (Nitrapyrin，CP)、氨保护剂 (N-GD) 和1种氮肥增效剂 (HFJ) 及其组合，制成9种稳定性氯化铵氮肥。以不施氮肥 (CK) 和施普通氯化铵 (CK-N) 为对照，以9种稳定性氯化铵为处理进行了等氮量盆栽试验。在玉米苗期、大喇叭口期、灌浆期和成熟期测定了土壤中铵态氮和硝态氮含量，在玉米成熟期测定植株生物量、籽粒产量和氮素含量，计算铵态氮肥的表观硝化率、硝化抑制率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力。【结果】1) 与CK-N处理相比，9个处理均显著提高玉米的产量，HFJ的效果均为最显著，可增加玉米籽粒产量3.99倍，提高氮肥吸收利用率4.98倍，显著高于8个硝化抑制剂处理 (P < 0.05)。CP + DMPP和CP + DCD处理提高玉米籽粒产量1.90～2.11倍，两个处理之间无显著差异；CP + DMPP玉米生物量显著高于CP处理，而与DMPP和DCD处理无显著差异；CP + DMPP玉米氮肥吸收利用率显著高于CP和DMPP处理，显著提高3.71倍 (P < 0.05)；2) CP + DMPP和CP + DCD土壤中铵态氮含量提高2.09～2.42倍，且显著高于CP、DMPP和DCD处理 (P < 0.05)，而硝态氮含量和土壤表观硝化率均显著降低24%和66%～68%，与CP和DCD处理存在显著差异 (P < 0.05)；苗期CP + DMPP和CP + DCD硝化抑制率高达23.9%～24.3%，显著高于CP和DCD (P < 0.05)。【结论】在黑土中，氯化铵中添加硝化抑制剂组合的硝化抑制率显著高于添加单一抑制剂，能够有效减缓土壤中铵态氮向硝态氮的转化，减少土壤中氮素损失，降低环境污染。CP + DMPP组合玉米的氮肥吸收利用率显著高于CP + DCD组合。氮肥增效剂HFJ显著增加玉米的氮素吸收量，提高氮肥利用率，从而使玉米获得高产并获得较高的收获指数和经济系数。因此，综合考虑产量和抑制硝化作用等因素，黑土区氯化铵作为玉米生产用氮肥时，建议首选添加氮肥增效剂HFJ来保证作物的高产和氮肥高利用率，也可以添加硝化抑制剂组合CP + DMPP，或者CP + DCD制备稳定性氯化铵来提高氯化铵的增产效果和氮肥利用率，减少氮素损失，降低环境污染。     

连续三年减施氮肥对潮土玉米生长及根际土壤氮素供应的影响

【目的】我国北方农业生产中氮肥过量施用现象较普遍,冬小麦?夏玉米轮作体系是当地主要种植方式。研究轮作体系氮肥减施对玉米产量、氮肥利用率、根系形态及根际中无机氮特征的影响,为集约化农业生产体系中氮肥合理施用提供支持。【方法】选择河北衡水潮土试验点冬小麦?夏玉米轮作体系,连续开展了三年田间试验,小麦收获后免耕播种夏玉米。冬小麦季设置N 0、180、225、300 kg/hm2四个氮肥用量处理,其夏玉米季相应氮肥用量依次设置为N 0、144、180和240 kg/hm2,为不施氮肥、减施40%、减施25%和习惯施氮量处理。分别在玉米生育期的苗期、大喇叭口期、灌浆期及收获期在处理小区随机选植株5株,测定玉米籽粒产量、地上部氮含量、氮累积量及根际土壤中无机氮等指标,利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据。【结果】与N240 处理相比,N144、N180处理连续三年的玉米籽粒产量、地上部含氮量与氮累积量、根系长度与直径、根际土壤硝态氮与铵态氮含量均未受到明显影响,而氮肥利用率显著提高,农田氮素表观损失降低。三季N0、N144和N180处理的夏玉米籽粒产量、非根际土壤硝态氮和铵态氮含量出现下降。除2008年大喇叭口期之外,三季玉米所有生育时期中,施用氮肥处理的夏玉米根际土壤硝态氮含量明显低于非根际土壤。2008年玉米抽雄期,根际土壤中铵态氮含量显著高于非根际土壤,而在收获期,根际土壤铵态氮含量比非根际土壤明显降低。同一生育期,氮肥减施未明显降低根际土壤铵态氮含量。2008和2009年两季玉米籽粒产量均与大喇叭口期以后地上部氮累积量呈显著正相关,而2010年只与苗期和成熟期显著相关。2009年玉米根际硝态氮含量均与玉米产量呈正相关,生育后期呈极显著正相关关系,而除大喇叭口期非根际土壤硝态氮含量与玉米籽粒产量不相关外,其他生育期的非根际土壤硝态氮含量均与籽粒产量显著相关。【结论】在华北小麦–玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续三年减氮 25% 甚至 40%,未显著改变夏玉米根系形态及根际无机氮供应水平,氮肥利用率显著提高,但非根际无机氮供应水平和籽粒产量有下降趋势。因此,在河北高肥力地区小麦?玉米轮作下短期减少氮肥用量可行,持续减施还需进一步研究。     

Effects of early mycorrhization and colonized root length on low‐soil‐phosphorus resistance of West African pearl millet

Phosphorus (P) deficiency at early seedling stages is a critical determinant for survival and final yield of pearl millet in multi‐stress Sahelian environments. Longer roots and colonization with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) enhance P uptake and crop performance of millet. Assessing the genotypic variation of early mycorrhization and its effect on plant growth is necessary to better understand mechanisms of resistance to low soil P and to use them in breeding strategies for low P. Therefore, in this study, eight pearl millet varieties contrasting in low‐P resistance were grown in pots under low P (no additional P supply) and high P (+ 0.4 g P pot^?1) conditions, and harvested 2, 4, 6, and 8 weeks after sowing (WAS). Root length was calculated 2 WAS by scanning of dissected roots and evaluation with WinRhizo software. AM infection (%) and P uptake (shoot P concentration multiplied per shoot dry matter) were measured at each harvest. Across harvests under low P (3.3 mg Bray P kg^?1), resistant genotypes had greater total root length infected with AMF (837 m), higher percentage of AMF colonization (11.6%), and increased P uptake (69.4 mg P plant^?1) than sensitive genotypes (177 m, 7.1% colonization and 46.4 mg P plant^?1, respectively). Two WAS, resistant genotypes were infected almost twice as much as sensitive ones (4.1% and 2.1%) and the individual resistant genotypes differed in the percentage of AMF infection. AMF colonization was positively related to final dry matter production in pots, which corresponded to field performance. Early mycorrhization enhanced P uptake in pearl millet grown under P‐deficient conditions, with the genotypic variation for this parameter allowing selection for better performance under field conditions.     

吉林省玉米施钾增产效应及区域差异

【目的】本研究利用测土配方施肥项目田间试验的大样本数据,分析吉林省玉米施钾增产效应在生态区及县域尺度上的差异,为促进玉米高产稳产和钾肥资源高效利用提供参考。【方法】基于2005-2013年吉林省玉米"3414"田间试验中推荐施钾(N2P2K2)和不施钾(N2P2K0)处理,分析生态区及县域尺度上玉米施钾的产量反应、农学利用率和肥料贡献率,建立玉米施钾产量、钾肥贡献率与基础产量之间的关系,从而评估吉林省玉米施钾的增产效应及区域差异。【结果】不施钾条件下,吉林东部湿润山区、中部半湿润平原区和西部半干旱平原区玉米的基础产量平均分别为8.44 t/hm^2 (3.29~14.5 t/hm^2)、9.45 t/hm^2 (3.77~15.3 t/hm^2)和8.11 t/hm^2(3.89~12.84 t/hm^2)。施用钾肥显著提高三大区域玉米产量,东、中、西部平均分别增产1.31 t/hm^2 (18.1%)、1.06t/hm^2 (12.2%)和1.30 t/hm^2 (17.4%)。推荐施钾条件下,东、中、西部玉米施钾的平均农学利用率分别为19.7、14.6和20.2 kg/kg,平均肥料贡献率分别为13.9%、10.2%和13.6%。统计分析显示,三大区域之间玉米施钾的增产量无显著差异,东部增幅显著高于中部,农学利用率和肥料贡献率东部也显著高于中、西部。回归分析发现,各区域玉米的施钾产量均与基础产量呈极显著正相关关系,符合线性模型,东部为y=0.769 x+3261 (R^2=0.616^**),中部为y=0.883 x+2158 (R^2=0.757^**),西部为y=0.873 x+2328 (R^2=0.637^**);而钾肥贡献率均与基础产量呈极显著负相关关系,符合对数模型,东部为y=–28.4 ln(x)+270.1 (R^2=0.348^**),中部为y=–15.9 ln(x)+156.1 (R2=0.172^**),西部为y=–16.3 ln(x)+160.6 (R2=0.123^**)。随土壤基础供钾能力的提高,东部玉米施钾产量的增幅和钾肥贡献率的降幅明显高于中、西部。【结论】吉林省玉米的钾肥管理应根据区域土壤钾素状况、自然气候条件和钾肥效应进行合理配置,现阶段应适当增加东部湿润山区玉米生产的钾肥资源配置,提高土壤供钾能力,促进玉米高产稳产。     

Yield and phosphorus uptake of a processing tomato crop grown at different phosphorus levels in a calcareous soil as affected by mycorrhizal inoculation under field conditions

We have evaluated the effectiveness of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) inoculation (+M and ?M) at 0, 60, and 120 kg ?ha^?1 of P fertilizer on crop growth (IE_g), plant P nutrition and yield (IE_y), and on mycorrhization occurrence in a processing tomato crop. Two experiments were carried out in calcareous soil under field conditions. Phosphorus fertilization had no effect on crop growth and yield. At harvests, +M plants showed higher aerial dry weight, fruit fresh weight, and P concentration. Inoculated plants produced larger inflorescences, higher flower number, and total and marketable fruit number compared with ?M plants. At P₀ and P₆₀, plants associated with exogenous AMF were able to enhance P recovery, nevertheless factors other than the P uptake improvement concurred to make the inoculation effective. In both years, P fertilization enhanced IE_g and IE_y, and the application of 60 kg ?ha^?1 of P in inoculated soil was enough to reach high production level (134 Mg ?ha^?1). In the first trial, due to earlier root mycorrhization in inoculated and P fertilized soil, higher IE_g and IE_y were obtained compared with the second experiment. In the latter, during the initial phase, plant growth was more affected by P fertilization than by soil arbuscular mycorrhizal (AM) inoculation. Root mycorrhization by native AM fungi indicates that the intensive management of the investigated agro-system did not depress fungi infectivity; however, it caused the selection of less effective AMF. The application of selected AMF as a biofertilizer may represent an innovative ecosustainable practice for improving the crop profitability for growers while reducing the need for P fertilization.