长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响

【目的】 长期施肥显著影响着酸性土壤的pH,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌 (ammonia-oxidizing archaea,AOA) 和氨氧化细菌 (ammonia-oxidizing bacteria,AOB) 的变化,为土壤培肥提供理论依据。 【方法】 供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照 (CK)、氮肥120 kg/(hm2·a)(N)、氮磷钾肥 (NPK) 和猪粪2000 kg/(hm2·a)(OM) 4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用qPCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。 【结果】 1) 长期定位施肥导致土壤pH值发生显著变化,N处理的土壤pH值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤pH值最高,接近中性达6.40。2) 与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH₃浓度,而其它处理对NH₃浓度无显著影响。4) 施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关 (P < 0.01),与铵态氮、土壤NH ₃浓度呈显著正相关 (P < 0.05),与土壤pH、硝态氮关系不显著 ( P > 0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1a-associated。RDA分析表明,土壤pH值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH ₃浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5) 仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH₃浓度呈极显著正相关 (P < 0.01),与有机质碳、全氮呈显著正相关关系 ( P < 0.05),与土壤pH、铵态氮、硝态氮关系均不显著 ( P > 0.05)。 【结论】 长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。      

覆盖作物对猕猴桃园土壤氨氧化微生物丰度和群落结构的影响

[目的]果园行间播种覆盖作物有利于改善土壤理化性状,改变氮循环过程中的氨氧化微生物群落结构.因此,我们分析不同覆盖作物下猕猴桃园土壤氨氧化微生物的群落结构和基因丰度,以探究其与土壤硝化作用的关系.[方法]选择湖北十堰的一个5年生猕猴桃果园进行了种植多年生覆盖作物试验,供试覆盖作物有白三叶草(Trifolium repe...     

氮肥对盐渍化枸杞园土壤微生物群落和氨氧化微生物丰度的影响

研究主要分析氮元素对宁夏平罗盐渍化枸杞园土壤中氨氧化微生物(氨氧化细菌和氨氧化古菌)的影响。实验共设八个处理:(1)C(不施氮肥,不施脱硫废弃物,原始荒地);(2)不施氮肥(N0);(3)施氮肥25 kg hm~(-2)(N25);(4)施氮肥50 kg hm~(-2)(N50);(5)施氮肥100kg hm~(-2)(N100);(6)施氮肥200 kg hm~(-2)(N200);(7)施氮肥400 kg hm~(-2)(N400);(8)施氮肥800 kg hm~(-2)(N800),在N0-N800处理施用脱硫废弃物3.72×104kg hm~(-2)。2011年8月采集0~20 cm土样。结果显示:脱硫废弃物和氮肥配合施加对土壤理化性质产生了显著影响;NO_3~--N和NH_4~+-N含量在施氮处理中相对于原始样地和不施氮处理组都有显著的升高,微生物生物量和细菌和氨氧化细菌多样性指数在施氮400 kg hm~(-2)达到最大值,施氮肥400 kg hm~(-2)是促进微生物量和群落多样性增加的最佳施用量。实时荧光定量PCR结果显示:氨氧化细菌(AOB)丰度在施氮肥400 kg hm~(-2)和800 kg hm~(-2)显著高于其它处理,脱硫废弃物和氮肥配合施用对AOB的丰度具有叠加效应。相关性分析表明:NH_4~+-N与总磷脂脂肪酸(PLFA)、细菌PLFA、革兰氏阳性菌(G+)、革兰氏阴性菌(G-)、真菌/细菌(F/B)、微生物碳(MBC)、微生物氮(MBN)及16S r RNA基因拷贝数、AOB的基因拷贝数都显著相关。因此,铵态氮是该地区微生物群落可利用的有效氮素。     

土地利用方式对万木林土壤氨氧化微生物丰度的影响

以我国亚热带地区典型花岗岩发育酸性红壤为研究对象,选取福建建瓯万木林自然保护区封禁保护下5种自然植被和1种人工种植植被土壤,采用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术测定了土壤氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的群落丰度,采用15N稳定同位素成对标记和数值模型相结合的方法测定了土壤初级硝化速率。结果显示,长期封禁保护下的自然植被土壤pH低,土壤AOB数量偏低。人为种植和管理显著提高了土壤pH,促进了AOB的生长,其丰度比自然条件下提高了2个数量级,土壤初级硝化速率也显著提高,并与AOB数量存在显著的相关性,表明AOB是硝化作用的主要贡献者。5种自然植被条件下AOA的amoA基因拷贝数占泉古菌16S rRNA基因的比例都小于1%(0.01%～0.64%),在农业利用方式下上升到5.32%,表明并非所有泉古菌都具备氨氧化功能基因amoA,氮肥施用可能促进了氨氧化古菌的生长。     

不同生育期苹果园土壤氨氧化微生物丰度研究

【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amoA)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤理化性质的相关性,有助于评价土壤氨氧化微生物类群在苹果园土壤生态系统中的作用。【方法】本研究以辽宁省丹东东港地区‘寒富’苹果园土壤为研究对象,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,检测苹果树不同生育时期, 4月28日(萌芽期)、 7月24日(新梢停长期)、 10月23日(落叶期)的两个苹果园(分别编号为D1和D2)的土壤理化性质、 土壤硝化强度、 氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea, AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria, AOB)的amoA基因丰度,并分析了氨氧化微生物丰度与土壤理化性质和土壤硝化强度之间的关系。【结果】不同生育时期‘寒富’苹果园土壤理化因子差异较大。所有供试土壤的硝态氮(NO-3-N)、 速效磷(AP)和速效钾(AK)含量在4月份最高,铵态氮(NH+4-N)含量在7月最高,NO-3-N、 NH+4-N、 AP和AK含量在10月多为最低。且所有供试土壤pH值均在4.25~6.09之间。同一生育时期内,D2土壤pH均显著高于D1土壤,但其NO-3-N和NH+4-N含量则不同程度地低于D1土壤。不同采样时期的果园土壤硝化强度随季节变化表现出先降后增的趋势,除7月D2土壤硝化强度显著高于D1土壤外,4月与10月D2土壤硝化强度均显著低于D1土壤。尽管不同采样时期的土壤AOA与AOB丰度随生育期而各异,所有供试土壤中AOA丰度均显著高于AOB丰度。同一时期内,D2土壤AOA和AOB丰度均显著高于D1土壤。尽管土壤pH、 NO-3-N与AOA、 AOB均表现出显著相关性,土壤PN仅与AOA丰度明显正相关。【结论】长期施肥导致苹果园土壤pH值降低,pH值的改变是影响AOA与AOB丰度的重要因子,果园土壤的硝化过程主要由AOA来完成,土壤硝化强度与季节变化引起的温度和土壤环境因子等的改变密切相关。苹果园无机氮肥混合有机肥的施入,同时结合自然生草、 人工刈割等管理制度,在一定程度上可改变土壤氮素的含量与种类,减缓土壤酸化。     

长期施肥对棕壤氨氧化细菌和古菌丰度的影响

【目的】氨氧化是氮转化过程的限速步骤,其由氨氧化微生物所驱动。本研究旨在探明 37 年玉米–大豆轮作施肥条件下影响棕壤氨氧化微生物丰度的主要影响因子及变化规律。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验耕层土壤 (0—20 cm) 为材料,选取其中 9 个施肥处理进行取样分析:不施肥 (CK)、低量氮肥 (N₁)、高量氮肥 (N₂)、氮磷肥 (N₁P)、氮磷钾肥 (N₁PK)、高量有机肥 (M₂)、高量有机肥 + 低量氮肥 (M₂N₁)、高量有机肥 + 氮磷肥 (M₂N₁P)、高量有机肥 + 氮磷钾肥 (M₂N₁PK)。采用实时荧光定量 PCR 技术测定其氨氧化微生物丰度,通过对土壤基本化学性质和氨氧化微生物丰度的冗余分析找出影响氨氧化微生物丰度的主要因素。【结果】施用有机肥处理的土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷、铵态氮、硝态氮含量明显高于不施肥和单施化肥处理。各施肥处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、速效磷的含量总体呈现有机肥处理 > 化肥处理 > CK;与不施肥处理 (CK) 相比,单施化肥处理显著降低了土壤 pH 值,施用有机肥处理显著提高了土壤 pH 值,其中 N₂ 处理的土壤 pH 最低,M₂ 处理的土壤 pH 最高。不同施肥处理氨氧化细菌 (AOB) 的丰度为 0.94 × 106～5.77 × 106 copies/g 干土,氨氧化古菌 (AOA) 的丰度为 3.56 × 106～1.22 × 107 copies/g 干土;施用有机肥处理 AOB 和 AOA 丰度显著高于不施肥和单施化肥处理,其中 M₂ 处理的 AOB 和 AOA 丰度最高,单施氮肥处理的 AOB 和 AOA 丰度最低。冗余分析 (RDA) 表明,影响棕壤 AOB 和 AOA 丰度的主要环境因子有土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾,且与 AOB 和 AOA 丰度呈正相关关系。【结论】长期轮作施肥显著改变了棕壤的化学性质,从而对氨氧化微生物的丰度产生了显著影响。长期施用有机肥显著提高了土壤养分含量及 AOB 和 AOA 的丰度,对维持土壤氨氧化微生物的数量起到十分重要的作用;同时试验结果也为今后通过改变土壤 pH、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等性质对 AOB 和 AOA 进行调节提供了依据。     

长期施肥与覆膜对土壤细菌、泉古菌和氨氧化微生物丰度的影响

施肥与覆膜等农田管理措施能够改变土壤的物理化学性质,这直接影响着驱动氨氧化过程的氨氧化微生物,而氨氧化过程是硝化作用的限速步骤。以沈阳农业大学棕壤长期施肥与覆膜试验站为平台,采用荧光定量PCR技术,研究了5种施肥制度下[不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷肥(NP)、有机肥(M)和有机无机配施(MNP)]土壤细菌、泉古菌和氨氧化微生物数量的变化。结果表明,不同施肥处理细菌、泉古菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因拷贝数平均值分别为0.52×109～4.20×109、2.14×108～9.69×108、0.21×107～6.89×107和0.26×107～74.70×107copies g-1干土。与CK相比,有机肥处理(M、MNP)能显著增加土壤细菌的丰度,化肥处理(N、NP)则相反;施肥尤其是化肥处理(N、NP)均能降低泉古菌和氨氧化古菌的丰度;有机肥处理(M、MNP)显著增加了氨氧化细菌的丰度。细菌、泉古菌、氨氧化细菌和氨氧化古菌丰度均与pH值存在显著正相关关系(P0.05),细菌和氨氧化细菌丰度则主要受全碳含量的影响,而细菌、泉古菌和氨氧化细菌丰度与铵态氮、硝态氮含量存在极显著负相关关系(P0.01)。研究结果可为进一步探讨农田生态系统中氨氧化微生物对不同管理措施的响应机制及其在氮素转化中的作用提供科学依据。     

长期施用氮肥和磷肥对渭北旱塬土壤中氨氧化古菌多样性的影响

采用基于氨单加氧酶基因的PCR-RFLP和DNA测序技术,以黄土高原旱地黑垆土为材料,研究长期施用氮肥和磷肥对土壤氨氧化古菌多样性的影响。结果显示,不同施肥处理土壤样品得到的氨氧化古菌的OTU数分别为25（种植不施肥,CK）、21（不施肥不种植,LD）、18（单施氮肥,N）、25（单施磷肥,P）和13（氮、磷共施,NP）。氨氧化古菌的多样性指数H′和优势度指数Ds变化趋势基本相同,分别为P〉CK〉LD〉NP〉N和P〉CK〉NP〉LD〉N;种群丰富度和均匀度指数在不同处理间变化较大,分别为CK〉P〉LD〉N〉NP和P〉NP〉LD〉N〉CK。各处理优势氨氧化古菌绝大部分属于Cluster S,少数属于Cluster M,获得的序列全部属于难培养泉古菌门。不同施肥方式的长期定位试验土壤中氨氧化古菌多样性变化较大,而优势氨氧化古菌系统进化定位没有显著变化。     

长期施肥下我国农田土壤微生物及氨氧化菌研究进展

长期施用化肥和有机肥显著改变了我国土壤肥力和农田生态系统的稳定性。微生物在土壤养分循环和肥力形成过程中扮演了重要角色,其数量、多样性及群落结构是评价土壤肥力和农田生态系统稳定性的重要指标。随着研究土壤微生物的方法和技术的成熟,当前关于如何选择微生物学参数以有效评价土壤肥力及健康状况、土壤微生物对不同施肥管理措施的响应机制及功能微生物如何调控土壤养分循环等问题已成为土壤生态学中的研究热点。本文梳理了基于我国长期定位施肥农田的土壤微生物学研究进展,综合分析了土壤微生物生物量和酶活性、细菌群落及近些年倍受关注的氨氧化菌群落三方面的研究进展及发展方向,其中综合分析了构成细菌群落的八大门类菌群对施肥的响应及其驱动因素,最后从不同角度提出了微生物在土壤学及农业生产中的研究和应用方向。     

氨氧化基因丰度和潜在氨氧化速率对加拿大一枝黄花入侵和土壤类型的响应

  【目的】  土壤类型和植物入侵影响土壤微生物群落结构和功能,基于此,我们研究加拿大一枝黄花 (Solidago canadensis) 入侵两种类型土壤后,土壤中氨氧化古细菌 (AOA) 和氨氧化细菌 (AOB) 的基因丰度和潜在氨氧化速率 (PAOR) 的变化规律及影响机理。  【方法】  云南和浙江是加拿大一枝黄花入侵的重点地区,本研究在云南省滇池周边的海东湿地公园、捞鱼河湿地公园和安乐村 (土壤类型均为冲积土) 以及浙江省东部的杭州湾湿地公园、临海上盘镇和路桥镇峰江村 (土壤类型均为黄泥田土),分别选择一块采样地,面积为100～150 m2。在每块采样地加拿大一枝黄花入侵 (Mono) 和未入侵 (Nat) 之处,划出0.5 m × 0.5 m,采集土壤和植物样品。Mono和Nat地块相距10～20 m,每个地块重复3次。采用qPCR和室内培养技术分析土壤中AOA、AOB基因丰度和PAOR,用植物生态和土壤化学方法分析植物生物量和土壤化学性状。  【结果】  加拿大一枝黄花入侵后,冲积土中AOA丰度和PAOR显著下降,黄泥田土中AOA丰度和PAOR却显著提高,而AOB丰度在两种类型土壤中均显著提高。Nat冲积土中AOA丰度和PAOR大于黄泥田土,而Mono条件下冲积土中AOA丰度和PAOR小于黄泥田土,AOB丰度在两种土壤类型中均变化较小。Mono样地植被地上部分和地下部分生物量、土壤有机质含量和pH是影响冲积土和黄泥田土AOA丰度和PAOR的重要因素。与AOA不同,冲积土AOB丰度仅受植物地下部分生物量的影响,而黄泥田土AOB丰度同时受植物地下部分生物量、土壤总磷含量和pH影响。  【结论】  加拿大一枝黄花入侵大大增加了植被地上部和地下部生物量,进而为微生物提供了大量的碳源,同时提高了土壤pH,因此,氨氧化细菌AOB的丰度显著增加。土壤类型仅影响AOA的丰度,对AOB和氨氧化潜力没有显著影响,而加拿大一枝黄花入侵显著影响两类土壤中的AOA、AOB丰度以及氨氧化潜力。     

Responses of soil microbial community to nitrogen fertilizer and precipitation regimes in a semi-arid steppe

Purpose

Changes of nitrogen (N) cycle caused by N fertilization and precipitation regimes have affected the key ecosystem structure and functions in temperate steppe, which may modify the structure of soil microbial communities involved in N transformation. This paper was designated to examine the response of soil ammonia oxidizers and denitrifiers to the N fertilization and precipitation regimes in a semi-arid steppe where N and water contents are major limiting factors of the grassland productivity.

Materials and methods

This study was based on a long-term N fertilization and precipitation regimes experiment in Inner Mongolia (116° 17′ 20″ E, 42° 2′ 29″ N). The treatments including CK (control), R (reduced precipitation), W (30% increase in precipitation), N (10 g N m^?2 y^?1), RN (reduced precipitation and 10 g N m^?2 y^?1), and WN (30% increase in precipitation and 10 g N m^?2 y^?1). Soil basic chemical properties and microbial activities were analyzed. Molecular methods were applied to determine the abundance, structure and diversity of ammonia oxidizers and denitrifiers. Statistical analysis detected the main and interactive effect of treatments on soil microbial communities and revealed the relationship between soil microbial community structures and environmental factors.

Results and discussion

N fertilization significantly increased ammonia-oxidizing bacteria (AOB) abundance. Ammonia-oxidizing archaea (AOA) community structure was markedly changed in N fertilizer treatment and strongly affected by soil pH, while soil nitrate and water content correlated with AOB community structure. Soil nitrate was the key factor influencing nirK gene community structure, while soil pH and water content explained much of the variations of nosZ gene community. AOB-amoA and nosZ gene community diversities were influenced by precipitation regimes and interaction of N fertilization and precipitation regimes, respectively.

Conclusions

N fertilization and precipitation regimes had significant influences on the changes of soil properties and microbial functional communities. Soil nitrification was mainly driven by AOB in the semi-arid grassland. Changes of substrate content and soil pH were the key factors in shifting functional microbial communities. The non-synergistic effects of N fertilization and precipitation regimes on the microbial functional groups indicated that the negative effect of lower pH induced by N fertilization would be alleviated by precipitation regimes, which should be well considered in grassland restoration.

     

不同氮用量对新疆棉田土壤微生物的影响

为揭示连续定点不同氮用量对棉田土壤微生物的影响,于2018～2020年在阿拉尔连续3年定点设置6个氮处理：0 kg/hm²(N0)、90 kg/hm²(N1)、180 kg/hm²(N2)、270 kg/hm²(N3)、360 kg/hm²(N4)、450kg/hm²(N5),研究了连续3年定点施氮对0～60 cm土层三大菌群数量及结构比例的影响。结果表明,各处理0～60 cm土层土壤微生物均以细菌为主,放线菌次之,真菌最少。连续定点施氮可分别提高0～60 cm土层土壤细菌、真菌、放线菌总数,且随施氮量的增加基本呈先增后降的变化趋势。其中细菌、放线菌数量均在N3处理达到峰值,其数量变化均主要集中在0～40 cm土层(0～40 cm细菌占其总数的71.92%～79.65%,0～40 cm放线菌占其总数的77.21%～92.06%);真菌数量在N4处理达到峰值,其数量变化主要集中在0～20 cm土层(0～20 cm真菌占其总数的35.62%～65.84%)。随...     

Irrigated and rain-fed maize response to different nitrogen fertilizer application methods

With the demand for maize increasing, production has spread into more water limited regions. Couple this with increasing resource costs and environmental concerns and the need for efficient nutrient and water management practices has increased. The objective of this trial was to evaluate the effects of different nitrogen (N) fertilizer application methods and timings on maize grain yield, N use efficiency (NUE), and water use efficiency (WUE) under irrigated and rain-fed conditions. Four site-years of data were collected. Fertilizer treatments consisted of all N applied preplant, split surface applied, and split foliarly applied. Irrigation applied prior to and during reproductive growth increased grain yield, NUE, and WUE compared to rain-fed treatments for all site-years. Split surface applied N fertilizer applications typically increased NUE, but not always grain yield compared to preplant applications. The use of split foliar N fertilizer applications was only beneficial in the site-years when leaf burn was not as severe.     

不同施肥措施对旱地玉米土壤硝态氮累积的影响

长期定位试验研究不同施肥措施对旱地玉米土壤(NO3--N)累积的影响结果表明,不同施肥和秸秆还田措施可不同程度造成0~500cm土层NO3--N的累积,且对0~300cm土层NO3--N的累积影响较大。秋施肥秸秆覆盖还田处理产量最高,且土壤NO3--N累积量较低,所造成的环境风险也小,为我国北方半湿润偏旱区适宜施肥措施。     

不同盐渍化土壤中微生物对氮肥的响应

【目的】 研究河套灌区土壤不同盐渍化程度下土壤微生物对氮肥的响应机理,为河套灌区盐渍化土壤中确立适宜的氮肥施用量提供理论依据。 【方法】 2015—2016年在内蒙古磴口县坝楞示范基地进行了两年田间试验,供试土壤为粉沙壤土,供试作物为玉米。设置轻度 (0.77～1.24 mS/cm) 和中度 (1.24～1.77 mS/cm) 盐渍化土壤为主区,副区为施氮水平,共设4个施氮水平为N 0、135、270、405 kg/hm2,研究轻、中度盐渍化土壤下不同施氮水平对土壤微生物的影响,探寻土壤盐渍化和氮肥对微生物的交互作用。 【结果】 土壤盐分随着施氮量的增加而增加;细菌、真菌、放线菌数量和微生物量碳、氮含量均随着施氮量的增加呈现出先增加后降低的趋势,在N 270 kg/hm2处理微生物数量和生物量均达到最高值。回归分析表明,土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,由回归方程各系数可知,在盐渍化土壤中,单独施用氮肥均可以增加土壤微生物,而土壤盐分增加,土壤微生物减少;在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有正效应,即共同促进了土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥对微生物具有负效应,即抑制土壤微生物的增加。 【结论】 土壤盐渍化程度越高,土壤中微生物数量和生物量越少,施氮量为N 270 kg/hm2时微生物数量和生物量均达到最大值;土壤微生物与氮、土壤盐分之间呈现出极显著的二元二次非线性回归关系,在轻度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥共同促进土壤微生物的增加,而在中度盐渍化土壤中,土壤盐分和施用氮肥抑制了土壤微生物的生长和繁殖。      

石炭性土壤地区小麦氮肥施用技术研究

研究结果表明,本试验条件下,施N量＜300kg@N/hm2时,N肥对小麦株高、1～5节间长度、上部叶片长度、分蘖、穗数、粒数、产量有显著的正效应,对粒重效应不明显;施N量＞300kg@N/hm2时,N肥对株高、1～5节间长度、穗数、粒数的效应不明显,对倒3、4、5叶片长度仍有一定的正效应,对粒重和产量有显著的负效应.适当扩大中后期施肥比例,对株高、后期叶片、粒数、粒重和成穗率有正效应,对前期叶片、分蘖和穗数有一定负效应;扩大前期施肥比例,对前期叶片、分蘖、穗数有正效应,对株高的效应不明显,对成穗率、粒数、粒重有负效应.最佳产量结构和最高产量时的施N量为254.0kg@N/hm2,分配方式为基肥苗肥腊肥拔节孕穗肥粒肥等于32032 或4202.51.5.     

石灰性土壤地区小麦氮肥施用技术研究

研究结果表明,本试验条件下,施N量<300kg·N/hm2时,N肥对小麦株高、1～5节间长度、上部叶片长度、分蘖、穗数、粒数、产量有显著的正效应,对粒重效应不明显;施N量>300kg·N/hm2时,N肥对株高、1～5节间长度、穗数、粒数的效应不明显,对倒3、4、5叶片长度仍有一定的正效应,对粒重和产量有显著的负效应。适当扩大中后期施肥比例,对株高、后期叶片、粒数、粒重和成穗率有正效应,对前期叶片、分蘖和穗数有一定负效应;扩大前期施肥比例,对前期叶片、分蘖、穗数有正效应,对株高的效应不明显,对成穗率、粒数、粒重有负效应。最佳产量结构和最高产量时的施N量为254.0kg·N/hm2,分配方式为基肥:苗肥:腊肥:拔节孕穗肥:粒肥等于3:2:0:3:2 或4:2:0:2.5:1.5。     

中国稻田施氮技术研究进展

提高N肥利用率,加强稻田养分管理已经成为水稻生产中研究的热点。针对我国稻田N肥利用率低和N素损失严重的现状,综述了国内外提高稻田N肥利用率技术途径的研究进展,包括改进施肥方法(确定适宜施N量、N肥深施、前N后移、平衡施肥、有机与无机肥配施、水肥综合管理)、新型肥料的研制(硝化抑制剂、脲酶抑制剂、表面分子膜、缓控释肥)、计算机决策支持系统指导施肥和实时、实地N肥管理等。展望了今后需要加强研究的几方面工作。     

Responses of arbuscular mycorrhizal fungi to straw return and nitrogen fertilizer reduction in a rainfed maize field

Straw return can be used to reduce fertilizer input and improve agricultural sustainability and soil health. However, how straw return and reduced fertilizer application affect beneficial soil microbes, particularly arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), remains poorly understood. Here, we conducted a five-year field experiment in a rainfed maize field on the Loess Plateau of northwestern China. We tested four treatments with straw return combined with four nitrogen (N) application rates, i.e., 100%, 80%, 60%, and 0% of the common N application rate (225 kg N ha^-1 year^-1) in this region, and two reference treatments (full or no N application), with three replicates for each treatment. Mycorrhizal colonization was quantified and AMF communities colonizing maize roots were characterized using Illumina sequencing. Forty virtual taxa (VTs) of AMF were identified in root samples, among which VT113 (related to Rhizophagus fasciculatus) and VT156 (related to Dominikia gansuensis) were the predominant taxa. Both root length colonization and AMF VT richness were sensitive to N fertilization, but not to straw return; furthermore, both gradually increased with decreasing N application rate. The VT composition of the AMF community was also affected by N fertilization, but not by straw return, and the community variation could be well explained by soil available N and phosphorus concentrations. Additionally, 60%, 80%, and full N fertilization produced similar maize yields. Thus, our study revealed the response patterns of AMF to straw return and N fertilizer reduction and showed that straw return combined with N fertilizer reduction may be a promising practice to maintain mycorrhizal symbiosis concomitantly with crop productivity.