菌根对盐胁迫下胡杨幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响

【目的】研究盐胁迫下丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）对胡杨（Populus euphratica）实生幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响,为促进塔里木河下游胡杨繁殖更新提供依据。【方法】以1年生胡杨实生幼苗为材料,设置0.2 g/kg（对照,CK）、3 g/kg（S1）、6 g/kg（S2）和12 g/kg（S3） 4个NaCl处理水平,每个NaCl水平下设接种AMF和不接种AMF进行对比,采用盆栽控制试验研究接种AMF对盐胁迫下胡杨幼苗根系菌根侵染率、菌根依存度、幼苗生长、叶绿素荧光参数和叶绿素含量的影响。【结果】1）随着盐胁迫的加剧,胡杨幼苗根系菌根侵染率显著降低,菌根依存度在S2和S3处理下与CK差异显著,表明盐胁迫在一定程度上抑制了AMF对胡杨幼苗根系的侵染。2）盐胁迫的加剧导致胡杨幼苗株高相对增长率、基径相对增长率、总根长、细根长、根表面积和生物量降低,但同水平盐胁迫下接种AMF能提高幼苗的上述指标,其中S1处理下的根系表面积和S2处理下的根冠比在接种AMF与未接种AMF间差异达到显著水平,说明接种AMF对盐胁迫下胡杨幼苗的生长具有促进作用。3）盐胁迫导致最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F₀)和光化学淬灭系数(qP)较CK下降,但是接种AMF能提高盐胁迫下叶绿素荧光指标,其中F_v/F_m、F_v/F₀、qP在S2和S3处理下显著高于不接种AMF组;幼苗叶片叶绿素含量在S3处理下接种AMF组显著高于不接种AMF组,且较CK增加了18.3%,表明接种AMF能减轻盐胁迫对胡杨幼苗光系统的损伤,也可提高叶片叶绿素含量。【结论】接种AMF能提高胡杨幼苗对盐胁迫的抗性,有助于胡杨幼苗快速度过生长脆弱期。     

AMF根外菌丝对重金属铅的吸收与转运

【目的】探讨丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhiza fungi,AMF）异形根孢囊霉（Rhizophagus irregularis,Ri）和摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae,Fm）根外菌丝对重金属铅的吸收及转运能力,为明确AMF根外菌丝的铅转运能力提供依据。【方法】以菌根植物蒺藜苜蓿（Medicago truncatula,寄主）和非菌根植物油菜（Brassica napus）为试验材料,采用三室培养系统（菌根室-施铅室-非菌根室）进行研究,其中菌根室种植蒺藜苜蓿并进行AMF处理,包括接种Ri、Fm和未接种对照（CK）3个处理;施铅室（中间隔室）设置0和800 mg/kg 2个铅处理;非菌根室种植油菜,试验共设CK、Ri、Fm、Pb、Ri×Pb、Fm×Pb 6个处理,研究铅胁迫下2种AMF根外菌丝对植物生长及铅离子富集的影响。【结果】（1）与CK处理比,Ri和Fm处理蒺藜苜蓿总生物量分别提高了43.55%和256.98%,铅胁迫对Ri和Fm处理蒺藜苜蓿的生物量无显著影响。（2）0 mg/kg 铅胁迫下,2种AMF均能够与蒺藜苜蓿形成良好共生关系,Fm和Ri处理菌根侵染率达到90%以上。Fm和Fm×Pb处理侵染根段丛枝丰度分别是Ri和Ri×Pb处理的8.75和2.51倍。（3）与Ri处理比,Ri×Pb处理菌根室培养基质中菌丝密度显著提高231.57%,施铅室培养基质中菌丝密度显著降低49.56%;与Fm处理比,Fm×Pb处理菌根室培养基质中菌丝密度提高314.09%,施铅室培养基质中菌丝密度降低21.09%。（4）Ri×Pb、Fm×Pb处理蒺藜苜蓿地上部铅含量分别是CK处理的3.60和8.45倍,根系铅含量分别是CK处理的7.45和217.87倍;Fm×Pb处理油菜根系铅含量是CK处理的62.15倍。【结论】AMF根外菌丝能够直接吸收并转运铅至寄主植物根部,并可能借由“外排”效应将铅运输至非菌根植物根系,且Fm促进植物生长及根外菌丝吸收转运铅的能力显著高于Ri。     

弱光及干旱条件下AMF对切花月季光合和AsA-GSH循环的影响

旨在探究弱光及干旱条件下丛枝菌根真菌（AMF）对切花月季光合、AsA-GSH循环以及渗透调节物质的影响。盆栽条件下设置100%全光照（L1）、50%全光照（L2）2个光照处理组,80%土壤持水量（W1）和40%土壤持水量（W2）2个水分处理组,接种AMF\[变形球囊霉(Glomus versiforme)+异形根孢囊霉(Rhizophagus irregularis)\]及不接种对照（CK）共8个处理。结果表明,AMF能够侵染切花月季根系,显著提高切花月季生长品质。弱光和/或干旱胁迫下,与不接种对照相比,接种AMF能有效地促进切花月季叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和水分利用效率（WUE）增加,降低细胞间隙CO₂浓度（C_i）;在L2W2处理条件下,与不接种对照相比,接种AMF使切花月季叶片中的抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性分别提高5.2%、 15.4%、21.7%和35.9%;接种AMF的抗坏血酸（AsA）含量与对照处理无显著差异,还原型谷胱甘肽（GSH）含量提高8.1%,GSH／GSSG比值增加7.9%;接种AMF后切花月季丙二醛（MDA）含量显著降低,可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸（Pro）含量明显增加。结论认为AMF通过维持AsA/DHA和GSH/GSSG的稳定,提高AsA-GSH循环中相关酶活性,增加切花月季叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量而降低MDA含量来适应水分和光照的变化,形成适应光照和水分条件变化的生理生态对策来改善切花月季生长品质。     

氮磷钾施肥配比对骏枣叶绿素荧光参数的影响

【目的】揭示骏枣的叶绿素荧光参数对氮磷钾在不同施肥时期施肥配比的响应机制。【方法】以新疆阿克苏地区3年生骏枣为试验材料,均株施N 0.440 kg、P₂O₅ 0.368 kg、K₂O 0.079 kg,按不同量分别于萌芽期、花期和果实膨大期施入,共组成A、B、C、D 4个氮磷钾施肥配比,以萌芽期施入尿素和磷酸二铵混合肥（质量比为1∶2.5）0.4 kg/株为对照,采用Handy PEA 植物荧光效率仪测定花期和成熟期骏枣叶片的荧光参数,研究氮磷钾施肥配比对其叶绿素荧光参数的影响。【结果】4种施肥配比的叶绿素荧光参数日变化趋势基本一致,在骏枣花期和成熟期,初始荧光（F₀）均大致呈现先上升后下降的变化趋势,而最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ最大光能转化潜力（Fv/F₀）总体呈现先下降后上升的变化趋势;4种施肥配比方案对骏枣的F₀、Fm、可变荧光（Fv）和Fv/Fm影响差异显著,花期F₀、Fm和Fv的顺序为C配比>B配比>A配比>D配比,Fv/Fm的顺序为D配比>C配比>A配比>B配比;成熟期F₀的顺序为C配比>A配比>B配比>D配比,Fm和Fv的顺序为D配比>C配比>B配比>A配比,Fv/Fm的顺序为D配比>B配比>C配比>A配比。【结论】不同施肥方案比较结果显示,采用D配比（萌芽期施氮0.176 kg/株、磷0.123 kg/株、钾0.040 kg/株,花期施氮0.132 kg/株、磷0.123 kg/株、钾0 kg/株,果实膨大期施氮0.132 kg/株、磷0.123 kg/株、钾0.040 kg/株）时骏枣的最大荧光产量和PS Ⅱ 光能转换效率及PS Ⅱ 电子传递活性最高,说明在氮磷钾施用总量相同的情况下,于花期和果实膨大期追施磷钾肥能够改善骏枣的光合功能。     

Bacillus amyloliquefaciens YM6对盐胁迫条件下玉米幼苗生理及生化的影响[JZ）][ST][WT]

为了解淀粉芽孢杆菌YM6菌株（Bacillus amyloliquefaciensYM6）对盐胁迫条件下玉米幼苗生理生化的影响,采用水培法培育玉米,水培营养液中含75 mmol/L NaCl作为盐胁迫条件,接种YM6后可以显著提高玉米耐盐能力。用透射电镜观察YM6菌株对盐胁迫下玉米幼苗根尖细胞核、线粒体、胞间连丝等组织结构的变化;利用微量法测定YM6菌株对玉米幼苗内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）酶活;还测定玉米组织内过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）。结果表明：接种YM6菌株可有效缓解盐胁迫对玉米幼苗根尖亚细胞结构的损伤;与不接种对照组相比,玉米植株地上和地下组织内的H₂O₂质量分数显著降低（P<0.05）;而Pro质量分数、SOD、CAT、POD活性均显著提高 （P<0.05）。YM6菌株可通过提高玉米植株内抗氧化酶活性,降低氧化物质量分数以及提高Pro质量分数,从而缓解盐胁迫对玉米根尖细胞损伤,提高玉米对盐胁迫的耐受性。     

小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果,采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验,研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%,m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响,以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强,生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用,Cd在生物质炭上的分配系数（K_d）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附,0.1 mg·L^-1平衡浓度下K_d值提高了19.5%;生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附,在10 mg·L^-1条件下K_d值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著,但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用,油菜生物量最高提高了45.0%,也抑制了油菜对Cd的富集,油菜富集Cd的量最高降低了40.6%;CaCl₂、Mg（NO₃）₂、NH₄OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R²> 0.8）,而Mg（NO₃）₂萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明,小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性,但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。     

生物炭对豫西旱作玉米花后穗位叶光合生理特性及产量的影响

【目的】探究生物炭对旱作玉米花后穗位叶光合生理特性及产量指标的影响,为在旱作农田合理施用生物炭,延缓功能叶衰老和提高产量提供理论依据。【方法】以玉米品种郑单958为材料,在河南科技大学实验农场,设置不施用生物炭（C0）、施用生物炭20 t/hm²（C20）和40 t/hm²（C40）3个试验处理,研究生物炭对旱作玉米花后0,15,30和45 d穗位叶的叶绿素含量（SPAD）、光合特性、丙二醛（MDA）含量、抗氧化酶活性及籽粒产量和其构成要素的影响。【结果】施用生物炭可提高旱作玉米花后穗位叶SPAD、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（Gs）,降低旱作玉米花后穗位叶片胞间CO₂浓度(C_i),且C40处理效果较C20处理显著。除花后0 d外,花后15,30和45 d C20和C40处理穗位叶MDA含量均显著降低,表现为C40P<0.05）,显著降低了玉米秃尖长（P<0.05）。相关分析表明,生物炭施用量与SPAD、P_n、CAT活性呈极显著正相关(P<0.01);与T_r、G_s、POD活性、产量呈显著正相关(P<0.05);与C_i和MDA含量呈显著负相关(P<0.05)。【结论】施用生物炭能够改善旱作玉米花后穗位叶光合性能,提高穗位叶抗氧化酶活性,延缓穗位叶衰老,提高玉米产量,且以40 t/hm²的施用量增产效果最佳。     

外施γ-聚谷氨酸对辣椒生长及其镉胁迫下生理特性的影响

【目的】探究施用γ-聚谷氨酸（γ-PGA）对辣椒生长和果实产量的影响,以及其对镉（Cd）胁迫辣椒幼苗的缓解作用,为辣椒高产栽培和Cd污染防治提供理论依据。【方法】以川腾6号辣椒品种为材料,研究叶面喷施0.1 g/L γ-PGA后水培辣椒幼苗生物量和盆栽辣椒果实形态及产量的变化;在0,5和10 mg/L Cd胁迫下,分析施用0.1 g/L γ-PGA后水培辣椒幼苗生长速率、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光特性、矿质元素及镉含量的变化。【结果】喷施γ-PGA可以显著提高辣椒幼苗鲜质量,增加结果数量,使单株产量提高了15.94%。施用γ-PGA显著增加了不同质量浓度Cd胁迫处理辣椒地上部生长速率,其中10 mg/L Cd胁迫处理辣椒的生长速率提高了68.89%。10 mg/L Cd胁迫下,施用γ-PGA能显著提高辣椒幼苗的叶绿素含量,且能使之恢复到未受Cd胁迫时的水平。γ-PGA增加了Cd胁迫辣椒幼苗叶片的最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（ΦPSⅡ）、电子传递速率（ETR）、光化学淬灭（qP）,显著降低了非光化学淬灭（NPQ）,有效提高了叶片光能利用率。喷施γ-PGA可以提高Cd胁迫辣椒的SOD、POD、CAT活性,显著提高10 mg/L Cd胁迫处理辣椒植株的Fe、Mn和Zn含量,使Cd吸收降低了19.05%。【结论】叶面施用γ-PGA不仅能有效促进辣椒生长和提高产量,同时可有效缓解Cd胁迫对辣椒的伤害,Cd胁迫越严重,缓解效应越显著。     

集雨节灌种植技术对夏玉米光合特性及产量的影响

以沟灌、水平畦灌为对照,通过2年大田试验分析了在关中灌区集雨节灌种植技术对夏玉米功能叶片的光合参数、荧光参数、叶绿素含量及产量的影响。结果表明,在同期灌溉处理中,集雨节灌处理各测定时期的最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、最大光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）和叶绿素含量显著高于沟灌、畦灌。集雨节灌处理的籽粒产量在播前灌1水处理下较沟灌、畦灌和沟垄集雨种植分别提高4.9%（P<0.05）、8.5%（P<0.05）和2.2%,在开花期灌1水处理下提高6.0%（P<0.05）、8.3%（P<0.05）、1.3%;在播前和开花期均灌1水处理下提高7.0%（P<0.05）、11.2%（P<0.05）和7.2%（P<0.05）。不同灌溉时期集雨节灌处理的净光合速率（Pn）和叶片瞬时 水分利用效率（WUE）均在灌浆期显著高于畦灌,对基础荧光（Fo）和蒸腾速率（Tr）的影响不明显。除开花期灌1水处理外,其它灌水时期下的集雨节灌处理百粒重显著高于沟灌、畦灌处理。研究表明,集雨节灌可以显著提高叶片光合性能,增强PSⅡ反应中心的电子传递、光合化学效率和潜在活性,且产量显著高于传统沟灌、水平畦灌处理。     

侧柏与2种丛枝菌根真菌的共生研究

【目的】探讨侧柏[Platycladus orientalis(L.)Franco]与丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）的共生情况,为合理应用AMF进行侧柏育苗造林提供参考依据。【方法】以侧柏为试材,在盆栽试验条件下,设置不接种（CK）、接种根内根孢囊霉（Rhizophagus intraradices,Ri）和接种摩西斗管囊霉（Funneliformis mosseae,Fm）3个处理,研究了接种AMF在2周、4周和6周后对侧柏侵染、生长、养分吸收及叶绿素含量的影响。【结果】2种AMF均能够与侧柏形成共生,接种2周后形成A-型丛枝结构,菌根侵染率超过80%;Ri处理和Fm处理的菌根侵染强度、丛枝丰度由相对较低水平持续增长,接种4周后趋于稳定,分别约为20%和40%。接种2周、4周和6周后,侧柏地上、地下部分生物量变化均不显著;接种2周、4周、6周后与对照相比,Ri处理和Fm处理均显著提高侧柏磷含量,分别提高57.99%和90.14%,67.44%和121.98%,64.06%和145.51%;2种AMF均可提高侧柏叶绿素含量,其中Fm处理...     

灌浆期低温对夏玉米光合性能及产量的影响

以郑单958为供试品种,设置了6月15日(对照)、6月25日和7月5日3个播期,研究灌浆期低温对夏玉米光合性能、干物质生产转运及产量的影响,以期为华北平原夏玉米充分利用热量资源、指导生产实践和实现高产稳产提供理论依据。结果表明:6月25日和7月5日播期的夏玉米在灌浆期均遭遇不同程度的低温胁迫,且随着播期的推迟受胁迫程度随之加剧,这2个播期的玉米光合性能、干物质积累量与转运量、群体生长率均较对照呈逐渐降低趋势。3个播期的单位面积总粒数之间差异不显著,但千粒重在不同播期间差异显著,最终6月25日和7月5日播种的玉米产量较对照分别显著下降了17%和31%。因此,应该选择适宜的夏玉米播种时间,降低玉米在灌浆后期遭遇低温逆境的几率,进而保障玉米生育后期的正常灌浆,最终实现玉米抗逆高产的目标。     

生物炭对不同土壤化学性质、小麦和糜子产量的影响

以小麦和糜子为供试作物,利用室外盆栽试验,研究了不同添加量生物炭与矿质肥配施对两种不同土壤化学性质及小麦和糜子产量的影响。生物炭当季用量设5个水平：B0 (0 t/hm2)、B5 (5 t/hm2)、B10 (10 t/hm2)、B15 (15 t/hm2)和B20 (20 t/hm2),氮磷钾肥均作基肥施用。结果表明：1.与对照相比,施用生物炭可以显著增加新积土糜子季土壤pH值,其他处理随生物炭用量的增加虽有增加趋势但差异不显著;显著增加新积土土壤阳离子交换量,增幅为1.5 %—58.2 %;显著增加两种土壤有机碳含量,增幅为31.1 %—272.2 %;2.两种土壤的矿质态氮含量、新积土土壤有效磷和速效钾含量随生物炭用量的增加而显著提高,氮磷钾增幅分别为6.0 %—112.8 %、3.8 %—38.5 %和6.1 %—47.2 %;3.生物炭可显著提高塿土上作物氮吸收量,而作物磷、钾吸收量虽有增加,但差异不显著。生物炭对小麦和糜子的增产效应尚不稳定,在试验最高用量时甚至产生轻微抑制作用。总之,施用生物炭在一定程度上可以改善土壤化学性质,提高土壤有效养分含量,但生物炭对土壤和作物的影响与土壤、作物类型及土壤肥力密切相关。     

Effects of urea mixed with nitrapyrin on leaf photosynthetic and senescence characteristics of summer maize (Zea mays L.) waterlogged in the field

Waterlogging is one of the major abiotic stresses in agricultural crop production. However, the application of 2-chloro-6-(trichloromethyl) pyridine(nitrapyrin) can effectually mitigate the losses of nitrogen efficiency and grain yield of summer maize induced by waterlogging. In order to explore its role to alleviate waterlogging stress on leaf antioxidative system and photosynthetic characteristics of summer maize, a field experiment was executed to research effects of nitrapyrin application on leaf photosynthetic and senescent characteristics of waterlogged summer maize Denghai 605(DH605) and Zhengdan 958(ZD958). Experimental treatments consisted of waterlogging treatment that was applying only urea(WL), waterlogging treatment that was applying urea mixing with nitrapyrin(WL-N), and no waterlogging treatment that was only applying urea(NWL). Results showed that WL significantly decreased leaf area index(LAI), SPAD, photosynthetic rate(P_n), and protective enzyme activities, accelerated leaf aging, eventually led to a remarkable yield reduction by 38 and 42% for DH605 and ZD958, respectively, compared to NWL. However, the application of nitrapyrin was useful for relieving waterlogging damages on leaf photosynthetic ability. LAI, SPAD and P_n of WL-N for DH605 were 10, 19 and 12–24% higher, and for ZD958 were 12, 23 and 7–25% higher, compared to those of WL, respectively. Moreover, application of nitrapyrin effectually relieved waterlogging losses on antioxidative enzyme activities. Leaf superoxide dismutase(SOD), peroxidase(POD) and catalase(CAT) activities of WL-N were averagely increased by 24, 15 and 30%, respectively, while malondialdehyde(MDA) content was averagely decreased by 13%, compared to those of WL. Visibly, nitrapyrin application could improve leaf photosynthetic characteristics and retard leaf aging induced by waterlogging, thereby leading to a yield increase of waterlogged maize.     

两种AMF对巨菌草根际土壤Cd生物可利用性以及Cd积累的影响

利用盆栽巨菌草(Pennisetum sp.)实验,研究了不同土壤镉(Cd)浓度(T0:空白;T1:5 mg·kg~(-1);T2:10 mg·kg~(-1);T3:15 mg·kg~(-1))条件下,接种两种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)[摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)]后土壤中Cd的生物有效性、巨菌草生物量、巨菌草Cd积累量等的变化。结果表明:与不施加菌剂(CK)相比,接种AMF显著降低了土壤中Cd的生物可利用性,在5、10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri后可交换态Cd分别降低了18.65%、20.51%、6.53%和12.54%、16.64%、6.66%;在10、15 mg·kg~(-1)处理下,接种Fm和Ri,植物地上部分生物量分别增加了20.98%、36.94%和36.54%、43.88%,地下部分生物量增加了14.31%、21.79%和25.78%、12.83%。接种AMF显著提高了巨菌草对Cd的吸收能力,其中在5 mg·kg~(-1)处理下接种Ri,巨菌草的重金属富集系数(BCF)最高,达到0.77,由于植物地上、地下部分Cd的含量均增加,巨菌草的Cd转移系数(TF)并没有显著变化。     

3种改良剂对滨海盐碱地土壤理化性状及玉米生长的影响

为探讨不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果及其对玉米生长的影响,采用盆栽试验研究了钙制剂（GZJ）、糠醛渣（KQZ）和风化煤（FHM）对中度滨海盐碱土理化性质及对玉米株高、叶绿素和产量的影响,试验处理（用量）分别为GZJ1（15 t·hm^-2）、GZJ2（22.5 t·hm^-2）、KQZ1（30 t·hm^-2）、KQZ2（45 t·hm^-2）、FHM1（30 t·hm^-2）和FHM2（45 t·hm^-2）。结果表明,与不添加改良剂（CK）相比较,3种改良剂均能提高盐碱土阳离子交换量（CEC）,增幅为17.53%~49.45%,3种改良剂均能降低土壤容重和含盐量,两个用量的糠醛渣和较高量的风化煤均能降低土壤容重,降幅为7.80%~12.06%,降低土壤含盐量效果显著的是两个用量的风化煤和较低量的钙制剂,降幅为13.19%~19.33%;钙制剂和糠醛渣能显著提高水稳性团聚体（0.25~0.5 mm和0.5~1 mm）数量的百分比,分别提高了5.36~6.59个百分点和1.92~2.81个百分点,降低微团聚体（<0.25 mm）数量的百分比,降低了9.93~11.52个百分点。施用30 t· hm^-2糠醛渣改善盐碱地土壤理化性质的综合效果最好。糠醛渣和风化煤明显增加玉米不同时期的株高和叶绿素含量（SPAD值）,玉米成熟期株高增加了9.71%~13.09%,拔节期SPAD值提高了10.13%~16.44%。3种改良剂明显增加玉米穗粒数和单株产量,分别增加了15.97%~37.43%和25.86%~49.65%,30 t·hm^-2糠醛渣增产效果最好。研究表明,钙制剂、糠醛渣和风化煤对中度滨海盐碱地均具有改良作用,均能提高玉米穗粒数和产量,3种改良剂不同用量间的改良效果无显著差异。糠醛渣的综合改良效果优于风化煤和钙制剂,30 t·hm^-2糠醛渣综合改良效果最佳。     

基于SPAD值的水稻施氮叶值模型构建及应用效果

【目的】研究分析不同地力条件、施氮量、SPAD值衍生指标、产量之间的关系,实现简便、快速、无损地推荐水稻施氮量,构建基于SPAD值的水稻施氮叶值模型。【方法】2015年和2016年以杂交籼稻Q优6号为试验材料,设4种施氮水平(0、75、150、225 kg·hm~(-2)),探讨产量、SPAD值衍生指标与田块表观供氮量之间的关系,并对初步构建的叶值模型进行变量施氮应用效果研究。【结果】产量与抽穗期田块表观供氮量之间具有极显著的曲线关系,两年拟合度R2分别为0.5523,0.7148。在其拟合关系下2年度最高产量分别为9 264.93 kg·hm~(-2)、11 167.97 kg·hm~(-2),相差1 903.14 kg·hm~(-2),2016年产量相比2015年增加20.54%;达到最高产量的表观总吸氮量较为接近,分别为575.27 kg·hm~(-2),546.71 kg·hm~(-2),仅相差28.56 kg·hm~(-2),2016年表观总吸氮量相比2015年减少4.96%。不同年度的拔节期和抽穗期,SPAD值衍生指标中SPADL3(顶3叶SPAD值)、SPADL4(顶4叶SPAD值)、SPADmean(顶部4张叶片的平均SPAD值)、SPADL3×L4/mean(顶3叶SPAD值×顶4叶SPAD值/顶部4张叶片的平均SPAD值)与田块表观供氮量之间具有显著或极显著的线性关系。单张叶片中,SPADL3与拔节期田块表观供氮量,SPADL1与抽穗期田块表观供氮量线性拟合的系数在年份间变化均较小,分别为0.0156,0.0154;0.0172,0.0173。年份间,2016年SPADL3×L4/mean与田块表观供氮量线性拟合的系数和b值比2015年的拔节期依次增加了-28.70%,17.41%;抽穗期依次增加了-15.34%,56.11%。叶值模型施氮总量为表观总吸氮量与土壤表观供氮量之差,通过SPAD值衍生指标可以估测土壤表观供氮量,且抽穗期时SPAD值衍生指标与田块表观供氮量的线性拟合度较拔节期时的高。拔节期时,SPADL4与SPADL3×L4/mean,SPADL3与SPADmean之间估测推荐的施氮总量较为接近,且SPADL4、SPADL3×L4/mean估测的施氮量高出SPADL3、SPADmean50%左右。基于叶值模型的变量施氮效果表明,变量区产量高出对照区产量820.68kg·hm~(-2),变量区的氮素偏生产力、农学利用率和贡献率均明显高于对照区,分别高出13.74%,103.45%,104.12%。确定叶值模型的一般表达式为:Nw=Nz-[(Ys-b)/k-Ng],式中Nw表示施氮总量(kg·hm~(-2)),Nz表示水稻品种表观总吸氮量(kg·hm~(-2)),Ys表示叶片SPAD值衍生指标,Ng表示追肥之前已经施入的氮量(kg·hm~(-2)),k、b是田块表观供氮量(Nx)与叶片SPAD值衍生指标线性关系中的斜率和截距,而田块表观供氮量等于土壤表观供氮量(Nt)与人工已施氮量(Ng)之和。【结论】应用叶值模型的变量施氮减少了产量差,提高了产量以及氮素农学利用率、偏生产力和贡献率。     

玉米-大豆轮作及氮肥水平对玉米农艺性状及产量的影响

以郑单958为试验材料,采用裂区试验设计,研究吉林东部半山区玉米-大豆轮作、连作及4个氮肥水平(0 kg/hm²(F1)、90 kg/hm²(F2)、180 kg/hm²(F3)和270 kg/hm²(F4))对玉米农艺性状及产量的影响。结果表明,轮作处理在干物质积累、叶面积、叶面积指数及籽粒产量方面均优于连作处理,而对其他产量构成因素并未形成优势;F3、F4处理在株高、相对叶绿素含量(SPAD)、叶面积指数、产量构成及产量等指标均显著高于不施氮肥的F1处理(P<0.05),高水平氮素(F3、F4)投入对穗粗、百粒重和籽粒产量有一定促进作用,降低了秃尖长度,对行粒数及穗行数影响不明显(P>0.05);F3、F4处理较F1处理籽粒增产幅度达18.45%和16.52%。为此,在吉林东部半山区玉米轮作系统的氮肥施用量以180 kg/ hm²左右为最佳。     

Effect of biochar on grain yield and leaf photosynthetic physiology of soybean cultivars with different phosphorus efficiencies

This study was conducted with two soybean cultivars, Liaodou 13(L13, phosphorus(P)-efficient) and Tiefeng 3(T3, P-inefficient), to investigate the effects of biochar on soybean yield and photosynthetic physiological parameters, at four biochar application rates(0, 1, 5, and 10%, w/w), and two fertilization treatments(0 and 150 kg ha~(–1)). Grain yield, plant biomass, P accumulation, leaf net photosynthetic rate(P_n), chlorophyll index(Chl), nitrogen balance index(NBI), sucrose phosphate synthase(SPS), and sucrose synthase(SS) activities, soluble sugar, sucrose and starch contents, and leaf area duration(LAD) were measured. Biochar had positive effects on P_n, Chl, NBI, SPS, and SS activities, and leaf soluble sugar, sucrose, and starch contents of both genotypes, these effects increased with biochar application rate. L13 benefited more efficiently from biochar than T3 did, as the grain yield of L13 significantly increased by 31.0 and 51.0%, at 5 and 10% biochar, respectively, while that of T3 increased by 40.4 at 10% biochar application rate, as compared with controls. The combined application of biochar and fertilizer boosted the positive effects described, but no difference was found for grain yield in L13 among biochar application rates, while grain yield of T3 continually increased with biochar rate, among which, 1% biochar combined with 150 kg ha~(–1) fertilizer resulted in T3 yield increment of more than 23%, compared with the application of 150 kg ha~(–1) fertilizer alone. Altogether, our results indicated that the application of biochar enhanced carbon assimilation in soybean, resulting in increased biomass accumulation and yield. Differences in genotypic responses to biochar highlight the need to consider specific cultivars and biochar rate, when evaluating the potential responses of crops to biochar.     

Weakened carbon and nitrogen metabolisms under post-silking heat stress reduce the yield and dry matter accumulation in waxy maize

Post-silking high temperature is one of the abiotic factors that affects waxy maize(Zea mays L. sinensis Kulesh) growth in southern China. We conducted a pot trial in 2016–2017 to study the effects of post-silking daytime heat stress(35°C) on the activities of enzymes involved in leaf carbon and nitrogen metabolisms and leaf reactive oxygen species(ROS) and water contents. This study could improve our understanding on dry matter accumulation and translocation and grain yield production. Results indicated that decreased grain number and weight under heat stress led to yield loss, which decreased by 20.8 and 20.0% in 2016 and 2017, respectively. High temperature reduced post-silking dry matter accumulation(16.1 and 29.5% in 2016 and 2017, respectively) and promoted translocation of pre-silking photoassimilates stored in vegetative organs, especially in leaf. The lower leaf water content and chlorophyll SPAD value, and higher ROS(H_2O_2 and O_2~-·) content under heat stress conditions indicated accelerated senescent rate. The weak activities of phosphoenolpyruvate carboxylase(PEPCase), Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase(Ru BPCase), nitrate reductase(NR), and glutamine synthase(GS) indicated that leaf carbon and nitrogen metabolisms were suppressed when the plants suffered from a high temperature during grain filling. Correlation analysis results indicated that the reduced grain yield was mainly caused by the decreased leaf water content, weakened NR activity, and increased H_2O_2 content. The increased accumulation of grain weight and post-silking dry matter and the reduced translocation amount in leaf was mainly due to the increased chlorophyll SPAD value and NR activity. Reduced PEPCase and Ru BPCase activities did not affect dry matter accumulation and translocation and grain yield. In conclusion, post-silking heat stress down-regulated the leaf NR and GS activities, increased the leafwater loss rate, increased ROS generation, and induced pre-silking carbohydrate translocation. However, it reduced the post-silking direct photoassimilate deposition, ultimately, leading to grain yield loss.     

秸秆生物炭对砂姜黑土有机磷组分含量的影响

研究秸秆生物炭对砂姜黑土有机磷组分及分配的影响,对剖析土壤磷循环机制和农田磷管理有重要意义。依托砂姜黑土定位试验,分析不施肥（CK）、常规施肥（NPK）、化肥与6.0、12、36和48 t·hm^-2小麦秸秆生物炭一次性增施（BC₆、BC₁₂、BC₃₆和BC₄₈）6个处理对作物产量、土壤理化性质及有机磷组分的影响。结果表明,与NPK处理相比,增施秸秆生物炭均可保障小麦和玉米产量,并显著增加（P < 0.05）土壤有机碳、全氮和pH,提升土壤肥力和缓解土壤酸化;砂姜黑土有机磷以中等活性有机磷为主（37.4%～45.4%）,其分配比例因秸秆生物炭施用量的不同而呈现差异。BC₆、BC₁₂、BC₃₆和BC₄₈处理土壤活性有机磷含量分别为11.4、10.7、9.2和9.3 mg·kg^-1,分别较NPK处理下降8.8%、14.4%、26.4%和25.6%,差异显著（P＜0.05）,且土壤活性有机磷含量与生物炭施用量呈显著线性负相关（R² = 0.881 6,P＜0.05）。增施秸秆生物炭处理（BC₆、BC₁₂、BC₃₆和BC₄₈）土壤活性有机磷所占比例较NPK处理均显著降低（P＜0.05）,这说明增施秸秆生物炭除了可有效提升土壤肥力水平、缓解土壤酸化之外,还可有效降低土壤有机磷活性,增强有机磷稳定性,保障作物产量,其中以一次性增施36 t·hm^-2效果最好,宜在砂姜黑土区广泛应用。