氮素形态配比对菜用大豆生长及籽粒膨大中矿质营养含量的影响

通过蛭石盆栽试验研究了氮素不同形态配比对菜用大豆(品种理想95-1)生长和籽粒矿质营养含量的影响。结果表明:营养液中增加适宜的铵态氮比例(25%~50%)有利于菜用大豆的生长发育,植株茎、叶片、根系和荚果干鲜质量均显著增加;在较高比例的硝态氮(100%)和铵态氮(75%)处理下,菜用大豆生物量均显著降低,在硝铵比为25∶75处理下尤为显著。在营养液中较高比例的铵态氮(75%)处理下,籽粒对总N、P等元素的含量显著增加,K、Ca、Mg等矿质营养含量却显著减少,而在适宜的硝铵比(75∶25和50∶50)处理下则相反,菜用大豆籽粒K、Ca、Mg等矿质营养含量均维持在较高水平。可见,这些矿质营养的积累有利于促进菜用大豆籽粒的发育,而营养液中过多的铵态氮显著抑制了菜用大豆籽粒对K、Ca、Mg等矿质营养的吸收。     

生物炭对玉米根系生长和氮素吸收及产量的影响

为了评估生物炭在玉米生产上的应用潜力与价值,探究生物炭对玉米根系生长、氮素吸收及产量的影响。采用田间试验,设置单施氮肥处理(N)和生物炭与氮肥配施处理(NS),以不施氮肥不施生物炭处理为对照(CK),分析施炭条件下,土壤理化性质,玉米根系生长、氮素吸收及产量的变化规律。结果表明:生物炭与氮肥配施显著降低土壤的容重,增加土壤的全氮和有机碳含量,促进灌浆期根系对氮素的吸收和籽粒氮素的积累;增加玉米灌浆期的总根长、根表面积及根系活跃吸收面积;与单施氮肥相比,生物炭与氮肥配施显著增加玉米的百粒重6.03%,提高玉米产量9.06%。相关分析表明,施用生物炭对玉米根系特征有显著正效应,从而促进根系对氮素的吸收和籽粒氮素的积累。可见,与单施氮肥相比,生物炭与氮肥配施可促进玉米根系生长和对氮素的吸收利用,提高玉米的产量。     

施氮水平对大豆吸收利用氮素及产量的影响

本试验采用框栽方法,利用15N示踪,以(15NH4)2SO4作为标记氮肥,研究了施氮水平对大豆吸收利用氮素及产量的影响。结果表明,不同施氮水平对大豆的氮素积累和来源有明显影响,不同生育时期不同施氮水平的氮素积累量不同。高氮促进肥料氮的吸收,抑制根瘤固氮,肥料氮积累大小顺序为高氮>中氮>低氮(P<0.01),根瘤固氮大小顺序为低氮>中氮>高氮(P<0.01)。不同施氮水平对大豆产量有明显影响。低氮和中氮处理的产量明显高于高氮处理(P<0.01),而低氮和中氮处理无显著差异。     

种植密度对夏玉米根系特性及氮肥吸收的影响

【目的】玉米是中国第一大粮食作物,在国家粮食安全中具有举足轻重的作用。选用耐密型品种,增加种植密度是现在玉米获得高产的主要措施之一。然而,高密度种植加剧了玉米生长空间的压力,导致单株生长受到抑制,单株产量降低。根系作为吸收土壤水分与养分的主要器官,其生长受密植条件抑制。研究夏玉米品种根系特性对密度响应的基因型差异,探明密植条件下耐密型夏玉米根系特性与氮素吸收、利用的关系,为耐密型夏玉米品种的根系改良及密植条件下养分与水分管理提供依据。【方法】试验于2014—2015年在山东农业大学黄淮海区域玉米技术创新中心进行,以耐密型品种郑单958(ZD958)和不耐密型品种鲁单981(LD981)为试验材料,采用土柱栽培与~(15)N标记技术相结合的技术手段,研究不同种植密度下(D1,52 500 plants/hm~2与D2,82 500 plants/hm~2),不同耐密型品种根系性状及氮素吸收利用情况对种植密度的响应。【结果】增加种植密度可显著提高夏玉米籽粒产量,但两品种单株籽粒产量均显著降低。两品种根系生物量、根长、根系表面积、根系活性吸收面积均随种植密度的增加而降低;D1条件下,LD981根系各项指标生育前期高于ZD958,乳熟期后均低于或显著低于ZD958。D2条件下,两品种根系各项指标生育前期差异不显著,而生育后期LD981显著低于ZD958;地上部单株绿叶面积与穗位叶净光合速率受基因型及密度影响,变化趋势与根系一致。两品种根冠质量比受密度增加影响差异不显著,但根冠活性面积比显著降低;增加种植密度两品种单株氮素积累量及氮利用效率显著降低,肥料氮回收率、氮肥偏生产力均显著提高,但肥料氮所占植株氮素积累量的比例不受密度变化影响;D2下ZD958植株肥料氮含量、肥料氮所占比例、肥料氮回收率及氮肥偏生产力显著高于LD981。【结论】耐密型品种ZD958根系受密度影响较小,高密度下,能够维持相对较高的根量、根长、根系吸收面积及根系活力,且高值持续期长,生育后期衰老缓慢,保证了植株对氮素吸收,有利于地上部进行光合生产、获得较高籽粒产量;高密度下ZD958籽粒库容较高、库调节能力较强,是其氮利用效率及氮肥偏生产力显著高于LD981的主要原因。     

根系互作影响玉米大豆间作作物氮吸收

间作作物的养分吸收、地上部生物量都与根系密切相关。研究玉米大豆根系互作对养分吸收利用及地上部生物量的影响,可以为玉米大豆间作为主的间作体系中氮素高效利用提供科学依据。本研究通过盆栽模拟试验,采用玉米大豆根系无分隔(NB)、尼龙网分隔(MB)、塑料膜分隔(PB)等分隔方式,研究了间作玉米(苗期、拔节期、大喇叭口期、孕穗期、成熟期)、大豆(苗期、分枝期、结荚期、鼓粒期、成熟期)在不同生育期对土壤中氮素的吸收。与PB处理相比,NB处理玉米地上部氮素累积量在大喇叭口期提高了36.9%(P0.05);与PB处理相比,MB处理玉米地上部氮素累积量在大喇叭口期提高了22.5%(P0.05)。与PB处理相比,NB处理大豆地上部氮素累积量在苗期、分枝期、鼓粒期、成熟期分别提高了14.9%、7.9%、4.5%、11.6%(P0.05)。与PB处理相比,MB处理大豆地上部氮素累积量在分枝期提高了29.9%(P0.05)。与PB处理相比,NB、PB处理玉米经济产量分别提高了124%、93.4%(P0.05);与PB处理相比,NB处理大豆经济产量有所降低,但无显著差异。根系互作提高了玉米的经济产量、不同器官氮素累积量,大豆的经济产量、氮素累积量则无根系互作优势。     

生物炭对R2期大豆根系生长和氮磷吸收利用的影响

为了探讨生物炭对大豆植株及籽粒养分吸收利用的影响,采用盆栽试验,设置4个生物炭用量处理(0%、1%、5%、10%,生物炭/干土重),分析了不同处理下R2期大豆根系和植株形态特性以及植株体内氮和磷的转移情况。结果表明,施用生物炭会增加土壤中有机碳、全氮和速效磷含量,并对大豆根系发育和植株生长产生积极影响。5%和10%生物炭处理会显著增加大豆叶面积(分别较对照高62.0%和74.5%)和植株鲜重(分别较对照高57.1%和72.6%),提高茎叶的氮磷转移量,显著提高籽粒产量(平均比对照高51%)。10%生物炭处理会显著增加大豆总根长、根表面积、根体积和比根长以及氮、磷收获指数,分别较对照高19.4%、25.1%、27.4%、28.7%、10.7%和8.9%。生物炭对大豆根系发育的影响主要是促进了细根(0.5mm)的伸长和增长,在1%、5%和10%生物炭处理下,细根长度占植株根系总长度的比例从无生物炭处理的71.4%分别增加到76.4%、82.7%和84.6%。相关分析结果表明,大豆籽粒产量与土壤全氮和速效磷含量以及氮磷收获指数均呈现显著的正相关关系,根长与土壤养分含量、氮磷收获指数以及氮、磷转移量也均呈现显著的正相关关系。总之,施用一定量的生物炭能够对土壤养分含量产生积极影响,并促进大豆根系生长,影响大豆植株体内养分吸收和利用,提高籽粒产量。     

番种方式对大豆氮素含量的影响

大豆是需氮量较多的作物,每生产100kg大豆子粒,约吸收氮素7．2kg。氮素营养是影响作物产量的主要因素,是大豆增产的必要措施。因此,在大豆生长过程中,通过研究氮素营养机制,根据植株营养状况,掌握需肥关键时期,合理施用氮肥,充分发挥大豆根瘤的固氮能力,减轻环境污染,提高大豆产量具有十分重要的现实意义。     

追氮时期对优质小麦氮素吸收·运转和籽粒产量的影响

[目的]揭示小麦不同追氮时期的氮素利用机制。[方法]采用同位素示踪技术,研究了不同时期追施氮肥对优质小麦氮素吸收、分布、运转和产量的影响。[结果]结果表明:在该试验条件下,小麦吸收的氮素中,来自土壤的占73.36%~78.58%,来自肥料的占21.42%~26.64%。拔节期和挑旗期追施氮肥可促进植株对氮素的吸收,尤其是对肥料氮的吸收,提高氮素开花期穗器官和成熟期籽粒的分配量和分配比例,促使开花后营养器官的氮素向籽粒转移。小麦籽粒氮素的74.08%~80.28%是开花前营养体氮的调运,各营养器官对籽粒的贡献大小为叶片>茎>穗轴+颖壳>叶鞘>根。适期追氮增加了穗粒数,提高了收获指数和产量。[结论]不同时期追氮对小麦的氮素代谢、产量和品质具有明显的调节作用。     

不同基因型玉米根系特性与氮素吸收利用的差异

 【目的】比较不同氮素利用效率夏玉米的根系时空分布特性及其氮素吸收利用的差异,探讨玉米氮高效的生理机制。【方法】以氮高效玉米杂交种蠡玉13(LY13)和氮低效玉米杂交种鲁单981(LD981)为试验材料,以大田箱式土柱栽培方式,研究两个氮素水平下(0和4.29 g N/plant)玉米根系时空分布及氮素吸收利用的差异。【结果】LY13开花后具有较高的根系干重,根冠比显著高于LD981(P＜0.05),土壤深层根系分布多,根系空间分布合理,后期根系活力高,根系功能期长,导致其库容量大,库调节能力强,氮素积累总量高,氮素转移率、贡献率和氮素利用效率均显著高于LD981(P＜0.05),施氮条件下优势更加明显。LY13在两种氮素水平下的籽粒产量、生物产量、千粒重、收获指数均显著高于LD981。【结论】氮高效型玉米品种根系总量多、深层根系多、空间分布合理、根系活力高且持续期长是其氮积累量增加的主要原因;库容量大,库调解能力强促使氮素转运效率高,向籽粒分配比例大是其籽粒产量高、氮效率高的根本原因。     

氮素对大豆硝酸还原酶及根系活力的影响

本文以东农48和合丰45大豆品种为试验对象,采用盆栽试验及室内生理测定方法,对不同氮素水平下各生育期大豆硝酸还原酶和根系活力变化进行了研究。试验结果表明:两个大豆品种在不同氮素剂量处理下,体内的硝酸还原酶和根系活力具有明显的变化,而同一剂量的不同生育期硝酸还原酶和根系活力也有差异,主要表现在结荚期硝酸还原酶最高,苗期根系活力最高。综合分析表明:适宜的氮素水平可以刺激硝酸还原酶和根系活力提高,从而促进植物对养分吸收以及光合作用积累。     

酸性土壤上 磷、钼对菜豌豆效应的研究

在酸性土壤上增施一定量的磷、钼,能显著提高莱豌豆的品质和产量。施钼或石灰的作用相同。施钼浓度以5ppm为临界值,50ppm以上将损伤植株,250ppm则毒害植株。     

玉米大豆间作降低小麦玉米轮作体系 土壤氮残留的效应与机制

【目的】阐明夏播玉米大豆间作对小麦玉米轮作体系产量、吸氮量、土壤含水量和硝态氮残留的影响,明确间作地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献率,为优化资源配置、提高土地生产力提供科学依据。【方法】2011年6月至2012年10月,在河北省徐水县代表性农田设置玉米单作（T1）、大豆单作（T2）、玉米与大豆间作根部不分隔（T3）、玉米与大豆间作根部分隔（T4）4个处理,并对关键生育时期的作物生长、土壤水分和硝态氮含量进行实时观测。【结果】相对作物单作种植模式,间作产量优势明显,玉米大豆间作种植的土地当量比（LER）大于1,间作模式总吸氮量（256.1 kg·hm^-2）显著高于玉米单作种植（159.7 kg·hm^-2）。玉米大豆间作主要通过促进玉米生长和氮素吸收来提高间作系统生产能力,其中地上部因素对间作玉米生物量、产量和吸氮量提高的贡献率分别为81.6%、83.4%和75.7%,而地下部因素的贡献率仅为18.4%、16.6%和24.3%。间作玉米条带土壤含水量显著低于单作玉米,隔根间作玉米土壤含水量显著低于不隔根间作玉米,单作大豆与间作大豆土壤含水量无显著差异,隔根对间作大豆土壤含水量无显著影响。相对单作种植,间作系统降低了玉米收获后各层土壤硝态氮含量,而提高了大豆条带土壤硝态氮含量;相对不隔根处理,间作隔根对玉米土壤硝态氮含量影响不大,但降低了间作大豆土壤硝态氮含量。夏季无论是单作种植还是间作种植,其后茬小麦产量和吸氮量均无显著差异,但间作可以显著降低小麦收获后土壤硝态氮残留量（P＜0.05）,相对玉米单作,间作种植的后茬小麦收获后0-100 cm土层硝态氮残留量降低了87.2 kg·hm^-2,其中地上部因素贡献率为77.5%,地下部因素对此贡献仅为22.5%。【结论】夏播间作种植产量优势明显,间作模式整体吸氮量高于玉米单作,其中地上部因素对间作优势的贡献大于地下部因素,并且夏播间作种植对后茬小麦产量和吸氮量均无显著影响。相对单作种植,间作种植降低了玉米条带土壤含水量而对大豆条带无显著影响,间作玉米条带土壤硝态氮含量显著降低而大豆条带土壤硝态氮含量显著提高,但间作系统当季及后茬作物收获后的整体土壤硝态氮残留显著降低。     

紫色土锌锰氯与氮磷钾配施对大麦的营养效应

当土壤有效锰(DTPA—Mn)为13.3ppm时,大麦可不施锰肥。在有效锌为0.3ppm的土壤上施用锌肥时,不含氯的氮肥处理中,大麦增产述18～20%;而含氯氮肥仅增产5～6%。含氯氮肥各处理的土壤和植株锌、锰含量以及产量均比不含氯氮肥高,表明钙质紫色土上施用含氯氮肥优于不含氯氮肥。氯活化了土壤中的锌、锰,促进了大麦对锌和锰的吸收。     

Long-term effects of alternative and conventional fertilization II: Effects on <Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis> L. development and soil properties from a Brazilian ferralsols

The influence of long-term fertilization on plant development and soil properties was investigated. Soil samples were taken from a long-term field experiment which was conducted for 5 years to explore the effect of three treatments: control (non-fertilization), conventional (mineral fertilizers—NPK), and alternative (organic fertilizers—farmyard manure). The highest values of plant yield and soil properties were found in the alternative fertilization system after the thirty year of its utilization. Conventional fertilization showed positive effects until the second year of its utilization where enhanced soil fertility (total nitrogen and available phosphorous content) and plant development (plant yield, plant dry biomass, plant phosphorous concentration, and plant nitrogen concentration). After the thirty year the conventional fertilization system showed lower values for these studied variables compared to alternative fertilization system. Our findings suggest that inputs of organic matter source can change positively the wheat growth and soil fertility, and these results highlight the importance of considering the long-term effect of mineral and organic fertilizers on these variables.     

赛克津(Sencor)对大豆生育、共生固氮及土壤微生物的影响

本研究结果表明,在土壤有机质含量2.25％～2.35％,土壤水分条件较好的情况下,不同浓度的赛克津除草剂进行土壤处理对大豆种子发芽和幼苗出土均无影响。施量高于0.25 kg/ha的各浓度处理对大豆幼苗均产生药害,药害程度随苗期的延长,用药浓度的增加而加重。开花期的株高和株重,各处理均低于对照。赛克津低浓度0.25 kg处理对大豆根瘤的共生固氮无不良影响;而0.5 kg以上浓度处理,对大豆根瘤的形成和株固氮总活性有较明显的抑制作用。成熟大豆植株的株高(除0.25 kg外),分枝数、荚数、株重及株粒重均低于对照,随用药浓度的增加而降低。赛克津除草剂对土壤中细菌,放线菌和霉菌在数量上有一定刺激作用。     

盆栽条件下土壤无机氮浓度对大豆结瘤、固氮和产量的影响

【目的】大豆结瘤固氮和产量对氮肥的反应不同,实际上是由于大豆共生固氮系统及其根系系统对土壤无机氮浓度的感知不同造成的。通过对不同土壤无机氮浓度下大豆结瘤、固氮及产量影响的研究,探索能提高大豆产量、结瘤和固氮的土壤无机氮浓度,即掌握土壤无机氮浓度与大豆共生固氮和产量的数量关系,为调控氮肥施用量及施用时期、预测氮肥对大豆共生固氮能力和产量的影响提供理论依据。【方法】采用盆栽土培试验方法,分别在第一片复叶充分生长（V2期）、始花期（R1期）、始荚期（R3期）和始粒粒（R5期）一次性施用不同量的氮肥,从而形成不同无机氮浓度的土壤。利用获得的不同无机氮浓度土壤为供试土壤,对各生育时期根瘤数量、干重和固氮酶活性及成熟期产量及其构成因子进行调查,明确大豆根瘤固氮和产量对土壤无机氮浓度的响应,掌握土壤无机氮浓度与氮肥及与大豆固氮和产量的数量关系。【结果】不同时期土壤无机氮浓度处理下的根瘤干重、数量和固氮酶活性均随着大豆生育时期的推进在R4期时达到最大值。R6期时大豆平均根瘤干重、数量和固氮酶活性均表现为：V2期＞R5期＞R3期＞R1期,较CK处理根瘤平均干重分别下降15%、18%、17%和32%;根瘤数量下降13%、18%、19%和20%;固氮酶活性下降19%、22%、23%和32%。不同生育时期土壤无机氮浓度与R6期大豆根瘤干重、数量和固氮酶活性间均具有显著的线性负相关关系,即土壤无机氮浓度越大对根瘤干重、数量和固氮酶活性的抑制作用越大。大豆干物质积累量和产量的变化趋势均表现为：R1期＞R3期＞V2期＞R5期。除R5期不同土壤无机氮浓度处理与CK处理间的生物量和产量差异不显著外,V2、R1和R3期不同土壤无机氮浓度处理,均显著地促进大豆生物量和产量的增加。不同生育时期处理均以N3和N4处理的生物量、株高、株荚数、株荚重、株粒重显著高于其它处理。V2期土壤无机氮浓度对大豆固氮能力和产量的影响最大,而R1期土壤无机氮浓度对大豆生长和产量的影响最大。不同生育时期不抑制大豆固氮同时还提高大豆产量的土壤无机氮浓度不同：V2期土壤无机氮浓度达到135.8 mg•kg -1;R1期土壤无机氮浓度为58-91 mg•kg-1;R3期土壤无机氮浓度为29.4-62.8 mg•kg -1;在R5期土壤无机氮浓度达到102.3 mg•kg -1。【结论】大豆对氮肥的反应主要取决于土壤无机氮浓度的大小,而土壤无机氮浓度大小的调节,除了与氮肥施用量有关外还与大豆的生育时期有关系,可以根据农业生产和科学试验的需要进行调节。其中V2期土壤无机氮浓度对大豆根瘤数量、干重和固氮酶活性的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理;而R1期土壤无机氮浓度对大豆生物量和产量的影响大于其它生育时期土壤无机氮浓度处理。     

锌氮配施对玉米生长及氮素吸收的影响

为明确锌氮配施对玉米生长及氮素吸收的影响,选用大面积种植的郑单958和浚单20两个玉米品种,设置3个氮水平(0.08、4、8 mmol·L~(-1))和3个锌水平(0、10、100μmol·L~(-1)),共9个处理(N0.08Zn0、N0.08Zn10、N0.08Zn100、N4Zn0、N4Zn10、N4Zn100、N8Zn0、N8Zn10、N8Zn100),于2015-06进行水培试验。结果表明,在一定氮素范围内,施锌显著影响玉米幼苗的生长及氮素吸收。在N4Zn100处理下,郑单958和浚单20的株高和生物重数值达到最大;在N4Zn100处理下,郑单958的分根数和根尖数达到最大,而在N8Zn10水平下,浚单20达到最大值;在N4Zn100处理下,郑单958和浚单20的植株氮含量达到最大。而且随着植株氮吸收量的升高,植株氮素生理利用率显著下降。因此,适宜的氮水平下施锌能够调节根系和地上部的关系,促进根系发育和地上部生长,增加根系对氮的接触面积,提高植株对氮素的吸收。     

半干旱地区春小麦氮肥后效的研究

连续4年春小麦氮肥后效的大田试验结果表明:在连续2年(2003~2004年)施用纯氮52.5、105、157.5、210 kg/hm2后再连续2年(2005~2006年)停施氮肥,前2年未被利用的氮素可使后2年籽粒平均增产25.4%;干物质在五叶期及以后时期与对照相比均有明显增加;植株吸氮量在后续第1年(2005年)各处理平均增加22.4%,第2年(2006年)各处理平均增加14.0%;氮肥4年累计利用率比4年连续施用氮肥的处理提高了7.8%~12.9%.     

旱地红壤有机—无机肥配施效应

旱地红壤施用NPK化肥,甘蔗仍不能正常生长;配施厩肥,甘蔗株高可提高9％—26％、平均茎粗增加0.1—0.4cm,平均单茎重增长0.17—0.43kg,蔗茎糖分含量也有所上升.施用厩肥可改良旱地红壤结构,改善根系生长的环境条件、根系生长量增加,从而扩大根系营养面积.旱地红壤施用NK、NP化肥,大豆干物重与对照差异不显著;施用NPK化肥仍不能平衡供给大豆所需养分、植株矮小,根系结瘤少;配施厩肥,大豆植株总吸氮量可增加30％—50％,吸磷、钾量可提高1—2倍,大豆干物重提高27％—60％.