秦岭北麓地区农田土壤养分平衡状况演变分析

【目的】研究陕西秦岭北麓地区近30年农田土壤养分平衡状况的演变趋势,为评价该区域土壤肥力变化并分析其产生的环境效应提供参考。【方法】以位于陕西秦岭北麓的周至、户县和长安3个区县为研究对象,采用养分平衡法分析这一地区1980-2009年农田土壤养分的平衡状况。【结果】自1980年以来,研究地区农田化肥和有机肥的投入量均呈增加趋势,其中化肥投入量占养分总投入量的比例由1980年的47.2%增加到2009年的75.4%增幅较大;而有机肥投入量所占比例却由1980年的34.8%减少到2009年的18.8%。农田土壤中N一直处于盈余状态,P2O5则由亏缺转向明显盈余,K2O一直亏缺,但平衡率呈减小的趋势。【结论】陕西秦岭北麓地区应采取"减氮、控磷、增钾"的措施,以控制该区域农田土壤因N、P2O5盈余过量而可能带来的农业面源污染问题。

水氮耦和对春小麦产量、蛋白质含量及其组分含量的影响

本文盆栽条件下研究了水氮配合对春小麦产量和蛋白质组分含量的影响。结果表明,在不同土壤相对含水量下,合理迫施氮肥能够显著提高春小麦籽粒产量。中水或高水条件下,追氮时期对小麦籽粒产量影响不显著,建议在拔节期追施氮肥。推迟施氮时期及合理增加施氮量,有助于提高小麦籽粒蛋白质含量、蛋白质产量和蛋白质各组分含量,追氮时期应选择在抽穗期或灌浆期。增加土壤相对含水量,会降低籽粒蛋白质含量和蛋白质各组分含量。水分亏缺或过量均不利于小麦籽粒蛋白质产量的提高。在生产实践中,要根据不同的栽培目的确定灌水和施肥方案。

不同土壤含水量下施氮量及施氮时期对西藏春小麦农艺性状和产量的影响

【目的】研究不同水分含量下施氮量及施氮时期,对西藏地区春小麦农艺性状和产量的影响。【方法】通过盆栽试验,测定不同水分含量、施氮量及施氮时期下,春小麦株高、茎粗、地上部生物量、结实小穗数、不孕小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重和产量,并对这些产量构成要素进行相关分析。【结果】水氮互作下春小麦地上部生物量、茎粗、结实小穗数、穗粒数、穗粒重和千粒重,与产量呈极显著正相关关系,其对产量的贡献大小如下,穗粒重>地上部生物量>结实小穗数>穗粒数>千粒重>茎粗。【结论】水氮互作对春小麦农艺性状及产量的影响较为复杂。在生产实践中,需要结合当地土壤水分条件,根据不同的育种目标或栽培目的确定最佳的水肥耦合方案。考虑到目前过量施肥导致的生态环境压力,在以追求春小麦高产为目标的前提下,应尽量做到减少氮肥施用量。结合本研究内容,推荐在土壤相对含水量55%~60%时,在春小麦拔节期或抽穗期追施氮肥,总施氮量不宜超过0.6g/pot。

西藏地区马铃薯综合利用前景及发展对策

马铃薯是西藏人民颇为喜爱的作物之一。通过介绍马铃薯的营养价值、药用价值及其综合利用前景等方面,以期为改善西藏地区马铃薯生产加工现状,开发有效利用途径,增加西藏经济效益和农牧民收入作出科学指导,并提出发展对策。

西藏杂粮作物育种概述及产业化发展思路(上)

本文对西藏自治区农牧科学院农业研究所主要从事的杂粮作物如马铃薯、豌豆和荞麦的良种选育历程作了较为详尽的阐述,并提出西藏杂粮作物的育种目标和产业化发展对策,以期为增加西藏生态经济效益、合理调整种植业结构和提高农牧民收入做出科学指导。

高海拔地区马铃薯实生苗培育技术

马铃薯实生苗培育,是马铃薯常规育种中不可或缺的重要一环。本文对高海拔地区马铃薯实生苗的培育方法进行简要阐述,通过打破马铃薯实生籽休眠,简化复杂的移栽程序,来提高马铃薯实生苗的成活率,为马铃薯后代无性繁殖的选育或脱毒薯的培养,提供丰富的实生薯群体,为提高马铃薯育种成效做出科学指导。

拉萨地区马铃薯实生苗栽培繁育技术

马铃薯实生苗培育,是马铃薯常规育种中不可或缺的重要一环。本文对拉萨地区马铃薯实生苗的培育方法进行简要阐述,包括实生籽处理、材料准备、播种、播后管理、收获等方面内容。通过打破马铃薯实生籽休眠,简化复杂的移栽程序,来提高马铃薯实生苗的成活率,为马铃薯后代无性繁殖的选育或脱毒薯的培养,提供丰富的实生薯群体,为提高马铃薯育种成效做出科学指导。

黄土高原不同植物群落土壤团聚体中有机碳和酶活性研究

以黄土高原延河流域森林区3种典型植物群落为研究对象，研究了3种植物群落土壤团聚体中有机碳的含量、组分及土壤酶活性，分析了有机碳与酶活性的关系。结果表明：（1）3种植物群落，土壤团聚体各种形态有机碳和酶活性均表现为0-10 cm土层含量高于10-20 cm土层，辽东栎群落0-10 cm土层土壤多酚氧化酶活性却低于10-20 cm土层。（2）土壤团聚体有机碳含量在植物群落间表现为：辽东栎群落〉人工刺槐群落〉狼牙刺群落，酶活性在植被群落间的高低表现则不一致。土壤有机碳含量和酶活性在团聚体间均表现为随团聚体粒级的增大而增大，或先增大再减小的趋势。（3）蔗糖酶、纤维素酶以及β-D葡糖苷酶活性与各种形态有机碳均呈显著的正相关关系，多酚氧化酶和过氧化物酶与有机碳含量相关性不显著。（4）辽东栎群落和狼牙刺群落土壤团聚体蔗糖酶、纤维素酶、以及β-D葡糖苷酶活性在团聚体中表现为：｜〈0.25 mm团聚体｜ 〉 ｜2-0.25 mm团聚体｜ 〉 ｜5-2 mm团聚体｜ 〉 ｜〉5 mm团聚体｜，其多酚氧化酶和过氧化物酶以及人工刺槐群落各种土壤酶活性均表现为2-0.25 mm粒级团聚体中最大。（5）β-D葡糖苷酶活性增大，能促进土壤各种有机碳含量增加；土壤蔗糖酶活性和β-D葡糖苷酶活性的提高有助于土壤活性有机碳含量增加；土壤多酚氧化酶活性的增大，有利于土壤腐殖质碳的积累。

不同氮肥用量下冬小麦土壤剖面累积硝态氮及其与氮素表观盈亏的关系

以在陕西关中地区户县、周至两县连续2年的20余个"3414"肥料田间试验为研究对象,研究了不同施氮量下冬小麦收获后土壤2 m剖面硝态氮的分布、累积及其与土壤氮素表观盈亏量间的关系。结果表明:随着氮肥用量的提高,土壤剖面硝态氮累积量明显增加,其向土壤下层淋溶的程度也越严重;当施氮量为180～240 kg/hm2时,一些试验点的土壤氮素已经表现出盈余;当施氮量达到270～360 kg/hm2,所有试验点土壤氮素均明显盈余。不同施氮量时土壤表观氮素平衡值(施氮量与氮素携出量的差值)与土壤0—2 m剖面硝态氮累积量之间呈极显著正相关,说明土壤表观氮素平衡和盈亏决定了土壤剖面硝酸盐的累积状况;土壤氮素表观盈余值每增加100kg/hm2,0—2 m土壤剖面硝态氮累积量增加约62.5 kg/hm2。

豌豆新品种藏豌2号的选育历程及其配套栽培技术

本文介绍了豌豆新品种藏豌2号的选育过程、特征特性、历年区域试验、生产示范情况及配套高产栽培技术,以期为该品种大面积示范推广提供科学的理论指导。

藏豌2号的选育及评价

藏豌2号是从德国引进紫花变异群体中系统选育出白花新品系,经连续单株选择及扩繁而来。在西藏多生态区域进行丰产性、适应性以及白粉病抗性评价,结果表明藏豌2号适应在西藏地区3800 m以下种植,产量高,稳产性能好,中抗白粉病。

拉萨长期不同施肥青稞田土壤固氮菌分离鉴定

为寻找拉萨青稞田自生固氮菌,丰富当地固氮菌资源,以减少化肥使用量,降低环境负效应,本研究从6种长期不同施肥模式定位试验的青稞田土壤中进行固氮菌的分离、纯化,观察其菌落形态特征并测定各菌株的固氮酶活性,通过16S rDNA基因测序和构建系统发育树分析了各菌株的分类学地位。结果显示,通过分离和纯化,共得到自生固氮菌50株,其中13株菌具有高效固氮酶活性,分别属于假食酸菌属(Pseudacidovorax)、芽孢杆菌属(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)、农杆菌属(Agrobacterium)。施用化肥会减少土壤中高效固氮菌种类,不施化肥或施用有机肥能丰富土壤中高效固氮菌种类。

施氮对西藏农田土壤有机碳及酶活性的影响

探明不同施氮量对拉萨农田土壤有机碳和酶活性的影响,设计5个试验处理(T1~T5):0、75、150、225 kg N/hm^2以及当地适宜施肥量:150 kg N/hm^2,135 kg P_2O_5/hm^2,分别于播种前和青稞收获后采集各处理0~20 cm土壤样品测定其总有机碳、活性有机碳、腐殖质碳、胡敏酸和富里酸含量、蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性和脲酶活性。研究结果表明:拉萨农田土壤有机碳总量偏低,活性有机碳比例较大,土壤腐殖化率较低。短期内施用氮肥能通过增加土壤活性有机碳而使土壤总有机碳含量增加,但降低土壤腐殖质碳含量,提高土壤HA/FA。施用氮肥短期内可以使当地农田土壤有机碳含量增加,T4施氮量可以优化土壤微环境,利于土壤酶活性升高和土壤有机碳的积累。

不同有机肥与化肥配施对西藏青稞生长发育与产量的影响

为探究商品有机肥在高原作物生产和农业可持续发展中的可行性,进行有机肥与化肥配施对西藏青稞生长发育和产量影响的试验,试验设计为2个因素(商品有机肥与化肥),每因素设4个水平的完全随机区组设计,对青稞出苗、株高、生物量、产量构成因子及产量进行田间统计测定。结果表明:不同处理组合下青稞株高、生物量、光合速率、穗长、穗粒数、千粒质量、理论产量、实际产量在各处理间具有不同表现,其中以NPK+3 M表现最好,值较大,随着化肥施用量的减少,各产量因子和产量均不同程度下降。有机肥较化肥更能保障青稞出苗率在较高水平且出苗整齐;商品有机肥部分替代化肥施用后,可保障青稞出苗率,增加青稞干物质量,但有降低成穗数的风险,短期内青稞产量略有下降,要保证青稞不减产,则在化肥减量时必须加倍增加有机肥的用量。

低温复合菌系HT20对冀东稻区秸秆腐解及土壤养分动态变化的影响

为探讨低温复合菌系HT20对冀东稻区还田秸秆的腐解、养分释放及土壤养分动态变化的影响,在冀东滨海单季稻区进行田间试验,采用秸秆网袋填埋法,设置秸秆还田(CK),秸秆还田配施“农富康”(JF)和秸秆还田配施HT20(JH)3个处理,分别于水稻移栽期、分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期、乳熟期和成熟期取秸秆和土壤样品,测定秸秆质量残留率,秸秆中氮、磷、钾养分残留率和土壤养分含量。结果表明,相比CK和JF处理,JH处理下秸秆质量残留率分别低9.01%~24.08%和4.68%~11.31%,秸秆氮残留率在移栽期和拔节期分别低15.56%~24.94%和26.54%~36.31%,秸秆磷残留率在拔节期分别低9.68%和11.28%,秸秆钾残留率差别不大,氮、磷、钾残留率在后期有负增长现象。相比CK和JF处理,JH处理土壤碱解氮含量在分蘖期分别增加53.33%和4.55%,土壤速效磷含量在拔节期分别增加195.62%和65.80%,在抽穗期分别增加138.14%和195.62%;在全生育期内土壤速效钾含量分别增加7.64%~168.87%和29.34%~179.30%。相比CK和JF处理,JH处理水稻分蘖数显著增加14.10%和16.57%,水稻产量显著提高11.25%和17.11%。可见,低温复合菌系HT20能够加快还田秸秆的腐解进程和秸秆养分释放,改善土壤肥力,促进水稻分蘖和生长,进而提高水稻产量。

秸秆还田结合减量施肥对水稻产量和土壤养分的影响

为探明河北滨海稻区水稻秸秆还田条件下,最适的化学肥料施用体系,达到肥料减量和土壤培肥目的。在大田试验条件下,设置不同施肥方案:T1(常规施肥)、T2(减施氮肥5.74%,减施肥料19.97%)、T3(减施氮肥15.02%,减施肥料25.84%)、T4(减施氮肥20.88%,减施肥料34.01%)等4个处理,研究秸秆还田结合不同减量化施肥方案对水稻生长发育和产量及土壤养分的影响。结果表明,在秸秆还田模式下,减量化施肥处理均未对水稻生长发育产生负影响,并且保障了水稻产量;秸秆还田后,土壤养分含量相比还田前有所提高,相比于T1处理,减量施肥处理组有机质含量显著提高15%~24%,速效钾含量显著降低12%~21%,碱解氮和速效磷未形成显著性差异。其中T3处理组,水稻最高分蘖数、分蘖生长速率、有效穗数、结实率都显著提高,株高和千粒质量并未表现显著差异,水稻最终产量提高了17.14%。因此,在冀东水稻种植地区,秸秆还田与减量施肥T3(减施氮肥15.02%,减施肥料25.84%)的配施方式是该地区最优减量化栽培方式。

施肥模式对青稞田土壤潜在固氮速率和自生固氮微生物群落结构的影响

自生固氮是陆地生态系统氮素的重要来源。本研究以位于西藏拉萨的肥料长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(F)、单施羊粪(M)、化肥配施羊粪(FM)和化肥配施秸秆(FS)5个处理,于青稞收获期采集土样,采用^(15)N同位素标记、定量PCR和高通量测序技术,分析不同施肥模式下土壤理化性质、固氮微生物丰度、群落结构和潜在固氮速率的变化规律,以期为西藏高原青稞田制定科学合理的施肥策略,保障西藏高原农业绿色发展提供科学依据。结果表明:1)相比于CK和F处理,M、FM和FS处理可显著(P<0.05)提高土壤有机碳和全氮含量。FM处理下土壤铵态氮含量最高,且显著高于其他施肥处理(P<0.05),而M处理下土壤有机碳、全氮、硝态氮、有效磷和速效钾含量最高,且显著高于其他施肥处理(P<0.05)。2)不同施肥处理下青稞田土壤潜在固氮速率为2.63~4.07μg∙kg^(−1)∙d^(−1)。施肥会降低土壤潜在固氮速率,增施有机肥(羊粪或秸秆)则加剧了抑制效应,但羊粪的抑制效应小于秸秆,土壤铵态氮含量是影响土壤潜在固氮速率的主要因子。3)M或FM处理可显著(P<0.05)提高nifH基因丰度,而F或FS处理则相反,土壤全氮含量是影响nifH基因丰度的关键因子。4)不同施肥模式显著改变了固氮微生物群落结构,其群落结构相似性大致可以分为3类,分别为CK、M以及施用化肥处理(F、FM和FS),有效磷、pH和C/N是调控固氮微生物群落结构的关键因子。综上所述,单施羊粪(M)处理是提高青稞田土壤肥力、增加固氮微生物丰度,减少固氮速率下降幅度的最佳施肥模式。

耐低温降解纤维素菌株的筛选及复合菌系构建

[目的]筛选适合我国北方冬春季秸秆降解的高效低温纤维素降解菌株。[方法]在低温地区采集土壤,10℃初筛耐低温菌株,通过刚果红染色液法进行复筛,利用DNS法测定CMC酶活性。将筛得菌株和实验室自存菌株结合拮抗试验构建复合菌系,测定复合菌系CMC酶活性,测定秸秆降解率,并对代表性菌株进行产酶条件优化,对最终确定的复合菌系中的菌株进行分子生物学鉴定。[结果]10℃低温培养初筛得到55株耐低温菌株,刚果红染色法复筛得到8株具有明显水解圈的单菌株,其中包括细菌3株、真菌2株、放线菌3株,其中纤维素酶活性最高达到47.0 U/mL;根据拮抗试验构建了2个复合菌系,其纤维素酶活性分别达到31.0和53.0 U/mL;秸秆降解试验中,实验室和沙袋法的复合菌系2对秸秆的降解率分别达31.8%和45.1%,显著高于复合菌系1和对照组;对JGDZTX3进行产酶条件优化,确定最佳氮源为牛肉膏,培养温度为10℃,培养时间为4 d,初始pH为7,在此条件下CMC酶活性达到66.5 U/mL,这4个条件对产酶均有显著影响(P<0.05);对复合菌系2的4个未知菌株进行鉴定,鉴定结果分别为白蚁菌、葡萄球菌、长柄木霉、芬莱氏链霉菌。[结论]通过该试验筛选得到的耐低温可降解纤维素复合菌系有较强的纤维素分解能力,在北方低温地区有良好的应用前景。

半旱地不同栽培模式及施氮下农田土壤养分表观平衡状况研究

以在陕西关中地区连续7年的夏玉米-冬小麦轮作体系定位试验为对象,采用养分投入量与作物养分携出表观平衡法分析了不同栽培模式及施氮量下土壤氮磷钾养分的平衡状况及其与土壤养分含量间的关系。结果表明,两种秸秆覆盖的模式(即覆草模式和垄沟模式)土壤氮磷钾养分的亏缺状况均较常规模式及控水模式低,说明秸秆还田在平衡土壤养分状况方面具有重要作用。当施氮量为每季N 120 kg/hm2时,土壤氮素基本达平衡状况;而施氮量达N 240 kg/hm2时,土壤氮素盈余量显著增加,平均达1471 kg/hm2。不同处理土壤氮平衡值与土壤0—2 m剖面累积的硝态氮以及土壤磷、钾的总平衡值与土壤有效磷及速效钾间呈极显著正相关,土壤氮平衡值每增加100 kg/hm2,0—2 m土壤剖面硝态氮累积量约增加38.3 kg/hm2;土壤磷、钾的平衡值每降低100kg/hm2,土壤有效磷和速效钾含量分别降低约3.5 mg/kg和1.0 mg/kg,说明农田养分平衡盈亏决定了土壤养分的消长规律。

秸秆还田和氮肥减施对滨海盐渍土稻田温室气体排放及氮肥利用率的影响

阐明稻草及其生物炭还田减氮对盐渍土稻田温室气体排放、氮肥利用率和水稻产量的综合影响,可为盐渍土稻田养分资源高效利用及低碳稻作生产提供科学依据.田间试验共设置7个处理:(1)不施氮不还田(CK);(2)秸秆还田配施全量化肥氮(SN100);(3)秸秆还田减施化肥氮20%(SN80);(4)秸秆还田减施化肥氮40%(SN60);(5)秸秆炭化还田配施全量化肥氮(BN100);(6)秸秆炭化还田减施化肥氮20%(BN80);(7)秸秆炭化还田减施化肥氮40%(BN60).结果表明:(1)与CK处理相比,SN100、SN80、SN60、BN100、BN80和BN60处理,显著(P<0.05)提高CO_(2)累计排放量119.0%-195.7%;显著提高CH_(4)累计排放量66.7%-114.9%;显著提高N_(2)O累计排放量1-6倍;与SN100处理相比,SN80、SN60、BN100、BN80和BN60处理,显著(P<0.05)降低CO_(2)累计排放量6.50%-25.9%;显著降低CH_(4)累计排放量6.70%-22.4%;显著降低N_(2)O累计排放量14.3%-71.4%.(2)与SN100处理相比,SN80、SN60、BN100、BN80和BN60处理均显著(P<0.05)降低了温室气体排放强度(GHGI),降幅分别为5.17%、6.90%、11.5%、14.9%和17.2%.(3)地上部生物量、土壤可溶性有机碳(DOC)和全氮是调控CO_(2)排放总量的关键因子;相应地对于CH_(4)和N_(2)O而言,则分别是DOC、土壤含盐量、硝态氮和铵态氮,以及硝态氮、DOC和土壤含盐量.(4)不同处理下水稻产量表现为SN100>BN100>BN80>SN80>BN60>SN60>CK,但SN100、BN100、BN80和SN80处理间水稻产量无显著性(P>0.05)差异.(5)与SN100处理相比,SN60、BN60、BN80和SN80处理,分别提高氮肥利用率4.9%、4.7%、3.9%和3.7%,分别提高氮肥农学效率26.1%、28.6%、22.1%和20.8%.但氮肥利用率和氮肥农学效率在上述4个处理间无显著性(P>0.05)差异.综合水稻产量、GHGI和氮肥利用率指标,常规施氮量减氮20%(即300 kg/hm^(2))配合生物炭全量还田(11.25 t/hm^(2)),可在稳定滨海盐渍区水稻产量的前提下,实现氮肥减施和低碳生产.(图2表9参64)