秸秆和氮肥不同配比影响平邑甜茶幼苗的生长和对氮素的吸收、分配和利用

为探讨秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶(Malus hupehensis)植株生长和氮素吸收、分配和利用的影响, 采用¹⁵N同位素示踪技术, 以二年生盆栽平邑甜茶为试材, 研究了不同秸秆和氮肥配比条件下平邑甜茶的生长、¹⁵N尿素吸收利用和土壤碳氮比等参数, 发现秸秆和氮肥不同配比对平邑甜茶植株的生长及¹⁵N-尿素的吸收、分配和利用具有不同的影响。园土和秸秆比在45:1的水平, 同时配施氮肥(N 300 mg·kg^-1)时, 植株株高、茎粗和植株总干重的值最高, 分别为85.33 cm、8.05 mm和74.68 g; 植株的全氮、¹⁵N吸收量和利用率也最大, 分别为0.938 g、0.029 g和9.74%。不加秸秆而仅施加氮肥(N 200 mg·kg^-1)的对照(CK)的根冠比最大, 为1.54, 显著高于其他各种处理。各试验处理地上部分从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对地上部分全氮量的贡献率(Ndff)均大于地下部分, 且CK各器官Ndff值最高, 地上部分和地下部分分别为7.94%和4.69%。除CK外, 各处理¹⁵N分配率均是地上部>地下部。秸秆的施用显著提高了土壤的有机质、全氮含量和土壤有机质C/N比。相关性分析结果表明, 土壤有机质C/N比与植株地下部分Ndff值有极显著负相关性(p < 0.01), 与植株整株Ndff值有显著负相关性(p < 0.05)。建议果园秸秆配施氮肥时, 控制秸秆施用量在45:1水平, 氮肥在200-300 mg·kg^-1之间较好。     

不同供钾水平对平邑甜茶幼苗生长及NO3-吸收利用特性的影响

研究平邑甜茶幼苗NO₃^--N吸收和利用特性对不同供钾水平的响应,旨在明确钾肥对氮肥吸收利用的影响,从而为果园科学施肥提供理论依据.以平邑甜茶幼苗为材料进行砂培试验,设置K₀、K₁、K₂、K₃、K₄、K₅、K₆ 7个钾浓度处理,分别相当于0、2、4、6、8、10、12 mmol·L^-1 K⁺,运用¹⁵N同位素示踪技术和非损伤扫描离子选择电极技术,测定了不同供钾水平下平邑甜茶的氮素吸收和利用情况.结果表明: K₃处理平邑甜茶幼苗根系活力、硝酸还原酶活性以及根系形态指标均显著高于其他处理.与其他处理相比,K₃处理根、茎、叶从肥料中吸收分配到的¹⁵N 量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)均达到最高,分别为K₀处理的1.36、1.33和1.47倍.随供钾水平的增加,植株氮素利用率呈现先增高后降低的趋势,且在K₃处理时最大,为23.3%,是K₀处理的3.04倍.非损伤微测技术结果显示,K₃处理时,平邑甜茶根系对NO₃^-有强烈吸收且内流速度达到最大,为19.34 pmol·cm^-2·s^-1;在缺钾(K₀)和高钾(K₆)处理时有明显外排趋势.因此,钾的亏缺或过量均抑制氮素的吸收和利用,适当供钾能够促进幼苗根系生长,增强硝酸还原酶活性,从而促进平邑甜茶对氮素的吸收.     

棉隆熏蒸处理对平邑甜茶幼苗生长和生物学特性及土壤环境的影响

本试验以苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,通过温室与露地盆栽两种方式,研究不同浓度(0、0.1、0.2、0.4 g·kg^-1)棉隆熏蒸对连作土壤微生物环境和平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度的棉隆熏蒸均能促进连作土壤中平邑甜茶幼苗的生长,其中以0.2 g·kg^-1处理的效果最显著。0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸下,平邑甜茶幼苗在温室和露地条件下的株高、地径、地上部干质量、地下部干质量分别比连作对照提高了192.9%和91.8%、72.8%和60.1%、196.8%和195.0%、138.5%和130.7%;幼苗根系相关指标(根长、根面积、根体积、根系呼吸速率)也明显优于其他处理;幼苗根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别比连作对照提高了114.6%和118.5%、123.5%和107.6%、164.6%和175.6%;幼苗根系的丙二醛含量也显著低于其他处理。随着棉隆施用浓度的增加,土壤细菌含量、真菌含量、尖孢镰孢菌基因拷贝数、土壤酶活性均显著降低,连作土壤真菌群落结构也发生了不同程度的改变。综上,0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸可以提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。在苹果老果园重茬建园时,可以优先考虑0.2 g·kg^-1的棉隆熏蒸处理。     

棉隆对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响

以生产上常用苹果砧木——平邑甜茶为试材,盆栽条件下研究了棉隆微粒剂对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:与重茬(对照CK)相比,棉隆处理极显著(P0.01)降低了连作土壤中真菌数量,降幅达58.8%,细菌和放线菌数量分别显著(P0.05)降低15.3%、8.5%,细菌/真菌增加108.8%,放线菌/真菌增加124.2%;棉隆使连作条件下平邑甜茶单株幼苗根系长度、根表面积、根体积和根系活力分别提高421.4%、426.5%、171.7%、48.8%。平邑甜茶植株叶面积以及叶片中叶绿素a、b含量、净光合速率均极显著提高,分别增加162.6%、14.9%、15.0%、24.0%,叶片同化能力增强;植株长势增强,株高和地径均极显著提高,植株地上干鲜重和地下干鲜重也得到了极显著性增加,最高增加幅度达2.2倍。综上,棉隆处理后苹果连作土壤中微生物数量降低,而细菌与真菌比值、放线菌与真菌比值增加,平邑甜茶幼苗植株长势增强,棉隆可有效减轻苹果连作障碍发生。     

硝酸盐供应水平对平邑甜茶幼苗生长、光合特性与15N吸收、利用的影响

以霍格兰营养液为培养基质,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同浓度¹⁵NO₃^--N (0、2.5、5、10和20 mmol·L^-1,分别以N₀、N₁、N₂、N₃和N₄表示)对平邑甜茶幼苗生长、光合作用、¹⁵N吸收、利用及分配的影响.结果表明:与其他处理相比,N₂处理幼苗叶绿素含量、叶面积及各器官干质量最大.叶片净光合速率(P_n)随¹⁵NO₃^--N浓度的增加显著增大,但¹⁵NO₃^--N浓度超过N₂处理后P_n略有下降.处理20 d时,N₂处理幼苗根系活力最大,根系长度、根系总表面积和根尖数也显著高于其他处理.各处理间¹⁵N分配率差异显著,N₂处理幼苗各器官间¹⁵N分配率最均衡,¹⁵N利用率也较高;随¹⁵NO₃^--N浓度增加,各处理幼苗全氮量和¹⁵N吸收量呈先升高后降低的趋势,且在N₂处理时最大,分别为103.77和21.57 mg.处理12 d后,叶片硝酸还原酶(NR)活性以N₂处理最高,N₄处理最低,至第16天时,N₄处理较N₂处理降低了84.9%.因此,¹⁵NO₃^--N供应过低抑制幼苗光合作用及氮素吸收,¹⁵NO₃^--N供应过高则抑制幼苗体内硝态氮同化及根系生长,均不利于苹果幼苗生长及氮素营养吸收利用,适量供氮有利于苹果幼苗的生长、光合作用的提高,以及氮素的吸收、利用和分配.     

甲壳素对连作条件下平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

研究在苹果连作土壤中添加甲壳素对苹果幼苗生长、土壤酶及土壤真菌群落结构的影响,探讨甲壳素缓解苹果连作障碍的可能性,为防控苹果连作障碍提供依据。盆栽条件下,以平邑甜茶幼苗为试材,在苹果连作土壤中分别添加0,0.5,1.0和2.5g/kg的甲壳素,测定了连作土壤中添加不同量的甲壳素后,幼苗生物量、根系保护酶活性、土壤主要酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等)活性以及土壤中真菌群落结构的变化。9月份结果表明,与对照相比,1.0 g/kg的甲壳素处理连作土,可显著提高平邑甜茶幼苗株高和干鲜重,分别比对照增加了36.8%、82.1%和100.8%;甲壳素处理能增加幼苗根系保护酶活性,其中1.0 g/kg甲壳素处理SOD、POD和CAT活性最高,其次为0.5 g/kg,而2.5 g/kg甲壳素处理显著抑制了幼苗根系保护酶活性。1.0 g/kg甲壳素处理可提高土壤中细菌/真菌值,并且提高了土壤中蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,分别比对照提高了8.6%、40.5%、81.1%、15.3%、18.7%和49.8%,2.5 g/kg甲壳素处理则降低土壤酶活性或者使土壤酶活性与对照相当。根据T-RFLP的图谱中OUT的数量、种类及丰度,分别计算了不同处理土壤的真菌多样性,发现1.0 g/kg甲壳素处理的连作土具有最高的多样性、均匀度和丰富度指数,分别比对照增加了52.2%、8.0%和87.1%。主成分分析(PCA)结果显示,不同剂量甲壳素处理的连作土壤中真菌被PC2分成了两部分,其中0.5 g/kg和1.0 g/kg的甲壳素添加量分布在PC2的负方向上,而CK和2.5g/kg的甲壳素处理分布在PC2的正方向上,这说明添加不同量的甲壳素对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,添加量太多或者太少均会造成土壤真菌多样性下降,只有适量的甲壳素可提高真菌群落结构多样性。实验结果表明1.0 g/kg的甲壳素可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

土壤碳氮比对平邑甜茶幼苗生长和碳氮分配的影响

为探讨土壤碳氮比(C:N)对苹果(Malus pumila)植株生长和碳氮分配特性的影响, 采用碳氮双标记示踪技术, 以二年生平邑甜茶(Malus hupehensis)幼苗为试验材料, 研究了6个不同土壤C:N处理(T1-T6分别为4.70、9.78、14.70、19.96、25.60和28.83)下平邑甜茶的生长状况和氮素吸收、利用分配以及碳水化合物的运转特性。结果表明, 随着土壤C:N的逐渐增大, 平邑甜茶幼苗根系干重逐渐增加, 而株高、茎粗、地上部干重和植株总干重呈先增加后降低的趋势, 以T4处理最大。土壤C:N显著影响了平邑甜茶幼苗的 ¹⁵N利用率, 从T1到T4处理, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐升高, T4处理(18.46%)是T1处理(10.65%)的1.73倍; 随着土壤C:N的进一步增加, 植株的 ¹⁵N利用率逐渐降低, T5和T6处理分别比T4处理降低了1.59%和2.58%。土壤C:N较低的T1和T2处理, 平邑甜茶幼苗各器官从肥料中吸收分配到的 ¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)大小顺序为根>叶>茎, 随着土壤C:N的进一步增大, 叶片的Ndff均为最大, 其次是根, 茎最少。随着土壤C:N的增大, 叶片 ¹⁵N分配率逐渐升高, ¹³C分配率逐渐降低; 而根系 ¹⁵N分配率逐渐降低, ¹³C分配率逐渐升高。综合考虑植株生长和氮素利用状况, 本试验条件下适宜平邑甜茶生长的土壤C:N为21-23。     

连作苹果土壤酚酸对平邑甜茶幼苗的影响

为探讨连作(重茬)苹果土壤中酚酸类物质的积累与苹果连作障碍的关系,在砂培条件下,取连作果园土壤中实际浓度的酚酸类物质处理平邑甜茶幼苗,探讨了连作2a的果园土壤中实测浓度的根皮苷、间苯三酚、根皮素、对羟基苯甲酸和肉桂酸对平邑甜茶幼苗根系线粒体指标、抗氧化酶活性、膜过氧化程度及活性氧(ROS)含量的影响。结果表明:连作土壤中实际浓度的5种酚酸类物质均使平邑甜茶幼苗生长受到抑制,根系受影响程度高于地上部分,表现为根冠比降低;线粒体膜通透性转换孔(MPTP)开放程度增大,线粒体膜电位降低,细胞色素Cyt c/a比值下降;降低了幼苗根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增加了过氧化氢(H2O2)、超氧阴离子自由基(O·-2)以及丙二醛(MDA)的含量。土壤浓度的5种酚酸类物质中,以根皮苷处理抑制效果最显著,间苯三酚处理抑制力最小。因此,根皮苷是引起苹果连作障碍的主要酚酸,实践中应重点考虑对根皮苷的降解以缓解苹果连作障碍。     

黄腐酸和甜菜碱预处理对干旱胁迫下平邑甜茶生理特性及光合的影响

该研究以平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于干旱处理前3d分别连续喷施黄腐酸(FA)、甜菜碱(GB)和复配(FA+GB),并以清水为对照(CK)进行预处理,比较分析不同预处理对干旱胁迫下平邑甜茶的生理及光合特性变化,探讨FA和GB对平邑甜茶的抗旱生理机制。结果显示:(1)与对照相比,FA、GB和FA+GB预处理均能够显著提高平邑甜茶叶片相对含水量,且FA的保水性效果最佳。(2)3种预处理均可显著促进干旱胁迫下叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量增加,且FA+GB预处理后在干旱胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸累积量显著高于单施FA或GB。(3)3种预处理均可显著提高干旱胁迫下平邑甜茶幼苗的SOD、POD、CAT活性,并显著降低MDA的积累速度及其累积量,且以FA+GB预处理的MDA含量最低、抗氧化酶活性最高。(4)GB和FA+GB预处理下平邑甜茶的净光合速率、瞬时水分利用率显著高于CK和FA,且FA+GB处理下改善光合特性的效果最佳,GB次之。研究表明,单独喷施黄腐酸和甜菜碱及两者配施预处理均能够增加干旱胁迫下平邑甜茶的渗透调节物质和相对含水量,提高叶片的保水性,调节抗氧化物酶活性,降低丙二醛含量,增加细胞膜稳定性,改善光合性能,进而提高平邑甜茶的抗旱能力,且以复配喷施(FA+GB)预处理的效果最好。     

分次追施N肥对苹果砧木—平邑甜茶吸收15N-尿素以及叶片衰老的影响

以盆栽平邑甜茶(Malus hupenhensis)为实验材料,研究等氮(N)量分次追施N肥(一次、二次和三次)对平邑甜茶叶片衰老及15N-尿素吸收、利用的影响.采用15N示踪技术,研究不同施肥处理下植株的生长、酶活性和15N吸收利用等参数.研究结果表明:植株的株高、茎粗、叶面积和叶绿素含量(SPAD)在生长前期均以一次性追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在生长中期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在生长后期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在生长前期均以一次追肥处理最高,三次追肥处理最低,且与一次追肥处理差异显著;在生长中期均以二次追肥处理最高,一次追肥处理最低;在生长后期均以三次追肥处理最高,一次追肥处理最低,且与三次追肥处理差异显著;生长后期植株各器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全N量的贡献率差异显著,三次追肥处理显著高于一次和二次追肥处理;生长后期三次追肥处理植株的总N量、吸收的15N量及15N肥料利用率均为最大.三次追肥处理能提高叶片全N量,延缓生长后期叶片衰老,提高N肥利用率.     

有机物料发酵流体和堆肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生物量的影响

为探讨不同有机物料的发酵流体(厌氧发酵产物)和堆肥(有氧发酵产物)对苹果连作土壤环境的影响,以盆栽平邑甜茶幼苗为试验材料,分别设置猪粪+秸秆、鸡粪+秸秆、羊粪+秸秆、猪粪+鸡粪+羊粪+秸秆4个不同有机物料组合并进行厌氧发酵和有氧发酵,并将发酵产物分别施入连作土中,研究其对平邑甜茶幼苗生物量、连作土壤中微生物、土壤酶活性、土壤酚酸等的影响。结果表明:与有机物料堆肥相比,各有机物料发酵流体处理的平邑甜茶幼苗干重、鲜重较高,其中猪粪发酵流体处理显著提高了幼苗干、鲜重,7月份为对照的1.57、1.26倍,9月份为CK的1.55、1.86倍;两类发酵产物均增加了土壤微生物的数量,且发酵流体处理显著增加了土壤中细菌和放线菌的数量,其中羊粪发酵流体效果最明显,分别为CK的2.95倍和2.37倍,在堆肥处理中,真菌数量显著增高;两类发酵产物也影响了土壤中酚酸总量,表现为猪粪、鸡粪发酵流体和猪粪堆肥处理含量下降,至9月份分别下降到CK的0.45、0.39倍和0.36倍。     

亚适宜温光环境下不同硝铵比营养液对黄瓜幼苗生长、氮吸收和代谢的影响

以‘中农26’黄瓜为试材,研究亚适宜温光(18 ℃/10 ℃,180±20 μmol·m^-2·s^-1)下不同硝铵比(26:2、21:7和14:14)营养液对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响.结果表明:硝铵比为21:7处理的黄瓜总根长最长、根体积和根表面积最大、根尖数最多;根中H⁺-ATPase活性最高;硝态氮转运蛋白(NRT)和铵转运蛋白(AMT)基因表达量也升高,提高了根系的氮吸收能力;叶中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)活性较高,提高了体内氮代谢能力,使黄瓜氮含量和干物质积累显著增加.亚适宜温光下,营养液中硝铵比为21:7时,黄瓜幼苗干质量分别比26:2和14:14处理增加14.0%和19.3%.亚适宜温光下,可通过调整营养液中硝铵比,提高黄瓜氮吸收与代谢能力,缓解亚适宜温光对黄瓜幼苗的不利影响,促进黄瓜生长.     

供氮水平对不同砧穗组合苹果叶片衰老及13C、 15N分配利用的影响

砂培条件下,以2年生烟富3/八棱海棠(乔化)、烟富3/M7(半矮化)和烟富3/M26/八棱海棠(矮化)为试材,采用C、N双标记示踪技术,研究供氮水平(0N、25%N和100%N,100%N为Hoagland完全营养液中的N量)对不同砧穗组合苹果叶片衰老及¹³C、 ¹⁵N分配利用的影响.结果表明:在秋梢停长期,在同一氮素胁迫(0N和25%N)下植株叶片的叶绿素、氮含量和光合速率均以烟富3/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/M26/八棱海棠最小,而正常氮素处理(100%N)均以烟富3/M26/八棱海棠最大,其次是烟富3/M7,烟富3/八棱海棠最小;在同一氮素胁迫水平下叶片的SOD和CAT活性均为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素水平均为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠;在同一氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株根和叶片的¹⁵N、¹³C分配率存在显著差异,氮素胁迫处理植株根的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/M26/八棱海棠,而正常氮素处理植株叶片的¹⁵N、¹³C分配率最高,表现为烟富3/M26/八棱海棠>烟富3/M7>烟富3/八棱海棠.在不同氮素水平下,3种砧穗组合苹果植株氮肥利用率存在显著差异,且均以烟富3/八棱海棠植株最大,分别为44.3%、37.5%和31.4%,其次是烟富3/M7,分别为38.8%、30.7%和 26.6%,烟富3/M26/八棱海棠最小,分别为32.0%、27.2%和22.5%.     

供氮水平对矮化苹果15N-尿素吸收、利用、损失及产量和品质的影响

以7年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究不同供氮水平[低氮(100 kg N·hm^-2,N₁₀₀)、中氮(200 kg N·hm^-2,N₂₀₀)和高氮(300 kg N·hm^-2,N₃₀₀)]对烟富3/M26/平邑甜茶¹⁵N-尿素吸收、利用、损失及产量和品质的影响.结果表明: 不同供氮水平植株的生长状况及氮素吸收、利用和损失特性差异显著.N₂₀₀处理植株叶绿素含量(SPAD)、光合速率(P_n)、叶片全氮含量和生物量显著高于N₁₀₀和N₃₀₀处理,植株根冠比也显著增加.不同供氮水平下植株各器官对氮的吸收能力(Ndff值)存在显著差异,各测定时期果实(花)、叶片、一年生枝、多年生枝和中心干的Ndff值均为N₁₀₀>N₂₀₀＞N₃₀₀;而根的Ndff值在盛花期和春梢缓长期为N₁₀₀ >N₂₀₀＞N₃₀₀,在秋梢生长期、果实膨大期和果实成熟期为N₂₀₀ >N₁₀₀＞N₃₀₀.在果实成熟期,N₂₀₀处理¹⁵N肥料利用率为23.6%,显著高于N₁₀₀(16.3%)和N₃₀₀处理(14.4%),而¹⁵N损失率为56.4%,显著低于N₁₀₀(60.6%)和N₃₀₀处理(66.1%).不同供氮水平植株的平均单果质量、单株产量、可溶性固形物、硬度、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比均存在显著差异,且均以N₂₀₀处理最高,其次是N₃₀₀处理,N₁₀₀处理最低.     

亚适温条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响

研究亚适温(昼/夜18 ℃/12 ℃)条件下缺铁和硝酸盐胁迫对番茄幼苗生长及铁吸收的影响.结果表明: 与适温对照相比,亚适温条件下番茄幼苗生长受到明显的抑制,株高、叶面积显著变小,干物质积累下降;亚适温下缺铁对番茄幼苗生长的影响比适温下缺铁的影响大.亚适温条件下,缺铁、硝酸盐胁迫及二者同时胁迫的番茄幼苗株高与无胁迫处理差异不显著,但幼苗叶面积明显变小,电解质渗漏率、根系活力和三价铁还原酶活性明显增加,叶绿素含量降低;根总长、根表面积、根体积及根尖数明显减小;幼苗根、茎、叶中铁含量明显降低.亚适温下硝酸盐胁迫以及缺铁与硝酸盐二者同时胁迫加重了番茄幼苗干物质积累的减少、电解质渗漏率的增加,以及减少了对铁离子的吸收.Fe²⁺对K⁺和Ca²⁺吸收具有拮抗作用,不同器官中的表现有所差异;降低营养液中的Fe²⁺浓度可使番茄幼苗的缺铁症状更加严重.