不同种植模式对甘蔗根际土壤生物学特性的影响

甘蔗多年单一化的宿根栽培导致甘蔗产量下降,而套种豆科作物能较明显地提高宿根蔗产量。本研究以赣蔗18 的新植栽培、 宿根栽培和宿根/大豆套种栽培的甘蔗根际土壤为对象,结合土壤微生物区系、 土壤酶活性,甘蔗基本农艺性状及其产量、 质量指标,揭示宿根蔗套种大豆的增产机制及生物学意义。结果表明,不同种植模式下甘蔗蔗糖含量基本一致,但宿根蔗套种大豆由于茎径粗大而较宿根连作表现出明显的产量优势。不同栽培模式下甘蔗根际土壤酶活性有显著差异,套种明显提高了宿根蔗根际土壤酶活性,尤其是与碳、 氮、 磷循环相关的蔗糖酶、 脲酶、 酸性磷酸单酯酶。不同栽培模式下甘蔗根际土壤微生物总量有显著性差异,单一宿根连作甘蔗根际土壤微生物总量和细菌/真菌比例降低,而宿根蔗套种大豆根际土壤微生物总量和细菌/真菌比例提高,使甘蔗根际土壤微生物从真菌型向细菌型转变。总之,单一的宿根连作可导致根际土壤总微生物量及酶活性下降,引起土壤微生物介导的营养循环受阻,从而使甘蔗产量下降,而宿根蔗套种大豆模式对根际土壤微生物区系具有明显的改善作用,宿根蔗具有明显的产量优势。     

不同氮效率小麦品种根系特征及根际土壤酶活性的分析

为探明不同氮效率小麦（Triticum aestivum L.）品种根系特征及其对根际土壤酶活性的响应,以30年的长期定位试验为平台,于2018—2020年采用大田试验的方法,在不同氮效率品种筛选的基础上,以氮高效小麦品种郑麦113、偃高21和氮低效小麦品种丰德存5号、周麦27为试验材料,在不施氮肥（N0）和正常施氮肥（N1）条件下研究其根系特征、氮素吸收利用及根际土壤酶活性的差异。结果表明,各品种小麦的根系活力均在孕穗期达到最大值,N0、N1水平下氮高效小麦品种根系活力的平均值分别比氮低效小麦品种增加了16.13%～24.22%、10.22%～62.49%。N1水平下小麦根长、根表面积和根体积明显高于N0水平。郑麦113、偃高21、周麦27的氮吸收效率显著高于丰德存5号,而周麦27的氮利用效率较低。两种氮水平处理下,郑麦113和偃高21的根际土壤β-葡萄糖苷酶（BG）、亮氨酸氨基肽酶（LAP）和多酚氧化酶（POX）活性整体显著高于丰德存5号和周麦27(P<0.05),且根际土壤酶活性与根系形态指标均呈正相关关系。这说明郑麦113和偃高21较高的根系活力、根长、根表面积和根体积促...     

鸡粪与化肥不同配比对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、氮变化的影响

为比较鸡粪有机肥与化肥以不同比例配施对杨树苗根际土壤环境的作用效果,通过盆栽试验,研究了N100（尿素提供100%的氮）、 M10N90（鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、 M30N70（鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮）和M50N50（鸡粪和尿素各提供50%的氮）等处理对一年生杨树苗根际土壤酶活性、 微生物量碳（SMBC）和微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明, 同N100处理相比,M30N70处理的杨树苗根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别提高14.41%~26.49%、 13.87%~27.93%、 12.07%~27.08%和29.17%~46.43%; 根际SMBC、 SMBN含量分别提高63.00%~76.62%、 40.01%~90.38%。在杨树苗的年生长过程中,根际土壤脲酶、 碱性磷酸酶、 过氧化氢酶和蔗糖酶活性均在施肥后120 d 最高; 而根际SMBC和SMBN含量分别在施肥后90 d和30 d达到最大值。随着杨树苗的生长发育,SMBN含量逐渐降低,而在落叶期有一定的回升。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对杨树苗根际土壤酶和微生物量碳、 氮的影响较小。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树苗根际区域生态环境的改善效果最佳。     

不同基因型水稻氮利用效率的差异及评价

随着人们对农田氮肥过量施用导致肥料利用率下降和环境污染等问题认识的逐渐加深,不同基因型水稻氮营养效率的研究得到了普遍重视。采用177个粳稻基因型在两个施氮水平下进行田间筛选试验来评价水稻的产量、吸氮量和氮素生理利用效率的变异情况。结果表明,随着供氮水平的增加,水稻的产量和吸氮量随之增加,氮生理利用效率却随之降低;在相同的供氮水平下,不同水稻基因型之间的产量、吸氮量和氮生理利用效率存在显著差异。根据水稻在两个供氮水平下的产量水平把水稻分为四个类型:双高效型、低氮高效型、双低效型和高氮高效型。氮高效基因型可描述为在不同供氮水平下都有较高的产量,同时意味着氮高效品种能吸收大量的氮或有较高的氮生理利用效率。水稻成熟时较低的秸秆氮浓度可表明水稻具有较高的氮生理利用效率。     

酸性根际肥对石灰性土壤pH和铁有效性的影响研究

在无植物栽培的条件下通过肥料在土壤中的扩散试验研究酸性根际肥对石灰性土壤 pH值、有效铁含量的影响 ,利用盆栽试验验证对石灰性土壤上花生缺铁失绿黄化症的矫正效果。结果表明 ,酸性根际肥 (pH 1.0～ 2 .0 )中的酸在土壤中扩散的影响半径可达 6cm ,但对土壤pH降低作用最显著的是在距肥料 2cm内 ;在施肥 2 8d内 ,距肥料 2cm处 ,土壤 pH值降低了 0 .9个单位 ,土壤铁有效性 (DTPA浸提量 )增加了 5 .9mg kg ;施用酸性根际肥可使花生叶绿素SPAD值与叶片活性铁含量显著提高 ,克服了花生缺铁黄化症状 ,使施肥区 (肥料周围 2cm内 )土壤pH值显著降低 ,并显著提高了该区土壤铁的有效性和花生对土壤Fe的吸收量。     

不同类型水稻品种对稻田土壤基础供氮量的响应

选用常规粳稻、杂交粳稻、常规籼稻、杂交籼稻及两系杂交稻5种类型共7个水稻品种,在大田中不施氮条件下,研究了供试水稻材料对土壤基础供氮量利用的差异。结果表明:①籼稻的土壤基础供氮量平均比粳稻高25.6%;杂交籼稻比常规籼稻高19.5%,杂交粳稻比常规粳稻高32.5%。②土壤基础供氮量在植株器官中的分配比例以叶、茎鞘的变异幅度较大,而穗的变异幅度则较小;叶中氮的分配比例以粳稻最高,而杂交粳稻与常规粳稻间及杂交籼稻与常规籼稻之间无明显差异。③土壤氮素利用效率(NUEs)随着土壤基础肥力上升而提高,粳稻的NUEs提高幅度大于籼稻。土壤氮籽粒利用效率(Ng/Ns)以两系杂交籼稻最高,籼稻的Ng/Ns大于粳稻,杂交籼稻与常规籼稻及杂交粳稻与常规粳稻间Ng/Ns无明显差异。④100kg籽粒需氮量增加幅度也是粳稻高于籼稻。     

酸性硫酸盐土壤改良对不同品种水稻生育性状的影响

以珠三角地区主栽的15个常规稻品种为材料,通过盆栽试验,采用双因素完全随机设计,研究酸性硫酸盐土壤(acid sulphate soils,简称ASS)改良前后不同品种水稻产量及其构成因素、分蘖动态、干物质累积量及根系活力等。结果表明,ASS对水稻产生不同程度的胁迫,未改良土壤水稻前期分蘖缓慢,生育期推迟,干物质累积量、有效穗数及穗实粒数均显著降低,最终导致产量大幅下降,且晚稻表现比早稻更为严重。施用碱性改良剂可有效改善水稻生长环境,提高水稻产量,早稻改良后可增产20.4%~780.2%,晚稻改良后增产达167.5%~2 651.5%。不同品种水稻生育性状结果表明,玉香油占、台秀占、粤晶丝苗2号及合丰占等属于耐酸性品种,在土壤未改良条件下生长情况相对其他品种更佳;黄软占、粤综占及粤华丝苗等属于酸敏感性品种,土壤改良后产量相对较高。     

水稻强化栽培对稻田土壤生物学特性的影响

采用田间试验,对强化栽培(SRI)和常规水作(TF)条件下稻田土壤微生物数量、微生物量、土壤酶活性及相关养分含量进行了研究。结果表明:与常规水作相比,强化栽培增加了土壤细菌、放线菌、真菌数量,分别提高了53.1%～173.8%、61.7%～229.4%、10.0%～55.9%,统计差异显著(p<0.05)。强化栽培土壤微生物量碳、微生物量氮比常规水作提高了12.2%～43.6%,22.7%～175.4%,统计差异显著(p<0.05)。与常规水作比较,强化栽培提高了分蘖期土壤脲酶、碱性磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,分别为12.6%、30.0%、15.1%、13.8%;强化栽培也显著增加了土壤碱解氮含量,但有效磷含量差异不显著。     

根结线虫接种对黄瓜植株根际土壤pH和微生物的影响

通过人工接种不同数量的根结线虫卵,测定了黄瓜植株根际土壤的pH和微生物数量。结果表明,随接种数量的增加,根际土壤好气性细菌数量、厌气性细菌数量、细菌总数及细菌/真菌(B/F)逐渐降低;真菌数量却逐渐升高;放线菌数量在接种量为2000个·株-1时显著升高,之后随着接种量的增加逐渐降低;放线菌/真菌(A/F)在接种量为2000个·株-1时略有升高,之后随着接种量的增加逐渐降低。接种根结线虫后,黄瓜植株根际土壤中好气性细菌数量和B/F值与pH呈显著正相关,厌气性细菌数量、细菌总数、放线菌数量以及A/F值与pH呈极显著正相关,真菌数量与pH呈显著负相关。根结线虫侵染黄瓜植株导致根际土壤发生"真菌化",显示土壤质量下降。     

不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率研究

为探明不同时期超级杂交稻光合特性及氮素利用效率的差异,以5个不同时期具有代表性的超级杂交稻品种为试验材料,研究其光合特性、氮素利用率及氮素光合效率的变化特点。结果表明,前3期超级杂交稻产量随着施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,均在施氮量为300 kg·hm^-2水平时最高;后2期超级杂交稻产量随着施氮量的增加而增加,但施氮量为390 kg·hm^-2与300 kg·hm^-2的产量差异不显著。随着施氮量的增加,各时期超级杂交稻净光合速率(Pn)、比叶重(SLW)、氮素吸收利用率(REN)均呈先增加后降低的趋势,氮素光合利用效率(PNUE)和氮素偏生产力(PEPN)呈逐渐降低趋势;在各时期超级杂交稻品种中,随着品种的演进,其叶片氮含量(LNC)和SLW均得到显著改善,而光合生理特性和PNUE则无明显的变化。综上所述,在超级杂交稻品种改良中对氮素吸收利用的提高幅度大于较光合利用明显,在今后超级杂交稻品种改良中应着重对叶片光合生理特性方面的提高。本研究结果为超级杂交稻的选育提供了理论依据。     

不同覆盖旱作水稻对后茬大麦生长和土壤氮素的影响

通过田间试验研究水稻不同覆盖旱作栽培方式对后茬大麦生长及土壤氮素动态变化的影响。结果表明，盖草处理后茬大麦表层土壤硝态氮含量最高，而土壤铵态氮含量由高到低依次为：水作〉盖草〉覆膜〉裸露，且硝态氮、铵态氮从表层（0～20cm）到底层（60～80cm）依次降低。具有明显的层次性。各处理都表现出0～40cm土层氮素表观盈余，水作、盖草和裸露处理后茬分别比覆膜处理后茬高40．5％，39．5％和36．1％。大麦籽粒产量以盖草处理后茬摄高，分别比水作后茬和裸露后茬增加837kg／hm^2和251kg／hm^2。后茬大麦各生育阶段对氮素的累积吸收量均以前茬盖草早作处理最高。覆膜、盖草和裸露旱作水稻后茬大麦的氮肥利用率分别比水作稻后茬大麦高16．1％，17．5％和13．8％。土壤氮素转化和大麦产量均表明，半腐解秸秆覆盖旱作水稻-大麦轮作是一种较合理的种植模式。     

Nitrogen Application in Winter Wheat Grown in Mediterranean Conditions: Effects on Nitrogen Uptake,Utilization Efficiency,and Soil Nitrogen Deficit

ABSTRACT

Nitrogen (N) is one of the most growth restricting nutrients in cereal grain and represents one of the highest input costs in agricultural systems; therefore, environmental and economic considerations require the effective use of N fertilizer in plant production. This study was conducted for three years to better understand wheat plant response to optimize N fertilizer and how to reduce the risk of ground water pollution.

Two of the most important durum wheat cultivars in Southern Italy and four N fertilization levels (0, 60, 120, and 180 kg N ha^{? 1}, indicated as N0, N60, N120, and N180, respectively) were compared in this experiment. During plant growth, fresh and dry matter, plant nutritional state (SPAD readings and stem nitrate content), and N uptake were determined. At harvest, plant N content, N uptake, grain yield, yield components and quality were determined, allowing the calculation of the pre- and postanthesis N uptake and the N utilization efficiency indices. Furthermore, at the beginning and at the end of each year, soil mineral N was measured to calculate mineral N deficit in the soil.

The results indicated that the treatment with 120 kg N ha^{? 1} of fertilizer ensures a good balance between yield and N utilization. In fact, N180 and N120 showed similar yield (3.01 and 3.07 t ha^{? 1}, respectively) and protein content (13.7 and 13.5 %). Meanwhile, throughout the three-year experiment, N180 presented the highest final mineral N content in the soil at the end of the cropping cycles, increasing the amount of N available for leaching. The N120 treatment showed the same values of N utilization indices as compared to N180, indicating that further doses of N fertilizer did not increase wheat N utilization. Plant N status shows that it is possible to modify the N fertilization to reach its optimum level during plant growth, in accordance with variable weather conditions, and consequently the plants requirements. The mean treatments of the preanthesis N uptake were about 67.5% of the total N uptake, and it was significantly and positively correlated with wheat yield. On the contrary, the postanthesis N uptake showed positive correlation with grain protein content, confirming the importance of late N supply in grains quality. The variation of weather conditions affected winter wheat yield, quality, N utilization and plant N status, but any difference throughout years was found between N180 and N120, confirming that higher N rate did not influence wheat growth, yield, and N uptake.     

鸡粪与化肥配施对杨树根际土壤生物学特征及养分吸收的影响

通过盆栽试验研究鸡粪有机肥(M)与化肥(N)配施对杨树根际土壤的微生物数量、酶活性及养分吸收的影响。结果表明:与单施化肥相比,鸡粪有机肥与化肥配施可不同程度提高根际土壤中的微生物数量,以30%M+70%N处理效果最显著,其中细菌数量比CK,100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理分别提高了108.21%,32.36%,22.09%和10.44%;配施鸡粪有机肥可不同程度增强土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性。30%M+70%N处理的酶活性显著高于其他4个处理;此外,鸡粪有机肥与化肥配施可显著提高根系的总吸收面积、活跃吸收面积和氮素利用率。其中30%M+70%N处理的氮素利用率为61.38%,分别比100%N,10%M+90%N和50%M+50%N处理提高了53.52%,26.53%和23.33%。与30%M+70%N处理相比,10%M+90%N和50%M+50%N处理对杨树根际土壤特征改善和养分吸收促进作用有所降低。综合分析认为,鸡粪有机肥与化肥以3∶7比例配施对杨树的根际区域生态环境改善和养分吸收作用效果最佳。     

不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用成为了人们研究的热点。通过研究不同施氮水平对春玉米氮素利用及土壤硝态氮残留的影响,为氮肥的合理利用提供依据。通过在北京市通州区农业技术推广站进行田间小区试验,研究了不同施氮量（0、50、100、200和300kg·hm^-2）对春玉米产量及氮素利用效率、氮平衡和土壤硝态氮累积量的影响。结果表明：（1）春玉米在施氮量为200kg·hm^-2时达到最高产量,为9006．4kg．hm^-2,不同氮肥水平的氮肥利用率在19．7％-25．8％之间,在100kg·hm^-2时的利用效率最高,达到25．8％。（2）作物吸氮量随输入量的增加而增加,氮盈余主要以土壤残留为主,表观损失在氮盈余中的比例虽小,但随施氮量的增加而增加的趋势更加明显。（3）硝态氮在180cm土层中的累积量随氮素输入量的增加而显著增加,在300kg·hm^-2时达到最高值,为195kg·hm^-2,在施氮水平为100kg·hm^-2时作物生长的需要就基本上能够得到满足,而在高施氮水平下（200和300kg·hm^-2）时土壤中的硝态氮出现富集现象,对环境形成一定的威胁。     

控释氮肥比例对土壤氮含量和玉米氮素吸收利用的影响

通过大田试验,研究相同氮肥施用量的条件下,不同比例控释尿素与普通尿素混合施用对土壤氮含量、玉米植株氮素吸收利用及产量的影响。结果表明:施氮显著提高了0-20,20-40cm耕层土壤碱解氮和全氮含量。全施普通尿素时,一次施肥可提高前期土壤氮含量,而2次施肥则有利于提高后期土壤氮含量;与普通尿素施肥相比,掺混一定比例的控释尿素一次性底施可显著提高各生育时期耕层土壤含氮量。适宜比例的控释尿素与普通尿素掺混施用可在一定程度上增加玉米中后期的氮素积累量,提高氮肥表观利用率、氮肥农学效率和肥料贡献率以及玉米功能叶关键酶活性,在相同氮肥水平下,其一次性底施的效果甚至超过普通尿素2次施用。随控释尿素比例的增加,玉米产量呈先增后减趋势,以75%控释尿素+25%普通尿素处理产量最高,比普通尿素一次施增产12.09%(2014年)和21.58%(2015年),比普通尿素2次施肥增产8.27%(2014年)和14.19%(2015年)。因此,普通尿素掺混75%比例的控释尿素进行一次底施,不仅能够协调在整个玉米生育期土壤对氮素的供应,实现玉米的有效增产,而且还能够减少施肥次数和劳力投入。     

不同类型氮肥对夏玉米产量、氮肥利用率及土壤氮素表观盈亏的影响

通过田间小区试验,比较研究了不同肥料类型、不同施氮量对夏玉米产量、氮肥利用率、土壤氮素表观盈亏量及植株氮素累积萤的影响.结果表明,夏玉米产量随施氮量增大而增大,但施肥过量产量降低,同等施氮条件下,控释掺混氮肥各处理夏玉米产量和氮肥利用率均高于普通尿素处理.施氮显著增加了0-40cm土层土壤无机氮含量,同时显著提高了玉米生长中后期植株体内氮素含量.经夏玉米季后,除高量施氮的T4,T6处理出现土壤氮索表观盈余外,其余处理均出现土壤氮素表观亏缺,施氮后土壤表观盈余量增加,且随施氮量的增加而增加.     

分次施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响

研究了分次施氮条件，施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响，结果表明：水稻根际土壤微生物生态效应不仅仅受到根际土壤微生物的影响，同时也受到水稻生长状态的影响。一般来说，水稻生长旺盛的时候，水稻根系与根际土壤微生物竞争营养元素，导致水稻根际微生物活性的下降。在水稻生长周期内，水稻根际土壤微生物生物量C与根际土壤酶等变化不一致。分次施氮条件下，施氮对根际微生物生物量C、磷酸酶、脲酶、总蛋白和总酚有一定的影响，尤其是在水稻生长的后期，4次施氮全部完成后，施氮与不施氮表现出明显的差异。     

硫包衣尿素对水稻的增产效应及氮素利用率的影响研究

采用盆栽试验比较研究了等施用量及等氮量的硫包衣尿素(SCU)和普通尿素对水稻的增产效应以及氮肥利用效率的影响.结果表明:(1)在水稻生育前期,施用等氮量的SCU处理水稻生物量低于普通尿素处理;成熟期等氮量和等施肥量下,施SCU处理的水稻籽粒产量比普通尿素处理分别高出35.7%,19.3%,等氮量SCU处理水稻的千粒重较大而有效穗数较小;(2)SCU处理较普通尿素处理较大幅度地提高了水稻的氮肥利用率和水稻氮肥偏生产力,相同肥料施用量下,SCU氮肥利用率为47.35%～57.48%,平均比普通尿素氮肥利用率高出12.5%;氮肥偏生产力也比常规尿素处理平均提高了10%;相同施氮量下,SCU处理比普通尿素处理下的水稻氮肥利用率提高了17.12%,达到51.11%.