氮素调控对玉米氮素同化过程及产量的影响

氮素调控措施与作物氮素吸收利用和产量密切相关,但目前关于不同氮素调控措施对玉米主要生育期氮素同化过程的影响仍不清楚。以郑单958为试验材料,设置不施氮肥（CK）、传统施肥（CN）、氮肥+生物炭（SN）和氮肥+硝化抑制剂DMPP（DN）4个处理,分析不同氮素调控对玉米氮素同化过程中铵态氮和硝态氮含量、硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性、游离氨基酸和可溶性蛋白含量以及氮素利用率和产量的影响。结果表明：DN和SN处理较传统施肥处理均可以提高玉米植株体内硝态氮和铵态氮含量、NR和GS活性;DN和SN处理显著提高灌浆期谷氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白含量;DN处理成熟期籽粒的氮素积累量显著高于SN和CN处理,分别显著增加18.4%和30.0%;DN处理产量最高,SN次之,二者并无显著差异,但相较CN处理分别显著增产1 483.0和1 154.2 kg·hm^-2。两种氮素调控均促进了玉米对氮素的吸收,显著提高氮肥吸收利用率,其中硝化抑制剂处理氮肥吸收利用率最高且显著高于其他处理。综上,生物炭或硝化抑制剂配施氮肥,可以促进玉米氮素同化和转运过程,显著提高玉米产量和氮肥利用效率,综合产量、籽粒氮素积累量和氮肥吸收利用率,硝化抑制剂配施氮肥可作为淮河流域玉米高产高效的栽培措施。     

耕作方式对小麦抗氧化酶和产量的影响

通过田间试验研究耕作方式对小麦根系、叶片抗氧化酶和产量的影响。试验设置耕翻+镇压（HS）、旋耕+镇压（RS）和旋耕（R）3个处理。结果表明,在拔节期、孕穗期和花后10 d HS处理叶片和根系超氧化物歧化酶（SOD）活性均显著高于其他2个耕作处理;在拔节期、抽穗期和花后5 d HS处理根系过氧化物酶（POD）活性均显著高于RS和R处理;在越冬期、孕穗期至花后5 d,HS处理叶片过氧化氢酶（CAT）活性均显著高于RS和R处理;除拔节期和孕穗期,HS处理叶片丙二醛（MDA）含量均显著低于RS和R处理。相关分析表明小麦产量和叶片CAT活性呈极显著正相关性（R=0.930,P＜0.01）,与叶片MDA含量呈显著负相关（R=-0.774,P＜0.05）。HS处理可以通过提高小麦有效穗数、穗粒数和千粒重从而提高产量,产量分别比RS和R处理高出5%和8%。综上表明,耕翻+镇压可提高小麦根系和叶片抗氧化酶活性,降低叶片MDA含量,延长小麦灌浆期实现小麦高产。     

长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响

通过田间原位试验,研究长江中下游地区不同避涝作物种植模式对农田温室气体排放的影响,为该地区低碳作物种植模式的选择提供依据。利用静态箱法研究水稻-小麦(WRR)、黄心乌-茭白(WZR)、黄心乌-毛豆-荸荠(WECR)、水芹-芹芽-水稻(CCRR)和莲藕(LR)种植模式下农田的N₂O、CO₂和CH₄等温室气体的排放规律。结果表明：N₂O、CO₂和CH₄的排放具有明显的季节性,CO₂排放呈现夏季＞秋季＞春季＞冬季,CH₄和N₂O排放呈现夏季＞秋季;WECR、WRR和CCRR种植模式土壤CO₂排放量差异不显著,但都显著高于WZR,LR模式;WRR、CCRR和LR种植模式土壤N₂O排放量极显著高于WZR和WECR模式;LR极显著高于CCRR种植模式土壤CH₄排放量,而WZR、WECR和WRR极显著低于LR和CCRR。不同种植模式综合温室效应大小WRR＞CCRR＞WECR＞LR＞WZR,可见黄心乌-茭白模式综合温室效应最低,是长江中下游易涝区域低碳农业的较佳生产模式。     

有机与无机肥配施对拔节期小麦根际反硝化微生物群落结构的影响

为探究有机、无机肥配施对拔节期小麦根际反硝化微生物群落结构和功能的影响,依托有机、无机肥配施长期定位试验,设单施化肥（T1）、15%羊粪配施化肥（T2）、30%羊粪配施化肥（T3）和45%羊粪配施化肥（T4）4个施肥处理,以及拔节前期和拔节后期2个追肥时间,利用real-time PCR和高通量测序技术,分析了有机、无机肥配施对拔节期小麦根际nirS和nirK型反硝化微生物丰度及群落结构、反硝化能力（DC）、土壤呼吸（SR）等指标的影响。结果表明,较拔节前期,拔节后期小麦根际土壤中DC和SR显著降低,DOC、NO^-₃-N含量显著下降,pH和nirS丰度显著提高;相关性分析表明,DC与DOC和NO^-₃-N分别呈极显著 （P<0.01）和显著（P<0.05）正相关,与pH和nirS丰度分别呈极显著和显著负相关,与nirK丰度无显著相关性。在拔节后期,较单施化肥处理有机、无机肥配施处理的DC和SR均显著降低;DC和SR及nirK丰度随着有机肥比例提高呈下降趋势,nirS丰度呈上升趋势;nirK型菌群α多样性指数提高,但不同处理间差异不显著;nirS型菌群丰度随着有机肥比例提高呈不断下降趋势。RDA分析表明,pH和NO^-₃-N是影响nirK型反硝化细菌群落结构的主要因素,NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量是影响nirS型反硝化细菌群落结构的主要因素。相关分析表明,施用有机肥处理的DC与nirK丰度和nirS型菌群落Chao1指数均呈极显著正相关,与nirS丰度均呈极显著负相关。在拔节后期,小麦可通过减少根际DOC含量、提高pH而削弱根际反硝化能力,降低氮素损失;提高有机肥施入比例可改变小麦根际NO^-₃-N含量,降低nirK型反硝化微生物丰度,改变反硝化微生物群落结构,进而降低根际反硝化能力,缓解拔节后期低氮胁迫对小麦生长造成的不良影响。     

有机和无机肥配比对黄褐土硝化和反硝化微生物丰度及功能的影响

【目的】 土壤硝化与反硝化作用是氮循环的两个关键环节,本文研究不同比例的有机、无机肥配施对硝化和反硝化进程产生的影响,为高效施肥提供理论基础。 【方法】 在安徽农业大学农翠园试验基地的黄褐土上进行了小麦–玉米轮作田间试验。试验以不施氮肥为对照 (CK),在小麦、玉米总施氮量相同的条件下,设置5个处理,分别为单施无机肥 (T1)、无机肥∶有机肥 = 2∶1 (T2)、无机肥∶有机肥 = 1∶1 (T3)、无机肥∶有机肥 = 1∶2 (T4)、单施有机肥 (T5)。在小麦拔节期,取0—20 cm土壤样品,利用荧光定量PCR技术测定反硝化和氨氧化微生物丰度,并结合反硝化能力、N₂O/(N₂O+N₂) 产物比、土壤呼吸、硝化势和氨氧化细菌 (AOB) 与古菌 (AOA) 对硝化势相对贡献率的测定,分析江淮地区长期有机和无机肥配施对黄褐土硝化、反硝化微生物丰度及其功能的影响。 【结果】 单施无机肥或有机肥处理的硝化势均高于不同配比处理。与添加有机肥相比,增施无机肥会显著增加AOA的丰度和硝化贡献率。在反硝化方面,反硝化能力和土壤呼吸随着有机肥投入量的增加而增加,单施有机肥处理显著高于其它处理。nirS和nosZ型反硝化菌丰度随着有机肥的增加而增加,而nirK型反硝化菌丰度呈减少趋势。相关分析表明,反硝化能力与nirS型、nosZ型反硝化菌丰度、有机质和可溶性有机碳含量极显著正相关,与nirK相关性不强。 【结论】 与单施无机肥或有机肥处理相比,有机和无机肥适当配施可降低土壤硝化势,并能调控AOA和AOB在硝化过程中的作用,有效地降低土壤反硝化损失。      

淹水胁迫对不同紫花苜蓿品种产量和品质的影响

为确定淹水胁迫下适应性相对较强的苜蓿(Medicago sativa)品种,以‘金皇后’(B1)、‘阿尔金刚’(B2)、‘维多利亚’(B3)、‘巨能551’(B4)和‘巨能耐湿’(B5)为材料,研究了淹水处理对不同苜蓿品种群体质量和品质的影响。结果表明,随着淹水时间增加,不同苜蓿品种草产量之间差异显著,与0d相比1d淹水处理下B3,B4,B5的产量增加,随水淹胁迫时间的增加产量逐渐下降,而B1,B2则随淹水时间延长持续降低,5d时各品种草产量表现为B5B1B4B3B2;短期淹水对B1,B3,B5株高有促进作用,之后随时间延长逐渐降低,淹水5d时明显高于B2,B4。淹水5d时,B1,B4,B5的叶片数显著高于B2,B3,而B5的生长速率较0d仅降低15.38%,生长速率显著高于其他品种,其节间数、分枝数、根长和根重也均显著高于其他各品种;同时淹水5d时,B5光合能力显著强于其他品种,表现为B5B1B4B2B3;而品质上,B1,B4,B5在水淹胁迫后牧草品质均显著优于B2和B3。综上所述,‘巨能耐湿’(B5)在淹水胁迫下抗逆和恢复能力表现较好,群体质量相对较高,对产量品质影响较小,适宜在我国淮河以南多雨地区推广种植。     

种植行距和品种对玉米根际反硝化菌群丰度和功能的影响

反硝化是根际氮素损失重要途径,作物品种和行距改变是否会对根际反硝化产生影响尚不清楚。本研究比较了不同玉米品种和种植行距间根际土壤反硝化菌群丰度和功能的差异,为降低根际反硝化损失和提高氮肥利用效率提供科学依据。通过两个独立的田间试验,利用生物化学和分子微生物学方法,分别研究‘浚单20’、‘安农8号’、‘郑单958’、‘品玉18’和‘隆平206’5个玉米品种以及20 cm、30 cm、40 cm、50 cm种植行距对根际土壤反硝化能力、反硝化菌群丰度、N_2O/(N_2O+N_2)产物比和土壤呼吸等指标的影响。‘浚单20’、‘安农8号’、‘郑单958’根际反硝化能力显著低于其他两个品种;随着行距减少,反硝化能力有显著增加趋势。‘隆平206’和‘品玉18’的nir S型反硝化菌群丰度显著高于其他品种,而nir K和nosZ型菌群的丰度以‘浚单20’和‘安农8号’最高;行距20 cm的nir S和nir K型菌丰度显著高于其他行距处理,但nosZ型菌丰度以40 cm行距丰度最大。品种对N_2O/(N_2O+N_2)产物比有一定影响,其中‘安农8号’最低,但行距对产物比没有显著影响。相关分析表明反硝化能力与土壤呼吸和nirS型菌群丰度均极显著正相关,但与nos Z和nir K型菌群未呈现这种关系,由此表明nirS型菌丰度和根际有机碳差异可能是造成反硝化能力不同的主导因子。品种和种植行距会对玉米根际反硝化过程产生一定影响,根际低反硝化损失品种的筛选、选育和根际反硝化过程调控是减少根际反硝化损失,提高氮肥利用效率的有效途径。     

耕播方式及秸秆还田对皖北小麦产量和品质的影响

为在皖北地区确定一种比较适宜的耕播方式和秸秆还田组合技术,以"皖麦68"为试验材料,研究了不同耕播方式和秸秆还田对皖北小麦产量和品质的影响。结果表明,不同秸秆还田和耕播方式对小麦开花期旗叶光合参数以及叶绿素含量有显著影响,秸秆还田大体上提高了小麦净光合速率和叶绿素含量并且降低了胞间CO2浓度和旗叶MDA积累,在秸秆还田下,耕翻镇压(PCL)较旋耕(RL)显著提高了小麦光合性能,同时降低了MDA积累量;在小麦产量上,PCL(耕翻+镇压)和SPCL(秸秆+耕翻+镇压)产量最高,分别为9 048和8 889 kg·hm-2,且两者无显著差异;此外,秸秆还田显著提高小麦的籽粒品质性状,其中SPCL小麦籽粒品质相对较好。综合以上,秸秆还田配合耕翻镇压的耕作方式进行机械条播更适合皖北地区的小麦种植。     

新农科背景下农学专业创新型人才培养的困境与探索

“农业4.0”和新农科建设对传统农学专业人才培养提出了新的挑战。农业智能化时代需要大量既懂现代农业知识和技术,又具有农业智能化、数字化知识和跨学科学习和创新能力的人才,而传统农学专业人才培养不能满足这类人才需求。文中分析了传统农学专业创新型人才培养存在的问题,从课程思政、课程内容、实践教学基地、师资队伍建设方面,探析了创新型人才培养模式改革途径,为培养更多乡村振兴创新型人才提供有力支撑。     

氮素调控措施对小麦植株氮素同化过程和产量的影响

为明确不同氮素调控措施对小麦氮素同化过程和产量的影响,以皖麦68为试验材料,设置传统施肥+生物炭(CN+C)、传统施肥+硝化抑制剂(CN+D)、传统施肥+叶面肥(CN+P)、不施氮肥(CK)和传统施肥(CN)5个处理,分析各氮素调控措施与小麦叶片和茎秆的氮代谢物质含量、氮肥利用效率及产量等的关系。结果表明,与传统施肥相比,施用生物炭和硝化抑制剂能提高小麦体内铵态氮含量以及硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性,叶面喷肥能提高小麦灌浆期铵态氮含量和NR活性;各氮素调控措施能提高小麦灌浆期体内游离氨基酸和可溶性蛋白质含量,增强小麦的氮素转运速率和氮代谢水平,显著提高氮肥吸收利用率、氮肥农学效率和氮素偏生产力,进而提高小麦产量;施用生物炭、硝化抑制剂和叶面肥相比传统施肥分别增产568.3、520.0和663.3 kg·hm~(-2)。