- 2023年第3期文章目次
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刘世腾,刘春丽,李开春,杜晨曦,潘世斌,冀文凤,韩燕来,李培培
2023(3):1-6. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22056
摘要:石灰性土壤由于偏碱性的特点容易发生氨挥发,严重的氨挥发会导致氮肥资源的浪费,而且会污染大气环境。在河南省许昌市的石灰性潮土上开展小麦季氮肥增效剂应用效果试验,氮肥用量180 kg/hm2,研究4个肥料处理:无化肥氮(CK)、常规尿素(U)、脲酶抑制剂尿素(URI)和硝化抑制剂尿素(NIF)对华北典型石灰性潮土冬小麦整个生育期氨挥发及小麦产量的影响。结果表明,各处理土壤氨挥发速率峰值均出现在小麦播种施肥后第3周,其大小顺序为:U>NIF>URI>CK。U处理下的土壤氨挥发速率峰值比NIF处理和URI处理分别高2.27%和21.84%,NIF处理比URI处理土壤氨挥发速率峰值高19.13%;而小麦整个生育期氨挥发累积量的大小顺序为:NIF>U>URI>CK。整个小麦生育期,3个施氮处理氨挥发损失量均较低,仅为施氮量的1.18%~1.58%。与常规尿素U处理相比,URI处理与NIF处理氨挥发均无显著降低或增加,但NIF比URI显著增加了氨挥发量。与U处理相比,URI处理和NIF处理显著提高小麦的穗数、千粒重和产量,其中URI处理比U处理产量和氮肥利用率分别显著提升14.9%和19.7%,NIF处理分别显著提升25.9%和28.6%。在本研究土壤及施肥管理条件下,虽然硝化抑制剂比脲酶抑制剂促进了氨挥发,但整个冬小麦生育期各处理氨挥发总量都较低,氨挥发量占施肥量的比例均不足2%;硝化抑制剂(CP)尿素在小麦增产中的效益显著高于脲酶抑制剂(NBPT),具有推广应用
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2023(3):7-16. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22076
摘要:土壤缺镁日益成为制约我国柑橘生产的重要因素,土壤中过量的钾可通过钾镁拮抗作用进一步降低根系镁素吸收和转运,进而导致柑橘地上部镁素不足而影响生长。为此,在盆栽模拟条件下设置了高钾(300 mg·kg-1)、适宜钾(150 mg·kg-1)2个施钾水平及5个施肥钾镁比(K/Mg,4∶0,4∶1,4∶2,4∶3,4∶4),并研究了两种典型柑橘砧木——香橙(Citrus junos Sieb. ex Tanaka)和枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]在上述条件下的生长及养分吸收差异,为明确适宜的土壤K/Mg和平衡施肥提供依据。与适宜钾处理相比,高钾处理的香橙、枳株高分别降低7.7和11.7 cm,地上部和根系生物量及钾、镁累积量均显著降低。当施肥K/Mg从4∶0减少到4∶4,土壤交换性镁含量从61增加至166 mg·kg-1,叶片镁含量从1.09增加至4.14 g·kg-1,生物量先增加后减少。回归方程表明,施肥的K/Mg介于4∶1~4∶2时,两种砧木的生物量和各部位干重最大。镁过量导致土壤K/Mg和地上部K/Mg降低,进而抑制柑橘砧木的生长。高钾和适宜钾处理下,枳根中镁含量/地上部镁含量均显著低于香橙。在酸性缺镁土壤上施用过量钾肥会加剧柑橘缺镁症状,将土壤K/Mg维持在1.5~2.0之间有利于柑橘生长;相比香橙,枳对缺镁的耐受性更强,能把更多的镁转运到地上部。综上,在合理施用钾肥的基础上,注重钾镁平衡施用和选择合适的砧木品种可以缓解柑橘生产中镁缺乏的问题。
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2023(3):17-23. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22100
摘要:分析氯化钾(KCl)和硫酸钾(K2SO4)两种钾肥及用量对滇重楼及根际土壤矿质元素积累的影响,为滇重楼栽培中的钾肥选择及施用提供理论依据。采用盆栽试验,以滇重楼不施钾肥为对照(CK),设氯化钾和硫酸钾配施比例分别为100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100,通过微波消解、原子荧光光谱(AFS)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的方法测定滇重楼根茎及根际土壤矿质元素。与CK相比,施用KCl和K2SO4增加了滇重楼根茎部和根际土壤矿质元素的积累量,并随施钾水平的提高而增加;两种钾肥比例下滇重楼对矿质元素的积累普遍呈“升-降-升-升-升”的规律;硫酸钾提高滇重楼根茎及根际土壤矿质元素含量幅度较氯化钾大。为降低滇重楼过量积累有毒有害矿质元素的风险,种植滇重楼时钾肥的施用可按氯化钾和硫酸钾为25∶75的比例配施。
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2023(3):24-32. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.21606
摘要:为探究烟秆炭有机肥对土壤主要养分及腐殖物质的影响,通过室内土壤培育试验研究了单施有机肥、烟秆炭有机肥、单施烟秆炭对土壤主要养分及腐殖物质的影响。试验设置了8个处理,分别为对照(CK,单施有机肥),烟秆炭占有机肥比例为10%(B10)、20%(B20)、40%(B40)、60%(B60),单施烟秆炭100%(B100)、1/2量烟秆炭(BH)、1/4量烟秆炭(B2H)。结果表明:(1)与对照相比,烟秆炭有效地促进了土壤pH提升,以及土壤速效钾、全碳、全氮的含量,其中B100处理的速效钾和全碳含量的增幅分别为55.1%、132.1%。土壤有效磷含量总体上随烟秆炭量的增加而提升,但烟秆炭有机肥比单施烟秆炭提升效果好,以B60处理达最大(72.69 mg·kg-1),B100处理次之(46.76 mg·kg-1)。而烟秆炭降低了土壤碱解氮含量,B100处理最低,较对照降低了21.3%。(2)烟秆炭能增加土壤交换性钙、交换性镁含量,随培育时间的延长,添加了烟秆炭的处理比单施有机肥提升效果更稳定。(3)烟秆炭明显增加了土壤有机碳和胡敏素含量。B100处理与对照相比,有机碳提升了68.6%,胡敏素增加了147.8%。在B10~B60处理中随烟秆炭比例的增加,土壤胡敏酸含量下降;在B2H~B100处理中随单施炭量增多,土壤胡敏酸含量则略有提升。土壤富里酸含量则以烟秆炭量最多的B100处理最低。总体看来,在施肥量相同的情况下,有机肥有利于土壤碱解氮提升,促进土壤胡敏酸、富里酸的形成。烟秆炭有利于土壤碳、全氮、速效钾、有效磷、交换性镁的增加。结合各项分析,含60%烟秆炭的有机肥(B60)处理既有利于土壤主要养分的提升,又有利于土壤腐殖物质的形成。
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2023(3):33-38. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22089
摘要:为探讨增施有机肥对蒙古黄芪产量构成、品质及根腐病的影响,通过设置减量化肥增加有机肥不同配比试验,比较研究了不同施用量对蒙古黄芪根茎生长指标、产量、发病率及关键品质指标的影响。结果表明,纯施有机肥处理(O)根分枝数和侧根粗分别较纯施配方化肥处理(C)平均增加0.5 个和0.1 mm,且根分支与处理C 成显著差异水平。黄芪鲜产量则以处理C 最高,为7557.3 kg/hm2,分别较对照(CK)、1/2C+2O 和O 处理增产45.4%、24.7% 和13.9%,且与这3 个处理间呈极显著差异水平,但与3/4C+3/2O 处理间未达到显著差异水平。处理O 发病率和病情指数均最小,分别为34.1% 和 15.0%,分别较处理C 降低17.9 和18.1 个百分点,且与处理C呈显著差异水平。对照和处理O 的黄芪甲苷含量最高,分别较最低的处理C 的含量(0.075%)提高了27.9% 和18.5%。综合来看,合理减少化肥用量,适量增加有机肥用量,将有助于高品质黄芪的生产。
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张成兰,刘春增,李本银,郑春风,张济世,吕玉虎,徐祺豪,曹卫东
2023(3):39-45. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22101
摘要:定量分析我国不同条件下紫云英配施化肥对水稻产量的影响,为紫云英配施化肥模式在稻田的推广应用提供科学依据。以单施化肥为对照,通过搜集整理已发表的田间试验数据,运用整合分析(Meta-analysis)的方法,明确紫云英配施化肥对水稻产量的综合效应,量化分析了水稻种植模式、化肥配施比例、紫云英翻压量、施肥量、土壤理化性状对紫云英配施化肥增产效应的影响。结果表明:与单施化肥相比,紫云英配施化肥显著提高了水稻产量,增产率为4.47%(95%CI,3.16%~5.77%),其中单季稻增产率为4.89%(95%CI,3.01%~6.76%),双季稻增产率为4.06%(95%CI,2.26%~5.87%)。水稻增产率随化肥配施比例的增加呈逐渐上升趋势,当化肥配施比例≤0.4时,水稻减产4.58%(95%CI,-2.26%~-5.87%)。水稻增产率随紫云英翻压量增加呈先上升后下降趋势,以紫云英翻压量为22500~37500 kg/hm2时,增产率较高。稻田施氮量>180 kg/hm2、施磷量30~60 kg/hm2、施钾量60~120 kg/hm2时,紫云英配施化肥的水稻增产率较高;土壤有机质含量<20 g/kg,土壤全氮含量<1.5 g/kg,土壤有效磷含量为10~20 mg/kg,土壤速效钾含量<50 mg/kg,土壤pH 6.5~7.5时,紫云英配施化肥的水稻增产率较高。综上所述,与单施化肥相比,紫云英配施化肥可显著提高水稻产量,且在土壤有机质、全氮含量较低,土壤pH偏中性条件下增产效果较好。紫云英配施化肥条件下,化肥减施20%~40%,紫云英翻压22500~37500 kg/hm2仍能保证水稻增产。
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2023(3):46-54. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22111
摘要:为提高内蒙古阴山北麓旱作农区水分利用效率,对比分析了生物炭和有机肥配施(BM)、生物炭(B)、有机肥(M)、不施生物炭和有机肥(CK)4种不同耕种方式对燕麦、全生育阶段土壤水分时空变化、土壤耗水特征及燕麦关键生育期农艺性状、产量构成和水分利用效率的影响。结果表明,生物炭和有机肥及两者配施均可促进燕麦生长发育,以灌浆期为例,与CK相比,B、M和BM处理下燕麦株高分别提高17.73%、22.29%和26.03%,单株叶面积分别提高13.32%、17.05%和23.67%,地上部干物质积累量分别提高6.48%、7.39%和20.30%,燕麦生育前中期生物炭效果优于有机肥,生育后期有机肥施用效果优于生物炭,两者耦合效果最好;BM处理可提高0~40 cm土壤含水量1.65%~19.12%,显著降低燕麦土壤贮水消耗11.34%~20.09%,总耗水量降低0.38%~0.88%,施用生物炭保水减耗效果强于有机肥,随着生育期推进和降水增加,两者效果差异逐渐减小;在产量方面,BM处理可同时显著提高收获穗数、穗粒数和单穗粒重,促进燕麦籽粒产量形成和水分利用,籽粒产量提高7.63%~14.80%,水分利用效率提高8.62%~16.64%。生物炭和有机肥配施可显著促进旱作燕麦生长,有效保持土壤水分,提高燕麦水分利用效率和产量,是适宜内蒙古阴山北麓地区旱作燕麦种植的抗旱保墒技术措施。
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2023(3):55-64. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22095
摘要:赤苍藤是华南、西南地区一种常见的木本蔬菜,其嫩茎叶具有很高的口感和营养价值,但目前其苗期植株培育、壮苗研究尚不明朗。针对目前其氮磷钾配方施肥研究匮乏的情况,采用“3414”施肥法,对1.5年生大新种源赤苍藤扦插苗进行追肥试验,旨在寻找一种适宜其苗期生长发育的氮磷钾肥料配比。研究结果表明,适当施肥可显著改善赤苍藤植株生长状况并促进其地上、地下部分生长发育。氮素在赤苍藤生长发育中起到重要作用,除T2(N0P2K2)处理外,大多数处理地上及地下部分生长状况较不施肥对照组(T1,N0P0K0)有显著提升。模糊隶属函数分析结果表明,赤苍藤植株施肥后平均隶属函数值由高到低的顺序依次为T5(N2P1K2)>T6(N2P2K2)>T3(N1P2K2)>T14(N2P1K1)>T10(N2P2K3)>T4(N2P0K2)>T9(N2P2K1)>T8(N2P2K0)>T12(N1P1K2)>T7(N2P3K2)>T11(N3P2K2)>T13(N1P2K1)>T1(N0P0K0)>T2(N0P2K2)。综上所述,在本试验条件下,T5处理(N 1 g/株+P2O5 0.8 g/株+K2O 0.8 g/株)、T6处理(N 1 g/株+P2O5 1.6 g/株+K2O 0.8 g/株)二者综合表现最好,植株生长旺盛,新芽叶数量多,枝条生长旺盛,根系茁壮。故氮肥合理施用及磷、钾肥合理配施是赤苍藤苗期培育的关键之处。
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2023(3):65-72. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22104
摘要:研究新疆南疆核桃施肥效应与最佳效益的推荐施肥量,为肥料的高效利用提供理论依据。以南疆叶城县为研究区,基于“3414+2”试验方案开展核桃肥料效应研究,并利用一元二次、三元二次肥料效应函数进行拟合,进而优化南疆核桃的N、P2O5、K2O施肥量。结果表明,(1)不同施肥量对核桃的产量影响显著,其中N2P2K2处理的产量、品质显著高于其他处理;不同氮肥处理与核桃产量的相关性显著,而磷肥、钾肥对品质的影响更为明显;(2)三元二次回归肥料效应方程的拟合度显著高于一元二次方程,据此测算的核桃推荐施肥量结果为以核桃产量为主要目标情景下,N、P2O5、K2O最佳施用量分别为0.21、0.59和0.58 kg/株,最佳施肥配比为1.0∶2.8∶2.7,预测最佳产量为8.90 kg/株;而以追求核桃品质为目标时,N、P2O5、K2O最佳施用量范围分别是0.55~0.64、1.37~1.50、0.56~0.62 kg/株。基于“3414”肥效试验和三元二次肥效方程回归测算的氮磷钾推荐施肥量及其配比,可为新疆南疆核桃科学施肥提供理论依据。
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2023(3):73-81. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22088
摘要:为了给我国谷子测土施磷提供科学依据,采用“零散实验数据整合法”和“养分平衡—地力差减法新应用公式”,开展了我国谷子土壤有效磷丰缺指标和推荐施磷量研究。结果表明,我国谷子土壤有效磷(Olsen-P)第1至5级丰缺指标依次为≥45、14~45、5~14、2~5和<2 mg/kg;当磷肥利用率20%时,目标产量3~7.5 t/hm2籽实谷子第1~5级土壤推荐施磷量分别为0、15~38、30~75、45~113和60~150 kg/hm2;目标产量6~15 t/hm2干草谷子第1~5级土壤推荐施磷量依次为0、15~38、30~75、45~113和60~150 kg/hm2;目标产量15~45 t/hm2青贮谷子第1~5级土壤推荐施磷量分别为0、13~38、26~77、38~115和51~153 kg/hm2。初步建立了我国籽实和饲草谷子土壤有效磷丰缺指标推荐施肥系统,为我国谷子测土施磷奠定了科学基础。
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2023(3):82-87. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22105
摘要:以烟台地区苹果主栽品种烟富3为试材,通过连续5年的定位试验,研究了硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施对酸化果园土壤化学性质、果树叶片功能、果实产量和品质的影响。结果表明:与空白对照相比,硅钙钾镁肥处理提高了土壤pH、碱解氮、速效钾、交换性钙镁含量及阳离子交换量,硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施后的土壤有机质、速效钾、交换性钙含量和阳离子交换量显著高于对照,分别提高11.6%、24.8%、24.7%和1.55 cmol/kg。单施硅钙钾镁肥提高了叶片SPAD值和叶面积,分别较对照提高6.05%和8.39%;硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配施显著改善叶片功能,叶片SPAD值和叶面积分别较对照提高11.9%和16.1%。单施硅钙钾镁肥及其与黄腐酸钾配施均能显著提高单果重和产量,分别较对照增加9.4%~11.8%和11.4%~14.8%;果实可溶性固形物、固酸比、维生素C含量和硬度分别较对照增加了8.6%~10.2%、14.1%~16.8%、10.1%~12.3%和3.2%~3.8%,差异显著。综合评价,硅钙钾镁肥可有效改良土壤,改善苹果叶片功能,提高苹果产量和品质;硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施比单施硅钙钾镁肥效果更加显著。
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2023(3):88-94. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22107
摘要:洋葱是四川省攀西高原的一种主要蔬菜,但鲜有其营养特性及施肥技术的报道,以当地主栽洋葱品种为试验材料,通过试验设置PK、农户习惯(630-300-420)、氮磷钾优化减量(540-270-330)(NPK)、NPK+中微肥、有机肥替代30%化肥(70%CN+30%ON)、控释掺混肥(40%控释N+60%常规N)共6个处理,研究不同施肥模式对洋葱产量及氮、磷、钾养分吸收及氮肥利用的影响。结果表明,生长期洋葱养分需求量顺序为氮>钾>磷,收获时洋葱氮、磷和钾比例为8.4∶1∶7.8;每生产1000 kg洋葱吸收氮2.30~2.52 kg、磷(P2O5)0.57~0.69 kg,钾(K2O)2.45~2.84 kg。NPK+中微肥施肥模式的洋葱产量、氮表观回收率、氮偏生产力和农学效率均最高,较农户习惯施肥分别增加8685 kg/hm2、17.06%、47.89 kg/kg和24.96 kg/kg。氮磷钾优化减量、有机肥替代30%化肥和控释掺混肥3种模式的洋葱产量、氮表观回收率、氮偏生产力和农学效率较农户习惯施肥处理平均增加7230 kg/hm2、10.1%、45.20 kg/kg、22.27 kg/kg。因此,在攀西高原洋葱高产高效生产中,建议在适量的氮、磷、钾用量(分别为510~540、240~270、300~330 kg/hm2)的基础上优先配施中微量元素肥料,并结合有机肥替代化肥和缓控释肥施用,可实现化肥减量增效的目标。
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闫素云,周先艳,王自然,杜玉霞,张碧蓉,史文斌,李晶,段敏仙,岳建强
2023(3):95-103. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22051
摘要:探讨不同微生物菌剂 -化肥配施对柠檬苗的生长和土壤改良效果,为柠檬苗的科学施肥提供可靠的依据。以“云柠1号”柠檬苗为试验材料,研究不同微生物菌剂-化肥配施对柠檬苗植株生长状况及土壤理化性质的影响,以期获得微生物菌剂-化肥配施的最佳组合。结果表明:在丛枝菌根、拜赖青霉、枯草芽孢杆菌、复合菌株 4种菌剂配施化肥的处理中,从植株生长情况和土壤营养状况综合来看,效果最佳的是83.30 mL/株拜赖青霉 +柠檬专用肥20 g/ 株的处理;显著提高了土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、中微量元素和植株叶片的叶绿素含量,较单施化肥(CK)分别提高了142.88%、305.63%、72.22%、32.66%、43.23%;且土壤 pH值保持在适合柠檬生长范围,植株表现为主干增粗、冠幅均匀、营养枝和结果枝比例协调;叶面积和叶片鲜重增加显著,分别较CK提高了211.11%、20.68%。结合植株的生长情况和土壤营养状况整体来看,4种微生物菌剂-化肥配施表现为:拜赖青霉> 丛枝菌根>复合菌株>枯草芽孢杆菌>CK;与 CK相比,4种微生物菌剂-化肥配施均可促进柠檬苗的生长,提高土壤有机质、氮、磷、钾及矿质元素含量,其中,拜赖青霉 -化肥配施效果最佳。
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2023(3):104-110. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22086
摘要:评价了用秸秆粉经磺化及甘氨酸钙取代新工艺得到的拟羧甲基壳聚糖混合物(6-氨基乙酸取代的纤维素、半纤维素、木质素混合产物)吸水及保水性能,对其在室外土壤中的吸水保水性能研究表明:拟羧甲基壳聚糖混合物无论是吸湿率还是保湿率都优于天然壳聚糖原料合成的羧甲基壳聚糖产品;特别是拟羧甲基壳聚糖混合物与纤维素硫酸单酯1∶1复配物具有更好的吸湿效果,其在土壤中的最大饱和吸水量甚至优于聚丙烯酰胺,达到了35.5 g/g,并具有显著提高土壤含水量、有机质、机械稳定的团聚体含量,降低土壤容重的土壤调理作用;这一通过秸秆半合成的拟羧甲基壳聚糖混合物具有原料易得,生产工艺简单,生产成本低,使用性能优异的性价比优势,具有开发潜力。
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艾.栋,边立丽,张云贵,常乃杰,闫芳芳,李.斌,李志宏,冯文强,张宗锦,陈.曦,张文洪,刘青丽
2023(3):111-119. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22091
摘要:紫色土分布区域降雨集中、土壤养分淋失严重,导致土壤肥力下降、根区养分供应不足、根系发育不良等问题,提升土壤养分的供应强度有利于优化根系空间分布格局和促进根系生长。将原料肥和有机物料混匀后,利用1400 kg/cm2的强大压力将其压制成砖肥(BF),同时,设置原料肥和有机物料物理混合(CK)为对照。于关键生育期测定垄向截面不同土层深度和离烟株不同远近距离的格点位置的土壤电导率(EC)、不同直径的根系组成和根系生物量,采用Logistic模型、指数模型拟合根系空间分布关键参数和生物量累积关键参数,研究砖肥对烤烟根区电导率及根系生长的影响。结果表明:在烤烟根系主要分布区,即主根系半径12.5 cm处,深度2.5~12.5 cm的土壤剖面,BF处理的EC比CK高90.5~281.6 μS/cm;主根系半径17.5 cm处,深度2.5~17.5 cm的土壤剖面,BF的EC比CK高160.1~392.2 μS/cm。在主根系15~20 cm水平半径内,BF的根系重量比CK提高150%;分布在10~15 cm深度土层的根系重量提高了26.5%,并且土壤剖面10~20 cm之间的侧根伸展性更强、分布更广。移栽后75、90和105 d,BF的田间根系生物量分别比CK提高12.7、11.9和9.7 g/株,烟叶生物量分别比CK高24.5、13.6和17.1 g/株,根系和烟叶生物量最大累积速率分别比CK提高了43.5%和15.7%。对于淋失严重的土壤,施用砖肥可以提高养分供应强度、优化根系分布格局和促进烤烟生长发育。
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俞世康,李富程,王.栋,谢佳玉,何佶弦,王洪梅,孙志普,王鹏
2023(3):120-126. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22054
摘要:紫色土普遍存在土层薄、耐旱性差的生产性问题,改善其土壤水分条件的潜力不仅在于土壤,更在于母岩。选择薄层紫色土植烟坡地,采用垂直超深旋耕对其松土的同时破碎下覆母岩(简称为土壤母岩一体化耕作),设置土壤母岩一体化耕作的耕深为50 cm(T1)和35 cm(T2)以及常规耕作12 cm(T3)3个处理,研究土壤母岩一体化耕作产生的土层增厚对植烟土壤持水性能的影响。土壤母岩一体化耕作将沉积松散的泥页岩破碎,增大了土层深度,T1和T2处理上坡土层深度分别相对于T3处理增加了147.9%和67.9%,而下坡分别增加了65.7%和9.0%;土壤母岩一体化耕作与常规耕作相比土壤容重和土壤紧实度显著减小(P<0.01),而土壤含水量显著增大,特别是耕层以下;不同耕作处理土壤贮水量由大到小排序为T1>T2>T3,T1和T2上坡分别比T3上坡高125.69%和66.02%,T1和T2下坡分别比T3下坡高34.99%和6.58%。结果表明,土壤母岩一体化耕作破碎母岩增加蓄水基质是拓展容水空间和增强贮水能力快捷而有效的途径,可打破紫色土植烟坡地土层浅薄、水分容量小、保水抗旱能力差对烤烟生产的制约。
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2023(3):127-134. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22061
摘要:以内蒙古呼伦贝尔草甸草原作为研究对象,探讨土壤微生物化学计量特征在不同刈割频次处理下的变化规律,以期为草原资源的可持续利用提供理论依据。试验设有6个处理,对照区(CK)、1年1割(M1)、2年1割(M2)、3年1割(M3)、6年1割(M6)和12年1割(M12),每个刈割处理设置3个重复。2018年8月中旬在样地内随机设置3个样方,在样方内随机设置3个取样点,分别按0~10、10~20、20~30 cm土层进行均一采样,将土样按层次充分混合并带回实验室,采用氯仿熏蒸法对样品进行处理后,进行土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)含量的测定。研究结果表明:刈割没有显著影响MBC、MBN、MBP含量及其化学计量比,表明刈割处理下微生物系统具有相对的稳定性。从6个处理的平均值整体来看,MBC、MBN、MBP含量以及微生物生物量C∶N、C∶P(MBC∶N、MBC∶P)随刈割间隔延长呈现先升高后下降的趋势,并在M2和M3处最高;本研究区各处理梯度MBC∶P平均值大于30,比值较高,微生物生物量N∶P(MBN∶P)低于全球平均水平(6.9或5.6)。由于刈割一般在生长季后期进行,对草原生态系的影响比传统刈割要小得多,因此对MBC、MBN、MBP含量及其化学计量比的影响不明显,但适当的刈割不仅利于微生物的繁殖和根系的生长,而且对草原生态系统生产力以及植被群落产生积极影响,进而影响草地生态系统的结构和功能,因此应进行适宜的刈割。
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2023(3):135-141. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22069
摘要:为了揭示不同灌溉模式下CO2浓度升高对玉米幼苗生理特性的影响,深入分析了充分灌溉、交替灌溉与亏水灌溉模式下CO2浓度升高对内源激素含量、光合与叶绿素荧光、活性氧积累及抗氧化机制的影响。结果表明:交替与亏水灌溉均能够促进脱落酸/玉米素核苷(ABA/ZR)升高,进而诱导气孔收缩。这大幅降低了蒸腾,但仅在一定程度上降低了交替灌溉模式下的光合碳同化。最终,交替灌溉诱导了幼苗叶片水分利用效率(WUEleaf)的升高,且其维持了幼苗最大光化学效率(Fv /Fm)的稳定。气孔收缩还进一步诱导了叶片O2·-与H2O2的大量生成;交替灌溉能够通过提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性,维持丙二醛(MDA)含量稳定,从而避免了膜脂过氧化伤害。CO2浓度升高降低了各灌溉模式下的ABA/ZR,加快了电子传递、升高了光合速率(Pn)与WUEleaf。此外,CO2浓度升高还在一定程度上抑制了各灌溉模式下叶片O2·-与H2O2的生成,叶片SOD、CAT与POD等抗氧化酶活性相应降低。最终,CO2浓度升高降低了各灌溉模式下膜脂过氧化程度,从而有利于作物的生长。
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2023(3):142-148. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22078
摘要:为了解南方稻田绿肥紫云英对涝害的响应机制,以余干种、闽紫2号和弋江籽3个紫云英品种为试验材料,采用盆栽试验模拟水淹胁迫,研究涝害对3个品种紫云英生长及生理代谢的影响。结果表明:水淹胁迫显著降低了3个紫云英品种生物量和株高,其中弋江籽总生物量降低幅度最大,达38.1%,地上部生物量降低34.8%,地下部生物量降低40.1%。水淹胁迫下3个紫云英品种的最大光化学效率、电子传递效率、光化学猝灭系数分别降低23.2%~29.3%、8.3%~14.8%和31.5%~34.8%,非光化学猝灭系数上升41.8%~70.8%,叶片的光合活性受到抑制。水淹胁迫导致3个紫云英品种的保护酶系统活性显著升高,丙二醛地上部和地下部含量分别增加63.6%~72.0%和52.4%~63.1%。余干种、闽紫2号和弋江籽幼苗地上部的过氧化氢酶活性较对照分别提高164.0%、127.1%和121.0%,过氧化物酶分别提高30.4%、46.7%和30.7%,超氧化物歧化酶分别提高12.5%、10.2%和15.0%。通过隶属函数法对3个紫云英品种的耐涝性排序为闽紫2号>余干种>弋江籽。
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宋柏龙,姚敏杰,李昊儒,王耀生,王超,郑钰铟,王加龙,郝卫平
2023(3):149-158. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22090
摘要:针对我国华北平原淡水资源短缺这一现状,合理利用其地下微咸水进行农业灌溉是缓解水资源供需矛盾的有效途径。持续5年的田间定位试验,开展微咸水灌溉对冬小麦根际微生物影响的研究,试验共设置5个试验处理:雨养(NI)、淡水和微咸水交替灌溉(FS)、淡水灌溉(FF)、微咸水灌溉(SS)、微咸水和淡水交替灌溉(SF)。研究结果表明:FS和SS处理导致土壤表层(0~10 cm)EC值显著增加29.9%~52.4%,并且SS处理对冬小麦造成了盐胁迫。但微咸水灌溉(FS、SS、SF)较FF处理未对根际微生物Alpha多样性和群落结构造成显著影响,仅SS处理显著增加了部分属生物标记物如噬冷菌属(Algoriphagus)和有害菌壳球孢属(Macrophomina)等的相对丰度。较雨养而言,灌溉处理(FS、SS、FF、SF)导致表层土壤含水量(SWC)和pH分别增加42.4%~56.2%和3%~5.2%;硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)含量分别减少52.7%~65.2%和27.5%~43.2%。SWC值是影响根际细菌多样性的主要因子,因此,灌溉处理显著增加了根际细菌Alpha多样性;但未对真菌多样性造成显著影响。同时,根际微生物群落结构均受土壤pH值和NO3--N含量影响,因此灌溉处理和NI处理群落结构存在差异,显著增加了纤维弧菌属(Cellvibrio)和有益菌角菌根菌属(Ceratobasidium)等属生物标记物的相对丰度。以上研究表明,长期使用3 g·L-1微咸水灌溉未对根际微生物多样性及群落结构造成显著影响,但是会改变部分属生物标记物相对丰度。这些研究结果为华北平原冬小麦微咸水灌溉的推广应用提供科学依据和理论基础。
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2023(3):159-168. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22072
摘要:间作系统因其产量优势及生态功能在全世界都广泛应用,尤其是禾本科与豆科作物的优势组合,但该间作体系中作物根系互作对碳代谢特性的影响尚不明确。通过2年田间试验结合盆栽模拟根系分隔(根系无互作;根系部分互作;根系完全互作)方法,采用Biolog技术研究了不同种植模式对谷子和花生籽粒产量、土地生产力及土壤微生物碳源利用特征的影响。2017~2018年田间试验结果表明,2种间作模式下土地当量比(LER)均大于1,尤其是谷子-花生2∶2模式LER于2018年达到1.36,表明禾本科作物谷子与豆科作物花生体系是具有产量优势的间作系统。室内盆栽研究结果表明,间作模式下谷子的生物量与产量分别增加了49.0%和92.6%,花生则增加了11.1%和44.6%,谷子与花生的收获指数(HI)也显著增加。与完全分隔无根系互作相比,根系互作促进了根际微生物碳源利用效率,谷子与花生根际微生物对31种碳源平均利用率分别增加了19.6%和72.2%。土壤微生物对6大碳源种类的平均利用以糖类和氨基酸类为主,对酚酸类利用率最低。主成分分析结果表明,间作与部分间作花生对根际土壤碳源利用率显著高于谷子与花生单作,而单作花生对碳源利用率最低。Shannon指数和Simpson指数研究结果表明,间作提高了土壤群落微生物多样性和均匀度。禾本科作物谷子与豆科作物花生间作体系通过根系互作提高了生物量积累,促进了地下部根际微生物对底物碳源利用,增强了微生物群落结构多样性,这对深入解读地下根系互作驱动的间作体系优势互补机理具有重要意义。
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2023(3):169-178. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22074
摘要:为获得红花高产,采用L16(45)正交试验设计,研究不同密度、氮磷钾肥和品种对红花农艺性状、产量及品质的影响。结果表明:密度对茎粗影响不显著,对百粒重、含油量影响显著,对其余性状影响极显著;氮肥对株高、含油量影响不显著,对茎粗、果球着粒数影响显著,对其余性状影响极显著;磷肥对单株及小区花瓣产量影响不显著,对株高、茎粗及含油量影响显著,对其余性状影响极显著;钾肥对株高、果球着粒数及羟基红花黄色素A影响不显著,对其余性状影响极显著;品种对所有性状影响极显著。通过各因素不同水平的综合平衡分析比较,在云南红花主产区采用12.5万株/hm2的种植密度(40 cm×20 cm)、375 kg/hm2的施氮量、225 kg/hm2的施磷量、240 kg/hm2的施钾量以及选用品种云红三号的红花生产技术模式,可达到增产增效的最佳效果。
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2023(3):179-183. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22077
摘要:为了探讨主动通风酿热补气系统发酵产物作为番茄栽培基质对番茄生长发育及产量、品质的影响,以体积比为3∶1的秸秆和牛粪为原料,进行了为期60 d的主动通风式高温好氧堆肥。将好氧堆肥产品以体积比100%(T1)、33.3%(T2)、0%(CK)的比例与市面上购买的基质混合,比较不同基质条件下番茄的生长发育情况;探讨主动通风高温好氧堆肥作为番茄生长基质的可行性,为主动通风式酿热的产物基质化利用提供理论支撑。结果表明:(1)T2复配基质培育的番茄株高、茎粗显著优于CK和T1;(2)T1的光合作用高于T2,但T2的净光合速率显著高于T1,为28.25 μmol/(m2·s);(3)T2栽种番茄的产量达4.78 kg/株,比CK显著增产了43.3%,比T1高出13.7%。综合分析以上指标,主动通风式酿热条件下的堆肥产物可以作为栽培基质。其中主动通风式酿热产物以33.3%的体积比混合市面上购买的基质形成的复配基质作为栽培基质得到的番茄植株生长效果最佳。
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2023(3):184-193. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22085
摘要:利用高光谱遥感数据结合统计建模是当前土壤有机质(SOM)含量高光谱估测的主要方法。为了探讨SOM含量高光谱估测适宜的光谱变换方法和光谱分辨率,以黑龙江省建三江黑土区土壤样本为研究对象,采用SR-6500便携式光谱仪在实验室测量土样的光谱反射率。对土壤光谱数据重采样为1、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 nm共12种光谱分辨率,经过Savitzky-Golay光谱曲线平滑处理后,将光谱反射率R进行反射率倒数1/R、对数logR、倒数对数log(1/R)、对数倒数1/logR、一阶导数R′、倒数一阶导数(1/R)′、对数一阶导数(logR)′、倒数对数一阶导数[log(1/R)]′和对数倒数一阶导数(1/logR)′共10种光谱变换;利用多元线性逐步回归(MLSR)和偏最小二乘回归(PLSR)的方法建立SOM含量估测模型。结果表明:(1)1/R和(1/R)′光谱变换对于提高SOM含量估测精度的效果较好,其中1/R光谱变换的SOM含量估测精度R2val均高于0.87,(1/R)光谱变换的SOM含量估测精度R2val均高于0.90;(2)5、10 nm光谱分辨率对于1/R和(1/R)′光谱变换下的MLSR与PLSR估测SOM含量的精度都较高,为较适宜的光谱分辨率;(3)SOM含量估测的光谱分辨率并非越高越好,适度的降低光谱分辨率以及选择合适的光谱变换方法,不仅可以减少数据处理的工作量,也可以提高SOM含量的估测精度。
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王韦燕,冯文强,常乃杰,刘青丽,李志宏,陈玉蓝,黎昌明,陈曦,张云贵
2023(3):194-201. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22067
摘要:叶绿素是作物进行光合作用合成有机物的主要色素,实时监测烤烟叶片叶绿素含量对跟踪烟株氮素营养状况和判别烟叶成熟度具有重要的指导作用。基于对烤烟叶片光谱特征的分析,以不同供氮水平下实测的烟叶高光谱数据及叶绿素相对含量(SPAD)为数据源,采用一阶导数(1st Der)、多元散射校正(MSC)、标准正态变量(SNV)和SG平滑(SG)对原始光谱数据进行预处理,先采用连续投影法(SPA)挑选出每个预处理条件下的特征波长,后将各特征波段下的光谱反射率作为模型的输入变量,利用反向传播神经网络(BPNN)、随机森林(RF)和支持向量机(SVM)3种机器学习的方法分别构建烤烟叶片叶绿素含量估测模型。使用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和平均绝对值误差(MAE)对每个机器学习模型的性能进行了评估和比较。结果表明:3种机器学习方法训练出的模型相比较,RF模型的预测准确率最高;烤烟叶片原始光谱经MSC和SNV预处理后的光谱信息作为输入变量,经RF算法建模具有较高的精度和良好的预测能力,模型为MSC-SPA-RF(R2=0.96,RMSE=1.15,MAE=0.94)和SNV-SPA-RF(R2=0.96,RMSE=1.14,MAE=0.94)。说明基于机器学习利用高光谱数据估算烤烟叶片叶绿素含量具有可行性,这为实时、精确地监控烤烟生长过程中叶片叶绿素含量变化状况以及合理科学的进行田间管理提供了一定的理论基础。
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2023(3):202-209. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22094
摘要:为了探讨磷酸盐和石灰对重金属污染土壤的稳定效果,采用铅冶炼污染石灰性土壤(镉、铜、铅和锌全量分别为4.12、81.0、455和115 mg·kg-1)、设置磷酸盐和3个不同石灰用量及磷酸盐和石灰同时施用及间隔15 d施用的处理,培养后测定土壤性质。结果表明,两种添加剂间隔15 d施用且石灰用量为250和500 mg·kg-1时,土壤pH和磷有效性均高于同时施用处理。两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉有效性显著低于二者同时施用时(P<0.05,低6.63%~11.82%)、土壤锌有效性显著高于同时加入的处理(P<0.05,高17.64%~28.39%)。两种添加剂的不同施用方式对土壤铅和铜的有效性影响较小。石灰用量为1000 mg·kg-1且两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉和铅有效性最低。以上说明,对于石灰性镉污染土壤,磷酸盐和石灰的施用方式对土壤镉的稳定效果存在重要影响。
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2023(3):210-217. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22110
摘要:为探讨不同微生物菌群对华北地区中度石油污染土壤的修复效果,在实验室模拟条件下分别进行优势外源石油降解菌群的筛选和优势菌群与植物联合修复试验。结果显示:4种外源石油降解菌群中,PDC-3菌群对中度石油污染土壤总石油烃(TPH,total petroleum hydrocarbons)去除率为84.07%,在各菌群中效果最优;该优势菌群与植物联合修复中度石油污染土壤比单独使用优势菌群修复可获得更好的效果,优势菌群与黑麦草联用及优势菌群与紫花苜蓿联用120 d TPH的去除率分别为91.58%和89.30%,修复后土壤中TPH含量均小于500 mg/kg;同时优势菌群与黑麦草联合修复在90 d即可去除89.32%的土壤TPH,相比选用紫花苜蓿可有效缩短修复周期;优势菌群对土壤TPH的去除起主要作用,其贡献率远高于土著微生物菌群或植物的贡献率;植物对土壤TPH去除的贡献率为4.09%~6.48%,且其作用主要发生在修复过程的中后期;优势菌群单独使用或与植物联合修复中度石油污染土壤120 d均可有效去除C10~C12及C22~C40石油烃组分,去除率为85.14%~100.00%;然而,C13~C21石油烃组分含量表现出阶段性的积累效应;除对土壤石油烃的去除作用外,使用优势菌群进行生物修复存在一定的调节土壤pH、增加土壤肥力,且有利于恢复修复后的土壤功能。
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2023(3):218-225. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22183
摘要:为了解放牧和刈割对草甸草原中小型土壤动物群落结构的影响,于2019~2020年在内蒙古呼伦贝尔市鄂温克旗贝加尔针茅草甸草原采用自由放牧、刈割和围封3种不同草地利用方式下,研究了内蒙古草甸草原中小型土壤动物群落结构特征。调查研究在草地返青期、生长期和枯黄期3个时期进行,共捕获中小型土壤动物284只,隶属于12目34个类群。结果表明:放牧导致中小型土壤动物数量、类群数和多样性指数降低,而刈割影响相对较轻;返青期、生长期、枯黄期对应的春、夏、秋三季中小型土壤动物群落结构存在明显差异,土壤动物个体数、类群数和多样性指数均在草地枯黄期最多。放牧和刈割利用方式下改变了草甸草原中小型土壤动物在草地生长期Shannon-Weiner指数、Margalef指数、Pielou指数的变化趋势。中小型土壤动物群落表聚性在刈割利用方式中表现最为典型,放牧利用方式下0~10 cm土层中小型土壤动物有向10~20 cm 土层移动趋势;土壤pH和速效钾含量与中小型土壤动物类群有密切关系。
>专题综述
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2023(3):226-235. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22064
摘要:施肥是保证茶树健康生长、提高产量和品质的重要保证。单施无机肥或有机肥均能够对茶叶产量、茶产品品质及土壤肥力等方面起到促进作用,但是存在明显的缺陷和隐患,如土壤酸化、氮素损失严重和茶鲜叶产量降低等。因此,在无机肥和有机肥配施基础上结合新型肥料和新型施肥技术体系,如硒肥、炭基水溶肥和智能水肥一体化等是茶园可持续发展的重要途径。综述了无机肥、有机肥、无机肥和有机肥配施3种施肥模式对茶树生长发育、茶叶产量、茶叶品质、土壤肥力等方面的影响,并结合茶园新型肥料和施肥技术,从多方位提出相关的发展建议,为实现茶园合理施肥、生产高产优质茶叶和提升茶园土壤质量提供参考。
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徐洋,杜森,钟永红,薛彦东,潘晓丽,傅国海,周璇,胡江鹏,李贝,闫湘,沈德龙,张卫峰,张福锁
2023(3):236-244. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22098
摘要:为系统总结测土配方施肥对我国科学施肥工作的重要贡献,对测土配方施肥项目实施15年的发展进程进行了归纳,划分为启动扩大阶段(2005~2009年)、整建制推进阶段(2010~2014年)、绿色发展阶段(2015~2019年)。利用国家测土配方施肥管理系统统计数据,研究了项目在构建我国土壤及作物肥效基础数据库、推动土壤肥料技术普及和提升农民科学施肥水平等方面取得的成效。结果表明,15年来测土配方施肥项目累计采集土壤样品2046.7万个、植株样品152.6万个,分析土壤样品1833.9万个、植株样品129.9万个,开展小区试验40.3万个、大田示范76.7万个,发布肥料配方31.1万个,培训农民3.26亿人次,化肥施用总量和单位面积化肥用量分别较峰值下降10.3%和10.1%,氮肥利用率提升11.7个百分点,2019年实现测土配方施肥推广面积1.38亿hm2。测土配方施肥项目成效显著,但在管理、技术等方面仍存在一些问题,特别是在测试化验、推荐施肥指标体系、技术物化、高效施肥技术推广等方面仍有改进和提升的空间,建议围绕农业绿色发展主线,进一步夯实测土配方施肥基础性工作,加强高效肥料品种和施肥技术的研发,强化技术推广,服务乡村振兴战略实施。