镉胁迫下水培杞柳生理特性及镉吸收转运

为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P 0.05),而对根系生长的影响表现为"低促高抑",低浓度(10 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系总长度与地下部生物量显著上升(P 0.05),高浓度(40 mg·L-1)镉胁迫下杞柳根系生物量与根系生长指标均显著下降(P 0.05);镉胁迫诱导杞柳根系与叶片中产生的超氧阴离子活力单位与过氧化氢酶活性上升,显著抑制谷胱甘肽含量与谷胱甘肽还原酶活性(P 0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。     

蘑菇渣和鸡粪对土壤外源铜形态变化的影响

采用室内模拟培养的试验方法,研究添加不同用量(2%,4%和6%)蘑菇渣和鸡粪分解对土壤外源铜形态变化的影响.结果表明:与对照(不添加有机物料处理)相比,蘑菇渣和鸡粪两处理均降低了松结合态铜的百分含量,降低幅度为6%处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理的降低幅度大于鸡粪处理.在培养过程中,添加蘑菇渣和鸡粪的处理土壤松结合态铜百分含量呈现下降-上升-下降的趋势.蘑菇渣和鸡粪两处理均增加了可交换态铜和铁锰氧化物结合态铜的百分含量,对可交换态铜的提高作用显著(P<0.01).提高幅度为4%处理2%处理6%处理.对铁锰氧化物结合态铜的提高幅度为4%处理6%处理2%处理,鸡粪处理提高幅度大于蘑菇渣处理;蘑菇渣处理和鸡粪处理显著降低了碳酸盐结合态铜的百分含量(P<0.01).降低幅度6 0A处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理降低幅度大于鸡粪处理,碳酸盐结合态铜的降低,是松结合态铜含量降低的主要原因.蘑菇渣和鸡粪两处理显著增加了有机结合态铜百分含量(P<0.01),增加幅度为6%处理4%处理2%处理,蘑菇渣处理的增加幅度要大于鸡粪处理.     

钾肥强化植物间作修复镉锌污染土壤效应研究

小麦间作伴矿景天是一种原位绿色、边生产边修复重金属污染土壤的有效方式,施用钾肥是保障小麦增产的主要措施之一。为了研究不同类型和用量的钾肥对小麦间作伴矿景天修复镉(Cd)、锌(Zn)污染土壤的强化效果,采用室外盆栽试验方法,以不施钾肥为对照处理,研究了不同类型钾肥(氯化钾、硫酸钾)及施用量(50、100 mg·kg^-1和200 mg·kg^-1,以K2O计)对土壤pH和Cd、Zn含量、小麦和伴矿景天幼苗生物量及其Cd、Zn积累量的影响。结果表明:相较于对照处理,施用氯化钾和硫酸钾均能降低土壤pH,且施用量增至200 mg·kg^-1时土壤pH值降幅最大,分别降低了0.322和0.411。氯化钾和硫酸钾对土壤有效态Cd、Zn含量的提升效果均随施用量的提高而增强,均提高了小麦幼苗与伴矿景天生物量并促进了对Cd、Zn的积累。施用钾肥后,土壤Cd的去除率在15.1%~23.8%,土壤Zn的去除率在1.75%~4.70%。研究表明,施用钾肥均对小麦间作伴矿景天修复土壤Cd、Zn污染具有良好的强化效应,且氯化钾施用量200 mg·kg^-1的修复效果优于其他处理。     

亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响

为研究外源亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响,采用营养液培养试验,通过不同浓度(0、10、20、30、40 mg·L~(-1))的Cd2+胁迫处理,探明Cd2+对杞柳的半抑制浓度;研究在半抑制浓度下施用外源亚精胺(0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L~(-1))对镉胁迫的缓解效应。结果表明:镉胁迫对杞柳的半抑制浓度为24.50 mg·L~(-1);施用外源亚精胺可以有效缓解镉胁迫对杞柳生长的抑制作用,外源亚精胺处理相对生长率较对照增加44.97%～102.76%,过氧化氢含量下降54.08%～67.39%;其中0.4 mmol·L~(-1)亚精胺处理下相对生长率、根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高,分别增加102.76%、50.33%、25.20%和25.42%,其总蛋白含量上升43.43%,产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢含量分别下降46.35%和67.39%。研究表明,喷施亚精胺能有效缓解杞柳幼苗镉胁迫,其最佳施用浓度为0.4 mmol·L~(-1)。     

追施磷肥对大豆产量及养分富集特性的影响

采用大田试验与室内分析相结合的方法,研究了不同追施磷肥量(0~150.0 kg/hm~2)对大豆品种齐黄34产量、农艺性状、养分富集特性及磷肥利用率的影响。结果表明:追施适量磷肥可以提高大豆的产量及产量结构,改善其农艺性状,以追施磷112.5 kg/hm~2的效果最为显著,其单株荚数较对照提高了4.70%,单株产量提高了41.08%,产量提高了24.92%;追施磷肥还可以促进大豆对氮磷钾的吸收及向籽粒中的转移,当追施磷肥量为112.5 kg/hm~2时,氮、磷在籽粒中的比例最高,钾在籽粒中的比例也较高;追施磷肥能提高大豆对磷肥的利用率,当追施磷量为112.5 kg/hm~2时磷肥利用率最高(农学利用率为44.38 kg/kg,表观利用率为26.65%)。     

不同水肥条件对土壤酶活性的影响

为探讨不同施肥处理和水分条件对土壤酶活性的影响和土壤酶活性的短期变化规律,设置了不施肥(CK)、化肥(F)、有机肥(M)和有机肥+化肥(FM)等4种不同施肥处理和2种水分状况(田间持水量的70%和90%)的室内培养试验,对不同时间土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性进行了测定分析。结果表明,培养过程中,不同施肥处理土壤脲酶活性呈现先升高后降低的趋势;土壤过氧化氢酶活性呈现先升高—降低—再升高—再降低的趋势;土壤碱性磷酸酶活性则呈逐渐降低的趋势;土壤蔗糖酶活性在整个培养过程处于一种波动变化。与CK相比,M和FM处理能够显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,单施化肥降低这些酶的活性。培养前期,M和FM处理降低土壤蔗糖酶活性,在后期提高其活性;单施化肥在一定程度上提高土壤蔗糖酶活性。与田间持水量为70%相比,过高的田间持水量会显著抑制土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性。     

有机-无机肥耦合"增碳控盐"模式对中轻度盐碱地的改良效应

本着“增碳控盐”的理念,从施肥模式入手,在山东省无棣中轻度盐碱地上开展基于缓控释肥、有机-无机复混肥和生物有机肥或腐植酸增效肥等组成的不同肥料类型耦合,并结合施用脱硫石膏和苜蓿还田进行土壤改良,研究各处理下土壤养分离子及盐分离子在0～40 cm土层的运移特征及苜蓿的生物学效应,探索中轻度盐碱地最佳“增碳控盐”改良模式。结果表明:与常规化肥处理相比,各“增碳控盐”组合处理均可改善0～20 cm土层盐碱土速效氮磷钾的肥力状况,提高苜蓿产量,增幅达8. 62%～71. 99%。NO3-、NH4+、K+在0～40 cm土层均存在一定程度的淋失,添加外源碳质有一定缓解效果但未能逆转淋失的趋势。生物有机肥和腐植酸增效肥可显著降低0～20 cm土层Cl-、Na+浓度,有效阻滞深层盐分的上行运移累积,降低土壤盐碱度。两年的田间试验表明,“增碳控盐”配合Ca SO4与苜蓿还田可显著改善盐碱土根层的速效养分,实现保肥固肥和降盐控盐的目的,后茬小麦-玉米的增产幅度达5%～30%。     

农田土壤好氧氨氧化和甲烷氧化交互作用机制的研究进展

从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律，以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果，并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。未来研究应充分利用学科交叉，结合宏观结果和土壤微观动态过程，揭示土壤中不可培养微生物代谢能力及其在土壤生物地球化学循环中的重要作用，逐步实现对土壤生态过程的预测和调控。     

控释氮肥一次性基施提高谷子产量和氮素利用率

【目的】探索控释氮肥一次性基施对谷子生长、产量和养分利用率的影响,建立高效的谷子一次性施肥技术,为谷子轻简化栽培提供技术支撑。【方法】2015—2016年连续两年在山东泰安,以谷子品种‘济谷16’为试验材料进行了大田试验。控释氮肥为硫包膜尿素 (SN) 和树脂包膜尿素 (RN)。试验以不施肥 (CK) 为对照,在氮素用量相同的前提下,设:常规施肥 (NPK);硫包膜尿素一次性基施 (SN1);2/3硫包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (SN2);树脂包膜尿素一次性基施 (RN1);2/3树脂包膜尿素氮基施 + 1/3尿素氮追施 (RN2)。分析调查了谷子的产量、养分吸收及农艺性状。【结果】SN1处理的产量两年均为最高,分别达到4190.2、4458.3 kg/hm2,与常规施肥处理相比,产量提高了20.1%～53.5%,氮肥利用率提高了46.0%～56.3%。在施用同种控释氮肥的条件下,控释氮肥一次性基施处理的谷子产量和氮肥利用率显著优于控释氮肥基施 + 追施尿素处理,其中产量增加了5.8%～7.3%,氮素积累量增加1.6%～7.9%,氮肥表观利用率增加了3.7%～19.9%,氮肥生理利用率增加了5.1%～10.1%,氮肥农学利用率增加了21.4%～33.4%。谷子成熟期,不同处理秸秆和籽粒中的全氮、全磷、全钾含量不同,表现为施用同种控释氮肥的条件下,一次性基施处理的籽粒和秸秆氮磷钾含量显著大于基施 + 追施尿素处理。【结论】在谷子种植中,一次性基施控释氮肥可以在节约施肥成本的同时提高谷子产量和氮肥利用率。     

施肥对文冠果生长及土壤酶活性的影响

针对山东省棕壤丘陵区土壤养分的特点,研究了无机肥、有机肥及有机无机配施对文冠果生长和土壤酶活性的影响。结果表明:施肥能明显提高文冠果叶绿素含量,而对文冠果树高影响不显著,有机无机配施能显著增加文冠果地径。施用有机肥、有机无机配施均能够显著提高土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶的活性;单施无机肥抑制土壤过氧化氢酶和脲酶的活性,增强土壤蔗糖酶活性,但对酸性磷酸酶活性影响不明显。