施磷和接种解磷菌对紫花苜蓿光合特性及生物量的影响

为探讨不同施磷水平下接种丛枝菌根真菌(AMF)和解磷细菌(PSB)对紫花苜蓿光合特性及生物量的影响,提高紫花苜蓿的磷肥利用效率及优质高产研究、制定科学合理的施肥制度提供理论依据。采用随机区组设计进行盆栽试验,设置4个接菌处理[未接菌对照组(CK,J_(0))、单接巨大芽孢杆菌(Bm,J_(1))、单接摩西管柄囊霉(Fm,J_(2))和双接菌(Bm×Fm,J_(3))]和4个施磷(P_(2)O_(5))水平[0(P_(0))、50(P_(1))、100(P_(2))和150 mg·kg^(-1)(P_(3))],共计16个处理。通过对紫花苜蓿的叶片净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、叶绿素[Chl(a+b)]含量和生物量进行测定,并通过相关性分析明确紫花苜蓿各光合指标与生物量之间的关系,通过隶属函数分析筛选出有利于促进紫花苜蓿生物量形成的最佳菌磷耦合模式,明确施磷和接种解磷菌对紫花苜蓿光合特性及生物量的影响。结果表明:相同接菌处理下,紫花苜蓿叶片P_(n)、T_(r)、G_(s)、LUE、WUE、Chl(a+b)和生物量均随施磷水平的提高而呈先升高后降低的趋势,在P2处理达到最大值,且施磷处理均显著大于未施磷处理(P<0.05),而Ci则随施磷水平的提高呈逐渐降低的趋势,且施磷处理均显著低于未施磷处理(P<0.05);相同施磷处理下,紫花苜蓿叶片的Pn、Tr、Gs、LUE、WUE、Chl(a+b)和生物量均为接菌处理显著大于未接菌处理(P<0.05),且除Chl(a+b)外,Pn、Tr、Gs、LUE、WUE、Chl和生物量均为在J_(3)处理达到最大值,而Ci显著低于未接菌处理(P<0.05),在J_(3)处理达到最小值。相关性分析表明,Ci与P_(n)、T_(r)、G_(s)、LUE、WUE、Chl(a+b)和生物量均呈显著负相关(P<0.05),其余各指标间均两两呈显著正相关(P<0.05)。根据隶属函数值大小排序,排名前3位的分别为J_(3)P_(2)、J_(2)P_(2)和J_(3)P_(1)。双接种丛枝菌根真菌与解磷细菌,并施磷100 mg·kg^(-1)的菌磷耦合模式,能够显著提高紫花苜蓿叶片的光合特性并增加叶绿素含量,进而有利于促进紫花苜蓿生物量的形成。

菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征

探讨在施磷条件下接种不同比例丛枝菌根真菌(AMF)与解磷细菌(PSB)对紫花苜蓿各器官、不同部位磷含量及土壤有效磷含量的影响,为提高紫花苜蓿的磷肥利用效率及优质高产研究、制定科学合理的施肥制度提供理论依据。采用完全随机设计进行盆栽试验,设置5种接菌比例(AMF∶PSB)梯度[3∶7(J_(1))、4∶6(J_(2))、5∶5(J3)、6∶4(J_(4))和7∶3(J_(5))]和2种施磷(P_(2)O_(5))水平[0(P0)和100 mg·kg^(-1)(P_(1))],共计10个处理。通过对紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率进行测定,并通过相关性分析明确紫花苜蓿植株磷含量、土壤磷含量、干物质产量及磷素利用效率之间的关系,通过隶属函数分析筛选出适合苜蓿生长的最佳菌磷耦合模式,明确菌磷耦合下紫花苜蓿的干物质产量及磷素空间分布特征。结果表明:相同接菌条件下,紫花苜蓿的植株磷、茎磷、叶磷、花磷、根磷、上部磷、中部磷、下部磷、根际土壤有效磷、非根际土壤有效磷含量及干物质产量均为P1处理显著大于P_(0)处理(P<0.05)。相同施磷条件下,紫花苜蓿的植株磷、茎磷、叶磷、花磷、根磷、上部磷、中部磷及下部磷均表现为J_(5)处理显著大于其他接菌处理(P<0.05),而干物质产量表现为J_(1)、J_(2)、J_(3)和J_(4)处理显著大于J_(5)处理(P<0.05),苜蓿各器官磷含量表现为:花>叶>根>茎;苜蓿各部位磷含量表现为:上部>中部>下部;土壤有效磷含量表现为:根际土>非根际土。菌磷耦合处理中,苜蓿总干物质产量和磷素利用效率均在J4P1处理达到最大值,分别为49.31 g·pot^(-1)和27.23%。相关性分析表明,苜蓿植株磷含量、根际土壤磷含量、非根际土壤磷含量、磷素利用效率和总干物质产量两两互为正相关,其中,总干物质产量与根际土壤有效磷含量和磷素利用效率呈极显著正相关(P<0.01),与非根际土壤有效磷含量呈显著正相关(P<0.05)。根据隶属函数值大小排序,排名前3位的分别为J_(1)P_(1)、J_(3)P_(1)和J_(4)P_(1)处理。当施磷(P_(2)O_(5))量为100 mg·kg^(-1)及AMF和PSB为3∶7的双接菌比例下,能够较大程度地改善苜蓿的磷营养水平,进而提高苜蓿的干物质产量。

磷、丛枝菌根真菌与解磷细菌复合接种对紫花苜蓿生产性能的影响

为探讨施磷条件下不同比例接种丛枝菌根真菌(AMF)与解磷细菌(PSB)对紫花苜蓿生长及生产性能的影响,明确苜蓿农艺性状、地上生物量与营养品质的关系,筛选出适合苜蓿生长的最佳接菌比例。接菌比例(AMF∶PSB)设置5个梯度,分别为3∶7(J1)、4∶6(J2)、5∶5(J3)、6∶4(J4)和7∶3(J5),设置2个施P_(2)O_(5)梯度:0(P0)和100 mg/kg(P1),共计10个处理,采用随机区组设计,对紫花苜蓿农艺性状、地上生物量及营养品质进行测定。结果表明:相同接菌条件下,紫花苜蓿的株高、茎粗和粗蛋白含量为P1处理大于P0处理,生长速度和总地上生物量为P1处理显著大于P0处理(P<0.05),而茎叶比则表现为P1处理显著小于P0处理(P<0.05)。P0条件下,苜蓿各茬次茎粗、生长速度、总地上生物量和中性洗涤纤维均表现为J1、J2、J3和J4处理显著大于J5处理(P<0.05);P1条件下,苜蓿各茬次生长速度和总地上生物量均为J1、J2、J3和J4处理显著大于J5处理(P<0.05)。相关性分析表明,株高、茎粗、生长速度和地上生物量四者中两两互为极显著正相关(P<0.01),中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维呈极显著正相关(P<0.01)。根据模糊相似优先比排序,排名前三的处理分别为J1P1、J2P1和J4P1。在100 mg/kg的施磷(P_(2)O_(5))条件下,以3∶7的比例复合施入AMF和PSB能够有效提高苜蓿的生产性能。

施磷对滴灌苜蓿干草产量及磷素含量的影响

为探讨不同施磷量对滴灌苜蓿干草产量、吸磷量及苜蓿磷素利用效率的影响,明确不同磷素水平下土壤全磷和速效磷的含量分布特征。试验设4种施磷梯度,分别为施P_2O_5 0 kg·hm^(-2)(CK)、50 kg·hm^(-2)(P_1)、100 kg·hm^(-2)(P_2)、150 kg·hm^(-2)(P_3),采用滴灌水肥一体化施肥方式,平均分4次分别在返青后的分枝期、第1茬、第2茬、第3茬刈割后3～5 d施入。结果表明,各茬次苜蓿植株叶片、茎秆磷含量在P_2处理下达到最大值,其中叶片磷含量数值分别为0.223%,0.275%,0.292%和0.218%;茎秆磷含量数值分别为0.202%,0.223%,0.201%和0.146%。苜蓿叶片磷含量大于茎秆磷含量。滴灌苜蓿植株的干草产量、吸磷量随着施磷量的增加呈先增加后降低的趋势,在第1茬P_2处理达到最大值,数值分别为6.54 t·hm^(-2)和13.78 kg·hm^(-2)。土壤全磷含量、速效磷含量随着施磷量的增加呈逐渐增大的趋势,且各施磷处理显著大于未施磷处理(P<0.05),滴灌苜蓿总干草产量在P_2处理条件下达到最大,达21.24 t·hm^(-2)。苜蓿的磷素利用效率为随施磷量的增加呈逐渐降低的趋势,P_1处理苜蓿的磷素利用效率在第1茬达到最大值为28.37%。滴灌苜蓿植株吸磷量与干草产量呈极显著正相关(P<0.01)。当施P_2O_5为100 kg·hm^(-2)(P_2)时,能够有效促进苜蓿根系对土壤速效磷的吸收,提高苜蓿磷素利用效率,进而提高滴灌苜蓿干草产量。

滴灌苜蓿不同花期农艺性状特征及与干草产量的关系

为探讨滴灌条件下不同花期紫花苜蓿的农艺性状特征,明确苜蓿各农艺性状指标与干草产量之间的关系,本研究选取苜蓿生长的4个花期,即孕蕾盛期(S 1)、初花前期(开花5%,S 2)、初花后期(开花10%,S 3)和盛花期(开花50%,S 4),进行苜蓿不同花期的株高、茎粗、茎叶比及干草产量的测定。结果表明:相同茬次,随着花期的推进,苜蓿的株高、茎粗、茎叶比及干草产量均呈逐渐增大的趋势,且盛花期各指标均显著大于孕蕾盛期(P<0.05)。紫花苜蓿的总干草产量为S 2(刈割5茬)最大,其次分别为S 3、S 4、S 1。不同花期滴灌苜蓿各农艺性状与苜蓿干草产量的关联度不同,相同花期,茎粗与苜蓿干草产量的关联度最大。在盛花期(开花50%,S 4)刈割有利于苜蓿单茬干草产量的提高,但实际生产中往往还需要考虑苜蓿的营养品质、年总干草产量及刈割成本。因此,可适当提前刈割期,在初花后期(开花10%)刈割效果最佳。

施磷水平和接种AMF与解磷细菌对苜蓿产量及磷素利用效率的影响

为探讨不同施磷水平下接种丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizae Fungi,AMF)与解磷细菌对苜蓿干物质产量及其磷素利用效率的影响,筛选出苜蓿最佳的施肥模式,为紫花苜蓿高效生产及高效复合型菌肥的研制提供理论依据。该研究试验采用双因素随机区组设计,AMF选用摩西管柄囊霉,解磷细菌选用巨大芽孢杆菌,设置4个施菌水平:分别为接种摩西管柄囊霉(Fm,J1)、巨大芽孢杆菌(Bm,J2)、混合菌种(Fm×Bm,J3)和未接菌处理对照组(J0)。施磷(P2O5)设置4个水平P0~P3分别为:0、50、100和150 mg/kg,菌磷互作共16个处理。结果表明:1)相同施菌条件下,苜蓿各茬次干物质产量、总干物质产量和植株磷含量均随施磷量的增加呈先增加后降低的趋势。除J2条件下,J2P1处理下的苜蓿总干物质产量达到最大值外,其他施菌条件下,苜蓿的总干物质产量均在P2处理达到最大,且施磷处理显著大于未施磷处理(P<0.05)。苜蓿的磷肥偏生产力及磷肥农学效率均随施磷量的增加呈逐渐降低的趋势,而土壤全磷含量和速效磷含量均随着施磷量的增多呈增加的趋势。2)相同施磷处理下,单接种菌处理和混合接种处理下苜蓿的干物质产量、植株磷含量、磷素利用效率、土壤全磷以及速效磷含量均显著大于不接菌处理(P<0.05),其中总干物质产量、土壤全磷和速效磷含量均在J3处理达到最大值。根际土壤速效磷含量与干物质产量拟合的相关系数最大,拟合效果最好。土壤全磷、速效磷含量均与总干物质产量呈显著正相关。因此,当施磷量为100 mg/kg,混合接种AMF与解磷细菌能够显著增加苜蓿土壤磷素有效性,提高磷素利用效率,进而增加苜蓿的干物质产量。

施氮对苜蓿初花期光合日变化、叶片形态及干物质产量的影响

通过研究不同氮素水平下滴灌苜蓿叶片形态特征、光合日变化规律,分析不同施氮水平下滴灌苜蓿光合日变化、叶片形态与干物质产量的关系,以期进一步揭示施氮对紫花苜蓿干物质及产量形成的影响机制,进而为优化实际生产中紫花苜蓿的氮管理策略提供理论依据。采用单因素随机区组设计,设置0(CK)、60(N_(1))、120(N_(2))和180 kg·hm^(-2)(N_(3))共4个施氮水平,在紫花苜蓿初花期对光合日变化、叶片形态、叶片氮含量和苜蓿产量构成进行测定。结果表明,施氮处理下苜蓿的叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均高于不施氮处理,施氮处理的苜蓿叶片胞间CO_(2)浓度低于不施氮处理。对净光合速率和蒸腾速率综合影响最大的环境因子是光合有效辐射。随着施氮量的增加,紫花苜蓿的叶长、叶宽、叶面积、比叶重,以及叶片干重、茎秆干重、干物质产量、叶片氮含量、淀粉和可溶性糖含量均呈先增加后降低的趋势。不同施氮水平下,对叶片形态结构影响最大的为叶面积,其次分别为比叶重、叶长和叶宽,对苜蓿干物质产量影响从大到小依次为叶片氮含量>净光合速率>叶面积>蒸腾速率>比叶重。不施氮和高氮处理下光合速率下降主要是因为光合活性受到抑制,属于非气孔因素。基于主成分分析,干物质产量、叶片形态以及光合作用综合得分最高的为N_(2)处理,其次分别为N_(3)、N_(1)和CK处理。因此,施氮肥有助于紫花苜蓿光合面积和光合速率的协同改进,有利于光合产物的生成,从而促进苜蓿干物质产量的增加,在施氮量为120 kg·hm^(-2)时提升效果最为明显。

施氮对苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性及干草产量的影响

为探究不同施氮量对紫花苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性、干草产量的影响,设置4个施氮梯度,施氮量分别为:0kg/hm^(2)(N _(0))、60kg/hm^(2)(N_(1))、120kg/hm^(2)(N_(2))和180kg/hm^(2)(N _(3)),测定紫花苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性及干草产量,并进行综合分析。结果表明:紫花苜蓿根际土壤细菌、真菌、放线菌数量及根际土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势。当施氮量达120kg/hm^(2)(N_(2))时,紫花苜蓿根际土壤细菌、真菌、放线菌数量均达到最大值,分别为7.56、6.11和6.35lg cfu/g;土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性均达到最高,分别为21944.44和944.04U/(g·d),且显著高于其他处理(P<0.05)。苜蓿干草产量在N 2处理下达到最大值,为22.46t/hm^(2)。通过综合评定,当施氮量为120kg/hm^(2)(N_(2))时,有利于增加苜蓿根际土壤微生物数量及促进根际土壤酶活性,进而提高苜蓿干草产量。

磷肥对滴灌苜蓿根际土壤微环境及干草产量的影响

为探究不同施磷量对滴灌紫花苜蓿根际土壤微环境及干草产量的影响,试验设置4个施磷(P_(2)O_(5))梯度:0(P_(0)),50(P_(1)),100(P_(2))和150 kg·hm^(-2)(P_(3)),采用滴灌模式随水滴施,测定紫花苜蓿根际土壤微生物数量、酶活性、土壤理化性质及干草产量,并进行综合分析。结果表明,紫花苜蓿根际土壤真菌、放线菌数量及脲酶、过氧化氢酶活性在P_(2)处理下达到最大值,分别为6.04,6.15 lg cfu·g^(-1)及933.54,945.91 U·g^(-1)·d^(-1);细菌数量在P_(3)处理达到最大值,为7.14 lg cfu·g^(-1);碱性磷酸酶活性在P_(1)处理达到最大值,为14939.80 U·g^(-1)·d^(-1)。根际土壤全磷及有效磷含量随着施磷量的增加呈逐渐增加的趋势,至P_(3)处理达到最大值,但根际土壤pH及含水率均为未施磷显著高于其他处理(P<0.05)。苜蓿干草产量在P_(2)处理达到最大值,为21.82 t·hm^(-2)。综合评定,适宜的施磷量(100 kg·hm^(-2))有利于改善紫花苜蓿根际土壤微环境,进而提高苜蓿干草产量。

新疆石河子地区不同秋眠级紫花苜蓿生产性能的综合评价

为了探究不同秋眠级紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生产性能和越冬能力的差异,本研究以国内外26个不同秋眠级紫花苜蓿品种为试验材料,对紫花苜蓿生长性状、营养品质、越冬率及其综合评价进行研究。结果表明:紫花苜蓿的单株生物量、株高、茎粗、粗蛋白含量随着秋眠级的升高呈先增加后降低的趋势,而茎叶比、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量随秋眠级的升高呈先降低后增加的趋势,越冬率则随着秋眠级的升高呈逐渐下降的趋势。主成分分析综合评价得分由高到低依次为秋眠级4级>3级>2级>5级>6级>8级>7级>9级>10级,聚类分析表明秋眠级4级和3级紫花苜蓿为综合指标最优的一类。因此,秋眠级4级的紫花苜蓿最接近理想品种,其次为秋眠级3级,上述2个秋眠级紫花苜蓿均适合在新疆石河子地区种植。

不同氮磷水平下不同土层中紫花苜蓿细根周转特征

为探讨不同氮磷配施条件下紫花苜蓿细根周转及不同土层分布动态特征,分析苜蓿细根周转各指标之间的关系。采用双因素随机区组设计进行田间试验,设置4个施磷水平[0(P_(0))、50(P_(1))、100(P_(2))和150 kg·hm^(-2)(P_(3))]和两个氮水平[0(N_(0))和120 kg·hm^(-2)(N_(1))],共计8个处理,通过微根管根系监测0~60 cm的土层细根周转特征。结果表明:在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,紫花苜蓿细根总现存量、细根表面积密度、细根生产量和死亡量呈先增加后降低的趋势,在P_(2)条件下达到最大值,且P_(1)、P_(2)处理显著大于P_(0)处理(P<0.05),在相同施磷条件下,N_(1)处理显著大于N_(0)处理。在不同土层中,在相同施氮条件下,随着施磷量的增加,苜蓿细根现存量在0~30 cm土层中呈先增加后降低的趋势,在0~15 cm土层中,P_(2)处理苜蓿细根现存量显著高于其他处理(P<0.05)。不同处理下,苜蓿细根现存量主要集中在15~30 cm土层。在相同施氮条件下,随施磷量的增加,苜蓿细根周转率呈先降低后增加的趋势。细根周转率受细根现存量与细根死亡动态变化的影响较大。细根死亡量与周转率拟合的相关系数最大,拟合效果最好。综上所述,当施磷(P_(2)O_(5))量为100 kg·hm^(-2)、施氮(N)量为120 kg·hm^(-2)时,能够显著增加苜蓿细根的现存量和根表面积密度,进而促进苜蓿根系周转和生长。

紫花苜蓿光合日进程及光合产物分配对施磷的响应

为探讨滴灌条件下紫花苜蓿光合日进程及光合产物分配对不同施磷水平的响应,明确苜蓿地上光合产物与叶片光合参数之间的关系,通过田间试验,设置0(CK)、50(P_(1))、100(P_(2))和150 kg·hm^(-2)(P_(3))4个施磷(P_(2)O_(5))水平,在紫花苜蓿初花期选择典型晴天(10:00-20:00),采用Li-6400便携式光合仪测定紫花苜蓿叶片光合指标及环境因子日进程,并对苜蓿植株叶、茎、根中的可溶性糖和淀粉含量进行测定。结果表明,不同施磷水平下紫花苜蓿均有光合“午休”现象,气孔限制是净光合速率(P_(n))下降的主要因素。光合有效辐射(PAR)对苜蓿叶片P_(n)影响最大,而大气CO_(2)浓度(C_(a))、大气温度(T_(a))、大气相对湿度(RH)和叶面饱和蒸气压亏缺(V_(pdl))对P_(n)的影响次之。主成分分析发现,苜蓿的光合效率由高到低依次是P_(2)>P_(1)>P_(3)>CK。当施磷水平为100 kg·hm^(-2)时,苜蓿的干草产量显著提高,紫花苜蓿叶片P_(n)、蒸腾速率(T_(r))和水分利用效率(WUE)的日进程均较对照有所提高,叶片胞间CO_(2)浓度(C_(i))日进程均较对照显著降低。叶、茎和根的可溶性糖含量分别提高了11.6%、5.0%和4.6%,淀粉含量分别提高了15.2%、9.6%和5.3%,可溶性糖和淀粉的资源分配更多地表现为对叶的分配增加,对茎和根相对较少。因此,适当施磷能提高紫花苜蓿叶片的光合效率,进而显著促进苜蓿的生长发育,施磷(P_(2)O_(5))量为100 kg·hm^(-2)时对紫花苜蓿光合的提升效果最为明显。