养分资源管理的理论和技术及其在小麦玉米高产轮作中的应用

本文以高产小麦、玉米轮作为例,阐述了养分资源综合管理的理论、技术及其应用,展示了在轮作施肥运筹,作物氮营养基因型与施肥调控的关系,施肥与节水灌溉等农业管理措施的优化组合等方面的研究结果.     

根分泌物及其在植物营养中的作用(综述)

在植物生长过程中,根系一方面从生长介质中摄取养分和水分,同时也向生长介质中分泌质子,溢泌或分泌大量的有机物质。表1总结了根产物中有机物质的种类及其在植物营养中的     

土壤剖面不同层次标记硝态氮的运移及其后效

 【目的】以北方半干旱湿润区潮土为对象，探讨土壤剖面不同层次硝态氮（NO-3-N）的运移及其后效。【方法】采用外源标记微注射法，设置田间微区试验。【结果】在试验水氮管理条件下，15、45、75 cm 3个标记处理分别向下迁移了65、35、25 cm，但均未移出作物根区（1 m）。播后至冬前3个标记处理100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度变动较小，生长后期小麦15、45 cm标记处理出现上升，而菠菜则有所降低，两种作物的75 cm标记处理在整个生长季持续上升，说明作物对75 cm标记硝态氮利用程度较低。夏玉米对前茬标记氮的利用率为2.1%～5.6%，其中以标记45 cm土层处理残效最高；15 cm和45 cm 2个标记深度前茬小麦京411显著高于前茬小麦小偃54。【结论】土壤剖面不同层次累积硝态氮在作物生长季内未发生强烈的淋洗，但表现出上层标记硝态氮移动距离长，下层移动距离短的规律；100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度的动态变化可在一定程度上反映作物根区内氮素利用的状况；后茬作物对标记于土壤剖面不同深度的硝态氮的利用是很有限的，与前茬作物吸收、土壤剖面硝态氮的运移及残留密切相关。     

小麦各生育期对土壤不同深度标记硝态氮的利用

 在人为控制灌水的条件下，采用将15N标记到不同土壤层次的土柱试验，研究小麦不同生育期对土壤不同深度硝态氮的利用。结果表明，拔节、孕穗、扬花、成熟4个生育时期，小麦对不同深度标记硝态氮的吸收量及利用率均随深度增加而降低，拔节期对10～20、40～50和70～80 cm深度标记硝态氮的利用率分别为15.7%、3.4%和1.2%，孕穗期对3个标记深度硝态氮的利用率分别为30.6%、10.7%和3.9%，扬花期分别为33.1%、13.1%和5.1%，成熟期分别为32.5%、12.4%和4.7%；小麦对10～20 cm深度标记15N的吸收利用在孕穗期基本接近最高值，40～50、70～80 cm中下层标记硝态氮吸收峰值出现较10～20 cm标记处理推迟，至扬花期达最高值；不同层次土壤标记硝态氮的利用率与相应土层的根长密度和根干重呈显著的正相关关系。     

应用土壤剖面无机氮进行冬小麦氮肥基肥推荐的研究

通过6水平氮肥肥料试验，研究了冬小麦播前0—20cm、0—40cm、0—60cm、0—80cm、0—100cm土层初始无机氮与冬小麦产量之间的相关性，并以此为基础，探索了以0-20cm土层无机氮量作为氮肥基肥推荐的可行性，得出了诊断推荐基肥模型。     

田间条件下控制玉米开花前后根系性状的QTL定位

在田间原位条件下,利用根系形态差异显著的自交系掖478和武312为亲本构建的BC4F3群体,采用改进的PLABQTL软件中的复合区间作图法对抽雄期（开花前10 d）和灌浆初期（开花后15 d）玉米根系性状的变化和地上部生物量进行QTL定位。并分析其遗传机制。结果表明,花前花后对根干重、总根长、侧根长、轴根长、轴根数等根系性状共检测出27个QTL,单个QTL贡献率为52%157%,其中在染色体臂602和1004区域同时检测到控制着地上部生物量、总根长、侧根长和轴根数等性状的QTLs,两个不同生育时期检测到的共同QTL共有8个。玉米花前花后控制根系生长的QTL因生长发育阶段不同而存在着特异性,而且对地上部生物量形成有重要贡献,这为了解田间条件下根系的生长发育和进一步进行遗传改良奠定了遗传基础。     

植物生长必需的微量营养元素——镍

自１９７５年首次发现镍是脲酶的组成成分以来，镍是否是植物生长所必需的营养元素一直为许多研究者所关注，越来越多的证据表明，镍可能是植物生长所必需的微量营养元素，这不仅是由于脲酶在植物体内的氮代谢过程中起着重要作用，而且是由于植物缺镍时生长发育受到抑制，甚至不能完成生命周期，本文总结了国际上有关方面的研究进展，并讨论了影响镍有效性的土壤条件。     

不同灌溉策略下冬小麦根系的分布与水分养分的空间有效性

通过田间试验研究了少量多次和少次多量的灌溉方式下冬小麦根系的分布与水分养分的空间有效性。结果表明 :少量多次的灌溉方式降低了冬小麦返青后表层根系的生长 ,减少了拔节后该层根系的衰退。在少次多量的灌溉方式下返青期不灌水促进了表层根系的生长 ,然而拔节后该层根系衰退较多 ,但中层 ( 3 0～ 60cm)根系生长高于少量多次的灌溉方式。不同灌溉策略下根系分布的差异并不影响冬小麦对土壤水分和养分的吸收 ,由于播前土体内蓄水不足 ,三种灌溉方式下 0～ 90cm土壤可用水在收获后均消耗殆尽。灌溉促进了表层硝态氮的吸收和向下迁移 ,但两种灌溉方式下硝态氮在土体内的迁移均未超出 60cm土体 ,仍在根层之内。而不同的灌溉方式对冬小麦全生育期内土体速效磷钾的分布没有影响。扬花前两种灌溉方式下冬小麦的生长发育和养分的吸收并无差异 ,扬花后少次多量的灌溉方式由于水分供应不足 ,影响了灌浆 ,降低了千粒重 ,进而影响了产量 ,同时土壤水分缺乏也减少了该时期养分的吸收。而在少量多次的灌溉方式下 ,扬花后灌水不仅可以促进冬小麦灌浆 ,提高千粒重 ,而且增加了对养分的吸收。     

铁营养对花生根瘤生长发育和功能的影响

通过营养液培养试验研究了铁对花生根瘤生长发育和功能的影响。结果表明,铁营养能够明显地提高花生地上部含氮量和总吸氮量。与对照相比,介质中供铁浓度为80mol/L时地上部含氮量和总吸氮量分别提高了2.0%和11.7%,表明铁直接参与了固氮过程;当铁浓度在0～80mol/L范围时,铁对根瘤起始点数量没有影响,而对可见根瘤数、根瘤重量和固氮酶活性影响较大。与对照相比,铁浓度为80mol/L时可见根瘤数和根瘤重量分别提高了194%和87%,都达到极显著水平。单株花生固氮酶活性和单位根瘤固氮酶活性分别提高了126%和10%。这表明铁营养主要是影响花生根瘤的生长发育,进而影响其根瘤的固氮功能。     

山东省苹果园土壤有机质及养分状况研究

通过大量田间采样分析了山东省三种主要土壤类型苹果园土壤的有效养分状况及其分布特点 ,结果表明 :三种土壤类型果园土中有效养分含量差异较大 ,棕壤富磷贫钾 ,潮土富钾贫磷 ,褐土介于二者之间 .不同土层间有效养分含量有较大差异 ,表层土 (0～ 2 0cm)含量最高 ,底层土 (4 0～ 60cm)含量最低 ;丰产园三土层间有效养分含量差异较少 ,低产园差异较大 ;丰产果园三土层氮磷钾比例的平均值为 :0～2 0cm1∶0 .53∶1 .59;2 0～ 4 0cm为 1∶0 .53∶1 .69;4 0～ 60cm为 1∶0 .51∶1 .72 .与 1 0年前相比 ,果园土壤有机质含量降低 ,有效氮磷钾含量增加 ,其中磷钾增幅较大 .