科研产出
长期施用磷肥水稻土微生物量磷的季节变化特征与差异
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究长期不同施肥处理下,水稻不同生育时期土壤微生物量磷的动态变化与差异,揭示其变化特征与土壤磷素供应的关系。【方法】以长期试验小区为平台,设置对照(CK)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)、氮磷钾肥(NPK)等4个不同施肥处理,在水稻的分蘖期、孕穗期、灌浆期、完熟期分别采集0—20 cm土层土壤,测定土壤全磷、有效磷、微生物量磷和酸性磷酸酶活性。【结果】与不施磷肥处理(CK、NK)相比,施磷肥处理(NP、NPK)显著提高了土壤全磷和有效磷含量,增幅分别达88%—118%和337%—903%。不同施肥处理对微生物量磷具有显著影响,除分蘖期外,施磷肥处理(NP、NPK)微生物量磷含量显著高于不施磷肥处理(CK、NK),提高了103%—250%;微生物量磷的季节变化呈先上升后下降的趋势,在灌浆期达到最高。酸性磷酸酶活性以NK处理灌浆期最高,比CK高38%;同时,该处理微生物量磷的周转率最大,每个生育期内可循环1.31次。相关性分析表明,土壤微生物量磷与土壤全磷和有效磷显著正相关。【结论】微生物量磷随不同施肥处理和水稻生育时期变化规律明显,与土壤磷有效性密切相关。
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硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用
《土壤学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响。结果表明:农民习惯施肥降低了0～30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88kmol·hm~(-2)·a~(-1);与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0～15 cm和15～30 cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位,并产生大量碱,在0～30 cm达到了9.93～13.82 kmol·hm~(-2)·a~(-1),其中0～15 cm占80%。与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0～30 cm土壤EC、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度及0～15 cm交换性K+,减少0～30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+。土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径。总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0～30 cm交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)和0～15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制。
关键词： 硅钙钾镁肥 水稻 土壤改良 土壤pH 土壤交换性盐基
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长期施肥对水稻土碳氮矿化与团聚体稳定性的影响
《土壤 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：水稻土有机碳、氮矿化过程对水稻土质量和作物养分吸收具有重要的作用,但是它们对施肥措施的响应及其与土壤结构之间的关系尚不清楚。本研究基于红壤性水稻土长期施肥定位试验,分析了不施肥(CK)、施用常量化肥(NPK)、2倍化肥(NPK2)和常量化肥配施有机肥(NPKOM)等处理下水稻土碳氮矿化特征,并研究了其与土壤团聚体稳定性的关系。结果表明NPKOM处理显著提高了土壤有机碳和全氮含量(P<0.05),而单施化肥处理(NPK2和NPK)则同CK处理没有显著差异。土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率均为NPKOM>NPK2>NPK>CK处理,其中NPKOM处理显著高于其他处理(P<0.05),而后3个处理间没有显著差异。土壤氮矿化速率、累积矿化量和矿化率同土壤碳矿化的规律一致,NPKOM、NPK2和NPK处理累积矿化氮量较CK处理分别提高110.0%、29.4%和8.8%,矿化率分别提高110.8%、25.6%和13.0%。单施化肥处理(NPK和NPK2)的平均质量直径(MWD)分别降低了17.1%和15.5%,而NPKOM处理则增加了19.4%。相关分析表明,土壤碳氮矿化主要取决于土壤有机碳氮含量,而与土壤团聚体水稳定性无直接关系。在今后研究中,应重点分析土壤孔隙结构与有机碳氮周转的关系。
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有机硅助剂协同对双季稻叶面喷施的氨基酸微量元素肥增效潜力初探
《江西农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为探究有机硅助剂协同对双季稻叶面喷施的在氨基酸微量元素肥增效潜力,选择江西省宜春市双季稻系统为研究对象,以农用有机硅和氨基酸微量元素叶面肥为研究材料,系统地比较早、晚稻施用添加不同体积分数的有机硅助剂的叶面肥后水稻叶片中微量元素锌(Zn)、锰(Mn)的含量、成熟期水稻相关的生长性状以及添加不同体积分数的有机硅助剂对肥液的理化性质的影响.结果表明:当有机硅助剂添加体积分数达到0.05%(胶束临界浓度)时,3次叶面肥喷施后,Zn、Mn在早、晚稻叶片中的含量均达到最大,与对照组相比,均提高了30%以上;同时早、晚稻的株高、稻草生物量、有效分蘖率、千粒质量及产量均达到最大,与对照组相比,其中早、晚稻的产量分别增长了13.76%、7.72%.有机硅助剂的对叶面肥的协同增效机制主要是通过改善肥液的界面性质,提高肥液在叶片的附着面积、附着量和附着时间实现,在试验设计的有机硅助剂添加的体积分数范围内,有机硅助剂添加的体积分数与肥液的表面张力、润湿直径或铺展面积呈显著相关,相关系数分别为-0.982(P<0.01)、0.995(P<0.01)、0.988(P<0.01);随着有机硅助剂添加的体积分数的增大,肥液的干燥时间及其叶片最大持留量呈现出先增后减的趋势,最佳有机硅助剂添加量为体积分数0.05%,此时肥液在水稻叶片上的最大持留量分别较对照组增加了25.90%、88.79%.可见有机硅助剂的合理应用可显著促进水稻叶片对叶面肥中微量元素(Zn、Mn)的吸收利用,提高水稻产量,是叶面肥的有效增效剂.
关键词： 有机硅助剂 氨基酸微量元素叶面肥 水稻 增效作用
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几个杂交水稻品种蜡熟期剑叶光合特性研究
《浙江农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：利用LI-6400便携式光合作用测量系统研究了杂交水稻深95优1326、五丰优1326和赣香优1326及保持系JR1326蜡熟期剑叶的光合特性。结果表明:五丰优1326的叶绿素含量比深95优1326和赣香优1326分别高出33.41%和16.83%。五丰优1326和深95优1326之间的最大电子传递速率或最大净光合速率不存在显著差异(P>0.05),但这两种水稻与赣香优1326之间差异显著(P<0.05)。五丰优1326水稻叶片捕光色素分子的最小平均寿命比深95优1326和赣香优1326多14.89%;深95优1326捕光色素分子的本征截面比五丰优1326多28.71%;深95优1326的瞬时水分利用效率比五丰优1326和赣香优1326分别多34.99%和16.71%。此外,本研究结果揭示了本试验所用水稻品种的光合能力不仅与叶绿素含量有关,还与本征光能吸收截面、处于最低激发态的最小平均寿命等有关。这些因素的共同作用决定了水稻的最大电子传递速率和最大净光合速率。因此,选育的水稻品种应具有高的本征光能吸收截面、短的处于最低激发态的最小平均寿命和较高的叶绿素含量等特性。
关键词： 水稻 光合作用 光合参数 最小平均寿命 有效光能吸收截面
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外源有机物配合化肥减施对水稻产量及镉吸收的影响
《河南农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为筛选合适的土壤镉(Cd)钝化材料,利用桶栽试验研究多种有机物(骨粉、鱼粉、虾壳粉)及其碳化产物配合化肥减施对水稻产量及Cd吸收的影响.结果表明,与不添加有机物的常规施肥处理(CK)相比,仅鱼粉、碳化鱼粉和碳化虾壳粉处理显著降低了糙米产量.除虾壳粉处理外,其他处理糙米对Cd的生物富集系数均低于CK,其中,骨粉搭配不施磷措施是降低水稻对Cd吸收的最佳措施,其秸秆、谷壳、糙米对Cd的生物富集系数仅为CK的29.14%、13.87%、47.07%.不同形态Cd含量所占比例与水稻对Cd的生物富集系数的相关性分析表明,可交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态3种形态Cd的生物利用度较高,且骨粉、碳化骨粉处理土壤中残渣态Cd含量占Cd总量比例明显高于其他处理,分别为53.24%、40.30%,分别是CK的2.26、1.71倍.骨粉能在不施磷的条件下保持糙米产量与CK接近,同时大幅减少水稻对Cd的吸收,是一种良好的有机钝化材料.
关键词： 外源有机物 化肥减施 水稻 镉 生物富集系数 重金属形态
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脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在农业生产中,脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)与硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)常作为氮肥增效剂来提高肥料利用率.本文研究了在我国南方红壤稻田施用脲酶抑制剂与硝化抑制剂后,土壤中氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)以及反硝化细菌的丰度以及群落结构的变化特征,旨在揭示抑制剂的作用机理及其对土壤环境的影响.[方法]试验在我国南方红壤稻田进行,共设5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI),3次重复.脲酶抑制剂与硝化抑制剂分别为NBPT[N-(n-butyl) thiophosphrictriamide,N-丁基硫代磷酰三胺]和DMPP (3,4-dimethylpyrazole phosphate,3,4-二甲基吡唑磷酸盐).通过荧光定量PCR (Real-time PCR)研究水稻分蘖期与孕穗期抑制剂对三类微生物标记基因拷贝数的影响,并分析土壤铵态氮、硝态氮与三种菌群丰度的相关性;利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)分析抑制剂对土壤AOB、AOA以及反硝化细菌群落结构的影响,并对优势菌群进行系统发育分析.[结果]1)荧光定量PCR结果表明,施用氮肥对两个时期土壤中AOB的amoA基因与反硝化细菌nirK基因的拷贝数均有显著提高,而对AOA的amoA基因始终没有明显影响;AOB与nirK反硝化细菌的丰度与两个时期的铵态氮含量、分蘖期的硝态氮含量呈极显著正相关,与孕穗期的硝态氮含量相关性不显著;DMPP仅在分蘖期显著减少了AOB的amoA基因拷贝数,表明DMPP主要通过限制AOB的生长来抑制稻田土壤硝化过程;NBPT对三类微生物的丰度无明显影响;2) DGGE图谱表明,在分蘖期与孕穗期,施用氮肥均明显增加了图谱中AOB的条带数,而对AOA却没有明显影响;氮肥明显增加了孕穗期反硝化细菌的条带数;与氮肥的影响相比,抑制剂NBPT与DMPP对AOA、AOB以及反硝化菌的群落结构影响甚微;系统发育分析结果表明,与土壤中AOB的优势菌群序列较为接近的有亚硝化单胞菌和亚硝化螺菌.[结论]在南方红壤稻田中,施入氮肥可显著提高AOB与反硝化细菌的丰度,明显影响两种菌群的群落结构,而AOA较为稳定;NBPT对三类微生物的群落结构丰度无明显影响;硝化抑制剂DMPP可抑制AOB的生长但仅表现在分蘖期,这可能是其缓解硝化反应的主要途径;这也说明二者对土壤生态环境均安全可靠.
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两种典型水稻土中秸秆碳转化的微生物过程
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究土壤中秸秆腐解速率、腐解过程中微生物群落结构变化和参与秸秆腐解的功能微生物群落组成,为揭示土壤有机质转化和积累的微生物学机制提供理论依据。【方法】以我国亚热带两种典型水稻土——常熟乌栅土和鹰潭红壤性水稻土为研究对象,设置不添加秸秆(CK)和添加~(13)C标记的水稻秸秆(RS)处理,厌氧恒温培养38 d,在培养过程中定期测定气体释放量,研究秸秆矿化速率的动态变化;采集土壤样品,利用~(13)C-PLFA-SIP技术分析参与秸秆降解的微生物群落的动态变化。【结果】培养前12 d,秸秆降解缓慢,此时秸秆对土壤有机质(SOM)产生正激发效应;培养12-18 d秸秆快速降解,18 d后趋缓。培养结束时,秸秆碳在红壤性水稻土和乌栅土中的矿化率分别为24%和33%。秸秆碳对CO_2和CH4贡献率随培养时间的延长而增加,在培养末期分别为53%-60%和54%-57%。添加秸秆可以提高土壤微生物生物量及微生物活性,乌栅土微生物活性高于红壤性水稻土。16:0(一般细菌)是参与秸秆分解主要类群,i16:0和i15:0(G+细菌)和18:1ω9c(真菌)也是参与秸秆分解的重要微生物类群。随培养时间增加,G+细菌和放线菌的相对丰度增加,G-细菌呈降低趋势。红壤性水稻土和乌栅土PLFAs中标记利用秸秆碳的PLFAs的比例分别为27%-32%和18%-24%。真菌和一般细菌对秸秆碳的利用效率较高,而土壤原有有机质(SOM)矿化主要与G-和放线菌相关联。添加秸秆造成乌栅土和红壤性水稻土两种水稻土微生物群落结构呈现明显差异,但分解利用外源秸秆碳的微生物群落结构相似,而分解利用SOM微生物群落结构有差异。【结论】秸秆厌氧降解过程中秸秆碳的矿化滞后于土壤自身SOM;不同本底微生物活性和多样性是影响秸秆碳矿化速率的重要因素;添加秸秆后不同土壤微生物群落结构的差异主要是参与SOM降解的微生物差异,土壤原SOM是导致这种差异的重要因素。
关键词： 秸秆降解 ~(13)C-PLFA-SIP 水稻土 微生物群落
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不同比例化肥与猪粪肥配施对稻穗不同部位磷含量分布的影响
《中国土壤与肥料 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了综合评价中国南方施用猪粪肥对稻穗不同部位籽粒磷素积累的影响,本研究在水稻施肥量N 180kg/hm~2,N∶P_2O_5∶K_2O=3∶1∶2.5情况下,比较施用化肥(NPK)、70%化肥配施30%猪粪(F7M3)、50%化肥配施50%猪粪(F5M5)、30%化肥配施70%猪粪(F3M7)的稻穗不同部位籽粒含磷量。结果发现,化肥配施猪粪肥能有效促进水稻产量的增加与稻穗含磷量的下降,但猪粪肥配施与NPK处理的水稻籽粒吸磷量无明显差异;与NPK处理相比,猪粪肥配施可以显著降低一次枝梗与穗上部二次枝梗含磷量,并能有效降低不同穗位的籽粒含磷量。故猪粪肥能有效影响稻穗不同部位的磷含量,猪粪肥资源的合理利用有利于水稻的高产稳产。
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硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用
《土壤学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4 a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1 125、1 500和1 875 kg·hm-2硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响.结果 表明:农民习惯施肥降低了0 ~ 30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88 kmol·hm-2·a-1;与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0~15 cm和15 ~ 30 cm分别提高了1.22~ 1.58和0.35~0.64个pH单位,并产生大量碱,在0~ 30 cm达到了9.93 ~ 13.82 kmol·hm-2·a-1,其中0~15 cm占80%.与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0~ 30 cm土壤EC、交换性Ca2+、交换性Mg2+、盐基饱和度及0~15 cm交换性K+,减少0~30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+.土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径.总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0~30 cm交换性Ca2+、Mg2+和0~15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0~15 cm)和亚表层(15~30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca2+、Mg2+盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制.
关键词： 硅钙钾镁肥 水稻 土壤改良 土壤pH 土壤交换性盐基
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