调酸培肥技术对井冈蜜柚果园土壤及果实产量和品质的影响

井冈蜜柚是江西省果业三大品牌之一,生产中不合理的肥料施用导致的土壤酸化是柚园土壤退化的重要表现之一,也是制约蜜柚果实产量和品质的关键因素。选取江西省吉安市6年树龄金沙柚,在2020-2022年开展田间定位试验,试验设置农民习惯施肥技术和调酸培肥技术(有机肥替代30%化肥+石灰+硅钙钾镁肥+绿肥周年间作)2个处理,研究调酸培肥技术对土壤及果实产量和品质的影响。结果表明,与农民习惯施肥技术相比,采用调酸培肥技术3年,土壤pH平均提高了0.93(P<0.05),土壤有机质含量平均提高了19.17%(P<0.05),土壤碱解氮、有效磷、速效钾、交换性镁、交换性钙含量显著增加,土壤质量指数显著提高了0.25(P<0.05),蜜柚叶片氮、钾、镁和钙含量均随之显著提高。同时,施用调酸培肥技术蜜柚产量显著提高了25.99%(P<0.05),果实维生素C含量和糖酸比分别提高了5.85%和23.60%(P<0.05),可滴定酸含量显著降低。此外,采用调酸培肥技术3年,产值平均增加了3.41万元·hm^(-2),经济效益平均增加了2.28万元·hm^(-2)。综上,调酸培肥技术能够降低红壤区蜜柚果园土壤酸度,提高土壤和叶片养分含量,改善树体营养,提升果实产量和品质,提高果园经济效益,是改善土壤质量、实现井冈蜜柚果园提质增效的有效措施。

井冈蜜柚叶片营养诊断研究初报

以吉安地区井冈蜜柚有代表性的97个柚园为研究对象,通过测定井冈蜜柚叶片中营养元素N、P、K、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Po、S的含量,运用诊断施肥综合法(DRIS)对叶片营养状况进行了分析。结果表明:依据高品质园蜜柚叶片矿质营养元素的含量范围,确定井冈蜜柚叶片矿质营养元素N、P、K、Ca、Mg含量的最适范围分别为23.15~25.86、1.89~2.56、12.06~15.24、40.65~61.45、1.85~2.00 g/kg;Zn、Fe、Mn、Po、S含量的最适范围分别为20.13~32.30、124.04~178.98、88.87~147.56、86.39~143.25、1.19~1.59 mg/kg。吉安市果园蜜柚叶片总体上需肥顺序由大到小为Mn>Po>Zn>Fe>Ca>Mg>N>S>P>K,其中井冈蜜柚园相对缺乏微量元素,低品质园则尤其突出,因此,应该采取具有区域针对性的施肥管理策略,并提出了相应的营养诊断标准。

红壤丘陵区稻田土壤剖面肥力特征及其与产量的关系

【目的】探究不同产量稻田土壤肥力的剖面特征,明确调控作物产量的关键环境因子,以提高低产田、稳定高产田的粮食产量,实现“藏粮于地”的国家战略目标。【方法】试验在江西进贤进行,稻田年产量>15000 kg/hm^(2)、12000~15000 kg/hm^(2)和<10000 kg/hm^(2)的地块分别代表高产、中产和低产土壤,选取高、中、低产量稻田样点各3个,采集耕作层、犁底层和潴育层土壤样品,测定耕作层厚度、容重、土壤紧实度、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质含量、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)等,并对土壤剖面性质和水稻产量进行线性相关分析和随机森林分析。【结果】1)高产田耕作层最厚,在16 cm左右,而低产田在13 cm左右,高产田耕作层土壤容重最小,为1.09 g/cm^(3),而低产田为1.21 g/cm^(3),高产田犁底层厚度和紧实度均最高,低产田最低。2)高、中、低产田土壤pH、碳氮磷养分含量和微生物生物量均表现为高产田>中产田>低产田,在土壤剖面上具有明显的“表聚”特征。高产田耕作层土壤有机质、全氮、有效氮、全磷和有效磷含量分别为38.82 g/kg、2.33 g/kg、198.54 mg/kg、0.81 g/kg和33.04 mg/kg,而低产田耕作层分别为29.75 g/kg、1.89 g/kg、158.71 mg/kg、0.62 g/kg和23.51 mg/kg。高产田耕作层土壤MBC和MBN含量分别为929.2、42.5 mg/kg,而低产田分别为533.6、30.8 mg/kg。3)在3个产量水平稻田土壤中钾素含量均随土层深度增加而增加,在低产田表现尤其明显,低产田耕作层全钾含量为8.12 g/kg,但母质层为10.77 g/kg。4)相关性分析和随机森林分析结果表明,水稻产量与耕作层土壤pH、有机质、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳氮以及微生物生物量碳氮比、耕作层厚度均呈显著正相关,这些变量可以解释水稻产量变化的53.7%,其中,微生物生物量碳、微生物生物量碳氮比和耕作层厚度是影响作物产量最重要的环境因素,其解释能力分别为9.2%、8.7%和7.9%。【结论】耕作层厚度和耕作层微生物生物量是调控水稻产量的关键环境因素。相比低产田,高中产田耕作层厚,耕作层土壤容重低、有机质含量高,供肥保肥能力强。因此,增加耕作层厚度和提高微生物生物量是改良中、低产田的关键。

机械穴直播早籼稻产量和品质形成的播期效应

为揭示机直播下不同基因型早籼稻品种生育特性及产量形成的播期效应,研究播期对水稻产量及品质形成的影响,以冷敏感品种株两优819、中嘉早17和耐冷品种五丰优623、湘早籼6号为供试材料,设置提早播种(3月21日,S)和正常时期播种(4月5日,CK)2个处理。结果表明:提早15 d播种,不同类型早稻品种全生育期平均延长5 d,播抽历期平均推迟3.7 d,且秧苗出苗率降低,以冷敏感品种受播期影响效应高于耐冷品种;早播处理水稻产量总体低于正常播种处理;提早播种降低叶面积指数;与CK相比,早播处理降低稻米的出糙率、精米率、整精米率、直链淀粉含量和蛋白质含量,影响了淀粉粘滞特性,但增加了稻米的垩白率、垩白度与胶稠度,不利于稻米外观品质的改善。

不同直播方式对南方稻田杂草发生及早籼稻产量的影响

为探究不同直播方式稻田杂草的发生规律,解决杂草防除难题,本试验以常规稻中嘉早17和杂交稻两优819为供试材料,设置旱直播、湿直播和水直播3种直播方式,研究不同直播方式对南方稻田杂草发生及早籼稻产量的影响。结果表明,不同直播方式下稻田杂草种类差异不明显,其杂草种类主要有稗草、雀舌草和牛筋草等禾本科杂草及鸭跖草、鸭舌草、马齿苋和水竹叶等阔叶类杂草;但不同直播方式下稻田杂草的优势种群差异明显,旱直播稻田以稗草为优势种群,占总杂草比例的48.60%~54.17%,而湿直播和水直播稻田均以鸭舌草为优势种群,分别占总杂草的43.00%~46.44%、36.00%~38.66%。不同直播方式下稻田杂草数量差异显著,2供试品种的稻田杂草数量排序均为旱直播<湿直播<水直播,旱直播杂草数量比湿直播、水直播分别降低3.44%~6.71%、40.92%~42.89%,且旱直播稻田杂草干物质量也均低于湿直播和水直播。与湿直播、水直播方式相比,旱直播提高了2供试品种的出苗率、有效穗数及结实率,并显著增加了水稻产量,2供试品种产量增幅分别达21.26%~27.65%、28.52%~35.49%。此外,不同直播方式下早籼稻品种间杂草发生与产量变化趋势基本一致。综上,采用旱直播方式可减少稻田杂草发生,提高早籼稻产量。本研究结果为实现直播稻高产稳产提供了理论依据。

不同类型水稻品种产量形成对微纳米气泡响应的差异

为评估微纳米气泡对不同类型水稻品种生长发育及产量形成的影响差异,以及这种差异所带来的微纳米气泡应用策略的启示,以江西主推的超级稻品种‘五丰优T025’和常规稻品种‘赣晚籼37’为试验材料,于2019—2020年开展了盆栽试验,研究微纳米气泡(MNB)与普通水(对照,CK)灌溉对超级稻和常规稻生长发育及产量构成的影响。结果表明:1)MNB灌溉显著增加了土壤溶液中溶解氧浓度、水稻根系体积和干重,提高了α-NA氧化量、根系总吸收表面积和根系活跃吸收表面积、叶片的叶绿素含量和净光合速率,促进了生物产量的积累和经济系数的提高,增加了水稻的穗长、着粒密度、一二级枝梗和主轴数及其着生其上的粒数和结实率,最终提高了籽粒产量。2)与CK相比,MNB灌溉提高常规稻产量8.46%~17.9%,超级稻产量11.32%~22.09%,以超级稻增幅较大。3)MNB灌溉主要增加了常规稻的穗数(6.67%~16.67%)和超级稻的穗粒数(3.23%~7.2%)和结实率(1.14%~6.57%)。4)MNB灌溉提高常规稻穗数原因主要是在水稻生育前期促进了水稻分蘖的发生,使得常规稻具有最大分蘖数;而提高超级稻穗粒数和结实率的主要原因在于提高了水稻生育中后期叶片的光合作用,减缓了叶片的衰老,提高了分蘖成穗率和光合物质的积累,提高了二次枝梗和主轴上的籽粒数量及结实率,提高了经济系数。可见,通过微纳米气泡可进一步提升常规稻和超级稻的产量。常规稻可在分蘖期之前适当增加微纳米气泡供给以增加穗数增产,而超级稻可在抽穗后增加微纳米气泡的供给以提高穗粒数和结实率而增产。

低磷胁迫对不同磷效率基因型烟草苗期生长及生理特征的影响

为揭示不同磷效率烟草对低磷胁迫的响应机理,以磷高效且耐低磷基因型K326和云烟105及磷低效且低磷敏感基因型G28和中烟101为试验材料,设置低磷(0.01 mmol·L^(-1),LP)和正常磷(1.00 mmol·L^(-1),NP)2个处理,研究不同磷效率基因型烟草苗期主要农艺性状及生理指标对低磷处理的反应。结果表明,磷高效基因型的农艺指标(株高、地上部干重、根系干重等)在2种处理中均显著高于磷低效基因型,表明磷高效基因型在LP和NP水平下均能较好生长,对磷素具有较高的吸收或利用效率;在LP下,磷高效基因型的主根长增幅较大,干重、株高等降幅较小,即磷高效品种的生长受低磷影响较小,耐低磷性较强。在生理指标方面,LP条件下磷高效基因型的3种保护酶[过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)]和酸性磷酸酶(ACP)活性及可溶性糖和游离脯氨酸含量的增幅较磷低效基因型大,丙二醛(MDA)含量的增幅较小,可溶性蛋白含量、根系活力的降幅较小,水培营养液的pH值降幅较大;磷高效基因型的农艺性状及生理指标的耐低磷指数均高于磷低效基因型。综上,在低磷胁迫中,磷高效基因型烟草具有较强的活性氧清除能力,可累积较多渗透调节物质以维持细胞渗透势,较好地保护细胞,增强体内ACP活性,提高对磷素的吸收利用效率,维持自身的正常生长与代谢。本研究结果为烟草磷素高效吸收利用提供了一定的理论依据。

苗期耐低磷烟草基因型筛选及其磷效率

【目的】筛选耐低磷及磷高效作物是充分利用土壤磷素和磷肥,减少磷肥施用对环境污染的重要手段。调查烟草基因型的磷素利用效率可为培育磷高效烟草品种提供理论依据。【方法】以71个烟草品种为供试材料进行了水培试验。以Hoagland营养液为基础(1.0 mmol/L KH_2PO_4),调整营养液磷水平0.01 mmol/L KH_2PO_4 (低磷)。烟苗在完全营养液中生长至4叶1心时进行处理。处理21天后,采样分析烟草主要生长、形态和生理指标,筛选耐低磷基因型判别指标,并对品种进行磷效率类型划分。【结果】全株磷累积量、地上部干重、根干重、株高、总根长及根直径可作为鉴定耐低磷烟草基因型的苗期筛选指标。将全株磷累积量和地上部干重的耐低磷相对值进行聚类热图分析,鉴定出8个耐低磷品种、21个低磷敏感品种及42个中间型品种。同时,依磷效率综合值作散点图发现,耐低磷品种中有4个低磷低效正常磷低效型、2个低磷高效正常磷高效型和2个低磷高效正常磷低效型,低磷敏感品种中有14个低磷低效正常磷低效型、1个低磷高效正常磷高效型和6个低磷低效正常磷高效型。【结论】初步确定K326和云烟105为耐低磷且磷高效品种,G28、闵烟3号、DB101、Oxford 2028、14P10、CV70、云烟98、MSB44、单育2号、净叶黄、CB1、中烟101、RG11和MSB31等14个为不耐低磷且磷低效品种。

不同基因型烟草抗逆生理指标对低氮胁迫的响应

抗逆生理指标可以衡量植物对逆境响应的程度,为了探究不同基因型烟草品种抗逆生理指标对低氮胁迫的响应,以耐低氮、氮高效型14P9,低氮敏感、氮低效型中烟100、K394和氮高效型G80为试验材料进行水培试验,测定烟草苗期低氮胁迫15、30d的叶、茎、根中过氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛含量和脯氨酸含量。结果表明,低氮胁迫15d时,14P9叶、茎、根中具有更高的SOD活性,根中丙二醛含量低于低氮敏感型烟草品种;低氮胁迫30d时,14P9叶、茎、根中丙二醛含量显著小于低氮敏感型品种,叶中脯氨酸含量显著大于低氮敏感型品种,茎中显著小于低氮敏感型品种。因此,低氮胁迫下耐低氮型烟草品种具有更高的SOD活性、更多的脯氨酸积累量,能减少低氮胁迫对植物的伤害。

不同基因型烟草氮代谢关键酶活性对低氮胁迫的响应

氮素对作物的产量有着重要的作用,为了探究不同基因型烟草氮代谢关键酶对低氮胁迫的响应,本研究以耐低氮、氮高效型‘14P9’,低氮敏感、氮低效型‘中烟100’与‘K394’和氮高效型‘G80’为试验材料进行水培试验,测定烟草苗期低氮胁迫25 d,32 d和39 d的叶、茎和根中的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性。结果表明,低氮胁迫会降低‘中烟100’和‘K394’以及‘G80’叶、根的NR活性,对‘14P9’的NR活性影响较小;‘中烟100’和‘K394’的叶、茎、根以及‘14P9’的叶中的NiR活性会因氮供应不足而降低,且‘中烟100’和‘K394’茎和根中NiR活性低于‘G80’和‘14P9’的活性;低氮胁迫下‘G80’叶中,‘K394’叶、茎中以及‘14P9’茎中的GDH活性随着处理时间的增加反而提高,但对‘14P9’叶片的GDH活性无明显影响。因此,低氮胁迫下耐低氮性品种具有更高的氮代谢酶活性,更有利于作物的生长。

增施生物炭对烤烟生长及产量、质量的影响

通过田间试验,设置无机肥(T1)、生物有机肥(T2)、无机肥+生物炭(T3)、生物有机肥+生物炭(T4)4种不同的施肥处理,研究在无机肥和生物有机肥基础上分别增施生物炭对烤烟生长和产质量的影响。结果表明:(1)移栽期至团棵期,T3比T1鲜干重略有增多,T4比T2干重略有降低,但T4比T2鲜重显著降低了13.74%;团棵期至旺长期,T3比T1鲜重降低了6.55%,干重降低了11.87%,差异均显著,T4比T2鲜干重稍有降低;旺长期至打顶期,T4比T2鲜重显著增多了13.12%,T3比T1鲜重显著增多了18.33%,T4比T2及T3比T1的干重都有所提高,但差异均不显著;增施生物炭对烟株生长的影响为前期(旺长期之前)抑制、后期(旺长期之后)显著促进。(2)增施生物炭能够有效扩展烟株中上部烟叶面积,其中对中部烟叶扩展效果显著,T3比T1中、上部叶面积分别增大19.73%、0.90%,T4比T2分别增大9.39%、2.50%。(3)增施生物炭能提高烤前(生育期间)烟叶内部质体色素含量,降低烤后烟叶叶绿素含量和提高类胡萝卜素含量。(4)增施生物炭能显著提高上、中部烟叶的总糖含量,降低烟碱含量,使化学成分更协调,T3比T1上、中部烟叶总糖含量分别提高2.85%、11.85%,T4比T2分别提高1.88%、3.49%;T3比T1上、中部烟碱含量分别降低10.19%、29.61%,T4比T2分别降低16.61%、5.21%。(5)与单施无机肥相比,无机肥配施生物炭可分别使产量、产值、上等烟比例、中上等烟比例、均价提高5.06%、8.79%、8.98%、0.08%、3.58%,生物有机肥配施生物炭与纯施生物有机肥相比可分别提高2.07%、12.28%、10.88%、2.07%、10.00%,其中增施生物炭提高上等烟比例幅度最大。(6)生物炭与生物有机肥配施对烤烟产量和质量的提高效果最佳。