生物固氮是生态系统氮素的主要来源,而土壤根瘤菌的多样性及其在大豆上的应用效果还需深入研究.本研究采集了东北黑土大豆种植区8个样点的大豆土壤根瘤样本,共分离出94株菌,经16S rRNA及共生基因(nodC、nifH)分析鉴定,其中70株为根瘤菌,且均属于慢生根瘤菌属.为进一步验证根瘤菌的应用效果,根据系统发育分析结果挑选了 7株代表性土著根瘤菌,基于实验室条件开展了菌株与大豆结瘤及促生能力测定试验.结果表明:与不接种根瘤菌的对照相比,7株土著根瘤菌都具有较好的促生及结瘤能力,其中,菌株H7-L22和H34-L6的表现尤为突出,前者处理的大豆株高显著提高了 25.7％,后者处理的大豆根瘤干重比其他土著根瘤菌处理高20.9％～67.1％.选取这两株高效根瘤菌进一步开展大豆根瘤菌接种田间试验,发现接种混合根瘤菌剂的促生效果显著优于单一接种处理,与不接种对照相比,H7-L22处理的大豆增产8.4％,而混合菌剂处理的大豆产量增加了 17.9％,同时大豆的四粒荚数也显著提升.综上,根瘤菌菌剂的应用能够显著提升大豆产量,从而减少大豆生产过程中对氮肥的依赖,有助于提升土壤健康水平,促进东北黑土地区农业的绿色发展.

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.

黄淮海地区水资源紧缺以及氮肥不合理施用制约着小麦产量和水肥利用效率的协同提高.本研究采用两因素裂区设计,主区为3个灌溉水平:在小麦拔节期和开花期0～40 cm 土层土壤相对含水量均分别补灌至65％(W1)、75％(W2)和85％(W3);副区为4个施氮量:施纯氮0(N0)、150(N1)、180(N2)和210(N3)kg·hm-2,分析不同水氮运筹方式对小麦花后光合物质生产能力、籽粒产量和水氮利用效率的影响.结果表明:小麦产量随灌溉水平和施氮量的提高呈增加趋势,W2N2处理具有较高的籽粒产量,为9103.53 kg.hm-2;继续增加水氮投入对小麦产量无显著影响.在相同施氮量条件下,与W1相比,W2条件下小麦花后冠层光截获率、叶绿素相对含量和实际光化学效率分别平均提高了 4.5％～6.0％、19.7％～28.2％和7.5％～9.8％,与W3相比均无显著差异.同一灌溉水平下,N2处理花后干物质积累量较N0和N1处理分别平均增加80.1％～88.9％和16.7％～22.2％,与N3处理间无显著差异.小麦灌溉水利用效率和氮肥偏生产力均表现为随灌溉水平和施氮量的增加而降低,W1、W2和W3处理下小麦灌溉水利用效率分别为16.23、11.01和7.91 kg·hm-2·m-3,N1、N2和N3处理下氮肥偏生产力分别为50.8％、48.4％和42.5％.综上,在测墒补灌条件下,综合考虑小麦产量和水氮利用效率,小麦拔节期和开花期0～40 cm 土层土壤相对含水量均补灌至75％协同施氮180 kg·hm-2(W2N2)是该地区小麦节水节肥、高产高效的最优水氮运筹方式.

为探究岩溶区石灰土条件下火龙果的氮肥施用水平对其果实品质的影响,该文模拟岩溶区石灰土土壤环境开展盆栽试验,以"台湾大红"火龙果为材料,在磷(P)、钾(K)分别为0.216、0.324 kg的基础上,设置4种施氮(N)水平(CK、T1、T2、T3),测定21个果实品质指标,比较不同施氮水平的火龙果品质差异,同时利用主成分分析法对11个外观品质指标进行了综合分析.结果表明:(1)施氮可提高果实可溶性糖含量及可溶性固形物含量,降低蛋白质含量及膳食纤维含量,高N处理(T3)与其他处理差异显著;随施N量增加,果实可滴定酸含量、维生素C含量呈先升后降的趋势,而固酸比随施N量呈先降后升的趋势;高N处理明显提高了果实的纵径、横径、果形指数及单果重.(2)施N处理降低了火龙果果实N含量,提高了 P含量,各处理间的N、P含量差异显著;果实K含量随着施N量的增加而提高;施N增加了果实硼(B)含量,降低了果实铜(Cu)含量;不同处理果实锰(Mn)、铁(Fe)、钙(Ca)、镁(Mg)含量高低排序为T3＞T1＞CK＞T2;锌(Zn)含量随施N量呈先降低后增加的趋势.(3)高N处理的主成分综合评价得分最高,说明选择桂林岩溶区棕色石灰土种植火龙果时辅以一定量的P肥、K肥,高N处理更有利于提高火龙果品质.因此,在实际生产中需根据种植园的土壤肥力状况进行适当调整.

为了探究珍贵树种毛红椿对施用不同肥料不同用量的响应,该文以毛红椿幼林为研究对象,设置氮肥(N)、磷肥(P)、复合肥(CF)及缓释肥(SRF)4种肥料3个施肥水平(高、中、低),研究施肥对毛红椿幼林生长和叶片养分、生理的影响.结果表明:(1)施肥均可促进毛红椿树高和胸径生长,氮肥和复合肥效果更明显,氮肥处理的4年生毛红椿平均树高、平均胸径、平均材积较不施肥(CK)分别提高了 15.0％、21.9％、67.5％,其中低氮肥(N1)处理的胸径年均生长量最大(2.99 cm),复合肥处理的平均树高、平均胸径、平均材积较CK分别提高了 16.7％、19.2％、54.3％.高缓释肥(SRF3)和低磷肥(P1)分别在第4年树高、胸径的年增长量达到最大(分别为1.96 m、2.33 cm).(2)施肥显著增加了毛红椿叶片叶绿素含量和非结构性碳水化合物含量,氮肥显著促进可溶性糖合成而磷肥显著促进淀粉合成.(3)N1和磷肥分别显著促进毛红椿叶片氮和磷含量的提高,磷肥、复合肥和氮肥均可显著提高叶片钾含量.(4)主成分分析结果表明,施肥促进生长效果依次为氮肥＞复合肥＞磷肥＞缓释肥＞不施肥,其中N1即100 g·plant-1·year-1的综合评价值最高.综合施肥成本和效益,施氮肥或复合肥能有效促进毛红椿幼林生长发育,推荐幼林期每年每株施100 g氮肥即可.该研究结果可为毛红椿造林初期林木养分管理提供参考.

目的:探索肥效对贵州半夏产量及养分吸收特性的影响.方法:采用"3414"测土配方施肥考察半夏产量及不同时期块茎对氮磷钾吸收特性,SPSS 22.0进行肥效方程拟合及不同时期块茎氮磷钾吸收的显著性分析.结果:氮、磷、钾肥施用量的变化对半夏产量具有显著相关性,通过对氮、磷、钾肥施用量与半夏产量的关系拟合得到单因素肥效方程、三因素肥效模型以及不同时期块茎吸收氮磷钾与产量的相关性模型,该区域半夏最佳施肥策略为氮肥74.19 kg/hm2、磷肥87.28 kg/hm2、钾肥25.48 kg/hm2;不同时期块茎对氮的吸收受磷肥施用的影响,当磷肥施用处于较高水平时,块茎对氮的吸收也处于较高水平;块茎对磷的吸收受钾肥施用的影响,当钾肥施用处于较低水平时,对磷的吸收处于较高水平;块茎对钾的吸收则受氮、磷施用的共同影响,高钾的施用有利于块茎对钾的吸收.结论:半夏不同生长期应采取不同的施肥策略以达到更高的产量,本研究对贵州半夏高产栽培有一定指导意义.

目的:研究氮钾肥配合施用对不同生长年限下青牛胆块根干重和古伦宾含量的影响.方法:采用"3414"不完全施肥方案,固定磷肥施用水平,设计不同氮、钾肥水平配施处理以开展青牛胆人工种植试验.结果:青牛胆块根干重随着生长年限的增加而增加;块根中古伦宾含量随着生长年限的增加而增加,氮肥对块根中古伦宾含量累积的促进作用大于钾肥;在同一生长年限下,块根干重、古伦宾含量均随着施用氮肥量(N1、N2、N3)或钾肥量(K1、K2、K3)的增加呈现先升高后降低的变化趋势.结论:在本试验期内采收移栽后二年生的青牛胆块根作为药材可以兼顾药材产量和品质,本试验所确定青牛胆人工种植最佳施肥处理为N2P2K2,即氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)施用量分别为 12.00、8.00、8.00 kg/667 m2.

[目的]盐胁迫影响花生种子萌发和植株生长,阐明盐胁迫下适量施肥提高种子萌发率和花生产量的内在调控机制,并解析该过程与种子际土壤细菌菌群结构的关系,为通过改良种子际土壤微生物环境,提高花生出苗健苗率、耐盐抗逆性和花生生产能力提供理论和技术依据.[方法]以耐盐花生品种(花育 25 号,HY25)为试验材料,设置 3 个氮素水平 0、90 和180 kg/hm2,采用盆栽试验和高通量测序技术,阐明氮肥施用对盐胁迫下花生种子际微生物菌群结构、花生发芽出苗和产量的影响.[结果]施加氮肥可有效提高花生种子在盐胁迫下的发芽率和最终产量,并以施氮量 90 kg/hm2 最适.16S rRNA测序分析显示,种子际的土壤细菌以变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)及芽孢杆菌门(Gemmatimonadetes)等为优势菌门.在属水平上,盐胁迫虽然提高了有益菌属拟杆菌属(Bacteroides)的相对丰度,但同时导致有害的链球菌属(Streptococcus)增多,最终降低了有益菌属芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和溶杆菌属(Lysobacter)的相对丰度.盐胁迫下施氮可以显著改善种子际的土壤微环境,提高有益菌属拟杆菌属、芽孢杆菌属、鞘脂单胞菌属的相对丰度,对土壤修复和地力提升有一定的帮助,同时还能增强花生抗逆性.[结论]盐胁迫下适量施氮可提高种子际有益菌属的相对丰度,从而提高花生种子的发芽率和耐盐性,最终促进盐胁迫下的花生增产.

为了研究氮沉降对内蒙古额尔古纳草甸草原主要温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量的影响,该研究通过添加NH4NO3模拟氮沉降,并设置6个氮添加水平(0、2、5、10、20、50 g·m-2·a-1),同时考虑到草地利用方式的影响,设置刈割和不刈割2个处理水平.分别于2020年和2021年的生长季(5-9月),采用静态箱-气相色谱法测定了3种温室气体的排放通量.主要结果有:1)生长季内3种温室气体的排放通量对氮添加的响应呈明显的非线性,但响应格局在3种温室气体之间存在明显的差异.2)当氮添加量达到5-10g·m-2·a-1时,CO2的通量达到峰值,表现出显著的饱和性特征;CH4的吸收在低氮添加(0-5 g·m-2·a-1)时受到促进,且这种促进作用随着氮添加量的增加而增强,但氮添加量达到5-10 g·m-2·a-1时,对CH4吸收的促进作用逐渐减弱,且高氮添加(50 g m-2·a-1)显著抑制CH4的吸收;N2O的排放通量对氮添加的响应总体也随氮添加量的增加而显著增加,但响应模式与幅度存在年际差异.3)刈割仅在2021年对CH4的吸收具有显著的促进作用.4)综合两年的结果,CO2排放通量与降水量和硝态氮含量显著正相关,与pH显著负相关.CH4吸收通量与降水量和铵态氮含量显著正相关,与pH显著负相关.N2O排放通量与土壤温度和铵态氮含量显著正相关,与硝态氮含量显著负相关.上述研究结果表明,大气氮沉降增加对温室气体排放的影响具有普遍的非线性特征,但不同温室气体的通量格局存在一定的差异.该研究结果对控制氮肥用量、选择合适的草地利用方式、评估草地生态系统变暖潜势具有重要意义.

为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、N1(1.8 g·株-1)、N2(3.6 g·株-1)),分析不同氮添加水平下猴樟幼苗根系生长、生物量分配和NSC等指标的差异,探讨稀土尾砂地猴樟对氮添加的响应.结果发现:稀土尾砂地氮添加均增加了猴樟幼苗不同组织的生物量积累,其中N1处理下叶生物量、冠层生物量分别较N2处理下显著提升了44.75%、57.43%(P<0.05);N2处理下叶比重分别较CK、N1处理显著提升了123.53%、15.85%(P<0.05).不论是粗根(直径>2 mm),还是细根(直径≤2 mm),氮添加均显著增加了植物的根长和根表面积(P<0.05),其中N1处理的促进效果最显著(P<0.05);N2处理下的比根长、比表面积均高于CK与N1,且与CK显著差异(P<0.05).对NSC来说,N1处理提升了叶、茎中的可溶性糖质量分数,而N2处理下细根NSC质量分数分别比CK、N1显著降低了46.49%、28.61%.综上,在稀土矿尾砂地植被恢复过程中,宜选用1.8 g·株-1硝酸铵钙氮肥对猴樟幼苗进行施肥管理.