华中农业大学校园被子植物叶片离子组学研究

为明确被子植物的离子组及其与植物种类的关系,以及不同科被子植物叶片离子组组成的差异与联系,本研究对《狮山兰芷》中收录的华中农业大学校园种植的被子植物进行系统分类,从中筛选出102种被子植物,测定叶片中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、硼(B)、钼(Mo)和镍(Ni)等13种矿质元素的浓度,建立这些植物离子组指纹图谱并分析这些植物的离子组成分及其与植物种类的关系。结果显示,叶片中N、K和Ca 3种元素含量最高,P、Mg和S其次,微量元素含量最低。其中,豆目植物叶片N含量较高,石竹目植物叶片中P和K含量较高,7种微量元素含量在这102种被子植物叶片中也表现出较显著的差异。相关性分析显示,每种元素都至少与其他4种矿质营养元素存在显著相关性,其中Ca分别与Mg和B,N、P和K三者之间都存在极显著的正相关,Zn与Ca、Mg,P和Mn之间存在极显著的负相关。主成分分析显示,同一科植物的叶片离子组相似,不同科植物叶片离子组不同。聚类分析结果显示,Ca、N、K、S、Mg、P这6种矿质元素在不同科植物离子组的变异中具有较大的贡献率。以上结果表明,被子植物的系统发育与叶片离子组相互关联,同一科的植物叶片离子组表现出高度的相似性,我们或许能通过植物叶片离子组对植物进行种类鉴定。

中微量元素肥对雪茄烟叶的影响研究

以雪茄品种楚雪26为试验对象,采用田间试验的方法,研究了不同中微量元素肥料对雪茄烟叶产量、产值、等级结构及表观品质的影响。结果表明:施用中微量元素肥可以提高烟叶总产量,其中以施用Zn肥的产量最高,达到1 716.40 kg/hm^(2);施用中微量元素肥通过提高中上部烟叶茄衣、茄套产量,改善烟叶等级结构,从而提高产值,以施用B肥的处理茄衣比例及产值最高,分别达到21.36%和16.71万元/hm^(2);施用中微量元素肥可调节烟叶表观质量及烟叶化学协调性,但并无显著性提升。因此,在丹江口烟区增施中微量元素肥有利于雪茄烟生长,其中以B肥效果最好。

不同品类中微量元素肥料对纽荷尔脐橙增产提质效应的研究

为探究中微量元素对赣南脐橙产量及品质的影响,优化脐橙中微量元素肥料施用方案,开展了纽荷尔脐橙追施4种不同中微量元素肥料的田间试验。结果表明:追施中微量元素肥料可提高脐橙的挂果数、单果质量、果实横径,其中习惯追肥+追施中微量元素肥料(T2)处理的挂果数比习惯追肥(CK)处理的提高8.1%~22.9%;追施中微量元素肥料可改善果实品质,其中T2处理的脐橙可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量比CK处理的分别提高4.4%~9.0%、0.8%~10.2%、3.3%~8.1%,总酸含量降低2.6%~15.2%,糖酸比、固酸比、可食率分别提高5.7%~25.6%、9.0%~24.3%、1.7%~11.3%。追施中微量元素肥料可提高纽荷尔脐橙产量及品质,以习惯追肥基础上追施中微量元素肥料的效果最优。

小麦钼营养研究进展

钼是小麦生长所必需的一种微量元素,对小麦的生长发育有重要作用,影响小麦的生理代谢、产量和品质等。本文综述了目前我国土壤中钼含量及其有效性,施钼对小麦生理代谢、钼的吸收分配、吸收效率及其基因表达的影响,以及施钼对小麦生长发育、籽粒产量和品质及其抗逆性影响等的研究现状,并对今后开展小麦钼营养研究的重点方向进行了展望。

前沿技术带动中微量元素水溶肥创新升级

目前,中微量元素的缺乏已成为提高农产品品质和产量的主要阻碍因子。而中微量元素水溶肥的出现无疑成为水溶肥行业中的一匹黑马。中微量水溶肥新时代到来当前,过量施肥、盲目施肥不仅增加农业生产成本、浪费资源,也造成耕地板结、土壤酸化。

微量元素锌与植物营养和人体健康

锌是植物必需的微量营养元素之一,也是人体健康所必需的一种营养元素。缺锌会影响植物的生长与发育,造成植物减产、品质下降,进而导致人体营养失衡,影响人体健康。概述了锌、植物营养、人体健康之间的关系,从人体健康的角度,提出合理施用锌肥、优化植物锌营养,进而缓解人体锌饥饿的思路。

中微量元素钙、镁、硼、锌、铁对脐橙品质的影响及推荐用量

钙、镁、硼、锌、铁是脐橙必需的中微量元素,施用量不足或过量,均会影响脐橙的生长发育、产量及品质。综述了施用钙、镁、硼、锌、铁等5种中微量元素与脐橙品质之间的关系。考虑脐橙园土壤中微量元素的基础含量及果树树龄,推荐施用与氮、钾等量的氧化钙及与磷等量的氧化镁;推荐基施硫酸锌约40 g/株,喷施锌肥质量分数控制在0.2%~0.3%;硼砂以15 g/株为宜,喷施硼肥质量分数控制在0.3%左右;基施螯合铁铁肥约60 g/株,或以树干输液的方式每株施用质量分数约0.36%的乙二胺四乙酸(EDTA)螯合铁铁肥500 mL。

酸化土壤改良与固碳研究进展

土壤酸化已成为全球农业系统中最严重的土地退化问题之一。综述了土壤酸化的自然和人为驱动因素及过程,土壤酸化对土壤无机碳和有机碳的影响;比较了有机、无机、生物和复合改良剂改良土壤酸性、培育基础肥力和增加有机碳库的优缺点。基于此,为推进土壤酸性改良、基础肥力培育与有机碳库协同提升,经过总结分析提出:(1)建立土壤酸性与碱酸离子组成关系的量化模型,构建土壤酸性-基础肥力-有机碳库相互作用机制模型,形成以“离子平衡”和“多功能协同”改良酸性土壤的理论框架;(2)基于酸碱离子平衡的土壤酸性分级指标、土壤-作物系统酸碱离子平衡计量方法,明确土壤酸碱离子平衡、养分离子活化、含碳组分稳固的协同路径和降酸、培肥、固碳、减污协同提升的土壤功能技术,构建化肥配施无机改良剂的离子平衡精准改良土壤酸性技术体系和有机-无机-生物联合的多功能协同提升绿色改良酸性土壤技术体系。研究旨在为我国农业的绿色可持续发展提供借鉴。

雪茄烟楚雪10号施肥效果及推荐施肥量研究

为探究雪茄烟楚雪10号品种的适宜氮、磷、钾肥用量,采用田间“3414”试验,研究不同氮、磷、钾肥料处理对雪茄烟楚雪10号农艺性状及产量的影响。结果表明:施肥可不同程度提高雪茄烟株高、茎粗、叶长、叶宽、有效叶片数等农艺性状,且雪茄烟对氮的依赖性最强,施氮能显著提高雪茄烟单位面积产量,而磷、钾对雪茄烟产量影响不明显;氮、磷、钾对雪茄烟产量的影响有互作效应,低磷、中钾水平利于氮肥效果的发挥,中氮、低钾水平利于磷肥效果的发挥,中磷、低氮水平利于钾肥效果的发挥;根据产量和农艺性状等得出最大产量下的施肥量为纯N 180 kg/hm^(2)、P2O560 kg/hm^(2)、K2O 360 kg/hm^(2)。说明适当控制氮肥和钾肥施用量,增加磷肥施用量,同时将三者进行合理配比,对提高雪茄烟产量有重要意义。

螯合态中微量元素肥料现状分析及前景展望

中微量元素是植物生长发育所必需的元素,以无机盐形式直接施入土壤中易被固定,难以被作物吸收利用,而中微量元素螯合肥具有不易被土壤固定、易溶于水、利于作物吸收等诸多优点。概述了生产以化学合成类、有机酸类、动植物提取类、天然小分子类等为螯合剂的中微量元素螯合肥的现状,指出了中微量元素螯合肥在实际应用中存在的问题,并给出了相关的建议。

华中地区两种典型菜地土壤中氮素的矿化特征研究

以华中地区两种典型的菜地土壤——黄棕壤和潮土为研究对象,利用室内连续培养试验研究了菜地土壤氮素的矿化规律和矿化特征。结果表明,黄棕壤和潮土氮素的矿化以硝态氮量较多,铵态氮较少。两种土壤的矿化速率随培养时间的延长而降低,培养13周以后黄棕壤的矿化速率为N 0.13 mg/(kg.d),潮土为N 0.32 mg/(kg.d)。随着培养时间的延长,黄棕壤和潮土的累计氮矿化量缓慢增长。培养结束时黄棕壤矿化量为N 68.65 mg/kg,潮土矿化量为N 109.37 mg/kg,分别占土壤全氮量的24.52%和21.45%。黄棕壤和潮土氮素的矿化势分别为N 74.63 mg/kg和123.45 mg/kg,分别占土壤全氮量的26.65%和24.21%。

水稻砷吸收的分子机制与矿质元素调控研究

结合稻田砷污染现状和已发现水稻砷吸收的分子机制,本文阐述了不同矿质元素对水稻砷吸收的影响及其调控机制的研究进展,为水稻砷的污染防控以及降低稻米中砷积累提供参考依据。

雪茄茄衣CX-26品种干物质积累和氮磷钾养分吸收规律研究

采用田间试验研究雪茄茄衣CX-26品种不同生育时期干物质积累和氮(N)、磷(P)、钾(K)养分吸收,运用Logistic模型分析烟株干物质积累和N、P、K养分吸收特征,以期为雪茄茄衣的科学施肥提供理论依据。结果表明,烟株干物质积累量在整个生育期表现为“S”形曲线增长。移栽后45~60 d是雪茄烟株地上部干物质快速积累时期,期间最大积累速率可达177.90 kg/(hm^(2)·d),积累量占收获期干物质积累总量的57.78%。茎秆、叶片的干物质积累量随生育期的延伸持续增加,快速增长时期在移栽后40~65 d,期间叶片是干物质的分配中心。养分吸收结果显示,N、P、K养分积累在整个生育期均呈现“慢-快-慢”的增长趋势;N、P、K养分的快速积累时期分别是在移栽后43~55、43~57、42~56 d,最大积累速率分别可达4.96、0.37、6.44 kg/(hm^(2)·d);随着生育期的进行,N、P、K养分在叶片中的分配比例呈现“下降-上升-下降”的趋势,而茎秆与之相反;其中,叶片是N、P、K养分分配中心,收获时叶片中N、P、K养分积累量占烟株地上部总积累量的比例分别为73.08%、62.84%、65.38%。生产100 kg雪茄茄衣CX-26品种的烟叶需要N 3.35 kg、P_(2)O_(5)0.66 kg、K_(2)O 5.80 kg,N、P_(2)O_(5)和K_(2)O吸收比例为1∶0.2∶1.7。

雪茄烟叶施肥技术研究进展

合理施肥可以显著提高雪茄烟叶产量,改善烟叶品质,是雪茄烟叶发展的重要举措。从肥料种类、施肥用量、施肥效果等方面综述了雪茄烟叶的施肥技术研究进展,分析了生产中施肥存在的问题,并对雪茄烟叶施肥技术进行了展望。

不同浓度砷胁迫下6个水稻品种的苗期耐性与砷累积特性差异研究

我国农田土壤砷(As)污染问题日益突出,水稻因其特殊的栽培模式,其植株内As含量是其他谷物作物的10倍。为筛选并评价耐As性较高的水稻品种,本研究以粤禾丝苗、美香占2号2个常规籼稻品种、五优308和广8优金占2个杂交籼稻品种以及日本晴、武运粳7号2个常规粳稻品种为试验材料,采用水培试验进行了0、40、80、120μmol/L 4个浓度的As胁迫处理,比较了不同水稻品种对As的耐受性和累积性。结果显示,粤禾丝苗和美香占2号株高和生物量、武运粳7号根部生物量在40μmol/L As胁迫下受到促进,但随着As胁迫浓度的进一步升高,生长逐渐受到抑制,而其他水稻品种在As胁迫下株高和生物量均受到抑制。在As胁迫下,美香占2号根长没有显著变化,其他5个品种的根长生长均受到抑制,但不同品种对As胁迫浓度的敏感性存在差异。美香占2号在40、80μmol/L As胁迫下的耐As性指数分别为0.80和0.83,属强耐As型;粤禾丝苗在40μmol/L As胁迫下的耐As性指数为0.74,属较强耐As型;其他品种耐As性指数均相对较小。不同浓度As处理下,不同水稻品种根部和地上部As含量存在差异,根部As含量远高于地上部。粤禾丝苗、美香占2号、广8优金占、日本晴和武运粳7号这5个品种的As转运系数随As胁迫浓度的增加呈先降低后升高趋势,在As胁迫浓度为80μmol/L时最小;五优308的As转运系数则随As胁迫浓度的增加呈下降趋势;与其他5个水稻品种相比,武运粳7号的As转运系数在所有As胁迫浓度下均为最大。综合上述结果表明,不同浓度As胁迫下6个水稻品种的生长呈“低促高抑”和抑制两种现象;常规籼稻品种的耐As性强于常规粳稻品种和杂交籼稻品种,以美香占2号耐As性最强;不同水稻品种在不同浓度As胁迫下As累积特性存在差异,其中武运粳7号对As的累积和运输能力最强。

含钙镁硅硝基复合肥对纽荷尔脐橙增产提质效应的研究

为了探究含钙镁硅硝基复合肥对赣南脐橙产量及品质的影响,以纽荷尔脐橙为对象,开展了田间小区试验。试验共设3个处理,分别为不施肥(T1)、习惯施肥(T2)和施用含钙镁硅硝基复合肥(T3)。结果表明:T3处理可提高脐橙的挂果数、单果质量及果实横径,其中T3处理的挂果数比T2处理的显著提高15.62%,果实横径属于优质果范畴;T3处理还可改善果实品质,其中可溶性固形物含量比T2处理的显著提高15.50%,维生素C含量显著提高15.90%,可滴定酸含量显著降低39.09%,糖酸比、固酸比和可食率都有一定程度的提升。相较于习惯施肥,施用含钙镁硅硝基复合肥能提高脐橙的产量和品质。

专用肥用量对油菜籽产量及品质的影响

肥料是保障农作物生长的重要物质基础,油菜专用配方肥施用作为油菜轻简化种植的关键技术在生产中广泛应用,明确兼顾丰产和优质双重目标的油菜专用配方肥适宜用量将为油菜绿色高质生产提供关键技术支撑。通过2020-2021年在湖北省江陵县、沙洋县及洪湖市等3个地点的田间试验,设置了0、450、600、750和900 kg/hm^(2)5个肥料用量,研究不同专用配方肥用量对油菜产量、产量构成因子、养分含量及品质的影响。施用专用配方肥可显著提高单株角果数、每角粒数及千粒重,进而提升油菜籽产量。与不施肥处理相比,专用配方肥施用量为900kg/hm^(2)时,单株角果数、每角粒数及千粒重平均值分别增加277.4%、17.9%和9.2%,油菜籽增产率达300%。油菜专用配方肥的施用显著影响了油菜籽油分及蛋白质含量,与不施肥处理相比,油菜籽蛋白质含量在专用配方肥用量为900 kg/hm^(2)时最高,增长率为16.0%~34.6%,而含油量最低,相较于不施肥降低了4.4%~11.6%。相关性分析表明,增施专用肥显著增加了油菜籽产量、含水率、蛋白质、芥酸及脂肪酸组成,减少了油菜籽硫甙含量。兼顾产量、油菜籽品质和饲用等方面,专用肥用量控制在750~900 kg/hm^(2)时,能够在获得较高的菜籽产量及蛋白质产量的同时,菜籽中硫甙、芥酸及饱和脂肪酸的生成增幅较小并提高了产油量。要在油菜增产的基础上继续追求品质提升,可结合不同地力条件,适量增加中微量元素,以进一步提高油菜籽含油率和改善脂肪酸的组成,实现产量与品质的协同。

氮肥用量对玉米-油菜和水稻-油菜轮作模式下油菜产量及氮素吸收利用的影响

旱-旱和水-旱轮作是我国长江流域冬油菜的典型种植模式,氮养分缺乏是油菜产量主要限制因子。利用2016—2023年在湖北省武汉市布置的裂区同田对比定位试验,探究氮肥用量对不同轮作模式下油菜产量和氮素吸收利用的影响差异,为科学施氮提供依据。试验设计的主处理为旱地油菜(玉米-油菜)和水田油菜(水稻-油菜)2种轮作模式,副处理为4个氮肥用量(0 kg N hm^(-2)、75 kg N hm^(-2)、150 kg N hm^(-2)、225 kg N hm^(-2)),分析了油菜产量、产量构成因子和氮素积累量等相关指标。7年试验结果表明,旱地和水田油菜的产量和氮素吸收在不同氮肥投入下的响应存在差异。当不施氮或低施氮(75 kg N hm^(-2))时,水田油菜产量显著高于旱地油菜,分别高出53.9%和20.8%,地上部氮素积累量分别高出57.8%和18.3%;当施氮量为150 kg N hm^(-2)时,2种轮作无显著差异;在高施氮(225 kg N hm^(-2))时,旱地油菜产量和氮素积累量较水田分别增加11.2%和16.0%。旱地油菜的氮肥农学利用效率、贡献率和表观利用率较水田油菜分别平均增加16.5%、20.5%和22.0%,氮肥对旱地油菜的增产潜力更大,但水田油菜季土壤基础氮素供应量较旱地高61.5%,对氮肥的依赖性更小。综上,增加氮肥用量显著提高了油菜产量和氮素积累,水田油菜在低氮投入下表现出较高的稳产性,而旱地油菜在较高氮投入下丰产潜力更高。因此,在实际生产中应根据不同轮作模式调整油菜施氮量,旱地油菜可以适当增加氮肥用量以获得高产,水田油菜要充分利用土壤供氮能力适当控制氮肥用量,以达到油菜高产高效生产和氮肥高效利用的目的。

不同钾素供应和光强对油菜叶片光合能力的影响

为明确钾素供应和光强对油菜叶片生长和光合特性的影响,本研究采用钾素供应和光强两因素的试验设计,其中钾素供应设计3个水平,分别为严重缺钾(0.03 mmol·L^(-1)KCl)、轻度缺钾(0.09 mmol·L^(-1)KCl)和充足钾供应(2.00 mmol·L^(-1)KCl),光强设置2个水平,分别为低光强(LL,~200μmol·m^(-2)·s^(-1))和高光强(HL,~400μmol·m^(-2)·s^(-1)),在水培条件下研究了不同钾素供应和光强处理油菜叶片的生长、气体交换参数、叶绿素荧光特征以及叶肉细胞超微结构特征,以期为多变环境条件下钾肥的合理施用提供理论依据。结果表明,钾素供应和光强显著影响油菜叶片的生长。相同的钾素供应下,高光强处理油菜叶片厚度和比叶重较低光强分别增加了19.6%~24.3%和57.1%~73.6%,而在严重缺钾胁迫时,净光合速率较低光强条件降低了63.8%。严重缺钾胁迫叶片在高光强条件下受到光抑制,实际光化学效率、最大羧化速率和最大电子传递速率等光合关键参数明显降低,叶绿体发育不良,同时缺钾导致叶肉细胞间空隙比例减小,叶肉导度降低,进而使得叶片光合能力显著下降。综上所述,钾素供应和光强共同调节叶片形态结构,影响光合能力,高光强下钾素供应不足会严重影响油菜的生长,合理施用钾肥有利于提高油菜对光强变化的适应性,保持光合能力的稳定。

不同水稻品种和施锌方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响

【目的】明确不同水稻品种对锌肥的响应效果以及锌肥不同施用方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响差异。【方法】分别于2019和2020年进行田间试验。具体如下:2019年开展第1个田间试验,旨在探究不同水稻品种对施用锌肥的响应效果。选取了虾稻一号、虾稻二号、润香玉和隆两优3463等4个水稻品种,设置不施锌(CK)和施锌(+Zn)两个处理,以探究不同水稻品种对施用锌肥响应效果的差异。2020年开展第2个田间试验,旨在探究锌肥不同施用方式对水稻产量及籽粒锌有效性的影响。在2019年试验基础上,选择虾稻一号和隆两优3463两个产量较高的水稻品种继续开展后续研究,设置不施锌(S0F0)、土壤施锌15 kg·hm^(-2)(S1F0)、土壤施锌30 kg·hm^(-2)(S2F0)、开花期叶面喷施0.5%ZnSO_(4)(S0F1)、土壤施锌15 kg·hm^(-2)+开花期喷施0.5%ZnSO_(4)(S1F1)、土壤施锌30 kg·hm^(-2)+开花期喷施0.5%ZnSO_(4)(S2F1)6个处理,以探究不同施锌方式对两种水稻产量及籽粒锌有效性的影响差异。【结果】试验1中,不同品种水稻对施用锌肥的响应程度存在显著差异。施锌后,虾稻一号、虾稻二号、润香玉和隆两优3463等4个水稻品种的产量分别增加4.4%、11.6%、7.9%和4.8%,其增产效果主要表现为有效穗数和结实率的提高。与CK相比,4个水稻品种施锌处理的有效穗数分别平均增加了19.8%、3.9%、9.9%和24.0%,结实率分别平均增加了5.4%、9.7%、6.7%和4.0%。此外,4个水稻品种施锌处理的糙米植酸与锌摩尔比分别平均降低了24.3%、30.9%、21.3%和37.2%,精米植酸与锌摩尔比分别平均降低了29.5%、32.4%、33.9%和35.3%。试验2中,不同施锌方式对虾稻一号和隆两优3463产量和籽粒锌有效性的影响效果存在显著差异。土壤施锌的增产效果显著优于叶面喷锌,且在土壤施锌的基础上配合叶面喷锌可进一步提高水稻产量。与S0F0相比,S0F1、S1F0、S1F1、S2F0和S2F1处理的虾稻一号产量分别提高了12.1%、14.1%、17.2%、22.2%和29.3%,隆两优3463的产量分别提高了2.0%、10.1%、15.2%、28.3%和31.3%。不同施锌方式对籽粒锌有效性的影响效果有所不同,且两个水稻品种的籽粒锌有效性存在显著差异。叶面喷施对籽粒的锌强化效果明显优于土壤施用,隆两优3463籽粒锌的生物有效性高于虾稻一号。【结论】筛选高产富锌的水稻品种(隆两优3463),并采用合理的锌肥施用方式(土施30 kg·hm^(-2)+开花期叶面喷施0.5%ZnSO_(4)),可实现水稻增产和稻米锌营养强化的目的,助力水稻增收提质。