施氮对不同肥力土壤小麦氮营养和产量的影响

【目的】农田养分供应是由土壤基础肥力和肥料投入共同决定的,不同土壤肥力下土壤养分供应能力和特征也不同。本文研究了河南省高、低肥力田块下,不同施氮量对小麦主要生育时期植株氮素营养和土壤硝态氮及产量的影响,以期为河南省同类生产条件下氮肥的合理施用和产量的提升提供参考和依据。【方法】2015—2016年,以小麦品种矮抗58为供试材料进行大田试验,分别设置0、120、225、330 kg/hm^2 4个施氮处理(表示为N0、N1、N2、N3),在开花期到成熟期调查施氮量对土壤硝态氮及产量的影响;在开花期、花后10天和花后20天,测定施氮量对小麦旗叶到倒4叶的叶片氮含量、SPAD值和氮素积累量,以及对植株和所有叶片氮含量的影响。【结果】从开花期到成熟期土壤中硝态氮含量随着施氮量的增加而增加,高肥力田块的土壤硝态氮含量显著高于低肥力田块的土壤硝态氮含量。施氮能显著增加低肥力田块产量,但是高肥力田块的产量均高于低肥力田块,与不施氮相比,低肥力田块的产量最大增幅是高肥力田块产量最大增幅的2.63倍。N1和N2处理下,在开花期和花后10天倒2叶的SPAD值高肥力田块显著高于低肥力田块,但在花后20天低肥力田块显著高于高肥力田块。在N1、N2和N3处理下,旗叶的氮含量在花后10天高肥力田块显著高于低肥力田块,但在花后20天则显著相反。开花期到花后20天,对于低肥力田块旗叶的氮素积累量对上4叶的贡献率最大(N0除外),最高达52.6%;高肥力田块,旗叶和倒2叶对上4叶的氮素积累量贡献率处在同等重要的位置,最高分别达39.9%和39.7%。花后10天到花后20天,高肥力田块不同叶位的氮素转运量和转运率均高于低肥力田块(N0除外)。【结论】增施氮肥可以通过提高土壤硝态氮含量来提高土壤供氮能力,高肥力田块的叶片转运量和转运率比低肥力田块高,低肥力田块通过提高施氮量增加的产量低于高肥力田块下的产量,因此,需改善农田基础肥力来提高产量。通过对高、低肥力条件下产量的分析发现,达到最高产量时的施氮量分别为213kg/hm^2和287 kg/hm^2。     

设施土壤有机氮组分及番茄产量对水氮调控的响应

【目的】酸解铵态氮和酸解氨基酸氮是土壤有机氮的主要组分,可表征土壤的供氮能力,并在氮素矿化、固定、迁移以及为植物生长供氮过程中起到至关重要的作用。研究水、氮调控下设施土壤有机氮组分和番茄产量的相互关系,为评价设施土壤肥力变化和制定科学合理的水、氮管理措施提供科学依据。【方法】田间定位试验在沈阳农业大学的温室内进行了5年,供试作物为番茄,栽培垄上覆盖薄膜,打孔移栽番茄幼苗,膜下滴灌。定位试验三个氮肥处理为施N75、300、525kg/hm^2,记为N1、N2和N3;三个灌水量为25、35和45kPa灌水下限(灌水始点土壤水吸力),记为W1、W2和W3,共9个肥水处理组合。在试验第五年番茄生长期(2016年4—8月)调查了番茄产量及其构成,在休闲期(2016年9月)测定0—10、10—20和20—30cm土层土壤有机氮组分、有机碳和全氮含量。【结果】9个处理中,土壤全氮、有机碳和除酸解氨基糖氮外的有机氮组分含量均随土层深度的增加而降低,且0—10、10—20和20—30cm土层间含量差异显著(P<0.05)。三个土层中酸解总氮占土壤全氮的66.0%、64.6%和55.2%,是土壤有机氮的主要存在形态。土壤酸解总氮中各组分含量及其所占比例的大小顺序为酸解氨基酸氮、酸解铵态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖氮。灌水下限和施氮量对番茄产量及单果重的影响均达极显著水平(P<0.01),水氮交互效应也达显著水平(P<0.05)。休闲期土壤酸解铵态氮与番茄产量间显著负相关(P<0.05)。番茄产量W1N2(25kPa+N300kg/hm^2)、W2N1(35kPa+N75kg/hm^2)和W1N1(25kPa+75kg/hm^2)处理间差异不显著。【结论】灌水和施氮量及其交互效应对各土层土壤全氮、酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸氮的影响均达到极显著水平(P<0.01),而对土壤有机碳的影响不显著(P>0.05)。相同施氮量下,0—30cm土层酸解铵态氮和0—20cm土层酸解氨基酸氮含量均在土壤水吸力维持在35~6kPa范围内达最高值,此土壤水分含量下的0—20cm土层酸解氨基酸氮含量在施N75kg/hm^2时达到最大值。从节水减氮和番茄产量的角度考虑,控制土壤水吸力不低于35kPa、每季随水施N75kg/hm^2为供试番茄生产条件下最佳的水、氮组合量。     

亚热带红壤区不同土地利用方式下的土壤剖面水流特征

以江西省鹰潭市的典型旱地、稻田和林地为研究对象,采用野外亮蓝染色示踪试验结合室内图像处理的方法,量化了各样地土壤剖面染色特征参数,明确了水流类型的剖面分布规律,并揭示了土壤理化性质对水流特征的影响机制。结果表明:染色面积比(SAR)随着土层深度的增加急剧降低,0—60 cm土层的平均SAR表现为稻田(28.16%)高于旱地(21.95%)和林地(18.64%),SAR差异主要体现在5—25 cm土层;染色路径数(SPN)随着土层深度的增加先增加后减小,整个剖面的平均SPN为稻田最多(20条),旱地其次(12条),林地最少(9条)。各样地0—20 cm土层染色路径宽度(SPW)均以1—10 cm为主,水流类型从上至下依次为均质流、非均质指流和高相互作用大孔隙流;对于20 cm以下土层,旱地和稻田的SPW以1 cm为主,水流类型分别以低相互作用大孔隙流和混合作用大孔隙流为主,林地以1—10 cm的SPW为主,主要水流类型为高相互作用大孔隙流。有机质含量、根系密度和土壤机械组成等性质影响了土壤的孔隙特征,进而影响了土壤的饱和导水率和水流特征。为提高红壤区的水分利用效率、减少水土流失,可以通过破除旱地犁底层、减少稻田干湿交替下的裂隙发育,以及增加林地植被多样性等多种方式实现。     

局部涂抹纳米碳与尿素溶液对桃树梢叶生长及氮素吸收、分配的影响

以7年生的鲁星油桃为试材,采用15 N同位素示踪技术进行田间涂抹试验,研究不同浓度纳米碳与相同浓度尿素溶液(0μg/mL+0.2%,50μg/mL+0.2%,100μg/mL+0.2%,200μg/mL+0.2%,分别以CK、NC50、NC100、NC200表示)涂抹部分叶片对桃树局部梢叶生长、氮素吸收及分配的影响,以期为桃树栽培过程中施用碳纳米提供新的思路和有益的参考。结果表明:与对照相比,施用纳米碳后桃树涂抹叶片单叶面积明显增加,叶绿素含量显著提高,NC200处理下叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度比对照提高了15.8%,30.0%,12.4%;纳米碳的施用提高了桃树新梢的干物质积累量,NC100、NC200处理比对照增加了10.5%和12.9%,提高了新梢各部位的全氮含量;高浓度的纳米碳(NC200处理)提高了新生器官对氮素的吸收征调能力(Ndff值);随纳米碳浓度的增大氮素的利用效率显著提高,NC50、NC100、NC200处理的氮素利用率比对照提高了13.6%,29.5%,40.0%;此外,新生嫩叶部分以NC200处理的氮素分配率最高,达19.55%,NC50、NC100、NC200处理氮素分配率比对照提高了4.5%,16.2%,17.1%,差异显著。以上结果表明,纳米碳能够促进新梢叶片对氮素的吸收利用,有效提高叶绿素含量、光合作用效率及新梢局部氮素利用率,影响氮素在梢叶各部位间的分配,促进氮素向生长中心(新生嫩叶)的转移。     

不同氮肥施用量对东北玉米田杂草发生的影响

利用吉林省梨树县黑土区氮肥长期定位试验田(施氮水平为0、60、120、180、240、300 kg/hm~2),2019～2020两年调查玉米田杂草种类、密度和生物量及其与玉米生物量和产量的关系。结果表明,试验条件下玉米田杂草主要是禾本科杂草,尤其是水稗草Echinochloa oryzoides。与不施肥相比,60 kg/hm~2施氮量增加杂草密度和生物量;随氮肥施用量的增加,杂草的密度和生物量均显著降低。在180 kg/hm~2供氮量时,杂草的密度和生物量达到最低,分别比60 kg/hm~2施氮量的最大值下降81%～94%和90%,玉米产量达到最大。与180 kg/hm~2施氮量相比,进一步增加施氮量,玉米产量不增加,杂草的密度和生物量也不再减少。因此,从施肥经济效益和杂草防控两个方面结合考虑,该地区最优施肥量为180 kg/hm~2。     

饲养密度和性比对蠋蝽存活和繁殖生物学特性的影响

蠋蝽是优良的捕食性天敌昆虫,可捕食40余种重要害虫。为明确成虫不同的性别配比和饲养密度对蠋蝽的寿命、繁殖力和后代生长发育的影响,促进蠋蝽的规模化饲养,在室内测定了不同性别配比（雌/雄为4F/2M、3F/3M、2F/4M、6F和6M）和密度（雌/雄为4F/2M和2F/1M;3F/3M、2F/2M和1F/1M）的蠋蝽的存活率、产卵量、无效卵的比例以及后代发育速率和性比等指标。结果显示,不同饲养密度和成虫性别配比对蠋蝽的存活率、产卵量、有效卵的孵化率以及无效卵的比例均有显著影响,但对后代的发育速率和性比无显著影响。2F/2M的蠋蝽30 d内存活率最高（65%）,且无效卵的比例最低（12.68%）,单头雌成虫30 d内产卵量为105.5粒,与产卵量最高的处理1F/1M无显著差异。4F/2M的蠋蝽的卵孵化率最高,为88.05%,但是与2F/2M（81.57%）无显著差异。2F/2M的蠋蝽适合度指数最高（441.14）,而3F/3M的适合度指数最低。结果表明,在高10 cm,直径7 cm的透明塑料杯内饲养蠋蝽成虫时,雌、雄成虫最佳饲养密度和性别配比为2F/2M。选用合适的饲养密度和性别配比可显著提高蠋蝽成虫的繁殖力。     

室内三种富营养模拟条件下水流调控对羊栖菜和石莼生长及生物质合成的影响

大型海藻养殖是一种低成本、高效、环保的水体富营养化生物修复方法,而水流则是影响大型海藻生长的一个重要因素。研究结果表明,水流交换率为200 vol·d^-1时,羊栖菜(Sargassum fusiforme)比生长率最高达(4.34±0.11) %·d^-1,而水流交换率为100 vol·d^-1、中高浓度营养盐条件下石莼(Ulva pertusa)比生长率最大值分别可达(6.31±1.42) %·d^-1、(8.00±0.79) %·d^-1,营养盐浓度决定了两种大型海藻的生长率,石莼更适宜在高营养盐环境中生长。石莼体内叶绿素a、可溶性蛋白和可溶性碳水化合物在不同应用情境间均存在明显差异,而羊栖菜体内仅可溶性蛋白表现出明显变化。水流交换的增强明显改变了石莼的生长和羊栖菜可溶性碳水化合物含量。陆基中试实验表明,与低水流速度相比,中、高流速条件下羊栖菜的比生长率分别增加80%、14%,石莼则分别增加41.3%、33.3%。     

冬春温度变化对小麦温敏雄性不育系BNS的育性转换影响

BNS是一个主体受温度控制的新型小麦雄性不育系,表现为花粉发育在低温下(8℃)不育,高温下(12℃)可育。BNS不育性稳定,但年份间常有波动,一些年份自交结实率上升显著。为了弄清楚BNS育性波动的原因,连续3a观察不同播期的BNS穗分化过程,分析连续6a调查的BNS自交结实率与对应年份的冬春温度变化,结果发现,冬季和春季温度的改变显著影响BNS的自交结实率。一般规律是,暖冬年份自交结实率低,寒冬较高,暖春年份自交结实率高,寒春较低。该现象的形成主要是BNS冬季生长发育速度所致,暖冬年份BNS冬季仍保持生长,到春季时完成温度敏感期前的发育,较早进入温度敏感期,此时的春季温度较低,因此BNS不育;然而在寒冬年份,BNS停止生长,春季需生长一定时间才进入温度敏感期,进入时气温已较高,因此诱导育性转换,自交结实率增高。BNS冬季生长发育速度在穗分化观察中得到验证。该机理解释了不同年份BNS自交结实率的波动,并根据冬春温度可预测BNS的育性转换。     

盐渍化地区刺槐、新疆杨和柽柳林中AM真菌特性及其影响因子

为研究生境异质性对AM真菌的影响,以内蒙古磴口、宁夏平罗和甘肃敦煌盐渍化地区中刺槐、新疆杨和柽柳为对象,分析不同树种林地土壤理化性质、土壤酶活性、根内AM真菌侵染状况及根际球囊霉素质量分数、AM真菌的菌丝密度和孢子密度,确定生境(如树种、土壤因子及气候条件)与AM真菌特性间的关系。方差分析结果表明,树种和样区位置对AM真菌的总侵染率、菌丝侵染率、丛枝侵染率、孢子密度、菌丝密度、总球囊霉素质量分数、土壤理化性质和酶活性均具有显著影响;变差分析结果表明土壤因子对AM真菌特性的影响最大,且其影响与树种和气候条件有关;相关分析进一步表明土壤因子及气候条件主要影响刺槐根际AM真菌的菌丝密度和孢子密度、柽柳根际的菌丝密度、新疆杨根内的丛枝侵染率、菌丝侵染率及其根际的孢子密度。以上结果表明,盐渍化地区AM真菌特性具有生境异质性,且其异质性主要由土壤因子的变化所致,而树种和气候条件对AM真菌特性的影响均相对较小。     

不同施肥处理对棉花生长及产量参数的影响

通过研究不同施肥处理下棉花株高、净光合速率、蕾铃脱落率、根冠比在不同生育期内的动态变化特征,分析不同施肥处理对棉花产量参数的影响。结果表明:在一定范围内(N≤360 kg/hm~2,P≤180 kg/hm~2)增施氮磷钾肥均能促进棉花生长速度的加快,其中处理N3P2的生长速度比处理N_0P_2、N_1P_2和N_2P_2分别快18.49%、12.61%和3.07%,增施钾肥可以促进棉花在生育后期的生长。在棉花整个生育期,净光合速率(Pn)是波动的,随着氮素水平从N_1增加到N_3,净光合速率增加,而磷肥的不同施用量对棉花净光合速率(Pn)的影响不明显。与对照相比,施肥处理显著降低了棉花的蕾铃脱落率,使有效铃数显著提高,其中处理N_3P_2的棉花蕾铃脱落率比处理N_0P_2、N_1P_2和N_2P_2分别降低2.64%、1.81%和0.88%,有效铃数分别提高3.0、2.5、1.34个/株;其中处理N_2P_3的棉花蕾铃脱落率比处理N_2P_0、N_2P_1和N_2P_2分别降低2.53%、1.80%和0.71%,有效铃数分别提高2.0、1.5、1.77个/株。在所有施肥处理中,处理N_3P_2的有效铃数最高、为8.67个/株,处理N_2P_2K_2蕾铃脱落率最低、为59.65%。氮磷肥表观利用率、农学利用效率、肥料贡献率以及增产效益均随施氮磷量的增加而逐渐升高,说明合理配施氮磷钾肥可以有效促进棉花生长,提高肥料利用率,且可以提高棉花产量,表现出较好的经济效益。