大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究

用微区试验和^32P同位素示踪技术,比较研究了大豆、柑桔间作和单作条件下,P在大豆和柑桔体中的分配、转移及其在土壤中的迁移规律．结果表明,间作大豆的吸P量和各部位累积P量显著地低于单作大豆;^32P肥料浅施,间作大豆吸收的^32P量显著低于单作大豆;^32P肥料深施,间作大豆吸收的^32P量显著高于单作大豆,但间作不影响P和^32P在各部位的转移和分配．间作柑桔吸收的^32P量显著低于单作柑桔．柑桔新吸收的^32P可快速向地上部分输送,并优先供应生长活跃部位．间作不影响^32P在柑桔各部位的转移和分配．但是P肥深施使柑桔吸收的^32P向地上部分和生长活跃部位的转移速率减慢．间作使土壤中P的生物移动性增强,可促进土壤深层P向土壤浅层迁移．试验结果表明,大豆柑桔间作磷肥的施用深度以保持在20cm以内为佳．     

~(32)P示踪法研究溶磷真菌对磷肥转化固定和有效性的影响

采用³²P示踪技术,研究了溶磷青霉菌P8对肥料磷与土壤有效磷的转化、固定和有效性的影响.结果表明,溶磷青霉菌菌剂能够增加玉米、花生的生物量,促进作物对土壤和肥料磷素的吸收;溶磷菌剂具有防止有效磷转化为难溶Ca₁₀-P的作用,增加有效态磷(Ca₂-³²P、Ca₈-³²P)的比例.随时间延长,施入的³²P转化为Ca₁₀-P的数量(或比例)逐渐增加,但是相对于未接种菌剂处理,接种青霉菌菌剂的土壤磷和肥料磷转化为Ca₁₀-P比例最低.溶磷青霉菌菌剂不仅能够防止有效磷向难溶磷Ca₁₀-P的转化,而且其效果能够维持较长时间.     

温度对外源性32P在水、铜绿微囊藻和底泥中迁移的影响

采用同位素示踪法,在实验室模拟研究不同温度下外源性无机磷酸盐在水、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和底泥中的迁移过程.外源性³²P加入水中后,首先是一种与温度无关的快速物理化学分配,大量溶解性磷酸盐迅速进入底泥和微囊藻中.随后水中³²P的迁移主要受微囊藻生长状况的影响.温度升高有利于微囊藻的生长,并提高了微囊藻吸磷的速度.微囊藻中最大外源性磷浓度只与水环境中的初始磷浓度有关.25℃时铜绿微囊藻的生长曲线有7d的对数期,没有明显的稳定期就转入衰亡期.在25℃时,当微囊藻超积累P到一定程度后,其对数生长同细胞内含P量无关.随着时间的推移,外源性³²P不断向底泥中迁移,实验末期所有的³²P都转移到底泥中.提高温度使水中溶解性外源性磷的下降速率加快,7d后水中溶解的外源性磷浓度低于0.00716mg·L^-1.     

大豆-柑桔间作系统中作物对磷的吸收利用特性

微区试验和^32P同位素示踪技术研究大豆-柑桔间作系统中大豆和柑桔对不同土层中磷的吸收特征表明,大豆-柑桔间作大豆与柑桔对浅层磷具有强烈竞争作用,大豆和柑桔对浅层磷的利用率分别降低41．5％和14．7％,浅层磷肥对大豆和柑桔的供应量分别降低346．8mg／区和148．1mg／区。柑桔对土壤深层磷的吸收能力比大豆强,单作大豆对浅层磷的利用率比单作柑桔高104．8％,而对35cm和55cm土层磷的利用率分别比单作柑桔低25．6％和878．3％。大豆基本不能利用55cm及其以下的磷,利用率小于0．1％。大豆-柑桔间作可以提高大豆对深层磷肥的利用率,间作大豆对35cm和55cm土层磷肥的利用率比单作大豆分别高32．3％和175．0％。     

温州蜜柑果实发育期叶片和果皮吸收32P的研究

应用同位素示踪技术,研究了宫川温州蜜柑果实发育期叶片、果皮对³²P的吸收速率和转化形式。结果表明:在湖南气候条件下,叶片、果皮能以不同速率利用其表面³²P并进一步转化为蛋白质、核酸、醚溶性磷和磷脂。果皮吸收³²P的性能弱于叶片,没有出现第二次吸收高峰,而是随油胞数量增加、蜡质层加厚、细胞老化而逐渐减弱,且吸收的³²P绝大部分仍滞留于果皮中。     

燕麦-绿豆间作效应及氮素转移特性

为探究燕麦(Avena sativa)-绿豆(Phaseolus radiatus)间作效应及氮素转移特性, 在不施氮肥的大田试验条件下, 设置3种种植模式(燕麦单作、绿豆单作和燕麦-绿豆间作), 采用传统挖根法和¹⁵N同位素标记法进行研究。结果表明, 间作系统中燕麦侵袭力强于绿豆, 绿豆生长受到抑制。整个生育期, 间作燕麦地上部干物质积累量比单作增加14.9%-33.1%, 2年成熟期间作燕麦的氮素积累量比单作分别提高53.1%和44.8%; 间作减少了开花结荚期绿豆氮素积累量和根瘤重量, 降低了绿豆的固氮效率, 绿豆的固氮效率2年平均降低23.7%, 生物固氮量平均减少11.66%。间作绿豆向燕麦的氮素转移率2年平均值达31.7%, 氮素转移量为212.16 kg∙hm^-2。燕麦-绿豆间作降低了开花结荚期绿豆的根瘤固氮酶活性和固氮效率, 但绿豆体内氮素转移增加了燕麦对氮素的吸收利用, 实现了地上部与地下部生长的相互调节和促进, 优化了农田生态系统的氮素管理。     

镉富集植物油菜与玉米间作对玉米吸收积累镉的影响

采用室内盆栽试验,在不同镉(Cd)添加水平下(0、2、5和10 mg·kg~(-1),分别记为Cd0、Cd2、Cd5和Cd10),研究玉米/油菜间作对营养生长期玉米生长和吸收积累Cd的影响。结果表明:间作促进了玉米生长,除Cd2处理外,间作玉米(Cd0、Cd5、Cd10)生物量比单作高19%~50%(P0.05);随着土壤中Cd浓度的增加,玉米各器官Cd含量也呈逐步增加的趋势,低、中浓度Cd污染条件下(Cd0、Cd2、Cd5),玉米/油菜间作可以阻控玉米地下部Cd向地上部转移,尤其是向叶转移,其中Cd2处理中间作玉米根系Cd含量与单作无显著差异,而间作玉米叶的Cd含量比单作低40%(P0.05);Cd5处理间作玉米根系Cd含量较单作显著增加25%(P0.05),而间作玉米叶的Cd含量较单作无显著增加;同处理间作玉米茎的Cd含量与单作间无显著差异;当土壤Cd污染浓度过高时,阻控作用会转变成促进效应,Cd10处理中间作玉米根系Cd含量与单作间无显著差异,而间作玉米叶、茎Cd含量比单作高17%、33%(P0.05);此外,土壤低、中浓度Cd污染条件下,间作对玉米单株Cd积累量的影响不明显,而高浓度Cd污染条件下(Cd10),间作显著提高玉米单株Cd积累量(61%)(P0.05)。因此,在低、中浓度Cd污染条件下,玉米/油菜间作对玉米吸收积累Cd有较明显的阻控效应,同时也是实现玉米安全、优质栽培的理想模式。     

桑树-大豆间作对盐碱土碳代谢微生物多样性的影响

针对桑树-大豆间作可缓解盐碱土危害的特点,利用Biolog^TM技术研究了桑树-大豆间作对盐碱土作物根际碳代谢微生物多样性的影响.结果表明：表征土壤微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)在桑树-大豆间作下明显高于桑树单作和大豆单作,其中间作大豆的AWCD最高,单作桑树最低.桑树-大豆间作的土壤微生物均匀度指数高于单作,而土壤微生物的多样性指数和优势度指数在间作和单作之间差异不显著,说明桑树-大豆间作改变了盐碱土根际微生物群落结构组成,提高了根际微生物群落多样性.主成分分析表明,桑树-大豆间作和单作下土壤微生物的碳源利用模式出现分异,主要碳源为糖类、羧酸和聚合物类物质等.盐碱土pH和盐度是制约微生物群落多样性的主要因素,间作有效降低了土壤pH和盐度,促进了土壤微生物群落多样性的提高.     

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.     

土著从枝菌根真菌(AMF)与不同形态氮对紫色土间作大豆生长及氮利用的影响

在紫色土上,探究接种土著AMF(indigenous arbuscular mycorrhizal fungi)及不同形态氮肥施用对间作大豆Glycine max生长及氮利用的影响,为提高间作大豆对土壤不同形态氮素的吸收与利用,减少土壤无机氮残留提供理论依据。采用盆栽试验,设2种种植方式(大豆单作和玉米/大豆间作),不同丛枝菌根真菌处理[不接种(NM)、接种土著AMF]和3个氮处理[不施氮(N0)、施无机氮(ION120)、施有机氮(ON120)],以期揭示土著AMF和不同形态氮施用对间作大豆生长及氮素吸收利用的影响。结果表明:与N0相比,施ION120和ON120处理显著增加了土壤无机氮的累积量。NM条件下,无论何种施氮处理的间作土壤NH_4~+-N、NO_3~--N含量均低于单作,其中当接种土著AMF时,与单作相比,间作对减少土壤无机氮的积累能力得到进一步加强。无论单作或是间作,相同菌根处理下,ION120和ON120处理的大豆地上部和根系生物量,大豆地上部和根系氮含量及大豆地上部和根系氮吸收量均不同程度地高于N0处理,其中间作-土著AMF条件下,ION120处理的根系生物量、根系氮含量及氮吸收量均显著高于ON120处理。间作-ION120条件下,土著AMF处理的大豆地上部氮含量、吸收量及根系氮含量、氮吸收量较NM处理分别提高了9.8%、69.8%和8.1%、54.8%,四者差异均达到显著水平。除根系氮吸收量外,地上部氮含量、氮吸收量及根系氮含量均在间作-土著AMF-ION120处理下显著提高,间作与土著AMF互作优势明显。间作-土著AMF条件下,ION120和ON120处理的大豆根系氮吸收效率高于N0处理,分别提高了2%和6%。总体来看,土著AMF与ION120氮肥施用对促进间作大豆生长与提高氮素利用率尤为明显,可望减少土壤氮素残留而减轻氮素流失的风险。     

辽西北沙地苹果-大豆间作对土壤养分和微生物量分布的影响

为了解辽西北沙地果农间作系统中土壤养分及微生物量分布特征,选取研究区具有代表性的苹果(Malus pumila)-大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,对间作系统0～60 cm 土层、0～300 cm水平距离范围内的土壤养分和微生物量进行了测定,并与大豆单作、苹果单作进行对比.结果表明:辽西北沙地苹果与大豆...     

施磷量与施磷深度对玉米-大豆套作系统磷素利用率及磷流失风险的影响

为充分发挥间套作种植体系磷素高效利用优势、降低土壤磷素流失,采用田间试验分析了3种施磷(P_2O_5)水平(CP:168 kg·hm^-2;RP_1:135 kg·hm^-2;RP_2:101 kg·hm^-2)与3个施磷深度(D_1:集中施在距离地面5 cm处;D_2:集中施在距离地面15 cm处;D_3:于距离地面5、15 cm处各施一半)处理下玉米-大豆套作系统作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷与速效磷含量、磷吸附-解吸特征,以期为优化西南玉米-大豆套作系统磷素管理提供理论依据.结果表明:与对照不施磷处理(P_0)相比,各施磷处理显著增加了作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量.相同施肥深度下,处理RP_1与CP相比,作物籽粒产量差异不显著,但显著提高了植株地上部吸磷量,因此RP_1处理的磷素表观利用率显著高于CP处理.相同施磷量下,不同施磷深度间比较,作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量均以D_2处理最高.依据土壤磷的吸附-解吸特征参数可知,当施磷深度为D_2、施磷量为RP_1时,土壤对磷的固持能力最强,在降低磷素流失上表现出较强优势.因此,玉米-大豆套作系统中适当减少磷肥施用量和加大磷肥施用深度在保证作物产量的同时,有利于提高磷素利用率,减少土壤磷流失.     

不同磷水平下玉米-大豆间作系统根系形态变化

本研究通过盆栽试验,探讨不同磷水平(0、50、100 mg P₂O₅·kg^-1,分别用P₀、P₅₀、P₁₀₀表示)下玉米与大豆间作系统根系形态的变化及其与磷吸收的关系,以明确玉米-大豆间作系统促进磷吸收的作用机制。结果表明: 不同磷水平下,间作显著改变了玉米和大豆的根系形态参数,提高了大豆根冠比。与单作模式相比,间作使玉米和大豆的根长、根表面积、根体积、根系干重分别显著增加25.6%、22.0%、39.2%、34.3%和28.1%、29.7%、37.3%、62.3%,而平均根直径分别显著降低15.2%和11.7%。不同磷水平下,磷素吸收当量比(LER_P)>1,玉米-大豆间作具有明显的磷吸收优势,且LER_P不受磷水平调控。间作诱导根系形态改变与磷吸收增加密切相关,其中玉米根系表面积增大、大豆根系长度增加是驱动玉米-大豆间作系统磷高效吸收的主要机制。根据回归方程,玉米根表面积和大豆根系长度增大10%,磷吸收量提高5%～10%。因此,与中等施磷水平(P₁₀₀)下的单作相比,玉米-大豆间作条件下磷肥减施1/2(P₅₀)并未降低玉米的磷吸收量。综上,玉米-大豆间作体系在减施磷肥条件下具有维持作物磷吸收的潜力。     

减量施氮对玉米-大豆套作系统下作物氮素吸收和利用效率的影响

为探索玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收的差异特性,揭示减量施N对玉米-大豆套作系统的N高效利用机理。利用15N同位素示踪技术,结合小区套微区多年定位试验,研究了玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米-大豆套作(IMS)及不施N(NN)、减量施N(RN:180 kg N/hm2)、常量施N(CN:240 kg N/hm2)下玉米、大豆的生物量、吸N量、N肥利用率及土壤N素含量变化。结果表明,与MM(SS)相比,IMS下玉米茎叶及籽粒的生物量、吸N量降低,15N%丰度及15N吸收量增加,大豆籽粒及植株的生物量、吸N量及15N吸收量显著提高;IMS下玉米、大豆植株的N肥利用率、土壤N贡献率、土壤15N%丰度降低,15N回收率显著增加。施N与不施N相比,显著提高了单、套作下玉米、大豆植株的生物量、吸N量、15N丰度及15N吸收量;RN与CN相比,IMS下,RN的玉米、大豆植株总吸N量提高13.4%和12.4%,N肥利用率提高213.0%和117.5%,土壤总N含量提高12.2%和11.6%,土壤N贡献率降低12.0%和11.2%,玉米植株15N吸收量与15N回收率提高14.4%和52.5%,大豆的则降低57.1%和42.8%,单作与套作的变化规律一致。玉米-大豆套作系统中作物对N素吸收存在数量及形态差异,减量施N有利于玉米-大豆套作系统对N肥的高效吸收与利用,实现作物持续增产与土壤培肥。     

玉/豆和玉/薯模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用已成为人们研究的热点.本文研究了西南玉米两种主要套作模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响.结果表明：连续分带轮作种植玉/豆模式后,玉米收获期植株中的氮素积累较玉/薯模式平均提高了6.1%,氮收获指数增加了5.4%,最终使氮肥利用效率提高4.3%,氮素同化量提高了15.1%,氮肥偏生产力提高了22.6%;玉米收获后硝态氮淋溶损失减少,60～120 cm土层中硝态氮残留玉/豆模式较玉/薯模式降低了10.3%,而0～60 cm土层中平均提高了12.9%,有利于培肥地力,两年产量平均较玉/薯模式高1249 kg·hm^-2,增产22%;增加施氮量提高了植株氮素积累,降低了氮肥利用率,显著提高了表层土壤中硝态氮的累积,60～100 cm土层中硝态氮的累积量在0～270 kg·hm^-2处理间差异不显著,继续增加施氮量会显著增加土壤硝态氮的淋溶;氮肥后移显著提高了土壤0～60 cm土层硝态氮的积累.两种模式下施氮量和底追比对玉米氮素吸收和硝态氮残留的影响结果不一致,玉/豆模式以施氮180～270 kg·hm^-2、按底肥∶拔节肥∶穗肥=3∶2∶5的施肥方式有利于提高玉米植株后期氮素积累、氮收获指数和氮肥利用效率,减少了氮肥损失,两年最高产量平均可达7757 kg·hm^-2;而玉/薯模式在180 kg·hm^-2、按底肥∶穗肥=5∶5的施肥方式下,氮素积累利用及产量均优于其他处理,两年平均产量为6572 kg·hm^-2,可实现两种模式下玉米高产、高效、安全的氮肥管理体系.
     

白浆土－植物系统营养物质转化机制及其有效性研究——Ⅰ．32P同位素示踪法对白浆土中P肥利用率

利用³²P同位素示踪法对白浆土中P肥利用率进行了研究.结果表明,在岗地白浆土上,表层土壤表现出一定程度的供P不足现象,白浆层土壤有效P含量严重缺乏.表层土壤中当季P肥利用率的变幅范围为6.09～12.35%,白浆层土壤P肥利用率为13%左右.施用有机肥能明显提高白浆土Olsen P的含量,加速土壤本身P的活化,各种有机物中,以猪粪对土壤潜在P的活化效果最好.将Olsen P与X值、A值比较,认为Olsen P是评价白浆上P肥力简便易行的可靠指标.     

氮和土著AMF对黄瓜间作土壤酶活性及氮利用的影响

设施土壤氮（N）肥的大量不合理施用和高残留是导致作物硝态N含量超标和农业面源污染的主要因素之一。研究土著丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）与间作体系强化蔬菜对不同形态N的利用并结合土壤酶活性的反馈作用,可为设施土壤N素的高效利用和降低土壤N残留提供依据。本研究采用盆栽试验,设置黄瓜单作和黄瓜//大豆间作种植模式,不同AMF处理[不接种（NM）、接种土著AMF]和不同形态N处理[不施N（N0）、有机N（谷氨酰胺120mg/kg,ON120）、无机N（碳酸氢铵120mg/kg,ION120）],探讨了设施条件下施用不同形态N、接种土著AMF与间作大豆对黄瓜根围土壤酶活性及氮利用的影响。结果表明,与NM相比,接种土著AMF使设施黄瓜地上部、根系生物量及植株N吸收量均有不同程度的增加,根围土壤NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N含量呈现降低趋势。同一N处理-土著AMF条件下,间作大豆处理下的黄瓜根系菌根侵染率显著高于单作处理;间作大豆也使黄瓜植株地上部、根系生物量及N吸收量显著增加,同时显著降低了根围土壤铵态N含量。此外,间作-土著AMF条件下,ON120和ION120处理的黄瓜根围土壤脲酶活性较N0处理分别提高了30%和14%,蛋白酶和硝酸还原酶活性也呈现出相同趋势。可见,所有复合处理中,以间作体系接种土著AMF与施用适量有机N的组合明显促进了设施黄瓜生长和N素利用率。