- 2025年第2期文章目次
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2025(2):1-12. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24316
摘要:探明多年不同休耕模式对典型潮土土壤紧实度、储水潜力和大小孔隙含量百分比的影响,以研究其保水供水、改善土壤物理状况的能力。在河南省新乡市中国农业科学院新乡灌溉研究所试验田开展长期定位试验,设置4种休耕模式,分别为冬闲田(WF)、毛叶苕子单播(VR)、冬油菜单播(BN)以及毛叶苕子-冬油菜混播(VR-BN),以冬小麦(WW)为对照分析不同模式下的土壤容重,土壤贯穿阻力,土壤贮存、毛管、通气3种孔隙段占比和储水潜力。与WW处理相比,VR、BN和VR-BN处理10~20 cm深度土壤容重从1.65 g/cm3分别降低至1.48、1.52和1.51 g/cm3;VR、BN处理也使20~40 cm深度的土壤容重显著降低。VR、BN和VR-BN处理能够显著降低20~30 cm土壤深度贯穿阻力。WW处理犁底层的贯穿阻力最大值为557 kPa,而VR-BN处理的犁底层土壤贯穿阻力较WW处理降低了14.90%,且缓解了犁底层的紧实情况。VR、BN和VR-BN处理的0~40 cm土壤储水潜力显著高于WW处理,其中VR处理增加了土壤10~20 cm深度的储水潜力,VR-BN处理增加了土壤10~30 cm的储水潜力。休耕处理主要改变0~30 cm的3种孔隙段的占比情况:在0~10 cm土壤深度,VR-BN处理提升了贮存孔隙的占比;在10~20 cm土壤深度,VR-BN处理显著增加28.96%的毛管孔隙,而VR和BN处理均增加了通气孔隙占比;在20~30 cm土壤深度,VR-BN处理显著增加32.78%的毛管孔隙。休耕模式下多年种植毛叶苕子、冬油菜两种养地绿肥作物使得犁底层附近的土壤压实减轻。毛叶苕子还田后能够降低土壤容重,提高土壤储水潜力。毛叶苕子-冬油菜混播对犁底层毛管孔隙占比、表层贮存孔隙占比的提升有显著效果,且毛叶苕子-冬油菜混播还田通过改变不同孔隙的占比,还改善了土壤剖面水分的空间分布,有助后茬作物夏玉米根系对水分的利用,是黄淮海地区节水种植的有效途径。
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陈亮亮,张鸿龄,孙玲玲,段运思,张金鑫,刘鑫仪,陈奕阳,马国峰
2025(2):13-22. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24330
摘要:中长期设施菜地因高频连续种植造成连作障碍,土壤存在供肥能力下降、养分失衡、土壤酸化和盐渍累积问题。为阐明设施菜地土壤理化特性和供肥能力随种植年限的变化规律,以沈阳典型设施菜地为研究对象,采集种植年限分别为1~5、6~10、11~15、16~20和21~25年的表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤,分析土壤理化特性和土壤肥力随种植年限的变化规律及关键影响因子。结果表明:随种植年限增加,土壤pH先降低后增加,显著低于露地大田对照土壤;而土壤电导率呈相反趋势。表层土壤有机碳、全氮和碱解氮含量在6~10年增至最大,较露地大田分别显著增加41.9%、160.9%和747.6%(P<0.05);在21~25年时,土壤有机碳、全氮和碱解氮含量降至最低;土壤速效钾含量随种植年限增加呈下降趋势,而全磷和有效磷含量随种植年限增加先增加后降低,亚表层土壤供肥能力变化规律与表层土壤基本一致。综上所述,在设施菜地种植过程中,随种植年限变化适时调整施肥措施,种植10年以上的设施菜地应减施磷肥、补施氮肥和钾肥,并逐步增施有机肥。
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2025(2):23-30. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24331
摘要:分析不同有机物料对草甸土理化性质、有机碳及腐殖质的影响,为防止草甸土肥力退化、提高草甸土生产力做理论支撑。试验共设置4个处理:单施化肥(CK)、生物炭与化肥配施(BF)、秸秆与化肥配施(SF)、有机肥与化肥配施(OF),各处理等量肥料添加,BF、SF、OF处理等碳量添加。结果表明:(1)3种有机物料添加均可增加土壤速效钾、碱解氮及土壤pH,其中生物炭添加对于土壤速效钾和碱解氮增加较多,分别可达17.53%与30.54%,秸秆添加对土壤pH提高最多,为16.96%;生物炭添加还使土壤有效磷提高27.39%。(2)生物炭和有机肥添加下土壤腐殖质各组分含量均增加,秸秆添加下土壤富里酸和胡敏素含量增加,而胡敏酸却降低,总之,有机肥提高土壤胡敏酸更有优势,可达37.37%,生物炭提高土壤胡敏素较多,可达148.12%。(3)3种有机物料添加均可增加土壤有机碳及活性有机碳组分含量。有机物料对草甸土有机碳、理化性质及腐殖质有显著影响,且与碳源类型密切相关。生物炭对于改善土壤速效养分更有优势,生物炭与有机肥提高腐殖质能力较强,而秸秆降低胡敏酸,3种有机物料均有利于土壤有机碳及活性有机碳组分的积累。
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2025(2):31-42. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24284
摘要:以2021年布设于甘肃省定西市李家堡镇的有机物料施用模式田间定位试验为研究对象,利用紫外-可见光谱技术,探索了单施生物质炭(B)、秸秆还田(S)、生物质炭配施秸秆(BS)、1次添加4年生物质炭(B4)、常规施肥(CK)5种有机物料添加模式下陇中旱作农田2022和2023年土壤溶解性有机碳(DOC)的紫外-可见光光谱特征。结果表明:添加秸秆与生物质炭能显著增加DOC含量,且S处理下的DOC含量更高,较CK处理显著提升了141.90%~223.79%。秸秆与生物质炭添加处理均可显著增加有色溶解性有机物[以α(355)表征]的含量,B处理效果最优,较CK处理显著提升了191.22%~244.10%。添加秸秆与生物质炭后DOC的光谱吸收值SUVA254、SUVA260和SUVA280均有所增加,但S处理效果不显著;添加有机物料可降低光谱吸收比E2/E3、E3/E4、E4/E6,S处理下降趋势最显著。CK处理与B、S、BS、B4处理10~30 cm土层DOC的E3/E4值均大于3.5,表明土壤中DOC以富里酸为主,而B、S、BS、B4处理0~10 cm土层DOC的E3/E4值小于3.5,表明其土壤中DOC以胡敏酸为主。综上所述,S处理对DOC含量及腐殖化的提升效果最优,BS处理对DOC分子的芳香性、疏水性及分子量提升效果最佳。
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2025(2):43-52. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24269
摘要:红壤区稻田土壤磷素有效供应是保障水稻丰产的关键,土壤磷素有效性与磷形态转化密切相关,但目前对于不同施肥下双季稻关键生育期无机磷形态的变化及其与水稻磷肥利用效率的关系仍不明确。基于1982年开始的有机肥和化肥配施定位试验,选择不施肥对照(CK)、单施有机肥(M)、单施化肥氮磷钾(NPK)和有机肥化肥配合施用(NPKM)处理,监测双季稻关键生育期无机磷组分变化以及磷肥利用率,并解析它们之间的相关性。结果表明,不同生育时期各处理之间无机磷总量呈现显著差异(P<0.05),表现为NPKM>NPK>M>CK,施肥后无机磷总量的变化主要发生在分蘖期和齐穗期。NPK和NPKM处理在早、晚稻不同生育时期的Al-P、Fe-P和Ca-P含量均显著高于M和CK处理(P<0.05),各处理晚稻生长季的Al-P、Fe-P和Ca-P平均含量高于早稻生长季,增幅分别为4.6%~19.8%、0.2%~8.6%和3.4%~23.3%,各处理晚稻季的O-P平均含量较早稻降低了8.4%~35.0%。不同施肥处理之间早稻和晚稻季各无机磷组分占无机磷总量的比例变化趋势相同,各处理Al-P、Fe-P、O-P和Ca-P含量占无机磷总量比例均值的大小顺序分别为NPKM>NPK>M>CK、M>CK>NPK>NPKM、CK>M>NPK>NPKM和CK>M>NPK >NPKM。早稻、晚稻的稻谷产量和地上部吸磷量均随着施肥而显著增加(P<0.05),MPKM处理的稻谷产量和地上部吸磷量显著高于NPK和M处理(P<0.05),增幅为25.1%~33.3%,但不同施肥处理之间的磷肥利用率未呈显著差异。早稻营养生长期的Al-P和Olsen-P含量对早稻产量和吸磷量的相对重要性更突出;晚稻则是营养生长期的Fe-P、生殖生长期的Al-P对晚稻产量和吸磷量的相对重要性更突出。有机无机配施情况下需要通过优化磷肥用量,并加强早稻和晚稻的分蘖期和齐穗期磷肥调控以提高磷肥利用效率。
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张书豪,王玉洁,何冰,宋正熊,张治国,王悦华,温烜琳,崔钰杰,姬米源,焦念元,高佳凯,王艳芳,和梦颖,刘领
2025(2):53-64. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24257
摘要:为探究间作甘薯对烤烟根际土壤特性的影响,以烤烟(LY1306)和甘薯(普薯32)为试验材料,通过模拟田间种植方式的盆栽受控试验,采用高通量测序技术,研究了种植方式(M:烤烟单作;I:烤烟甘薯间作)和施氮水平(N1:不施用氮肥;N2:正常施用氮肥,N 0.80 g/盆)对烤烟根际土壤细菌和真菌多样性、群落组成及群落结构的影响,并结合烤烟根际土壤速效养分含量和氮代谢酶活性分析了不同处理下烤烟根际土壤细菌和真菌的多样性指标、优势菌门与土壤环境因子之间的关系。结果表明:(1)与烤烟单作相比,间作甘薯能提高烤烟根际土壤速效养分含量、氮代谢酶活性及细菌和真菌群落的丰富度与多样性,且以N2I处理最高。(2)在微生物群落组成方面,各处理下烤烟根际土壤细菌优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi);真菌优势菌门为子囊菌门(Ascomycota)。无论施用氮肥与否,烤烟甘薯间作较烤烟单作均能提高烤烟根际土壤绿弯菌门、酸杆菌门(Acidobacteriota)的平均相对丰度,降低厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门(Bacteroidota)、子囊菌门和担子菌门(Basidiomycota)的平均相对丰度。(3)相关性分析表明,土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量和蛋白酶、脲酶活性在一定程度上影响了烤烟根际土壤细菌和真菌的Alpha多样性及优势菌门组成。LEfSe分析表明,N2I处理下的主要优势细菌为放线菌门、酸杆菌门、Streptomycetaceae科,主要优势真菌为Microascales目、Mortierellaceae科。(4)PCoA分析表明,间作甘薯和施用氮肥对烤烟根际土壤细菌和真菌的群落结构均有一定影响,但氮肥施用较种植模式对烤烟根际土壤细菌与真菌群落结构的影响更显著,且N2I处理下的土壤细菌和真菌群落结构与其他处理存在显著差异。总之,间作甘薯能够提高烤烟根际土壤肥力及微生物多样性和丰富度,改善烤烟根际土壤微生物的群落组成和群落结构,进而有利于改良烤烟根际土壤微环境。
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2025(2):65-75. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24303
摘要:为研究秸秆还田下设施黄瓜连作不同年限对土壤细菌群落结构和多样性的影响,探索秸秆还田下连作土壤修复的微生物学机理,以玉米秸秆还田下设施黄瓜连作1、3、5、10和15年的根区土壤为研究对象,利用高通量测序和实时定量PCR技术解析土壤细菌群落组成、群落多样性和潜在功能的变化特征,分析其变化规律。秸秆还田下连作土壤有机质和全氮含量提高,铵态氮含量降低,土壤pH呈先降后升的趋势,电导率呈逐年上升的趋势,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性升高。不同处理土壤细菌的基因拷贝数为2.98×109~7.81×109 个/g,秸秆还田下连作提高了土壤细菌的丰度。放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)4个菌门相对丰度稳定在75%以上,随着连作年限延长绿弯菌门和酸杆菌门(Acidobacteria)的相对丰度均有所增加,厚壁菌门的相对丰度有所减少。多样性分析表明,秸秆还田下土壤中细菌的多样性无显著变化(P>0.05)。主坐标分析显示,连作可以影响细菌群落结构,不同处理细菌群落结构均差异极显著(P<0.01)。FAPROTAX功能预测显示,化能异养型和好氧化能异养型为主要类型。共现网络分析中,秸秆还田下连作提升了属水平网络的复杂度和稳定性。冗余分析结果显示,全磷对土壤细菌群落结构的影响最为显著(F=3.5,P=0.002),解释了21.3%的群落变化,贡献率依次为全磷>铵态氮>有效磷>pH>速效钾>电导率>全氮>有机质;细菌群落对脲酶的影响最显著(F=4.6,P=0.002),解释了26.3%的群落变化,对各酶活的影响顺序为脲酶>过氧化氢酶>蔗糖酶>多酚氧化酶>碱性磷酸酶。因此,秸秆还田对稳定连作土壤细菌多样性具有积极作用及在缓解设施作物连作障碍中的有益效果,土壤全磷是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子,细菌群落的改变对土壤脲酶活性影响最大。
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周瑞春,官会林,王豪吉,徐菁,杨福彬,魏富刚,杨绍周,徐武美
2025(2):76-84. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24285
摘要:连作障碍是影响名贵中药材三七种植业的主要瓶颈,而真菌群落变化是三七连作障碍的主要成因。利用土培试验,探索蚯蚓活动对三七连作土壤真菌群落的调节效应;向三七连作土壤中添加赤子爱胜蚓(Eisenia
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张雪梅,尹梅,王志远,陈检锋,陈华,王伟,杨艳鲜,王应学,苏友波,付利波
2025(2):85-92. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24265
摘要:探讨长期施用不同绿肥条件下对土壤肥力和玉米产量的影响,为西南地区的绿肥选种提供参考依据。依托7年长期定位试验,选择3种绿肥品种,设置4个处理,冬闲+常规施肥(CK)、光叶紫花苕+常规施肥(CV)、肥田萝卜+常规施肥(CR)、黑麦草+常规施肥(CL),分析比较不同绿肥处理玉米产量、玉米养分吸收量、土壤养分含量的差异。不同绿肥处理下,2018—2023年6年的平均产量表现为CV>CR>CL>CK,且各处理之间差异显著。与CK相比,不同绿肥处理2年玉米籽粒平均氮、磷含量CV处理表现得最高,籽粒平均钾含量CL处理最高。秸秆平均氮含量CV处理较CK提升了约36.5%,秸秆平均磷含量CL处理比CK提升了约75%,秸秆平均钾含量CV处理显著高于其他处理。从2年均值可以看出,CV、CR、CL处理均不同程度地提升了玉米的籽粒氮、钾含量和秸秆氮、磷、钾含量。与CK相比,各处理2年的平均籽粒氮吸收量提高了1.3%~20.0%,籽粒钾吸收量提高了5.2%~47.9%,籽粒氮吸收效率从2年均值可得出提高了1.5%~20.4%、钾吸收效率2年均值提高了5.0%~52.9%,玉米籽粒吸收量和吸收效率均值表现为CV>CL>CR>CK。综合来看,不同绿肥处理均提升了土壤养分含量,其中光叶紫花苕对全氮和碱解氮含量的提升效果最明显,肥田萝卜和黑麦草均不同程度提升了土壤的磷、钾含量。因此,在西南地区绿肥选种种植中,选择光叶紫花苕可维持提升玉米产量,且能提高土壤生产力、促进玉米籽粒和秸秆氮、磷、钾养分吸收量、改善土壤肥力。
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张高润,刘弟,吴汉星,年夫照,郑元仙,熊天娥,何元胜,王继明,廖小琳,周厚发
2025(2):93-99. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24306
摘要:采用田间定位试验,通过测定烟株根际土壤理化性状以及烟株生长指标,研究生物炭协同绿肥翻压对植烟土壤和烟株生长的影响。结果表明:与常规施肥相比,增施生物炭或绿肥翻压可显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度和含水率,同时改善土壤的pH与速效养分含量。其中,生物炭协同绿肥翻压的效果最为显著,土壤容重在团棵期下降了31.87%;土壤pH在旺长期和成熟期分别提高了33.48%和37.83%,pH变化范围为5.1~6.2;在速效养分含量方面,生物炭协同绿肥翻压处理在团棵期的碱解氮、有效磷、速效钾分别比单施生物炭增加了26.19%、48.10%、32.78%,分别比绿肥翻压增加了6.66%、69.52%、46.74%;此外,相较常规施肥,生物炭协同绿肥翻压能促进烟株在田间的长势,株高、茎围、最大叶长分别增加了24.58%、18.62%、11.69%,根、叶干重分别增长了16.34%、11.00%。相比2020年,各处理土壤容重呈下降趋势,而土壤孔隙度、含水率、pH以及速效养分含量则呈现上升的趋势。综上所述,生物炭协同绿肥翻压通过改善土壤理化性状进而促进了烟株的生长,在烤烟大田生产应用方面具有良好的推广前景。
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2025(2):100-109. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24268
摘要:探究沸石与有机肥增施对作物增产及土壤CO2排放特征及碳平衡的各自特征及二者协同效应,为华北砂质潮土固碳、增产的高效农田管理模式提供依据。以北京市大兴区砂质潮土为研究对象,采用田间微区试验,设置不施肥(CK)、常规施肥(T1)、增施沸石(T2)、增施有机肥(T3)、增施沸石和有机肥(T4)5个处理,系统研究不同处理下春玉米产量、土壤CO2排放、土壤碳平衡的变化并探讨其影响因素。结果表明:与T1处理相比,T4处理玉米产量显著增加了18.25%。在玉米生长初期和施肥后,各处理土壤CO2排放速率均表现为先升高后降低的波动趋势。土壤CO2累积排放量表现为 T3>T1>T4>T2>CK,与T1处理相比,T2、T4和T3处理其累积排放量分别降低了9.44%、2.39%和增加了6.78%;与T2处理相比,T3处理其排放量显著增加了15.19%。与T1处理相比,T2和T4处理显著增加了生态系统碳平衡和土壤固碳潜力,增幅分别为15.13%、25.45%和17.97%、19.92%,而使作物碳排放速率分别显著降低了20.93%和22.73%。相关分析表明,增施沸石与有机肥处理通过增加土壤湿度及土壤中铵态氮、硝态氮、速效钾、有效磷、土壤微生物生物量碳和氮含量,而降低土壤CO2累积排放量、增加玉米产量和生物量。由此,增施沸石与有机肥处理可以作为华北砂质潮土春玉米固碳、增产的适宜农田管理模式。
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李景元,王帅,李洁,王文宇,王炜,李雅群,刘凯,张坤,李东伟,连瑞源,李杰
2025(2):110-119. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24298
摘要:环戊酮(CCO)作为一种新型生物抑制剂,其多功能、对环境更友好的优势使得它比传统化工合成类抑制剂更能迎合现代农业绿色发展的要求。为指导CCO的实际应用,采用田间试验,以辽宁棕壤玉米田作为研究对象,通过量化温室气体排放量、土壤氮素调节能力、植株生长指标以及增产效果在探究CCO作用机制及效果的基础上,通过科学方法综合评估CCO实际应用中的最优剂量。试验共设计5个处理:1)单施尿素处理(Urea);2)添加施氮量的0.5% CCO处理(CCO1);3)添加施氮量的1% CCO处理(CCO2);4)添加施氮量的2% CCO处理(CCO3);5)添加施氮量的5% CCO处理(CCO4)。结果表明,CCO2处理对温室气体的控制效果更优。相较于Urea组,NH3、N2O减排率分别达32.5%、21.9%;土壤CH4累积吸收量提高5.59倍。结合全球增温潜势和温室气体排放强度来看,此剂量处理下更能对温室效应产生显著影响(P<0.05);从植株性状、作物产量和氮素利用率等指标的统计结果显示CCO2处理下更能调节土壤氮素平衡,优化作物氮素利用,利于作物生长发育,使得增收增产约20%,经济效益更佳。CCO作为新型抑制剂,作用效果良好且多样,具有较大的发展前景。综合考虑环境效益与经济效益,在实际应用CCO时,应选用1%施氮量的CCO剂量进行配施生产。
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鲁耀雄,高鹏,方雅瑜,孙英坤,唐桂梅,范卓,李卫东,崔新卫,彭福元,李尝君,邢汉君
2025(2):120-127. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24275
摘要:为了探索蚯蚓类(蚓粪)栽培基质对空中庭院栽培用土的改良效果和绿植生长的影响,减少商品基质中草炭原料的开采,保护生态环境。通过利用蚓粪栽培基质与基坑土配比进行红叶石楠盆栽试验,并模拟空中庭院环境条件下研究不同基坑土配比对土壤理化性质、红叶石楠存活率和生长的影响。结果表明,基坑土配比基质可以有效增加土壤的有机质,提高土壤的含水量、总孔隙度和微生物总量,调节土壤pH,降低土壤容重,起到改良基坑土壤的作用。其中以蚓粪栽培基质与基坑土1∶3配比(T3)对基坑土壤的改良效果最好,红叶石楠的成活率和生长都优于草炭商品基质与基坑土壤互配(CK2、T1和T2),其对裸根红叶石楠的成活率为76.19%,比草炭商品基质与基坑土壤1∶3最优配比(T1)的红叶石楠的成活率提高了6.66%,其株高、新梢长、叶片数和SPAD值比CK1分别提高了24.7%、2.07倍、87.3%和24.88%。主要是蚓粪栽培基质与基坑土1∶3配比显著提高了土壤的有效磷、速效钾含量,分别比CK1增加了11.58、2.66倍,并显著增加细菌、放线菌和微生物总量,分别比CK1增加了2.84、2.05和2.79倍,尤其是解磷菌数量,比CK1增加了10.56倍,比CK2增加了15.63%,有利于土壤中养分循环利用,提高红叶石楠的存活率,促进其生长。因此,蚓粪栽培基质可以替代草炭商品基质用于改良空中庭院的土壤理化性质,促进空中庭院的绿植生长,减少草炭资源的开发利用。
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2025(2):128-135. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24309
摘要:为研究不同减盐型生物有机肥对土壤次生盐渍化消减及洋桔梗生长的影响,创制了A型和B型两种生物有机肥料,其施加量分别为9、12、15和18 t·hm-2,以常规施肥为对照,比较不同处理对土壤理化特征及洋桔梗生长和枯萎病死率的影响。结果表明:施加A、B两种生物有机肥均显著降低了土壤pH、电导率与全盐含量(P<0.05),增加了土壤有机质含量(P<0.05)。此外,随着生物有机肥施加量的增加,洋桔梗株高、花枝数和花卉质量提升,且在15 t·hm-2施加量处理下效果较好(P<0.05);与对照相比,施用生物有机肥的洋桔梗一茬、二茬枯萎病死率显著降低(P<0.05)。方差分解分析表明,施用A、B两种生物有机肥均能调节盐渍化土壤速效养分含量与降低盐渍化水平,从而促进洋桔梗的生长,其解释率分别为74.8%与59.1%。因此,A、B两种生物有机肥均能有效降低枯萎病死率,促进洋桔梗生长和提升花枝品质,且第二茬的作用效果更为明显。
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2025(2):136-144. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24294
摘要:为缓解化肥过度施用造成的一系列环境问题,选取蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa GY-D12)进行规模化培养以制备微藻生物肥料。研究设置微藻生物肥(MF)、尿素(U)和对照(CK)3个处理,通过盆栽试验探究微藻生物肥对土壤养分、大豆生长以及土壤氮转化相关功能基因的影响。结果表明:(1)与CK处理相比,MF处理能提高土壤有机质、总氮、铵态氮、有效磷、速效钾的含量,降低土壤硝态氮的含量,且MF处理的土壤养分提升效果优于U处理。(2)与U处理相比,MF处理能显著增加大豆植株高度、根长、根鲜重、地上部鲜重、根干重以及大豆光合色素含量,但与CK处理相比会显著降低大豆根瘤数。(3)与CK处理相比,MF处理能显著提高土壤AOA-amoA、AOB-amoA的基因丰度,促进土壤硝化作用。(4)与U处理相比,MF处理能显著降低土壤反硝化功能基因(narG、nirK)丰度,并显著增加nifD、nrfA基因丰度,促进土壤固氮和硝酸盐异化还原为铵的过程。因此,微藻生物肥作为一种有机缓释肥在保证作物正常生长所需养分外,还能有效减少因淋溶、径流等造成的氮素损失,维持土壤氮素平衡,对实现农业生产过程中的节能降碳、绿色发展具有重要意义。
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2025(2):145-154. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24291
摘要:为筛选徐紫薯8号适宜的栽插密度和氮钾肥施用水平,选取栽插密度(D,5.25万、6.00万和6.75万株·hm-2)、施氮量(N,0、45、90 kg·hm-2)和施钾(K2O)量(K,0、120、240 kg·hm-2)作为影响因素,设计三因素三水平正交试验,通过极差分析、方差分析和多重比较,评价不同处理组合对徐紫薯8号产量、营养品质和淀粉糊化特征的影响,以确定最佳的栽培方案。结果表明,(1)密度和钾肥水平对徐紫薯8号块根产量有显著影响,密度水平对地上部生物量和根冠比有显著影响。2022和2023年块根产量均为D3N1K3处理组最高,分别比最低组D1N1K1显著高出44.1%和28.8%。极差分析结果表明影响块根产量的3个因素主次顺序为D>K>N,最优组合为D3N2K3。(2)氮肥对淀粉、还原糖和蛋白质含量的影响最大(R值分别为24.9、15.9和9.0),密度对可溶性糖含量的影响最大(R=20.1)。还原糖和可溶性糖含量最高的组合为D3N1K3,多重比较与极差分析结果一致。(3)块根淀粉糊化的最高黏度、热浆黏度和冷浆黏度均在处理组D3N3K2最高(分别为6578、3252和4349 cP),而极差分析预测最高的为D3N3K3。(4)回归曲线方程显示,密度、施氮量和施钾量分别为6.75万株·hm-2(D3)、48 kg·hm-2(接近N2)和240 kg·hm-2(K3)时,可获得最大块根产量27.07 t·hm-2,但营养品质和淀粉品质受到一定影响。综上,以徐紫薯8号产量为目标的最佳处理组合为密度6.75万株·hm-2、N 48 kg·hm-2、K2O 240 kg·hm-2,可根据鲜食或淀粉用途对氮肥用量进行适当调整。
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2025(2):155-163. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24336
摘要:适宜施氮量是实现马铃薯高产、高效、优质和生态环境友好的关键。采用裂区设计在山西省岚县研究不同马铃薯品种的适宜施氮量。试验主区为马铃薯品种晋薯16号和青薯9号,副区为5个施肥处理,分别为T1:NE-N(不施氮)、T2:M(单施商品有机肥)、T3:NE(N 180 kg/hm2)、T4:NE+M(N 180 kg/hm2+商品有机肥)、T5:NE(N 270 kg/hm2)。其中,NE代表养分专家推荐量,氮磷钾肥料用量分别为N 180 kg/hm2、P2O5 90 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2,NE为NE基础上增施N 90 kg/hm2。试验结果显示:1)品种和施肥两因素均极显著影响马铃薯吸氮量、块茎总产、商品薯产量及商品率。平均吸氮量和块茎总产表现为晋薯16号<青薯9号,而商品薯产量和商品率表现为晋薯16号>青薯9号,晋薯16号的T3处理和青薯9号的T4处理分别获得最高商品薯产量;2)品种和施肥均显著影响产品品质,青薯9号的平均块茎干物质含量、比重、粗蛋白含量及硝酸盐含量均高于晋薯16号,而平均维生素C含量低于晋薯16号;3)T3处理获得最高的肥料利用率,晋薯16号和青薯9号分别为41.7%、43.3%。晋薯16号的产投比高于青薯9号。根据产量、品种、肥料利用效率及经济效益的综合评价得出:晋薯16号的适宜氮用量为N 180 kg/hm2,青薯9号的适宜氮用量为N 227 kg/hm2。该研究对于山西省马铃薯的施肥管理有一定的指导意义。
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2025(2):164-173. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24271
摘要:通过探究玉米-大豆轮作体系下玉米秸秆连续还田与施氮水平对大豆干物质、氮素积累分配及产量的影响,为黑土区大豆氮素养分管理提供理论依据。以‘黑河43’为供试大豆品种,在秸秆未还田试验区设置常规施肥(N 49.2 kg/hm2,N2-)处理,在高肥试验区(G,有机质含量≥45 g/kg)与低肥试验区(D,有机质含量<45 g/kg)分别设置秸秆还田条件下不施肥处理(CK)、不施氮肥处理(N 0 kg/hm2,N0)、常规减氮30%处理(N 34.4 kg/hm2,N1)、常规施氮处理(N 49.2 kg/hm2,N2)、常规增氮20%处理(N 59.0 kg/hm2,N3)。分析了大豆不同生育时期根、茎、叶、荚和籽粒氮素积累分配、大豆生物量和产量的变化行为。结果表明,2年2试验区秸秆还田与秸秆未还田相比显著提高了大豆产量、干物质量和氮素积累量,增加幅度分别为15.1%~26.0%、44.1%~287.4%和15.6%~54.4%。秸秆还田6~7年后,2年2试验区大豆产量、干物质量和氮素积累量均以施氮量N 34.4 kg/hm2(N1)处理最高,与施氮量N 49.2 kg/hm2(N2)处理相比,增加幅度分别为0.4%~2.1%、0.9%~24.0%和10.3%~20.7%;2022年与施氮量N 49.2 kg/hm2(N2)处理相比,施氮量N 59.0 kg/hm2(N3)处理大豆产量、植株干物质积累量和氮素积累量呈现出降低趋势,在高肥试验区降低程度更为显著。综上,玉米-大豆轮作体系下玉米秸秆连续还田能够显著提高大豆氮素吸收积累量及产量,以秸秆还田下常规减氮30%(N 34.4 kg/hm2,N1)为黑土区大豆适宜氮肥用量。
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2025(2):174-182. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24320
摘要:为解决吉林省半干旱区磷肥施用量大问题,探究覆膜滴灌条件下不同磷肥用量对玉米产量及植株磷吸收转运的影响,为覆膜滴灌模式下的磷肥高效利用提供最佳策略。2017—2018年在吉林省半干旱区开展了玉米膜下滴灌田间试验,共设5个磷肥用量处理(0、30、60、90、120 kg·hm-2),并测定了不同处理玉米产量、植株磷素积累量,分析磷素积累比例、转运特征及磷肥利用效率。结果表明,施磷显著提高玉米产量,在0~90 kg·hm-2施磷范围内,玉米产量均随施磷量的增加而增加,当施磷量达到120 kg·hm-2 时,玉米产量开始下降;施磷量在90 kg·hm-2时,玉米对磷肥的利用率较高,玉米植株总磷积累量达到最高,较不施磷处理平均提高42%;玉米茎秆和叶片的磷积累量在成熟期达到最低值,籽粒的磷积累量在成熟期达到最高值;施磷提高了玉米吐丝至成熟期磷素积累比例和转运量,较不施磷处理分别提高7.35%~35.45%和1.63%~15.29%,但不同施磷处理间吐丝前后积累比例和转运量不显著。综合考虑玉米产量、植株磷积累量及磷转运特征,吉林省半干旱区膜下滴灌玉米的施磷量为90 kg·hm-2时可提高产量、促进植株磷素积累转运和高效利用。
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2025(2):183-190. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24312
摘要:为揭示光强、氮素及其交互作用对格木(Erythrophleum fordii)幼苗生长和光合生理的影响,以1年生格木幼苗为材料,采用4种氮素水平(0.0、2.0、4.0、6.0 g/株)和4种光照水平[100%自然光(NS)、51.67%NS、25.50%NS、9.30%NS]的双因素盆栽试验,研究光氮互作下格木幼苗的生长及光合生理特性。结果表明:(1)光照、氮素主效应及二者的交互作用对格木幼苗的株高增量、叶绿素及类胡萝卜素含量、净光合速率、核酮糖二磷酸(RuBP)羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶、Na+K+-三磷酸腺苷(ATP)酶、Ca2+Mg2+-ATP酶、总ATP酶均为极显著影响(P<0.01),施加氮肥可以有效缓解遮光对格木幼苗光合作用的抑制;(2)在同一氮素水平下,随光照强度下降,格木幼苗株高增量、地径增量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、PEP羧化酶、Na+K+-ATP酶、Ca2+Mg2+-ATP酶、总ATP酶均呈先增后降趋势,除Na+K+-ATP酶、Ca2+Mg2+-ATP酶外,均在51.67%NS时最高。Na+K+-ATP酶、Ca2+Mg2+-ATP酶在自然光时最高。而同期叶片的RuBP羧化酶则随光照减弱先降后增,大体在自然光时最高;(3)与 L0N0(100%NS+N 0.0 g/株)处理相比,遮光和施氮均能显著提高格木幼苗叶片的光合色素含量,但氮素水平过高也会抑制光合色素的合成;(4)综合分析得出L1N2(51.67%NS+N 4.0 g/株)处理的格木幼苗处理效果最优。研究表明,适宜的光强和氮素水平有利于提高格木幼苗叶片对光能的吸收、转化与利用,提高其光合性能,促进碳同化物的合成,从而提升苗木的品质。
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2025(2):191-201. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24279
摘要:为明确连作土壤高温处理与摩西球囊霉对黄瓜幼苗生长与养分吸收的影响,对黄瓜连作土壤分别进行50与55℃处理,然后采用盆钵培养的方法,分别于高温处理与未处理的土壤上培育黄瓜幼苗,育苗时接种摩西球囊霉,并设立相应不接种对照,试验共设置6个处理。结果表明:连作土壤经高温处理后,土壤质量明显改善,表现为高温处理土壤的碱解氮与有机质含量显著高于未处理的土壤,其中,55℃处理的土壤碱解氮、有效磷和有机质含量分别是灭菌前的1.09、1.63和1.05倍;同时,高温处理可使土壤细菌数量明显增加,而真菌数量明显下降;无论土壤是否经过高温处理,接种摩西球囊霉均能促进黄瓜幼苗的生长,且土壤高温处理与摩西球囊霉具有协同效应。其中,55℃处理土壤上菌根化幼苗的叶面积、地上部干重及壮苗指数分别比相应非菌根化处理增加了46.23%、44.49%及97.16%,地上部钙、镁和铁含量分别是未灭菌土壤上接种摩西球囊霉处理的1.04、1.04和1.41倍,相应的菌根贡献率分别高达34.1%、32.71%和55.76%,而地上部氮、磷与钾含量却因生长的稀释效应而有所下降;此外,与未处理土壤相比,55℃处理土壤接种摩西球囊霉的幼苗根际土细菌数量是未处理土壤的1.11倍,而真菌数量却降至最低,与原连作土壤接种摩西球囊处理相当。连作土壤经55℃处理后,育苗时接种摩西球囊霉可有效缓解苗期黄瓜生长障碍。
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张赛,张明慧,孙成龙,张煜彬,赵文君,赵思源,范圣此,郑金双
2025(2):202-213. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24295
摘要:探究不同土壤浓度铅(Pb)胁迫下北苍术幼苗生长、生理和Pb含量的响应特征,以期为北苍术安全生产提供理论参考。试验在不同时间(0、5、10、15、25 d)挖取施入不同土壤浓度Pb(0、66.67、133.33、200.00和266.67 mg·kg-1)处理的北苍术幼苗,分析北苍术幼苗在生长、生理和Pb含量等方面的响应特征。结果表明:不同浓度Pb处理条件下,北苍术幼苗生长相关指标(叶片数、叶长、叶宽、须根长、须根直径、须根数、地上和地下部分干重)、耐性系数和生理相关指标(可溶性糖含量、总蛋白含量、叶绿素含量、根系活力、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性)随Pb浓度增大均呈先升高后下降的趋势。脯氨酸含量、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性随Pb浓度增大呈逐渐升高的趋势。在Pb浓度66.67 mg·kg-1处理5~10 d、133.33 mg·kg-1处理5 d时,北苍术幼苗地下部分Pb含量<5 mg·kg-1,符合《中华人民共和国药典》质量安全标准;地下部分富集系数范围为0.04~0.66;转运系数范围为1.49~8.53;相关性分析表明,生长指标与部分生理指标间呈显著或极显著正相关,与部分生理指标和Pb含量之间呈显著或极显著负相关。主成分分析表明过氧化物酶活性、根系活力、须根长、叶绿素含量、丙二醛含量、地上和地下部分Pb含量可以作为北苍术幼苗响应Pb胁迫的关键指标。
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2025(2):214-227. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24297
摘要:为了实现农业废弃物利用最大化,提高化肥利用率,采用菌渣、枯枝落叶和玉米秸秆3种农业废弃物作为原料,加入聚乙二醇、甘油和浓硫酸制备了一系列环境友好型生物基包膜缓释材料。为了提高膜材料缓释性能,利用纳米二氧化硅构建网络互穿结构,提高了膜材料的致密性。利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷接枝到改性后的膜材料表面,进一步提高膜材料的疏水性能。研究表明:(1)菌渣和枯枝落叶的最佳液化条件为每克菌渣或枯枝落叶使用聚乙二醇9 g,温度130℃,时间60 min。玉米秸秆的最佳液化条件为每克秸秆使用聚乙二醇8 g,温度130℃,时间60 min。(2)菌渣聚氨酯材料最佳改性条件为纳米二氧化硅含量2%,反应温度35℃,反应时间1.5 h。枯枝落叶聚氨酯材料最佳改性条件为纳米二氧化硅含量2%,反应温度35℃,反应时间2 h。玉米秸秆聚氨酯材料最佳改性条件为纳米二氧化硅含量2%,反应温度20℃,反应时间2 h。(3)菌渣聚氨酯材料最佳修饰条件为氟化物浓度1%,组装温度70℃,组装时间1 h。枯枝落叶聚氨酯材料最佳修饰条件为氟化物浓度1.5%,组装温度60℃,组装时间1 h。玉米秸秆聚氨酯材料最佳修饰条件为氟化物浓度1.5%,组装温度70℃,组装时间1.5 h。(4)膜材料的羟基值减少,并且由官能团Si-O、O-Si-O、C-F的出现可以推断出已经将膜材料疏水改性成功。改性后和修饰后的膜材料表面更加致密,能够具有更优良的疏水性能。修饰改性后的膜材料对铵离子的吸附量小于未改性膜材料,若施入土壤,可以增强铵的有效性。综上所述,改性及修饰后膜材料的疏水性能和缓释性能均显著提高,通过综合分析各项指标确定生物基包膜缓释材料的3种合成原料中最佳原料为
>调查研究
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2025(2):228-235. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24273
摘要:为明确湖北省江汉平原稻虾种养体系下水稻施肥的特征及其与常规水稻种植模式的差异,为稻虾种养体系的施肥进行科学指导并为其推广和可持续发展提供理论依据。在湖北省江汉平原地区选取9个稻虾种养体系规模较大的县(市、区),以两种水稻种植模式为研究对象,实地调查两种模式下水稻施用肥料的类型、养分用量、施肥时期、施肥方式等信息。研究结果表明,江汉平原稻虾种养体系水稻施用的主要肥料品种是复合肥和尿素;N、P2O5和K2O平均用量分别为164.8、74.3和89.6 kg/hm2,与常规水稻相比有降低的趋势,但变异性较大;施肥次数以两次为主(一次基肥、一次追肥),占比为81.7%;施肥方式以人工施肥为主,占比为96.3%,与常规水稻差异不大;平均水稻产量为7742.9 kg/hm2,较水稻单作模式降低了932.7 kg/hm2,降幅为10.8%;稻虾种养体系氮、磷、钾肥料偏生产力分别为52.42、127.73、102.53 kg/kg,分别提高17.24%、39.29%、9.54%,两种模式均随着施肥量的增加,肥料偏生产力呈现下降的趋势。建议进一步加强稻虾种养体系养分收支平衡方面研究,为其可持续发展提供依据。
>技术应用
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矣小鹏,廖永琴,韩天华,赵应辉,施竹凤,普特,何永宏,李学卫,杨佩文,贺彪
2025(2):236-248. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24282
摘要:为了探究轮作种植模式对植烟土壤理化和生物学特性及烟叶化学成分影响,揭示影响烟叶化学品质的关键因子,在Web of Science、Springer、中国知网、万方、维普和Google Scholar等中英文数据库,以长期定位试验、烟草轮作、土壤理化性质、土壤微生物和烟叶化学成分为
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宫志锋,吴泽璐,丁可欣,佘文静,柴如山,王擎运,汪建飞,马超
2025(2):249-257. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24261
摘要:为明确秸秆还田对中国主要粮食作物磷肥利用率的影响,探究不同环境条件和农业措施下作物磷肥利用率的主要影响因素。基于秸秆还田对作物磷肥利用率影响的27篇文献163条数据,利用整合分析,探究作物磷素吸收量和磷肥利用率对秸秆还田的响应。结果表明,整体上与秸秆不还田相比,秸秆还田可以显著提升磷素吸收量(效应值的范围为7.78%~16.44%),但对磷肥利用率无显著影响。在秸秆还田条件下,高磷(全磷含量0.75~1.50 g/kg;有效磷含量>20 mg/kg)土壤相比于低磷土壤具有更好地提升磷素吸收量的效果,偏酸性(pH<6.5)的土壤也更有利于磷素吸收量的提升。磷肥施用量、秸秆施用量、秸秆种类和作物种类均会显著影响磷肥利用率和磷素吸收量。此外,线性拟合结果显示磷肥利用率与全磷、有机质和pH分别呈极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)和显著(P<0.05)线性负相关;磷素吸收量与有机质呈显著线性负相关(P<0.05)。综上,在水热条件较好的季风气候区域,低有机质高磷含量的壤土上进行玉米秸秆还田能够更好地提升磷肥吸收利用效率。施肥量和秸秆施用量需要根据具体的实际情况进行考虑。研究结果为提高作物磷肥利用效率和制定秸秆资源可持续农业生产策略提供科学依据。
>专题综述
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2025(2):258-272. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24290
摘要:合理施肥对提高马铃薯产量和改善品质至关重要。参照文献资料综述了马铃薯对养分尤其氮、磷、钾的需求量和移走量以及推荐施肥量;阐述了如何实现马铃薯上最佳肥料管理措施,即选择正确的肥料品种、用正确的用量、在正确的时期、施在正确的位置的4个正确(4Rs),即4Rs养分管理策略,重点阐述马铃薯生产中如何利用4Rs养分管理指导科学施肥,旨在为马铃薯合理施肥提供参考。
>分析测试
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2025(2):273-280. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.24258
摘要:为了提升生物炭基有机肥料中氮、磷、钾元素测定的准确性与适用性,通过对比评估两种主流的样品前处理方法:NY/T 3618—2020《生物炭基有机肥料》标准采用的硫酸-过氧化氢消煮法,以及微波消解技术。通过响应面试验设计对微波消解过程中的酸体系配比进行了精细优化,得到生物炭基有机肥样品最佳消煮酸系配比为:5 mL 硫酸+1 mL 高氯酸+2.5 mL 氢氟酸,进而研发出一种适合于生物炭及其衍生制品中氮、磷、钾元素测定的微波消解新方法。对比标准方法的验证结果显示,对于生物炭基有机肥料样本,微波消解法测得的样品相对标准偏差为0.04%~0.37%,低于标准方法,其消解效率较高,检测结果的重现性更佳,测定时间上具有显著