玉米-大豆轮作及氮肥施用对土壤细菌群落结构的影响

在大豆开花期分别对3个施氮水平下(0、50和100 kg hm^-2)大豆连作(大豆-大豆-大豆)、玉米-大豆轮作I (大豆-玉米-大豆)及玉米-大豆轮作II (玉米-玉米-大豆),应用PCR-DGGE技术研究了玉米-大豆轮作及施氮对土壤细菌群落结构变化的影响。结果表明,随着施氮水平的提高,3种种植方式土壤中细菌群落多样性、丰富度均呈减少趋势。高氮处理(100 kg hm^-2)明显降低了大豆连作、玉米-大豆轮作II根际土壤细菌群落多样性及丰富度,玉米-大豆轮作I根际土壤细菌群落多样性及丰富度略有降低。玉米-大豆轮作I种植方式可减轻氮肥对其根际细菌群落多样性和丰富度的影响,但施氮明显改变了其细菌群落结构。玉米-大豆轮作II中大豆根际土壤细菌群落结构较为稳定,受氮肥影响较小。在3种种植方式的土壤中,分布着酸杆菌门、变形菌门及厚壁菌门细菌,其中前两门菌群占主导地位。     

施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响

【目的】研究黄河流域低肥力棉田施氮量对棉花产量、养分吸收利用率、土壤速效氮及脲酶活性的影响。【方法】以中棉所79为材料,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg·hm^-2,分别以N0、N90、N180、N270、N360、N450表示),于2016和2017年进行连续两年大田试验。测定棉花产量、干物质质量、氮磷钾积累量、氮肥利用率、0―100 cm土层铵态氮及硝态氮含量、0―100 cm土层脲酶活性等指标。【结果】(1)与N0相比,除2016年N90处理外,其余施氮处理均显著提高籽棉产量。两年N360处理显著提高了棉花单株成铃数,籽棉产量与其它施氮处理间无显著差异。施氮对棉花衣分无显著影响。(2)与N0相比,施氮显著提高棉花干物质积累量。施氮90～360 kg·hm^-2,棉花氮、磷、钾积累量随施氮量的增加而增加,N450处理氮、磷、钾积累量较N360处理下降。随着施氮量增加,棉花氮农学利用率、氮肥偏生产力降低;当施氮量超过360 kg·hm^-2,氮生理利用率开始降低,但各处理间差异不显著。(3)除N90处理外,其余各处理41―80 cm土层NO3--N含量较N0显著提高;N270、N360、N450处理41―80 cm土层NO_3^--N含量显著高于N0、N90和N180处理;施氮对土壤NH_4^+-N含量无显著影响。(4)施氮0～360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性随施氮量增加而增强;超过360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性下降。【结论】氮肥经济最佳施氮量为277.0 kg·hm^-2。当施氮量超过360 kg·hm^-2时,棉花养分积累量降低,土壤NO3--N含量升高,土壤脲酶活性受到抑制,氮肥利用率降低,棉花增产效果不明显。     

生物炭对咸水滴灌棉田土壤细菌群落的调控效应

为探究长期咸水灌溉条件下生物炭的施用对于棉田土壤理化性质及细菌群落的调控效应,采用田间定位试验,在长期咸水(8.04 dS/m)灌溉的基础上,共设3个处理：不施氮肥(N₀)、氮肥处理(N₃₆₀)、生物炭配施氮肥处理(BC)。采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成。结果表明：与N₀处理相比,N₃₆₀处理显著提高土壤电导率和全氮,但是显著降低土壤pH和速效磷含量;BC处理显著增加土壤含水量、电导率、全碳、全氮和速效钾的含量。N₃₆₀和BC较N₀处理均降低细菌群落Shannon和Simpson指数,N₃₆₀处理增加Chao 1和ACE指数。土壤优势细菌门主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门;土壤优势菌属主要是亚硝化螺旋菌属、RB41和鞘脂单胞菌属。N₃₆₀处理增加变形菌门、酸杆菌门和厚壁菌门的相对丰度,但是降低放线菌门、芽单胞菌门和热原体菌门相对丰度;BC处理增加放线菌门、硝基螺门和绿弯菌门相对丰度,降低酸杆菌门、拟杆菌...     

氮磷配施对玉米-大豆带状套作系统中土壤酶活性及速效养分的影响

为了探究玉米-大豆带状套作体系下不同施肥处理对玉米养分积累、土壤酶活性及土壤速效养分的影响,应用田间小区试验设置不同供氮(0, 120, 180, 240 kg/hm²,记为N0、N1、N2、N3)和供磷水平(0, 35, 70, 105 kg/hm²,记为P0、P1、P2、P3),以单作玉米(施氮水平:N0、N2,施磷水平:P0、P2)为对照。结果表明,玉米-大豆带状套作模式较玉米单作施氮磷的增效作用更明显,分别提高了20.16%和20.60%。套作玉米中,各氮磷处理对土壤酶活性及速效养分有影响,相同磷素水平下,土壤脲酶活性和碱解氮含量随施氮量的增加先增后减,于施氮180 kg/hm²时最高,土壤磷酸酶活性则受到抑制,有效磷含量较不施氮降低;相同氮素水平下,随施磷量的增加,土壤脲酶、土壤酸性磷酸酶活性及土壤有效磷含量呈增加趋势,碱解氮含量先增后减。相关分析表明,氮磷互作下土壤脲酶活性与土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系(r=0.636～0.812),与玉米氮磷积累呈正相关;土壤酸性磷酸酶活性与土壤有效磷及植株吸磷量呈正相...     

施氮对不同结瘤特性花生土壤固氮菌多样性和群落组成的影响

施氮对豆科作物土壤固氮菌的影响机理尚不明确。深入研究施氮对花生土壤固氮菌的影响,对花生田高效施氮和农业可持续发展具有重要意义。本研究以结瘤(花育22)和不结瘤(BL)花生为材料,设置N0(不施氮,0kg hm^–2)、N60 (减量施氮, 60 kg hm^–2)、N120 (常量施氮, 120 kg hm^–2)和N180 (过量施氮, 180 kg hm^–2) 4个施氮水平,探讨不同施氮水平对不同结瘤特性花生土壤固氮菌的影响。采用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,以nif H基因为标靶,分析土壤固氮菌丰度、多样性和群落组成。结果表明:(1)施氮显著提高土壤氮组分含量, N120结瘤花生土壤中微生物量氮和可溶性有机氮显著高于不结瘤花生。不结瘤花生荚果产量随施氮水平呈线性增加,而结瘤花生产量不受施氮影响。(2)施氮条件下,不结瘤花生土壤nif H拷贝数显著降低,而结瘤花生土壤nif H拷贝数随施氮水平增加先降低后增加。(3)施氮对不结瘤花生土壤固氮菌多样性先抑制后促进,而施氮对结瘤花生土壤固氮菌多样性呈...     

大田长期水氮处理对土壤氮素及小麦籽粒淀粉糊化特性的影响

土壤氮素和水分含量对小麦产量和品质有重要影响。为优化水肥管理实现优质高效栽培, 2014—2015和2015—2016小麦生长季在河南省温县大田水氮长期定位试验地块, 以中筋品种豫麦49-198为材料进行灌水与施氮两因子裂区试验。主区为灌水处理, 设全生育期不灌水(W0)、拔节期750 m ³ hm ^-2 (W1)和拔节期750 m ³ hm ^-2 +开花期750 m ³ hm ^-2 (W2) 3个水平, 副区为氮素处理, 设不施氮(N0)及总氮量180 (N1)、240 (N2)和300 kg hm ^-2 (N3) 4个水平。与W0处理相比, 2个灌水处理均显著降低耕层土壤(0~20 cm)中的硝态氮含量, 灌水处理的籽粒支链淀粉含量、总淀粉含量、淀粉峰值黏度、谷值黏度和最终黏度均显著高于不灌水处理。灌水还增加了籽粒中小淀粉粒(粒径<5.0 μm)的体积百分比, 2014—2015年度增幅显著, W1、W2处理分别较W0处理增加3.4%和4.8%。施氮提高耕层土壤硝态氮含量, 但籽粒直链淀粉含量和小淀粉粒体积百分比低于不施氮处理。在0~240 kg hm ^-2施氮量范围内, 籽粒支链淀粉含量、总淀粉含量及峰值黏度、谷值黏度、最终黏度均随施氮量增加而增加。相关分析表明, 耕层土壤硝态氮含量与总淀粉含量、峰值黏度、谷值黏度和最终黏度间呈极显著正相关。拔节期灌1水、施氮量240 kg hm ^-2条件下, 耕层土壤硝态氮含量为19.64~20.55 mg kg ^-1, 小麦籽粒黏度值较高, 同时改善了淀粉品质。     

棉秆和生物炭还田对棉田土壤理化性质及棉花水氮利用率的影响

通过探究棉秆及其生物炭还田对棉田土壤理化性质、硝态氮淋洗及水氮利用率的影响，为干旱区农业资源的合理利用及土壤地力提升提供理论依据。本研究在前期已连续开展了2年(2019—2020年)棉秆及其生物炭还田的基础上进行，试验设置4个处理：不施氮(N0)、施氮(N360)、施氮+秸秆(N360ST)和施氮+生物炭(N360BC)；其中氮肥用量为360 kg/hm²，棉花秸秆用量为6 t/hm²，生物炭用量为3.7 t/hm²(与棉花秸秆等炭量)。结果表明：与N0处理相比，N360、N360ST和N360BC处理显著增加土壤孔隙度、全氮、硝态氮淋洗量、棉花株高、总生物量、氮素吸收、籽棉产量和灌溉水利用率；显著降低土壤pH和水分淋洗量。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理显著增加土壤总碳、速效钾、速效磷和碳氮比的含量，N360ST处理土壤水分淋洗量和硝态氮淋洗量分别较N360处理增加33.00%和40.16%，而N360BC的硝态氮淋洗量较N360处理降低40.06%。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理...     

不同施氮量对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响

为探究华北地区夏玉米低碳生产的氮肥管理措施,以典型夏玉米田为对象,设置了不施氮(N0)、施氮100 kg/hm²(N1)、施氮150 kg/hm² (N2)、施氮200 kg/hm² (N3)4个处理,通过土壤温室气体排放、农事投入间接碳排放和作物固碳综合评估了不同施氮水平对夏玉米农田生态系统净碳效应的影响。结果表明,农田土壤CO₂、N₂O排放随施氮量升高而升高,CH₄吸收量随施氮量的升高而下降,N1、N2和N3处理土壤温室气体总排放的碳当量分别较N0提高14.91%、24.19%、29.67%;氮肥投入贡献了较高的间接排放,达到135.27~270.55 kg/hm²;施氮促进了作物固碳,N0、N1、N2、N3净初级生产力固碳量分别为1965.56、3125.68、4345.55、4663.64 kg/hm²。综合系统碳流来看,各处理均表现为碳汇,净碳效应分别为258.33、1034.99、2032.82、2192.16 kg/hm²,碳可持续指数分别为0.15、0.50、0.88、0.89。200 kg/hm²施氮量下能够以相对较低的碳耗换取较高的固碳率,表现出较高的净碳效应,可推荐为氮素适宜投入量。     

生物质炭配施有机肥对旱地红壤酶活性及其微生物群落组成的影响

研究生物质炭配施有机肥对旱地的土壤养分的影响,可为旱地农作物的土壤改良提供理论依据。针对中亚热带第四纪红黏土发育的旱地红壤,本研究通过室内培养试验,向土壤中施用生物质炭配施有机肥,探索土壤微生物生物量碳和氮(MBC、MBN)、酶活性（脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶）和微生物群落组成的变化。试验共设置5种处理,分别为对照(CK,0 g/kg)、水稻生物质炭配施有机肥(RM,50 g/kg)、玉米生物质炭配施有机肥(CM,50 g/kg)、小麦生物质炭配施有机肥(WM,50 g/kg)和单施有机肥(M,40 g/kg)。为尽量消除误差,试验数据采用归一化处理,即实测值减CK值后除以各处理所添加的C、N量。结果表明：生物质炭配施有机肥(RM、CM、WM)处理均显著降低了旱地红壤MBC、MBN含量、脲酶活性和总PLFAs量,以WM处理的降幅最大,降幅分别是单施有机肥（M处理）的33.89%、69.03%、47.62%和23.30%;RM处理显著提高了蔗糖酶和过氧化氢酶活性,升幅分别是M处理的91.49%和28.94%。相比单施有机肥,生物质炭配施有机肥降低了土壤总PLFAs含量（平均为-16.89%）、真菌PLFA (-38.17%)、土壤真菌PLFA/细菌PLFA比值(F/B)(-40.63%)和土壤革兰氏阴性菌PLFA/革兰氏阳性菌PLFA比值(G^-/G⁺)(-4.3%),而提高了土壤细菌PLFA (+5.18%)、Shannon-Wiener多样性指数(+0.38%)和土壤细菌压力指数(BSI,+11%)。主成分分析表明RM处理与其他处理之间差异较大。综之,不同物料生物质炭配施有机肥引起土壤微生物量、酶活性和微生物群落组成的变化差异较大,其中影响最大的是水稻生物质炭配施有机肥处理,可为温室气体减排提供参考。     

秸秆深埋条件下不同施氮水平对农田黑土磷酸酶活性的影响

秸秆还田是调控土壤肥力的重要农业措施，能够影响土壤酶活性。为探讨秸秆深埋对不同氮肥水平下土壤磷酸酶活性及土壤磷素的影响，本研究以农田黑土为研究对象，采用裂区试验设计，设置无秸秆、秸秆深埋为主因素，4个氮肥水平(纯N,0、135、180、225 kg/hm²)为副因素，测定了土壤磷酸酶活性及土壤全磷、有效磷含量。结果表明：(1)土壤磷酸酶活性随玉米生育期的延长呈先升高后降低趋势，在拔节期达到最高，收获期时降至最低。与无秸秆处理相比，秸秆深埋处理显著提高土壤磷酸酶的活性(P<0.05)，且磷酸酶的活性随施氮量的增加呈先增加后减小趋势，在施氮量为180 kg/hm²时磷酸酶活性最高，为344.66 mg/(g·24 h);(2)与无秸秆处理相比，秸秆深埋处理增加全磷、有效磷的含量，但差异并不显著(P>0.05)。各处理中有效磷含量的变化趋势一致，随施氮量的增加呈先增加后减小趋势。在秸秆深埋处理下在施氮量为180 kg/hm²时有效磷的含量达到最高，为102.17 mg/kg。(3)相关性分析显示，土壤磷酸酶活性与土...     

氮肥运筹对‘红大’烤烟根系形态与烟叶品质的影响

为筛选‘红大’烤烟在保山烟区合理的施氮量,采用田间试验方法研究不同施氮量对烤烟根系生长发育、农艺性状、经济性状和烟叶品质的影响。结果表明,现蕾期施氮75、90 kg/hm²处理的最大叶宽和最大叶长显著高于其他处理,分别比施氮45 kg/hm²处理增加了21.92%和18.83%。现蕾期和封顶后,施氮75、90 kg/hm²处理的根总长、根平均直径、根总体积、根尖计数和根系分叉计数均显著高于施氮45、60 kg/hm²处理。根总长在旺长期到现蕾期增长率最高,而根直径、根总面积和总体积从团棵到旺长期增长率最高。烤后上部烟叶的总氮和烟碱含量偏高,且随施氮量增加烟叶感官质量下降。整体上施氮75 kg/hm²处理的外观质量和化学成分协调性综合评价较好,施氮45 kg/hm²处理的物理特性和感官质量综合评价较优。综合考虑烤烟生长及烟叶品质,推荐保山烟区‘红大’适宜施氮量为75 kg/hm²。     

中药渣有机肥改良富营养设施番茄土壤效果

为探寻适用于富营养设施土壤的有机肥,采用田间小区试验,研究不同用量中药渣有机肥替代农家肥,对富营养设施番茄土壤性状和产量的影响.结果表明,中药渣有机肥可增加土壤pH,显著降低168.3～268.7 μS/cm 电导率、116.6～184.9 mg/kg硝态氮及87.0～128.3 mg/kg速效钾,以30、45 t/h...     

16S rDNA扩增子测序揭示长期定位秸秆还田对土壤细菌群落的影响

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系,利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验,采用16S r DNA扩增子测序技术,分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明,土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示,各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分,有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量,增强土壤酶活性,有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高,改善土壤生态环境,从而促进作物增产。     

氮素对滨海盐土棉花产量、品质及生物量的影响

为研究不同施氮量对滨海盐土花后棉株生物量、生物量累积特征及其与产量、品质的关系,于2010年和2012年在江苏滨海盐土设置了氮肥水平试验。结果表明:在0~600 kg·hm-2范围内施氮量越大棉株总生物量累积越多,而皮棉产量2010年和2012年分别在施氮375 kg·hm-2和300 kg·hm-2时达到最大;成铃数在施氮300~375 kg·hm-2范围内达到最大;铃重和衣分随施氮量增加而增加,达到最大值后(≥300 kg·hm-2)差异不显著。在300~375 kg·hm-2施氮量范围内纤维比强度最高;高氮有利于上部、顶部果枝纤维长度、比强度、伸长率的提高和马克隆值的优化,但显著降低中下部果枝棉纤维比强度,导致中部纤维马克隆值变劣、下部果枝纤维伸长率下降,说明高氮对中下部果枝棉纤维品质的形成利弊各半,适量高氮可提高上部及顶部果枝产量、品质。在滨海盐土条件下,利于产量、品质及氮素利用效率提高的适宜施氮量为375 kg·hm-2。     

Effects of Nitrogen Application Rates on Soil Nitrogen Content,Nutrient Uptake and Utilization of Cotton in Low Fertility Fields

[Objective] The effects of nitrogen (N) application rates on cotton yield, nutrient uptake and utilization rate, soil available N and urease activity were investigated in low-fertility cotton fields of the Yellow River Basin. [Methods] Six N application rate treatments, 0, 90, 180, 270, 360 and 450 kg·hm^－2 (N0, N90, N180, N270, N360 and N450, respectively), were established using cotton CCRI 79 in the field during 2016 and 2017. The cotton yield, dry matter quality, N, phosphorus and potassium accumulation levels, N use efficiency, 0–100-cm soil layer ammonium and nitrate N contents, 0–100-cm soil layer urease activity and other indicators were investigated. [Results] (1) Compared with N0, the N treatments significantly increased seed cotton yield, except the N90 treatment in 2016. Two years of N360 treatments significantly increased the number of bolls per cotton plant, while no significant differences were found among the seed cotton yields with other N treatments. The N application rates had no significant effect on lint percentage. (2) Compared with N0, N applications significantly increased the cotton dry matter accumulation. The accumulation of N, phosphorus and potassium in cotton increased along with the N application rates in the 90–360 kg·hm^－2 range. The levels of N, phosphorus and potassium in N450-treated cotton decreased compared with N360-treated cotton. As the N application rates increased, the N agronomic efficiency and N fertilizer partial productivity of cotton decreased. When the N application rates exceeded 360 kg·hm^－2, the N physiological efficiency began to decrease, but there were no significant differences among treatments. (3) The nitrate N contents in the 41–80-cm soil layers of the treatments, except for N90, significantly increased compared with N0. The nitrate N contents in the 41–80-cm soil layers of N270-, N360- and N450-treated cotton were significantly increased compared with those of N0, N90 and N180. However, N applications had no significant effects on the ammonium N contents in the soil. (4) The soil urease activities increased when N application rates were less than 360 kg·hm^－2, and then decreased when the N application rates were greater than 360 kg·hm^－2. [Conclusion] The optimum N application rate was 277.0 kg·hm^－2. When the N application rates were greater than 360 kg·hm^－2, the nitrate N contents in the soil increased. However, the nutrient accumulation levels and the N fertilization efficiencies decreased, and the soil urease activities were inhibited. No obvious increase in cotton yield was observed.     

一次性减量施用缓控释肥对机采棉养分吸收和产量的影响

为探讨一次性减量施用缓控释肥对机采棉氮磷钾养分吸收和产量的影响,获得适宜安徽沿江棉区的机采棉最佳施肥量,根据"3414"肥料试验方案,以棉花品种'中915'为材料,设计氮磷钾3因素4施肥水平的田间肥效试验.结果表明,各施肥处理棉花单株结铃数、单铃重等均高于不施肥对照(CK),各施肥处理皮棉产量为834.83～1443....     

氮钾肥施用量对超级杂交稻‘桂两优2号’生理特性的影响

为了研究不同氮钾肥施用量对超级稻生理特性的影响,为超级稻氮钾肥综合运筹提供理论依据,以超级杂交稻‘桂两优2号’为材料进行大田试验,设置3个施氮水平(172.5、207、241.5kg/hm²)和3个施钾水平(216、288、360kg/hm²),以不施氮钾肥的处理(N0K0)作为对照,研究不同氮钾肥用量对‘桂两优2号’叶片叶绿素含量、硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活性及产量的影响。结果表明,研究结果表明,所选田块的基础地力产量（N0K0处理）较高,产量达到7.99t/hm²。施用氮钾肥显著提高了各生育期‘桂两优2号’叶片的叶绿素含量(6.44%~37.27%)、硝酸还原酶活性(19.33%~107.19%)、可溶性蛋白含量(10.90%~36.43%)和谷氨酰胺合成酶活性(14.25%~76.99%),进而获得了更高的产量(9.39~10.63t/hm²⁾,但不同施氮量和施钾量间的差异并不显著。在基础地力产量与本试验田相当的田块,超级杂交稻‘桂两优2号’的生理特性对氮肥和钾肥施用量的敏感程度较低,氮钾肥施用量超过172.5kg/hm²和216kg/hm²,增施氮钾肥并不能显著改善其生理特性。     

拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响

为探明拔节期氮肥运筹对不同滴灌量下冬小麦光合特性及产量的影响,在大田滴灌技术条件下,以’新冬41号’为试验材料,研究4种拔节期氮肥运筹处理[N0(0 kg/hm²)、N1(90 kg/hm²)、N2(180 kg/hm²)、N3(270 kg/hm²)]对3种不同滴灌量[W1(1500 m³/hm²)、W2(3000 m³/hm²)、W3(3450 m³/hm²)]下冬小麦叶绿素含量(SPAD值)、叶面积指数(LAI)、叶片光合特性及产量的影响。结果表明,在3种滴灌量下各氮肥处理冬小麦拔节至乳熟期叶片SPAD值均呈"先增后降"的变化规律,最大值均在灌浆期;LAI呈现"先增后降"的变化规律,在孕穗期达最大。在同一施氮水平下,滴灌量增加,叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均增加,而胞间CO₂浓度(Ci)则降低。滴灌量较低时(W...