施肥深度对旱地小麦花后旗叶衰老及产量的影响

土柱栽培研究了施肥深度对旱地小麦花后旗叶衰老及产量的影响。结果表明：较深层次（20-40cm)施肥,旗叶SOD、CAT活性可保持较高水平,可溶性蛋白质含量降低慢,抑制MDA含量的产生,有利于延迟旗叶衰老。施肥过浅和施肥过深,施叶衰老快,产量较低,从整体看,处理2与处理1及处理4差异显著,与处理3差异较少,由此认为延迟旱地小麦旗叶衰老的施肥深度应在20-40cm左右,并可据此制定管理方案,以获得高产高效。     

玉米雄性不育系及其同型可育系根系的时空变化

采用土柱栽培试验,比较了玉米细胞质雄性不育系（CMS）及其同型可育系根系特性的差异.结果表明：CMS的地上部分物质积累能力较强,其籽粒产量显著高于可育系（P<0.05）;其根系干质量相对较高,根冠比变化趋势与根系干质量类似.CMS在0～20 cm和20～40 cm土层平均根量高于其可育系,在40～80 cm土层优势更为明显.CMS在0～20 cm和20～40 cm土层的平均根系活力显著高于其可育系（P<0.05）;0～20 cm和20～40 cm土层根系的SOD活性和可溶性蛋白含量与可育系差异不显著, 40～80 cm土层显著高于其可育系（P<0.05）;在生育后期,CMS的根系活力、SOD活性和可溶性蛋白含量优势更明显.表明玉米不育植株具有深层根量多、生育后期根系活性高的特点,从而使其根系功能期延长,植株衰老进程减缓.这可能是雄性不育玉米增产的重要原因之一.     

土层厚度对旱地小麦花后根系衰老的影响

随土层加深,根系活力、根系ＳＯＤ、ＣＡＴ活性及可溶性蛋白质含量增加,ＭＤＡ含量减少,土层愈薄,其根系衰老愈快。从整个土层看,处理３（１６０ｃｍ）与对照（２００ｃｍ）无显著差异,处理１（８０ｃｍ）和处理２（１２０ｃｍ）与对照差异显著,由此可以认为延迟旱地小麦衰老的土层厚度应在１６０ｃｍ左右,并可据此制定管理方案,以获得高产高效。     

小麦幼苗根系形态与反复干旱存活率的关系

以35个不同栽培类型的小麦品种（系）作为试验材料,根据其6叶幼苗的根系形态性状进行聚类分析,供试材料的根系类型分为3种：大根系、小根系和中间型根系。具有中间型根系的材料反复干旱存活率最高,这些材料的根系特点是单株根数7－8．5条,最大根长20-22cm,根总干重44－48mg,其中10cm以下根干重占36％－45％,根冠比范围在0.22-0.24。一些水地栽培的育成品种苗期抗旱性较强,旱地栽培的育成品种苗期抗旱性差异较大,个别旱地栽培的地方品种在土壤水分胁迫条件下反而比在正常水分条件下的根系发育更好,可能是长期适用干旱条件的结果。     

施肥深度对矮化苹果15N-尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用15N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果15N-尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明:20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理各器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的15N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的15N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的15N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的15N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理15N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而15N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤15N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

矮化砧不同利用方式对苹果树根群分布及生育的影响

在深达50-60cm的有效土层中,研究了矮化砧M26不同利用方式对富士苹果树根群分布及生育的影响。结果表明：（1）M26作中间砧用时因栽植深度不同,富士苹果树的根鲜重,干重均增加,树势健壮,T/R也高;（2）M26作砧木用的长度不同,富士苹果树地下,地上部生长各异,砧木微乎其微三的根鲜重,干重比砧木长度长的增加,T/R率下降,但矮化效果不明显;（3）根群的水平分布,栽植深度深的主要集中在距主干80-100cm的范围内,栽植浅的集中在距主干60-80cm范围内,砧木长度长的主要集中在50-60cm范围内,砧木长度短的主要集中在70-80cm范围内,两种方式的根群水平分布行间大于株间;（4）根群垂直分布主要集中在0-60cm的土层中,占根系总量的96%以上,根群密集区分布于20-40cm的士层中,占总根量的70%以上。     

施肥深度对矮化苹果15N尿素吸收、利用及损失的影响

以5年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,采用¹⁵N同位素示踪技术,研究表层(0 cm)、上层(20 cm)和中层(40 cm)3个施肥深度对矮化苹果¹⁵N 尿素吸收、分配及利用特性的影响.结果表明： 20 cm施肥处理的叶面积、叶绿素含量和叶片全氮含量显著高于0和40 cm施肥处理.不同施肥处理各器官从肥料中吸收分配到的¹⁵N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)存在显著差异,盛花期均以根的Ndff最高,多年生枝次之;新梢旺长期和花芽分化期根部吸收的¹⁵N优先向新生营养器官转运;果实膨大期各器官Ndff均达到较高水平;果实成熟期均以果实中的Ndff最高.果实成熟期不同施肥处理的¹⁵N分配率存在显著差异,20 cm施肥处理生殖器官和营养器官的¹⁵N分配率显著高于0和40 cm施肥处理,而贮藏器官的¹⁵N分配率显著低于0和40 cm施肥处理.在果实成熟期,20 cm施肥处理¹⁵N肥料利用率为24.0%,显著高于0 cm(14.1%)和40 cm施肥处理(7.6%),而¹⁵N损失率为54.0%,显著低于0 cm(67.8%)和40 cm施肥处理(63.5%).不同施肥深度土壤¹⁵N残留量随施肥深度的增加而显著增加.     

根箱种植下不同水肥管理模式对小麦生育后期根系氮代谢酶活性及产量的影响

该研究以小麦‘矮抗58’为材料,采用根箱种植,设计3种不同产量水平的水肥管理模式［高产高效（HH）、高效（HE）、超高产（SH）］,于小麦花后（0、7、14、21、28 d）测定不同土层（0~20 cm和20~40 cm）根系谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷丙转氨酶（GPT）和硝酸还原酶（NR）的活性,并分析籽粒产量及其构成因素,以探讨水分控制、肥料管理等方面集成的大田管理模式下小麦生育后期根系氮代谢的生理机制,为生产中提高氮素利用效率、实现高产优质提供理论依据和技术支持。结果显示：（1）在小麦生育后期,20~40 cm土层根系的氮代谢酶活性高于0~20 cm土层根系;HH模式下不同土层根系的4种氮代谢酶活性均显著高于SH和HE 模式,而SH与HE 模式间则在大部分时期差异不显著。（2）3种模式下0~20 cm和20~40 cm土层根系的GS活性在花后14 d有一个小高峰,之后又下降,呈现出降 升 降的变化趋势。（3） HH模式下根系的GOGAT活性强度及维持时间均高于SH和HE模式;HH模式和SH模式下0~20 cm和20~40 cm土层根系的GPT活性在开花期至花后7 d无明显变化, 7~14 d时GPT活性迅速下降,但14~28 d时GPT活性无明显变化。（4）3种模式下不同土层根系的NR活性在开花期至花后21 d下降比较缓慢,花后21~28 d时NR活性迅速下降。（5）3种模式间的小麦籽粒产量及其构成因素差异显著,且HH模式的籽粒产量显著高于SH和HE模式。研究表明,采用合理的栽培管理模式能够更好地调控小麦花后根系氮代谢相关酶活性,促进花后根系氮同化能力,从而更好地协调小麦地上与地下部的生理活动,保障小麦高产,且HH栽培模式下的小麦根系氮同化能力最强,收获的产量也最高。     

植物营养素拌种对旱地高产小麦花后根系衰老及产量的影响

在大田条件下研究了３种植物营养素拌种对旱地高产小麦花后根系衰老及产量的影响,认为植物营养素拌种后根系活力、根系ＳＯＤ、ＣＡＴ活性及可溶性蛋白质含量增加,ＭＤＡ含量减少,可延缓根系衰老,虽产量增加,但拌种处理与对照（不拌种）差异较少,因而在旱地高产麦田可以实施植物营养素拌种,但只能作为辅助措施。     

基于双稳定同位素和MixSIAR模型的冬小麦根系吸水来源研究

灌溉和施肥措施对农田水文循环具有重要影响,根系吸水是联系植物蒸腾和土壤水分运动的关键水文过程,定量识别灌溉施肥影响下作物根系吸水来源对农业用水优化管理具有重要意义。氘氧稳定同位素(D和18O)是追溯农田水分运移过程的理想天然示踪剂。基于2013—2015年北京市典型农田不同灌溉施肥处理冬小麦水分运移试验,利用D和18O双稳定同位素和MixSIAR贝叶斯混合模型,量化冬小麦主要根系吸水深度及其贡献比例,阐明作物水分来源的季节变化及不同处理间的差异,分析根系吸水与土壤水分分布变化的相互关系。研究结果表明:两季冬小麦返青-拔节、拔节-抽穗、抽穗-灌浆和灌浆-收获期主要根系吸水深度均值分别为0—20 cm(67.0%)、20—70 cm(42.0%)、0—20 cm(38.7%)和20—70 cm(34.9%),但季节变化差异显著,2014季主要吸水深度随作物的生长发育而逐渐增加,2015季则主要集中于浅层土壤(0—70 cm)。返青-抽穗期仅灌水20 mm或施肥105 kg/hm2N促使拔节-抽穗期深层(70—200 cm)土壤水分利用率平均增加29%,而前期充分灌水且大量施肥(≥当地施肥量210 kg hm-2N)时拔节-抽穗期根系吸水深度为土壤表层0—20 cm。在干旱少雨的冬小麦生长季内作物吸水来源与土壤水分消耗变化基本一致。     

不同施肥制度对石灰性紫色水稻土中氨氧化古菌群落结构的影响

研究不同施肥制度对水稻土氨氧化古菌(AOA)群落结构和垂直分布特征的影响,可以深入认识不同施肥制度下的石灰性紫色水稻土氮素循环特征及微生物驱动机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。利用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)对不同施肥制度下石灰性紫色水稻土理化性质和AOA群落结构进行了分析。结果显示:相对于无肥处理,施肥会降低石灰性紫色水稻土pH和硝氮含量,而增加土壤有机质、全氮和氨氮含量。伴随土壤深度增加,土壤pH增加,全氮和硝氮含量降低,氨氮含量变化趋势不明显。不同施肥制度在不同土壤深度对石灰性紫色水稻土AOA群落结构产生不同的胁迫效应,不同施肥制度下的AOA群落结构在0—20 cm处差异不明显;土壤深度增加,不同施肥制度下的AOA群落结构表现出明显差异,CK和N肥处理下的AOA群落结构较简单。AOA群落结构多样性指数和丰富度随土壤深度增加而减小。石灰性紫色水稻土AOA与来自不同土壤和水体环境的AOA具有明显相似性。冗余梯度分析(RDA)显示pH(P=0.012)是造成石灰性紫色水稻土AOA群落结构差异的主要原因。研究揭示石灰性紫色水稻土中的AOA群落结构受施肥制度明显影响并表现出明显的垂直分布特征。     

根区交替控制灌溉条件下玉米根系吸水规律

为了阐明根区交替控制灌溉(CRDAI)条件下玉米根系吸水规律,通过田间试验,在沟灌垄植模式下采用根区交替控制灌溉研究玉米根区不同点位(沟位、坡位和垄位)的根长密度(RLD)及根系吸水动态。研究表明,根区土壤水分的干湿交替引起玉米RLD的空间动态变化,在垄位两侧不对称分布,并存在层间差异;土壤水分和RLD是根区交替控制灌溉下根系吸水速率的主要限制因素。在同一土层,根系吸水贡献率以垄位最大,沟位最低;玉米营养生长阶段,10—30 cm土层的根系吸水速率最大;玉米生殖生长阶段,20—70 cm为根系吸水速率最大的土层,根系吸水贡献率为43.21%—55.48%。研究阐明了交替控制灌溉下根系吸水与土壤水分、RLD间相互作用的动态规律,对控制灌溉下水分调控机理研究具有理论意义。     

施肥对日本落叶松人工林细根生物量的影响

以辽宁东部山区16年生日本落叶松人工林为研究对象,探讨施肥对落叶松细根总生物量、不同层次生物量及不同根序生物量的影响.结果表明,与对照相比,施氮肥显著降低细根总生物量(P<0.01),而施磷肥及施氮+磷肥处理的细根总生物量差异不显著(P>0.05).落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)细根生物量明显高于亚表层(10～20 cm)(P<0.01),各处理样地表层生物量占总生物量的64％～73％.施肥对不同层次、不同级别根序细根生物量的影响不同.与对照相比,施氮肥显著地降低了表层土壤1、3、4、5级根生物量(P<0.05),施磷肥(5级根除外)、施氮+磷肥(2级根除外)表层土壤各级根序细根生物量降低均不显著(P>0.05).在亚表层土壤,施氮肥和磷肥对各级根序生物量均没有显著影响(P>0.05);施氮+磷肥显著增加了1级根生物量(P<0.05),而其余各级根序细根生物量差异不显著(P>0.05).     

施氮深度和水分胁迫对藜麦幼苗生理及产量的影响

为了探讨藜麦应对施肥深度和水分胁迫的响应,该文以藜麦(Chenopodium quinoa)为材料,在盆栽条件下,设置3种施氮处理[D1(控释尿素施在0～8 cm深度)、D2(控释尿素施在8～16 cm深度)、D3(控释尿素施在16～24 cm深度)]和3种水分处理[W1(正常供水)、W2(中度干旱)、W3(重度干旱)],分析施氮深度和水分胁迫对藜麦幼苗生理及产量的影响。结果表明:(1)相同水分条件下,随着施肥深度的增加,藜麦生长指标(株高、茎粗、叶面积、地上部生物量、主根长、根系表面积、根系体积)、生理指标 [超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素总量]和产量指标呈先升高后降低趋势。D2处理(适当的深施氮肥)均高于D1处理(浅层施氮)和D3处理(底层施氮)。(2)相同施氮深度条件下,随着干旱胁迫程度的增加,藜麦生长指标和产量指标呈逐渐降低的趋势,生理指标均呈先升高后降低的趋势。说明藜麦幼苗对水分需求明显,可通过增加抗氧化酶活性和渗透调节物质适应一定程度的干旱,生产实践中应注意苗期水分的供应,以促进生育后期产量的形成。综上可知,适宜的水氮管理(D2W1)可以促进藜麦的生长及生理特性,增强藜麦的抗旱能力,提高藜麦的产量。该研究结果为进一步研究藜麦的水肥管理、高产栽培提供参考。     

长期施肥条件下水稻土腐殖质组成及稳定性碳同位素特性

利用太湖地区26年水稻土长期定位施肥试验,分析了长期不同施肥处理对土壤剖面有机碳分布和稳定性碳同位素自然丰度(δ¹³C)的影响,以及土壤中不同结合态腐殖质组成的变化.结果表明：长期施肥使水稻土表层土壤有机碳含量显著升高,不同处理土壤剖面有机碳含量与土层深度呈极显著指数负相关(P<0.01);施化肥处理10～30 cm土层和施有机肥处理20～40 cm土层有机碳含量变化相对稳定;随土层深度增加,土壤δ¹³C值逐渐升高,其变化范围在-24‰～-28‰,不同处理土壤剖面有机碳含量与δ¹³C值呈显著线性负相关(P<0.05);0～20 cm土层,仅施有机肥处理(M0)、有机肥+氮+磷处理(MNP)、有机肥+氮+磷+钾处理(MNPK)、有机肥+秸秆+氮处理(MRN)以及秸秆+氮处理(CRN)的δ¹³C值明显降低;30～50 cm土层,除CRN外,有机肥和化肥处理土壤的δ¹³C值均明显升高;不同处理土壤中结合态腐殖质均以紧结合态腐殖质(胡敏素)为主,其含量在50%以上,其余部分为松结合态和稳结合态腐殖质;长期施肥使土壤松结合态腐殖质含量及富啡酸(FA)与胡敏酸(HA)比值(HA/FA)升高.     

长期施肥对砂壤质石灰性潮土土壤酸碱缓冲体系的影响

通过长期施肥定位试验,分析了石灰性潮土连续30年施肥处理下土壤pH、碳酸钙和活性碳酸钙含量以及土壤酸碱缓冲容量的变化.结果表明:连续30年施肥处理导致石灰性潮土0 ～20 cm耕层土壤酸化加速,各施肥处理的耕层土壤pH降低0.41 ～0.70;各施肥处理的耕层土壤酸碱缓冲容量为15.82 ～ 21.96 cmol·kg-1,单施氮肥明显降低了土壤酸碱缓冲容量,而增施有机肥可显著提高土壤酸碱缓冲容量.土壤酸碱缓冲容量与土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量呈显著正相关,与土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性不显著,长期不同施肥处理下石灰性潮土仍处于碳酸钙初级缓冲体系,盐基离子和有机质对土壤酸碱缓冲体系的影响较小.0 ～40 cm土层的土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量均高于40 ～ 80 cm土层.与土壤碳酸钙相比,土壤活性碳酸钙更能敏感反映土壤基本理化性状的变化,碳酸钙缓冲体系还可以进一步细分为土壤活性碳酸钙缓冲体系.     

青海省森林细根生物量及其影响因子

细根是植物吸收水分和养分的主要器官。全球变暖背景下,研究森林细根生物量及其环境因子的变化对生态系统碳平衡、碳收支及其贡献率具有重要意义。采用土钻法和室内分析法对青海省森林6个海拔梯度上5种林分类型的细根生物量和土壤理化性质进行测定,并分析了与环境因子之间的相互关系。结果表明:(1)青海省森林0—40 cm土层总细根生物量平均为8.50 t/hm~2,随着海拔梯度的增加先降低后升高,不同海拔梯度细根生物量差异显著(P0.05),最大值出现在2100—2400 m处。(2)5种林分0—40 cm土层总细根生物量为:白桦白杨云杉圆柏山杨,不同林分间细根生物量差异不显著。(3)细根垂直分布随土层深度增加而减少,且70%的细根集中在表层(0—20 cm)。(4)土壤容重深层(20—40 cm)显著大于表层(P0.05),并随海拔梯度逐步增加,且林分间差异较大。(5)全碳(Total carbon, TC)、全氮(Total nitrogen, TN)、全磷(Total phosphorus, TP)含量表层显著高于深层。TC、TN随海拔升高先增后降低,TP则随海拔逐步降低。不同林分间土壤养分差异较明显。(6)结构方程模型分析得到海拔、土层、容重直接影响细根生物量,细根生物量直接影响土壤养分。林分类型通过土壤容重间接影响细根生物量。因此,林分和海拔通过影响土壤微环境而影响到细根生物量及其空间分布格局。     

种植Bt玉米及秸秆还田后土壤中Bt蛋白的变化及其对土壤养分的影响

在大棚水泥池内种植两个Bt玉米(5422Bt1和5422CBCL)及其同源常规玉米5422,研究了种植Bt玉米及秸秆还田过程中根际土、根围土、3层根外土(0～20、20～40和40～60 cm)中Bt蛋白含量的时空动态特征及其对土壤养分含量的影响．结果表明： 种植Bt玉米和常规玉米后,根围土(种植后90 d)和3层根外土(种植后30、60和90 d)中均检测到少量的Bt蛋白(含量<0.5 ng·g^-1),在Bt玉米5422Bt1和5422CBCL根际土中则分别检测到1.59和2.78 ng·g^-1的Bt蛋白．玉米秸秆还田后,Bt蛋白能在3 d内快速降解,在还田后第7天只检测到少量的Bt蛋白．与常规玉米5422相比,种植Bt玉米5422Bt1 90 d后根围土和3层根外土中有机质、速效养分(碱解氮、速效磷和速效钾)和全量养分(全氮、全磷和全钾)含量均没有显著差异;5422Bt1秸秆还田60 d后0～20 cm土层的有机质和全氮含量显著升高,速效钾含量显著降低,而其他养分指标则没有显著差异,20～40 cm和40～60 cm土层的所有养分指标均没有明显差异．种植Bt玉米5422CBCL后根围土中仅速效磷含量显著低于种植常规玉米5422,但0～20 cm土层中全磷含量显著提高,其他养分指标均没有差异;还田5422CBCL秸秆后仅0～20 cm土层的速效磷含量显著高于常规玉米5422．研究结果表明,通过玉米根系分泌和秸秆分解进入土壤的Bt蛋白不会在土壤中累积,对养分含量也基本没有显著影响.