上海地产绿叶菜种植土壤养分评价及改良建议

通过调查上海市绿叶菜茬口的化肥投入和土壤地力情况,对其土壤有机质含量、盐分含量、pH及速效氮、磷、钾含量进行分级和评价.结果表明:叶菜茬口年化肥投入量(N+P2 O5+K2 O)达到1180.5—1206.0 kg∕hm2,土壤正在发生酸化和次生盐渍化.pH小于6.5的土壤占58.6％,盐分含量超过2 g∕kg的土壤占...     

施磷影响番茄磷吸收的根系及微生物动态过程

探究不同供磷条件下蔬菜作物根系形态、根际生理属性和解磷微生物丰度的变化,有助于揭示蔬菜作物 高效利用磷的机制,为高投入蔬菜种植体系实现减磷增效提供理论基础。以番茄为供试作物进行田间试验,设 置 T0(不施化学磷肥)、T0.5P(施磷量 100 kg/hm²;减施化学磷肥 50%)、T0.8P(施磷量 160 kg/hm²;减施化学磷肥 20%)、TP(施磷量 200 kg/hm²;常规施磷)4 个处理,测定移栽后第 15、30 及 45 d 番茄地上部生物量和磷吸收 以及根系形态(根长密度、比根长)、根际生理属性(有机酸含量)和土壤解磷微生物(phoD、phoC 和 pqqC)基 因丰度,阐明降低磷肥施用量影响作物根系、微生物以及驱动番茄磷吸收的动态过程。与常规施肥相比,减施磷 肥 50%(施磷 100 kg/hm²)促进了移栽后 45 d 番茄根系比根长的增加,提高了移栽后 45 d 番茄根际有机酸的分泌, 同时刺激了移栽后 30 和 45 d 土壤编码 phoC 和 pqqC 基因解磷微生物的增生。解磷微生物 phoC 和 pqqC 基因丰度 与番茄根系比根长和根际有机酸的分泌呈显著正相关。减施磷肥 20%(施磷 160 kg/hm²)与常规施肥相比,对番 茄根系根长密度、比根长以及根际有机酸的分泌无显著影响,但显著促进了成熟期番茄地上部磷吸收。集约化蔬 菜种植体系具有较大的减施磷肥的空间,最大化发挥植物根系形态、生理可塑性以及协同解磷微生物活化磷的能 力是实现减磷增效的关键。     

日光温室黄瓜叶片功能性状对施氮量的响应

随着现代生态学的内涵延伸,植物个体功能性状在种群、群落和生态系统尺度上,都已成为明确植物个体和生态系统与环境协同变化规律的可靠途径。通过透射电镜法观察了黄瓜叶片的组织形态,并测定了黄瓜叶片化学组成和氮代谢相关酶活性。结果表明:黄瓜叶片的组织形态与化学组成之间具有协变关系。无氮和高氮胁迫条件下,黄瓜叶片中N, P, K含量较低,相对应的是叶绿体中片层结构混乱,脂质小球数量多,并且高氮条件下,叶肉细胞中淀粉粒数量显著增加(P 0.05)。相关性分析结果表明,黄瓜叶片生理性状、养分组成与土壤理化性质之间均存在关联。黄瓜叶片酶活性与土壤碱解氮和pH相关性较强。CAT, NR和GS活性均与土壤碱解氮含量显著正相关,MDA活性与土壤碱解氮含量显著负相关(P 0.05),CAT和GS活性与土壤pH值显著负相关。研究以个体生态学特征为依据,明确了日光温室黄瓜叶片功能性状对不同施肥策略的响应规律,弥补了传统群体生态学应用方面的不足,对于提升日光温室农业生态服务功能具有指导意义。     

4种改良剂对铅锌尾矿污染土壤中光叶紫花苕生长及重金属吸收特性的影响

通过盆栽试验研究了铅锌尾矿污染土壤中施用有机肥、石灰、蛭石和白云石等4种改良剂对光叶紫花苕生长发育、叶绿素及重金属Cu、Cd、Pb、Zn积累特性的影响,并分析了施用改良剂后土壤pH和有效态重金属含量的变化。结果表明,与对照相比,不同改良剂及其不同施用水平均能不同程度地提高土壤pH,显著降低土壤各重金属有效态含量,并显著抑制了Cd、Pb向光叶紫花苕地上部转移,降低了重金属在光叶紫花苕植株地上部的积累,改善了光叶紫花苕的生长和发育,光叶紫花苕株高、地上部鲜重和地下部鲜重、叶绿素含量均有不同程度增加,其中株高和地上部鲜重增加达到显著水平。4种改良剂的不同处理水平对光叶紫花苕地下部重金属含量影响均达显著水平。     

上海郊区菜田地表径流氮磷流失特征分析

采用径流池收集地表径流的方法,研究了上海郊区菜田不同施肥处理下地表径流导致的氮(N)、磷(P)养分流失规律。结果表明:2016年试验区降水量1 153.2 mm,总径流量391.1 mm,产流系数33.9%;减施N肥可降低N流失量;与对照相比,减N 25%的径流中N的流失量减少7.8%,减N 25%+有机无机配合使用径流中N的流失量减少13.4%—17.0%;减N 25%的缓释肥料N流失量减少12.8%;可溶性总N是径流中N流失的主要形态,其中NO_3-N占60%以上。施用P肥处理和径流中P的流失量无显著的差异性,径流中可溶性总P占径流中总P流失量的9.2%—12.2%,可溶性总P不是菜田土壤P流失的主要形态。     

集约化互作体系植物根系高效获取土壤养分的策略与机制

【目的】植物根系的形态与生理变化是植物从土壤中高效获取养分资源的重要机制,由相同物种或不同物种组成的互作体系中植物根系对养分的吸收利用受相邻植物竞争的强烈影响,阐明互作体系不同竞争条件下植物根系获取养分的策略并揭示其作用机制,这是基于根系觅食行为探讨养分高效利用的根际调控途径与技术措施的重要理论基础。主要进展根系属性的互补性有利于降低根系间对养分的竞争。根系构型的互补性,例如深根系与浅根系植物互作,促进个体植株对土壤剖面不同深度养分的吸收利用;由根系可塑性介导的水平方向上根系空间分布的互补性,提高了植物根系对同一土层不同空间位点土壤养分的挖掘;个体植株根系形态属性与相邻植物根际生理过程的互补性促进根系对不同形态养分的利用。互作体系根系获取养分的策略具有高度互补性,这有助于提高整个作物系统的养分利用效率,进而提高生产力。根系空间生态位的分离 (包括垂直与水平方向) 以及根际生物化学特征生态位的分离,是驱动互作体系根系高效获取养分资源的主要机制。合理的根层调控可以提高植物根系挖掘土壤养分的能力;优化互作体系物种的搭配能充分发挥根的互作效能,提高养分利用的生物潜力。问题与展望今后应进一步针对集约化高投入作物体系,通过管理根层养分供应和物种间的互作效应,强化根际养分信号的调控作用,调节根系形态与生理特性,降低种间竞争,增强种间互利,以最大化根系和根际的生物学潜力,提高养分利用效率和作物产量,为实现以节肥增效为核心的可持续集约化作物生产提供重要的调控策略与途径。     

小麦蚕豆间作对红壤有效磷的影响及其与根际pH值的关系

在云南红壤上采用田间小区试验,通过测定分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期、灌浆～乳熟期不同土层深度小麦根际土壤有效磷(available phosphorus)含量和根际pH值,比较研究了小麦蚕豆间作对小麦根际土壤有效磷含量和pH值的影响,探讨了间作小麦根际pH与根际土壤有效磷之间的相互作用.结果表明,与小麦单作相比,小麦蚕豆间作显著地促进了小麦产量的提高.同时,小麦蚕豆间作促进了小麦根际土壤有效磷含量的提高,分蘖～拔节期、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm土层单、间作差异显著;间作显著降低了分蘖～拔节期10-20 cm土层、孕穗～抽穗期0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm土层小麦根际土壤pH.分蘖～拔节期、灌浆～乳熟期,单、间作小麦根际土壤有效磷含量与根际pH呈负相关关系.试验表明,在红壤上间作小麦根际土壤有效磷含量的提高与间作降低根际pH有密切关系.     

水氮互作对设施菜田土壤氮素形态组成以及细菌群落结构的影响

利用室内模拟培养试验,研究了不同水氮互作条件对设施菜田土壤氮素形态组成和细菌群落结构的影响。主因素为2种土壤水分条件:70%田间持水量和100%田间持水量;副因素为5种氮素添加形态:不施氮肥、纯无机氮、纯有机氮、2/3无机氮 + 1/3有机氮和1/3无机氮 + 2/3有机氮。结果表明:水氮互作效应对土壤无机氮含量和土壤细菌群落Shannon和Simpson指数的影响显著（P < 0.05）。高含水量条件下,土壤无机氮含量显著降低（P < 0.05）,但土壤细菌群落的Shannon,Ace和Chao1指数极显著升高（P < 0.01）,并且随着土壤含水量升高,Aeromonas和Flavobacterium菌属的相对丰度增加;培养30 d后,添加有机氮处理的土壤有机氮含量显著高于添加无机氮处理,添加有机氮使Cellvibrio和Devosia菌属相对丰度上升。可见,设施菜田施用有机氮肥尽管短期内不利于土壤速效氮的积累,但在适宜的水分条件下,土壤优势菌群发生了较大改变,部分固碳功能菌群丰度增加,有利于稳定土壤碳氮循环。试验结果为进一步研究设施菜田水氮管理介导的土壤碳氮循环功能菌群变化的环境驱动机制提供了一定科学依据。     

秸秆添加对土壤微生物–根系形态介导的番茄磷吸收的影响

  【目的】  研究了添加秸秆后土壤微生物(包括解磷微生物)丰度、磷有效性的动态变化,以及作物根系的生长发育特征对作物磷吸收的影响。  【方法】  以番茄 (Solanum lycopersicum)为供试作物进行田间试验,设置添加秸秆和不添加秸秆对照两个处理,在番茄移栽后第15、30及45 天,测定了番茄地上部生物量、磷含量和根系形态,同时测定了土壤微生物数量(细菌、真菌、解磷微生物)、微生物生物量磷和速效磷含量,分析了微生物?根系–作物磷吸收的关系。  【结果】  添加秸秆提高了成熟期番茄的地上部生物量,显著提高了叶片和地上部的磷吸收量,地上部(叶+茎+果实)总磷吸收量较不加秸秆番茄增加21.8%。与无秸秆对照处理相比,添加秸秆处理提高了土壤细菌以及具phoD,phoC和pqqC功能基因的解磷微生物丰度,增加了微生物量磷。添加秸秆处理降低了移栽后15 天番茄根系生物量和组织密度,增加了根系比根长,降低了移栽后15到30 天的番茄根系生长。番茄移栽后第30 天到45 天,土壤细菌、真菌丰度下降,微生物量磷降低,丰富的解磷微生物以及微生物量磷降低介导的磷活化,驱动番茄根系生长加快,比根长增加,根系直径降低。根系生长与土壤有效磷(Olsen-P)相关性显著。  【结论】  添加秸秆初期微生物增生导致番茄根系生长缓慢,后期微生物量磷的降低和解磷微生物对磷的活化促进细根的快速伸长。秸秆还田激发微生物量磷活化协同根系高效磷吸收特征,促进成熟期番茄地上部磷吸收的增加。     

褪黑素调控根系生长和根际互作的机制研究进展

【目的】根系生长和根际互作是影响植物对土壤养分吸收的关键因子。根系在土壤中穿插生长,不断改变其形态可塑性,进而改变根系构型,扩大与土壤的接触面积以获取所需养分。同时根系的生理可塑性协同根系形态可塑性显著影响根际互作效应,为植物经济高效获取养分资源提供可能。探究褪黑素等内源生长调节因子对根系形态和生理可塑性的调控机制,揭示通过最大化根际效应强化根际互作的有效途径,对集约化作物体系提高养分利用效率,促进绿色增产增效,具有重要的理论与实践意义。主要进展褪黑素作为新型植物生长调节信号分子,在盐害、干旱和低温等非生物胁迫中具有增强植物抗逆性、改善植物生长等重要调节作用。褪黑素显著改变根系生长,对植物主根生长主要表现为抑制作用,对侧根及不定根的发育和生长具有浓度依赖性调节,从而深刻影响植物根系构型。褪黑素调控根系生长的机制尚不清楚,总结已有进展表明:一方面褪黑素调节光周期,影响光合产物的运输和糖信号,从而调控地下部碳分配和根系生长;另一方面,褪黑素还能与生长素等植物激素互作,参与激素对植物生长调控的信号通路,从而对植物的生长发育和新陈代谢产生影响。这些进展对深入揭示褪黑素调控根系生长发育的机制提供了重要依据。问题与展望根系的生长发育以及根系构型的改变显著影响根际过程和根际互作,褪黑素作为调控因子在不同养分环境条件下显著影响根系的形态可塑性。然而,褪黑素在根际过程和根际互作中的作用机制并不清楚,有关研究亟待加强。深入探究褪黑素参与根际互作的机制,理解褪黑素调控根系生长和根际过程的作用途径,可为集约化农业体系下精准调控作物根系生长,强化根际互作,提高养分利用效率提供科学依据。