玉米—花生混作体系中不同施氮水平对花生铁营养及固氮的影响

盆栽试验结果表明,不同氮水平条件下玉米—花生混作可明显改善花生铁营养。与单作相比,混作花生新叶叶绿素SPAD值明显提高,新叶活性铁浓度提高12.4%～27.1%,同时花生根瘤数和固氮酶活性显著增加。在本试验种植密度下,施氮水平和种植方式对单株花生生物量无显著影响,而施氮对玉米根际土壤活性铁浓度的提高有一定的促进作用,并且花生根瘤数和固氮酶活性受施氮水平影响较大。说明石灰性土壤上玉米—花生混作对花生铁营养改善及提高花生的固氮能力具有重要作用;施氮水平对花生铁营养影响不大,但随施氮量增加对花生共生固氮有抑制作用。

豆科//禾本科间作系统中氮营养研究进展

在间作系统中 ,豆科 / /禾本科间作是传统农业中应用最为成功的一个组合 ,热带亚热带地区的小型农业生产者利用它生产了大量的谷物和植物蛋白 ;温带地区用它生产牧草发展畜牧养殖。豆科固氮维持了这类系统的正常运转所必须的养分 ,因此无论在资源利用和环境友好方面 ,这种组合无疑是一个可持续的生产系统。近年来 ,在不合理施用氮肥所带来的环境问题和过度依赖石化能源所产生的能源危机双重压力下 ,国际上对豆科在间作农业和混作牧草中的固氮作用研究十分重视。本文对该领域近年来的研究进展作一综述 ,同时分析豆科 / /禾本科间作系统中生物固氮的作用及其转移途径和机制。通过对间作中养分相互促进的分析 ,拓展可持续农业发展的新途径。

小麦//蚕豆间作中的种间氮营养差异比较研究

通过根系分隔和15N标记土壤的盆栽试验,研究间作蚕豆和小麦对不同氮素来源利用的差异。结果表明,根系不分隔的处理小麦生长改善,其生物量、吸氮量都高于其它2种分隔方式;蚕豆的生长则表现被抑制,其生物量在根系不分隔时生物量和吸氮量皆最低。在尼龙网分隔的处理中,小麦植株体内15N%丰度高于其它2种分隔方式,而蚕豆则表现为根系未分隔的处理15N%丰度最低。表明小麦竞争肥料氮的能力强于蚕豆,小麦的竞争促进了蚕豆固定更多的空气氮。

与玉米混作改善花生铁营养对其根瘤形态结构及豆血红蛋白含量的影响

通过土培方法研究了与玉米混作对花生根瘤形态结构及固氮功能的影响。结果表明 ,玉米与花生混作能够明显地改善花生铁营养、提高根瘤豆血红蛋白的含量。同时 ,单作花生根瘤细胞液泡化程度较高 ,正在发育的根瘤细胞内类菌体数量明显地比混作的花生低。成熟根瘤细胞类菌体周膜外空间 (细胞壁以内、周膜外的空间 )体积变大。说明单作花生固氮酶活性较低的原因是缺铁抑制了豆血红蛋白的合成和改变了根瘤形态结构以及类菌体的超微结构。

灭菌土壤玉米-花生混作对花生铁营养的影响研究

盆栽试验研究灭菌土壤玉米 花生混作对花生植株Fe营养与根际土壤有效铁的影响结果表明 ,玉米 花生混作可显著提高花生新叶叶绿素及活性铁含量 ,下针初期可增加花生地上部全Fe含量和根际土壤活性铁含量 ,混作在改善花生Fe营养过程中始终起主导作用 ;

小麦/蚕豆间作体系中的种间相互作用及氮转移研究

在小麦/蚕豆间作体系中通过根系分隔和标记15N的盆栽试验研究表明,小麦相对于蚕豆对土壤氮和肥料氮的依赖更强,蚕豆则更多依赖于空气中的氮。在根系完全分隔、尼龙网分隔和根系不分隔处理中小麦对15N的回收率分别为58%、73%和52%,而蚕豆则分别为30%、20%和3%。小麦对肥料氮的竞争促进了蚕豆的固氮作用,在根系完全分隔、尼龙网分隔和根系不分隔时,蚕豆来源于固氮的百分数(%Ndfa)分别为58%、80%和91%。因此,小麦/蚕豆中存在对氮的互补利用,该体系中氮营养竞争和促进作用同时存在。在小麦/蚕豆间作体系中应用土壤标记同位素稀释法表明蚕豆固氮向间作小麦发生了转移,转移的量相当于蚕豆吸氮总量的5%。

不同施肥方式对东北黑土春玉米连作体系土壤氮素平衡的影响

通过三年定位试验,在东北春玉米连作区比较了农民习惯(一次性施肥)与优化施肥条件下土壤-作物系统的氮素表观平衡及氮素在土壤中的残留特征,以期评价两种施肥方式对黑土氮素矿化、残留及氮素平衡的影响。结果表明,优化施氮(根据土壤无机氮测试推荐追肥量,Opt)处理玉米产量、生物量、吸氮量最高。农民习惯施肥1(氮肥85%基肥+15%种肥,Tra1)和农民习惯施肥2(氮肥全部作为基肥施入,Tra2)处理土壤残留无机氮含量变化受降水量影响较大,残留硝态氮下移明显。与Opt处理相比,三年连作后30—60 cm土层硝态氮含量增加约2.0倍,60—90 cm硝态氮含量增加约2.4～3.3倍。Opt处理可显著降低肥料氮在土壤中的残留。在氮素输出项中,作物携出量因施肥方式不同而差异显著,氮盈余量随施氮量的增加而急剧增加,最高达400.9 kg/hm2。Tra2处理氮盈余最小,但以残留Nmin为主。氮肥一次性基施使氮素在土壤中累积较多,且易导致土壤残留硝态氮下移,从而对东北黑土地区的生态环境造成一定的威胁。而在基肥的基础上,根据土壤无机氮测试推荐追肥可以提高氮肥利用率,减少氮损失。

东北春玉米连作体系中土壤氮矿化、残留特征及氮素平衡

通过2年田间试验,在2种肥力、3种氮肥施用水平(不施氮N0,中量施氮N1,高量施氮N2)下,研究了吉林省春玉米连作体系中土壤氮素的矿化、残留特征及氮素平衡,并比较了种植不同玉米品种的效应。结果表明,德惠高肥力土壤中氮素两季总矿化量为203 kg/hm2,是新立城低肥力土壤的2.7倍。中量氮(N1)处理,2试验点2年土壤累计的氮素残留量为103～112 kg/hm2,对环境威胁较小;高量氮(N2)处理,新立城低肥力条件下土壤的氮素残留量为174 kg/hm2,且有下移趋势,而在德惠高肥力条件下,土壤的氮素残留量仅为107 kg/hm2。在新立城低肥力土壤上,施氮量在氮素输入项中起主要作用,在氮素输出项中,作物携出量并不随输入量的增加而有显著的变化,从而导致氮素盈余随着施氮量的增加而显著增加。氮盈余主要以残留Nm in积累在土壤剖面中,变幅为34.0%～88.4%。在德惠高肥力土壤上,土壤矿化氮在2个施氮处理中分别占氮素输入的28.3%和36.5%,在氮素输出中,氮肥表观损失量显著高于新立城,且氮盈余中以表观损失为主,变幅为54.3%～70.8%,平均为65.5%。两个试验点的氮素表观损失可能主要是由生物固持作用引起的肥料氮向土壤氮的转换。不同玉米品种对氮素矿化和表观利用率有一定的影响,在优化施肥中应加以考虑。

根瘤菌菌株NM353对小麦/蚕豆间作体系中作物生长及养分吸收的影响

采用不同根系分隔方式(小麦与蚕豆根系完全分隔、尼龙网分隔和不分隔)研究了间作蚕豆接种根瘤菌菌株NM353,在施氮和不施氮情况下,蚕豆和小麦的生长和养分吸收状况。结果表明,无论何种分隔方式和施氮与否,接种根瘤菌菌株NM353对蚕豆的生长都好于不接种;同时,间作小麦也通过根系的相互作用受益。在施氮情况下,接种与不接种处理相比,蚕豆生物量在三种分隔方式中依次增加了15%、16%和5%;吸氮量依次增加了17%、9%和12%;而根系不分隔并接种根瘤菌NM353还改善间作小麦的生长,其生物量、吸氮量比不接种时分别增加了13%和22%。因此,小麦/蚕豆间作中通过选择合适的菌株进行接种,并配合适当的氮肥施用,可以充分发挥豆科生物固氮作用,并改善与之间作的作物氮素营养。

不同禾本科作物与花生混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响

采用土培盆栽方法模拟玉米 /花生、大麦 /花生、燕麦 /花生、小麦 /花生、高粱 /花生 5种种植方式 ,研究混作对花生根系质外体铁的累积和还原力的影响 .结果表明 ,当花生与 5种分泌植物铁载体能力不同的禾本科作物混作时 ,花生新叶叶色正常 ,而单作花生则表现出严重的缺铁黄化症状 ,混作花生各部位的含铁量明显增加 .与麦类作物 (大麦、燕麦、小麦 )混作的花生其各部位铁含量高于与玉米、高粱混作的花生 ,说明麦类作物改善花生铁营养的能力强于玉米、高粱 ,而两个玉米品种之间的能力差异不大 ,这主要是由于麦类作物分泌植物铁载体能力高于玉米、高粱 .在花生生长至第 5 0、6 0和 70d时 ,混作花生根系质外体铁含量也随着逐渐增加 ,并始终高于单作花生 .同时 ,混作明显地提高了花生根际土壤有效铁的含量 ,花生根系还原力也逐步提高 .混作花生逐渐提高的还原力和介质中不断供给的易被花生还原吸收的铁 。

施氮和种间根系分隔方式对蚕豆／玉米间作体系作物根系形态的影响

该盆栽试验研究了不同施氮量及种间根系相互作用封蚕豆／玉米间作体系作物根部形态的影响。设置了4个氮肥处理（0、50、100和200mg／kg），采用三种分隔方式（塑料膜分隔，尼绒网分隔和无分隔）建立了种间根系相互作用的不同强度。结果表明，半径在0．10—0．40mm范围内的根系受外界刺激反应最为敏感．在该范围内，施100mg／kg氮肥时，蚕豆根系长度，表面积和体积要显着大于其它氮肥处理，达到最大值；而玉米在施50mg／kg氮肥时，蚕豆根系长度、表面积和体积就已经达到最大值。此外，蚕豆根系和玉米根系根长、表面积和体积受氮肥处理和分隔处理变化显着。较蚕豆根系，玉米根系形态更有利于土壤氮素营养的吸收和利用；且玉米根系受氮素处理和分隔处理变化更为敏感。

几种复合肥施用对蔬菜保护地土壤环境质量的影响

采用大棚小区试验方法,研究了保护地条件下,不同复合肥品种及施肥量对蔬菜地土壤不同剖面硝酸盐含量、pH值及电导率在不同生长季节内的动态变化情况的影响。结果表明,几种肥料的施用,不同程度地降低了表层土壤pH值,同时增加了各剖面土壤电导率和硝酸盐含量。施肥量越大,土壤pH值、电导率和硝酸盐含量的变化越明显。随时间的推移,土壤环境质量呈恶化趋势。大量频繁施用化肥,是导致土壤酸化、土壤盐分累积和硝酸盐淋洗的主要原因。确定合理的施肥量,平衡氮、磷、钾养分比例,以及采取正确的施肥和灌溉方式,将有效缓解土壤酸化和盐分累积,减少硝酸盐的淋洗,从而改善土壤环境质量。

不同覆盖方式对旱作水稻氮肥肥效的影响

通过田间小区和微区框15N示踪试验,研究了水稻旱作秸秆覆盖、旱作薄膜覆盖、旱作秸秆和薄膜双覆盖、旱作无覆盖与常规灌溉栽培方式的氮素吸收利用特性。结果表明,水稻常规灌溉栽培的氮肥利用率(15.30%)显著低于旱作无覆盖(23.56%)和旱作薄膜覆盖(23.10%);旱作秸秆薄膜双覆盖(19.07%)和旱作秸秆覆盖(18.41%)显著低于旱作溥膜覆盖。旱作水稻根、茎叶、子粒各器官的NDFF值(即各器官N含量来自化肥N所占的百分率)是覆盖栽培小于无覆盖栽培;而旱作栽培普遍高于常规灌溉栽培。旱作条件下,水稻产量覆盖栽培高于无覆盖栽培;无覆盖条件下,常规灌溉栽培显著高于旱作栽培。

氮肥形态和螯合剂对印度芥菜和高积累镉油菜吸收镉的影响

用Cd污染的土壤做盆栽试验,研究了氮肥形态和螯合剂对印度芥菜和高积累Cd油菜吸收Cd的影响。结果表明,生长后期浇入EDTA可增加植株地上部的吸Cd量和对土壤的净化率,而浇入柠檬酸的作用相反。在施氮量相同的条件下,施用不同形态氮肥对印度芥菜和油菜川油Ⅱ-10地上部和根吸Cd量有显著影响,施用硫酸铵的处理印度芥菜和高积累Cd油菜吸Cd量高于施用硝酸铵和硝酸钙的处理。

水氮优化条件下在华北平原冬小麦/夏玉米轮作中化肥氮的去向

针对华北平原冬小麦/夏玉米轮作区水肥高投入的特点,引入以土壤Nmin(NO3--N+NH4+-N)为基础的优化施氮技术和以土壤水分含量为基础的优化灌溉技术对施氮量和灌溉进行优化,大幅度降低了作物氮肥用量和灌溉量,且生物产量和籽粒产量均未发现显著降低。微区结果表明,传统灌溉方式下,传统施氮处理的化肥氮利用率很低,冬小麦当季为22.7%,夏玉米当季25.7%,整个轮作周期为28.44%;氮损失率较高,冬小麦当季为52.9%,夏玉米当季35.7%,整个轮作周期为47.0%;而优化施氮可大幅度提高化肥氮利用率,降低损失,冬小麦当季、夏玉米当季和整个轮作周期的化肥氮利用率分别达到45.1%,42.9%和46.1%,损失率分别为33.3%,7.1%和34.5%。优化灌溉下的优化施氮与传统灌溉的优化施氮相比,虽然化肥氮利用率未有显著差异,但是却显著降低了损失,显著增加了化肥氮的土壤残留,建议在化肥氮优化中考虑水分管理。研究还表明,在华北平原冬小麦/夏玉米轮作区,反硝化损失是化肥氮损失的主要途径。

玉米叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的品种间变异

研究比较两种土壤肥力条件下,4个春玉米品种在喇叭口期至成熟期间叶片SPAD值、全氮及硝态氮含量的变异程度、及其与氮素积累和产量形成的关系,以期为不同品种植株的氮素营养测试指标的优化提供依据。结果表明,叶片SPAD值与产量、吸氮量及生物量呈显著相关,该值主要受氮肥水平影响,并因土壤肥力而变异。从喇叭口期至灌浆期间平均变异幅度为17.7%,但品种间变异很小,平均仅为4.3%。说明利用SPAD值诊断玉米氮素营养时,其诊断指标不需要因品种而调整,但需要因不同肥力而调整。在新立城低肥力条件下,喇叭口期(V12)和抽雄期(VT)的SPAD临界值指标分别为46.1和57.8;在德惠高肥力条件下,两个时期的SPAD值临界值较为接近,分别为59.9和60.3。植株叶片硝态氮含量在土壤肥力间及品种间变异均较大,变异幅度分别为43.1%和29.3%,且与产量、吸氮量及生物量的相关性均较差,不适于在大面积范围内单独作为玉米氮素营养状况的评价指标。

丛枝菌根真菌对紫羊茅镉吸收与分配的影响

采用盆栽方法模拟土壤Cd污染状况,研究接种丛枝菌根真菌对紫羊茅生长及对Cd吸收、分配的影响.结果表明,土壤加Cd15～50mg·kg-1对菌根侵染率无显著影响;在不加Cd的土壤中,接种菌根真菌有助于Cd的吸收和向地上部的运输;在Cd污染土壤中,接种菌根真菌并未明显改善紫羊茅的磷营养状况,并且也没有明显增加紫羊茅的生物量,但是地上部的Cd浓度和吸收量均显著低于不接种的处理,其原因是菌根真菌强化了Cd在紫羊茅根系的固持作用,减少Cd在地上部的分配比例,从而降低了紫羊茅地上部对Cd的积累.试验还观察到,不同菌根真菌对紫羊茅吸Cd量的影响具有一定差异,Glomusintraradices在Cd污染的土壤中对Cd吸收的抑制效应大于Glomousmosseae.这些结果一方面说明菌根真菌侵染是紫羊茅地上部Cd含量减少的直接原因,同时也反映出在自然生态系统中,作为污染物由土壤环境进入食物链系统的门户之一的丛枝菌根真菌在调节生态系统中重金属Cd的生物循环、减轻重金属Cd对食物链的污染风险方面发挥着重要作用.

接种AM真菌对黑麦草吸收和分配Cd的影响

采用盆栽实验方法模拟不同程度的Cd污染状况,研究接种丛枝菌根(AM)真菌对黑麦草生长和耐Cd毒性的影响。结果表明,土壤中Cd水平提高,明显增加了黑麦草的菌根侵染率,但对其生长无显著影响,表明黑麦草在磷营养和生长上对丛枝菌根真菌依赖性较小。Glomusmosseae和Glomusintaradices对Cd毒害均具有一定耐性,它们的存在明显促进了黑麦草对重金属Cd的吸收,强化了Cd在根系中的固持作用,进而减少了Cd向地上部的分配比例,减轻了Cd对地上部的毒害。这一特性对于Cd污染土壤的改良和牧草品质的保持具有重要意义。

接种不同根瘤菌对间作蚕豆和小麦生长的促进作用研究

本文通过在不同根系分隔方式中对间作蚕豆接种不同根瘤菌株的盆栽试验,研究了间作蚕豆和小麦生长状况。结果表明:在根系完全分隔中接种根瘤对蚕豆的生长都好于不接种;3种菌株中以接种NM353菌株的效果最好,在根系不分隔中蚕豆和小麦生长同时得到改善,其生物量、吸氮量都高于其它两种菌株和不接种处理;虽然根系完全分隔中接种LN566改善了蚕豆生长,但在根系不分隔中蚕豆的生长被抑制,其生物量和含氮量最低。因此,不同根瘤菌菌株在间作中的表现不同。间作中通过选择合适的菌株进行接种,可以充分发挥生物固氮作用,改善作物氮素营养。