长三角地区设施蔬菜施肥现状及土壤性状研究

针对近年来长三角地区设施菜地规模化程度逐渐加剧,对规模化和分散型种植方式开展调研,阐明不同种植方式下的施肥现状、土壤理化性状的变化情况。本文采用调查问卷和现场取样的调查方法,在以上海市松江区和苏州市支塘镇为代表的规模化种植区以及以宜兴市周铁镇、常州市武进区为代表的分散型种植区开展有机肥和化肥的施肥情况调查,并分析土壤pH、EC以及土壤碱解氮、有效磷、速效钾等速效养分含量。结果表明,规模化种植方式周年肥料施用总量比分散型种植低17.8%,其中有机肥比分散型种植低843.8 kg/ha,化肥比分散型种植高34.5 kg/ha；与分散型种植方式相比,规模化种植周年投入的氮肥(N)低了41.8%,而磷肥(P₂O₅)和钾肥(K₂O)分别高了6.8%和38.3%。在土壤的理化性状上,规模化种植方式下的土壤酸化、盐渍化问题较分散型种植严重,土壤pH和电导率分别为5.2和490.7 μS/cm,土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量为286.3 mg/kg、322.3 mg/kg和374.2 mg/kg,比分散型种植分别高了123.9%、26.4%和68.7%。鉴于此,规模化种植区应大力推广叶面肥和有机水溶肥水肥一体化等减施增效措施,可能有利于维持规模化种植下设施土壤的可持续利用。     

西瓜植株残体腐解过程中酚酸化合物的动态变化

采用湿润好气培养法,研究连作西瓜植株残体根、茎、叶腐解过程产生的自毒物质-酚酸化合物的动态变化。结果表明,西瓜根、茎、叶残体腐解过程中均含有香豆酸、香草酸、阿魏酸等酚酸化合物。根和茎在腐解过程中产生的酚酸化合物主要是香豆酸和阿魏酸,叶片主要是香豆酸和苯丙烯酸。3种器官中酚酸化合物质总量表现为叶>茎>根。根、茎在腐解30 d时酚酸量达到高峰,叶在腐解20～30 d时酚酸量最高;到40～50 d时酚酸量很少,基本稳定。     

杂草稻对水稻生长及产量的影响

通过室内试验和田间试验明确了杂草稻对水稻生长、产量构成因子和产量的影响。水稻营养生长期,不同杂草稻密度对水稻基本苗、株高、单株鲜重、分蘖、倒二叶长与宽均没有影响。而水稻株高、有效穗数、穗长、一次枝梗数、穗粒数、千粒重、结实率、实际产量等均随杂草稻密度的增加而呈现下降趋势。杂草稻密度为1株/m2可导致水稻产量损失9.15%,当杂草稻密度达7株/m2时可导致水稻产量损失50%以上,杂草稻密度达到12株/m2时水稻产量损失可高达72.29%。     

Organic nitrogen uptake by arbuscular mycorrhizal fungi in a boreal forest

The breakdown of organic nitrogen in soil is a potential rate-limiting step in nitrogen cycling. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi are root symbionts that might improve the ability of plants to compete for organic nitrogen products against other decomposer microbes. However, AM uptake of organic nitrogen, especially in natural systems, has traditionally been difficult to test. We developed a novel quantitative nanotechnological technique to determine in situ that organic nitrogen uptake by AM fungi can occur to a greater extent than has previously been assumed. Specifically, we found that AM fungi acquired recalcitrant and labile forms of organic nitrogen. Moreover, N enrichment of soil reduced plot-scale uptake of these compounds. Since most plants host AM fungi, AM use of organic nitrogen could widely influence plant productivity, especially where N availability is relatively low.     

生物耕作对菜田土壤微生物区系及细菌生理类群的影响

旨在研究生物耕作(接种蚯蚓)对土壤微生物区系及细菌生理类群的影响。结果表明,生物耕作能有效提高不同耕层的土壤养分含量和含水量,其中尤以5～20 cm显著,生物耕作处理土壤有机质、全氮、有效磷以及含水量依次比对照增长了58.33%,68.93%,67.06%,16.19%;与常规旋耕(CK)相比,各土层中免耕(T1)和生物耕作(T2)2种保护性耕作方式可明显增加土壤微生物生理类群的数量,且表层(0～5 cm)土壤微生物数量远远大于下层(5～20 cm)。T2处理显著增加了土壤中的细菌和放线菌数量,降低了真菌数量(P<0.05);氨化细菌、硝化细菌以及无机磷分解菌等生理细菌数量得到显著提升(P<0.05)。在传统的农业生态系统中,培育土壤有益动物生物数量可以提高土壤微生物和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。     

磷酸盐转运蛋白OsPT4影响水稻氮磷积累与利用的机理研究

【目的】磷酸盐(Pi)转运蛋白OsPT4是水稻Pht1家族成员之一,负责Pi吸收以及向地上部的转运。探究OsPT4超表达对不同Pi条件下水稻氮(N)和磷(P)积累与利用的影响及其机理具有重要意义。【方法】以日本晴背景的OsPT4超表达株系为研究材料,通过设置正常供Pi与缺Pi的水培与桶培实验,检测生殖生长阶段不同组织中OsPT4的相对表达量,探究不同Pi处理条件下不同组织(叶片、叶鞘、茎秆、稻壳、穗柄和糙米)中的N和P浓度,并计算Pi吸收率及N和P利用效率,同时分析株高、单株产量、千粒重和结实率等产量构成因素。【结果】OsPT4在水稻生殖生长阶段的根系中相对表达丰度较高,OsPT4超表达使水稻剑叶、叶鞘、茎秆、稻壳、穗柄和糙米中的总P浓度不同程度提高,并显著提高了不同Pi处理条件下的Pi吸收与利用效率。同时,OsPT4的超表达可显著提高正常供Pi与缺Pi土壤条件下的单株产量与千粒重,以及缺Pi土壤中生长的结实率。除此之外,OsPT4的超表达使缺Pi条件下瘪壳与糙米中总N浓度平均升高16.8%和19.8%,N利用效率平均升高6.6%。【结论】OsPT4超表达不仅显著提高Pi吸收与利用效率,同时对不同Pi条件下的生理氮素利用率起促进作用。     

三种套作模式对连作西瓜生长和土壤微生物区系的影响

在发生西瓜连作障碍的土壤上,将香葱、芹菜、大蒜三种作物分别与西瓜套作,对西瓜生长状况及土壤微生物区系特征进行了研究。结果表明:三种套作处理均促进了西瓜生长,其株高增长明显,分别为对照的1.82、1.24和1.68倍,套作香葱对提高西瓜根系参数效果最好,根系活力为对照的2.67倍。套作香葱后土壤中细菌数量比套作前增加了154.83%,套作芹菜使放线菌数量增加48.00%,套作大蒜土壤真菌数量减少了75.01%,套作香葱土壤微生物总量比对照提高了1.80倍。套作香葱可有效提高连作西瓜株高、叶绿素含量及根系参数,能显著改善西瓜连作土壤微生物的数量和区系,从而缓解西瓜连作障碍。     

禾谷镰孢菌对氰烯菌酯敏感性基线的建立

采用菌丝生长速率法测定了氰烯菌酯(2-氰基-3-氨基-3-苯基内烯酸乙酯JS399-19)对上海郊区禾谷镰孢菌(Fusarium gramineatum)分离菌的有效中浓度(EC50),并由此建立该药剂的敏感性基线。氰烯菌酯对上述分离菌均具有很强的抑制作用,其EC50值的范围在0.098 0~0.504 1μg/mL之间,平均值为0.258 9±0.055 1μg/mL;其敏感基线呈单锋曲线,接近正态分布。各分离菌株之间对该杀菌剂的敏感性差异较小,且并不因用药年份不同而有明显的差异。氰烯菌酯对禾谷镰孢菌的多菌灵敏感型菌株和抗药型菌株也均具有极强的抑制作用。这表明该药剂在发生多菌灵抗药性的地区可以大面积推广应用,以减少赤霉病的发生。本研究结果对于今后监测上海郊区禾谷镰孢菌群体对氰烯菌酯敏感性的动态变化,制定该药剂合理使用策略具有重要的指导意义。     

施用微生物有机肥对连作条件下西瓜的生物效应及土壤生物性状的影响

为探讨施用微生物有机肥对连作条件下西瓜生长、土壤微生物的影响,在西瓜连作3年的土壤上采用小区试验方法分析施用微生物有机肥对西瓜的生物学效应及对土壤微生物群落结构的影响。试验设置4个处理,依次为健康菜园土育苗(CK)、健康菜园土育苗+定植期增施微生物有机肥(施肥量为每株25 g)、健康菜园土+微生物有机肥育苗(微生物有机肥︰健康菜园土=1︰49)、健康菜园土+微生物有机肥育苗+定植期增施微生物有机肥(施肥量为每株25 g)。结果显示:在育苗及定植期均施用微生物有机肥使西瓜的生物学性状得到显著改善。与对照相比,施用微生物有机肥使西瓜株高、叶片数、叶绿素含量、植株氮、磷、钾吸收总量以及西瓜品质、产量显著增加(P<0.05);同时,微生物有机肥富含优质碳源和微生物,健康菜园土育苗+定植时增施微生物有机肥和健康菜园土+微生物有机肥育苗+定植期增施微生物有机肥处理土壤中细菌总量与对照相比分别增加24.9%~51.0%和35.7%~55.8%,放线菌数量分别增加18%~41%和15%~35%,真菌数量分别增加7.4%~21.9%和4.9%~31.9%;土壤中有益菌数量和放线菌与真菌的比例增加可有效抑制尖孢镰刀菌活性,对枯萎病的防治率高达83%以上。微生物有机肥能激发连作土壤有益微生物活性,显著改善和调节连作西瓜生长,对西瓜的连作障碍有明显缓解作用。     

生物耕作对土壤理化特性、酶活性及青花菜生长和品质的影响

通过田间试验,研究生物耕作(接种蚯蚓)对土壤理化性质、酶活性及青花菜生长和产量品质的影响。试验设置了传统机械旋耕(CK)、免耕(T1)以及生物耕作(T2)3个处理。研究结果表明:(1)生物耕作能有效提高耕层不同部位的土壤养分含量和含水量,其中尤以5～20 cm土层较为明显,生物耕作处理土壤有机质、全氮、有效磷含量以及含水量依次比传统机械旋耕(CK)增长58.33%、68.93%、67.06%和16.19%;与传统机械旋耕(CK)相比,生物耕作处理大大提升了土壤过氧化氢酶、脲酶以及蔗糖酶的活性,其中脲酶、蔗糖酶与CK之间差异显著(P<0.05)。(2)生物耕作处理下青花菜的株高、开展度、叶长、叶宽等指标与CK和T1之间差异显著(P<0.05);各处理间青花菜的叶绿素相对含量差异不大,生物耕作处理增强了青花菜在各生长期的净光合速率。(3)生物耕作处理大幅提高了青花菜品质,生物耕作处理下的青花菜Vc含量是CK的1.2倍,硫代葡萄糖苷含量分别比T1处理和CK高1.05 mol·g-1和3.29 mol·g-1,差异均达到显著水平;各处理间可溶性糖含量差异不显著。因此,在传统的农业生态系统中,培育土壤有益动物的生物数量(生物耕作)可提高土壤养分和酶活性,对改善农田土壤肥力有着重要意义。