为评价生物炭添加对土壤理化性质、腐殖质及其腐殖化程度的改良效果,以生物炭田间定位试验为基础,设置4个处理:空白对照(CK)、常规施肥(NPK)、单施生物炭(B1)和化肥配施生物炭(NPK+B1),通过连续2年的田间试验,研究了生物炭添加对土壤理化性质和土壤胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)以及大豆产量的影响.结果表明:施用生物炭可短期内有效提高土壤养分,增加土壤中腐殖物质含量,提高稳定性,并改善土壤质地,提高大豆产量.其中与CK相比,B1和NPK+B1处理的土壤理化性质提升效果较为明显,电导率(EC)提高3.50％-98.99％、有机碳(OC)含量提高18.01％-23.18％、碱解氮(AN)含量提高23.48％-37.15％、全氮(TN)含量提高14.93％-25.37％、有效磷(AP)含量提高8.33％-110.16％、全磷(TP)含量提高10.00％-45.00％、速效钾(AK)含量提高6.61％-20.76％、全钾(TK)含量提高13.24％-30.74％、大豆产量提高了54.34％-90.36％.与NPK处理相比,NPK+B1处理土壤HA、FA和HM含量分别提高了 38.62％、26.76％和16.45％.且通过相关性分析和主成分分析表明,土壤pH、EC、AK、TK、TP、AN、TN、OC和大豆产量与腐殖质存在显著的正相关关系.因此,化肥配施生物炭处理可有效改善土壤理化特性,提高土壤腐殖质组分含量,为克服大豆连作障碍,提高大豆生产能力提供理论和技术支撑.

目的:研究喷施不同叶面肥对柔毛淫羊藿开花结实及黄酮醇苷类成分含量的影响.方法:以柔毛淫羊藿 2 年生苗为供试材料,采用 0.1%磷酸二氢钾(T1)、0.06%硼酸(T2)、0.1%磷酸二氢钾+0.03%硼酸(T3)、5%氨基酸水溶肥(T4)及清水对照(CK)5 个处理,分别于抽薹前、花蕾期、盛花期喷施,分析各处理对植株光合作用、开花结实和叶中黄酮醇苷成分含量的影响.结果:与CK比较,T1 处理能够显著增加花枝数、种子产量和总黄酮醇苷含量;T2 处理能够增加花枝数、花枝长度、种子产量、种子千粒质量及叶片中朝藿定A、朝藿定B含量;T3 处理能够增加花枝数和种子产量,但不利于黄酮醇苷类成分的积累;T4 处理能够增加花枝数、种子产量和总黄酮醇苷含量.结论:合理施用叶面肥可促进柔毛淫羊藿开花结实、提高黄酮醇苷类成分含量,其中硼酸促进结实效果最佳,磷酸二氢钾和氨基酸水溶肥对柔毛淫羊藿生长和黄酮醇苷类成分积累有积极作用.研究结果可为柔毛淫羊藿种子生产和药材定向培育施肥方案的制定提供参考.

为研究不同灌溉施氮模式对冬小麦农田氮素气态损失的影响,以冬小麦为研究对象,在山东省长清灌溉试验站开展田间试验.试验设置了 2种测墒补灌水平:80％～90％田间持水量(θf)(I1)、70％～80％θf(12);3个施氮量:常规施氮240 kg·hm-2(N1)、减氮12.5％(N2)和减氮25％(N3),共6个处理.结果表明:施肥或灌溉后2～4d内均会出现氨挥发速率和氧化亚氮排放峰,追肥期的氨挥发速率明显高于基肥期.12N2处理在追肥期的氨挥发平均速率较其他处理降低10.1％～51.6％,在全生育期内氧化亚氮平均排放速率较其他处理降低了 15.4％～52.2％.氨挥发速率与表层土壤pH值、铵态氮含量呈显著正相关,氧化亚氮排放速率与表层土壤硝态氮含量呈显著正相关.土壤氨挥发累积量为0.83～1.42 kg·hm-2,氧化亚氮排放累积量为0.11～0.33 kg·hm-2,适量减少灌水量和施氮量可以有效减少氨挥发和氧化亚氮累积排放量,其中,I1N3、I2N2处理氨挥发和氧化亚氮累积排放量显著低于其他处理.I2N2处理冬小麦产量最高,为5615.6 kg·hm-2.I2处理灌溉水利用效率均显著高于I,处理,最大增幅达到45.2％,与N1、N3处理相比,N2处理的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率最大增幅分别达到15.2％、31.8％.综上,以70％～80％θf测墒补灌且施氮量为210 kg·hm-2可以有效提高冬小麦水氮利用效率并降低农田氮素气态损失.

强还原土壤灭菌(RSD)方法是修复退化设施蔬菜地土壤的有效措施,但以绿肥为碳源的RSD方法田间应用是否有效还未明确.本研究以退化设施蔬菜地土壤为对象,设置6个处理:未施肥对照(CK)、未施肥+淹水覆膜(FF)、施用鸡粪有机肥(OM)、施用鸡粪有机肥+淹水覆膜(OMR)、田菁绿肥还田(TF)和田菁绿肥还田+淹水覆膜(TR),研究强还原处理和施用有机肥对土壤微生物群落组成、多样性和稳定性的影响.结果表明:与CK相比,OMR和TR处理显著降低了细菌Chaol指数,改变了细菌和真菌的群落结构,同时显著提高了芽孢杆菌、红球菌、梭状芽孢杆菌和青霉菌的相对丰度;TR处理显著降低了尖孢镰刀菌的相对丰度.冗余分析和曼特尔检验发现,土壤铵态氮和可溶性有机碳含量是影响细菌群落变化的关键因子,而土壤pH是影响真菌群落变化的关键因子.内聚力分析表明,OMR和TR处理显著提高了细菌群落稳定性,但2个处理之间的差异不显著;TR处理也显著提高了真菌群落稳定性,且显著高于OMR处理.可见,以绿肥为碳源的RSD是改善土壤健康的有效修复措施.

党参作为一种药食同源的滋补中药,市场需求量很大.本研究以1年生党参种苗为材料开展田间试验,研究复合肥(750 kg·hm-2)、有机肥(15 t·hm-2)以及密旋链霉菌Act12菌剂处理(9 t·hm-2Act12菌剂+10 t·hm-2有机肥)对党参根系形态、次生代谢物含量以及党参炔苷代谢途径基因表达的影响,旨在明确3种肥料对党参根系形态及药材品质的影响.结果表明:与对照组(10t·hm-2有机肥,传统施肥模式)相比,3种施肥处理均促进了党参根系生长,形成了不同的根系形态;3种施肥处理均提升了党参多糖和次生代谢物含量,其中,Act12菌剂处理显著增加了党参炔苷、苍术内酯Ⅲ和5-羟甲基糠醛的含量.qRT-PCR分析显示,3种施肥处理提升了党参炔苷代谢途径基因的表达水平,其中Act12菌剂处理效果最显著;皮尔逊相关性分析表明,CpHCT和CpFAD基因的表达量与苍术内酯Ⅲ含量呈显著正相关.综上,3种施肥处理均能提升党参的产量与品质,其中施用Act12菌剂处理的效果优于施用复合肥和有机肥处理,是提升党参产量和品质的有效措施.

近地层臭氧(O3)已严重威胁到作物生产,而施肥可以调节土壤的养分平衡,进而促进作物生长.以两个水稻品种(徽两优898和南粳9108)为研究对象,利用开顶式气室,设置2个O3浓度处理(NF:环境大气为对照;NF40:环境大气+40 nmol/mol O3),每个O3处理下嵌套设置3个肥料处理(Ino:施无机肥处理,270 kg N hm-2 a-1;Red:减施无机肥30％处理,189 kg N hm-2 a-1;Com:有机无机肥配施处理,Red+有机肥鸡粪5000 kg hm-2 a-1),通过测定不同生育期水稻光合参数,探究不同肥料处理下O3对水稻不同生育阶段光合生理的影响.结果表明,NF40对水稻营养生长阶段的饱和光合速率(Asat)没有显著影响,而显著地降低了水稻灌浆期的Asat.基于两个水稻品种的Asat和相对叶绿素含量(SPAD)相对减少量与O3累积剂量关系的斜率,发现杂交稻徽两优898(Asat和SPAD的斜率:-1.55和-0.98)比常规稻南粳9108(Asat和SPAD的斜率:-0.92和0.06)对O3更敏感.此外,基于不同O3处理下水稻的气孔导度(gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci),可以看出O3造成南粳9108光合速率降低的主要是非气孔因素,而徽两优898光合的降低是由气孔因素和非气孔因素共同限制.与Ino处理相比,Red处理主要通过降低叶片SPAD进而显著地抑制两种水稻品种的Asat,但Ino处理和Com处理间Asat没有显著差异,说明有机无机肥配施能部分缓解减施无机肥造成水稻光合的降低.O3和肥料处理对两个水稻的所有光合参数都没有显著的交互影响,表明短期有机无机肥配施并不能有效缓解O3对作物造成的负面影响.在O3污染背景下,研究结果可以为通过合理的农田氮肥管理措施减缓O3造成的作物减产提供理论依据.

探究不同比例有机肥和化肥配施对柔毛淫羊藿产量和品质的影响,为柔毛淫羊藿的高产优质栽培提供科学的施肥依据.该试验采用田间小区试验,以CK(不施肥)为对照,设置 5 个不同比例有机肥和化肥配施处理组,OF0(100%化肥)、OF25(25%有机肥配施)、OF50(50%有机肥配施)、OF75(75%有机肥配施)和OF100(100%有机肥),测定不同施肥模式对柔毛淫羊藿农艺性状、产量、有效成分含量、养分积累量及土壤理化的影响,并采用CRITIC权重法对药材产量及品质进行综合评价.结果发现各施肥处理药材产量均较CK显著增加,尽管各有机肥配施化肥处理产量略低于OF0 处理,但无显著差异,表明有机肥配施化肥可以保证药材产量.随着有机肥配比的提高,药效成分朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C呈先增后降趋势,以OF25 处理含量最高,淫羊藿苷则呈不断上升趋势,以OF100 处理最佳,但总体来说,总黄酮醇苷ABCI以OF25 处理积累最多.CRITIC法结果显示药材情况综合得分前三的施肥处理为OF25、OF50、OF75.有机肥配施化肥有利于提高土壤的持肥能力和供肥能力,土壤指标以OF100 处理最优,土壤酶活以OF75 处理活性最高,同时有机肥配施化肥有助于植株对养分的吸收积累,以OF25 处理促进最明显.综合不同比例有机肥配施化肥对柔毛淫羊藿产量、有效成分含量及养分积累量等指标,建议在柔毛淫羊藿生产中第一年采用 25%比例(7 500 kg·hm-2)的有机肥和化肥配施,以促进柔毛淫羊藿产业增产提质.

为探讨氮磷钾3种养分对有柄石韦生理及有效成分绿原酸合成积累的影响,该研究以有柄石韦组培苗为材料,分别用低养分(不施肥:N0,P0,K0)、正常施肥(N:0.20 g·kg-1,P:0.15 g·kg-1,K:0.15 g·kg-1)和高养分(N1:0.40 g·kg-1,P1:0.30 g·kg-1,K1:0.30 g·kg-1)3个浓度梯度,设置7个处理分别为NPK、N0PK、N1PK、NP0K、NP1K、NPK0、NPK1,测定不同处理下有柄石韦的抗性生理指标、绿原酸(CGA)含量及其合成关键酶活性.结果表明:(1)氮磷钾肥对有柄石韦的抗性生理有显著的影响,超氧化物歧化酶(SOD)在高氮和低钾处理中活性显著增加,而3种养分的低浓度和高浓度处理均会导致过氧化氢酶(CAT)活性显著上升.(2)不同养分水平氮、磷和钾对有柄石韦CGA含量存在显著影响,正常施肥的CGA含量最高,达到12.92 mg·g-1;高钾施肥的CGA含量最低,为7.79 mg·g-1;钾肥对CGA含量影响最显著.(3)CGA合成关键酶活性在不同施肥处理中差异显著,CGA含量与奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(HQT)和4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)活性呈显著正相关,与莽草酸羟基肉酰转移酶(HCT)活性显著负相关,HQT、4CL和HCT是导致CGA含量差异的关键因素.该研究结果为有柄石韦药材的人工栽培提供了理论依据.

[目的]农田土壤镉污染严重威胁农产品质量安全,探讨化肥减量同时配施不同有机肥条件下小麦和燕麦各器官镉积累、分配及转运特征,对于指导作物合理施肥、保证农产品安全具有重要意义.[方法]在化肥施用减量20％基础上,设厩肥30 000 kg/hm2(AM)、生物有机肥600 kg/hm2(BF)、厩肥30 000 kg/hm2+生物有机肥600 kg/hm2(AM+BF)及化肥正常施用量(CK)4个施肥处理,研究不同有机肥处理对小麦和燕麦镉积累、分配、转运特征的影响.[结果](1)与CK相比,不同有机肥配施处理可使小麦和燕麦生物量增加6.78％～11.00％;同时可使各器官镉含量总体降低,其中籽粒镉含量降低11.76％～47.06％.(2)各有机肥配施处理使各器官镉富集系数总体降低,籽粒富集系数降低0～38.46％;BF、AM+BF处理根、茎、叶、穗镉向籽粒的转运系数分别降低16.67％～42.86％、15.79％～42.03％、0～56.10％、6.82％～22.06％.(3)燕麦灌浆期后茎秆镉含量下降伴随着籽粒镉含量上升;燕麦抽穗期后各器官镉向籽粒的转移量、转移率、贡献率均以茎秆为最高.[结论]化肥减量配施有机肥可降低作物籽粒镉含量、富集系数和转运系数,且对燕麦籽粒降镉效果优于小麦;燕麦抽穗期后茎秆转运的镉是籽粒镉积累的主要来源.

为探究钙添加对林地土壤的改良效应,在杉木新造林地中分别按两种氮、磷肥量(N1:50 kg/hm2,N2:100 kg/hm2;P1:50 kg/hm2,P2:100 kg/hm2)与3 种钙肥添加量(Ca0:0 kg/hm2,Ca1:100 kg/hm2,Ca2:200 kg/hm2)开展组合施肥试验,测定土壤理化性质与有效养分元素含量,分析钙添加对林地土壤环境的影响.结果表明:钙添加可以显著降低土壤容重,提高土壤pH、含水率,以及有机质、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,对土壤有效磷含量的影响因氮、磷施肥处理不同而异;方差分析表明,土壤容重、pH,以及有机质、碱解氮、有效磷、交换性钙和交换性镁含量等7 个指标受到不同施肥因子的影响极显著并存在极显著交互作用,土壤含水率则受不同钙添加量的极显著影响.土壤理化性质与有效养分元素含量之间具有较强的正相关性.在传统氮、磷肥施肥基础上添加钙肥有利于改善杉木人工新造林地土壤环境,缓解土壤酸化及提高土壤有效养分供给,提高杉木人工林质量.