生物有机肥对调亏灌溉下冬小麦苗期生长的影响

采用盆栽试验 ,研究了在调亏灌溉条件下施用生物有机肥对小麦苗期地上部分和根系生长量、根系活力及养分吸收状况的影响 ,以及复水后对植株干物质重及根系活力的影响。结果表明 :水分是影响冬小麦苗期生长的主要因素 ;不同施肥处理对小麦产生不同的影响。在水分适宜条件下 ,施用生物有机肥和NPK肥对小麦干物质重及养分吸收量的影响差异不大 ,而小麦根系活力 ,施用生物有机肥的要比NPK肥处理的高 ;在水分中度、重度亏缺时 ,施用生物有机肥处理的小麦干物质重、养分吸收和根系活力均比NPK肥处理高。尤其复水后 ,施用生物有机肥处理的小麦各指标 ,较施用NPK肥效果好 ,表明施用生物有机肥能提高小麦苗期抗旱性。     

不同肥料配施对冀张薯8号养分吸收和产量的影响

采用田间试验和室内测试分析相结合的方法,探讨在氮磷钾肥施用一致的条件下,不同生物肥料与氮磷钾肥配合施用对冀张薯8号养分吸收和产量、品质的影响.结果表明:增施有机肥,土壤理化性质有明显变化,同时冀张薯8号的经济性状和产量也有变化,不同处理的影响程度大小依次为NPK+生物有机肥、NPK+黄腐酸钾、NPK.增施黄腐酸钾对提升土壤速效养分效果显著,不同处理的影响程度大小依次为NPK+黄腐酸钾、NPK+生物有机肥、NPK.有机肥与化肥合理有效地结合起来,对土壤培肥和马铃薯产量及品质的提升有重要作用.     

夏闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦土壤水分及氮素利用的影响

【目的】针对黄土高原旱地小麦降水少且分配不均、水分和氮素利用效率低的问题,探索旱地小麦覆盖保水和氮肥施用的最佳技术途径。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村开展试验,主区为覆盖方式,设夏闲期深翻后覆盖与不覆盖2个水平,副区为施氮量,设低(纯氮75 kg·hm~(-2))、中(纯氮150 kg·hm~(-2))、高(纯氮225 kg·hm~(-2))3个水平,明确年际间夏闲期深翻覆盖配施氮肥对旱地麦田土壤水分、植株氮素利用、产量的影响。【结果】各生育时期土壤水分、植株氮素积累量、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均以丰水年最高,欠水年最低,丰水年、平水年较欠水年分别提高产量80%、69%,提高水分利用效率7%、20%,提高氮素利用效率6%、5%。夏闲期覆盖较不覆盖,播种期0—300 cm土壤蓄水量显著提高,达50—62 mm;花前各生育时期土壤蓄水量显著提高,各生育时期植株氮素积累量提高,籽粒氮素积累量显著提高;丰水年和平水年拔节后各阶段氮素积累量显著提高,花前叶片和穗氮素转运量对籽粒贡献率提高;欠水年花前各阶段氮素积累量及其所占比例提高,花前茎秆+茎鞘氮素转运量对籽粒贡献率显著提高;产量显著提高,达23%—41%;水分利用效率提高3%—15%;丰水年和平水年氮素利用效率显著提高,达14%—26%,欠水年低氮条件下也显著提高,达10%。丰水年配施高氮,平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,不覆盖条件下的欠水年配施低氮,孕穗期前土壤蓄水量、产量和水分利用效率均较高。丰水年配施高氮,花前氮素转运量和花后氮素积累量均最高,且各处理间差异显著,主要是由于促进花前叶片和穗中氮素向籽粒转运;平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,花前氮素转运量和籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,平水年主要促进叶片和穗中氮素向籽粒转运,穗叶片,覆盖条件下的欠水年主要促进茎秆+茎鞘和穗中氮素向籽粒中转运,茎秆+茎鞘穗;不覆盖条件下的欠水年配施低氮,籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,花前氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,茎秆+茎鞘和穗氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,且各处理间差异显著。【结论】旱地麦田夏闲期覆盖有利于蓄积降水,有利于促进丰水年和平水年小麦生育中后期氮素积累,促进叶片和穗中氮素向籽粒转运;有利于促进欠水年生育前中期氮素积累,促进茎秆+茎鞘中氮素向籽粒转运。丰水年施氮225kg·hm~(-2),平水年和覆盖条件下的欠水年施氮150 kg·hm~(-2),不覆盖条件下的欠水年施氮量75 kg·hm~(-2)可实现产量和水分利用效率的同步提升。     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型.根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点.     

土壤-根系统养分迁移和吸收的数值模拟 Ⅰ.植物根系吸收养分的稳态模型

根据养分在土壤-根系统中运移和吸收机制,同时考虑植物的根系生长、根系水分吸收以及土壤养分浓度的变化等特点,通过时段的控制,实现根际环境中稳态的养分剖面,在此基础上建立了根系吸收养分的稳态模型。根据实测的土壤、植物养分运移和吸收参数,用逐步迭代的方法计算植物根系的吸收养分总量,该模型具有计算简单,模拟条件灵活变化的特点。     

不同改良材料作用下宅基地复垦土壤硝态氮运移研究

针对宅基地新复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的问题,在氮磷钾肥料平衡施用的前提上,通过田间定位试验,研究冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)、熟化剂+有机肥(TSF)对复垦土壤硝态氮运移、累积情况与作物产量的影响。结果表明:添加熟化剂+有机肥和熟化剂+粉煤灰的处理能够促进表层撒施氮肥转化为硝态氮,添加有机肥易导致硝态氮向土壤深层运移,而添加粉煤灰则会减弱这一过程。熟化剂+有机肥处理在小麦生长初期耕作层能够储备较多的硝态氮,为后期小麦生长提供氮素。随着时间的推移,添加单一改良材料土壤较添加复合改良材料土壤硝态氮累积效应更为明显。添加有机肥和熟化剂在复垦生土熟化过程中对小麦增产有重要作用,有机肥能有效减少小麦空秆率,提高成穗数,粉煤灰在土壤熟化过程中对小麦增产作用不大,添加熟化剂+有机肥是处理宅基地复垦土壤熟化较为优良的改良方法。     

下辽河平原不同水-肥条件下玉米地土壤养分收支及氮肥利用效率

【目的】了解下辽河平原地区施肥与水分条件对玉米地土壤中氮、磷、钾养分收支以及氮肥利用效率的影响。【方法】利用持续16年的长期田间试验结果结合气象观测资料,对不同水肥条件下玉米农田养分收支与氮肥利用效率进行研究。【结果】施肥条件差异可使玉米移出农田的养分量高出无肥处理2～3倍。水分条件对农田养分移出量的作用虽不如施肥明显,但在较好的降水条件下,即使较为理想的施肥模式,玉米地土壤中养分仍有可能出现赤字;氮肥的施用加剧了土壤磷的赤字,而氮、磷肥施用可加剧土壤钾收支赤字,有机肥的施用可以使养分收支赤字得到缓解;水分条件的改善则加速了养分收支赤字的出现,但适宜的水分供给对氮肥利用效率的提高作用显著。【结论】在下辽河平原地区,水肥条件对玉米土壤养分收支有显著影响,水分条件适宜土壤养分收支出现赤字的可能性增大,但保持农业系统养分循环再利用并根据土壤肥力适当施用化肥,既可满足作物丰产的养分需求又有利于平衡土壤养分收支,提高氮肥利用效率,减少农业对环境的影响。     

宅基地复垦土壤添加不同材料对冬小麦生理生态的影响

针对宅基地新复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的特点,本文通过田间定位试验,研究了冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)、熟化剂+有机肥(TSF)对冬小麦生理生态以及作物产量的影响。结果表明:TSF对小麦苗期植株高度生长有促进作用;TFC与TSF能够在拔节期促进小麦根系生长,且TFC处理可使小麦生育后期保持较大的根重;叶绿素含量从拔节期到抽穗期增长,灌浆期到成熟期下降,至成熟期相对达整个生育期最小值,TFC处理在灌浆、成熟期末期冬小麦旗叶的叶片叶绿素相对含量高;有机肥和熟化剂在生土熟化过程中对小麦增产有重要作用。     

玉米/大豆间作条件下养分的高效利用机理

通过盆栽模拟试验，研究了玉米／大豆间作条件下作物根系形态特征、根系活力、根际土壤有效养分含量和养分高效利用机理。结果表明，间作体系中的玉米地上生物学产量和经济产量较单作玉米增加38．73％和23．4％，增产显著。玉米／大豆间作条件下玉米根系形态特征、根系活力、根际土壤有效养分含量都显著高于单作作物，间作作物根际中土壤细菌、真菌数量、土壤脲酶和磷酸酶活性较单作分别增加2．3倍、94．58％、53．38％、22．45％。有利于土壤中复杂态氮磷化合物转化为可给态的无机化合物，加速氮磷的分解和转移，提高根际土壤的有效养分含量。整个间作系统有明显的地上生物产量和经济产量优势。     

长期施肥对棕壤丛枝菌根真菌群落结构及其侵染的影响

目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌有改善根际土壤环境、促进植物对养分的吸收、增强植物抗逆性和增加农作物产量等重要作用。本研究旨在探明长期施肥条件下玉米-大豆轮作棕壤丛枝菌根真菌群落结构、对玉米根系侵染的变化及其影响因素。【方法】以沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验(38年)耕层(0—20 cm)土壤为材料,于2016年6月选取其中6个施肥处理:(1)不施肥处理(CK);(2)单施化学氮肥(N);(3)施用化学氮磷肥(NP);(4)施用化学氮磷钾肥(NPK);(5)单施有机肥(M);(6)有机肥和化学氮磷肥配施(MNP),采用PCR-DGGE、克隆测序及台盼蓝染色法,分析土壤和玉米根系定殖的AM真菌群落结构及侵染率,并结合环境因素进行冗余分析和典型对应分析。【结果】施用有机肥处理土壤的碱解氮(AHN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)和可溶性有机碳(DOC)含量显著高于单施化肥和不施肥处理,且趋势为:有机肥处理化肥处理不施肥处理;与不施肥处理相比,单施化肥处理显著降低了土壤pH值,而施用有机肥处理显著提高了土壤pH值。通过PCR-DGGE及割胶测序,从土壤中得到AM真菌条带22条,根系AM真菌条带仅9条,共分离出13个OTU,从土壤样品中分离的AM真菌种群主要为球囊霉菌和巨孢囊霉属,而侵染玉米根系的AM真菌只有球囊霉菌。聚类分析表明长期不同施肥将棕壤中AM真菌分为了三大类群,分别为单施氮肥处理、施用有机肥处理和其他处理;根系AM真菌分为三大类群,第一类群NPK处理、第二类群为M处理和NP处理、第三类群为其他施肥处理。施用有机肥处理AM真菌的孢子密度显著高于单施化肥和不施肥处理,趋势为:有机肥处理﹥化肥处理﹥不施肥处理。各施肥处理AM真菌侵染率趋势为:NPK处理施用有机肥处理其他施肥处理。冗余分析结果表明棕壤AM真菌多样性与土壤理化性质无相关性,而孢子密度与土壤AHN、NH_4~+-N、AP、AK、DOC及土壤含水量呈显著正相关;侵染率与土壤NO_3~--N呈显著正相关;侵染率与孢子密度之间呈显著正相关;AM真菌的多样性与孢子密度和侵染率之间没有相关性。典型对应分析表明AHN、AK、DOC、NH_4~+-N对AM真菌的群落组成影响显著。【结论】长期施肥通过改变土壤理化性质,从而对棕壤AM真菌的群落结构产生了显著影响,进而对AM真菌的侵染产生影响。     

新疆连作棉田施用生物炭对土壤养分及微生物群落多样性的影响

【目的】研究生物炭处理对新疆连作棉田土壤养分和微生物多样性的影响,为农业废弃物的合理利用和防治棉花连作障碍提供科学依据和理论指导。【方法】在大田覆膜滴灌栽培条件下,测定土壤养分含量,并采用常规培养法,结合Biolog微平板技术对连作棉田根际和非根际土壤可培养微生物、生理菌群数量和碳源利用进行分析,研究施用生物炭对新疆石河子垦区灰漠土和风沙土土壤养分和微生物多样性的影响。灰漠土试验分别设生物炭+常规NPK施肥（BC+CK）和常规NPK施肥（CK）两种,生物炭施用量22.5 t·hm^-2;风沙土设低量生物炭+常规NPK施肥（BC1+CK）、高量生物炭+常规NPK施肥（BC2+CK）和常规NPK施肥（CK）3种,低量生物炭施用量22.5 t·hm^-2,高量生物炭施用量45 t·hm^-2。【结果】施用生物炭对新疆连作棉田根际和非根际土壤pH和养分有一定的影响。和常规施肥相比,灰漠土pH降低或差异不显著,风沙土则显著升高。有机质含量两组灰漠土根际土壤分别增加36.1%和7.9%,非根际土壤分别增加32.8%和15.4%;风沙土低量生物炭和高量生物炭根际土壤分别增加63.6%和295.1%,非根际土壤分别增加93.5%和108.8%。灰漠土其余养分含量规律不明显,风沙土速效磷和速效钾含量有增加趋势,速效氮含量降低。施用生物炭对新疆连作棉田根际土壤细菌和真菌数量有提升作用,风沙土作用效果好于灰漠土。两组灰漠土根际土壤细菌数量分别提高2.2%和72.1%,真菌数量分别提高80.0%和83.3%;风沙土低量和高量生物炭处理细菌数量分别提高16.1%和35.7%,真菌数量均提高了300.0%。同时施用生物炭提高了灰漠土根际和非根际土壤纤维素分解菌和自生固氮菌的数量,但亚硝化细菌数量有降低趋势;风沙土根际和非根际土壤5类生理菌群的数量均显著提高。土壤微生物群落碳源利用表明,施用生物炭土壤微生物活性差异不显著或显著提升,但风沙土根际土壤微生物的作用效果好于非根际土壤;根际土壤Shannon指数有升高趋势。【结论】总体而言,施用生物炭能提高新疆灰漠土和风沙土连作棉田根际土壤养分和微生物多样性,且风沙土的改良效果好于灰漠土。     

科学施肥应注意的"三个规律"和"两个时期"

肥料施入土壤以后,被土壤中的水分溶解,变成土壤溶液中的养分,根系通过质流和扩散两种途径吸收。质流是指通过作物的水分蒸腾作用,养分随土壤水分迁移到根的表面,被根系吸收;扩散是指作物根系吸收根附近的土壤养分后,根际附近水溶液中的养分变少,其它地方土壤高浓度水溶液中的养分就扩散到根附近,使根际土壤养分被根系吸收。     

土壤连作障碍发生的原因及其调控研究进展

连作障碍是在农业生产中常见的现象。研究发现,发生连作障碍的土壤主要是因为植物根系微生物生态结构失调,产生并积累了病原微生物,且这种病原微生物大大抑制了有益根系微生物的生长,并进一步导致土壤养分丢失、土壤pH值失调,最终导致植物病虫害增加,作物产量和质量下降。通过施用根际促生菌、有机肥、嫁接和生物质炭等方法,能明显减少植物自毒物质,增加有益土壤微生物,并改善根际土壤微生物生态结构,从而减轻植物连作障碍的问题。     

专用生物有机肥对营养钵西瓜苗生长和根际微生物区系的影响

采用营养钵试验和室内分析相结合的方法探讨施用西瓜专用生物有机肥(BIO)对营养钵西瓜苗的促生效果及对西瓜根际土壤微生物区系的影响。结果表明:施用BIO的西瓜苗地上部干质量分别是施用有机肥(OF)和化肥(CF)的2.59倍和2.15倍,西瓜苗根系干质量分别是OF和CF的2.14倍和1.56倍,且差异均显著。施用BIO的西瓜苗根系总根长、根系表面积、根系总体积、根尖数和根平均直径数量均显著高于OF和CF。施用BIO的西瓜苗根际土壤中细菌(bacteria)、放线菌(actinomyces)和多黏芽孢杆菌(Panibacillus polymyxa)的数量均显著高于OF和CF,其中多黏芽孢杆菌数量是CF的31.9倍,而真菌数量显著低于OF和CF。DGGE分析表明:施用BIO的西瓜苗根际土壤中细菌多样性指数最高,真菌多样性指数最低;施用CF的西瓜苗根际细菌多样性指数最低。结论:营养钵中施用BIO能显著改善根际土壤微生物区系,培育发达的西瓜根系,促进西瓜苗健壮生长。     

生物有机肥对‘滁菊’连作障碍的影响

[目的]连作导致‘滁菊’生长受到抑制,产量及品质下降.通过研究生物有机肥(BOF)对‘滁菊’产量及主要品质的影响,探究‘滁菊’连作障碍防控的最优方案.[方法]在‘滁菊’扦插育苗及大田移栽时分别或同时施用生物有机肥,试验共设4个处理:1)常规土壤育苗+连作土壤定植(CKn+CKf);2)常规土壤育苗+连作土壤施用BOF定植(CKn+BOF);3)常规土壤施用BOF育苗+连作土壤定植(BOF+CKf);4)常规土壤施用BOF育苗+连作土壤施用BOF定植(BOF+BOF).测定不同处理中‘滁菊’的根系活力,根际土壤和非根际土壤尖孢镰刀菌数量,根际土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和脲酶活性,鲜花产量,花序黄酮含量及与‘滁菊’主要品质相关的指标.[结果]施用生物有机肥不仅能够增加‘滁菊’根系活力,提高3种土壤酶活性,并能显著抑制‘滁菊’根际土壤尖孢镰刀菌数量.生物有机肥能有效提高‘滁菊’产量及黄酮含量,还能显著提高‘滁菊’株高、茎粗、冠幅、分枝数、根冠比、鲜质量和生物量等主要生长指标.其中BOF+CKf处理能显著提高‘滁菊’根系活力和地下部鲜质量,但其他生理指标与对照处理(CKn+CKf)相比无显著差异.BOF+BOF处理的‘滁菊’综合指标最佳,其产量、黄酮含量、叶绿素含量以及叶片氮素含量均显著高于对照CKn+ CKf,分别提高了34.71％、95.71％、73.76％和97.22％.[结论]育苗与大田移栽时同时施用生物有机肥,不仅能显著抑制‘滁菊’根际土壤尖孢镰刀菌数量,提高3种土壤酶活性,而且能明显促进‘滁菊’生长,提高‘滁菊’产量及其主要品质,该处理为‘滁菊’实际生产中连作障碍防控的最优方案,将为‘滁菊’连作障碍的防控提供理论依据和技术指导.     

地膜玉米对土壤水分利用的试验研究

通过地膜玉米、垄沟玉米在丰、欠降水年的产量性状、水分收支平衡情况的比较分析,说明地膜玉米由于提高水分利用效率,在欠水年有明显的暗效果,而在丰水年也有一定的增产作用。     

覆膜方式对雨养饲用玉米生长、产量及水分利用效率的影响

为促进冀西北坝上高寒半干旱区旱地饲用玉米稳产、高产和提高水分利用效率，于2016—2017年在农业部张北农业资源与生态环境重点野外观测试验站，进行了露地平作(ck)，双垄沟覆膜、微垄覆膜、土下覆膜处理对饲用玉米叶面积指数、干物质积累、土壤水分、产量和水分利用效率影响的试验研究。结果表明，在丰水年，双垄沟覆膜处理效果最好，与露地相比叶面积指数、干物质积累量、土壤蓄水量分别提高36.45%、70.24%、13.25%，产量和水分利用效率提高了67.24%和87.66%；在欠水年，土下覆膜处理效果最佳，较露地增产71.31%，水分利用效率提高81.69%。双垄沟覆膜是寒旱区提高饲用玉米产量和高效利用降水的有效技术，土下覆膜则更适用于土壤贮水丰富农田的高水效生产。     

不同施肥处理对大豆植株根系及产量的影响

试验采用营养极度缺乏的生土土壤,研究了施肥种类对大豆根系及产量的影响,结果表明:NPK+Org(有机肥)、Org、K、N四种施肥处理,根系总吸收面积较大;Org和P肥对大豆苗期根瘤的产生有促进作用,但P肥处理根瘤衰亡的速度过快;NPK+Org、Org处理的经济产量显著高于其他各处理,且NPK+Org处理的经济产量也显著高于单施Org处理。研究对人工造地、矿区复垦当年增产具有重要应用价值。     

不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响

为探索烤烟的科学施肥模式,采用根箱培养法研究了不同施肥模式对烤烟生长和根际氮素营养的影响。结果表明,有机无机肥配施模式下烟苗的生物量和氮素吸收量比对照分别提高了120.45%和141.35%;铵态氮和碱解氮在土壤中的移动速率低于烟苗根系的吸收速率,施肥显著提高根际土壤中的铵态氮和碱解氮含量,有效增加了土壤氮素的供应强度;硝态氮在土壤中容易向根系表面迁移,施用化肥可提高根际土壤硝态氮含量,施用有机肥则相反;近根区(距根系3mm以内)土壤脲酶活性高于远根区(距根系10mm以外),施用有机肥提高了根际土壤脲酶活性,土壤有机质含量与脲酶活性呈正相关;近根区土壤pH显著低于远根区,单施化肥显著降低了根际土壤pH,有机无机肥配施对根际土壤pH无显著影响,单施化肥容易造成土壤酸化,有机无机肥配施可避免单施化肥产生的负面影响。     

活化有机肥对烟草根系生长和根际土壤微生物数量的影响

为探明活化有机肥对烤烟根系生长和土壤微生物的影响,于2008年对活化有机肥的施用效果进行了研究。结果表明,施用活化有机肥促进了烟株根系的生长发育,增加根鲜重和根体积,提高了根系活力,从而提高烟株对土壤水分和养分的吸收能力。同时,施用活化有机肥增加了土壤中三大类群的微生物数量,这对提高烟田养分利用效率可起到一定作用,其中以施用5g/株的效果较好。