水氮对冬小麦花后籽粒淀粉含量及产量的影响

为进一步探索水分和氮肥对小麦淀粉含量和产量的影响,以冬小麦品种矮抗58为材料,在小麦全生育期不灌水(W0)和拔节期灌水(W1)两种水分条件下,分析了不同施氮处理间(0、180、240和300kg·hm 2,分别用N0、N1、N2、N3表示)冬小麦花后籽粒淀粉含量和产量的差异.结果表明,N2处理获得较高小麦籽粒产量、支链淀粉和总淀粉含量及较低直/支比,不施氮或施氮过多均不利高产和籽粒淀粉积累.与W0相比,W1处理有利于小麦籽粒产量提高及支链淀粉和总淀粉积累.水、氮互作对小麦籽粒产量和淀粉含量影响明显.在8个处理中,以W1N2处理对提高小麦籽粒产量和改善籽粒淀粉品质有利,为比较理想的水氮运筹方式.     

生物炭和黄腐酸对滨海滩涂盐碱地土壤性质的提升

为探讨生物炭和黄腐酸对滨海滩涂围垦盐碱地的改良作用,采用田间玉米种植试验法,设置生物炭使用量7.5 t/hm2(BC1)、30 t/hm2(BC2)和黄腐酸用量1.5 t/hm2(FA)及其组合,共6种处理:CK、BC1、BC2、FA、BC1+FA、BC2+FA,研究材料施加对土壤重要盐碱状况表征指标的影响。结果表明,BC2处理降低土壤容重,但低用量BC1处理下土壤容重没有降低,研究区土壤呈逐渐自然板结退化状态;随着生物炭施用量的增加,土壤持水能力呈减小的趋势。生物炭和黄腐酸施用明显提高土壤有机质含量,BC2+FA最高,达到6.31 g/kg;各处理中,周期性脱盐和返盐现象在各处理间的土壤表层呈现一致规律,但BC1+FA和BC2+FA处理的盐分累积明显低于其他处理。结果表明适量生物炭和黄腐酸施用可提高土壤肥力,改善土壤结构,抑制盐分累积,有利于滩涂围垦土地的快速耕地化利用,生物炭使用量为30 t/hm2并黄腐酸用量1.5 t/hm2处理效果最好。     

增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展

磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。     

高低应答CO2水稻品种苗期根系对高C环境的响应

本文利用水培试验和琼脂板培养试验研究了高CO₂条件下产量响应存在显著差异的两个水稻品种：II优084(高响应)和武运粳23(低响应),在幼苗期根系形态对高C的响应差异。水培试验结果表明,在幼苗时期,高应答品种II优084在低氮条件下地上部生物量在高CO₂下增加28.5%,根系干物质量对高CO₂响应显著,增幅为28.5%,而其不定根数目没有显著增加,对干物质量响应贡献较大的为总根长。II优084的总根长在高CO₂下增幅为26.3%,不同根粗的根长均有高响应。低应答品种武运粳23低氮下地上部和根系响应不显著,而在正常氮和高氮下则不同。正常氮条件下,地上部对高CO₂响应不显著,而根系生物量在高CO₂下显著增加76.0%,不定根数目增加25.8%,同时总根长增加45.0%,不同根粗的根长均有高响应,II优084则没有显著响应。在高氮条件下,武运粳23地上部生物量在高CO₂下增加35.5%,根系生物量增加80.3%,不定根数目增加38.5%,根系平均直径增加16.7%,总根长无响应,而II优084生物量在高氮下无显著差异。同时,武运粳23在正常氮和高氮下的根系表面积和体积对高CO₂响应也较II优084显著。琼脂板培养试验的结果与水培结果一致,武运粳23根系形态对高浓度蔗糖的响应普遍高于II优084。试验结果说明品种对高C环境的响应特征不随培养条件的变化而变化。与植株生长后期不同,在幼苗期正常氮条件下低应答品种武运粳23的根系生物量和各形态指标对高C的响应明显高于II优084,说明水稻苗期生长响应参数与后期产量响应参数不一定一致,可能是由于苗期生长高响应的品种在营养生长期旺长,反而不利于后期生殖生长,从而导致后期产量的低响应。     

土壤肥力质量与施氮量对小麦氮肥利用效率的综合定量关系研究

耕地土壤肥力及施氮量对于小麦产量和氮肥利用率均具有重要影响,但它们综合影响的定量关系及相对贡献率并不清楚。在太湖流域常熟市研究区,通过设置不同土壤肥力与施氮量的小麦田间试验,研究施氮量、土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响,并利用多元回归方法拟合他们之间的定量关系方程,分析揭示施氮量与土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率综合影响的相对贡献率。结果表明,提升施氮量和土壤肥力综合质量指数,有利于增加小麦产量,但不利于小麦氮肥利用率提升;土壤肥力综合质量指数对小麦产量和氮肥利用率的影响大于施氮量,两者对产量和氮肥利用率的相对贡献率比值分别为1.09∶1和1.32∶1。表明通过提升土壤综合肥力、削减氮肥施用量,达到粮食与生态双重安全目标,培育和提升耕地土壤质量显得更为基本和重要。     

氮肥运筹对潮土冬小麦/夏玉米产量及氮肥利用率的影响

为探究适宜于黄淮潮土区的合理氮肥运筹方式,为中国化肥施用量零增长目标提供理论依据和技术支撑,在黄淮潮土农田定位试验地研究了氮肥运筹对冬小麦/夏玉米产量、氮肥利用率及经济效益的影响。试验设置4种氮肥运筹方式:基施控失尿素(T1)、基施普通尿素+追施普通尿素(T2)、基施控失尿素+追施普通尿素(T3)和基施普通尿素+追施控失尿素(T4),各氮肥运筹方式均包含0、80、160和240 kg·hm~(-2)(以N计,下同)4个施氮水平。结果表明,随施氮量增加,平均单季籽粒产量、周年产值及周年纯效益均表现为先增加后降低趋势,而氮肥利用效率则表现为逐渐降低趋势,其中以160 kg·hm~(-2)时效果较优。T1处理小麦季籽粒产量、周年产量、周年产值及周年纯经济效益均显著高于其他3个处理。效益分析表明,虽然T1处理在等氮条件下氮肥投入成本相对较高,但其较其他氮肥运筹减少了追肥人工成本,加之该处理产量相对较高,最终该处理纯效益相对较高。结合施氮量与产量曲线方程,在160～173 kg·hm~(-2)施用范围内一次性基施控失尿素符合当前研究地区农村劳动力缺乏的实际情况,且能保证产量收益。     

长江三角洲农田地下水反硝化对硝酸盐的去除作用

长江三角洲(简称"长三角")农田氮素投入量高,但是否像其他高氮投入农田一样在土壤剖面累积了大量硝酸盐尚不清楚。通过连续两年的野外观测结合室内培养实验,发现长三角地区3种不同类型的高氮投入农田1～4 m地下水硝态氮(NO_3~--N)剖面分布特征存在明显差异,水稻田地下水NO_3~--N浓度始终很低(1mg·L~(-1)),不同深度之间无差异。蔬菜地和葡萄园1 m处地下水NO_3~--N年平均浓度分别为5.6和17.5 mg·L~(-1),但是地下水NO_3~--N浓度随着深度增加急剧下降,至4m处,NO_3~--N浓度降至小于1 mg·L~(-1),与水稻田无差异。蔬菜地和葡萄园地下水高浓度NO_3~--N仅出现在施肥期间,非施肥期地下水NO_3~--N浓度较低,这表明长三角农田不存在明显的NO_3~--N累积。原状土柱培养实验结果表明,0～4 m土壤均存在较强的反硝化活性。通过对地下水中反硝化产物N2及N2O的直接定量测定,发现反硝化对地下水NO_3~--N的去除效率随着深度而增加,至4m处,反硝化对地下水NO_3~--N的去除效率分别为86%(水稻田)、93%(蔬菜地)和89%(葡萄园)。这表明反硝化能有效去除地下水NO_3~--N,是长三角地区农田土壤剖面未产生NO_3~--N累积的重要原因。反硝化产生的溶解性气态氮主要通过地下水流入临近水域,对于蔬菜地和葡萄园而言,溶解性气态氮流失量与NO_3~--N淋溶损失量相当,是一个重要的氮素去向,值得关注。     

不同来源腐殖质的化学组成与结构特征研究

分析了木本泥炭与水稻土和黑土两种土壤、混合物料发酵肥和鸡粪发酵肥两种有机肥共5种样品在腐殖质含量、表面特征、元素组成和官能团结构等方面的差异,以研究木本泥炭对提升土壤有机质(SOM)和改良土壤的潜在作用。结果表明,木本泥炭腐殖质含量最高,可达862.7 g·kg-1,但其腐殖质富里酸(FA)、胡敏酸(HA)和胡敏素(Hu)组分的相对比例与2种有机肥和2种土壤的腐殖质组分存在显著差异,其腐殖质以HA为主,腐殖化程度更高,颗粒更为细小致密。木本泥炭碳含量较高,但氮含量相对较低,导致其腐殖质碳/氮(C/N)比可达100以上,远大于有机肥和土壤。同时,木本泥炭腐殖质缩合度、芳香化度和聚亚甲基化程度更高,分子结构更复杂,难以被微生物分解。然而,木本泥炭腐殖质FA和HA组分仍具有较高的氧化度和羧基含量,表明其含氧官能团还未充分降解。本研究揭示,木本泥炭对提升SOM具有较大的潜力,但在实际施用过程中,应当调节其腐殖质组分至适宜比例,适度降低其颗粒大小和聚亚甲基链,同时添加生物激发剂和保持秸秆还田,以激发微生物快速转化,平衡木本泥炭的分解。     

红壤性水稻土不同粒级团聚体有机碳矿化及其温度敏感性

采用室内培养方法,研究不同温度(15℃、25℃和35℃)条件下红壤性水稻土不同粒级团聚体(2 mm、1～2 mm、 0.25～1 mm、0.053～0.25 mm和0.053 mm)中有机碳矿化特征,分析团聚体有机碳矿化对全土有机碳矿化的贡献并探讨团聚体有机碳矿化的温度敏感性。结果表明:0.25 mm大团聚体较0.25 mm微团聚体含有更多的有机碳和全氮,碳氮比随团聚体粒级减小而降低。全土和各粒级团聚体有机碳矿化速率在培养的前7d快速下降,之后缓慢降低并在培养后期趋于稳定。25℃和35℃培养时,有机碳累积矿化量在1 mm团聚体中最高,在0.053～0.25 mm团聚体中最低,且有机碳累积矿化量与有机碳和全氮含量显著或极显著正相关。2 mm和0.25～1 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大,贡献率分别为34.6%和28.8%。培养温度的升高显著提高了全土和团聚体的有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率。不同粒级团聚体有机碳矿化的温度敏感性系数为1.38～2.00,与有机碳、全氮和碳氮比均极显著正相关。综上所述,0.25 mm大团聚体在红壤性水稻土有机碳矿化中发挥主导作用,升温促进了不同粒级团聚体有机碳的矿化,团聚体有机碳矿化的温度敏感性与有机质的数量和质量密切相关。     

腐殖酸对低浓度百菌清的缓释增效作用

【目的】 明确腐殖酸对低浓度（5 mg·L ^-1）百菌清（chlorothalonil）的缓释增效作用,为减少农药使用量、延长农药药效提供新的科学思路,为选择新的农药增效剂提供理论依据。【方法】 将腐殖酸（50 mg·L ^-1）添加至低浓度百菌清中,进行尖镰孢（Fusarium oxysporum）的体外平板及液体培养,通过菌丝体生长试验及血球计数板、等温微量热技术,测定相应的抑菌率（inhibition rate,IR）、孢子体数量以及生长代谢过程中的热量排放。【结果】 将对照抑菌率设定为0,腐殖酸-百菌清复配处理较百菌清处理的IR显著提高了10.29%（P<0.05）,相对增效达到25.33%。液体摇菌培养过程中,摇菌培养的第3天,百菌清处理与腐殖酸-百菌清复配处理的孢子数无显著差异;摇菌培养第7天,百菌清处理的孢子数极显著低于其他处理（P<0.01）;摇菌培养的第14天,腐殖酸-百菌清复配处理的孢子数显著低于其他处理（P<0.05）,而百菌清处理与对照之间无显著差异,表明腐殖酸延长了低浓度百菌清对尖镰孢孢子数增加的抑制效应。各处理的热功率-时间曲线图显示,腐殖酸-百菌清复配处理热量排放曲线在监测的72 h内未检测到热排放峰;而单独添加百菌清的处理在试验的后期重新出现热排放峰;单独添加腐殖酸处理的热排放曲线与对照曲线接近。对热功率-时间曲线相关参数进一步分析,结果显示百菌清处理的P_max（最大热功率）显著低于对照和腐殖酸处理（P<0.05）,而T_max（最大热功率时间）显著高于对照和腐殖酸处理（P<0.05）;腐殖酸-百菌清复配处理的P_max、Q（整体发热量）、k（生长速率常数）均显著低于其他处理（P<0.05）,表明该处理病原菌的生长代谢活性显著低于其他处理,即病原菌生长代谢受到抑制的程度最大;腐殖酸处理与对照曲线各参数之间无显著差异,表明病原菌的生长代谢活性没有受到抑制,同时说明腐殖酸-百菌清复配处理中生长代谢受到的抑制作用与腐殖酸本身无关。【结论】 添加腐殖酸可以显著提高低浓度百菌清对尖镰孢菌丝体生长、孢子体数量增加以及生长代谢过程中能量排放的抑制能力。将腐殖酸作为低浓度百菌清的农药增效剂,是降低百菌清用量及延长百菌清药效的有效措施。