有机肥等氮替代化肥对红壤团聚体及玉米产量和品质的影响

为研究有机肥等氮替代化肥对土壤结构、玉米产量和品质的影响,设置有机肥等氮替代化肥的10%（M10）、20%（M20）、30%（M30）、40%（M40）,以单施化肥（M0）和不施肥（CK）为对照6个施肥处理,测定玉米不同生育期的土壤团聚体变化状况。结果表明：随有机肥等氮部分替代化肥比例的增加,玉米各生育期土壤>0.25mm水稳性团聚体（R_0.25）、平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GWD）不断增加,团聚体破坏率（PAD）、分形维数（D）不断降低。与M0处理相比,M30和M40处理显著提高了玉米子粒产量,表现为M30>M40;M20、M30、M40处理较M0处理玉米子粒蛋白质含量显著增加了13.29%~25.03%,淀粉含量显著增加了39.84%~114.06%,可溶性糖含量显著增加了36.49%~54.05%;蛋白质含量表现为M30和M20处理显著大于M40处理,M30与M20处理间差异不显著;淀粉含量表现为M40>M30>M20,差异显著;可溶性糖含量表现为M40和M30处理显著大于M20处理,M30与M40处理间差异不显著。玉米子粒产量和品质与抽雄期、成熟期土壤团聚体R_0.25呈极显著正相关（P<0.01）,与PAD、D值呈极显著负相关（P<0.01）。因此,玉米生产中,利用有机肥等氮替代化肥培肥土壤,需兼顾玉米产量和品质,30%为适宜的有机肥等氮替代化肥比例。     

施氮量对低肥力棉田土壤氮素及棉花养分吸收利用影响

【目的】研究黄河流域低肥力棉田施氮量对棉花产量、养分吸收利用率、土壤速效氮及脲酶活性的影响。【方法】以中棉所79为材料,设置6个施氮量处理(0、90、180、270、360、450 kg·hm^-2,分别以N0、N90、N180、N270、N360、N450表示),于2016和2017年进行连续两年大田试验。测定棉花产量、干物质质量、氮磷钾积累量、氮肥利用率、0―100 cm土层铵态氮及硝态氮含量、0―100 cm土层脲酶活性等指标。【结果】(1)与N0相比,除2016年N90处理外,其余施氮处理均显著提高籽棉产量。两年N360处理显著提高了棉花单株成铃数,籽棉产量与其它施氮处理间无显著差异。施氮对棉花衣分无显著影响。(2)与N0相比,施氮显著提高棉花干物质积累量。施氮90～360 kg·hm^-2,棉花氮、磷、钾积累量随施氮量的增加而增加,N450处理氮、磷、钾积累量较N360处理下降。随着施氮量增加,棉花氮农学利用率、氮肥偏生产力降低;当施氮量超过360 kg·hm^-2,氮生理利用率开始降低,但各处理间差异不显著。(3)除N90处理外,其余各处理41―80 cm土层NO3--N含量较N0显著提高;N270、N360、N450处理41―80 cm土层NO_3^--N含量显著高于N0、N90和N180处理;施氮对土壤NH_4^+-N含量无显著影响。(4)施氮0～360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性随施氮量增加而增强;超过360 kg·hm^-2,土壤脲酶活性下降。【结论】氮肥经济最佳施氮量为277.0 kg·hm^-2。当施氮量超过360 kg·hm^-2时,棉花养分积累量降低,土壤NO3--N含量升高,土壤脲酶活性受到抑制,氮肥利用率降低,棉花增产效果不明显。     

芦笋种植对冷凉沙化区土壤改良的效果研究

为探索芦笋种植对冷凉沙化区土壤的改良效果,在山西省朔州市右玉县,以未种植芦笋裸沙地为对照（CK）,设置种植芦笋1、2、3和4年共4个处理,通过田间试验测定不同种植年限芦笋田土壤理化特性和芦笋生长发育情况。结果表明,与CK相比,随种植年限增加,土壤黏粒和粉砂粒含量递增,砂粒含量递减,土壤容重递减,土壤田间持水量递增;土壤pH和可溶性盐浓度（EC）递减;土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量逐年递增。种植芦笋3年的土壤粒级、土壤容重、田间持水量、pH、EC值、土壤肥力发生显著变化;连续种植芦笋4年的土壤黏粒含量较CK增加到29.8%,粉砂粒含量增加到12.6%,砂粒含量降低到57.6%,田间土壤持水量显著提高,土壤容重显著降低,土壤由砂质壤土向砂质黏土转变;土壤pH降低0.75,EC值降低0.08mS/cm;土壤有机质含量增加28.89%,全氮、有效磷和速效钾含量分别增加95.12%、94.92%和45.40%;芦笋产量达6 037.5kg/hm ²。综合分析,连续种植芦笋4年可改善沙化土壤的物理结构,提高土壤养分,降低盐碱程度。芦笋是冷凉沙化区土壤改良的先锋作物之一,可实现生态效益与经济效益并举。     

不同油葵种植方式对银北灌区盐碱地土壤温度、含水率和电导率的影响

为了探究油葵不同种植方式对盐碱地土壤水、热、盐分布状况的影响,以平播（T1）为对照,开展了半膜平播（T2）、半膜平播+膜间覆秸秆（T3）、起垄沟播（T4）、起垄沟播+沟覆秸秆（T5）、垄膜沟播（T6）、垄膜沟播+沟覆秸秆（T7）等6种种植方式对油葵田土壤温度、水分和电导率的影响研究。结果表明：与对照相比,不同种植方式均提高了早上7:00时5cm深度的土温,但油葵花期土壤增温效果明显弱于苗期,垄膜沟播种植方式更有利于减缓地 表5cm深度土温的剧烈变化。与对照相比,在油葵苗期,T7和T6的0~20cm土层土壤含水率分别提高了6.30%和5.01%,20~40cm土层分别提高了6.00%和3.38%,在油葵开花期,土壤含水率较对照提高幅度有所降低。与播种前0~20cm土层土壤电导率相比,T6在苗期和开花期均有所下降,其中开花期下降了33.81%,T7在苗期略有增加,在开花期则略有下降,其他处理在苗期增加幅度较大。因此,在银北灌区油葵生产中,垄膜沟播是一种适宜的油葵种植方式。     

基于SPAD值的大白菜氮素营养诊断和推荐施肥模型研究

以大白菜卵圆型品种"锦抗1号"和直筒型品种"乡情80"为试材,在6个氮肥水平下,研究了叶片SPAD值与氮素营养诊断指标、施氮量的关系以及施氮量对产量的影响。结果表明:在大白菜莲座期和结球期,2个品种的叶片SPAD值与氮素营养诊断指标及施氮量有很好的相关性;2个生育期"锦抗1号"的临界SPAD值分别为40.45、42.45,"乡情80"的临界SPAD值分别为38.57、40.36;建立了基于叶片SPAD值的大白菜氮肥推荐施肥模型。综上所述,大白菜叶片SPAD值可以作为氮素营养诊断指标,并能推荐氮肥的施用。     

The Relationship Between Plant Community Characteristics and Soil Organic Matter Content of Sedentary Grazing Pastures in a Typical Steppe

In order to discuss the relationship between the characteristics of plant communities and the content of topsoil organic matter under the condition of two-season sedentary grazing, authors of this paper selected a Stipa krylovii steppe for research and studied the plant community characteristics and the topsoil organic matter content. The results showed that in the sedentary grazing area, the perennial plant species decreased, the annual plant species increased, and the topsoil organic matter content decreased. There were a negative correlation between plant biomass and topsoil organic matter content, and a positive correlation between total coverage and topsoil organic matter content. The change of plant community characteristics in the sedentary grazing area was related to the implementation of the system of transferring the pasture use rights to the herdsmen and controlled grazing.     

甘蔗叶不同还田方式对土壤养分的影响

为减轻秸秆焚烧所带来的环境问题和充分利用甘蔗叶资源,在大田环境下动态监测甘蔗叶粉碎、焚烧和深埋3种还田方式对土壤养分的影响。结果表明:甘蔗叶粉碎还田和深埋还田有利于甘蔗叶中有机碳及氮、磷、钾养分的缓慢释放;甘蔗叶焚烧还田提高了土壤碱解氮含量5.6~20.9 mg/kg和速效磷含量0.8~4.0 mg/kg,促进土壤中氮磷向有效态转化,焚烧还田初期显著增加了土壤速效钾的含量12.3~18.3 mg/kg,但焚烧会损失部分甘蔗叶中碳氮元素,也造成环境污染。综合分析认为甘蔗叶粉碎还田是比较省工、方便的处理方式。     

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

秸秆还田对连作玉米田土壤微生物学特性的影响

以冷凉地区玉米秸秆还田土壤为研究对象,在大田条件下设玉米秸秆不还田(CK)、玉米秸秆旋耕还田(XG)和深翻还田(SF)3个处理,经过两年田间定位试验,分析短期秸秆还田对连作玉米田土壤微生物学特性的影响。结果表明,秸秆旋耕还田和深翻还田显著提高0~30 cm土壤酶活性及土壤细菌多样性,秸秆旋耕还田可提高耕层(0~30 cm)土壤细菌多样性,秸秆深翻还田可提高耕层(11~30 cm)土壤细菌多样性。秸秆深翻还田土壤中富含功能微生物,可作为筛选功能微生物的样品。     

Responses of glutamine synthetase activity and gene expression to nitrogen levels in winter wheat cultivars with different grain protein content

Glutamine synthetase (GS) plays a central role in plant nitrogen (N) metabolism, which improves crops grain protein content. A pot experiment in field condition was carried out to evaluate GS expression and activity, and grain protein content in high (Wanmai16) and low grain protein (Loumai24) wheat cultivars under two N levels (0.05 and 0.15 g N kg⁻¹ soil). High nitrogen (HN) resulted in significant increases in GS1 and GS2 expression at 10 days after anthesis (DAA), and higher GS activity during the entire grain filling stage. HN also significantly increased yield, grain protein content and protein fraction (except for glutenin of Luomai24) in two wheat cultivars, which indicated that it increased grain yield and protein content by improving nitrogen metabolism. Wanmai16 showed higher grain protein content, gliadin and glutenin content, and had higher expression level of GS2 both in flag leaves and grains at early grain filling stage. However, Luomai24 had greater yield and higher expression level of GS1. The difference expression of GS2 and GS1 genes indicates they had various contributions to the accumulation of protein and starch in wheat grains, respectively. The results suggest that GS2 would be serving as a potential breeding target for improving wheat quality.