土壤肥力和施氮量对小麦根系氮同化及子粒蛋白质含量的影响

采用田间土柱栽培的方法,研究了不同土壤肥力条件下施氮量对小麦根系氮素吸收、同化及子粒产量和蛋白质含量的影响。结果表明,小麦浅层根系衰老开始的时间比深层根系早,深层根系对小麦生育后期氮素吸收具有重要的作用。增施氮肥或土壤肥力高有利于小麦根系的生长发育,提高了根系活力和氮素同化关键酶的活性,延缓了根系的衰老,提高了小麦子粒产量和蛋白质含量。     

生土施肥对黍子根系生长及生理生态效应的影响

以肥力极低的生土为基质，通过盆栽试验研究生土施肥对黍子根系生长及生理生态效应的影响，结果表明．生土地施用磷、氮肥．可以不同程度地增加黍子根系的干重、总根数、总根长、总吸收面积及活性吸收面积。单施钾的效果不明显，但在施用氮磷的基础上施钾，具有明显的加合效应。磷不仅是生土地上黍子产量与品质形成的第一限制因素，也是生土地土壤肥力形成的原始起动因素。氮、磷、钾三要素对黍子根系的影响顺序为磷〉氮〉钾。有机肥对根系的生长有明显的促进作用，尤其是前期。发达的根系促进了根际微生物群落的迅速繁殖，从而提高了根际土壤脲酶和磷酸酶的活性，这种结果促进“根土系统”向着熟化方向发展。使生土地上的黍子当年可获得正常产量。     

烯效唑干拌种对小麦根系生长及吸收功能的影响

采用田间与土柱栽培试验,研究了不同浓度烯效唑干拌种在不同施氮条件下对小麦根系生长和吸收功能的影响。结果表明,烯效唑干拌种促进根系的生长,使后期单株根系鲜重增加,孕穗至灌浆期有较大的根量;孕穗后根系的SOD活性提高,根系MDA含量降低,根系活力增强,从而延缓了根系衰老;处理同时提高了灌浆中期根系吸收32P的能力,使32P分配给穗、根系和叶的比例提高,减少了分配给茎鞘的比例。其中以20mgkg的烯效唑浓度干拌种效果最好。     

钾对冬小麦根系生理性状及地上部生长的影响

本试验采用盆栽土培试验和液培试验相结合的方式研究了施钾对小麦根系生理性状及地上部生长的影响。结果表明:在缺钾的土壤上施钾可以促进根系生长,提高全生育期的根系活力和根中可溶糖含量,提高了根系在衰老过程中氮、钾养分的含量;施钾还能增大旗叶叶面积,提高小麦灌浆后期旗叶的叶绿素含量,有利于旗叶的光合和籽粒的灌浆。施钾能显著提高小麦成穗数、穗粒数和粒重,增加产量。     

氮、磷营养对黄土高原旱地玉米产量、品质的影响机理研究

田间裂区试验研究了不同氮磷施用水平对旱地玉米子粒产量和品质的影响。结果表明,增施氮、磷肥,能增加子粒粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸含量和子粒容重,降低粗淀粉的含量,提高玉米产量和水分利用效率,且氮肥效果优于磷肥。施用氮、磷肥能够增加土壤碱解氮、速效磷的浓度,有利于玉米根系对氮磷营养的吸收;在促进根系生长的同时,提高玉米的生物产量,增加植株茎秆、叶片对氮素、磷素的吸收、转化以及向穗轴、子粒的输送,显著提高子粒的灌浆强度,促进灌浆中后期子粒氮、磷的积累,增大粒重,改善子粒品质。     

改土物料混用对酸性土壤pH和烤烟生长及物质积累的影响

为明确不同酸碱度生物有机肥配施石灰、绿肥改良酸性植烟土壤的效果,本研究采用盆栽试验,研究了石灰(T1)、石灰+绿肥(T2)、酸性生物有机肥+石灰+绿肥(T3)、碱性生物有机肥+石灰+绿肥(T4)等组成的4种不同改土物料组合对酸性植烟土壤pH值、烤烟生长和干物质与氮磷钾积累分配的影响。结果表明,酸性植烟土壤施用不同改土物料组合,可使土壤pH值提高0.79~1.12,改善烤烟农艺性状,促进烤烟根系生长,使烟叶SPAD值增加0.42~2.76,烟株干物质积累提高18.05%~61.42%;除T3外,烟株氮积累总量提高1.42%~14.07%;磷积累总量提高29.76%~98.08%;钾积累总量提高22.48%~105.47%;同时促进了干物质与钾向烟叶中分配。与其他处理相比,石灰和绿肥配施碱性生物有机肥(T4)更有利于提高酸性土壤pH值,有利于烤烟干物质和氮、磷、钾养分的积累;但石灰和绿肥配施酸性有机肥(T3)更有利于增加烤烟根系数量,有利于增加氮、磷、钾养分在烟叶中的分配比例。本研究表明石灰、绿肥和生物有机肥配合施用可提高酸性土壤改良效果,以石灰+绿肥+碱性生物有机肥最好,其次是石灰+绿肥+酸性生物有机肥。本研究结果为湖南省湘西酸性植烟土壤改良提供了理论依据。     

钾对冬小麦根系生理性状及地上部生长的影响

本试验采用盆栽土培试验和液培试验相结合的方式研究了施钾对小麦根系生理性状及地上部生长的影响。结果表明：在缺钾的土壤上施钾可以促进根系生长，提高全生育期的根系活力和根中可溶糖含量，提高了根系在衰老过程中氮、钾养分的含量；施钾还能增大旗叶叶面积，提高小麦灌浆后期旗叶的叶绿素含量，有利于旗叶的光合和籽粒的灌浆。施钾能显著提高小麦成穗数、穗粒数和粒重，增加产量。     

不同养分配比对高粱根系生长及养分吸收的影响

为探明高粱养分吸收和根系生长对氮、磷、钾胁迫的响应,通过长期定位试验,在高粱/玉米轮作条件下研究了不同养分配比NPK、PK、NK、NP、CK对高粱根系生长及养分吸收的影响。结果表明:与NPK相比,长期不施氮肥(PK)条件下高粱总根长增加18.29%,总根体积降低26.52%,且根系主要分布在0~10 cm土层,直径小于0.5 mm细根所占比例显著增加。不施磷肥(NK)显著抑制了高粱根系生长,总根长、总根表面积和总根体积分别降低24.03%、27.48%和41.29%。不施钾肥(NP)对细根生长有明显抑制作用。不施氮、磷、钾均降低高粱对相应养分的吸收和累积,不施氮促进了营养器官中氮和钾素向籽粒转运,不施磷或钾肥抑制了氮、磷及钾的转运。高粱对养分的吸收、积累和转运与根系形态有关,不同养分积累与运转与根系形态关系表现不尽相同:氮素、钾素积累和转运与根系形态具有较好的相关性,氮素的积累和转运与植株生物量和产量的相关性大于磷素和钾素。综上,高粱根系形态及养分吸收对氮、磷及钾胁迫响应不同,该研究可为不同养分瘠薄地高粱高效栽培提供理论依据。     

小麦生长期土壤养分与根系活力变化及其相关性研究

研究了小麦生长期内土壤氮、钾与小麦根系活力变化及其相关性。结果表明,土壤速效氮、速效钾和非交换性钾含量随小麦生育进程呈现有规律的变化;小麦根系活力呈现先增加,孕穗期峰值出现后迅速下降,成熟时根系活力下降到最低值的变化规律,不同施肥处理小麦整个生育期内根系活力大小顺序为:MNPK、NPK>NK>N、NP>CK、M。土壤速效氮、速效钾、非交换性钾含量与小麦根系活力呈显著或极显著正相关,说明土壤N、K养分有效性的高低是影响小麦根系活力的重要因素。     

有机肥处理对小麦根系生长、活力和磷吸收的影响

通过温室砂培、室内分析，研究了有机肥、无机肥和有机无机配合对小麦根系活力、根系酸性磷酶活性、根尖呼吸作用、根系ATP酶活性，以及磷的吸收动力学参数的影响。结果表明，有机与无机肥配合施用，增加了小麦根系的活力。单施有机肥在培养初期能显著提高根系活力，培养时间增长，效果明显下降，而有机无机肥配施处理能较长时间保持根系有较高的活力。有机无机肥配合，使小麦磷吸收动力学参数发生变化，有机肥和有机无机肥配合处理使Imax增加，Km减小。结果说明，有机肥除提供小麦营养外，对其根系活力、生理代谢和吸收能力都有影响，从而直接促进了小麦对磷的吸收。     

土壤深松对小麦根系活性的垂直分布及旗叶衰老的影响

土壤深松打破犁底层可改变土壤的理化性状 ,从而改善小麦根系的生长条件。与对照 (未深松 )相比 ,小麦的群体根系活性明显提高 ,垂直分布下移 ,使深层土壤的群体根系活性相对提高 ,进而对延缓地上部衰老和提高产量产生积极效应。     

施肥对黄土高原旱地冬小麦根系生长的影响

田间试验表明,旱地冬小麦根系集中分布在0～20cm土层中,约占0～60cm土层总根重的60.7%;根系生育规律以根重变化表示在0～20cm土层中,呈逆变态,表现为快、较慢、慢的生长过程,20～40cm土层呈突变态、较慢、快、慢的生长过程,40～60cm土层呈稳定状态,表现为慢、快、慢的生长过程。不同肥料处理对冬小麦根系的影响是:氮肥有增加表层根系的作用,平均日增加4.05g/cm²,影响深度达40cm;磷肥利于根系下扎,可达80cm土层以下;氮磷有机肥并施显着增加根重和生长量,有利于吸收深层水分和养分;旱地冬小麦根系下扎深度为220～240cm,吸收利用土壤水分能力范围在180～210cm。     

有机无机肥料配合施用对冬小麦根系和旗时衰老的影响

采用土柱栽培试验方法了有机无机肥料配合施用对冬小麦根系和旗叶衰老的影响,结果表明,有机无机肥料配合施用,有效地降低了根系和旗叶的膜脂过氧化作用,提高了活性氧清除系统的超氧物歧化酶的活性;增强了根系活力,提高根系干重特别是４０￣１００ｃｍ土层的根系干重,降低了旗叶光合速率的衰减率,延缓了根系和旗叶的衰老,提高了粒重、生物产量和经济系数,增加了籽粒产量。     

Long-term residual effects of feedlot manure application on crop yield and soil surface chemistry

Crop response to manure application may extend beyond the year of application due to residual nutrient availability. A field experiment was conducted to evaluate feedlot manure application (at 0 22.5, 45, 90 and 180 Mg ha^?1) and subsequent residual effects (24-yr) on wheat and sorghum grain yields. Sorghum grain yields increased significantly with manure and nitrogen (N) fertilizer application. However, winter wheat grain yield showed no consistent response to manure and fertilizer application in the 9-yr when manure was applied. Averaged across the subsequent 24 years, residual feedlot manure and annual N fertilizer application significantly increased sorghum and winter wheat grain production. Application of cattle manure did increase soil organic matter content, pH and plant available soil nutrients. Our finding showed that growers could take advantage of the long-term benefits of nutrients supplied from manure application to bolster crop production, improve soil quality and reduce fertilizer input cost.     

有机无机肥配施提高旱地麦田土壤养分有效性及酶活性

【目的】有机无机肥配施可显著提高土壤微生物活性,改善土壤养分供应状况。深入理解不同氮肥用量配施有机肥下土壤的生物化学性状,为充分发挥肥料效益,实现冬小麦高产稳产提供科学施肥依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在黄土高原南部半湿润易旱区连续三年进行了田间定位试验。采用裂区试验,设置5个氮肥用量 (N 0、75、150、225、300 kg/hm2),配施或不施有机肥 (30 t/hm2)。在冬小麦拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期,取0—20 cm土层样品,采用常规方法测定土壤养分和酶活性。在收获期,调查了冬小麦籽粒产量。【结果】1) 冬小麦产量以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理最高,且有机无机肥配施与单施化肥处理相比能够在减少19.1%的氮肥用量条件下,保证冬小麦产量稳产高产,此外在天气不理想的状况下,冬小麦的净收益也能保持在较高水平。2)在冬小麦的整个生育期,有机无机肥配施处理可显著提高0—20 cm土层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮含量以及土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性,与单施化肥处理相比分别增加18.2%、27.4%、149.3%、31.4%、27.6%、4.0%、4.7%、1.5%,但对过氧化氢酶活性无明显促进作用,且除了脲酶以施氮量N 300 kg/hm2配施有机肥的活性最高,其余指标均以施氮量N 150 kg/hm2配施有机肥处理效果最佳。3) 施氮量、有机肥、冬小麦生育期显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,施氮量和有机肥的交互效应显著影响碱性磷酸酶活性,施氮量和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,有机肥和冬小麦生育期的交互效应显著影响土壤碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性,施氮量、有机肥和冬小麦生育期三者的交互效应显著影响土壤蔗糖酶活性。4) 相关分析表明,土壤碱性磷酸酶与有机质间、脲酶与速效钾之间均未达显著相关水平,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶与有机质、全氮、有效磷、速效钾均呈显著或极显著正相关。【结论】土壤养分、酶活性和冬小麦产量之间密切相关,在施用有机肥30 t/hm2的基础上配施氮肥N 150 kg/hm2,有利于增强黄土高原南部半湿润易旱区冬小麦土壤生态系统的可持续性。     

渭北旱塬小麦根系的再生能力及其意义

在降水少、水土流失严重的渭北旱塬所进行的试验表明：经历冬、春于旱危害的小麦，分布在耕层以内的密集的根都枯黄萎缩，根表皮细胞全部破皱剥落，完全丧失了吸收功能，只有输导组织仍然健全。     

间作冬小麦根系数量与活性的空间分布及变化规律

在冬小麦‖早春玉米/夏玉米种植体系(‖与/分别表示间作和套作)中,研究了小麦根系数量与活性的空间分布特征及变化规律。主要结果:(1)高产田间作冬小麦最大根深200cm左右,160～200cm深层土壤根量持续增长至灌浆蜡熟期。(2)根系含水率自上而下由低向高变化,随生育进程推进,呈下降趋势。(3)根系鲜重自拔节期以后,0～80cm土层随生育进程推进呈减低趋势;80～160cm于开花期达最大值,之后下降;160～200cm土层到灌浆期和蜡熟期值最大。0～200cm土体总根干重于灌浆期值最大,之后下降。(4)拔节、开花、灌浆和蜡熟4次结果平均,0～20cm土体根鲜重和干重分别占到0～200cm总重的46.90%与47.63%,40cm以上占到57.90%与59.89%,80cm以上占77.00%与78.62%,120cm以上占到92.26%与93.07%,120cm以下土体占不足10%。根系重量密度自上而下可划分为0～20cm高密度区、20～120cm中密度区、120～160cm低密度区及160～200cm稀密度区。(5)根系TTC还原强度呈上大下小变化,0～160cm土体平均根活力拔节期较高,开花灌浆期下降,蜡熟期反弹上升。(6)拔节、开花、灌浆和蜡熟期四次结果平均,0～20cm土壤根系TTC还原总量占到0～160cm土体的53.84%,40cm以上占到66.01%,80cm以上占到83.40%,120cm以上占到94.77%,120～160cm深层土壤占5%左右。     

有机肥与种植密度对旱作玉米根系生长及功能的影响

在大田条件下研究了基施有机肥及3种种植密度（60,75,90千株/hm2）对旱作玉米根系生长和功能的影响。结果表明,在大喇叭口期,基施有机肥显著降低了30—100cm土层内的根长与根表面积,但对根干重影响不显著;由于基施有机肥处理地上部生物量更大,因而显著降低了根冠比;种植密度对该时期根系生长的影响较小。在蜡熟期,基施有机肥限制了30—100cm土层及1/4行间、行间与膜下位置的根系分布,但对根冠比的作用不显著。该时期根长、根表面积及根干重均有随密度增加而减少的趋势,该趋势在0—30cm土层和株上位置表现显著;种植密度的增加也降低了根冠比。有机肥延缓根系衰老作用不明显,其根系导水率与不基施有机肥处理无显著差异;而在种植密度增加情况下,单位根系表面积吸水功能的提高弥补了根量减少带来的损失,表现出一定的适应性。     

旱地不同绿肥品种和种植方式提高土壤肥力的效果

【目的】黄土高原旱地土壤贫瘠,夏闲期雨热资源难以被充分利用。本研究通过田间试验研究不同夏季绿肥品种及其种植方式对绿肥鲜重、绿肥养分还田量、土壤养分含量、土壤酶活性、土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量的影响,旨在筛选出适宜当地夏闲期种植的绿肥品种及种植方式,为促进黄土高原地区农业可持续发展提供理论依据和技术支持。 【方法】本研究采用随机区组设计,以夏季裸地休闲为对照,设绿肥 (绿豆、长武怀豆、毛叶苕子、油菜) 和绿肥种植方式 (麦后播种、麦田套种) 为研究因素,共 9 个处理。绿肥盛花期全区齐地收割地上部并称重计鲜草产量,分析绿肥地上部氮磷钾含量;每个小区采集 50 株绿肥下长、宽、深均为 20 cm 的土体中的根系,称重并进行分析;绿肥收获翻压 20 天后,于各小区采集 0—20 cm 土壤样品,测定土壤养分含量,土壤微生物量碳,土壤水溶性有机碳含量以及主要酶含量。【结果】绿肥麦后播种生物量要高于麦田套种;麦后播种以怀豆和油菜生物量较高,套种以油菜生物量显著高于其他处理。不同种植方式下绿肥总养分还田量与生物量规律类似;麦后播种长武怀豆显著提高了氮素和磷素还田量,麦后播种油菜显著提高了磷素和钾素还田量;套种时氮、磷和钾还田量由高到低顺序为油菜 > 毛叶苕子 > 绿豆 > 长武怀豆,不同绿肥间差异达到显著水平。翻压油菜土壤有机质、速效磷及速效钾含量都要显著高于休闲处理;麦后播种长武怀豆并翻压 2 年后,0—20 cm 土壤有机质、总氮、矿质氮、速效磷及速效钾含量较休闲分别提高了 12.4%、22.2%、95.9%、28.6% 和 11.2%。种植绿肥与休闲相比,土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量均有所提高,其中套种油菜增加达显著水平,麦后播种各绿肥间土壤微生物量碳含量差异不显著,但都显著高于休闲。与休闲相比,麦后播种绿肥均提高了土壤酶活性;套种绿肥除绿豆处理的脲酶和过氧化氢酶低于休闲外,其他处理均提高了土壤酶活性。土壤各测定指标与绿肥生物量之间均有显著或极显著的正相关关系,表明土壤肥力的提高主要取决于还田绿肥的生物量。【结论】长武怀豆和油菜翻压入土后,能够增加土壤的养分含量和酶活性,培肥效果优于绿豆和毛叶苕子。麦后播种绿肥的生物量、养分还田量显著高于套种,土壤养分含量及土壤酶活性也较高。所以在黄土旱塬地区可选择麦后播种长武怀豆和油菜可有效改善土壤肥力。     

施用有机肥对土壤团聚体稳定性的影响

施用有机肥是循环农业的典型措施,能够净化环境、保证食品安全、加强土壤的可持续利用。本文以中国农业大学曲周试验站长期设施蔬菜地为研究对象,试验已进行6年,共设单施有机肥、有机无机配施与无机肥3种施肥处理。结果表明:施用有机肥处理的土壤有机C含量显著高于有机无机配施和无机肥处理107.02%、171.71%;干筛分析表明有机肥处理下的土壤非水稳性团聚体的平均重量直径(WMD)和几何平均直径(GMD)值均显著高于有机无机配施与无机肥65.68%、4.18%和16.80%、8.26%;湿筛结果也表明有机肥处理下的土壤水稳性团聚体WMD、GMD值显著高于有机无机配施与无机肥41.12%、34.78%和77.78%、63.16%;0~20 cm耕层有机肥处理增加了土壤分散系数,而20~40 cm耕层有机肥处理显著降低了土壤分散系数。在蔬菜有机栽培中单施有机肥可增加土壤有机C、非水稳性团聚体、水稳性团聚体及耕层下微团聚体含量,是改良土壤结构的有效措施。