减氮、加菌、改善土壤物理性状提高大豆固氮能力

氮是大豆生长必须的营养元素之一.大豆是豆科作物,具有共生固氮能力,据估算东北黑土区大豆共生固氮潜力在150～200 kg/hm2之间,同时大豆的共生固氮能力受多种因素的影响.土壤中的根瘤菌对氮的响应表现为使用过多的氮肥会抑制根瘤菌的繁殖生长,但少量地使用化肥有利于提高大豆的共生固氮能力.改善土壤物理性状能够增加土壤中的根瘤数量,进而提高大豆的共生固氮能力.基于上述事实我们提出了"减氮、加菌、改善土壤物理性状"的模式,该模式将大豆产量提高了15.3%,氮肥节约了33.3%.     

水钾耦合对大豆产量及品质的影响

采用盆栽试验,研究了不同供钾水平下不同生育时期水分状况对大豆产量及品质的影响。结果表明：除营养生长期涝害能一定程度上增加蛋白质含量外,开花期和结荚期土壤干旱或涝害胁迫均降低了蛋白质及脂肪的含量;钾肥有提高大豆脂肪、降低蛋白质含量的趋势,但只有在水分供应适宜时,钾肥效果才显著。各生育时期土壤干旱或涝害胁迫均影响大豆产量的形成,但干旱引起的减产程度要大于涝害。干旱胁迫对各生育时期引起的减产程度表现为：结荚期〉开花期〉营养生长期;而涝害胁迫对各生育时期所引起的减产程度则是相近的。无论何生育时期控水,本试验中产量最优的处理是W2K3（适宜水分＋0．136gK2O／kg土）,而经济系数最优的处理是CK（适宜水分＋0．068gK2O／kg土）。钾肥能促进大豆子粒产量的形成,但只有在营养生长期控水条件下,钾肥才显著地影响大豆产量的形成,而开花期、结荚期控水,钾肥的产量效应并不显著;开花期、结荚期控水条件下,水钾互作都显著地影响大豆子粒产量的形成,但营养生长期控水条件下水钾互作对大豆产量的影响未达到显著差异。     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响净光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：充足W4〉适宜W3、特涝W5〉略旱W2〉特旱W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p〈0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎〉叶〉根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p〈0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p〈0.05）。     

长期施肥条件下土壤碳氮循环过程研究进展

土壤是主要的陆地生态系统碳库,碳、氮通过大气-作物-土壤界面进行周转和协同转化。长期施肥通过改变土壤物理、化学和生物学性质,进而影响土壤有机碳、氮储量的稳定性。土壤有机质是评价土壤质量的重要指标,具有农艺和环境双重功能。有机-无机肥配施不仅可显著提高土壤肥力,并且可减少农田土壤温室气体排放,保持农田土地的可持续利用。本文就土壤碳、氮消长动态研究以及有机质周转的同位素示踪测试技术等作一简要综述。     

根系分泌物的化感作用及其对土壤微生物的影响

总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统是收集根分泌化感物质的常用而可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还列举了一些作物根分泌的化感物质对根际微生物产生的影响,阐明了根分泌的化感物质所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

不同施肥／土地利用方式对黑土细菌多样性的影响

微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标。为探讨黑土生态系统转变过程中土壤微生物多样性变化,应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）方法对黑土区3种生态系统和豆田3种施肥制度下土壤细菌多样性进行了初步研究。结果表明：土壤细菌多样性以草地（GE）最高,其细菌丰富度（S）和Shannon多样性指数均高于农田（CK）和裸地（BE）;在豆田土壤中,长期不施肥（CK）的土壤细菌丰富度和Shannon多样性指数最高,其次为长期化肥配施有机肥（NPM）,长期单施化肥（NP）最低。UPGMA聚类分析表明,NP与CK处理细菌的群落结构相似,相似性系数达到65．5％,NPM与GE和BE处理细菌的群落结构相似,相似性系数分别为52．5％和57．3％。     

植物根系分泌物研究进展

根系分泌物是近几年研究热点，笔者对根系分泌物对根际营养及其收集和检测技术等方面的现状进行了简述。着重介绍了根系分泌物与根际营养及根系分泌的有机酸与H 的关系，根系分泌物室内模拟培育方法，根系分泌物营养检测常用方法。提出了植物根系分泌物研究今后应加强的领域和方向。     

不同土地利用下黑土磷素肥力特征的研究

通过对海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内3种土地利用下共5个处理(裸地、草地、无肥耕地、施化肥耕地、施化肥和有机肥耕地)的典型黑土中的磷素进行了测定,结果表明经过20年长期定位试验后,3种土地利用方式下的土壤中草地全磷含量比裸地高17.5%,速效磷含量比裸地高22.9%;无肥耕地土壤全磷含量比裸地高7.9%,速效磷含量比裸地高80.1%。施化肥耕地全磷含量比无肥耕地高17.1%,速效磷含量是无肥耕地的3.3倍;施化肥和有机肥耕地全磷含量比施化肥耕地高46.3%,速效磷含量是施化肥耕地的3.3倍。土壤无机磷分级结果表明,不同土地利用下土壤中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P含量差异显著,而O-P、Ca10-P含量无明显变化,其中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的含量,草地与裸地相比分别提高了30%、38%、17%、6.2%;无肥耕地与裸地相比提高了110%、75%、7.7%、-25%,与草地相比提高了62%、27%、-7.8%、-29%。施化肥耕地与无肥耕地相比,土壤中Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P的含量分别提高了13%、153%、124%、92%;施化肥和有机肥耕地与施化肥耕地相比分别提高了341%、357%、136%、69%。对土壤磷的吸附性能测定结果表明,3种土地利用下土壤对磷的吸附能力为:无肥耕地>草地>裸地;耕地的3个处理中施化肥和有机肥可明显提高土壤对磷的吸附能力。     

大豆-玉米轮作区适宜NPK用量试验研究

通过连续多年的小区定位试验,采用NPK三因素多水平的不完全设计,在12个不同NPK用量的配方中筛选出适合本地区大豆-玉米轮作条件下的适宜肥料用量。由于每小区包含有连续多年的肥料效应,理论上可提供更多的养分信息,生产实践上更为实用。初步研究结果表明:大豆施氮不同用量之间,增产效果有明显的不同,大豆对氮的需求量增高,目前黑土区大豆生产需要有更多的氮素供应。大豆适宜施氮量为45 kg hm-2~60 kg hm-2;玉米适宜施氮量为166 kghm-2。施磷不同用量之间,增产效果无明显差别。由于磷素的土壤积累,磷肥增产作用已经明显低于上世纪80年代,大豆、玉米对施磷的需求量降低,但氮素对磷素有显著的协助作用,施氮能显著促进作物对磷的吸收。