小麦/玉米/大豆套作和施氮对玉米生长及氮吸收利用的影响

为研究小麦/玉米/大豆套作种植模式和施氮水平对玉米生长、产量及氮吸收利用规律的影响,进行了2个种植模式(玉米单作和小麦/玉米/大豆套作)和2013年3个施氮水平(0,180,360kg/hm~2)及2014年4个施氮水平(0,90,180,270kg/hm~2)的双因素随机区组实验,以期揭示施氮及套作对玉米产量的影响规律,为进一步提高小麦/玉米/大豆套作体系产量提供理论依据。研究结果表明,1)在N_0及N_(90)处理下套作玉米的产量分别比单作低20.5%、7.5%,表现为套作劣势,而在N_(180)、N_(270)、N_(360)处理下,套作玉米与单作玉米产量无显著差异。2)单/套作玉米地上部生物量在各生育时期均表现为随施氮量的增加先增加后略有降低,干物质积累速率均在吐丝期到收获期达到最大。相对单作,各施氮处理下小麦对套作玉米的茎秆生长均产生显著不利影响,在拔节期套作玉米茎秆生长率比单作低12.5%,这种影响随施氮量的增加而减小,在施氮量到达180kg/hm~2后影响不显著。3)在N_0、N_(90)处理下,单作玉米花期氮积累量在生殖生长期更多转运到籽粒,而在N_(180)、N_(270)、N_(360)处理下,套作花期前氮积累量转移到籽粒的比例更高。而两种模式下均以施氮180~270kg/hm~2下氮转运指标最优,这说明在该施氮条件下最有利于提高植株氮素转运机能。综上所述,适量施氮有利于稳定小麦/玉米/大豆套作种植模式中的玉米产量,提高氮的吸收转运效率,减轻小麦对玉米生长和氮吸收利用的影响,本研究条件下,套作玉米施氮量以180kg/hm~2为宜。     

成都平原蚕豆高效根瘤菌的筛选及其促生功能初步评价

【目的】筛选适用于成都平原的高效广谱蚕豆根瘤菌，并对其相关促生功能进行初步评价，为成都平原高效蚕豆根瘤菌剂的研制与应用提供科学依据。【方法】供试6株根瘤菌由课题组前期分离自成都平原，其与四川主栽蚕豆‘大白蚕豆’匹配良好，采用常规方法测定了这6个菌株分泌生长素及溶磷能力。菌株与蚕豆品种匹配试验采用低氮砂培法，供试蚕豆品种为成都平原主栽品种‘成胡14’、‘成胡15’；两个品种的蚕豆种子播种后，分别接种6个菌株，以不接种为对照 (CK)，光照 (控温22～25℃、光照强度2800 lx左右、日照时间14 h) 下培养41天后收获，测定植株生物量和根瘤数。然后，对匹配性试验筛到的两株高效广谱根瘤菌进行田间验证，供试蚕豆品种为成胡15，将2个根瘤菌制备的菌剂 (活菌数5.0 × 108 CFU/g以上，载体为泥炭) 进行拌种，以不接菌处理的灭菌泥炭为对照。在盛花期 (生育期105 d) 采样测定株高、根瘤数、地上部分植株干重；收获期 (生育期200 d) 采样测产；测定两个时期植株样品氮、磷、钾含量。盛花期采用BOX-PCR分子标记法测定接种根瘤菌占瘤率，同时提取接种菌株SCAUf73、SCAUf76 的总DNA，比较接种菌株及相应根瘤类菌体根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指纹图谱。用多位点基因序列分析法对田间验证的优良菌株SCAU73进行分类地位研究。【结果】1) 通过匹配性砂培试验，筛选到2株与2个成都平原主栽蚕豆品种均高效匹配的根瘤菌SCAUf73、SCAUf76。SCAUf76、SCAUf73能使‘成胡14’、‘成胡15’植株干重较CK显著增加40.5%～ 61.6%。2) 通过两株菌田间接种试验发现，接种SCAUf76处理的蚕豆产量与CK差异不显著；接种SCAUf73处理蚕豆植株干重、全氮含量等指标均高于CK，籽粒鲜产比CK显著增加25.0%，并显著高于SCAUf76，其占瘤率达到33%。3) 多位点基因序列分析表明，SCAUf73可能是Rhizobium的一个新类群。4) 促生性试验表明，6株菌都能分泌生长素 (IAA)，最大分泌量为21.0 mg/L(SCAUf76)；供试菌株的溶磷能力不明显。【结论】从成都平原上筛选的6个菌株中，SCAUf73具有分泌IAA能力，与蚕豆接种后，占瘤率达33%，可显著促进蚕豆氮素吸收积累，提高蚕豆籽粒产量。与成都平原的主栽蚕豆品种匹配的高效广谱根瘤菌SCAUf73，适用于成都平原的蚕豆生产。     

施氮对单作和套作小麦产量和氮素利用特征的影响

小麦/玉米套作是四川主要的旱作模式,研究小麦的氮素吸收利用效率及套作玉米对小麦的影响有助于进一步提示套作小麦的增产优势、养分高效利用及了解玉米小麦间相互作用机理。本研究通过田间试验研究了不同氮水平下[0 kg(N)·hm-2、60 kg(N)·hm-2、120 kg(N)·hm-2和180 kg(N)·hm-2,分别记为N1、N2、N3和N4]小麦单作、小麦/空带和小麦/玉米套作3种模式中小麦的产量、氮素吸收利用特征和玉米对小麦的影响。结果表明:在不同的氮处理下,与单作小麦相比,小麦玉米套作的小麦始终表现出明显的产量优势,其生物量和籽粒产量比单作小麦平均增加15.7%和17.8%;套作小麦边行优势明显,其边行的地上部生物量、产量、吸氮量和氮肥偏生产力比单作行分别增加23.8%、27.3%、48.9%和19.1%,说明套作小麦比单作小麦对氮利用效率更高。不施氮(N1)和低氮(N2)处理小麦/玉米套作模式中小麦的生物量、产量比小麦/空带模式平均低6.5%和5.7%,但在中氮水平(N3)时小麦/玉米套作模式中小麦产量、地上部生物量、地上部吸氮量和氮肥偏生产力分别比小麦/空带模式高14.1%、5.0%、6.8%和4.5%。说明在小麦/玉米套作模式中套入玉米在施氮不足时小麦生长受到抑制,而在施氮充足时小麦生长得到促进。因此,套作小麦有边行优势和产量优势,小麦行间套作玉米时需要配施一定量的氮肥以消除小麦、玉米间的氮素竞争从而促进小麦的生长。     

花生根瘤菌对微量元素耐性的筛选

在YMA平板上对18株分离自四川的慢生型花生根瘤菌进行Fe、Co、Zn、B、Mo、pH的耐性实验。结果表明,在柠檬酸铁、钼酸铵浓度为0.50%时供试菌株均能生长,当柠檬酸铁浓度增至1%时有22%的供试菌株能正常生长,当钼酸铵浓度增至0.6%时有11%的菌株能正常生长;在硼酸浓度为0.05%时所有菌株生长受抑制或不生长;在硫酸锌或硫酸钴浓度为0.025%时分别有50%或28%的菌株能正常生长,当浓度增至0.075%时,供试菌株不生长或61%的菌株不生长。表明供试菌株对Fe、Mo的耐性较强,而对Co、Zn、B的耐性较弱;不同根瘤菌株对同一微量元素的耐性差异较大,同一根瘤菌对不同微量元素的耐性差异也较大。多数菌株在pH 6.0~8.0范围内生长正常,耐碱能力比耐酸能力强。因此,在研制"根瘤菌 微量元素"复配的根瘤菌剂时,微量元素不能随意复配,同时还需注意菌剂的pH。     

刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌抗逆性的初步研究

对30株分离自四川省凉山州的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌进行了耐酸碱、耐盐、耐高温或低温的抗逆性研究.结果表明,该区的刺槐、紫穗槐、黄檀根瘤菌具有很强的耐酸碱性,所有菌株都能耐受pH值5～12的环境,76.7%的菌株在pH值4～12的环境中仍有活力.耐盐性普遍较差,有86.7%的菌株不能在1%的NaCl平板上生长,13.3%的菌株能在4%的NaCl平板上生长.黄檀根瘤菌耐盐性一般强于刺槐和紫穗槐根瘤菌.对温度的适应范围较宽,对温度的耐受性上表现出较大的多样性,有17.6%的菌株在4～60℃均能生长,黄檀、紫穗槐根瘤菌耐60℃高温和4～10℃低温的能力均强于刺槐根瘤菌.供试根瘤菌对温度的抗性主要受宿主植物的影响,在一定程度上还受海拔高度和土壤类型的影响.筛选到抗逆性强的优良菌株是:黄檀根瘤菌Spar18、Spar19,紫穗槐根瘤菌Spar28、Spar29,刺槐根瘤菌Spar8.     

“根瘤菌+Mo”菌剂和AM菌剂对花生生长和产量的影响

针对四川花生主产区酸性紫色土缺氮、磷、钼的现状，并依据“高效花生根瘤菌+Mo”显著的增产效果和丛枝菌根（AM）真菌高效吸磷特性，分别将R（高效花生根瘤菌）+Mo、AM菌剂（Glomus mosseae）、AM +R+Mo对盆栽花生进行处理。试验结果如下： （1）单接种G. mosseae 能显著提高土著根瘤菌的结瘤能力，极显著提高盛花期植株含磷量。植株盛花期干重、叶绿素、总氮、总钾量高于单接种花生根瘤菌Spr4-5（R）和CK，且与CK达到显著或极显著水平。单接种根瘤菌Spr4-5比单接种G. mosseae增产10.1%，差异不显著；分别比CK增产52.5%、38.5%，差异均达极显著水平。Spr4-5和G. mosseae均是高效菌株。（2）Spr4-5和G. mosseae双接种比单接种Spr4-5或G. mosseae分别增产3.8%、14.3%，差异不显著；比CK增产58.3%，达极显著水平。（3）“AM+Spr4-5+钼酸铵”菌剂处理比等钼量的“Spr4-5+钼酸铵”菌剂的产量低，且达到极显著水平； G. mosseae 对钼敏感；与供试根瘤菌正协同效果最佳的钼酸铵浓度为2‰。     

有机肥对鱼腥草产量品质及养分吸收的影响

采用盆栽试验 ,研究了猪粪、牛粪的不同用量对鱼腥草产量、品质及养分吸收的影响。结果表明 :猪粪用量较少时无明显增产作用 ,用量增至 2 2 5g/盆 (相当大田用量 76 5 0 0kg/hm2 )时才获得显著增产 (P =0 0 5 ) ;在粘质土中 ,施用牛粪的增产量比猪粪平均高 34 5 %。适宜有机肥用量能提高根可溶性糖含量 ,用量过大反而使其含量降低 ;根Vc含量则随有机肥用量的增加而逐渐降低。牛粪对鱼腥草中甲基正壬酮的形成有不利影响 ,而获得最大药用价值的猪粪用量为 15 0 g/盆 (相当大田用量 5 10 0 0kg/hm2 ) ,猪粪用量过大 ,反使甲基正壬酮含量大为降低。施用有机肥能明显提高植株氮、磷、钾含量 ,是改善鱼腥草氮、磷、钾营养的有效途径     

不同氮用量下小麦/玉米/大豆周年体系的干物质积累和产量变化简

 通过２０１１,２０１２连续两年田间定位试验,研究了“小麦／玉米／大豆”套作体系在不同氮用量下（小麦,０,６０,１２０,１８０,２４０ｋｇＮ／ｈｍ^２,记为ＷＮ_１、ＷＮ_２、ＷＮ_３、ＷＮ_４、ＷＮ_５;玉米,０,９７．５,１９５,２９２．５,３９０ｋｇＮ／ｈｍ^２,记为ＭＮ_１、ＭＮ_２、ＭＮ_３、ＭＮ_４、ＭＮ_５;大豆ＳＮ_１、ＳＮ_２、ＳＮ_３、ＳＮ_４、ＳＮ_５）的干物质积累和产量变化。结果表明,施氮显著提高了作物地上部干物质积累量和籽粒产量（P＜０．０１）。小麦各时期的干物质积累量和籽粒产量都随氮用量增加而呈增大趋势,收获期干物质积累量以ＷＮ_４处理最高,为２０６１０ｋｇ／ｈｍ^２,产量以ＷＮ_５ 处理最高,为８１７６ｋｇ／ｈｍ^２,但ＷＮ_３、ＷＮ_４、ＷＮ_５ 间无显著差异。玉米拔节期、喇叭口期和吐丝期的干物质积累量随氮用量增加而先增大后减小,在ＭＮ_３时达最大;玉米成熟期干物质积累量和产量随氮用量增加而增大,在ＭＮ_５ 处理最高,分别为１３１４３ｋｇ／ｈｍ^２和６９７６ｋｇ／ｈｍ^２,但ＭＮ_４、ＭＮ_５ 间差异不显著。大豆在盛花期、收获期的干物质积累和籽粒产量随氮用量增加而呈先减少再增大的变化趋势,收获期干物质积累和籽粒产量以ＳＮ_４ 处理最高,分别为５４５７ｋｇ／ｈｍ^２ 和１９７７ｋｇ／ｈｍ^２,但ＭＮ_４、ＭＮ_５ 间差异不显著。小麦／玉米／大豆周年体系的总籽粒产量和产值随氮用量增加而增大,在Ｎ_５处理最高,分别为１１９５９ｋｇ／ｈｍ^２ 和２７２８８ 元／ｈｍ^２,但总产值减去氮投入的产值效益在Ｎ_４ 时最高,为２５１９６元／ｈｍ^２,Ｎ_３、Ｎ_４、Ｎ_５ 间无显著差异。小麦、玉米、大豆的产值占体系周年总产值的比重分别为３２％,５５％,１３％,因此,小麦／玉米／大豆周年体系中玉米为主要作物,其次是小麦,再次是大豆。适宜施氮量小麦为１２０ｋｇ／ｈｍ^２,玉米为１９５～２９２．５ｋｇ／ｈｍ^２,大豆可据苗情不施或适当追施氮肥,周年体系氮肥用量应为２５５～３８２．５ｋｇ／ｈｍ^２。     

翻压接种根瘤菌的紫花苕子对植烟土壤肥力的影响

为探究翻压接种根瘤菌的紫花苕子对植烟土壤酶活性及微生物数量等的影响,在烤烟地冬闲时种植接种根瘤菌的紫花苕子(VR)与不接种根瘤菌的紫花苕子(V),并预留不种苕子的冬闲地(CK)。紫花苕子初花期时(生育期187 d)采集植株测定其生物学性状及养分含量,然后全部翻压回田,45 d后种植烤烟。烤烟种植时,冬闲地按照广元烟草公司推荐施肥量,即全量施肥(CF);不接种根瘤菌的紫花苕子翻压并减少20%施肥量(V-20%CF);接种根瘤菌的紫花苕子翻压并减少20%施肥量(VR-20%CF)。烤烟种植前及收获后,采集土壤测定理化性状、酶活性及微生物数量。结果表明:1) 接种根瘤菌能增加紫花苕子的生物量及养分含量,相比不接种根瘤菌的紫花苕子,鲜草产量、干草产量、根产量、总瘤数、株高增加1.3%~50.7%;全氮、全磷、全钾含量增加1.8%~5.0%;氮磷钾积累量增加14.3%~21.5%。2) 测定种烟前土壤可知,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能更有效地增加土壤养分含量及微生物数量,与冬闲地比较,全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾增加2.5%~126.6%;蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶活性增加14.6%~82.5%;细菌、放线菌、真菌增加85.3%~236.9%。测定收烟后土壤可知,减少20%施肥量的情况下,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能够增加土壤养分含量及微生物数量,与全量施肥比较,全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾增加12.3%~64.1%;蔗糖酶、过氧化氢酶、磷酸酶、脲酶活性增加5.4%~67.0%;细菌、放线菌、真菌数量增加65.1%~473.3%。在减少20%施肥量的情况下,翻压接种根瘤菌的紫花苕子能够更有效地培肥地力,改善土壤环境,对实现烟叶生产可持续发展具有重要的意义。     

小麦施氮后效和种植方式对大豆产量及农艺性状的影响

通过2013-2014年度田间试验,在种植小麦时设置不施氮、低氮、中氮、高氮4个氮肥施用量(0,60,120,180kg/hm2),同时设置净作大豆(小麦-大豆)和套作大豆(小麦/玉米/大豆)两种种植模式,探究了前作小麦施氮后效及净作、套作两种种植方式对大豆产量和农艺性状的影响。结果表明,1)无论净作或套作,大豆均能利用前作小麦的施氮后效,生物量和籽粒产量均随施氮量增加呈先升高再降低的变化趋势,均在N120处理(纯氮120kg/hm2)时达到最大值,其中套作大豆籽粒产量最高为4133kg/hm2,达高产水平。2)分枝期时大豆地上部生物量为净作显著高于套作,平均高62.3%,而收获期时为套作显著高于净作,平均高57.9%。与净作相比,套作大豆单株粒数、籽粒产量分别高63.9%和55.9%,百粒重二者间相差不大。净作大豆的籽粒重在主茎、分枝上分别占54.2%和45.8%,以在主茎上较多,而套作大豆的籽粒主要分布在分枝上,平均达68.9%。虽然套作大豆的倒伏率比净作大豆高5.2%,但空杆率、瘪荚率却分别低78.0%和25.4%。前作施氮量增加,套作大豆籽粒在分枝上的比例增大。3)大豆主茎长,在分枝期时为套作(平均39.5cm)比净作(平均33.3cm)显著高6.2cm,而收获期时为净作(平均84.8cm)比套作(平均74.4cm)高10.4cm;第一节间长,在分枝期、收获期均为套作(8.3和6.6cm)大于净作(5.6和4.6cm);分枝数,在分枝期时为净作(平均1.9个)显著高于套作(平均0.7个)1.2个分枝,而收获期时是套作(平均6.1个)高于净作(平均3.5个)2.6个分枝。同时套作大豆分枝数随前作施氮量增加而增加。说明在小麦-大豆和小麦/玉米/大豆体系中大豆能充分利用前作小麦的施氮后效;套作大豆前期虽受玉米的抑制影响,但玉米收获后能加快生长,可以通过合理的前作氮肥调控促进分枝、结荚和鼓粒,提高产量。