六盘水烟区土壤钾硫含量及烟叶增钾降硫研究

为了探明六盘水烟区的土壤钾硫含量,实现烟叶增钾降硫优质生产,于2021年对盘州、水城和钟山等植烟区0~20 cm耕层土壤进行了土壤pH值、土壤速效钾含量、土壤有效镁含量及土壤有效硫含量的分析,并于2021年5月在盘州设置了硅基钾肥不同比例替代硫酸钾的田间试验。结果表明:六盘水烟区土壤pH值、土壤速效钾含量、土壤有效镁含量及土壤有效硫含量分别为5.9、302.2 mg/kg、186.1 mg/kg和44.7 mg/kg;与常规施肥相比,硅基钾肥替代1/4硫酸钾的处理可提高烟叶产量19.9%,明显提高烟叶钾、镁含量,降低硫含量,烟叶内部成分更协调。

江西兴国县农田土壤固碳潜力20a变化研究

通过GIS技术，采集38个农田土壤样品，研究了江西兴国县农田土壤有机碳变化量的空间分布特征．结果表明，20a来，兴国县农田土壤中土壤有机碳增加的面积为621．3km^2，减少的面积为38．4km^2，增幅主要在0～5g／k和5～10g／k；千枚岩、花岗岩、红砂岩、第四纪红粘土和紫色砂页岩发育的土壤中有机碳变化量分布的面积分别为361．7km^2、144．7km^2、76.5km^2、48．7km^2和18．0km^2，海拔在300m以下、300—500m、500～800m和800m以上的土壤中有机碳变化量分布的面积分别为358．9km^2、200．2km^2、62．9km^2、28．0km^2．多元回归分析显示，20a来土壤有机碳变化量和初始含量旱负相关关系．土壤有机碳变化量和海拔、粘粒含虽旱正相关关系．

土壤中多环芳烃生物有效性的化学评价方法研究进展

论述了国内外对多环芳烃(PAHs)生物有效性概念的定义及分歧、化学评价方法的发生背景、方法原理、应用范围和优缺点等。根据PAHs在土壤中的环境化学行为,从化学评价方法与生物效应相结合的角度综述了国内外较为常用的PAHs生物有效性的化学评价指标及其研究进展,以期为国内进行相关研究工作提供参考。

基于可见-近红外光谱变量选择的土壤全氮含量估测研究

【目的】变量选择是可见光-近红外光谱研究至关重要的步骤,通过分析可见光-近红外光谱不同特征的选择方法筛选出土壤全氮敏感波段,建立基于敏感波段的土壤全氮最佳预测模型,为土壤全氮的快速定量估算提供重要的理论指导依据。【方法】在红壤典型地区江西省吉安县采集代表性土壤样品120个,对可见光-近红外光谱采用主成分分析(PCA)、无信息变量消除(UVE)和无信息变量消除后结合连续投影(UVE-SPA)3种变量特征选择方法,建立基于不同变量选择的偏最小二乘回归(PLSR)模型、最小二乘-支持向量机(LS-SVM)、反向传播神经网络(BPNN)和遗传算法优化的反向传播神经网络(GA-BPNN)模型,从模型对预测集的预测精度分析不同变量选择方法对不同土壤全氮定量估算模型的差异。【结果】经UVE算法筛选后,光谱变量从200个减少至59个,其中可见光波段处10个,其余在近红外光谱的合频区和一倍频区,信息量丰富;进一步采用SPA进行变量选择,得到共线性最小的5个有效波长,分别为820、940、1 040、1 060和1 990nm;基于UVE变量选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型,经不同的土壤全氮的数据检验,预测精度最高的为LS-SVM,决定系数(R2)、均方根误差(RMSEp)和相对偏差(RPD)分别为0.7492、0.2921和1.8904;基于UVE-SPA特征选择建立的PLSR、BPNN、GA-BPNN和LS-SVM模型对预测集的验证表明,UVE-SPA提取的特征波段建立的LS-SVM建立模型预测效果最好,其建立的LS-SVM定量估算模型预测集的决定系数R2为0.7945,均方根误差RMSEp为0.2499相对偏差RPD为2.0009,模型稳定;基于PCA提取的7个主成分建立的LS-SVM、BPNN和GA-PBNN模型预测性能差,不能用于定量估算土壤全氮。对比相同的变量建立的GA-BPNN和BPNN,GA-BPNN预测性能比BPNN高。【结论】UVE-SPA变量选择方法结合LS-SVM模型能用来估算土壤中的全氮含量,同时UVE-SPA是一种有效的土壤光谱变量选择方法。

土壤钾素形态转化机制与测定方法优化的研究进展

土壤钾素形态转化在土壤钾肥力提升与评价、钾肥高效施用技术和植物钾素营养调控等方面发挥着重要作用。近些年中国科学院南京土壤研究所土壤钾素研究团队在土壤不同钾素形态的区分方法及其含量范围、植物高效利用土壤钾的机制、土壤非交换态钾的释放机制及其影响因素,尤其是土壤非交换态钾的生物有效性评价方法等方面进行了一系列研究。基于强的四苯硼钠法,土壤非交换态钾含量在不同种类的土壤中存在最大值,通过交换和扩散提取的土壤非交换态钾可占土壤全钾的20%~60%。矿物非交换态钾释放主要取决于其他离子含量和环境钾浓度,植物高效吸收非交换态钾也主要取决于根系吸收低浓度钾的能力。证实土壤非交换态钾的形成和释放对土壤保钾能力及土壤钾的生物有效性起重要作用,建立了土壤非交换态钾总量的测定方法、土壤钾素变化测定方法以及土壤有效钾分级测定的方法体系。这些研究结果可为土壤钾素肥力的准确评价、预测和土壤钾素相关研究提供有力的方法手段,并将推动土壤钾素研究由定性、半定量向定量研究方向发展。

添加外源碳调节植烟土壤氮素供应降低上部烟叶烟碱含量的研究

【目的】我国烤烟上部烟叶仍存在因烟碱含量较高而影响其品质的问题。向土壤中添加有效碳源可刺激微生物同化作用,进而能够调控土壤中有效氮含量。因此,本研究尝试利用外源碳降低烤烟上部叶全氮和烟碱含量。【方法】设置盆栽试验,烤烟品种为NC55,供试外源碳为葡萄糖(G)和木屑(S)。试验设9个处理:在烤烟移栽后第90天,分别向植烟土壤中添加葡萄糖C 2000 mg/kg(G2)、5000 mg/kg(G5);在移栽后第90和120天依次添加葡萄糖C 2000 mg/kg和10000 mg/kg(G2+G10),和依次添加葡萄糖C 5000 mg/kg和10000 mg/kg(G5+G10);在移栽后第90天分别添加木屑C 2000 mg/kg(S2)和5000 mg/kg(S5);在移栽后第90和120天依次添加木屑C 2000 mg/kg和葡萄糖C 10000 mg/kg(S2+G10),和依次添加木屑C 5000 mg/kg和葡萄糖C 10000 mg/kg处理(S5+G10);对照(CK)为常规施肥处理,在移栽后不添加外源碳。比较不同处理土壤氮素水平、烟叶全氮和烟碱含量。【结果】烤烟生长后期添加外源碳可明显降低植烟土壤氮素供应,降低幅度随外源碳添加量的增加而增大,添加二次比添加一次效果更明显,葡萄糖和木屑配合添加较单纯添加葡萄糖更有效。添加二次可降低上部叶的烟碱和全氮含量分别达0.62~1.40个百分点和0.71~1.22个百分点,比添加一次效果更为明显。【结论】烤烟生长后期在土壤中分别添加一定量的葡萄糖和木屑,能有效调节土壤碳氮比,抑制烤烟吸收过量的氮素,进而降低烤烟上部叶烟碱和全氮含量,提高烟叶品质。

酸性土壤中解磷菌的分离及其促生效果研究

酸性土壤中磷易被固定,磷的生物有效性极低。解磷菌对土壤中难溶性磷具有重要的增溶作用。虽然已有不少解磷菌方面的研究,但是主要集中于中性和石灰性土壤中钙磷的解磷菌报道,而关于酸性土壤中高效溶解铝磷的微生物报道较少。采用培养基和土培试验,首先对酸性土壤上不同植物(胡枝子、大豆、水稻)根际土壤中的解磷菌进行了分离,然后比较了它们对不同磷源(磷酸钙和磷酸铝)的溶解能力,最后研究了它们对大豆生长和磷吸收的影响。通过使用难溶性磷源(磷酸钙和磷酸铝)的固体培养基,分离得到5株优势菌株L1、S1、S2、R1和R2,经16S rRNA序列鉴定,L1属于阮杆菌属(Nguyenibacter),S1和S2分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)和沙雷氏菌属(Serratia),R1和R2分别属于伯克氏菌属(Burkholderia)和雷尔氏菌属(Ralstonia)。菌株S1、S2、R1和R2对难溶性磷酸钙有较强的溶解能力,对磷酸铝的溶解能力较弱;菌株L1对磷酸铝表现出较高的溶解能力,对难溶性磷酸钙的溶解能力弱。联合接种菌株L1+S1对大豆生长和磷吸收表现出良好的促进效果,而单独接种L1和S1效果不显著。因此,从酸性土壤中分离到的5株解磷菌对钙磷和铁磷具有不同的溶解效果,联合接种L1和S1显著改善了酸性土壤作物的生长和磷的吸收,为研发酸性土壤高效解磷生物肥提供了菌种资源。

土壤环境中四环素抗性基因向病原菌的转移研究

抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)已被公认为环境中的新型污染物,水平基因转移是ARGs传播与扩散的主要途径,纯培养体系下ARGs的水平基因转移(Horizontal gene transfer,HGT)已经多有报道,HGT的分子机制也已被充分挖掘。然而,环境中的ARGs在自然条件下是否能够转移到人类致病菌中目前仍然未知。为了探究沙门氏菌是否能够在自然条件下从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活,将含有大量四环素敏感型沙门氏菌的粪肥施入3种土壤,并对土壤进行淹水或不淹水处理,90 d后分离四环素抗性沙门氏菌。结果表明,沙门氏菌未通过HGT获得四环素抗性基因并在土壤中长期存活。从红壤中分离到3株具有四环素抗性的疑似沙门氏菌,经过生理生化和16S测序鉴定确定它们均为产H2S的大肠杆菌,经HT-q PCR检测,它们均携带多种ARGs。对其中携带ARGs种类最多的T2菌株进行全基因组测序与分析,结果表明T2携带了两个长度分别为40.48 kb的IncX1型和93.31kb的IncY型质粒,15个基因岛,与COG数据库比对得到了3807个注释基因,包含前噬菌体和转座子共197个;经ARDB注释获得34个ARGs,其中包括了2种四环素抗性基因均位于IncY型质粒上。将T2菌体与四环素敏感型E.coli O157:H7菌株共培养,在施加不同浓度梯度四环素的条件下,T2携带的四环素抗性基因没有向O157菌株转移。综上所述,在自然环境中沙门氏菌难以从施肥土壤中获得ARGs并在土壤中长期存活,从土壤环境中分离的抗性大肠杆菌T2所携带的四环素抗性基因也难以在纯培养体系下转移到E.coli O157:H7中。研究结果可为科学评估ARGs在土壤环境中的转移风险提供参考。

不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化

【目的】研究亚热带地区不同土地利用方式下土壤生物和生物化学性状的变化特点,为制订合理的耕作施肥管理措施提供科学参考。【方法】选择亚热带地区的一个小流域,通过田间采样分析,比较了不同土地利用方式下土壤有机碳和养分含量、土壤有机碳矿化以及土壤微生物生物量和微生物群落功能多样性变化。【结果】土壤有机碳、全N含量、土壤微生物生物量碳氮以及土壤的呼吸强度变化均表现为稻田(菜地)>竹林>园(旱)地,0～15cm、15～30cm稻田(菜地)土壤有机碳和全N含量平均比园(旱)地土壤高76.4%、59.8%和80.8%、67.3%,0～15cm稻田土壤的微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度分别是园(旱)地土壤的6.36倍、3.63倍、3.20倍。土壤微生物代谢熵园(旱)地>林地>稻田,稻田土壤的代谢熵仅为园(旱)地土壤的47.7%。培养期间土壤有机碳矿化量和矿化率稻田>竹林>园(旱)地。土壤细菌数量稻田≥园(旱)地>林地,但真菌和放线菌数量在不同利用方式之间并没有显著差异。土壤微生物的平均吸光值和群落功能多样性指数稻田>园(旱)地>林地。研究还揭示,稻田改种蔬菜5a后,由于大量施用磷肥,土壤速效磷含量显著升高,但土壤有机碳和全氮含量没有明显差异;土壤微生物生物量碳、氮和土壤呼吸强度显著下降了53%、41.5%和41.3%,代谢熵升高了23.6%,土壤有机碳的矿化速率也有下降的趋势;土壤细菌和放线菌数量略有升高但差异不显著,真菌数量显著增加,而土壤微生物群落功能多样性指数却显著下降了。【结论】不同土地利用方式下土壤的生物和生物化学性状有显著不同。稻田利用方式下土壤的有机碳和养分含量、以及土壤有机碳转化过程指标和微生物群落功能多样性等均较该区的旱地和林地土壤高。但若在高肥力稻田上继续过量施用化肥,将有可能造成土壤生物性状和生化功能衰减,导致土壤生物质量退化。

土壤硒含量显著影响黑小麦与普通小麦的硒吸收

为了解黑小麦(Triticum aestivum L.)与普通小麦养分含量和硒吸收差异特征,通过成熟期田间取样,研究了富硒土壤(马三村,土壤硒质量分数平均值0.874 mg·kg^(-1))和缺硒土壤(韩村,土壤硒质量分数平均值0.205 mg·kg^(-1))对小麦不同器官组织养分及硒含量的影响特征。结果表明,富硒土壤上种植的小麦籽粒样品平均硒质量分数为0.205mg·kg^(-1),变幅为0.138～0.241mg·kg^(-1),95%小麦籽粒达到富硒标准,其中黑小麦籽粒硒质量分数平均为0.239 mg·kg^(-1),全部达到富硒标准。缺硒土壤上种植的小麦籽粒平均硒质量分数为0.040 mg·kg^(-1),变幅为0.030～0.057 mg·kg^(-1),均未达到富硒标准。小麦籽粒富硒程度与土壤硒含量的相关系数为0.954,当土壤硒质量分数达到0.810 mg·kg^(-1)时,小麦籽粒才能达到富硒标准。在硒水平相当的土壤上,黑小麦比普通小麦对硒的积累量大,富硒程度较高。马三村和韩村黑小麦籽粒硒含量平均分别比普通小麦高38.9%和34.2%。此外,黑小麦籽粒中氮和磷元素含量较普通小麦高,但富硒和缺硒土壤对相同品种籽粒N、P、K含量影响不大。因此,黑小麦富含丰富的营养物质,可作为富硒食品源。该研究可为富硒小麦品种与土壤硒含量间的相关关系研究提供理论依据。

有机无机肥配施对滨海盐渍农田土壤盐分及作物氮素利用的影响

土壤盐渍化造成氮素的损失,限制了作物对氮素的有效利用。为研究滨海盐渍化农田等氮量投入条件下,有机无机肥配施对农田土壤盐分和作物氮素养分吸收利用及氮平衡的影响,以江苏东台滩涂围垦农田为研究平台,选取玉米品种‘长江玉8号’为供试作物,设6个处理:不施肥(CK)、全有机肥(OM1)、1/4化肥+3/4有机肥(OM3/4)、1/2化肥+1/2有机肥(OM1/2)、3/4化肥+1/4有机肥(OM1/4)、全化肥(OM0)。在玉米播种前、生长期和收获后采集土样,同时在收获后采集植株样品,分析土壤盐分、p H、水分、无机氮含量和玉米植株不同部位的氮含量和累积量,计算氮肥利用效率和氮平衡。结果表明:1)有机肥代替部分化肥的施入,降低了滨海盐渍化农田土壤的电导率,且呈现出随有机肥施用量增加电导率逐渐降低的趋势,但其对土壤p H影响不显著。2)有机肥的施入提高了土壤有机质含量,改善了土壤结构,降低了土壤容重,同时提高了土壤含水率,增强了土壤的持水性能。3)就不同处理玉米产量和吸氮量来看,OM1/4处理玉米产量、籽粒含氮量和全植株吸氮量最高。同时,氮收获指数、氮肥当季回收率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等指标也较高。4)就氮素平衡状况来看,氮素输入量远大于作物吸收量和土壤残留量,有很大一部分无机氮损失掉。其中, OM1/4处理氮素表观损失量较小。综合有机无机肥配施对降低土壤盐分和作物养分吸收利用两者来看,在225 kg·hm?2氮用量条件下, OM1/4处理效果最好,既能在一定程度上降低土壤含盐量,又能维持较高的作物产量和氮素利用效率。同时对于改善土壤结构,提高土壤的保水性和土壤有机质含量都具有重要意义。

田块尺度下的苏北滩涂新垦农田土壤盐分空间变异性分析

为了消减盐碱障碍和提升地力,研究了苏北典型滩涂新垦农田土壤盐分的空间变异性。结果表明,农田土壤盐分东低西高,整体上属轻度盐渍化(含盐量1.27～1.98g/kg),但存在着盐斑(含盐量大于2g/kg)。表层及次表层土壤含盐量空间自相关程度强烈,其结构方差比分别为88.88%、80.75%;而其余土层含盐量间自相关程度为中等。垂直方向上,土壤盐分主要集中在犁底层(20～40cm)。

红壤区旱地和水田土壤磷素状况及其流失风险

红壤一般偏酸且铁铝富集,磷与铁、铝形成Fe-P、Al-P,降低了红壤磷的有效性。施磷提高红壤供磷能力,但是未被作物利用的磷积累在土壤中,对水体环境构成威胁。研究红壤磷素状况对于提高作物产量和保护环境具有重要意义。已有很多关于红壤磷素状况方面的报道,但是很少将红壤磷素状况与水体磷进行关联分析。在典型红壤区江西省余江县布点采集了旱地和水田土样各54份,周边水样24份,分析了土壤有效磷(Olsen-P和Bray-P)含量、水溶性磷(CaCl2-P)含量和水样总磷含量。结果表明,以Olsen-P为指标,11%的旱地和39%的水田土壤缺磷,61%的旱地和39%的水田土壤磷适合作物生长,11%的旱地和11%的水田土壤处于高磷状态。以Bray-P为指标,11%的旱地和33%的水田土壤缺磷,6%的旱地和33%的水田土壤磷适合作物生长,77%的旱地和6%的水田土壤处于高磷状态。Olsen-P、Bray-P与CaCl2-P三者之间具有极显著相关关系,对Olsen-P与Ca Cl2-P、Bray-P与CaCl2-P分别进行回归分析,求得土壤磷流失突变点的Olsen-P和Bray-P含量分别为56.31和118.4 mg·kg^(-1)。依据这两个标准,水田土壤有效磷均未超过磷流失突变点,旱地土壤Olsen-P和Bray-P超过突变点的样品比例分别为50%和33%。水田周边排水沟渠水的总磷含量均低于《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准。总之,调查的红壤区水田土壤整体较为缺磷、磷流失风险低,旱地土壤有效磷含量和磷流失风险都较高。

大豆和棉花生长对土壤呼吸的影响

设置大豆和棉花的盆栽试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定作物生长期的土壤呼吸。结果表明,大豆与棉花生长下土壤呼吸速率变化与作物生长相一致,与生长时间呈极显著的二次曲线相关关系。裸土土壤呼吸速率的季节变化不明显,与时间的相关性弱。大豆土壤呼吸速率的峰值是棉花的2.4倍,出现时间也比棉花早。大豆土壤呼吸呈苗期<分枝期<成熟期<开花结荚期<鼓粒期,鼓粒期和开花结荚期的土壤呼吸占全生育期总量的82%,而生长时间只占全生育期的38.7%,大豆土壤呼吸总量是相应裸土的11.5倍。棉花土壤呼吸呈苗期<吐絮期<蕾期<花铃期,蕾期和花铃期土壤呼吸占全生育期的77.8%,生长时间只占全生育期的44.7%,棉花土壤呼吸总量是相应裸土的4.9倍。大豆全生育期的土壤呼吸总量和平均土壤呼吸速率分别是棉花的1.77倍和2.34倍。大豆和棉花生长时期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为3.2%～95.8%和21.8%～88.0%,平均全生育期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为91.3%和79.6%。大豆全生育期根际呼吸数量和平均根际呼吸速率分别是棉花的2.03倍和2.68倍。在种植作物的土壤中,土壤呼吸速率与气温呈显著的指数相关,而在裸土中,相关性不显著。氮肥对裸土的土壤呼吸无显著影响。总之,作物-土壤系统中,土壤呼吸受作物类型和生长时期控制,根际呼吸是土壤呼吸的主要部分,大豆由于共生固氮过程使得其土壤呼吸和根际呼吸的贡献显著高于棉花。

微咸水淋洗对苏打盐渍土土壤理化性状的影响

在轻度盐碱化和中度盐碱化2种苏打盐渍土上,分别设置对照、补充灌溉、低额淋洗和高额淋洗4个处理,对经微咸水淋洗的苏打盐渍土的土壤渗透性、土壤容重以及土壤盐碱含量的分析结果表明,在高额淋洗区,微咸水在中度苏打盐渍土中渗透速率约为对照区的3倍,在轻度苏打盐渍土中约为对照区的2倍。与对照区相比,中度和轻度苏打盐渍土高额淋洗区土壤容重分别降低10.1%和9.5%。在高额淋洗区,中度苏打盐渍土60 cm深度内的含盐量降至1.0 g.kg-1,碱化度降低17.4百分点;轻度苏打盐渍土120 cm深度内含盐量均降至0.6 g.kg-1以下,碱化度也降低7.9百分点。苏打盐渍土土壤理化性状得到明显改善。认为适合中、轻度苏打盐渍土的淋洗定额分别为400和150 mm。

基于根际与凋落物际评价转Bt水稻对土壤线虫群落的影响

转基因作物在商业化推广前,有必要评价其对非靶标土壤生物的生态影响。根系和凋落物与土壤的界面是代表植物直接影响土壤的两个典型活性微域,即根际和凋落物际。基于室内盆栽实验构建水稻根际和凋落物际,比较了这两个高活性微域中转Bt水稻克螟稻(KMD)与亲本水稻秀水11(XSD)对土壤可利用资源、微生物学性质和线虫群落的影响。结果表明:转Bt水稻对土壤性质的影响依赖于水稻生育期和微域的变化。与XSD相比,KMD在苗期和拔节期显著提高了凋落物际土壤可溶性有机氮含量(P<0.05);在苗期显著降低了凋落物际土壤铵态氮含量,但在成熟期显著提高了凋落物际与交互微域土壤的铵态氮含量(P<0.05)。与亲本水稻相比,转Bt水稻分别在苗期和成熟期显著提高了凋落物际土壤微生物生物量碳和活性,而在拔节期和成熟期显著降低了根际土壤微生物生物量氮含量(P<0.05)。微域间的交互作用显著影响土壤微生物生物量、可溶性有机碳和氮、线虫总数和各食性线虫的数量(P<0.05)。转Bt水稻总体上降低了土壤线虫总数,尤其在苗期和拔节期的凋落物际土壤中达到显著水平。重复测量方差分析表明转Bt水稻显著影响土壤食细菌(P<0.01)和食真菌(P<0.05)线虫数量,及线虫群落的通道指数和富集指数。水稻收获后KMD秸秆的Bt蛋白含量显著高于亲本,全部KMD处理的土壤样品中Bt蛋白含量无显著变化,因而转Bt水稻对土壤生物学性质的影响可能并非来源于Bt蛋白的作用,而更可能来自于水稻生长性状和凋落物性质的差异。

中国植物营养生物学研究重要进展和展望

植物营养生物学是重点研究植物活化、吸收、转运与利用养分的生理、分子及遗传机制的科学,是支撑基于植物营养生理和分子遗传的农业养分高效新技术、新品种、新肥料可持续发展的重要基础学科之一。30多年来,中国植物营养生物学研究取得了显著进展,尤其是近5年来,中国植物营养生物学领域的科学家在国际综合性学术期刊及植物科学主流期刊发表的论文数量大幅增加,在营养元素高效、营养逆境耐性、根际和根系分泌物等若干领域取得了重要成果。本文评述了近5年来中国科学家在植物营养生物学若干领域取得的重要研究进展,以期追踪和报道当前中国植物营养生物学科领域发展的前沿和热点,并对存在的问题和未来的发展方向进行了探讨。

土壤团聚结构上水溶性有机物的性质及其对有机肥的响应

【目的】研究有机肥和无机肥施用后水溶性有机物(DOM)的性质及与团聚体保护的关系,揭示有机碳稳定性机制。【方法】以不同有机肥施用制度(有机肥种类、数量和施用时间)的稻田长期定位试验土壤为研究对象,通过湿筛分组获得不同团聚结构位置的水溶性有机物,测定DOM中的碳水化合物(CHC)和酚类物质(PEC)浓度。【结果】与游离组分及原土微团聚体相比,大团聚体包裹的微团聚体之间的CHC和PEC浓度更高,平均值分别为163.8和38.6 mg C.kg-1,并具有高CHC/PEC比(4.27)。与单纯施用化肥相比,施用有机肥显著提高了CHC和PEC在各团聚结构位置上的浓度,增幅分别达10.3%和6.3%,且大团聚体内微团聚体之间的位置对有机肥的响应更灵敏。基于团聚体对有机碳的保护程度,有机肥作用下大团聚体保护的CHC和PEC含量和比例均最高,而降低了原土微团聚体保护的CHC和PEC的含量和比例。【结论】不同团聚结构位置上DOM空间分布差异明显,既说明大团聚体是土壤活性有机碳增加和物理保护的最重要结构,又暗示DOM可能对大团聚体及其内部微团聚体的形成具有重要影响。CHC和PEC的浓度及二者比例均在有机肥作用下显著提高。结合团聚体分组进行DOM的评价有助于了解有机碳稳定机制及农业措施对土壤有机碳稳定性的影响。

围海造田长期耕种稻田和旱地土壤氮矿化速率及供氮潜力比较

围海造田是沿海地区拓展土地面积的主要途径。土壤氮矿化参数是揭示围海造田土壤肥力演变和土壤氮供应的重要指标,但是我国沿海造田土壤的相关研究少有报道。本研究以杭州湾南岸海积平原上慈溪市1000年和520年筑塘造田区为对象,选择4个代表性采样点,每个点从低洼稻田采集1个表层混合水稻土,在其相邻高地采集1个表层混合旱地土壤,共8个样品。采用间隙淋洗法研究了土壤样品氮矿化动力学特征。结果如下：119d培养试验证实水稻土和旱地土壤有机氮矿化动力学符合一级反应动力学方程Nt=N0（1-e-kt）;水稻土有机氮矿化势（N0）为82.7-161.9mg/kg（平均114mg/kg）,占有机氮的7.3%,旱地土壤N0为63.9-104.4mg/kg（平均83.4mg/kg）,占有机氮的7.3%;水稻土有机氮矿化速率（k）为0.033-0.114/d（平均0.064/d）,旱地土壤k为0.007-0.023/d（平均0.020/d）。土壤综合供氮指标（N0×k）,水稻土为3.84-18.46mg/（kg.d）[平均8.0mg/（kg.d）],旱地土壤为0.54-2.66mg/（kg.d）[平均1.6mg/（kg.d）]。水稻土总氮含量为1.4-2.0g/kg（平均1.6g/kg）,旱地为0.87-2.0g/kg（平均1.3g/kg）。可见,水稻土氮库、供氮潜力和速率均大于相邻旱地土壤。因此,从土壤氮肥力来讲,相对于旱地,围海形成的水稻田更具有可持续利用性。

2种施肥模式对次生盐渍化温室土壤及蔬菜养分含量的影响

通过大田试验,研究了2种施肥模式对次生盐渍化温室土壤、蔬菜养分的影响。结果表明,测土施肥(STFP)能平衡土壤养分,而传统施肥(TFP)土壤中已严重累积的硫和磷的含量继续增加,养分不平衡的状况更趋严重。TFP芹菜的地上部含氮量明显高于其他处理,而各处理蔬菜地下部的含氮量无显著差异(P>0.05);各处理的不结球白菜的含磷量差异显著(P<0.05),TFP的最高,STFP的最低,而芹菜的无显著差异;STFP蔬菜的地下部含钾量均显著高于对照(P<0.05),而3处理间蔬菜的地上部含钾量差异不显著(P>0.05);3处理均未影响蔬菜钙镁的含量,也未影响2种蔬菜地上部硫的含量,而STFP不结球白的地下部含硫量明显高于其他处理;STFP的蔬菜产量高于其他处理,其他处理间无显著差异(P>0.05)。结果说明,TFP的钾含量相对偏低,其他大中量元素含量均能满足蔬菜生长的需要,并且磷、硫含量过高;而STFP能根据温室土壤养分与平衡状况,通过降低磷、硫的施用,增加钾的施用来不断调整施肥组成,能有效遏制温室土壤次生盐渍化的发生与发展,改善温室土壤的蔬菜生长环境并能提高蔬菜产量,是一种优良的调控与持续利用次生盐渍化温室土壤的措施。