水田施用磷肥对土壤氮库活性及周转特性的影响

以2005年开始的水田长期定位试验为载体,设计4个施磷水平,以P计分别为0(P-0)、30(P-30)、60(P-60)和90 kg·hm~(-2)(P-90),研究水田施用磷肥对土壤氮库活性及周转特性的动态影响。结果表明,随施用磷肥水平的增加,土壤总氮(TN)含量和微生物量氮(MBN)含量显著(P0.05)增加,且均在P-60施磷水平处达到最高值;涉氮生态酶,如N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活性,随施磷水平的增加而降低,最高下降率达26%;与土壤氮库矿化相关的硝化、氨化和总氮矿化指标含量均在施磷处理下呈极显著(P0.01)提高,并于P-60施磷处理下达到最高值。在各施磷水平处理下,土壤涉磷生化指标与土壤全氮、微生物量氮和涉氮生态酶活性呈现显著相关性,说明水田施用磷肥显著影响土壤氮素状况,每年60 kg·hm~(-2)的施磷量对提高土壤氮库活性及周转特性效果最佳。     

不同施磷水平下水稻产量、养分吸收及土壤磷素平衡研究

通过2年(2014~2015)田间定位试验,研究不同磷肥用量对水稻产量、养分积累、磷素利用效率、土壤有效磷含量变化及磷素收支平衡的影响。试验施磷量(P2O5)从低到高设P0(不施磷)、P1(40 kg/hm~2)、P2(80 kg/hm~2)、P3(120 kg/hm~2)和P4(160 kg/hm~2)5个处理。2年的试验结果表明,施磷可增加水稻产量,且在施磷量40~120 kg/hm~2范围内,水稻产量随着施磷量的增加而增加,磷肥用量增加至160 kg/hm~2,水稻产量下降。施磷可显著提高水稻成熟期子粒氮、磷、钾积累量。磷肥利用率、农学利用率和偏生产力均随施磷量的增加而下降,分别由31.8%、15.9 kg/kg和241.0 kg/kg下降至19.2%、9.5 kg/kg和65.8 kg/kg。磷收获指数表现为随施磷量的增加先增后降,以施磷量120 kg/hm~2处理最高,为68.9%。与不施磷肥处理相比,施磷可增加0~40 cm土壤有效磷含量,并随施磷量的增加而增加。连续种植2季水稻后,P0、P1和P2处理的土壤磷素平衡值均表现为亏缺,亏缺量随施磷量的增加而下降。P3和P4处理的土壤磷素表现为盈余,并随施磷量的增加而增加。对磷肥用量(x,kg/hm~2)与土壤磷素表观盈亏量(y,kg/hm~2)进行拟合,得出与土壤磷素盈亏持平的水稻施磷量为98.2 kg/hm~2。综合考虑施磷水稻产量、养分积累、磷肥利用效率、土壤有效磷变化和表观平衡等方面的因素,在本试验条件下,适宜磷肥用量应控制在98.2~120 kg/hm~2范围内较为适宜。     

磷肥减施对设施番茄根系形态、磷吸收及土壤微生物量磷含量的影响

针对北方设施菜地磷肥过量施用问题,通过盆栽试验研究磷肥减量对番茄根系形态发育、磷素吸收及根际土壤微生物量磷含量影响。试验设农民习惯施磷量(P2O5)375 mg·kg-1 (P100),磷肥减施至80%(300 mg·kg-1,P80)、磷肥减施至50%(187.5 mg·kg-1,P50)及不施磷(P0),以不施肥作为空白对照(CK)。结果表明,随磷肥施用量的减少,植株地上和地下部干质量均显著降低(P0.05),但植株根冠比呈先增加后降低的趋势,表明根系需要调节自身的形态、构型来适应外界的生活环境;微生物量磷(MBP)与速效磷(Olsen-P)呈极显著正相关(P0.01),与有机磷(OP)显著负相关(P0.05),土壤酸性磷酸酶活性(ACP)与有效磷(Olsen-P)、全磷(TP)分别呈显著(P0.05)和极显著(P0.01)负相关,碱性磷酸酶(ALP)与有效磷(Olsen-P)、微生物量磷(MBP)极显著负相关(P0.01),与全磷(TP)显著负相关(P0.05);与农民习惯施肥(P100)相比,P80处理微生物量磷(MBP)显著增加(P0.05),P50处理微生物量磷(MBP)与P100差异不显著(P0.05),但其土壤磷酸酶(ACP和ALP)活性显著提高(P0.05),故磷肥施用减至50%～80%时,可满足设施番茄正常磷素供应。     

磷素水平对夏玉米生长发育和产量的影响

试验材料选用郑单958(ZD958)和登海618(DH618)两种夏玉米品种,设置0(P0)、45(P3)、90(P6)、135 kg/hm~2(P9)4个不同的施磷(P_2O_5)水平,研究磷肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、干物质积累与分配、叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率等的影响。结果表明:施磷有利于提高夏玉米的产量,在0~90 kg/hm~2范围内,夏玉米产量随施磷量的增加而增加,而当施磷量超过90 kg/hm~2时产量随之降低。ZD958和DH618的P6处理产量较P0处理分别提高13%和14%;施磷有利于夏玉米叶面积指数和叶片SPAD值的提高,进而改善叶片光合性能,提高净光合速率,光合干物质积累量显著提高;成熟期干物质重随施磷量的增加,先增加后降低,ZD958的P6处理成熟期干物重较P0和P3处理分别增加26%和9%,DH618分别增加12%和9%,施磷后光合性能的改善与干物质重的提高有助于夏玉米产量的提高。     

不同施磷水平下AM真菌对水稻/绿豆间作中植株生长及氮磷利用的影响

采用旱作水稻/绿豆间作的种植方式,研究不同施磷水平下,接种丛枝菌根(AM)真菌苏格兰球囊霉(Glomus coledonium),对水稻和绿豆的幼苗生长及氮磷素的转移和利用的影响.结果表明,10 mg/kg(以P计,下同)施磷处理[Ca(H2PO4)2·H2O]的水稻和绿豆的菌根形成率最高.不同磷水平处理下,接种丛枝菌根真菌(AMF)显著提高了水稻和绿豆叶片的叶绿素含量,随着施磷量的增加,水稻和绿豆叶片叶绿素、植株磷含量和吸收量增加;在不同施磷水平下,接种AMF显著增加植株吸磷量,绿豆增加量高于水稻,绿豆的增加量在10 mg/kg时达98.34％.旱作水稻/绿豆间作系统中,水稻和绿豆的根系活力和可溶性糖含量随施磷水平的提高而增大,接种AMF条件下,显著提高了水稻和绿豆的根系活力和可溶性糖含量.在水稻/绿豆间作系统中,土壤有效磷量含量显著影响丛枝菌根的形成和发育.在10 mg/kg施磷水平下,丛枝菌根对水稻/绿豆生长的促进效果最佳,显著促进了水稻和绿豆的生长,并显著提高了水稻和绿豆叶片的叶绿素含量、根系活力和可溶性糖含量.     

不同磷水平下施加腐植酸对藜麦生理特性及产量的影响

通过不同施磷水平下配施腐植酸探究提高藜麦生长及产量的最佳施肥量,为藜麦优质栽培提供理论依据。利用盆栽试验,以"藜麦1号"为研究材料,研究对照(0 g/kg)、低磷(0.1 g/kg)、中磷(0.2 g/kg)、高磷(0.3 g/kg) 4个施磷水平下,施加腐植酸对藜麦根系生理指标及产量等的影响。结果表明,藜麦叶片叶绿素含量、根系抗氧化物酶活性及其产量均随施磷量的增加呈现先增加后降低的趋势,且均以中磷水平最佳。施加腐植酸可提高所有施磷水平下的藜麦叶绿素含量、根系活力、SOD酶活性、POD酶活性及其产量,籽粒产量和增产率均以低磷水平下施加腐植酸与中磷水平下施加腐植酸处理较高,其中籽粒产量分别比对照组提高88.42%和100.76%,但磷肥农学利用率及偏生产力以低磷水平施加腐植酸处理最佳。综合考虑,此条件下0.1g/kg的施磷水平添加腐植酸处理最适合藜麦生长,可以提高磷肥利用率和产量。     

施磷量对不同类型专用小麦产量及剑叶相关生理特性的影响

以强筋小麦中优9507、中筋小麦扬麦12号、弱筋小麦扬麦9号为材料,在缺磷土壤(速效磷含量4.10 mg/kg)上研究施磷量对小麦产量及剑叶相关生理特性的影响.结果表明,强筋小麦中优9507在施磷量(P2O5)0～144 kg/hm2,中筋小麦扬麦12号和弱筋小麦扬麦9号在施磷量(P2O5)0～108 kg/hm2范围内,产量随施磷量增加而上升,继续增加施磷量,产量则呈下降趋势.中优9507施磷量(P2O5) 144 kg/hm2处理,扬麦12号和扬麦9号以施磷量(P2O5) 108 kg/hm2处理剑叶光合速率、叶绿素含量(SPAD值)最高,继续增加施磷量光合速率、叶绿素含量下降,各个施磷处理剑叶光合速率、叶绿素含量均大于不施磷处理.中优9507以施磷量(P2O5) 144 kg/hm2处理,扬麦12号和扬麦9号以施磷量(P2O5) 108 kg/hm2处理剑叶蔗糖含量、SPS酶活性最高,继续增加施磷量剑叶蔗糖含量、SPS酶活性下降,各个施磷处理均高于不施磷处理.在一定施磷量范围内,随施磷量增加剑叶中游离氨基酸含量、GS、GDH和GOGAT活性上升,中优9507以144 kg/hm2处理最高,扬麦12号和扬麦9号以108 kg/hm2处理最高,继续增加施磷量均下降,3个品种施磷处理均高于不施磷.说明适宜的施磷量可以提高小麦剑叶光合速率、叶绿素含量、蔗糖含量、游离氨基酸含量、SPS、GS、GDH和GOGAT酶活性,在小麦灌浆关键时期,施磷可以维持上述指标在较高水平,合成更多的光合产物,过量施磷测小麦剑叶光合速率、叶绿素含量、蔗糖含量、游离氨基酸含量、SPS、GS、GDH、GOGAT酶活性降低,不利于光合产物的积累和产量的提高.     

施磷量对棉花磷素吸收利用和产量的影响

通过田间试验研究了在施氮一致的前提下,增加施磷量对棉花磷素吸收利用及产量的影响。结果表明:棉花不同器官不同时期吸磷量最高的均为N_2P_3处理;棉花各器官磷素的吸收不同施肥处理下表现不同,大致表现为铃茎叶根系。与单施氮(N2)相比,施磷对棉花花铃、叶片、茎和根系的吸磷量有明显的促进作用。各施肥处理植株对磷素吸收的最高峰出现在盛铃期,阶段积累吸收量为22.91～91.40 kg/hm~2,占总量的33.71%～54.85%。磷养分吸收速率从苗期到盛蕾期增长缓慢,盛蕾期到盛花期各处理磷养分吸收速率开始明显加快。当生育期进行到盛铃期时,各处理吸收速率均达到最高值,其中,处理N_2P_3的吸收速率高于其他处理,此后棉株对磷的吸收速率逐渐降低。试验中,N2P3处理产量达2 308.67 kg/hm~2,显著高于其他处理。N_2P_3处理单株铃数、单铃重、纯收益最大。     

减量施磷对温室菜地土壤磷素积累、迁移与利用的影响

【目的】针对过量施磷问题,定位研究日光温室蔬菜生产磷肥减施潜力,明确适宜施磷范围。【方法】以北方温室蔬菜主栽种类黄瓜和番茄为研究对象,采用冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄种植模式,在基础土壤有效磷(Olsen-P)40.2 mg·kg~(-1)下,设计不施磷肥(P0)、减量施磷(P1)和农民常规施磷量(P2)3个磷肥用量水平。P0、P1、P2处理对应黄瓜单季施磷肥(P_2O_5)0、300、675 kg·hm~(-2),番茄单季施磷肥(P_2O_5)0、225、675 kg·hm~(-2)。3年6季定位研究蔬菜生产磷素盈亏、土壤有效磷供应与迁移,分析产量变化,推荐合理施磷范围。【结果】(1)农民常规施磷量年盈余磷480.0 kg P·hm~(-2)·a~(-1),每盈余磷100 kg P·hm~(-2)主根区0—20 cm土层Olsen-P增加2.7mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量70.2 mg·kg~(-1),2010年番茄季0—20 cm土层磷素饱和度(DPSM3)为80%,磷素土壤深层迁移明显。(2)减量施磷较农民常规磷量下降61.1%,3年磷素盈余量下降71.0%—77.3%,0—20 cm土层Olsen-P含量下降18.6%—43.5%,3年均值为49.3 mg·kg~(-1),接近瓜果类蔬菜Olsen-P农学阈值,关键生育期磷素吸收量无显著变化,产量保持在中高水平不降低;经过3年种植,0—20 cm土层DPSM3下降21个百分点,20—60 cm土层Olsen-P平均含量下降9.3%—30.1%,减施磷肥有效缓解了土壤磷素深层迁移。(3)不施磷肥导致土壤磷素亏缺,蔬菜从土壤中每攫取磷100 kg P·hm~(-2),P0处理0—20 cm土层Olsen-P含量下降3.4 mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量30.5 mg·kg~(-1),虽产量没有显著降低,但是2008年番茄高产下(140 t·hm~(-2))磷素吸收量较P1、P2处理下降19.8%—30.0%,产量呈降低趋势。(4)依据上述推荐:土壤有效磷含量≥40 mg·kg~(-1)的温室,冬春茬黄瓜产量水平170 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过300 kg·hm~(-2),秋冬茬番茄产量水平100 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过225 kg·hm~(-2)。【结论】华北平原温室蔬菜生产减施磷肥潜力较大。对于种植一段时间(≥3年)的温室,较农民常规减施磷60%,可以显著改善磷素盈余状况,缓解土壤有效磷积累,降低土壤磷素深层迁移量,保证黄瓜番茄持续中高产水平生产。     

磷肥用量对新疆棉田磷素状况、籽棉产量和磷平衡的影响

【目的】研究磷肥用量对新疆棉田土壤磷素有效性、植株磷吸收和分配、产量构成和棉田磷平衡的影响,为新疆棉田减磷增效和磷素可持续管理提供科学依据。【方法】采用大田试验,设置不同磷肥用量处理(不施磷肥对照,50,75,150和300 kg P_2O_5·hm~(-2)),测定了棉花不同生育期土壤速效磷、植株吸磷量和磷分配、籽棉产量,计算了棉田磷肥利用率和磷素平衡状况。【结果】(1)棉田土壤速效磷表现出随施磷量增加而增加的趋势,超过150 kg P_2O_5·hm~(-2)施磷量时,土壤速效磷不再增加。(2)植株累积吸磷量呈现出随施磷量增加而先升高后降低的趋势,在150 kg P_2O_5·hm~(-2)施磷量时,植株累积吸磷量最高;植株生殖器官(蕾、铃、絮、籽、壳)磷素吸收比例随施磷量增加表现出先增加后降低的趋势,在150 kg P_2O_5·hm~(-2)施磷量时,生殖器官累积磷素吸收比例最高。(3)籽棉产量随施磷量增加表现出先增加后略有降低的趋势,在50～150 kg P_2O_5·hm~(-2)施磷量时籽棉产量最高,为5912～6288 kg·hm~(-2)。(4)磷肥利用率在施磷肥75 kg P_2O_5·hm~(-2)达到最优,为22%;随施磷量的增加,棉田土壤磷素盈余量呈现增加的趋势,在施磷量75 kg P_2O_5·hm~(-2),棉田磷素收支开始出现盈余,磷素盈余为5.59 kg P_2O_5·hm~(-2)。【结论】磷肥用量可通过土壤磷素有效性、棉花磷素吸收和分配,影响棉籽产量;在综合考虑土壤磷素有效性、棉花磷素吸收和产量、磷肥利用率和棉田磷素收支平衡的基础上,建议新疆棉田磷肥施用量为50～150 kg P_2O_5·hm~(-2)。     

应用灰色关联法分析石灰配施有机肥对镉污染土壤-植物系统的影响

为缓解长期单施石灰对土壤的破坏,本研究以石灰配施有机肥为修复手段,采用盆栽试验,以无处理（CK）、单施有机肥（OF：3 000 kg·hm^-2）及单施石灰（FT：1 500 kg·hm^-2）为对照,设置3个石灰+有机肥配施处理（SO1：1 500 kg·hm^-2+3 000 kg·hm^-2、SO2：2 250 kg·hm^-2+3 000 kg·hm^-2、SO3：3 000 kg·hm^-2+3 000 kg·hm^-2）,探究不同有机肥及石灰配施量对镉（Cd）污染土壤的修复效果,并采用灰色关联法（Grey relational analysis,GRA）对其修复效益进行综合性评价。结果表明：石灰和有机肥均能有效提高土壤pH,且土壤pH随着石灰配施量的增加而增加,其中SO3处理下pH较CK提高了14.9%。与CK相比,各处理中土壤残渣态镉含量增加,可交换态镉含量降低;且随着石灰施用量的增加,残渣态镉含量呈递增趋势,可交换态镉含量呈递减趋势。SO3处理下小白菜地上部生物量最高,与CK相比提高了87.9%。与CK相比,石灰与有机肥均能降低小白菜中镉的含量,降低效果为SO3>SO2>SO1>FT>OF。基于灰色关联法对土壤-植物系统综合效益进行分析可知：石灰和有机肥配施量均为3 000 kg·hm^-2的SO3处理的灰色关联度最大,土壤修复效果最佳。     

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22 500 kg·hm~(-2))、T2(秸秆22 500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2))和T3(秸秆22500 kg·hm~(-2)+菌剂60 kg·hm~(-2)+羊粪7800 kg·hm~(-2)+腐植酸750 kg·hm~(-2))4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%～32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO_2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO_2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO_2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO_2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。     

水氮处理对复播油葵产量和水氮利用效率的影响

为探明不同水氮处理对复播油葵生长、产量及水氮利用效率的影响,采用裂区设计,设置不同灌水处理:低水处理(2 250 m³·hm^-2)、中水处理(3 750 m³·hm^-2)、高水处理(5 250 m³·hm^-2)和不同施氮处理:不施氮处理(0 kg·hm^-2)、低氮处理(120 kg·hm^-2)、中氮处理(240 kg·hm^-2)、高氮处理(360 kg·hm^-2)进行大田小麦复播油葵试验。结果表明:复播油葵氮素吸收量、氮肥利用效率随灌水量的增加而增加;施氮量在0~240 kg·hm^-2时,复播油葵的产量随着施氮量的增加而增加,施氮量超过240 kg·hm^-2时增加不显著;随灌水量的增加,复播油葵耗水量增加,水分利用效率先增加后降低,且均在施氮240 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2处理间无显著差异。本试验条件下,生育期内灌水5 250 m³·hm^-2(高水)、施氮360 kg·hm^-2(高氮)时,复播油葵的产量为3 598 kg·hm^-2,生育期内中水3 750 m³·hm^-2、中氮240 kg·hm^-2时,复播油葵的单盘粒重、千粒重和产量表现一致,产量为3 518 kg·hm^-2,综合考虑各因素,中水中氮的处理为产量和效益兼优的最佳组合。     

稻秆炭与巨菌草联合对铜镉污染土壤的修复

通过野外小区试验施加不同用量(0、5000、10000、15000、20000 kg·hm^-2)的稻秆生物炭(稻秆炭),探究施用稻秆炭对巨菌草修复铜镉复合(Cu-Cd)污染土壤的影响,并评价稻秆炭与巨菌草联合修复重金属污染土壤的潜力和优势。结果表明,稻秆炭施用可明显提高巨菌草在Cu-Cd污染土壤中的成活率,提高其地上生物量;稻秆炭的施用降低了土壤有效态Cu、Cd和全量Cd含量,在一定程度上降低了巨菌草对Cu的富集,但同时促进了巨菌草对Cd的富集,于5000 kg·hm^-2处理下增幅最大,其根、茎、叶的Cd吸收量分别增加60.75%、230.31%和83.34%;稻秆炭施用显著增加了巨菌草地上部重金属绝对富集量,Cu最高达3741.04 g·hm^-2(用量为10000 kg·hm^-2),Cd最高达167.81 g·hm^-2(用量为5000 kg·hm^-2);各处理的修复边际效率显示,5000 kg·hm^-2稻秆炭施用量更经济、有效。研究表明,稻秆炭施用提升了巨菌草地上部对Cu、Cd的富集水平,其联合修复潜力巨大。     

残留地膜对棉花和玉米苗期根系形态和生理特性的影响

通过盆栽试验,研究不同残膜量（0、90、180、360、540、720、900 kg·hm^-2）对苗期棉花和玉米生长（干物质、株高和叶面积）、根系形态（根长、根表面积）和根系生理（根系活力、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD）的影响,并探究对两种作物根系影响差异显著的残膜量临界值。结果表明,在0~540 kg·hm^-2残膜量范围内,残膜对苗期棉花的株高和叶面积不会造成显著降低的影响;随着残膜量的增加,苗期玉米株高和叶面积逐渐降低,在90 kg·hm^-2残膜梯度下开始显著降低。随着残膜量的增加,苗期棉花和玉米的根长、根表面积以及根系活力、CAT和POD活性呈现先增加后降低的趋势,最大值出现在90~180 kg·hm^-2残膜量梯度范围内,最小值出现在900 kg·hm^-2残膜量。由于玉米的须根系众多,根系与残膜接触的面积大,导致苗期玉米产生显著差异的残膜量临界值小于苗期棉花。残膜量在90~180 kg·hm^-2区间内,残膜会作为一种适度胁迫,作物苗期根系会主动进行适应性的生长,超过该范围残膜会对作物根系的生长造成阻碍作用。     

基于产量和环境友好的黄土高原半干旱区玉米氮肥投入阈值研究

为确定黄土高原半干旱区玉米的合理氮肥投入阈值,采用田间试验和室内分析方法,在甘肃省定西市安定区连续 3 年定位研究了不同施氮量对玉米产量、土壤矿质氮累积量、土壤氮素表观平衡等的影响。结果表明,施用氮肥对玉米有显著的增产作用,施氮量为 243.72 kg·hm^-2时,玉米产量最高,为 8 139.65 kg·hm^-2。之后随施氮量的增加,玉米产量不增反降,产量与施氮量呈显著的二次抛物线关系;土壤矿质氮累积量与施氮量呈极显著指数相关关系,在 200 cm 土层内的累积量随施氮量及施氮年限的增加而增大,施氮量为 270 kg·hm^-2时,矿质氮累积量为 563.01 kg·hm^-2,显著高于施氮量为 180、225 kg·hm^-2处理的矿质氮累积量(410.88、480.97 kg·hm^-2);氮表观平衡值与施氮量呈极显著线性正相关。氮素表观平衡值为 0时,施氮量为 179.50 kg·hm^-2。施氮量在 179.50～243.72 kg·...     

河西绿洲灌区膜下滴灌水稻氮素平衡及氮肥投入阈值研究

为确定河西绿洲灌区膜下滴灌条件下基于产量及环境安全的水稻氮肥投入阈值,于2020、2021年在张掖节水农业试验站开展水稻膜下滴灌栽培田间试验,研究不同施氮水平（纯氮0、135、225、315、405 kg·hm^-2）对水稻产量、土壤矿质氮累积及土壤氮素平衡的影响。结果表明,水稻产量与施氮量呈显著的二次抛物线关系,最佳经济效益氮肥用量为222 kg·hm^-2,对应水稻产量为5 684 kg·hm^-2（最高产量的99.7%）。土壤矿质氮累积量与施氮量呈显著的指数相关关系,施氮量为225 kg·hm^-2时,矿质氮累积量为119 kg·hm^-2,与135 kg·hm^-2施氮量处理差异不显著,施氮量达到315 kg·hm^-2时,矿质氮累积量显著增加,并且出现由浅层向深层迁移的趋势;氮表观平衡值与施氮量呈显著线性正相关,土壤氮素达到表观平衡时,对应的施氮量为171 kg·hm^-2。综合考虑产量、矿质氮累积量、土壤氮盈余与施氮量的关系,得出河西绿洲灌区膜下滴灌水稻合理氮肥投入阈值为171~222 kg·hm^-2。该施氮量比最高产量氮肥用量降低10.8%~31.3%,既保证了水稻高产稳产,又有效降低了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该区域水稻减氮高产高效栽培提供了理论依据。     

降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响

为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应,本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象,试验设计采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0、30、50、100 kg·hm^-2·a^-14个氮素梯度(分别记为N0、N30、N50、N100),共12个处理。结果表明：降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成,但未显著改变土壤细菌Alpha多样性;降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低(1.63 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了7.4%;土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高(2.20 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著增加了14.6%,在R-N100中最低(1.52 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了20.8%;土壤脲酶活性在W-N0中最高(17.66 mg·g^-1·d     

施氮处理下入侵植物黄顶菊表观遗传变异与表型可塑性响应特征

为明确不同氮素水平对黄顶菊入侵性的影响,本文模拟4种农田施氮梯度,采用甲基化敏感扩增多态性(MethylationSensitive Amplification Polymorphism,MSAP)技术研究不同处理下黄顶菊叶片DNA甲基化的变化特征,以及黄顶菊生物量、生长和光合生理指标的表型可塑性响应特征。结果表明:18对引物共扩增出690条MSAP条带,引物多态性百分比为86.38%,T2(275 kg·hm~(-2))和T3(375 kg·hm~(-2))施氮处理下半甲基化和总甲基化水平变化差异显著,各施氮处理的全甲基化水平与CK处理比较变化差异显著;施氮量的升高显著增加了黄顶菊的生物量和根生物量分配,而降低了支持结构生物量分配,同时促进了植物的营养和生殖生长及其光合作用;施氮处理下黄顶菊花蕾数、叶面积指数和根生物量的表型可塑性指数最高,分别为0.824 7、0.666 0和0.531 1,而生物量分配和光合生理指标的表型可塑性指数相对较低,表明黄顶菊主要通过调节自身的营养和生殖生长及根生物量等指标来适应环境氮素水平的变化;表型可塑性与表观遗传变异相关性分析的结果表明,黄顶菊半甲基化、全甲基化和总甲基化水平分别与花蕾数、根生物量、株高、叶面积指数、根生物量呈显著负相关,而与叶生物量比呈显著正相关。     

生物炭调节盐化水稻土磷素形态及释放风险研究

为探明生物炭施用对盐化水稻土磷素形态及释放风险的影响,以滨海草甸盐化水稻土为基础,结合室内分析,研究了不同用量生物炭还田方式(CK:0 t·hm~(-2);B1:20 t·hm~(-2);B2:40 t·hm~(-2))条件下土壤磷含量、组分特征及磷素释放风险。结果表明:生物炭能提高土壤全磷、有效磷、总有机磷和总无机磷含量,提高幅度分别为:11.40%～35.70%、28.96%～46.63%、11.30%～29.19%和10.54%～25.98%。生物炭提高了土壤NaHCO_3浸提态磷(Ca_2-P)、NH_4AC浸提态磷(Ca_8-P)和NH_4F浸提态磷(Al-P)含量,随着施炭量的增加而增大,且各处理间差异显著;当施炭量为20 t·hm~(-2)时,土壤NaOH-Na_2CO_3浸提态磷(Fe-P)和闭蓄态磷(O-P)含量显著高于其他处理;施用生物炭对H_2SO_4浸提态磷(Ca_(10)-P)无显著影响。生物炭显著提高了土壤活性有机磷(LOP)和中等活性有机磷(MLOP)含量,但显著降低了土壤中等稳定性有机磷(MROP)含量,当施炭量为40 t·hm~(-2)时,土壤高等稳定性有机磷(HROP)含量最小,且显著低于其他处理。本试验中土壤的活性Al[Al(ox)]和活性Fe[Fe(ox)]均处于较高水平;施用生物炭显著提高了土壤磷吸持指数(PSI),增加了土壤固磷能力;土壤磷吸持饱和度(DPSS)为6.81%～8.34%,土壤磷释放风险指数(ERI)为54.55%～61.67%。综上所述,在本文试验条件下,施用生物炭可以改善盐化水稻土磷素状况,且不会增大土壤磷素释放的风险。