滴灌条件下毒死蜱在土层中迁移转化规律及其对土壤微生物特性的影响

为了解滴灌条件下毒死蜱在土壤中的迁移转化规律,采用土柱模拟试验,研究了滴灌条件下种植作物、代森锌消毒和不同土壤含水率对毒死蜱的分布及土壤酶活性和土壤微生物生物量碳的影响。结果表明：施用于表层的毒死蜱在施用初期主要残留在10 cm以上土层,随着时间的增加,而发生降解并向下迁移。土壤中3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP,毒死蜱的主要代谢产物）含量在0.1~1.5 mg·kg^-1之间,施药30 d后,40 cm土层中毒死蜱和TCP均有检出。不同处理下,毒死蜱含量在10 cm以上土层存在较大差异,TCP含量在20 cm以上土层存在一定差异。消毒抑制毒死蜱的降解,作物根系促进土壤微生物繁殖,有利于毒死蜱的降解。土壤含水率对10 cm土层毒死蜱含量有较大影响,在未消毒和种植作物处理中,最强的毒死蜱降解分别发生在土壤含水率为80%和70%处理中。毒死蜱和TCP对微生物以抑制作用为主,不同处理的抑制程度不同。毒死蜱在低浓度时对过氧化氢酶和脲酶活性有激活作用,高浓度时存在抑制作用,作物的存在减弱了毒死蜱对两种酶活性的影响。毒死蜱的降解与土壤碱性磷酸酶活性有关,种植作物改变了毒死蜱和土壤碱性磷酸酶的分布。代森锌消毒对过氧化氢酶和脲酶活性有激活作用,对碱性磷酸酶活性有一定抑制作用。     

外源Ca2+对模拟酸雨胁迫下不同抗性水稻根系氮吸收的影响

为减轻酸雨对植物生长的不利影响,探究Ca²⁺对植物耐酸性的调控机制,本文以五优308（抗性种）和南粳9108（敏感种）两个品种水稻为研究对象,研究外源Ca²⁺对低强度酸雨（pH 4.5,SAR1）和高强度酸雨（pH 3.0,SAR2）胁迫下水稻幼苗根系生长、氮（NO₃^-和NH₄⁺）含量及吸收速率、ATP含量、质膜H⁺-ATPase活性及其磷酸化水平的影响。结果表明： SAR1处理下两个品种水稻的H⁺-ATPase磷酸化水平和活性增加（P<0.05）,促进ATP分解,增加供能,使NH₄⁺吸收增加（P<0.05）,但NH₄⁺仅在南粳9108根中过量积累（P<0.05）,引起铵毒,造成根系生长抑制,五优308中NO₃^-和NH₄⁺含量及其生长均未受影响（P>0.05）。SAR2处理下,两个品种水稻质膜H⁺-ATPase活性和NO₃^-、NH₄⁺吸收速率及含量均降低,根系生长受到抑制（P<0.05）,其中南粳9108降幅大于五优308。Ca²⁺+SAR1处理组两个品种水稻根系质膜H⁺-ATPase磷酸化水平和活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长均与对照（叶喷去离子水处理）差异不显著（P>0.05）。Ca²⁺+SAR2处理下H⁺-ATPase活性、NO₃^-和NH₄⁺吸收和积累以及根系生长低于对照（P<0.05）,但显著高于单一SAR2处理（P<0.05）。研究表明,外源Ca²⁺可有效保障模拟酸雨（pH 4.5、3.0）下质膜H⁺-ATPase磷酸化水平,促进H⁺-ATPase活性升高,缓解酸雨对NO₃^-和NH₄⁺吸收的抑制,维持根系生长。其中,外源Ca²⁺对相同强度模拟酸雨胁迫下五优308的调控效果优于南粳9108,说明外源Ca²⁺对酸雨胁迫下植物氮吸收的影响不仅受酸雨强度限制,而且也会受品种影响。本实验中,外源Ca²⁺对不同强度酸雨胁迫下不同抗性水稻氮吸收均有调控效果,合理利用外源Ca²⁺将有助于调节酸雨区农作物的营养吸收,缓解酸雨对农业生产的危害。     

微生物菌剂对金银花生长和品质的调控

为探究3种不同微生物菌剂（生物冲施肥、枯草芽孢杆菌菌剂和坤益健100）对金银花生长特性和品质的影响,采用田间小区试验,对金银花分别施用3种不同微生物菌剂,测定金银花相关生长指标、产量及品质。结果表明：坤益健100对金银花新稍长度和新生叶数提高效果明显,较空白对照分别提高59.67%和39.20%;生物冲施肥对叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率作用效果最佳,较对照分别提高10.06%、30.41%和22.75%;对金银花的增产效果表现为生物冲施肥>枯草芽孢杆菌菌剂>坤益健100,较对照分别增产51.04%、20.39%、9.40%;与对照相比,施用微生物菌剂后金银花中木犀草苷、绿原酸、浸出物含量明显提高,总灰分显著下降。研究表明,微生物菌剂对金银花生长、产量和品质提升效果显著,综合评价结果为生物冲施肥效果最佳,坤益健100次之。     

氮素调控对玉米氮素同化过程及产量的影响

氮素调控措施与作物氮素吸收利用和产量密切相关,但目前关于不同氮素调控措施对玉米主要生育期氮素同化过程的影响仍不清楚。以郑单958为试验材料,设置不施氮肥（CK）、传统施肥（CN）、氮肥+生物炭（SN）和氮肥+硝化抑制剂DMPP（DN）4个处理,分析不同氮素调控对玉米氮素同化过程中铵态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量以及氮素利用率和产量的影响。结果表明：DN和SN处理较传统施肥处理均可以提高玉米植株体内硝态氮和铵态氮含量、NR和GS活性;DN和SN处理显著提高灌浆期谷氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白含量;DN处理成熟期籽粒的氮素积累量显著高于SN和CN处理,分别显著增加18.4%和30.0%;DN处理产量最高,SN次之,二者并无显著差异,但相较CN处理分别显著增产1 483.0和1 154.2 kg·hm^-2。两种氮素调控均促进了玉米对氮素的吸收,显著提高氮肥吸收利用率,其中硝化抑制剂处理氮肥吸收利用率最高且显著高于其他处理。综上,生物炭或硝化抑制剂配施氮肥,可以促进玉米氮素同化和转运过程,显著提高玉米产量和氮肥利用效率,综合产量、籽粒氮素积累量和氮肥吸收利用率,硝化抑制剂配施氮肥可作为淮河流域玉米高产高效的栽培措施。     

PROGRESS ON IMPROVING AGRICULTURAL NITROGEN USE EFFICIENCY: UK-CHINA VIRTUAL JOINT CENTERS ON NITROGEN AGRONOM

● Virtual joint centers on N agronomy were established between UK and China. ● Key themes were improving NUE for fertilizers, utilizing livestock manures, and soil health. ● Improved management practices and technologies were identified and assessed. ● Fertilizer emissions and improved manure management are key targets for mitigation. Two virtual joint centers for nitrogen agronomy were established between the UK and China to facilitate collaborative research aimed at improving nitrogen use efficiency (NUE) in agricultural production systems and reducing losses of reactive N to the environment. Major focus areas were improving fertilizer NUE, use of livestock manures, soil health, and policy development and knowledge exchange. Improvements to fertilizer NUE included attention to application rate in the context of yield potential and economic considerations and the potential of improved practices including enhanced efficiency fertilizers, plastic film mulching and cropping design. Improved utilization of livestock manures requires knowledge of the available nutrient content, appropriate manure processing technologies and integrated nutrient management practices. Soil carbon, acidification and biodiversity were considered as important aspects of soil health. Both centers identified a range of potential actions that could be taken to improve N management, and the research conducted has highlighted the importance of developing a systems-level approach to assessing improvement in the overall efficiency of N management and avoiding unintended secondary effects from individual interventions. Within this context, the management of fertilizer emissions and livestock manure at the farm and regional scales appear to be particularly important targets for mitigation.     

NITROGEN USE AND MANAGEMENT IN ORCHARDS AND VEGETABLE FIELDS IN CHINA: CHALLENGES AND SOLUTIONS

● Excessive application of N fertilizers in orchards and vegetable fields (OVFs) in China is particularly common. ● Long-term excessive application of N fertilizers has made OVFs hotspots for N surplus and loss in China. ● Nitrate accumulation in the soil profile is the main fate of N fertilizers in OVF systems. ● Reducing the N surplus is the most effective way to reduce N loss and increase NUE. China is the largest producer and consumer of fruits and vegetables in the world. Although the annual planting areas of orchards and vegetable fields (OVF) account for 20% of total croplands, they consume more than 30% of the mineral nitrogen fertilizers in China and have become hotspots of reactive N emissions. Excess N fertilization has not only reduced the N use efficiency (NUE) and quality of grown fruits and vegetables but has also led to soil acidification, biodiversity loss and climate change. Studies using ¹⁵N labeling analysis showed that the recovery rate of N fertilizer in OVFs was only 16.6%, and a high proportion of fertilizer N resided in soils (48.3%) or was lost to the environment (35.1%). Nitrate accumulation in the soil of OVFs is the main fate of N fertilizer in northern China, which threatens groundwater quality, while leaching and denitrification are the important N fates of N fertilizer in southern China. Therefore, taking different measures to reduce N loss and increase NUE based on the main pathways of N loss in the various regions is urgent, including rational N fertilization, substituting mineral N fertilizers with organic fertilizers, fertigation, and adding mineral N fertilizers with urease inhibitors and nitrification inhibitors.     

氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响

为研究氮锌配施对水稻生长、产量和养分吸收分配的影响,采用大田小区试验,以籼型杂交稻品种广两优35和常规粳稻品种日本晴为研究材料,设置3个锌水平和4个氮水平的交互处理,分析了各生育期水稻的生物量,成熟期产量及构成因素,各部位氮和锌的含量、累积量和分配比例。结果表明,氮锌配施对水稻早期的生长和后期的产量形成均具有协同增效效应,这种效应在不同水稻品种中具有一定的差异性。氮锌配施对水稻每公顷穗数具有极显著的正向交互效应,每公顷穗数的显著增加是氮锌配施下水稻产量提高的主要原因。氮锌配施不仅提高了水稻植株中的氮和锌含量,同时还促进了氮和锌向生殖器官(小穗)中分配,这可能是水稻产量提高的主要生理机制之一。     

石漠化治理区不同优势树种根际土壤酶活性与土壤理化性质和微生物数量的关系

为探究石漠化治理区人工林根际土壤理化性质及微生物数量对土壤酶活性的影响,以通径分析法对建水县小关村石漠化治理区不同树种根际土壤酶活性与土壤理化性质、微生物数量关系进行研究。结果表明:不同树种的根际土壤理化性质指标、酶活性和微生物数量除速效磷和真菌数量外,均存在显著差异(P<0.05)。根际土壤酶活性与理化性质、微生物相关性显著。影响过氧化氢酶活性的重要因子是全钾、放线菌数量、pH;影响脲酶活性的重要因子是pH、放线菌数量、全氮;影响蔗糖酶活性的重要因子是pH、全钾、全氮。综合来看,石漠化治理区人工林根际土壤酶活性受根际土壤理化性质影响较大,受微生物数量影响较小。     

扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响

【目的】研究不同种植模式对滴灌春小麦干物质、氮素的吸收和产量的影响。【方法】 设置3个种植方式(TR:常规播种;K:宽窄行播种;S:缩行缩带宽播种)和3个滴灌配置(1管4行:一条滴灌带两侧各2行, R₁、R₂行;1管6行:一条滴灌带两侧各3行,R₁、R₂、R₃行;1管8行:一条滴灌带两侧各4行, R₁、R₂、R₃、R₄行),小麦品种为新春44号和新春22号,研究扩大管行比对新疆滴灌春小麦氮素吸收和产量的影响。【结果】 在1管6行滴灌配置方式下,R₃行单株干物质积累大于R₂行,1管8行滴灌配置方式下,R₄行单株干物质积累大于R₃行,不同种植方式间干物质积累量TR₄﹥K₆﹥S₆﹥K₈﹥S₈;在1管6行滴灌配置方式下,K₆单株氮素积累量高于S₆;在1管8行滴灌配置方式下,K₈单株氮素积累量高于S₈。在1管6行滴灌配置方式下单株氮素积累量R₁﹥R₂﹥R₃,1管8行滴灌配置方式下,R₁﹥R₂﹥R₃﹥R₄;扩大管行比种植模下S₆产量最高,新春22号为487.59 kg/667m²,新春44号为536.56 kg/667m²,各种植模式行间产量表现为由近行到远行先降低后边行升高。【结论】 在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株干物质的积累,且2品种间新春44号单株干物质积累量高于新春22号;在扩大管行比情况下同时缩小行距有利于小麦边行单株氮素积累量的积累,且2品种间新春44号单株氮素积累量高于新春22号; K₆、S₆种植模式中的R₃行产量高于R₂行、K₈、S₈种植模式中R₄行产量高于R₃行;扩大管行比种植模式下,S₆产量与TR₄差异不显著,且表现最优;新春44号行间变异系数比新春22号小,且在不同种植模式下,新春44号产量均高于新春22号,扩大管行比种植模式下,S₆种植模式的产量与TR₄种植模式的产量差异不显著,表现最优;在新疆滴灌小麦生产中,推荐选择行间变异系数小的新春44号,其中最优种植模式为S₆。     

核桃实生幼苗光合特性对高磷胁迫的响应

【目的】研究高磷胁迫下核桃砧木苗的光合生理及物质积累特性,为核桃直播建园砧木苗磷肥施用管理提供参考。【方法】 以新新2核桃幼苗为材料,比较其在高磷梯度下生物量、光合特性、荧光特性、光合产物及叶片营养元素的影响。【结果】 核桃实生幼苗的生物量整体随着施磷量的增加呈下降趋势,净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、初始荧光、最大荧光、最大光化学量子效率及光合色素含量均呈先上升后下降的趋势,在P₂处理下达到峰值。核桃幼苗合成的可溶性糖和可溶性蛋白随磷梯度的增大呈上升趋势,酸性磷酸酶活性呈下降趋势。核桃砧木苗叶片中硫、钾、钼、锌、硼和铁元素随着供磷水平的升高呈先扬后抑趋势,于P₂处理下达峰值,磷、镁、钙、铜和锰元素随着磷水平的增大而增加,于P₄处理下达到最大值,磷过量不利于核桃幼苗对上述元素的吸收。【结论】 高磷胁迫显著抑制了核桃幼苗的生长及光合作用,打破了实生核桃幼苗各养分含量之间的平衡。磷水平过高或过低都不利于核桃实生幼苗的生长和发育。