小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对根际土壤细菌群落多样性及植株氮素吸收的影响

为探讨小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作体系中根际细菌群落多样性与作物氮素高效吸收的差异特性及二者间的关系,应用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了小麦–大豆(A1)、小麦–甘薯(A2)、玉米(A3)、小麦/玉米/大豆(A4)和小麦/玉米/甘薯(A5)5种种植模式的根际细菌群落多样性。结果表明,与A1、A2、A3及A5相比,A4套作提高了各作物在开花期(或吐丝期)与成熟期的籽粒吸氮量、地上部总吸氮量和Shannon-Weiner index多样性指数(H′)。处理间的吸氮量与H′的变化规律为套作>单作、大豆茬口>甘薯茬口,以A4处理最高。不同种植模式下DGGE图谱条带的数量及亮度有较大区别,且有几条特征性条带发生了明显变化。不同种植模式间的细菌群落结构相似性较低,群落相似度系数(Cs)表现为套作与套作间>套作与单作间;A4与A5间的Cs相对较小,二者间的细菌群落结构差异较大。A4模式有利于提高根际细菌群落多样性,增强植株对氮素的吸收能力。     

小麦/玉米/大豆和小麦/玉米/甘薯套作对土壤氮素含量及氮素转移的影响

为探讨小麦/玉米/大豆套作对氮素营养的种间促进机制, 采用叶片¹⁵N富积标记法研究了小麦/玉米/大豆(A1)和小麦/玉米/甘薯(A2) 2种套作系统中不同施氮水平下的土壤培肥效果和氮素转移规律。结果表明,施氮可以提高小麦、玉米的土壤总氮含量,以施纯氮150~300 kg hm^-2处理最高;大豆较甘薯更有利于保持土壤肥力,施氮0、150、300和450 kg hm^-2水平下种植大豆后的土壤总氮含量比种植大豆前(小麦收获后)高38.6%、20.2%、9.4%和16.7%,而种植甘薯则降低总氮含量3.1%、1.8%、14.0%和3.8%。A1系统中小麦和玉米季土壤中NO₃-N含量低于A2系统,且随施氮量的增加而增加;大豆季土壤中NO₃-N含量高于甘薯季。A1和A2系统均存在¹⁵N的双向转移,¹⁵N转移量随施氮量的增加而降低,且A1的¹⁵N净转移量和转移强度高于A2;A1系统中小麦、玉米和大豆的¹⁵N净转移量比A2系统的¹⁵N净转移量分别高3.3%~12.1%、27.0%~166.2%和26.2%~78.7%。玉米与小麦之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向小麦,玉米与大豆之间的¹⁵N净转移方向为从大豆向玉米,玉米与甘薯之间的¹⁵N净转移方向为从玉米向甘薯。     

温凉区小麦套作玉米最佳模式的研究

本试验采用Ｌ１６（４＾５）正交设计,对贵州西部温凉地区分带轮作中影响小麦套作玉米复合产量（值）的主要因子带宽,小麦,玉米及其窝距进行了研究。结果：（１）表现最佳的模式有二个,一是１．５０ｍ带宽＋毕麦１０号＋贵毕３０３＋玉米窝距２０．０ｃｍ,二是１．５０ｍ带宽＋贵丰１号＋贵毕３０１＋窝距２３．３ｃｍ（２）试验最佳模式复合产量达５８８．５４ｋｇ／６６７ｍ＾２,复合产值达７３９。０８元／６６７ｍ＾２,比     

小麦氮素吸收利用的基因型差异研究

采用裂区试验设计,施氮和不施氮(对照)处理下,对16个不同基因型小麦拔节期和收获期氮素吸收利用差异进行研究。结果表明,不同基因型小麦的氮素吸收、利用特性存在很大差异,相关分析表明,氮素胁迫条件下,氮素吸收过程是全生育期的限制因素。依据收获期小麦相对吸氮总量和相对利用效率(对照处理与施氮处理的比值),将16个基因型分为5种类型:双高型、氮吸收高效型、氮利用高效型、双低型和中间型,为小麦氮高效育种提供理论依据。     

温和区小麦套作玉米最佳模式的研究

本试验对分带轮作中影响小麦套作玉米复合产量的带宽、小麦、玉米及窝距４个因子进行了研究。结果表明：（１）粮食型的典型模式为１．５０ｍ分带＋小麦兴竹－号＋玉米黔西４号＋玉米窝距２０．０ｃｍ；（２）粮豆型的典型模式为１．８３ｍ分带＋毕麦１０号＋３行黄豆＋黔西４号＋窝距３０．０ｃｍ；（３）兼用型为１．６７ｍ分带＋毕麦１０号＋２行黄豆（或不种）＋黔西４号＋窝距２３．３ｃｍ；（４）试验的最佳模式比其它模式平均每６６７ｍ２增收粮食８７．２８ｋｇ，变幅为１４．３１～１７０．８５ｋｇ；比其它模式平均增值１１３．４６元／６６７ｍ２，变幅为７．４５～１９８．２５元／６６７ｍ２，选择最佳模式具有较大的经济、社会和生态效益；（５）决定复合产量的关键因子是玉米产量，合理密植是玉米增产的重要途径。     

大豆对氮素吸收规律的研究

以北丰-14为供试品种,采用五因素三水平实施方案,系统研究了大豆在不同密度、施肥量处理下,对氮素吸收的规律。结果表明：随着大豆生长发育进程的推进,大豆各器官N素浓度的变化,除籽粒呈上升趋势外,其它各器官均呈下降趋势,且叶片的氮素含量始终高于茎杆和叶柄;最高吸收速率出现在结荚至鼓粒期,其数值为15.17mg/株·d。     

玉米/马铃薯套作模式研究初报

通过马铃薯、玉米单作、单套单、双套双、单套双、双套单等种植模式研究,结果表明:单作玉米比单作马铃薯经济效益高;马铃薯与玉米套作均比单作玉米或单作马铃薯经济效益高;在套作模式中,以单套单或双套双效益最为显著。     

不同小麦品种对氮素吸收利用差异及其分类研究

采用山东省不同时期的30个主推小麦品种为材料,在高、低2种肥力条件下,研究了不同品种间氮素吸收和分配利用效率的差异,并对氮高效型品种进行了筛选。结果表明,不同品种间整株和茎叶、颖壳、籽粒中氮含量存在极显著差异;高、低2种肥力下的最高值比最低值分别提高22.62%和42.58%,58.18%和78.67%,70.15%和59.92%,24.26%和42.64%;而且各器官的氮含量随着土壤肥力的提高而提高,各品种在高肥土壤中种植的平均氮含量分别比低肥提高12.47%,30.16%,9.83%,5.47%。各品种在2种地力下的平均氮素分配比例:籽粒为72.13%和74.14%,茎叶为21.61%和18.70%,颖壳为6.25%和7.16%。低肥地颖壳和籽粒的分配率分别比高肥地提高14.56%和2.79%,而茎叶则降低了13.47%。采用类平均法聚类,筛选出烟农19号、鲁麦21号、山农8355和鲁麦15号4个氮素利用效率和氮素收获指数均较高的品种;同时还筛选出济麦20号、淄麦12、山农12、红蚰包4个高氮收获指数型品种和小偃6号、烟农15两个仅适于低肥种植的高氮收获指数型品种;鲁麦14和鲁麦22号2个高氮利用效率型品种。     

公顷产9000 kg小麦氮素吸收分配的研究

与7500 kg/hm2小麦相比较,9000kg/hm2小麦氮素吸收量和氮素生产力显著提高,开花后吸氮强度显著提高;开花期叶片氮素分配量增加但分配比例降低,穗和根系的氮素分配量和分配比例均提高;成熟期籽粒的氮素分配量和分配比例均提高;开花后营养器官的氮素向籽粒转移量增加但转移率差异不显著;籽粒品质改善。     

高蛋白和低蛋白小麦品种的氮素吸收和运转分配差异的研究

本研究用4个籽粒产量相近而蛋白质含量差别较大的小麦品种进行试验，发现小麦一生吸收的氮素总量，高蛋白品种多于低蛋白品种，其中开花前的吸氮量差异不显著，而开花后的吸氮量高蛋白品种显著高于低蛋白品种。籽粒形成期间，高蛋白品种各营养器官中的氮素输出多于低蛋白品种，输出量与输出率与籽粒蛋白含量呈正相关。     

不同种植模式下根分泌物对玉米生物量及氮素吸收的影响

为了探究不同种植模式下根分泌物对玉米氮素吸收的影响,在不同活性炭处理下,通过石英砂培试验,研究大喇叭口期和成熟期玉米生物量及吸氮量在不同种植模式下的变化规律。结果表明：加活性炭处理玉米生物量和吸氮量较未加活性炭处理降低,大喇叭口期总生物量和总吸氮量分别降低16.12%和34.96%,但是成熟期降低不显著。加活性炭下,随着根分泌物被吸附,导致2个时期玉米生物量和吸氮量在2种套作模式之间无显著差异。未加活性炭下,大豆根分泌物提高了玉米的生物量和吸氮量,成熟期玉米/大豆套作处理的玉米总生物量和总吸氮量比玉米净作处理分别高30.58%和71.24%;甘薯根分泌物降低了玉米的生物量和吸氮量,成熟期玉米/甘薯套作处理的玉米总生物量和总吸氮量比玉米净作处理分别低17.14%和8.30%。     

玉米和大豆根系吸收土壤磷的模型验证研究

为了验证养分吸收机制模型对作物根系磷吸收模拟的适用性和有效性,以玉米和大豆为研究对象,通过盆栽试验获取15个与土壤、根形态、根生理和水分相关的模型参数,采用NST 3.0软件对玉米和大豆地上磷吸收进行模型模拟和验证。结果表明,随着培养时间的延长,玉米和大豆磷吸收模拟值呈现指数曲线增长的趋势。在45 d的培养期间,玉米具有比大豆更高的磷吸收。对模拟值和实测值进行比较发现,NST模型能够较好地模拟玉米对土壤磷的吸收,但对大豆磷吸收的模拟值偏低。回归分析结果表明,磷吸收模拟值和实测值存在显著的回归关系(P0.05),模拟磷吸收解释了实测磷吸收70.22%的信息,说明模拟的磷吸收在很大程度上能够代表2个种类的磷吸收。总体来说,NST模型能够很好地模拟玉米和大豆的磷吸收。     

不同小麦基因型孕穗期根系性状与吸氮量的关系

通过水培培养,研究了生产上主栽的不同小麦基因型在充分供氮条件下孕穗期的根系、根系生理活性及根系与地上部干重以及吸氮量之间的关系。结果表明,地上部干重、根干重、根体积、根冠比、根活性及植株吸氮量不同基因型间有显著差异,根总吸收面积、根活跃吸收面积不同基因型间无明显差异;植株吸氮量与地上部干重显著相关,其相关系数达0.634,经进一步相关性分析表明,植株吸氮量的差异和地上部干重的差异主要是由于植株根干重和根体积不同造成的。研究表明,选择根干重和根体积大的小麦品种有利于提高小麦的氮利用效率。     

玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异及氮肥调控效应

研究西南地区玉米主要2种套作模式下氮素吸收利用差异及氮肥调控效应, 为氮素高效利用提供科学依据。在四川2个玉米主产区, 通过连续4年的大田试验, 对比研究了玉/豆和玉/薯模式下玉米氮素吸收利用差异和不同供氮水平对玉米氮素吸收的调控效应。结果表明, 玉/豆模式下玉米收获期植株中的氮素积累2个试验点平均较玉/薯模式增加7.11%, 氮收获指数增加2.00%左右, 氮素吸收效率增加7.83%, 成熟期籽粒中氮素的分配比例增加1.76%, 而叶、茎鞘中氮素的分配比例分别减少5.85%和2.75%。分带轮作后, 由于不同前茬对土壤养分影响不同, 再加上套作优势, 玉/豆模式下玉米在生长前期就表现出明显的优势, 到收获期植株氮素积累2个试验点平均较玉/薯增加11.85%, 氮素吸收效率增加11.84%。在玉米氮素积累关键时期, 玉/豆模式在低氮处理下玉米植株氮素的积累量显著高于玉/薯模式相同施氮处理, 而在高氮处理下2种模式间差异不大或者表现相反, 氮肥偏生产力、氮素农艺效率和氮肥利用率也有相似的结果; 玉/豆模式在180 kg hm^-2施氮量下较其他处理显著提高了玉米氮素农学利用率、氮素吸收利用率和籽粒中氮素的分配量, 玉/薯模式下玉米氮素农学利用率和氮肥利用效率, 在180~270 kg hm^-2施氮量处理下较高; 花后氮素同化量玉/豆模式显著高于玉/薯; 2种模式均以施纯氮180~270 kg hm^-2处理有利于氮素转运和花后氮素同化量积累。     

水稻根系与氮素吸收利用之研究进展

当前中国过高的氮肥施用量引起相对严重的环境问题。氮素是作物最主要的营养元素,而根系则是水稻吸收养分的主要器官,多项研究表明,作物对氮素的高效吸收取决于根系的生物学特征。因此研究水稻根系与氮素吸收利用的关系对于提高氮肥利用率、缓解环境污染具有重要意义。综述了近年来与水稻对氮素养分吸收和利用有关的根系研究的情况,归纳和比较了水稻根系形态及其活力的一般研究方法,并对氮素养分与水稻根系形态及根系生理活性的关系进行了探讨。     

间套作条件下作物根系数量与活性的空间分布及变化规律研究 Ⅱ.间作早春玉米根系数量与活性的空间分布及变化规律

本文在冬小麦‖早春玉米 /夏玉米条件下 ,研究了麦田间作地膜覆盖早春播种玉米 (简称早春玉米 )根系数量与活性的空间分布及变化规律 ,主要结果 :(1)间作地膜覆盖早春玉米拔节期根深 10 0cm左右 ,大口期 140 cm左右 ,乳熟期达到最大根深 160 cm左右。 (2 )随生育进程推进 ,根量与根重密度基本呈小→大→小变化 ;根系数量及重量密度在垂直土体中呈“T”型分布 ,0～ 2 0 cm为高密度层 ,2 0～ 4 0、 4 0～ 80 cm为中密度层 ,80～ 12 0 cm为低密度层 ,12 0～ 160 cm为稀密度层。根系相对稳定后 ,约有 75 %的根干重分布在 0～ 2 0 cm土层 ,85 %左右在 4 0 cm以上 ,95 %左右在 80 cm以上。 (3)根系含水率在垂直空间呈上低下高趋势 ,随生育期推进 ,含水率呈下降趋势。 (4 )根系活性与根量相反呈倒“T”型分布 ,根系活性随生育进程推进 ,呈减低趋势 ,且活力高位点又呈下移变化 ,拔节期 2 0～ 4 0cm根系活性较高 ,大口期 4 0 cm以下较高 ,乳熟期和成熟期以 80 cm以下较高。 (5 )根系 TTC还原总量及总量密度随生育进程推进呈低→高→低变化 ,以大口期为高。上下又呈“T”型分布 ,0～ 2 0 cm为高量高密度区 ,2 0～ 80 cm为中量中密度区 ,80～ 12 0 cm为低量低密度区 ,12 0～ 160 cm为稀量稀密度区。 (6)成熟期 2 0     

氮肥基因型差异对玉米吸氮量的反应

田间试验研究了11个玉米杂交种在不同施氮条件下的吸氮量。结果表明,玉米吸氮量具有明显的基因型差异。在低氮(N2)处理中,子粒、秸秆、地上部吸氮量高低品种相差分别为1.060、0.134、1.125g/kg,在高氮(N4)处理中,分别为0.836、0.154、0.954g/kg。不同基因型玉米的吸氮量差异低氮条件比高氮条件更大。施氮量对玉米吸氮量有显著的影响。玉米子粒、秸秆、地上部吸氮量和相应的产量呈极显著的正相关     

土壤水分和氮磷营养对冬小麦根苗生长的效应

在模拟田间原状土容重的条件下土培,研究了土壤水分和氮磷营养对小麦根苗生长及水分利用的效应。结果表明：在ＳＲＷＣ为４０％－７０％范围内,土壤水分亏缺严重,ＲψＷ和ＥＴ显著降低,根苗生长严重受阻,ＲＬ变短,ＲＤＷ降低,ＬＡ和ＰＤＷ减少;随着土壤水分趋于良好,ＲψＷ、ＥＴ和ＬＡ明显增加,ＲＤＷ和ＰＤＷ在ＳＴＷＣ为５５％－６２％之间时最大,而ＳＲＷＣ在５５％上下时ＲＬ达最长;土壤轻度干旱有利根系下扎,土壤