长期定位施不同氮源有机肥替代部分含氮化肥对陇东旱塬冬小麦产量和水分利用效率的影响

在陇东黄土旱塬覆盖黑垆土大田,利用陇鉴301进行了连续10年的定位试验,观测长期施用不同氮源有机肥(发酵有机肥、农家肥)或小麦秸秆还田各处理对冬小麦产量相关性状和水分利用效率的影响。结果显示,小麦产量和水分利用效率年际间变化较大,与降雨量有直接关系;不同有机氮源替代部分含氮化肥处理对提高冬小麦产量和水分利用效率具有明显作用。在干旱、平水和丰水年型,较不施肥对照分别增产53.1%~103.7%、40.3%~79.3%和73.1%~94.8%,较单施化肥对照分别增产6.6%~41.8%、7.0%~36.8%和-2.9%~9.3%。以发酵有机肥做替代物处理的产量和水分利用效率最高,增产幅度最大,10年平均产量较不施肥和单施化肥对照分别增加88.9%和25.4%,水分利用效率和边际水分利用率也最高,分别为10.8 kg mm~(-1) hm~(-2)和1.03 kg m~(-3);并且产量构成因素和植株生理指标也优于其他处理。因此,发酵有机肥是陇东半湿润偏旱雨养农业区(年降水量约550 mm)冬小麦生产上替代部分含氮化肥的首选有机氮源。     

Potassium fertilization improves apple fruit (Malus domestica Borkh. Cv. Fuji) development by regulating trehalose metabolism

Potassium (K) fertilization and antioxidant enzymes both positively influence plant growth and development. However, it is not known whether K treatment improves fruit development via increasing soluble sugar. In this study, K-treated apple (Malus domestica Borkh.) fruit was harvested from 60 to 150 days after full bloom and was analyzed for ROS production and trehalose metabolism. The results show that K fertilization improved fruit firmness, increased growth according to several parameters, increased soluble sugar content, and decreased ROS production. The ascorbate metabolic pathway more effectively reduced ROS production than catalase and peroxidase (POD) did under K treatment. Trehalose-treated fruit also showed higher activity of ascorbate-related enzymes (DHAR, GR, and APX) compared with non-treated fruit. The changes of antioxidant enzyme activity in trehalose-treated fruit corresponded to those in K-treated fruit. Moreover, trehalase (TREH) activity in fruit was notably reduced by K treatment. This demonstrates that K influences ROS production via regulating trehalose content and TREH activity in fruit. This study provides new insight into the K mechanism which improves fruit development, including fruit firmness and size.     

施氮深度对‘黄金梨’树氮素吸收、分配及利用效率的影响

以7年生‘黄金梨’树为试材,采用~(15)N示踪技术研究了3个施氮深度[0(表面施氮)、20和40 cm]处理下不同器官对氮素的吸收、分配及利用效率,并探讨了氮素在土壤中的残留及损失。结果表明,梨果实成熟期,果实的Ndff值最高,其他器官的Ndff值均表现为20 cm施氮深度处理显著高于其他处理。各施氮深度处理,~(15)N的分配率均为贮藏器官最高,生殖器官最低。20 cm施氮深度处理的梨树N利用率最高(26.23%),40 cm施氮深度处理最低(15.65%)。N损失率以表面施氮处理最高(54.21%),20 cm施氮深度最低;0~80 cm土层的N残留率以40 cm施氮深度处理最高(31.73%),表面施氮处理最低。因此,本研究中,20 cm深度施氮处理能提高梨树各器官对N肥的吸收征调能力,氮素损失少。     

长期施肥对南方典型水稻土养分含量及真菌群落的影响

利用江西省农业科学院31年的长期肥料定位试验,选取不施肥(对照)、单施化肥、70%化肥配施30%有机肥、50%化肥配施50%有机肥和30%化肥配施70%有机肥等5个处理,通过常规分析和454-高通量测序技术,研究了长期不同施肥条件下,我国南方典型水稻土养分含量和真菌群落结构的变化。结果表明,在酸性水稻土上,长期单施化肥显著降低土壤p H值,但随着有机肥配施比例的提高p H明显上升;有机和无机肥配施显著提高土壤有机质、有效氮磷含量以及微生物碳氮量。单施化肥土壤真菌18S r DNA序列数比配施有机肥的多1倍,但真菌种(属)数减少了11~40种;前20种优势真菌的丰富度占真菌总量的78.82%~91.51%,以子囊菌最多(7?13种),所占比例最大(23.13%?75.09%);与对照相比,配施有机肥的土壤中有14?15种优势真菌与之相同,而单施化肥的土壤中仅有10种一致;主成分分析结果表明单施化肥处理的真菌群落组成与其他各处理存在显著差异。因此,单施化肥造成土壤酸化加剧,真菌数量成倍增加,但种类显著减少,其丰富度和多样性明显降低,并改变优势真菌种群,相应提高了土壤病原真菌过度繁殖的风险。而有机和无机肥配施有利于维持水稻土壤健康生态环境和真菌种群多样性。     

基于正交设计的施用硫磺、控水灌溉和施肥对蓝莓生长的影响

旨在优化高寒地区蓝莓栽培模式,利用正交试验研究了施用硫磺、控水和施肥3个因素对大兴安岭地区蓝莓品种‘美登’植株生长的影响。结果表明:3个因素正交处理对蓝莓生长指标的影响程度较大,不同处理之间各生长参数均存在较大的变异幅度,3个因素之间存在明显的互作效应,并且拮抗效应较小。极差分析结果表明,对蓝莓株高、冠幅和枝条长度影响最大的因素为土壤相对含水率,而对枝条粗度影响最大的因素为施肥。3个因素互作下均表现为各因素的3水平或4水平蓝莓生长性状最优,结合各生长参数的变化结果,建议大兴安岭地区蓝莓品种‘美登’施用硫磺量为70~80 g/m2,施硫酸钾复合肥7.5~10 g/株,土壤相对含水率维持在45%~60%。     

烟草氯素营养研究进展与展望

文章阐述了氯在烟草生长发育过程中的生理功能和吸收分配规律,总结了影响烟叶氯含量的主要因素以及氯在烟草中的遗传分析进展,指出国内烟叶氯含量分布存在不平衡现象,主要表现为南低北高,北方尤其黄淮烟区高氯问题仍然是影响烟叶工业可用性的限制因子,提出了精准农业在烟草氯营养中发展的方向,并指出氯营养在烟草分子遗传水平上研究尚少,关联分析技术是烟草氯营养现代研究中宏观与微观结合的重要手段,以此为烟草科学种植和提高烟叶质量提供参考。     

优化施肥对滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应特性的影响

通过2年大田试验,研究优化施肥对东营滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应能力的影响。设不施肥、农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥4个处理。结果表明:与农民传统施肥对比,优化施肥及优化施肥+有机肥处理有效提高了棉花产量、肥料农学利用率、偏生产力;施肥改变了土壤盐基离子组成,农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥处理Na+及Cl-所占比分别减少2.29%,3.45%,6.15%,K+、Ca2+、Mg2+、SO_2-4有不同程度的提高;优化施肥+有机肥处理能明显提高土壤微生物和酶活性,其中脲酶、碱性磷酸酶活性分别比传统施肥和优化施肥高7.8%~17.0%和5.0%~13.3%;施肥提高了土壤速效养分,优化施肥+有机肥处理速效P和速效K含量总体处于较高水平,而N0-3-N、NH+4-N含量总体表现为传统施肥优化施肥+有机肥优化施肥不施肥,这说明优化施肥能有效降低土壤NO-3-N、NH+4-N含量,进而NO-3-N、NH+4-N的流失风险也随之减小。采用N、K肥基施+蕾期花期2次追施的优化施肥处理,不仅减少了肥料用量,而且提高了产量,配合施用有机肥增产效果更为显著。     

施肥对复垦土壤微生物代谢功能与苗期玉米生长的影响

利用Biolog-ECO技术、WinRHIZO扫描仪及其图像分析技术,研究了对照CK（施肥量为0）、施复合肥F（施肥量为600 kg·hm^-2）、施有机肥O（施肥量为7 500 kg·hm^-2）、有机无机肥配施OF（施肥量为复合肥300 kg·hm^-2+有机肥3 750 kg·hm^-2）处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落代谢功能及苗期玉米根系形态等特征,结果表明：不同施肥处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落功能多样性差异显著,OF处理下土壤微生物多样性Shannon-wiener指数与Simpson指数最高,分别为3.22和0.96, Eveness指数最低,为0.21,而CK处理与之相反,Shannon-wiener指数与Simpson指数最低,分别为3.07和0.95,Eveness指数最高,为0.23;影响该区域土壤微生物群落代谢功能多样性的关键碳源包括6种氨基酸（L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸)、4种酯（D-半乳糖酸γ内酯、丙酮酸甲酯、吐温40、吐温80）、1种胺（腐胺）、5种酸（D-半乳糖醛酸、2-羟苯甲酸、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸、D-苹果酸）、3种糖（-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、a-环状糊精）、3种醇（I-赤藻糖醇、D,L-a-甘油、D-甘露醇）;OF处理下玉米根系形态参数如根长、根体积、根系分形维数及玉米生物性状如生物量、茎粗、株高等与CK处理差异最为显著,说明OF处理有利于煤矸石复垦土壤质量的恢复与提高,利于煤矸石复垦区玉米生长。     

包气带土壤pH对灌溉施肥响应的变异过程

为了分析灌溉施肥活动引起的包气带土壤pH值变异特征及其对地球化学条件的响应,通过历时3 a的野外原位灌溉施肥试验,应用不同季节灌前、灌后6 m土层中不同深度的测定资料,系统分析了土壤pH对灌溉、施肥的响应过程,结果表明：各深度pH值呈弱变异性（CV=1.01%~2.28%）,与灌溉前相比,灌后土壤pH值的均值和变异系数均呈现明显的变化;灌前包气带各层pH具有强烈的空间自相关性,灌后受水分、基质等相互作用影响,pH的空间自相关性有所减弱,C₀/(C₀+C)和变程a分别由7.23 m和3.54 m(灌前0 d)减少到3.26 m和2.76 m(灌后第10天)。土壤基质是决定土壤酸碱性的主要因素,在灌溉施肥活动对pH的响应过程中,地球化学条件（土壤含水量、土壤温度、土壤有机质(SOM)、氧化还原电位（RP）等)、土壤基质组成和氮底物浓度（NH⁺₄-N）等的交互作用影响pH的动态。土壤含水量和温度单独对pH影响不显著,两者交互作用对pH有显著影响。引起土壤pH变化的主要变异源为Cl^-、土壤有机质(SOM)、NO^-₃-N、NH⁺₄-N等营养物质和不同空间深度土壤基质的差异,表明灌溉施肥改变了包气带pH地球化学动力场、营养物质和土壤基质的交互作用,引起各深度的生物地球化学反应,控制pH值的空间变异特性。当包气带介质土壤水分变化时,首先营养物氨态氮以分子态或水合态形式被介质吸附,H⁺得到释放,使得灌后第4天pH值下降。随着氨氧化过程中H⁺的释放,pH在灌前和灌后第10天和第30天有显著差异。氨的氧化引起硝酸盐含量不断增加,使得硝酸盐对pH值的影响在灌后不断增强,相关系数由0.24(0 d,P<0.05)增加到0.41(30 d,P<0.01),而氨态氮对pH值的影响逐步降低,相关系数由0.43(0 d,P<0.01)降低为0.19(30 d,P>0.05)。     

物联网模式下的农业土壤养分监测及施肥系统研究

针对目前国内传统施肥方式中,存在基肥施用量大,盲目施肥,氮、磷、钾单一品种化肥用量过多,导致土壤肥力退化、土壤养分不均衡,影响到农作物增收等现状,借助物联网技术、近红外分析技术、现代通信技术和无线网络技术,选用近红外分析技术和基于FFT算法及小波变换的光谱微弱信号处理方法,实现实时监测土壤养分的变化,全面而准确地掌握农业土壤养分情况,并智能控制自动施肥执行端施肥。为此,进行了样机试制,并运用于不同的农业土壤,包括褐土、红土、黑土等进行养分监测和施肥试验。结果表明:农业土壤养分监测及施肥系统可稳定运行,精准施肥,能满足不同农业土壤的精确施肥。本系统可指导科学施肥,提高农业生产的施肥水平,减少农业污染。