小麦根-土界面磷的分布规律

在人工气候室采用32P标记土壤和土-根平面系统研究小麦根际磷的分布。结果表明，小麦根-土界面磷呈亏缺分布，但在报表0.5mm以内，大约培养15天左右磷常出现相对累积。磷的亏缺强度在高含水量和低空气湿度时较大。随培养时间的延长，磷亏缺量和亏缺范围随之增大。此外，磷亏缺量以中下部根系较大。根-土界面磷分布以方程C／Co＝a＋blnX或C／Co＝aXb拟合为优;时（t）空（X）作用下的磷分布可用t和X三次非线性多项式拟合。     

土壤水分对植物根-土界面相互作用特性的影响

为研究不同土壤水分下不同植物根系与土壤界面的摩阻特性,使用直剪仪对内蒙古中西部的5种典型乡土植物(柠条、沙棘、杨柴、紫花苜蓿和沙打旺)的根系在不同土壤含水率下进行根-土界面直剪摩擦试验。结果表明:当土壤含水率在4.5%~24.5%时,5种植物根-土界面摩擦系数均大于素土的土-土界面的值,且随着土壤含水率的增加,根-土界面和土-土界面摩擦系数均呈下降趋势,其中沙棘根-土界面的摩擦系数和黏聚力均大于其他4种植物的值,表明仅从根系与土壤间的相互作用特性来看,沙棘根系固土抗蚀的作用明显优于其他4种植物。根-土界面和土-土界面黏聚力均随着土壤含水率的增加呈先增后减的变化特征,且植物种不同黏聚力峰值出现时对应的土壤含水率亦不同。     

氮肥对油菜根-土界面镉迁移及镉组分变化特征的影响

利用盆栽试验研究了不同形态氮肥对镉污染土壤油菜根土-界面pH、油菜生长、镉迁移及镉组分变化特征的影响.结果表明,不同形态的氮对油菜地上部Cd积累有显著的影响,施用铵态氮肥可以显著提高油菜地上部Cd含量,而施用硝态氮肥则对地上部Cd含量没有明显的影响.铵态氮肥能显著降低油菜根际pH,使得油菜根际残渣态、碳酸盐态和铁锰结合态Cd强烈活化,促使这三种形态Cd向交换态转换,从而增加了Cd的生物有效性.     

不同茶园土壤中外源铅的形态转化及其生物有效性

为了明确外源铅进入不同茶园土壤后其形态的转化及其生物有效性,采用盆栽试验及连续浸提形态分级方法,研究了外源铅在不同茶园土壤中的形态分布规律及其在茶树体内的累积分布规律。结果表明,不同母质茶园土壤中铅总量及各形态的含量有明显差异,无外源铅污染的情况下,临安凝灰岩与金华红壤母质茶园土壤以残渣态占主导地位,嵊州玄武岩和梅家坞鞍山母质茶园土壤则以铁锰态铅占主导地位,4种土壤的交换态含量均较低,均在总量的10%以内。当受外源铅污染后,4种茶园土壤中各形态铅均有不同程度的增加,转变为以铁锰态为主,碳酸盐态及可交换态含量在总量中所占比例明显增加,但不同母质土壤类型差异较大。在小于500mg·kg-1土的外源铅污染下,交换态以嵊州玄武岩、临安凝灰岩增幅最大,金华红壤最小;但外源铅达到2500mg·kg-1土时,金华红壤中的交换态铅急剧增加。低浓度外源铅对金华红壤、梅家坞鞍山斑岩茶园土中的茶树生长发育有促进作用,但对嵊州玄武岩和临安凝灰岩茶园土壤中的茶树生长刺激作用并不明显。高浓度的外源铅则对4种土壤中的茶树生长均产生明显的抑制作用,且碳酸盐态与交换态对茶树生长的抑制作用最大。对新梢中的铅而言,金华红壤茶园土壤以有机态铅对其贡献最大,其余3种母质茶园土壤均以碳酸盐态贡献最大;对老叶与茎杆中的铅而言,嵊州玄武岩母质茶园土壤以有机态贡献最大,其余3种土壤均以铁锰态贡献最大;对须根中的铅而言,梅家坞鞍山斑岩茶园土以有机态贡献最大,其他3种土壤均以铁锰态贡献最大。     

土壤—植物根际磷的生物有效性研究进展

探讨土壤－植物根际磷素养分状况及利用机理，提高土壤磷的生物有效性，使土壤中潜在的难溶性磷库活化，提高磷肥利用率，对促进农业生产的持续发展和陆地生态系统的良性循环具有重大的现实意义。文章从这一角度出发，论述了根际土壤中根际微生物，根际pH值，根系分泌物，菌根，根际土壤磷酸酶等各种因素对提高土壤磷素利用率的机理。     

磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用机制研究进展

【目的】磷与水分利用率低是制约作物生产的重要因子。磷必须在水分的作用下通过根土界面才能被作物吸收利用,磷和水分在根土界面的互作效应是影响其高效利用的关键环节。本文以根际为核心,重点综述了磷与水分在根土界面的互作机制,并剖析了通过强化根土界面磷与水分的协同,提高农田水肥资源利用效率的根际调控途径。[主要进展]根系的形态和生理变化深刻影响磷和水分的有效性,而根系生长和根际过程依赖于植物的营养和水分供应状况,作物根层适宜的水分和养分供应水平能最大化根系和根际过程的效率,从而促进作物对磷与水资源的高效利用。作物根系除了能对根层土壤中磷和水分的系统供应做出响应外,也对局部磷和水分的变化产生形态和生理上的反应。根系响应磷和水分的表型可塑性与植物激素的调控作用密切相关。ABA、乙烯、NO均参与磷和水分互作的调控过程,质外体pH在调控植物抵抗水分胁迫过程中具有重要作用,并与植物的营养状况密切相关。[展望]深入理解根土界面水与磷互作的协同过程及其调控机制是提高集约化作物体系水分和磷利用效率的关键。未来的研究方向与重点包括:进一步揭示磷和水分互作与激素信号途径之间的关系,探明农田生态系统中磷与水分互作的根土界面效应及其高效利用的协同机制,建立不同种植条件下水肥资源高效利用的根际调控途径,为通过根系、根际的定向调控,发挥其生物学潜力,提高集约化农田水肥资源的利用效率提供科学依据。     

根-土界面的微生态过程与有机污染物的环境行为研究

土壤-植物系统是地球生态系统中与人类生存与健康关系最为密切的亚系统。该系统中有机污染物的运移必须历经根-土界面多层次的微生态过程的控制。这些微生态过程涉及到系统中许多生物、生物化学和物理化学反应机理,与土壤中污染物迁移转化及其归宿等环境行为具有密切的关系。理解这些微生态过程及其对有机污染物环境行为的影响,对提高作物生长、改善土壤环境质量和提高农产品品质安全具有直接的理论和实践指导意义。     

不同施肥模式下红壤性水稻土中磷的分布及其有效性

研究了不同施肥模式下红壤性水稻土中磷的分布及其有效性。结果表明,随团聚体粒径从大到小的变化,红壤性水稻土全磷含量在不同施肥模式下均表现出先上升后下降的趋势,在5～2 mm粒径团聚体中出现一个峰值;有效磷含量表现出先缓慢上升后迅速下降的特征,在5～2 mm粒径团聚体中出现一个大峰值;在施磷处理中,磷的有效率表现出先缓慢上升后迅速下降的特征,分别在5～2 mm和0.5～0.25 mm粒径团聚体中出现一个大峰值和一个小峰值,但在无磷处理中,磷的有效率表现出逐渐下降的趋势,只在0.5～0.25 mm粒径团聚体中出现一个小峰值。研究表明,长期施加磷肥,尤其与有机物还田相结合,会促使土壤全磷富集于>1 mm粒径团聚体,显著提高>2 mm粒径团聚体中有效磷含量与磷的有效性;在磷肥不足的情况下,减少磷肥施入量,结合有机物还田也能取得较好的效果;即使没有磷肥施入,实行秸秆还田也能在一定程度上提高土壤磷的有效性。     

有机肥与植物种类对铁肥形态转化及其有效性的影响

通过盆栽试验的方法，研究了牛粪和植物种类对石灰性土壤中铁肥形态转化及其有效性的影响。结果表明，牛粪施用改变了土壤中铁（含外源铁）的有效性及其在各形态铁间的分配，从长期的观点来看，牛粪施用能提高土壤铁的有效性，有利于土壤铁有效供给的维持，与花生相比，油菜对土壤铁具有更高的利用和活性能力，种植油菜后，土壤交换态铁被耗竭，而有效铁、氧化锰结合态铁和无定形氧化铁结合态铁的含量明显提高。有机肥的合理施用和铁效率差异性植物间的轮作或间作是增加、维系土壤铁有效性的重要农艺措施。     

长江口潮滩植物根际沉积物磷的累积及其生物有效性

通过对长江口潮滩植物生物量及根际沉积物中磷的赋存形态和含量的研究,结果表明各个采样点的海三棱草从春季开始生长并一直延续到初夏,到7月其生物量基本上都达到一个峰值。海三棱草根际沉积物中磷的赋存形态包括弱吸附态磷(Ad-P)、铁结合态磷(Fe-P)、自生磷灰石及钙结合态磷[(Ap+Ca)-P]、碎屑态磷(De-P)和有机磷(OP),它们都具有较好的季节性变化,在一定程度上都受到氧化还原状态的控制。文中还研究了根际沉积物孔隙水中的磷酸盐含量,发现其有效性受到了氧化还原状态及沉积物中铁的影响。     

外源硒矿粉对玉米硒累积及矿质元素吸收的影响

【目的】通过生物强化的方法获得生物安全形态的有机硒,是实现人体科学补硒的重要途径。研究外源硒矿粉在生产中的合理施用量及其对作物的影响,可为富硒农产品生产提供理论与技术指导。【方法】以玉米为试材,以湖北恩施的富硒矿粉(总硒含量为180 mg/kg)为硒源进行田间试验,研究了玉米对外源硒的吸收与转化及施硒对玉米矿质元素吸收的影响。设5个施硒处理: Se 0 (CK)、 750 (Se1)、 1500 (Se2)、 2250 (Se3) 和3000 g/hm2 (Se4)。于玉米大喇叭口期和成熟期取样,测定玉米不同部位总硒含量以及玉米籽粒中总硒、 有机硒及矿质元素含量。【结果】土壤施用富硒矿粉对玉米籽粒产量和总生物量没有显著影响,但可显著增加玉米籽粒及各器官硒含量。随硒施用量由0增加到3000 g/hm2,玉米籽粒中硒含量由14.2 μg/kg 增加到350.3 μg/kg。除Se2处理外,玉米根系中的硒含量在收获期高于抽穗期,而玉米茎和叶中的硒含量在收获期低于抽穗期。玉米不同器官对硒的富集能力依次为根叶籽粒茎,而玉米对硒的转移系数大小顺序亦为叶籽粒茎。与对照相比,施硒使玉米籽粒中有机硒含量显著增加,不同施硒处理玉米籽粒中有机硒含量范围为12.9~302.6 μg/kg,随土壤施硒量增加,有机硒占总硒的比例从86.87%增加到90.84%,不同处理之间有机硒所占比例差异不显著。玉米籽粒总硒、 有机硒与各器官硒含量之间均表现出显著的相关性,其中籽粒中有机硒与不同生育期根中硒含量达到极显著相关水平。施硒可显著抑制玉米籽粒对Na的吸收,对K、 Ca、 Mg、 Fe 的吸收无显著影响,一定的施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。【结论】施用外源硒矿粉对玉米生物量与籽粒产量无显著影响。随施硒量增加,玉米籽粒中总硒含量和有机硒含量与对照相比显著增加,但对玉米籽粒中的有机硒与总硒的比例没有显著影响。一定施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。以纯硒施用量为750~1500 g/hm2作为硒矿粉在富硒玉米生产中的推荐施硒量。     

Contents and bioavailability of rare earth elements in agricultural soils in Hesse (Germany)

With increasing agricultural and industrial use of rare earth elements (REEs), input of REEs into the pedosphere has risen in parallel. Since total REE budgets for soils in Germany are mainly unknown, this pilot study investigates the concentrations of REEs in three loess soil profiles under agricultural land use in the Wetterau region, Germany. There were no significant REE applications in the past, so the presented data can be considered as background concentrations of REEs in soils. In addition to the total REE contents (aqua regia digestion), potentially plant‐available (EDTA) and at actual conditions available, mobile (NH₄NO₃) REEs have been determined for each horizon. Interactions between REE availability and properties of soils are explained after assessing several chemical and physical properties. The results reveal a wide range of total REE contents, ranging from 222 to 423 mg kg^–1. With 10.1% of total REE amounts, the potentially plant‐available proportions of REEs are generally low. In contrast, yttrium, which showed high available proportion of 24.8%, was found to be comparable with Cd. Cerium is the most abundant REE in aqua regia digests, whereas only small amounts in the potentially plant‐available fraction were found. Thus negative cerium anomalies could be concluded concerning its potential availability. Generally, bioavailability of REE had significant correlations between clay contents and Fe and Mn oxides for the majority of REEs. Due to moderately high pH (CaCl₂) in soils (average 6.6) the mobile fraction for most of the elements was not detectible.     

土壤容重对膜孔灌水氮分布和运移转化的影响

为揭示土壤容重对膜孔灌条件下土壤水分分布特征和氮素运移转化的影响,通过土壤容重室内试验,利用非线性回归法对试验资料进行分析,研究提出了湿润体内土壤含水率及其变化量和变化率、土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转化量和转化率与土壤容重和运移转化时间的经验公式。结果表明：经验公式的相关系数均大于0.8200,标准误差很小,且通过0.05的显著性检验,可以反映膜孔灌条件下不同土壤容重的土壤水分分布特征和氮素运移转化规律。该研究为提高膜孔灌水氮利用效率提供参考。     

冻融对土壤氮素转化和N2O排放的影响研究进展

在中、高纬度及高海拔地区,土壤冻融现象常有发生。冻融作用通过影响土壤理化性质和生物学性状进而影响土壤氮素转化过程及N₂O的产生和释放,但迄今关于冻融对土壤氮素转化过程影响的研究结果还不尽一致,正效应或负效应均存在,土壤冻融期间N₂O排放对全年N₂O排放总量的贡献程度也存在着较大差异。本文重点论述了土壤冻结或冻融循环过程对土壤氮矿化、固持、硝化和反硝化等主要氮素转化过程的影响机制,同时分析了可引起冻融期间N₂O排放强度变化的四种可能机理（禁锢-释放、环境-底物诱导、N₂O还原酶抑制和化学反硝化增强）。指出在全球变暖背景下研究土壤冻融格局改变影响土壤氮素转化过程及N₂O排放的必要性,并简要提出了若干理论问题及研究方向。     

15N示踪法研究不同灌水处理对小麦氮素吸收分配及利用效率的影响

通过田间试验,采用15N示踪法,设置全生育期不灌水（W0）、冬水+拔节水（W1）、冬水+拔节水+开花水（W2） 3个灌水处理,每次灌水60 mm,每个灌水处理下,设置15N尿素作底肥+普通尿素作追肥、普通尿素作底肥+15N尿素作追肥2个15N示踪处理的微区,研究不同灌水处理对小麦氮素吸收分配及利用效率的影响。结果表明,成熟期地上部植株氮素积累量及来源于土壤的氮素的积累量均为:W2＞W1＞W0;肥料氮的积累量为W0、W1＞W2。W1处理基肥氮积累量及比例均显著低于W0处理,追肥氮的积累量及比例均显著高于W0处理;W2处理基肥氮和追肥氮的积累量均显著低于W0处理。成熟期肥料氮在植株各器官的分配量为:子粒＞茎秆+叶鞘＞叶＞穗轴+颖壳;各处理营养器官中基肥氮的比例高于追肥氮,子粒中追肥氮的积累量及比例高于基肥氮。子粒中分配的肥料氮量为W0、W1＞W2。W1处理子粒产量最高,植株中肥料氮的积累量及利用率均高于W2处理。说明灌溉冬水+拔节水促进了小麦对追肥氮和土壤氮素的吸收积累,提高了肥料氮的积累量和利用率;在此基础上增灌开花水,地上部积累的追肥氮量及其向子粒中的分配比例均显著降低,这是花后供水多导致产量和氮肥利用效率显著降低的生理原因。     

锌肥对旱稻苗期锌吸收分配和干物质积累的影响

为了探明旱稻锌吸收分配的规律，本试验通过对两个早稻供试品种（旱稻502和巴两陆稻）进行不同供锌水平（0．0、0．1、0．5、2．5、5．0、10．0mg/kg）处理的盆栽试验，研究了锌肥供给水平对旱稻锌吸收分配和千物质积累的影响。结果表明：在适宜锌用量范围内，随着施锌量的增加，供试品种地上部于物重均呈增加趋势。其中在Zn 5.0mg／kg水平下，早稻502和巴西陆稻地上部生物量达到最大值。但过多锌肥对旱稻生长有抑制作用。在外界锌源充足条件下，早稻对锌的吸收积累表现为奢侈吸收，多余的锌分配主要贮存在叶鞘中。从总体上看，根和叶鞘中的锌含量明显比叶片中的高，并且随着锌肥供给水平的增加，根和叶鞘中的锌含量上升显著，而叶片锌含量则增加相对缓慢。     

不同密度单粒精播对花生养分吸收及分配的影响

在大田条件下,以花生大粒品种‘花育22’为试验材料,研究高(S1:27万穴·hm~(-2))、中(S2:22.5万穴·hm~(-2))低(S3:18万穴·hm~(-2))3种密度单粒精播与传统双粒穴播(CK:13.5万穴·hm~(-2))之间花生氮、磷、钾的累积吸收、分配特性及产量的差异,探讨适宜的单粒精播密度及其高产的养分生理基础。结果表明,与CK相比,S1和S2均不同程度提高花生单株及群体氮、磷、钾的累积吸收量;但S1的单株提高幅度小于S2,且在饱果期单株吸收能力迅速下降,群体养分累积吸收量与CK相比无显著变化;S2在整个生育期内都具有较高的单株及群体养分累积吸收量,生育后期效果尤为显著;S3虽然具有较高的单株氮、磷、钾累积吸收量,但群体累积吸收量较低。从养分分配特性看,S2和S3的荚果氮、磷、钾分配系数均显著高于CK,S1与CK之间差异不显著。从荚果产量看,S2产量最高,增产8.1%,其次为S1,增产2.5%,S3产量略有降低。从产量构成因素分析,S2产量显著提高的原因是合理的种植方式及密度改善了花生农艺性状,提高了单株生产力及经济系数。S1由于群体密度较大,单株生产力提高不明显,经济系数较低,所以产量无显著提高。S3虽然单株生产力较高,但群体数量不足,没有达到增产效果。高产田条件下,大粒花生单粒精播密度为22.5万穴·hm~(-2)较为适宜,有利于协调个体与群体的关系,提高花生养分吸收及营养物质向荚果的分配转移,增加产量。     

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on maize (Zea mays L.) and sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) grown in rare earth elements of mine tailings

Rare earth elements (REE) of mine tailings have caused various ecological and environmental problems. Revegetation is one of the most cost-effective ways to overcome these problems, but it is difficult for plants to survive in polluted tailings. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can provide biotic and abiotic stress tolerance to its host plant and has widely adopted for the revegetation of degraded ecosystems. However, little is known about whether AMF plays role in facilitating the revegetation of REE of mine tailings. The objective was to investigate the uptake of nutrients and REE when plants are inoculated with AMF. A greenhouse pot experiment was conducted on the effects of Glomus mosseae and Glomus versiforme for the growth, nutritional status, and uptake of REE and heavy metals by maize (Zea mays L.) or sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) grown in REE of mine tailings. The results indicated that symbiotic associations were successfully established between AMF and the two plant species. G. versiforme was more effective than G. mosseae at promoting plant growth by significantly increasing the uptake of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) and decreasing carbon:nitrogen:phosphorus (C:N:P) stoichiometry. The shoot and root dry weights of the two plant species were increased by 211–387% with G. versiforme inoculation. Maize and sorghum exhibited significant differences in the REE concentrations in response to the colonization by AMF. The shoot and root lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), and neodymium (Nd) concentrations of the maize inoculated with G. versiforme were decreased by approximately 70%, whereas those in the roots of sorghum were increased by approximately 70%. G. mosseae only significantly decreased the La, Ce, Pr, and Nd concentrations in the maize shoots. Inoculation with AMF also significantly decreased the concentration of certain heavy metals in the shoots and roots of maize and sorghum. These findings indicate that AMF can alleviate the effects of REE and heavy metal toxicity on plants and enhance the ability of plants to adapt to the composite adversity of REE in mine tailings.     

青皮竹地上部营养元素的吸收、积累和分配特性研究

【目的】青皮竹(Bambusa textilis)是重要的笋材两用丛生竹之一,具有一次造林成功即可永续利用、长期获益的特点,但对青皮竹的营养特性知之甚少。本文拟研究青皮竹地上部营养元素的吸收、积累和分配特性,为青皮竹的养分管理提供基础数据,以指导青皮竹的科学施肥工作。【方法】本研究于2013年1月,在青皮竹中心产区广东省广宁县,选择林分类型、组成、结构、生长状况和立地条件等具有代表性的青皮竹林分4块,建立面积为20 m×20 m的标准地。对每块标准地内的竹子按不同年龄进行每株检尺,计算出不同年龄竹子的平均胸径,选取与平均胸径一致的竹子作为标准株,砍伐不同年龄标准株各1株,并测量其株高。将不同标准株分叶、枝、秆,野外称出各器官鲜重。枝、秆分上、中、下三个部位取样组成混合样品,用于分析不同年龄(1 3 a)和不同器官(叶、枝、秆)的植株样品氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)和铜(Cu)等9种营养元素含量。【结果】青皮竹各器官中营养元素含量大小次序表现为Cu、Zn元素为枝叶秆,其他7种元素均表现为叶枝秆。各器官元素的含量均以氮元素最高,而以Cu含量最低。青皮竹地上部营养元素积累量为489.96kg/hm2,不同器官营养元素积累量的大小顺序为秆(331.05 kg/hm2)叶(101.14 kg/hm2)枝(57.77 kg/hm2),营养元素的积累量大小顺序为NKPCaMgFeMnZnCu。各器官营养元素积累量最多的是氮,为219.59 kg/hm2,占地上部积累量的44.82%,表明青皮竹具有较强的氮吸收能力。青皮竹地上部各器官营养元素的分配率大小顺序总体表现为秆(67.57%)叶(20.64%)枝(11.79%)。【结论】营养元素吸收量反映了植物对土壤养分需求和利用状况。青皮竹每生产1 t干物质所需5种大量营养元素为10.00 kg,以氮的吸收最多,其累积吸收量为219.59 kg/hm2,占地上部积累量的44.82%。因此,在青皮竹生产过程中应适当增施氮肥,可以促进青皮竹特别是经济部位茎秆的生长。     

红壤坡地农业景观(旱季)地表界面水分传输研究——Ⅱ．叶面冠层一大气界面水分传输

定位观测红壤坡地典型作物系统叶面冠层 大气界面水分传输结果表明 ,叶面冠层 大气界面水汽传输通量大小取决于景观植物群落的构建 ,稳定群落叶面冠层 大气界面水汽传输通量有明显日变化规律 ,除受植物生理机制影响外 ,还明显受土壤水分和气象条件的影响。植株叶片蒸腾速率有明显日变化规律且呈单峰型曲线及多峰态势。净辐射、空气饱和水汽压差、气温、地表温度、风速对蒸腾的影响均达极显著水平 (正相关 ) ,其中净辐射、气温为主要影响因子。叶片气孔导度可反映叶片蒸腾速率 ,叶片气孔阻力日变化规律是植物对气象条件的响应 ,且受土壤水分状况强烈影响。改善作物生长环境 ,调节气孔行为 ,进而协调作物蒸腾作用和光合作用耗水制约 ,可调控叶面冠层 大气界面水分传输 ,提高作物水分利用效率