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盐碱胁迫下施加硅和钾对黑麦草生长、离子分布和区隔化的协同调控效应 施加硅或钾已经被证明对盐碱胁迫下植物的生长具有促进作用。但是，硅和钾对盐碱胁迫下植物生长、离子分布和区隔化的协同调控效应还不清楚。本研究对不同盐碱水平下的黑麦草生长和离子选择性吸收特性进行研究。低盐碱胁迫下，当硅单独施加或与钾联合施用时黑麦草的生长参数显著提高。高盐碱胁迫下，只有硅和钾联合施用黑麦草的生长才有显著提高。当硅和钾联合施用时，根、茎和叶部的K+/Na+比和 Ca2+/Na+比相较单独施用有显著提高。同时，叶片的液泡、细胞壁和细胞器中的K+和Ca2+含量均有显著提高，这是因为施加的K+与溶液中的Na+形成竞争，从而维持植物的渗透势和叶片的含水量。当硅和钾同时施用时，Na+的浓度降低并主要累积在可溶性溶质和细胞壁中。当硅和钾联合施用时，黑麦草中的硅浓度显著提高，并主要累积在细胞壁和可溶性溶质中，从而有助于叶绿素的合成，缓解质膜损伤和增加盐碱胁迫下的水分吸收。该研究证实了不同盐碱胁迫下硅和钾对植物生长的协同调控作用，同时为硅钾肥的生产和在盐碱土的应用提供理论指导。 ↑ 向上滑动查看更多
Fate of low-molecular-weight organic phosphorus compounds in the P-rich and P-poor paddy soils 为探究亚热带富磷（30年长期施肥稻田）和缺磷（休耕制稻田）水稻土中LMWOP的生物有效性及其转化，本研究在土壤中外源添加14C标记的腺苷、单磷酸腺苷(AMP)、二磷酸腺苷(ADP)和三磷酸腺苷(ATP)，分析其吸附和矿化的差异。结果表明，富磷水稻土的碳、氮、磷含量是缺磷水稻土的2倍多。与缺磷水稻土相比，富磷水稻土的LMWOP化合物的矿化速率更快，且矿化速率随磷酸盐基团数量的增加而减小，即AMP>ADP>ATP。灭菌条件下，稻田土对腺苷类有机磷有很强吸附作用，在短时间内就达到了吸附饱和，且吸附量随磷酸盐基团数量的增加而增加，然而对腺苷的吸附作用较弱。以上结果表明，土壤吸附在短时间内对LMWOP矿化有轻微的抑制作用。总结而言，LMWOP能作为微生物的碳源，同时也增加了磷素的有效性，但是富磷水稻土中磷素积累与吸附饱和，也可能导致磷流失风险的增加。 ↑ 向上滑动查看更多
Regional distribution of wheat yield and chemical fertilizer requirements in China 量化当前作物的可获得产量和肥料需求可为评估粮食供应能力提供详细信息以及制定农业决策提供数据支持。本研究收集和汇总了从2000年到2015年中国小麦主产区的5408个田间试验，结合克里格插值和小麦养分专家支持决策系统，分析了小麦产量、土壤养分供应能力（采用相对产量表示，其定义为不施氮（N）、磷（P）或钾（K）肥处理的产量与氮磷钾肥全施处理的产量的比值）和氮、磷和钾肥需求的空间分布。结果表明，所有研究区域的小麦平均可获得产量为6.4 t ha−1，变异系数(CV)为24.9%。华北地区（NCC）和长江中下游地区（MLYR）北部的产量普遍高于7 t ha−1，而西南地区（SWC），东北地区（NEC）和西北地区（NWC）东部的小麦产量通常小于6 t ha−1。氮、磷和钾肥的相对产量大于0.70、0.85和0.85的分布面积分别占研究区域的52.3%、74.7%和95.9%。氮、磷和钾肥的需要量存在差异，其变异系数分别为24.8%、23.9%和29.9%。与其它地区相比，华北地区（NCC）和长江中下游地区（MLYR）北部需要更多的肥料。在所有研究区域中，平均的N、P2O5和K2O的需用量分别为162、72和57 kg ha−1。将可获得产量和肥料需求的空间差异纳入小麦生产实践，将有利于小麦可持续生产和环境安全。 ↑ 向上滑动查看更多
分蘖是冬小麦生长的重要过程，可以显著影响冬小麦的穗数及产量。夏季休闲（7~9月）是黄土高原地区冬小麦生产实践中一项重要的耕作制度，有助于保证该区域粮食安全。目前，探讨分蘖对施肥和休闲季降雨量的响应研究相对较少。本研究利用长期田间肥料试验（1990~2017）中4个典型处理（不施肥，单施氮肥，单施磷肥和氮磷肥配施），结合降雨年型（干旱年和湿润年）分析了施肥措施和休闲季降雨对冬小麦分蘖数的影响。结果表明：与不施肥相比，单施磷肥显著增加冬小麦分蘖数（23%），并且湿润年增幅高于干旱年增幅（29% vs. 17%）；氮磷肥配施中分蘖数多年平均增幅为30%，干旱年为17%，湿润年高达45%；单施氮肥对分蘖数无显著影响。干旱年中分蘖数与休闲季降雨存在显著的正相关关系，但湿润年分蘖数对休闲季降雨的响应在施肥措施间存在差异。不施肥和氮磷肥配施处理中，干旱年和湿润年休闲季降雨量增加均会促进冬小麦分蘖，而在单施氮肥和单施磷肥处理中，休闲季降雨量增加会抑制冬小麦分蘖。该研究结果揭示了休闲季降雨和肥料施用对冬小麦分蘖的影响，有助于深入探究雨养农业区域内冬小麦产量的变化特征。 ↑ 向上滑动查看更多
豆科禾本科间作系统作物的产量与养分管理密切相关。然而，间作体系中氮肥用量对作物产量的影响结论并不一致；而磷肥用量与间作作物产量关系的研究则较少。本研究于2014-2019年开展了两个田间定位试验。田间试验1，设置了3种种植模式（小麦单作（MW）、蚕豆单作（MF）和小麦蚕豆间作（W//F））和4个氮水平（N0，小麦和蚕豆施氮量均为0kg ha-1；N1，小麦和蚕豆施氮量分别为90和45 kg ha-1；N2，小麦和蚕豆施氮量分别为180和90 kg ha-1；N3，小麦和蚕豆施氮量分别为270和135 kg ha-1）。田间试验2，设置了3种种植模式（MW、MF和W//F）和3个磷水平（P0，小麦和蚕豆施肥量为0kg P2O5 ha-1;P1，小麦和蚕豆施磷量为45 kg P2O5 ha-1；P2，小麦和蚕豆施磷量为90 P2O5 kg ha-1）。研究了不同氮磷水平下、单间作小麦和蚕豆的产量特征；分析了单间作小麦最佳的氮磷肥投入量。结果表明，小麦蚕豆间作提高小麦产量18-26%、降低蚕豆产量5-21%，整体表现间作产量优势，平均土地当量比（LER）为1.12。氮、磷肥施用有利于提高间作小麦产量、但却降低了间作蚕豆的产量。间作小麦LER（PLERwheat）随氮肥施用量的提高而降低、间作蚕豆LER（PLERfaba bean）亦随磷肥施用量的提高而降低。因此，间作产量LER整体随氮、磷肥用量提高而降低。在氮肥减施40-50%、磷肥减施30-40%的条件下，小麦蚕豆间作可以维持与单作小麦一致的产量。模型分析表明，在本试验条件下、单作和间作小麦的最佳氮肥用量分别为168和150 kg ha-1，最佳磷肥用量（P2O5）分别为63和62 kg ha-1。总之，小麦蚕豆间作显著提高小麦产量从而表现为间作产量优势；但是间作增产优势随氮、磷肥用量的提高而降低。因此，优化氮磷肥投入量可以最大化间作的经济和生态效应。基于本研究，在西南地区推荐间作小麦的最佳氮、磷肥（P2O5）投入量为150和60 kg ha-1。 ↑ 向上滑动查看更多
小麦籽粒粉样中氮锌分配和累积对氮锌肥施用的响应 提高小麦籽粒锌含量对缓解人类膳食中锌缺乏有重要作用。本研究在华北平原连续两年小麦生长季，评价了叶面喷施锌肥和土壤施用氮肥对小麦籽粒粉样中氮、锌累积、分配、氮素转运及其相互关系。结果表明，小麦籽粒中氮、锌主要累积在籽粒胚乳中心层，其含量由外到内呈逐渐减小趋势。土壤施氮显著提高了籽粒各粉样中氮含量，而叶面喷锌显著增加了种皮中氮含量；两种措施均能显著增加胚乳中心层中锌含量。叶面喷锌对籽粒中氮、锌分配的影响不显著，而施氮则能促进氮素向糊粉层、锌素向胚乳中心层的转运，提高植株地上部氮素向籽粒转运的数量，但对贡献率无影响。相关分析表明，籽粒及其粉样中氮含量与开花期和成熟期营养器官中氮含量显著正相关，而种皮和胚乳过渡层中氮含量与胚乳中心层中锌含量亦呈显著的正相关。因此，叶面喷锌和土壤施氮可有效地提高小麦产量和籽粒氮、锌含量，尤其是提高胚乳中的氮、锌含量，可作为解决锌缺乏的有效途径。 ↑ 向上滑动查看更多
提高水稻秸秆和紫云英的利用率对水稻生产具有积极意义。目前，鲜有研究秸秆残茬管理方法对紫云英生产效率的影响。本文研究了连续7年（2011-2017年）水稻秸秆还田方式对紫云英生长和养分积累的影响，以及两者利用对两季水稻的后续效应。试验共比较了三种水稻秸秆处理方法：留低茬秸秆移除、留低茬秸秆还田和留高茬秸秆还田。结果表明，秸秆还田下留茬高度和留低茬秸秆处理方法（移除或还田）均不影响两季稻谷的产量。相比留低茬秸秆移除处理，留高茬下种植紫云英绿肥可显著提高水稻产量，但不能确定高留茬与秸秆还田对水稻产量的相对贡献。留高茬下种植紫云英绿肥还可提高双季稻产量稳定性。与不施化肥处理相比，水稻季施肥处理显著增加了紫云英的生物量及养分积累，其中留高茬（约40 cm）秸秆还田处理通过高茬保持土壤水分改善紫云英的生长环境，从而其紫云英生物量、养分积累量和产量稳定性最高。这些增加的养分投入替代了部分化肥，促进水稻增产。综上表明，保留较高的水稻秸秆残茬同时秸秆还田是提高紫云英生物量和养分利用效率的较好秸秆管理措施，因此，在双季稻系统中，利用高留茬稻草还田和种植紫云英绿肥可提高水稻生产稳定性。 ↑ 向上滑动查看更多
Change of soil productivity in three different soils after long-term field fertilization treatments 长期施肥下3种土壤的地力变化特征 无外源肥料影响下的地力是土壤保障作物产量的重要指标。但是，由于土壤持续处于养分耗竭状态，采用长期不施肥处理进行地力评估会导致结果的不准确。因此，本研究在长期施肥试验的基础上，结合连续多季的盆栽试验，评估了长期不同施肥处理下3种土壤类型的稳定地力(土壤本身对作物产量的基础贡献力百分数)变化规律。盆栽试验分别设在江西省进贤县(水稻土)、河南省郑州市(潮土)和吉林省公主岭(黑土)，土壤分别采集于上述3个基地长期施肥田间试验中的不施肥（CK-F)、氮磷钾化肥(NPK-F)和氮磷钾化肥配施有机肥（NPKM-F)处理。盆栽试验中，3种土壤的不同施肥处理(CK-P、NPK-P和NPKM-P)分别设置不施肥(F0)与施化肥(F1)处理，连续进行3-6季作物种植，并根据产量计算地力。结果表明：在3-6季作物种植中，各处理的初始地力均显著较高，然后随着种植季的延长而快速下降，其中水稻土和潮土在第3季达到相对稳定的地力水平。在水稻土上，CK-P、NPK-P和NPKM-P处理在第3季作物的稳定地力分别为37.7%、44.1%和50.0%，潮土上CK-P、NPK-P和NPKM-P处理在第3季作物的稳定地力分别为34.2%、38.1%和50.0%，且在所有施肥处理中均呈现出NPKM-P的稳定地力最高。而黑土上则需要更多季节的研究来明确其稳定地力的变化。偏最小二乘路径模型的结果表明，土壤全氮和碳氮比是直接影响稳定地力的重要因子。总之，本研究明确了长期配施有机肥是维持较高地力的重要措施，而通过施肥措施调控土壤碳氮比是影响稳定地力的主要因素。 ↑ 向上滑动查看更多
Spatial variability of soil properties in red soil and its implications for site-specific fertilizer management 本研究选取中国南方红壤区江西省余江县，在不同土地利用类型和成土母质上随机采集256个土壤样品（分为表层0-20 cm和表下层20-40 cm）。对土壤pH、有机质、全氮、阳离子交换量以及盐基饱和度进行空间分析并制图。结果表明，余江县土壤发生酸化，表层和表下层土壤pH平均值分别为4.87（4.03-6.46）和4.99（4.03-6.24）。土壤有机质和全氮含量表层（均值分别为27.6和1.50 g kg–1）分别显著高于表下层（12.1和0.70 g kg–1）,而阳离子交换量和盐基饱和度在表层和表下层均较低（分别为9.0和8.0 cmol kg–1, 29和38%）。不管在表层还是表下层，水田土壤pH较旱地和林地高，平均为4.99，而河流冲积物发育的土壤pH比其他三种成土母质的高，平均为5.05。地统计空间分析显示，在两个土层上，pH和全氮最优的半方差函数模型是指数型，盐基饱和度是球形，而有机质和阳离子交换量在表层呈现球形，在表下层呈现高斯分布。空间独立性因土壤层次和土壤特性而异，呈现较弱、中等和较强的特点。通过回归分析筛选每个土壤特性的主要影响因子，并进行空间分布预测。结果表明，有机质，全氮和阳离子交换量在县域整体为中等水平分布。本研究强调了精准农业管理的重要性并对合理的土地管理决策给予建议。 ↑ 向上滑动查看更多
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