- 2023年第1期文章目次
>研究报告
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刘思博,殷国梅,冀超,丁海君,薛艳林,孙林,阿拉腾布拉格,高博,燕茹,吴昊,刘永录
2023(1):1-12. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21652
摘要:通过设置0~150 kg·hm-2 5个不同浓度梯度氮肥对首年苜蓿耕作土进行处理,通过ITS基因高通量测序以及相关性分析方法关联研究了不同处理苜蓿产量、土壤理化指标、真菌群落结构间的相互作用关系。结果表明,N60和N90处理下的苜蓿产量显著高于对照(N0)及高施氮(N120和N150)处理,且表征根际土壤肥力的指标总氮(TN)和土壤有机质含量在N60和N90处理中均提高,同时这两组的真菌群落丰富度指标(Chao1和PD指数)以及整体多样性指标(Shannon)显著高于其余处理。结合weighted unifrac PCoA和3种互补的非参多元统计检验方法(Adonis、Anosim和MRPP)得出各样品按分组聚类且各处理间差异显著(P<0.05)。子囊菌门(Ascomycota)在所有样品中均占绝对优势(92.77%±2.50%),目水平上N120和N150的物种组成则更为相似。通过共存网络分析发现,相比于其余处理,N60和N90的群落内部具有更大的物种复杂度及更高的群落稳定性(主要体现在网络中节点和关联数目以及内部具有较高的负黏连∶正黏连)。Procrustes分析显示,区别于随机组装模式,不同氮浓度处理操作下整体土壤的理化参数与样品真菌组成具有极显著的分布一致性(P<0.001)。同时,结合LEfSe和RDA分析发现,不同处理属水平的标志物种主要影响了各个处理整体对理化指标的响应关系。综上所述,在N90处理的施氮浓度下,无论苜蓿产量、理化指标或者真菌多样性均显著优于不施氮肥或高施氮肥处理,但其标志物大部分属于病原菌,提示该浓度长期处于苜蓿耕作土可能会促进土壤病原菌的富集。研究结果说明,适当浓度的氮肥处理会显著提高首年苜蓿产量及真菌群落多样性和稳定性,超过一定阈值,真菌群落结构发生显著变化;同时,在对氮肥浓度的选择上,既要考虑苜蓿产量及土壤真菌群落的整体稳定性,也要考虑长期特定浓度下可能带来土壤致病菌的累积危害性,整体上为苜蓿有效增产及维护根际真菌群落稳定性提供了有力的理论基础。
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2023(1):13-22. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21655
摘要:以‘天禧三号’和‘必抗T608号’番茄为试材,采用垄下覆膜栽培,设置有机肥正常用量(60 t/hm2,4M)、有机肥增施(120 t/hm2,8M)和氮钾化肥推荐用量(225 kg/hm2,N1)、氮钾化肥减施15%(191.25 kg/hm2,N2)、氮钾化肥减施30%(157.5 kg/hm2,N3),随机组合,共6个处理(4MN1、4MN2、4MN3、8MN1、8MN2、8MN3),探究氮钾化肥减量及有机肥增施对设施番茄品质的影响,进一步量化适宜的施肥梯度。结果表明:(1)增施有机肥后,两个品种番茄的单果重均有所增加。(2)正常有机肥处理后,两个番茄品种果实品质指标随氮钾化肥减施变化趋势不一,说明氮和钾在不同品质指标中发挥的作用不同;增施有机肥后,两个番茄品种品质指标(番茄红素、维生素C、可溶性糖等)随氮钾化肥减施占比增大基本均呈先升高后降低的趋势。(3)‘天禧三号’番茄在相同用量有机肥处理下减施氮钾化肥使果实中氮和钾含量均增加,磷含量呈先降低后升高的趋势;‘必抗T608号’番茄在相同用量有机肥处理下减施氮钾化肥使果实中氮含量均增加,磷含量降低,正常有机肥处理下减施氮钾化肥使钾含量下降,而增施有机肥处理下减施氮钾化肥使钾含量增加。此外,通过对番茄品质指标采用主成分分析,并对其综合排序,结果表明,4MN3处理对‘天禧三号’番茄果实品质的综合影响效果最好;4MN2处理对‘必抗T608号’番茄果实品质的综合影响效果最好。
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2023(1):23-29. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21640
摘要:通过5年定位试验,研究有机肥等氮量替代化肥对玉米地土壤养分及酶活性的影响,探索有机肥等氮量替代化肥,实现化肥减量增效。田间试验设置5个不同施肥处理:(1)100%化肥氮(CK);(2)25%有机肥氮+75%化肥氮(M25);(3)50%有机肥氮+50%化肥氮(M50);(4)75%有机肥氮+25%化肥氮(M75);(5)100%有机肥氮(M100)。研究结果表明:与CK相比,有机肥替代处理的土壤全氮和碱解氮含量在2019年(施肥第4年)和2020年(施肥第5年)均无显著差异,全磷含量在2019年无显著差异,但在2020年有机肥替代处理的土壤全磷含量均比CK少,其中M50、M75、M100处理为0.89、0.91、0.90 g/kg,与CK相比分别显著减少17.87%、15.24%、16.47%,M25处理与CK相比差异不显著。在2019和2020年试验中,M100处理的土壤有效磷含量为31.03~36.37 mg/kg,与CK相比,M100处理显著提高了土壤有效磷含量;在2020年试验中,各有机肥替代处理的土壤有效磷含量显著大于CK。与CK相比,有机肥替代处理的土壤脲酶活性和磷酸酶活性均无显著差异。试验中,有机肥替代化肥处理的穗长、穗粗、穗行数、行粒数较CK均无显著差异,但有机肥替代处理的秃尖在2020年均比CK小,其中M25、M50、M75、M100处理比CK分别减少28.57%、26.53%、14.29%、24.49%,并且与CK相比,M75、M100处理的百粒重分别显著增加10.14%~14.17%、20.54%。与单施化肥相比,有机肥等氮量替代化肥不会降低土壤养分含量(除全磷含量有所降低)和土壤酶活性,还可以在一定程度上增加玉米籽粒百粒重,减少秃尖长,优化玉米穗部性状,减少化肥的施用。因此,有机肥等氮量替代化肥是一种节肥、增效、环保的施肥方式。
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2023(1):30-38. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21660
摘要:盐碱地盐分含量高,会对植物生长起抑制作用或直接造成危害,盐碱地的安全利用对保障粮食安全具有重大意义。为探讨化肥减量配施不同有机肥对盐碱地土壤性状及镉形态的影响变化特征,试验在化肥施用减量20%的基础上,设厩肥30000 kg/hm2(AM)、生物有机肥600 kg/hm2(BF)、厩肥30000 kg/hm2+生物有机肥600 kg/hm2(AM+BF)及化肥正常施用量(CK)4种施肥处理,研究不同有机肥配施对土壤性状、镉含量及形态的影响。结果表明:2020年,处理BF较CK土壤镉含量显著降低了16.99%;2021年,处理BF和AM与CK相比,土壤镉含量分别降低了14.06%和10.16%,且差异显著。2020年,与CK相比,处理BF、AM和AM+BF土壤有效态镉含量分别显著降低了67.44%、34.88%和60.47%;2021年,处理BF、AM和AM+BF与CK相比,有效态镉含量分别降低了66.67%、27.27%和51.52%,且差异显著。与CK相比,有机肥配施对土壤中镉形态的分配比例有明显影响,交换态镉降低19.34%~75.69%、有机结合态镉提高45.78%~135.22%、土壤pH提高1.06%~5.81%;阳离子交换量提高5.29%~29.11%、有机质含量提高4.35%~30.14%、土壤容重降低0.76%~9.09%、过氧化氢酶活性提高7.84%~56.02%、脲酶活性提高14.67%~29.07%、碱性磷酸酶活性提高16.54%~40.09%、微生物量碳提高8.02%~25.09%、微生物量氮提高12.28%~33.12%。综上,在盐碱土壤条件下,配施有机肥可改善土壤理化性状、生物学特性,促进土壤交换态镉向有机结合态镉的转化,达到降低土壤有效态镉的目的。
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马新超,马国财,轩正英,闵昊哲,齐志文,成宏宇,谭占明,王旭峰
2023(1):39-47. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21650
摘要:为了探明水氮耦合对沙培黄瓜养分吸收及水肥利用的影响,以获取最适水氮耦合方案,为温室沙培黄瓜水氮科学管理提供理论依据。以“优胜美”水果黄瓜为供试品种,采用二次饱和D-最优设计进行了沙培黄瓜水氮耦合的田间试验,试验共设7个处理,每个处理3次重复,分别于苗期、花期、初瓜期、盛瓜期及末瓜期测定黄瓜植株各器官的氮磷钾吸收量,并对各处理的产量进行统计。结果表明:苗期植株对氮磷钾的吸收量较少,进入花期后植株养分吸收量快速增加,各器官养分的分配总体上表现出叶片和果实吸氮量较大,茎、根和花较少,植株对氮磷钾的吸收均随着灌水水平和施肥量的增加而增加,但过高的灌水水平和施氮量会抑制植株对氮磷钾的吸收;产量随着灌水水平的增加呈现开口向下的抛物线趋势,但灌水水平对产量的影响并不显著,产量随着施氮量的增加而显著增加,而过量施氮后会使产量降低,符合报酬递减规律,施氮量与水分利用效率呈显著正相关,与灌水水平呈负相关,但未达到显著水平,低水高氮的处理T3能获得最高的水分利用效率;施氮量是影响肥料利用率和利用效率的主要因素,并且其随着灌水水平的增加大体上呈现开口向下的抛物线趋势,中等适宜的灌水水平下增施氮肥能够得到较高的肥料利用率和利用效率。运用熵权TOPSIS法进行综合评价,各处理接近度Ci的排序为T4>T5>T3>T6>T7>T1>T2,得到T4为最优的水氮耦合方案,即在80.20%的灌水水平下施用氮肥623 kg/hm2,该方案能够达到农业生产中低投入和高产出的最终目标,并减少水肥浪费,可为温室沙培黄瓜水氮科学管理提供理论依据。
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2023(1):48-56. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21656
摘要:为探明水氮基追施用对马铃薯产量、灌溉水肥利用效率和土壤酶活性等方面的综合影响,以获取最优水氮基追施用方案。大田试验设置3个灌水水平W1(900 m3/hm2)、W2(1350 m3/hm2)和W3(1800 m3/hm2)以及3个氮肥基追比水平F1(N2∶1)、F2(N1∶1)和F3(N1∶2),共9个处理,利用熵权TOPSIS法构建宁夏中部旱区马铃薯综合生长评价体系,并以高产、节水节肥为目标建立马铃薯水氮基追施交互响应数学模型。结果表明,灌水量和氮肥基追施对马铃薯单株产量、产量、iWUE(灌溉水利用效率)、PFP(肥料偏生产力)、土壤碱性磷酸酶、土壤蔗糖酶均影响显著;利用熵权TOPSIS法建立马铃薯综合评价体系,得到最优综合响应评分0.1761,即为A7处理(1800 m3/hm2,N2∶1);由马铃薯综合生长对水氮基追施交互响应模型得出,水氮基追施单因素对马铃薯综合生长影响均呈开口向下的二次抛物线,水氮基追施交互影响显著。当施肥编码为-0.7723(基肥∶追肥=1.6553∶1)、灌水编码为0.6553(1697.535 m3/hm2)时,综合评分最高。以综合评分0.16划分闭合区域得出马铃薯生产上最佳的灌水区间和氮肥的基追施比例分别为1440~1935 m3/hm2、1∶1~2.3∶1,此区间最有利于实现马铃薯水氮协同效应最优。
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2023(1):57-64. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21694
摘要:育秧箱接触施肥技术是将控释氮肥在水稻育秧时一次性集中施于水稻种子附近,水稻根系紧密包裹住控释肥,水稻带肥移栽,是一种轻简高效的控释肥施肥技术。为了研究控释尿素不同施用量和育苗方式对水稻秧苗生长的影响,以当地常规氮肥用量(180 kg/hm2,折合每盘控释尿素1550 g)为基准,按照常规育秧方式设置不同控释尿素氮用量(CK,25%CRU、50%CRU、75%CRU和100%CRU),同时在50%CRU处理上采用3种优化育秧方式(钵型毯状育苗盘B、采用“土肥混合物+种子+土”装填顺序S和两者组合优化SB,处理分别为50%CRU+S、50%CRU+B和50%CRU+SB)进行接触施肥育苗研究。结果表明:控释尿素接触施肥育苗氮用量不宜超过每盘775 g,即50%CRU处理的秧苗素质最佳,而75%CRU和100%CRU对秧苗生长有不同的抑制作用。与常规育苗(CK)相比,50%CRU的出苗率、整齐度、壮秧指数和充实度差异不显著,但是根干重、地上部干重和根系活力分别显著增加52.25%、73.22%和21.23%。随着控释尿素用量增大,育苗土含水量减小,土壤铵态氮和电导率增加,75%CRU和100%CRU的秧苗叶片丙二醛(MDA)含量比CK提高46.6%~272.0%,而叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别降低22.8%~30.5%和6.5%~29.2%。3种优化育苗方式能在一定程度上提高秧苗高度和壮秧指数,对其他指标无显著影响。综上,控释尿素接触施肥用氮每盘775 g(相当于90 kg/hm2)时秧苗生长最佳,优化育苗方式对壮秧指数和秧苗高度有促进作用,而对秧苗其他生长指标未产生显著影响。
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2023(1):65-72. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21651
摘要:为探究磷肥减量施用对设施黄瓜产量和养分利用效率的影响,通过田间试验分析水肥一体化条件下磷肥减量10%、30%、50%对黄瓜磷素累积吸收量、利用效率和产量的影响差异。结果表明:在配方施肥基础上,磷肥减量10%~50%时,0~20 cm土层土壤有效磷含量随磷肥减量比例的增加不断降低,黄瓜植株磷素含量和累积量呈先增加后降低的规律。当磷肥减量30%时,黄瓜磷素总累积量最高(7.17 kg·hm-2),磷肥贡献率、农学效率、偏生产力和吸收利用率比配方施肥处理分别提高了178.7%、388.7%、75.4%和162.9%,产量和产投比分别提高了22.8%和25.1%。综合分析,水肥一体化条件下,合理减少磷肥施用可显著提高设施黄瓜生育期磷素吸收累积量,提高黄瓜磷素利用效率、产量和产投比。
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2023(1):73-80. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21638
摘要:为解决当前在八仙花规模化生产中施肥盲目的问题,探究适宜八仙花生长发育的优质肥料种类。试验以八仙花‘花手鞠’品种为供试材料,设置6个施肥处理,分别为:CK(不施肥)、T1(水溶肥)、T2(有机肥)、T3(有机肥+水溶肥)、T4(控释肥)、T5(控释肥+水溶肥),分析比较不同施肥处理对八仙花生长、生理特性及叶片矿质元素含量、土壤理化性质和酶活性的影响。结果表明:①与CK相比,各施肥组除胞间CO2浓度及土壤pH和电导率外,其它生长、生理、光合特性、土壤理化性质及酶活性均呈增加趋势;②与其它各施肥处理相比,T5处理植株的株高、冠幅、叶宽、茎粗,叶片叶绿素、类胡萝卜素、可溶性蛋白含量以及全氮、全磷含量,蒸腾速率、气孔导度及净光合速率,土壤的电导率,碱解氮和有效磷含量及脲酶和蔗糖酶活性均最高;③与单一施用有机肥相比,有机肥和水溶肥混合施用,八仙花的株高、冠幅、枝长、叶宽分别显著升高了24.8%、19.9%、26.2%、24.7%,叶片的可溶性糖及全氮含量分别显著升高了64.8%、25.3%,土壤养分含量及脲酶活性也有所上升但未达显著水平。综合分析结果可得:单一或混合施入水溶肥、有机肥、控释肥均能促进八仙花‘花手鞠’生长,促进植株光合作用和营养物质的积累及转换,同时提高土壤肥力,其中,控释肥与水溶肥配施对于‘花手鞠’的促生效果及土壤的改良效果最优。混合施肥作为当下肥料施用的新趋势,相较于单一施肥,更能促进八仙花的生长。
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2023(1):81-89. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21671
摘要:福建省平和县作为我国蜜柚主产区,在生产中普遍存在施肥不合理的现象,引起土壤酸化、养分不平衡等生产生态问题,因此探究合理施肥模式对于指导蜜柚施肥具有重要意义。采用田间试验方法,设置农户常规施肥(F)、减量施肥(RF)、减量施肥+石灰(RFL)、减量施肥+调理剂(RFC)、减量施肥+石灰+有机肥替代部分化肥(RFLM)5个施肥措施,开展为期两年(2018~2020年)的田间试验,探究不同施肥处理对土壤酸度和养分的影响。结果表明:(1)RFL、RFC、RFLM处理在短期(2年)内对土壤表层(0~20 cm)酸度有显著提升,以RFLM效果最佳,但不能显著改变亚表层(20~40 cm)土壤酸度。(2)0~20 cm土层F处理交换性酸和交换性铝浓度最高,盐基饱和度最低,3种减肥调酸处理较F处理的交换性酸、交换性铝显著降低,盐基饱和度显著提高,RFL、RFLM阳离子交换量显著高于F;20~40 cm土层各处理间交换性酸、交换性铝和CEC均无显著差异。(3)土壤表层F处理2020年NH4+、NO3-、有效磷和速效钾浓度较2018年分别上升56.7%、60.4%、38.7%和51.8%,均显著高于其余减量施肥处理,而交换性Mg浓度无显著变化。土壤亚表层2020年F处理NH4+、NO3-和速效钾浓度较2018年分别上升120.9%、77.1%和25.9%,均显著高于减量施肥处理,交换性Ca、Mg浓度则随时间无显著变化。2020年较F处理,其余优化施肥处理土壤各养分富集减少且仍能维持蜜柚生长需求。综合考虑土壤酸度改良、维持土壤速效养分、减少环境压力等方面可以得出,减量施肥+石灰+有机肥替代部分化肥是本试验研究条件下一种较理想的柚园施肥管理措施,减量施肥在一定时间内不会影响蜜柚产量及土壤速效养分供应。
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2023(1):90-96. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21675
摘要:科学施肥是提高土壤肥力和增加作物产量的主要途径。研究长期不同肥料运筹对丘陵地区低产田土壤肥力及稻麦产量的影响,旨在为江苏丘陵地区复垦土壤建立高效培肥模式提供科学依据。试验于2012~2020年在江苏省仪征市开展,研究了6种不同肥料运筹方式对耕地土壤pH值、土壤容重、土壤有机质、有效磷、速效钾含量和稻麦产量的影响。结果表明,与不施肥处理相比,其他施肥处理均能改善土壤性状,提高作物产量。其中,平衡施肥配施秸秆还田和腐熟剂处理对土壤pH值和土壤容重影响最大,处理后土壤pH值由6.2提高至6.4,土壤容重由1.39 g/cm3降低至1.34 g/cm3。与不施肥相比,其他处理土壤有机质、有效磷、速效钾含量分别显著增加了61.5%~176.9%、73.0%~262.2%、67.6%~103.3%;小麦和水稻平均产量分别增加了18.8%~111.9%和29.2%~137.6%。不同肥料运筹中,平衡施肥配施有机肥处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量及作物产量最高,其次是平衡施肥配施秸秆还田加腐熟剂处理。综上所述,在江苏省丘陵地区,平衡施肥配有机肥处理效果最佳,能够有效改善丘陵地区的土壤性状,提升土壤肥力,增加稻麦产量。
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2023(1):97-103. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21678
摘要:硒在南方酸性土壤中极易被固定,其有效性较低,影响该区域茶树硒吸收。通过研究磷与氨基酸和黄腐酸对茶园土壤硒有效性的影响,为提高南方富硒茶园土壤有效硒和茶叶硒吸收率提供理论依据。茶园田间试验采用磷(P)、氨基酸(A)、黄腐酸(H)三因素,磷两水平设计,磷处理水平为P1(168.8 kg/hm2)、P2(337.5 kg/hm2),氨基酸与黄腐酸不设梯度,施用量均为112.5 kg/hm2,共设置7个处理,各处理分别为CK、A、P1-A、P2-A、H、P1-H和P2-H,研究有机物料单施或磷与有机物料配施对茶叶硒含量及茶园土壤硒有效性的影响。结果表明:(1)氨基酸单施(A)和氨基酸与高磷配施(P2-A)茶叶硒含量均显著高于CK,较CK分别提高40.03%和20.40%;(2)氨基酸单施(A)和氨基酸与高磷配施(P2-A)均能显著提高土壤有效硒含量,施用氨基酸(A)有效硒的增加主要来源于可溶态硒的增加,而氨基酸与高磷配施(P2-A)的有效硒主要来源于可溶态硒和交换态硒的增加;(3)氨基酸单施(A)和氨基酸与高磷配施(P2-A)均提高了可溶态硒中四价硒的含量,是茶叶硒含量增加的主要原因。氨基酸和黄腐酸虽均为有机酸类,但在南方茶园中氨基酸对土壤硒的活化作用更佳,氨基酸单施或与高磷配施后能提高土壤硒的有效性,进而改善茶叶硒的吸收。
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2023(1):104-109. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21688
摘要:探明玉米秸秆和牛粪为主要原料的有机型基质栽培番茄最佳灌水量和施肥量,为番茄有机型基质栽培的灌溉和施肥制度提供科学依据。将腐熟玉米秸秆、腐熟牛粪与河沙、蛭石、珍珠岩、凹凸棒等物料按一定比例复配成栽培基质,研究不同水肥条件对日光温室基质栽培番茄生长、产量、水肥利用效率的影响,并分析不同水肥条件下番茄生产成本和经济效益。研究表明:不同灌溉量和施肥量对有机型基质栽培的番茄生长发育和产量影响较大。在相同灌溉量下,作物产量随施肥量的增加先增大后减小,在相同施肥量下,番茄产量随着灌溉量的增加而增大。当把最大灌溉量和中等施肥量耦合使用时,番茄产量最高,为3.73 kg/株,较其他处理增产10.9%~83.0%;水分利用效率最高,为18.45 kg/m3,较其他处理提高10.8%~50.1%;生产收益最好,为10.43元/株,较其他处理增收10.9%~87.2%;纯收益最多,为6.00元/株,较其他处理增加17.7%~363.2%。以玉米秸秆和牛粪为主要原料生产的高有机型基质栽培番茄,当番茄全生育期灌溉量为162.00 L/株、施肥量为41.53 g/株时,番茄株高、茎粗、叶片数、SPAD值等生长指标表现最优,从提高产量、水分利用效率、经济效益等生产因素综合分析,该灌溉量和施肥量是玉米秸秆和牛粪为主要原料的高有机生态型基质栽培番茄的最佳灌溉量和施肥量。
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2023(1):110-125. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21674
摘要:为探究不同密度和基肥(有机肥)、追肥(复合肥)用量及种苗配置对叶菜型甘薯产量、光合特性及品质的影响,以叶菜型甘薯品种‘万菜薯19’为试验材料,采用4因素3水平正交试验设计,重复3次,分3个采收期分析叶菜型甘薯产量、光合特性、品质等因素的变化规律,明确其决定因素与最佳组合,为叶菜型甘薯高产优质栽培技术提供理论参考。结果表明,产量主要由种植密度决定,且产量随着密度、追肥量的增加呈上升趋势,表明适当增加密度和追肥可提高叶菜型甘薯的产量;理论最优组合为 D3S2B2T3,即密度为22.2万株·hm-2,种苗为二节苗,基肥用量4500 kg·hm-2、追肥用量1800 kg·hm-2更易获得高产。叶绿素SPAD值、功能叶面积、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率主要由种植密度、基肥用量、追肥用量决定,且具有随着种植密度的增加而降低,随着基肥、追肥量的增加而增加的趋势,各处理差异极显著,种苗对其影响差异不显著;理论最优组合为 D1S1B3T3,即密度为13.3万株·hm-2、种苗为茎尖苗、基肥用量为9000 kg·hm-2、追肥用量为1800 kg·hm-2的光合特性指标更高。品质主要由种植密度、基肥用量、追肥用量决定,基肥用量为主要决定因素,总糖、粗蛋白质、维生素C、干物质含量随着有机肥施用量的增加而增加,纤维素、硝酸盐的变化规律与其相反,且各处理差异极显著,不同种苗间品质差异不显著,理论最优组合为D1S3B3T3,即密度为13.3万株·hm-2,种苗为三节苗,基肥用量9000 kg·hm-2、追肥用量1800 kg·hm-2品质最高。
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边立丽,艾栋,张云贵,刘青丽,常乃杰,冯文强,陈玉蓝,龙潭,陈曦,杨雪,江鸿,李志宏
2023(1):126-132. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21683
摘要:为提高多光谱影像氮素营养诊断的应用性,以烤烟为研究对象,设置了6个不同氮素水平的田间试验,定期拍摄烤烟生长的多光谱影像,测试植株的氮素含量,分析了不同植被指数(NDVI、GNDVI、LCI、NDRE、OSAVI)与传统氮素指标之间的相关性、最佳植被指数对施氮量的响应。研究结果表明:在移栽50 d前后为烤烟监测的最佳时段,各植被指数对单株氮含量指标最为敏感,最终确定了植被指数指导田间追肥的判断标准Nnow=1911NDVI-1345.1,为大范围内作物的高质量追肥提供了新思路及关键技术支持。
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2023(1):133-139. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21661
摘要:为了探明蚯蚓粪配施鼠李糖脂对小白菜及生菜品质的影响,基于盆栽试验,研究了蚯蚓粪及其与鼠李糖脂(0.027%、0.054%和0.108%)配施处理对小白菜和生菜产量、生长指标和品质指标的影响。结果表明,蚯蚓粪与鼠李糖脂配施可以不同程度地提高小白菜及生菜品质,相比不施肥处理蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理小白菜及生菜的产量、叶面积、可溶性糖、可溶性蛋白和可滴定酸均显著提高。蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理小白菜和生菜产量、可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸及硝酸盐含量与蚯蚓粪处理无显著性差异。随着鼠李糖脂浓度的增大,蚯蚓粪配施鼠李糖脂处理的小白菜产量呈现下降趋势,未达到显著性差异。蚯蚓粪配施鼠李糖脂相比蚯蚓粪处理可显著提高小白菜游离氨基酸含量。综上,蚯蚓粪配施鼠李糖脂具有显著提高蔬菜产量的效果,蚯蚓粪配施鼠李糖脂与蚯蚓粪处理对蔬菜产量及品质方面的影响没有显著性差异,二者配施没有降低蚯蚓粪的肥效,说明蚯蚓粪与鼠李糖脂配施具有药肥开发的可行性。
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2023(1):140-148. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21681
摘要:为贵州优质猕猴桃园的绿肥利用技术提供支撑。设置等量的不同品种绿肥翻压(毛叶苕子G1、箭筈豌豆G2、黑麦草G3),分别配合不同的化肥减量梯度(100%F、85%F、70%F、55%F、0%F),以不施肥为对照,共设置16个处理,在猕猴桃果实快速增长期,调查测定叶面积、重量、叶绿素含量以及土壤养分等,研究施肥处理对猕猴桃生长及园地土壤性状的影响。结果表明:与对照相比,翻压毛苕、箭碗减施化肥可显著促进猕猴桃的叶面积、比叶面积、叶片磷含量,G1+70%F、G2+85%F的叶面积分别增加了117.33%、110.65%,G1+70%F、G2+85%F的比叶面积分别增加了85.31%、73.10%,G1+85%F、G2+100%F的叶片磷含量分别提高了23.21%、17.86%;翻压毛苕、黑麦草减施化肥可显著促进猕猴桃的百叶重,G1+55%F、G3+55%F分别增加了40.31%、33.77%;翻压这3种绿肥减施化肥均可显著提高土壤有效磷含量,各组含量最高的G1+70%F、G2+100%F、G3+70%F处理分别提高了104%、108%、104%;翻压箭碗减施化肥可显著提高土壤速效钾含量,G2+100%F提高了57.6%;翻压黑麦草减施化肥的土壤pH值显著增高,G3+70%F提高了7.17%。双因素方差分析翻压绿肥品种与化肥减量梯度,化肥减施条件下,翻压毛苕处理的猕猴桃最大叶宽、叶面积、比叶面积显著高于翻压黑麦草处理,翻压毛苕处理和翻压黑麦草处理的土壤pH值显著高于翻压箭碗处理;翻压绿肥条件下,55%F处理的猕猴桃叶片氮含量显著高于100%F和85%F,且55%F处理的猕猴桃百叶重显著高于85%F、0%F,100%F和85%F处理的土壤碱解氮含量、猕猴桃叶片磷含量显著高于70%F;翻压绿肥与化肥减施的交互作用可显著提高土壤有效磷含量49.84%~80.73%。翻压绿肥减施化肥对猕猴桃果实快速增长期的比叶面积有显著提升作用,有利于提高叶片的氮、磷、钾含量向丰产优质的养分范围发展,尤其对叶片磷含量的提升作用明显,对土壤碱解氮、有效磷含量也有显著增高的作用,翻压绿肥条件下减少15%化肥有利于平衡土壤养分,在促进猕猴桃吸收利用的同时保障土壤速效养分,使猕猴桃园向优质方向发展。
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2023(1):149-154. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21686
摘要:大田试验条件下,研究了紫云英与稻秸秆联合还田配合不同减量比例化肥处理对粳稻品种南粳46生长和品质的影响。结果表明:减少施肥量对水稻分蘖期株高、绿叶数、地上部干重以及叶片SPAD值影响较小,处理间差异不显著,茎蘖数较对照减少,但根体积和根干重显著增加。抽穗扬花期减肥20%和30%处理水稻株高显著高于常规施肥和减肥40%处理,根干重和地上部干重大于对照。本试验条件下,不同施肥量处理对水稻产量产生影响,减肥20%处理水稻平均产量最高,较对照增产18.6%;其次是减肥30%的处理,产量较对照增加16.4%,两处理产量均显著高于减肥40%处理和常规对照。增产的效果主要表现在穗数、穗粒数以及结实率的增加。研究表明,减肥30%显著提高了水稻糙米率,适量减肥(减肥20%~30%)提高了水稻糙米率和精米率,降低了垩白率和垩白度,有助于加工品质和外观品质的提升。不同施肥量处理对水稻粒型、稻米直链淀粉含量及最终黏度和崩解值产生影响,而对稻米胶稠度以及峰值黏度、热浆黏度、消减值、峰值黏度时间、起始糊化温度指标影响不显著。综上所述,水稻-绿肥轮作模式下,紫云英和稻秸还田配合20%~30%减量施肥有利于促进水稻产量和品质的提升。
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2023(1):155-162. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21666
摘要:通过露地常规栽培与避雨栽培相比,探索避雨栽培在四川盆地加工辣椒越夏栽培中对辣椒生长发育、产量品质以及病虫害等方面的影响;同时,进一步研究在避雨栽培条件下,不同N 、P2O5 、K2O养分比例和总施肥量以及基肥是否增施微生物菌剂对辣椒生长发育和产量、品质的影响,以期探索四川盆地加工辣椒在该条件下相对高效、生态的施肥方案。研究结果表明:(1)与露地常规栽培相比,避雨栽培配套水肥一体化施肥技术,总施肥量即使较常规施肥量减少30%,其植株株高、茎粗、株幅、平均单果重、果实产量、采收期、果实品质,以及病害发生率等方面均表现出绝对优势。(2)在避雨栽培配套水肥一体化施肥技术中,N 、P2O5 、K2O总施肥量为653.25 kg/hm2,其中N施用量为261.75 kg/hm2时,辣椒产量最高;当基肥增施微生物菌剂2250 kg/hm2,化肥总施肥量较常规施肥量减少20%(N 、P2O5 、K2O总施肥量为521.4 kg/hm2,其中N施用量为189.75 kg/hm2)时,辣椒果实产量较常规施肥量处理有所降低但差异不显著,且辣椒素、色价等果实品质有所提高,实现生态与加工辣椒果实品质双优。
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2023(1):163-168. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21670
摘要:研究叶面喷施壳寡糖(COS)后番茄幼苗生长及保护酶活性的变化,以改善番茄幼苗叶片对干旱胁迫的适应性,从而增强番茄的抗旱能力,为番茄抗旱提供参考。以番茄幼苗为供试材料,在吉林农业大学资源与环境学院进行盆栽试验。以壳寡糖和干旱处理番茄幼苗,共设6个处理(1.非干旱+清水,对照;2.非干旱+COS 50 mg/L;3.非干旱+COS 100 mg/L;4.干旱+清水;5.干旱+COS 50 mg/L;6.干旱+COS 100 mg/L),喷施COS后,在土壤相对含水量达到干旱胁迫条件(土壤含水量为田间持水量的40%~50%)后,测定番茄幼苗株高、茎粗、SPAD值,在喷施COS后土壤含水量达到设定干旱水平后的第0、2、4、6 d测定叶片保护酶活性、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白含量。结果显示,COS能够显著缓解由于干旱造成的番茄幼苗株高、茎粗、SPAD值的下降;增加番茄幼苗叶片的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶活性;增加脯氨酸、可溶性蛋白等渗透物质的含量,同时COS可缓解丙二醛含量的升高,且高浓度(100 mg/L)COS效果最好。综上,100 mg/L COS能减轻干旱胁迫对番茄幼苗生长所产生的伤害。
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2023(1):169-175. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21644
摘要:枝条还田不仅是废弃物资源化利用的有效途径,还是土壤综合肥力提升的重要措施。以‘金蜜’梨为研究对象,开展梨树枝条粉碎覆盖还田试验,共设置4个处理:不还田(0 kg/株,R0)、低量还田(4 kg/株,R4)、常规量还田(8 kg/株,R8)和高量还田(12 kg/株,R12)。在梨树枝条还田8个月后,采用常规分析方法和Illumina MiSeq高通量测序技术,研究土壤理化性质和微生物群落对不同枝条还田量的响应差异。结果表明:随着枝条还田量的增加,R4处理可以提高土壤粘粒含量,但R8、R12处理增加了砂粒含量;土壤微生物生物量碳、氮含量以R4处理最高,分别为123.82和34.04 mg/kg。枝条还田对土壤细菌多样性指数无显著影响,但增加了变形菌门的相对丰度、降低了绿弯菌门的相对丰度,并改变了细菌目水平上的优势类群。R4处理土壤真菌chao1指数显著高于其他处理,枝条还田显著增加了担子菌门的相对丰度、降低了子囊菌门的相对丰度,在真菌目水平上,枝条还田增加了伞菌目、粪壳菌目等类群的相对丰度,但降低了小子囊菌目的相对丰度。冗余分析结果显示,土壤富里酸、机械组成(粘粒和粉粒)是微生物群落组成存在差异的主要驱动因子。因此,在当前梨园枝条粉碎覆盖还田的条件下,结合土壤理化性质和微生物群落结构的变化,推荐短期内以4 kg/株为最佳枝条还田量。
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2023(1):176-183. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21646
摘要:为研究蚯蚓密度与土壤化学肥力主要参数之间的定量关系,利用数据分析蚯蚓密度与pH值、电导率(EC)、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、有效钾、有效钙、有效镁及阳离子交换量(CEC)之间的定量关系。结果显示,蚯蚓密度与pH值呈极显著的负相关关系(P<0.001),与有机质、全氮和全磷含量呈极显著的正相关关系(P<0.002),与其他指标的相关性比较弱。研究表明,根据这种关系可以将蚯蚓密度与土壤化学肥力主要指标的定量关系分为5个等级,可为准确地评价蚯蚓对土壤化学肥力的影响提供参考。
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2023(1):184-190. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21654
摘要:为探明浑水灌溉条件下泥沙对土壤结构的影响,通过浑水膜孔灌自由入渗室内试验,设置4种典型泥沙颗粒级配组成(以粒径小于0.01 mm的物理性黏粒含量d0.01量化,9.87%、20.48%、28.68%、37.39%)和2种浑水含沙率(3%、12%),共8个处理,研究浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明:浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成影响较大,落淤层土壤细颗粒相对含量均低于浑水泥沙,其随着浑水含沙率和d0.01的增加而增加;滞留层土壤颗粒组成与落淤层相反,细颗粒相对含量均高于原土壤,其随着浑水含沙率和d0.01的增加而显著增加;浑水含沙率和d0.01两者的交互作用对滞留层各深度的土壤黏粒和砂粒相对含量影响也均显著。滞留层土壤颗粒分形维数均大于原土壤的分形维数,在0~2 cm范围两者差异最大,随着入渗土层深度的增大,土壤分形维数增加越少;相同土层深度,分形维数随着浑水含沙率和d0.01的增加而增大。
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刘禹池,岳丽杰,卢庭启,王竹,王静,吕巨智,陈玉锋,柯国华,张会玲,杨勤,刘永红
2023(1):191-198. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21679
摘要:针对西南山地土壤不断酸化的问题,通过在贵阳、南宁、绵阳和恩施4个试验站开展长期联合定位试验,对比不同调酸措施对土壤改良及玉米增产的综合效应,揭示措施与玉米产量的互作关系,为建立西南山地玉米高产稳产技术体系提供支撑。试验设置农民习惯(A1、CK)、土壤调理剂(A2)、施石灰(A3)、施有机肥(A4)、前作种植绿肥(A5)5个处理。结果表明:(1)4项调酸措施均能显著改善土壤酸化状况,其中A2、A3处理效果最优,pH均比CK提高0.9个单位,A4和A5处理分别提高0.7和0.5个单位;CK处理2019和2020年土壤pH分别比基础土样(2016年)降低了6.7%、7.6%,但A2、A3、A4、A5处理下,2019和2020年土壤pH分别比基础土样(2016年)提高了8.0%、6.7%、2.5%、0.0%和8.1%、7.1%、4.8%、0.3%;而A4处理比CK土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高7.4 g/kg、30.2 mg/kg、11.6 mg/kg、53.9 mg/kg,增量显著高于其他处理。(2)从2016~2020年平均产量来看,4项调酸措施中A4处理增产效果最佳,增产率达11.7%。(3)A4处理对玉米株高、穗长、穗粗、穗粒数、千粒重改善最显著。(4)4项调酸措施均提高了各生育期干物质积累量且积累比例在六叶期、吐丝期均高于CK,以A4处理积累量最大。(5)A4、A5处理各生育期的叶面积指数(LAI)与叶绿素含量均高于CK,A3、A4处理的粒叶比高于A2、A5处理。综上,4项调酸措施均能抑制土壤继续酸化的趋势,而施用石灰、调理剂和有机肥还能提高土壤pH,其中前两项措施效果最显著。与其他措施相比,施有机肥除了能改良酸化及培肥土壤以外,还能改善玉米农艺性状、优化库源结构、促进干物质积累,进而实现增产稳产。因此,从调酸、土壤培肥、增产稳产3个角度综合评价,施有机肥是西南山地玉米种植区酸化农田最理想的调酸措施。
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刘锐,金玉霞,王好圆,杨昌富,余发美,文石林,徐明岗,蔡泽江
2023(1):199-205. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21685
摘要:通过盆栽试验分析了4种改良材料(生物炭、炭基肥、猪粪、石灰)及其用量对红壤pH、交换性酸、土壤养分以及玉米生长的影响。共设置10个处理:不添加改良材料的对照(CK),添加1%和3%生物炭(B1、B3),1%和3%炭基肥(BF1、BF3),猪粪替代化学氮肥20%和40%(M20、M40),0.02%和0.04%石灰(L0.02、L0.04),M20+L0.02(M20L0.02)。结果表明,与CK相比,BF3、生物炭、有机肥和石灰处理均能维持红壤pH,而BF1处理显著降低了土壤pH,降幅为0.19个单位;B3、BF1、M40和L0.04处理均显著降低了土壤交换性酸含量。BF1和BF3处理较CK土壤碱解氮含量分别增加了83和305 mg/kg;M40处理土壤有效磷含量显著增加4.1 mg/kg,而M20处理无显著差异;B1、B3和BF3处理较CK土壤速效钾含量分别增加46、138和171 mg/kg。与CK相比,BF3%处理地上部生物量显著降低37%;各改良措施间以B3处理最高,显著高于BF3、M20、L0.02、L0.04和M20L0.02处理。与CK相比,BF3处理显著增加玉米吸氮量,增幅为32%,而其它处理无显著变化。研究表明,4种改良材料均可以改善红壤酸度;综合作物生长和养分平衡,以生物炭作为红壤酸度改良材料,可适当减少钾肥投入,炭基肥则可减少化学氮、钾肥投入,以猪粪为材料则可减少化学磷肥投入。
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包玲凤,濮永瑜,杨明英,沈广材,张庆,尹兴盛,施竹凤,杨济达,朱红业,杨佩文
2023(1):206-216. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21676
摘要:为构建山地植烟土壤良好耕层,在保山市碱性植烟土壤区域设置随机区组大田试验,以深耕(30 cm)为主处理,不同培肥模式为副处理,于耕作前和烤烟收获后测定主要土壤理化性质,采用Illumina MiSeq测序技术分析微生物多样性、种群丰度、群落结构和功能类群特征,探讨深耕培肥对碱性植烟土壤质量改善效果。多样性分析结果显示,深耕配施生物有机肥和化肥处理的微生物种群的Chao指数和Shannon指数差异性不显著,但促进了微生物尤其是真菌群落组成结构差异性增强。微生物群落组成分析结果表明,与耕作前相比,化肥处理的Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Mortierellomycota(被孢霉门)和Basidiomycota(担子菌门)的丰度显著增加,Actinobacteria(放线菌门)和Ascomycota(子囊菌门)种群丰度显著降低;增施生物有机肥处理的Proteobacteria和Mortierellomycota的丰度显著增加,Chloroflexi、Acidobacteria和Basidiomycota的丰度显著下降;与化肥处理相比,增施生物有机肥处理的Actinobacteria、Proteobacteri和Ascomycot种群丰度显著增加,Chloroflexi、Acidobacteria和Basidiomycot丰度显著降低。BugBase表型预测和FUNGuild功能预测结果表明,深耕配施生物有机肥和化肥处理的致病性细菌和真菌丰度显著下降,显著提高土壤微生物功能类群丰度。相关性结果表明,土壤容重和有机质是影响土壤微生物群落结构的主要理化因子,深耕配施生物有机肥和化肥通过改善土壤理化性质而调节土壤细菌和真菌群落结构组成,提升有益微生物种群丰度、降低病原菌丰度。
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2023(1):217-223. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21657
摘要:为了筛选出能适应青藏高原冷凉气候环境下的解磷菌株,以低磷土(有效磷1.48 mg/kg、全磷1.3 g/kg)为试验土壤,以作物生长中的特征温度5、15、25 ℃来模拟青藏高原的冷凉环境,将胶冻样芽孢杆菌(Paenib-Bacillus mucilaginosusv)、巨大芽孢杆菌(Priestia megaterium)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、紫变异链霉菌(Streptomyces violovariabilis)、肉桂褐链霉菌(Streptomyces cinnamofuscus)、黄团孢链霉菌(Streptomyces flavoag-glomeratus)6株解磷菌接种到土壤中。通过测定不同温度下土壤的pH、有效磷含量、土壤中的碱性磷酸酶活性、无机磷组分,筛选出解磷能力较强的解磷菌。试验结果表明,接种了紫变异链霉菌的处理在任何温度下土壤有效磷含量、碱性磷酸酶活性都高于接种其他菌株的处理,pH与土壤有效磷含量呈显著负相关关系。15℃下无机磷组分中Ca2-P和Ca8-P含量要高于其他处理。因此,紫变异链霉菌(Streptomyces violovariabilis)为适合青藏高原冷凉气候环境的解磷菌株。
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2023(1):224-230. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21663
摘要:酸性土壤中磷易被固定,磷的生物有效性极低。解磷菌对土壤中难溶性磷具有重要的增溶作用。虽然已有不少解磷菌方面的研究,但是主要集中于中性和石灰性土壤中钙磷的解磷菌报道,而关于酸性土壤中高效溶解铝磷的微生物报道较少。采用培养基和土培试验,首先对酸性土壤上不同植物(胡枝子、大豆、水稻)根际土壤中的解磷菌进行了分离,然后比较了它们对不同磷源(磷酸钙和磷酸铝)的溶解能力,最后研究了它们对大豆生长和磷吸收的影响。通过使用难溶性磷源(磷酸钙和磷酸铝)的固体培养基,分离得到5株优势菌株L1、S1、S2、R1和R2,经16S rRNA 序列鉴定,L1属于阮杆菌属(Nguyenibacter),S1和S2分别属于假单胞菌属(Pseu-domonas)和沙雷氏菌属(Serratia),R1和R2分别属于伯克氏菌属(Burkholderia)和雷尔氏菌属(Ralstonia)。菌株S1、S2、R1和R2对难溶性磷酸钙有较强的溶解能力,对磷酸铝的溶解能力较弱;菌株L1对磷酸铝表现出较高的溶解能力,对难溶性磷酸钙的溶解能力弱。联合接种菌株L1+S1对大豆生长和磷吸收表现出良好的促进效果,而单独接种L1和S1效果不显著。因此,从酸性土壤中分离到的5株解磷菌对钙磷和铁磷具有不同的溶解效果,联合接种L1和S1显著改善了酸性土壤作物的生长和磷的吸收,为研发酸性土壤高效解磷生物肥提供了菌种资源。
>专题综述
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2023(1):231-239. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21665
摘要:磷是植物生长发育的必需营养元素之一,主要以难溶性磷化物形式存在于土壤中,难以被植物直接吸收利用。溶磷微生物作为土壤磷循环中的重要组成一员,能通过酸化、酶解等作用将难溶性磷转化分解为可供植物吸收利用的可溶性磷素,进而提高植物对土壤磷素的利用率,被普遍认为是能促进植物生长的一类重要有益微生物。对溶磷微生物的种类、生态分布特征、溶磷能力检测、溶磷影响因素、溶磷机制以及促生应用现状进行了系统综述,并结合目前溶磷微生物在实际应用中存在的问题,对今后的研究方向进行了展望。
>分析测试
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2023(1):240-246. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21669
摘要:基于比色化学传感器的特性,通过溶液颜色视觉变化的定性和紫外-可见分光光度法(UV-Vis spectro-photometry)的定量用于可视化检测土壤中可交换态Cu2+的含量。将2~50 mmol/L的Cu(NO3)2溶液掺入到蒙脱土和高岭土中,并且从铜矿区内采集了受污染的土壤样品。基于氯化钙阳离子交换法提取可交换的Cu2+,使用化学传感器通过UV-Vis分光光度法测定溶液中的Cu2+浓度,并与传统的电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)法进行比较分析。结果表明,在受污染的土壤中最低检出浓度为0.030 mmol/L,溶液颜色变化肉眼可辨,能够达到可视化。首次提出了对于比色化学传感器应用于土壤体系中基于CaCl2提取的可交换态Cu2+的定量分析方法,能够对土壤中有害重金属元素的可视化定量检测提供一定的理论基础。