Nitrogen fertilization affects yields and storage compound contents in seeds of field-grown soybeans cv Enrei (Glycine max. L) and its super-nodulating mutant En-b0-1 through changing N2 fixation activity of the plants

ABSTRACT

We compared the protein and oil contents, seed yields, and natural abundance of ¹⁵N (σ¹⁵N) of seeds from the plants of the cultivar Enrei, which has moderate nodulating ability (Enrei) with those of its two near-isogenic lines (NILs), a super-nodulating genotype of Enrei, i.e., En-b0-1, and a non-nodulating genotype of Enrei, i.e., En1282. Plants of these three genotypes were grown on four types of field plots with different types of urea coated slow-release nitrogen (N) fertilizers (CUSLNFs) which delivered N in different manners during plant growth . The seed yield of the En1282 plants was similar to that of the Enrei plants but much greater than that of the En-b0-1 plants when the plants were grown on the field to which a CUSLNF with a long lifespan was applied. The amounts of protein per seed were positively correlated with those of oil per seed in the case of En1282 plants irrespective of the field N conditions. The seed protein contents were proportional to the seed weight in both En1282 and Enrei plants. Such a relationship was not observed in the En-b0-1 plants, and the protein and oil contents in the seeds of En-b0-1 plants were negatively correlated with each other. These observations suggested that the N supply to maturing seeds was a key to the protein contents in the En1282 and Enrei plants and that the C supply to maturing seeds was a key to the protein contents in the En-b0-1 plants. The comparison of the σ¹⁵N values, protein contents, and seed yields of seeds from En1282 plants suggested that the Enrei plants assimilated considerable amounts of N from the soil during the late plant growth. We concluded that high N₂ fixation activity depressed the amounts of oil per seed and changed the protein and oil contents in soybean seeds.     

液态有机肥对滴灌棉花光合特性及产量形成规律的影响

为优化滴灌棉花的施肥技术,探究液态有机肥对滴灌棉花生长发育的影响,笔者采取单因子随机区组试验设计,研究在滴灌棉花不同生育时期施用液态有机肥对棉花光和特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:(1)施用液态有机肥能够促进植株生长发育,增大光合速率增加棉花产量,且随着液态有机肥施用量的增大,各处理叶面积指数、SPAD值均呈现先增后减的趋势,均于铃期达最大值,其中苗期与蕾期施液态肥的C处理最大值分别为3.25和62.63;(2)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均以C处理最高,并于8月5日花铃期达到极值,而胞间二氧化碳浓度(Ci)表现为C处理最低,为188.67μmol/mol;(3)整个生育期内单株干物质积累量、伏前桃、伏桃、单株铃数及品质均以C处理最好,与其他处理达显著差异水平(P0.05),且增产幅度为27.01%~42.97%。研究表明,液态有机肥适宜的施用时期不仅可提高叶面积指数、叶绿素含量及光合速率,同时为后期干物质积累及产量的形成奠定基础。     

紫花苜蓿人工草地施肥试验

在辽宁西部坡地上进行紫花苜蓿不同施肥处理试验，经过1年的研究结果表明，在苜蓿人工草地上无论是单一施用氮肥还是复合肥，均可有效地提高牧草产量并取得较为明显的经济效益，其中以每亩施用尿素15 kg和25 kg效果最好，效益最高，每亩可增经济效益分别是40.74元和40.63元。     

蔬菜高效水肥一体化灌溉技术的实践与发展建议

水肥管理是直接影响蔬菜稳产高产和品质提升的关键因素。总结了我国蔬菜高效灌溉的4种主要模式,介绍了不同种类蔬菜的高效灌溉模式,分析了我国蔬菜高效水肥一体化灌溉技术存在的问题,并提出了发展建议。     

不同施磷方式对海岛棉农艺性状及产量的影响

在新疆生态条件下,采用海岛棉新海35号研究同等用量3种施磷方式(犁地前全部撒施、犁地前撒施50%与作种肥施50%和全部作种肥施)对棉花农艺性状及产量的影响。结果表明:施磷方式对棉花生育进程的影响较小,各处理对新海35号棉花的农艺性状没有显著性的影响,P1处理可略为提高棉花花铃期叶面积指数,其中P1处理会略提高棉花后期的干物质积累量,以P1、P2处理的方式施磷肥,棉花的单株结铃数可提高4%~7%皮棉产量可提高12%~14.8%。     

甜菜氮肥的合理施用

综述文献关于氮肥对甜菜的生长、吸收分配规律、生理生化及产质量的影响可知,甜菜生长需要多种营养元素,其中氮素尤为重要,不合理施用氮肥对甜菜的产质量带来很多负面影响;造成资源浪费、环境污染,影响人类健康。提出合理施氮、用氮的途径与策略:第一,因地、因品种、因时制宜,根据测土资料及不同甜菜基因型差异确定施肥种类、配比;根据作物不同生长时期的需肥规律及不同生态条件需要,按需供肥。第二,肥要在水的作用下才能发挥作用、才能更好发挥作用,区域配肥技术与灌溉技术相结合的水肥一体化精准精细灌水施肥技术是甜菜生产高效用肥的必然发展趋势。第三,作物不同养分间具有协同和相互影响作用,因此根据同等重要原则应有机配比。第四,为了提高肥效及利用率,施用缓控释肥,有机无机肥配施,施用微生物肥、生态肥等发挥微生物的促进、协同作用。第五,常规育种与转基因技术结合培育氮素养分高效利用品种。第六,利用现代监测技术手段及应用甜菜生长模型尤其是CERES-Beet模型监测氮等养分的转化、吸收等动态。     

自动施肥系统开发与性能测试

目的 开发一种适应于以固态水溶肥为原料的自动施肥系统,测试分析自动施肥系统性能。方法 主控机采用ARM9电路控制模块可实现对轮灌编组、预搅拌时长、施肥开始与结束时间、施肥持续时长、施肥量等参数的设置;选择以蠕动泵为注肥装置,通过变频器控制注肥泵电机功率的方式控制注肥速率,控制施肥量。对装置核心部件搅拌器额定功率、计量方式、溶肥搅拌参数、排肥速度及固液相比例等主要参数等进行设计与测试。结果 电感脉冲计量方式标准误差最大值1.26%,误差小、性价比好,确定其为本装置采用的计量方式;搅拌器以1.5 Kw额定功率、38 r/min转速搅拌、肥液浓度在1.1~1.3 g/mL、预搅拌时间30 min时,罐内各液位输出肥液浓度值差异不显著(P< 0.05),达到对肥料浓度均匀性的设计要求。结论 将施肥开始前的预搅拌时间设为30 min、搅拌转速设为38 r/min、肥液浓度不高于1.3 g/mL,输出肥液浓度有较好的均匀性,实现精准施肥。     

红壤区肥液浓度对涌泉根灌水氮运移特性的影响

为提高红壤区涌泉根灌水氮利用效率,通过室内肥液入渗试验,研究了不同肥液浓度(0,10,20,35,60 g/L)条件下涌泉根灌土壤的入渗能力、湿润锋运移距离、土壤水分分布以及铵态氮和硝态氮的运移特性,并建立了红壤涌泉根灌土壤累计入渗量及湿润锋在竖直向上、竖直向下和水平方向的运移距离与肥液浓度的关系模型。结果表明:土壤累计入渗量、湿润锋运移距离以及湿润体内水分和氮素的分布均受到肥液浓度的影响。在同一入渗时刻,土壤累计入渗量及湿润锋运移距离随肥液浓度的增大而增大,且与入渗历时均呈幂函数关系;在灌水结束时,相同土层深度内,肥液浓度越大,土壤含水率就越大,土壤中铵态氮和硝态氮的浓度也越大,且与铵态氮相比,硝态氮的分布范围更广。随着肥液再分布的进行,土层内最大含水率位置逐渐下移,且土壤含水率的分布也更加均匀;土壤中铵态氮和硝态氮浓度的变化趋势不同,浅层中铵态氮的浓度逐渐降低,而硝态氮的浓度先降低后增加;深层中铵态氮的浓度先增加后降低,而硝态氮的浓度逐渐增加。该研究成果可为进一步研究红壤区涌泉根灌肥液入渗氮素运移及转化提供理论参考。     

保水剂和微生物菌肥配施对旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响

为探讨保水剂和微生物菌肥配施后旱作燕麦土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性的影响,在内蒙古黄土高原旱作农田设置不施用保水剂和微生物菌肥(CK)、保水剂和微生物菌肥配施(A)、单施微生物菌肥(B)和单施保水剂(C)4个处理,分析燕麦全生育期内0—10,10—20,20—40 cm土壤微生物生物量碳、氮含量及酶活性时空动态变化和产量变化。结果表明:(1)全生育期,土壤微生物量碳含量呈"双峰"曲线变化,峰值均出现在孕穗期和灌浆期;氮含量呈先降低后升高再降低趋势,苗期含量最高;过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性均呈"单峰"曲线变化,过氧化氢酶、土壤蔗糖酶峰值在孕穗期,土壤脲酶则在抽穗期。(2)除CK外,土壤微生物量碳、氮含量及过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性表现为0—10 cm10—20 cm20—40 cm,其中配施(A)对0—10,10—20 cm影响均显著(p0.05),单施(B、C)仅对10—20 cm土层影响显著(p0.05)。(3)10—20 cm土层,配施(A)与其他3个处理间差异均显著(p0.05),提高微生物量碳含量4.82%～40.28%、微生物生物量氮含量8.44%～68.66%、过氧化氢酶活性13.32%～60.16%、蔗糖酶活性10.45%～39.14%、脲酶活性12.40%～55.62%。(4)配施(A)能同时显著(p0.05)提高燕麦籽粒产量和生物产量,提高幅度分别为8.40%～20.12%和10.80%～25.09%。因此,保水剂和微生物菌肥配施在黄土高原旱作区具有较好改善土壤微生物活性效果,提高旱作燕麦产量。     

施用多功能生态肥对番茄生长和经济效益的影响

为了解决敦煌市蔬菜品质差、产量低而不稳的疑难问题,为温室蔬菜安全生产提供技术支撑,进行了多功能生态肥对番茄生长和效益的研究。结果表明:多功能生态肥原料间的主次效应(R)是:B(番茄专用肥,R=26.92)A(有机生态肥,R=24.29)C(土壤消毒杀菌剂,R=12.55);最佳配方组合是:m(有机生态肥)∶m(番茄专用肥)∶m(土壤消毒杀菌剂)=0.818 6∶0.177 4∶0.004 0。施用多功能生态肥与施用传统化肥比较,番茄早疫病发病率和可滴定酸分别降低66.67%和28.00%;株高、生长速度、茎粗、地上部分鲜质量和地上部分干质量分别增加4.45%、3.81%、7.61%、8.40%和6.67%;单果质量、单株果质量、产量、可溶性糖和VC含量分别增加6.23%、9.26%、8.82%、27.46%和23.65%;施肥利润和肥料投资效率分别增加1.84×10~4元/hm~2和1.23元/元。在甘肃省敦煌市肃州镇的温室土壤上施用多功能生态肥,改善了番茄品质,提高了番茄的经济效益。