氮磷钾肥运筹对红麻养分利用的影响

【目的】研究氮磷钾肥运筹对红麻Hibiscus cannabinus L.不同器官养分含量和吸收以及土壤速效养分含量的影响,以探讨不同红麻品种养分利用特点,为红麻高产高效栽培提供合理施肥依据.【方法】通过盆栽试验,试验设2种红麻品种,即福红992与红优2号;3种施肥水平,即低肥(N、P2O5和K2O分别为0.10、0.05和0.10 g·kg-1),中肥(N、P2O5和K2O分别为0.15、0.75和0.15 g·kg-1)和高肥(N、P2O5和K2O分别为0.20、0.10和0.20g·kg-1);以及3种施肥方式,即全部NK肥作基肥(T1),60%的NK肥作基肥和40%的NK肥作追肥(T2)以及全部NK肥作追肥(T3).【结果和结论】随着肥料用量的增加,红麻各器官中NPK含量、植株NPK吸收总量以及土壤速效NPK含量均出现增加的趋势.随着NK肥追肥比例的上升,红麻各器官中NP含量,以及植株NP吸收总量均出现下降的趋势;麻皮中P含量、各器官K含量、土壤速效养分、红麻吸K量均出现上升的趋势.在本文试验条件下,高肥且全部做基肥施用时,有利于红麻对养分的吸收和土壤速效养分含量的提高.     

改进施氮运筹对水稻产量和氮素吸收利用的影响

【目的】秸秆还田不仅可改良土壤和增加土壤有机质,还能提高作物产量和品质。但秸秆还田后,土壤有机酸积累和微生物固氮,抑制水稻前期生长。在长江流域稻麦两熟地区,当地农户往往通过增加施氮量来解决秸秆还田的负效应,造成肥料浪费和氮污染。因此,探索研究秸秆还田条件下水稻优化的氮肥运筹措施,阐明水稻产量形成和氮素吸收与利用对氮素响应特征,对于提高水稻产量和氮素利用效率具有重要意义。【方法】2012 2013年,以超级粳稻武运粳24号和宁粳3号为材料,在江苏省兴化市进行大田试验,在秸秆全量还田条件下,设置常规施氮300 kg/hm2(N1)、增加施氮量345 kg/hm2(N2)和常规施氮运筹(CFP,基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4)、改进施氮运筹(MFP,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3),以无氮处理为对照,研究施氮量和氮肥运筹措施对水稻产量及其产量构成、干物质积累、氮素积累、氮素吸收速率和氮肥利用效率的影响。【结果】随着氮肥水平提高,水稻穗数显著增加,每穗粒数、结实率和千粒重下降,最终增产不显著。与常规施氮运筹比较,改进氮肥运筹显著增加穗数,显著提高群体颖花量并增产,在N1水平下,改进施氮运筹增产幅度为5.18%7.10%,高于N2水平的2.70%4.29%。随着施氮量增加,水稻分蘖中期、拔节期、移栽期至分蘖中期、分蘖中期至拔节期干物质积累量、氮素积累量显著增加,最终成熟期干物质积累量和氮素积累量有所增加,但差异不显著,而氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率和氮偏肥生产力显著下降。与常规氮运筹处理相比,改进氮运筹显著增加水稻移栽期至分蘖中期干物质积累量、氮素积累量和氮素吸收速率,增加成熟期干物质积累量和氮素积累量,提高氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力,在N1水平下成熟期干物质积累量和氮素积累量分别增加6.52%和5.55%,氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥生理利用率和氮偏肥生产力分别提高13.36%、8.55%、4.44%和5.29%,差异均达显著水平。【结论】秸秆全量还田条件下,增加氮肥用量水稻增产不显著,且氮肥利用效率低。不增加氮肥用量,通过适当提高基肥比例(基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3),可实现提高水稻产量、干物质积累量、氮素积累量和氮肥利用效率。     

Effect of successive cuttings on uptake and partitioning of 15N among plant parts of Leucaena leucocephala

Summary We studied the effect of three successive cuttings on N uptake and fixation and N distribution in Leucaena leucocephala. Two isolines, uninoculated or inoculated with three different Rhizobium strains, were grown for 36 weeks and cut every 12 weeks. The soil was labelled with 50 ppm KNO₃ enriched with 10 atom % ¹⁵N excess soon after the first cutting. Except for the atom % ¹⁵N excess in branches of K28 at the second cutting, both the L. leucocephala isolines showed similar patterns of total N, fixed N₂, and N from fertilizer distribution in different parts of the plant at each cutting. The Rhizobium strain did not influence the partitioning of ¹⁵N among the different plant parts. Significant differences in ¹⁵N enrichment occurred in different parts. Live nodules of both isolines showed the lowest atom % ¹⁵N excess values (0.087), followed by leaves (0.492), branches (0.552), stems (0.591), and roots (0.857). The roots contained about 60% of the total plant N and about 70% of the total N derived from fertilizer over the successive cuttings. The total N₂ fixed in the roots was about 60% of that fixed in the whole plant, while the shoots contained only 20% of the fixed N₂. We conclude that N reserves in roots and nodules constitute another N source that must be taken into account when estimating fixed N₂ or the N balance after pruning or cutting plants. ¹⁵N enrichment declined up to about fivefold in the reference and the N₂-fixing plants over 24 weeks following the ¹⁵N application. The proportion and the amounts of N derived from fertilizer decreased, while the amount derived from N₂ fixation increased with time although its proportion remained constant.     

植物内整流K~+通道AKT1的研究进展

K~+是植物生长发育所必需的大量营养元素。内整流K~+通道(Arabidopsis K~+transporter 1,AKT1)属于Shaker家族,是介导K~+吸收的重要通道,为质膜的K~+感应器,参与调节细胞的生长发育、调控气孔运动及植物蒸腾作用,能够提高植株的抗旱耐盐性,因而在植物生长过程中具有重要作用。该文概述了AKT1的结构、组织表达定位和表达调控及功能等方面的研究进展,并提出采用蛋白组学、基因工程技术及RNAi手段深入研究K~+、Na~+吸收及转运的协同调控机制,提高作物对土壤中K~+的利用效率及AKT1在植物生理代谢、抗逆性中的作用。     

水稻植株在二化螟为害后的生理变化

研究了不同类型水稻品种在二化螟为害后植株体内的一些生理变化,包括叶绿素含量、根系活力和钾元素吸收能力。不同水稻品种在主茎受二化螟为害形成枯心后,分蘖的叶绿素含量均降低,但与健康植株相比无显著差异。常规杂交稻汕优63和超级杂交稻两优培九在主茎枯心过程中根系活力显著增强,而粳稻秀水11枯心后根系活力反而显著下降。采用86Rb标记示踪原子法研究了在二化螟为害后水稻根系对土壤中钾的吸收能力的变化,发现秀水11主茎枯心24 h和48 h后分蘖中铷的含量比健康植株分别降低了5.23%和47.5%,说明对钾的吸收能力下降,而汕优63和两优培九分蘖中铷的含量分别比健康植株增加了2.91%和14.36%、21.3%和15.9%,即对钾的吸收能力提高。     

铜基叶面肥及控释肥对辣椒生长发育和叶片保护酶等生理特性的影响

【目的】针对辣椒喜肥、耐肥、对水分要求严格的特点,采用铜基叶面肥、控释肥两种新技术,研究了叶面喷施铜基叶面肥和土施控释肥对辣椒产量、矿质养分在植株体内的分布、保护性酶活性以及果实品质的影响,为提高果蔬产量和改善品质提供理论依据。【方法】分别于2011年4~11月和2012年3~9月,在山东农业大学南校区土肥资源高效利用国家工程实验室新型肥料中试基地, 以赤峰牛角王为供试辣椒品种设置肥料盆栽试验,试验设8个处理: 1）喷清水土壤不施肥对照（CKW- NF）;2）喷清水+土施普通肥（CKW+CCF）; 3）喷清水+土施控释肥（CKW+CRF）; 4）喷清水+土施控释肥+保水剂（CKW+CRF+W）; 5）喷铜基叶面肥土壤不施肥（CBFF-NF）; 6）喷铜基叶面肥+土施普通肥（CBFF+CCF）; 7）喷铜基叶面肥+土施控释肥（CBFF+CRF）;8）喷铜基叶面肥+土施控释肥+保水剂（CBFF+CRF+W）。采用称重法测定辣椒产量,于收获期取果实及叶片鲜样用于果实品质和生理生化指标测定,植株各部位干样用于微量元素测定。【结果】1）两年内喷施铜基叶面肥和土施控释肥均能提高辣椒产量,其中叶面喷施铜基叶面肥+土施控释肥+保水剂（CBFF+CRF+W）组合对辣椒产量的提高幅度最大,与CKW+CRF+W相比2011年增产24.1%,2012年增产29.0%。2）相同的土壤施肥条件下,与喷清水相比,喷施铜基叶面肥能够显著提高辣椒植株体内的铜浓度。其中,土施控释肥加保水剂基础上喷施铜基叶面肥处理的辣椒果实中铜浓度比叶面喷清水显著提高了103.9%;土施控释肥条件下,叶面喷施铜基叶面肥较喷清水处理下的果实铜浓度增加了41.5%。3）喷施铜基叶面肥后,辣椒叶片的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性升高,而过氧化氢酶（CAT）活性下降。CBFF+CRF+W处理下的辣椒叶片SOD活性较CKW+CRF+W处理显著提高了26.6%,CBFF+CRF+W组合的叶片的POD活性和CAT活性与CKW+CRF差异显著。4）与喷清水处理相比,无论在土壤施用控释肥还是土壤施用控释肥+保水剂的条件下,叶面喷施铜基叶面肥均使辣椒果实可溶性蛋白和维生素C的含量显著提高,其增加幅度在12.8%~178.4%。【结论】综合考虑几种肥料组合,叶面喷施铜基叶面肥和土施控释肥可在一定程度上调控植株微量元素的积累,改善辣椒营养品质,提高辣椒产量。     

不同供磷状况下CO2浓度升高对番茄根系生长及养分吸收的影响

采用培养试验研究了磷缺乏与正常供磷条件下,CO₂浓度由350μL/L升高至800μL/L苗期番茄的生物量、根系特征和不同器官N、P、K养分含量的变化。结果表明,无论缺磷与否,CO₂浓度升高均能显著增加番茄地上部及根系的干物质积累量,提高根冠比。在磷缺乏条件下,CO₂浓度升高对番茄根系生长的促进主要表现为增加根系的体积和表面积;而在磷正常供应条件下主要表现为同时增加根体积和分根数,有利于形成强壮的根系。在两种供磷水平下,CO₂浓度升高对番茄各器官的N、P、K含量产生不同的稀释效应,但N、P、K总积累量却随CO₂浓度升高而显著增加;而且CO₂浓度与供P水平对番茄植株的N、P、K积累量具有极显著的正交互效应。     

免耕及直播密度对油菜生长、养分吸收和产量的影响

[目的]研究免耕对油菜生长的影响,并初步了解导致免耕油菜产量降低的障碍因素,同时探讨晚播条件下免耕直播油菜的适宜直播密度.[方法]采用大田试验,比较免耕和翻耕条件下土壤紧实状况及杂草发生情况的差异,以及耕作方式对油菜生长,养分吸收和产量的影响,同时探讨免耕油菜在不同种植密度下的生长特点及其养分利用状况.[结果]免耕条件下土壤容重明显高于翻耕,整个生育期二者平均相差0.11 g·cm-3.与翻耕相比,免耕油菜田杂草生长量大,导致养分竞争加剧,杂草对氮、磷、钾的吸收量分别为翻耕处理的1.9、2.4和2.5倍.免耕条件下整个生育期油菜的干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量分别比翻耕处理降低了18.2%、17.1%、16.4%和20.2%.在种植密度为30万株/hm2时,与翻耕相比,免耕处理油菜籽减产10.7%.密度试验的结果表明,与低密度处理(30万株/hm2)相比,高密度处理(60万株/hm2)的杂草数量及干物质积累量分别降低了40.5%和56.4%,而整个生育期油菜干物质积累量及氮、磷、钾的养分吸收量则分别平均增加了55.3%、46.7%、53.6%和50.2%,油菜籽产量也提高了43.1%.[结论]油菜在免耕条件下会出现土壤紧实度大、根系生长和养分吸收受抑以及杂草过多竞争养分的现象,从而导致了产量降低.而在晚播条件下增加直播油菜的种植密度是提高油菜籽产量的有效途径,本研究中适宜的直播密度为60万株/hm2.     

氮肥基追施比例对芝麻产量和氮素吸收、分配的影响

【目的】研究实现芝麻高产、提高氮肥利用效率、减少氮肥残留的氮肥最佳基追比例。【方法】采用盆栽试验,供试芝麻品种为‘郑太芝1号’,设置4个氮肥基追比例处理,氮肥底施与初花期追施比例分别为1∶0(N1∶0)、2∶1(N2∶1)、1∶2(N1∶2)、0∶1(N0∶1)。利用15N示踪技术,每盆施含有15N标记的总氮0.9g,分析各处理芝麻产量及氮素的吸收、分配特征。【结果】不同处理相比,N2∶1处理单株产量最高,N1∶2处理次之,N2∶1与N1∶0、N0∶1处理差异达显著水平。在初花期,N2∶1处理,芝麻单株生物量和植株总吸氮量均最高,不施基肥的N0∶1处理最低;各处理植株对肥料氮的吸收表现为N1∶0>N2∶1>N1∶2,对土壤氮的吸收以N2∶1最高;肥料氮和土壤氮在各器官中的分配均为叶>茎>根。在成熟期,N2∶1处理的单株总生物量最大,单株籽粒吸氮量和总吸氮量也最高,N1∶0处理最低,两者差异达显著水平;植株对肥料氮和土壤氮的吸收比例为23.7%~29.1%和70.9%~76.3%;对肥料氮和土壤氮的吸收均为籽粒>叶片>茎>蒴皮>根,籽粒吸氮量明显高于其它器官,籽粒占总吸氮量的33.0%~44.3%。N2∶1处理氮肥利用率最高,为32.5%,N2∶1、N1∶2、N0∶1处理间差异不显著,但均与N1∶0(17.8%)差异达显著水平。不同处理芝麻收获后土壤15N回收率以N2∶1处理的最低(16.2%),N0∶1处理的最高(31.3%)。【结论】在本试验条件下,氮肥底施与初花期追施比例为2∶1时,芝麻产量和生物量以及氮肥利用率最高,氮肥土壤残留量最少,是最佳氮肥基追施比例。     

Soil physical changes and maize growth in a structurally fragile tropical soil due to mulching and duration between irrigation intervals

Under tropical meteorological conditions, the volume of soil explored by plant roots is crucial for crop growth as it allows increased water and nutrient use efficiency. We hypothesized that, under different irrigation intervals, leguminous mulch can extend the duration between irrigation events but maintain crop performance, because decreased evaporative fluxes also reduce constraints to root exploration imposed by mechanical stress. We evaluated the combined effects of leguminous mulch and irrigation intervals on soil physical properties to determine whether the growth and productivity of maize were modified in a structurally fragile tropical soil. The experiment involved the following treatments: 4‐day irrigation intervals with soil mulched (4C) or bare (4S), 6‐day irrigation intervals with soil mulched (6C) or bare (6S), 8‐day irrigation intervals with soil mulched (8C) or bare (8S) and 10‐day irrigation intervals with soil mulched (10C) or bare (10S). Mulch decreased soil penetration resistance and increased to 4 days the favourable time for root development in drying soil. Relative to bare soil, mulch with a 6‐day irrigation interval almost doubled nitrogen uptake post‐tasselling, which decreased nitrogen remobilization and increased the crop growth rate during this stage. These conditions had a positive effect on the transpiration rate and stomatal conductance as well as on the growth and yield of maize. A 6‐day irrigation interval with mulch compared to 4 days with bare soil resulted in similar conditions for root development, but greater uptake of nitrogen (102.73–78.70 kg/ha) and better yield (6.2–5.3 t/ha), which means greater efficiency in nitrogen and water use.