玉米植株不同部位还田土壤活性碳、氮的动态变化

探讨玉米植株不同部位腐解对还田土壤活性碳、 氮动态变化的影响。采用室内培养方法,通过动态监测土壤微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）、可溶性碳（DOC）和矿质氮含量,研究等量玉米根茬、秸秆、茎及叶4个部位在连续7季还田（秸秆+根茬还田）和不还田土壤（仅根茬还田）中的腐解转化特征。结果表明,秸秆腐解的最初 7 d是土壤活性碳、 氮动态变化的高峰期;腐解期间（62 d）SMBC、SMBN含量表现为添加秸秆始终高于根茬,叶分别在前28 d、14 d内高于茎,后期则低于茎,秸秆介于茎、叶之间;土壤DOC、矿质氮含量为叶＞秸秆＞茎＞根茬;培养结束时,各处理SMBC和矿质氮含量均较起始（0 d）显著提高,DOC含量基本保持不变,SMBN含量显著下降。与不还田土壤相比,还田土壤对新鲜残体的腐解影响不显著,且两者间土壤活性氮组分的差异较碳组分明显。腐解期间土壤活性碳、 氮的动态变化主要取决于各器官碳、 氮等化学组分的差异性,等量秸秆较根茬更有利于补充土壤活性碳、氮数量,土壤活性氮组分对还田土壤的响应较碳组分灵敏。     

接种微生物条件下牛粪＋麦秸堆腐过程有机组分的动态变化

大量排放的畜禽粪便若利用不当则会对环境构成威胁,经微生物发酵、制成高效有机肥料是粪肥与秸秆综合利用的一种重要方式。试验以牛粪添加不同比例的小麦秸秆为原料,在接种和非接种微生物的条件下进行堆腐,研究了腐解过程有机组分及腐殖物质的动态变化。结果表明,随着腐解进行,乙醇溶性组分含量逐渐降低;水溶性组分含量先升高再降低;半纤维素和纤维素含量随腐解进行呈现一定波动,但总体呈降低趋势;木质素含量呈增加趋势;全碳含量降低,腐殖物质碳占全碳的比例逐渐增加,H/F比值逐渐升高。秸秆的加入比例越高越有利于木质素的积累,牛粪所占比例越大则越有利于腐殖物质的形成。接种微生物可促进有机物料中各有机组分的分解,并有利于腐殖物质的形成。     

氮肥用量和喷施锌钾肥对小麦籽粒锌含量及生物有效性的影响

[目的]小麦籽粒锌(Zn)含量普遍较低,在没有外源锌施用措施下难以满足以小麦为主食人群健康所需.探索提升小麦籽粒Zn含量,尤其是其加工产品面粉Zn含量和Zn生物有效性的农艺措施,具有实际重要的意义.[方法]于2013、2014年分别在陕西杨凌示范区和三原试验站进行小麦田间试验,两地均为潜在缺锌石灰性土壤,DTPA-Zn...     

不同基因型冬小麦幼苗对缺锌的敏感性反应

采用砂培试验研究了不同小麦基因型对施锌的反应.通过比较小麦幼苗根冠比的大小(是否大于1),以及根据培养过程中植株的生长表现,将供试的25种小麦基因型划分为两类:即缺Zn敏感型和非敏感型.结果还表明,供Zn可以促进小麦地上部和根系的生长,均较大幅度提高了叶绿素SPAD值(25个小麦基因型中18个的增幅都超过10%),而根冠比则相对保持稳定.小麦种子中的锌含量、幼苗根冠比与小麦叶片叶绿素SPAD值之间均无显著性相关关系.由于地上部积累了较高浓度的Zn,缺Zn非敏感型可有效减轻缺Zn对其造成的危害.非敏感型与敏感型相比较,缺Zn条件下地上部和根系锌含量平均值分别高出96.6%和28.8%,而在供Zn条件下则高出47.6%和10.9%.施Zn对敏感型与非敏感型小麦体内磷含量并无显著性影响.小麦幼苗中P/Zn的大小主要受到小麦体内Zn含量变化的影响,与磷含量则无明显的关系.     

螯合-缓冲营养液培养条件下不同小麦品种的锌效率比较

【目的】比较不同小麦品种的Zn效率,为Zn高效小麦品种的筛选提供参考。【方法】以9种面包型小麦(渭丰151、陕715、郑麦9023、中育6号、小偃22、武农148、小偃216、西农889和远丰175)为供试材料,以黑麦(Secale cereale)为对照,采用螯合-缓冲营养液培养方法,设不供锌(-Zn)和供锌(+Zn,3μmol/L)2种处理,进行为期35 d的水培试验,测定小麦叶片SOD活性、生物量、植株样品Zn含量及种子Zn含量。【结果】培养2周后,缺Zn条件下9个小麦品种植株均出现典型的缺Zn症状,并且缺Zn症状随着培养时间的延长而加重。缺Zn导致小麦地上部干质量大幅度下降,而根系所受的影响相对较小;6个小麦品种(渭丰151、郑麦9023、远丰175、小偃22、西农889和中育6号)在供Zn时其地上部干质量接近,但在缺Zn时差异很大。9个小麦品种的Zn效率为23.6%~46.3%,远低于黑麦的Zn效率(81.4%)。供Zn后,小麦植株地上部Zn含量和Zn吸收量均显著提高,但黑麦地上部Zn含量变化不大。缺Zn时小麦Zn效率与植株地上部Zn吸收量之间存在显著正相关关系,但与植株地上部Zn含量无明显相关性;Zn效率与种子Zn含量和Zn总量之间均不存在显著相关性。【结论】面包型小麦的耐缺Zn性存在较大的基因型差异,Zn效率可以作为筛选面包型小麦耐缺Zn性的一个可靠指标。     

小麦和玉米秸秆腐解特点及对土壤中碳、氮含量的影响

通过室内模拟培养试验,揭示了不同水分条件下小麦和玉米秸秆在土壤中的腐解特点及对土壤碳、氮含量的影响。结果表明,1)水分条件对有机物质腐解的影响较大,在32 d的培养期间,相对含水量为60%(M60)时,土壤CO2释放速率始终低于含水量80%(M80)的处理。M60条件下释放的CO2-C量占秸秆腐解过程中释放碳总量的40.1%,而M80条件下达到51.5%;M60条件下,添加秸秆土壤中有机碳含量平均提高2.24 g/kg,显著高于M80条件下的1.43 g/kg。2)添加玉米秸秆的土壤,在培养期内CO2释放速率始终高于小麦秸秆处理,CO2-C累积释放量和有机碳净增量分别为408.35 mg/pot和2.12 g/kg;而小麦秸秆处理分别仅为378.94 mg/pot和1.56 g/kg,两种秸秆混合的处理介于二者之间。3)与未添加秸秆相比,土壤中添加小麦或玉米秸秆后,土壤有机碳、微生物量碳、全氮和微生物量氮含量均显著提高,且数量上总体趋势表现为:玉米秸秆两种秸秆混合小麦秸秆。可见,适宜水分条件有利于秸秆腐解过程中秸秆中碳向无机碳方向转化,而不利于向土壤有机碳方向转化;且玉米秸秆比小麦秸秆更易腐解。秸秆在土壤中腐解对补充土壤碳、氮作用很大,可改善土壤微生物生存条件,提高土壤质量。     

不同根区温度对冬小麦生长发育及养分吸收的影响

以Hoagland营养液为介质,采用自制的恒温培养系统研究了不同根区温度对冬小麦生长发育以及N、P、K养分吸收的影响。结果表明:小麦冬前至返青期低温处理明显抑制根系发育,根长、根体积、根系生物量、叶面积、地上部生物量、养分累积量均比常温处理显著降低,其中越冬前低温处理对地上部的影响大于对根系的影响,而返青期低温处理对根系的影响大于地上部;越冬前和越冬期高温促进了根系生长,但地上部生物量和养分累积量呈降低趋势,返青期高温抑制了根长和根体积的增加,但有促进地上部生长的作用。     

缺锌条件下小麦的养分吸收状况及不同基因型的耐性差异

采用螯合-缓冲营养液（Chelator-buffer culture solution）进行培养试验,对缺锌条件下3种小麦基因型（绵阳19、邯6172、新麦13）的生长发育状况及对P、Cu、Fe、Mn营养的影响进行了研究,并且应用4种指标,即锌效率（缺锌与锌充足供应条件下小麦地上部干物质之比）、相对冠根比（缺锌与锌充足供应条件下小麦冠根比之比）、缺锌条件下小麦地上部的锌吸收量、干物质量,对3种小麦的耐缺锌能力进行了比较。结果表明,在锌缺乏条件下小麦地上部生长量明显降低,而根系依然能保持相对较强的生长发育能力;不同小麦基因型对缺锌的耐性存在明显差异,其中邯6172的耐性最强;在缺锌胁迫条件下,小麦地上部Cu、Fe、Mn含量及Cu／Zn、Fe／Zn、Mn／Zn均明显升高,地上部锌含量与Cu、Fe、Mn含量均呈极显著负相关,说明锌缺乏能够促进Cu、Fe、Mn在地上部的累积。与此相反,锌缺乏条件下小麦P含量及吸收量均明显降低,地上部磷、锌含量之间极显著正相关,但与Cu,Fe,Mn相似,缺锌后P从根系向地上部的转运率升高。同时,对缺锌耐性最强的小麦基因型邯6172在锌缺乏条件下,地上部Cu、Fe、Mn含量的升高与P含量的降低幅度均是3种供试小麦中最大的,似乎表明小麦对锌缺乏的耐性大小与对Cu、Fe、Mn的吸收能力及与对P吸收的抑制有关。     

不同玉米基因型幼苗缺锌敏感性评价

采用砂培试验方法,在缺锌条件下对35个玉米基因型的缺锌敏感性及相关影响因子进行了比较和评价。根据培养试验中玉米幼苗叶片缺锌症状出现的严重程度和时间早晚,将供试玉米基因型划分为缺锌敏感型、中等敏感型和非敏感型3种类型。对10个缺锌敏感型和非敏感型玉米基因型进行比较发现,外界缺锌对玉米幼苗期的生物量影响不大,敏感型玉米基因型仅仅从外观上显示出缺锌症状。缺锌能显著降低缺锌敏感型玉米基因型叶片的叶绿素含量,而对非敏感型玉米基因型的叶绿素含量影响较小。缺锌敏感型玉米基因型的根冠比普遍较大,其根冠比均大于1,而非敏感型玉米基因型的根冠比却等于或小于1。缺锌敏感型玉米基因型种子中P/Zn较高,非敏感型玉米基因型的P/Zn较低。在缺锌条件下,缺锌敏感型玉米基因型锌从种子向地上部转移的转移率更高。总的来看,玉米种子中的P/Zn可以作为判断玉米生长期内缺锌敏感性的一个重要指标,玉米幼苗的根冠比可以作为鉴别缺锌敏感性的另一指标。     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。