固氮细菌找到新伙伴——研究人员已使固氮根瘤菌在水稻等非豆科植物上形成根瘤

固氮根瘤菌有强的选择性,除少数外它们只在大豆、苜蓿和合欢等豆科植物上结根瘤,使其生长生气勃勃。细菌使空气中不能利用的氮气转化成氨和为植物滋养所需的其他化合物。事实上,细菌给植物提供了氮肥工厂。     

不同供氮水平下施硅对辣椒产量与营养品质及其养分吸收利用的影响

为探究不同供氮水平下施硅对辣椒产量、果实品质及养分吸收利用的影响，以辣椒品种‘奥黛丽’为试验材料，采用基质栽培，设置正常施氮肥（1.0N：260.9 kg/667 m2）、氮肥减施40%（0.6N：149.1 kg/667 m2）、氮肥减施60%（0.4N：104.3 kg/667 m2）、不施氮肥（0N：0 kg/667 m2）4个不同供氮（基施）水平和2个硅肥（根施）水平（0 mmol/L、1.5 mmol/L），研究不同供氮水平下硅对辣椒产量、品质及氮肥利用效率的影响效应，并筛选出最佳施肥处理，旨在为辣椒的增产提质提供理论基础和技术参考。结果表明：（1）0.6N供氮水平较1.0N、0.4N和0N供氮水平下的辣椒果实产量分别提高了7.18%、74.14%和87.99%，施硅处理后则进一步促进了果实产量，其中0.6N供氮水平下施硅较正常供氮量下的辣椒果实产量提高了15.33%；（2）0.6N供氮水平更有利于促进辣椒果实中可溶性糖、还原糖、可溶性蛋白、维生素C含量的提高和可滴定酸、NO3?含量的降低，施硅后不同供氮水平下辣椒果实品质均显著提高；（3）0.6N供氮水平更有利于辣椒果实矿质元素的积累与土壤氮肥利用率的提高，其中0.6N供氮水平较1.0N供氮水平下的氮肥利用率与氮肥农学效率分别显著提高了97.57%和69.20%，施硅处理后不同供氮水平下辣椒果实矿质元素含量与土壤氮肥利用率均显著提高；（4）通过对辣椒产量及果实品质指标的主成分分析，结果表明，0.6N+Si处理下的综合得分最高，即氮肥减施40%配施1.5 mmol/L的外源硅肥对辣椒产量、品质及氮肥的吸收利用促进效果最佳。     

绿肥种植配施减量氮肥对柑橘园杂草群落组成及多样性的影响

以湖北当阳柑橘园杂草群落为对象,研究绿肥种植(自然生草和间种光叶苕子)下配施减量氮肥处理(当地推荐施氮肥量的0%、70%、85%、100%)对橘园杂草群落组成和多样性的影响,并运用Pearson相关分析和典范对应分析探究土壤因子对不同处理下杂草多样性和物种组成的影响。结果显示:(1)经样方调查,试验区共记录杂草植物21科29属30种,以禾本科和菊科为主,稗(Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.)、酢浆草(Oxalis corniculata L.)、野老鹳草(Geranium carolinianum L.)等是所有处理中的共有种,自然生草下以匙叶鼠麴草(Gnaphalium pensylvanicum Willd.)和稗为优势种,间种光叶苕子(Vicia villosa Roth.var.glabrescens Koch.)下以酢浆草为优势种;(2)不同氮肥施入量下柑橘园草本物种Margalef指数、Patrick指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均无显著差异;相同施肥量下,间种光叶苕子能显著降低柑橘园杂草群落的物种多样性指数;(3)速效磷是显著影响柑橘园草本植物多样性指数的土壤因子;(4)不同处理下影响杂草物种分布的主要土壤因子是速效磷、pH值、含水率和温度。本研究认为无论减施氮肥与否,间种光叶苕子比自然生草更能显著降低杂草群落的物种多样性,从而避免恶性杂草与果树争肥。     

基于15N示踪的东北黑土地保护性耕作农田减氮增产调控机制

保护性耕作是退化黑土地培肥地力的重要措施，但地力提升后氮肥减施条件下保护性耕作农田的稳产增产是否具有可持续性尚不明晰。本研究依托中国科学院保护性耕作研发基地的长期免耕定位试验研究平台，设置常规垄作(RT)、免耕无秸秆还田(NT0)、免耕100%秸秆还田(NTS)和连续9年免耕100%秸秆还田培肥后氮肥减施20%(RNTS)4个处理，采用¹⁵N示踪田间微区试验，探究长期保护性耕作培肥地力下氮肥减施对玉米产量和肥料氮转化的影响。结果表明：经过一个完整生育期，不同耕作方式下肥料氮在东北黑土农田中的土壤残留率、植株利用率和气态损失率平均比例分别为34%、50%和16%;与常规垄作相比，保护性耕作(NTS和RNTS)使肥料氮当季利用效率显著提高了10%～14%。通过氮素来源分析发现，不同耕作方式下植株及各部位(籽粒、秸秆、根和玉米芯)吸收的肥料氮占其总吸氮量的比例均在40%左右，土壤始终是为作物供应氮素的主体；与常规垄作相比，保护性耕作通过降低土壤扰动、增加有机质输入显著提高了0～40 cm土壤全氮储量，有效保障了退化黑土地农田土壤氮库扩容增效。2016—2018年，NTS...     

不同CO2浓度和N肥水平对粳稻茎鞘非结构性碳水化合物含量与积累的影响

为了解CO2浓度升高和N肥水平对水稻茎鞘内非结构性碳水化合物(NSC)含量和积累量的影响,利用开顶式气室(OTC),以常规粳稻"南粳9108"为试验材料,设置3个CO2浓度水平:对照T0(背景大气)、T0+120μmol·mol-1(T1)和T0+200μmol·mol-1(T2)。在OTC内采用盆栽方式,设置3个氮(N)肥水平:10 g N·m^-2(N1)、20 g N·m^-2(N2)和30g N·m^-2(N3)。分别于水稻抽穗期、灌浆期(抽穗后20 d)和成熟期对地上部分各器官生物量、茎鞘NSC含量以及顶部四张叶片的N含量进行分析。结果表明:CO2浓度升高对抽穗期叶N含量总体无显著影响,但显著降低灌浆期N2和N3水平的叶N含量;CO2浓度升高对抽穗期茎鞘NSC含量和积累量无显著影响,抽穗期置换到高CO2浓度环境使灌浆期茎鞘NSC积累显著增加,置换到低CO2浓度环境使NSC积累显著减少。同一CO2浓度条件下,NSC含量和积累量均为N1>N2>N3,且N1处理均显著高于N3处理,CO2浓度升高和N水平的交互作用对灌浆期茎鞘NSC含量影响显著。水稻产量在不同CO2浓度水平间无显著差异,但随施氮水平的提高而增加。抽穗期与灌浆期水稻茎鞘NSC含量和积累量与茎鞘干重呈极显著正相关,与叶N含量呈极显著负相关;叶N衰减越慢,灌浆期水稻茎鞘NSC残留比(RNSC)越低;结实率和产量与RNSC呈显著负相关,RNSC越大,茎鞘NSC转移的越少,结实率和产量越低。     

聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂对谷子光合特性、氮素利用率及产量的影响

为探究全基施背景下聚天门冬氨酸和壳聚糖复配剂(polyaspartic acid-chitosan, PAC)对东北春谷光合特性、氮肥利用效率及产量的调控效应，本研究以“张杂谷13号”和“华优谷9号”为材料，于2020年和2021年在中国农业科学院作物科学研究所公主岭试验站开展裂区试验，以PAC为主区处理，不同氮肥施用量为副区处理，共设置0、75、112.5、150、225和337.5 kg·hm^-2 6个氮肥水平。结果表明：相同施氮量下，与常规氮肥处理相比，PAC配施氮肥处理显著提高了2个谷子品种氮肥表观利用率，增大了叶面积指数和花后旗叶SPAD值，显著提高花期及灌浆中期旗叶净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，降低旗叶胞间CO₂浓度，促进干物质积累，提高产量；张杂谷13号在2020年和2021年的产量增幅分别为11.24%～21.55%和8.65%～14.22%,华优谷9号两年的产量增幅分别为5.53%～15.75%和10.43%～16.17%;PAC有效缓解了全基施施肥方式造成的谷子生育后期脱氮早衰，减少了由于氮肥利用效率低下造成的氮素流失；...     

提高稻田氮素生态效益的施肥技术

田间试验结果表明,在有水层下把氮肥撒施在土表的“习惯施肥法”易引起氨挥发和硝化-反硝化的N素损失,基肥“全层混施”或“犁沟深施”、追肥“以水带N”的“改进施肥法”可以避免“习惯施肥法”的上述缺点,提高N肥利用率20—30％,提高N肥增产效率25％左右。该施肥法可减少大气和水体环境的污染,且有益于人类社会和增加土壤N素肥力,是一项提高N素生态效益的施肥技术。