香菇生长过程中挥发性风味成分组成及其风味评价

为了明确影响香菇风味的特征性挥发性风味成分,本研究采用固相微萃取(SPME)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析鉴定了不同生长阶段香菇子实体中挥发性风味成分的组成,结合电子鼻系统对不同生长阶段香菇子实体的风味进行差异区分,利用相对风味活度值(ROAV)分析挥发性风味成分对香菇子实体风味的贡献率,运用主成分分析(PCA)明确香菇生长过程中的特征性风味成分,并对不同生长阶段香菇子实体进行风味评价。结果表明,在香菇子实体的6个生长阶段中,共检测出134种挥发性风味成分,主要包括含硫化合物、醛类化合物和八碳化合物。电子鼻系统可以对不同生长阶段的香菇子实体风味进行差异区分。挥发性成分二甲基三硫、1,2,4-三硫杂环戊烷、二甲基二硫、3-甲基丁醛、E-2-壬烯醛和2,4-癸二烯醛是香菇子实体生长过程中关键风味物质,对香菇子实体风味贡献较大。PCA分析发现,二甲基三硫、二甲基二硫、1-辛烯-3-醇、3-甲基丁醛、己醛、2-甲基丁醛、1-庚烯-3-酮、E-2-壬烯醛、(E,E)-2,4-壬二烯醛和2-十一酮10种挥发性成分为香菇的特征性风味成分;成熟期、未开伞生长阶段采收的香菇子实体风味品质较优,菌盖完全开伞后,香菇子实体风味品质较差。本研究结果为香菇栽培和挥发性风味成分的开发利用提供了一定的理论指导。     

不同品种毛豆脆粒挥发性物质组成及差异分析

采用顶空固相微萃取(HS-SPME)和气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术鉴定了6种毛豆脆粒挥发性物质组成,结合感觉阈值,利用相对风味活度值(ROAV)确定了各品种主体风味成分,并运用主成分分析(PCA)探讨了不同品种毛豆脆粒主要风味物质差异。结果表明,6种毛豆脆粒共检测出65种挥发性成分,主要包括醛类、醇类、酮类和烃类,且各品种间挥发性组分差异较大;毛豆脆粒共有的主体风味物质为戊醛、己醛、辛醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、1-辛烯-3-酮和柠檬烯,3-甲基丁醛为新大粒1号和通豆5号脆粒特有的主体风味物质。通过不同品种主要风味物质的PCA分析可知,戊醛、顺-2-庚烯醛分别是苏豆3号、淮豆8号脆粒区别于其它品种的标志性风味物质。各品种毛豆脆粒主体风味物质间交互作用影响其总体风味。本研究为毛豆脆粒风味品质评价提供一定指导。     

不同鲜食甜糯玉米挥发性风味物质主成分分析

为了分析不同品种鲜食甜糯玉米的主要挥发性风味物质之间的差异,探讨利用仪器分析和统计学方法区分不同品种的鲜食甜糯玉米的可能性,采用顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术,建立不同品种鲜食甜糯玉米挥发性风味成分的快速检测方法,结合多元统计分析软件SPSS和SIMCA,对不同品种鲜食甜糯玉米挥发性风味成分进行了主成分分析。结果表明,不同品种的鲜食甜糯玉米均含有独特的挥发性风味物质组合,渝糯7号主要挥发性风味成分是十七烷、十六烷、2-己基-1-癸醇、3-甲基-呋喃、1-戊醇;渝糯9号主要挥发性风味成分是叶醇、庚醛、2,3-二氢苯并呋喃、3-甲基-2-丁烯醛、2-甲基-3-辛酮;渝糯930号主要挥发性风味成分是甲基庚烯酮、2,6,11-三甲基十二烷、2-(十八氧基)乙醇;粤甜16号主要挥发性风味成分是金合欢醇、雪松醇、辛酸。这些挥发性风味成分的差异在一定程度上反映了不同品种鲜食甜糯玉米之间的风味型差异,为选育更受市场欢迎的鲜食甜糯玉米品种提供了理论依据。     

基于HS-SPME-GC-MS法比较瓢鸡和盐津乌骨鸡不同部位挥发性风味成分

为了研究优质地方鸡种瓢鸡和盐津乌骨鸡不同部位的主体风味成分,以300日龄瓢鸡和盐津乌骨鸡的胸肌和腿肌作为试验对象,利用顶空固相微萃取(HS-SPME)技术提取,采用气相色谱质谱联用(GC-MS)技术分离和鉴定鸡肉中的挥发性物质,结合相对活度值(ROAV)确定主体风味活性物质。结果表明,鸡肉样品中共检出76种挥发性化合物,主要包括醛类、醇类、酮类、酯类、酸类、烃类化合物,不同品种不同部位之间挥发性风味物质的组分和含量存在差异。瓢鸡主体风味物质由2-甲基丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、反-2-辛烯醛、壬醛、1-辛烯-3-醇、辛烷构成;盐津乌骨鸡主体风味物质主要由2-甲基丁醛、己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇构成。主体风味物质对不同部位不同品种鸡肉样品的贡献程度不同,其中醛类化合物对鸡肉的整体风味贡献最大。本研究结果为瓢鸡和盐津乌骨鸡的风味特性研究和开发利用提供了理论依据。     

热风联合压差膨化干燥对苏99-8毛豆仁风味和品质的影响

使用固相微萃取(HS/SPME)-气质联用(GC/MS)技术对苏99-8毛豆仁鲜样和热风干燥毛豆仁挥发性成分进行分析,同时对2种干燥产品的感官品质、营养成分含量和质构特性进行比较。结果表明,在毛豆仁鲜样、热风干燥和热风联合压差膨化干燥制备的毛豆仁产品中分别检测出32、31、35种风味成分。鲜样中(Z)-3-己烯醇、正己醛、(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3酮和1-戊烯-3酮对其风味相对贡献较大。热风联合压差膨化干燥后毛豆仁醛类化合物明显增多,出现了杂环类、酯类、酸类及含硫化合物,2-庚烯醛、正己醛、正戊醛、1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇、1-辛烯-3酮、乙酸异丙烯酯、2,3,5-三甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪、二甲基亚砜对热风联合压差膨化干燥后毛豆仁风味贡献较大,使毛豆具有较浓的豆类清香味和浓厚的焙烤香气,造就了热风联合压差膨化干燥毛豆仁脆粒的独特风味。热风联合压差膨化干燥毛豆仁的感官品质和质构特性明显优于热风干燥毛豆仁。     

猪粪替代化肥对茶叶产量、品质和土壤肥力的影响

  目的  将猪粪资源化利用于茶叶生产,在解决猪粪废弃物排放问题的同时,实现茶叶的提质增效。  方法  应用连续2年小区试验结果,研究以猪粪替代不同比例化肥对茶叶产量、品质和茶园土壤肥力的影响。  结果  在氮磷钾养分之和施用量一定的条件下,从茶叶的百芽质量、芽茶密度和产量综合评价以100%猪粪处理表现最佳,其次为70%猪粪处理。随着猪粪施用量的增加,茶叶中的游离氨基酸和水浸出物含量呈先降后升、茶多酚含量和酚氨比呈先升后降、咖啡碱含量呈逐渐上升趋势变化。100%猪粪处理和70%猪粪处理两处理茶叶内含物质改善效果最佳,且茶叶百芽质量芽茶密度表现最优,增产效果显著。土壤pH、有机质、速效钾、有效磷的含量均随猪粪施用比例增加而依次升高。  结论  100%猪粪处理茶叶品质提高幅度最大,土壤肥力提升效果也最佳,其次是70%猪粪处理。因此,提高猪粪等有机肥施用比例、减少化肥施用量,是培肥茶园土壤、改善茶叶品质的最有效途径。     

番茄秸秆堆肥提高番茄果实风味的适宜添加比例研究

【目的】我国蔬菜生产面积大,食用部分收获后的蔬菜废弃物剩余量大,需要妥善处理。本文以番茄秸秆废弃物为原料进行堆肥,研究了其与菜园土混合作为基质用于番茄生产后,对番茄果实挥发性物质含量的影响,为番茄秸秆堆肥的科学应用提供依据。【方法】选用陕西地区的主栽番茄品种‘金棚1号’为试验材料,以常规基质 (氮磷钾总养分含量 ≥ 2%,有机质 ≥ 30%) 栽培为对照 (CK) 进行了盆栽试验,设置6个番茄秸秆堆肥与菜园土混配质量占比为0% (T1)、5% (T2)、7.5% (T3)、10% (T4)、12.5% (T5)、15% (T6)。在果实成熟期取样,利用顶空固相微萃取?气相色谱?质谱联用技术 (SPME-GC-MS) 测定番茄果实挥发性物质成分和含量。【结果】7个试验处理的番茄果实共检测出73种挥发性物质,包括9种酮类、25种醛类、19种醇类、5种酯类和4种烃类与11种其他未分类成分,施用堆肥的各处理挥发性物质种类与常规栽培相比差异较大,主要体现在醛类与醇类物质种类上;不同应用配比的堆肥产物对番茄果实挥发性物质含量影响不同,其总含量由高到低依次为T6 > T5 > CK > T4 > T2 > T3 > T1,整体随堆肥产物施用量的增高而增高,其中T5与T6处理的挥发性物质总含量分别较常规栽培番茄提高了81.0%与137%。被检测出的挥发性物质中包含11种番茄特征效应化合物,影响青香、果香与花香这3种类型的香气成分的总含量与挥发性物质总含量高低顺序一致,且T5与T6处理的番茄特征效应化合物总含量分别较常规栽培番茄提高了24.8%与72.2%;T5处理的番茄产量高于T6处理,且与对照无显著性差异。【结论】番茄秸秆经过堆腐处理后作为有机肥料用于番茄生产,不仅可实现番茄秸秆废弃物资源再利用,还可以有效改善番茄的风味品质,使果实香气丰富,果味浓郁。在本试验条件下,将12.5%的番茄秸秆堆肥产物与园土混配 (质量比) 时,番茄果实挥发性物质成分含量显著高于栽培基质对照,且产量与对照无显著差异,是较适宜的掺混比例。     

采后硅酸钠处理对贮藏期兰州“大接杏”果实品质和挥发性风味物质的影响

本文以兰州“大接杏”（Armeniaca vulgaris Lam. cv. Lanzhou Dajie）为试材,使用硅酸钠（10 mM）化学诱抗处理,以探讨其对杏果实品质,特别是挥发性风味物质的影响。结果表明,硅酸钠处理可延缓果实硬度、可滴定酸、可溶性固形物（SSC）和Vc含量的下降,但对果实总糖含量的影响不显著。采用固相微萃取（SPME）结合气相色谱质谱联用（GC-MS）的方法分离鉴定了“大接杏”果实的香气成份,共分离鉴定出超过100多种挥发性成份。硅酸钠处理样挥发性物质的释放总量低于对照,同时处理后的杏果还表现出醛类物质、萜类物质和β-紫罗兰酮的释放增大和脂类物质的释放减少的现象。     

日光温室不同时段补光对番茄果实品质及挥发性物质影响

为探明日光温室中提高番茄产量和品质的最佳补光时段,以"粉太郎"番茄为试材,从植株定植后第25天到第一穗果完全成熟时进行补光,利用LED灯设置3种补光时段:揭帘前补光5 h(T1)、盖帘后补光5 h(T2)、揭帘前盖帘后分别补光2.5h(T3),以不补光作为对照(CK),研究其对番茄产量、果实品质以及挥发性物质成分和含量的影响。结果表明:补光处理可提高番茄平均单株产量、果实可溶性糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比、挥发性物质总数量和总质量分数,但会降低有机酸含量,T1处理效果最显著(P<0.05)。4个处理共检测出83种挥发性物质,包括12种酮类、22种醛类、22种醇类、6种酯类、6种烃类和15种其他类物质。各处理挥发性物质总数量和总质量分数由大到小为:T1(68种,3 107.98μg/kg)、T3(65种,2 610.74μg/kg)、T2(63种,2 438.96μg/kg)、CK(59种,2 086.03μg/kg)。每个处理醇类含量最多,烃类含量最低,并且含量最高的物质均是顺-3-己烯-1-醇。3种补光处理均可提高酮类、醛类、醇类和其他类物质含量,但显著降低烃类物质含量(P<0.05),酯类物质含量只在T1处理时有所提高。所有被检测出的挥发性物质包含11种番茄特征香气成分,主要分为花香、果香与青香3种类型,其中青香味物质含量最多。综上,对番茄进行补光尤其是揭帘前补光5 h可有效提高番茄产量、果实品质和风味,是当地日光温室越冬茬番茄栽培的较优补光时段。研究结果可为设施番茄种植的光环境调控技术提供科学依据。     

设施蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式对土壤线虫群落的影响

  【目的】  利用天津市西青区基地日光温室蔬菜不同施肥模式定位试验，研究有机肥/秸秆替代化肥模式对设施蔬菜土壤线虫总数、群落结构和生态指数的影响，为构建健康的土壤动物区系提供科学依据。  【方法】  定位试验共设6个处理，分别为:1) 全部施用化肥氮 (4/4CN)；2) 3/4化肥氮 + 1/4猪粪氮 (3/4CN + 1/4MN)；3) 2/4化肥氮 + 2/4猪粪氮 (2/4CN + 2/4MN)；4) 1/4化肥氮 + 3/4猪粪氮 (1/4CN + 3/4MN)；5) 2/4化肥氮 + 1/4猪粪氮 + 1/4秸秆氮 (2/4CN + 1/4MN + 1/4SN)；6) 2/4化肥氮 + 2/4秸秆氮 (2/4CN + 2/4SN)，各处理为等氮磷钾设计。第16茬 (土壤消毒后) 和第18茬 (土壤消毒1年后) 蔬菜 (春茬番茄) 拉秧后，分别采集0—5、5—10和10—20 cm土层土壤样品，测定土壤线虫相关指标。  【结果】  1) 有机肥/秸秆替代化肥模式0—5、5—10和10—20 cm土层土壤线虫总数均高于单施化肥模式，平均分别增加16.8%、31.8%和11.2%；配施高量有机肥模式 (1/4CN + 3/4MN) 和配施秸秆模式 (2/4CN + 1/4MN + 1/4SN、2/4CN + 2/4SN) 各土层线虫总数相对较高，较单施化肥模式分别提高12.1%～26.4%、34.3%～42.8%、13.2%～18.3%。2) 与单施化肥模式相比，有机肥/秸秆替代化肥模式，尤其是配施高量有机肥模式和配施秸秆模式可提高0—5和5—10 cm土层土壤有益线虫 (食细菌、食真菌和捕食/杂食性线虫) 营养类群个体数量，其中0—5 cm土层上述线虫营养类群个体数量平均分别增加13.0%、7.4%和26.7%，5—10 cm土层平均分别增加35.5%、20.2%和56.5%。有机肥/秸秆替代化肥模式0—5和5—10 cm土层土壤有害植食性线虫数量虽均高于单施化肥模式，但其相对丰度均低于单施化肥模式，平均分别降低6.3%和13.1%。3) 有机肥/秸秆替代化肥模式，尤其是配施高量有机肥模式和配施秸秆模式，MI值、WI值、EI值和SI值均高于单施化肥模式，0—5 cm土层平均分别增加3.9%、11.5%、6.2%和130.4%，5—10 cm土层平均分别增加1.8%、19.1%、2.4%和138.7%。  【结论】  在N、P₂O₅和K₂O投入量不变的情况下，有机肥/秸秆替代化肥模式可促进土壤有益线虫 (食细菌线虫、食真菌线虫和捕食/杂食性线虫) 生长繁殖，还可降低土壤有害植食性线虫相对丰度，对土壤有害植食性线虫起到一定的抑制作用。综合来看，有机肥/秸秆替代化肥模式，尤其是配施高量有机肥模式和配施秸秆模式，可优化土壤线虫群落结构，降低土壤环境的受干扰程度，改善土壤的质量，使设施蔬菜土壤生态系统向稳定健康的方向发展。结合本试验9年产量数据 (2/4CN + 1/4MN + 1/4SN模式产量最高)、土壤线虫群落相关研究结果以及实际可操作性，化肥与有机肥、秸秆配施模式(2/4CN + 1/4MN + 1/4SN)可实现设施蔬菜持续高产。     

有机肥浸提液灌溉频次和灌水量对甜瓜果实芳香物质及纤维素含量的影响

  【目的】  有机肥浸提液可随水灌溉，研究灌溉频次和灌水量对甜瓜果实品质的影响，为有机甜瓜优质高产提供技术支撑。  【方法】  甜瓜小区试验采用随水滴灌施肥方法。所用有机肥浸提液是由腐熟干猪粪、牛粪、羊粪分别与水按1∶10质量比混合浸提72 h过滤后得到，再将3种滤液以4∶1∶1体积比混合，稀释4.3倍用于甜瓜施肥。试验设3个有机肥浸提液灌溉频次:施用8次，每次每株750 mL (F₁)；施用12次，每次每株500 mL (F₂)；施用16次，每次每株375 mL (F₃)。单株灌水量设两个水平:W₁为果实膨大前按日蒸腾蒸发量的120%灌溉，之后按其140%灌溉，W₂两个时期灌水量分别为日蒸腾蒸发量的140%和160%。果实成熟后用SPME-GC-MS技术测定甜瓜果实挥发性物质成分和相对含量及纤维素含量。  【结果】  甜瓜果实中共检测出71种挥发性成分，其总含量各处理从高到低顺序为F₂W₂ > F₁W₁ > F₃W₁ > F₁W₂ > F₃W₂ > F₂W₁。6个处理中，共有挥发性物质为21种，其含量从高到低顺序与挥发性物质总含量排序一致。在W₁下，果实特征香气物质含量以F₁最高；而在W₂下，其含量随着有机肥浸提液灌溉频次的增加先升高后降低，与前者变化趋势正好相反。相同有机肥浸提液灌溉频次条件下，变化规律不明显。其中，F₂W₂处理特征香气物质含量最高，明显高于其他处理，说明在本试验条件下，中等有机肥浸提液灌溉频次及高灌水量有利于甜瓜果实特征香气物质的形成。而不同处理对果实纤维素含量的影响与前两者不同，在低灌水量条件下，随着有机肥浸提液灌溉频次的增加，果实纤维素含量呈现先升高后降低的趋势；在高灌水量条件下，果实纤维素含量呈现升高的趋势。而随着灌水量的增加，果实纤维素含量明显下降。其中，F₂W₁处理的甜瓜果实纤维素含量最高，为1.3 mg/g，显著高于其他处理，高出8.3%～227.5%。对不同处理甜瓜果实芳香物质及纤维素含量进行隶属函数值法评价，综合排名顺序为F₂W₂ > F₁W₁ > F₃W₁ > F₃W₂ > F₂W₁ > F₁W₂。并且F₂W₂处理的甜瓜产量最高，达到1.8 kg/m2。  【结论】  不同有机肥浸提液灌溉频次及灌水量处理对甜瓜果实各类挥发性物质及含量的影响与对果实特征香气成分及含量的影响规律一致。在本试验条件下，F₂W₂处理可以同时兼顾甜瓜果实芳香物质含量、纤维素含量及产量，为较优处理组合。     

有机物料对白土土壤胡敏酸结构特征的影响

【目的】研究有机物料施入对白土土壤的腐殖质含量组成和胡敏酸(HA)结构特征的影响,为明确不同腐殖质组分对土壤肥力的影响提供理论依据。【方法】供试土壤为江苏省溧阳市南渡镇"白土改良大田示范试验核心区"的南方中低产水稻土(白土)。试验设秸秆还田(ST)、施有机肥(OM)和对照(CK,不施有机物)3个处理,培肥3年。同时采集试验田周围相邻的江苏省耕地质量监测点(2007~2013年)的每年施化肥(LAF)和长期不施肥(NF)的两种处理土壤进行比对研究。分别测定土壤的基本理化性质及其腐殖质含量的组成,并提取土壤胡敏酸(HA)固体样品利用红外光谱和元素分析来进行结构表征。【结果】秸秆还田和施有机肥处理的有机碳、全氮含量明显高于对照;与对照相比,施有机物料土壤HA的E4/E6比值增加,且秸秆还田施有机肥对照。红外光谱显示,试验区域和耕地监测点的不同处理土壤HA均在1650 cm-1处(酰胺I带)和1550 cm-1处(1500~1580 cm-1酰胺II带伸缩振动)有特征吸收。施有机肥和秸秆还田处理土壤HA的2920/1720、2920/1650比值显著大于对照。在元素组成上,OM、ST处理的土壤腐殖质(HA)中C、H、N的含量比均高于CK,相对长期施化肥(LAF)和不施肥(NF)的土壤有明显提高,而氧元素的含量呈降低的趋势;OM和ST处理土壤HA的[H]/[C]和[O]/[C]原子数比均低于CK;与LAF和NF处理相比,试验区域各处理土壤腐殖质的[H]/[C]和[O]/[C]原子数比均有明显降低。【结论】有机物料施入土壤后可增加土壤有机碳含量,改善土壤理化性质,提高作物产量和品质,且施入土壤的有机物料可转化为新的腐殖质,降低土壤的腐殖化程度。土壤腐殖质(HA)的红外光谱分析说明,白土土壤HA具有明显的酰胺类化合物特征。有机物料施入后使得土壤脂族性增强,羧基量减少,芳香度降低;秸秆还田和施有机肥处理与对照相比,土壤HA的[H]/[C]和[O]/[C]比均有下降的趋势,且HA的氮素含量明显增加,这显示有机物料施入后白土土壤腐殖质发生"脱水"过程,同时也反映了白土土壤腐殖质形成的特征。     

化肥氮对冬小麦氮素吸收的贡献和土壤氮库的补偿

  【目的】  小麦对氮素的吸收消耗了土壤氮库，土壤中残留的化肥氮则可补偿土壤氮库的消耗，综合考虑这两方面的影响，核算施氮量和秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【方法】  收集1980年以来国内报道的小麦15N示踪试验的研究结果，分析化肥氮和土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献，小麦当季氮吸收、化肥氮的去向、土壤氮库的盈亏分别与施氮量之间的关系，以及秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【结果】  施氮量与化肥氮对小麦当季氮吸收的贡献之间呈显著正相关 (P = 0.029)，而与土壤氮的贡献之间呈显著负相关 (P = 0.031)。小麦当季氮素吸收源于土壤的比例约为2/3，源于化肥的比例约为1/3，追施氮对小麦氮吸收的贡献约是基施氮的1.5倍。施氮量与氮肥有效率 (氮肥利用率+氮肥残留率) 之间呈极显著负相关 (P = 0.004)，而与氮肥损失率之间呈极显著正相关 (P < 0.001)。在秸秆不还田和还田条件下，小麦季土壤氮库的盈亏均与施氮量之间呈极显著正相关 (P ≤ 0.001)。  【结论】  在施氮量为N 60～500 kg/hm2时，小麦吸收的氮素1/3来自化肥，2/3来自土壤。冬小麦季化肥氮的3个去向为:地上部吸收、土壤残留和损失，其所占比例分别约为36%、33%和31%。在秸秆不还田和还田条件下，土壤氮库达到平衡的施氮量分别为N 308和233 kg/hm2。     

长期绿肥和秸秆还田替代部分化肥提升红壤性水稻土酸解有机氮组分比例及供氮能力

[目的]氮是限制土壤生产力的重要营养元素.研究长期施用绿肥和秸秆下,红壤性稻田土壤氮组分含量的变化及其与氮素供应容量和强度的关系,深化理解有机肥提高土壤肥力的理论.[方法]长期定位试验位于江西农业大学科技园内,始于1981年,供试土壤为第四纪红色粘土发育的潴育性水稻土.设置4个处理:无肥(CK);单施化肥(F);翻压紫...     

基于土壤肥力质量综合指数评价化肥与有机肥配施对红壤稻田肥力的提升作用

  【目的】  准确评价有机肥料提高农田土壤肥力的效果,是正确选择土壤培肥措施的基础。通过比较两种土壤肥力质量综合指数的计算方法评价有机肥培肥效果的可行性。  【方法】  3年田间定位试验 (2015—2017) 在长江中下游的红壤双季稻田进行。共设7个处理:不施肥 (CK),等氮磷钾投入量下的单施化肥 (CF) 和一半化肥氮配施一半的牛粪 (+CM)、猪粪 (+PM)、鸡粪 (+ChM)、绿肥 (+GM) 与秸秆 (+SR)。在2017年晚稻收获后,采集耕层土壤样品,分析土壤理化性状和土壤生物学性状。筛选用于评价土壤肥力的指标,用雷达图分析稻田土壤肥力水平的制约因素,采用土壤肥力质量综合指数 (IFI) 评价不同有机肥料的培肥效果。  【结果】  1) 团聚体结构、pH、有机质3个指标属于弱变异性,其余指标属于中等强度变异,以有效锌、有效磷以及酸性磷酸酶的变异系数较大,对施肥处理的响应比较灵敏;2) 由隶属度值制成的雷达图显示,土壤阳离子交换量 (CEC)、速效钾与全磷含量是制约稻田土壤肥力水平最主要的3个因子;3) 运用全量数据集与最小数据集计算的肥力指数IFI均表明,相对于不施肥CK,6个施肥处理均可以显著提高土壤肥力指数IFI,5个有机无机肥配施处理的IFI均显著高于单施化肥处理,且+PM与+ChM处理的IFI指数显著高于+CM与+GM处理;在全量数据集下,+SR处理的IFI指数显著高于+CM与+GM处理,而在最小数据集下,3个处理间差异不显著;4) 全量数据集的土壤肥力质量综合指数IFI_TDS和最小数据集的土壤肥力质量综合指数IFI_MDS均与双季稻总产量呈极显著正相关关系。  【结论】  基于全量数据集和基于最小数据集的土壤肥力质量综合指数 (IFI_TDS、IFI_MDS) 均可客观表征土壤肥力质量。依据该指标,化肥配施猪粪提高土壤肥力的效果最佳,其次是配施鸡粪或秸秆,最低是配施牛粪或紫云英绿肥。     

绿肥和稻草联合还田提高土壤有机质含量并稳定氮素供应

  【目的】  研究绿肥、稻草不同还田模式对湘南地区水稻产量和土壤肥力的影响，为绿肥、稻草还田技术的推广和土壤培肥提供理论依据。  【方法】  2013—2018年在湘南红壤地区开展了6年田间小区定位试验，共设置6个处理，分别为冬闲 + 稻草不还田 (CK)、冬种紫云英 + 稻草不还田 (MV)、冬闲 + 早稻草全部还田 (RS1)、冬闲 + 早、晚稻草全部还田 (RS2)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 (RS3)、冬种紫云英 + 早稻草全部还田 + 晚稻留高茬还田 (RS4)，各处理均施等量化肥。每季收获后测产，计算平均产量、产量变异系数和可持续指数。2017年晚稻收获后，取0—20 cm土层土壤样品，测定其养分含量和水稳性团聚体含量。  【结果】  与CK相比，除RS1处理外，其余处理早稻、晚稻和周年平均产量均显著提高，增幅分别为6.6%～24.6%、11.9%～28.8%和9.0%～26.5%，以RS4处理增产效果最显著，其晚稻和周年平均产量均显著高于其他还田处理。与CK相比，除RS1处理早稻和MV处理晚稻外，其余处理早、晚稻产量变异系数均下降，且均以RS3处理最低；除晚稻MV处理外，其余处理早、晚稻产量可持续系数保持不变或提高，且早、晚稻均以RS3处理最高。试验开展5年后，各处理土壤有机质含量与初始土壤相比均明显提高，绿肥、稻草还田处理除RS1外均显著高于CK，RS4处理还显著高于RS1处理；各处理土壤全氮含量较2013年均有所降低，但绿肥、稻草还田处理较CK下降幅度小，MV和RS3处理全氮含量显著高于CK。土壤速效钾含量除MV和RS3处理低于CK外，其他处理均有不同程度的增加。粒径 > 0.25 mm水稳性团聚体以RS2处理最高，达68.9%。  【结论】  绿肥联合早稻草全部还田和晚稻留高茬还田措施可提高土壤有机质含量，稳定土壤氮素供应的长期效果显著，是湘南红壤地区水稻高产稳产和可持续发展相对较好的耕作制度，能够有效促进水稻增产，改善土壤理化性质，稳定氮素供应。     

有机肥替代化学氮肥提升红壤抗酸化能力

  【目的】  长期过量施用化学氮肥加剧了红壤区农田土壤酸化,严重制约着该区域农业的可持续发展。施用石灰和有机肥是防治红壤酸化的主要措施,我们研究了有机无机肥配合提高红壤抗酸化能力的作用与机理。  【方法】  本研究基于2009年在湖南祁阳中国农业科学院红壤站开展的有机肥替代化学氮肥长期定位试验,其中4个处理分别为单施化肥(由于酸化严重,于2018年底添加石灰改良)、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%,供试有机肥为猪粪。采集2018和2020年的土壤样品,分析各施肥处理红壤pH、交换性酸铝、阳离子交换量、有机质、酸缓冲能力等指标的变化及相互关系。  【结果】  至2018年,单施化肥处理较试验之初土壤pH降低了0.48个单位,交换性酸、铝分别增加了2.74和1.06 cmol/kg;添加石灰改良后,土壤pH升高了0.58个单位,交换性酸、铝分别降低了2.62和1.45 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理均可有效防治红壤酸化,其中以替代60%处理效果最佳;至2020年60%有机替代处理土壤pH较初始值提高了0.78个单位,交换性酸和交换性铝分别降低了1.10和1.25 cmol/kg。有机肥替代化肥氮40%和60%处理较单施化肥处理显著提高了土壤阳离子交换量,而石灰改良前后土壤阳离子交换量无显著变化。土壤酸缓冲曲线表明,土壤交换性铝含量随着pH的降低而显著升高,单施化肥、有机肥替代化肥氮20%、40%和60%处理的斜率分别为2.71、2.42、1.93和0.16;土壤交换性铝对pH响应斜率与土壤pH、交换性镁、阳离子交换量、交换性钾、有机质含量呈极显著或显著负相关关系。  【结论】  有机肥替代40%以上化学氮肥既能防治红壤酸化,又能提升红壤抗酸化能力。土壤阳离子交换量和有机质可能是导致土壤交换性铝对pH响应差异的主要因素,即阳离子交换量和有机质含量高的土壤pH降低1个单位时,交换性铝增幅较小,但其作用机理还有待进一步研究。     

长期不同培肥措施下玉米产量稳定性及棕壤氮素累积分布特征

  【目的】  研究长期不同培肥措施下玉米产量的稳定性、可持续性和土壤矿质氮累积分布、微生物量氮含量特征,为制定合理的施肥措施和保证东北棕壤地区农业的可持续绿色发展提供理论依据。  【方法】  棕壤肥料长期定位试验始于1979年。选取其中的12个处理:不施肥对照(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量有机肥(M1)及其与化肥配施(M1N、M1NP和M1NPK)、高量有机肥(M2)及其与化肥配施(M2N、M2NP和M2NPK),分析长期施肥下玉米产量的变化,并于2018年在玉米收获期采集植株和土壤样品,阐明玉米地上部吸氮量变化,0—100 cm土层土壤矿质氮分布、累积及微生物量氮含量的差异。  【结果】  长期不同施肥下玉米产量呈波动变化,且在1979—1998年内玉米产量变化趋势较平稳,1999—2018年内变幅较大。M1NPK、M2NPK处理玉米平均产量最高,在试验前20年较NPK处理分别提高了10.3%、11.7%,后20年分别提高了17.1%、19.4%。随着试验年限增加,玉米产量的稳定性和可持续性增加,有机肥配施化肥各处理高于单施化肥处理,在试验前20年和后20年玉米产量的可持续性指数(SYI)介于0.43～0.58和0.50～0.67,低量有机肥配施处理高于高量有机肥配施处理。配施有机肥各处理肥料贡献率高于单施化肥处理,且试验后20年M1NPK处理肥料贡献率最高,达54%。施肥40年后(2018年)玉米地上部吸氮量以M1NPK处理最高(302 kg/hm2),与M2NPK处理差异不显著。配施低量有机肥玉米收获期80—100 cm土层土壤矿质氮含量较低,M1NPK处理 0—100 cm土层土壤矿质氮贮量为127 kg/hm2,显著低于M1N和M1NP处理。而高量有机肥配施各处理0—100 cm土层土壤矿质氮贮量较化肥试区和低量有机肥试区分别增加了324.5%和172.9%,增加了氮素损失风险。此外,长期配施有机肥处理0—40 cm土层土壤微生物量氮含量增加,但低量和高量有机肥试区各处理间差异不显著。  【结论】  长期不同培肥措施会影响玉米产量的稳定性和可持续性,改变土壤氮素分布和累积,进而影响玉米氮素吸收。低量有机肥(13.5 t/hm2)配施氮磷钾化肥可促进玉米生长和氮素吸收,降低0—100 cm土层土壤矿质氮贮量,降低氮素损失风险,增加微生物量氮含量,较高的微生物量氮又可作为有机氮库来增加土壤供氮并固持易损失的矿质氮和肥料氮,以保证玉米的高产稳产和环境友好。     

长期翻压绿肥河西绿洲灌区小麦的化肥减施潜力

【目的】研究长期翻压绿肥条件下减施化肥对小麦产量稳定性以及地力贡献的影响,为甘肃省河西绿洲灌区高效施肥和可持续发展提供理论依据。【方法】2009—2020年在河西绿洲灌区开展了12年的定位试验,供试作物为春小麦。试验处理包括不施肥对照(CK)、100%化肥(CF)以及翻压绿肥后化肥分别减量0%、10%、20%、30%、40%、100%。根据历年小麦产量,计算累积增产率、产量可持续性指数和变异系数;构建一元灰色线性模型,计算不同施肥长期趋势产量;计算累积土壤地力贡献率以及不同处理累积肥料贡献率。【结果】随着试验年限延长,除减施100%化肥处理外,各翻压绿肥处理肥料对小麦产量的累积贡献率均呈现增加的趋势,且处理间肥料对产量的贡献率无显著差异,2020年均达到60%左右。不施肥处理(CK)土壤地力对小麦产量的累积贡献率不断下降,从2009年的57.41%下降至2020年的34.24%。翻压绿肥基础上化肥减量40%以内,小麦12年平均产量高于100%化肥处理(CF)。一元灰色线性模型显示化肥减量40%以内,小麦产量变异系数随着化肥减施量的升高而不断升高,产量可持续指数则不断下降。化肥减量40%...     

小麦根际解钾微生物与土壤钾含量、钾素利用率及根系活力的关系

  【目的】  探讨肥料施用方式和施钾量对土壤不同形态钾含量及小麦根系活力的影响,以期为提高土壤钾素利用效率提供技术支持。  【方法】  2018—2020年连续两年,采用裂裂区设计,主区为肥料 (A):设20%有机肥 (鸡粪)+80%氮肥 (A1),100%氮肥 (A2) 2个水平;副区为施钾量 (B):设不施钾 (B1)、减量施钾80 kg/hm2 (B2)、常规施钾120 kg/hm2 (B3)、增施钾肥160 kg/hm2 (B4) 4个水平;副副区为小麦品种 (C):西农979 (C1)、豫农202 (C2)。分别在冬前、返青、拔节、开花、灌浆、成熟时,调查分析根际解钾微生物数量、土壤不同形态钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率。  【结果】  联合方差分析结果表明,有机肥、施钾量、品种及年份对根际解钾微生物数量、土壤速效钾含量、小麦根系活力、钾素利用效率和产量的影响均达5%或1%显著水平。在小麦全生育期内,与单施化肥相比,有机肥和化肥配施条件下根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力显著提高,缓效钾和矿物钾含量降低;随施钾量提高,根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力、钾素利用效率提高,而施钾量过大时则有所降低;有机肥和常规施钾量配施处理的根际解钾微生物数量、速效钾含量、根系活力较其他处理显著提高,而缓效钾和矿物钾含量降低幅度最大。有机肥和钾肥配施较单施化肥处理的钾素利用效率提高2.24%,与不施钾相比,在两年中常规施钾植株钾素利用效率提高幅度最高可达75.15%,且有机肥和常规施钾配施处理下钾素利用效率提高幅度最大达4.66%。相关分析结果表明,不同生育时期根际解钾微生物数量与小麦根系活力、土壤速效钾、缓效钾或矿物钾含量呈显著或极显著正相关。  【结论】  有机肥和化肥配施可增加土壤根际解钾微生物数量,提高土壤速效钾含量而降低缓效钾和矿物钾含量。钾肥减施条件下,采用有机无机肥配施模式有利于提高土壤钾素利用率,增强小麦根系活力,本研究条件下,黄淮平原典型麦田的施钾策略是有机无机肥配施,K₂O施用量以120 kg/hm2为宜。