中国农业科学院植物营养与肥料研究60年

中国农业科学院植物营养与肥料研究经历了60年的发展历程。按照研究的重点,可大致可分为四个阶段,第一阶段为1980年之前的单一肥料肥效研究阶段,该阶段主要研究单一养分的肥料效应,为我国化学肥料工业发展提供了依据;第二个阶段是1980年至1990年,该阶段主要研究了氮磷钾营养元素的配合肥效与主要配合方式,为我国复合肥料的引进和发展提供了理论基础;第三阶段是1990年至2000年,该阶段主要进行平衡施肥技术研究,同时研究了中微量元素的肥料效应;2000年以后是第四阶段,该阶段可称为养分综合管理阶段,该阶段重点研究了精准施肥技术、测土配方施肥支撑技术、施肥与环境、新型肥料及节肥增效关键技术等,这些研究为保证我国粮食安全作出了重大贡献。

植物根际沉积与土壤微生物关系研究进展

【目的】活跃的根际微生物被喻为植物的第二套基因组,在植物的生长发育过程中发挥着关键作用。植物通过根际碳沉积影响根际土壤微生物群落的结构和功能;作为根际微生态系统中的物质流、能量流和信息流,根际碳沉积是连接大气、植物和土壤系统物质循环的重要纽带;因此,理解根际碳沉积在根际微生态中的作用对于提高植物抗逆性,增加作物产量,调控根际养分循环等方面具有重大的理论意义。【主要进展】本文就近年来关于根际微生物领域的研究成果,重点综述了根际微生物多样性和组学研究;根际碳沉积的组成和产生机理;根际微生物群落结构的形成机制;根际微生物在促进作物养分吸收、提高作物抗逆性等方面的生态功能;以及气候变化和长期施肥对植物-微生物互作关系的影响。在此基础上我们提出了未来可能的研究重点和发展方向:1)植物根际沉积物原位收集方法和检测技术的改进和发展;2)稳定同位素探针与分子生态学技术的结合,将植物、土壤和微生物三者有机地联系起来,综合分析根际界面中微生物的活性与功能;3)高通量测序、组学技术和生物信息学等新技术的引入势必使根际微生物学研究发生革命性的变化;4)随着全球气候变化和土壤肥力改变,例如全球变暖、CO2浓度升高和长期施用化肥,根际沉积物在植物-土壤-微生物中的分配与调节机制,以及这种环境选择压力下植物如何诱导根际促生菌发挥更大作用。希望通过平衡作物与微生物之间的相互关系来实现作物的高产高效,促进农田的可持续利用。

采用粒片状肥料实现夏玉米一次施肥的可行性研究

【目的】为探求夏玉米高产一次性施肥技术,根据夏玉米需肥特性,研制大小一致、含等量氮磷钾养分的新型压缩片状肥料,将此肥料施在玉米植株适宜的位置,实现单株定量精准施肥。【方法】将尿素、磷酸一铵和氯化钾肥料按夏玉米需肥特性合理配比,粉碎、充分混匀后采用液压机压缩为重7.0 g的片状肥料,每2片含有每株玉米所需的氮磷钾养分;在夏玉米苗期,将2粒片状肥料分别施在两株玉米中间两边间隔约15 cm处,施肥深度约10cm,使得每株玉米四周都有肥料持续供应养分。采用田间试验分别在河南鹤壁和山东菏泽研究了单株定量施肥、缓释肥及常规施肥对夏玉米产量、干物质积累、氮代谢、氮磷钾养分积累量及氮肥利用效率的影响。【结果】鹤壁和菏泽夏玉米施氮肥显著增产15.1%19.5%和13.8%16.1%。单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶活性在大喇叭口期和吐丝期分别较习惯2次施肥高7.45%和5.57%,谷氨酰胺合成酶活性分别高9.88%和6.18%;植株氮、磷和钾素积累量均略有增加,氮肥农学效率和氮肥当季利用率分别高1.24 kg/kg和3.41个百分点,产量平均增加2.5%。【结论】夏玉米单株定量一次性施肥叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶活性、干物重、植株氮磷钾养分积累量与习惯2次施肥、缓释肥一次性施肥效果相当,产量和氮肥利用效率略有增加,实现了高产和一次性施肥的目标。

中国畜禽粪尿中养分资源数量及利用潜力

【目的】有机与无机肥配合施用是提高农田生产力和改善土壤生态系统的有效措施,也是农业可持续发展的要求。理清中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量,对畜禽粪尿资源充分利用、提高肥料利用率、实现化肥使用量零增长和保障国家粮食安全具有重大意义。【方法】以中国主要畜禽种类役用牛、肉牛、奶牛、羊(山羊和绵羊)、马、驴、骡、猪(育肥猪和母猪)、兔和家禽为研究对象,研究的主要农作物包括水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生、油菜和棉花。通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析畜禽粪尿不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。【结果】2015年中国畜禽粪尿数量31.584亿t,氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)养分资源总量分别达到1478.0万t、901.0万t和1453.9万t,其畜禽粪尿数量以猪最大,其次为肉牛和奶牛,分别占总量的36.8%(猪)、24.8%(肉牛)和9.9%(奶牛),粪尿总养分量以猪最大,其次为肉牛和羊,分别占总量28.2%(猪)、22.8%(肉牛)和15.0%(羊)。粪尿数量和养分资源量以西南和华北地区最多,粪尿数量分别占全国总量的22.3%和21.5%,养分资源量分别占全国总量的21.3%和21.9%,省市之间以四川、河南和山东最多。畜禽粪尿全量还田其养分输入量分别为811.8万t (N)、856.6万t (P2O5)和849.5万t (K2O),分别占化肥用量的37.3%(N)、87.6%(P2O5)和65.9%(K2O)。【结论】中国畜禽粪尿数量及其养分资源量依然巨大,具有广阔的利用空间,充分利用畜禽粪尿养分资源是实现化肥减施增效的重要途径,畜禽粪尿全量还田下理论上氮、磷、钾施用量可以减少37.3%、87.6%和65.9%。

猪场粪污源大量元素水溶肥料在叶菜上的肥效研究

为研究一种以猪场粪污为原料的新型大量元素(含微量元素Cu)水溶肥料的应用效果,采用田间小区试验,通过设置清水对照、等养分单质肥料和猪场粪污源大量元素水溶肥料3个处理,研究施用供试大量元素(含微量元素Cu)水溶肥料对不同试验点叶菜产量、叶绿素和Vc含量的影响。结果表明:施用猪场粪污源大量元素(含微量元素Cu)水溶肥料增加了叶菜的产量、叶绿素和Vc含量,与清水对照相比,叶菜产量增产幅度为5. 50%～41. 43%,叶绿素和Vc含量分别提高5. 59%～24. 53%和7. 14%～35. 71%;与等养分单质肥料相比,叶菜产量增产达6. 64%～19. 16%,叶绿素和Vc含量分别提高1. 93%～13. 96%和6. 52%～26. 67%。可见,该新型大量元素(含微量元素Cu)水溶肥料的施用可以有效提高叶菜产量,并改善其品质,值得推广应用。

基于养分专家系统的小麦-玉米推荐施肥效应研究

【目的】探求冬小麦-夏玉米轮作体系科学施肥技术。【方法】采用田间试验研究了小麦、玉米养分专家系统和国际农化服务中心(Agro Services International Inc,ASI)法推荐施肥对冬小麦-夏玉米轮作周期产量、经济效益、养分积累量、肥料利用效率及周年磷钾素平衡的影响。【结果】施肥显著增加冬小麦、夏玉米产量,新郑市航空港区和鹤壁轮作周年分别增产24.75%—65.26%和8.18%—35.53%,施氮分别增产31.14%和24.40%、施磷增产11.62%和9.42%、施钾增产11.52%和8.64%,施氮、磷和钾肥平均增收9 369、4 095和3 923元/hm2。养分专家系统推荐施肥较习惯施肥,植株氮、磷和钾积累量分别增加了7.87%、12.72%和4.79%,分别增产6.63%和4.63%,增收18.27%和20.48%,产投比为4.01,与ASI推荐施肥效果相当。基于养分专家系统推荐施肥的周年氮、磷和钾肥平均农学效率分别为10.99、10.67和10.69 kg·kg-1,氮、磷和钾肥当季利用率分别为35.82%、22.30%和45.33%。冬小麦、夏玉米秸秆全量还田下,推荐磷钾肥量可实现周年磷钾素分别盈余49.6和71.5 kg·hm-2。【结论】小麦(玉米)养分专家系统推荐施肥优化了氮磷钾肥配比,促进了冬小麦和夏玉米对氮、磷、钾养分的吸收利用,在冬小麦-夏玉米轮作体系中较习惯施肥具有增产增收效果,肥料利用效率较高,实现了周年磷钾素养分盈余,方便快捷,可在冬小麦-夏玉米轮作区推广应用。

绿肥在我国旱地农业生态系统中的服务功能及其应用

旱地农业分布面积广、增产潜力大,在保障我国粮食安全方面占有重要地位,但也面临着水资源短缺、土壤贫瘠、水土流失严重和不可再生资源利用效率低等问题。绿肥不仅具有提高土壤质量、调节土壤养分和增强土壤水分蓄纳能力,从而改善作物生长环境,促进作物持续高产稳产的作用,而且在增加农田生态系统生物多样性、提高地表覆盖度、减少养分向环境中的无效损失、增强农田系统气体调节功能、提高病虫草害的生物防控等方面也具有显著的生态效益。在全球气候变化加剧、生态环境恶化和农产品需求改变等新形势下,以肥用为主要目的的传统绿肥种植应用技术已不能满足当前农业发展的需求,需要加强旱地绿肥种质资源的选育工作,通过研制新的适应新形势的全国绿肥区划,构建适应不同区域的绿肥种植模式,优化和研发适应现代化生产水平的耕作栽培技术,探究绿肥综合效益评价体系,为旱地农业区改善生态环境、提高经济效益,构建资源节约、生态保育型的绿肥应用模式,充分挖掘绿肥效益提供科学依据和技术支撑。

整个生育期玉米叶片SPAD高光谱预测模型研究

以两年完整生育期玉米田间试验为基础,利用便携式地物光谱仪和叶绿素仪(SPAD-502)分别测定了叶片高光谱数据和叶绿素含量(SPAD),在两者相关分析的基础上,选取多种光谱参数分别构建了每年的叶片SPAD预测模型,并对模型进行了详细的验证和评价。结果表明:两年间叶片光谱反射率及其一阶导数的平均值曲线差别很小;两年间叶片SPAD与光谱反射率及其一阶导数的相关系数曲线的敏感区域基本相同;以一阶导数为光谱参数构建的预测模型效果不稳定;以LCI和DSI(R550附近,R680附近)和DSI(R680附近,R710附近)构建的预测模型效果良好,能有效预测玉米叶片SPAD。

中国绿肥科研60年回顾与未来展望

本文梳理了建国后我国绿肥生产与科研的发展历程,回顾了各时期的主要工作和成就,提出了绿肥行业未来发展建议。上世纪50年代中后期至今的60年里,我国绿肥生产和研究经历了繁荣、萧条、恢复三大时期。二十世纪50~80年代初的近30年是生产繁荣、科研经验累积时期。科学家对大量历史经验和科学成果进行了总结提升,提出了"以磷增氮"、"磷肥治标,绿肥治本"、"起爆效应"等经验、技术和理论;组建了全国绿肥试验网。绿肥生产于二十世纪70年代达到最高峰,面积最高年份约1300万公顷。二十世纪80年代至本世纪初的20多年里绿肥生产萧条,绿肥面积下降至约200万公顷。绿肥科研方面,全国绿肥试验网组织了全国性协作研究,推动了绿肥学科的系统进步;90年代,着眼提升综合经济效益开展工作,积极寻找绿肥发展途径,为我国的绿肥事业积累了许多经验和资源;研究制订了中国绿肥区划,整理鉴定了一批绿肥资源,选育出一批丰产性能好的绿肥新品种,评选出具有综合效益的绿肥种植利用模式,明确了绿肥提高土壤有机质的效果及其作用条件,出版了一批具有重要价值的绿肥文献。2007年以来,绿肥生产回升,科研快速恢复。国家和部分省份实施了绿肥补贴试点,绿肥科研专项"十一五"、"十二五"期间连续实施,国家绿肥产业技术体系获准建设。通过绿肥科研专项的实施,绿肥种质资源条件进一步完善,绿肥轻简化生产水平大大提升,一批生产新方式、新技术被研发运用,基于绿肥的高产稳产及清洁生产技术体系广泛推广。证明了绿肥在有效促进作物养分供给、保障作物稳产高产、全面改善土壤物理、化学、生物性状以及减少温室气体排放等方面的作用。60年的实践证明,绿肥是农作物生产的重要物质基础,是绿色农业的有效技术支撑。"绿水青山就是金山银山"的发展理念将主导今后农业生产。未来,绿肥科研要围绕种质资源利用与创新、轻简化高效生产、绿色生产模式构建、绿肥供肥与培肥技术及机制、绿肥产业增值增效路径、宏观战略及产业经济等绿肥产业的全链条,研发关键技术,解决生产难题,夯实理论基础,努力形成适应新形势的绿肥生产技术与理论体系。

糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响

【目的】小分子有机物在农业上的应用研究大多针对其促进作物生长、改善品质等的营养效果,较少研究其对养分有效性及吸收利用的影响,对中微量元素吸收利用影响的研究更少。本研究选用糖醇和氨基酸为研究对象,研究了小分子有机物质对小白菜生长、品质和养分吸收以及对钙有效性的影响。【方法】以小白菜为供试作物进行盆栽试验。试验以喷清水为对照,设置氨基酸(甘氨酸、谷氨酸),糖醇(甘露醇和木糖醇)和硝酸钙单独喷施,氨基酸(甘氨酸、谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分别与硝酸钙配合喷施,共计10个处理,每个处理6次重复,随机区组排列。试验中氨基酸喷施浓度为250 mg/L,糖醇喷施浓度为150 mg/L,硝酸钙喷施浓度为Ca2+130mg/L。收获后测定植株生物量和维生素C、可溶性糖、硝酸盐和可溶性蛋白的含量,分析植株矿质元素氮、磷、钾和钙的吸收量。【结果】1)叶面喷施糖醇和氨基酸明显促进了小白菜生长和养分吸收,并改善了其品质。与喷施清水(CK)相比,喷施糖醇和氨基酸可使小白菜生物量平均增加9.17%,维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加20.96%、50.78%和30.66%,硝酸盐含量平均降低31.07%,氮、磷、钾吸收量分别平均增加12.43%、15.24%和42.16%,钙吸收量增加显著,平均增加25.65%;2)糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙的吸收,提高硝酸钙在小白菜上的应用效果。与单独喷施硝酸钙相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施可使小白菜生物量平均增加17.44%,小白菜维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加14.23%、45.27%、33.43%,对氮、磷、钾养分吸收量分别平均提高38.25%、16.13%、25.11%,对钙养分的吸收量平均增加27.75%;与单独喷施小分子有机物(氨基酸和糖醇)相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施使小白菜生物量平均增加12.04%,对钙养分的吸收量平均增加17.60%。【结论】叶面喷施糖醇和氨基酸能有效增加小白菜生物量、改善其品质并促进其对养分的吸收,糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙的吸收,提高硝酸钙在小白菜上的应用效果。因此,小分子有机物糖醇和氨基酸可用作钙肥的有效助剂,用以促进作物对钙的吸收利用,提高钙养分的有效性和钙肥的应用效果。

养分专家系统推荐施肥对潮土夏玉米产量及肥料效率的影响

为实现潮土区夏玉米科学施肥,通过2年田间试验研究了玉米养分专家系统推荐施肥对夏玉米产量、收益、养分积累量及肥料利用效率的影响。结果表明,沙壤质潮土夏玉米施肥两年增产6.55%～39.32%和5.53%～21.19%,玉米养分专家系统和Agro Services International Inc推荐施肥较农户习惯施肥分别增产4.06%和5.04%,增收21.90%和27.44%。基于玉米养分专家系统推荐施肥的氮、磷、钾肥农学效率分别为11.46、25.89和9.93 kg kg–1,氮、磷、钾肥料利用率分别为41.13%、31.48%和50.35%,化肥偏生产力平均为36.62 kg kg–1。玉米养分专家系统推荐施肥提高了沙壤质潮土区夏玉米叶片叶绿素含量,促进了氮磷钾的吸收利用,增加了干物质积累量,具有增产增收效应,肥料利用效率较高,可作为该地区夏玉米推荐施肥方法推广应用。

油菜秸秆、紫云英绿肥及其不同比例配施还田的腐解及养分释放规律研究

试验以油菜秸秆和紫云英（Astragalus sinicus L.）为研究材料,通过盆栽模拟稻田条件,研究了油菜秸秆、紫云英绿肥及其不同比例混合处理腐解及养分释放动态。结果表明,腐解过程均呈现出前10~20 d分解较快,后期分解较慢并逐渐趋于平稳的规律。不同处理各养分的释放快慢不同,表现为钾〉磷〉氮〉碳,在翻压90d时钾的累积释放率为95.09%~97.17%,磷的累积释放率为62.65%~87.14%,氮的累积释放率为70%~76.48%,碳的累积释放率为39.53%~64.69%。翻压90 d后紫云英腐解率达到60.07%,油菜秸秆仅40.8%,混合紫云英后,混合处理的腐解程度加快,且腐解程度随紫云英量的增加而增加。

玉米叶片的光谱响应及其氮素含量预测研究

以不同施肥水平下两年玉米田间试验为基础,利用高光谱技术探讨大喇叭口期不同层次玉米叶片光谱响应的敏感区域,并依据叶片氮素含量与原始光谱反射率及其一阶导数的相关性,最终构建了叶片氮素含量的预测模型。结果表明:不同施肥水平下叶片光谱反射率差别明显区域集中在550nm附近波段、761～1 300nm波段,不同层次间叶片光谱反射率差别明显区域集中在550nm附近波段,叶片氮素含量与470～760nm波段光谱反射率及其一阶导数呈极显著相关。经过对比筛选,以光谱指数DSI(564,681)和DSI(681,707)构建的指数预测模型效果最好,预测精度达93.43%和93.39%,能有效估测叶片氮素含量。

不同类型土壤对汞和砷的吸附解吸特征研究

为了探明不同类型土壤对重金属汞和砷吸附、解吸的影响,以性质差异显著的红壤、黑土和潮土为供试土壤,采用批量平衡法,研究了Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)在不同土壤中的吸附-解吸行为。结果表明:(1)Freundlich方程和Langmuir方程均能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的吸附,其中Hg(Ⅱ)的最大吸附量分别为451.33、1699.46和1635.21mg/kg,大小顺序为黑土>潮土>红壤,相关系数(R2)在0.8533～0.9911之间;As(Ⅴ)的最大吸附量分别为818.44、561.87和112.77mg/kg,大小顺序为:红壤>黑土>潮土,相关系数(R2)在0.9223～0.9949之间;而线性方程则不能较好地拟合这3种土壤对Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的等温吸附。(2)Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)的解吸量随Hg(Ⅱ)和As(Ⅴ)吸附量的增加而增加,两者之间呈显著或极显著的线性正相关,Hg(Ⅱ)的相关系数(R2)分别为0.8668**、0.8971**、0.9969**,As(Ⅴ)的相关系数(R2)分别为0.9987**、0.9964**、0.9858**。研究结果对于探明土壤中汞和砷的环境行为具有重要意义。

应用数码相机进行绿肥翻压后春玉米氮素营养诊断和产量预测

在绿肥翻压条件下,常规的玉米氮素营养诊断技术存在耗时、费力和可靠性差的缺点。基于数码相机的可见光光谱技术已被广泛应用于大田作物的氮素营养诊断,但尚未见应用于绿肥翻压后的玉米氮素营养诊断。为评价利用图像处理技术进行绿肥翻压后玉米氮素营养诊断和玉米产量预测的可行性,设置了不同施氮水平下的绿肥翻压试验,利用数码相机获取不同生育期玉米冠层数字图像,分析了玉米冠层图像色彩参数与氮素营养诊断指标和成熟期籽粒产量之间的关系。结果表明,绿肥翻压显著改善了玉米的氮素营养,不同生育期的玉米叶绿素含量(SPAD值)、地上部生物量和吸氮量均高于单施化肥处理;绿肥翻压处理下,玉米冠层光谱指数与氮素营养指标间的相关性较单施化肥处理低,且其相关性在不同的生育期有较大变异,其中,12叶期(V12)的蓝光标准化值(B/(R+G+B))与灌浆期(R4)的红光标准化值(R/(R+G+B))与植株氮营养指标相关性较好,二者均与玉米产量间呈显著直线回归关系,回归系数分别为45%和46%。因此,数字图像技术在进行绿肥翻压后玉米氮素营养的诊断和产量预测方面具有应用潜力,但应注意诊断时期和关键指标的选择。

我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队"十一五"和"十二五"计划对全国蔬菜的试验和调查结果 (共1227个农户地块,其中578个设施蔬菜地块,649个露地蔬菜地块),细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明,1)我国蔬菜化肥养分(N+P_2O_5+K_2O)用量平均为1092.0 kg/hm^2,是全国农作物化肥养分用量(328.5 kg/hm^2)的3.3倍,其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和859.5 kg/hm^2,分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2)我国蔬菜肥料(化肥+有机肥)中氮、磷和钾各自总用量普遍超量,主要设施蔬菜N、P_2O_5和K_2O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍,主要露地蔬菜N、P_2O_5和K_2O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍,区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出,蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3)有机肥和基施化肥中的N、P_2O_5、K_2O比例不合理,P_2O_5占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P_2O_5∶K_2O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09;露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4)基肥化肥养分用量比例普遍过高,设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%,其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%~68.7%之间,华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5)按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算,主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%~67.1%之间,主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%~76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P_2O_5、K_2O投入总量的同时,应高度重视协调N、P_2O_5、K_2O比例以及化肥的基追肥比例,改进磷肥使用策略,并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。

氨基酸发酵尾液可促进樱桃番茄对水溶肥料氮素的吸收利用

【目的】氨基酸发酵尾液因富含多种有机营养成分,近年来被作为增效材料在肥料生产领域广泛应用。本文利用^(15)N标记技术,研究了氨基酸发酵尾液对水溶肥料氮素利用效果的影响。【方法】以樱桃番茄为供试作物进行盆栽试验。试验共设置8个肥料处理,分别为:焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料(F,N–P_2O_5–K_2O比例为0–14–24);^(15)N尿素(^(15)N丰度为10.46%)、焦磷酸钾和氯化钾为材料配制水溶肥料(P,N–P_2O_5–K_2O比例为18–14–24);在两个肥料基础上分别添加谷氨酸发酵尾液(H)、赖氨酸和苏氨酸混合尾液(B)和聚合谷氨酸尾液(S)配制水溶肥料FH、FB、FS、PH、PB和PS(发酵尾液添加量为200 g/L)。每个处理重复6次,随机区组排列。供试肥料于番茄定植、坐果、膨果、初果和盛果五个时期等量施入,其中,肥料P、PH、PB和PS按等尿素氮量施入,每次施入量为纯氮60 mg/kg风干土,肥料F、FH、FB和FS保持相同施入量。植株保留三穗果实打顶,收获后测量番茄株高、茎粗、生物量和产量,并对植株各部和收获后土壤中全氮含量和^(15)N丰度进行测定。【结果】1)水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以明显优化肥料氮素在促生、增产方面的作用效果。与P处理相比,PH、PB和PS处理的番茄株高、茎粗、地上部干重、根干重和果实产量分别平均增加17.7%、3.8%、8.5%、12.5%和4.8%。2)水溶肥料添加氨基酸发酵尾液可以显著提高植株对肥料氮素的吸收量,增加叶片、果实等主要功能部位的肥料氮累积量,提高氮素利用率。较P处理,施用水溶肥料PH、PB和PS处理的番茄植株总氮吸收量、肥料氮吸收量分别平均增加8.1%和9.9%,叶片、果实等主要功能部位肥料氮累积量分别平均增加18.2%和8.0%,肥料氮素利用率平均提高9.9%。【结论】水溶肥料中添加氨基酸发酵尾液,可以显著促进作物生长,增加作物产量,促进作物对肥料氮的吸收累积,从而有效地提高作物对水溶肥料中氮素的吸收利用。

绿肥作物二月兰腐解及养分释放特征研究

通过尼龙网袋埋田法对二月兰在玉米田中翻压126d的腐解及养分释放特征进行了研究,结果表明:二月兰在翻压前期腐解速率较快,至42d时其腐解率达到39.09%,之后腐解相对平缓,试验结束时二月兰的最终腐解率为67.48%;二月兰碳、氮、钾的释放速率在前期很快,翻压前7d的平均释放速率分别达到204.62mg/d、37.67mg/d和33.19mg/d,之后迅速下降并趋于稳定;碳和氮在翻压7d时的释放率分别为22.23%和39.89%,钾在翻压14d时的释放率为77.12%,而磷则在翻压前期出现"富集"现象;经过整个春玉米生长季节的腐解,二月兰碳、氮、磷、钾的释放率分别达到76.23%、85.29%、79.63%和96.43%,其碳氮比、碳磷比和碳钾比也分别由最初的9.74、88.83和13.43上升到15.33、104.26和95.07。

氨基酸发酵尾液在水溶肥料中的应用及其效果

采用田间试验方法,以普通水溶肥料(18-10-26)为对照,研究了添加氨基酸发酵尾液后水溶肥料对设施番茄产量、果实品质和土壤肥力的影响。结果表明,施用添加氨基酸发酵尾液的水溶肥料可显著提高番茄产量,改善果实品质;与普通水溶肥料相比,平均增产幅度达9%以上,果实可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量和糖酸比分别提高14.61%~19.28%、10.15%~16.54%、16.32%~17.73%和35.38%~36.01%,可滴定酸度含量降低7.84%~16.00%。添加氨基酸发酵尾液的水溶肥料能提高土壤全氮、有效磷和微生物生物量碳含量以及蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶等功能性酶活性;与普通水溶肥料相比,土壤全氮含量增加4.32%~6.79%,土壤有效磷含量提高1.88%~5.73%,土壤微生物生物量碳含量提高27.77%~36.23%,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和脲酶活性分别提高34.46%~38.39%、10.59%~16.47%和10.74%~22.15%。可见,氨基酸发酵尾液对水溶肥料具有良好的改性增效作用,值得推广应用。

青海箭筈豌豆根瘤菌的筛选及其共生体耐盐性研究

箭筈豌豆是我国传统肥饲兼用的豆科绿肥作物,有关箭筈豌豆根瘤菌的研究尚属空白。为获得抗逆性强的根瘤菌菌株,在青海主产区采集样本,经分离、鉴定得到61株箭筈豌豆根瘤菌。采用水培回接法,通过主成分分析筛选出5株对宿主结瘤生长促进作用较强的根瘤菌(J1-3-2、J2-6-2、J3-12-1、J4-3-3和J5-5-3)。对该5株根瘤菌进行了离体耐盐性评价,发现菌株J5-5-3最大耐盐极限值在0.9%左右,其他4菌株最大耐盐极限值均在1.2%左右,并且5菌株的耐盐特征呈3个明显不同类型:J3-12-1和J2-6-2耐盐性最强,菌株J1-3-2和J4-3-3居中,菌株J5-5-3最差。进一步采用盆栽方法评价了其中3株(每类型1株)根瘤菌-箭筈豌豆共生体的耐盐性,结果表明,在0.15%NaCl胁迫下接种根瘤菌J5-5-3植株结瘤数最多,在0.30%NaCl胁迫下3种接种处理无显著差异;在0.15%和0.30%NaCl胁迫下,接种J3-12-1共生体株高显著大于对照(P<0.05);在0.15%和0.30%NaCl胁迫下根瘤菌J3-12-1和J5-5-3可显著提高植株干重(P<0.05);J5-5-3在0.15%和0.30%NaCl胁迫下可显著提高植株含氮量并显著提高0.15%NaCl胁迫下的植株吸氮量(P<0.05);J3-12-1显著提高了0.15%NaCl胁迫下的植株吸氮量(P<0.05)。综合来看,J3-12-1和J5-5-3可以作为在盐胁迫下提高箭筈豌豆生物量和含氮量的预选菌株。