移栽方式与施氮量对烤烟生长发育和产质量的影响

【目的】 研究陕西渭北烤烟适宜的移栽方式和施氮量的组合,为陕西烟区优质烤烟的生产提供理论依据。 【方法】 以秦烟96为材料进行了大田裂区试验。以三种移栽方式为主区 (常规移栽、小苗膜下移栽、井窖式膜上移栽),五个施氮水平为副区 (N 52.5、60、67.5、75和82.5 kg/hm2),采样分析了烤烟各生育期的硝酸还原酶、淀粉酶活性以及成熟期碳氮代谢物含量和烤烟产、质量。 【结果】 硝酸还原酶和淀粉酶活性在烤烟整个生育期均呈现先升高后降低的趋势。常规移栽方式下,高施氮量的烤烟碳氮代谢物含量、农艺和经济性状表现较好;小苗膜下移栽和井窖式膜上移栽,中施氮量的硝酸还原酶和淀粉酶活性对烤烟生长更有利。施氮量相同时,井窖式移栽方式烤烟生长发育及产质量好于其他两种移栽方式。井窖式膜上移栽下,施氮量为N 67.5 kg/hm2时烤烟的硝酸还原酶、淀粉酶活性表现最佳,碳氮代谢物均在适宜范围内,农艺与经济性状表现稳定,可促进烤烟的生长发育,提高烤烟的产质量。 【结论】 渭北地区烤烟适宜的栽培方式为井窖式膜上移栽,施氮量为N 67.5 kg/hm2时,烤烟碳氮代谢效率高,可促进其生长发育,提高经济效益。      

长期施肥对东北中部春玉米农田土壤呼吸的影响

【目的】 探究不同施肥措施对土壤呼吸的影响,为我国东北黑土区固碳减排研究提供科学依据。 【方法】 本研究基于“国家黑土肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,选取不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、化肥配施秸秆 (NPKS)、化肥配施低量有机肥 (NPKM1)、化肥配施高量有机肥 (NPKM2)5个不同施肥处理。采用Soil-box343土壤呼吸测量系统进行野外监测,并同时观测环境条件。 【结果】 长期不同施肥处理下,农田土壤呼吸速率变化范围为4.12～7.23 μmol/(m2·s),随玉米生长表现出“先升高后降低”的季节变化特征,最高值出现在播种后69天左右,NPKM2处理土壤呼吸速率的峰值显著高于其他处理 (P < 0.05)。监测期内土壤呼吸速率与土壤温度之间呈现显著的正相关关系,土壤温度可以解释土壤呼吸速率变异的41%～77%,土壤温度敏感系数Q ₁₀值的变化范围2.35～3.49。春玉米生长季内农田土壤呼吸总量变化范围为3473～5643 kg/hm2,NPKS处理显著高于CK处理34.2%,而NPKM2处理分别比NPKS、NPK和CK处理高21.0%、26.4%、62.4% (P < 0.05),长期有机无机肥配施处理土壤有机碳含量增加趋势比其他处理明显,截止到2016年,NPKM1和NPKM2处理SOC较初始SOC分别增加了6.01 g/kg和5.55 g/kg。 【结论】 长期施用有机肥能够增加土壤呼吸,提高土壤有机碳含量,有利于农田生产力提高和农田可持续利用。      

不同施氮水平对红花大金元烟叶香味物质和感官评吸质量的影响

【目的】 氮素施用水平主导着烟叶的氮素代谢,影响烟叶中有机酸、酚类、石油醚提取物、木质素等香味物质的含量,进而影响烟叶的感官评吸质量。探索不同氮素施用量对红花大金元 (简称红大) 烟叶香味物质和感官评吸质量的影响,以期为烤烟栽培中氮素的科学施用提供理论依据。 【方法】 2013 年在云南玉溪和大理烟区以烤烟红大为供试材料进行田间试验。设置施氮水平 0、45、90 和 135 kg/hm2 (分别以 N₀、N₁、N₂ 和 N₃ 表示),分析了烤烟香味物质和感官评吸质量指标。 【结果】 烟叶中挥发酸含量随施氮量的增加而显著提高,大理试验以 N₃ 处理含量最高,达到 0.13%;烟叶中高级脂肪酸总量和多元有机酸均以 N₂ 处理最高,玉溪分别为 19.71 和 82.65 mg/g,大理分别为 20.67 和 94.12 mg/g。烟叶中多酚含量在N₂ 水平最高,至 N₃ 时出现下降。烟叶石油醚提取物含量随施氮水平的提高而显著增加,玉溪和大理试验点 N₃ 处理含量分别为 6.25% 和 6.05%。烟叶木质素含量以 N₂ 处理最低,玉溪和大理试验点含量分别为 5.19% 和 5.42%。红大烟叶感官评吸总分均以N₂ 处理最高,玉溪和大理试验点的评分分别为 77.4 和 78.1。 【结论】 氮素施用水平中等时 (90 kg/hm2),烟叶挥发酸和石油醚提取物含量适中,高级脂肪酸和多元有机酸含量较高,酚类物质积累较多,木质素含量较低,烟叶各香味物质含量协调性较好,感官评吸时烟叶香气质、香气量、余味、杂气、劲头和评吸总分较高,烟叶品质优良。      

秸秆与氮肥不同配比对红壤微生物量碳氮的影响

【目的】 秸秆碳氮比是影响其养分释放和还田利用的主要因素之一。秸秆还田条件下,如何合理施用氮肥是秸秆利用的关键问题。研究玉米秸秆还田配施不同量氮肥后土壤微生物特性的变化,对于指导秸秆还田和培肥土壤有重要意义。 【方法】 在中国农业科学院衡阳红壤实验站旱地试验田进行尼龙袋大田填埋试验,供试土壤为红壤。尼龙袋装土200 g (以风干土计),共设置6个处理:CK、低量尿素0.157 g (N1)、高量尿素0.939 g (N2)、玉米秸秆9 g (S)、玉米秸秆 + 低量尿素 (SN1)、玉米秸秆 + 高量尿素 (SN2)。S、SN1和SN2处理中混合物的碳氮比分别为53∶1、37∶1、15∶1。填埋后分别于7、14、21、28、49和150 d取样,分析不同碳氮比秸秆还田后土壤有机碳 (SOC)、微生物生物量碳和氮 (SMBC和SMBN)、微生物熵 (SMBC/SOC) 及微生物量碳氮比 (SMBC/SMBN) 等随时间的变化及处理间差异。 【结果】 SMBC和SMBN均随时间先增加后降低,分别在21 d和14 d达到最大值。还田150 d时与CK相比,秸秆还田各处理SMBC增加了4～5倍,SMBN增加了6～8倍。S、SN1和SN2处理的SMBC 6次取样的平均值分别为1425、1379和1462 mg/kg,约为其他处理的10倍;SMBN分别为172、181和193 mg/kg,约为其他处理的8倍;微生物熵分别为3.57、3.41和3.57,约为其他处理的2.8倍,S、SN1和SN2处理间差异不显著。N1、N2的SMBC/SMBN显著低于S处理。在28 d前,S、SN1和SN2处理间SMBC/SMBN值差异不显著,28 d后S处理显著高于SN1和SN2;150 d时S处理SMBC/SMBN值约为10,SN1和SN2处理约为6。 【结论】 玉米秸秆还田显著提高了SMBC、SMBN和微生物熵。秸秆还田和氮肥施用均会降低SMBC/SMBN值,且氮肥用量越大比值越低。当秸秆还田时,将碳氮比调整到37∶1不能满足微生物对氮的需求,因此在南方红壤秸秆还田时要补充氮素。      

控释尿素配施黄腐酸对小麦产量及土壤养分供应的影响

【目的】 控释尿素可调控氮素缓慢释放使其与作物养分吸收速率基本同步,黄腐酸可调控土壤与肥料养分转化,两者均能显著提高肥料利用率,然而控释尿素配伍黄腐酸对小麦的协同增效研究鲜有报道。本文研究控释尿素配施黄腐酸对小麦产量和土壤肥力的影响,为其科学施用提供依据。 【方法】 以小麦 (Triticum aestivum L.) 为试材进行了盆栽试验,供试土壤为棕壤。试验设不施氮 (CK)、尿素全量 (U)、尿素减量1/3(U2/3)、尿素全量及减量配施黄腐酸 (U + FA、U2/3 + FA)、控释尿素全量及减量 (CRU、CRU2/3)、控释尿素全量和减量配施黄腐酸 (CRU + FA、CRU2/3 + FA) 共9个处理。所有处理P₂O₅ 和K₂O施入量均为150 kg/hm2和75 kg/hm2,尿素全量处理为N 225 kg/hm2,黄腐酸处理黄腐酸用量为45 kg/hm2。控释尿素处理均为一次性基施,普通尿素处理于拔节期追施尿素,基追比为1∶1。于小麦苗期、返青期、拔节期、开花期和成熟期取0—20 cm土壤样品,测定土壤硝态氮、铵态氮含量,同时测定株高和叶片SPAD值,收获期调查了小麦产量和土壤养分含量。 【结果】 1) 控释尿素CRU、CRU2/3较等氮尿素U、U2/3处理产量平均显著增加7.3%,净收益显著提高24.9%;CRU2/3与处理U产量差异不显著;CRU + FA较CRU显著增产6.4%,净收益显著增加12.6%;与U2/3处理相比,U2/3 + FA显著增产10.6%;U + FA较U处理显著减产12.8%。2) 等氮条件下,CRU、CRU2/3处理与U、U2/3处理小麦株高、叶片SPAD值差异不显著,CRU + FA、CRU2/3 + FA与CRU、CRU2/3处理间差异均不显著。3) 拔节期,CRU、CRU2/3处理土壤硝态氮含量比等氮U、U2/3处理平均显著高出54.7%,CRU2/3处理与U处理差异不显著;配施黄腐酸处理U + FA、U2/3 + FA、CRU + FA、CRU2/3 + FA的土壤有效磷含量均呈现先降低后增加最后降低的趋势,拔节期CRU处理的土壤有效磷含量与U处理无显著差异,CRU2/3、U2/3 + FA的土壤有效磷含量较CRU处理显著提高了18.6% 和20.6%;拔节期U + FA、U2/3 + FA较等氮U、U2/3处理土壤pH平均显著降低了0.11个单位,其他时期U + FA和CRU + FA处理与等量单施化肥处理差异不显著。 【结论】 控释尿素配施黄腐酸可协同增效,满足小麦各生育期氮素需求,一次性基施显著提高小麦中后期土壤养分供应强度,显著提高了小麦产量、肥料利用率和净收益。      

不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

【目的】 旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。 【方法】 以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ (湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ (郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia) 、山梨 (黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis) 幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40 μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。 【结果】 缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍, 是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。 【结论】 三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。      

云南曲靖烟区优质烤烟的适宜土壤有效硫和烟叶硫含量研究

【目的】 为了探明土壤–烤烟系统硫素对烟草燃烧性指标元素及其有关指数的影响,找出适宜的烟叶硫含量区间,以便指导调控烤烟硫素营养。 【方法】 选取了2009—2011年间曲靖烟区9个植烟县区的3507份土壤样品和对应的烟叶样品,分析了土壤有效硫含量和烟叶硫、钾和氯含量,研究了土壤有效硫含量与烟叶硫含量以及烟叶硫含量与其钾、氯含量、钾氯比值和有机钾指数的关系。 【结果】 1) 曲靖烟区植烟土壤有效硫含量丰缺不均,土壤有效硫含量和烟叶氯含量变异较大;2) 随着土壤有效硫含量的增加,烟叶硫含量递增,且两者之间呈极显著正相关 (P < 0.01);3) 烟叶硫含量对烟叶钾含量及有机钾指数有重要影响,随着烟叶硫含量的增加,烟叶钾含量和有机钾指数均呈现先增后减的变化趋势;4) 烟叶硫含量对烟叶氯含量亦有重要影响,随着烟叶硫含量的增加,烟叶氯含量呈现先降低后增加的变化趋势。 【结论】 对曲靖烟区而言,要保持较高的烟叶钾含量和较适宜的氯含量,适宜的土壤有效硫和烟叶硫含量范围分别为3.84～48.53 mg/kg和0.3%～0.6%。      

不同生态型拟南芥耐铵毒害差异的生理机制

【目的】 利用拟南芥生态型群体研究拟南芥耐铵毒害的生理机制,为挖掘耐铵基因提供生理基础及理论指导。 【方法】 共收集了95份生态型拟南芥材料,采用水培实验方法,将拟南芥幼苗移栽后在正常培养液(2 mmol/L NO₃–-N处理)中培养8天,然后转移至含有1 mmol/L (NH₄)₂SO₄的营养液(2 mmol/L NH₄+-N处理)中培养8天,收获后,测定植株全氮量、地上部游离铵含量,以及谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性;培养3天后取样,采用RT-PCR技术分析根部主要的铵态氮转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平;拟南芥幼苗移栽后在正常培养液中培养8天,转移至丰度为5%的1 mmol/L (15NH₄)₂SO₄中培养,分别处理3 h、6 h和24 h取样,用于同位素分析。 【结果】 2 mmol/L铵态氮处理下拟南芥群体地上部的生长被显著抑制,并且大量游离铵离子累积于地上部,铵态氮下拟南芥群体体内铵含量是对照硝态氮下的1.5倍以上,其中Si-0生态型在铵态氮下铵含量为19.17 μmol/g, FW,是对照的20倍。在硝态氮培养条件下,内源铵的含量与拟南芥地上部生长呈显著负相关,铵态氮培养条件下,地上部生长与铵含量同样呈较高的负相关性,因此内源铵含量少的生态型拟南芥在铵态氮下亦耐铵,所以本研究以拟南芥群体组织内铵含量为主因子,筛选出耐铵拟南芥生态型Or-1、Ta-0,HSM和铵敏感拟南芥生态型Rak-2、Lpv-18、Hi-0,结果表明铵敏感生态型在硝态氮下铵含量是耐铵生态型的1.7倍至10倍。耐铵拟南芥生态型铵转运蛋白基因AMT1;1和AMT1;2的表达水平较铵敏感拟南芥高,植株全氮和地上部15N标记试验结果表明,耐铵拟南芥铵态氮吸收速率高于敏感型。并且耐铵拟南芥生态型在两种氮形态下其谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性均显著高于铵敏感生态型,在硝态氮培养条件下GS活性是铵敏感生态型的1.1～1.8倍,在铵态氮培养条件下是1.2～1.6倍,说明耐铵拟南芥生态型的铵同化能力强于敏感型。 【结论】 耐铵生态型拟南芥是通过更高的谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性将大量的游离铵同化以减少植株体内游离铵含量,从而减轻植株铵毒害;而不是通过减少铵态氮的吸收。      

紫云英与化学氮肥配施对双季稻田CH4与N2O排放的影响

【目的】 冬季种植紫云英翻压还田对促进稻田养分循环和提高氮素利用效率具有重要意义,本文重点研究了紫云英还田与氮肥配施对稻田温室气体排放的影响。 【方法】 盆栽试验条件下,设置紫云英与氮肥配施6个处理:不施肥 (CK);单施尿素 (CF);单施紫云英 (MV);1/4紫云英+3/4尿素 (1/4 MV+3/4 CF);1/2紫云英+1/2尿素 (1/2 MV+1/2 CF) 和3/4紫云英+1/4尿素 (3/4 MV+1/4 CF),除CK外,所有处理的施氮 (N) 量均为111.4 mg/kg干土。采用静态暗箱–气相色谱法,监测双季稻季节内稻田CH₄和N₂O排放特征及其全球增温潜势 (GWP) 与单位粮食产量温室气体排放强度 (GHGI)。 【结果】 1) 不同处理稻季CH₄排放规律基本一致,早稻和晚稻生长季各处理CH₄排放均集中在分蘖期与抽穗期,其中早稻季CH₄没有明显的排放峰,其最大值为5.69 mg/(m2·h);晚稻季有两个较为明显的排放峰,出现在水稻移栽初期以及晒田期,最大峰值分别为13.33 mg/(m2·h) 和8.83 mg/(m2·h);稻田CH₄累积排放量随紫云英施用比例的增加而增加。2) 不同施肥处理下N₂O排放通量有较为明显的季节变化规律。早稻季N₂O最大峰值出现在播后第3天,为1092.2 μg/(m2·h);晚稻季N₂O排放主要集中在分蘖期和后期干湿交替阶段,最大峰值为795.7 μg/(m2·h);N₂O累积排放量随紫云英施用比例的增加而减小,且MV的N₂O累积排放量为负值。3) CF处理双季稻产量最高,显著高于CK、1/4 MV+3/4 CF和MV;1/2 MV+1/2 CF处理双季稻产量显著高于CK和1/4 MV+3/4 CF;各处理对稻田GWP及GHGI的影响均不显著。 【结论】 通过不同配比紫云英与氮肥配施盆栽试验发现,与CF相比,紫云英与氮肥不同配比对于稻田GWP及GHGI并无显著影响。      

增加烟草一级和二级侧根是抵御干旱的生理机制

【目的】 挖掘植物自身的抗旱能力是提高农业水分利用效率的有效措施。本研究通过比较水分胁迫处理下 5 个烤烟品种苗期根系发生和伸长以及叶片光合特性的变化,探讨烤烟抗旱能力差异的生理机制,为烟草生产的可持续发展提供理论依据。 【方法】 采用水培试验,设置对照和水分胁迫处理 (添加 2.5% PEG 处理来模拟中度干旱),研究 5 个烤烟品种苗期的地上部和根系的生物量、一级和二级侧根的发生和伸长,利用 Li-Cor 6400 光合测定系统测定叶片的光合速率和气孔导度等参数,利用 FLIR 手持式红外热成像仪测定新展开叶的叶片温度,分析烟草抗旱能力差异明显的生理机制。 【结果】 水分胁迫条件下 5 个烤烟品种的生长差异明显。与对照处理相比,水分胁迫对大平板和农大 202 的生长影响不明显,但柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的地上部和根系生物量显著被抑制,降幅范围在 66%～83%,达到差异极显著水平。水分胁迫抑制 5 个烤烟品种一级和二级侧根的伸长,但大平板和农大 202 的一级侧根数目和二级侧根密度显著增加,最终导致根系生物量没有下降;另外 3 个烟草品种柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 的侧根发生增加趋势不明显。水分胁迫处理下抗旱能力强的大平板和农大 202 地上部生物量和叶片温度变化不明显,而叶片的净光合速率显著下降,但其降幅显著低于 3 个抗旱能力弱的烤烟品种。与对照处理相比,抗旱能力弱的柳叶尖、金星 6007 和中烟 100 叶片的气孔导度和蒸腾速率显著下降,叶片温度上升 5～7℃。进一步的研究表明,PEG处理下耐旱能力强烤烟品种侧根数目的显著增加是地上部维持较强光合能力的主要原因。 【结论】 抗旱能力强的烟草品种苗期受到水分胁迫时其一级和二级侧根显著增加,进而能保持较高的光合特性。      

碱性肥料对土壤微生物多样性及香蕉枯萎病发生的影响

【目的】 研究碱性肥料对土壤微生物活性及多样性的影响,探究防控香蕉枯萎病的有效途径。 【方法】 采用两因素裂区设计进行了盆栽试验。主处理是施肥量相等、pH值分别为5.5、7.0、8.0的3个氮磷钾复合肥 (22-8-15);副处理为接种香蕉枯萎病尖孢镰刀菌 [Fusarium oxysporum f. sp. cubensce (E.F.Smith) Snyder et Hasen],包括不接种尖孢镰刀菌 (FOC)、接种FOC×106 cfu/g两个水平,共6个处理。 【结果】 1) 施用pH为7和8的两种肥料处理显著降低了香蕉枯萎病的染病率及病情指数,pH 8.0的碱性肥料较pH 5.5的酸性肥料分别降低了38和16个百分点。2) 接种FOC后,碱性肥料相比中性和酸性肥料显著增加了香蕉整株生物量,增加量分别为15%和23%,而对香蕉根部生物量影响不显著。3) 肥料的酸碱性对土壤微生物群落数量有显著影响,碱性肥料处理土壤中的FOC和真菌数量显著少于酸性肥料处理的,分别减少了60%和51%,而放线菌和细菌数量却都明显多于酸性肥料处理的,分别是酸性肥料的1.22和2.25倍。4) 碱性肥料较酸性肥料提高了土壤微生物的总碳源利用率及活性;在接种FOC的情况下,碱性肥料较酸性肥料可以显著地提高土壤微生物多样性。 【结论】 施用碱性肥料能明显减少土壤中FOC和真菌数量,增加细菌、放线菌数量,显著优化土壤微生物种群结构,提高土壤微生物活性及多样性,有效抑制FOC的萌发和致病,从而有效防控香蕉枯萎病的发生。      

不同叶面肥对烤烟Cd吸收及烟叶品质的影响

【目的】 农田土壤Cd污染已经成为影响烟草安全生产的主要影响因素之一。降低烟叶Cd吸收转运及Cd污染,对烟叶品质的影响研究对低危害烟草的生产具有重要意义。本文研究不同叶面肥对烟草Cd吸收及烟叶品质的影响,以期为植烟区Cd污染农田的安全利用提供理论依据。 【方法】 选取了南方植烟区的红泥田 (Cd 0.515 mg/kg)、黄泥田 (Cd 1.862 mg/kg) 及青紫泥田 (Cd 1.145 mg/kg),以南方主栽烤烟云-87和K-326为测试品种,进行了盆栽试验。以喷施蒸馏水为对照,选择了有机络合Zn叶面肥、腐植酸络合K型叶面肥、硅溶胶铁型叶面肥三种叶面肥 (编号分别为FI-1、FI-2、FI-3) 进行试验,在烟草移栽后第21、36和49天进行喷施,每次连续喷施三天。调查了烟草生物量、烟叶Cd含量和烟草品质指标。 【结果】 1) 与对照 (喷施蒸馏水,CK) 相比,在烟草苗期、团棵期和旺长期喷施3种不同叶面肥对云-87与K-326的烟叶干重有明显增加作用,其中,FI-1对烟叶干重增加效果最好,云-87与K-326的烟叶干重分别增加了24.4%和30.8%;不同叶面肥在三种不同性质土壤中对烟叶增重效果顺序为FI-1 > FI-2 ≈ FI-3;2) 不同叶面肥处理可明显降低云-87与K-326中部烟叶Cd含量。与对照相比,在红泥田 (A) 土中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低18.0%～35.7%、26.2%～40.2%;在黄泥田 (B) 中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低10.3%～36.1%和24.8%～42.2%;在青紫泥田 (C) 土壤中,云-87与K-326烟叶Cd含量分别降低26.1%～33.0%和19.4%～30.8%。不同叶面肥对三种不同性质土壤上烟叶Cd降低的总体效果为FI-1 > FI-2 > FI-3。3) 三种叶面肥处理烟叶中总氮、钾含量比对照有明显增加,其中FI-1、FI-2处理与对照 (CK) 相比均差异显著 ( P < 0.05) ;而与对照相比,不同叶面肥均在一定程度降低了烟叶中烟碱与氯的含量 ( P < 0.05) ,其中FI-1、FI-2处理烟叶中烟碱与氯含量显著降低,而FI-3处理效果不明显;三种不同叶面肥均在不同程度提高了烟叶中钾氯比、糖碱比和氮碱比,其中FI-1和FI-2效果更显著。除了青紫泥田土壤中,FI-3处理K-326烟叶中的还原糖偏高外,总体而言,喷施不同叶面肥处理的烟叶化学成分大部分均处于适宜范围内,其中,FI-1、FI-2处理对提高烟叶品质指标具有显著效果。 【结论】 三种叶面肥对降低烟草Cd的吸收和运转都具有显著效果,有机络合Zn型和腐植酸络合K型叶面肥还有效提高了烟叶的品质。因此,喷施有机络合Zn型和腐植酸络合K型叶面肥可作为Cd污染土壤上进行烟草安全高效生产的有效措施。      

有机无机外源磷素长期协同使用对潮土磷素有效性的影响

【目的】 施入外源磷素是提升土壤有效磷的重要途径,不同磷源在土壤中的化学行为和存在形态对土壤磷素有效性起决定作用。研究有机无机外源磷素长期配合使用的协同关系及其对潮土磷素有效性的影响,可为合理减少磷肥施用,提高磷肥利用率和科学管理土壤磷素资源提供理论依据。 【方法】 本研究基于25年肥料定位试验,选取不施磷肥 (P0)、单施化肥 (FP)、化肥与有机肥配施 (FP+M)、化肥与秸秆配施 (FP+S) 四个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源磷素长期协同使用对作物可持续生产能力、磷肥利用效率、施肥后效及潮土磷素形态和有效性的影响。 【结果】 连续处理25年后,P0、FP、FP+M、FP+S处理小麦产量变异系数分别为 49.0%、14.8%、17.2%、15.4%,玉米产量变异系数分别为 28.7%、27.1%、24.4%、23.2%,产量的稳定性均比不施磷提升,尤其是小麦产量稳定性显著增加;P0、FP、FP+M、FP+S处理产量的可持续性指数小麦依次为 0.23、0.62、0.60、0.64,玉米依次为0.45、0.47、0.53、0.52,施磷对小麦产量的可持续指数影响比玉米更大。FP、FP+M、FP+S处理的磷素累积生理效率分别为188.3、163.2和177.6 kg/kg,平均后效分别为1.30%、0.71%和1.16%,单施化肥磷素的效果高于磷肥配施有机肥、秸秆。长期不施磷肥,土壤无机磷各组分含量均降低,且主要消耗了土壤中无效态的O-P,P0处理减少的O-P占无机磷减少量的41.3%。长期投入化学磷素,降低了无效态磷的比例,但土壤对化学磷素的固定作用仍较强,FP处理Ca₈-P含量由12.0%提升到21.1%,无效态的O-P和Ca₁₀-P由77.7%减少为62.9%(占比仍超过60%),土壤Olsen-P由6.4 mg/kg提升到20.7 mg/kg。化学磷素与有机肥磷素协同使用可促使无效态磷向有效态磷及缓效态磷转化,提升土壤磷素有效性,FP+M处理Ca₂-P占比由2.0%提升到5.4%,缓效态的Al-P、Ca₈-P、Fe-P占比增加25.6个百分点,无效态的O-P和Ca₁₀-P占比减少29.0个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到51.8 mg/kg。秸秆磷素增加了具有缓冲作用的Ca₈-P含量,降低了无效态磷含量,提升了土壤潜在供磷能力,与FP相比,FP+S处理Ca₈-P占比增加7.9个百分点,Ca₁₀-P占比减少6.5个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到21.7 mg/kg。 【结论】 投入外源磷素均可显著提高作物产量、提升产量稳定性和产量可持续性指数。在小麦玉米轮作体系下,磷肥加秸秆最有利于维持土地的可持续生产能力。单施磷肥,磷素的后效和累积生理效率最高,但在土壤中的固定也高;有机无机磷协同使用可快速提升土壤磷素的有效性,对维持磷素组分结构和土壤质量作用显著;无机磷素与秸秆磷素协同使用对土壤磷素具有较强的激发效应,可减弱土壤对磷素的固定作用,提升土壤潜在供磷能力。      

优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响

【目的】我国萝卜生产中施肥过量和不平衡现象普遍,研究优化施肥对萝卜产量和肥料利用率的影响,旨在为萝卜科学施肥提供依据。【方法】于2016年秋季和2017年春季分别在天津、山东、浙江和河北四个萝卜产区布置4个田间试验,共设置7个处理:农民习惯施肥(FP);优化施肥[NPK (S)];基于NPK (S)处理的减氮、减磷和减钾处理;优化施肥+有机肥[NPKM (S),钾肥为硫酸钾];优化施肥+有机肥[NPKM (Cl),钾肥为氯化钾]。测定了萝卜产量、养分吸收量、肥料利用率和氮素表观损失。【结果】与FP处理相比,两季NPK(S)处理的萝卜肉质根产量增幅平均为3.9%,植株氮、磷和钾养分吸收量增幅平均为12.4%、15.3%和4.4%,其中河北试验点产量和养分吸收量均达到显著水平。四个试验点NPK (S)和NPKM (S)处理以及NPKM (S)和NPKM (Cl)处理相比,萝卜产量和养分吸收量均无显著性差异。与FP处理相比,两季NPK (S)处理的氮素农学效率(AEN)、氮素回收率(REN)和氮素偏生产力(PFPN)平均分别增加了32.8 kg/kg、18.9%和110.5 kg/kg;磷素农学效率(AEP)、磷素回收率(REP)和磷素偏生产力(PFPP)平均分别增加了53.0 kg/kg、15.3%和296.7kg/kg;钾素农学效率(AEK)和钾素回收率(REK)平均分别增加了17.6 kg/kg和11.5%。与NPKM (S)处理相比,两季NPK (S)处理的AEN、REN和PFPN平均分别增加了34.0 kg/kg、13.5%和221.7 kg/kg,AEP、REP和FPP平均分别增加了20.8 kg/kg、6.6%和217.2 kg/kg,AEK、REK和钾素偏生产力(PFPK)平均分别增加了9.0 kg/kg、3.6%和89.5 kg/kg。与NPKM (Cl)处理相比,两季NPKM (S)处理的REP和REK分别显著提高了6.2%和7.4%。由氮素表观损失结果得出,两季NPK (S)处理的氮素表观损失比FP处理平均降低了106.7kg/hm^2,氮素残留降低了42.1 kg/hm^2;与NPKM (S)处理相比,NPK (S)处理的氮素表观损失平均降低了84.6kg/hm^2,氮素残留降低了55.6 kg/hm^2;NPKM (S)和NPKM (Cl)处理平均氮素表观损失和氮素残留量均无显著性差异。【结论】在保证萝卜产量的基础上,优化施肥量和施肥时期可有效提高肥料的利用率,降低氮素损失。肥料用量的增减需依据各地具体施肥量而定,硫酸钾和氯化钾都可在萝卜生产中用作钾源,二者在肥效和萝卜产量及品质方面没有差异。     

不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应

【目的】 研究河套灌区土壤不同盐渍化程度下土壤微生物对氮肥的响应机理,为河套灌区盐渍化土壤中确立适宜的氮肥施用量提供理论依据。 【方法】 2015—2016年在内蒙古磴口县坝楞示范基地进行了两年田间试验,供试土壤为粉沙壤土,供试作物为玉米。设置轻度 (0.77～1.24 mS/cm) 和中度 (1.24～1.77 mS/cm) 盐渍化土壤为主区,副区为施氮水平,共设4个施氮水平为N 0、135、270、405 kg/hm2,研究轻、中度盐渍化土壤下不同施氮水平对土壤微生物的影响,探寻土壤盐渍化和氮肥对微生物的交互作用。 【结果】 土壤盐分随着施氮量的增加而增加;细菌、真菌、放线菌数量和微生物量碳、氮含量均随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,在N 270 kg/hm2处理微生物数量和生物量均达到最高值。回归分析表明,土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,由回归方程各系数可知,在盐渍化土壤中,单独施用氮肥均可以增加土壤微生物,而土壤盐分增加,土壤微生物减少;在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有正效应,即共同促进了土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有负效应,即抑制土壤微生物的增加。 【结论】 土壤盐渍化程度越高,土壤中微生物数量和生物量越少,施氮量为N 270 kg/hm2时微生物数量和生物量均达到最大值;土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥共同促进土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥抑制了土壤微生物的生长和繁殖。      

不同施肥模式下设施菜田土壤团聚体养分和微生物量特征

【目的】针对设施蔬菜生产中普遍存在的化肥施用严重超量、化肥与有机肥配施模式不合理等现象,利用日光温室蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜地土壤团聚体养分、微生物量碳氮含量的影响,为设施蔬菜优质高效生产和减量施用化肥提供科学依据。【方法】将25%或50%的无机氮肥用玉米秸秆或猪粪中氮替代,进行温室蔬菜田间定位试验。试验共设5个处理(各处理等氮、等磷、等钾):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) 2/4化肥氮+1/4猪粪氮+1/4秸秆氮(2/4CN+1/4MN+1/4SN);5) 2/4化肥氮+2/4秸秆氮(2/4CN+2/4SN)。在定位试验第6年冬春茬黄瓜季拉秧期采取耕层土壤样品,分析土壤团聚体分布规律和稳定性,并测定各粒级团聚体中土壤养分和微生物量碳、氮含量。【结果】设施菜地土壤团聚体以250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体为主,其含量分别平均为32.0%和38.4%。较4/4CN模式,有机肥/秸秆替代化肥模式提高了土壤大团聚体(> 250μm)比例。配施秸秆模式对土壤团聚体分布影响相对较大,并显著提高土壤团聚体机械稳定性,平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)分别提高6.1%和11.2%。在<250μm团聚体、250~1000μm团聚体、1000~2000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,不同有机肥化肥配施模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN)土壤有机碳含量较4/4CN模式分别增加36.8%~89.6%、34.9%~100.3%、29.5%~69.2%和21.7%~72.1%,分别平均增加69.8%、76.6%、56.9%和49.2%。不同施肥模式对有机碳、全氮、硝态氮、速效磷的影响规律基本一致。土壤有机碳、全氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,平均分别占土壤有机碳储量的34.1%、35.2%和土壤全氮储量的34.0%、36.4%。土壤硝态氮在250~1000μm团聚体与1000~2000μm团聚体中含量较高,土壤速效钾、微生物量碳氮含量表现为随土壤团聚体直径的增大而提高,而速效磷则随土壤团聚体直径的增大而降低。【结论】设施菜田土壤团聚体优势粒级为> 2000μm团聚体和250~1000μm团聚体,配施秸秆模式显著提高土壤团聚体的机械稳定性。有机肥/秸秆替代化肥模式提高土壤各级团聚体有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量。设施菜地土壤有机碳氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,而微生物量碳、氮含量随土壤团聚体直径的减小而呈增加的趋势。     

高锰酸钾消毒后增施木霉菌肥对连作土壤微生物环境及再植平邑甜茶幼苗生长的影响

【目的】 研究了连作苹果园土壤经高锰酸钾处理后增施木霉菌肥对连作土壤再植平邑甜茶幼苗及土壤微生物环境的影响,以期为减轻苹果连作障碍提供理论依据与技术支持。 【方法】 以盆栽苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,以27年老龄苹果园土壤为对照 (CK),设置木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾消毒处理 (T2) 以及高锰酸钾和木霉菌肥联用处理 (T3),通过实时荧光定量 (q-PCR)、末端限制性片段长度多态性 (T-RFLP) 等技术研究了各处理对连作土壤微生物环境的影响,同时对平邑甜茶幼苗的生理特征、抗氧化酶活性以及光合相关参数进行了测定。 【结果】 木霉菌肥处理 (T1)、高锰酸钾处理 (T2) 以及两者的联用处理 (T3) 均能促进平邑甜茶幼苗生长,其中以两者联用处理 (T3) 的促进效果最为显著。9月份取样分析结果表明,T3处理的平邑甜茶幼苗株高、地径、鲜质量、干质量分别比T1处理提高了34.0%、30.9%、34.9%、33.7%,比T2处理提高了22.5%、23.0%、21.7%、17.3%。同时T3处理平邑甜茶幼苗的根呼吸速率、SOD、POD、CAT活性、光合作用强度相比T1、T2处理也有了显著提高。此外,T3处理还更好地优化了土壤微生物环境,具体表现为T3尖孢镰刀菌 (Fusarium oxysporum)、层出镰孢菌 (Fusarium proliferatum) 基因拷贝数分别较CK降低了69.7%、64.4%,明显优于T2处理的50.0%、49.7%以及T1处理的29.8%、29.3%。T-RFLP图谱的主成分分析 (PCA) 发现,T3处理最大程度地改变了连作土壤真菌群落结构,更有利于减轻苹果连作障碍。 【结论】 高锰酸钾与木霉菌肥联用能更好地降低苹果连作土壤中致病真菌数量,改变连作土壤真菌群落结构,提高平邑甜茶幼苗抗氧化酶活性,促进平邑甜茶幼苗的生长。      

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应

【目的】 探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。 【方法】 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥 (CK)、单施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施常量有机肥[30 t/(hm2·a),M1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。 【结果】 基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理 (M2) 的有机肥替代率高于常量有机肥处理 (M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关 (P < 0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理 (M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加 ( P < 0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平 ( P < 0.01)。 【结论】 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。