低磷胁迫下马尾松无性系磷效率性状对氮沉降的响应

【目的】剖析不同类型低磷胁迫下马尾松应对大气氮沉降的生长表现和适应机制,为在大气氮沉降背景下选育营养高效利用的马尾松速生优质新品种提供理论依据。 【方法】以来自马尾松 (Pinus massoniana) 全同胞子代的 5 个优良无性系 1 年生扦插幼苗为材料,分别在同质低磷 (介质表层与深层均缺磷) 和异质低磷 (介质表层磷丰富、深层缺磷) 两种土壤磷素环境下设置两种浓度梯度的模拟氮沉降试验,以研究低磷胁迫下马尾松无性系苗木生长、根系发育及氮、磷效率对模拟氮沉降的响应差异和规律。 【结果】1) 不同类型低磷胁迫下马尾松苗高和干物质积累量均表现出显著的无性系变异,且在同质低磷下存在明显的无性系 × 氮交互效应 (P < 0.05)。2) 马尾松无性系在不同类型低磷胁迫下应对氮沉降的适应机制有所差异。同质低磷、高氮环境下,33-4 和 19-5 等生长势较强的无性系,其根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性显著高于生长势较弱的无性系,干物质积累量与酸性磷酸酶活性之间的相关性增强,表明根系可通过增加在土壤中的分布面积和提高酸性磷酸酶活性来应对高氮、低磷的外界环境;异质低磷下,生长势较强的无性系,其根系长度和表面积在高氮沉降下显著增加,但比根长反而显著下降,意味着根系在高氮下增加吸收面积的同时,降低自身内部消耗可能是马尾松高磷效率的重要生物学基础之一。3) 马尾松无性系的磷吸收效率受氮沉降影响较大,在不同氮、磷水平下,其磷吸收效率与氮吸收效率均呈极显著正相关 (P < 0.01),表明模拟氮沉降有利于马尾松无性系对土壤中磷素的活化吸收,但磷利用效率无显著差异。4) 马尾松无性系的干物质积累量、根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性等指标的变幅较大,且无性系重复力均达到 0.75 (P < 0.05) 以上,这为高氮、低磷环境下马尾松耐受型植株的选择提供了可能。 【结论】以马尾松根系形态和根分泌的酸性磷酸酶活性变异为突破口,选育氮沉降下具有高磷效率的马尾松无性系将有利于遗传效益的提高。     

田间玉米和蚕豆对低磷胁迫响应的差异比较

【目的】植物在长期进化过程中形成了一系列适应机制,以应对低磷胁迫。本文提出玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设,并通过与蚕豆植株在根系形态与生理方面对低磷胁迫反应的比较试验加以验证。【方法】在中国农业大学上庄长期定位试验田进行两年田间实验,玉米和蚕豆分别单作,重复3次。在玉米抽雄前的拔节至大喇叭口期和蚕豆的初花至盛花期两次取样(两年的两次取样时间间隔10~12天),比较研究了不供磷和供磷100 kg/hm2下玉米和蚕豆生长和磷素吸收、根系在0—40 cm土层中分布、以及根际p H值和酸性磷酸酶活性的差异。【结果】1)玉米植株的生物量和含磷量远远高于蚕豆;第一次取样时蚕豆的根冠比高于玉米,而且两种植物低磷下的根冠比高于供磷充足处理。两次取样时玉米的总根长大于蚕豆,两种植物的大部分根系分布在0—20 cm表层土壤,玉米根系在0—10 cm土层的分布更多。2)蚕豆根系的比根长明显大于玉米,但单位根长吸磷量低于玉米,两种植物间的上述差异不受取样时间和供磷水平的影响。3)两次取样时,蚕豆根表的酸性磷酸酶活性均明显高于玉米。玉米根表的酸性磷酸酶活性在两个供磷水平下没有差异。第一次取样时,缺磷蚕豆根表的酸性磷酸酶活性高于供磷充足的蚕豆植株。4)缺磷蚕豆的根际土壤p H值明显低于供磷充足蚕豆;但玉米根际土壤p H值在缺磷和供磷充足条件下无显著差异。【结论】低磷条件下两种植物的根冠比均明显增加。玉米根系单位根长的吸磷量高于蚕豆,并且在含磷量丰富的表层土壤分布有更多根系,但缺磷条件下玉米没有增加根系的质子和酸性磷酸酶的分泌,主要以根系形态变化来适应低磷胁迫。结果支持本文提出的玉米主要通过根系形态变化适应低磷胁迫的假设。但蚕豆在低磷条件下除了增加根系生长外,还具有通过增加质子分泌和根表酸性磷酸酶活性提高根际土壤有效磷浓度的潜力。     

旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异与氮磷钾吸收利用的关系

【目的】研究旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异,明确籽粒含磷量与农艺性状、营养品质的关系,以期为旱地小麦科学施肥与高产优质品种选育提供理论依据。 【方法】设置施肥 (N 150 kg/hm2、P₂O₅ 100 kg/hm2) 与不施肥两个处理,以123个小麦品种为试验材料,于2013—2016年在渭北旱塬连续三年进行田间试验,研究旱地高产小麦品种籽粒含磷量差异与生物量累积、产量构成及氮磷钾吸收利用的关系。 【结果】小麦籽粒产量每增加1000 kg/hm2,籽粒含磷量降低0.28 g/kg,两者呈显著负相关。高产品种的产量平均为6.9 t/hm2,品种间籽粒含磷量差异显著,介于2.5～3.7 g/kg,变幅为51.1%。高磷组和低磷组产量及构成要素差异均不显著,高磷组品种的籽粒含氮量显著高于低磷组,含钾量与低磷组无显著差异;高磷组的籽粒与营养器官氮磷吸收量均高于低磷组,向籽粒转移氮、磷的能力无显著差异,转移钾的能力却低于低磷组品种。施肥后,两组品种籽粒与营养器官氮、磷、钾吸收量均增加,高磷组品种的增幅高于低磷组;氮磷钾向籽粒转移的能力均降低,高磷组品种转移钾的能力降幅更大。 【结论】高产小麦品种中,高磷品种的籽粒含氮量与氮吸收量也更高,对施肥的响应也更显著。施肥后,高磷组的生物量与营养器官氮磷钾吸收量增幅均高于低磷组的,而养分收获指数降幅更大。因此,在选育高产小麦时,应选择籽粒含磷量适中的品种并提高养分收获指数。在小麦生产中,也要依据籽粒含磷量的高低,调整施肥方案,同步提高籽粒含氮量,实现旱地小麦高产优质。     

磷肥对日光温室番茄磷营养和产量及土壤酶活性的影响

采用盆栽方法进行了不同施磷（P2O5）水平下,日光温室番茄产量、不同生育期番茄磷素分配、干物质积累、土壤速效磷含量和酶活性研究,并确定了适宜番茄生长的最佳施磷量与土壤速效磷含量。结果表明,随着磷肥施用量的增加,土壤速效磷含量及番茄各组织含磷量相应增加;当施用P2O5达到0.53 g/kg（处理5）,土壤速效磷含量在60～77 mg/kg时,较适宜番茄生长,番茄产量和单果重达最高,根系和茎叶干物质积累也达到最好水平。当施磷量超过0.53 g/kg时,造成土壤和植株磷累积过高,易引起土壤盐害,降低土壤酶活性,从而降低干物质积累和番茄产量,影响土壤的可持续利用。     

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。     

硅、磷配施对玉米苗期生长及氮磷钾积累的影响

以‘正红2号’和‘正红115’玉米为材料,采用砂培方式,设置3个纯磷水平[1.0 mmol·L~(-1)(正常磷水平,P_(1.0))、0.1 mmol·L~(-1)(中度缺磷,P_(0.1))和0.01 mmol·L~(-1)(重度缺磷,P_(0.01))]和3个纯硅水平[1.5 mmol·L~(-1)(Si_(1.5))、0.75mmol·L~(-1)(Si_(0.75))和0 mmol·L~(-1)(Si_0)],通过对玉米苗期干物质、叶面积、根系形态和氮磷钾含量的测定分析,研究硅、磷配施对玉米苗期根系生长、各器官干物质及氮、磷和钾养分积累与利用的影响,为磷、硅肥合理配施提供理论依据。结果表明:缺磷抑制玉米苗期生长,降低根长、根体积、根表面积和叶面积,减少磷和氮、钾的吸收以及干物质积累量,这种效应随磷浓度的降低而增强;玉米通过提高根冠比,增加磷、氮在根系中的分配率,提高氮、磷、钾的干物质生产效率来适应低磷环境;低磷胁迫对‘正红115’根系生长和磷吸收积累量的影响大于‘正红2号’,但‘正红115’在低磷条件下大幅度提高磷在根系中的分配率。在正常磷(P_(1.0))条件下加硅可促进玉米根系生长,增加磷和氮、钾积累量,提高其在地上部分配率,增加叶面积和干物质积累量;在中度缺磷(P_(0.1))条件下加硅也可增加玉米的磷和氮、钾积累量,促进根系和地上部生长,缓解低磷胁迫;在重度缺磷(P_(0.01))条件下,增施硅对玉米根系生长和干物质积累无显著的改善作用,但会增加根系中磷、钾素积累量。由此表明,硅和磷存在显著的协同作用和配合效应,生产上硅和磷应配施。     

蚕豆增加直径为0.3~0.7 mm的中等根系根长适应土壤异质养分供应

【目的】 土壤养分通常呈异质分布。蚕豆根系具有很强的养分活化能力,苗期蚕豆的生物量积累对土壤养分供应不敏感,研究蚕豆根系形态对异质养分供应的响应,为挖掘作物高效利用土壤养分的生物学潜力提供理论依据。【方法】 采用盆栽试验,设四个处理:均质供应低量氮磷钾养分;异质供应低量氮磷钾养分;均质供应高量氮磷钾养分;异质供应高量氮磷钾养分。测定蚕豆生物量、根系形态特征、根际过程和地上部养分吸收。【结果】 蚕豆地上部生物量在3.0~4.0 g/pot之间,根系生物量是地上部生物量的20%左右,四个处理间没有显著差异。在低养分土上,异质养分供应处理的蚕豆总根系长度比均质养分供应高46.0%。异质养分供应诱导了中等根系（0.3~0.7 mm）的增生,增加了根系总长度。在高养分土上,未供应养分一侧的蚕豆根系长度为1.7 m/pot,明显高于供应养分的一侧54.5%,后者与均质养分供应的根系长度无明显差异。无论低养分还是高养分土处理,直径为0.3~0.7 mm的中等根系都是蚕豆根系的主体,分别占总根长的67.5%和73.1%。蚕豆比根长在40.0~65.0 m/g之间。在低养分土上,异质养分供应蚕豆两侧的比根长显著高于均质养分供应处理41.4%和43.8%,但两侧比根长并无明显差异,说明异质养分供应能够减少根系的直径,增加根系的表面积。蚕豆根际酸性磷酸酶活性在PNP 0.22~0.53 μmol/（g·h）（干土）之间。在低养分土中,均质与异质供应养分两侧的根际磷酸酶活性并无显著性差异。蚕豆根系分泌的有机酸阴离子种类有苹果酸阴离子、柠檬酸阴离子和琥珀酸阴离子,每种有机酸阴离子浓度在处理间无明显差异。所有处理蚕豆地上部养分浓度均在养分亏缺临界浓度之上。养分供应方式和强度对蚕豆地上部的氮磷钾浓度和吸收量没有显著影响。【结论】 蚕豆根系能够感知土壤养分供应的状况,改变不同直径根系的比例和0.3~0.7 mm直径根系的长度,增强吸收土壤养分的能力。     

氮磷钾配施对棉花养分吸收、产量及肥料利用率的影响

【目的】不同氮磷钾配施对棉花生长、养分积累量、产量及肥料利用效率的影响,实现沙雅县棉田减肥增效和丰产增收。【方法】以棉花为供试材料,在施肥处理氮、磷、钾肥用量一定的情况下,设置对照(CK)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)和氮磷钾配施(NPK)5个处理,系统分析不同氮磷钾肥配施棉花各个生育期的单株干物质量和养分积累量的变化响应特征,探究氮磷钾配施对棉花养分吸收、产量和肥料利用率的影响。【结果】随着棉花生育期的递进,不同氮磷钾配施处理的整株干物质量呈现逐渐递增的趋势,最大值出现在花铃期-吐絮期;在棉花蕾期,氮、磷肥与植株干物质量呈显著相关;NPK施肥处理下的根、生殖器官和整株的氮素养分积累量呈递增趋势,而茎和叶呈先升高后降低的趋势,在棉花吐絮期时,氮、磷、钾养分积累量达最大值;NPK施肥处理棉花籽棉产量最高达4583kg hm^-2,较NP、NK和PK处理分别增产5.92%、9.93%和11.10%;棉田氮、磷、钾素肥料利用率分别为41.59%、14.52%和69.29%。【结论】当施氮量为300 kg hm^-2,施磷量为150 kg h...     

大气氮沉降提高低磷土壤条件下马尾松菌根共生和磷效率的原因

【目的】菌根共生是提高植物磷(P)营养高效利用的重要机制之一。近年来大气氮(N)沉降的增加,导致森林土壤有效氮含量增加、 N/P比发生改变,将影响菌根共生植物的生长和磷效率。【方法】以马尾松优良家系作为试验材料,NH4NO3作为外加氮源,设置模拟氮沉降与同质低磷(介质表层与深层均缺磷)、 异质低磷 (介质表层磷丰富、 深层缺磷)耦合条件下马尾松外生菌根共生的盆栽实验,系统研究模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松家系菌根化苗生长和磷效率的影响。【结果】 1)模拟氮沉降对马尾松菌根共生的影响与土壤磷素环境有关。在表层和深层磷素均极为匮乏的同质低磷条件下,氮沉降降低了苗木菌根侵染率和侵染程度,然而提高了菌根共生对马尾松生长和磷效率作用的有效性,马尾松的生长量和生物量均显著增加。在表层磷丰富、 深层缺磷的异质低磷条件下,菌根共生对马尾松苗木生长有抑制作用,然而氮沉降降低了其抑制程度,高氮较低氮处理对菌根侵染苗木和菌根化苗生物量积累的抑制程度小; 2)同质低磷下,模拟氮沉降显著降低了菌根化苗的根系生长,但增加了根系APase活性和有机酸分泌量,尤其是有机酸分泌量增加了近3倍。相关性分析表明,有机酸分泌对菌根化苗生长的贡献显著高于APase,这是氮沉降促进马尾松生长的主要原因之一。异质低磷下,模拟氮沉降处理后苗木深层菌根的生长发育程度较表层好,深层根的根尖数显著增加。有机酸分泌的增加提高了苗木的磷效率,促进了菌根化苗木的生长; 3)不同低磷环境下,氮沉降的增加均降低了土壤磷的相对有效性,菌根通过增加马尾松苗木对土壤磷的吸收和利用, 从而改善磷素营养促进马尾松生长发育。两种磷素环境下,马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降均较敏感; 4)马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降的响应存在显著的家系差异。【结论】大气氮沉降可改善马尾松的氮素营养,增加菌根作用的有效性,从而促进马尾松对磷的吸收,进而促进了林木的生长。不同马尾松品种对氮沉降的反应有差异,筛选高氮-低磷环境下菌根共生能力强的马尾松基因型,将成为提高土壤磷素生物学利用效率的重要途径。     

施磷量对不同品种红小豆形态和生理特性的影响

【目的】研究不同施磷量下作物根系形态、生理适应性及对磷的积累量,不仅可以挖掘作物自身利用磷的潜力,还可筛选出耐磷能力强的品种,提高磷肥的利用率。【方法】以晋红小豆1号、保红小豆8824/17和东北大红袍3个红小豆品种为试材,采用盆栽试验进行试验。设施用P2O50(P1)、50(P2)、100(P3)和200 mg/kg(P4)4个水平,2013年5月18日播种,每盆播种15粒种子,第一片真叶露出后每盆定苗8株,红小豆生长至30 d时,对其植株进行有关指标测定。【结果】对3个红小豆品种进行方差分析和Duncan多重比较,结果为:1)随着供磷量的增加,晋红小豆1号的叶面积升高,株高先升高后降低,而其他两个品种的叶面积和株高都呈现先增高后降低的趋势;红小豆根冠比改变,总根长增加及根面积增大,影响了地上部和总根干物质量。2)随着供磷量的增加,3个品种的红小豆根系活力呈现先增加后降低的趋势,根系磷酸酶呈现下降的趋势,而磷积累量都表现出增加的趋势。3)随着供磷量的增加,SOD、POD活性呈现出先升后降的趋势、MDA含量在低磷和高磷水平下较高,晋红小豆1号的SOD、POD活性低于其他两个品种,MDA含量高于其他两个品种。4)在低磷和高磷水平下叶绿素相对含量较其他水平为低,但差异不显著,最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)上升,初始荧光(Fo)下降。【结论】红小豆可以通过生理反应和改变根系构型来适应不同的磷素养分水平。本研究中红小豆通过伸长根长、增大根面积导致根冠比明显增加,显著改变了干物质在地上部和根系之间的分配来适应不同的磷营养水平。3个品种红小豆从植株形态和生理等指标上均有差异,其中,晋红小豆1号的耐低磷、高磷胁迫能力高于另外两个品种。     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。     

花生专用缓释复混肥分层条施促进花生根系生长、产量形成及氮素利用

  【目的】  深入探究肥料分层条施对花生根系生长、氮素利用效率及荚果产量的调节作用,丰富花生全程可控施肥理论与技术。  【方法】  2019年在莒南和2019—2020年在济阳开展大田试验,设人工撒施 (B)、肥料机械分层条施 (L) 两种施肥方式,选择普通复合肥 (CF)、含有100 天释放期的花生专用缓释复混肥 (SF),另设不施氮肥对照 (N₀) 共5个处理。分析花生根系在0—10、10—20 cm土层的分布及花生产量和产量构成因素。  【结果】  与普通复合肥处理 (CF) 相比,花生专用缓释复混肥 (SFB、SFL) 的荚果产量提高了3.6%～11.7% (莒南)和5.5%～13.2% (济阳)。肥料分层条施比人工撒施平均增产6.5%～14.8% (莒南)、10.4%～20.7% (济阳)。SFL比CFB平均增产19.0% (2019年莒南)、24.9% (2019年济阳) 和27.3% (2020年济阳)。从产量构成因素来看,单株结果数、饱果数、百果重是荚果产量增加的基础。与人工撒施相比较,肥料分层条施处理 显著提高了结荚期花生株间40—60 cm土层、行间20—60 cm土层深度的单位体积根系干重和根长,增加了深层根系的分布比例,促使根系向横向和纵向发展。与CFB相比,SFL成熟期荚果干物质分配比例提高5.8个百分点 (莒南) 和5.7个百分点 (济阳),荚果氮素分配比例增加4.2个百分点 (莒南) 和4.6个百分点 (济阳)。施肥方式和肥料类型均显著影响花生氮素利用,分层条施花生专用缓释复混肥 (SFL) 较复合肥人工撒施处理 (CFB) 氮肥偏生产力分别提高了22.7% (2019年莒南)、28.8% (2019年济阳)、31.2% (2020年济阳),其氮肥农学效率分别提高了120.9% (2019年莒南)、125.4% (2019年济阳)、145.1% (2020年济阳)。  【结论】  采用分层条施方法施肥可提高花生产量和氮素利用效率。花生专用缓释复混肥的增产效果优于普通复合肥。花生专用缓释复混肥采用机械分层条施是提高氮素利用率和增加花生荚果产量的有效措施。     

施氮量对四川盆地小麦生长及灌浆的影响

【目的】施氮量对小麦光合产物的积累、转运和分配影响明显,氮肥运筹是调控小麦物质生产的重要手段。为进一步发挥四川盆地小麦的增产潜力,2011~2013年,在四川省江油市开展了施氮量对两个高产小麦品种物质生产及灌浆特性影响的研究。【方法】试验采用裂区设计,品种为主区,施氮量为副区,参数品种为内麦836和川麦104,施氮(N)水平分别为0、90、135、180、225 kg/hm2,在小麦生长期间和收获后分别测试了个体和群体生物量、产量、产量结构和灌浆参数。【结果】施氮量、品种以及年际间气候条件均对产量、产量结构以及干物质积累量、叶面积指数有明显影响,两因素或三因素互作效应因指标不同而异。同一施氮水平下,川麦104的籽粒产量高于内麦836,氮空白区内麦836平均产量6638.9 kg/hm2,川麦104为6717.7 kg/hm2。135 kg/hm2施氮水平下,两个品种的生物产量和籽粒产量分别超过18000和9000 kg/hm2,与180 kg/hm2和225 kg/hm2处理差异不显著。两个品种产量与施氮量之间的关系符合一元二次函数关系(P0.05),川麦104 y=-0.1056x2+44.023x+6724.6,内麦836 y=-0.0934x2+35.991x+6651.5,理论最高产量以及最高产量施氮量川麦104均高于内麦836。增加施氮量利于各生育期干物质积累量的增加,但在135~225 kg/hm2施氮范围变幅较小,且135 kg/hm2处理在花后物质积累量更多。随着施氮量的增加,花前贮存物质对产量的贡献率呈先降低后升高的趋势,135kg/hm2处理的产量形成更多的依靠花后物质生产。增施氮肥虽然可促进公顷穗数和穗粒数的增加,但平均灌浆速率下降,内麦836最大灌浆速率在施氮量达到N 180 kg/hm2,川麦104在施氮量达到N 225 kg/hm2时即有大幅下降,千粒重也随之有不同程度的降低。【结论】花后干物质积累量的差异是两个品种对氮肥响应出现差异的重要原因。在目前生产条件下,稻茬小麦高产施氮量在N 135~150 kg/hm2,即可确保小麦的产量,又可提高花前群体质量和花后物质生产量及转运效率。因此,在土壤肥力高、保水保肥力强的四川盆地,施氮量为135~150 kg/hm2可提升该地小麦的生产效益。     

远志养分吸收规律及其与药效成分积累的关系

【目的】 远志 (Polygala tenuifolia Willd) 是多年生草本植物,以根入药,是我国重要的大宗药材之一。研究远志的营养元素吸收规律及其与药效成分积累的关系,为远志人工栽培中科学施肥及专用肥料的研制提供理论依据。 【方法】 以3年生远志为研究对象,2017年3月26日幼苗全部返青,从返青后40天 (5月4日) 开始,每隔20 天田间采集植株样一次,分别测定其根部和地上部干物质量,氮磷钾等8个营养元素含量以及根中3类药效成分 (总皂苷、总黄酮和总酚) 的含量。 【结果】 远志地上部干物质积累在整个生育期内呈先升高后下降的趋势,根部干物质积累呈直线上升趋势。返青后40～140 天地上部干物质积累量大于根,返青后 160～195天生长中心转移到根,根的干物质积累量大于地上部。远志植株对氮素的最大吸收时期在返青后100～140天,吸收量为18.77 g/m2,对磷、钾的最大吸收时期在返青后140 天,吸收量分别为3.07 g/m2和3.36 g/m2。远志根中总皂苷、总黄酮、总酚累积量的趋势基本一致,均为先升高后降低,累积量均在返青后180天达到最大值。总皂苷积累量出现两次峰值,分别在返青后140天 (6.28 g/m2) 和180天 (6.43 g/m2),总酚累积量也出现两次峰值,分别在返青后80天 (2.37 g/m2) 和180天 (4.31 g/m2),总黄酮积累量只有一次峰值,出现在返青后180天 (2.35 g/m2)。根药效成分经济产量在返青后180天达到最高。总黄酮含量与根中锌元素含量呈显著正相关 (P < 0.05);总酚含量与根中锌元素含量呈极显著正相关 ( P < 0.01)。 【结论】 返青后140～195天是远志根干物质积累最快的时期。远志氮营养最大效率期在返青后100～140天,磷、钾营养最大效率期在返青后140天。在远志专用肥料配制中应保证锌元素的供给,以满足远志生长发育的需求,从而有效提高药效成分的积累。远志根秋季采挖的最佳时间是返青后180天 (9月25日)。      

长期不同施肥对水稻干物质和磷素积累与转运的影响

【目的】磷是制约黄壤生产力的重要限制因子,提高作物的磷效率是农业科学研究的热点之一。探讨不同施肥模式对水稻干物质和磷素积累与转运的影响,为黄壤稻田合理施用磷肥提供理论依据。【方法】依托22年的黄壤(水田)长期定位试验,选取其中6种施肥模式:不施肥(CK);不施磷肥(NK);平衡施用化肥(NPK);单施有机肥(M);1/2有机肥替代1/2 NP (0.5 MNP);有机肥化肥配施(MNPK)。除CK和MNPK外,NK、NPK、M、1/2 MN处理为等氮量165 kg/hm^2,施磷量依次为P2O5 0、82.5、79.4、81.0 kg/hm^2,MNPK施N330 kg/hm^2、P2O5 161.9 kg/hm^2。于水稻分蘖期、开花期及成熟期,采集水稻植株样品,分析比较各处理水稻产量、干物质和磷素积累与转移特征、磷肥吸收利用效率的差异。【结果】水稻产量、干物质和磷素积累量大小顺序均表现为MNPK> M> 0.5 MNP> NPK> CK> NK。磷素积累快速增长开始(t1)和结束(t2)时间均较干物质积累提前2~8 d和5~20 d,且磷素积累快速增长持续时间(Δt)也较干物质缩短了4~12 d,表明磷素快速吸收较干物质早,且持续时间短。处理NK、NPK、0.5 MNP、MNPK干物质最大增长速率(Vm)出现时间(t0)以及t1、t2分别比CK和M处理滞后5~10 d、1~4 d、6~16 d,Δt延长了1~14 d。各处理干物质和磷素积累的Vm均表现为M、MNPK> 0.5 MNP、CK> NPK> NK。水稻籽粒干物质积累量主要来源于花后干物质积累,磷素积累量则主要来源于花前磷素积累向籽粒的转运,各处理花后干物质积累率为29.5%~43.4%,施用化肥各处理显著高于CK和M处理,各处理花前磷素积累率为60.5%~85.6%,大小为CK> NPK、M> NK、0.5 MNP、MNPK。与NPK处理相比,M和0.5 MNP处理磷肥吸收效率、磷肥偏生产力、磷肥利用率分别显著提高了0.43kg/kg、48.9 kg/kg、40.8个百分点和0.26 kg/kg、32.2 kg/kg、25.3个百分点。【结论】黄壤地区水稻栽培中长期缺磷不利于花后干物质的积累,也不利于花前磷素的积累,严重制约水稻产量和磷吸收量的提高。在氮磷钾投入平衡前提下,长期单施有机肥可促进花前干物质和磷素的积累及其向籽粒的转运,但不利于花后干物质和磷素的积累,长期单施化肥可延长干物质和磷素积累的快速增长持续时间,但最大增长速率较小,而长期有机无机配施均较有利于促进水稻花前和花后干物质和磷素的积累,水稻产量和磷肥利用率均较高,是最合理的施肥方式。     

氮肥基追比例对测墒补灌小麦冠层不同层次光能利用及干物质转运的影响

【目的】研究测墒补灌节水栽培条件下,氮肥基追比例对小麦植株冠层不同层次光能利用和干物质积累转运及分配的影响,为确定合理的氮肥运筹模式提供依据。【方法】以‘济麦22’小麦为试验材料,在总施氮量为240 kg/hm^2条件下,设置5个氮肥基追比例,分别为N1 (0∶10)、N2 (3∶7)、N3 (5∶5)、N4 (7∶3)、N5(10∶0),在拔节期和开花期,土壤相对含水量均补灌至田间持水量的70%。【结果】氮肥基追比例为5∶5的N3处理开花后的叶面积指数、冠层上层和中层的光合有效辐射(PAR)截获率及截获量显著高于其它处理,中层和下层的透射率显著低于其它处理,PAR转化率和利用率较N1、N2、N4和N5分别提高13.64%、8.02%、8.70%、14.38%和21.17%、8.50%、10.67%、23.88%。N3处理开花后干物质同化量、成熟期干物质积累量及中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运量、转运率显著高于其它处理,籽粒干物质分配量较N1、N2、N4和N5分别提高11.37%、5.68%、6.03%和16.25%。相关分析表明,中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运量与中层PAR截获率呈显著正相关;籽粒干物质分配量与上层、中层及总PAR截获率呈显著正相关,与下层PAR截获率呈显著负相关。【结论】氮肥基追比例为5∶5的处理显著提高了小麦冠层的光能利用,促进了中层营养器官开花前贮藏干物质向籽粒的转运,获得了最高的籽粒产量,为本试验条件下的最优处理。     

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。      

氮肥施用方式对耐盐冬小麦干物质积累和氮素吸收利用的影响

【目的】耐盐冬小麦作为盐渍化地区的先锋作物,结合适当的轮作方式,既可以提高盐碱地的当年生产力,又可以改良盐碱地土壤耕层的盐分状况,然而在施肥管理方面,耐盐冬小麦没有形成统一的管理技术模式,其营养特征尚不明确,为了探索耐盐冬小麦科学合理的氮肥施用技术模式,本文对冬小麦开展了不同氮肥施用方式对其干物质积累和氮素吸收利用的影响研究。【方法】基于冬小麦区域施肥状况调查和冬小麦不同生育阶段的氮素吸收量,设置4种施肥方式;采用田间小区试验,在不同时期采集冬小麦植物样品,收获期进行产量测定,并对采集的样品进行氮素吸收和干物质量的测定,再通过相关公式计算,获得冬小麦的氮素吸收量和干物质积累量,用SPSS统计软件做统计分析,研究处理间的差异。【结果】 1）从返青到孕穗期,各处理间干物质积累量和氮素积累量差异最大,N300/2（农民习惯施肥）和N210/3（氮肥分三次施用,基肥、拔节肥和穗肥各占1/3）处理干物质积累量和氮素积累量明显高于N150/3和不施氮（N0）处理; 2）在返青期、孕穗期和收获期,N0处理的氮素含量最低,与施氮处理间差异显著,而所有施氮处理间差异不显著; 3）N300/2与N210/3处理的干物质累积量和氮素累积量以及产量无显著差异; 4）N210/3处理的氮素利用效率最高达40.7%,显著高于N300/2处理。【结论】耐盐冬小麦干物质积累均表现为苗期返青期很慢,返青期孕穗期迅速增大,孕穗后期成熟期缓慢增加,整个过程呈现慢快慢的趋势;耐盐冬小麦的氮素积累量在返青期至孕穗期最大,对氮肥的需求最为迫切。生育期少量多次施肥方式,在不降低耐盐冬小麦产量的情况下可以减少氮肥施用量,并能够提高氮肥的利用效率。     

螯合–缓冲营养液培养条件下添加外源锌对小麦幼苗生长和TaZIPs基因表达的影响

[目的]研究外源供锌对小麦幼苗根系发育、光合作用、金属离子平衡以及锌铁转运蛋白ZIP基因的表达,以期深入了解小麦的锌营养作用机理.[方法]采用水培试验方法,供试材料为冬小麦'百农207',试验共设置了5个锌(Zn)浓度处理:0?(Zn0)、0.05?(Zn0.05)、0.25?(Zn0.25)、1.0?(Zn1.0)和...     

宁夏马铃薯氮、 磷、 钾养分的吸收累积特征

【目的】马铃薯氮、 磷、 钾养分吸收累积特点国内外已有不少报道,但在宁夏地区的生产条件下尚缺乏系统研究,马铃薯配方施肥技术推广中也缺少施肥参数,难以确定合理的施肥量。因此,针对宁夏地区马铃薯种植基地的土壤条件,系统分析马铃薯干物质累积和氮、 磷、 钾养分含量,探明其对氮、 磷、 钾养分吸收累积特点,以期为马铃薯的精准施肥提供科学依据。【方法】采用田间试验和室内测定相结合的方法。于2012年分别在宁夏西吉县、 原州区、 红寺堡和同心县马铃薯种植基地进行肥料田间试验,按照当地推荐的施肥量统一施肥量和施肥方法(农家肥、 70%氮肥、 全部磷、 钾肥基施,30%氮肥在现蕾期追施),在马铃薯不同生育期采集植株样品,测定不同器官干重和氮、 磷、 钾含量,分析不同生育期马铃薯干物质累积量、 氮、 磷、 钾含量及其吸收累积量的变化特点。【结果】1)从不同种植基地来看,红寺堡区马铃薯干物质累积量最高,其次是原州区和西吉县,同心县最低;马铃薯干物质累积量随生育期的推进而增加,符合Logistic曲线,幼苗期、 块茎形成期、 块茎膨大期和淀粉累积期的干物质累积量分别占总累积量的5%、 20%、 40%和35%。2)马铃薯植株氮含量随生育期而降低,其变异系数较大; 磷、 钾含量随生育期呈先增后减的变化态势,但变异系数较小; 氮、 磷含量叶片高于其他器官,钾含量茎秆中较高。3)马铃薯氮、 磷、 钾吸收累积量在红寺堡区最高,原州区和西吉县居中,同心县最低;苗期氮、 磷、 钾的吸收量分别占全生育期总吸收量的11%、 6%、 8%,块茎形成期占28%、 23%、 31%,块茎膨大期占36%、 39%、 41%,淀粉积累期占25%、 31%、 20%;成熟期块茎中氮和磷的累积量分别占各自总累积量的60%以上,钾的累积量占50%。【结论】供试土壤条件下,马铃薯干物质累积量及养分吸收量因种植基地、 生育期和器官不同而异。从不同种植基地来看,红寺堡区马铃薯的干物质及氮、 磷、 钾累积量较高,原州区和西吉县居中,同心县最低;干物质及氮、 磷、 钾累积量随生育期的变化符合Logistic曲线,具有明显的阶段性特点,块茎膨大期累积最多,块茎形成期和淀粉积累期次之;马铃薯根、 茎和叶中吸收累积的氮、 磷、 钾占同期总累积量的比例随生育期而降低,但块茎则相反,氮、 磷、 钾吸收累积量随生育期而增加,成熟期块茎中吸收累积的养分量占全株的一半以上。