土壤氮素内循环对生态覆被变化响应的研究进展

随着人口增长对粮食需求的不断提高,人类对自然生态系统扰动频繁,生态覆被/土地利用变化伴随着土壤活性氮库、氮形态组分及氮素内循环过程的改变,直接影响生态系统的持续与稳定,进而引起全球气候变暖,生物多样性减少等诸多生态环境问题。生态覆被/土地利用变化是全球生态系统变化的重要内容。本综述探讨了活性氮的基本概念及其引发的环境效应,国内外自然生态系统中森林与草地间转换、自然生态系统开垦为农田、弃耕撂荒或退耕还林还草、城市化发展等生态覆被/土地利用变化对土壤氮库消长、氮矿化产物形态变化以及影响氮循环的关键土壤微生物影响等,并探讨了制约氮循环的土壤微生物研究进展。指出农业开垦或农田弃耕撂荒会导致土壤全氮大幅度下降,同时引起土壤硝态氮(NO3--N)增加,造成环境活性氮增加的风险;退耕还林修复生态覆被过程中氮库完全恢复需要漫长的时间;运用现代微生物分子生态学的前沿技术是研究土壤氮循环对生态覆被/土地利用变化响应机理的关键。本综述为自然生态系统的保护与开发利用、退化生态系统的修复与重建以及人工生态系统的科学规划等提供了理论依据。     

播期对直播水稻产量、花后各器官干物质和氮素积累及转运的影响

为探究播期对直播水稻产量、花后干物质和氮素积累与转运的影响,以水稻品种白粳1号、长白9号和龙粳31号为供试材料,设置3个播期（SD1、SD2和SD3）,比较不同播期条件下3个品种的产量、抽穗期和成熟期各器官干物质及氮素积累与转运特点。3个品种抽穗期和成熟期各器官干物质及氮素积累量、抽穗至成熟期各器官干物质及氮素转运量和产量均表现为SD2>SD3>SD1。相关分析表明,产量与成熟期穗干物质及氮素积累量呈显著正相关,与叶片干物质和氮素转运量呈显著正相关。在本试验条件下,播期的推迟提高了3个品种有效穗数及结实率,进而提高了产量,同时促进了各器官物质转运量与转运率的提高。各品种SD2处理的产量及花后干物质、氮素积累量最高,SD2为适宜播期。     

Source of mycorrhizal inoculum influences growth of Faidherbia albida seedlings

Poor land use management and practice inhibit the growth and establishment of tree seedlings in dryland areas.We assessed arbuscular mycorrhizal fungi(AM)status of Faidherbia albida(Del.)A.Chev.trees grown on different land uses.We quantified the growth and nutrient uptake of F.albida seedlings inoculated with AM from different sources.These efforts were based on soil and fine root samples from the rhizosphere soils of F.albida trees.AM root colonization was determined using the gridline intersect method.Spores were extracted by the wet sieving and decanting method and identified to genus level.The seedling experiment had a completely randomized onefactorial design with four treatments and five replications.Faidherbida albida seedlings were grown in a greenhouse.All in situ F.albida trees were colonized by AM fungi.AM root colonization of F.albida trees was significantly higher(P<0.0086)in area exclosures than on lands used for grazing or cultivation.Spore abundance was significantly higher(P<0.0014)in area exclosures followed by cultivated land and grazing land.Glomus was the dominant genus in all land-uses.AM-inoculated F.albida seedlings grew better(P<0.05)than non-inoculated controls.Seedlings inoculated with AM from area exclosure had significantly(P<0.05)higher growth and nutrient uptake than those inoculated with AM from grazing and cultivated land.This emphasizes the importance of the native soil AM potential for better establishment of seedlings to achieve optimum plant growth improvement and assist in rehabilitation of degraded arid lands.     

苗期调控对晚播小麦产量及氮素利用的影响

针对冬小麦因播期推迟造成产量损失的问题,以2个不同分蘖能力的冬小麦品种中麦8号和航麦501为供试材料,研究苗期覆膜和补施氮肥对晚播小麦产量及氮素利用的影响。试验设置3个播期：10月5日适期播种（S0,对照）、10月15日适当晚播（S1）和10月25日过晚播（S2）。结果表明：随着播期推迟,小麦产量逐渐降低。晚播条件下,苗期覆膜和补施氮肥可调控冬小麦产量构成因素、农艺性状、茎蘖生长、成穗率以及氮素的吸收利用。综合而言,晚播条件下,覆膜和补施氮肥有利于提高小麦穗长、总小穗数及冬前群体数量;同时,覆膜可显著提高2个品种晚播条件下的分蘖成穗率和过晚播条件下的植株氮素积累量（PNA）及氮肥偏生产力（PFP）,增幅分别为46.4%~89.1%、12.7%~26.5%和19.5%~20.1%;补施氮肥在过晚播条件下有利于成穗率的提高,增幅为18.5%~34.7%。2种调控措施均有利于增加晚播小麦产量,增幅达1.4%~19.5%。但不同分蘖力的小麦对2种调控措施的响应存在差异。综合考虑产量及氮素利用等各方面因素,在晚播条件下,相比于补施氮肥,苗期覆膜更有利于提高晚播小麦产量,弥补晚播造成的产量损失,但在实际操作和节约生产成本方面,前者优于后者。     

不同土壤条件下氮肥处理对小麦产量及品质的影响

为探讨不同土壤条件下氮肥处理对小麦产量及品质的影响,采用盆栽试验,以Egypt1和津强7号为供试材料,研究不同土壤条件下氮肥处理对小麦产量及品质的影响。试验设黑土、潮土2种土壤类型和不追肥、拔节期追氮肥、挑旗期追氮肥3种肥料处理,3次重复。结果表明: 在2种土壤条件下,小麦籽粒产量和各蛋白质组分产量表现为黑土>潮土,除球蛋白产量外,土壤处理间均差异显著。不同时期追施氮肥均显著提高了籽粒产量和蛋白质产量。黑土和潮土配合追施氮肥都可以有效提高小麦籽粒产量,改善品质。     

开垦年限对黑土氮初级转化速率和净转化速率的影响

以东北黑土区开垦2 a和开垦30 a的典型旱作土壤为研究对象,采用15N同位素成对标记技术开展室内培养试验,利用数值计算模型(FLUAZ)计算不同开垦年限土壤的氮初级转化速率,以比较不同开垦年限黑土氮初级转化速率和净转化速率的差异,明确开垦年限对黑土氮转化过程的影响。结果表明,与开垦2a土壤相比,开垦30a土壤的有机碳和水溶性有机碳含量显著降低,导致土壤氮初级矿化速率和初级固定速率也显著降低。但开垦30a土壤的初级硝化速率、净硝化速率和净氮矿化速率却显著高于开垦2a土壤。两个开垦年限土壤的初级硝化速率分别为净硝化速率的1.15倍和1.02倍,说明土壤微生物对硝态氮的固定很少。开垦30a土壤的m/i值(氮初级矿化速率与初级固定速率之比)和n/ia值(初级硝化速率与初级铵态氮固定速率之比)均显著大于1,而开垦2 a土壤的m/i值和n/ia值均接近1。表明开垦2 a土壤的氮矿化与固定过程紧密偶联,氮素损失的风险较小,而开垦30 a土壤中氮矿化量超过了固定量,这为硝化作用的进行提供了底物,增加了硝酸盐反硝化和淋溶风险。     

施氮处理对不同筋型小麦产量和品质的影响

为探究施氮处理对不同筋型小麦的植株性状、籽粒产量和品质的影响,采用盆栽试验,选用强筋小麦品种中麦578（A1）和中麦5051（A2）、弱筋小麦品种扬麦15（A3）和扬麦24（A4）为供试品种,在施氮量相同的条件下进行底施（B1）和追施（B2）处理。结果表明：在其他栽培措施相同条件下,强筋小麦穗长、总小穗数、千粒重和籽粒产量均优于弱筋小麦,其中A1籽粒产量分别比A2、A3和A4高0.44%、49.81%和15.27%;施氮处理中B2的株高、穗长、穗粒数、总小穗数和籽粒产量均高于B1;不同处理组合中,强筋小麦品种A1B2的植株和产量性状优于其他处理;强筋小麦品种的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量均高于弱筋小麦品种,且具有极显著差异（P<0.01)。本试验中强筋小麦品种中麦5051在氮肥追施处理中可以兼顾籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量。     

基质深度及基质袋摆放方式对春季袋培番茄产量、品质和养分吸收的影响

为探究不同栽培深度基质和基质袋摆放对春季袋培番茄产量、品质、养分吸收和基质养分利用率的影响,以‘巴宝丽’番茄为试材,设置不同基质深度(7.5、10.5和13.5cm)及基质袋不同摆放方式(地面摆放和地面下沉20cm),共6个处理,测定了番茄的生长发育、产量、品质和养分吸收等指标。结果表明:栽培基质深度对产量、果实品质均有显著影响;基质袋摆放方式对产量影响不显著,但显著影响果实可溶性蛋白、番茄红素、硝酸盐和有机酸含量;基质深度和基质袋摆放方式对果实硝酸盐含量的影响有显著的交互作用。随着栽培基质深度的增加,产量显著提高,品质明显改善;基质深度13.5cm时,番茄单株产量最高,达3.83kg/株。基质袋摆放方式和基质深度对番茄开花期、初果期及盛果期P和K的累积吸收影响显著,基质深度对番茄开花期、初果期和盛果期N的吸收也有显著影响,基质深度和基质袋摆放方式对开花期和初果期番茄植株N、P和K的累积吸收存在显著的交互作用。基质内N、P和K养分利用率均是基质深度为13.5cm的处理最高,且不同基质袋摆放方式对基质养分利用率无显著影响。综上,为实现省工省力且高产优质载培,在实际生产中推荐将春季栽培番茄的基质深度设置为13.5cm(即基质供应量为9L/株)且地面摆放。     

施氮水平对7S亚基缺失大豆根系形态和结瘤固氮的影响

为有效推广功能型大豆7S亚基缺失品种,以7S亚基缺失大豆品系东富2号为研究对象,设置4种施氮水平(纯N),N0(0 mg·kg~(-1))、N1(25 mg·kg~(-1))、N2(50 mg·kg~(-1))、N3(75 mg·kg~(-1)),采用桶栽法研究大豆根系形态和结瘤固氮对不同施氮水平的响应。结果表明:N1(25 mg·kg~(-1))水平下根系干重加大,根冠比增大,根瘤固氮潜力高,单株产量较高。N2(50 mg·kg~(-1))水平下根长、根表面积、根体积在生育后期增长较快,根系干重较大,根冠比低,固氮酶活性最高,单株籽粒产量最高。N3(75 mg·kg~(-1))水平下植株干重较大,无效生长较多,根瘤数少,固氮潜力和根冠比低,单株产量不高。综合籽粒产量和根系特性指标,功能型大豆7S亚基缺失品系东富2号的适宜施肥量为25~50 mg·kg~(-1)。