长期施肥对土壤有机质及生物学特性的影响

概述了国内外近年来关于长期施肥条件下土壤有机质与生物学特性等方面的研究成果,内容包括土壤有机质,腐殖质组成与性质,有机无机复合体,微生物酶等。     

局部施肥对植株生长及根系形态的影响

本文论述了局部施肥对植株地上部与地下部的影响。局部施肥促进了施肥区根系的发达 ,第一侧根与第二侧根较多 ,根的吸收表面积增多 ,根鲜重增加 ,对养分的吸收能力增强 ,但整个根系与地上部的干鲜重下降。     

施肥对黄土高原旱地冬小麦根系生长的影响

田间试验表明,旱地冬小麦根系集中分布在0～20cm土层中,约占0～60cm土层总根重的60.7%;根系生育规律以根重变化表示在0～20cm土层中,呈逆变态,表现为快、较慢、慢的生长过程,20～40cm土层呈突变态、较慢、快、慢的生长过程,40～60cm土层呈稳定状态,表现为慢、快、慢的生长过程。不同肥料处理对冬小麦根系的影响是:氮肥有增加表层根系的作用,平均日增加4.05g/cm²,影响深度达40cm;磷肥利于根系下扎,可达80cm土层以下;氮磷有机肥并施显着增加根重和生长量,有利于吸收深层水分和养分;旱地冬小麦根系下扎深度为220～240cm,吸收利用土壤水分能力范围在180～210cm。     

分层减量施肥对花生根系生长的影响

在田间试验条件下,以‘青花7号’花生品种为材料,系统研究了分层减量施肥对花生根系生长的影响。结果表明,分层施肥和分层减量施肥均可增加根系总长度、根系表面积、根平均直径和根体积,促进根系干物质积累,对20～40 cm土层根系生长的促进效果明显优于0～20 cm土层,根系生长最大值时(8月1日)0～20和20～40 cm土层根系总长度、根系表面积和根体积较CK分别增加10.9%～16.6%、9.3%～13.5%、5.4%～15.1%和12.3%～19.6%、17.9%～30.1%、3.7%～20.0%,20～40 cm土层增幅较0～20 cm土层平均分别提高2.5、11.8和2.5个百分点;施肥量相同时,对20～40 cm土层根系生长的促进效果明显优于0～20 cm土层,且三层施肥效果优于二层施肥;施肥层次相同,随施肥量的减少根系各指标下降不明显。研究认为,分二层或三层施肥并减少化肥用量10%～20%可作为减肥增效、壮根健株的有效措施。     

磷肥处理对烤烟生长生理及根系构型的影响

采用根箱栽培,研究了高 P、低P对烤烟生长生理及根系构型的影响,结果发现,烟株生长指标（株高、茎围、叶重、根重）、生理指标（烟叶净光合速率、硝酸还原酶活性、烟株根系活力）、根际土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌）均为高P处理大于低P处理。高P和低P处理烟株根系构型具有各自鲜明的发根特征和侧重点,高P处理根系构型优势在烟株发育后期的第三轮根以及一级侧根,而低P处理根系构型主要优势在第一轮根、第二轮根及总不定根。低P处理烟株不定根的生成量超过高P处理。     

水分胁迫对黍子幼苗生长和生理特性的影响

以“晋黍8号”黍子幼苗为材料,在大棚内采用盆栽砂培法浇灌营养液,设置重旱、轻旱、正常灌溉、轻涝和重涝5个处理,植株二叶一心时开始胁迫处理,于处理后20d测定植株形态指标、生物量和含水量、叶片质膜透性、光合色素、丙二醛、抗坏血酸、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量等指标,研究水分胁迫对黍子幼苗生长、膜脂过氧化和渗透调节的影响。结果表明,正常灌溉下黍子幼苗生长最好,株高、茎粗、茎节数、叶片数、最大叶面积及根系、茎叶、穗的鲜质量、干质量均最大,干旱和涝害下幼苗各形态指标和生物量均明显降低,且重旱和重涝下比轻旱和轻涝下降低更明显;根系、茎叶和穗的含水量在干旱下均明显降低,涝害下表现各不相同。叶片光合色素含量在干旱下显著降低而涝害下无明显变化,质膜透性、丙二醛、抗坏血酸和脯氨酸含量在干旱和涝害下明显增加,且重旱和重涝下比轻旱和轻涝下增加更明显;可溶性糖含量在干旱下明显增加而在涝害下明显降低,可溶性蛋白含量在干旱下显著降低而在涝害下无显著变化。研究说明,干旱和涝害均对黍子幼苗造成过氧化伤害,抗氧化物质和渗透调节物质含量随之增加,但是抗氧化物质的增加并不能完全消除胁迫导致的过氧化伤害,加上光合能力降低,使黍子植株生长显著抑制。在本试验条件下,干旱胁迫对黍子幼苗的伤害比涝害严重。     

旱地施肥对春小麦根系生长、代谢的影响及促进水分有效利用的机理

本文采用田间可微区试验的方法,研究了施肥对旱地春小麦根系生长、根系活力的影响和根系特征量与土壤含水量的关系。结果表明:不同施肥处理使小麦根系的长度、重量、体积、表面积均有不同程度的增长,并使小麦根系活力增加。尤以N、P配合施用效果更好。施肥对小麦根系生长的促进作用可持续到小麦生育后期。施肥在促进小麦根系生长和代谢活力的基础上加大了小麦对深层土壤水分的利用;而且小麦根系总长度、总体积、总表面积及总的根系活力与该期土壤含水量呈极显著负相关,揭示了“以肥调水”的机理。     

土壤干旱对冬小麦幼苗根系生长及生理特性的影响

盆栽试验研究了土壤干旱对冬小麦幼苗根系生长及生理特性的影响。结果表明,随干旱胁迫的加剧,幼苗总根数、根系总长、根系体积、根系干重、根水势、根相对含水率、根系脱水速率和根系活力均降低,根冠比、饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及SOD、POD活性均呈增加趋势。表明干旱胁迫下冬小麦幼苗可通过改变生物量分配策略而提高根比重,并通过改变根系内部的生理变化以提高其抗旱性。     

施肥对川中丘陵杨树人工林土壤生物活性的影响

以川中丘陵区3年生I-107杨树(Populus×euramericana cv.‘74/76’)人工林为研究对象,通过对丘间平地和丘上坡地两种立地条件样地进行施肥(氮肥+磷肥+农家肥)处理,研究丘间平地和丘上坡地土壤微生物数量、土壤酶活性和土壤养分含量对施肥的响应。结果表明:丘间平地的土壤微生物数量、酶活性、土壤养分含量都高于丘上坡地,除酶活性外其他指标差异均达到显著水平(P0.05);土壤微生物数量、土壤酶活性和有效养分含量随着土层加深逐渐降低,且不同土层之间差异显著(P0.05);施肥可显著提高土壤微生物数量、酶活性和养分的含量(P0.05);施肥与立地条件两者交互作用显著(P0.05)。从土壤养分供给角度看,在川中丘陵区,平地土壤较坡地更适合种植杨树,在两种立地上施肥均可提高土壤肥力,且在平地更为显著。坡地施肥土壤微生物数量、酶活性、养分含量均高于平地对照,施肥可以在一定程度上弥补地位质量引起的土壤肥力的不足。     

旱地施肥对春小麦根系生长、代谢的影响及促进水分有效利用的机理

本文采用田间可微区试验的方法,研究了施肥对旱地春小麦根系生长、根系活力的影响和根系特征量与土壤含水量的关系。结果表明:不同施肥处理使小麦根系的长度、重量、体积、表面积均有不同程度的增长,并使小麦根系活力增加。尤以N、P配合施用效果更好。施肥对小麦根系生长的促进作用可持续到小麦生育后期。施肥在促进小麦根系生长和代谢活力的基础上加大了小麦对深层土壤水分的利用;而且小麦根系总长度、总体积、总表面积及总的根系活力与该期土壤含水量呈极显著负相关,揭示了以肥调水的机理。     

氮肥对粳性和糯性糜子干物质积累和产量性状及氮肥利用效率的影响

为探讨不同粳糯性糜子干物质积累、产量及氮素利用效率对不同供氮水平的响应,本研究通过两年田间试验,以粳性糜子品种陇糜13号和糯性糜子品种陇糜14号为试验材料,设置45(N1)、90(N2)和135 kg·hm^-2(N3)3个供氮水平,以不施氮为对照(CK),研究不同供氮水平下不同粳糯性糜子在开花期和成熟期的干物质积累与转运、农艺性状及产量的变化,分析氮素积累量、氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力、氮素利用率及氮肥表观利用效率对施氮的响应。结果表明,随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的地上部各器官干重呈单峰曲线变化,在N₂下,开花期和成熟期糜子的茎秆干重、叶片干重、茎鞘干重和穗干重均显著高于CK(P<0.05);随着施氮量的增加,不同粳糯性糜子的氮肥偏生产力呈降低趋势,而氮素利用效率呈先降低后升高的趋势;N₂可以显著提高不同粳糯性糜子的株高、茎粗、穗长、单穗粒重、千粒重及产量,也可提升氮肥农学利用效率和氮肥表观利用率。两年数据表明,N2(90 kg·hm^-2)下陇糜13号的农艺性状、产量及氮素利用效率均优于陇糜14号。综上,本研究条件下,甘肃省会宁地区糜子的推荐氮肥施用量为90 kg·hm^-2,这对西北地区种植不同粳糯性糜子具有生产指导意义。     

生物质炭与氮肥配施对土壤养分和谷子生长的影响

为探寻生物质炭与氮肥配施对谷子生长及土壤的影响,本研究以晋谷21为试材,采用盆栽试验,完全随机设计,研究了生物质炭(CO,0 g·kg-1;C1,20 g·kg-1;C2,40 g·kg-1)与氮肥(NO,0g·kg-1;N1,0.133 g·kg-1;N2,0.266 g·kg-1)配施对土壤养分、谷子根系形态、光合...     

土层置换对大豆土壤酶活性及根腐病病情指数的影响

大豆连作导致土壤养分失衡,土壤酶活性降低,以及大豆病害加剧、品质和产量降低等问题。采用田间小区试验方法,通过对土层置换及大豆种衣剂拌种等措施对大豆土壤不同土层土壤酶活性及根腐病病情指数影响的分析,为消除大豆连作障碍提供科学的技术支撑。结果表明:土层置换处理及置换后增施磷肥或有机肥及大豆种衣剂处理,提高了大豆田间土壤脲酶活性、蔗糖酶活性和磷酸酶活性。与对照CK相比,T_2,T_3,T_4处理0—10cm土层脲酶活性均增加;土层置换并增施有机肥显著提高了土层中蔗糖酶活性;土层置换后增施磷肥或有机肥及大豆种衣剂拌种处理均可有效保持大豆土壤中磷酸酶的活性,并且可降低大豆根腐病病情指数;土层置换并增施磷肥处理提高了大豆产量,较CK处理产量提高20.42%,差异达到显著水平。     

Isolation and Analysis of Genes Induced by Rehydration after SeriousDrought in Broomcorn Millet (Panicum miliaceum) by Using SSH

利用抑制消减杂交(suppression subtraction hybridization，SSH)技术构建了糜子(Panicum miliaceum)干旱后复水条件与正常浇水条件下基因差异表达的SSH-cDNA文库。对其中的60个阳性克隆进行了测序，在去除冗余的cDNA后，利用NCBI的BLAST软件在GenBank 中进行核酸和蛋白质同源性的比较和功能分析。核酸比对结果表明,有32个cDNA片段与已知cDNA片段具有较高的同源性，且多数与植物受到生物或非生物胁迫时的反应机制相关，同时有11条序列与小鼠肝被手术切除后再生时产生的EST有一定同源性。蛋白分析结果显示，有28个序列与已知功能蛋白序列同源性较高，这些功能蛋白涉及植物体内的信号转导、转录调控及蛋白加工等。实验结果表明糜子在干旱复水条件下可诱导一系列特异基因的表达。     

Root and Microbial Contributions to Soil Respiration during a Soybean Growing Season

Soil respiration is an important process for carbon geochemical cycling. Based on our five long‐term fertilizer experiments, soil respiration was measured using pot experiments with or without planting soybean. Soil respiration rates and soybean root biomass were determined at different observation times. Soil respiration rates due to soil microbial activity could be estimated by extrapolating a newly derived regressive equation at zero root biomass. Soil microbial respiration rates in the control were also observed directly, ranging from 16.0 to 42.7 mg carbon (C) m^?2 h^?1. Average soil microbial respiration rates from the regression analyses and direct observations were 32.9 and 27.8 mg C m^?2 h^?1, respectively. The average proportions of soil respiration rates due to the soybean growth were 63.0% using the regressive equation and 69.8% from direct observation. Therefore, the application of these two methods could provide new insight for separating plant root respiration from soil microbial respiration, which is important for estimating their individual contributions to atmospheric carbon dioxide.     

糜子不同种植方式对土壤酶活性及养分的影响

【目的】土壤酶参与土壤中多种生化活动,是衡量土壤生产力的指标之一。本文比较分析了不同种植方式下糜子生育期间土壤酶活性的动态变化以及成熟期土壤养分含量和糜子产量,旨在探明糜子连作障碍和连作减产的产生机制,为糜子高产高效栽培提供理论依据。【方法】以西北农林科技大学农作一站小杂粮轮作连作长期定位试验为平台,设轮作(T1)、隔年种植(T2)、连作2年(T3)、连作3年(T4)4个处理,在糜子播种期、苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期、成熟期测定0—20 cm根际土壤中过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及成熟期0—20 cm根际土壤养分含量,对同一时期不同处理间的酶活性和成熟期不同处理间土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量以及土壤p H值进行方差分析,并分析土壤养分和酶活性以及糜子产量之间的相关性。【结果】1)土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性随着连作年限的增加而降低;碱性磷酸酶在连作2年处理的活性较低。2)随着连作年限的增加土壤p H值升高,土壤速效钾严重积累,速效磷消耗较多,说明连作导致土壤盐碱化。3)过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性与糜子籽粒产量呈显著正相关,土壤p H值与籽粒产量呈显著负相关;蔗糖酶活性、有机质含量与产量具有一定的相关性。【结论】糜子连作改变了土壤酶活性及土壤养分含量,导致土壤腐殖化和熟化程度减慢,土壤次生盐渍化加重,土壤养分不均衡,植株生长发育受到影响,造成籽粒产量的下降。因此,在糜子生产上要进行合理的轮作倒茬,从而减缓连作障碍,实现糜子高产优质。     

盐胁迫对棉田土壤微生物数量与酶活性的影响

在盆栽条件下模拟滨海盐土组成,研究土壤盐胁迫对不同耐盐性棉花品种"中棉所44"和"苏棉12号"土壤微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明:从苗期到吐絮期,两个品种的土壤细菌、真菌和放线菌数量,以及土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶活性均随土壤盐分的增加呈现逐渐下降的一致趋势,处理间差异均达显著水平。土壤水分亏缺加重盐胁迫影响,相同盐分水平下,正常灌水处理的土壤微生物数量和酶活性显著高于相应干旱处理。棉株的生长发育亦受到土壤盐分的显著抑制,根系活力、根重、生物量和籽棉产量均随土壤盐分水平升高而一致降低,根冠比则相反。耐盐性品种中棉所44各项测定指标的下降幅度均小于苏棉12号。相关性分析表明,各菌类数量和酶活性与籽棉产量之间存在显著的正相关关系,同时各菌类数量和酶活性之间密切相关,其中碱性磷酸酶和纤维素酶活性与各菌类数量之间的相关系数均达到极显著水平。说明土壤微生物与土壤酶活性对盐胁迫反应极为敏感,并与棉花产量密切相关,是盐胁迫下棉花显著减产的一个重要原因,可作为土壤盐胁迫过程中的重要指标。     

红壤区肥液浓度对涌泉根灌水氮运移特性的影响

为提高红壤区涌泉根灌水氮利用效率,通过室内肥液入渗试验,研究了不同肥液浓度(0,10,20,35,60 g/L)条件下涌泉根灌土壤的入渗能力、湿润锋运移距离、土壤水分分布以及铵态氮和硝态氮的运移特性,并建立了红壤涌泉根灌土壤累计入渗量及湿润锋在竖直向上、竖直向下和水平方向的运移距离与肥液浓度的关系模型。结果表明:土壤累计入渗量、湿润锋运移距离以及湿润体内水分和氮素的分布均受到肥液浓度的影响。在同一入渗时刻,土壤累计入渗量及湿润锋运移距离随肥液浓度的增大而增大,且与入渗历时均呈幂函数关系;在灌水结束时,相同土层深度内,肥液浓度越大,土壤含水率就越大,土壤中铵态氮和硝态氮的浓度也越大,且与铵态氮相比,硝态氮的分布范围更广。随着肥液再分布的进行,土层内最大含水率位置逐渐下移,且土壤含水率的分布也更加均匀;土壤中铵态氮和硝态氮浓度的变化趋势不同,浅层中铵态氮的浓度逐渐降低,而硝态氮的浓度先降低后增加;深层中铵态氮的浓度先增加后降低,而硝态氮的浓度逐渐增加。该研究成果可为进一步研究红壤区涌泉根灌肥液入渗氮素运移及转化提供理论参考。     

沙地樟子松根系垂直分布特征及对土壤的影响

根系的生长及分布状况对沙地植物的生长发育具有重要意义。对章古台地区主要造林树种樟子松的根系在土壤中的垂直分布状况及其对不同深度土壤的改良效果进行了研究,结果表明:从根系状况看樟子松适合于沙地造林,但是纯林中的樟子松到一定年龄后,土壤养分状况有所下降,因此单一的造林方式并不适合于沙地造林。     

中高地力水平下谷子N、P、K肥效应研究

为明确夏谷生产中不同地力水平下的施肥效应和最优施肥量,本试验在中高地力水平下开展谷子“3414”氮、磷、钾肥肥料效应研究。结果表明,施用氮、磷、钾肥能显著提高谷子产量,在中高地力水平下平均增幅分别为21.4%和12.7%,其中氮肥增产效率分别为20.2%和7.9%,磷肥增产效率分别为6.6%和12.6%,钾肥增产效率分别为11.3%和13.8%,表明在中地力水平下氮肥增产效率最高,高地力水平下磷钾肥的增产效率显著高于氮肥。氮、磷、钾肥间存在明显的交互作用,在中地力水平下,氮磷间存在抑制作用,氮钾和磷钾间存在促进作用;在高地力水平下则均存在抑制作用。氮、磷、钾肥的平均偏生产力在中高地力水平下分别为42.1、50.4、200.0和56.4、72.4、283.8 kg·kg^-1,表明高地力水平下的氮、磷、钾肥偏生产力均高于中地力水平。氮、磷、钾肥的农学效率在中高地力水平下分别为7.6、2.8、14.6和3.5、7.2、28.3 kg·kg^-1,表明氮肥农学效率以中地力水平下最高,磷钾肥农学效率则以高地力水平下最高。通过建立肥料与产量的三元二次施肥模型得出在中高地力水平下谷子氮、磷、钾肥最佳施肥量分别为N 189.3 kg·hm^-2、P₂O₅ 61.1 kg·hm^-2、K₂O 45.0 kg·hm^-2和N 141.2 kg·hm^-2、P₂O₅ 180.0 kg·hm^-2、K₂O 45.0 kg·hm^-2。综上,在谷子中地力水平下,氮肥增产效果最好,应提高氮肥的用量和比例;在高地力水平下,磷钾肥增产效果较好,应提高磷钾肥的用量和比例。本研究结果为夏谷不同地力水平下施肥效应提供了理论依据和技术支持。