不同磷形态对两种磷效率小麦根系指标与根际特征差异的影响

磷高效基因型小麦的筛选,对于高效合理地利用生物有效性低的土壤磷源有着极其重要的意义.本文以典型的磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象,采用石英砂砾培养的方式种植40d,通过测定小麦的生物量、含磷量、根系形态、根系酸化能力和酸性磷酸酶活性,探索了两种磷效率小麦根系形态和生理特征对两种不同无机磷源磷酸铁(FePO4)和有机磷源植酸钠(Na-Phytate)的响应.结果表明:施用FePO4时,与京411相比磷高效型小麦小偃54表现出根长显著伸长、pH值显著降低和根系吸收质子显著减少的适应性反应,根系生物量和根冠比显著低于京411,小偃54的根系生物量仅为京411的83％,并且在此施肥条件下,两种小麦的地上生物量低于无磷处理.小偃54的磷高效性在施用Na-Phytate时可以得到体现.施用Na-Phytate会导致小偃54的根长伸长、根尖数增加与单位根鲜重酸性磷酸酶的分泌量增加.两种小麦苗龄为40d时对Na-Phytate的利用效率显著高于FePO4,其表现为小偃54在Na-Phytate处理下的地上生物量和含磷量为FePO4处理的148％和336％,京411的地上生物量和含磷量为FePO4处理的146％和391％.FePO4与Na-Phytate混施时两种小麦的生物量和含磷量并未比单施Na-Phytate高,由上述结果可知两种小麦对介质中不同磷源的利用机制不同.     

两种磷效率小麦在不同土壤上根际特征的差异

以磷高效型小麦小偃54和磷低效型小麦京411为研究对象设计三室根箱试验,通过测定生物量、吸磷量、pH和酸性磷酸酶,对比两种小麦在不同磷水平(P0 mg/kg土、100 mg/kg土)及两种不同土壤上(石灰性黑垆土、酸性红壤)根际特征的差异。试验结果表明,黑垆土上,增施磷肥使小偃54的总生物量增加了14.99%,京411增加了26.53%,总吸磷量二者分别增加了99.29%和83.70%;红壤的速效磷含量高,施肥仅提高了磷低效型小麦京411的生物量。黑垆土上磷胁迫并未造成小偃54与京411各部分生物量和吸磷量的显著性差异,但小偃54的根际pH降低值和酸性磷酸酶的活性却已显著高于京411;P0处理时,红壤上小偃54的地上部和总生物量显著高于京411,虽然红壤的速效磷含量高于黑垆土,但在P0处理时两种小麦在两种土壤上的生物量和吸磷量并无显著性差异。就根际分泌物而言,石灰性黑垆土上,小偃54的根系在低磷胁迫下通过降低pH和分泌酸性磷酸酶来活化土壤中难溶态的磷,而在红壤上小偃54的pH和酸性磷酸酶的活性保持稳定。酸性红壤中两种小麦酸性磷酸酶活性显著高于石灰性黑垆土。由此可见,两种磷效率小麦在两种不同性质土壤上活化机理存在差异。     

黑垆土和红壤上两种磷效率小麦根际特征差异

以磷高效型小麦洛夫林和磷低效型小麦中国春为试材设计三室根箱试验,通过测定两品种小麦生物量、吸磷量、pH值和酸性磷酸酶活性,对比它们在两种磷水平(P 0 mg/kg、P 100 mg/kg)及两种土壤(石灰性黑垆土、酸性红壤)上的根际特征差异。结果表明,黑垆土上增施磷肥,洛夫林和中国春的总生物量分别增加了30.14%和17.75%,总吸磷量分别增加了139.24%和71.72%;红壤上增施磷肥,两小麦总生物量并没有显著增加。根际pH方面,黑垆土上,不施磷条件下,洛夫林和中国春的根际pH值分别降低0.30和0.12个单位,但在红壤上两小麦根际pH值变化不大。酸性磷酸酶方面,PO条件下,黑垆土上两小麦根际酸性磷酸酶活性差异不显著,但红壤上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春。P100条件下,黑垆土上洛夫林酸性磷酸酶活性显著高于中国春,而红壤上两小麦酸性磷酸酶活性差异不大。试验结果表明,在黑垆土和红壤上,两种磷效率小麦根际特征存在差异。     

三种粉锈宁络合物防治小麦锈病研究

三种粉锈宁络合物,即保丰宁、植保宁和粉锈铜对小麦锈病防病保产效果显著,用药量低、持效期长,使用安全,而且在田间试验与粉锈宁用药量相同的情况下,其效果接近。据室内测定,植保宁具有较强的内吸传导性能,但基本上是向上传导;具有较强的治疗和铲除作用,但对夏孢子萌发的影响很弱。据田间试验,用药量与品种感病性关系密切,随着小麦品种感病性提高,用药量应适当增加,才能控制锈病为害;施药次数主要取决于施药时小麦所处的生育期,施药1次的适期在病叶率5％—10％时、小麦处于旗叶伸长至抽穗期。     

26年来东北黑土区土壤养分演变特征

【目的】东北黑土区土壤肥沃,是中国重要的粮食主产区之一。对东北黑土区20世纪80年代以来国家级耕地质量长期监测数据进行整理和分析,以明确中国东北黑土区农业生产实践中土壤养分状况和肥力水平,为农田土壤培肥提供科学指导依据。【方法】利用时间趋势分析法探讨17个国家级黑土耕地质量长期监测点26年来土壤养分随时间的变化趋势,分别总结土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量在监测初期（1988-1997年）、监测中期（1998-2003年）和监测后期（2004-2013年）的变化规律及其总体变化趋势;在分析土壤全氮和有机碳含量变化特征以及碳氮比（C/N）演变规律的基础上,进一步分析碳和氮之间的养分平衡关系;运用主成分分析方法分析不同监测时期上述5大肥力指标对黑土区土壤综合肥力的影响,得出该区综合肥力主要贡献因子,并分别计算3个不同监测时期黑土区土壤综合肥力属性得分。【结果】黑土区农田土壤经过10-26年的演变,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势。与监测初期相比,监测后期土壤养分含量均显著提高（P＜0.05）,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾分别提高了33.9%、43.9%、27.6%、90.3%和11.8%,有效磷提升效果最为显著。进一步分析土壤有效磷含量发现,监测后期71.4%的监测点土壤有效磷含量维持在15.0-50.0 mg·kg^-1,既能满足作物生长需求,又不至于引发地下水环境污染,而28.6%的监测点土壤有效磷含量已超过50.0 mg·kg^-1的环境阈值,应及时控制磷素的输入。分析主要肥力因素有机碳和全氮之间的关系表明,黑土区土壤C/N略有下降趋势,从1988年的10.3降至2013年的9.6,下降了6.8%。黑土区5个肥力指标得分系数由大到小的顺序为：SOM＞TN＞AN＞AP＞AK,说明黑土区土壤有机质和全氮是影响土壤综合肥力的关键因素;监测初期和监测中期土壤综合肥力属性得分平均值分别为-1.099和-0.541,而监测后期土壤综合肥力属性的得分增加到了0.5888,监测后期土壤综合肥力得到显著提升。【结论】在农民常规施肥条件下,经过10-26年的长期耕作,黑土区土壤肥力在监测后期得到显著改善,但28.6%的监测点应注意控制磷肥用量,以免引起水体污染;而监测区黑土C/N呈逐年下降趋势,应该加大有机物料的投入,以维持土壤碳氮的养分平衡。     

山西省忻府区土壤养分特征

为提高山西忻府区测土配方施肥质量,2006-2010年对该区7582个土壤样品进行分析,研究该区测土配方施肥实施以来土壤养分状况及其影响因素。结果表明,测土配方施肥工作开展以来,土壤肥力比二次土壤普查时明显提高,但速效磷含量自2008年逐步降低,由2008年的23.99 mg/kg降到2010年的12.53 mg/kg;2006年以后,有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾高含量土壤的比例均明显增加,但2010年土壤碱解氮和速效钾高含量土壤比例有所降低;潮土区有机质(14.45 g/kg)和速效磷含量(17.83 mg/kg)显著高于褐土区（14.15 g/kg和14.88 mg/kg）,但速效钾含量(136.59 mg/kg)显著低于褐土(141.35 mg/kg);高海拔地区土壤肥力呈现出明显的逐年降低趋势;土壤类型、海拔等自然因素对忻府区土壤养分状况有显著影响,应综合考虑这些因素的影响,调整推荐施肥方案。在秸秆还田基础上,对低肥力土壤,特别是高海拔地区土壤,进行具有针对性的增施氮、磷、钾肥的措施,培肥地力。     

长期不同施肥红壤磷素变化及其对产量的影响

目的 定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。方法 利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台（1991—2016年）,比较长期不施磷肥（CK、N、NK）、施用化学磷肥（PK、NP、NPK）、化肥配合秸秆还田（NPKS）和化肥配施有机肥及有机肥（1.5NPKM、NPKM、M）土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。结果 长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数（PAC）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的PAC高于化肥配合秸秆还田（NPKS）和施用化学磷肥（PK、NP、NPK）。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg ^-1,全磷上升0.02—0.06 g·kg ^-1。土壤每累积亏缺磷100 kg P·hm ^-2,不施磷肥处理（CK、N、NK）土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg ^-1。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田（NPKS）以及施用化学磷肥（PK、NP、NPK）,显著高于不施磷肥（CK、NK、N）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型（线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程）均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系（P＜0.01）。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg ^-1。 结论 在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

潮土区29年来土壤肥力和作物产量演变特征

【目的】 潮土是我国重要的农业土壤,是小麦和玉米的主产区。本研究对29年来全国潮土长期定位试验监测的数据进行了分析,明确了潮土区土壤养分状况、肥力水平以及产量变化特征,为潮土区的养分管理和合理施肥提供科学依据。 【方法】 基于分布在我国12个省、市、自治区的51个潮土肥力长期监测基地,整理分析了潮土29年来5个肥力指标 (有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH) 以及作物产量随监测年限的变化。监测期10～29年,监测区种植的作物主要为小麦和玉米,种植方式包括小麦?玉米、冬小麦?夏玉米、春小麦?夏玉米轮作。本研究将监测时间分为监测初期 (1988—1997年)、监测中期 (1998—2003年) 和监测后期 (2004—2016年) 三个阶段,并进行了三个监测时期各肥力指标和产量平均值的比较,运用主成分分析法分析了土壤综合肥力的主要贡献因子。 【结果】 潮土有机质、全氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势,而pH呈下降趋势。土壤有机质和全氮从监测初期到监测中期分别显著提升了47.1%、37.8%,中期到后期提升未达到显著水平;土壤有效磷从监测初期到监测后期逐步提升226%,监测初期与后期差异显著;土壤速效钾从监测初期到中期略有下降,监测中期到后期显著提升了30.4%;土壤pH呈下降趋势,尤其从监测中期的8.14到监测后期的7.78;潮土区常规施肥下小麦和玉米产量的变化随时间呈现出明显上升的趋势,监测中期小麦的平均产量比监测初期显著增加了87.6%,监测中期与后期产量差异不显著;玉米的平均产量从监测初期到监测中期显著提升了111%。主成分分析结果表明,潮土区土壤全氮和有机质是潮土综合肥力的主要影响因素。 【结论】 经过10～29年的常规施肥,潮土区土壤的单一肥力、综合肥力以及作物产量先后都得到了显著提高,虽然pH有明显降低。土壤综合肥力和作物产量的变化主要取决于土壤全氮和有机质含量,因此,施肥过程中要适当控制氮肥的比例和用量。