中国十三省市土壤中非共生固氮微生物菌种资源研究

从全国13个省市自治区的70份土样中分离、采集到了非共生固氮微生物资源181份。从形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析表明,采集到的菌种资源在科学分类上属于24属66种,大约占到已报道非共生固氮微生物属的一半,具备一定的多样性和代表性。资源在分类学上的特点是分类地位相对集中,有65株菌属于类芽孢杆菌属,占总量的36%;52株菌属于芽孢杆菌属,占总量的29%;19株菌属于节杆菌属,占总量的11%;这3个属菌株合计占采集资源总量的76%。随地域和作物种类分布的特点是芽孢杆菌和类芽孢杆菌两个属的菌种资源具有很强的地域广泛性和作物广泛性,即从采自全国各地、各种作物的土壤样品几乎都可以分离到这两类菌种。这个研究结果对微生物肥料菌种选育和生产应用具有指导意义。

北方设施菜地夏季不同填闲作物的吸氮效果比较研究

为筛选出吸氮效果明显的北方设施菜地夏季填闲作物,在北京郊区设施菜地,以甜玉米、高丹草、红叶苋菜、空心菜和小麦等5种不同作物为处理设置试验小区,开展田间监测、土壤和植株样品采集及检测,进行试验数据和资料的统计分析。结果表明,5种作物中,甜玉米生物量大、吸氮量大且速率快,阻控硝酸盐向深层土壤淋溶能力强。本试验条件下,甜玉米生物量和吸氮量分别达到92335kg.hm-2和330kg.hm-2;种植甜玉米后,0～120cm土层的硝酸含量减少近140kg.hm-2,均显著大于同等种植条件下的其他4种作物(P<0.05)。就减少土壤硝态氮淋失的效果而言,甜玉米是北方设施菜地夏季填闲作物的较好选择。

测土配方施肥指标体系建立中“3414”试验方案应用探讨--以内蒙古海拉尔地区油菜“3414”试验为例

针对测土配方施肥指标体系建立中遇到的技术问题,以内蒙古自治区海拉尔地区2007~2009三年油菜试验数据为例,对应用＂3414＂试验数据进行土壤养分分级、基于三元二次肥料效应模型建立施肥指标体系进行了研究,并就＂3414＂试验方案实施条件以及不同数学模型在肥料效应函数计算中的应用进行了探讨。提出了海拉尔地区油菜土壤有效磷的分级和施肥指标：当土壤有效磷低于7 mg/kg时,推荐施磷量为120 kg/hm2;当土壤有效磷在7~26 mg/kg时,推荐施磷量为90 kg/hm2;当土壤有效磷在26~50 mg/kg时,推荐施磷量为60 kg/hm2;而当土壤有效磷高于50 mg/kg时,一般不再推荐施用磷肥。该地区多数土壤速效钾含量在150~400 mg/kg范围,土壤速效钾含量已经在常规土壤速效钾分级指标的高限范围,但作为干旱地区风险施肥管理措施,仍然建议施用20~60kg/hm2钾肥。测土配方施肥指标体系建立中,＂3414＂试验方案实施前,应该在首先了解土壤养分限制因素的前提下进行肥料用量试验,而不是简单地一个地区采用一个试验方案。无论是采用哪种数学模型模拟肥料效应函数,都必须清楚肥料效应函数除了符合数学模型要求外,还要求符合肥料报酬递减率等农业化学的基本理论和农业生产实际。

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究 Ⅰ.有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

本研究采用团粒法工艺,利用味精厂制糖形成的糖渣(A)作为有机原料,与尿素复混制成有机无机复混氮肥,运用土柱栽培试验研究等尿素氮投入条件下(设置低、中、高3个施氮水平)不同有机无机比例的有机无机复混氮肥对玉米产量和养分吸收利用的影响。主要结果为,1)低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理平均玉米子粒产量比单施尿素处理的分别提高12.4%、4.8%和5.4%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥比对应的有机物料处理的增产幅度均大于尿素处理比对应的不施氮肥(CK)处理的增产幅度,有机物料与尿素复混,明显提高了尿素的增产效果。2)有机物料与化学氮肥复混具有优化化学肥料养分利用和提高化肥利用率的效果。低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理玉米植株氮素吸收量比尿素处理的分别提高29.0%、21.6%和18.9%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理化肥氮(尿素N)的表观利用率比尿素处理(尿素N)的氮肥表观利用率分别提高了33.5、11.6和13.0个百分点。

覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期光合参数与荧光参数的影响

为探明覆膜对早春东北黑土玉米叶片光合生理特征的影响,在大田条件下,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明:覆膜能够显著增加不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率,而对其他光合参数如细胞间隙CO2浓度和气孔限制值影响不显著。就施肥条件而言,覆膜对N、P处理玉米拔节期叶片光合参数的影响明显强于其他施肥处理。覆膜能够增加施P和PK处理玉米拔节期叶片Fm、Fv/Fm和Fv/Fo值,而显著降低了施NPK处理玉米拔节期叶片相应的荧光参数,覆膜对其他施肥处理玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的影响不显著。

基于常规土壤有效磷(Olsen法)分析的高效测试技术研究

提高常规方法土壤测试的效率是我国测土配方施肥亟待解决的技术问题。通过30个有代表性的土样研究了与现代化测试技术手段相应的土壤有效磷(Olsen-P)的分析过程的改进和提高,结果显示:700 nm波长比色测定土壤有效磷比882 nm波长测定有显著正偏差,土壤有效磷的比色测定应该用882 nm波长以消除土壤可溶有机质影响;改进的钼锑抗显色剂10 min可稳定显色,大大缩短了比色测定需要等待的时间,且测定结果与原有测定过程测定结果一致。同时改进的显色剂稳定时间长,24 h的测定结果和10 min测定结果没有差异。土壤有效磷测定显色过程采用稀释加液器和比色测定中采用泵吸式进样器,可以大大提高土壤测试效率。

玉米根际高效固氮菌Sphingomonas sp. GD542的分离鉴定及接种效果初步研究

固氮微生物菌种选育是固氮微生物肥料生产应用的基础。本研究从玉米根际土壤分离到1株高效固氮菌株GD542,菌体短杆状,0.4μm×1.0～1.5μm,革兰氏阴性;固氮酶活性为5.046nmol(C2H4)·h-1·mg-1(蛋白);利用碳源较广泛,抗逆性较强,既可在4℃低温生长,也可以在37℃下生长,耐盐性高达10%。16SrDNA序列分析结果表明,该菌株与鞘氨醇单孢菌Sphingomonas azotifigens的16SrDNA序列有高达96%的同源性,结合形态特征和生理生化特征等,将其初步鉴定为鞘氨醇单孢菌Sphingomonas sp.。接种小白菜的温室盆栽试验表明,菌株GD542具有很好的固氮效能,与无氮对照相比,接种GD542处理植株干重增加206%,含氮量增加230%,达到统计学显著差异水平,开发应用前景较好。

长期施肥对水稻土和紫色土钾素容量和强度关系的影响

采用钾素容量/强度(Q/I)法研究了长期不同施肥对水稻土和紫色土供钾状况的影响。结果表明:经过长期不同施肥影响,水稻土和紫色土的钾离子平衡活度比(AR0K)大小顺序均表现出:化肥有机肥配施(NPKM)>化肥NPK配施(NPK)>不施肥(CK)>化肥氮单施(N)和化肥氮磷配施(NP);土壤活性钾(KL)、非专性吸附钾(-ΔK0)和专性吸附钾(KX)大小顺序水稻土为NPKM>NPK>CK>N和NP,紫色土为NPKM>NPK和CK>N和NP。长期施肥对水稻土钾位缓冲容量(PBCK)影响不明显,施肥15a后紫色土PBCK大小顺序为:NP>N>CK>NPKM和NPK。水稻土的AR0K、KL和-ΔK0值均大于紫色土,而其PBCK(21.7～29.1)和K+与Ca2++Mg2+交换自由能(-ΔG)值(11.4～13.9kJmol-1)小于紫色土(PBCK值为48.2～125.8,-ΔG值为14.9～19.9kJmol-1)。长期单施N和施NP条件下,土壤AR0K、KL、-ΔK0和KX值降低,而PBCK和-ΔG值升高,土壤(尤其是紫色土)钾素耗竭程度加剧,施NPK和NPKM减缓了土壤钾素的耗竭。长期不同施肥下,紫色土钾素的耗竭程度均高于水稻土,前者年均钾肥或有机肥的施用量不足。

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究 Ⅲ.有机物料与钾肥复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

【目的】将有机物料与化学钾肥按不同比例复混制成有机无机复混钾肥,研究其对优化化肥钾的吸收利用效应和机理,可为复混肥的科学应用提供依据。【方法】以味精厂制糖形成的糖渣作为有机原料,与硫酸钾按照3∶1、1∶1、1∶3(w/w)比例复混,采用团粒法制成含钾量分别为K2O 12.2%、24.7%和37.3%的有机无机复混钾肥。采用土柱栽培方法,设置K2O低(75 kg/hm2)、中(150 kg/hm2)、高(225 kg/hm2)3个施钾水平,每个施钾水平下,采用不同含钾量的有机无机复混钾肥为供试肥料,以硫酸钾为对照,同时设置与钾处理等量的糖渣施用量处理作为对照,以消除有机物料可能带来的影响。以玉米为供试作物,玉米收获后,分别测定叶片、茎鞘、籽粒中的含钾量,并根据生物量计算钾的累积量和化肥钾的利用率。【结果】1)低钾、高钾水平下,复混钾肥比硫酸钾处理分别增产27.75%和10.77%;而中钾水平下,复混钾肥没有表现出明显的增产效果;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥玉米植株籽粒平均产量较硫酸钾增产11.36%。2)低钾、高钾水平下,复混钾肥玉米植株钾素吸收量比硫酸钾处理分别提高31.32%和16.11%;中钾水平下,复混钾肥植株钾素吸收量较硫酸钾处理没有明显增加;有机无机复混钾肥处理在低钾、中钾和高钾水平下的植株平均吸钾量较硫酸钾处理提高11.43%。3)低钾、中钾、高钾水平复混钾肥玉米植株平均吸钾量较等量有机物料处理提高11.92%,而硫酸钾处理较不施钾肥的对照处理(CK)仅提高3.31%,有机物料与钾复混后,显著提高了玉米植株吸钾量。4)低钾、高钾水平下,复混钾肥的平均化肥钾表观利用率比硫酸钾有所提高;中钾投入水平下,复混钾肥处理钾的表观利用率与硫酸钾处理基本相同;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥平均钾素表观利用率比硫酸钾处理提高17.92个百分点。【结论】有机物料与硫酸钾复混,可以优化硫酸钾的肥效和玉米对其中钾的吸收利用。综合考虑玉米产量和钾肥利用率,糖渣与硫酸钾的适宜复混比例可定为1∶3(w/w),其施用量在与本试验类似的土壤条件下应低于硫酸钾的施用量。

长期不同施肥模式对我国玉米产量可持续性的影响

采用产量可持续性指数(SYI)对我国22个长期试验点5种施肥模式下的玉米产量可持续性进行了研究。结果表明:玉米SYI受施肥、经纬度和气象因子的影响,据此将玉米产量稳定性划分为3类,不施肥和单施氮肥(N),玉米产量低,产量持续性差,SYI小于0.45,极显著地受到温度、降雨量等气象因子的影响;氮磷肥(NP)配施玉米产量较高,SYI在0.45～0.55,受气象因子的影响较小;氮磷钾肥配施与氮磷钾和有机肥配施(NPK和NPKM),玉米产量高,持续性好,SYI大于0.55,气象因子对其无显著影响。不施肥、单施N和NP肥的玉米SYI与纬度或气象因素间呈显著相关性,而施用NPK和NPKM的SYI相对稳定。

覆膜对不同施肥条件下玉米苗期生长和光合及生理参数的影响

在田间试验条件下,研究了东北早春低温条件下,覆膜对不同施肥处理下玉米苗期生长、光合及生理参数的影响。结果表明:(1)覆膜对玉米苗期生长的影响与施肥条件有关。不覆膜情况下,除NPK处理能够显著增加玉米地上部干重外,其余施肥处理对苗期玉米地上部干重影响不显著。覆膜处理能够显著增加玉米地上部的干重,增幅为27.8%～126.3%。其中以单施磷肥的处理,覆膜处理对玉米地上部干重的影响较大,增幅为126.3%,施用氮磷钾肥料处理的影响最小,增幅仅为27.8%。(2)覆膜对玉米叶片光合及生理参数的影响同样也受施肥条件的影响。覆膜处理能够明显增加各施肥处理玉米叶片的蒸腾速率,而对气孔限制值没有显著影响;能明显增加CK、N、P处理玉米叶片光合速率、气孔导度,显著提高N、P处理的水分利用率,而对其他施肥处理影响不显著。上述结果表明,在东北地区玉米生产过程中,覆膜栽培应该根据土壤养分情况综合考虑玉米的施肥。

玉米专用型腐殖酸长效尿素肥效研究

为延长普通尿素的肥效期, 在前期关于风化煤腐殖酸脲酶抑制剂研究的基础上, 采用盆栽培养和田间试验, 进行了玉米专用型腐殖酸长效尿素的肥效研究。结果表明：就玉米产量而言, 尿素与腐殖酸（HA4）的比例以32.5∶1~121.7∶1较为适宜；加工而成的腐殖酸长效尿素（UHAⅢ）对玉米不同生育期土壤脲酶活性的抑制作用在苗期最强, 达24.1%, 拔节期后逐渐减弱；UHAⅢ在玉米后期供氮能力明显高于普通尿素, 土壤中碱解氮含量较普通尿素增加31.58%~32.73%；与普通尿素相比, 施用UHAⅢ后玉米籽粒产量增加40%, 产投比增加40%, N利用率提高39.70%, 表明UHAⅢ比普通尿素肥效高, 适于作玉米专用型长效尿素。

施肥方式对不同小麦品种生长和氮肥利用率的影响

采用盆栽试验,研究了不同的氮肥施肥方式对不同小麦品种苗期生物量、氮素吸收、氮肥利用率和土壤氮转化的影响。结果表明,不同小麦品种氮素吸收不同,不施氮时,小麦生物量、植株氮积累量均表现为氮高效品种>氮低效品种。施肥方式影响小麦氮素吸收,对于不同小麦品种,均表现为侧深施较混施有利于氮素向小麦转移,且侧深施肥具有氮肥利用率高、氮素损失少、土壤残留多等特点,不失为小麦的一种良好的施肥方法。

土壤碱溶有机质的测定研究与应用

研究了一种土壤供氮能力快速测定方法-土壤碱溶有机质的测定,以及碱溶有机质与常规土壤有机质的相关性、碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性及其在测土推荐施肥中的初步应用。选择我国有代表性的潮土、黑土、红壤土样各50个,研究土壤碱溶有机质与常规方法-丘林法测定的土壤有机质的相关性,结果显示二者呈极显著相关(p>0.01),相关系数r=0.9345,相关直线回归方程为:土壤有机质(g kg-1)=3.3265μ碱溶有机质(g kg-1)+6.9389。选择代表我国主要土壤类型的28个土样进行盆栽试验,研究土壤供氮能力测定方法与植株氮素吸收的相关性,结果表明,土壤碱溶有机质与不施氮处理植株吸氮量相关性极显著(相关系数为0.628,p>0.01),且其相关系数高于土壤有机质和土壤全氮与植株吸氮量的相关系数。虽然土壤碱溶有机质与植株氮素吸收的相关性低于生物培养方法即好气培养2周后土壤矿质氮(硝态氮+铵态氮)与植株氮素吸收的相关性,但土壤碱溶有机质更适合测土推荐施肥实验室高效快速测定的需要,可见碱溶有机质是可浸提的土壤腐殖质,可用比色法快速测定并能较好估测土壤的供氮能力,值得推荐在测土配方施肥实验室应用。

土壤磷有效性及其与土壤性质关系的研究

选取我国14个不同地点土样,测定理化性质、全磷、速效磷、水溶性磷含量,采用通径分析研究土壤磷有效性与土壤性质的关系。结果表明,土壤磷有效性是各个土壤性质综合作用的结果。土壤CEC、有机碳、粘粒、砂粒、碳酸钙含量对土壤速效磷比例影响显著,土壤CEC、粘粒、砂粒含量对土壤速效磷比例贡献为正值,而土壤有机碳对土壤速效磷比例贡献为负值;土壤pH和CEC含量对土壤水溶性磷含量影响显著,土壤pH对水溶性磷比例贡献为正值,土壤CEC对土壤水溶性磷比例贡献为负值。本文所选土样基本符合土壤磷有效性与土壤性质之间通径分析的结果。

长期施肥对褐潮土氮、有机质动态变化的影响

通过北京昌平"国家褐潮土土壤肥力和肥料效益监测基地"的长期定位试验(1991—2003年),研究了长期施肥条件下对褐潮土氮、有机质动态变化的影响。结果表明:氮磷钾化肥配施有机物料提高耕层土壤全氮的效果最为明显,配施有机肥和秸秆处理分别比不施肥增加21.11%和14.35%,明显高于单一施用化肥。长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮磷钾配合也显著增加了土壤全氮含量,分别比对照增加10.03%,8.32%和8.40%,而磷钾配合降低了土壤全氮含量。土壤碱解氮含量仍然是氮磷钾配施有机肥或秸杆处理优于单施化肥,分别比对照增加34.97%和32.96%,长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮钾配合,或氮磷钾配合,分别比对照增加17.26%,21.55%,23.83%和26.41%。配合施用有机肥处理耕层土壤有机质含量明显高于单施化肥处理;与不施肥比较,NPK+秸秆以及NPK+有机肥处理土壤有机质含量分别增加7.90%和14.56%,氮磷钾配合和氮磷配合分别比对照增加6.51%和5.89%,而单施氮肥仅增加2.56%。可见NPK平衡施用及其配施有机肥对增加土壤有机质含量具有重要作用。

南方典型菜地土壤速效养分时空变异特征研究——以岳阳市君山区广兴洲镇为例

在夏季和冬季运用网格法采取耕层土,测定土壤速效氮、磷、钾含量,并运用经典统计方法及地统计方法进行分析。结果表明:1)不同季节土壤速效氮、磷、钾含量均符合正态分布,并且在不同季节大致保持总量平衡,但8月份变异系数比12月份大。2)在同一季节中,3种速效养分间彼此显著相关,而且氮磷之间的相关性大于氮钾、磷钾之间的相关性。土壤速效氮、磷、钾之间存在比较好的比例关系,在不同季节基本保持稳定,受茬口影响不大;速效养分季节变化量间也存在显著性相关关系,其中速效磷变化量与速效钾变化量间相关关系的决定系数最大。不同季节同种速效养分含量间相关性极显著,但速效氮的相关系数最小,表明速效氮含量随季节产生的趋势性变化不如速效磷、钾明显。3)不同季节不同速效养分均具有明显的空间变异结构。12月份速效氮含量的空间变异函数为球形模型,其他指标为指数模型;8月份速效磷含量空间相关性弱,其他指标空间相关程度中等。速效氮空间相关性不同季节相对稳定,最大相关距稳定在450 m;速效磷和速效钾变异结构参数随着季节变化而变化,半方差的结构系数12月份明显大于8月份,8月份最大相关距分别为497 m和413 m,12月份最大相关距分别为141 m和157 m。

草坪测土推荐施肥技术

阐述了测土推荐施肥技术在草坪科学中的应用,重点在探讨有关土壤测试方法以及草坪土壤测试计划组成,特别是草坪土壤的田间取样和样品的制备、浸提和化学分析、土壤养分状况的评价方法以及测试结果的解释,通过土壤测试技术为草坪合理施肥提供科学依据。

鄱阳湖流域双季稻最佳水肥管理方式研究

以鄱阳湖流域双季稻为研究对象,基于灌溉、施氮量和施肥方式等3因素设置田间试验,从经济和环境效益两方面综合分析,探索最佳水分和施氮管理方式。结果表明,以每季氮肥150 kg/hm2为最佳施氮量,按5:2:3比例分基肥、分蘖肥、孕穗肥3次施用为最佳施氮方式;以分蘖期、拔节期、孕穗期浅灌水,其他时间湿润灌溉为最佳灌溉方式。该水肥管理方式下,双季稻总产量、吸氮量及氮肥利用率分别为12 016 kg/hm2、268 kg/hm2和24.72%,均显著高于其他处理(P<0.05);稻季氮素损失风险最小,仅为213 kg/hm2;获得产量最高,为18 140 kg/hm2。

不同pH条件下添加纳米型蒙脱土和高岭土对溶液中铜的去除效果研究

通过有机插层法对蒙脱土、高岭土进行改性,制备成纳米型蒙脱土、高岭土,并利用制备的纳米型高岭土、蒙脱土对溶液中铜的吸附效果及吸附机理进行了研究。结果表明,纳米型蒙脱土和高岭土对溶液中的铜具有很好的去除效果,其吸附等温线可以用Langmuir和Freundlich方程进行拟合。相比而言,蒙脱土比高岭土具有较高的吸附量和吸附亲和力参数。在溶液中铜离子浓度低于120 mg/L时,纳米型蒙脱土、高岭土对铜的最大去除率分别达到99.5%和94.3%,对溶液中铜的去除率随铜离子浓度增加和溶液的pH降低而降低。