栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

不同施肥处理对玉米根际土壤磷素利用的影响

通过田间根袋试验,在玉米拔节期和成熟期研究了微生物菌剂、腐殖酸、有机-无机复合肥、4号生根粉对根际土壤磷素利用的影响。结果表明,腐殖酸和微生物菌剂的施用,能提高玉米根际土壤有效磷含量和磷素利用率,尤以生长后期的效果更为明显。     

溶磷菌剂对玉米幼苗生长及根际土壤细菌群落结构 和磷素形态的影响

以FD11(普瑞斯特氏菌Priestia sp.)和CH07(阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai)两种溶磷菌剂为试验材料,进行菌剂灌根盆栽试验,测定溶磷菌剂施用对玉米生长、根际土壤养分、土壤微生物特性及土壤不同形态磷含量的影响。结果表明,施用溶磷菌剂可改善根际土壤养分特征和微生物学特性,增加根际土壤的活性磷源含量,对玉米幼苗表现出良好的促生作用。与不施菌剂相比,FD11处理玉米幼苗的株高、茎粗、地上部干重分别增加31.88%、36.39%、104.00%;根际土壤碱解氮、有效磷、速效钾分别增加了21.90%、107.67%、5.77%。施用溶磷菌剂的土壤H₂O-Pi(Pi为无机磷)、NaHCO₃-P和NaOH-P含量增加,但HCl-Pi和Residual-P含量显著降低。施用溶磷菌剂改变了玉米根际土壤细菌的群落结构,在细菌属分类学水平上,不动杆菌属、假单胞菌属、海洋杆菌属、鞘氨醇单胞菌属、节杆菌属等功能细菌的相对丰度显著增加。综合以上分析,施用溶磷菌剂显著提高了土壤速效养分含量,改变了根际土壤细菌的群落结构,增加了活性磷源的...     

不同作物根际环境对土壤重金属形态的影响

采用根垫法研究了玉米、大豆和小麦根际环境对污灌土壤中铜、镉、铅、锌形态的影响。研究结果表明：根际土壤中交换态铜含量呈现增加趋势，碳酸盐态和铁锰氧化物态金属则表现为减少趋势，有机态几无变化。形态变化的幅度与植物种类有关，其中大豆根际土壤中金属形态的变化比小麦和玉米显著。     

玉米根际土壤中不同重金属的形态变化

采用根垫法研究了不同生长时期的玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌和铬的形态变化。结果表明 ,玉米生长 1 0 0d内不同重金属的形态变化有显著差别。交换态铜 ,碳酸盐态铜和锌 ,铁锰态铜、铅和铬 ,有机态铜、铅和铬都有明显变化。在 1 0 0d生长期间 ,不同重金属在根际土壤中的相对变化有较大幅度的波动。植物吸收主要影响根际土壤交换态铜和碳酸盐态铜和锌的变化 ,对镉和铅形态变化影响不大。     

土壤磷素形态及其生物有效性研究进展

土壤磷素形态及其生物有效性的研究对解决农业生产中所引起的经济、环境和资源问题有很重要的作用。结合国内外已有成果和最新研究进展,从土壤的形态、磷的分组以及测定方法,土壤各形态磷的生物有效性等几个方面综述了国内外土壤磷的研究现状,并提出了目前在土壤磷研究中存在的一些问题以及今后研究的热点。     

根系分隔方式对玉米/大豆根际土壤碳含量及磷有效性的影响

【目的】豆科与禾本科间作体系中对磷有效性的影响主要集中在根系分泌物的活化作用,由根际沉淀引起的土壤碳含量与磷酸酶活性变化及其对红壤磷有效性的影响机制尚不清楚。【方法】本研究以间作玉米大豆为研究对象,设置根系完全分隔、尼龙网分隔、不分隔3种方式,在0、21.83、43.67、65.50和87.34 P mg kg-1（分别记为P0、P1、P2、P3和P4）磷肥施用水平下进行盆栽试验,研究根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤微生物量碳（MBC）、溶解性有机碳（DOC）、根际土壤有机碳（ROC）、酸性磷酸酶活性（ACP）、碱性磷酸酶活性（ALP）、速效磷和Hedley磷组分的影响。【结果】相比完全分隔,根系不分隔可提高玉米和大豆根际土壤MBC含量,显著降低玉米根际土壤DOC含量,低磷水平（P0、P1）时显著提高大豆DOC含量,显著提高玉米（仅在低磷时）和大豆根际土壤ACP活性,低磷时显著提高大豆根际土壤ALP活性。除玉米活性磷组分外,根系分隔方式对间作玉米大豆根际土壤速效磷、磷组分有显著或极显著影响。根系不分隔较完全分隔可通过降低大豆根际活性无机磷（Pi）(P0除外)和中活性Pi从而提高玉米根...     

土壤—植物根际磷的生物有效性研究进展

探讨土壤－植物根际磷素养分状况及利用机理，提高土壤磷的生物有效性，使土壤中潜在的难溶性磷库活化，提高磷肥利用率，对促进农业生产的持续发展和陆地生态系统的良性循环具有重大的现实意义。文章从这一角度出发，论述了根际土壤中根际微生物，根际pH值，根系分泌物，菌根，根际土壤磷酸酶等各种因素对提高土壤磷素利用率的机理。     

滨海土壤I-69杨根际无机磷形态分布及有效性研究

对滨海脱盐土壤或轻度盐渍土壤上不同林龄I -69杨根际、非根际无机磷存在形态、数量和有效性进行了研究 ,结果表明 :I -69杨根系活动能明显提高根际土壤供磷能力 ,3、5、11年生I -69杨根际有效磷明显富集 ,富集量分别为3 .87、4.3 2、4.3 5mg/kg ;Ca2 -P在不同林龄I -69杨根际含量明显高于非根际土 ,差异都达到极显著水平 ,R/S随林龄增大分别是 2 .15、2 .5 9、5 .5 4;Ca8-P在 5、11年生I -69杨根际明显富集 ,而Ca10 -P明显亏缺 ;不同林龄I -69杨根际、非根际土Al-P、Fe -P和O -P含量无明显差异 ,盐渍土壤中它们的生物有效性较低。     

小麦?大豆?玉米轮作体系长期不同施肥黑土磷素平衡及有效性

【目的】 黑土具有肥力高、养分供应能力强等特点,研究长期施肥措施下黑土磷素的平衡及其有效性变化,为黑土区磷肥的科学施用和管理提供理论依据。 【方法】 以黑龙江哈尔滨 (1979—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验包括10个处理,即,不施肥 (CK)、氮肥 (N)、磷肥 (P)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 磷肥 (MP)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤全磷、有效磷的变化特征和土壤磷素盈亏状况。 【结果】 长期施用磷肥处理 (P、NP、NPK、MP、MNP和MNPK) 的黑土全磷、有效磷含量增加;不施磷肥处理 (CK、N、M和MN),土壤全磷、有效磷含量随施肥年限的延长而降低。不施磷肥处理的土壤磷素活化系数 (PAC) 总体呈年际下降趋势,施肥处理为上升趋势;有机肥与磷肥配施处理的PAC整体高于单施化学磷肥处理。在土壤盈余条件下,土壤全磷每盈余100 kg/hm2,P、NP、NPK、MP、MNP 和MNPK 处理土壤中Olsen-P分别提高1.56、1.45、1.69、0.63、0.53和0.96 mg/kg,而M和MN处理的土壤Olsen-P分别降低1.38和1.24 mg/kg。在土壤磷素亏缺状况下,每亏缺磷100 kg/hm2,CK、N处理有效磷分别减少1.83和1.46 mg/kg。 【结论】 施用磷肥及磷肥与有机肥配施可维持黑土的磷盈余,增加磷的有效性。单施氮肥和有机肥 (马粪) 会导致土壤磷的亏缺,降低土壤有效磷的含量。与单施化肥相比,有机肥磷肥配合施用能够更加有效地增加磷素活化系数。      

热带胶园土壤磷素形态和生物有效性

采用Ｈｅｄｌｅｙ的磷素分级方法研究热带胶园土壤磷的形态，结果表明，热带胶园土壤磷主要以ＲｅｓｉｄｕａｌＰ、ＮａＯＨ－Ｐｏ和ＮａＯＨ－Ｐｉ形态存在；各种形态磷的损失质量分数均高于３８％；其中Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｐ和ＮａＯＨ－Ｐｏ的损失量最高，分别占全磷损失量的５２％和１６％，它们是长期耕作条件我园土壤磷两种最重要的有效磷源。     

不同作物根际土壤的pH状况及其与氮肥形态的关系

由于植物与土壤之间的物质交换发生在根-土界面上,因此,根际土壤的pH环境对植物养分,特别是磷和微量元素的有效性起着十分重要的作用。     

土壤中铁形态转化的根际效应

氧化铁是土壤胶体的重要组成部份,它在中性和酸性水稻土及红壤的结构体中起着重要作用,还影响着土壤中离子吸附与解吸,沉淀与溶解等物理化学平衡,特别是含氧酸根及重金属离子的专性吸附作用,进而影响土壤中养分的有效性及污染物的生物毒性。     

四川几种轮套作体系的产量及小麦玉米磷素利用效率研究

通过2011和2012年2年田间试验研究了"蚕豆-玉米"、"小麦-甘薯"、"小麦-大豆"3种两熟轮作体系和"小麦/玉米/甘薯"、"小麦/玉米/大豆"2种三熟套作体系的产量、小麦玉米磷素积累分配及磷利用效率的变化。结果表明:三熟套作具有明显的产量优势,小麦/玉米、玉米/大豆和玉米/甘薯的土地当量比(LER)分别为1.79、1.51、1.62,小麦/玉米/大豆、小麦/玉米/甘薯周年体系的LER平均分别为2.13、2.32,与同面积单作相比,两体系周年作物产量分别提高了12.5%和31.5%。小麦、玉米产量套作比单作分别高30.3%、12.3%,而大豆和甘薯产量在套作与单作间无显著差异。套作较单作显著提高了小麦和玉米的地上部磷素吸收总量、籽粒磷积累量、磷肥偏生产力,小麦分别提高34.3%、39.3%、29.1%,玉米分别提高11.1%、19.8%、12.4%。玉米磷收获指数套作比轮作平均高7.8%。套作促进了小麦、玉米磷营养从营养器官向籽粒的转运分配。表明三熟套作相对两熟轮作(单作)能显著提高周年产量,促进小麦、玉米对磷素的吸收利用,一定程度提高了磷肥利用效率。     

生物黑炭对玉米苗期根际土壤氮素形态及相关微生物的影响

生物黑炭被作为土壤改良剂应用逐渐被认可,但其应用机制特别是生物黑炭对氮素形态和根际微生物的影响机理尚不明确,影响其推广。本文采用盆栽试验,研究了玉米和水稻秸秆烧制的生物黑炭按不同量施入土壤后,对玉米苗期株高、生物量和根际土壤氮素形态及相关微生物的影响。结果表明,施入60 g·kg-1玉米黑炭和40~60 g·kg-1水稻黑炭均对玉米苗期株高有显著(P0.05)降低作用,其中水稻黑炭的降低效果更为明显;分别施入60 g·kg-1玉米黑炭和20~60 g·kg-1水稻黑炭后,玉米植株地上部生物量均显著降低。施入60 g·kg-1玉米黑炭后根际土壤含水量和微生物量氮显著提高。随两种生物黑炭施入量的不断增加,玉米苗期根际土壤全氮、硝态氮含量以及固氮作用强度也显著增加,且均在60 g·kg-1施用量下达最大值。施用40 g·kg-1玉米黑炭可显著提高玉米苗期根际土壤氨态氮含量。同时,施用两种生物黑炭后,均不同程度地抑制了玉米根际土壤中细菌总体数量,促进了固氮菌和纤维素降解菌的生长,其中施入60 g·kg-1玉米黑炭的效果最为明显。综上,玉米和水稻秸秆生物黑炭的适量施用,可以促进玉米根际土壤氮素的循环转化,影响相关微生物的群落结构,且与水稻秸秆相比,玉米秸秆生物黑炭的施用效果更加明显。本文针对作物生长、土壤氮素形态及相关微生物数量3个方面研究生物黑炭施入土壤对氮有效性的影响,能够更全面、更准确地将生物黑炭如何影响土壤氮素转化展现出来,促进生物黑炭的深入开发利用,对黑土肥力保护具有一定意义。     

蔬菜根际环境钒的形态变化及植物有效性

通过盆栽试验和Tessier连续提取法,研究了蔬菜根际和非根际土壤中钒的形态分布与植物有效性。结果表明,钒在根际和非根际土壤中主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在,钒的含量随其形态不同而变化：当土壤中钒添加量从25mg·kg^-1增加到200mg·kg^-1时,根际土壤交换态钒的百分率增加了9．89％,碳酸盐结合态钒增加了9．38％,铁锰氧化物结合态钒增加了9．99％,残渣态钒的百分率下降了33．6％。土壤添加的钒量增加时,钒的迁移能力增强,使蔬菜的生物量显著降低,蔬菜对钒的吸收作用增强：钒添加量从0增至200mg·kg^-1时,蔬菜鲜质量降低了41．65％,而蔬菜中85％以上的钒积累在根部。根际土壤中碳酸盐结合态钒含量对植物的根、茎叶中钒含量有显著影响,碳酸盐结合态钒与蔬菜鲜质量呈显著负相关。     

施氮活化根际土壤磷素促进粗齿冷水花的磷素积累

【目的】施氮可增强磷富集植物的磷积累能力,研究施氮对磷富集植物根际生物化学特性的影响,为解析氮素营养促进磷富集植物修复磷过剩土壤提供科学依据。【方法】以磷富集植物矿山生态型粗齿冷水花(ME)为试验材料,以非矿山生态型(NME)为对照。采用土培盆栽试验,分别设施氮(N) 0和140 mg/kg,施磷(P) 0、400、800、1200 mg/kg,共组成8个氮磷组合处理。分析植株地上部和地下部磷含量,根际和非根际土壤磷组分、酶活性和微生物活性的变化。【结果】1)在高磷处理下,两种生态型粗齿冷水花的生长和磷吸收受到抑制,而施氮提高了两种生态型植株对高磷的耐性,增加了其生物量和磷积累量;相比不施氮,施氮处理下ME地上部生物量和磷积累量最大增幅分别为72.5%和78.7%,NME最大增幅分别为80.1%和125.6%。施氮处理下,ME地上部生物量和磷积累量在施磷800 mg/kg时最大,分别为27.2 g/plant和193.8 mg/plant,且显著高于相同处理下的NME,分别是NME的1.18和1.24倍。2)施氮可提高两种生态型植株根际土壤水溶性磷和NaHCO₃提...     

茶树根际与非根际土壤磷形态变化特征

以茶树(Camellia sinensis)根际和非根际土壤为研究对象,选取湖南省石门、临澧、桃源、长沙、安化、资兴等6县(市)的茶园为采样点,对其根际和非根际土壤的全磷、有效磷及无机磷的不同化学形态进行了分析。结果表明,茶树根际土壤全磷和有效磷含量均高于非根际土壤,有效磷在根际富集明显;土壤无机磷含量及占全磷的比例差异都很大。不同母质发育土壤的无机磷组成也不同,板页岩母质发育的根际土壤中Al-P含量最高,Fe-P其次,O-P最少。花岗岩和第四纪红色黏土发育的根际土壤Fe-P最高,Al-P其次,O-P最少。3种母质发育的非根际土壤中均为Fe-P含量最高。根际无机磷中的Al-P,Fe-P和Ca-P含量与有效磷呈极显著正相关,非根际Al-P和Fe-P与土壤有效磷显著正相关关系。根际、非根际土壤全磷和有效磷含量与pH值相关性不显著,根际、非根际土壤有效磷和全磷含量相关性极显著。     

玉米根鞘改变土壤粒径及养分有效性

Root exudates,microorganism colonization and soil aggregates together form the rhizosheath,a special cylinder of micro-ecosystem adhering to the root surface.To study how the rhizosheath affects soil structure and nutrient distribution,we analyzed the impact of maize rhizosheath on soil particle size and nutrient availability in pot and field experiments.The results showed that there was a significant size decrease of soil particles in the rhizosheath.Meanwhile,the soil mineral nitrogen in the rhizosheath was significantly higher than that in the rhizosphere or bulk soil at tasseling and maturity stages of maize.The contents of Fe and Mn were also differentially altered in the rhizosheath.Rhizosheath development,indicated by a dry weight ratio of rhizosheath soil to the root,was relatively independent of root development during the whole experimental period.The formation of maize rhizosheath contributed to the modulation of soil particle size and nutrient availability.The subtle local changes of soil physical and chemical properties may have profound influence on soil formation,rhizospheric ecosystem initiation,and mineral nutrient mobilization over the long history of plant evolution and domestication.