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植物营养与肥料学报

植物营养与肥料学报

2024年12期

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专题评述 | 长期秸秆还田下水稻土铁氧化物形态对团聚体稳定性的贡献

专题评述 | 长期秸秆还田下水稻土铁氧化物形态对团聚体稳定性的贡献

摘要：【目的】铁氧化物是土壤团聚体形成和稳定过程中重要的无机胶结剂。研究长期秸秆还田下土壤团聚体中铁氧化物形态及分布的变化，以进一步阐明长期秸秆还田改善土壤结构的机理。【方法】基于湖南祁阳红壤实验站2012年开始进行的双季稻长期定位试验，采集连续11年秸秆不还田（NPK）、仅早稻秸秆还田（NPKRS1）及早稻秸秆和晚稻秸秆均还田（NPKRS2）处理的原状土，通过干湿筛法分离土壤团聚体（粒径>
专题评述 | 有机肥氮替代50%化肥氮有效改善吉林省中部地区黑土团聚体性状

专题评述 | 有机肥氮替代50%化肥氮有效改善吉林省中部地区黑土团聚体性状

摘要:【目的】有机肥替代化肥可以改善黑土团聚体稳定性和土壤结构。基于长期定位试验，研究等氮量下不同比例有机肥氮替代化肥氮的效果，为吉林省黑土区土壤高效培肥提供科学依据。【方法】位于吉林省公主岭市的8年田间定位试验包括不施肥(CK)、单施化肥(M0)、25%有机肥氮替代化肥氮(M25)、50%有机肥氮替代化肥氮(M50)和100%有机肥氮替代化肥氮(M100)5个处理。在每个处理分别采集0—20和20—40cm土层原状土样，采用干筛法和湿筛法，研究等氮量下有机肥替代化肥不同比例下土壤团聚体粒级分布特征、稳定性及碳氮含量、碳氮比。【结果】干筛条件下，相比CK处理，M0处理降低了0—20cm土层大团聚体比例(R>0.25)和团聚体稳定性。相比M0处理，M25、M50和M100处理增加了2～10mm粒级比例及R>0.25，降低了0.25～2和<0.25mm粒级比例；增加了团聚体稳定性。在20—40cm土层，各处理7～10mm团聚体比例较0—20cm土层降低了3.56%～9.92%，5～0.5mm各粒级比例有所增加，而5～7和<0.5mm团聚体的比例基本持平。与M0处理相比，M25和M50处理降低了R>0.25，M100处理有所提高。湿筛条件下，相比CK处理，M0处理0—20cm土层R>0.25增加了0.13%，平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)均有所降低，水稳性团聚体有机碳含量下降了3.4%，水稳性团聚体碳氮比(C/N)下降了21.29%。相比M0处理，M25、M50和M100处理R>0.25没有显著差异，但C/N分别增加了6.85%、33.02%和34.97%；M25处理MWD和GMD有所降低，而M50和M100处理MWD和GMD有所提高；M25和M50处理团聚体有机碳含量分别增加了9.18%和16.08%，M100却降低了5.36%。所有施肥处理0—20cm土层土壤水稳性团聚体有机碳和全氮含量明显高于20—40cm土层，>2、1～2和0.5～1mm团聚体有机碳和全氮含量最高，0.053～0.25mm团聚体有机碳和全氮含量最低。20—40cm土层，相比CK处理，M0处理R>0.25下降约10个百分点，而0.053～0.25和<0.053mm团聚体均增加约2个百分点。相比M0处理，3个有机替代处理R>0.25增加8.29～13.25个百分点，而0
专题评述 | 适宜施氮量提高东北黑土非共生固氮速率和固氮菌丰度

专题评述 | 适宜施氮量提高东北黑土非共生固氮速率和固氮菌丰度

摘要:【目的】非共生固氮是农田生态系统中氮素输入的重要途径之一，探明非共生固氮速率、固氮微生物丰度及其群落结构对施肥量的响应，为农业可持续生产提供施肥参考。【方法】试验地点位于东北黑土区，该地块自2012年起一直实行免耕及秸秆还田。田间试验设置6个施氮量处理：0、120、150、180、210、240kg/hm2，分别记作N0、N120、N150、N180、N210、N240。玉米收获后，采集0—5、5—20cm土层土壤样品，测定土壤pH和速效氮、磷、钾含量；采用乙炔还原法、定量PCR和高通量测序技术，分析土壤非共生固氮速率、固氮微生物丰度、群落结构多样性。【结果】不同施氮量下，土壤非共生固氮速率为C2H40.26～0.63nmol/(g·d)，N150处理0—5和5—20cm土层土壤非共生固氮速率均最高，分别为C2H40.53和0.63nmol/(g·d)；固氮酶基因nifH丰度范围为5.34×106～15.64×106copies/g，0—5和5—20cm土层土壤nifH基因丰度的最大值也为N150处理，分别为15.64×106和8.74×106copies/g。主成分分析(PCoA)结果显示，不同施氮量之间固氮微生物群落结构存在显著差异。各施氮量处理土壤固氮菌群属水平以unclassified_o_Burkholderiales、unclassified_k_norank_d_Bacteria、Skermanella、Methylocystis为优势菌属。Spearman相关性分析结果表明，非共生固氮速率与土壤速效钾含量呈显著正相关，与pH呈负相关；nifH基因拷贝数与土壤速效钾含量呈显著正相关，与施氮量呈负相关。冗余分析显示，nifH群落结构与土壤pH及NH4+-N、NO3?-N、有机碳、全氮、有效磷、速效钾含量呈显著相关。【结论】在长期免耕和秸秆全量还田条件下，施用N150kg/hm2有利于增加土壤非共生固氮速率和固氮微生物丰度，丰富群落结构多样性，是该地区较为适宜的施氮量。
专题评述 | 紫色土坡耕地优化施肥配合秸秆覆盖还田有效提高作物产量降低径流氮损失

专题评述 | 紫色土坡耕地优化施肥配合秸秆覆盖还田有效提高作物产量降低径流氮损失

摘要:【目的】紫色土坡耕地耕层浅薄，结构稳定性差，氮素流失严重，影响作物产量。在典型紫色土区开展田间试验，研究优化施肥配合秸秆还田防治紫色土区坡耕地农业面源污染和提高作物产量的效果。【方法】2019—2021年在重庆市典型紫色土区坡耕地上进行田间试验，种植制度为高粱?油菜轮作。设置常规施肥(CK)、优化施肥(IFT)和优化施肥+秸秆覆盖还田(IFT+SMT)3个处理，调查了高粱、油菜产量及次降雨径流中的全氮(TN)、硝态氮(NO3?-N)和铵态氮(NH4+-N)含量。【结果】与CK处理相比，2019年IFT+SMT和IFT处理油菜产量显著增加了30.70%、26.34%，2020年分别增加了32.03%、27.48%(P<0.05)。大雨及以上等级降雨事件的径流量以及径流液中的TN、NO3?-N和NH4+-N浓度和流失量总体高于小雨、中雨。同样降雨条件下，IFT+SMT处理的径流深和径流系数多低于CK和IFT处理。2019—2021年，IFT+SMT处理的NO3?-N平均浓度较CK处理均有所减少，但差异不显著。同一年份下，不同处理径流液间的TN、NO3?-N和NH4+-N的平均浓度均不存在显著性差异。在不同年份下仅有IFT+SMT处理的NH4+-N浓度存在显著性差异(P<0.01)，2021年NH4+-N浓度分别比2019和2020年降低了39.55%和49.70%(P<0.01)。与CK处理相比，2019年IFT+SMT处理的TN和NO3?-N年累积流失量分别显著降低了10.19%和17.72%(P<0.05)，2021年的TN、NO3?-N和NH4+-N年累积流失量分别显著降低了21.65%、19.12%和33.24%(P<0.01)；然而，2020年IFT+SMT处理的TN、NO3?-N和NH4+-N年累积流失量较CK处理分别显著增加了39.56%、51.10%和40.42%(P<0.01)。IFT+SMT处理能有效减少NO3?-N流失。高粱、油菜产量均与径流量、NH4+-N年累积流失量呈显著正相关(P<0.05)。【结论】优化施肥+秸秆覆盖还田处理的径流系数、全氮和NO3?-N浓度及流失量均有降低，尤其对NO3?-N流失的阻控效果较为突出，此外，该处理还显著提高了油菜和高粱产量，提高了作物对氮素的吸收利用量，从而有效减少氮素流失。
专题评述 | 化学氮肥有机替代下设施菜地可溶性碳氮淋溶特征

专题评述 | 化学氮肥有机替代下设施菜地可溶性碳氮淋溶特征

摘要:【目的】土壤可溶性碳氮淋溶是设施菜地碳氮损失的主要形态。研究不同有机物料替代部分化肥降低土壤可溶性碳氮淋溶的效应及其关键影响因子，为设施菜地氮肥科学施用提供理论依据。【方法】田间淋溶试验在江苏省农业科学院六合基地的典型设施菜地开展，共设置5个处理：不施肥(CK)、单施化肥(CF)、秸秆有机肥替代30%氮肥(STR)、鸡粪有机肥替代30%氮肥(CHI)和菇渣有机肥替代30%氮肥(MUS)。分析了可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)、硝态氮(NO3?)、铵态氮(NH4+)的淋失动态；采用三维荧光光谱?平行因子分析方法，分析了可溶性有机质(DOM)的光谱结构特征与荧光参数，解析了其与可溶性碳氮淋溶损失的偶联关系。【结果】蔬菜全生育期不同处理可溶性总氮(TDN)淋溶总量为12.63～69.15kg/hm2，其中NO3?和DON的占比分别为90.0%～92.7%和7.21%～9.72%。与CF处理相比，3个有机替代处理的NO3?淋溶总量显著降低了30.2%～53.4%，以MUS处理的降幅最大，DON淋溶总量也显著降低，以MUS处理的降幅最大，为49.1%。DOC和DON的变化趋势相反，与CF处理相比，有机替代处理的DOC淋溶总量呈现增加趋势，并在CHI处理中达到显著水平(C6.97kg/hm2)。DOC和DON淋溶量均与微生物来源的芳香性高、腐殖化程度高的C1组分，以及通常存在于高养分环境中的胡敏酸类C3组分呈显著正相关，而与分子量较小的类富里酸类物质C4组分呈显著负相关；与植物残体导致的类腐殖质C2组分无显著相关性。DOC、DON、TDN和NO3?淋溶量均与DOM的荧光指数(FI)、自生源指数(BIX)、新鲜度指数(β/α)呈显著正相关。【结论】有机肥替代30%化学氮肥条件下，鸡粪有机肥处理显著增加了淋溶液中DOM难分解C1组分的占比，从而促进了DOC的淋溶；菇渣和鸡粪有机肥处理显著减少了淋溶液中C3组分的占比，因而较秸秆有机肥更有利于削减DON的淋溶。上述3种有机肥部分替代化学氮肥处理均降低了化肥氮输入，同时减少了淋溶液DOM中难分解的胡敏酸类C3组分，从而实现对可溶性无机氮和有机氮淋溶的协同阻控。综合考虑不增加可溶性有机碳淋失和减少可溶性氮淋溶两方面因素，推荐采用菇渣有机肥替代30%化学氮肥。
专题评述 | 基于产量反应和农学效率的番茄智能化推荐施肥方法研究

专题评述 | 基于产量反应和农学效率的番茄智能化推荐施肥方法研究

摘要:【目的】蔬菜种类多，养分需求特性各异。本研究构建基于产量反应和农学效率的番茄养分专家系统，并进行施肥推荐，为我国番茄生产提供科学轻简高效的推荐施肥方法。【方法】收集整理2000—2023年314个番茄田间试验数据，计算产量反应、相对产量、农学效率、养分内在效率等参数，利用QUEFTS模型估测不同目标产量下番茄的最佳养分需求参数，建立基于产量反应和农学效率的番茄养分专家系统。于2023年，在天津市和江苏徐州市共7个地点开展田间验证试验，设置农民习惯施肥(FP)、测土推荐施肥(ST)、番茄养分专家系统推荐施肥(NE)处理，以及基于NE的不施氮、不施磷和不施钾处理，共6个处理。调查了番茄产量、经济效益、植株氮磷钾养分吸收量、养分表观平衡和养分利用率。【结果】我国已有试验的平均结果为：番茄产量73.34t/hm2，收获指数0.54kg/kg，番茄地上部氮、磷和钾养分吸收量分别为218.60、52.66、370.14kg/hm2，氮、磷和钾养分收获指数分别为0.51、0.52、0.52kg/kg，氮、磷和钾养分内在效率分别为352.75、1445.45和209.64kg/kg。QUEFTS模型结果表明，在达到潜在产量70%范围内，1t番茄果实产量所需要的氮、磷和钾养分量分别为2.6、0.7和4.6kg，氮、磷和钾养分需求比例约为3.8∶1.0∶6.8。番茄氮、磷、钾肥产量反应与相对产量呈极显著负线性相关关系(P<0.01)；产量反应与农学效率呈极显著的二次曲线关系(P<0.01)。田间验证结果表明，与FP处理相比，NE处理氮、磷和钾肥施用量分别降低31.3%、59.2%和22.7%，而番茄产量和经济净效益分别提高2.0%和4.2%；与ST处理相比，NE处理减少了氮和磷肥施用量，增加了钾肥施用量。养分表观平衡结果显示，FP处理存在大量的氮磷钾养分盈余；ST处理氮和磷素盈余较高，钾素呈现亏缺状态；NE处理氮磷钾养分盈余量最接近于平衡。NE处理氮、磷和钾肥回收率分别高出FP处理13.1、7.9和13.6个百分点，分别高出ST处理6.8、6.7和1.9个百分点；NE处理的氮素与磷素偏生产力高于FP、ST处理，钾素偏生产力高于FP处理但低于ST处理。【结论】基于产量反应和农学效率构建的番茄养分专家系统，在全国不同生产条件下均较常规推荐施肥方法进一步优化了肥料用量和比例，进一步提高
专题评述 | 液体粪肥替代化肥氮对稻油轮作作物产量和肥料利用效率的影响

专题评述 | 液体粪肥替代化肥氮对稻油轮作作物产量和肥料利用效率的影响

摘要:【目的】合理使用畜禽粪肥是实现化肥减量增效和有机资源高效利用的重要方式之一。通过连续两年的田间试验，探究液体粪肥不同比例替代氮肥对稻油轮作作物产量、肥料利用效率、养分积累量和养分表观平衡的影响，为稻油轮作农田液体粪肥替代氮肥的合理用量提供依据。【方法】田间试验于2021—2023年在湖北省武穴市大金镇开展，试验设置5个处理：不施肥(CK)、农户习惯施肥(FP)、优化施肥(OPT)、液体粪肥替代OPT处理15%氮肥(BS15)、液体粪肥替代OPT处理30%氮肥(BS30)。测定了作物产量和养分积累量，并对肥料利用效率和轮作周年养分表观平衡进行分析。【结果】与FP处理相比，OPT和BS15处理下油菜产量、肥料农学利用率、肥料偏生产力和钾积累量分别显著提高15.8%～25.0%、25.0%～31.3%、21.1%～23.7%和12.4%～15.7%，水稻产量、肥料农学利用率、肥料偏生产力和钾积累量分别显著提高16.1%～19.3%、42.1%～44.7%、13.5%～16.1%和16.3%～18.9%，而BS30处理下油菜和水稻产量、肥料农学利用率、肥料偏生产力和钾积累量均无显著变化。与FP、OPT和BS15处理相比，BS30处理油菜氮积累量和磷积累量分别显著下降10.0%～11.5%和15.0%～18.0%，水稻氮积累量和磷积累量分别显著下降19.4%～25.5%和16.5%～21.0%。不同施肥处理周年氮(N)表观盈余64～132kg/hm2，钾(K2O)表观亏缺137～255kg/hm2，FP、OPT处理磷均表现为周年亏缺，亏缺量分别为P2O569、44kg/hm2，BS30处理磷(P2O5)表观盈余37kg/hm2，而BS15处理磷(P2O5)仅亏缺14kg/hm2，最接近表观平衡。【结论】液体粪肥替代15%的化肥氮能够提高作物产量、肥料利用效率和养分积累量，并保持轮作农田周年磷养分表观相对平衡，因此，在稻油轮作农田可用液体粪肥替代15%氮肥。
专题评述 | 我国小麦和玉米施用腐植酸效果的整合分析

专题评述 | 我国小麦和玉米施用腐植酸效果的整合分析

摘要:【目的】不同生态环境和管理条件下腐植酸的施用效果存在不确定性，系统研究区域尺度上腐植酸在小麦和玉米上的综合效应及关键影响因素，对于腐植酸合理施用具有指导意义。【方法】基于“中国知网(CNKI)”、“万方数据”、“维普资讯”等数据库，以“腐植酸”、“腐殖酸”、“玉米”、“小麦”和“产量”为主要关键词，搜集2000—2023年发表的文献117篇，获得319组有效数据，以不添加腐植酸为对照组，以添加腐植酸为试验组，采用Meta分析方法，评估不同气候、土壤、施用条件下腐植酸对小麦和玉米产量及产量构成因素的影响差异；用随机森林和结构方程模型，定量评价不同因素影响腐植酸施用效果的重要性和路径。【结果】与对照相比，施用腐植酸小麦和玉米产量平均提高8.0%，小麦增产幅度高于玉米；小麦和玉米的单位面积穗数、穗粒数、千粒重平均提高17.4%、5.2%、4.3%。腐植酸氮肥增产11.9%，增产效果优于其他腐植酸肥料；基肥与追肥配合效果较好，增产12.0%；腐植酸增产效果随腐殖酸添加量的增加呈降低趋势。腐植酸增产效应值与土壤pH显著正相关，与有机质、年平均气温和降雨量呈显著负相关。随机森林模型显示，土壤性质(速效氮、磷、钾、有机质、pH)和肥料类型是影响腐植酸产量效应的重要因子。结构方程模型表明，年平均温度和降雨量直接或间接影响土壤性质，对施用腐植酸的产量效应产生负作用。【结论】腐植酸显著提高小麦和玉米产量，改善产量构成因素，且在小麦上的施用效果优于玉米。总体上，腐植酸氮肥、基肥与追肥配合、腐植酸用量<15kg/hm2、瘠薄土壤和逆境气候条件下腐植酸肥料的增产效果较好。
专题评述 | 紫云英异地还田的水稻产量和经济效益研究

专题评述 | 紫云英异地还田的水稻产量和经济效益研究

摘要:【目的】紫云英与水稻轮作是我国南方重要的耕作制度。研究长期单施紫云英异地还田和配施化肥下水稻产量和经济效益，旨在为优化施肥策略、促进水稻生产节本增效提供科学依据。【方法】定位试验始于2011年，每年测定水稻产量，2023年水稻收获后结束试验。试验共设置了10个处理：以不施化肥和紫云英为对照(CK)；单施紫云英鲜草30t/hm2(GM30)、60t/hm2(GM60)、90t/hm2(GM90)、120t/hm2(GM120)；常规氮磷钾化肥375kg/hm2(CF)；45t/hm2紫云英鲜草+常规化肥用量的20%、40%、60%、80%，依次记为GM45+20%CF、GM45+40%CF、GM45+60%CF、GM45+80%CF。紫云英鲜草采用异地还田方式施用。计算了肥料水稻增产力、肥料水稻增产率、紫云英化肥替代率、化肥和紫云英的经济价值、肥料水稻增产效益和肥料比较效益。【结果】各施肥处理间稻谷产量差异均不显著，其中GM45+60%CF和GM45+80%CF处理稻谷产量较高。化肥的水稻增产率均值为5.74kg/kg，紫云英的水稻增产率均值为29.19kg/t；紫云英的平均化肥替代率为5.76kg/t，肥用紫云英生产水稻的经济价值为119.17元/t。以紫云英为唯一肥源生产水稻，紫云英异地还田存在正效益的最大用量在90t/hm2。紫云英与化肥配施生产水稻，紫云英异地还田量45t/hm2并配施常规化肥用量的40%～60%时比较效益最高。【结论】本试验条件下，紫云英鲜草异地还田60～120t/hm2时，水稻产量与常规施化肥处理相比无显著差异，此时紫云英肥用的增产效益较高；紫云英鲜草异地还田45t/hm2配施150kg/hm2化肥氮磷钾是较合理的水稻养分管理方式。紫云英与化肥配施生产水稻时，异地还田紫云英鲜草的肥用经济效益盈亏点用量为15.86t/hm2。
专题评述 | 宽窄行结合高密度栽培有效提高糯高粱产量及干物质和氮素的积累转运

专题评述 | 宽窄行结合高密度栽培有效提高糯高粱产量及干物质和氮素的积累转运

摘要:【目的】明确贵州糯高粱干物质、氮素积累转运对种植模式和密度的响应特征，为贵州糯高粱的高产栽培提供技术支撑。【方法】选用贵州高粱主栽品种‘红缨子’，以种植模式为主区进行裂区试验，种植模式设置等行距模式(行距60cm+60cm，MD)和宽窄行模式(行距40cm+80cm，MK)；副区为种植密度：8.25、9.75、11.25、12.75、14.25万株/hm2，分别用D8.25、D9.75、D11.25、D12.75、D14.25表示。调查了糯高粱花前和花后干物质和氮素积累转运量及产量。【结果】与MD模式相比，MK模式下糯高粱平均单产增加10.01%，花前、花后干物质和氮素积累量(或同化量)分别增加10.63%、12.62%和7.59%、8.78%，干物质和氮素积累总量分别增加了9.70%和10.88%；MK下干物质和氮素转运量显著增加，分别较MD模式增加3.00%和17.37%。随着种植密度的增加，糯高粱的产量、干物质和氮素积累转运呈现先增加后降低的趋势，MD和MK模式下各参数分别在D11.25、D12.75处理达到最大，且MK-D12.75处理的产量较MD-D11.25处理增加了9.40%，花前、花后总干物质积累量分别增加了12.44%、11.76%，花前、花后氮素积累量分别增加了12.08%、13.44%，干物质和氮素转运量分别增加4.42%和18.90%。对两个模式下的产量与密度进行二次曲线拟合表明，MK模式下达到最大产量的密度为12.18万株/hm2，高于MD模式的11.75万株/hm2。【结论】与等行距种植相比，宽窄行种植可采用更高的种植密度促进干物质和氮素的积累和转运，进而显著提高糯高粱产量。当前试验条件下，等行距模式下建议控制密度在11.75万株/hm2，宽窄行模式密度可适当提高至12.18万株/hm2，以获得更高产量。
专题评述 | 接种丛枝菌根真菌促进磷高效基因型大豆生长和磷吸收

专题评述 | 接种丛枝菌根真菌促进磷高效基因型大豆生长和磷吸收

摘要:【目的】探究供磷和接种丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungus，AMF)对不同磷效率基因型大豆生长、磷吸收以及菌根诱导的磷转运蛋白和蔗糖转运蛋白基因表达的影响，分析AMF与磷效率的关系，为接种AMF提高大豆磷效率提供理论依据。【方法】以磷高效大豆巴西十号(BX10)和磷低效大豆本地2号(BD2)为材料进行盆栽试验，设置低磷和高磷两个磷水平，外源接种Rhizophagusirregularis(Ri)和Rhizophaguscustos(Rc)两种AMF处理，以不接种AMF为对照(NM)。处理6周后，取地上部和根部样品，测定大豆植株干重和吸磷量、根冠比、菌根侵染率、根系性状，以及菌根诱导的磷转运蛋白和蔗糖转运蛋白基因的表达量。【结果】与低磷相比，高磷显著增加了大豆地上部和根部干重及吸磷量，降低了两个基因型大豆的菌根生长反应(MGR)和菌根磷反应(MPR)。低磷条件下，Ri、Rc处理显著增加了两个基因型大豆的地上部和根部干重及吸磷量，增加了磷高效基因型BX10的总根长、根表面积及根体积，相应地，两个基因型大豆负责菌根途径磷吸收的磷转运蛋白基因GmPT9的表达显著上调，磷低效基因型BD2中菌根诱导表达的GmPT8的表达量也显著上调，而主要负责根系途径磷吸收的GmPT4的表达量在接种与不接种AMF处理之间没有显著差异。在高、低磷条件下，不接种AMF的BX10大豆根部干重和根冠比都显著高于BD2；在高磷条件下，BX10大豆根平均直径显著高于BD2。在低磷接种AMF条件下，BX10大豆总根长、根表面积和根体积都显著高于BD2；在高磷接种AMF条件下，BX10大豆根表面积和根体积也显著高于BD2。接种Ri处理磷高效基因型大豆BX10地上部干重、根部干重和吸磷量均显著高于BD2，而低磷接种Ri处理的BD2根系中GmPT8和GmPT9及GmSWEET6的表达量均显著高于BX10。【结论】高磷显著促进了两个不同磷效率基因型大豆的生长和吸磷量，但低磷条件下的菌根生长反应和磷反应更高。高磷条件下，接种AMF进一步增加了BX10的地上部和根部干重及吸磷量，但对BD2没有作用。在低磷条件下接种AMF，大豆根系可以同时促进根系和菌根途径吸收磷，增加两个基因型大豆的地上部和根部干重及吸磷量。与BD2相比，接种AMF对BX10根系生长的促进作用更大。菌根诱导表达的磷
专题评述 | 叶面喷施纳米硅提高水稻叶片镉固持量的机理

专题评述 | 叶面喷施纳米硅提高水稻叶片镉固持量的机理

摘要:【目的】叶面施硅(Si)是镉(Cd)污染农田水稻安全生产中广泛应用的一种措施，但其对Cd的阻控效果因种植环境、水稻品种的不同而存在显著差异。从叶片生理及分子响应的角度探究叶面喷施纳米Si对不同水稻品种Cd积累分配的影响，为合理施用叶面阻控剂提供科学依据。【方法】选择叶面喷施纳米Si后，水稻糙米Cd含量显著降低的雅恢2816和宜香优2115，以及糙米Cd含量无显著变化的Y两优1号为供试材料，进行盆栽试验。供试土壤添加CdCl2·2.5H2O，并加水高出土面3～4cm陈化30天，平衡后的土壤有效Cd含量为1.07mg/kg。供试纳米Si制剂含Na2SiO3·9H2O2.5mmol/L。每个品种设置施Si和不施Si两个处理，施Si处理于水稻抽穗期和灌浆期分别叶面喷施纳米Si制剂50mL/盆。灌浆期采集倒1、2、3片叶样品，用于生理指标分析。成熟期采集茎秆、倒1～3片叶、籽粒样品，分析Cd积累量分配，叶片Cd的亚细胞分布，细胞壁Cd固持能力及相关基因的表达量。基于细胞壁等温吸附和吸附动力学试验，分析细胞壁Cd的吸附特征。【结果】3个水稻品种地上部各器官Cd的分布均表现为茎秆>籽粒>叶片，叶面喷施纳米Si对水稻地上部Cd的积累总量无显著影响，但影响Cd在水稻茎、叶及籽粒中的分配。叶面喷施纳米Si后，Y两优1号叶片Cd的分配比例降低，糙米Cd含量与对照相比无显著变化；而雅恢2816和宜香优2115叶片Cd的分配比例增加，尤其以倒二叶Cd含量和积累量的增加最为显著，为对照的1.3～2.5倍，糙米Cd含量显著降低，降幅分别为21%和32%。叶面喷施纳米Si显著增加了雅恢2816和宜香优2115倒二叶细胞壁的Cd含量及分配比例，动力学分析结果表明，细胞壁Cd的饱和吸附量分别增加13.72%和42.81%，且细胞壁羟基官能团(?OH)的相对峰面积分别提高43.99%和74.21%；但对于Y两优1号而言，叶面喷施纳米Si后上述生理特征均无显著变化。果胶是3个水稻品种倒二叶细胞壁与Cd结合的主要组分，且果胶甲酯化程度越低越有利于Cd的结合。叶面喷施纳米Si后，雅恢2816和宜香优2115细胞壁果胶中的Cd含量分别显著增加43%和19%，两个品种果胶合成基因OsGAUT1和OsGAUT4的相对表达量亦显著上调，但果胶去甲酯化基因的相对表达量无显著变化；而对Y两优1号而言，上述基因的相对
专题评述 | 萌芽前喷施硒肥提高茶叶品质和抗逆性相关内生细菌丰度

专题评述 | 萌芽前喷施硒肥提高茶叶品质和抗逆性相关内生细菌丰度

摘要:【目的】探究硒肥施用对茶树内生细菌种群组成的影响，解析硒强化下茶树内生菌在协同调控茶树生长和茶叶品质中的作用，以深入认识茶树内生细菌的互作机制。【方法】试验茶园位于湖南省桃源县，茶树品种为‘桃源大叶’。试验设置清水(CK)、低浓度硒肥(Na2SeO390mg/L，Se1)、高浓度硒肥(Na2SeO3180mg/L，Se2)3个处理，于茶树萌芽前喷施两次。当树冠新梢萌发超过30%时，测量新梢一芽二叶数量、长度、百芽重、叶绿素值。通过Illumina测序分析茶叶内生细菌种群特征，同时测定茶叶硒元素和茶多酚、儿茶素、游离氨基酸含量等指标。【结果】Se1和Se2处理茶树新叶硒含量分别达到3.06和4.78mg/kg，显著高于CK。与CK相比，Se1和Se2处理没有显著增加百芽重、一芽二叶芽长，但分别显著提高了游离氨基酸含量7.04%和16.15%，降低了茶多酚总量和酚氨比，茶叶品质明显提升。通过内生细菌16SrDNA测序结果表明，Se1处理对新叶内生细菌α多样性无显著影响，而Se2处理显著降低了其多样性指数。与CK对比，硒肥处理显著降低了细菌属Herbaspirillum、Sphingomonas、unclassifiedRhodanobacteraceae的占比，增加了unclassifiedAlcaligenaceaes的相对丰度并成为优势内生细菌类群，还增加了部分小丰度内生细菌比例，包括Corynebacterium、unclassifiedAcetobacteraceae、Cellvibrio、Reyranella、Mesorhizobium等菌属，Se2的影响均大于Se1处理。PICRUSt功能预测分析结果表明，硒肥处理显著增加了与氨基酸、碳水化合物、辅酶、维生素、萜类和酮类等物质代谢功能相关的内生细菌丰度，显著提高了与环境适应性、DNA修复和能量代谢、有毒有害物质降解等过程有关的内生细菌丰度。相关性分析显示，Pseudomonas相对丰度与游离氨基酸总量和茶氨酸含量显著正相关，Corynebacterium、unclassified_f_Acetobacteraceae、Methvlobacillus与酯型儿茶素EGCG、GCG、ECG含量显著负相关，说明硒肥施用引起的内生细菌种群变化可能在改善茶叶品质过程中扮演了重要角色。【结论】萌芽前喷施硒肥可显著提高
专题评述 | 叶面喷施硝酸钙提高无土栽培玫瑰产量、品质和瓶插寿命

专题评述 | 叶面喷施硝酸钙提高无土栽培玫瑰产量、品质和瓶插寿命

摘要：【目的】玫瑰（Rosa hybrida L.）是全球范围内广泛栽培的观赏花卉，花朵品质具有重要的商业价值。本研究旨在探讨无土栽培系统中，叶面喷施硝酸钙对两个玫瑰品种（Samurai 和Jumilia）品质和瓶插寿命的影响。【方法】试验采用无土栽培方法，花盆中装满100% 珍珠岩（3～5 mm），以钙含量减少50% 的霍格兰营养液进行浇灌，供试玫瑰品种为Samurai 和Jumilia。
专题评述 | 基于根际互惠功能体的微生物肥料研发思考

专题评述 | 基于根际互惠功能体的微生物肥料研发思考

摘要: 微生物肥料是指以有益菌的生命活动为核心，使农作物获得特定的有益效应的一类肥料制品。施用微生物肥料能够增加养分吸收效率、提高植物耐逆能力、抑制土传病害、消减土壤污染因子等，从而提升土壤健康和作物产量。在实际生产应用中，微生物肥料存在有益菌在土壤中定殖能力差，功能难发挥和效果不稳定等共性问题。本文以构建植物?有益菌互惠关系为核心出发点，从有益菌筛选、营养载体配伍、合成菌群构建、高密度菌剂制备以及微生物肥料应用策略等角度，概述国内外相关领域的研究进展，提出微生物肥料创新开发的一些思考，包括：1) 高通量定向筛选与植物匹配且互惠互利的有益菌，并建立精准挖掘技术；2) 研究与有益菌匹配的根际“益生元”，特异性提升有益菌定殖和功能发挥，并构建可智能匹配有益菌与根际“益生元”的高通量筛选技术及体系；3) 构建稳定的合成菌群或挖掘具有多功能的单一有益菌，消减土壤复合障碍；4) 利用农业有机废弃物发酵，制备高密度有益菌剂，建立有益菌?有机废弃物生物高值发酵技术体系；5) 通过土体土壤中施用有机肥等土壤整体改良措施，以及根际精准施用与作物系统匹配的“合生元”(有益菌与“益生元”的复合) 微生物肥料产品，形成土体提质和根际增效的综合策略。未来总的目标，是通过多学科交叉和多技术融合，开发不同植物?土壤系统中可维持效果稳定性的高质量微生物肥料。
研究简报 | 干旱胁迫下负压灌溉对玉米生理特性及氮代谢的影响

研究简报 | 干旱胁迫下负压灌溉对玉米生理特性及氮代谢的影响

摘要:【目的】干旱地区水资源有限，难以确保作物持续获得水分。本研究创新性地引入了负压灌溉系统，旨在深入探讨在干旱胁迫下负压灌溉如何影响玉米的生理特性以及氮素代谢过程，以期为干旱地区农业节水灌溉提供技术支撑。【方法】试验在黑龙江八一农垦大学试验基地进行，共设置了干旱胁迫下负压灌溉?10kPa(H1)、干旱胁迫下人工浇灌(H2)、干旱胁迫下负压灌溉?15kPa(H3)以及常规浇灌(CK)4个处理，H1和H3处理均在全生育期进行负压灌溉，测定拔节期、抽雄期、灌浆期、成熟期玉米生长、氮代谢相关指标及产量。【结果】在玉米拔节期至成熟期，CK处理土壤含水量为田间持水量的80.0%～90.4%，H1处理稳定在田间持水量的49.9%～53.0%，H2处理为田间持水量的29.1%～46.8%，H3处理为田间持水量的38.6%～41.4%。在拔节期、抽雄期、灌浆期和成熟期，H1处理株高较H2处理分别提高了64.4%、29.8%、19.5%和20.1%。在抽雄期和成熟期，H1处理茎粗较CK处理分别降低了48.4%和49.3%；拔节期H1处理茎粗显著高于H2处理，其余生育时期H1与H2处理之间无显著差异。在4个生育期，H1处理玉米干物质积累量较H2处理分别提高了20.2%～44.8%；H1处理氮素吸收量较H2处理分别提高了43.1%～151.9%。在拔节期至成熟期，玉米硝酸还原酶活性呈逐渐增加趋势，其中以H1处理最高，比CK处理提高24.8%～99.9%，比H2处理提高41.6%～427.4%，比H3处理提高25.8%～94.0%；H1处理谷氨酸脱氢酶(GDH)活性分别比CK处理提高118.9%～156.4%，比H2处理提高255.4%～293.5%，比H3处理提高了84.5%～98.4%；H1处理谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性比CK处理提高35.8%~81.8%，比H2处理提高111.9%～194.3%，比H3处理提高了21.6%～90.9%。在拔节期至成熟期，H1处理叶片硝态氮含量较H2处理提高了152.3%～296.7%，较H3处理提高了36.9%～89.4%，较CK处理提高了62.6%～162.7%；H1处理氨基酸含量较H2处理提高了39.4%～139.6%，较H3处理提高了15.2%～87.2%，较CK处理提高了41.3%～67.8%。在成熟期，CK与H1处理的产量无显著性差异
研究简报 | 水稻不同器官寡肽运输基因家族启动子活性分析

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摘要:【目的】分析寡肽运输基因在水稻不同器官中的表达特异性，以加深对水稻营养物质的吸收、运输与分配调节的了解。【方法】以粳稻日本晴基因组为模板，分别克隆水稻寡肽运输基因家族PT亚家族9个基因的启动子序列，并将其插入到pCAMBIA1301载体的葡糖醛酸酶(GUS)蛋白编码区前，形成启动子诱导GUS蛋白表达载体，通过农杆菌，制备9个水稻寡肽运输基因启动子分别诱导GUS蛋白表达的转基因水稻，在自然生长季进行田间试验，于抽穗开花期，分别剪取水稻根、茎、叶、小穗等器官样品，浸泡在GUS染色液中进行组织化学染色，体视镜观察、拍照。分析水稻基因表达数据库RiceXPro中9个水稻寡肽运输基因在不同器官的表达谱，采用PlantCare数据库对9个水稻寡肽运输基因的启动子序列的顺式作用元件进行分析。【结果】9个水稻寡肽运输基因家族启动子均可以诱导GUS蛋白在水稻节的部位强烈表达，其中7个可以诱导GUS蛋白在水稻内稃和外稃表达，分别是OsOPT1、OsOPT2、OsOPT4、OsOPT5、OsOPT7、OsOPT8和OsOPT9。RiceXPro水稻基因表达数据库中的表达谱显示OsOPT5和OsOPT6的表达具有很强的特异性，这两个基因都是只在花药强烈表达，在其它器官中未检测到表达。另外，在水稻寡肽运输基因家族启动子中发现多个赤霉素和脱落酸响应元件。【结论】水稻寡肽运输基因家族基因的启动子活性具有强烈的器官特异性，9个水稻寡肽运输基因的启动子均在水稻茎节的部位强烈诱导GUS蛋白表达，说明这些基因参与了水稻不同器官间营养物质的交换和分配，并且在赤霉素和脱落酸信号响应中发挥作用。

植物营养与肥料学报

目录

专题评述 | 长期秸秆还田下水稻土铁氧化物形态对团聚体稳定性的贡献

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