不同施肥模式下潮棕壤稻田的速效养分状况和水稻的养分分配

研究了不同施肥模式下下辽河平原潮棕壤稻田土壤速效养分的供应能力及水稻的养分分配.结果表明:各处理0～20 cm速效养分供应能力均高于20～40 cm,其变异也大于20～40 cm(速效氮除外);有机、无机肥相结合有利于提高土壤速效养分的供应能力;水稻氮和磷的分配主要集中在籽实中,钾的分配则主要集中在秸秆中.采用秸秆还田措施有利于缓解钾肥资源的不足,保持钾素的循环再利用,维持土壤钾库,减少钾肥投入,降低农业生产成本,减轻环境污染.     

Bt作物秸秆还田对土壤生态系统的影响研究进展

随着Bt作物种植面积的逐年增加, 人们对Bt作物释放后潜在的安全性也越来越关注。Bt作物释放的Bt蛋白可以主要通过秸秆还田方式进入土壤进而可能会对土壤生态系统造成影响。本文综述了Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解及对土壤生态系统影响的研究进展。重点阐述了①Bt作物秸秆还田释放的Bt蛋白在土壤中的降解; ②Bt作物秸秆还田对土壤微生物的影响; ③Bt作物秸秆还田对土壤动物的影响; ④Bt作物秸秆还田对土壤酶活性的影响; ⑤Bt作物秸秆还田对土壤养分含量的影响。从而为Bt作物秸秆还田对土壤环境的生态风险评价提供参考。     

烟杆还田对水稻产量和养分吸收的影响及其替代钾肥的效果

选择不同供钾能力的烟-稻轮作区稻田,研究了烟杆还田对水稻产量、钾素吸收利用的影响及其替代钾肥的效果.结果表明: 烟杆还田(2250 kg·hm^-2)和施钾肥(K₂O 75 kg·hm^-2)均能增加水稻产量和地上部钾素的累积量,其中烟杆还田配施钾肥的增幅最大,低钾(土壤速效钾含量＜100 mg·kg^-1)、中钾(土壤速效钾含量100～150 mg·kg^-1)和高钾(土壤速效钾含量＞150 mg·kg^-1)土壤的水稻分别增产13.3%、17.1%和13.5%.烟杆还田(St+NP)可以提高钾素吸收利用率和农学效率.但在水稻当前推荐施肥量(75 kg·hm^-2)条件下,烟杆还田配施钾肥(St+NPK)对钾肥(素)吸收利用率和农学效率无显著影响,说明当前推荐施钾量可能偏高.通过对烟杆还田替代钾肥的计算,发现还田烟杆可以替代10%～22%的化肥钾(K₂O),烟后晚稻在烟杆还田时钾肥施用可以减少7.2～16.5 kg·hm^-2.因此,在烟杆还田条件下,高钾田块可减少化学钾肥的施用,而中钾和低钾田块为稳定水稻产量和维持土壤钾素平衡,则应保证目前推荐钾肥量的投入.     

Bt抗虫棉秸秆还田对土壤养分特征的影响

【目的】研究转基因作物秸秆或残茬还田可能对土壤养分特性造成的影响。【方法】以不同抗虫水平Bt棉花和常规棉花(泗棉3号)为研究材料,分别在经过一、二个生长周期后将秸秆机械粉碎后原位还田,40 d后测定分析土壤中Bt蛋白含量及肥力相关的养分含量变化。【结果】Bt棉秸秆还田后,所有品种棉花土壤中Bt蛋白含量与还田前无显著增加,且转Bt基因棉与非转基因棉还田对土壤Bt蛋白含量的影响并无显著差异。同时,棉秸秆还田可显著提高土壤有机质、速效磷、碱解氮、速效钾、全氮、全磷和全钾含量,提升土壤pH值;增加幅度在不同抗虫水平Bt棉花间及与非转基因常规棉花品种间皆无显著性差异。【结论】秸秆还田对土壤肥力的提升与Bt棉的抗虫水平无关。“转Bt基因”不成为Bt棉秸秆还田提高土壤肥力的限制性因素,其秸秆还田不会对土壤肥力质量产生负面影响,可使土壤养分含量增加,有效提升土壤肥力。秸秆原位还田简单、无害又提升肥力,有条件作为转Bt基因植物秸秆无害化处理的理想方式。     

不同水稻栽培模式下小麦秸秆腐解特征及对土壤生物学特性和养分状况的影响

采用尼龙网袋法于2007-2008年连续2a在水稻常规栽培和节水灌溉栽培模式下,研究小麦秸秆腐解特征、养分释放规律及对土壤微生物数量、酶活性和养分状况的影响.结果表明:秸秆还田后,在0-30d腐解较快,后期腐解速率逐渐变慢.90d时累计腐解率达到了48.9％-61.3％.秸秆中养分释放速率表现为K＞P＞N≈C.节水栽培模式下小麦秸秆还田腐解率和养分释放率均显著高于常规栽培.秸秆还田后,土壤微生物数量以及土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均呈现“前期迅速增加,中期急剧减少,后期缓慢减少”的变化特征,而纤维素酶活性呈现“前期剧升、中期缓增、后期骤降”的变化趋势.小麦秸秆在节水栽培模式下还田土壤微生物数量和酶活性均显著高于常规栽培.适当增加秸秆用量可以提高微生物数量和酶活性,用量过高对细菌和放线菌数量有负效应.秸秆还田可显著提高土壤有机碳和养分含量.土壤有机碳、全氮、碱解氮和速效磷含量在整个试验期间均呈增加趋势.速效钾含量在秸秆还田30 d时达到最高,而后则逐渐降低.节水栽培模式下秸秆还田后土壤有机碳和养分含量的提高效应显著高于常规栽培.提高秸秆用量对土壤养分含量有显著的正效应.     

施氮和秸秆还田对晚播小麦养分平衡和产量的影响

在大田条件下,研究了水稻秸秆还田和施氮量对晚播小麦产量、养分积累、秸秆养分释放及养分平衡的影响.结果表明: 水稻秸秆还田并配施适当的施氮量有利于提高晚播小麦籽粒产量.晚播小麦全生育期的干物质、氮、磷、钾积累量均随施氮量增加而显著增加,相同施氮量(270 kg N·hm^-2)下,秸秆还田处理的干物质、磷、钾积累高于不还田处理,氮积累则呈相反趋势.随着施氮量增加,秸秆腐解和养分释放率增加,且拔节后秸秆养分释放量占总释放量的比例降低;随生育进程的推进,秸秆的干物质、磷、钾释放量呈倒“N”型变化趋势,而氮释放量则呈“V”型变化趋势.计算养分表观平衡结果表明,秸秆还田并增加施氮量,养分总盈余量显著升高;在获得较高产量的施氮条件下,氮、钾素显著盈余,磷素投入较为合理.晚播小麦实行秸秆还田后,可适当增加氮肥用量至257 kg·hm^-2,并减少钾肥投入.     

棉花秸秆还田对土壤团聚体有机碳及氮磷钾含量的影响

试验设置棉花秸秆还田和不还田两个处理,还田年限为3年.于第3年11月采集0～5、5～10、10～20和20～30 cm的原状土,采用干筛法将土壤团粒结构分级,研究棉花秸秆还田对土壤团聚体组成和不同粒径土壤团聚体中有机碳和速效氮、磷、钾含量的影响.结果表明: 在0～5 cm土层,棉花秸秆还田显著提高了>5和5～2 mm团聚体含量,显著降低了<0.25 mm微团聚体含量;团聚体有机碳、碱解氮和速效钾含量显著提高,平均提高幅度分别为19.2%、14.2%和17.3%.在5～10 cm土层中,棉花秸秆还田显著提高了>5和5～2 mm团聚体含量,显著降低了<0.25 mm微团聚体含量;团聚体有机碳、碱解氮和速效钾显著提高,平均提高幅度分别为19.6%、12.6%和23.4%.在10～20 cm土层中,棉花秸秆还田显著降低了<0.25 mm微团聚体含量;团聚体有机碳、碱解氮和速效钾含量显著提高,平均提高幅度分别为8.4%、10.9%和11.5%.在20～30 cm土层中,棉花秸秆还田仅显著提高了团聚体速效钾含量,比对照提高了12.0%.棉花秸秆还田显著提高了0～5、5～10 cm土层>5和2～5 mm团聚体各养分贡献率及0.25～0.5 mm团聚体有机碳、碱解氮贡献率,显著降低了<0.25 mm微团聚体各养分贡献率.棉花秸秆还田能增加大团聚体百分含量,降低微团聚体百分含量;显著提高各粒径土壤团聚体中有机碳、碱解氮和速效钾的含量,对速效磷含量无显著影响;提高了大团聚体对土壤养分的贡献率,有利于土壤结构及其养分状况的改善和棉花籽棉、皮棉产量的提高.     

秸秆还田的效果、问题与对策

农作物秸秆还田是改善土壤理化性质、增加微生物和酶活性、促进作物增产的有效措施,也是农作物秸秆资源化利用的一种重要方式,但秸秆还田也可能会导致作物出苗率降低、加重作物病虫害发生、引起土壤重金属等有毒有害物质积累等负面影响。目前秸秆以直接还田为主,亦有少量通过堆沤、垫圈等方式间接还田。秸秆在土壤中的腐解速度及还田效果主要取决于秸秆的化学组成特别是C/N、土壤微生物状况、土壤温度及水分含量等。下一步,必须强化秸秆还田方法、快速腐解条件及制剂、对下季作物病害影响及防控、农机农艺配套、缓解全球变化能力等研究,完善相关技术与方法,促进秸秆还田快速推广应用。     

桓台县冬小麦和夏玉米秸秆长期还田的生态效益分析

山东省桓台县作为江北第一个"吨粮县",1980年以来农业集约化得到了快速发展。随着燃料需求的减少以及畜牧养殖与作物生产的分离,作物秸秆处理已日益成为当地农民和技术人员面临的巨大挑战。该地区冬小麦和夏玉米秸秆从1980年开始,还田比例逐步增加,到2010年两季秸秆接近全部还田。我们查阅年鉴数据,结合长期定位试验,收集相关数据计算和分析桓台地区1980—2014年期间的作物和秸秆产量、秸秆养分含量、土壤养分及有机碳状况、温室气体排放和氮淋溶等,并对秸秆还田的农田生态效应进行系统评估。研究发现,到2014年,两季秸秆还田对N、P、K养分的贡献率(即还田秸秆养分量与还田秸秆和肥料养分总量的比值)分别为19.3%、15.8%和59.8%。随着秸秆还田量的增加,土壤有机碳(SOC,0—20 cm)含量从(7.8±1.6)g/kg(1980年)增加到(11.0±2.3)g/kg(2014年),土壤碱解氮、速效磷和速效钾分别提高了134.0%、138.5%和62.2%。秸秆还田可以降低农田氮素损失,2010年代全县县域内减少温室气体排放量为24528 Mg CO_2-eq a~(-1),氨挥发和氮淋溶分别减少156.4 Mg N hm~(-2)和287.4 Mg N hm~(-2)。综上,秸秆还田能显著改善农学和环境效益,提高土壤固碳减排潜力,降低氮素投入量并减少氮素损失。今后农业生产中,在直接还田基础上,秸秆综合利用可以进一步优化(如进行堆肥或替代畜牧饲料等),从而增加秸秆还田的经济和环境效应。     

秸秆及秸秆黑炭对小麦养分吸收及棕壤酶活性的影响

通过小麦盆栽试验,研究了玉米秸秆及其秸秆黑炭施加对小麦养分吸收利用和棕壤酶活性的影响。试验设对照(CK),黑炭(B),秸秆还田(S),尿素(U),尿素+黑炭(UB)及尿素+秸秆还田(US)6个处理,各处理3次重复。结果表明:无氮肥施入下,B处理较CK和S处理籽粒产量显著提高99.4%和77.7%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高94.1%—140.9%,55.4%—66.3%和53.1%—72.6%;有氮肥施入下,UB和US处理较U处理提高籽粒产量8.2%—8.8%,小麦地上部氮、磷、钾吸收累积量分别显著提高14.3%—27.8%,19.6%—30.9%和24.4%—40.9%。秸秆及秸秆黑炭施加处理的氮素利用率显著提高21.4%—41.7%。黑炭施加显著提高土壤中有机碳、NH+4-N、NO-3-N和速效钾含量;在施氮条件下,秸秆还田显著提高土壤中NO-3-N含量;秸秆及黑炭施加对有效磷含量无显著影响。秸秆还田显著提高了土壤脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和中性磷酸酶活性;施加黑炭也明显提高了土壤脱氢酶和脲酶活性,但抑制过氧化氢酶和中性磷酸酶活性。土壤脲酶活性与土壤有机碳、无机氮含量呈显著正相关,表明土壤酶可反映土壤肥力水平。     

Effects of extracellular potassium ions on outward potassium current dependent on extracellular calcium ions

Changes in outward potassium current occurring in response to changes in the concentration of potassium ions in the extracellular medium were investigated in unidentified neurons isolated fromHelix pomatia using an intracellular perfusion technique. It was found that introducing potassium ions (5–10 mM) into the extracellular solution produces a reversible increase in the component of outward potassium current which is dependent on extracellular calcium ions. Increased amplitude of this component occurs as a result of attenuated inactivation of the current under the action of extracellular potassium.A. A. Bogomolets Institute of Physiology, Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Kiev. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 19, No. 3, pp. 351–356, May–June, 1987.     

Influence of potassium concentration on growth and potassium uptake by rice plants

Summary Rice plants (Oryza sativa L.) were grown for 125 days in nutrient solutions maintained at constant potassium concentrations over the rate 51 to 1534 M. Data are recorded at different growth stages for relative growth rate, potassium content, absorption rate of this element per gram dry weight of roots per day and its utilization in dry-matter production. Optimum concentration for maximum growth was found to be about 256 M or 10 ppm potassium. Growth was more or less constant beyond this concentration. The maximum growth was characterized by a certain relative absorption rate (I_M) for maximum growth ranging from 106 to 757 g-atom of potassium per g dry weight of roots per day, during the period of cultivation. In general the content of this element in tops as a percentage of the total content does not change appreciably either under different concentrations or at different ages. When the concentration of the solution increased, the utilization of potassium (dry-matter production per unit element content) decreased. The ratio between the relative growth rate (RGR) and relative absorption rate (I_M) for maximum growth of rice ranged 1.4 during the first phase of growth to 1.3 at maturity of the crop. Higher ratios indicate an insufficient nutrient supply, lower ratios, however, either an abundant supply or a depressing effect of the solution on growth.     

施肥对潮棕壤钾收支及钾在作物体内分配的影响

通过15年的定位试验,研究了不同施肥制度下土壤K的收支及K在作物体内的分配.结果表明,施K肥处理的大豆籽实和秸秆中K浓度高于不施K肥处理;而施K肥处理的玉米籽实K浓度在各个处理间几乎没有变化.在不施K肥条件下,单一施用N肥或NP配施均可造成K的严重亏缺.保持农业系统养分循环再利用可以缓解K收支赤字,而配合适量K肥的施用可以实现作物高产,平衡土壤中K收支.     

M通道研究进展

M通道是一种电压依赖性非失活的钾离子通道,属于KCNQ家族,主要分布于神经细胞、平滑肌细胞、内耳毛细胞等,该通道在调节神经兴奋性、平滑肌张力和听觉等方面发挥作用。越来越多的研究证实KCNQ基因突变或M通道功能失调与许多疾病有关,并且已经发现一些药物可以通过调节M通道达到治疗作用。本文着重从电生理学、分子生物学、病理生理学等方面介绍了M通道的研究进展。     

Effects of potassium or potassium/magnesium supplementation on potassium content of body tissues and fluids in furosemide-treated rats on magnesium-deficient or magnesium-sufficient diet

Persistent Mg2+ deficiency may interfere with restoration of normal tissue K+ levels. This study examined: a) the effects of chronic furosemide treatment on K+ of sartorius, aorta and ventricle of rats fed Mg2(+)-deficient (100 ppm) or Mg2(+)-sufficient (400 ppm) diet and deionized water; b) whether normal tissue K+ is restored by oral K+ or K+/Mg2+ supplementation with continued furosemide therapy. Levels of Mg2+ were also measured. Furosemide (20 mg/kg i.p.) decreased K+ in sartorius, aorta and ventricle by 5.5, 4.3 and 19.9 microEq/gm (p less than .05), respectively, in rats fed 100 ppm Mg2+ diet. Furosemide did not alter K+ levels in rats fed 400 ppm Mg2+ diet. K+ supplementation (1 mEq/kg for 7 days) restored K+ to normal in sartorius but the addition of Mg2+ supplementation was necessary to restore K+ levels to normal in ventricle and aorta. These data indicate that furosemide can decrease tissue K+ in rats on a Mg2(+)-deficient diet. This decrease can be reversed during diuretic administration by K+ supplementation in sartorius, or K+ plus Mg2+ supplementation in ventricle and aorta.     

Influence of external barium and potassium on potassium efflux in depolarized frog sartorius muscles

Summary Efflux of⁴²K⁺ was measured in frog sartorius muscles equilibrated in depolarizing solutions with external K⁺ concentrations ([K⁺] _o ) between 75 and 300mm and NaCl concentrations of 60, 120, or 240mm. For several combinations of KCl and NaCl, steady-state internal potentials (V _i) were the same for different [K⁺] _o . For the range ofV _i examined, K⁺ efflux occurs principally through the K⁺ inward rectifier channels. When external K⁺ is removedV _i remains constant for 2 to 3 hr because of the high membrane conductance to Cl^–, but K⁺ efflux drops by about one order of magnitude.External Ba²⁺ in the presence or absence of external K⁺ produces an inhibition of K⁺ efflux described by a relation of the formu=(u₁/(1+C)[Ba²⁺] _o ))+u ₂, whereu is the uninhibited fraction of K⁺ efflux;u ₁, u₂ andC are constants; andu ₁+u₂=1.C depends both on [K⁺] _o andV _i. When [K⁺] _o 75mm, increasing [K⁺] _o at constantV _i reduces Ba²⁺ sensitivity. For constantV _i–30 mV, Ba²⁺ sensitivity is less when [K⁺] _o =0 than when [K⁺] _o 75mm. When [K⁺] _o =0, Ba²⁺ sensitivity decreases asV _i is made more positive. The dependence of the Ba²⁺ sensitivity onV _i at constant [K⁺] _o is greater when [K⁺] _o =0 than when [K⁺] _o 75mm.Both the activation of K⁺ efflux by external K⁺ and the Ba²⁺ inhibition of K⁺ efflux can be explained on the basis of two membrane control sites associated with each channel. When both sites are occupied by K⁺, the channels are in a high flux state. When one or both sites are empty, the channels are in a low, nonzero flux state. When Ba²⁺ occupies either site, K⁺ efflux is further reduced. The reduction of Ba²⁺-sensitivity by increasing [K⁺] _o at high [K⁺] _o is attributable to the displacement of Ba²⁺ from the control sites by K⁺. The increased Ba²⁺ sensitivity produced by going from [K⁺] _o =0 to [K⁺] _o >-75mm whenV _i–30 mV is attributable to states in which Ba²⁺ occupies one site and K⁺ the other when [K⁺] _o 0. The smallerV _i dependence of the Ba²⁺ sensitivity when [K⁺] _o 75mm compared to [K⁺] _o =0 is attributable to the necessity that Ba²⁺ displace K⁺ at the control sites when [K⁺] _o is high but not when [K⁺] _o =0.     

Effect of potassium humate on photosynthesis

Na několika systematicky r?zných vodních rostlinách jsem sledoval p?ímé a krátkodobé p?sobení humátu na fotosynthesu. Z pokus? na rodech Potamogeton, Nuphar a Vallisneria vyplývá, ?e intensita fotosynthesy listù ovlivněných humátem a list? kontrolních z?stává stejná, ?e tedy humát p?i krâtkodobé aplikaci fotosynthesu neovlivňuje. Shodné výsledky jsem dostal i u ?asy Scenedesmus obliquus, kde se rozdíly za?aly projevovat a? po několika dnech p?sobení. Nelze ani v těchto p?ípadech mluvit o ovlivnění vlastního pochodu fotosynthesy, humát tedy p?sobí na fotosynthesu pouze nep?ímo.