宛氏拟青霉提取物对盐胁迫下水稻幼苗的生理适应性

为探讨沙棘内生菌提取物作为生物刺激素对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响,于沙棘内生菌宛氏拟青霉（Paecilomyces variotii）中提取了生物刺激素PVE（Paecilomyces variotii extracts）,并经液相色谱对PVE的活性物质进行了富集纯化。通过水稻液培试验,设无盐（CK）、添加NaCl（NS）、添加PVE和NaCl（PN1）、添加PVE纯化物和NaCl（PN2）4个处理,研究生物刺激素对水稻的耐盐效应。结果表明,施用生物刺激素能够缓解盐胁迫对水稻生长造成的严重抑制。PN1、PN2处理较NS处理提高了叶片与根系的干质量,减少了植株体内的水分流失,增加了根系的直径和吸收面积,但根长相较于CK处理无显著差异;PN2处理叶片鲜质量、叶片含水量、根系含水量较PN1处理分别增加了12.44%、1.13%和0.42%。与NS处理相比,PN1和PN2处理叶片光合速率分别提高了34.08%和40.82%,蒸腾速率分别提高了23.90%和18.86%,PN1和PN2处理还显著提高了叶片中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,使丙二醛（MDA）含量分别降低了28.36%和20.97%。PN2处理叶片和根系中的Na⁺含量较NS处理分别降低了36.31%和10.85%,从而降低了Na⁺/K⁺,保证了植株体内的离子平衡。研究表明,PVE及PVE纯化物在极低的浓度下具有较高的生理活性,并通过减少水分流失、促进根系生长、提高光合速率来减轻氧化损伤,同时以降低Na⁺流入的方式缓解盐胁迫对水稻幼苗的影响。     

控释肥用量对棉花生长特性和土壤肥力的影响

以国抗棉GK12号为供试材料,以等养分量复合肥作对照,研究不同控释肥施用量对大田棉花生长和土壤肥力的影响。结果表明,控释肥处理的棉花株高、茎粗、叶面积均较普通复合肥具有优势。控释肥对大田果枝数、桃数影响显著。在施氮量为75 kg hm-2和150 kg hm-2条件下,控释肥处理的棉花产量较复合肥处理分别增加18.9%和13.6%。在多个棉花生育期,与复合肥处理相比,控释肥处理提高了0~20 cm和20~40 cm土层硝态氮含量,未对土壤的铵态氮含量造成显著影响,土壤中有效磷和速效钾含量与普通复肥处理间未出现显著的差异。     

生物质炭与草炭混配基质的养分状况及其对凤仙花生长的影响

为减少无土栽培对草炭等不可再生资源的依赖,促进农业废弃物资源化利用,本研究探讨以生物质炭替代传统栽培基质进行凤仙花栽培,通过盆栽试验研究了生物质炭及草炭不同比例混配作为生长基质对凤仙花生长的影响。试验设置了生物质炭与草炭不同的混配比例,分别是单一草炭基质(B0P5),生物质炭与草炭体积比为1∶4(B1P4)、2∶3(B2P3)、3∶2(B3P2)、4∶1(B4P1)和单一生物质炭基质(B5P0)共6个处理,分析了不同配比基质的化学性质,并对各处理凤仙花生长情况及观赏指标进行了统计分析。结果表明,随着生物质炭添加量的增加基质pH逐步升高,添加生物质炭的基质(B1P4、B2P3、B3P2、B4P1、B5P0)pH分别为7.01、6.90、7.34、7.83和9.05,较单一草炭基质提高了18.76%～55.77%,且差异均达显著水平;B1P4处理和B2P3处理的基质有效磷含量分别为292.10、266.53 mg·kg-1,较单一草炭基质提高28.57%、17.32%,差异达显著水平。适量添加生物质炭可有效调节基质pH、并提高基质有效磷含量,并促进凤仙花生长,其中B1P4处理株高在苗期、生长期、开花期和成熟期分别较单一草炭基质提高42.39%、81.83%、23.66%、24.72%。B2P3处理开花数最多,整个花期分别较单一草炭基质处理增加21.05%～133.33%,且差异显著。研究表明,草炭混配适量生物质炭可有效促进凤仙花生长,增加凤仙花观赏价值。     

生物炭提高花生干物质与养分利用的优势研究

【目的】 以秸秆为原料生产生物炭可用于改良土壤和提高养分利用率,其与秸秆直接还田以及传统的制作堆肥后还田相比是否具有优势需要用试验来验证,本研究可为生物炭的高效利用提供理论依据。 【方法】 以传统猪厩肥和秸秆直接还田为对照,连续进行了8年的花生田间微区 (2 m2) 试验。在氮磷钾总投入量相等的条件下,共设4个处理,分别为秸秆还田 (CS)、猪厩肥 (PMC)、生物炭 (BIO) 和基于生物炭的炭基花生专用肥 (BF),每个处理重复3次,随机区组排列。试验于2016年在花生苗期、开花下针期、结荚期和饱果成熟期进行采样,测定植株茎叶、根和荚果的干物质和氮磷钾养分积累量,并计算对应的分配情况,探讨其对花生产量的影响。 【结果】 生物炭处理的花生产量显著高于其它处理,达到7231.7 kg/hm2;生物炭复合肥和猪厩肥处理则相对较低,分别是生物炭处理的82.4%和83.8%,秸秆处理产量最低,为5623.9 kg/hm2。猪厩肥处理的出仁率显著高于其它处理。生育前期各处理的干物质和养分主要在茎叶中积累,从结荚期开始逐渐向荚果中转移。与对照处理相比,复合肥处理的干物质和氮磷钾养分整株积累量在各时期均较高,尤其在结荚期以前保持了良好的荚果干物质和养分分配系数;生物炭处理则至饱果成熟期时呈现出明显优势,干物质积累量达到6295.0 kg/hm2,分别高出专用肥、秸秆和猪厩肥处理43.1%、36.1%和50.8%,茎叶分配比例高达34.5%,氮、磷、钾积累量持续增长至236.4 kg/hm2、 21.7 kg/hm2、77.8 kg/hm2,显著高于其它处理,但此时期荚果的氮、钾分配系数仅有0.83和0.52,低于对照处理(CS、PMC处理) 0.02～0.03和0.15～0.21。 【结论】 在氮磷钾养分投入量相等、不考虑有机碳投入量的前提下,施用生物炭、炭基复合肥和猪厩肥效果均显著好于秸秆直接还田;生物炭可显著提高花生整株的干物质量和氮磷钾积累量,特别是提高生育后期的干物质和养分分配量,促进产量的提高,对花生高产增效有良好的促进作用;炭基复合肥在花生进入结荚期后,对花生干物质及养分积累分配的促进作用减弱,效果与施用猪厩肥相当。因此,在本试验条件下,生物炭直接施用具有维持其养分长期稳定释放,提高花生产量和肥料养分利用率的作用。      

施用生物炭和零价铁粉对土壤中镉形态变化的影响

通过施用生物碳和还原性铁粉,研究其对土壤镉形态变化的影响.结果表明:生物碳或还原性铁粉单施及二者配施均极显著改变土壤镉形态.其中生物炭、还原性铁粉二者配施效果优于单施;单施生物炭主要对交换态镉的降低效果显著,同时对碳酸盐结合态镉、有机结合态镉及残渣态镉的形成起显著作用;而单施还原性铁粉对铁锰氧化结合态镉的形成起显著作用.另外,镉的活性指数从4.36降到0.97,不同形态镉含量的最大变化为,交换态镉比例从81.04％降到49.16％;碳酸盐结合态镉从9.44％升到17.93％;铁锰氧化结合态镉从2.95％升到10.88％;有机结合态镉从2.66％升到11.33％;残渣态镉从3.91％升到14.42％.在16个处理中,I3B2(铁粉0.045 g/kg土和生物炭3.0 g/kg土)处理为最佳组合.     

生物质炭包裹缓释肥料的制备及养分释放特性

为探讨生物质炭作为膜材料制备包裹缓释肥料的可行性,以生物质炭(碳化稻壳)为包裹材料制备3种不同包裹厚度的包裹型缓释肥料,采用恒温土柱淋洗试验方法对肥料氮素释放特性进行分析。结果表明:包裹层越厚缓释效果越明显,包裹材料用量占被包裹肥料重量20%的肥料(SRF20)明显好于占15%和10%的肥料(SRF15、SRF10);Logistic曲线能很好地描述生物质炭包裹缓释肥料的氮素释放过程,其方程参数可以描述氮素释放特性,R值越大,肥料氮素释放越快,R值大小为SRF10>SRF15>SRF20;a值越大,说明包裹层越密实,肥料缓释效果越好,a值大小为SRF20>SRF15>SRF10;生物质炭(碳化稻壳)可以用来制备包裹型缓释肥料。     

芸苔素内酯·吲哚乙酸·赤霉酸在不同氮浓度下对小白菜产量和品质的影响

芸苔素内酯·吲哚乙酸·赤霉酸（BHG）对多种农作物增产提质效果显著,但BHG增产提质效果与所处氮水平的关系及相应作用机理尚不清晰。为探讨小白菜产量、品质和有机酸与不同外源氮水平条件下BHG的响应关系及作用机理,采用人工气候室水培法,以小白菜（Brassica chinensis L.,速生绿秀）为试验材料,设1、3、10 mmol·L^-1 3个氮浓度,比较5 μg·L^-1 BHG和清水处理对小白菜生长指标、产量、品质及有机酸、氮磷钾养分、激素含量的影响。3 mmol·L^-1氮水平下,添加BHG显著提高小白菜产量14.87%、可溶性蛋白0.05个百分点、根质量22.95%、根有机酸含量23.89%、钾含量2.64个百分点,ZT/ABA （玉米素/脱落酸）、IAA/ABA （吲哚乙酸/脱落酸）值分别升高97.66%、58.88%。1 mmol·L^-1氮水平下,添加BHG使小白菜可溶性蛋白降低0.04个百分点,糖酸比升高637.86%,ZT/ABA值降低15.19%,IAA/ABA值降低58.36%,根长、根鲜质量降低12.50%、15.16%,但对小白菜产量无显著影响。10mmol·L^-1氮水平下,BHG显著提高小白菜可溶性糖0.09个百分点、有机酸含量12.97%、根长20.84%、根部有机酸36.18%、营养液有机酸16.21%、吲哚乙酸含量17.74%、玉米素含量11.62%、水杨酸含量23.57%,使ZT/ABA、IAA/ABA值分别升高38.50%和46.08%,可溶性蛋白显著降低0.07个百分点,但对小白菜产量无显著影响。研究表明,BHG对小白菜产量、品质的影响与其所处氮水平密切相关,BHG在3 mmol·L^-1氮水平显著增产提质,主要机理为调控小白菜内源激素含量,提高ZT/ABA、IAA/ABA值及根质量和有机酸含量,进而提高小白菜营养元素的积累和利用。     

基于可见/近红外光谱的黄河口区土壤盐分及其主要离子的定量分析

【目的】定量、准确地监测盐渍土,对其防治和农业可持续发展至关重要,论文旨在明确黄河口区土壤盐分及其主要离子的特征光谱,建立适用于该区域的土壤盐渍化定量分析模型,提高其定量分析的精度和稳定性。【方法】首先以山东省垦利县为研究区,于2014年10月5—9日野外采集代表性土样96个,对土样风干后,采用土壤化学分析方法室内分析盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量,并采用美国ASD Fieldspec 3光谱仪测定土样可见/近红外高光谱数据,对光谱反射率进行去噪、一阶导数变换等预处理;然后基于盐分及其主要离子不同含量的样本光谱分析盐分及其主要离子的光谱响应,在此基础上,对样本的土壤盐分及其主要离子含量与反射率的一阶导数光谱进行逐波段的相关分析,按照相关系数高且显著的原则,选取各自的敏感波段,再根据敏感波段的交叉情况选取集中波段为特征波段,进而选取特征波段中具有极值相关系数的波段作为显著特征波段,综合确定表征土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的特征光谱;最后分别采用多元线性回归(multiple linear regression,MLR)、支持向量机(support vector machine,SVM)和随机森林(random forest,RF)方法构建土壤盐分及其主要离子的定量高光谱分析模型。【结果】研究区土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))含量的光谱曲线形状和走势整体一致;土壤盐分及其主要离子(Cl~-、Na~+、Ca~(2+))的光谱响应谱区为1 320—1 495、1 790—1 920、2 120—2 290 nm;基于相关分析的土壤盐分及其主要离子的敏感谱区为1 490—1 520、1 890—1 930nm;最后综合光谱响应及相关分析确定土壤盐分及其主要离子的特征波段为1 493、1 801、1 911和2 289 nm,显著特征波段为1 493和1 911 nm。模型结果显示基于2个显著特征波段反射率一阶导数的模型精度均与4个特征波段的模型精度相当,表明显著特征光谱作为盐分及其主要离子的特征光谱进行其定量分析的有效性。比较3种建模方法,RF模型的预测效果最好,SVM模型次之,而MLR模型精度最低;对于盐分、Cl~-和Na~+,3种方法构建的模型均可有效地用于其定量分析,精度较高且稳定,然而Ca~(2+)预测精度还有待提高。通过综合比较分析,基于显著特征波段(1 493和1 911 nm)反射率一阶导数构建的随机森林(RF)模型对盐分、Cl~-和Na~+均具有较好的估测精度和稳定性,也可用于Ca~(2+)的定量估测。【结论】基于光谱响应及相关分析综合确定盐分及其主要离子的显著特征光谱(1 493和1 911 nm反射率一阶导数),进而采用随机森林方法构建盐分及其主要离子的定量估测模型,适用于黄河口区土壤盐渍化信息的有效提取。     

不同利用方式下复垦土壤的有机碳组分空间分布特征

以济宁市粉煤灰充填复垦中的园地、耕地和林地为研究对象,研究不同利用方式对复垦土壤的有机碳组分空间分布的影响。通过现场分层采集土样和室内化验指标,研究有机碳组分(WDOC、POC、MOC、LFOC、HFOC、MBC)在不同利用方式土壤中的空间分布特征。结果表明:(1)3种利用方式的全碳(TC)、土壤有机碳(SOC)和土壤有机碳密度(SOCD)均偏低于对照耕地。不同利用方式之间TC、SOC和SOCD的大小关系均为复垦园地复垦林地复垦耕地。(2)不同利用方式之间有机碳组分差异明显(P0.05),SOC与各组分之间均表现为极显著正相关,且关系密切。通过对组分进行相关性分析、比重分析和敏感性分析发现,MOC和HFOC的含量偏低是导致复垦土壤有机碳低于对照耕地的根本原因。(3)根据有机碳组分丰富度指数发现,复垦园地的组分在0—40cm土层恢复较好,复垦林地在40—60cm土层恢复较好,复垦耕地恢复效果一般。在0—60cm土层的综合指数上表现为复垦园地复垦林地复垦耕地。通过对3种利用方式的有机碳组分空间分布特征进行分析后发现,在济宁市平阳寺镇的粉煤灰充填复垦地中,利用成园地效果最好,值得进一步推广。