土壤与作物

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郑绍辉, 赵鑫, Md.Matiul Islam

2017, 6(01): 1-8.

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大豆需要吸收大量的氮来完成其子实的高蛋白合成。大豆能通过与根瘤菌的共生关系来获取氮养分,所以一般认为大豆对氮肥反应不太明显,农民种大豆也不注重施氮肥。由于需要提供大量能量才能维持根瘤固氮系统的运转,所以只依靠根瘤固氮会增加植物体的生物负荷,从而限制高产。本文参考大豆氮代谢相关研究,阐述了大豆鼓粒期间的氮移动特征,指出大豆在鼓粒中期根系供氮不足的部分由来自叶片等营养器官的转移氮来补充,并认为这种氮转移会导致叶片老化,缩短鼓粒期,从而限制产量;提出大豆的开花后期至鼓粒期间施用氮肥有可能提高根系的供氮能力,延缓由氮转移而引起的叶片老化,利于产量的提高。因此,本文期望通过对大豆氮元素的吸收与利用过程的剖析,加深理解大豆对氮元素的需求机理,为合理施用氮肥以及提高大豆产量提供理论依据。

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CO_2浓度升高对不同大豆品种根际微生物丰度的影响

于镇华, 王艳红, 燕楠, 李彦生, 谢志煌, 金剑

2017, 6(01): 9-16.

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为明确大气CO_2浓度升高对不同大豆品种根际微生物丰度的影响差异,全面解析在高CO_2浓度下由微生物参与的土壤生态系统碳转化过程,本研究选取1950年-2003年间东北黑土区推广的4个大豆品种,利用开顶式气候箱(Open Top Chamber,OTC)模拟大气CO_2浓度升高至550 ppm,采用荧光定量PCR方法,解析了CO_2浓度升高对不同大豆品种根际微生物丰度的影响。结果表明:CO_2浓度(p=0.006)和大豆品种(p=0.013)对根际细菌16S rRNA基因拷贝数影响显著,CO_2升高对4个大豆品种根际土壤细菌丰度均有促进作用,而CO_2浓度和大豆品种的交互作用对根际细菌16S rRNA基因拷贝数影响不显著(p=0.362);CO_2浓度、大豆品种以及两者的交互作用对根际真菌ITS基因拷贝数影响均为极显著(p<0.001),真菌比细菌对CO_2浓度升高的响应更为敏感,与细菌和真菌生长所需的碳氮比和生长模式不同有关;CO_2浓度(p=0.169)、大豆品种(p=0.404)以及两者的交互作用(p=0.059)对根际反硝化细菌nir S基因拷贝数影响均不显著。

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水肥管理对春小麦产量和根际土壤肥力特征的影响

袁金华, 俄胜哲, 车宗贤, 包兴国, 曾希柏

2017, 6(01): 17-24.

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为确定灌漠土带田春小麦高产的水肥管理模式,本研究采用裂-裂区的试验方法研究了灌溉定额(4 500m~3·hm~(-2)、6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2))、绿肥(不种绿肥和种植绿肥)、化肥(不施化肥和施用化肥)及其交互作用对春小麦产量和根际土壤肥力的影响。结果表明,增加灌溉定额能显著增加春小麦产量,与4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额相比,6 000 m~3·hm~(-2)和7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额对春小麦产量的增加幅度为7.73%和9.99%。与不施化肥相比,施用化肥对春小麦的增产幅度为132%。绿肥和化肥之间的交互作用对春小麦产量的影响极显著,种植绿肥和施用化肥条件下春小麦产量最高,为2 639 kg·hm~(-2);种植绿肥和不施化肥条件下春小麦产量最低,为987 kg·hm~(-2);两者相差167%。随灌溉定额的增加,春小麦根际土壤速效氮和速效钾含量呈极显著降低的趋势,含水量和pH值呈极显著增加的趋势。种植绿肥能显著提高土壤的速效氮、有机质和含水量,能极显著降低土壤的pH值。施用化肥能极显著提高土壤的速效氮、速效磷和含盐量,能极显著降低土壤的速效钾、含水量和pH值。灌溉定额与化肥之间的交互作用对土壤速效氮含量的影响表现显著,4 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和施用化肥条件下土壤速效氮含量最高,7 500 m~3·hm~(-2)的灌溉定额和不施化肥条件下土壤速效氮含量最低,两者相差80.6%。依据本研究得出的灌漠土带田春小麦高产的最佳水肥管理模式为:6 000 m~3·hm~(-2)的灌溉定额、种植绿肥和施用化肥相结合。此管理模式下的带田春小麦产量为2 667 kg·hm~(-2),根际土壤速效氮、速效磷、速效钾、有机质、含水量和pH值分别为106 mg·kg~(-1)、34.7 mg·kg~(-1)、93.6 mg·kg~(-1)、23.3 g·kg~(-1)、11.5%和8.29。

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野生大豆与栽培大豆抗旱性对接种丛枝菌根真菌的响应

孔钰凤, 朱先灿, 张建峰, 田春杰

2017, 6(01): 25-31.

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采用盆栽试验,分别对栽培大豆和野生大豆接种AM真菌进行研究,同时设不接种对照。接种和不接种处理均下设2种水分处理:植物生长期间全程正常供水和前期正常供水后期干旱处理,研究了水分胁迫下接种丛枝菌根(AM)真菌对栽培大豆和野生大豆生理生化特性的影响及菌根水孔蛋白基因GintAQPF1和GintAQPF2表达量的变化。结果表明:干旱胁迫下接种AM真菌能刺激野生大豆和栽培大豆根系伸长生长,对茎秆的促进作用并不明显;干旱胁迫下脯氨酸含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著高于未接种对照组,其中接种AM真菌的野生大豆脯氨酸含量、CAT活性增幅最大;未接种AM真菌的栽培大豆与野生大豆丙二醛(MDA)含量与相应接种AM真菌组比显著增加;接种AM真菌的野生大豆与栽培大豆中GintAQPF1和GintAQPF2表达量均显著增加,其中野生大豆GintAQPF2表达量显著高于栽培大豆。说明接种AM真菌能够促进脯氨酸积累,增加CAT活性,提高GintAQPF1和GintAQPF2基因表达,刺激根系的伸长生长。

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施氮量对胡麻产量相关生理因子、品质和氮肥利用率的影响

王斌, 谢亚萍, 牛小霞, 牛俊义

2017, 6(01): 32-38.

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在北方旱地地区,研究了氮肥施用量对重要油料作物胡麻产量、品质和氮肥利用率的影响,以期为胡麻合理施肥提供依据。结果表明,与不施肥相比,施氮量在90 kg·hm~(-2)时,平均增产27.35%,单株果数、每果粒数、单株产量和蛋白质含量分别增加23.1%,7.47%,48.9%和14.0%;施用氮肥缩短了出苗-开花时间,延长了籽粒灌浆时间,提高了氮肥的表观利用率,但对千粒重和胡麻籽粒含油率影响不显著。氮肥促进了胡麻生长发育和氮的吸收,但是氮肥生理利用率随氮肥施用量的增加而显著下降。施氮量在90 kg·hm~(-2)时,能较好地协调胡麻高产与氮肥合理利用的关系。

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红小豆萌发期耐旱种质筛选

赵倩, 卢杰春, 郑浩宇, 金喜军, 张玉先

2017, 6(01): 39-44.

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本研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,首先研究了不同PEG-6000浓度对3份红小豆品种发芽期的根长、上胚轴长、真叶数、发芽指数和活力指数的影响,明确了红小豆萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000浓度为10%;进而以10%的PEG-6000对40份红小豆种质资源进行萌发期抗旱性鉴定,利用隶属函数法进行耐旱性的综合评价筛选耐旱红小豆种质2份,较耐旱型种质2份,耐旱中间型种质5份,干旱较敏感型种质6份,其余25份为干旱敏感型种质。

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国内外地域分异理论研究现状及展望

刘志强, 王明全, 金剑

2017, 6(01): 45-48.

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地域分异,国际上已经不再是地理学界单一的名词,它不仅涉及自然地理专业的地表生态系统的自然演化过程,还涉及人类活动影响下的经济、生态、环保、碳排放及碳汇交易等各方面。目前的国内地域分异研究,主要涉及到农业土地利用、农业资源、农业生态领域,近来多集中于社会经济领域,研究方法趋于数理模型与模拟研究,近些年来也出现了一些较高水平的文章,新的研究方法也得到了创新应用。

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长期不同施肥黑土团聚体有机碳分布特征

张久明, 迟凤琴, 韩锦泽, 周宝库, 匡恩俊

2017, 6(01): 49-54.

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土壤有机质是土壤的重要组分部分,在土壤肥力、环境保护及农业可持续发展等方面都具有重要作用。团聚体是土壤结构的重要组成部分,是形成土壤良好结构的物质基础,能够综合地反映土壤整体的肥力状况,其大小和含量成为土壤质量高低、抗侵蚀能力强弱的指标。近年来土壤有机质和团聚体的相互关系及其影响因素的研究越来越受到重视。本研究利用黑土长期定位试验4个典型施肥处理:有机肥马粪与无机肥氮磷钾混合施用(MNPK)、施用化肥氮磷钾(NPK)、施用有机肥马粪(M)和不施肥处理(CK),分析土壤团聚体粒级组成,以及不同粒级团聚体中有机碳含量分布特征,并分析不同粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率。结果表明:长期定位施肥的黑土(0~20 cm)进行团聚体颗粒分级后,土壤2 mm~0.25 mm和0.25 mm~0.053 mm团聚体为优势粒级,二者占土壤团聚体总量的46.5%和39.6%。各处理团聚体中有机碳含量因粒级而异,0.25 mm~0.053 mm粒级团聚体有机碳含量最高,<0.053 mm粒级团聚体中有机碳含量最低。有机无机肥配施(MNPK)处理各粒级有机碳含量较对照都有不同程度增加,MNPK、M、和CK处理在2 mm~0.25 mm对土壤有机碳的贡献率最大,分别为53.0%、45.7%和51.1%,单施化肥处理(NPK)在0.25 mm~0.053 mm对土壤有机碳的贡献率最大为47.9%。以上结果与各粒级团聚体在长期施肥土壤中所占比例相一致。

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豫东平原超高产夏玉米测土配方施肥技术参数研究

王红军, 张静, 皇甫自起, 张慎举, 田伟, 纪磊, 赵永梅

2017, 6(01): 55-60.

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为了向豫东平原潮土生态类型区夏玉米超高产栽培提供测土配方施肥技术参数,进行了5个不同氮磷钾肥配施处理田间试验。试验结果表明,夏玉米在12 835.5 kg·hm~(-2)~14 310.0 kg·hm~(-2)的生产水平下,每形成100 kg籽粒产量分别需要吸收氮(N)2.81 kg、磷(P_2O_5)1.25 kg和钾(K_2O)3.10 kg;氮肥、磷肥和钾肥的利用率分别为35%、25%和31%;单位剂量养分夏玉米籽粒增产量(kg·kg~(-1))分别为:氮肥9.7、磷肥16.5、钾肥11.9、氮磷钾肥7.7;土壤有效养分校正系数分别为:氮素1.287 7、磷素1.409 6和钾素0.985 2;无肥区土壤供肥量(kg·hm~(-2))分别为:氮(N)225、磷(P_2O_5)105和钾(K_2O)252;土壤贡献率为64.4%,肥料贡献率为35.6%。

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青枯雷尔氏菌噬菌体研究进展

苏靖芳, 于浩, 刘俊杰, 郭兆奎, 孙宏伟, 顾刚, 王光华

2017, 6(01): 61-66.

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烟草等茄科植物青枯病的防治是世界性难题,传统的化学方法、轮作及种植抗病品种等都不能有效控制该病害。探索一种新型、有效的生物防治方法——"噬菌体疗法"成为近年来研究的热点。噬菌体应用于细菌性疾病或病害的防治可以追溯到上世纪初,然而伴随着抗生素的发现和广泛应用,噬菌体疗法在相当长的时间里被忽略。近年来,随着耐药性细菌和超级细菌的出现,利用噬菌体防控细菌性疾病和病害的研究越来越受到人们的重视。本文简单阐述了噬菌体的早期研究与复苏的历史,青枯雷尔氏菌噬菌体的获得方法、分类及潜在应用,指出了噬菌体应用研究中存在的问题,并对其以后的发展进行了展望。

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甘肃地区道地药材根际固氮微生物分离鉴定

杜文静, 刘锦霞, 李晶, 李娜, 丁品, 武建荣, 张建军

2017, 6(01): 67-72.

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为调研甘肃中药材种植区的固氮微生物资源,从党参、黄芪和当归3种药材种植地的根际土壤中分离具有固氮酶活性的微生物,单菌株纯化并进行分子生物学鉴定,最后通过乙炔还原法检测各菌株的固氮酶活性。结果表明:这3种作物的根际土壤中固氮微生物资源丰富,共分离得到28株具有固氮酶活性的菌株,经鉴定主要为根瘤菌属、芽孢菌属、单孢菌属、无色杆菌属和粘着箭菌属等,固氮酶活性为53.5 C_2H_2nmol·(h·ml)-1~295.3 C_2H_2nmol·(h·ml)~(-1),无色杆菌属的固氮酶活性较高。此研究为下一步筛选适合中药材生长的微生物固氮菌肥的菌种提供一定的理论依据。

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包膜肥料氮素释放特性的影响因素研究

王艳, 郑西来, 段玉环, 辛佳

2017, 6(01): 73-79.

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新型包膜肥料中氮素释放直接关系到肥料的利用效率和植物的生长。本文以硫包膜尿素(SCU)和树脂包膜尿素(RCF)为研究对象,采用水中溶出法,系统研究了肥水比、温度和溶液pH对不同包膜肥料氮素释放的影响。研究结果表明,两种包膜肥料的氮素释放特征曲线都可以用一元二次方程进行拟合且相关系数都达到极显著水平。氮素释放速率为RCF>SCU,氮素累积释放率分别于培养28 d和84 d后超过80%。肥水比越小,包膜肥料的氮素释放越快。温度升高可以促进包膜肥料的氮素释放,在低温范围内,包膜肥料氮素释放速率没有显著变化;当温度升高到35℃时,包膜肥料的氮素释放速率明显加快。培养结束后,RCF和SCU在35℃时的氮素累积释放率比5℃和15℃时增加约52%和25%。水溶液的pH值对RCF和SCU的氮素释放则没有显著的影响。

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