基于宏基因组学方法分析施肥模式对设施菜田土壤微生物群落的影响

  【目的】  采用宏基因组测序技术,研究施肥对细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,为设施菜田可持续健康发展提供科学依据。  【方法】  设施蔬菜施肥长期定位试验始于2009年,试验地位于天津市西青区,为春季番茄和秋冬季芹菜轮作体系。在春茬番茄 (第20茬蔬菜) 盛果期,选择定位试验中的6个等氮磷钾投入处理,包括全部使用化肥氮 (4/4CN) 处理和5个有机替代处理 (3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、1/4CN+3/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN),其中M和S代表猪粪和秸秆。采集0—20 cm土壤样品,测定土壤微生物相关指标。  【结果】  有机替代处理的土壤微生物量碳(MBC) 和微生物量氮(MBN) 含量较4/4CN处理平均分别增加101.5%和134.6%,以2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+ 2/4SN处理的土壤MBC和MBN含量相对较高,较4/4CN平均分别增加158.8%和210.9%。与4/4CN相比,有机替代处理的土壤细菌和真菌丰度平均分别增加8.6%和11.6%,古菌平均降低21.7%;高碳有机替代模式(1/4CN+3/4MN、2/4CN +1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN) 土壤细菌和真菌丰度较低碳有机替代模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN) 平均分别增加12.3 %和12.0%,古菌丰度平均降低12.9%。与4/4CN处理相比,低量、中量有机替代模式（3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN）土壤细菌、真菌Shannon指数没有显著增加,而有机替代模式古菌Shannon指数平均增加了9.0%,高碳有机替代处理古菌Shannon指数平均增加了11.9%。与4/4CN处理相比,有机替代模式提高了土壤细菌中变形菌门相对丰度,降低了放线菌门、绿弯菌门相对丰度;提高了土壤真菌中子囊菌门、壶菌门和球囊菌门相对丰度,降低了担子菌门相对丰度;提高了古菌中的广古菌门和深古菌门相对丰度,降低了奇古菌门相对丰度。主成分分析表明,土壤细菌和真菌群落结构组成对施肥模式的响应弱于古菌。冗余分析表明,有机碳和硝态氮分别解释土壤细菌群落结构变异的22.3%和16.1%,解释真菌群落结构变异的10.4%和8.9%,解释古菌群落结构变异的36.0%和34.7%。  【结论】  同等养分投入量下,以有机肥、秸秆氮替代部分化肥氮可提高土壤细菌和真菌丰度,降低古菌丰度,改变土壤优势菌群的组成,增加微生物多样性。土壤硝态氮和有机碳含量是影响土壤细菌、真菌和古菌群落结构的共同因素,古菌对施肥模式的反应强于细菌和真菌。其中,以2/4化肥+1/4猪粪+1/4秸秆施肥模式可获得最多样的微生物群落结构。     

农田土壤养分平衡状况及其评价的试点研究

本文研究了黄淮海平原二个主要农业自然经济类型区定位监测点的农田土壤养分收支平衡状况,并用养分允许平衡盈亏率进行评价。玉田县和陵县试区,Ｎ盈余分别平均为８２．７～１０７．１、３２．０～１８４．２ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ可能会造成Ｎ素的大量损失和引起较严重的环境污染;Ｐ２Ｏ５盈余分别平均为２１．１～２２．９、７４．３～７７．５ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ,玉田县试区磷肥的施用基本合理,而陵县试区磷肥未得到合理高效利用     

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。     

国家大宗蔬菜产业技术体系研究成果介绍（二）——设施番茄水肥一体化技术

设施番茄水肥一体化技术的核心是借助压力灌溉系统，将完全水溶性固体肥料或液体肥料，按设施番茄生长各阶段对养分的需求和土壤养分的供给状况，配兑而成的肥液与灌溉水融为一体，适时、定量、均匀、准确地输送到番茄根部土壤。该技术解决了正确施肥总量、正确施肥模式、正确肥料运筹、正确肥料产品、正确施肥位置、正确滴灌制度等关键问题，具有节工、节水、节肥、节药、高产、高效、优质、环保等好处。该技术适用于我国北方冬春茬、秋冬茬以及越冬长茬的设施番茄种植区。     

氮磷钾均衡管理对戈壁滩日光温室有机基质栽培春茬黄瓜产量与养分吸收的影响

采用田间小区试验,研究了氮磷钾均衡管理对戈壁滩日光温室有机基质栽培春茬黄瓜产量与养分吸收的影响。结果表明:1日光温室春茬黄瓜栽培基质营养主要限制因子是氮和钾,施磷也有一定增产效果,施氮、施钾和施磷分别增产51.2%、45.2%和10.0%。2推荐施肥处理较习惯施肥处理能大幅度增加产量和经济效益,平均增产35.7%,增收40.7%;推荐施肥处理产量和经济效益均略高于高氮和高钾处理,产量分别增加4.3%和3.8%,经济效益分别增加4.4%和3.9%。3推荐施肥处理能显著促进黄瓜对氮磷钾的吸收,提高化肥氮磷钾利用率,化肥氮、磷和钾利用率分别达到31.7%、34.1%和78.9%,而习惯施肥处理的化肥氮、磷和钾利用率分别仅为4.6%、0.9%和11.7%。4本试验条件下日光温室有机基质栽培春茬黄瓜适宜N、P2O5和K2O用量范围分别在350~430、135~160、370~430g·m-3(基质)之间,生产1000kg黄瓜产品对N、P2O5和K2O的推荐量范围分别在2.0~2.4、0.8~0.9、2.1~2.3kg之间。     

云南哈尼梯田当前栽培水稻ALK基因的遗传多样性及与稻米糊化温度的关联分析

云南是世界公认的亚洲栽培稻遗传多样性和起源中心之一。利用51对SSR分子标记对云南哈尼梯田当前栽培的111份水稻材料进行多态性检测,并分析其群体结构。聚类分析表明,供试材料主要分为偏粳类群(group I)及偏籼类群(group II)两大类群,其中以偏籼类群居多,占83%,这两类群并未完全按地理来源聚类。所选材料稻米的糊化温度变异较广,可以分为低(66℃)、中低(66~70℃)、中高(70~74℃)和高(74℃)4类。通过基因测序,分析了稻米糊化温度控制基因ALK的序列多样性,发现其可以分为10种单倍型。关联分析结果表明,所选水稻样品稻米的糊化温度主要由ALK基因3个SNP位点组合控制。其中,A-GC和G-TT两种组合主要控制低(66℃)和中低(66~70℃)糊化温度,G-GC组合主要控制中高(70~74℃)和高(74℃)糊化温度。SNP3402 T类型与高、中高糊化温度有关。绝大多数偏籼类品种的ALK基因含有G-GC组合,因此都倾向于高糊化温度。上述研究结果为水稻分子育种和种质资源保护研究提供了一定的参考价值。     

我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队“十一五”和“十二五”计划对全国蔬菜的试验和调查结果(共1227个农户地块，其中578个设施蔬菜地块，649个露地蔬菜地块)，细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明，1) 我国蔬菜化肥养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 用量平均为1092.0 kg/hm2，是全国农作物化肥养分用量 (328.5 kg/hm2) 的3.3倍，其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和 859.5 kg/hm2，分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2) 我国蔬菜肥料 (化肥 + 有机肥) 中氮、磷和钾各自总用量普遍超量，主要设施蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍，主要露地蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍，区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出，蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3) 有机肥和基施化肥中的N、P₂O₅、K₂O比例不合理，P₂O₅占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P₂O₅∶K₂O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09；露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4) 基肥化肥养分用量比例普遍过高，设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%，其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%～68.7%之间，华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5) 按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算，主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%～67.1%之间，主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%～76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P₂O₅、K₂O投入总量的同时，应高度重视协调N、P₂O₅、K₂O比例以及化肥的基追肥比例，改进磷肥使用策略，并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。     

海南露地辣椒磷肥肥效研究

采用田间小区试验,对海南露地辣椒磷肥肥效进行试验。结果表明,露地辣椒施磷较不施磷显著增产增 收,增产6.3%~11.8%,平均9.4%;增加经济效益7.4%~16.2%,平均13.0%。该试验条件下露地辣椒磷肥（P2O5）适宜用 量为120 kg/hm2左右。     

氮钾配合对强筋小麦济南17的产量和加工品质的影响

本文对氮钾配合对强筋小麦济南17的产量和加工品质的影响进行了研究。结果表明,氮钾配合对强筋小麦济南17的产量有较大影响,中氮中钾配合(N210kg/hm2和K2O90kg/hm2)和高氮高钾配合(N300kg/hm2和K2O180kg/hm2)两处理的产量分别为6783 7kg/hm2和6950 3kg/hm2,极显著高于其它氮钾配合处理,但两者间差异不显著。不同氮水平之间品质性状有明显差异,随着施氮量增加,品质性状有改善的趋势,N用量为120kg/hm2、210kg/hm2和300kg/hm2的湿面筋含量分别为32 0%、32 8%和33 8%,沉降值分别为41 9mL、43 8mL和49 2mL,稳定时间分别为19 7min、22 5min和24 6min;不同钾水平的湿面筋含量基本无差异,而中钾水平的沉降值显著高于高钾水平,稳定时间极显著高于高钾水平。本试验条件下最佳氮(N)和钾(K2O)用量分别为219 7kg/hm2和96 7kg/hm2。     

土壤钾形态及其植物有效性研究进展

对５０年代以来土壤钾形态分级研究的发展历史作了概述；对的几年把土壤交换性钾按存在位置和植物有效性进一步分为活性不同的非特殊吸附钾和特殊吸附钾两种形态的意义作了简要分析；对４０年代以来土壤不同钾素形态植物有效性的研究成果作了扼要介绍。