覆膜垄播及轮作蚕豆对马铃薯连作田根系分泌物及化感效应的影响

以马铃薯连作田(5a)为基础,结合化感效应生物测试,研究平畦不覆膜连作马铃薯(FP-C)、覆膜垄播连作马铃薯(RM-C)、平畦不覆膜轮作蚕豆(FP-R)及覆膜垄播轮作蚕豆(RM-R)4种栽培模式对连作田根系次生代谢物及化感效应的影响。结果表明,不覆膜连作马铃薯的根系分泌物中酯类、酚类及酰胺等常见化感物质类别的相对丰度最大,其浸提液对番茄种子萌发的综合化感效应显著强于其他处理。轮作蚕豆及覆膜垄播对马铃薯连作田根系分泌物有不同的影响,轮作蚕豆降低典型化感物质类别酯类的相对含量,增加根系分泌物成分种类;覆膜垄播减少根系分泌物中酯类、烃类、酰胺、酚酸类及醇、胺、醛等成分类别的数量,同时防止嘌呤、噻唑、香兰素及樟脑的产生;两者均可达到降低化感效应的作用,但结合更有利于马铃薯连作障碍的克服。邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、2-叔丁基-6-甲基苯酚、烟肼酰胺、樟脑、香兰素、9H-黄嘌呤及鲁米诺8种物质疑似马铃薯连作田根际土壤化感成分。

不同轮作模式下基于机插粳稻稳产和氮肥高效的氮肥运筹方式

【目的】研究不同旱作茬口对水旱轮作系统中机插粳稻生长和产量的影响,探索不同轮作模式中机插粳稻氮肥减施方式,实现减肥不减产、节约成本、减少环境污染的目标。【方法】在云南省保山市隆阳区选择油菜–水稻、小麦–水稻和蚕豆–水稻3种主要轮作模式,以当地主推的粳稻品种隆科16号为试材,设置6个穗肥氮素用量(N 0、90、120、150、180和210 kg/hm2)处理,分别以N0、N90、N120、N150、N180、N210表示,按6∶4的比例用作促花肥和保花肥,并以当地高产施氮技术处理(共施N 285 kg/hm2,基肥、蘖肥、促花肥和保花肥各1/4)为对照(CK),研究了机插粳稻产量及其构成因素和氮素吸收、运转及利用效率。【结果】前茬为油菜的稻田土壤含氮量最高,其次为小麦茬,最低的为蚕豆茬。3种轮作模式下,不同穗肥施用量间水稻产量和氮素利用效率差异达到极显著水平。相同氮素用量下,油菜茬口水稻的产量、氮素吸收量和氮肥表观利用率最高,其次是小麦茬口,最低的是蚕豆茬口。3个轮作茬口下,两年平均水稻产量均以N 180 kg/hm2处理最高,与CK相比,在施N减少36.84%的情况下,油菜和小麦茬口的稻谷产量基本保持稳定,蚕豆–水稻模式稻谷增产3.94%。但第二年继续同样处理,油菜、小麦和蚕豆茬口的水稻平均产量分别减少1.07、0.30和0.29t/hm2。只施穗肥氮可增加水稻的有效穗,虽然有效穗的增加量略低于对照,但总颖花量与对照差异不显著。油菜–水稻模式中穗肥用量为N 180 kg/hm2的处理氮肥农学利用率最高。【结论】在水旱轮作系统中,油菜茬口残留的肥力要高于小麦和蚕豆茬口。小麦–水稻和蚕豆–水稻轮作,两年内水稻可不施基肥和分蘖肥,只施N 180kg/hm2作穗肥,按促花肥∶保花肥为6∶4的比例施用,能够实现减肥不减产的目标。而油菜–水稻轮作体系采用此施肥方法,减氮效果明显,但持续减氮栽培可能会大幅降低水稻产量。

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。【方法】采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5~2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照(CK)、接种AMF菌根(AMF)、添加蚕豆秸秆(SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆(SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分(N、P、K)与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。【结果】接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。【结论】AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。