水分和氮素对玉米苗期生长、根系形态及分布的影响

【目的】 东北地区春旱频发严重影响玉米出苗与苗期生长,明确水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育的影响及其耦合效应,可为东北春玉米水、氮调控措施的优化提供依据。【方法】 2016—2017连续2年设置水分、氮素两因素盆栽试验,土壤相对含水量设4个水平,分别为重度干旱（W0,30%）、适度干旱（W1,50%）、水分适宜（W2,70%）和水分过量（W3,90%）;施氮量设3个水平,分别为不施氮（N0,0）、低氮（N1,0.12 g N·kg ^-1土）和高氮（N2,0.24 g N·kg ^-1土）。【结果】 水分、氮素均显著影响玉米苗期的植株生长、根系发育、氮素吸收与利用,且两因素对植株干重、根系形态、吸氮量和氮肥利用率交互作用显著。土壤水分亏缺或过量均抑制了植株生长、干物质累积、根系发育和氮素吸收。W0处理的负面影响最为严重,其地上部干重、根系干重和植株吸氮量与W2处理相比分别降低55.5%、60.1%和47.4%,氮肥利用率下降6.4个百分点,根长和根表面积分别减少58.2%和59.5%。施氮显著促进玉米苗期植株生长与氮素吸收,降低根冠比,且不同水分条件下氮肥效应及对根系发育的影响存在明显差异。水分适宜条件下施氮促进根系生长,显著增加根长、根表面积和根体积,植株干重和吸氮量增幅最高。干旱胁迫条件下施氮抑制了根系发育,显著降低根长和根表面积,氮肥效应偏低。水分过量条件下施氮改善根系生长,但施氮效应仍低于W2处理。各水分条件下,N1处理的根长和根表面积均高于N2处理,而体积接近或更小,说明低氮增加了细根的比例。水分、氮素不仅显著影响根系形态,也导致根系空间分布出现明显差异。干旱胁迫促进根系下扎,增加深层土壤的根长分布,W0和W1处理0—12 cm土层根长比例相比W2处理分别下降11.0和8.3个百分点,而24—36 cm土层分别提高9.5和6.9个百分点。与干旱胁迫相反,水分过量趋向于增加根系在表层土壤的聚集。施氮显著促进表层土壤的根系分布,N1和N2处理0—12 cm土层根长比例相比N0处理分别增加16.3和13.7个百分点,而24—36 cm土层分别下降11.5和12.5个百分点。所有水-氮处理中,W1N1处理根系的空间分布最为均衡。【结论】 水分、氮素对玉米苗期生长和根系发育有显著的耦合效应,适宜的水、氮措施可优化根系形态与空间分布,增加植株干重和氮素吸收利用。春玉米生产中建议降低氮肥基施用量以发挥水氮耦合效应,促进根系下扎和细根增殖,提高植株耐旱性和氮肥利用率。     

生物质炭对辣椒果实品质和产量的影响

在日光温室条件下,通过研究不同用量生物质炭对辣椒产量和品质的影响,为辣椒优质高效生产提供理论依据。以精选羊角椒为对象,添加不同用量的生物质炭,在辣椒成熟期测定辣椒产量、感官品质、安全品质、营养品质及质构特性。在整个成熟期,添加少量的生物质炭可以增加产量,过量则会造成减产,减产率甚至达到33.21%。在辣椒感官品质方面,添加生物质炭后,果长会减小,果径会增大,果形指数变化不大;处理2(NPK)的单果质量最大,与处理1(ck)差异不显著,但是添加生物质炭后,与处理2(NPK)相比,单果质量会降低。在辣椒安全品质方面,添加生物质炭处理的硝酸盐和亚硝酸盐含量均高于处理2(NPK),并且硝酸盐含量显著高于处理2(NPK),甚至接近我国蔬菜硝酸盐最大允许量432 mg/kg。在辣椒营养品质方面,处理2(NPK)的可滴定酸含量显著低于其他处理,并且其可溶性糖和可溶性蛋白质含量均显著高于其他添加生物质炭的处理,各处理的维生素C含量没有显著差异。在辣椒质构特性方面,从新鲜度和贮藏期角度分析,添加生物质炭的处理不如处理1(ck)和处理2(NPK),但是,处理间的参数变化不大。综上,添加少量生物质炭可以增加辣椒产量,过量则会减产,与处理2(NPK)相比添加生物质炭对辣椒品质有不良影响,同时还增加成本,所以生物质炭并不适用于多年棚室辣椒的栽培。     

长期施肥对黑土玉米田钾素Q/I特性的影响

为了了解长期施肥对黑土玉米田土壤钾素养分动态平衡的影响,以黑土玉米田长期定位施肥试验(1984-2015年)为平台,运用振荡法研究了不同施肥对玉米田黑土钾素Q/I曲线特性、供钾容量、供钾强度和钾潜在缓冲容量的影响。结果表明,长期不同施肥处理黑土钾素的容量-强度(Q/I)曲线与典型的Q/I曲线相类似;不同施肥处理间Q/I曲线呈现出类似的形状,都是由曲线和直线两部分组成。施肥可以增加玉米田黑土中供钾容量(-ΔK_0)和供钾强度(AReK),降低玉米田黑土钾潜在缓冲容量(PBCK),氮磷钾配施高量秸秆的处理(NPK+S0. 5)黑土-ΔK_0值最高,为0. 167 9 cmol/kg,AReK值也是在NPK+S0. 5处理下最高,为1. 718 5×10~(-3)(cmol/kg)~(-1/2);然而,PBCK值最小,为97. 7(mg/kg)/(cmol/kg)1/2,施用钾肥和秸秆对增加玉米田土壤中-ΔK_0值和AReK值、降低PBCK值效果较为明显。相关性分析表明,黑土-ΔK_0值和AReK值与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾含量存在着极显著的正相关(P 0.01),而PBCK值恰好相反。总体而言,化肥配施秸秆对土壤的理化性质及-ΔK_0值、AReK值和PBCK值都有较大的影响,既可以增加土壤养分,又可以增加土壤供钾能力。因此,合理施肥有利于提高土壤钾素营养的供应能力,提高作物产量和品质。     

不同干旱胁迫程度对不同品种玉米关键生育期抗氧化特性的影响

[目的]本文旨在通过测定关键生育期不同抗旱胁迫程度下不同品种玉米抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)及丙二醛(MDA)含量等指标,阐明玉米在不同干旱胁迫程度下的生理应激响应,为玉米抗旱稳产提供理论基础.[方法]以'金庆707'嫩单19'及'富单16'3个不同耐旱能力的玉米品种为试验材料,通过设置抗旱棚微区试验,于玉米拔节期、...     

溶磷菌剂发酵工艺条件的优化及其促生效果

以高效玉米根际溶磷菌Bucillus aryabhattai XF1和Bucillus megaterium XS2为功能菌种,采用单因素试验和正交试验优化溶磷微生物菌剂(XSF)的发酵工艺条件;采用实时荧光定量PCR的方法检测了菌剂中的功能菌株在根际土壤中的定殖,并进行田间试验验证其对玉米的促生作用。结果表明:采用单因素试验和正交试验,溶磷微生物菌剂的最佳固体发酵基质为玉米粉10%,豆粕5%,秸秆粉85%;最佳固体发酵工艺为培养温度30℃,初始含水量55%,初始发酵pH 7;最佳接种量为107cfu/g。最佳发酵工艺条件下培养4 d活菌数最多,达2. 56×1010cfu/g。XSF菌剂的功能菌株能在根际土壤中定殖,并对玉米根系发育有明显的促生作用;在正常施肥基础上,减施35%的化学磷肥,以溶磷微生物菌剂替代部分化学磷肥,通过拌种施用能够显著提高玉米的株高和茎粗等生物学性状,产量与常规施肥处理相比水平相当。开发和应用以溶磷菌为功能菌种的生物缓释磷肥,是部分替代化学磷肥的较为理想的选择,生物缓释磷肥是"环境友好型"微生物肥料。     

局部供氮对干旱胁迫下玉米苗期生长发育和水氮利用的影响

【目的】春旱频繁和过度施氮不利于春玉米苗期生长发育,并对后期生长和产量造成负面影响。研究干旱胁迫下局部供氮对玉米苗期生长、根系形态和水氮利用的影响,以期为促进玉米苗期根系发育、实现水氮高效利用和高产稳产提供技术依据。【方法】2021和2022年设置玉米水、氮两因素分根盆栽试验,设计5种供氮方式：不施氮（两侧均不施氮,N0/N0）、均匀低氮（两侧均低氮,LN/LN）、局部低氮（A侧低氮而B侧不施氮,LN/N0）、均匀高氮（两侧均高氮,HN/HN）和局部高氮（A侧高氮而B侧不施氮,HN/N0）,供氮一侧LN和HN的施氮量分别为每kg干土中施氮0.12和0.24g;水分管理于三叶期开始并持续3周,设计3个土壤水分状况：重度干旱（35%田间持水量,W0）、适度干旱（55%田间持水量,W1）和正常水分（75%田间持水量,W2）。水分管理结束后测定植株生长性状、干重、根长、氮素吸收量、耗水量、水氮利用效率等指标。【结果】干旱胁迫显著抑制玉米苗期的植株生长、干物质累积和氮素吸收,但提高根冠比。相比W2,W0导致总根长平均降低48.0%,而W1对根长影响较小。干旱胁迫降低玉米的氮素回收利用率,W0和W...     

尿素硝酸铵溶液在不同土壤类型上的氨挥发特性

采用室内培养的方法,对尿素硝酸铵溶液(UAN)在不同土壤类型上的氨挥发特性进行研究。在本研究中,尿素及尿素硝酸铵溶液的氨挥发特性均同时受土壤类型及土壤水分状况影响。实验结果表明,土壤相同水分的条件下,尿素硝酸铵溶液在黑钙土、黑土、白浆土中的氨挥发速率和氨挥发累积量均低于等氮量的尿素,氨挥发累积量分别降低24.7%、38.2%、26.3%。在黑土和黑钙土中尿素硝酸铵溶液的氨挥发损失情况表现为低含水量高于高含水量,氨挥发累积量分别高42.5%和29.7%,但在白浆土中,两种含水量的氨挥发累积量无明显差异;尿素硝酸铵溶液在三种不同土壤类型中的氨挥发速率及氨挥发累积量表现为:黑钙土黑土白浆土。与尿素相比,尿素硝酸铵溶液在三种土壤类型上的氨挥发损失均相对较低,尤其在黑土及白浆土中表现更为显著。     

兼具抗病促生活性的溶磷聚磷菌XF1的分离、鉴定与特性分析

磷矿资源日渐枯竭和土壤无效磷素的活化是资源学和肥料学急需解决的重要问题。为了活化土壤磷库资源,解决磷肥大量使用所产生的面源污染问题,采用鉴别培养基从玉米根际土壤中筛选具有防病促生活性的溶磷聚磷菌;采用正交试验,从碳源、氮源及p H 3个方面对溶磷培养条件进行优化。理化和分子鉴定结果显示,分离获得的溶磷菌为Bucillus aryabhattai,命名为XF1;正交试验优化溶磷最佳条件是葡萄糖为碳源,硫酸铵为氮源,p H 5条件下溶磷量最高,达到891.6 mg/L;菌株XF1对Ca_3(PO_4)_2、Al3(PO_4)_2、FePO_4和磷矿粉均有溶解能力;镜检证明菌株XF1内含有poly-P,聚磷率达到21.93%;菌株XF1可产铁载体,抑制人参根腐、返魂草黑斑、禾谷镰孢、串珠镰孢生长;可产吲哚乙酸(IAA),在含色氨酸的培养液中,IAA的浓度达到86.31 mg/L;包裹菌株XF1的玉米种子生长平均株高2.67 cm,平均根长6.5 cm,平均须根数13个,均高于对照。菌株XF1具有较好的溶磷聚磷能力,兼具抗病促生活性,在微生物肥料的开发方面有潜在应用价值。     

菹草内生硫氧化细菌的分离鉴定及对鸡粪中硫化氢的减释作用

鸡粪中的含硫有机物在微生物作用下会释放出大量的硫化氢气体,危害畜禽的健康及污染环境。试验以减少鸡粪中硫化氢释放量为目的,从菹草内分离得到1株具有异养硫氧化作用的细菌,命名为JS3。16S rRNA序列分析表明菌株JS3与杀鲑气单胞菌的亲源关系最近。以硫代硫酸钠为唯一硫源时菌株JS3的硫氧化特征:碳源优先利用顺序为葡萄糖柠檬酸钠乙酸钠;氮源优先利用顺序为硝酸钠氯化铵;菌株JS3氧化硫的最佳碳氮比为15∶1,此时77.82%的硫代硫酸根被转化为硫酸根;pH从4.05增加到10.05,菌株的氧化硫能力先增强后下降,当pH为9.05时,硫酸根的积累量最高,可达到4.33 g/L;当氯化钠添加量达到4.0%时对菌株JS3才产生明显影响,说明株菌具有一定的耐盐性;最佳硫代硫酸根初始浓度为2 810 mg/L,此时83.22%的硫代硫酸根被转化为硫酸根;250 mL三角瓶中装液量为75 mL时,菌株JS3是硫氧化能力最强。在硫化氢减释模拟试验中,与对照相比,菌株JS3可降低84.53%的硫化氢释放量。     

耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响

为揭示不同耕作方式对黑钙土主要肥力特征及玉米产量的影响,田间试验设置了旋耕(RT)、深松(ST)、免耕(NT)、深翻(DP)和深翻秸秆还田(DPS)等5种耕作方式,分析了玉米不同生长时期0～60 cm土层土壤容重、水稳性团聚体等物理指标,氮、钾、有机质等化学指标及玉米产量。结果表明,与RT处理相比,NT和ST处理土壤容重平均增加4.7%和3.8%,DP和DPS处理分别降低3.4%和2.6%;NT处理的田间持水量比RT降低2.7%,ST与RT相近,而DP和DPS处理分别比RT增加8.6%和7.0%,二者都显著高于RT(P0.05);土壤大团粒结构(0.25 mm)含量表现为苗期DP处理最高,抽雄期DPS最高、DP次之,整体来看,平均含量以DPS最高;除抽雄期NT含量较高外,DPS和DP是有机质含量整体较高的处理,说明翻耕的过程有利于土壤有机质含量的提升;从土壤全氮的比较来看,不同处理下差别不大,但碱解氮含量以RT最高,其他处理降低了6.8%～12.9%;与RT处理相比,ST和DPS处理玉米产量降低了7.4%和3.3%,NT、DP分别增加2.3%和7.8%。综合来看,虽然NT处理有一定的提升土壤结构和有机质的潜力,但改变效果不大,DP和DPS处理具有较好的土壤肥力特征,其中DP是兼具土壤肥力和增产效果的耕作方式。