绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量及供氮能力的影响

通过田间试验,研究绿肥与化肥配施对植烟土壤微生物量碳、氮及土壤供氮能力的影响,为探索发展低碳烟草农业、构建资源节约型和环境友好型农业,实现烟叶生产的可持续发展和特色烟叶开发提供理论依据。结果表明,绿肥与化肥配施能明显提高土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤的供氮能力。在烟株生长发育过程中,绿肥与化肥的不同配施比例对土壤微生物量碳、微生物量氮及土壤供氮能力的影响有明显的差异。与对照相比,配施绿肥的各处理在烟株不同生育时期土壤微生物量碳、微生物量氮和脲酶活性的提高幅度分别为7.07%～123.32%,3.28%～157.69%和3.13%～50.00%,土壤全氮和碱解氮含量的最高提高幅度分别为22.21%和15.42%,绿肥配施量以15 000～22 500kg/hm2的综合效果较好。在烟草不同生育时期,土壤微生物量碳和微生物量氮的动态变化不同,微生物量碳的高峰出现在团棵期和现蕾期,而微生物量氮的高峰出现在团棵期和圆顶期。绿肥与化肥配施后,绿肥对促进微生物生物量增加和酶活性增强的贡献更大,绿肥矿化释放的氮素可以作为微生物量氮和土壤氮的重要给源,同时绿肥还具有明显的保存氮素的作用,能够提高土壤的供氮能力,表明配施绿肥后土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需要的营养供应。

茶园施肥模式对茶叶黄酮类及糖苷类代谢物含量的影响

【目的】研究施肥模式对茶叶生化成分含量和黄酮类及糖苷类代谢物累积的影响,为实现茶叶优质高产提供科学依据。【方法】田间试验设在四川茶树种植典型区域—雅安,试验连续进行了3年,设置不施肥(CK)、常量化肥(N 585 kg/hm^(2),TF)、有机肥替代25%化肥氮(OF)、减施25%氮肥(SF)4个处理。分析了不同处理茶叶主要品质成分含量,并基于非靶向代谢组学检测结果分析了黄酮类及糖苷类代谢物累积差异。【结果】与C K处理相比,T F、O F、S F处理茶氨酸、游离氨基酸含量分别提高了7.22%~13.40%、23.15%~25.50%,可溶性糖和茶多酚含量分别降低了8.17%~13.86%、6.08%~11.49%,表儿茶素、表没食子儿茶素、芸香苷等10种代谢物累积水平显著下降。与TF处理相比,SF处理茶氨酸、咖啡碱和水浸出物含量分别降低了5.45%、5.97%、8.91%,茶多酚、可溶性糖、游离氨基酸含量和酚氨比无显著差异;芍药素-3-O-葡萄糖苷、肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷、查耳酮樱花素等7种代谢物累积水平显著降低,川陈皮素、牡荆素-4'-O-α-L-吡喃鼠李糖苷、(S)-橙花醇-3-O-[a-L-鼠李糖吡喃醇-(1->2)-β-D-吡喃葡萄糖苷]和Ranupenin3-rutinoside等4种代谢物累积水平显著增加。与TF处理相比,OF处理茶叶咖啡碱含量降低了5.73%;茶氨酸、游离氨基酸、可溶性糖、茶多酚、水浸出物含量差异不显著;10种黄酮苷、2种黄酮、6种萜苷、5种甾体皂甙和2种脂酰苷共25种代谢物累积水平显著增加,以川陈皮素、飞燕草素-3-(6-对香豆酰基半乳糖苷)增幅较大,分别为2280.20%、1355.11%。4个处理相比,OF处理下有15种黄酮类及糖苷类代谢物累积水平显著高于CK、TF和SF处理。【结论】有机肥替代25%化肥氮降低了茶叶咖啡碱含量,提高了川陈皮素、飞燕草素、槲皮素、芹黄素、山奈酚、牡荆素等多种黄酮类代谢物和去氢大豆皂甙I、珠子参苷R2、孕甾烷甙等多种糖苷组分累积水平。减施25%氮肥降低了茶氨酸、咖啡碱、水浸出物含量和糖苷类代谢物(如杨梅酮-3-O-洋槐糖苷、芍药素-3-O-葡萄糖苷、肉桂萜醇C1-19-葡萄糖苷等)累积水平,对茶多酚、可溶性糖、游离氨基酸含量影响较小。有机肥替代部分化肥氮有利于茶叶黄酮类及糖苷类物质累积,单纯减少氮肥投入会降低茶叶品质。

绿洲灌区小麦复种绿肥并翻压还田对翌年玉米产量形成及氮素吸收利用的影响

【目的】针对农田化学氮肥施用量高、利用率低等问题,探究绿肥替代部分化肥氮对玉米产量形成及氮素吸收利用的影响,为优化绿洲灌区玉米的施氮制度提供理论参考。【方法】于2019—2021年,在甘肃河西绿洲灌区开展小麦复种绿肥并翻压还田后翌年轮作玉米减施氮肥田间试验。玉米季设传统施氮量(Nck)和绿肥替代10%、20%、30%、40%的化肥氮处理(即N10、N20、N30、N40处理)。分析了各处理玉米产量及其构成和氮素积累量、转运量及利用效率。【结果】与Nck相比,N10、N20处理籽粒产量、产量构成因素及叶面积指数无显著差异,玉米植株氮素总积累量、籽粒氮素积累量及转运氮对籽粒氮素的贡献率也无显著差异;2020年N10、N20处理对玉米茎叶的氮素积累量、转运量及转运率无显著影响,2021年N20处理玉米叶片和茎的氮素积累量分别降低5.0%和17.8%,叶片和茎的氮素转运量分别提高5.5%和9.1%,氮素转运率分别提高5.0%和14.1%。相比Nck,N30、N40处理提高了茎叶的氮素积累量,但降低了氮素转运量和转运率,降低了转运氮对籽粒氮素的贡献率以及籽粒和植株的氮素积累量,N30、N40处理籽粒产量分别降低了16.8%~19.0%、27.9%~28.9%。与Nck相比,N10和N20处理氮素利用效率无显著变化,2021年N20处理氮素收获指数显著提高了3.5%,N30和N40处理降低了氮素利用效率与氮素收获指数。绿肥替代化肥氮各处理均显著提高氮肥偏生产力,以N20处理提高幅度最大。【结论】小麦–绿肥–春玉米体系下,绿肥翻压替代翌年玉米20%的化肥氮投入能有效协调玉米产量形成和氮素的积累转运,维持玉米籽粒产量及氮素利用效率,提高氮素收获指数与氮肥偏生产力,实现绿洲灌区玉米稳产和减氮的生产目标。

毛叶苕子替代化学氮肥对幼龄柑橘氮素营养的贡献

研究毛叶苕子(Vicia villosa Roth)替代化学氮肥对幼龄柑橘不同部位生物量、氮素吸收量的影响,定量其对幼龄柑橘氮素营养的贡献率,旨在为柑橘园绿肥利用及其替代化肥方案提供科学理论支撑。以盆栽柑橘幼苗为研究对象,采用^(15)N同位素标记的毛叶苕子进行化学氮肥替代,设置5个绿肥替代比例处理:0%(100%CF)、25%(25%GM+75%CF)、50%(50%GM+50%CF)、75%(75%GM+25%CF)、100%(100%GM),每个处理4次重复。在温室中培养6个月后测定柑橘总生物量,根、茎、叶各器官生物量,氮含量以及15N丰度。结果表明,绿肥替代化学氮肥能显著提高柑橘各器官生物量和氮吸收量,且随着替代比例的升高,各器官生物量呈先显著上升后稳定的趋势;柑橘总生物量在绿肥替代化学氮肥75%时最高,较对照提高了107.5%;柑橘总氮吸收量在绿肥替代化学氮肥100%时最高,较对照提高了45.1%。绿肥对柑橘各器官氮素营养的贡献随着替代化学氮肥比例的提高而增加,在75%GM+25%CF和100%GM处理中,柑橘根、茎和叶的氮素来自绿肥的比率分别为36.56%~50.00%、35.03%~46.81%和34.52%~50.72%,而在25%GM+75%CF和50%GM+50%CF处理中,绿肥对柑橘根、茎和叶的氮素贡献率仅分别有8.96%~20.77%、9.41%~19.77%和7.82%~20.94%;同时,随着绿肥替代化学氮肥比例的增加,氮素向柑橘根的分配增加,而向茎与叶的分配减少。在柑橘园管理中,进行绿肥栽培、利用可有效地替代化学氮肥,减少化肥的投入,增加柑橘的氮素营养。