巴西橡胶树生产中钾的重要性探析

钾作为植物细胞中含量最丰富的阳离子之一,对橡胶树具有重要的生理功能。近些年来,我国天然橡胶种植过程中,乙烯利刺激割胶造成植株体内钾的大量流失,同时,钾在肥料施用中的比例明显下降,其重要性常被忽视。基于钾的生理功能及其在农业生产中的战略地位,本文探析了钾在橡胶树生长发育、营养生理、胶乳产量及抗逆境胁迫等方面的影响,并简述了我国植胶区土壤钾素现状及培肥途径,同时也展望了橡胶树生产过程中与钾相关的研究方向。     

控失尿素与普通尿素配施对水稻产量及氮肥利用效率的影响

为探讨控失尿素与普通尿素配施在海南省水稻上的应用效果，通过 2016 年和 2017 年两季田间试验，采用随 机区组设计，以不施氮肥处理作为对照（CK），设置常规尿素（CU）与控失尿素（CLU）不同配施比例，在等氮量条 件下，设 100% CU、70% CU+30% CLU、50% CU+50% CLU、30% CU+70% CLU 和 100% CLU 5 个处理，分析水稻叶 绿素含量、稻谷产量及其构成因子、氮吸收累积量、氮肥利用效率以及经济效益等指标。结果显示，施氮显著增加稻 谷产量，与 CK 相比，增幅为 67.2%~82.0%（2016 年）和 36.7%~46.7%（2017 年）。30% CU+70% CLU 的稻谷产量和 有效穗均显著高于 100% CU 处理，产量增幅为 8.8%（2016 年）和 7.3%（2017 年），有效穗数增幅为 14.2%（2016 年） 和 12.0%（2017 年）。随着 CLU 所占比例的提高，水稻地上部氮吸收累积量、氮肥回收利用率和农学利用率均呈增加 趋势。与 100% CU 处理相比，其余控失尿素处理的氮肥回收利用率增幅为 12.3%~18.4%（2016 年）和 12.7%~17.7%（2017 年），氮肥农学利用率增幅为 20.8%~21.9%（2016 年）和 16.8%~23.5%（2017 年）。随着 CLU 所占比例的提高，水稻 总产值和相对净收益呈先增加后降低的趋势，30% CU+70% CLU 处理达到最大。综上所述，在本试验条件下，30% CU+70% CLU 能够获得较高的稻谷产量、氮肥利用效率及经济效益，其可作为该地区氮肥施用的推荐比例。     

不同磷源对橡胶树幼苗生长及土壤磷素组分特征的影响

通过盆栽试验及Hedley土壤磷素分组法研究了海南省玄武岩发育砖红壤上施用不同磷源对橡胶树幼苗生长的影响及土壤磷素组分变化。磷肥处理分别为不施磷处理、施用昆阳磷矿粉100 mg/kg(以全P计,下同)、施用昆阳磷矿粉250 mg/kg和施用普通过磷酸钙100 mg/kg。结果表明:施用磷矿粉和普通过磷酸钙均显著增加了橡胶树幼苗干物重、株高、茎粗和吸磷总量,但高磷矿粉处理和普通过磷酸钙处理橡胶树幼苗叶片磷含量显著降低;高磷矿粉处理取得了与普通过磷酸钙相当的肥效;磷矿粉施用后,土壤树脂提取态磷(Resin-P)、碳酸氢钠提取态无机磷(NaHCO_3-Pi)、氢氧化钠提取态无机磷(NaOH-Pi)、盐酸提取态磷(HCl-P)和残余态磷(Residual-P)等组分含量均显著增加,但碳酸氢钠提取态有机磷(NaHCO_3-Po)和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)不受施磷影响;干物质重和吸磷总量均与土壤Resin-P、NaHCO_3-Pi和Na OH-Pi呈显著的正相关关系;磷矿粉施用11个月后,平均33.1%磷矿粉溶解在土壤中,平均43.5%的磷矿粉残留在土壤Residual-P组分中。为改善玄武岩发育砖红壤上有效磷及橡胶树磷素营养状况,应选择施用高活性磷矿粉以降低磷矿粉颗粒被大量包被的风险。     

海南胶园不同母质发育砖红壤磷素形态特征研究

采用Hedley磷分级方法对海南胶园5种母质15个砖红壤磷素形态进行了研究。结果表明:由于变幅较大,砂页岩、花岗岩、片麻岩、浅海沉积物和玄武岩5种母质砖红壤Resin-P含量间、NaHCO3-Pi含量间、NaOH-Pi含量间和HCl-P含量间差异均不显著。所有土壤各级磷中残余态磷含量和百分比均最高,且玄武岩发育砖红壤上残余态磷含量和百分比含量均显著高于其他4种母质砖红壤。5种母质砖红壤中浅海沉积物发育砖红壤有机磷总量最低,所有土壤有机磷占全磷百分比的平均值为14.67%;除浅海沉积物发育砖红壤外,其他4种母质发育砖红壤上有机磷均以NaOH-Po为主,其占有机磷总量百分比的平均值为83.68%。Resin-P、NaHCO3-Pi、NaOH-Pi和HCl-P 4个无机磷组分含量间显著或极显著水平正相关,且均与土壤Bray 2提取态磷呈极显著的正相关。NaHCO3-Po和NaOH-Po两个有机磷组分含量间呈极显著正相关,NaHCO3-Po、土壤有机磷总量均与土壤有机质含量呈显著正相关。     

不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的迁移分布

为了研究不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的迁移分布规律和淋溶损失情况,采用施入15N标记氮肥的方法进行田间试验,分析了不同层次土壤中的全氮量、碱解氮含量和肥料氮素残留。结果表明:早、中期施入的氮肥淋溶作用较强,达到100 cm土层以下,后期施入的氮肥在土壤浅层的积累作用明显,在60 cm土层以下的淋溶较少。说明不同时期施入的氮肥在橡胶园土壤中的淋溶迁移特点明显,在生产中可以结合缓控释化肥施用以及调控不同时期施肥比例等措施合理避免肥料氮肥的损失。     

海南不同母质橡胶人工林土壤微生物群落功能特征

本研究运用Biolog-Eco微平板培养技术对海南橡胶人工林4种母质（花岗岩、玄武岩、变质岩和浅海沉积物）发育土壤微生物群落功能特征进行研究,同时测定土壤理化特性,探究不同母质发育橡胶人工林土壤微生物群落的代谢活性和功能特征及其与土壤理化性质的相关性。结果表明：不同母质之间橡胶人工林土壤理化性质存在显著差异,总体上玄武岩土壤肥力水平最高,其次是浅海沉积物和变质岩,花岗岩最低;随着培养时间的延长,土壤微生物吸光值（AWCD）逐渐增加并在216 h达到最大值,土壤碳源利用能力也逐渐增强并趋于稳定;花岗岩和浅海沉积物发育土壤中微生物利用碳源功能强于变质岩和玄武岩;橡胶人工林土壤微生物群落碳源代谢对碳水化合物类、氨基酸类和羧酸类较强,对胺类和多聚物类较弱;土壤微生物吸光值（AWCD）、均匀度（McIntosh指数）和优势度（Simpson指数）均与土壤孔隙度、有机碳、全氮、pH值、碳氮比等理化因子显著相关;孔隙度、pH值、全氮是影响土壤微生物功能多样性的主要环境因子。     

氮水平和形态配比对巴西橡胶树花药苗生长及氮代谢、光合作用的影响

采用砂培方法研究了不同供氮水平及NH4+/NO3-配比对巴西橡胶树花药苗生长、氮代谢及光合作用相关指标的影响。结果表明,随供氮水平的提高,橡胶花药苗茎秆、叶、地上部及单株总干重、植株各部位氮含量和氮积累量、叶绿素含量均相应升高,其中粗根、茎秆、叶片含氮量、单株吸氮量及叶绿素含量各处理间差异均达显著水平;株高、茎粗、细根干重、叶片光合速率先增后减,且以8 mmol/L氮水平时最大;低氮水平下细根硝酸还原酶（NR）活性较高。不同NH4+/NO3-配比试验中,纯NH4+营养下小苗各部位氮含量、氮积累量最高（除细根和叶柄氮积累量）;NH4+/NO3-为75/25时,小苗株高、茎粗、叶柄、叶片、植株地上部及株干重最大,NH4+/NO3-为50/50时,小苗细根干重、茎秆干重、叶绿素含量、光合速率最大,且显著大于纯NO3-营养处理;而NH4+/NO3- 50/50时,处理间差异不显著（除细根和茎秆N含量）;纯NO3-营养下小苗细根NR活性最高,但生长最弱。结果说明橡胶花药苗不适宜于纯NO3-环境,而适宜于纯NH4+及NH4+/NO3-混合营养,其适宜水平为8 mmol/L和NH4+/NO3-50/50。     

不同母质橡胶林土壤真菌群落结构特征及其与土壤环境因子的相关性

【目的】研究海南橡胶林不同母质发育土壤真菌群落组成及多样性特征,探析橡胶林土壤真菌群落特征与土壤环境因子间的相关性,为海南天然橡胶林因地制宜提升土壤肥力与改善土壤环境提供理论依据。【方法】以海南4种成土母质（花岗岩、玄武岩、变质岩和浅海沉积物）土壤为研究对象,采用基于ITS （Internal Transcribed Spacer）序列的ILLumina MiSeq高通量测序技术,分析4种成土母质发育条件下橡胶林土壤真菌群落的组成与多样性。【结果】不同母质间土壤理化特性差异明显,养分含量不平衡。4种母质类型土壤共鉴定出16门47纲110目203科360属462种真菌种类,获得3987个OTUs;橡胶林土壤中存在大量未知真菌类群,已知真菌群落中子囊菌门（Ascomycota）、接合菌门（Zygomycota）和担子菌门（Basidiomycota）均为最优势类群,非优势菌群相对丰度分布有差异;橡胶林不同母质间土壤真菌物种丰富度覆盖指数和Chao1指数差异显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）,多样性Shannon指数和Simpson指数差异不显著（P>0.05）;NMDS和Heat map分析表明,海南橡胶林不同母质土壤真菌群落结构相似性有差异,花岗岩属于第一大类,变质岩为第二大类,玄武岩与浅海沉积物属于第三大类。典型对应分析（CCA）结果表明,橡胶林土壤真菌群落特征与土壤环境因子密切相关。【结论】不同母质类型橡胶林土壤微生物群落结构存在差异,橡胶林土壤真菌群落特征与土壤含水量及有效养分等理化性状密切相关,其主要影响因子为有机碳、有效氮、全氮和碳氮比。     

砖红壤不同温度、水分及碳氮源条件下硝化和反硝化特征

采用气压分离技术,研究了海南橡胶林砖红壤土壤总硝化速率和反硝化速率对温度、水分及碳氮源的响应。结果表明,在10~30℃的土壤温度范围内,温度的升高促进了土壤总硝化速率,反硝化速率随着温度的升高呈现先增加后降低的趋势。随着土壤水分的升高,土壤总硝化速率和反硝化速率均呈线性增加。当土壤孔隙度水达到70%后,总硝化速率呈下降趋势,却进一步地促进了反硝化速率。添加硝态氮抑制了总硝化速率;在N 0~40 g m~(-2)的范围内,除低量硝态氮的添加(N 1 g m~(-2))降低了反硝化速率外,反硝化速率大致随硝态氮浓度的增加而增加。低量铵态氮的添加(N 0.5 g m~(-2))促进了总硝化速率,高量铵态氮(N 4、20和40 g m~(-2))则抑制了总硝化速率;除低量铵态氮的添加(N 1 g m~(-2))抑制了反硝化速率外,添加铵态氮对反硝化速率影响不大。添加C(C 10~40 g m~(-2))激发了土壤总硝化速率和反硝化速率,碳源的缺乏可能是橡胶林酸性砖红壤限制土壤硝化和反硝化速率的主要因素。     

钾、镁交互作用对橡胶幼苗生长及养分吸收的影响

  【目的】  我国植胶区砖红壤钾、镁缺乏现象日益突出，研究钾、镁缺乏对橡胶幼苗根系形态和养分吸收的影响，可为橡胶平衡施肥和优质高产栽培提供理论依据。  【方法】  选用‘热研7-33-97’橡胶 (Hevea brasiliensis) 幼苗为研究材料，在人工气候箱内用营养液培养。采用二因素二水平的析因试验设计，设置4个处理:对照 (CK)、缺钾 (–K)、缺镁 (–Mg) 和缺钾镁 (–K-Mg)，培养3个月后，取样测定橡胶幼苗干物质量、根系构型参数、根系活力和养分含量等指标。  【结果】  1) 与CK相比，–K和–K-Mg处理显著降低了单株干物质量和根冠比，干物质量降幅分别为8.4%和27.5%，根冠比降幅分别为20.4%和26.9%，而–Mg处理对干物质量和根冠比均无显著影响；K、Mg交互作用对茎干、根和单株干物质量及根冠比均有显著影响 (P < 0.05)。2) 与CK相比，各缺素处理均显著降低了橡胶幼苗吸收根 (直径 < 2 mm) 的根长、根表面积、根体积、总根尖数及根系活力等根系构型参数，而不同程度增加了平均根粗。方差分析结果表明，K、Mg交互作用对吸收根的根长、根表面积、根体积及总根尖数有极显著影响 (P < 0.01)。3) 各处理下氮和镁、磷和钾以及钙分别在叶片、根系以及茎皮中的平均分配比例高于其他器官。各缺素处理下，地上部的养分占比呈增加趋势。4) 与CK相比，–K处理显著增加了橡胶幼苗单株氮、磷和镁的积累，–K-Mg处理则显著降低了单株氮积累，各缺素处理均显著增加了单株钙的积累；K、Mg交互作用对氮、磷、钙和镁的积累有显著或极显著影响。  【结论】  钾、镁营养显著影响橡胶幼苗对养分的吸收，缺钾、缺镁显著抑制橡胶幼苗特别是根系的生长发育，同时缺钾缺镁加重抑制效果。因此，橡胶生产上不仅要保证培养基质或土壤的矿质营养充足，还要重视钾、镁元素间平衡关系。