- 2022年第1期文章目次
>研究报告
-
2022(1):1-8. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20532
摘要:以博斯腾湖湖滨绿洲为研究区,对土壤高光谱反射率R进行数学光谱变换,并计算其差值型、比值型、归一化型3种盐分指数,通过显著性检验优选特征波段,结合土壤表层盐分实验数据,构建基于地理加权回归模型的土壤表层盐分含量估算模型。研究结果表明:1)土壤表层盐分含量平均值为7.535 g·kg-1,其光谱变换建模选取的特征波段集中在466~482、1669~1728、1979~2371 nm,其中对数倒数的一阶微分(1/lgR)′相关性较好,相关系数绝对值为0.672;2)构建3种盐分指数优选的特征波段集中在1700~1728、1992~2014、2375~2405 nm,建立的模型决定系数均大于0.870,光谱反射率R的决定系数仅为0.621;3)差值型盐分指数优选特征波段建立的地理加权回归模型为最优模型,建模集与检验集的决定系数R2分别为0.934和0.915,RMSE分别为1.186和0.917。
-
2022(1):9-15. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20573
摘要:构建基于高光谱数据的土壤全氮含量估测模型,为快速、准确监测农田土壤全氮含量,判断作物生长发育情况和评价土地质量提供新的技术和方法。以新疆南疆地区主要类型土壤为研究对象,于室内测定土壤全氮含量和光谱反射率数据,利用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机回归(SVM)、随机森林回归(RF)与光谱反射率(R)及其4种数学变换相结合,建立全区和分区全氮含量估测模型。结果表明,PLSR最优模型的预测集R2和RPD分别为0.73和1.82;SVM最优模型的预测集R2和RPD分别为0.75和1.97;RF最优模型的预测集R2和RPD分别为0.86和3.52,3种模型的预测能力依次为RF>SVM>PLSR。除一阶微分(FD)变换外,其它数据变换均对模型精度有不同程度的提高。R及其4种变换后数据均以RF建模精度较高,而以PLSR和SVM建模精度相对较低。全区模型稳定性要高于分区模型,分区模型差异性较明显,稳定性较差。总体来看,RF模型的预测能力稳定,适用性较好,精度较高,可较精确地估测土壤全氮含量;而PLSR和SVM模型只能对全氮含量进行粗略估测。因此,利用RF模型可实现研究区土壤全氮含量的快速准确估测。
-
展文洁,陈一昊,曾子豪,张畅,张水梅,程松,梁尧,袁静超,任军,刘剑钊,蔡红光
2022(1):16-24. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20553
摘要:通过剖析不同氮肥施用方式下,玉米根系统随生育进程在0~ 60 cm 不同土层内分布特征及地上部产量和氮累积量的变化,以期为氮肥合理施用提供理论依据。以先玉335 为供试品种,进行了 4 年田间定位试验。设3 个处理:无氮区(N0);氮肥一次性基施 200 kg/hm2(N1);氮肥分次施用(N2),基肥50 kg/hm2,拔节期 150kg/hm2。于试验起始后第 3 和第 4 年测定了0~ 60 cm 土层根系干重、根长、根表面积、根系平均直径等指标动态变化及地上部干物质和氮素累积,并于成熟期测定籽粒产量。增施氮肥显著提高玉米产量、干物质累积和吸氮量。与无氮区相比,两年间施肥处理下的产量增幅为122.0% ~ 177.9%,生物量增幅为 76.3% ~ 127.8%,吸氮量增加 191.0% ~ 272.4%。低氮促进了根系的生长,使根冠比增大。2013 年,N0处理比N1和N2处理的根冠比分别增加 62.5% 和 79.3%;2014 年,N0 处理比 N1 和 N2 处理分别增加 75.8% 和 75.8%。随着生育进程的推进,与N0 处理相比,N1 处理对根系生长产生抑制作用,但年际间差异显著;降雨丰沛年份,在12 展叶期根系生长即出现抑制情况,0 ~ 50 cm 土层的根长和根表面积受到抑制,降幅为 10.4% ~ 43.0%;雨量正常年份,在开花期各土层根系生长受到抑制,降幅为 1.3% ~ 47.6%。与 N2 处理相比,N1 处理氮肥一次性基施在土层 0~ 40 cm 的根系动态生长均受到抑制,其中在花后20 d 至成熟期,0 ~ 40 cm 土层的根系干重、根长和根表面积分别减少 15.3%、7.9% 和 8.2%。N2 处理下,根系在各生育期的空间分布上均显著优于 N1 处理,且在开花后20 d 表现最为显著。氮肥分次施用优化了根系形态,促进根系的纵深分布,更有利于养分的吸收,且在年际间表现稳定,是获得春玉米高产稳产的合理施肥方式。
-
2022(1):25-32. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20516
摘要:探寻旱区适宜的水氮配置对地下渗灌枣树光合特性及产量的影响。以8年成龄枣树作为研究对象,设置不同灌溉定额(W1:2250 m3/hm2、W2:3000 m3/hm2、W3:3750 m3/hm2)+施氮量(N1:240 kg/hm2、N2:300 kg/hm2、N3:360 kg/hm2)的2因素3水平试验。分析不同配置对枣树叶片光合特性(Pn、Tr、Gs、Ci)、叶片叶绿素含量(SPAD)和叶片氮含量(N)、水分利用效率(WUE)、氮肥偏生产力及产量的影响。结果显示,不同水氮配置处理间Pn、Tr、Gs、Ci存在显著性差异(P<0.05),随着灌水量和施氮量的增加,Pn、Tr、Gs和叶片SPAD逐渐增加;Ci和N随着灌溉量的增加逐渐减小;氮肥施入量显著提高Ci和N的值。适宜的水氮配置,有利于光合特性、叶片SPAD、氮肥偏生产力、水分利用效率、产量构成因素和产量的增加。W2N2条件下的水分利用效率最高(2.54 kg/m3),氮肥偏生产力最高(24.15 kg/kg),产量构成因素及产量(7246.26 kg/hm2)仅次于W3N3,并且从水氮配置交互作用考虑枣树光合特性、叶绿素含量、含氮量、耗水量、产量及氮肥偏生产力,选择适宜的水氮配置不仅有利于提高枣树产量,还能达到较为理想的水分利用效率和氮肥偏生产力。通过研究分析得出:宁夏旱区同心圆枣地下渗灌节水高效生产的适宜水氮配比为:灌溉量3000 m3/hm2、施氮量300 kg/hm2。
-
2022(1):33-39. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20569
摘要:回归反应实际氮肥与产量效应的函数,并通过合理分析边际成本组成计算出适宜的氮肥最佳施用量,是肥料效应函数法氮肥施肥推荐的关键。以13年长期定位试验为平台,化肥氮处理分别为0、45、90、120、180、240 kg/hm2,利用2015~2017年平均产量,建立长期试验的氮肥产量效应函数,求最佳氮肥推荐量。计算的边际成本包括:氮肥边际成本、小麦和玉米吸收磷营养边际成本、小麦和玉米吸收钾营养边际成本。吸收磷、钾营养成本为等价化肥磷、钾。用长期定位试验相对稳定产量数据,得出氮肥与小麦、玉米产量效应方程,回归系数大于0.9946。边际产投比2,按本文计算实际边际成本计算方法,最佳氮肥施用量由按通常计算方法计算结果207.15 kg/hm2降为196.50 kg/hm2;边际产投比5,最佳氮肥施用量由按通常计算方法计算结果193.54 kg/hm2降为158.55 kg/hm2。通过改进边际成本计算方法能够降低氮肥推荐量,即改进边际成本计算方法能够矫正当前推荐施肥量偏高的问题。
-
2022(1):40-46. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20583
摘要:为了探讨氮(N)、钾(K)互作对长江流域棉花产量和氮肥利用效率的影响以及适宜的施肥水平,于2017 年在武汉市黄陂区武汉市农业科学院蔬菜研究所实验基地和 2018 年在湖北荆州大同湖农场进行大田试验,分别于 7 月上旬、8 月上旬、10 月上旬在每处理小区挑选 3 株代表性植株,分类采集茎、叶、蕾铃等各个器官并测定其氮素含量和产量,研究 N、K 肥料配施对棉花产量及 N 肥利用效率(NUE)的影响。结果表明:在不施用 K 肥时,棉花施用 N 肥的平均增产率为 58% ~ 89%,而在施用 K 肥时,棉花施用 N 肥的平均增产率高达65% ~ 141%。同时,N、K 配施显著提高了 NUE,与不施用 K 肥比,施用 K 肥处理提高 NUE 14.6%。总体上,N、K 互作能够促进棉花生长及产量,提高 NUE,从而在一定程度上减少肥料过剩而造成的污染。长江流域棉花产量及环境效益最佳的 N 肥用量为 190 ~ 375 kg·hm-2,平均为 283 kg·hm-2;最佳 K 肥用量为 56.5 ~ 185.0kg·hm-2,平均为 120 kg·hm-2。
-
2022(1):47-53. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20585
摘要:为了明确氮肥类型和种植密度对辽河三角洲水稻产量和氮素利用的影响,选择典型稻田,以不施肥+稀植和不施肥+密植为对照,在氮肥施用量相同的基础上,设置了普通尿素+稀植、普通尿素+密植、控失尿素+稀植、控失尿素+密植处理,分析了不同处理方式下的水稻生长、产量和氮素利用率的差异。结果表明:水稻产量和氮素利用率受到氮肥类型的显著影响,而种植密度以及氮肥类型×种植密度的交互作用对水稻产量和氮素利用率的影响不显著。与施用普通尿素相比,不管是稀植还是密植,施用控失尿素均能够提高水稻产量(6.6%~13.8%)和氮素利用率(5.4%~10.1%)。而与稀植相比,密植并不能提高水稻产量和氮素利用率。虽然密植后水稻群体增大,促进了前期干物质积累、氮素吸收和有效穗形成,但减少了生育后期的吸氮量,导致穗粒数显著降低10.3%。控失尿素能够提高稀植和密植处理的有效穗,但仅增加了稀植处理的穗粒数;此外,施用控失尿素还可以通过提高吸氮量、增加氮素利用率,从而间接减少氮素盈余15.7~28.2 kg/hm2。因此,在辽河三角洲地区,采用稀植方式配合施用控失尿素就可以提高水稻产量和氮素的吸收利用,这也是适宜该地区水稻稳产高产种植的有效管理措施。
-
2022(1):54-62. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20568
摘要:为研究不同区域磷钾养分对紫云英(Astragalus sinicas L.)生长和土壤性状的影响,为紫云英的高产栽培措施提供参考,在安徽合肥和广西南宁分别设置了不同磷钾养分添加的盆栽试验,测定了紫云英产量及养分累积量,并分析了土壤理化性状、胞外酶[α-葡萄糖苷酶(AG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、磷酸酶(PHO)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、β-木糖苷酶(XYL)]活性对磷钾养分的响应。结果表明:与不施肥处理相比,磷钾配施显著提升了安徽合肥紫云英鲜草产量和磷积累量,提升幅度分别为37.69%和54.01%;磷钾配施及单施钾肥处理对广西南宁紫云英全钾积累量分别提高了60.66%和59.23%。磷钾养分施用对安徽合肥土壤养分含量无显著影响,在广西南宁,单施磷肥显著提升了土壤有效磷和铵态氮含量,提升幅度分别为18.86%和75.59%;单施钾肥显著提升了土壤速效钾含量;磷钾配施显著提升了土壤速效钾和全氮含量。磷钾养分对安徽合肥6种土壤胞外酶活性皆有提升效果。土壤理化性状与酶活性在不同地区对紫云英鲜草产量贡献率不同,土壤理化性状中,安徽合肥土壤铵态氮、广西南宁土壤全氮对紫云英鲜草产量贡献率最高,分别为35.57%和21.82%;在6种胞外酶活性中,安徽合肥AG活性和广西南宁LAP活性贡献率最高,分别为25.56%和38.80%。由此可见,磷钾养分显著影响紫云英生长和土壤性状,影响程度与表现受土壤基础养分和地理环境的影响。在紫云英生长期添加适宜磷钾养分,可促进紫云英增产和土壤性状的改善,且磷钾配施效果最佳。
-
李文涛,于春晓,张丽莉,张伟明,杨立杰,杨恒哲,武开阔,李东坡,武志杰
2022(1):63-72. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20544
摘要:为揭示有机无机配施条件下15N尿素在稻田土壤中的残效状况,在我国北方棕壤性水稻土上进行盆栽试验,结合土壤氮素供应及水稻对肥料氮的吸收利用,探寻最佳的施肥方式。设置空白(CK)、尿素(N)、秸秆+
-
2022(1):73-80. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20521
摘要:当前设施葡萄栽培中水肥盲目投入问题严重,因为缺乏灌溉决策标准导致农户实际生产中难以合理应用水肥一体化技术。利用基于NB-IoT网络传输的固态电阻传感器设备对设施葡萄根系土壤水分进行实时监测,建立了基于土壤水分张力的设施葡萄灌溉决策指标,并依托水肥一体化设备实现自动灌溉。研究结果表明:智能灌溉与施肥结合的综合管理比农户常规管理单穗重提高161 g,产量提高20.2 t/hm2,可溶性固形物含量提高31.1%,含酸量降低21.9%,维生素C含量增加4.13 mg/100 g,用水量下降至2016 t/hm2,相比于农户滴灌方式节水效率达到33.3%,灌溉和施肥总成本节省32.2%。以萌芽至开花前土壤水分压力低于30 kPa,果实生长期低于200 kPa设置灌溉决策指标基本可以实现设施水量平衡,根据土壤养分供应和作物目标产量养分吸收量设置肥料投入定额,可以用于设施葡萄水肥一体化体系智能管理。
-
李欣雨,刘函亦,薛少琪,邢莉彬,彭亚茹,蒙元永,杨瑜,黄冬琳
2022(1):81-89. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20512
摘要:由于北方石灰性土壤锌有效性低,作物锌含量无法满足人体营养需求。前期研究发现种植绿肥可提高后茬小麦锌含量且后者与自身吸锌量正相关,但机制尚不明确。通过田间试验测定绿肥(黑麦豆、绿豆、高丹草)地上部锌含量,水培试验收集分析绿肥根系分泌物组成,土壤浸提试验测定根系分泌有机酸对土壤 pH 值及土壤锌的影响,从而揭示绿肥吸锌能力及其根系分泌物对土壤锌的活化效应。结果表明,不同种类及供锌水平绿肥根系分泌物存在差异,显著影响其吸锌能力。黑麦豆根系总有机酸和溶解性有机碳分泌量最高,其地上部锌含量最高;+Zn 处理绿肥根系分泌量及地上部锌含量均高于 Zn0 处理。根系分泌的有机酸中草酸最高,其次为琥珀酸和柠檬酸,富马酸较低,其均能降低土壤 pH 值和增加土壤浸提液 Zn2+ 含量,以草酸作用最强。相比其他两种绿肥,黑麦豆根系分泌的总有机酸最高,分泌的主要是草酸和柠檬酸,这可能是其活化土壤有效锌、吸收锌能力强的重要机制。
-
2022(1):90-96. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20530
摘要:为探明稻蛙种养对稻田土壤不同形态磷含量变化的影响,以正常施用化肥的稻田为对照,测定套养虎纹蛙后其对各个时期稻田不同形态无机磷、有效磷含量变化及水稻产量构成的影响。结果发现,在虎纹蛙养殖后10~90 d,试验田与对照田不同形态磷含量的变化趋势各有不同;其中Ca2-P含量不断下降,Ca8-P、Al-P、Fe-P含量则表现出先增加后下降的趋势,Ca10-P和O-P含量则不断增加,有效磷的含量在试验田和对照田均出现先增加后下降的趋势。在相同种养时期内,试验田的不同形态无机磷、总无机磷和有效磷含量均显著低于对照田(P<0.05)。由此可见,试验田不施化肥仅靠套养虎纹蛙,会导致稻田不同形态无机磷含量下降,有效磷供应不足,并造成水稻有效穗数、每穗粒数和总产量降低。因此,在稻蛙种养时应补充适量的磷肥才能防止供磷不足,从而提高水稻的产量。研究结果为稻蛙种养时土壤养分管理的改善提供新的理论依据。
-
杨德海,赵伟金,谢益燕,彭仁,蒲松,王天龙,符秀华,郑仕方,张晓龙,李晓婷
2022(1):97-103. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20541
摘要:为明确大理白族自治州(简称大理州)植烟土壤理化特征与烟叶化学成分的关系,采集并分析了大理州12个植烟县(市)的土壤和烟叶样品。结果表明:①大理州植烟土壤质地为重壤土,pH值和速效钾适宜,有机质、碱解氮、有效磷、水溶性氯和有效硼偏高,其中大理市速效钾偏低,漾濞水溶性氯偏高。②大理州烟叶总糖和糖碱比偏高,其他指标适宜。其中,弥渡氯偏高,总氮和钾氯比偏低,大理市淀粉偏高,巍山、南涧、剑川、漾濞、洱源、弥渡的氮碱比偏低。③简单相关与典型相关分析结果共同显示,在一定范围内,大理州烟叶钾离子含量与土壤pH值呈极显著负相关;烟叶总氮和烟碱含量与土壤有机质、碱解氮和有效硼含量呈极显著正相关;烟叶淀粉含量与土壤有机质和碱解氮呈极显著负相关。
-
2022(1):104-111. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20561
摘要:为了探讨不同种植模式对红壤水稳性团聚体粒径分布以及不同粒级团聚体中有机碳、氮含量,土壤微生物量碳、氮含量的影响,选择大豆、萝卜与玉米间作及3种作物的单作进行田间试验,在作物成熟期采样,进行样品测定。结果表明:在玉米-大豆(玉//豆)、玉米-萝卜(玉//萝)、玉米单作(玉单)、大豆单作(豆单)、萝卜单作(萝单)处理中,大团聚体(>0.25 mm)的百分含量明显高于微团聚体(<0.25 mm),其中以大团聚体中粒径为0.25~2 mm的百分含量最高且显著高于其余两种粒径,大团聚体百分含量表现为:玉//豆>玉//萝>玉单>萝单>豆单,微团聚体则与其相反。团聚体粒径中的有机碳含量表现为0.25~2 mm粒径最高、<0.25 mm粒径次之、>2 mm粒径含量最少、玉米大豆间作含量最高、玉米单作含量最低。团聚体粒级中全氮含量与有机碳分布一致,但单作的全氮含量高于间作。有机碳与全氮的C/N为间作高于单作,>2 mm粒径C/N高于其余两种粒径。微生物量碳、氮在团聚体粒径中的分布趋势一致,都表现为间作模式高于单作模式,大团聚体中的含量高于微团聚体。微生物量碳、氮的C/N为单作模式高于间作模式,微团聚体大于大团聚体。与单作相比,间作能提高土壤中水稳性大团聚体的含量,增加大团聚体粒径内的有机碳、氮及微生物量碳、氮的含量。
-
2022(1):112-121. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20543
摘要:以“国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站”的定位试验为平台,选取试验中的5个处理,即1)NK(不施磷肥);2)NPK(施氮磷钾化肥);3)MNPK(NPK化肥+有机肥);4)1.5MNPK(MNPK处理施肥量的1.5倍);5)SNPK(NPK化肥+秸秆还田),分析不同施肥下土壤全磷(TP)和有效磷(Olsen-P)的演变规律,探讨土壤全磷增量、有效磷增量与土壤磷盈亏的关系。结果表明,NK处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷处理土壤磷素均有盈余,其中1.5MNPK处理作物磷素盈余量最高;MNPK、SNPK处理作物磷素盈余量比NPK处理分别提高了12.01%、10.86%。试验28年后SNPK处理土壤TP、Olsen-P增幅比NPK处理分别提高了3.08、55.34个百分点;1.5MNPK处理土壤的TP、Olsen-P含量增幅最高。随试验年限延长,NPK、SNPK处理土壤TP、Olsen-P含量呈上升趋势;MNPK、1.5MNPK处理土壤TP含量呈上升趋势,年增幅分别为0.022、0.028 g·kg-1,土壤Olsen-P含量在试验前13年呈现快速上升,之后2~3年维持平稳,后12年呈下降趋势;施磷处理土壤TP和Olsen-P增量与磷素累积盈余呈正相关,土壤磷素每盈余100 kg·hm-2,土壤TP含量提高0.04~0.33 g·kg-1、土壤Olsen-P含量提高1.94~2.97 mg·kg-1,其中MNPK处理磷素增加最高。综上,土壤TP和Olsen-P增量随磷素盈亏而变化。氮磷钾化肥配施有机肥或配施秸秆还田促进作物对磷的吸收。施磷处理均增加土壤TP、Olsen-P含量,且氮磷钾化肥配施有机肥增加速度最快。
-
2022(1):122-130. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20547
摘要:依托2001年布设在陇中旱农区的田间定位试验,于2018年研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆还田(TS)和免耕+秸秆覆盖(NTS)对麦豆轮作体系下豌豆田土壤碳排放、土壤质量的影响。研究结果表明:1)NTS处理可以提高黄绵土土壤质量。NTS处理下土壤物理、化学和生物学质量均最高;2)NT、NTS可以减少黄绵土土壤碳排放量,增强土壤碳汇功能。各处理下土壤碳排放量表现为T>TS>NTS>NT。较T处理,NTS、NT处理下碳排放量分别减少21.58%、22.96%;不同处理下土壤碳排放效率(CEE)表现为NTS>NT >TS >T,NTS、NT和TS处理下土壤CEE较T处理分别提高了91.43%、34.29%和28.57%;T处理下豌豆田生态系统碳平衡(NEP)最低,NTS处理下最高;且较T处理,NTS处理下NEP显著提高114.18%,NTS处理下豌豆田表现为碳汇。因此,在陇中旱农区采取免耕秸秆覆盖的保护性耕作措施,既可以提高土壤质量,也可以减少土壤碳排放,增强农田土壤碳汇功能,是有利于陇中旱农区农田生产力水平持续提高的适宜耕作措施。
-
2022(1):131-138. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20534
摘要:石泉县是我国富硒(Se)的重点地区,研究其土壤Se元素的分布特征及影响因素,对特色农业资源的开发利用具有重要意义。为开发富硒土地,以1个·km-2的采样密度对石泉县研究区土壤的Se分布特征及其影响因素进行分析。结果表明:石泉县研究区表层土壤中Se含量为0.06~12.8 mg·kg-1,平均值为0.678 mg·kg-1,以足Se(0.175~0.40 mg·kg-1)或富Se(0.40~3 mg·kg-1)为主,其分布面积达到80.28%,Se中毒(>3 mg·kg-1)区域仅为3.83%,缺Se(<0.175 mg·kg-1)面积仅为15.88%。成土母质是影响石泉县Se含量的主要因素,高Se土壤主要分布在以页岩、板岩为母质的古生代地层区;Se含量与主要重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn、Pb等元素存在着较强的伴生关系;海拔、坡度等地形地貌因素对Se的含量无明显影响;另外,Se含量与pH存在一定正相关关系,与Mg、Al、Fe之间均具有极显著的负相关关系,与K关系不显著。
-
2022(1):139-146. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20559
摘要:选取位于河南中西部褐土土类的7个典型单个土体作为研究对象,通过土壤剖面形态特征和理化性质的分析,确定了它们在中国土壤系统分类中的位置。按照《中国土壤系统分类(第三版)》诊断标准,供试剖面中诊断出包括黏化层、钙积层、雏形层、氧化还原特征、温性土壤温度状况、半干润土壤水分状况等诊断层和诊断特性,7个剖面中,4个划归淋溶土纲,3个划归雏形土纲;按照土族和土系划分标准建立了杨岭系、诸葛系等7个土系。从高级分类单元和基层分类单元分别对7个土壤进行发生分类与系统分类之间的参比。此外,在高级分类单元级别上进行了中国土壤发生分类、中国土壤系统分类、美国土壤系统分类和世界土壤资源参比基础之间的参比研究,并建议中国土壤系统分类中新增“钙积干润雏形土”土类。
-
2022(1):147-154. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20574
摘要:为了揭示毛竹-白及复合经营系统中植物-土壤间的互作关系,在安徽省广德市邱村镇选择3个不同套种年限(1、3和4年)的毛竹-白及复合林分为研究对象,采用Biolog-ECO微平板技术,结合主成分分析对培养72 h土壤微生物群落功能多样性及其碳代谢特征进行分析。结果表明,毛竹-白及复合林分的土壤微生物碳源平均颜色变化率、Shannon丰富度指数和McIntosh均匀度指数随套种年限的增加呈逐渐升高的趋势,即4年>3年>1年。而Simpson优势度指数没有明显变化。主成分分析显示,3种套种年限的毛竹-白及复合林分土壤微生物群落具有明显的分布差异,且6大类碳源对土壤微生物群落代谢功能均具有一定的影响。土壤有机碳、全磷及pH值与微生物群落多样性指数具有显著相关性(P<0.05),土壤特性是影响土壤微生物群落代谢活性变化的重要因子。随着套种年限的增加,毛竹-白及复合林分的土壤微生物功能多样性逐渐提高。
-
2022(1):155-162. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20551
摘要:研究筛选滇重楼根际土壤解磷菌,提高滇重楼产量和品质,为其微生物菌肥的研发提供优良菌株。采集四川、云南、贵州中10个不同地区野生品和移栽品滇重楼根际土壤分离筛选高效解无机磷菌,通过钼锑钪比色法进行溶磷能力测定,结合生理生化和16S rDNA进行鉴定分析。结果表明,共分离纯化42株溶磷菌,发酵液中有效磷的含量为66.68~104.10 mg/L,其中属于芽孢杆菌属Z3-4菌株解无机磷能力最强,发酵上清液中有效磷的含量为104.10 mg/L、增磷量为38.55 mg/L、解磷率为37.03%。菌株Z3-4是一株具有高效解无机磷作用的细菌,可应用于生物菌肥的生产。
-
2022(1):163-171. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20515
摘要:我国设施蔬菜生产中缺乏有效决策指标来引导养分的科学投入,过量施肥已成为设施农业可持续发展的主要瓶颈。选用土壤电导率(EC)作为控制养分投入的决策指标,探索不同土壤EC对番茄生长、产量以及品质的影响,为未来智能化设施生产提供科学依据。通过在设施番茄体系实地试验,运用可视化电导率传感器对土壤进行实时监测,并结合水肥一体化设备进行养分投入,通过测定不同土壤EC对应的番茄生长、产量以及品质指标来分析最适合番茄生长的土壤EC。结果表明,番茄的株高、茎粗、叶片SPAD值等指标与土壤EC呈二次曲线关系,通过营养生长末期建立的二次曲线拟合得出株高在EC为4.03 mS/cm时达到最大值,茎粗和叶片SPAD值分别在EC为2.93和2.54 mS/cm时达到最大值;干物质累积量和产量也与土壤EC呈二次曲线关系,通过模型拟合得出番茄干物质累积量在EC为2.97 mS/cm时达到最大值,单果重在EC为3.19 mS/cm时达到最大值;外形品质和营养品质多个指标也与土壤EC呈二次曲线关系,模拟结果显示番茄商品果率在EC为2.77 mS/cm时达到最大值,番茄可溶性糖、有机酸、维生素C分别在EC为2.94、3.15和3.03 mS/cm时达到最大值。土壤EC与番茄生长、产量和品质均呈二次曲线关系,将土壤EC控制在合理范围既能保障高产、高品质,也有助于控制土壤养分盈余,降低环境风险。在具备水肥一体化设备的前提下,设施番茄生产中土壤EC控制在3 mS/cm左右比较适宜。
-
2022(1):172-179. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20549
摘要:植物钾、钙和镁3种养分之间存在交互作用,因此于2016~2019年在华南荔枝、龙眼主产区22个妃子笑荔枝园和8个储良龙眼园采集末次梢老熟期和果实膨大期叶片样本,测定叶片钾、钙、镁元素含量,用充足范围法研究荔枝、龙眼不同生育期的钾、钙、镁交互作用指标[K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)及Ca/Mg]的诊断标准值。结果表明,荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标在同一年份同一生育期的不同树之间、不同年份的同一生育期之间以及同一生长周期的不同生育期之间的差异均很大。但是,荔枝、龙眼高产群体的上述指标在不同年份的同一生育期的差异明显较小,而同一生长周期内不同生育期的差异仍为极显著(P<0.001),表明不同生育期应有不同的诊断标准。利用充足范围法,在荔枝叶片钾、钙、镁含量处于适宜范围的基础上,末次梢老熟期叶片K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)和Ca/Mg的适宜水平分别为3.1~4.2、4.1~4.9、1.8~2.2和1.15~1.54,果实膨大期的分别为0.51~0.92、1.63~2.81、0.40~0.73和2.62~3.66;在龙眼叶片3种养分含量为适宜水平的前提下,末次梢老熟期叶片K/Ca、K/Mg、K/(Ca+Mg)和Ca/Mg的适宜水平分别为1.55~2.06、8.9~10.2、1.32~1.69和5.1~6.2;果实膨大期的分别为0.46~0.61、5.3~7.5、0.42~0.56和11.1~12.8。上述指标为诊断荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁营养的平衡状态及指导3种养分的平衡施用提供了数据参考。
-
2022(1):180-187. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20571
摘要:丛枝菌根作为地球上最广泛的共生体,在各种逆境环境中发挥着重要作用。基于不同钼污染程度的钼矿区,分析了钼污染对丛枝菌根真菌侵染、繁殖及其分泌球囊霉素能力的影响。结果表明,在4个不同钼污染级别的土壤中,丛枝菌根真菌与植物共生关系的形成未受到钼污染的影响,平均菌根侵染频度为50.64%。洛阳钼矿区土壤的平均孢子密度为19.20个·g-1风干土,其中草本植物和木本植物根际土壤的平均孢子密度分别为18.2和20.3个·g-1风干土。在重度钼污染级别下,土壤总球囊霉素和易提取球囊霉素含量分别为1.53和0.72 mg·g-1,显著低于无钼污染土壤中总提取球囊霉素和易提取球囊霉素含量。相关性分析结果表明,钼含量与孢子密度和球囊霉素间存在显著负相关关系,而与菌根侵染率没有显著相关性。同时,除在轻度钼污染级别下,球囊霉素在其他3个钼污染级别下均与菌根侵染率不存在显著相关性。可见,钼污染虽然不影响丛枝菌根真菌对植物的侵染,但对丛枝菌根真菌繁殖及分泌球囊霉素的能力有一定的抑制作用。
-
2022(1):188-193. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20577
摘要:选取樱桃萝卜(Raphanus sativus L. var. radculus pers)为研究对象,在盆栽试验条件下以清水处理为对照(CK),并以浓度为 66.7 mg·L-1的芸苔素内酯为阳性对照(BHG),通过添加不同浓度(100.0、200.0 mg·L-1)的海藻提取物处理(SWE-1、SWE-2),探究了在高温胁迫(30℃)条件下海藻提取物对樱桃萝卜产量、果实品质、内源激素水平以及抗氧化酶系统的影响。结果表明,SWE-1、SWE-2均可有效缓解高温对樱桃萝卜生长造成的胁迫效应,以SWE-2处理效果最好。与CK处理相比,SWE-2处理的果实鲜重显著提高180.0%,可溶性蛋白含量显著提高35.2%;其叶片的SPAD值显著提高16.8%,硝酸还原酶活性显著提高57.7%,生长素含量显著提高145.4%,而脱落酸含量显著下降42.0%,丙二醛含量显著下降59.2%,谷胱甘肽还原酶活性提升15.7%,抗坏血酸过氧化物酶活性显著上升9.4%。与BHG处理相比,SWE-2处理的果实鲜重显著提高43.5%;可溶性蛋白含量显著提高49.6%,维生素C含量显著提高68.4%;其叶片硝酸还原酶活性显著提高17.1%,谷胱甘肽还原酶活性显著提高23.7%,抗坏血酸过氧化物酶活性显著提高29.9%,过氧化氢酶活性显著提高503.1%,而丙二醛含量显著下降41.7%。这表明海藻提取物能有效提高樱桃萝卜对高温胁迫的抵御能力并且效果优于芸苔素内酯。施用海藻提取物在显著提高樱桃萝卜对高温胁迫抵抗力的同时还显著提升了其产量和品质。海藻提取物获取方式简单、成本低廉,本研究为海藻提取物在果蔬安全生产上的科学施用提供了理论支撑。
-
2022(1):194-201. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20563
摘要:以铁皮石斛‘晶品一号’幼苗为试材,分别于叶面喷施不同稀释倍数(500、1000、1500倍)的海藻肥,研究其对4℃低温胁迫下铁皮石斛抗氧化生理特性及相关基因表达的影响。结果表明:1000倍稀释浓度的海藻肥有效缓解了低温胁迫下铁皮石斛叶片失活、叶绿素降解和丙二醛(MDA)积累;促进了脯氨酸(Pro)含量的增加,以及抗氧化系统中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及POD、SOD基因表达水平的升高,同时海藻肥处理降低了过氧化氢酶(CAT)活性及CAT基因表达水平。低温胁迫解除后的恢复生长初期,海藻肥处理下的铁皮石斛幼苗抗氧化酶活性高于对照组,有效提升了植株在恢复生长期的综合抗氧化能力。因此,在铁皮石斛幼苗的人工栽培中通过喷施适宜浓度的海藻肥可提高植株的抗低温能力。
-
2022(1):202-205. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20206
摘要:为提升北京市周边地区复合肥料生产企业产品质量,提高企业出厂检验能力,开展生产企业测定复合肥料中总氮含量的能力验证研究。能力验证样品符合均匀性和稳定性要求,总氮含量测定结果采用频率分布统计和稳健Z比分数统计方法进行分析研究。研究结果表明,18家参与能力验证单位的数据集中分布在中位值17.12附近,仅有低频数偏离,本次测定结果频率分布近似正态分布。Z值判定结果满意率为83.3%,说明80%以上的复合肥料生产企业对复合肥料中总氮含量测定的检验能力符合国家标准GB/T 8572-2010《复混肥料中总氮含量的测定.蒸馏后滴定法》的要求,近20%的复合肥料生产企业质量控制仍存在短板,因此企业应切实提高检验人员的检验能力和专业技术水平,最终达到提高出厂产品质量的目的。
-
2022(1):206-212. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20566
摘要:通过研究腐植酸与尿素结合工艺对尿素在土壤中转化的影响,为腐植酸尿素生产工艺的选择提供科学依据。在石灰性潮土上进行土壤培养试验,设置8个处理:不施尿素(CK)、普通熔融尿素(U)、0.5%添加量的腐植酸(HA0.5)、5%添加量的腐植酸(HA5)、腐植酸添加量为0.5%的掺混腐植酸尿素(HA+U0.5)、腐植酸添加量为0.5%的熔融腐植酸尿素(HAU0.5)、腐植酸添加量为5%的掺混腐植酸尿素(HA+U5)、腐植酸添加量为5%的熔融腐植酸尿素(HAU5),分析转化过程中的尿素残留量、铵态氮含量、硝态氮含量、土壤pH值及土壤脲酶活性。结果表明:(1)与对照尿素U相比,腐植酸尿素均可降低氨挥发,平均降低23.5%;添加5%腐植酸,熔融腐植酸尿素较掺混腐植酸尿素可显著降低氨挥发累积氮量13.5%。(2)两种工艺制备的腐植酸尿素均可在一定程度上减缓尿素水解。总体上,在培养的第0.25、0.5、1、2 d,腐植酸尿素处理的尿素残留量分别较对照尿素U高出29.2%、22.0%、10.3%、11.8%;熔融腐植酸尿素处理的尿素残留量较掺混腐植酸尿素显著高出21.3%~50.8%。(3)培养结束时,腐植酸尿素较对照尿素U可提高硝态氮含量3.8%~12.6%;熔融腐植酸尿素较掺混腐植酸尿素可提高硝态氮7.6%~13.8%。(4)在培养第0.25、0.5 d,与对照尿素U相比,掺混腐植酸尿素可分别降低脲酶活性19.1%、12.3%,而熔融腐植酸尿素可显著提高脲酶活性48.5%、102.1%。以上结果表明腐植酸无论与尿素以何种工艺结合均可降低氨挥发、减缓尿素水解,且熔融工艺的效果较掺混工艺更为明显。
-
2022(1):213-219. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20582
摘要:为制备酒糟腐熟复合微生物菌剂用于生产生物有机肥,对筛选得到的贝莱斯芽孢杆菌诱变育种菌株UN-5 和里氏木霉的复合效果进行了考察。针对菌种耐酸性、复合时二者拮抗性以及培养时间、菌种配比和培养pH 这 3 个影响复合菌剂纤维素酶活的主要因素设计单因素及正交实验。结果表明,复合菌剂的菌种配比、培养时间和 pH 对复合菌剂的纤维素酶活有显著影响。正交实验结果显示 UN-5 和里氏木霉制备复合菌剂的最佳条件为:培养时间 28 h,菌种配比(UN-5∶里氏木霉)为 2.5∶1,培养 pH 为 5.0,此条件下制备的复合菌剂纤维素酶活达125.24 U,有效活菌数为 10.3 亿 /g。
>专题综述
-
2022(1):220-229. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20513
摘要:作物临界氮浓度是作物达到最大生长的植株最小氮浓度。临界氮浓度随地上部植株干物质积累量增加而下降,可以用幂函数模型Nc=a×Wmax-b表示。已建立了数十种作物临界氮稀释模型,根据作物收获器官的特点,分为收获籽粒、收获鲜果实、收获块根块茎和收获地上部营养体4类,不同类型临界氮浓度稀释模型在模型参数和氮素诊断应用方面各有特点。临界氮浓度稀释模型除了植株临界氮浓度-植株干重这一典型形式外,还有器官临界氮浓度-器官干重、植株临界氮浓度-器官数量指标(叶片干重、茎鞘干重、LAI、叶面积持续期)等形式。因此,提出评价选择临界氮浓度稀释模型类型的基本原则。由于不同气候条件、不同作物类型,甚至同一作物不同品种的生育特性、氮素营养特性和干物质生产力差异很大,建立某一大类作物甚至某一种作物在各个气候区域的通用模型是困难的,应以一定生态区域某一作物特征相近品种类型作为建模基本单元。作物临界氮浓度稀释模型的应用包括计算氮营养指数(NNI)进行氮素营养诊断,计算临界氮积累量、亏缺量和氮肥需要量,预测作物产量和品质等。分析了以植株干物质重驱动的氮素稀释模型的局限性,指出最大植株干物质重的增加在本质上是作物发育进程的度量,临界氮浓度的概念提供了在某个生育时期确定植株适宜氮浓度的科学方法。提出首先进行区域和品种类型划分,通过田间试验确定作物不同生育期的临界氮浓度,进而建立以生育进程驱动的临界氮浓度动态模型的研究技术路线。
-
2022(1):230-238. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.20564
摘要:生物炭基肥是实现农作物秸秆资源化利用的一种绿色肥料,因其在农业生产中能够显著提高作物产量和品质而受到广泛关注。然而,生物炭基肥的制备过程影响生物炭基肥的缓释、成型和其他功能性效果,进而对作物产量和品质产生的影响缺乏系统而全面的报道。从生物炭原料、炭肥比、制备方法和制备工艺改性研究4部分阐述了生物炭基肥的制备过程对生物炭基肥性能的影响;总结了生物炭基肥的种类、与化肥的配比、施肥方式对其应用效果的影响,展望了生物炭基肥在我国农业作业推广中巨大的应用前景。得出了生物炭基肥的制备和应用规律,为生物炭基肥制备过程的优化、应用体系的完善提供方向,以期生物炭基肥在农业生产中的应用朝着友好的方向发展。