不同青菜品种吸锌能力差异及与根系分泌物的关系

青菜 [Brassica campestris var. chinensis(L.)Makino]不同品种对土壤中锌的累积吸收有明显差异[1] ,我们推断根系分泌物在青菜吸收锌的过程中可能起着重要作用。因此在本项研究中 ,对 2个不同锌利用效率的青菜品种的根系分泌物组成、数量及其与锌吸收的关系进行了探讨。结果表明 ,2种锌水平下 ,五月慢根系分泌物中低分子量有机酸及氨基酸的总量均明显高于黑油白菜 ,缺锌时品种间差异达 0.05显著水平 ;缺锌条件下 ,五月慢根系分泌物中草酸、丙氨酸的含量同样显著高于黑油白菜。五月慢在缺锌时有较高的根系分泌物总量及其草酸、丙氨酸含量都显著增加 ,这可能是五月慢具有较高累积吸锌量及锌利用效率的重要原因之一。     

锌铬复合胁迫对水稻植株碳氮代谢的影响

通过盆栽试验,研究了锌铬复合胁迫对水稻植株碳氮代谢的影响。结果表明,在锌铬复合胁迫下,随着土壤中锌、铬浓度的增加,水稻干物质积累量降低,根冠比及根系可溶性糖含量呈增加的趋势,而茎鞘及叶中可溶性糖含量呈降低的趋势;根系、茎鞘及叶中可溶性蛋白含量和全氮含量则呈高低起伏的变化。偏相关分析表明,土壤中锌、铬浓度与水稻根系、茎鞘及叶中可溶性糖含量,水稻根系可溶性蛋白含量均产生了Zn-Cr协同效应,而与全氮含量未产生复合效应。这说明在重金属胁迫下,水稻通过协调自身源流库的关系,提高其对逆境的生态适应能力。     

不同种类绿肥翻压对土壤肥力的影响

通过模拟试验,研究了旱地翻压箭筈豌豆（Vicia sativa L.）、苕子（Vicia villosa Roth. Var.）和山黧豆（Lathyrus palustris l. Var. Pilosus ledeb）三种绿肥对土壤肥力特性的影响。试验结果表明,在绿肥翻压腐解过程中,土壤pH（原始pH值为5.95）均呈现出先升高后降低最后趋于平缓的趋势,在翻压0～25 d内高于不翻压绿肥对照,之后始终低于对照。翻压绿肥处理的土壤有机碳含量均高于对照,增幅为1.6%～6.2%。土壤无机氮含量显著高于对照,无机氮形态0～20 d以铵态氮为主,30～70 d以硝态氮为主,翻压70 d时,硝态氮含量较对照增加了15倍以上。翻压绿肥后土壤速效磷的含量均高于对照,增幅为11.9%～37.7%。翻压绿肥的土壤速效钾含量在翻压15 d时达最高且均比对照增加1.5倍以上。不同绿肥对土壤养分特性的影响不同,山黧豆处理的土壤pH变化幅度最大,土壤有机碳和无机氮含量最高,箭筈豌豆处理的土壤速效钾和速效磷含量最高。本试验条件下,三种绿肥翻压均能够改变土壤pH值,提高土壤硝态氮和速效钾含量,土壤有机碳和速效磷含量略有增加。     

旱地不同绿肥品种和种植方式提高土壤肥力的效果

【目的】黄土高原旱地土壤贫瘠,夏闲期雨热资源难以被充分利用。本研究通过田间试验研究不同夏季绿肥品种及其种植方式对绿肥鲜重、绿肥养分还田量、土壤养分含量、土壤酶活性、土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量的影响,旨在筛选出适宜当地夏闲期种植的绿肥品种及种植方式,为促进黄土高原地区农业可持续发展提供理论依据和技术支持。 【方法】本研究采用随机区组设计,以夏季裸地休闲为对照,设绿肥 (绿豆、长武怀豆、毛叶苕子、油菜) 和绿肥种植方式 (麦后播种、麦田套种) 为研究因素,共 9 个处理。绿肥盛花期全区齐地收割地上部并称重计鲜草产量,分析绿肥地上部氮磷钾含量;每个小区采集 50 株绿肥下长、宽、深均为 20 cm 的土体中的根系,称重并进行分析;绿肥收获翻压 20 天后,于各小区采集 0—20 cm 土壤样品,测定土壤养分含量,土壤微生物量碳,土壤水溶性有机碳含量以及主要酶含量。【结果】绿肥麦后播种生物量要高于麦田套种;麦后播种以怀豆和油菜生物量较高,套种以油菜生物量显著高于其他处理。不同种植方式下绿肥总养分还田量与生物量规律类似;麦后播种长武怀豆显著提高了氮素和磷素还田量,麦后播种油菜显著提高了磷素和钾素还田量;套种时氮、磷和钾还田量由高到低顺序为油菜 > 毛叶苕子 > 绿豆 > 长武怀豆,不同绿肥间差异达到显著水平。翻压油菜土壤有机质、速效磷及速效钾含量都要显著高于休闲处理;麦后播种长武怀豆并翻压 2 年后,0—20 cm 土壤有机质、总氮、矿质氮、速效磷及速效钾含量较休闲分别提高了 12.4%、22.2%、95.9%、28.6% 和 11.2%。种植绿肥与休闲相比,土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量均有所提高,其中套种油菜增加达显著水平,麦后播种各绿肥间土壤微生物量碳含量差异不显著,但都显著高于休闲。与休闲相比,麦后播种绿肥均提高了土壤酶活性;套种绿肥除绿豆处理的脲酶和过氧化氢酶低于休闲外,其他处理均提高了土壤酶活性。土壤各测定指标与绿肥生物量之间均有显著或极显著的正相关关系,表明土壤肥力的提高主要取决于还田绿肥的生物量。【结论】长武怀豆和油菜翻压入土后,能够增加土壤的养分含量和酶活性,培肥效果优于绿豆和毛叶苕子。麦后播种绿肥的生物量、养分还田量显著高于套种,土壤养分含量及土壤酶活性也较高。所以在黄土旱塬地区可选择麦后播种长武怀豆和油菜可有效改善土壤肥力。     

绿洲盐化潮土施镁对玉米幼苗生长、活性氧自由基代谢和锌营养的影响

【目的】甘肃河西走廊绿洲盐化潮土地玉米缺锌现象非常普遍,土壤镁含量高通常被认为是造成土壤和作物缺锌的重要因素之一,本文探讨了绿洲盐化潮土锌、镁之间的关系。【方法】采用盆栽模拟试验方法,以硫酸镁为原料,设加入Mg2+0、74、147、221、515 mg/kg,形成交换性Mg含量分别为287.3、349.2、411.6、487.9、755.2 mg/kg的混合土壤,来模拟绿洲盐化潮土含镁量低、较低、中等、较高、极高5种类型。在玉米生长期间浇灌去离子水,用重量法控制水分的供应。玉米生长45 d收获,测定株高后,采集心叶下第二个叶片鲜样用于测定叶绿素含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。植株分地上部和根系,烘干粉碎后用于测定锌的含量。【结果】1)较高和极高的土壤交换性镁抑制玉米幼苗的生长。镁加入量为22l mg/kg,土壤交换性镁含量达到487.9 mg/kg时,玉米植株矮小,生长已受到胁迫,加入量为515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,玉米株高显著降低了14.5%,植株叶缘焦枯,个别植株叶片出现白色条纹,表现出明显的镁中毒症状和典型缺锌症状。2)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米地上部和地下部的干重分别降低了11.9%~38.3%和4.6%~23.0%,茎叶干重的降低幅度明显高于根系。3)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米叶片叶绿素含量降低了9.4%~45.9%,用量达到515 mg/kg时几乎降低了一半,导致地上部叶片出现枯黄。叶片SOD、POD、CAT活性都是先升高再迅速降低,峰值分别出现在147 mg/kg、74 mg/kg和147 mg/kg,用量达到515 mg/kg时分别降低了49.75%、48.06%和32.21%;MDA含量始终呈增加趋势,增幅在20.39%~183.58%。4)施镁显著降低了玉米幼苗的锌含量和吸收量,但对茎叶和根系的抑制程度不同。与不施镁处理相比,茎叶锌含量降低了4.05%~57.09%,吸收量降低了15.41%~73.55%;根系锌含量降低了7.55%~18.99%,吸收量降低了11.62%~37.40%,不管是锌含量还是吸收量,根系的降低幅度都明显低于茎叶。这也导致锌从根系向地上部的转运显著降低,施镁147 mg/kg时锌的转运率还有46.60%,施镁515 mg/kg时只有34.55%,仅达到不施镁水平的62%。5)随着施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,土壤有效锌含量也显著降低,降幅在11.4%~46.6%,特别是施镁515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,土壤有效锌含量已降至0.47 mg/kg,超过了土壤缺锌临界值(DTPA-Zn0.5 mg/kg)。【结论】绿洲盐化潮土上的玉米缺锌问题与土壤含镁量水平密切相关,随着施镁量的增加,玉米幼苗的生长受到抑制,株高、干重、叶片中的叶绿素含量和SOD、POD、CAT活性都显著降低,MDA含量显著增加。施镁抑制了玉米幼苗对锌的吸收,对茎叶的抑制程度明显高于根系,导致锌从根系向地上部的转运率显著降低。施镁降低了土壤有效锌含量,用量达到515 mg/kg时,土壤有效锌含量已低于缺锌临界值。     

VA菌根菌丝对土壤磷锌的吸收

利用隔网分室盆栽方法,将土壤分为根系吸收区和菌丝吸收区,以白三叶草为供试作物,定量测定了VA菌根菌丝对土壤璘和锌的吸收量及磷锌在植物体内的分布。结果表明,菌根的侵染率显著提高了植物磷锌含量。根外菌丝吸磷量随菌丝吸收区施磷量上升而迅速增加,但锌的吸收量变化不大,说明菌丝对磷和锌吸收之间无密切关系。     

分层供水和表层施锌对玉米植株生长和锌吸收的影响

进行分层水分隔离盆栽试验,模拟田间不同层次土壤中水分含量分布不均条件,研究表层土壤施锌情况下,玉米植株生长和锌吸收以及根系在表层和底层土壤中的分配。结果表明,施锌明显促进了玉米地上部生长。在土壤表层水分充足时,施锌对植株增长效果较明显,有利于玉米利用土壤水分。缺锌条件下,改善土壤水分并未显著提高玉米生物量。表层土壤干旱时,上下层土壤中根系干物重之比减小,底层土壤中根系分布相对增加,当表层土壤水分增加时,根系在表层土壤中干物重显著增加,分布相对增多。施锌并没有影响根系在不同层次土壤中的分配。表层土壤水分对苗期玉米植株锌吸收总量有显著影响,干旱条件下,玉米植株锌吸收总量下降;底层土壤水分供应状况对玉米锌浓度影响不大,但植株中锌向地上部运转增加。尽管施锌没有提高生长早期玉米根系生长和对底层土壤水分的利用,但本研究表明缺锌旱地土壤上如通过灌溉等措施增加了耕层土壤水分,应该注意施用锌肥,否则严重影响玉米生物量和玉米对土壤水分的利用效率。     

豆科绿肥替代化学氮肥促进柑橘幼苗生长和氮素吸收

  【目的】  果园豆科绿肥还田是实现有机肥替代化肥的重要途径。研究不同绿肥替代化学氮肥比例对柑橘幼苗生长、氮素吸收、根系形态及土壤微生物量的影响,以期为柑橘减施氮肥和实现绿色有机生产提供理论依据。  【方法】  以1年生柑橘(Citrus reticulate L.)幼苗为材料进行盆栽试验,供试绿肥为拉巴豆(Dolichos lablab L.)和印度豇豆(Vigna sinensis Hayata)。在相同氮磷钾养分施用量下,设置5个绿肥氮替代比例:0 (100%F)、25% (25%G+75%F)、50% (50%G+50%F)、75% (75%G+25%F)和100% (100%G),磷钾量不足时由化肥补齐。在柑橘抽春梢期测定其各部位干物质量和氮素累积量,分析柑橘根系形态和根系活力,并测定土壤微生物量碳氮含量。  【结果】  相比100%F处理,两种豆科绿肥替代化学氮肥均显著提高了柑橘干物质量和氮素累积量,以75%G+25%F和100%G处理的效果最好,其干物质量和氮素吸收量分别提高42.71%～82.95%和38.88%～53.31%;土壤微生物量碳含量提高了5.12%～48.42%,土壤微生物量氮含量提高了6.35%～133.67%,并且微生物量碳氮含量随着绿肥替代化学氮肥比例的增加而增加。绿肥替代化学氮肥处理明显提高了柑橘幼苗总根长和根表面积,其中以< 1.5 mm径级根提高最多。相比100%F处理,绿肥替代化学氮肥处理的柑橘幼苗总根长和根表面积分别提高88.34%～324.87%和78.82%～372.91%;柑橘根径级<1.5 mm 根长和根表面积随着拉巴豆替代化学氮肥比例增加而增加,而印度豇豆处理则以替代50%和100%化学氮肥处理最高。同时,相比单施化肥处理,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥处理柑橘根系活力分别提高43.95%～47.48%和40.61%～66.14%。相关性和结构方程分析表明,两种豆科绿肥替代化学氮肥可直接影响柑橘干物质量,也可通过改善柑橘根系形态和活力,增加土壤微生物量碳氮含量,直接或间接地影响柑橘氮累积量和干物质量;绿肥C/N值和柑橘氮素累积量存在显著正相关性,其通过直接影响柑橘氮素累积量,或间接改变柑橘根系形态、根系活力和微生物量,进而直接或间接影响柑橘干物质量。  【结论】  在等氮磷钾养分条件下,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥均明显促进了土壤微生物增殖,提高柑橘根系活力、根系长度和根表面积,促进柑橘氮素吸收和干物质积累。在不改变柑橘常规氮磷钾施用量的前提下,豆科绿肥替代75%～100%的化学氮肥为较适宜的替代比例,其能够促进柑橘幼苗氮素吸收和干物质积累。     

绿肥介导的土壤代谢物-微生物变化缓解草莓自毒并增产提质

为探讨禾本科绿肥对设施大棚草莓产量和品质的影响及机制,于2017-2021年选取玉米、高粱和高丹草绿肥进行还田试验,设置休闲农田-草莓、玉米-草莓、高粱-草莓和高丹草-草莓4个处理,测定草莓盛果期的植株生长及生理指标、果实产量及品质、土壤化学特征、细菌群落结构及代谢组。结果表明,不同绿肥处理均促进后茬草莓生长、产量形成及品质提高。其中,玉米绿肥的效果最为明显,该处理下草莓植株干重、根表面积、根长、根平均直径、根尖数、根系活力和叶片叶绿素含量分别较休闲对照显著增加53.4%、34.4%、40.0%、21.0%、94.7%、36.0%和7.8%。同时,玉米绿肥处理下果实单株产量、总糖含量、维生素C含量和可溶性固形物含量分别显著增加44.6%、13.9%、14.4%和12.8%。此外,玉米绿肥处理下土壤pH、阳离子交换量、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、蔗糖酶活性、磷酸酶活性和脲酶活性均显著增加。绿肥介导了草莓根际土壤细菌群落多样性及丰富度增加,有益细菌如黄杆菌属(Flavobacterium)、贪噬菌属(Variovorax)和鞘氨醇杆菌属(Pedobacter)显著富集。绿肥对有益细菌的招募可能与之介导的土壤中糖类代谢物(如山梨糖、甘露糖和果糖)相对丰度显著增加有关,而脂类代谢物(如棕榈酸、硬脂酸和油酸)相对丰度的显著降低缓解了草莓自毒作用。因此,禾本科绿肥引起土壤特定代谢物变化通过招募有益菌并缓解自毒作用提高草莓产量和品质,以玉米为主的禾本科绿肥适用于设施大棚草莓生产。     

温室夏闲季种植翻压绿肥对土壤可溶性有机碳氮及无机氮的影响

为明确温室土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)和无机氮(Nmin)对夏闲绿肥措施的响应特征,选取豆科(绿豆、田菁、印度豇豆)、禾本科(甜玉米、高丹草)和苋科(籽粒苋)6种绿肥,研究了不同夏季填闲绿肥种植、翻压对温室土壤DOC,DON和Nmin含量及其剖面分布的影响。结果表明,种植不同绿肥品种均增加了土壤DOC含量,0~40 cm土层增加显著;减少了土壤DON及无机氮含量。绿肥全量还田后,土壤剖面DOC含量均有所增加,苋科处理低于豆科和禾本科处理;土壤DON及Nmin含量较绿肥翻压前均有不同程度增加,不同处理间表现有所差异,总体表现为豆科处理对照处理禾本科、苋科处理。绿肥根茬还田时,土壤DOC、DON及Nmin含量均低于不种绿肥处理。本研究为温室夏闲绿肥的应用提供了参考:低肥力土壤建议采用生物量适中的豆科作物并尽可能全量还田,以发挥其固氮效果及对土壤的养分供应能力;而高肥力温室土壤中要着重考虑环境风险,应当选择籽粒苋、高丹草等根系较深、生物量大的夏季绿肥作物作为填闲作物,同时结合后茬蔬菜的施肥措施来决定绿肥还田量。     

绿肥腐解液中有机酸组成对铝磷和铁磷活化能力的影响

  【目的】  研究绿肥还田腐解过程中产生的有机酸阴离子对土壤中难溶性磷素的活化效果,以深化理解绿肥作物提高土壤养分供应能力的机理。  【方法】  供试6种绿肥作物为紫云英 (Astragalus sinicus L.)、肥田萝卜 (Raphanus sativus var. Longipinnatus)、二月兰 (Orychophragmus violaceus)、双低甘蓝型油菜 (Brassica napus L.)、双高甘蓝型油菜 (Brassica napus L.) 和芥菜型油菜 (Brassica juncea)。将绿肥植株切碎后,置于离心管中,加入土壤浸提液于室外背光处密闭腐解45天,采用离心法提取植株腐解液。测定腐解液中10种有机酸组分 (丙二酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、乳酸、酒石酸、乙酸、琥珀酸、马来酸和富马酸阴离子) 含量。采用室内模拟方法,分别用6种绿肥腐解液溶解难溶性铝磷 (Al-P,AlPO₄) 和铁磷 (Fe-P,FePO₄·2H₂O),测定溶液中的无机磷含量。  【结果】  二月兰腐解液中10种有机酸组分总含量最高,其次为肥田萝卜、双低甘蓝型油菜和芥菜型油菜,双高甘蓝型油菜和紫云英腐解后腐解液中较低。所有绿肥作物腐解液中10种有机酸组分含量大小依次为酒石酸、丙二酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、乙酸、草酸、马来酸和富马酸阴离子。其中酒石酸和丙二酸阴离子占上述10种主要有机酸总量的15%以上,马来酸和富马酸阴离子占比最低,不到总量的1%。不同绿肥腐解液对Al-P和Fe-P的活化能力有显著差异,肥田萝卜对两种难溶性磷素的活化能力最高,理论上1000 kg肥田萝卜绿肥可活化0.6～1.2 kg的Al-P和Fe-P,其次为紫云英和芥菜型油菜,对Al-P和Fe-P的活化量均约为0.6～1.0 kg,而二月兰的活化量最低,约为0.2～0.6 kg。对不同有机酸含量与难溶性磷活化量进行相关性分析发现,Al-P活化量与柠檬酸、苹果酸和草酸阴离子的含量呈现正相关关系,Fe-P的活化量与酒石酸的含量呈现正相关关系。  【结论】  与Al-P和Fe-P的活化密切相关的是有机酸中含有较高的柠檬酸、草酸、苹果酸和酒石酸。供试6种绿肥作物腐解液中的10种有机酸的总含量及各有机酸组分的占比差异很大。二月兰虽然有机酸总量高,但是柠檬酸、草酸和酒石酸比例均较低;而肥田萝卜腐解液中的酒石酸含量及其占比高于其他绿肥,且柠檬酸和琥珀酸占比较高,对Fe-P的活化能力强;芥菜型油菜和紫云英腐解液中草酸、柠檬酸和琥珀酸占比高于其他绿肥,对Al-P的活化能力强。供试6种绿肥中以肥田萝卜腐解液的活化能力最强,芥菜型油菜和紫云英腐解液的活化能力次之。     

不同类型有机物料的有机磷组成及生物有效性

  【目的】  研究不同有机物料的有机磷组成及其作为磷源施用后的供磷能力,为化肥磷的有机替代奠定理论基础。  【方法】  供试有机物料包括粪肥类 (猪粪、羊粪)、绿肥类 (豌豆、苜蓿和绿豆)、秸秆类 (小麦秸秆、玉米秸秆和油菜秸秆)。分析了8种有机物料的全磷、有机磷含量和C/P值,采用Bowman-Cole方法测定了有机磷中的活性 (LOP)、中活性 (MLOP)、中稳性 (MROP) 和高稳性有机磷 (HROP) 4个组分的含量。用供试的8种有机物料进行了小麦盆栽试验,分析了土壤速效磷含量、小麦吸磷量与不同有机物料的有机磷组成、碳/磷 (C/P) 值之间的关系。  【结果】  粪肥、绿肥和秸秆中的全磷含量分别为5.49～5.52、1.19～2.59、0.57～1.07 g/kg,有机物料中有机磷含量占全磷的比例在31.3%～55.2%,除绿豆秸秆外,有机磷含量小于无机磷。有机磷中LOP、MLOP、MROP和HROP的平均比例分别为8.5%、45.2%、41.5%和4.9%。LOP平均含量以粪肥类 (175.5 mg/kg) > 绿肥类 (67.03 mg/kg) > 秸秆类 (25.8 mg/kg);以猪粪、绿豆秸秆的MLOP含量相对较高;MROP含量羊粪 > 猪粪 > 苜蓿秸秆 > 绿豆秸秆 > 豌豆秸秆 > 玉米秸秆 > 油菜秸秆 > 小麦秸秆;HROP在粪肥中的含量显著高于其他类型物料。施用绿肥和粪肥显著增加了小麦的吸磷量和生物学产量,而施用秸秆则不同程度降低了小麦的吸磷量和生物学产量。小麦吸磷量与土壤速效磷含量呈线性正相关关系,与有机物料C/P值呈极显著负相关关系,与LOP、MLOP、MROP呈极显著正相关关系,与HROP相关性不显著;土壤速效磷与有机物料C/P值呈负相关关系。  【结论】  供试有机物料中的全磷含量以粪肥类 > 绿肥类 > 秸秆类,无机磷含量均大于有机磷含量 (绿豆秸秆除外),有机磷以中活性和中稳性有机磷为主。绿肥类和粪肥类物料中含磷量高、且C/P值较低,作为肥料使用能显著增加土壤速效磷含量、小麦生物学产量和吸磷量,可以有效替代一定比例的磷肥。而秸秆类有机物料含磷量较低,且C/P值较高,不适宜作为化肥磷的有机替代物料。     

梯田不同作物土壤有机碳含量及其影响因素分析

以赤峰市敖汉旗水平梯田土壤为研究对象,选取玉米、谷子、高粱、绿豆4种当地多年主栽作物的表层(0~20 cm)土壤216个样品,通过方差分析方法探究梯田4种作物表层土壤有机碳含量的差异及其影响因素。结果表明,研究区梯田表层土壤有机碳含量平均值为6.34 g/kg,处于中等偏下水平。不同作物土壤有机碳含量由高到低表现为绿豆谷子高粱玉米。在0.01显著性水平下,绿豆地土壤有机碳含量显著高于玉米、高粱、谷子地(P=0.000 6)。玉米、高粱、绿豆地土壤有机碳含量均随坡位的上升而减少,谷子则相反。4种作物土壤有机碳含量大小在两个坡向上都表现为阴坡阳坡。下坡位以及阴坡的土壤有机碳含量比较高。人为因素是通过不同的耕作制度和管护措施来影响梯田土壤有机碳含量的,免耕、秸秆还田、绿豆种植等措施能提高梯田土壤有机碳含量。     

设施农业不同种植模式系统生产力与土壤生物特性研究

依据在陕西延安日光温室内的田间试验，对黄瓜与不同作物建立的种植模式系统生产力与土壤生物特性进行了研究。结果表明，冬春茬黄瓜收获后采用不同的种植模式，其系统生产力与土壤生物特性发生明显变化。由小青菜、豇豆与黄瓜组成种植模式的系统产品生产力和经济生产力最高，翻青玉米、四季豆与黄瓜组成的模式次之。豇豆作为前茬处理的土壤呼吸强度最高，翻青玉米、四季豆、翻青黑豆和CK处理的土壤呼吸强度次之，番茄和小青菜处理的土壤呼吸强度较低。黄瓜收获后利用夏季休闲3～4个月对降低土壤细菌和真菌数量的效果最好，其次是种植豇豆或与豆科作物轮作。     

Lead Phytostabilization and Cationic Micronutrient Uptake by Maize as Influenced by Pb Levels and Application of Low Molecular Weight Organic Acids

ABSTRACT

Phytoremediation is a promising technique to clean up toxic heavy metals including lead (Pb). A greenhouse trial was conducted to evaluate the effectiveness of citric, succinic, malonic and oxalic acids on micronutrient uptake and phytoremediation of Pb contaminated soil by maize under different Pb levels. Mean root and shoot dry weights of maize decreased with increasing Pb levels. At the lowest Pb level, application of citric and oxalic acids caused increase effects on root and shoot dry weight, respectively, as compared to the absence of organic acid. As Pb levels increased, micronutrient uptake in maize shoot decreased. Among the studied organic acids, only the application of oxalic acid increased uptake of all micronutrients in maize shoot as compared to control at the lowest Pb level. Mean root and shoot Pb concentration and uptake and also uptake index noticeably increased at the highest Pb level. All tested acids increased Pb concentration and uptake in maize root. At the highest Pb level, organic acids, except for citric acid, significantly increased shoot Pb uptake and uptake index as compared to the absence of organic acid. Translocation factors less than 1, demonstrated that most of Pb taken up by maize accumulated in root as compared to shoot. According to results reported herein, application of malonic, succinic and oxalic acids is a good strategy to enhance phytostabilization potential of Pb by maize in pb-polluted soils.     

Mycorrhizal colonization and nutrition of wheat and sweet corn grown in manure‐treated and untreated topsoil and subsoil

Dry bean yields (Phaseolus vulgaris L.) were raised to similar levels as the topsoil by manure application to eroded or leveled Portneuf silt loam soil (coarse‐silty mixed mesic Durixerollic Calciorthid). Only soil organic matter and zinc (Zn) content of leaf tissue were correlated with improved yields. Manure application increased mycorrhizal colonization and Zn uptake in pot experiments with dry bean which would explain the increased yields in the field. A field study was conducted to see if similar effects of manure and mycorrhizal colonization could be observed in field grown spring wheat (Triticum aestivum L.) and sweet corn (Zea mays L.). This study was conducted on existing experiments established in the spring of 1991 at the USDA‐ARS farm in Kimberly, Idaho, to study crop rotation/organic matter amendment treatments on exposed subsoils and focused on mycorrhizal colonization as related to topsoils and subsoils treated with conventional fertilizer (untreated) or dairy manure. Mycorrhizal root colonization was higher with untreated than with manure‐treated wheat and sweet corn. Root colonization was also higher in subsoil than in topsoil for wheat, but there were no differences between soils for sweet corn. Shoot Zn and manganese (Mn) concentrations generally increased with increased root colonization for both species (except between soils with corn Mn contents). Wheat shoot potassium (K) concentration was increased by manure application, but the affect declined with time, was the opposite of colonization and was not observed with sweet com. Phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), and copper (Cu) concentrations either were not influenced or were erratically affected by mycorrhizal colonization. Yields of wheat were highest for manure‐treated subsoil and topsoil compared to untreated soils. Mycorrhizal colonization was different between conventional and manure‐treated soils and between topsoil and subsoil and these differences increased Zn and Mn uptake, but they did not explain the improvement in wheat yields obtained with manure application.     

不同种类有机肥施用对黑土团聚体有机碳及腐殖质组成的影响

以吉林省农业科学院黑土有机培肥定位试验基地为平台,研究了不同种类有机肥(堆腐肥、鸡粪、牛粪和猪粪)施用对土壤及不同粒级团聚体中有机碳和腐殖质组成的影响。结果表明:与不施肥(CK)和单施化肥(NPK)相比,有机肥配施化肥显著(P0.05)增加了土壤有机碳、胡敏酸碳(HAC)和胡敏素碳(HUC)含量;同时,有机肥配施化肥也增加了不同粒级团聚体中有机碳和腐殖质碳含量,其中施用堆腐肥显著增加了各粒级团聚体中有机碳、HAC和HUC含量。不同种类有机肥相比,施用堆腐肥处理的土壤有机碳、HAC和HUC含量均高于其他有机肥处理,并与牛粪处理之间差异显著;施用堆腐肥和牛粪后,0.25mm粒级团聚体有机碳含量高于其他有机肥处理,且2~0.25mm粒级团聚体有机碳含量显著高于鸡粪处理;从不同粒级团聚体中腐殖质组分的分布来看,施用堆腐肥后,2~0.25mm粒级团聚体中HAC和HUC含量显著高于猪粪处理,而0.25~0.053,0.053mm粒级团聚体中HAC含量显著低于鸡粪处理。上述结果说明,有机肥配施化肥提高了土壤团聚体中有机碳和腐殖质碳含量,但不同有机肥的效应不同。     

Water Use and Soil Fertility under Rice–Wheat Cropping System in Response to Green Manuring and Zinc Nutrition

ABSTRACT

Soil fertility and water use are two important aspects that influence rice productivity. This study was conducted to evaluate the performance of in-situ (sesbania and rice bean) and ex-situ (subabul) green manuring along with zinc fertilization on water productivity and soil fertility in rice under rice–wheat cropping system at Indian Agricultural Research Institute, New Delhi, India. Sesbania incorporation recorded higher total water productivity (2.20 and 3.24 kg ha^?1 mm^?1), available soil nutrients, organic carbon, alkaline phosphatase activity, microbial biomass carbon and increased soil dehydrogenase activity by 39.6 and 26.8% over subabul and rice bean respectively. Among interaction of green manures and zinc fertilization, subabul × foliar application of chelated zinc-ethylenediaminetetraacetic acid at 20, 40, 60 and 80 days after transplanting recorded highest total water productivity (2.56 and 3.79 kg ha^?1 mm^?1). Foliar application of chelated Zn-EDTA at 20, 40, 60 and 80 days after transplanting recorded significantly higher water productivity than other Zn treatments, however it was statistically similar with foliar application of zinc at active tillering + flowering + grain filling. Sesbania × 5 kg Zn ha^?1 through chelated Zn-EDTA, recorded highest available nitrogen, phosphorus, potassium, zinc, manganese, copper and iron than other green manure and Zn fertilization interactions, although it was statistically similar with rice bean × 5 kg Zn ha^?1 through chelated Zn-EDTA as soil application. Sesbania × foliar application of 5 kg Zn ha^?1 through chelated Zn-EDTA as soil application recorded highest soil enzymatic activities and microbial biomass carbon.     

有机肥的碱度及其减缓土壤酸化的机制

采用元素分析法计算了我国主要有机肥种类的平均碱度,并与相关文献进行对比,讨论了有机肥碱度的影响因素及其减缓土壤酸化的机制。结果表明,不同种类的有机肥碱度范围为58.1～372.8 cmol/kg,碳酸钙当量为29.0～186.4 g/kg,其大小顺序为:谷物秸秆 豆科秸秆 绿肥 新鲜粪便 普通堆肥 高温堆肥 厩肥。有机肥的碱度与其钙含量呈极显著正相关（r =0.98, P 0.001,n =32）,与其碳含量呈显著负相关（r =－0.64, P 0.001,n =32）,主要取决于其中有机酸盐的当量浓度。农产品移除和有机肥投入对于农田土壤酸化是互逆的两个过程,长期有机肥投入可弥补农产品移除引起的土壤盐基矿物损失。施用碱度较高的有机肥（如高温堆肥或厩肥）可有效控制农田土壤酸化,并可节约施用成本,提高有机肥的资源利用率。