长期施氮对马铃薯田土壤剖面硝态氮积累及细菌群落结构的影响

【目的】揭示长期连续施氮对半干旱地区马铃薯田土壤剖面中硝态氮积累及细菌群落结构的影响.【方法】通过大田试验设置了6个不同的施氮水平:N_0(不施氮,对照)、N_(75)(施氮量75 kg/hm~2)、N_(150)(施氮量150 kg/hm~2)、N_(225)(施氮量225 kg/hm~2)、N_(300)(施氮量300 kg/hm~2)和N_(375)(施氮量375 kg/hm~2),研究连续4年施氮对旱地马铃薯田土壤剖面中硝态氮的积累以及细菌群落结构的影响.【结果】随着施氮量增加,0～100 cm土壤剖面内NO_3~--N含量显著增加(P0.05),尤其0～20 cm土壤表层各施氮处理的NO_3~--N含量分别比对照N_0增加了55.8%,113.9%,162.8%,365.1%和988.4%.Miseq高通量测序结果显示,连续施氮显著改变了0～20 cm表层土壤的细菌群落结构,在门水平上的土壤优势细菌类群中,随着施氮量增加,各施氮处理土壤放线菌门和拟杆菌门的细菌的丰度分别比对照N0处理增加了6.1%～17.4%和16.4%～46.8%,酸杆菌门的丰度比对照降低了7.8%～26.4%;在纲水平上的土壤优势细菌类群中,与对照N_0相比,各施氮处理拟杆菌纲细菌的丰度增加了33.8%～173.3%,AcidobacterGp4和Anaerolineae的相对丰度分别降低16.3%～33.8%、8.1%～22.7%;在属水平上的土壤优势细菌类群中,各施氮处理的Ohtaekwangia和Streptomyces细菌的丰度分别比对照增加了33.6%～173.1%和3.4%～66.4%,而Gaiella和Solirubrobacter细菌的丰度分别比对照N_0降低了6.9%～30.8%和4.5%～27.6%.连续4 a过量施氮也显著降低了土壤细菌的群落多样性.RDA冗余分析及相关性分析结果表明,土壤NO_3~--N含量与放线菌门、拟杆菌门、拟杆菌纲、Ohtaekwangia、Streptomyces(链霉菌属)和Lysobacter(溶杆菌属)的细菌的丰度显著正相关,与酸杆菌门、Gaiella、Solirubrobacter(土壤红杆菌属)、Gemmatimonas(芽单胞菌属)的细菌的丰度显著负相关.【结论】连续4 a施氮,随着施氮量增加,显著地提高了土壤剖面中硝态氮的含量,与对照N_0相比,0～20 cm表层土壤细菌丰度随着施氮量增加显著增加,细菌群落结构发生改变,且过量施氮降低了土壤细菌的多样性.RDA分析及person相关性分析表明,长期施氮引起土壤硝态氮含量的变化是造成土壤细菌群落结构发生改变的主效土壤环境因子.     

不同氮水平对旱地覆膜马铃薯干物质积累与分配的影响

针对马铃薯生产中存在的氮肥施用过量问题,通过田间试验,研究了不同氮肥水平(0、50、100、150、200、250 kg·hm~(-2),分别对应T1、T2、T3、T4、T5、T6处理)对旱地覆膜马铃薯"陇薯3号"的生育进程及其干物质积累与分配的影响。结果表明:施用氮肥显著推迟了马铃薯的生育进程,随施氮量的增加,马铃薯的生育期延后,各施氮处理的干重平衡期比不施氮肥的对照处理(T1)推迟了2~16 d;施用氮肥显著增加了马铃薯全株和块茎干物质快速积累的持续时间(Δt),随施氮量的增加,与T1相比,全株Δt增加了2~14 d,块茎Δt增加2~10 d;马铃薯整株和块茎干物质积累均表现出明显的"S"曲线特征。不同氮水平对成熟期马铃薯干物质在不同器官中的分配比例也有显著影响,随施氮量的增加,成熟期茎和叶所占干物质比例明显增加,块茎所占干物质比例呈单峰趋势变化;不同氮水平也显著影响马铃薯块茎产量,与对照处理(T1)相比,T2处理增产17.86%,T3、T4、T5和T6分别减产6.88%、21.06%、27.05%和38.63%,说明过量施用氮肥会导致马铃薯减产,其本质是马铃薯库源关系的失调(施氮量超过50 kg·hm~(-2)时)。在本试验条件下,当目标产量为1.65 t·667m-2时,50 kg·hm~(-2)为经济最佳施肥量。     

施氮水平对甘肃烤烟烟碱、钾含量及经济效益的影响

针对甘肃烤烟生产中存在的烟叶品质低及种植效益不高等问题,于2007年在庆阳市正宁县布置了大田试验,研究了0、30、60、90kg/hm2 4种施氨水平对烤烟烟碱、钾含量及经济效益的影响.结果表明:烟碱含量随施氮水平的提高显著增加,以施氮量为30 kg/hm2和60 kg/hm2时烤烟各部位烟碱含量最适宜.烟叶钾含量随施...     

不同顶端调控措施对烤烟钾及烟碱含量的影响

为探讨烤烟品质的生理调控措施,于2007年在甘肃省庆阳市正宁县进行了大田试验,研究了打顶及打顶后涂抹α-萘乙酸(NAA)、激动素(KT)和吲哚乙酸(IAA)3种外源激素对烟叶钾素和烟碱含量的影响.结果表明:打顶显著降低了烟叶钾含量,下降幅度为7.78%~20.1%,以上部叶最为显著;打顶显著提高了烟叶烟碱含量,增幅为33.5%~34.3%.打顶后涂抹3种外源激素均能显著提高烟叶钾含量,其中以KT效果最佳,上、中、下部叶分别增加了57.42%、26.62%和40.26%;打顶后涂抹3种外源激素均能显著降低烟叶烟碱含量,改善烤烟品质,其中烟碱含量以KT降幅最大,NAA次之,IAA最小,改善烤烟品质,以KT的效果最佳.     

水肥一体化技术对辣椒干物质积累及养分吸收规律的影响

[目的]针对目前设施蔬菜生产中存在的水肥利用率低等问题,研究水肥一体化技术对日光温室辣椒干物质积累及养分吸收规律的影响,为甘肃省设施辣椒的可持续发展生产提供科学依据。[方法]通过田间试验,以常规沟灌冲施肥为对照(T1),研究水肥一体化技术处理(T2)对日光温室辣椒"陇椒3号"干物质积累及养分吸收规律的影响。[结果](1)水肥一体化技术能显著促进了辣椒植株干物质的积累,T2处理干物质积累总量比T1提高了9.21%,果实和根干物质积累分别提高了22.47%和7.29%;提前30d到达干物重第一个平衡期,推迟41d到达第2个平衡期。(2)T2处理N,P2O5,K2O吸收积累总量比T1增加了18.23%,30.73%和19.76%;T2处理果实中N所占比例比T1处理提高了9.73%;P2O5提高了13.70%;K2O提高了13.00%。(3)T2处理比T1氮磷钾利用率分别提高了51.0%;43.3%和71.2%;节水48.9%;增产22.1%;增收3.55万元/hm2。[结论]水肥一体化技术能提高辣椒的干物质和养分积累量,提高果实中的分配比例。     

不同锌肥对旱作马铃薯植株锌的吸收、积累与分配的影响

通过大田试验,研究了施用不同锌肥(无机硫酸锌和有机螯合态糖醇锌)对马铃薯"新大坪"植株锌的吸收、积累和分配以及对块茎产量的影响。结果表明:出苗后35 d即可观察到马铃薯植株各器官锌浓度的明显差异;在生育期进行的3次喷施显著提高了各器官的锌浓度和积累量,以叶片的增幅最大;硫酸锌处理(T2)和糖醇锌处理(T3)叶片的锌浓度分别于出苗后85 d和75 d达到峰值;出苗后85 d时,T2和T3处理叶片的锌浓度分别比对照(T1)提高了47.88 mg·kg-1和72.24 mg·kg-1,T3比T2提高了24.36 mg·kg-1。至块茎增长末期,T2和T3处理叶片的锌积累量分别比T1增加了1.5倍和4倍,块茎锌素积累量比T1增加37.5%和49.4%。施用锌肥后通过提高马铃薯叶片的锌浓度,促进了叶片的光合作用,进而促进了其它器官的生长发育,最终提高了块茎产量和锌产量,T2和T3处理的块茎产量分别比T1增加了10.6%和22.5%,锌产量分别增加了26.9%和46.0%。"拌种+喷施"的锌肥施用技术法提高了锌向根和茎叶的分配率,降低了向块茎的分配率;施用锌肥提高了地上器官中向地下器官的转运系数。马铃薯种薯和叶片对小分子有机螯合态锌肥糖醇锌的吸收明显优于无机锌肥硫酸锌。     

连作对马铃薯根系生物学特征和叶片抗逆生理的影响

针对连作导致马铃薯生长发育受阻和产量下降等问题,在甘肃省景泰县条山农场设置了不同连作年限的大田试验,从植株自身形态和生理响应方面初探马铃薯连作障碍的可能机制。结果表明：连作明显降低了马铃薯地上和地下部生物量,增加了总根长、根表面积、根尖数和根冠比,且随着连作年限的延长,生物量下降越大,而总根长、根表面积、根尖数和根冠比增加越大,连作5年的总根长、根表面积、根尖数和根冠比比轮作分别增加了39.35%、26.60%、31.67%和70.90%;连作明显增加了块茎膨大期叶片MDA活性, 叶片SOD、POD和CAT的活性随连作年限表现为先上升后下降,从连作3 a开始,叶片MDA活性急剧增加,而叶片SOD、POD和CAT的活性急剧下降;连作1 a和2 a地块的块茎产量差异不显著,但连作3 a后块茎产量较轮作下降了45%以上。由此可见,在当地生态环境和栽培及品种条件下连作的阈值年限可能为2 a,根系生长增加是马铃薯应对连作逆境的主动性适应机制。     

马铃薯根系分泌物及氨基酸对萎缩芽孢杆菌QHZ3趋化成膜的影响

通过土培收集、硅烷衍生化分离、气质联用鉴定马铃薯苗期、现蕾期及盛花期根系分泌物的主要成分，并采用半固体平板法、类毛细管法和结晶紫染色法比较观察马铃薯不同生育时期根系分泌物及氨基酸对萎缩芽孢杆菌QHZ3趋化成膜的影响，以揭示菌株QHZ3在马铃薯根际的定殖机制。马铃薯根系分泌物鉴定中发现了5种氨基酸：脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸。定性试验显示，马铃薯不同生育时期的根系分泌物和除脯氨酸之外的其他4种氨基酸均对菌株QHZ3具有显著的正趋化作用，并以甘氨酸的作用最强，其趋化圈直径（6.40 cm）是对照（3.48 cm）的1.84倍；定量试验结果表明，根系分泌物（120 μg·mL^-1和240 μg·mL^-1）、甘氨酸（10 ~50 μmol·L^-1）、天冬氨酸（50~75 μmol·L^-1）和苯丙氨酸（25~50 μmol·L^-1）均对菌株QHZ3有显著正趋化作用，尤其以25 μmol·L^-1的甘氨酸趋化性指数最大，其毛细管中细菌数量（5.13×10⁵ CFU·mL^-1）达到对照组（1.53×10⁵ CFU·mL^-1）的3.3倍；结晶紫染色法显示，现蕾期和盛花期根系分泌物以及甘氨酸（25~100 μmol·L^-1）、脯氨酸（75~100 μmol·L^-1）和苯丙氨酸（25~100 μmol·L^-1）均对菌株QHZ3生物膜的形成有显著促进作用。根系分泌物和氨基酸均对菌株QHZ3在马铃薯根际趋化成膜具有促进作用，但5种氨基酸的作用各不相同，其中天冬氨酸和酪氨酸显著影响菌株的趋化作用，脯氨酸显著影响了菌株生物膜的形成，而甘氨酸和苯丙氨酸则对菌株的趋化和成膜兼具显著效果。