水稻-冬季秸秆覆盖种植马铃薯模式对水稻齐穗期根际土壤代谢组表达特征的影响

水稻–冬季秸秆覆盖种植马铃薯是南方稻区一种经济高产的水–旱轮作模式,其对水稻根际土壤代谢物的影响可能是调控水稻高产的关键,但目前相关研究尚未见报道。本研究基于周年水–旱轮作模式长期定位试验,以水稻–冬季空闲(CK)模式为对照和水稻–马铃薯(稻草覆盖种植并还田,RP)轮作模式为研究对象,采集水稻齐穗期根际土壤样品,利用液相色谱–质谱法(LC-MS)测定根际土壤代谢物种类与丰度,研究RP轮作模式水稻齐穗根际土壤代谢物组分和功能及其与产量形成的关系。结果表明:①采用OPLS-DA模型筛选差异代谢物(HMDB数据库)发现,与CK模式相比,RP轮作模式具有201个有显著性差异(P<0.05)的根际土壤代谢物,分别归属于脂质和类脂分子、有机酸及衍生物、有机氧化合物、苯丙烷和聚酮等11个父类;其中苯丙烷和聚酮、丙烯醇脂质、苯及其衍生物、甾体内酯、氨基酸/肽、碳水化合物和脂肪酰糖苷等代谢物丰度发生显著变化,可作为表征RP轮作模式下水稻根际土壤差异性代谢物;②有机氧化合物、有机酸及衍生物和苯丙烷和聚酮等代谢物丰度与土壤有机质、全钾、碱解氮和速效钾含量差异呈显著正相关(r=0.816~0.938),其可通过为水稻直接提供养分、协助提高土壤养分供给或间接调节水稻生长等提高稻田综合生产力;③核苷/核苷酸、脂质和类脂分子等差异代谢物与水稻产量差异呈显著正相关(r=0.957~0.999),其可能是通过参与一系列代谢途径提高水稻抗逆能力,最终对水稻产量产生一定影响。

含木醋液水溶肥对干热风胁迫下小麦生长的影响

为明确在干热风胁迫下含木醋液水溶肥(简称木肥)对小麦生长的影响,以济麦22为研究对象,采用盆栽试验,通过设置清水、木肥、市购水溶肥(简称市购)、含海藻酸水溶肥(简称海肥)4个处理,研究了干热风胁迫3 d情况下,木肥对小麦生长、抗氧化酶活性、养分吸收的影响。结果表明:与清水处理相比,木肥处理使小麦产量、穗数、穗粒数、千粒重分别提高24.22%、8.85%、9.95%和6.07%;秸秆、根生物量分别增加16.58%和11.84%;叶绿素含量提高2.41%~8.92%;籽粒氮含量提高6.28%;干热风胁迫处理后第1天(5月7日)所取叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性分别提高6.14%、105.32%、45.91%,丙二醛(MDA)含量降低6.76%。市购、海肥、木肥处理间相比,海肥处理的产量、穗粒数、千粒重和根重均最高,木肥处理的穗数、秸秆重最高,海肥、木肥处理的叶绿素含量基本显著高于市购处理,干热风胁迫处理后第9天(5月15日)所取叶片海肥处理的叶绿素含量显著高于木肥处理;海肥、木肥处理的秸秆钾含量高于市购处理,海肥处理的根钾含量高于市购处理,海肥、木肥处理的籽粒氮、磷、钾含量均高于市购处理;海肥、木肥处理的SOD、POD、CAT活性、5月7日所取叶片的MDA含量均高于市购处理。综合各项结果,在轻干热风胁迫3 d情况下,含木醋液水溶肥能显著提高小麦产量和穗粒数,主要原因是促进了小麦籽粒氮的吸收及干物质的累积,提高了小麦叶片合成叶绿素的能力,提高了抗氧化酶活性,降低小麦叶片膜脂过氧化程度,进而提高了小麦抗干热风的能力。

渝西丘陵区土壤速效钾空间异质性及影响因素

土壤养分空间分布规律的研究对于土壤养分分区管理、基本农田建设等有重要意义。以渝西丘陵区的潼南国家农业科技园核心区为研究对象,结合普通克里格法和聚类分析法对研究区土壤速效钾(Readily available potassium,AK)的水平和垂直空间异质性进行研究。结果表明,(1)0~20、20~40和40~60 cm土层AK平均含量分别为111.6、96.1和90.2 mg·kg–1,为中等-缺乏水平;各土层变异系数均属中等变异。(2)0~20和20~40 cm土层AK的全局莫兰指数(Global Moran’s I)均为负值,存在空间孤立;40~60 cm为正值,存在空间集聚。(3)0~20和20~40 cm土层最优模型为高斯模型,40~60 cm土层为球形模型。0~20和40~60 cm土层AK空间变异以随机因素变异为主,20~40 cm土层是结构因素和随机因素共同造成的。(4)0~20 cm土层AK高值区集中于研究区中部,低值区分布较为随机。20~40和40~60 cm土层AK分布趋势相似,高值区集中于东南部,低值区集中于东北部。AK垂直空间分布表现为三种类型,其面积由大到小依次为均匀型、低钾递减型、高钾递减型。土壤类型、地形地貌和土地利用类型对AK含量的空间分布存在一定影响,且在水平和垂直空间上影响程度不同。研究结果为研究区基本农田建设的土地整治选址、方案优化和整治后养分分区管理提供了科学依据。

激光衍射法测定土壤粒径分布的研究进展

常见的土壤粒径分布测试手段有筛分法、沉降法(包括吸管法和密度计法)、激光衍射法等。近年来,由于激光衍射法分析土壤粒径分布具有操作简单、效率高、测试样品用量小、适合批量样品测定的特点,其在土壤粒径分布的测定中得到越来越广泛的应用。本文介绍了激光衍射法测定土壤粒径分布的基本原理和分析方法,综述了该技术在测定土壤粒径分析方面的国内外研究进展,重点分析了激光衍射法测定土壤粒径分布的影响因素,并对激光衍射法测定土壤粒径分布的应用前景进行了展望。研究表明,激光衍射法通过转换方程可以获得精确的结果。在保证足够大的样本量、土壤样本包含多种质地类型,且完善的前处理条件下,可以建立稳定的、适用于大范围预测的模型。激光衍射法测定土壤粒径分布虽然受到一些因素的影响,例如前处理方法、仪器设置以及样品用量等,但是激光粒度仪为粒度测定提供了高效快速的技术手段,为精准农业和数字农业的发展提供了先进的技术支撑。

2种土壤复合改良剂对滨海盐渍土的改良及肥力作用

为研究2种土壤复合改良剂(由微生物菌剂和园林腐熟废弃物组成)对盐渍土的改良及肥力作用,本研究采用60天室内恒温(30℃)培养法,对不同处理的盐碱土理化性质进行研究。结果表明:园林腐熟物能够提高盐碱土电导率和土壤碱度,而在园林腐熟物基础上添加不同浓度的微生物菌剂对盐碱土电导率值和土壤碱度的影响不显著,表明2种复合改良剂对盐碱土的电导率和土壤碱度改良作用不显著;添加园林腐熟物以及2种复合改良剂均能提高盐碱土壤的全氮、碱解氮、速效磷以及有机质含量,其中A3复合改良剂提高幅度最大,效果最好;添加园林腐熟物以及两种复合改良剂都可以降低有效铁、有效锰、有效铜含量,增加有效锌的趋势,A复合改良剂作用显著,其中A1作用最好;从土壤细菌数量看,2种复合改良剂均能显著提高土壤细菌含量,其含量排序为A3>B2>A2>B1>A1、B3;土壤指标与细菌含量相关性分析表明,细菌含量与土壤全氮、速效磷、有机质呈极显著正相关,与速效钾呈显著正相关。研究表明,2种复合改良剂能显著提高盐渍土养分指标和细菌含量,可应用于盐渍土改良与修复,其中A3(LX3和园林腐熟物)复合改良剂效果最好。