设施土壤水-盐运移的研究进展

设施土壤不同于其他露地土壤,由于其内部高温、缺少雨水淋洗、蒸发强烈及施肥等因素的影响,表层土壤盐分不断积累,且以营养盐分为主,致使设施土壤的次生盐渍化、板结、酸化等生态问题日益突出,常引起各种作物的生理障碍.而水分则是影响上述变化较为活跃的因素之一,故设施土壤水分的作用则显得尤为重要.它作为其他溶质运移的载体,不仅影响其水量平衡和盐分积累的过程,同时还决定着土壤退化和农业面源污染进程.因此,本文在大量分析国内外研究的基础上,从土壤水-盐运移理论、露地土壤水-盐运移、设施水-盐运移的研究方面出发,客观地评价了该领域研究状况,并提出了该领域研究存在的问题和展望.     

水旱轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响

通过实地调查，采集不同免耕年限土壤进行对比分析，研究了水早轮作条件下长期自然免耕对土壤理化性质的影响。结果表明：水早轮作条件下，不进行秸秆覆盖长期双免耕的农耕措施对土壤理化性质有较大的影响。0～15cm土层容重随免耕年限的增加而减小，免耕7～8年后趋于稳定，而15～30cm土层的容重几乎不受影响；土壤团聚度随免耕年限的增加而增加，表层增加更明显；土壤有机质、全氮、速效氮和磷含量均随免耕年限增加而逐年上升，并且有明显表聚现象，但对速效钾的影响则不明显。     

汁液生物肥在小麦上的作用

采用微区培养试验和田间小区试验,研究了空心莲子草、臭牡丹、蒿、籽粒苋4种野生植物汁液及汁液与复合微生物、复合微量元素对小麦幼苗生长及产量的影响.结果表明,多种汁液混合,并添加复合微生物的效果最佳,能显著提高小麦的出苗率,植株干重和根冠比,增加根系活力.小区试验表明,多种汁液复合,同时加入微量元素和烯效唑获得的汁液生物肥效果最明显,其产量比对照增加16.51%,同时可以改善小麦的产量构成因子.     

典型设施栽培地区养分平衡及其环境风险

对山东寿光主要设施栽培地区的设施面积、施肥状况、蔬菜种类及产量等进行调查，并采集相应大棚的土样进行分析，结果表明：（1）设施栽培系统中，氮（N）、磷（P205）、钾（1（20）养分的投入量分别为4088（CV=30％）、3655（CV=35％）、3438kg·hm^-2（cV=36％），总养分收入量为11181kg·hm^-2。养分的投入主要以化肥为主，每年设施栽培由化肥投入的氮、磷、钾养分分别达2539、2183、2202kg·hm^-2，分别占到各种养分投入总量的63％、61％和66％。（2）作物吸收养分量远小于设施系统收入量，N、P2O5、K2O每年支出分别为1002、793、1099kg·hm^-2，仅占投入量的25％、22％、32％；盈余量分别为3086、3015、2339kg·hm^-2，平均盈余率为308％、471％和213％。（3）设施系统耕层土壤中速效氮、磷、钾与露地土壤相比分别仅增加684、575和1016kg·hm^-2，其增加量远远低于系统盈余量。大量盈余养分进入环境，表明存在着巨大的环境风险。     

根系CEC、ATP酶活性和根际微生物对籽粒苋富钾能力的影响

研究了根系CEC、根系和根际土ATP酶活性、根际微生物对籽粒苋富钾能力的影响。结果表明:①籽粒苋植株的高富钾能力不仅与其根系阳离子交换量(CEC)较大有一定关系,而且也与籽粒苋根际土和根系的ATP酶活性高相关;②籽粒苋植株富钾与其根际微生物类群数量没有直接相关关系。除籽粒苋苗期根际土壤好气性细菌总数低于非根际土外,3种作物根际土壤的微生物类群数量均高于非根际土。     

植物汁液及其生物复合物对辣椒的营养效应

盆栽试验和田间小区试验研究了7种野生植物汁液及汁液生物复合肥对辣椒生长及产量、品质的影响.结果表明几种植物汁液和汁液生物肥均能提高辣椒产量、改善品质,尤其在提高辣椒维生素C和降低硝酸盐含量上效果明显.臭牡丹汁液能使盆栽辣椒增产23.67%,维生素C含量提高21.76%,硝酸盐含量降低9.5%.空心莲子草汁液生物肥使小区辣椒维生素C含量提高26.9%;硝酸盐含量降低21.6%.7种野生植物汁液及汁液生物肥同时能改善土壤肥力,促进土壤养分良性循环.     

Cd胁迫对水稻亲本材料Cd吸收分配的影响

采用土培试验,以前期筛选出的水稻Cd安全亲本材料D62B为试验材料,以普通材料Luhui17为对照,研究不同生育期水稻Cd安全亲本材料在1、4、16 mg·kg-1Cd处理浓度下对Cd的吸收、分配及转运特征。结果表明:(1)在不同Cd处理浓度下,水稻Cd安全亲本材料D62B生长受到了一定程度的抑制,且随Cd处理浓度的提高生物量均显著降低。当Cd处理浓度为16 mg·kg-1时,D62B在分蘖期、抽穗期和成熟期的生物量分别较1 mg·kg-1Cd处理降低了52.05%、43.06%和32.34%。(2)D62B地上部Cd含量和转移系数在不同生育期均显著低于Luhui17,成熟期谷壳、糙米Cd含量也较低。当Cd处理浓度为1 mg·kg-1和4 mg·kg-1时,D62B的糙米Cd含量均低于食品安全国家标准0.2 mg·kg-1,表现出Cd安全亲本材料的"安全性"。(3)随Cd处理浓度的提高,D62B对Cd的吸收速率显著增加,且在分蘖期其吸收速率达到最大。在各处理下,D62B对Cd的吸收速率与Luhui17差异不显著。但D62B对Cd的转运速率在4 mg·kg-1和16 mg·kg-1Cd处理下则显著低于Luhui17,成熟期差异达到最大,分别为Luhui17的46.52%和66.68%。(4)D62B地上部Cd的亚细胞分布表现为细胞壁可溶部分细胞器,Luhui17为可溶部分细胞壁细胞器,地下部则均表现为可溶部分细胞壁细胞器。随Cd处理浓度的增加,Luhui17地下部细胞壁的分配比例显著降低,在16 mg·kg-1Cd处理浓度下,Luhui17细胞壁的分配比例显著低于D62B。综上所述,最终表现出D62B具有籽粒Cd低积累的特点,可为培育Cd安全水稻品种提供优良的种质资源。     

不同灌水频率下设施土壤盐分时空变化特征

通过室内土箱模拟试验,探讨了不同灌水频率（5,10,15 d·次-1）下,栽培辣椒的设施土壤的盐分时空动态变化特征。结果表明,在各灌水频率条件下,根据土壤EC值变化,均可分为3个阶段：快速降低阶段（第1次灌水后1-20 d）、缓慢降低阶段（第1次灌水后21-40 d）和稳定阶段（第1次灌水后41-62 d）。不同灌水频率下0-20 cm土层EC值,在快速降低阶段和稳定阶段表现为5 d·次-1＞10 d·次-1＞15 d·次-1,而在缓慢降低阶段却表现为5 d·次-1＞15 d·次-1＞10 d·次-1。0-20 cm土层积盐量,在缓慢降低阶段和稳定阶段,均以10 d·次-1灌水频率下最低,表明其对0-20 cm土层盐分的淋洗作用较强。     

不同耕作措施下成熟期玉米对径流及侵蚀产沙的影响

采用野外人工模拟降雨的方法,开展不同耕作措施下成熟期玉米对坡面产流及产沙影响的研究。结果表明:不同雨强下,种植玉米各措施径流量和产流强度都要小于相应的对照。在雨强为1.0,2.0mm/min下,平作措施径流量最小;在雨强为1.5mm/min下横坡措施径流量最小;在雨强为1.5mm/min下,平作措施和顺坡措施径流量达最大。在雨强为1.0mm/min下各措施含沙量均最小;在雨强为1.5mm/min下平作措施含沙量达最大;在雨强为2.0mm/min下横坡和顺坡措施含沙量最大。不同雨强下,平作、顺坡耕作、横坡耕作和对照小区产流产沙过程均呈波动变化,平作、顺坡耕作和横坡耕作的产流时间均较对照小区延后。     

稻种资源的磷利用效率差异及其分类评价

采用溶液水培试验,以289份稻种资源为供试材料,探讨了相同供磷水平下水稻生物量与磷利用效率的品种差异,并通过对其进行系统分类与评价,进一步阐明水稻磷素吸收及其生物学性状与磷素利用效率的关系。结果表明:(1)在水稻分蘖期与拔节孕穗期,供试品种生物量与磷利用效率均存在较大变幅,生物量的变异系数分别达到36.03%和34.85%,磷利用效率的变异系数分别为15.80%和17.73%。(2)通过动态聚类将供试稻种资源分为5种磷利用效率类型,它们存在明显的基因型差异;在分蘖期及拔节孕穗期两个时期,Ⅰ类高效型的生物量分别是Ⅴ类低效型的3.22倍和3.08倍,而其磷素利用效率分别是Ⅴ类低效型的1.73倍和1.82倍。(3)磷高效型水稻和低效型水稻体内含磷量和磷积累量也呈现出显著的基因型差异,Ⅰ类磷高效型水稻相对Ⅴ类低效型含磷量较低,磷累积量高,能吸收利用有限的磷素,维持自身的生理代谢,并产生较大的生物量。(4)不同磷利用效率类型的水稻的生物学性状中株高及分蘖数体现出极显著的基因型差异,并与磷利用效率呈极显著的正相关关系。