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期刊信息/Journal information
植物营养与肥料学报
植物营养与肥料学报

白由路

双月刊

1008-505X

zwyf@caas.ac.cn

010-82108653

100081

北京中关村南大街12号

植物营养与肥料学报/Journal Plant Nutrition and Fertilizer ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国植物营养与肥料学会主办，中国农科院土壤肥料研究所协办的植物营养与肥料学科方面的专业性学术期刊，是土壤学、肥料学的核心期刊。报道本学科具有创见性的学术论文，新技术和新方法研究报告、简报、文献评述和问题讨论等。其主要内容包括土壤、肥料和作物间关系，养分变化和平衡；各种肥料在土壤中的变化规律和配施原理；农作物遗传种质特性对养分反应；作物根际营养；施肥与环境；施肥与农产品品质；农业生物和生物化学应用；肥料的新剂型新品种的研制、应用及作用机理；本学科领域中新手段、新方法的研究以及与本学科相关联的边缘学科等。稿件采编系统
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    根际与根内细菌非同步响应玉米连作效应研究

    甫文疆赵芸晨
    2108-2119页
    查看更多>>摘要：[目的]探究不同连作年限玉米根际、根内细菌群落结构与功能及根际、根内细菌对连作效应的响应机制.[方法]以不同连作年限(1、5、15年)制种玉米田为研究对象,测定土壤理化性质,同时采用高通量测序技术分析根际与根内细菌多样性变化、群落组成特征及群落功能.[结果]与连作1年相比,连作5年和15年的土壤容重、全磷、全氮、速效磷、速效氮和pH显著增加,总孔隙度、全钾、速效钾及有机质含量显著下降(P＜0.05).玉米根际、根内细菌多样性与网络复杂程度降低;根际酸杆菌门(Acidobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)与芽单胞菌门(Gemmatinonadota)相对丰度下降,绿弯菌门(Chloroflexi)与放线菌门(Actinobacteriota)相对丰度增加,有益微生物硝化螺旋菌属(Nitrospira)、鞘氨醇单胞属(Sphingomonas)、溶杆菌属(Lysobacter)、Haliangium及Bryobacter相对丰度总体减小;根内变形菌门相对丰度增加,厚壁菌门、拟杆菌门与放线菌门相对丰度下降,根内有益假单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞属、黄杆菌属(Flavobacterium)、根瘤菌属(Rhizobium)与泛菌属(Pantoea)相对丰度总体下降.此外,随着连作年限增加,根际细菌抗生素类生物合成、氨基酸生物合成、脂肪酸合成、C5二元酸代谢、硫辛酸代谢、泛酸盐和辅酶A生物合成、肽聚糖生物合成、D-丙氨酸代谢、脂多糖生物合成、细胞循环以及硫传递系统的相对丰度均降低.根内氨基酸生物合成、泛酸生物合成、万古霉素生物合成、泛酸盐和辅酶A生物合成、肽聚糖生物合成、链霉素生物合成、硫辛酸代谢、丙氨酸盐与谷氨酸代谢的相对丰度总体降低,安沙霉素的生物合成、酮体合成与降解、细菌趋化性和C5二元酸代谢的相对丰度总体增加.[结论]制种玉米连作显著提高了土壤氮、磷含量和土壤容重、pH,降低了总孔隙度、有机质和速效钾含量,影响了根际与根内细菌群落组成与功能,导致根际、根内细菌多样性和复杂性下降,细菌总功能降低,根际细菌群落的变化大于根内.

    制种玉米连作根际细菌根内细菌

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    杜梨响应低钾和盐胁迫基因PbHAK17的克隆及功能分析

    金雨濛杨晗申长卫徐阳春...
    2120-2131页
    查看更多>>摘要：[目的]杜梨(Pyrus betulaefolia)是栽培中常用的耐盐胁迫砧木.对前期杜梨转录组数据筛选出的可能同时响应钾胁迫和盐胁迫的钾转运体基因PbHAK17进行生物信息学、时空表达和遗传转化分析,旨在明确PbHAK17响应钾营养吸收转运及耐盐的表达特征及作用机理.[方法]通过克隆PWHAK17基因,分析该蛋白结构以及系统进化关系.通过亚细胞定位和组织表达分析明确该基因的时空表达特征,采用钾缺陷型酵母和转基因拟南芥进行异源功能验证.在缺钾与适钾(0、3mmol/LK+)、正常与盐胁迫(50、200 mmol/L Na+)条件下,培养超表达拟南芥株系与野生型拟南芥株系,分析其生长状况、K+和Na+积累量.[结果]PbHAK17基因长度为2370 bp,编码789个氨基酸.亚细胞定位结果表明,PbHAK17蛋白定位于细胞膜上.实时荧光定量PCR结果表明,PbHAK17主要在杜梨根系中表达,缺钾和盐胁迫诱导其表达量显著上调.酵母异源验证结果表明,在低钾条件下PbHAK17酵母转化子回补钾缺陷型酵母生长效果明显,同时在盐胁迫下仍可恢复缺陷型酵母生长.缺钾处理下,超表达PbHAK17拟南芥叶片和根部的K+积累量均高于野生型拟南芥.同一盐浓度处理下,PbHAK17转基因拟南芥比野生型拟南芥莲座叶更大、更密,根系的K+/Na+值显著高于野生型拟南芥.[结论]杜梨钾转运体基因PbHAK17定位于细胞质膜上,缺钾和盐胁迫可以诱导杜梨PbHAK17基因在根部的过表达,提升植物中钾积累量和K+/Na+比例,进而提高杜梨的耐低钾和盐胁迫能力.

    杜梨钾胁迫盐胁迫PbHAK17酵母功能验证

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    筛选温敏聚氨酯包膜肥料膜材以提升养分智能控释效果

    李娟乔丹王亚静林茹...
    2132-2142页
    查看更多>>摘要：[目的]温度是影响作物生长和肥料养分释放速率的重要因素之一.未来农业的发展需要能够主动适应作物养分需求的智能肥料.利用温敏材料研制开发温敏型包膜控释肥料,可达到肥料养分释放随土壤温度变化而智能释放的目的,因此温敏材料的筛选至关重要.[方法]使用不同分子量的己二酸.1,4-丁二醇(PBA)、聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、聚己内酯二醇(PCL)和聚乙二醇(PEG),共计18种多元醇,将其分别与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应制备聚氨酯包膜尿素.通过对制备的包膜尿素进行水浸泡法测试,评价其控释性能;对制备的聚氨酯膜用差示扫描量热仪(DSC)测试其相转变温度,评价其温敏性能.[结果]不同多元醇制备的聚氨酯包膜尿素控释性能优劣顺序为PTMG＞PCL＞PBA＞PEG,其中PTMG及PCL系列制备的聚氨酯包膜尿素控释效果较好.在同一系列聚氨酯包膜尿素中,随着多元醇分子量的增加肥料控释性能逐渐变差.DSC测试结果表明,低分子量(2000以下)多元醇制备的聚氨酯膜不具有温敏性,同一系列聚氨酯中,随着分子量的增加其温敏温度逐渐升高.其中PTMG2000、PTMG3000、PCL2000、PBA2000和PCL3000共5种温敏聚氨酯材料的敏感温度分别为13℃、22℃、27℃、39℃和43℃,具有进一步用作制备温敏聚氨酯包膜尿素温敏材料的开发潜力.最后,选取PCL2000和PCL3000作为温敏材料,将其分别与聚丙二醇(PPG)以2:8摩尔比混合改性,成功制备了两种温敏聚氨酯包膜控释肥料(PUCF1、PUCF2).变温试验结果表明,温度到达35℃时,PUCF1和PUCF2释放速率分别为11.1％/d和7.1％/d,分别为恒温(25℃)条件下的13.2和6.0倍.而温度再降至25℃后,释放速率随之降低,说明二者均具有温敏性,且控释性能均可达到释放期30天.[结论]综合来看,低分子量多元醇制备的聚氨酯控释性能好但不具备温敏性能,高分子量多元醇制备的聚氨酯具有温敏性能但控释性能差.高分子量多元醇通过改性制备的温敏聚氨酯包膜尿素具有温敏特性,且控释期可达到30天.该结果可为温敏聚氨酯包膜控释肥料的制备提供一定的理论依据与应用基础.

    温敏聚氨酯温度响应性控释肥料分子量多元醇控释特性

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    我国绿色高效化肥产品创新与产业发展

    赵秉强袁亮
    2143-2149页
    查看更多>>摘要：绿色高效化肥因其供肥性好、利用率高、有利于协调作物高产施肥环境矛盾的特点,受到国内外的高度关注.我国绿色高效化肥研发始于20世纪70、80年代.经过40多年的大力研发,绿色高效化肥已经实现产业化,年产2000万t,应用面积达3300多万hm2(约5亿亩),作物增产100多亿kg,节肥200多万t.我国绿色高效化肥依据增产增效机理,主要有4大类:1)以包膜技术优化养分释放和供应的包膜缓释肥料;2)利用脲酶抑制剂、硝化抑制剂调控氮肥在土壤中转化过程的稳定性肥料;3)尿素与醛类物质反应形成缩合物质,减缓尿素溶解过程的脲醛肥料;4)将微量高效生物活性增效载体与化学肥料科学配伍,通过综合调控"肥料-作物-土壤"系统改善肥效的增值肥料.今后我国绿色高效肥料的发展趋势:1)"等量增产"/"减量增产"或"减量不减产";2)增效途径向综合调控"肥料-作物-土壤"系统转变,尤其重视调动作物根系的吸收功能;3)赋予肥料产品改善农产品品质、增强作物抗逆能力、保护和改良土壤等多元化功能;4)研发和使用具有生物活性,且安全、环保、可降解的天然/植物源材料;5)通过学科交叉融合,多策略、多机制、多途径提高肥料应用效果;6)研发高效肥料与常规肥料装置一体化生产技术,实现大产能、低成本,避免二次加工;7)在满足养分高效利用的同时,还应满足集约化农业减少机械作业、轻减施肥的要求.

    绿色高效肥料缓释肥料稳定性肥料脲醛肥料增值肥料

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    有机酸提高土壤植酸生物有效性的机制、影响因素及应用

    曹兴圆艾雯妍文思颖杨晓莉...
    2150-2171页
    查看更多>>摘要：土壤中的植酸主要来源于植物残体和单胃动物排泄物,可被专一性酶—植酸酶(myo-inositol hexakisphate phosphohydrolase)矿化水解,经脱磷酸化过程释放无机磷供植物吸收.植酸是土壤有机磷的重要组成部分,占有机磷总量的50％～80％.植酸分子中含有6个磷酸基团和12个可解离质子,极易被土壤吸附或与金属离子形成难溶性络合物,阻止其与植酸酶接触,极大降低了植酸的分解矿化效率,难以为植物提供磷素营养.因此,提高植酸的溶解性和生物有效性是保障土壤供磷效率的重要前提.土壤中的有机酸主要来源于植物根系、微生物释放及有机质分解.有机酸含有的多种官能团可与金属离子络合形成更稳定的金属配合物,通过竞争吸附、络合作用、断裂有机质-金属架桥等,将吸附态植酸或植酸金属络合物活化释放,实现植酸磷的解吸和活化.土壤中有机酸的种类和含量因植物和微生物种类而异,土壤pH、有机质含量、土壤矿物/金属氧化物种类与含量等均影响有机酸对植酸的活化效率.因此,后续研究可关注:1)不同有机酸对不同类型土壤中植酸的活化效率,定量分析有机酸种类和浓度对土壤植酸的解吸量和活化效率;2)被植酸强吸附的矿物表面在较大pH范围内具有较高的负电荷,阻碍有机酸的吸附和置换反应,因此需要深入探究提高有机酸活化强吸附态植酸的技术和方法;3)需监测和评估有机酸活化土壤植酸的长期效应.

    植酸磷生物有效性有机酸活化机制利用效率

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    不同生物刺激素对玉米生长及土壤微生物群落结构的影响

    李炳言宋大利王秀斌赵士诚...
    2172-2180页
    查看更多>>摘要：[目的]生物刺激素对作物生长具有调节作用,而对土壤微生物的影响尚不明确.研究不同生物刺激素对玉米生长、产量形成、土壤酶活性及微生物群落结构的影响,旨为发挥生物刺激素在农业生产中的增产增效作用.[方法]田间试验在河南省新乡市原阳县石灰性潮土上进行,供试作物为玉米.试验采用随机区组设计,生物刺激素处理包括海藻糖、壳聚糖、腐植酸和γ-氨基丁酸,所有生物刺激素于玉米播种前开沟施入土壤,以不施生物刺激素作为对照,共5个处理.于玉米6叶期(拔节期)采集植株样品测定干物质量,采集0-20 cm 土层土壤样品测定土壤酶活性和微生物群落变化特征,于玉米收获期测定产量.[结果]4种生物刺激素对玉米生长、产量和产量构成均有不同程度的促进作用.与对照相比,4种生物刺激素处理均显著提高了玉米地上部和整株干重,腐植酸、γ-氨基丁酸处理还显著提高了地下部干重,以腐植酸提升地下部、地上部和整株植物干重的效果最佳,腐植酸处理地上部和整株干重显著高于其他3种刺激素处理;生物刺激素对玉米穗粒数均无显著影响;与对照相比,海藻糖、壳聚糖和腐植酸处理分别显著提高千粒重5.5％、4.9％和8.2％,腐植酸和海藻糖处理的玉米单穗重分别显著提高13.6％和12.5％;腐植酸处理的玉米产量显著提高10.2％,其他生物刺激素的增产效果不显著.与对照相比,海藻糖、壳聚糖、腐植酸和Y.氨基丁酸对脲酶活性无显著影响,但均显著提高了土壤碱性磷酸酶活性;海藻糖、壳聚糖和腐植酸处理均显著提高了脱氢酶活性(P＜0.05),但各生物刺激素之间对酶活性的影响无显著差异;腐植酸处理显著提高了土壤微生物生物量,以及细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,增幅分别为29.3％、43.9％、48.8％和40.5％,但不改变革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值.皮尔逊相关性分析结果表明,玉米产量与土壤微生物、细菌、革兰氏阳性菌,以及地下部、地上部和整株植物干物质量均呈显著正相关关系(P＜0.05),而与土壤酶活性的相关不明显(P＞0.05)o[结论]海藻糖、壳聚糖、腐植酸和γ-氨基丁酸的施用有助于促进玉米生长,腐植酸促进地下部和地上部干物质积累,增加玉米千粒重、单穗重和产量的效果最佳.施用腐殖酸可显著提升土壤碱性磷酸酶和脱氢酶活性,增加土壤微生物、细菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌生物量,而其他3种生物刺激素只对某些指标有显著提升效应,因此,腐植酸在农业生产中最具应用前景.

    生物刺激素玉米生长土壤酶活性土壤微生物群落结构

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    基于冠层图像的海南粗榧苗期生长状态无损监测方法研究

    石蒙蒙王雪峰袁莹陈飞飞...
    2181-2192页
    查看更多>>摘要：[目的]海南粗榧是国家重点保护植物,利用冠层图像无损估测叶绿素含量和生长状况,可对生长受限制的幼苗进行诊断预警,为精准管理提供参考.[方法]采用L9(34)正交设计和单因素设计,于2021-2022年在海口市云龙镇进行盆栽试验,试验材料为一年生粗榧幼苗.3个因素包括灌溉量(W)、透光率(S)和氮肥施用量(N),为使海南粗榧幼苗生长呈现较大差异,各因素水平相差较大,3个灌溉量分别为2500、5000、7500 mL;3个相对透光率分别为30％、10％、5％;3个氮肥施用量分别为0、5、10g/plant.在幼苗处理一个月后开始测量幼苗基径、株高、冠长、侧枝长度和叶绿素相对含量,每两个月测定一次,共7次.采用Duncan法进行多重比较,比较结果差异显著性较低的为幼苗生长不适宜环境,记为0,否则记为1.每个处理选3株代表性幼苗获取冠层图像,然后进行图像分割,提取颜色特征参数作为自变量构建分类模型,以诊断该环境是否适宜生长.采用偏最小二乘回归(PLSR,partial least squares regression)和逐步回归(SR,stepwise regression)模型,同时将二分类转换为哑变量加入模型,估测叶绿素相对含量(SPAD).[结果]光照(透光率)和灌溉量对海南粗榧幼苗的生长影响显著,氮肥用量影响不显著,且3个因素间无明显交互效应.海南粗榧生长过程中的SPAD值与各生长指标间呈显著正相关,与冠层图像中的颜色参数也呈显著相关.在低透光率和高灌溉量环境下海南粗榧生长发育迟缓,为不适宜生长环境.依据海南粗榧生长指标间的多重比较结果,将幼苗分别标记为不宜环境和适宜环境的幼苗样本.支持向量机(SVM,support vector machines)模型能较好的判别处于不宜环境下的幼苗(假阳性率为14％);PLSR和SR模型对SPAD值都有较好的估测效果,但PLSR模型较SR模型适应能力更强,且PLSR能更好的解决共线和降维问题;将二分类变量转换为哑变量加入PLSR模型,模型整体预测能力没有明显提高,但对处于不宜环境下的幼苗SPAD值的预测能力有明显提高,通过该模型反演不宜环境下幼苗冠层SPAD分布发现,在下部叶尖部位叶绿素相对含量最低,叶尖有黄化现象.[结论]海南粗榧幼苗生长的主要影响因素是透光率和灌溉量,光照和灌溉对下部叶尖处影响较大.冠层图像能较准确地诊断出幼苗生长状况,PLSR加哑变量模型能提高0类样本(生长在不宜环境下)SPAD值的预测能力,实现生长环境受限预警,为幼苗管理提供依据.

    海南粗榧多重比较颜色特征参数SPAD值估测生长评估

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    《植物营养与肥料学报》投稿须知

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