- 2024年第0卷第9期文章目次
>研究报告
-
2024(9):1-7. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23673
摘要:山西省主要耕作土壤对磷养分的吸附解吸特征鲜有报道。以山西省褐土、潮土和黄绵土三大主要耕作土壤为研究对象,对比分析了不同类型土壤对磷的吸附解吸过程及其特征参数。结果表明,3种不同土壤对磷的吸附量和解吸量均随外源磷浓度的增加而增加,吸附量随土壤深度增加而增大,但解吸量随深度增加而减小。3种土壤不同土层对磷的吸附过程均与Langmuir方程拟合良好,从等温吸附特征参数来看,土壤最大吸附量的最大值为793.65 mg/kg,出现在褐土40~60 cm土层中;土壤最大缓冲量以潮土0~20 cm土层最小,为16.31 mg/kg;而黄绵土40~60 cm土层K值最大,为0.494。3种土壤相同土层对磷的解吸量均表现为褐土>潮土>黄绵土。另外,褐土、潮土和黄绵土的需磷量分别为7.10、3.22和5.65 mg/kg。总之,褐土对磷有较强吸附能力,且吸附的磷易被解吸;潮土对磷吸附能力相对较弱,但供磷能力较强;黄绵土相较褐土与潮土对磷解吸能力较弱。在农作物种植过程中,需根据当地土壤对磷吸附解吸特性合理制定磷肥施用方案。
-
蒲成伟,廖前超,张绩,周立,陈品文,何震,杜晓秋,汪志辉,周上铃,何发,黎德富,杨贵川
2024(9):8-16. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23696
摘要:为了解四川省南充市土壤养分状况与空间分布特征,并在此基础上划分柑橘栽培适宜区。通过对全市土壤11个养分指标进行检测分析,并利用ArcGIS技术构建各养分指标空间分布模型图,再结合柑橘需肥规律划分栽培适宜区。结果表明,南充市土壤呈碱性,有效锰含量严重缺乏,有机质、碱解氮、有效硼、有效锌含量偏低,有效钾、有效铜、有效硫含量适宜,有效磷、有效铁含量极丰富。养分指标空间分布模型图表明,蓬安、西充两个县土壤碱性程度高,有效磷主要集中在嘉陵区,碱解氮、有效铜在蓬安相对集中,有效铁、有效硼分别在阆中、西充较为集中,从北到南有效钾含量逐渐增加。根据适宜区域划分结果,不适宜区、次适宜区、适宜区、相对最适宜区、最适宜区5个区域的比例分别为0.61%、17.53%、55.90%、24.93%、1.03%;不适宜区与次适宜区在各区县均有分布,主要集中于营山、南部等区域,主要原因为pH过高,有机质及其他元素含量过低;适宜区所占比例最高,在各区县均有集中连片分布;相对最适宜区主要集中在蓬安、阆中、高坪;最适宜区范围仅分布在9个乡镇。适宜区及以上等级土壤特点为平均pH值逐渐降低,有机质含量逐渐增加,其余养分含量趋近于丰富和极丰富等级。整体来说,南充市土壤养分分布差异大,离散程度高,需注重碱性土壤的改良和整体肥力的提升,并根据养分的区域分布特征采取针对性施肥方案。全市80%以上的土壤适宜栽培柑橘,并在蓬安、阆中相对集中。
-
2024(9):17-22. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23647
摘要:为了进一步了解覆盖措施对苹果园土壤微生物环境和水分吸收的影响,以6年生‘长富2号’苹果园为试验材料,通过地膜覆盖、秸秆覆盖和地布覆盖3个处理,测定覆盖措施对土壤含水量、地温、土壤微生物数量和功能多样性、土壤有机碳含量,以及树体和土壤稳定同位素含量的影响。结果表明:地膜覆盖处理使浅层土壤含水量较裸地对照处理升高了13.67%,但水分利用效率却有所减小。不同覆盖处理间,随着土壤含水量的降低,深层土壤水分对树体水分供给率越高;秸秆覆盖使土壤细菌、真菌、放线菌和微生物总量以及香农指数分别显著升高到裸地对照的140.58%、536.36%、120.36%、140.40%和123.08%。土壤总有机碳含量在秸秆覆盖后显著升高到裸地对照处理的114.41%。地膜覆盖处理土壤有机碳含量显著低于秸秆覆盖处理,降低到裸地对照的96.89%。综合分析表明,秸秆覆盖处理较地膜和地布覆盖处理更有利于改善树体生长和土壤环境,优化不同土层区域水分合理利用,还可以提高地表降水的有效利用效率。
-
2024(9):23-36. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23626
摘要:为研究梨园行内蛇莓覆盖对土壤的改善效果,以地布覆盖作为对照,通过对2020—2022年蛇莓覆盖下春季、夏季、秋季土壤理化性质及微生物群落进行分析,研究蛇莓覆盖对土壤微生态的影响。结果表明:(1)梨园行内蛇莓覆盖能提高湿度、降低温度,改善果园小气候,提高土壤过氧化氢酶活性(SCAT)和有机质(SOM)、碱解氮(AN)含量,改善土壤质量,促进梨树生长。土壤养分含量在秋季最多,夏季最低。(2)基于OTU分析,细菌在土壤中的一致性、多样性要强于真菌,真菌的差异性要强于细菌。梨园土壤行内覆盖能提高微生物α多样性指数,降低β多样性指数,提高物种丰富度和稳定性。随着季节的更替,细菌的稳定性降低,真菌的稳定性提高。(3)秋季对照(AGC)、处理(AIC)在主坐标分析(PCoA)、非度量多维尺度分析(NMDS)等分析中均聚在一起,其余组聚在一起,说明季节更替对土壤微生物的作用大于2年蛇莓覆盖,秋季与春夏两季微生物群落差异较大。(4)细菌、真菌门水平分别以Proteobacteria、Ascomycota为主,属水平分别以unidentified Gammaproteo-bacteria、unclassified_Fungi为主,种水平分别以Acidobacteria bacterium WWH4、Fungi_sp.为主。(5)SCAT与微生物有较强的相关性,AN、速效钾(AK)分别与细菌、真菌的多样性相关性较强。综上所述,梨园行内蛇莓覆盖有益于果园微生态的改善,作为一种新的行内覆盖模式对土壤管理模式的更新有一定的参考意义。
-
杨漫,徐国良,舒灿伟,莫凌梓,杨现坤,邓光蔓,吴智健,李璐璐,凌雨楠,李俐宽,许子杰
2024(9):37-46. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23662
摘要:红砂岭是红层地貌经土地退化形成的特殊荒漠化景观。土壤微生物可作为土壤质量的评价指标。通过田间试验,采用磷脂脂肪酸技术分析不同土壤改良措施对红砂岭退化土壤微生物群落结构和多样性的影响,以期从微生物角度评价不同改良措施对红砂岭退化紫色土的改良效果。试验基于完全随机区组设计,利用3种改良措施(菌剂、蚯蚓粪有机肥和秸秆覆盖),共设计8个处理:(1)微生物菌剂+有机肥+秸秆覆盖,(2)微生物菌剂+有机肥,(3)有机肥+秸秆覆盖,(4)微生物菌剂+秸秆覆盖,(5)秸秆覆盖,(6)微生物菌剂,(7)有机肥,(8)无处理的空白对照。研究红砂岭土壤退化背景下多种改良措施及其联合作用模式下土壤微生物群落的变化,分析土壤理化因子与微生物群落特征之间的关系。结果表明,与对照处理相比,秸秆覆盖处理对土壤微生物多样性和群落结构具有显著改良效果,而蚯蚓粪有机肥和菌剂单一处理的改良效果有限;然而,相较于单一改良措施,多种改良措施配施无一例外显著增加土壤微生物总生物量及各类群生物量,显著改善土壤微生物多样性和群落结构。此外,与对照处理相比,多种改良措施配施和覆盖处理均显著增加了真菌、丛枝真菌、革兰氏阴性菌的相对丰度,降低革兰氏阳性菌与厌氧菌的相对丰度。相关性分析表明,土壤微生物多样性和生物量等与土壤含水量、有机碳、碱解氮、速效钾、有效磷呈显著正相关,与pH值呈显著负相关。冗余分析表明,土壤微生物组成变化主要受含水量、pH值以及土壤有机质、速效钾、碱解氮、有效磷含量的影响。综上所述,秸秆覆盖配施有机肥和微生物菌剂的综合作用能有效调节红砂岭退化土壤生态环境,显著增加土壤微生物生物量和优化微生物群落结构。
-
2024(9):47-54. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23664
摘要:为探明在钵苗机插条件下,施氮量和密度对杂交籼稻干物质积累、分配及产量形成的调控效应,于2017—2018年在贵州省三穗县开展田间试验,以杂交籼稻品种C两优华占为试验材料,采用裂区设计,设置施氮量(N)、移栽密度(D)2个因素,主区处理为D,设3种密度水平(D1-21.65万穴/hm2、D2-16.84万穴/hm2、D3-12.63万穴/hm2);副区处理为N,设4种施氮量水平(N1-0 kg/hm2、N2-75 kg/hm2、N3-150 kg/hm2和N4-225 kg/hm2)。结果表明,随施氮量的增加,产量、有效穗数、每穗总粒数、各时期的叶面积指数、生育后期干物质积累量、拔节期-抽穗期穗分配率、抽穗期-成熟期的茎分配率、穗后比例均逐渐增加,而千粒重、结实率、拔节期-抽穗期茎分配率、抽穗期-成熟期的穗分配率、茎鞘物质输出率、茎鞘物质转化率、茎叶物质表观输出量、茎叶物质表观输出率均逐渐下降。随着密度降低,产量、有效穗数、各时期的叶面积指数和干物质积累量、生育前期、中期的干物质积累量、拔节期-抽穗期的茎叶分配率、抽穗期-成熟期的穗分配率、茎鞘物质输出率、茎鞘物质转化率、茎叶物质表观输出量、茎叶物质表观输出率均逐渐下降,而每穗总粒数、结实率、成穗率、拔节期-抽穗期的穗分配率、抽穗期-成熟期的茎叶分配率、穗后比例均逐渐增加。在水稻栽培中,栽培密度和施氮量合理配置才能获得较高的产量,综上所述,实现钵苗机插水稻最佳组合为密度21.23万穴/hm2(行株距为33 cm×14.27 cm)、施氮量253.63 kg/hm2,最高实际产量为9647.66 kg/hm2。
-
2024(9):55-60. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23678
摘要:研究油菜秸秆全量还田条件下不同氮肥运筹对水稻土壤可利用氮含量和产量的影响,为油菜秸秆全量还田条件下水稻氮肥运筹提供理论依据。以缘两优968为试验材料,于2022年在江苏省扬州市开展试验,试验设置油菜秸秆全量还田不施肥(SN0),油菜秸秆全量还田配施氮肥(SN1,基肥∶分蘖肥∶穗肥=2.2∶2.2∶5.6),油菜秸秆全量还田配施氮肥(SN2,基肥∶分蘖肥∶穗肥=2.5∶2.5∶5),油菜秸秆全量还田配施氮肥(SN3,基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4),油菜秸秆全量还田配施氮肥(SN4,基肥∶分蘖肥∶穗肥=3.5∶3.5∶3)。于苗期、抽穗期和成熟期分别测定土壤铵态氮、硝态氮、可溶性总氮、脲酶、植株氮素含量和产量等性状。结果表明,与SN0相比,SN1、SN2、SN3、SN4处理水稻产量分别增加15.73%、43.78%、68.05%、43.78%。在苗期油菜秸秆全量还田条件下,基肥比例的增加显著提高土壤铵态氮含量,但是显著降低脲酶活性。在抽穗期,SN3处理土壤铵态氮含量和脲酶活性显著高于其他处理,硝态氮含量显著低于其他处理;与SN0相比,SN1、SN2、SN3、SN4处理显著提高水稻整株氮吸收量,增幅分别为37.34%、62.37%、57.65%、19.47%。油菜秸秆全量还田条件下,适当提高基肥比例对水稻产量和氮素吸收有积极效应,当基肥∶分蘖肥∶穗肥=3∶3∶4时,产量和氮肥利用率均处于较高水平。
-
2024(9):61-69. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23637
摘要:为探究山西省黄土高原地区青贮玉米(Zea mays)与豆科(Leguminosae)绿肥间作体系下减施氮肥对混合饲草产量及青贮品质的影响,设置4个青贮玉米与豆科绿肥间作处理(A1:玉米单作;A2:玉米+牧绿9号;A3:玉米+牧绿2号;A4:玉米+拉巴豆),4个氮肥梯度(B1:施用100%N;B2:90%N;B3:80%N;B4:70%N),其中第一年氮肥正常施用,第二年开始减施氮肥。在青贮玉米收获期测定混合饲草的鲜草产量和青贮草料营养成分等指标。结果表明,在同一施氮水平,间作绿肥会提高混合饲草产量,提高青贮草料粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、淀粉等含量;减施氮肥会降低混合饲草产量和品质,降低青贮草料粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、淀粉等含量。间作绿肥可以替代10%氮肥施用量,且以间作拉巴豆并施用90%氮肥的处理效果最佳。
-
2024(9):70-77. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23684
摘要:在明确间作作物提高氮素吸收利用的基础上,探讨间作体系氮素的种间关系以及相关环境因子的贡献,为阐明间作养分高效利用优势提供一定数据支撑。通过两年(2021—2023年)的田间定位试验,在不施氮(N0)、低氮(N1,N 90 kg/hm2)、常规施氮(N2,N 180 kg/hm2)和高氮(N3,N 270 kg/hm2)4个施氮水平下,研究了小麦蚕豆间作对氮素收获指数、系统氮素生产力及其氮素种间关系的影响,并基于ABT(aggregated boosted tree)和network分析,结合相关环境因子综合探讨其对间作促进氮素吸收利用的作用贡献。结果表明,与单作处理相比,两年的间作小麦氮素收获指数平均增幅5.30%,间作蚕豆显著性增加15.55%,间作体系的氮素系统生产力均值达到66.47 kg/hm2。不同处理下小麦和蚕豆均表现出不同程度的氮素种间竞争,其相对种间竞争强度分别为-0.83和-0.73,其氮素种间相对关系指数范围分别为0.087~0.11(小麦)和0.047~0.12(蚕豆),体现出了不同程度的间作互利效应,较蚕豆而言,间作小麦氮素相对种间竞争力平均达到了0.43,表现出明显的种间竞争优势。对于土壤环境因子和氮素种间关系指标对氮素收获指数的贡献率,单作小麦和蚕豆的第一贡献因子均为速效钾和氮素相对种间竞争强度,间作小麦的第一贡献因子为碱解氮和氮素种间相对关系指数,间作蚕豆为碱解氮和氮素相对种间竞争强度。小麦蚕豆间作提高了氮素收获指数,在氮素种间竞争的同时保持了体系的氮素互补作用以及小麦的氮素竞争优势地位,并通过改善土壤碱解氮以及氮素种间相对关系指数等因子的相对贡献,稳定了间作体系的氮素系统生产力和氮素吸收利用的优势。
-
郭大勇,周子琪,陈鲜妮,杜鹃,周文利,徐晓峰,王旭刚,杜金磊,刘海燕,刘雪涛
2024(9):78-85. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23712
摘要:聚磷酸铵磷肥具有缓释性,在石灰性土壤中能够长效供磷,但是释放缓慢易导致作物苗期供磷不足进而影响最终产量,探讨玉米苗期聚磷酸铵磷肥合理施用量及其对潮土无机磷组分含量的影响,为合理施用聚磷酸铵磷肥提供科学依据。采用盆栽试验,设置6个聚磷酸铵磷肥水平,P2O5 0、30、60、90、120和150 mg/kg
-
2024(9):86-93. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23640
摘要:田间试验条件下,在内蒙古自治区西辽河平原盐碱化耕地设置8 种施肥处理,分别为不施肥(对照,CK)、有机肥(M)、秸秆还田(S)、化肥(F)、有机肥+ 秸秆还田(MS),有机肥+ 化肥(MF)、秸秆还田+化肥(SF)、有机肥+ 秸秆还田+ 化肥(MSF),研究不同培肥措施对盐碱化耕地土壤盐碱特性及玉米产量的影响。结果表明,施用MF 和MSF 处理下pH 显著低于CK(P<0.05),其中在0 ~ 10 cm 土层,土壤pH 值以MF 处理最低,较CK 低13.41%;碱化度以MF 处理最低,较CK 低35.45%。与CK 相比,各处理均能显著降低有害离子Cl- 和Na+ 含量,且各处理间差异显著。由此可见,有机肥与秸秆的添加对土壤理化性质的改善具有明显作用。MSF 处理玉米产量最高,达到了12231 kg/hm2,相比CK 提高了58.87%。产量与有机质、全氮、有效磷存在极显著的正相关关系,与pH 呈显著负相关。可见,有机肥、秸秆还田和化肥三者配合施用能够显著提升土壤肥力进而提高作物产量。研究结果可为西辽河平原盐碱化耕地改良利用以及秸秆综合利用提供科学依据。
-
2024(9):94-103. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23711
摘要:为探究玉米根系分布、生理活性及产量和品质对有机肥替代部分化肥氮的响应,于2021—2022年在山西省西南部旱区,以登海605为试验材料,设置当地农户施氮量(210 kg·hm-2,N1)、有机肥替代15%化学氮肥(施入化学氮178.5 kg·hm-2,N2)、有机肥替代30%化学氮肥(施入化学氮147 kg·hm-2,N3)、有机肥替代45%化学氮肥(施入化学氮115.5 kg·hm-2,N4)处理,有机肥施用量根据替代比例计算。通过测定玉米生育期内的土壤水分分布、根系生长特性、根系生理活性及籽粒产量和品质,探究不同比例的有机肥替代化学氮肥对土壤水分、根系生长和根系生理活性的影响,及其与收获期籽粒产量的关系。结果表明,有机肥替代化学氮肥提高了40~80 cm土层中的土壤含水量,尤其在N3处理下,40~60 cm土层中的土壤含水量比其他处理平均高出11.3%~22.6%;有机替代增加了0~40 cm土层中的根长和根表面积,其中,N3处理下的根干重较其他处理提高了6.4%~20.6%;此外,有机替代还通过提高根系活力和氮代谢酶活性促进水肥吸收利用,尤其是0~40 cm土层的根表面积、20~60 cm的根系活力以及氮代谢酶活性的提高对产量产生了正向效应,N3处理的籽粒产量、蛋白质和淀粉含量较其他处理分别提高了4.4%~9.3%、3.3%~12.7%和7.4%~22.4%。因此,在晋西南旱地玉米种植区,推荐将30%的无机氮替换为有机肥,该有机替代比例不仅可以改善土壤的贮水能力,还通过提高根系生长和根系的生理活性促进水肥吸收利用,提高籽粒产量和品质,这对该地区的玉米可持续性生产具有重要作用。
-
2024(9):104-110. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23669
摘要:为探讨不同性质生物炭对堆肥进程、品质及重金属钝化的影响,将醋糟和鸡蛋壳分别于450和750℃下热解制备生物炭,并将不同温度生物炭与醋糟、猪粪、煤矸石等进行好氧堆肥。结果表明,添加450℃(T1)和750℃生物炭(T2)的处理与不添加生物炭(T0)相比,分别提前2和5 d进入高温期,最高温度分别提高了6.7和7.5℃,并且加速了种子的萌发和减少了水分损失。堆肥后450℃和750℃生物炭处理氮素养分含量分别较T0增加了2.43%和 6.50%;堆肥后,水溶性有机物含量降低,而腐植酸含量显著提高,其中750℃生物炭处理较T0提升了50.89%;并且胡敏酸的含量增加而富里酸含量降低,尤其750℃生物炭处理两种酸的含量变化幅度最大,表明750℃生物炭对堆肥中腐植酸含量变化具有明显促进作用。堆肥后堆体中的主要重金属Zn、Cu的水溶态、弱酸可溶态占比降低,而可氧化态和残渣态占比增加,表明生物炭显著提高了重金属钝化率,且Zn和Cu的钝化效果为T2>T1>T0,说明在堆肥过程中添加高温生物炭有利于重金属的钝化。以上结果表明,醋糟和鸡蛋壳于750℃下热解制备生物炭对堆肥进程、品质及重金属钝化具有更好的促进作用。
-
张典,孙楷清,杨全刚,张延杰,石艳春,庄兆恒,厍元,战威名,冯晶鑫
2024(9):111-117. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23680
摘要:为研究沼液替代氮肥对轻度盐化潮土的土壤性质和作物产量的影响,在山东省滨州市阳信县轻度盐化潮土上开展了玉米田间试验,试验共设置4个处理,分别为常规施肥(XG)及沼液替代常规施肥氮肥的50%(T50)、70%(T70)和100%(T100)。结果表明,与常规施肥比较,沼液替代氮肥处理土壤碱解氮、速效钾和有机质含量显著提高,分别增加了32.30%~34.29%、27.37%~72.25%和14.96%~21.09%,其中T100处理更有利于提升土壤有机质含量,T50处理对土壤有效磷和速效钾的提高效果最好;T50和T70处理显著增加了土壤铁、铜、锌等微量元素含量;T50处理并不能显著增加土壤汞、镉、铬、铅等重金属含量和土壤电导率;沼液替代氮肥显著提高土壤碱性磷酸酶和蔗糖酶活性,分别提高7.18%~32.59%和17.38%~19.85%;沼液替代氮肥处理显著提高微生物丰富度;相较于XG处理,T50、T70和T100处理显著提升了玉米的产量,分别提高了19.01%、16.84%和18.69%。综合分析,沼液替代不同比例氮肥能够显著改善土壤性质和提高玉米产量,在常规施肥的基础上施用50%沼液替代氮肥效果最好。研究结果可为沼液在轻度盐化潮土上的应用提供理论参考。
-
2024(9):118-124. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23665
摘要:为探讨绿肥与化肥减量配施对葡萄园土壤肥力、果实品质及产量的影响,在福建省寿宁县连续2年开展田间试验。以7年生‘巨峰’葡萄为试验对象,设置4个施肥处理,以当地传统只施用化肥为对照处理(CK),在种植豆科绿肥光叶苕子的基础上,化学氮、磷肥按照10%(T1处理)、20%(T2处理)和30%(T3处理)比例减施。研究结果表明,相较于CK,葡萄园连续2年种植光叶苕子,葡萄园土壤有机质含量显著增加了26.09%~34.93%;土壤氮、磷、钾积累量则随化肥减量比例增加而降低,土壤全氮含量显著降低了19.2%~32.8%,土壤碱解氮含量显著降低了5.2%~14.8%,土壤有效磷含量显著降低了4.4%~36.3%,土壤速效钾含量显著降低了5.4%~6.0%;不同处理对葡萄可溶性固形物、可滴定酸含量、固酸比、pH值和维生素C含量等的影响差异不显著;相较而言,T2处理(光叶苕子种子45 kg·hm-2+尿素240 kg·hm-2+钙镁磷肥600 kg·hm-2+硫酸钾300 kg·hm-2+复合肥960 kg·hm-2)对葡萄品质的改善效果更佳,其葡萄产量为27.75 t·hm-2,较CK显著增产14.4%。此外,绿肥处理与CK比较结果表明,连续2年种植绿肥处理的葡萄可滴定酸含量显著降低了8.0%,固酸比显著增加了11.1%;穗重显著提高了15.2%。综上,在福建葡萄园种植45 kg·hm-2光叶苕子,可替代20%~30%化学氮、磷肥的施用量,能改善部分葡萄品质,促进葡萄增产,同时还能降低因过量施用化肥带来的农业面源污染。研究结果可为葡萄园绿肥种植的推广以及化肥的减施提供理论依据和技术参考。
-
2024(9):125-134. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23652
摘要:为研究基施锌肥对旱地马铃薯根际与锌相关土壤微生物群落结构的影响,针对不同锌肥施用量,设置基施ZnSO4·7H2O 0 kg·hm-2(对照)、30 kg·hm-2和 60 kg·hm-2共3个浓度处理。各处理采用Illumina Mi-Seq测序研究锌肥在不同施肥水平下对马铃薯根际土壤微生物数量及群落组成的影响。得到了1054207个有效序列,主要隶属于14门、22纲、56目、94科、210属,在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)为主要优势类群;属水平以贪噬菌属(Variovorax)和柄杆菌属(Caulobacter)为优势属。随着基施锌肥含量(0~60 kg·hm-2)的增加,贪噬菌属的相对丰度显著提高15.45%,假单胞菌属(Pseudomonas)和马赛菌属(Massilia)的相对丰度差异不显著,只提高1.12%和1.08%,黄单胞菌属(Xanthomonas)和溶杆菌属(Lysobacteria)的相对丰度显著降低4.09%和1.19%;同时微生物菌群数和Chao1指数显著下降,不施锌肥马铃薯根际土壤微生物菌群数最多,施锌60 kg·hm-2土壤微生物菌群数最少;土壤微生物群落结构相似度在较低水平上分为两类,施锌肥样本单独聚成一组,不施锌肥样本聚为另一组,施锌土壤的微生物群落结构明显区别于不施锌肥土壤类型,基施锌肥60 kg·hm-2对土壤微生物菌群群落结构有较大的影响。适量施用锌肥对马铃薯根际土壤微生物的种类和数量有促进效应,但高剂量的锌肥对土壤中酶活性有很强的抑制作用,可破坏微生物种群,降低微生物活性,抑制微生物生长,进而影响土壤质量和马铃薯产量。该结果可为种植马铃薯合理施锌对土壤微生物多样性的研究提供一定的科学依据。
-
2024(9):135-143. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23675
摘要:以罗马生菜(Lactuca sativa)为试材,选取硫酸镁(MgSO4)、螯合镁(Mg-EDTA)、氧化镁(MgO)、氢化镁(MgH2)、镁粉(Mg)5种不同形态镁肥,设置4种镁浓度:0 mg/kg(L0)、3.5 mg/kg(L1)、7 mg/kg(L2)、14 mg/kg(L3),采用盆栽试验检测分析不同形态镁肥对生菜种子萌发、植物生长及营养品质的影响。研究不同形态镁(Mg)对叶用作物生菜的产量及营养成分的作用,明确提升生菜产量及营养成分的镁肥种类及施用措施。研究表明,与不施镁肥的L0相比,5种形态镁肥在4种施用浓度下对生菜种子萌发、株高、地上部鲜重、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白及维生素C含量有不同的促进作用。添加氢化镁对提高生菜产量及种子萌发率的效果最佳,并能提升其品质,施镁3.5 mg/kg水平时,种子萌发率提高65%,每株地上部鲜重增加102%,叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖及维生素C含量也得到显著增加;添加镁粉对提高生菜的品质最佳,L1、L3施镁浓度可大幅提高叶绿素、可溶性蛋白含量、维生素C含量以及可溶性糖含量,分别达到70%、86%、373%及120%;添加螯合镁及氧化镁的处理,施镁7 mg/kg浓度较好,提高生菜产量的同时也能有效提高维生素C含量,分别达到412%和374%。硫酸镁处理在施镁3.5 mg/kg水平时,能大幅提高可溶性糖含量,达到157%。氢化镁、氧化镁及镁粉的施加能提高土壤pH值。通过对各指标进行主成分分析获得综合得分,并对其进行排名,得到氢化镁在施镁浓度为3.5 mg/kg时,生菜的生长生理及营养品质指标最优。
-
2024(9):144-149. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23643
摘要:以5年生‘弗雷无核’葡萄为试材,以清水(CK)和常规氨基酸叶面肥(FS)为对照,设置5个有机叶面肥喷施处理:FY(有机酸)、FB(有机酸+B)、FZ(有机酸+Zn)、FW(有机酸+B+Zn)、FA(有机酸+B+Zn+5-氨基乙酰丙酸),研究不同有机叶面肥对葡萄光合作用、果实产量及品质的影响。结果表明,FZ处理叶片的叶绿素含量较CK和FS显著增加了14.63%和4.93%。FZ和FA净光合速率显著高于CK和FS,气孔导度和蒸腾速率显著高于CK。FA、FW和FZ单果重显著高于CK和FS,FZ产量最高,较CK提高了12.76%。通过对葡萄果实色泽参数分析,FZ对葡萄果皮的着色效果最好,其果实可溶性糖较CK增加了14.42%。FA和FW的维生素C含量、可溶性固形物以及花色苷均显著高于CK,FW处理可溶性固形物以及花色苷也显著高于CK。综上所述,喷施添加Zn的有机叶面肥FZ、FA和FW对葡萄的光合作用、产量和品质的效果最好,说明叶面肥中添加Zn可有效增强叶片光合作用,促进葡萄增产,改善果实色泽和品质。
-
2024(9):150-158. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23629
摘要:为解决长季节栽培番茄生长过程中养分供应不平衡、肥料利用率低等问题,提高番茄对土壤养分的吸收利用,以‘圣罗兰3689’番茄为试材,研究了微生物菌剂和玉米蛋白酵素在长季节栽培番茄中的应用效果。采用土壤栽培方式,共设4个处理:正常管理为对照(CK),CK+微生物菌剂(T1)、CK+玉米蛋白酵素(T2)及CK+两者配施(T3),研究了各处理对土壤理化性质、植株干物质重量、养分含量及积累量、养分利用效率和果实品质的影响。结果表明,在CK基础上,单施微生物菌剂或玉米蛋白酵素均可促进植株生长和养分利用,但各指标均以两者复配(T3处理)效果较好。与CK相比,T3处理下土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别增加24.9%、37.3%和22.2%,植株干重增加8.4%,植株氮、磷、钾含量和积累量分别增加15.3%、6.1%、9.7%和19.0%、15.7%、18.9%,氮肥、磷肥和钾肥利用效率分别增加64.9%、47.3%和33.6%。果实品质以T3处理下第九穗果较好,其中可溶性固形物、可溶性糖、维生素C和番茄红素含量分别比CK高出6.9%、13.1%、12.2%和16.0%。综上所述,微生物菌剂和玉米蛋白酵素复配可提高长季节栽培番茄土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量,促进植株对养分的吸收,提高养分利用效率,增加植株干重,改善果实品质。因此,微生物菌剂和玉米蛋白酵素配施可以在番茄生产中推广使用。
-
2024(9):159-165. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23667
摘要:为明确不同微藻有机水溶肥料对设施番茄生长、产量及品质的影响,通过主成分分析和综合评价得分,综合评价不同微藻有机水溶肥料的肥料效应,为番茄产量、品质综合评价提供分析方法和实现番茄高产、优质提供理论依据。选择了3种不同的微藻有机水溶肥料,通过2年的田间试验探索了不同微藻有机水溶肥料对番茄产量及品质的提升效果。试验结果表明:(1)施用微藻有机水溶肥料番茄的产量显著高于清水对照处理,在等量常规施肥的条件下,施用3种微藻有机水溶肥料(Competitor、Algafert、Levoamin)的处理单果重均显著增加,产量分别提高了4.87、6.86、5.46 t/hm2;(2)与常规施肥对照和清水对照相比,施用3种微藻有机水溶肥料的硝酸盐和有机酸含量显著降低,可溶性固形物和维生素C的含量显著增加;(3)从主成分综合得分分析,施用Algafert的处理得分最高,其次是Levoamin,最低为Competitor。综合考虑番茄的株高、茎粗、产量、品质等因素,番茄最佳施用效果的微藻有机水溶肥料为Algafert。
-
包日在,庄小平,林育民,李晓莉,任海英,王艳丽,胡丹,周慧芬
2024(9):166-171. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23633
摘要:以衰弱病东魁杨梅为试验材料,设置基施鸡粪基质生物有机肥(BF)、羊粪(SM)、猪粪(PM)、复合肥(CF)及不施肥(CK)5个处理,结合主成分分析对各处理的营养生长及土壤肥力进行综合评价,探究有机肥对衰弱病杨梅营养生长和土壤养分的影响。结果表明,与CK及CF处理相比,BF、SM与PM处理均能显著提高土壤有机质、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效硼、有效锌含量,提高土壤pH,均显著促进杨梅营养生长,梢长增加22.13%~30.74%、梢粗增加10.40%~11.07%、叶长增加4.99%~7.26%、叶宽增加4.35%~5.35%、叶厚增加4.17%~7.92%,叶绿素含量(SPAD)提高8.35%~11.29%。经主成分分析5个处理肥料效应综合评价排序为PM>BF>SM>CF>CK。基施有机肥可显著提高土壤肥力及衰弱病杨梅营养生长。建议杨梅产业上轮换使用有机肥以恢复衰弱病杨梅树势。
-
2024(9):172-182. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23719
摘要:探究蚯蚓粪不同比例替代化肥对红薯生长及土壤肥力状况的影响,为红薯种植时的化肥减施提供科学依据。采用田间试验,设置7个处理:不施肥(CK);600 kg/hm2氮磷钾复合肥(0R);10%替代(氮素总量与0R处理相同的前提下,10%的化肥氮素由蚯蚓粪替代,10%R);20%替代(20%R);40%替代(40%R);60%替代(60%R);100%替代(100%R)。在红薯发根分枝结薯期(栽秧后40 d)、蔓薯并长期(栽秧后120 d)、收获期(栽秧后160 d )测定红薯的农艺性状和土壤养分含量,分析收获期的红薯产量和品质指标。结果显示,在3个时期,40%R处理的红薯农艺性状(主蔓长、茎粗、叶长×叶宽、单株地上部分鲜重)整体较好,其次是0R处理。红薯单位面积产量在40%R处理(33.65×103 kg/hm2)和0R处理(31.51×103 kg/hm2)中最高,显著高于CK、60%R和100%R处理(P<0.05)。随着蚯蚓粪替代化肥的比例增加,红薯块根中淀粉和可溶性蛋白含量呈先增加后减少的趋势,在40%R处理中达到最高;可溶性糖含量则呈现相反规律。在红薯整个生长期,0R处理土壤速效养分含量整体较高,40%R处理与之差异不显著,土壤有机质含量以20%R和40%R处理最高,分别为16.43和16.08 g/kg。通过相关性分析发现,土壤速效养分之间呈显著正相关,淀粉含量与可溶性糖含量呈显著负相关。通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)发现,土壤速效养分对红薯产量有显著的正向影响,对红薯品质的正向影响非常小,但可以通过显著影响红薯农艺性状间接影响红薯品质。综合来看,40%蚯蚓粪替代化肥能在保证红薯较高产量的同时提高红薯品质,且能有效提高土壤有机质含量,有利于土壤肥力的可
-
2024(9):183-190. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23630
摘要:有机栽培对提升稻米品质和维持土壤微生物多样性具有重要作用。于2021年6—10月在安徽省天长市牧马湖有机水稻种植基地设置水稻有机栽培和常规栽培2个处理,通过对水稻结实率、千粒重、精米率、垩白度、微量元素及根际土壤的微生物多样性进行测定,探究长期有机栽培下稻米产量、品质及土壤微生物多样性特性。结果表明:(1)较常规栽培而言,有机栽培土壤的碱解氮含量和pH值分别显著增加16.07%和35.71%,而土壤全钾和有效磷含量则显著降低41.03%和47.59%;(2)有机栽培处理的产量、糙米率、垩白度、垩白粒率和蛋白质含量分别显著降低46.29%、2.35%、32.51%、38.34%和6.76%(P<0.05),整精米率显著提高,稻米中铁(Fe)、硒(Se)元素含量显著提高48.88%和83.93%;(3)两种栽培方式均以变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门为优势类群,常规栽培体系下的细菌物种数目更高;相较常规栽培,有机栽培土壤的绿弯菌门、拟杆菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门和髌骨菌门相对丰度分别提升74.58%、3.21%、19.92%、122.67%和41.15%;有机栽培下细菌的丰富度和多样性均大于常规栽培。可见,长期有机栽培可以提升稻米加工品质、外观品质及蒸煮食味品质,提升土壤微生物群落多样性。
-
2024(9):191-199. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23698
摘要:为阐明秸秆还田下灌溉模式对黑土稻作产量形成、水氮利用及土壤氮素残留的影响。通过设置常规淹灌(FI)、常规淹灌+秸秆还田(FI+SR)、浅湿灌溉+秸秆还田(SI+SR)、控制灌溉+秸秆还田(CI+SR)共4个处理,研究秸秆还田下灌溉模式对水稻农艺性状、产量、水氮利用率及土壤NH4+-N和NO3--N残留的影响。结果表明,水稻叶面积在抽穗期达到峰值,抽穗期到成熟期CI+SR处理叶面积指数较FI处理平均提高6.97%。与FI处理相比,FI+SR和SI+SR处理对水稻干物质累积起抑制作用,CI+SR处理可促进水稻中后期干物质累积。不同处理水稻干物质累积速率平均快增期为33.49 d,CI+SR处理干物质累积速率快增期最短,为28.39 d,FI、FI+SR和SI+SR处理水稻干物质最大增长速率较CI+SR处理分别降低27.19%、35.37%和30.08%。与FI处理相比,FI+SR和SI+SR处理水稻产量分别降低9.92%和4.59%,CI+SR处理通过增加单位面积有效穗和穗粒数使产量提高6.55%,并显著提高水稻水氮利用率(P<0.05)。秸秆还田处理NH4+-N含量较FI处理平均增加33.44%,20~40、40~60 cm土层中,FI+SR、SI+SR、CI+FI处理NO3--N含量较FI处理平均分别降低6.37%、16.16%、18.43%。综上所述,秸秆还田下控制灌溉模式可作为节水、省肥、减排并兼顾产量的最优组合。
>专题综述
-
田文昊,孔亚丽,孔海民,朱春权,曹小闯,朱练峰,金千瑜,张均华
2024(9):200-207. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23715
摘要:稻田土壤肥力是保障水稻可持续生产的重要物质基础,也是影响水稻优质高产的重要因素。秸秆是作物收获时的重要副产品,我国每年产生约8亿t秸秆,导致土壤中养分的流失不断加剧。秸秆也是一种重要的有机肥源,将其进行还田对维持土壤肥力、提高秸秆资源综合利用效率等方面具有重要作用。然而,不合理的秸秆还田不仅直接危害水稻生长,而且存在加重第二年病虫害发生风险等问题。综述了国内外近年来在秸秆还田培肥稻田土壤研究中所取得的重要进展,剖析了目前所面临的主要问题和未来的发展趋势,并提出了秸秆高效还田、降低病虫害发生的可能技术途径,将为秸秆科学还田、保障粮食安全、实现农业绿色高质量可持续发展提供借鉴。
-
徐晓钰,王涵,Khin-Khin Phyu,曹宇昂,梁军锋,支苏丽,张克强
2024(9):208-218. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23648
摘要:我国是农业大国,长期大量使用化肥不仅造成资源浪费,还导致土壤质量下降、作物减产、污染加剧等问题,甚至危害人类公共健康。微藻生物肥因其原料广泛、营养元素丰富、含有活性物质等优点而成为了一种具有潜力的新型功能肥料。采用文献调研的方法,对微藻生物肥的制备形态、配方,以及其在“土壤-作物”系统和土壤污染修复方面的作用进行了综述。结果表明,藻肥以液体制备型为主,混合型藻肥的效果要优于单一藻肥;微藻可以通过自身的光合作用和固氮、固碳作用增加土壤的养分含量,并通过自身的细胞活性和代谢产生的活性物质刺激作物发芽、生长以及对养分的吸收,提升农产品产量和品质;最重要的是,微藻可以增加土壤酶活和微生物活性,从而改善土壤微生态,修复土壤荒漠化和酸碱化,降低土壤污染物含量。最后,对如何优选藻种、更大地发挥微藻在农业中的降碳固氮作用做出展望,以期为微藻生物肥的农业应用提供有益参考。
-
2024(9):219-227. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23705
摘要:我国作为农业大国在种植方面使用大量的固态肥料,肥效利用率低且对环境水体产生一定损害,相比之下液态肥具有节约用水、肥效稳定、运输成本低、灌溉模式多样、精准控制等优点,成为现代高标准农业发展的需求。而液态肥中含有大量复杂的营养成分易形成沉淀物质,影响其大面积推广和使用,稳定剂可使液态肥不产生沉淀,营养物质都处于悬浮状态、提升肥料利用率。对国外液态肥料及其稳定剂的发展历程进行了归纳总结,并对国内的液态肥稳定剂相关材料进行简单的区分和归类,阐述其稳定性原理,同时提出了环境友好且成本较低的生物质基稳定剂的发展设想,并对其可行性进行了初步论证。考虑到生物质材料的廉价、可降解、环境友好等优势,在未来的液态肥料稳定剂的研发中,应向该领域进行研究探索。
>调查研究
-
2024(9):228-237. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23649
摘要:为明确不同施肥模式对拉萨河谷农田土壤养分的影响,依托中国科学院拉萨农业生态试验站自2008年开始的长期等氮施肥试验,根据2008—2022年的连续监测数据,分析了农田土壤表层(0~20 cm)的主要养分指标在4种不同施肥模式[空白对照(CK)、单施有机肥(MF)、单施化肥(CF)以及有机无机肥配施(MC)]中的差异及其动态变化。结果表明,油菜、冬小麦和春青稞3种作物在有机无机肥配施处理中的平均产量均显著高于单施化肥处理,且有机肥对该区域农田土壤养分有着显著的提升作用。相对于单施化肥,试验期间单施有机肥和有机无机肥配施处理的农田土壤有机质分别平均增加了72.12%和57.17%,全氮分别增加了72.32%和41.04%,碱解氮分别增加了50.78%和44.18%,速效钾分别增加了206.98%和60.45%;且提升效果会随着施肥时间延长而愈加显著,2020—2022年土壤有机质增加的比例分别为115.75%~117.88%和79.91%~87.42%,全氮增加的比例分别为115.75%~117.88%和69.19%~78.47%,碱解氮增加的比例分别达到了62.39%~130.77%和98.82%~110.38%。从年际变化来看,单施有机肥、有机无机肥配施处理的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾、pH值均随施肥时间呈上升趋势;而单施化肥处理的农田有机质、全氮、速效钾有下降趋势,其中土壤有效磷显著下降,且土壤有酸化趋势;相关分析表明,除土壤pH值外,土壤有机质含量均与其他养分指标有着显著的正相关性,其中与土壤全氮、碱解氮和速效钾有极显著的正相关性,土壤有机质是当地土壤养分提升的关键。以上结果表明,有机肥的持续投入使用对西藏河谷农田土壤养分具有显著的保育作用,而且其效应会随施用时间增加而愈加显著,因此,在该区域应继续增加有机肥的投入,减少化肥使用量,为西藏农业绿色可持续发展提供基础。
-
2024(9):238-248. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.23702
摘要:为了进一步合理施用粪肥以保障东北黑土质量与国家粮食安全,采用Meta分析方法定量研究粪肥施用对东北三省(辽宁省、吉林省、黑龙江省)耕层(0~20 cm)土壤有机碳(SOC)含量和玉米产量的影响,揭示不同管理措施、气候条件、土壤初始理化性质对粪肥增碳、增产效果的影响。结果表明,不同管理措施对粪肥增碳、增产的影响存在显著差异。与不施肥相比,化肥施加量不变且额外添加粪肥时能够显著提升耕层SOC含量30.4%~42.7%和玉米产量41.9%~50.5%;粪肥施用10~20年显著提升耕层SOC含量43.7%,≥20年显著提升玉米产量90.6%。与单施化肥相比,牛粪与化肥配施、粪肥替代50%~80%化肥(总施用养分不变)分别显著提高耕层SOC含量61.2%和57.7%。粪肥与化肥总养分施用量直接影响玉米产量,与不施肥相比,在总施钾量(K2O)≤300 kg/hm2、总施磷量(P2O5)≤200 kg/hm2、总施氮量(N)为100~300或≥400 kg/hm2时显著提升玉米产量。气候条件的变化也影响着粪肥的改良效果,年均气温2~5℃、年均降水量400~500 mm时,提升SOC效果更佳;年均气温5~8℃、年均降水量500~600 mm时提升玉米产量效果更佳。此外,土壤初始养分偏低更有利于SOC增加,初始SOC≤15 g/kg、总氮≤0.5 g/kg、碱解氮≤100 mg/kg、有效磷≤20 mg/kg、速效钾100~200 mg/kg时,粪肥施用下SOC可显著增加25.9%~84.4%。综上,施用粪肥对改善东北三省内农田SOC含量与玉米产量具有重要意义,高效的粪肥施用措施需考虑气象条件和土壤性质,长期在土壤初始性质较差的耕地配施粪肥与化肥是增碳、增产的重要举措。