南方稻田紫云英作冬绿肥的增产节肥效应与机制

本文对我国南方稻田紫云英作冬绿肥以及紫云英与稻草共同利用的增产和节肥效应及其植物营养学、土壤微生物学等相关作用机制进行综述。2008—2019年间开展的11个联合定位试验结果 (n = 930) 表明，冬种紫云英在不减肥或者减肥20%条件下增产效果显著，水稻产量增加幅度分别为6.53%和4.15%；在减施40%化肥时可保障水稻与常规施肥相比不减产。紫云英的增产和节肥效应随种植年限的增加而增强，5个联合定位试验连续7年的监测结果表明，冬种紫云英减施40%化肥条件下，紫云英种植第一年相对常规施肥增产0.87%，至种植第7年增幅为3.98%。紫云英与稻草联合利用是近些年稻区推行的重要技术模式，2016—2019年间开展的7个联合定位试验结果 (n = 342) 表明，紫云英–稻草联合还田相对于单独稻草还田，水稻产量增加了11.71%。本文分别从优化水稻产量构成、促进水稻养分吸收、提升土壤肥力3方面阐释了紫云英作冬绿肥的增产、节肥机制。稻田冬种紫云英可增加水稻有效穗数和每穗实粒数，优化了产量构成。与常规施肥相比，紫云英配施减量化肥的水稻吸氮量增加了6.4%～6.9%，氮肥利用率提高了6.6%～31.1%。稻田种植紫云英使土壤碳、氮库得到培育，土壤活性有机碳含量和碳转化酶活性提高，土壤速效养分、土壤物理性状明显改善。以有机质和全氮为例，相比常规施肥处理，种植翻压紫云英后减施20%和40%化肥处理的土壤有机质含量分别增加3.95%和4.15%，土壤全氮含量分别增加1.22%和1.74%。在紫云英调控土壤微生物及氮转化机制方面，冬种绿肥有利于土壤微生物的生长繁殖，增强与微生物活性密切相关的土壤酶活性，并通过改变土壤微生物的群落结构及功能微生物影响土壤养分循环。紫云英配施减量化肥可提高土壤固氮菌丰度，通过合理的调控措施可优化紫云英的生物固氮作用。硝化作用对冬绿肥的响应在不同类型土壤中有较大差异，碱性水稻土中冬种绿肥可通过抑制硝化作用降低氮素淋失风险，氨氧化微生物群落结构的变化是冬绿肥影响硝化作用的重要机制。通过近十多年来的研究，逐渐明晰了我国南方稻田冬种紫云英的增产、节肥效应及其机制，为今后稻田绿肥的效应与机制研究提供了重要借鉴和参考。     

绿肥影响农田土传病害的研究进展

土传病害是制约我国农业可持续发展的因素之一。绿肥作为高效清洁的有机肥源,与主作物合理搭配,可有效降低主作物土传病害的发生和危害,是减少化学药剂使用的重要措施。因此,综述绿肥对土传病害的防控效果与机制,对于绿肥推广应用和土传病害绿色防控具有重要意义。绿肥影响作物土传病害的研究主要集中于土传真菌病害和线虫病害,且大多数研究表明,绿肥可通过增强主作物整体抗病水平,对病原菌的化感抑制作用和改善土壤理化性质,增加土壤微生物中拮抗菌多样性和丰富度等,显著降低主作物土传病害发病率和严重程度。然而,绿肥影响主作物病害的作用机制研究不够深入,绿肥-主作物搭配模式和绿肥调控主作物病害的社会经济学效益仍需探究。同时,加强绿肥-主作物病害一体化防控及绿肥与根际促生菌、生防菌等其他有机改良剂或与适当的化学防控措施之间协同作用的研究,是未来需要加强的研究方向。     

1∶1万地形图分幅及新旧图幅号转换方法

该文介绍了1∶1万比例尺地形图的新旧分幅标准,新旧图幅号的转换方法以及新旧图幅号与经纬度之间的转换公式,有利于采用新分幅标准数据的推广,为辽宁省林业生产中地形图、航片的综合利用带来方便.     

抗菌肽CRAMP的安全性、稳定性及其在清除铜绿假单胞菌生物被膜中的作用

旨在考察鼠源抗菌肽CRAMP的安全性、稳定性及其在清除铜绿假单胞菌生物被膜中的作用。采用兔血红细胞悬液的溶血性和小鼠腹腔巨噬细胞(RAW264.7)的细胞毒性考察CRAMP的安全性;采用不同温度、蛋白酶、金属离子和酸碱梯度对CRAMP抗菌活性的影响,考察其稳定性;通过在6孔细胞培养板中构建铜绿假单胞菌(PAO1株)成熟生物被膜,以人源抗菌肽LL-37和3种抗菌药为对照,采用结晶紫染色法检测生物被膜量,平板菌落计数法对生物被膜活菌数进行计数,苯酚-硫酸法结合Folin-酚试剂法检测生物被膜胞外基质含量,激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)观察CRAMP干预PAO1生物被膜形态学的变化。结果显示,CRAMP在所测试浓度下对兔血红细胞溶血率均<2%;在62.5~125 mg·L^-1时对 RAW264.7没有细胞毒性。温度(25~100 ℃)、两种盐离子(Na⁺、K⁺)以及pH为5~10时对CRAMP的抗菌活性没有影响;胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、胰蛋白酶均不同程度影响了CRAMP的抗菌活性。6孔细胞培养板中,4倍MIC 的CRAMP极显著降低了PAO1生物被膜量(减少率为76.74%,P<0.01),极显著减少了生物被膜中的活菌数量(减少了1.2个CFU·mL^-1,P<0.01),效果优于LL-37和3种抗菌药。CRAMP组的胞外基质显著低于空白对照组和LL-37组(P<0.05)。CLSM结果显示：与对照组相比较,4MIC浓度下,CRAMP组的细菌总荧光强度(PI+SYTO)显著低于空白对照组和LL-37组(P<0.05);与空白对照组相比,CRAMP组和LL-37组的死菌荧光强度/活菌荧光强度比值 (PI/SYTO)均极显著增大(P<0.01)。综上表明,CRAMP具有低溶血性、低细胞毒性,除蛋白酶作用不稳定外,具有较好的稳定性,对PAO1成熟生物被膜具有明显的清除作用,且效果优于LL-37,具有良好的药物开发前景。     

种植翻压二月兰配施化肥对春玉米养分吸收利用的影响

研究了华北地区种植翻压冬绿肥二月兰（Orychophragmus violaceus L.）后,在当地习惯施肥基础上玉米减量施肥措施对春玉米产量及养分吸收利用的影响。试验设不施肥（F0）、 习惯施肥（F100）、 单施绿肥（F0+G）以及绿肥与不同比例的化肥配施（化肥习惯用量的70%、 85%、 100%）（F70+G、 F85+G、 F100+G）6个处理。结果表明,施用化肥和化肥绿肥配施均能显著提高春玉米产量,增加地上部总养分量和不同器官养分的累积量,改善养分在不同器官中的分配比例。与F0比较, F100、 F70+G、 F100+G 和F85+G处理的春玉米产量分别增加101.4、 108.4、 115.5和130.4 g/plant,增幅达120.9%、 129.2%、 137.6%和155.3%。翻压绿肥后,化肥减量15%的处理（F85+G）春玉米子粒产量增加29.0 g/plant、 地上部吸氮量增加0.65 g/plant,显著高于单施化肥处理F100;绿肥配施100%的化肥和化肥减量30%的处理（F100+G、 F70+G）玉米生物量、 养分吸收量与习惯施肥（F100）无明显差异。翻压绿肥配施不同比例化肥的 3个处理与F100相比玉米子粒养分累积量及分配比例没有明显差异。     

苏南稻田4种冬绿肥养分特性及对翻压前土壤无机氮的影响

为充分利用苏南冬闲稻田发展适宜绿肥作物种植,在大田试验条件下,研究了毛叶苕子（Vicia villosa Roth）、 光叶苕子（Vicia villosa var.）、 紫云英（Astragalus sinicus L.）和肥田萝卜（Raphanus sativus L.）4种绿肥作物的生长、 营养特性,比较分析了绿肥作物翻压前不同处理间耕层土壤无机氮含量与构成的差异。结果表明,在绿肥作物翻压期,4种绿肥作物均达到较高生物量和养分累积量,鲜重、 干重分别为24.8 30.7 t/hm2和3.6 4.2 t/hm2,不同绿肥作物间无显著差异。 4种绿肥作物的吸氮量为69.8 136.4 kg/hm2,毛叶苕子最高,肥田萝卜最低。吸磷量为7.1~11.3 kg/hm2,肥田萝卜最高,紫云英最低。吸钾量为117.6~151.3 kg/hm2,毛叶苕子最高,光叶苕子最低。与对照冬闲相比,种植绿肥作物不同程度地降低了耕层土壤无机氮含量（平均降低38.9 kg/hm2）,其中硝态氮含量下降明显,铵态氮含量均较对照土壤有增加趋势（平均提高6.5 kg/hm2）,毛叶苕子和光叶苕子处理铵态氮含量增加显著。4种绿肥作物均适合苏南冬闲稻田种植,能潜在降低无机氮的损失风险和为后季水稻作物生长提供养分。     

利用根管法对油菜和冬小麦苗期根系形态的研究

快速、准确的根系原位观测方法是根系研究中的重要技术,本研究介绍了一种根管盆栽方法,该方法在透明PVC管内种植作物,通过遮光膜保持管内黑暗环境,以实现在作物生长过程中对其根系生长的原位动态观测,且根系生长环境更接近田间实际情况,并可通过改变根管长度、半径等将其应用于田间深根作物的研究中。利用此方法、结合根系扫描技术分析了油菜和冬小麦从发芽到出苗后16 d时的根系生长情况。结果表明,出苗后7和16 d冬小麦根系和地上部干物重均大于油菜,出苗后16 d冬小麦和油菜根冠比分别为0.513和0.372。大部分根系分布在0~16 cm表层土壤中,出苗后16 d冬小麦和油菜表层土壤中的根长在总根长中的比例分别为62.60%和67.76%,根系总表面积、总体积和一级侧根数均为表层土壤中占比最多,在出苗后7 d,总根长、总表面积、总体积和一级侧根数均为冬小麦显著高于油菜,而在出苗后16 d,两种作物的总根长和总表面积差别不大,说明油菜根系生长呈先缓后快趋势。表层土壤中根系平均直径小于底层土壤,油菜根系平均直径小于冬小麦,油菜和冬小麦的根系直径均大部分在0~0.50 mm之间,随着根系生长,较细的侧根逐渐增多,根系平均直径变小。出苗后16 d内的冬小麦根系伸长速率为1.83 cm/d,大于油菜的1.51 cm/d。因此,冬小麦苗期根系生长快于油菜,油菜根系呈先缓后快的生长特性。本研究介绍的根管法是一种原位研究根系的有效方法。     

紫云英与稻秸还田对稻田土壤硝化潜势的影响

  【目的】  种植利用绿肥和稻秸还田是水稻土培肥的重要措施。硝化作用是氮循环中的关键过程,我们研究了绿肥与稻秸还田对土壤硝化作用的影响,以明确紫云英–稻秸联合还田下的稻田硝化作用机制。  【方法】  水稻盆栽试验共设8个处理,分别为:对照(CK)、单独紫云英(MV)、单独稻秸(RS)、紫云英+稻秸(MV+RS)、单施氮肥(N)、紫云英+氮肥(MV+N)、稻秸+氮肥(RS+N)、紫云英+稻秸+氮肥(MV+RS+N)。研究了在不施氮和施氮条件下,紫云英、稻秸不同利用方式对土壤性状及硝化作用的影响,并通过特异性细菌抑制剂(卡那霉素和大观霉素)研究了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)对硝化作用的相对贡献。  【结果】  MV+RS+N处理提高了土壤全氮和有机质含量,降低了碱性水稻土的pH。在早稻分蘖期,MV+RS+N处理显著提高了土壤中铵态氮和硝态氮含量。早稻移栽前,MV+RS 处理显著增加了土壤硝化潜势(NP), 而MV处理相较CK降低了NP。早稻分蘖期,氮肥添加显著提高了NP。早稻拔节期和晚稻收获期,RS和MV+RS处理均降低了NP。早稻移栽前,MV+RS处理同时降低了土壤恢复硝化强度(RNP),以及AOA和AOB在恢复硝化强度中的贡献(RNP_AOA和RNP_AOB),并降低了RNP_AOB在RNP中的占比。早稻分蘖期,CK和N处理,MV+N处理提高了RNP_AOB,而在早稻拔节期,MV+RS+N处理相比MV+RS处理提高了土壤RNP及RNP_AOB。早稻收获期,MV、RS及MV+RS处理均降低了稻田土壤RNP。在不同生育期中,早稻分蘖期的NP与硝态氮含量显著正相关,其他时期相关不显著。土壤NP与土壤 pH 和硝态氮含量呈显著正相关,与土壤微生物量碳 (SMBC) 和土壤微生物量氮 (SMBN) 含量呈显著负相关。RNP_AOA与土壤pH和铵态氮含量呈显著正相关。  【结论】  紫云英–稻秸联合还田降低了碱性水稻土pH,并在水稻生育早期显著提高而在生育后期显著降低了土壤硝化潜势。硝化潜势与土壤pH和硝态氮含量呈显著正相关。早稻分蘖期和早稻拔节期以RNP_AOB占主导,紫云英–稻秸联合利用较CK降低了RNP_AOB;早稻和晚稻收获期则以RNP_AOA占主导,紫云英–稻秸联合还田相较于单独还田提高了RNP_AOA。     

温室夏闲季种植翻压绿肥对土壤可溶性有机碳氮及无机氮的影响

为明确温室土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)和无机氮(Nmin)对夏闲绿肥措施的响应特征,选取豆科(绿豆、田菁、印度豇豆)、禾本科(甜玉米、高丹草)和苋科(籽粒苋)6种绿肥,研究了不同夏季填闲绿肥种植、翻压对温室土壤DOC,DON和Nmin含量及其剖面分布的影响。结果表明,种植不同绿肥品种均增加了土壤DOC含量,0~40 cm土层增加显著;减少了土壤DON及无机氮含量。绿肥全量还田后,土壤剖面DOC含量均有所增加,苋科处理低于豆科和禾本科处理;土壤DON及Nmin含量较绿肥翻压前均有不同程度增加,不同处理间表现有所差异,总体表现为豆科处理对照处理禾本科、苋科处理。绿肥根茬还田时,土壤DOC、DON及Nmin含量均低于不种绿肥处理。本研究为温室夏闲绿肥的应用提供了参考:低肥力土壤建议采用生物量适中的豆科作物并尽可能全量还田,以发挥其固氮效果及对土壤的养分供应能力;而高肥力温室土壤中要着重考虑环境风险,应当选择籽粒苋、高丹草等根系较深、生物量大的夏季绿肥作物作为填闲作物,同时结合后茬蔬菜的施肥措施来决定绿肥还田量。     

紫云英联合收获物料分离清选机设计与试验

针对紫云英联合收获物料组分构成复杂及其小差异混杂特性,使其在分离清选作业过程中存在高含杂、多损失等问题,提出“先筛分、再气流清”的作业模式,设计了紫云英联合收获物料分离清选机,并对喂料斗出口处料层厚度调节机构、筛分装置、集杂除尘装置等关键部件进行了设计选型与参数计算。基于DEM-CFD耦合数值模拟方法,确定了物料层调节厚度、筛分装置驱振振幅和吸杂管道风量调节手柄挡位等主要影响因素合理的取值范围,运用Minitab进行正交试验设计,以籽粒清洁率和夹带总损失率为响应值,得到影响紫云英联合收获物料分离清选机作业质量的最优因素参数组合：物料层调节厚度为16.8mm、筛分装置驱振振幅为35mm、吸杂管道风量调节手柄在挡位5,此时,籽粒清洁率均值为98.07%,夹带总损失率均值为2.96%,试验结果满足设计要求。