生物黑炭对设施土壤理化性质及蔬菜产量的影响

选取典型日光温室,通过一年两季田间小区试验,研究生物黑炭不同用量对设施土壤理化性质及蔬菜产量的影响,以期为生物黑炭在设施土壤中合理运用提供参考。结果表明,设施土壤施用生物黑炭与习惯处理相比,能显著降低土壤容重2.65%~15.73%,提高土壤CEC 1.03%~5.46%,提高土壤有机碳含量7.28%~24.95%,增加土壤速效钾含量19.06%~168.5%,施用量越大效果越明显;施用生物黑炭也增加了土壤水解氮和速效磷含量,但与习惯处理相比差异不显著。生物黑炭本身pH较高,但经过蔬菜整个生长季后,对土壤pH影响不大;生物黑炭矿物质含量较高,增加土壤养分的同时也提高了土壤全盐含量。低量生物黑炭对蔬菜产量影响不大或有提高作用,但高量生物黑炭会造成蔬菜减产,因此,设施土壤生物黑炭施用量不宜过高。     

减量施肥对土壤可溶性有机碳氮组分的影响

对不同施肥量条件下土壤可溶性有机碳氮组分进行研究,结果表明:施肥量改变对土壤溶解性有机碳、热水溶性有机碳的影响较小,在整个采样期间溶解性有机碳组分的趋势一致但含量差异不显著(P＞0.05);施肥量改变对土壤溶解性有机氮、热水溶性有机氮的影响高于相应碳组分,增量施肥的溶解性有机氮和热水溶性有机氮含量总体上高于其他处理,这...     

长期免耕秸秆还田对寒地土壤有机碳及大豆产量的影响

为了优化寒地免耕覆盖栽培技术,利用长期定位试验,研究免耕条件下0%、30%、60%和100%秸秆覆盖还田量对土壤有机碳及微生物生物量碳含量的影响。结果表明,免耕秸秆还田具有显著的固碳效应,有助于提高土壤总有机碳（4.1%~22.3%）、土壤活性有机碳（52.5%~75.5%）及土壤微生物生物量碳含量（14.6%~44.7%）;随秸秆覆盖还田量增加,表层土壤有机碳、土壤活性有机碳和土壤微生物生物量碳含量呈上升趋势,60%秸秆覆盖还田量处理的亚表层土壤总有机碳含量最高,60%和100%处理的亚表层土壤微生物生物量碳含量较高;30%处理的大豆产量最高,60%处理次之。在本试验寒地免耕9年条件下,60%秸秆覆盖还田量对土壤整体有机碳固持及大豆产量提升作用显著。     

小白菜间作对苎麻地上部分汞吸收富集的影响

将汞转运富集能力较强的苎麻与对汞富集系数较小的叶菜类蔬菜（小白菜）套作,研究这种套作模式下,土壤中汞的形态变化及两种作物对土壤中汞的吸收富集特征。结果表明：单作小白菜(T1)、单作苎麻(T2)及苎麻-小白菜间作(T3)体系中土壤酸溶态汞的含量较对照明显增高,增幅分别为39.49%、61.67%、58.47%,残渣态的汞含量也有降低趋势,从原来的51.22% (CK)下降到45.61% (T3);苎麻-小白菜间作(T3)提高了麻叶和麻皮中汞的含量,降低了小白菜体内汞的含量。通过苎麻与小白菜间作,可以实现汞污染农地的土壤修复与农业生产的双赢。     

青海东部地膜覆盖对土壤固碳能力和肥力水平的影响

为探究青海东部地区地膜覆盖条件下单施化肥对土壤固碳能力和土壤肥力的影响,为实现该地区地膜覆盖种植方式生产的可持续发展提供理论依据。通过对青海东部地区旱地玉米农田连续3年田间覆膜试验,研究地膜覆盖条件下单施化肥栽培模式对耕层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CMI)、可提取腐殖质碳(C_HE)、胡敏酸碳(C_HA)和富里酸碳(C_FA)的影响。结果表明：覆膜条件下单施化肥栽培模式的SOC、LOC和CMI均小于露地对照;C_HE、C_HA和C_FA均随着种植年限的增加而有所增加,但其增加程度总体上均小于露地对照。随着种植年限的增加,至2020年地膜覆盖土壤LOC/SOC值比试验开始前降低了4.97%,而露地对照则升高了1.11%;同时地膜覆盖有机碳氧化稳定系数(KOS)均高于露地对照;土壤C_HA/C_FA值和PQ值均大于露地对照。单施化肥条件下连续地膜覆盖栽培模式使土壤固碳能力有所下降,土壤有机碳趋于稳定而不利于被生物利用;使土壤肥力下降,土壤质量向不良方向发展,长期以往可能会对该地区作物产量的稳定性和持续生产产生不利的影响。     

玉米和大豆根系吸收土壤磷的模型验证研究

为了验证养分吸收机制模型对作物根系磷吸收模拟的适用性和有效性,以玉米和大豆为研究对象,通过盆栽试验获取15个与土壤、根形态、根生理和水分相关的模型参数,采用NST 3.0软件对玉米和大豆地上磷吸收进行模型模拟和验证。结果表明,随着培养时间的延长,玉米和大豆磷吸收模拟值呈现指数曲线增长的趋势。在45 d的培养期间,玉米具有比大豆更高的磷吸收。对模拟值和实测值进行比较发现,NST模型能够较好地模拟玉米对土壤磷的吸收,但对大豆磷吸收的模拟值偏低。回归分析结果表明,磷吸收模拟值和实测值存在显著的回归关系(P0.05),模拟磷吸收解释了实测磷吸收70.22%的信息,说明模拟的磷吸收在很大程度上能够代表2个种类的磷吸收。总体来说,NST模型能够很好地模拟玉米和大豆的磷吸收。     

长期不同施肥模式对中低产黄泥田土壤团聚体组成及碳组分的影响

为研究长期不同施肥方式对黄泥田土壤团聚体组成、总有机碳及其组分的影响,进而明确黄泥田土壤肥力提升的最佳施肥方式,以金衢盆地黄泥田长期定位施肥试验为基础,设置无肥、单施化肥、化肥配施牛粪和化肥配施秸秆4个处理。结果表明,化肥与牛粪配施处理>0.250 mm团聚体百分含量最高,在0～15 cm和15～30 cm较不施肥对照分别提高了7.1,11.0百分点;而化肥配施秸秆与单施化肥处理之间在水稳性团聚体组成上没有显著差异。此外,化肥与牛粪配施处理较单施化肥处理显著提高了表层土壤总有机碳、颗粒态有机碳含量,增幅分别为18.7%,98.7%。表层土壤中POC/SOC由大到小为：化肥配施牛粪>化肥配施秸秆>单施化肥≈无肥。与单施化肥处理相比,化肥配施牛粪或秸秆处理提高了1 030 cm^-1相对吸收峰强度,说明有机无机配施处理下土壤碳以多糖类相对含量更高。综合考虑,化肥配施牛粪在改善土壤结构和提升土壤碳库方面效果最佳。     

农产品对土壤中重金属的富集能力研究

在重庆市各农产品的主产地,采集了柑桔果实、水稻、苋菜、莴笋、大葱、四季豆、辣椒、甘蓝及其土壤样品共314个,测定了样品中重金属铅、镉、汞、砷的含量。方差分析和聚类分析结果表明,八种农产品中柑桔果肉、甘蓝、辣椒、四季豆对土壤中铅、镉、汞、砷的吸收富集能力很小。在铅、镉、汞、砷含量相对较高的土壤宜选择种植这四种作物。     

小麦对镉的吸收、富集及其镉污染预测研究进展

本研究回顾和总结了国内外学者对小麦镉吸收和富集的特点,对比分析了小麦各部位镉的富集系数,小麦不同部位镉富集顺序为:根>叶>茎>籽粒。土壤镉安全阈值是保障小麦质量的重要指标,小麦籽粒中镉含量可以由土壤中总镉含量及pH值来预测。对3类不同浸提剂浸提的土壤有效态镉进行探讨,发现这些浸提剂浸提的土壤有效态镉含量与小麦镉含量间的相关性顺序为:络合剂类>中性盐类(CaCl₂)>稀(弱)酸类。最后提出了结论和展望,以期为今后小麦镉污染预测提供重要的理论指导和思路。     

北疆地区牧草高效立体种植模式与耗水规律研究

混、间播是合理利用土地、充分利用光能、提高单位产量、改善饲料品质、培养土地肥力以及延长多年生饲草料地利用年限等方面的重要措施和有效途径。为了分析北疆干旱荒漠地区牧草组合、施肥量、灌溉定额对产量影响的显著性程度和多因素不同水平的最优组合方案,以及混播牧草的耗水规律及耗水量,并且提出该地区不同水文年的灌溉制度,通过对多年生人工牧草进行不同水肥条件下混、间播灌溉试验,并应用SPSS软件对结果进行分析。结果表明,混、间播的最优组合为：苜蓿和老芒麦组合,施肥量18471 kg/hm²,灌溉定额为3600 m³/hm²,影响产量的主要因素是灌溉定额;混播牧草生育期内最大耗水强度为86 m³/(hm²·d),混播牧草干旱年灌水4次,灌溉定额为3600 m³/hm²。通过综合分析,评价了混播牧草的优越性,为北疆干旱荒漠地区发展高产、优质的灌溉饲草地提供技术参考。     

不同固化剂对玉米吸收铅镉的影响

研究了2个固化剂处理对玉米各部位吸收铅、镉的影响,探讨了2种改良材料在重金属中度污染土壤上的修复效果,以期为重金属复合污染石灰性土壤的安全利用提供科学依据。选用膨润土和磷酸二氢钾为固化剂材料,在中度污染耕地上进行田间试验。结果显示,膨润土与磷酸二氢钾配施可使玉米籽粒、茎叶和根中铅含量分别降低37.22%、40.18%、34.06%,镉含量分别降低24.53%、5.85%、14.82%。2种固化剂处理均能增加玉米的株高、产量和地上部干物质量,降低玉米对铅的富集系数和对镉的转运系数及富集系数,膨润土与磷酸二氢钾配施还可降低玉米对铅的转运系数。可得出结论,在重金属复合污染石灰性土壤上,膨润土与磷酸二氢钾配施一定程度上可作为理想的修复材料。     

连续2年施用鸡粪有机肥对土壤和小麦锌积累的影响

为了安全合理地利用集约化养殖场的畜禽粪便有机肥,本研究通过田间小区定位试验,研究了连续2年施用高Zn的鸡粪有机肥对土壤和小麦植株Zn积累的影响。结果表明:高Zn鸡粪有机肥施用量为60 t/hm2连续施用2年后,土壤重金属Zn含量未超过国家二级标准300 mg/kg(p H7.5)。随着鸡粪有机肥施用量的增加,连续2年土壤全Zn、有效Zn含量和小麦籽粒Zn含量均趋于明显上升趋势。与第1年施用鸡粪有机肥相比,第2年施用鸡粪有机肥的处理土壤全Zn含量增加1.39%~70.79%,土壤有效Zn含量增加35.37%~66.25%。鸡粪施用量30 t/hm2时较施用化肥的处理小麦籽粒Zn含量差异达到显著水平。鸡粪施用量为60 t/hm2的处理,第2年比第1年施用有机肥小麦秸秆和籽粒Zn含量分别升高了14.75%和2.74%。随着土壤全Zn含量的增加,小麦籽粒Zn含量也趋于上升趋势。土壤全Zn与小麦籽粒Zn含量的关系呈显著的线性相关关系。土壤中全Zn的含量达到国家规定的二级土壤标准时,第1年和第2年施用鸡粪的小麦籽粒Zn含量分别为93.21 mg/kg和100.37 mg/kg。     

稻麦连作中超高产栽培小麦和水稻的养分吸收与积累特征

以2个小麦品种和2个水稻品种为材料,大田种植,稻麦连作,重复2年, 设置超高产栽培和当地高产栽培两种栽培模式,旨在探明超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累特征。超高产栽培中,采用实地氮肥管理及水稻轻干湿交替灌溉和小麦控制土壤水分灌溉等关键技术。与当地高产栽培(小麦产量< 8 t hm^-2,水稻产量< 10 t hm^-2)相比,超高产栽培(小麦产量> 9 t hm^-2,水稻产量> 12 t hm^-2)小麦和水稻的氮(N)、磷(P)、钾(K)总吸收量显著增加,并表现为拔节前的吸收和积累量显著降低,拔节至开花、开花至成熟的吸收积累量显著提高。超高产栽培的N、P、K的总吸收量,小麦分别为265、58和256 kg hm^-2,水稻分别为256、79和321 kg hm^-2。上述3种元素于生育中后期(拔节至成熟)的吸收量占总吸收量的比例,小麦为50%~60%,水稻为60%~-70%。超高产栽培显著提高了N、P、K偏生产力(产量/N、P、K施用量)、养分吸收的养分籽粒生产率(籽粒产量/成熟期植株N、P、K吸收量)和养分收获指数(籽粒N、P、K吸收量/成熟期植株N、P、K吸收量),降低了生产单位籽粒产量的养分吸收量(成熟期植株N、P、K吸收量/籽粒产量)。本研究结果显示,超高产栽培小麦和水稻养分吸收与积累具有生育前期较低、生育中期和后期较高的特点,且养分吸收利用效率提高。     

An Evaluation of Fertilizer and Soil Nitrogen Uptake by Wheat

Nitrogen utilization and uptake patterns of wheat was studied using ¹⁵N labelled fertilizer at four rates of application. Plants harvested at maximum tillering and at flowering indicated that plant N levels stabilized with time. Fertilizer N uptake and utilization of added fertilizer increased with time. However, uptake of soil N was not affected by rates of fertilizer at early stages. Increases were observed only at higher rates at the later harvest.     

Pb在小麦植株内吸收、分配和累积的研究

通过大田试验，研究了Pb在小麦植株中的吸收、分配和累积的动态变化规律。结果表明，在小麦整个生长过程中，不同部位Pb含量和Pb累积量随着时间的推移而变化，但从总体上看是根〉茎〉子粒。在灌浆末期，各部位Pb含量从大到小依次为：根〉废弃物〉叶〉茎〉叶鞘〉颖片〉穗轴〉子粒，地上各部位Pb累积量从大到小依次为：废弃物〉茎〉叶鞘〉颖片〉叶〉子粒〉穗轴。从结果还可以看出，小麦植株中较易富集Pb的部位是根、废弃物、茎和叶，而子粒中Pb含量和累积量均比较低。小麦在生殖生长阶段的Pb吸收量大于营养生长阶段；拔节一抽穗期和灌浆初期一灌浆中期Pb吸收量及吸收速率显著高于其他时期。     

小麦/玉米/大豆三熟套作体系中小麦根系分泌特性及氮素吸收研究

为探讨小麦/玉米/大豆多熟套作体系下小麦根系分泌物的分泌特性及其对根系生长环境和植株氮素吸收的影响,2006-2008年连续两个生长季采用田间定位试验,研究了小麦-大豆、小麦-甘薯、小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯4种种植模式下小麦根系分泌物的数量与种类、小麦根系生长、土壤水分、土壤氮含量及植株吸氮量的变化特性。结果表明,与小麦-大豆和小麦-甘薯两种净作模式及小麦/玉米/甘薯套作模式相比,小麦/玉米/大豆套作降低了开花期和成熟期小麦生长区的土壤湿度、pH值及NO₃^--N和NH₄⁺-N的含量,提高了小麦植株地上部总吸氮量、根系活力、根干重及土壤总氮含量,并且,开花期小麦根系分泌有机酸总量和可溶性糖含量增加,表现为套作>净作,大豆茬口>甘薯茬口,边行>中行,其中以小麦边行处理的分泌量最高。拔节期根系分泌的有机酸,净作处理以乙酸含量较高,占总量的47.8%~51.6%,套作处理以柠檬酸含量较高,占总量的31.7%~55.1%;开花期根系分泌的有机酸,净作和套作处理均以乙酸含量较高,占总量的33.3%~78.3%。小麦/玉米/大豆套作对小麦根系分泌有机酸和可溶性糖有促进作用,从而改善了根系生长环境,提高了小麦对氮素的吸收。     

饲用苎麻对硒元素吸收积累、分配及转运特征

为了揭示饲用苎麻对硒元素的吸收积累和转运特征,以中饲苎1号为试材,研究亚硒酸钠(Se(Ⅳ))和硒酸钠(Se(Ⅵ))及其不同浓度(水培:0,5,10,50,100μmol/L;土培:0,0.9,1.5,2.7 mg/kg)和施用方式(叶面喷施和根施)对苎麻各器官生物量、硒含量、硒累积量以及利用率的影响。结果表明,苎麻硒含量为21.5～1 452.1 mg/kg,但当植株器官中硒含量超过457.8 mg/kg时,硒元素显著抑制植株的生长发育,最终造成死亡。水培试验中,当施用量为50,100μmol/L时,Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)均造成植株毒害,显著降低苎麻幼苗叶片、根系和地上部总生物量;土壤栽培试验中,2.7 mg/kg Se(Ⅳ)及不同浓度Se(Ⅵ)处理均造成植株毒害。Se(Ⅳ)处理中苎麻叶片的硒含量最低,根系硒含量最高,Se(Ⅵ)处理中苎麻叶片硒含量最高,茎秆硒含量最低,其中Se(Ⅵ)处理中叶片硒含量是Se(Ⅳ)处理的10～15倍,Se(Ⅵ)处理中苎麻根系硒含量仅是Se(Ⅳ)处理的0.38～0.53倍,且Se(Ⅵ)处理中苎麻叶片硒积累量显著高于相同浓度条件下Se(Ⅳ)处理。与叶面喷施相比...     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明,与A1、A2、A3及A5相比,A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低,群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间;A4与A5间的Cs相对较小,二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性,增强植株对氮素的吸收能力。     

土壤水分和种植密度对小麦旗叶光合性能和干物质积累与分配的影响

2008—2010年连续2个小麦生长季,选用高产小麦品种济麦22,采用测墒补灌的方法,研究土壤水分对不同密度小麦旗叶光合性能、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。第一年在150株 m⁻² (M1)和225株 m⁻² (M2)两个密度下设置3个土壤含水量处理,即拔节期65%+开花期60%(W0)、拔节期75%+开花期75%(W1)和拔节后7 d 75%+开花后7 d 75%(W2);第二年选用第一年的节水高产密度处理M1,但土壤含水量调整为拔节期75%+开花期60% (W’0)、拔节期85%+开花期75%(W’1)和拔节后7 d 85%+开花后7 d 75%(W’2)。两种基本苗密度相比较,M1处理灌浆中后期的旗叶最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSII)和开花后干物质积累量和干物质向籽粒转运量显著高于M2处理。W2处理灌浆中后期的旗叶F_v/F_m和Φ_PSII显著高于W1处理,而W’2处理灌浆中后期的旗叶光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、单叶水分利用效率(WUE_L)和气孔导度(G_s)均显著高于W’1处理。在M1密度下,W2处理的干物质向籽粒的转运量,开花后干物质积累量及其对籽粒的贡献率显著高于W1处理,获得了较高的籽粒产量和水分利用效率,且干物质积累与分配、籽粒产量和水分利用效率在两年中结果趋势一致。在150株m⁻²密度下,0~140 cm土层平均土壤相对含水量拔节后7 d和开花后7 d均为75%和75%,是本试验条件下节水高产的最佳处理。