闽楠-木荷混交林空间结构及其养分利用

【目的】为探讨混交林中闽楠和木荷的种间关系,确定木荷能否作为闽楠的伴生树种营建健康高效的闽楠-木荷混交林。【方法】以金洞林场16年生的闽楠-木荷混交林以及闽楠纯林、木荷纯林为研究对象,通过分析闽楠-木荷混交林的根系分布特性与林分空间结构特性来探讨闽楠-木荷混交林地上与地下部分的种间关系;通过分析不同物候期下3种林分的闽楠与木荷叶片养分的动态规律来阐明闽楠与木荷之间的养分利用关系。【结果】1)在16年生闽楠-木荷混交林中,在闽楠周围1.5 m内闽楠和木荷的根系分布虽有部分重叠,但闽楠仍占据优势地位,闽楠和木荷在地下生长空间和养分吸收利用方面存在竞争但竞争不激烈;2)整体林分空间结构上,闽楠、木荷纯林略优于闽楠-木荷混交林,说明混交林的树种不同,树种之间的生长特性和生态特性不一样,林分的均一性会差一些,对其调整结构的难度要大于纯林。混交林中,木荷已对闽楠形成了一定的竞争优势;3)闽楠-木荷混交林中,对养分吸收利用在物候期上部分不同步,存在相对有利的互补关系;从所有的物候期来看,闽楠叶片的N、P、K含量在大部分时期都高于木荷,表明闽楠-木荷混交更有利于闽楠对养分的吸收利用,木荷对养分的需求更低;4)16年生混交林中闽楠、木荷的生长速度要优于相应的纯林,表明前期竞争促进了林分的生长。【结论】闽楠与木荷混交有利于闽楠获得更多的养分,适度竞争促进了林木的生长,木荷是闽楠较好的伴生树种。

光强对木麻黄幼苗根系形态、解剖结构及其碳氮含量的影响

对光环境的灵敏响应使得森林中常见的光照异质性成为影响植物自我更新的关键因素,然而植物地下根系结构对光照的响应较为难测而缺乏深入研究。为探究不同光强下木麻黄根系响应策略,以一年生木麻黄(Casuarina equisetifolia)幼苗为试验材料,模拟森林幼苗生长的林外(CK)、林缘(L1)、林窗(L2)和林下光环境(L3)设置4种光照强度,测定及分析木麻黄幼苗的生长、根系形态、细根解剖结构及碳氮含量等指标。结果表明:(1)L1下,幼苗采取维持高度,降低横向生长的方式,保证正常累积生物量,随光照强度的下降,株高、地径、叶片生物量及地上部分生物量逐渐下降。(2)在根系表型上,幼苗随光限制的加重呈现抑制纵伸但促进根系的横向生长,其中总根长、根平均直径及根体积达到显著差异。在径级结构上,细根发育程度随光照减弱而下降;而适当的遮光(L1)促进粗根生长但L3时除根尖数较CK上升外,根长度、根表面积、根体积均显著下降。(3)1—3级细根解剖变化较大,相较CK,1级细根皮层细胞面积显著增加,但根半径、维管柱结构、表皮厚度等指标则显著下降,2级细根根半径、皮层细胞面积、表皮厚度明显减少,但维管柱结构仅在L2、L3时显著下降;3级细根根半径、皮层细胞面积和维管柱面积均较CK显著增大,L1时维管柱结构下降,但随光照减弱加重,维管柱面积和中柱占比均明显增加。(4)在碳氮含量上,CK与L1无显著差异,TC在L2时显著下降,TN则在L2时显著上升,TC、TN均在L3达到最大,而C:N随光强降低逐渐下降。综上所述,光限制时,木麻黄生物量及碳分配稳定根茎部分生长,采取“弱化吸收,强化储存”收缩型生长策略;当限制加重时,光合和呼吸作用失衡导致植物对细根投入养分的浪费,并最终造成林木死亡。研究结果为林下植被的更新提供理论参考。

荒漠草原优势植物细根分解对土壤碳矿化与土壤养分的影响

【目的】研究宁夏东部荒漠草原优势植物细根分解对土壤碳矿化与土壤养分的影响,进一步分析优势植物细根分解动态与养分返还过程。【方法】以宁夏东部荒漠草原优势植物短花针茅(Stipa breviflora)与蒙古冰草(Agropyron mongolicum)细根为研究对象,设置对照(CK)、添加短花针茅细根(Sb)与添加蒙古冰草细根(Am)3种处理,采用室内培养法研究细根分解特征及其对土壤碳矿化与土壤养分的影响。【结果】连续培养61 d后,添加短花针茅和蒙古冰草细根显著增加土壤24 h CO_(2)释放总量、分解初期(前14 d)土壤碳矿化速率与累积CO_(2)释放量(P<0.01)。添加短花针茅与蒙古冰草细根使土壤激发效应显著增加(P<0.01),增幅为40.50%与35.28%。与CK相比,添加短花针茅和蒙古冰草细根显著增加土壤硝态氮含量(P<0.01),对土壤速效磷无显著影响。细根纤维素含量、m(C)∶m(N)与24 h CO_(2)释放总量呈显著负相关(P<0.05);细根碳含量、木质素含量、m(木质素):m(N)与24 h CO_(2)释放总量呈显著正相关(P<0.05)。细根木质素含量、m(木质素)∶m(N)与累积CO_(2)释放量呈显著正相关(P<0.05)。细根碳含量、氮含量、纤维素含量、m(N)∶m(P)与细根损失率呈显著正相关;细根木质素含量、m(木质素)∶m(N)与细根损失率呈显著负相关。【结论】植物细根初始化学性质是影响荒漠草原土壤有机碳矿化与养分循环的重要因素之一。

不同莲藕品种的营养品质分析与评价

探究不同莲藕品种的营养成分和活性成分,为莲藕品种筛选、加工利用及产品开发等提供支撑。通过测定7个莲藕品种的10个成分指标,采用主成分分析和聚类分析对不同莲藕品种营养品质进行综合评价,并建立莲藕营养品质评价模型。结果表明,大白胖的蛋白质含量(w,后同)(10.50%)和不溶性膳食纤维含量(12.13%)最高,鄂莲6号的脂肪含量(0.98%)最高,544的可溶性膳食纤维含量(6.35%)最高,八月粉的淀粉含量(65.59%)最高;莲藕整体呈现高淀粉、低脂肪且富含膳食纤维和蛋白质的特征。主成分分析结果表明,淀粉、脂肪、总酚和总黄酮含量累积贡献率达95.172%,可以用这4个主成分来综合评价莲藕营养品质的优劣,并建立莲藕综合营养品质评价模型F=0.692F1+0.308F2;综合得分表明鄂莲5号的品质最佳,小白胖的品质较差。

根土微环境对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响

以长势基本一致且处于稳产期的‘新新2号’早实核桃(Juglans regia L.)后代为研究对象,按照小格子法将根土连续体划分为144个采样小区。于2022年每月采集根、土样品,测定细根生物量并构建二维空间分布图,研究细根形态指标、养分特征以及土壤水、养质量分数并分析其对早实核桃细根时空分布、养分特征的影响。结果表明:早实核桃细根主要分布在垂直方向的0~0.4 m土层和距树干水平方向1.5 m范围内,占细根分布总量的80%。细根形态参数值(生物量、根长密度、根表面积密度、根体积密度)和养分质量分数均随土层加深呈下降趋势,细根在微环境水平变异时差异不明显。夏、秋季细根形态参数值均显著高于春、冬季。土壤全氮、全磷质量分数随土层加深逐渐减少,土壤全钾质量分数在整个空间分布上无明显差异。土壤含水率随土层加深而增加,距树干距离越远含水率越低。土壤各养分质量分数的季节性差异较大,全氮质量分数在夏、秋季较高,在春季最低;全磷质量分数在春季最高;全钾质量分数在冬季最高;土壤含水率在秋、冬季最高。细根形态、养分质量分数与土壤全氮、全磷、含水率的关系更密切,相关性存在一定季节差异。细根生长在细微变异的环境下仍具有一定的趋水趋肥性。对早实核桃进行肥水精细化管理时,可根据根土的时空关系,在根区适时灌溉,季节性调整肥料养分,施肥则以氮、磷肥为主。

甘蔗/花生间作对根系生理及根际土壤养分的影响

为探明甘蔗/花生间作对根系生理及根际土壤养分的影响,本文设置了甘蔗单作、花生单作、甘蔗/花生间作模式,系统分析了不同种植模式下根系分泌物、根系浸提物和根际土壤养分的变化及其相关性。结果表明:间作甘蔗根系分泌的总氨基酸及根系浸提液中的总糖显著高于单作,间作花生根系分泌的总糖显著高于单作。间作甘蔗根际土壤的碱解氮(alkali-hydrolyzed nitrogen,AN)、有效磷(available phosphorus,AP)、速效钾(available potassium,AK)和土壤有机质(soil organic matter,SOM)显著高于单作甘蔗,间作种植显著降低了花生根际土壤的有效磷、速效钾和pH。间作和单作甘蔗的酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶差异不显著,间作花生的过氧化氢酶显著高于单作花生。根系分泌的酚酸与土壤有机质呈显著负相关,总糖与蔗糖酶呈显著正相关,氨基酸与脲酶呈显著正相关;根系浸提液中的有机酸与pH呈显著正相关,氨基酸与SOM呈显著负相关、与AK呈极显著负相关。脲酶与AK呈显著负相关,蔗糖酶与SOM呈极显著负相关。综上,甘蔗/花生间作主要影响根系分泌氨基酸、总糖和酚酸的代谢活动,且可显著提高甘蔗的土壤有效养分。

干旱区骏枣根系分布和土壤养分关系分析

【目的】研究干旱区骏枣吸收根和输导根分布特征及其与土壤养分的关系。【方法】以阿拉尔垦区6年生骏枣为试材,采用剖面挖掘和分层取样法,使用WinRHIZO根系分析系统测定骏枣不同直径的根系根长、根表面积和根体积指标,并测定不同生长期(0~60 cm深度)土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量,分析根系分布与土壤养分的相关性。【结果】各土壤空间,吸收根根长密度始终高于输导根,根体积则相反。垂直方向上,吸收根和输导根根长密度和根表面积密度均随土层加深而下降,0~20 cm土层根系最密集,吸收根根长密度和根表面积密度占比分别为77.1%、76.5%,输导根占比为76.0%、74.6%。水平方向上,吸收根在0~20 cm和20~40 cm水平距离土壤密集分布,根长密度占比为20.0%~20.7%,根表面积密度占比20.0%~22.2%,输导根占比分别为21.8%~22.1%,18.4%~23.8%;40~140 cm水平距离土壤吸收根根长密度和根表面积密度占比8.8%~14.4%,输导根为8.7%~14.5%,吸收根根长密度和根表面积密度均随水平距离增加缓慢下降,输导根表现为上升下降往复变化,存在差异性。吸收根和输导根根长密度和根表面积密度与展叶期土壤碱解氮、幼果期碱解氮和速效磷相关系数大于0.820,吸收根根长密度和根表面积密度与展叶期土壤速效磷相关系数大于0.809,均表现极显著正相关性,根长密度和根表面积密度与速效钾成负相关关系,相关性不显著。【结论】骏枣根系分布较浅,0~20 cm深度、0~40 cm水平距离的土壤根系分布较为密集,是水分和养分利用的重要区域,根系在垂直方向分布与展叶期和幼果期土壤中的碱解氮和速效磷含量密切相关。

喀斯特林地细根碳氮磷生态化学计量特征的季节变化及其影响因子

植物细根养分生态化学计量特征是植被适应土壤环境的一种策略。为了解喀斯特地区不同林地类型细根碳(C)氮(N)磷(P)的生态化学计量比值的季节变化及其影响因素,该文研究了喀斯特地区灌木林和乔木林活细根和死细根的C、N、P含量和比值及其与环境因子的关系。结果表明:(1)总体上乔木林两类细根C、N、P含量高于灌木林,表明乔木物种细根对养分的吸收和储存比灌木物种更强。另外,两种林地类型活细根C含量显著高于死细根(P<0.05),而活细根N、P含量则低于死细根。(2)两种林地类型的两类细根C含量在雨季均低于旱季;灌木林活细根N、P含量在雨季高于旱季,而乔木林相反。灌木林活细根C∶N、C∶P和N∶P比值在雨季均低于旱季;乔木林两类细根的C∶N和C∶P比值在雨季高于旱季,而N∶P比值则是雨季低于旱季。雨季较低的活细根N∶P比值,表明灌木林和乔木林的植物在雨季的P限制程度较低。(3)两种林地类型上坡两类细根的C含量均高于中坡和下坡,而灌木林下坡N、P含量相对较高,乔木林中坡N、P含量相对较高;灌木林上坡两类细根C∶N、C∶P、N∶P比值相对较高,乔木林下坡两类细根的C∶N比值高于其他坡位而C∶P和N∶P比值是上坡高于其他坡位,表明两种林地中的植物在上坡受P限制影响较强,在中下坡受影响较弱。(4)冗余分析表明,林地类型、有效磷、季节是细根C、N、P养分含量及比值的主要影响因子,它们的单独解释量分别为18.8%、6.6%、6.5%。上述结果表明,在人工促进植被恢复时应考虑适当的林地类型、季节以及坡位差异造成的N∶P比值变化的影响,以便加快喀斯特生态系统的恢复。

水培条件下火龙果根系形态和生理过程对供磷水平的响应

磷是作物生长必需的大量元素,参与体内重要生理生化过程。火龙果是热带、亚热带地区重要经济作物,高额的果实磷含量和巨大的产量使得火龙果对磷的需求量极高。然而,火龙果磷吸收特性以及根系形态和生理过程与磷高效吸收之间有何关系尚不清楚。本研究以国内主要火龙果品种软枝大红为研究对象,采用水培实验,设定0、0.01、0.1、0.5、1.0 mmol/L共5个不同磷浓度梯度,探究不同施磷浓度下火龙果根系形态和生理过程的变化,分析地上部磷以及其他营养元素的含量,阐明磷高效利用的根系形态和生理过程机制以及供磷对火龙果其他营养元素吸收的影响规律。研究结果表明,与对照相比,供磷并未影响火龙果地上部生物量的积累。火龙果枝条磷吸收量及磷浓度随着供磷浓度的升高而增大。0.1 mmol/L处理的总根长以及直径≤0.05 mm的细根数量显著高于其他处理;1.0 mmol/L处理的总根长中直径≥2 mm的粗根数量高于其他处理。0.01 mmol/L处理总有机酸含量最高,根系阳离子交换量(cation exchange capacity)含量较高;与对照相比,1.0 mmol/L处理下有机酸分泌速率降低,根系阳离子交换量(CEC)含量下降。其他营养元素吸收方面,母枝及一级侧枝中,铁元素的吸收浓度表现出随着施磷浓度的升高逐渐下降。二级侧枝中氮、钙、镁、锰、锌等元素均随着施磷浓度的升高逐渐下降,呈显著负相关关系。本研究表明,适度供磷(0.01 mmol/L或0.1 mmol/L)能够促进火龙果根系生长以及根系有机酸分泌和离子吸收能力,而过量供磷(1.0 mmol/L)会显著抑制火龙果根系生长,同时显著降低地上部枝条中、微量元素的吸收。因此合理施用磷肥,对火龙果自身发挥根系生物学潜力,为植株中、微量元素营养均衡起到关键作用。

施氮量对蚕豆养分利用效率的影响

通过盆栽试验,设置3个施氮水平,以不施氮肥为CK,在不同生长时期,测定蚕豆干物质累积、根长,计算养分利用效率。结果表明:与花期和结荚期相比,收获期蚕豆干物质分别增加180%~480%。花期和结荚期,与T_(1)相比,T_(2)和T_(3)施肥量蚕豆根长增加了30.64%、24.19%;21.32%、27.88%,T_(2)和T_(3)之间差异不显著。收获期,与CK相比3个施氮水平下,蚕豆养分阶段累积量分别增加33.01%~74.85%,T_(1)和T_(2)之间差异不显著。与幼苗期相比,3个氮水平下,蚕豆收获期养分吸收效率分别减少48.61%~63.54%。同一生育期内,与CK相比T_(3)氮肥利用效率分别增加4.76%~20.74%,CK与T_(1)、T_(2)之间差异不显著。随施氮量增加,蚕豆氮肥偏生产力、氮肥利用效率增加,蚕豆收获指数相差不明显。总之,施氮量影响蚕豆生长和养分利用,但并不影响收获指数,过量施氮对蚕豆养分吸收利用也无明显促进作用。

初植和补植阔叶树对红壤丘陵区湿地松养分获取和转运的影响

【目的】探究初植(同龄混植)和补植(异龄混植)阔叶树对湿地松养分获取和利用策略的影响,为湿地松林的科学管理提供参考。【方法】以种植于我国亚热带红壤丘陵区的湿地松林为对象,基于长期单种和混交试验平台,分别在林龄30年且立地条件相似的湿地松纯林、湿地松-木荷初植混交林、湿地松-木荷补植混交林(补植木荷14年)中构建5块20 m×20 m标准样地(共15块样地),采集湿地松标准木的根际土壤、细根、枝、新鲜叶和凋落叶样品,测定土壤和植物各器官的氮(N)、磷(P)含量,评估不同混交模式对根养分捕获能力、叶养分回收和树木养分转运的影响,揭示养分获取策略变化的驱动因素。【结果】混交阔叶树显著提高湿地松根际土壤的NH_4~+-N和矿质氮含量(P<0.05),但根际土壤养分含量在初植和补植混交林之间无显著差异(P>0.05);整体看,混交阔叶树提高湿地松各器官的N、P含量,其中初植混交效应比补植好。与纯林相比,初植混交林中湿地松根氮和磷捕获能力分别显著提高14.04%和46.16%,叶氮回收效率显著降低6.07%,磷回收效率显著提高15.49%。尽管补植阔叶树降低根养分捕获成本,但阔叶树根系抑制湿地松根系的养分捕获能力,导致补植混交林中湿地松根养分捕获能力和叶养分回收效率均无显著变化。此外,与纯林相比,初植混交林中湿地松运输根向枝、叶的N转运分别提高36.05%和15.61%,P转运分别降低35.13%和36.52%;补植混交林中N转运无显著变化,但运输根向枝、叶的P转运比在纯林分别降低53.21%和40.17%。【结论】混交阔叶树提高红壤丘陵区湿地松根际土壤和植株各器官的养分含量,改变湿地松养分获取策略,其中初植比补植更能促进湿地松的养分获取和利用。此外,养分在植物体内的转运过程可被检测,且反映根捕获和叶回收的权衡关系。

氧化石墨烯对白三叶根系生长、生理和解剖结构的影响

为了探究氧化石墨烯(GO)对植物根系特征的影响,以GO和豆科植物白三叶(Trifolium repens L.)为实验材料,通过将不同质量分数的GO(0.2%、0.4%和0.6%)添加到土壤中,进行为期100 d的植物培养,分析了白三叶根系生长、逆境生理、营养吸收及其解剖结构的响应特征.结果显示:随着GO质量分数的增加,白三叶的根系生长和根系活力显著下降,0.6%GO处理组的根长、直径、体积、干重和根系活力较对照组分别降低了31.2%、35.1%、62.5%、94.1%和64.6%.GO处理后根系的抗氧化酶活性显著增加,矿质营养元素含量随着GO质量分数的升高而降低.根系输导组织的解剖结构参数,包括周皮厚度与细胞层数、导管直径与数量、维管柱宽度、木栓层厚度均随GO质量分数的增加逐渐减小.由此可知,GO会诱导白三叶根系氧化胁迫,激活抗氧化酶系统,抑制根系对矿质营养的吸收,破坏根系输导组织结构,最终抑制了根系生长.

典型植物根系对紫色土化学属性和化学蚀变指数的影响

为探究植物根系形态对紫色土风化的影响,以云南元谋干热河谷区典型植被(锥连栎、华西小石积、牛筋草和裸地)覆盖条件下的紫色土为研究对象,研究了不同植被类型根系在不同土层的分布特征及其对各土层养分含量和化学蚀变指数(CAI)的影响。结果表明:裸地、乔木、灌木、草本覆盖下紫色土化学蚀变指数分别为73.98~78.87、78.53~84.68、77.89~82.18、77.91~81.04,且均表现为随土层深度增加而降低。各植被的根系均集中分布于0~20 cm土层,不同植物根系体积存在明显差异,乔木、草本和灌木覆盖下的根系体积与裸地相比分别增加145.17%、144.78%、74.98%,乔木、灌木和草本的根系表面积与裸地相比分别增加651.16%、610.79%、181.62%。土壤中养分含量随土层深度的增加而降低。随着土层深度的增加,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量呈降低趋势,裸地和乔木覆盖下的pH呈增加趋势,而草本和灌木覆盖下的pH则呈相反趋势。相关性分析结果表明,土壤的CAI值与土壤有机质、碱解氮含量呈显著正相关(P<0.05),相关系数高达0.520、0.591;土壤p H、有效磷含量与土壤CAI值呈显著负相关(P<0.05),土壤CAI值与根系体积、根系表面积呈极显著正相关(P<0.01),相关系数高达0.693、0.621。综上,植物根系对于土壤的化学风化具有较明显的促进作用。

禾本科杂粮作物养分高效机理及指标研究进展

我国耕地中低产田面积大,养分缺乏始终是限制作物产量的一个主要因素。谷子、糜子和高粱为我国传统的禾谷类杂粮作物,具有光合效率高,耐旱耐瘠薄的特点,较大宗粮食作物更适应干旱、贫瘠的土壤。然而,养分利用效率研究主要集中在玉米、小麦等主粮作物,小杂粮作物研究进展相对缓慢。本文系统总结了谷子、糜子和高粱氮、磷、钾高效利用的研究结果,归纳了几种杂粮作物养分高效的筛选指标,形态指标包括地上部干重、穗粗、穗重、草重、产量等,生理指标包括氮同化酶活性、磷积累量、光合养分效率等,养分吸收效率主要指标包括根系大小、根系长度、侧根分支和根直径,及可能参与养分高效的候选基因如NRT1、PHR1、钾转运蛋白HAK和钾离子通道蛋白Shaker等。未来可从以下几方面推进杂粮作物养分高效的研究:杂粮作物光合效率高和根系耐旱耐贫瘠的特点;利用转录组学方法深入分析引起杂粮作物光合作用和养分吸收效率的种间和种内变异的机理,特别是与氮组分、磷组分变化相关的机制;分析杂粮作物的根系形态及其主导的根系微生物互作特征对养分高效吸收的影响。这些研究将为培育养分高效高产的杂粮品种和高效栽培技术提供理论基础和指导。

不同特肥配施在促进玉米生长中的效应研究

[目的]本文旨在研究不同特肥产品的养分效应及其施用方法,为玉米高产栽培提供理论依据。[方法]以市场主流特肥产品为研究对象,按其功能分类后布置盆栽试验,测试特肥产品对玉米生长的促进作用。通过Pearson相关性分析和主成分分析对玉米的14个指标进行综合评价,筛选出优质高效的特肥产品并予以复配施用。试验设10个处理:CK1(不施肥)、CK2(常规施肥)、T1(有机肥O12+无机肥I3+生物刺激素M7)、T2(有机肥O12+无机肥I5+生物刺激素M7)、T3(有机肥O12+无机肥I5+生物刺激素M1)、T4(有机肥O12+无机肥I3+生物刺激素M1)、T5(有机肥O2+无机肥I3+生物刺激素M7)、T6(有机肥O2+无机肥I5+生物刺激素M7)、T7(有机肥O2+无机肥I5+生物刺激素M1)、T8(有机肥O2+无机肥I3+生物刺激素M1),每处理3次重复,按随机区组排列设计。[结果]与CK1处理相比,特肥处理显著增加土壤的速效氮、有效磷、速效钾含量(P<0.05),然而CK2处理土壤的速效氮、有效磷、速效钾含量在整个生育期中均维持最高水平,6叶期(35 d)时分别达到46.0、38.9和179.6 mg·kg^(-1)。玉米根系扫描结果显示,T4处理对玉米根系发育具有明显促进作用,与CK2处理相比,其总根长、根体积、根总表面积、根尖数均显著增加,其增幅分别为35.5%、43.9%、42.2%和28.9%。各特肥处理也均促进了玉米对矿物质营养的吸收利用,根、茎、叶的N、P、K^(+)、Ca^(2+)、Na^(+)、Mg^(2+)等元素含量明显增加。同时,特肥处理均显著促进玉米生长,其中T4处理均显著增加玉米株高、茎粗、茎叶鲜重、根鲜重。[结论]由有机肥、无机肥、生物刺激素复配而成的特肥能促进玉米营养吸收,协调玉米根系与茎叶生长,其中T4处理(3.0 t·hm^(-2)有机肥O12+45.0 kg·hm^(-2)无机肥I3+稀释20 000倍生物刺激素M1复配)为玉米最佳特肥施用方法。

喀斯特地区植物根系分泌物酶活性对根际土酶活性和养分的影响

为了探究喀斯特地区植物根系分泌物酶活性对根际土酶活性和养分的影响,我们测定了灌草丛、灌木林、灌乔林和乔木林4个植被恢复阶段群落水平根系分泌物和根际土的β-1,4-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)和酸性磷酸酶(ACP)的活性与土壤碳氮磷的含量,并分析了它们之间的关系。结果表明:(1)根际土以及根系分泌物的4种酶活性在植被恢复后期显著高于植被恢复前期;乔木林的根系分泌物酶活性C∶P和N∶P比值显著高于其他植被恢复阶段,而根际土酶活性这2个比值则正好相反。(2)相关分析显示,根系分泌物酶活性与对应的土壤酶活性呈显著正相关;相对于根系分泌物酶活性,土壤酶活性与相关养分的相关系数值更高。另外,根际土以及根系分泌物βG、NAG和LAP酶活性与根际土有机碳(SOC)和全氮(TN)呈显著正相关,根际土以及根系分泌物ACP酶活性与根际土速效磷(AP)呈显著正相关。上述结果表明,植被恢复对根系分泌物酶和土壤酶活性的提高具有正向的作用,根系分泌物酶是土壤酶的有利补充,在碳氮磷养分循环过程中起到积极的促进作用。综上所述,调控根系分泌物分泌及其酶活性可能为喀斯特生态系统的植被恢复提供新的视角。

种植方式与施氮量对杂交籼稻养分吸收特性及根系活力的影响

为探明不同种植方式与施氮量对杂交籼稻养分吸收特性、产量及根系活力的影响,以杂交籼稻F优498为试验材料,采用二因素裂区设计,主区为3种种植方式(毯苗机插、湿润精量穴直播和人工移栽),副区为4个施氮量(0 kg hm^(-2)、90 kg hm^(-2)、135 kg hm^(–2)和180 kg hm^(–2)),探究F优498在不同处理下对养分积累、根系活力、产量及其构成因子的影响。结果表明,水稻抽穗期及成熟期的氮积累量均为人工移栽>机插>直播,拔节期磷积累总量和抽穗期钾积累总量均为人工移栽最大,拔节前直播稻的氮、磷和钾积累速率最高,分别比机插和人工移栽高40.68%~63.64%和19.42%~71.43%,不同种植方式下均在拔节至抽穗期养分积累速率达到最大;人工移栽和机插方式下水稻产量差异不显著,直播与人工移栽相比,减产8.09%~15.00%,人工移栽的水稻千粒重、穗粒数和结实率均高于机插和直播,但有效穗数显著降低,分别比机插和直播低15.99%~41.77%和23.19%~29.60%,施氮后产量的显著提高是由于提高了单位面积有效穗数和每穗粒数;各种植方式的地上部和根系干物重分别在成熟期和抽穗期达到最大,就不同施氮量而言,施氮处理的群体根系干物重显著高于不施氮处理;水稻抽穗后单茎和群体伤流强度降低,机插的单茎及群体根系活力显著高于人工移栽和直播。机插稻施氮量在中低氮水平(90~135 kg hm^(-2))较适宜,直播稻和人工移栽稻施氮量在中高氮水平(135~180 kg hm^(-2))较适宜。

祁连山北麓荒漠草原5种优势植物生物量与土壤养分特征

为明晰荒漠草原优势植物的植物生物量与土壤养分关系,研究选取祁连山北麓肃北区域荒漠草原骆驼蓬(Peganum harmala)、狗尾草(Setaria viridis)、中华羊茅(Festuca sinensis)、碱茅(Pucci-nellia distans)和冰草(Agropyron cristatum)5种优势植物,测定该其生物量和根际土壤养分,探究其植物生物量分配及其与土壤养分间的关系。结果表明:(1)5种优势植物间总生物量和根冠比差异显著(P<0.05),骆驼蓬总生物量最高,碱茅最低。多年生的骆驼蓬、碱茅、中华羊茅和冰草植物生物量大部分集中在地下,一年生的狗尾草植物生物量大部分集中在地上,不同植物间根冠比大小为:碱茅>冰草>中华羊茅>骆驼蓬>狗尾草。(2)5种植物根际土壤有机碳、碱解氮、速效钾、全氮、全磷、全钾及其化学计量特征均存在显著差异(P<0.05),5种植物根际间土壤碳氮比大小为碱茅>狗尾草>冰草>骆驼蓬>中华羊茅。(3)不同植物生物量、根冠比及土壤养分变异性不一致,骆驼蓬、狗尾草和中华羊茅的根际土壤全钾与碱茅和冰草的根际土壤含水量等均为弱变异,而土壤养分及其化学计量特征为中等变异。5种优势植物的生物量与根际土壤碱解氮和全钾呈正相关性(P<0.05)。可见荒漠草原生态系统中植物生物量分配和根际土壤养分在生活史和物种间的差异较大,今后应根据不同优势植物养分需求,合理施肥来修复退化的荒漠生态系统。

烟草-薏苡轮作对土壤养分、薏苡产量及品质的影响

本试验以薏苡品种兴仁小白壳为材料,采用完全随机区组设计,以薏苡连作处理为对照,设置烟草-薏苡轮作处理,探究烟草-薏苡轮作对土壤养分、薏苡根系形态、产量和品质的影响。结果表明,与薏苡连作相比,烟草-薏苡轮作可使土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别上升11.47%、4.94%、7.49%、26.05%和129.81%,土壤全氮和全钾含量分别下降5.37%和1.89%,其中速效钾含量处理间差异达到显著水平。烟草-薏苡轮作后薏苡总根长、根表面积、根体积、平均根直径、根尖数和根系分支数等根系形态特征均显著高于连作,分别高出38.71%、37.54%、34.78%、20.08%、45.62%和45.85%。烟草-薏苡轮作后薏苡平均产量达5484.3 kg/hm^(2),较连作增产34.80%;其可溶性总糖、淀粉和赖氨酸含量分别显著上升24.34%、9.77%、17.57%,粗脂肪含量提高6.14%,粗蛋白含量下降3.65%。综上,烟草-薏苡轮作改善土壤养分状况,显著提高速效钾含量,同时可以促进薏苡根系生长发育,进而提高薏苡产量及品质。

砖肥对植烟土壤生化性状及烤烟根系发育的影响

为探究砖肥对植烟土壤生化性状及烤烟根系发育的影响,以条施、穴施基肥为对照,分析常规砖肥、硅酸钾替代硫酸钾优化砖肥和砖肥施用位点及数量对土壤生化性状和烤烟根系生长发育的影响。结果表明,与条施、穴施基肥相比,常规砖肥处理土壤脲酶和蔗糖酶活性分别提高51.1%和32.7%,移栽25 d烟株根系活力提高28.8%,但常规砖肥对土壤有效磷、速效钾的供给能力较低。采用硅酸钾替代25%的硫酸钾优化砖肥配方,可有效避免养分的过度聚集,移栽95 d的烟株根系活力较常规砖肥提高42.6%。增加砖肥的施肥位点数量能够进一步提高土壤速效钾含量、根际土壤蔗糖酶活性和微生物数量,烤烟根系平均直径增加18.4%。综上所述,采用硅酸钾替代25%的硫酸钾对砖肥配方进行优化,并将施肥位点数量增加至5个,能够显著改善植烟土壤的生化性状,提高烤烟根系活力,优化根系形态,促进烤烟健壮根系的形成。