不同磷水平下小麦蚕豆间作对根际有效磷及磷吸收的影响

【目的】探明不同磷水平下小麦–蚕豆间作对根际有效磷含量及作物磷吸收量的影响,提高磷肥利用率。【方法】2015—2016和2016—2017两季田间试验在云南农业大学试验基地耕作红壤上进行,供试小麦品种为云麦-52,蚕豆品种为玉溪大粒豆。设施P2O5 0 (P0)、45 (P45)和90 kg/hm^2 (P90)三个水平,和单作(M,包括小麦单作MW和蚕豆单作MF)和间作(I)两种种植模式。每季在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期、灌浆期和成熟期,蚕豆分枝期、开花期、结荚期、籽粒膨大期、收获期采取根际土样测定有效磷含量。在小麦蚕豆收获期测定单、间作小麦、蚕豆产量,并测定作物地上部磷含量。计算土地当量比(LER)来衡量间作优势,并用磷肥农学利用率来反映磷肥的吸收效率。【结果】与单作相比,在P0、P45、P90水平下,2016年间作种植显著提高了小麦籽粒产量12.5%、21.7%和17.3%,2017年间作蚕豆产量较单作分别降低了16.8%、11.7%和8.2%。三个磷水平下,小麦–蚕豆间作具有产量优势,土地当量比(LER)为0.95~1.18。与常规施磷水平(P90)下的单作相比,小麦–蚕豆间作条件下,磷肥减施1/2 (P45)并未降低小麦和蚕豆产量。间作种植对小麦根际有效磷含量无显著影响(除2016年成熟期外),但2017年,在蚕豆分枝期、开花期、结荚期,间作则分别降低蚕豆根际有效磷含量20.8%、44.5%和18%。与P90单作相比,间作P45处理几乎不会降低小麦、蚕豆根际有效磷含量。小麦、蚕豆磷吸收量主要受磷水平的调控,种植模式对小麦和蚕豆磷的吸收量及磷肥农学利用率均没有影响。【结论】在本试验条件下,小麦–蚕豆间作提高了小麦籽粒产量,降低了蚕豆产量;间作种植主要是改变了蚕豆生育前期根际有效磷含量,但对作物的磷吸收量没有影响。小麦–蚕豆间作具有减施磷肥、维持作物产量和根际土壤有效磷的潜力。     

不同抗性小麦品种与蚕豆间作对小麦根际速效养分含量的影响

通过田间试验研究了3个对白粉病抗性不同的小麦品种93-124(低抗)、云麦-47(高抗)和云麦-42(中抗)分别与蚕豆间作对小麦不同生育期根际速效氮、磷、钾养分的影响差异。结果表明,在单作条件下,不同抗性小麦品种间根际速效氮含量和根际速效钾含量在各生育期均无显著差异,根际有效磷含量在分蘖、拔节、抽穗期无显著差异,灌浆期93-124根际有效磷含量显著高于云麦-42。小麦蚕豆间作显著提高了分蘖、拔节和抽穗期小麦根际土壤速效氮、磷、钾含量,降低了成熟期根际速效氮、有效磷含量。在分蘖至抽穗期,与单作相比,93-124、云麦-47和云麦-42的根际碱解氮含量分别提高了23.16%~46.90%、23.74%~31.78%和11.23%~22.44%间作93-124的根际有效磷含量提高了35.26%~59.63%;间作云麦-47根际速效钾提高了10.87%~57.59%。间作提高根际速效氮、磷养分的效应以93-124最高,间作提高根际速效钾的效应以云麦-47最高。小麦蚕豆间作具有显著的产量优势,93-124、云麦-47和云麦-42的LER(土地当量比)分别为1.01,1.20和1.14。     

小麦蚕豆间作改善蚕豆根际微生物区系与减轻蚕豆枯萎病的作用

本文用盆栽试验的方法和应用稀释平板计数法、实时荧光定量PCR法及BIOLOG技术,通过比较单作和单作蚕豆根际土壤可培养的细菌、真菌、放线菌、微生物总量、微生物Shannon多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D)、Mc Intosh均匀度指数(U)和尖孢镰刀菌的数量、尖孢镰刀菌数量与真菌数量比、尖孢镰刀菌和拮抗菌的基因拷贝数等指标,研究了小麦蚕豆间作对接种蚕豆枯萎病病原菌(尖孢镰刀菌)、对蚕豆枯萎病发病的影响。结果表明:与单作蚕豆相比,间作蚕豆的发病率和病情指数降低86.9%和23.4%,差异显著;小麦蚕豆间作能够显著提高蚕豆根际土壤细菌、真菌、放线菌的数量及其总量,且微生物总量提升主要来源于细菌,其贡献率为83.72%,促进了蚕豆根际土壤向细菌型土壤转化;小麦蚕豆间作还能够提高蚕豆根际土壤微生物Shannon和Mc Intosh指数,有效降低Simpson指数,提高土壤微生物多样性;与单作蚕豆相比,小麦蚕豆间作蚕豆根际土壤尖孢镰刀菌数量降低了32.46%、基因拷贝数降低了17.52%,短短芽孢杆菌的基因拷贝数增加了86.06%,尖孢镰刀菌数量与真菌数量的比值降低了46.64%...     

黑垆土和红壤上两种磷效率小麦根际特征差异

以磷高效型小麦洛夫林和磷低效型小麦中国春为试材设计三室根箱试验,通过测定两品种小麦生物量、吸磷量、pH值和酸性磷酸酶活性,对比它们在两种磷水平(P 0 mg/kg、P 100 mg/kg)及两种土壤(石灰性黑垆土、酸性红壤)上的根际特征差异。结果表明,黑垆土上增施磷肥,洛夫林和中国春的总生物量分别增加了30.14%和17.75%,总吸磷量分别增加了139.24%和71.72%;红壤上增施磷肥,两小麦总生物量并没有显著增加。根际pH方面,黑垆土上,不施磷条件下,洛夫林和中国春的根际pH值分别降低0.30和0.12个单位,但在红壤上两小麦根际pH值变化不大。酸性磷酸酶方面,PO条件下,黑垆土上两小麦根际酸性磷酸酶活性差异不显著,但红壤上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春。P100条件下,黑垆土上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春,而红壤上两小麦酸性磷酸酶活性差异不大。试验结果表明,在黑垆土和红壤上,两种磷效率小麦根际特征存在差异。     

根际pH值与烤烟产量和质量的关系研究

主要研究根际ｐＨ值对烤烟生长及其烟叶产质量的影响。结果表明,烤烟在伸根期和旺长后对根际ｐＨ值的生长反应明显不同,微酸性的根际环境促进烟株前期生长,而微碱性则有利于烟株中后期烟叶的发育与成熟。     

不同品种小麦根际磷转化及VA菌根对小麦根际磷转化的影响

采用三室根箱研究了磷高效小麦 81( 85)-5-3-3-3及磷低效NC37两个小麦品种根际磷转化及VA菌根对根际土壤磷转化的影响。结果表明 ,磷胁迫下 ,81( 85)-5-3-3-3的吸磷量略高于NC37,两种小麦品种根际土壤均形成了明显的Olsen-P ,Ca2-P ,Ca8-P ,Al P等形态磷的耗竭区。两种小麦品种在不施磷肥和施用磷肥下接种VA菌根 ,小麦的生物量、植株磷浓度、小麦根际Olsen-P,Ca2-P ,Ca8-P,Al-P ,Fe-P的消耗量均显著增加 ;根际、非根际土壤各形态磷素的浓度梯度明显降低。     

不同形态无机磷对两种磷效率小麦根际特征的影响

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为材料的砂培试验,通过测定植株生物量及吸磷量、根系形态特征、根际pH、磷酸酶活性,研究不同形态无机磷WP(KH2PO4),Al-P(AlPO4)和Fe-P(FePO4)对两种磷效率小麦根际特征的影响.结果表明,在WP处理下,两种磷效率小麦的地上部吸磷量、总吸磷量和磷吸收效率均显著高于其它处理,而其根冠比和磷利用效率却低于其他处理.除了根部吸磷量,小偃54的生物量和吸磷量有高于京411的趋势.除了WP处理,其他处理的小偃54的根冠比和地下吸磷量均高于京411.所有处理的小偃54的根长和根体积均显著高于京411,且不施磷条件(PO)下更为明显,小偃54根系长度是京411的1.6倍;此外,小偃54根系磷酸酶活性均比京411弱.除Al-P外,小偃54的根际酸化能力较京411强.由此可见,磷胁迫条件下,磷高效小麦根系形态特征改变是根际磷活化的主要机理之一,且受磷水平、磷形态及其溶解性的影响.     

不同施氮水平下小麦蚕豆间作对作物产量和蚕豆根际镰刀菌的影响

通过田间试验,研究了小麦蚕豆间作和蚕豆单作两种种植方式下,三种施氮水平(N0为0 kg hm-2,N为225 kg hm-2,N3/2为337.5 kg hm-2)对蚕豆产量和蚕豆枯萎病根际病原菌的影响,并初步探讨了间作蚕豆枯萎病根际病原菌与根际微生物区系间的关系。探讨合理的施肥及间作,使土壤微生物有利于作物的生长发育及病虫害控制。结果表明:小麦蚕豆间作显著提高了蚕豆生物量和籽粒产量,籽粒产量提高依次为:N(23.9%)>N3/(25.53%)>N(05.04%)。蚕豆根际真菌数量为间作显著高于单作,N(常规施氮水平)效果最优。间作显著抑制了镰刀菌数量,常规施氮水平镰刀菌数量最低,分别为43.0%,70.87%,76.80%。土壤中镰刀菌占真菌数量的百分比为单作明显高于间作,而且间作随着生育期变化,镰刀菌与真菌的比值逐渐降低,单作则逐渐增加。     

石灰性土壤小麦根际pH及磷动态变化的研究

本文采用网隔栽培室种植小麦,置于人工气候室内生长,对不同温度条件下土小麦根际及距根不同距离土体中ｐＨ,Ｏｌｓｅｎ-Ｐ及无机磷组分动态变化进行了研究。主要结果有:（１）根际及０～３ｍｍ土体ｐＨ较低,而３～８ｍｍ和８～５０ｍｍ土体ｐＨ较高;（２）Ｏｌｓｅｎ-Ｐ含量为根际＜０～３ｍｍ土体＜３～８ｍｍ和８～５０ｍｍ土体,温度升高,各土层Ｏｌｓｅｎ-Ｐ含量呈降低趋势;（３）距小麦根系越近,Ca2-P、Ａｌ Ｐ、Ｆｅ-Ｐ和Ca8-P含量越低,Ｏ-Ｐ和Ca10-P变化不明显;随时间延长和温度升高,Ca10-P含量有所增加,Ca2-P、Ａｌ-Ｐ、Ｆｅ-Ｐ和Ca8-P含量有所降低,Ｏ-Ｐ含量变化不大     

铝胁迫下不同耐铝性小麦根际pH值变化及其与耐铝性的关系

Al3＋是植物铝毒害的主要形态,而其活性受环境pH值的影响,H＋-ATPase通过调节根的质子分泌改变根际pH值。为探讨铝胁迫下根际pH值变化与小麦耐铝性的关系,以小麦品种ET8（耐铝型）、ES8（铝敏感型）为试验材料,采用溶液培养的方法对铝胁迫下根际pH值及根尖H＋-ATPase活性变化进行了研究。结果表明,铝处理条件下,小麦根际pH值随培养时间的延长而升高;随培养液中铝浓度的增加,根际pH值上升幅度下降,相同铝浓度处理条件下ET8根际pH值显著高于ES8。根际pH值与根尖铝含量呈极显著负相关（R2=0.932 1）,与根相对伸长率呈极显著正相关（R2=0.858 5）,表明小麦通过提高根际pH值降低根尖铝含量,减轻铝毒害。根尖H＋-ATPase活性随铝处理浓度升高而显著降低,100 μmol·L-1Al处理24 h ET8和ES8根尖H＋-ATPase活性分别为各自无铝处理的69.8%和60.0%,根尖H＋-ATPase相对活性与根际pH值呈极显著负相关（R2=0.831 9）。温度显著影响根的伸长,低温处理（9 ℃）根际pH值显著高于常温处理（25 ℃）,而根尖铝含量却显著低于常温处理。表明小麦通过根尖H＋-ATPase提高根际pH值降低铝毒害。综上所述,铝胁迫下小麦可通过提高根际pH值减轻铝毒害,不同耐铝性小麦品种根际pH值的显著差异是耐铝性差异显著的     

不同水分状况对红壤和黄褐土速效钾含量的影响

通过120 d的实验室恒温（25±1℃）培养试验,研究了不同水分条件（含水量0、25%和40%及干湿交替）对红壤和黄褐土速效钾（K）变化的影响。结果表明,无论施钾与否,红壤恒湿处理（25%和40%）的速效K高于干燥土壤,并且随着培养时间的延长有增加的趋势;黄褐土与红壤相反,恒湿处理的速效钾低于干燥土壤。同一土壤25%和40%含水量恒湿处理的速效钾含量差异不显著,表明土粒表面水膜的厚薄不是影响土壤钾有效性的控制因素。干湿交替条件下,红壤速效钾变化不明显,黄褐土速效钾逐渐增加,干燥过程可促进黄褐土层间K+的释放。随着干湿交替次数的增加,红壤固钾能力有增加的趋势,黄褐土的固钾能力逐渐下降。     

石灰性潮土长期定位施肥对小麦根际无机磷组分及其有效性的影响

在长期定位施肥的基础上，采用网室盆栽试验，研究了石灰性潮土中不同施肥处理对冬小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷组分及其有效性的影响。结果表明，不同施肥处理的供试土壤无机磷组分均以磷酸钙盐为主，平均占无机磷总量的73．9％，其它组分占26．1％。不施磷肥的各处理（CK、N、NK）中，小麦生物量和吸磷量均较低，小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷总量变化不大，Ca2-P和Ca8—P在各处理的根际土壤中含量均很低。在施用磷肥的各处理（NP、PK、NPK）中，NP和NPK处理小麦的生物量和吸磷量均显著高于PK处理，而PK处理根际与非根际土壤中无机磷各组分的增幅明显高于NP和NPK处理。磷肥和有机肥处理，均显著提高小麦的吸磷量和生物学产量，各处理根际与非根际土壤中无机磷组分含量和总量增加的幅度以1．5（M＋NPK）处理最高。对不同施肥处理的小麦根际各无机磷形态及其与土壤速效磷间的相关分析表明，Ca2-P与土壤速效磷间的相关性达极显著水平，Ca8-P、Al-P、Fe—P达显著水平，O-P、Ca10—P不显著。     

Effect of soil heating on the dynamics of soil available nutrients in the rhizosphere

The effect of soil heating on the dynamics of soil available nutrients in the rhizosphere was evaluated. A pot experiment was carried out by using a rhizobox; a pot which enables to sample soils and soil solutions not only temporally with plant growth but also spatially depending on the distance from the root-accumulating compartment. The experiment consisted of 4 treatments; soils with or without heating treatment (150°C, 3 h), each of which was either planted with maize (Zea mays L.) or not. During the 17-d experiment, soil solutions at 0–2 mm from the root-accumulating compartment were collected 5 times. Soils depending on the distance from the root-accumulating compartment and plants were also collected after the experiment. The ionic concentrations of the soil solutions and soil water extracts, and the nutrient contents of plants were analyzed. Immediately after soil heating, the concentrations of cations, SO₄ ^2-, CI^-, water-soluble P, and water-soluble organic carbon increased significantly. With plant growth, the total ionic concentration in the rhizosphere soil solution increased for heated soil, whereas it decreased for unheated soil. The increase of the concentrations of cations and SO₄ ^2- in the rhizosphere of heated soil was appreciable, suggesting that the movement of cations such as Ca²⁺ and Mg²⁺ by mass flow was regulated by that of SO₄ ^2-. Moreover soil heating inhibited nitrification, resulting in the supply of N mainly in the form of NH₄ ⁺ within 10 mm from the root-accumulating compartment. As a result, the soil pH decreased in the rhizosphere of heated soil. The amount of nutrients absorbed by plants, on the other hand, did not change significantly by soil heating except for an increase of P uptake. The increase of P uptake could be explained not only by the immediate increase of the water-soluble P concentration but also by the dissolution of Ca-bound P and the hydrolysis of water-soluble organic P in the rhizosphere.     

攀西烟区紫色土pH值与土壤养分的相关分析

对四川攀西烟区有代表性的30个紫色土样品的pH值、有机质及有效养分含量进行了测定。结果表明，攀西烟区紫色土的pH值在5．13～8．14范围内，有半数左右的土壤偏碱性；有机质、碱解氮、有效锌和有效锰的含量均随pH值的升高而降低，交换性钙的含量随pH值的升高而升高，而pH值与速效磷、速效钾、交换性镁、速效铜、速效硼间的相关性则不显著。烟区紫色土的有机质和碱解氮含量偏低，速效磷、速效钾含量中等，交换性钙、交换性镁含量丰富；部分pH值较高的土壤可能会缺乏铜、锌等微量元素；在不同pH值的土壤上硼营养均严重亏缺，建议生产中增施硼肥。     

石灰用量对污染红壤和黄泥土中有效态铜锌含量的影响

采用外源加入重金属铜锌硝酸盐的方法,制成铜、锌单一及复合污染的三级污染红壤和黄泥土（Cu 200mg/kg、Zn 400 mg/kg）,稳定一个月,施入低（0.50 g/kg）、中（1.50 g/kg）和高（2.50 g/kg）3种不同用量的石灰,稳定两个月后测定土壤有效态铜、锌含量和pH值,以阐明石灰用量对不同污染土壤中重金属有效态含量的影响。结果表明,随石灰用量的增加,复合污染红壤中有效态铜含量较对照依次降低31%、76%和87%;而石灰用量对黄泥土中有效态铜影响的差异不显著;两种土壤中有效态锌含量均随石灰用量的增加而显著减少;复合污染较单一污染相比,有效态铜及有效态锌的含量差异不显著。在复合污染下,低、中量石灰使黄泥土中有效态铜含量较红壤减少89%和63%,有效态锌减少27%和65%。但加入高量石灰,两种土壤差异不显著。石灰能够降低单一与复合污染铜、锌有效态的含量,但其效果因土壤类型而异,在红壤上选择施用高量石灰而在黄泥土上则适宜施用低中量石灰,以取得最佳的修复效果和效益。     

外源植酸酶对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响

采用室内培养的方法,研究了不同用量外源植酸酶在不同培养时期对土壤磷酸酶活性和有效磷含量的影响.结果表明,添加外源植酸酶各处理的土壤酸性、中性磷酸酶活性和有效磷含量均高于对照,各处理间呈高量＞中量＞低量＞对照,其中土壤酸性、中性磷酸酶活性与对照相比增加的幅度分别为9.3%～70.2%、4.3%～73.1%,差异达显著水平;从培养时间来看,土壤磷酸酶活性和有效磷含量均随培养时间的延长呈先升高后略有回落的趋势,其中酸性磷酸酶活性至培养第10 d达最高值,此时各处理与对照相比提高了33.9%～70.2%,差异达极显著水平,而中性磷酸酶活性和有效磷含量至培养的第20 d达到最高值,此时与对照相比分别提高了49.9%～73.1%和26.6%～122.5%.     

石灰用量对酸性土壤pH值及有效养分含量的影响

采用室内培养法,设置不施生石灰和生石灰用量0.3、0.9、1.8、2.4、4.8 g/kg,共6个用量梯度,研究不同生石灰用量对酸性土壤pH值动态变化、有效养分含量的影响及土壤pH值与有效养分含量之间的相关性。结果表明,生石灰的施入,可以显著提高土壤pH值,改善土壤酸度。培养到第90 d,生石灰用量4.8、2.4、1.8g/kg处理较对照分别提高了2.88、1.16和0.74个pH单位。施用生石灰对土壤全氮含量影响不大,但对土壤无机氮影响显著。生石灰用量在0~2.4 g/kg范围内,土壤硝态氮含量随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为12.4%~146.8%,当生石灰用量2.4 g/kg时,土壤硝态氮含量显著降低。土壤铵态氮的变化趋势则刚好相反,随着生石灰用量的增加而减少;土壤有效磷含量随着生石灰用量的增加先升高后降低;对于土壤速效钾来说,当生石灰用量0.9 g/kg,其含量随着石灰用量的增加而显著降低,降幅为2.9%~21.7%。施用生石灰可以显著提高土壤有效Ca含量,且随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为32.3%~543.0%。生石灰的施用显著降低了土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn的含量,且当生石灰用量≥2.4 g/kg时,土壤有效Mn、Zn含量均已处于极其缺乏的状况。土壤pH值与土壤全氮、铵态氮、速效钾、有效Fe、Mn、Cu、Zn呈显著线性负相关,与有效Ca呈极显著线性正相关,与土壤硝态氮、有效磷和有效Mg则符合二次函数,各相关系数均达到极显著水平。土壤养分与土壤酸度有着较好的相关性,在施用石灰改良酸性土壤时,要特别注意其施用量及土壤有效Mn、Zn等微量元素的及时补充。     

菌渣还田对土壤有效养分动态变化的影响

研究成都平原稻麦轮作模式下,不同菌渣还田处理对土壤有效养分动态变化的影响,旨在探索适宜于成都平原的菌渣还田方式,为种植业废弃物的农业资源化利用提供科学依据。在为期1年的田间定位试验中,设置常规化肥处理(CK)和4个菌渣还田处理:等氮量还田(T1)、1.5倍氮量还田(T2)、2倍氮量还田(T3)和2.5倍氮量还田(T4),并按生育期测定不同处理下土壤速效养分含量。结果表明:与常规施肥相比,除小麦季的土壤有效磷外,中、高量菌渣还田处理(T2、T3和T4)均能有效提高土壤速效养分含量,作物成熟期菌渣还田处理的土壤碱解氮、速效钾和水稻季有效磷含量分别比化肥处理高出3.55%~20.24%、2.84%~31.97%和2.10%~14.48%;低量菌渣还田处理(T1)无法在作物各生育期内提供与化肥等量的碱解氮,存在供氮不足的风险。