富钾绿肥籽粒苋的研究

通过对11个籽粒苋品种的引种观测、综合评价,选定Cr072为较理想的富钾绿肥;模拟试验结果表明生物钾肥的钾素释放与等钾量的化肥有相同的趋势和特点;盆栽试验探明了籽粒苋对土壤缓效钾和矿物钾具有较强的活化、吸收能力.富钾绿肥的开发利用对缓解我国钾肥资源不足将发挥重要作用.     

大力发展高钾绿肥籽粒苋—缓解我省钾源短缺问题的新途径

本文针对我国钾源短缺的国情，分析了四川省大部分土壤钾素亏缺日益严重，不同程度地影响农作物产量和品质提高的实际问题，采用理论与实践相结合的方法，研究提出了大力发展高钾绿肥籽粒苋，以缓解我省大部耕地缺乏速效钾的矛盾。     

籽粒苋富钾基因型的生理生化基础研究

通过不同供钾水平的溶液培养试验和缺钾土培试验,研究了籽粒苋富钾基因型的生理生化特性。结果表明,籽粒苋富钾基因型(R104、K12)叶绿素含量和光合速率,以及脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖含量高于一般基因型(M9)。籽粒苋叶片POD、SOD及ATP酶活性因器官、叶位、供钾水平和生育阶段不同而不同,富钾基因型3种酶活性高于一般基因型;叶片SOD酶和ATP酶活性显著高于根部,而POD、SOD酶活性下部叶明显低于上部叶。叶片POD、SOD及ATP酶活性随供钾水平的增加而提高,且随着生长期的延长而降低。     

籽粒苋不同富钾基因型根系分泌物中有机酸和氨基酸的变化特点

采用溶液培养试验研究了籽粒苋(Amaranthus.spp.)不同富钾基因型在不同供钾水平条件下3个不同生长时期内根系分泌物中氨基酸和有机酸的种类及含量变化情况。结果表明,1)籽粒苋根系分泌物中氨基酸和有机酸含量随着供钾水平的升高而降低,且富钾基因型始终大于一般基因型。在低钾胁迫时,根系分泌物中有10种氨基酸和5种有机酸出现,而在供钾正常时则缺少谷氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、草酸和柠檬酸等;酪氨酸、-氨基丁酸和丝氨酸的含量约占氨基酸分泌总量的一半以上;苹果酸含量约占有机酸分泌总量的60%以上。2)籽粒苋生长50d时,一般基因型氨基酸和有机酸的分泌总量较生长40d时迅速降低,而富钾基因型降低速度则相对较为平稳。在3个生长期内,酪氨酸、-氨基丁酸和丝氨酸均为两类基因型根系分泌物中的主要氨基酸种类,苹果酸则是主要的有机酸类型,其在氨基酸和有机酸分泌总量中所占相对比例均随生长期的延长而升高。3)籽粒苋根系分泌物处理后的土壤速效钾含量均高于清水对照处理,富钾基因型在低钾胁迫时的根系分泌物对土壤钾的活化作用明显大于一般基因型。     

不同播期和环境条件对籽粒苋生长及富钾能力的影响

本文通过单因素试验 ,研究了不同环境因素 (温度、CO2 、水分、施肥等 )对籽粒苋生长发育及其富钾能力的影响。研究结果表明 :(1)籽粒苋在籽粒苋生长期内 ,以 7月 12日和 2 2日播种的籽粒苋 (日均温为 2 6.9～ 2 6.2℃ )生长最好 ,相应的植株含钾量也最高。 (2 )当大气中的二氧化碳浓度达到 10 0 0 μl/L时 ,籽粒苋的平均株高、单株平均鲜重和植株平均含钾量 (K2 O)较对照均有显著增加。 (3 )土壤水分条件以田间持水量对籽粒苋生长最为合适 ,低于田间持水量则影响植株对钾的吸收。 (4 )籽粒苋属于在多钾、缺钾土壤上 ,吸钾能力强的植物类型 ,施用钾肥有利于提高籽粒苋植株的含钾量     

富钾植物籽粒苋根系分泌物及其矿物释钾作用的研究

应用１４ Ｃ 同位素示踪技术研究了籽粒苋品种根系分泌物的动态、构成以及对含钾矿物钾素释放的作用。结果表明,具有高效富钾特性的籽粒苋品种, Ｃ Ｏ２ 同化能力强,光合产物向根外分泌的比例大。籽粒苋根系分泌物中的有机酸主要是草酸,占有机酸总量的９５ ％ 以上。不同种属的籽粒苋分泌有机酸的能力不同,一般是 Ａ Ｄｕｂｉｓ＞ Ａ Ｒｅｔｒｏｆｌｅｘｕｓ ＞ Ａ Ｃｒｕｅｎｔｕｓ 。同一种内,则钾素利用高效型品种一般型品种。钾亏缺处理显著提高光合产物向根外的分泌量。钾利用高效型籽粒苋品种的草酸分泌量明显增加。根系分泌物对含钾矿物有明显的解钾作用。草酸含量与根系分泌物解钾量显著相关,籽粒苋的草酸分泌能力是籽粒苋高效吸收利用土壤钾及富钾特性的重要机理之一。     

华北冬绿肥作物养分累积特征及对翻压前土壤养分的影响

采用大田试验方式研究华北地区冬绿肥生态适应性。试验设置冬闲、二月兰、毛叶苕子、黑麦、黑麦草、毛叶苕子二月兰混播、毛叶苕子黑麦混播7个处理,分析其养分累积及其对翻压前土壤养分的影响。结果表明,供试冬绿肥翻压前生物产量为4991～7262 kg/hm²,氮、磷、钾累积吸收量分别为121.5 ～191.4、26.8～41.9、140.7～261.5 kg/hm²,显著高于冬闲处理。其中,毛叶苕子氮吸收量最高,黑麦磷、钾吸收量最高;冬绿肥翻压前土壤硝态氮、有效磷含量显著降低,土壤速效钾含量显著增加。研究结果为冬绿肥种植减少土壤氮、磷养分淋失和钾素固持提供了理论支持。     

富钾植物籽粒苋(Amaranthus spp.)对土壤矿物钾的吸收利用研究

运用土培、石英砂培、有机酸释钾实验及矿物X衍射分析研究了不同基因型籽粒苋(Amaranthusspp.)对土壤矿物钾的吸收利用及其机制。结果表明,籽粒苋能有效地利用土壤和云母(黑云母和金云母)中的钾;籽粒苋品种R104、CX4对钾的吸收量高于一般型品种(CX77);籽粒苋根系能引起云母矿物向蛭石转化;籽粒苋根系分泌物中的草酸比一般有机酸具有更高的释放矿物中钾素的能力。     

籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用

通过大田和模拟试验等方法 ,研究了籽粒苋根际土壤及根系分泌物对矿物态钾的活化作用 ,研究结果表明 :(1)籽粒苋根际土壤的速效钾含量较非根际土增加了 1.7倍 ,缓效钾 (K)的含量也提高了 5 5 .9% ;(2 )用籽粒苋根际土壤处理后的花岗岩粉末 ,其速效钾和缓效钾含量均较对照有所增加 ,增幅分别为 2 .8%～ 2 4.7%和 15 .7%～ 44 .7% ;用籽粒苋根际土壤处理后的紫色土 ,其速效钾和缓效钾含量较对照分别增加了 18.5 %和 11.1% ;(3 )通过对y值的综合贡献率计算可知 ,不同籽粒苋模拟根系分泌物对花岗岩粉末中矿物态钾的活化能力大小依次为 :草酸 >蔗糖 >核酸 >乳酸 >柠檬酸。     

不同粉碎程度对绿肥籽粒苋腐解过程中氮、钾释放与转化的影响

采用原位室内培养的方法,研究绿肥籽粒苋腐解过程中氮、钾释放规律,并分析不同粉碎程度对籽粒苋腐解过程中氮、钾释放的影响。结果表明,籽粒苋还田腐解前15 d,是氮、钾的快速释放期;经过34 d腐解,籽粒苋茎秆氮、钾的养分累积释放率分别达到72.8%和94.2%,其中籽粒苋释放的氮素对土壤无机氮的最大表观贡献率为12.0%,钾素对土壤有效钾的最大表观贡献率为69.8%。不同粉碎程度处理的籽粒苋茎秆还田后,土壤中氮、钾含量变化有差异,土壤铵态氮含量和速效钾含量为T3(添加粒径为5 cm±0.5 cm的籽粒苋茎秆)> T2(添加粒径为3 cm±0.5 cm的籽粒苋茎秆)> T1(添加粒径<2 mm的籽粒苋茎秆),土壤无机氮含量为T1> T2> T3,土壤缓效钾含量处理间无显著差异。由此表明,籽粒苋腐解释放的氮素对土壤无机氮的表观贡献率远小于钾素对土壤有效钾的表观贡献率,籽粒苋粉碎程度越细越有利于土壤无机氮含量的提升,而粉碎程度越粗越利于土壤速效钾含量的提升。     

籽粒苋不同富钾基因型矿质营养元素含量的研究

采用水培试验,研究了在两种供钾水平(K,0.5mmolL-1和5.0mmolL-1)条件下4个不同籽粒苋品种植株体内矿质营养元素的含量及其变化。同时,还在低钾条件下,测定了不同籽粒苋品种根、茎、叶中矿质营养成分的含量和构成情况,结果表明:(1)籽粒苋各品种氮、钾含量随着供钾水平降低而减少,一般基因型氮钾含量降幅大于富钾基因型;在相同供钾水平条件下,富钾基因型的氮钾含量均高于一般基因型,而相同基因型的不同品种间氮钾含量则相近。籽粒苋各品种氮主要分布在根和叶中,其次是茎;磷大量分布在根,其次是叶,再次是茎;钾主要存在于茎中,根和叶次之。(2)籽粒苋钙、镁、硫含量随着供钾水平的升高而降低,富钾基因型镁、硫含量低于一般基因型。籽粒苋不同品种的钙、镁主要分布在叶片中,其次是茎和根;硫在根中的分布最少,叶中最多。(3)不同品种B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素含量随着供钾水平的降低而升高,灰分含量则降低。富钾基因型B、Fe、Zn及灰分含量都高于一般基因型,而Cu的含量则是一般基因型高于富钾基因型。4个籽粒苋品种的硼、铜主要存在于叶片中,其次是根,茎含量相对前两者要小;铁、锰、锌在根的含量最高,叶片次之,茎最低,根系中铁的含量分别是叶和茎的7倍左右和10倍以上。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

温室夏闲季种植翻压绿肥对土壤可溶性有机碳氮及无机氮的影响

为明确温室土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)和无机氮(Nmin)对夏闲绿肥措施的响应特征,选取豆科(绿豆、田菁、印度豇豆)、禾本科(甜玉米、高丹草)和苋科(籽粒苋)6种绿肥,研究了不同夏季填闲绿肥种植、翻压对温室土壤DOC,DON和Nmin含量及其剖面分布的影响。结果表明,种植不同绿肥品种均增加了土壤DOC含量,0~40 cm土层增加显著;减少了土壤DON及无机氮含量。绿肥全量还田后,土壤剖面DOC含量均有所增加,苋科处理低于豆科和禾本科处理;土壤DON及Nmin含量较绿肥翻压前均有不同程度增加,不同处理间表现有所差异,总体表现为豆科处理对照处理禾本科、苋科处理。绿肥根茬还田时,土壤DOC、DON及Nmin含量均低于不种绿肥处理。本研究为温室夏闲绿肥的应用提供了参考:低肥力土壤建议采用生物量适中的豆科作物并尽可能全量还田,以发挥其固氮效果及对土壤的养分供应能力;而高肥力温室土壤中要着重考虑环境风险,应当选择籽粒苋、高丹草等根系较深、生物量大的夏季绿肥作物作为填闲作物,同时结合后茬蔬菜的施肥措施来决定绿肥还田量。     

黄淮海地区绿肥与化肥配施对棉花生长和肥料利用率的影响

采用田间土柱模拟试验,研究了绿肥翻压与不同比例化肥配施对棉花生长和肥料利用效率的影响。结果表明: 翻压绿肥处理的棉花花铃期叶片SPAD值较不翻压绿肥显著提高,说明翻压绿肥对棉花叶片叶绿素含量有显著影响; 翻压绿肥有助于棉花氮、 磷和钾素的吸收。翻压绿肥处理与不翻压绿肥相比,籽棉产量增加近30%; 翻压绿肥与70%的化肥配施,不会降低棉株养分积累量、 籽棉产量和肥料利用率,且棉花的化肥农学效率明显高于配施100%和85%的化肥处理。     

绿肥还田对烟田土壤培肥和烤烟产量品质的作用

2006～2007年连续两年采用烤烟-绿肥轮作田间试验与室内分析方法,研究绿肥还田对土壤培肥和烤烟产量、品质的作用,取得良好效果。绿肥还田明显提高土壤有效磷钾养分含量。土壤速效磷以油菜区黑麦草区CK;土壤速效钾以黑麦草区油菜区CK。绿肥还田显著提高烟叶产量,改善烟叶品质。黑麦草区、油菜区分别比对照烟叶增产13.7%、16.4%,上、中等烟叶比例达90%以上。     

茶园绿肥生物产量及其对耕层土壤的影响

间作绿肥是一项重要的幼龄茶园培肥方式,本研究通过种植夏季和冬季绿肥,筛选适宜于幼龄茶园的绿肥种类。通过比较夏、冬共11种绿肥的生物产量;绿肥对茶园耕层土壤p H值,速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量的影响情况;和绿肥间接地对茶树荧光生理的影响,本研究筛选最适宜幼龄茶园种植的绿肥为夏季的墨西哥玉米和冬季的黑麦草。     

不同绿肥与牛粪混合堆腐过程中有机组分的动态变化

通过苜蓿、猫尾草、籽粒苋分别与牛粪混合堆腐进行改性处理,研究堆腐过程中有机组分的动态变化。结果表明,绿肥与牛粪混合堆腐可以使堆腐产物中水溶性有机组分的含量增加,提供更多的营养物质供作物直接吸收利用,并且显著提高了堆腐产物持续生成水溶性胡敏酸的能力,其中添加苜蓿堆腐处理产生的水溶性有机组分含量大于其它处理。添加苜蓿和猫尾草堆腐不但可以增加堆腐产物中碱溶性有机物和碱溶性胡敏酸的含量,提高堆腐产物的HA/FA值,而且在堆腐后期可以降低堆腐产物中碱溶性富里酸的减小,添加籽粒苋堆腐处理这种作用不明显。     

水稻季施肥对后季绿肥物质养分积累的影响

田间试验条件下,研究水稻季不同氮、磷、钾肥用量对后季绿肥物质养分积累的影响,为水稻-紫云英轮作条件下适宜化肥用量的确定提供依据。结果表明,水稻季施氮、磷、钾肥处理的绿肥鲜草产量分别较不施氮、磷、钾肥处理增加27.9% ~ 40.9%、12.6% ~ 37.2%、21.4% ~ 46.2%。水稻季不同氮肥处理比较,施氮处理的氮积累量较不施氮处理增加48.8% ~ 62.3%,氮肥（N）用量为142.4 kg/hm2时,绿肥碳、氮、钾积累量最高,氮肥用量为71.2 kg/hm2时,绿肥磷积累量最高。水稻季不同磷肥处理比较,施磷处理的绿肥磷积累量较不施磷处理增加33.0% ~ 78.3%,磷肥（P）用量为49.1 kg/hm2时绿肥的碳、氮、磷、钾积累量均最高。水稻季施钾处理的绿肥钾积累量较不施钾处理增加22.2% ~ 44.8%,水稻季钾肥（K）用量为67.5 kg/hm2和101.2 kg/hm2时,绿肥的碳、氮、磷、钾积累量较高,且两处理间相差较小。本试验条件下,水稻季氮、磷、钾用量分别为142.4、49.1、67.5（或101.2）kg/hm2时,绿肥的产量及碳、氮、磷、钾积累量最高,分别为15 833 kg/hm2和929.2、44.6、5.8、45.9 kg/hm2。     

籽粒苋富钾基因型筛选研究

在营养液培养或土壤培养条件下,采用植株含钾量、单株吸钾量和植株吸钾率等作为富钾基因型的筛选指标,对不同籽粒苋(红苋Amranthus crenentus)品种的富钾能力进行了筛选。结果表明,D8-1、R109、R104和K12等品种对钾具有较强的富集能力,在低钾溶液培养30d(不包括25d的育苗期)和缺钾土壤培养60d时,其植株含钾(K)量一般都在3%～4%之间,单株吸钾(K)量分别在50～75mg和100～120mg范围内,植株(鲜根)吸钾速率大于1 70mol (gh),为富钾基因型;而M9和Cr047等品种对钾的富集能力则相对较弱,其植株含钾量一般在2.7%以下,单株吸钾量低于40mg和80mg,植株(鲜根)吸钾速率小于1.35mol (gh),属一般型。在供钾正常(K5mmol L,)时,所有品种的含钾量和吸钾量均大幅上升,但随着培养介质中钾浓度的提高,两基因型的富钾能力差距逐渐缩小,低钾溶液培养时含钾量和吸钾量最高的品种分别是最低时的2 5倍和2 3倍,而供钾正常时含钾量和吸钾量最高的品种仅分别为最低的1.3倍和1.8倍。因此,在缺钾土壤上播后60d或0.5mmol L的低钾溶液培养30d,能较好地反映两种基因型在富钾能力上的差异。同时,两种基因型在缺钾土壤上的根冠比和主根长仅为低钾溶液培养时的一半左右。但无论在那种介质中,富钾型的根冠比和主根长均大于一般型;在供钾     

籽粒苋不同富钾基因型根际钾营养与根系特性研究

在缺钾土培和水培条件下,研究了籽粒苋不同基因型根际和非根际土壤速效钾、缓效钾和全钾含量的变化,以及根际微生物数量、根系主要分泌物、根系质子分泌量和根系CEC的变化。结果表明,籽粒苋根际土壤速效钾和缓效钾含量明显高于非根际土壤,且在根际形成钾的相对富集区,富钾基因型R104和K12根际钾的富集能力明显高于一般基因型;籽粒苋根际土壤的全钾含量却低于非根际土壤,富钾基因型的降低幅度大于一般基因型。富钾基因型根际微生物数量和根系分泌能力显著高于一般基因型,且根际细菌和真菌数量与主要根系分泌物的分泌量变化基本保持一致。富钾基因型R104和K12根系CEC和H 分泌量高于一般基因型M9和Cr047,而相同基因型内各品种间的变化不显著。