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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
正式出版
收录年代

    新形势下微生物肥料产业运行状况及发展方向

    李俊姜昕马鸣超
    2107-2114页
    查看更多>>摘要：随着质量兴农、绿色兴农、品牌强农战略逐渐成为中国农业发展的主旋律,作为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品—微生物肥料,相关产业迎来了迅猛发展的黄金时期.本文综述了我国微生物肥料产业的规模、运行状况以及产业发展特征,并分别从产业层面、政府层面、市场层面、企业层面和用户(使用者)层面指出了产业发展中存在的痛点和难点,提出了未来5～10年产业优先研发的新技术和新产品,为推动我国微生物肥料的科技创新和产业健康有序发展提供参考.

    微生物肥料产业规模技术瓶颈创新发展

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    南方稻田紫云英作冬绿肥的增产节肥效应与机制

    高嵩涓周国朋曹卫东
    2115-2126页
    查看更多>>摘要：本文对我国南方稻田紫云英作冬绿肥以及紫云英与稻草共同利用的增产和节肥效应及其植物营养学、土壤微生物学等相关作用机制进行综述.2008—2019年间开展的11个联合定位试验结果(n=930)表明,冬种紫云英在不减肥或者减肥20％条件下增产效果显著,水稻产量增加幅度分别为6.53％和4.15％;在减施40％化肥时可保障水稻与常规施肥相比不减产.紫云英的增产和节肥效应随种植年限的增加而增强,5个联合定位试验连续7年的监测结果表明,冬种紫云英减施40％化肥条件下,紫云英种植第一年相对常规施肥增产0.87％,至种植第7年增幅为3.98％.紫云英与稻草联合利用是近些年稻区推行的重要技术模式,2016—2019年间开展的7个联合定位试验结果(n=342)表明,紫云英-稻草联合还田相对于单独稻草还田,水稻产量增加了11.71％.本文分别从优化水稻产量构成、促进水稻养分吸收、提升土壤肥力3方面阐释了紫云英作冬绿肥的增产、节肥机制.稻田冬种紫云英可增加水稻有效穗数和每穗实粒数,优化了产量构成.与常规施肥相比,紫云英配施减量化肥的水稻吸氮量增加了6.4％～6.9％,氮肥利用率提高了6.6％～31.1％.稻田种植紫云英使土壤碳、氮库得到培育,土壤活性有机碳含量和碳转化酶活性提高,土壤速效养分、土壤物理性状明显改善.以有机质和全氮为例,相比常规施肥处理,种植翻压紫云英后减施20％和40％化肥处理的土壤有机质含量分别增加3.95％和4.15％,土壤全氮含量分别增加1.22％和1.74％.在紫云英调控土壤微生物及氮转化机制方面,冬种绿肥有利于土壤微生物的生长繁殖,增强与微生物活性密切相关的土壤酶活性,并通过改变土壤微生物的群落结构及功能微生物影响土壤养分循环.紫云英配施减量化肥可提高土壤固氮菌丰度,通过合理的调控措施可优化紫云英的生物固氮作用.硝化作用对冬绿肥的响应在不同类型土壤中有较大差异,碱性水稻土中冬种绿肥可通过抑制硝化作用降低氮素淋失风险,氨氧化微生物群落结构的变化是冬绿肥影响硝化作用的重要机制.通过近十多年来的研究,逐渐明晰了我国南方稻田冬种紫云英的增产、节肥效应及其机制,为今后稻田绿肥的效应与机制研究提供了重要借鉴和参考.

    稻田紫云英增产节肥土壤碳氮

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    丛枝菌根真菌领域专利情报分析

    梁林洲陈香董晓英沈仁芳...
    2127-2136页
    查看更多>>摘要：丛枝菌根真菌(AMF)与植物共生在提高植物的抗逆性、抗病性和维护植物健康方面发挥着关键作用,其在农业、林业和生态环境等方面的应用受到广泛关注.本研究基于incoPat科技创新情报平台,检索了2019年前国内外丛枝菌根真菌的专利产出,对专利申请数量、主要申请人、技术构成等方面进行了分析,以揭示国内外丛枝菌根真菌领域的研发状况、技术发展趋势和产学研合作情况.近年来,中国丛枝菌根真菌领域专利数量急剧增加,AMF产品化不断加强,AMF应用领域从农业领域向污染修复领域拓展,结合现代生物、信息技术等新兴技术的AMF检测技术和研究方法正在快速发展,新的研发充分考虑了AMF产品化和应用的结合;我国在丛枝菌根真菌领域的专利申请人多隶属高校和科研院所,企业参与度较低.AMF菌种扩繁和污染修复领域的应用已成为焦点,生物和信息新技术成果正引入AMF检测技术的开发;中国在丛枝菌根真菌领域的产学研合作研发亟需加强.

    丛枝菌根真菌技术专利分析发展趋势

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    近30年中国主要农田土壤pH时空演变及其驱动因素

    韩天富柳开楼黄晶马常宝...
    2137-2149页
    查看更多>>摘要：[目的]研究中国农田土壤pH时空变化特征及其主要的驱动因素,为土壤酸化阻控、土壤质量提升和土地可持续利用提供理论基础.[方法]基于农业农村部布置在全国主要农田区域的耕地质量监测点数据(950个),分析旱地、水旱轮作、水田等不同土地利用类型下土壤pH时空变化特征,并利用提升回归树模型探究影响土壤pH变化的主要驱动因素.[结果]就全国而言,土壤pH及其变异系数表现为旱地(6.74±1.19和17.63％)>水旱轮作(6.54±0.93和14.26％)>水田(5.80±0.81和13.95％),其中华南地区农田土壤pH表现为水田(5.74±0.79)大于水旱轮作(5.47±0.56)和旱地(5.45±0.91).从监测初期(Ⅰ阶段,1988—2000)到监测中期(Ⅱ阶段,2001—2010),旱地和水田土壤pH整体上随时间呈降低趋势,下降速率分别为0.065和0.054/年(P<0.01),而水旱轮作土壤pH无显著变化;从Ⅱ到Ⅲ阶段(2001—2018),旱地和水旱轮作土壤pH整体上随时间呈上升趋势,上升速率分别为0.022和0.016/年(P<0.05),而水田土壤pH无显著变化.东北、华北、西南、长江中下游地区的旱地土壤pH随时间均呈线性下降趋势(P<0.05),而华南地区从Ⅱ到Ⅲ阶段呈线性上升趋势(P<0.01);西南、长江中游和华南地区水田土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势(P<0.01),而东北、西南和长江下游地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势(P<0.01);西南地区水旱轮作土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势(P<0.01),而华北、长江下游和华南地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势(P<0.05).通过Pearson和提升回归树分析发现,年均降雨量是造成土壤pH空间尺度上差异的最主要因素,其次是土壤质地、容重和有机质含量.此外,在旱地土壤上长期的氮肥投入和在水田和水旱轮作土壤上钾肥的投入对pH变化的影响较大.[结论]整体而言,我国旱地和水田土壤pH从监测初期到中期呈快速下降趋势,而旱地和水旱轮作土壤pH从监测中期到2018年呈缓慢增加趋势.东北地区的旱地土壤pH呈持续下降趋势,需要引起重视.氮肥在旱地和钾肥在水田上的施用导致土壤pH的降低,今后应优化水肥运筹,通过改善土壤容重和有机质进而有效调控土壤pH.

    土壤pH土地利用类型时空演变驱动因素提升回归树模型

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    长期不同量秸秆炭化还田下水稻土孔隙结构特征

    安宁李冬李娜吴正超...
    2150-2157页
    查看更多>>摘要：[目的]生物炭被认为是一种能够提高土壤固碳能力、改善土壤结构和减缓全球气候变化的土壤改良剂.土壤孔隙结构直接影响土壤中水、气、热的运动,因此,研究长期施用生物炭对土壤孔隙结构特征的影响,以期为秸秆炭化还田提供理论依据.[方法]研究基于2013年建立的水稻秸秆炭化还田长期定位试验,选取在等氮磷钾条件下不施用生物炭(C0)、施用低量生物炭(1.5 t/hm2,C1.5)、高量生物炭(3.0 t/hm2,C3.0)的3个处理.利用X射线CT扫描和图像处理技术,分析了土壤孔隙结构参数,包括土壤孔隙度、土壤孔隙大小分布、孔隙连通性指数(欧拉特征值)、各向异性、分形维数、最紧实层孔隙度和最紧实层平均孔隙直径等参数.[结果]C1.5和C3.0处理均能显著增加土壤有机碳含量和土壤总孔隙度,降低土壤容重,平均增加或降低比例分别为15.5％、10.5％和7.4％.C1.5与C3.0处理之间的总孔隙度没有显著差异,但孔隙大小分布存在差异.C1.5处理显著增加了大孔隙中当量孔径为100～500μm和>500μm的孔隙度,增幅分别为81.6％ 和275.3％,而C3.0处理显著降低了大孔隙中当量孔径100～500μm的孔隙度,降幅为32.9％.C3.0处理当量孔径<25μm的孔隙度显著大于C0处理和C1.5处理,增幅分别为13.8％ 和16.3％.C1.5处理的欧拉特征值最低,分形维数、最紧实层孔隙度和平均孔隙直径最大.各处理土壤孔隙的各向异性没有显著差异.[结论]长期施用水稻秸秆生物炭能够显著增加稻田土壤有机碳含量和总孔隙度,降低土壤容重.施用适量生物炭会增加土壤大孔隙度和土壤孔隙的连通性,但是过量施用生物炭可能会降低土壤大孔隙度和土壤孔隙的通气导水能力.炭化秸秆还田量与孔隙结构之间的定量关系还需深入研究.

    生物炭土壤孔隙结构显微CT特征描述

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    长期施肥对稻田土壤微生物群落结构及氮循环功能微生物数量的影响

    邹湘易博张奇春邸洪杰...
    2158-2167页
    查看更多>>摘要：[目的]稻田是陆生生态系统中重要的氮库之一,在氮素生物地球化学循环中具有重要地位.研究不同施肥处理对稻田土壤微生物群落结构及其功能的影响具有重要意义.[方法]田间试验位于江苏省金坛市,在取样时试验已进行了6年.施肥处理包括:不施肥对照(CK)、施化肥(CF)、化肥+猪粪混施(CMF)、化肥+秸秆混施(CSF).采用高通量测序和定量PCR方法测定稻田土壤微生物群落结构及氮循环相关功能微生物数量.[结果]在施用肥料6年后,土壤全碳、可溶性有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮含量均不同程度地提高.与CF相比,CSF和CMF处理土壤pH升高,全碳、可溶性有机碳与养分含量升高.CK与施肥处理的土壤细菌群落结构差异明显,不同施肥处理的细菌群落结构之间有明显差别.聚类结果显示,CK与CMF处理细菌群落聚类更接近,CF处理和CSF处理细菌群落结构更为接近;与CK相比,CF、CMF、CSF处理土壤中氨氧化细菌(AOB)和铁氨氧化微生物Feammox A6的丰度显著提高,其中Feammox A6分别增长87.6％、158％ 和157％.冗余分析结果表明,施肥过程及其对土壤化学性质的改变显著影响土壤细菌群落的组成和分布.[结论]施肥导致的反应底物(NH4+、NO3-含量)及土壤理化性质的差异,是土壤微生物群落结构和功能微生物数量响应的主要决定因素.不施肥与化肥配施猪粪的土壤细菌群落聚类更接近,施化肥与化肥配施秸秆的细菌群落结构更为接近.施肥对氨氧化细菌AOA数量影响不明显,但显著提高氨氧化古菌AOB和厌氧铁氨氧化功能微生物Feammox A6的数量,特别是有机肥(猪粪、秸秆)提高Feammox A6数量的效果大于化肥.长期单施化肥土壤中厌氧氨氧化细菌丰度显著降低,反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高;化肥配施猪粪土壤中的厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显,反硝化功能基因narG、nirK、nosZ丰度显著增高;化肥配施秸秆处理厌氧氨氧化细菌丰度变化不明显,反硝化功能基因nirK、nosZ丰度显著增高.

    施肥稻田微生物群落氮循环相关

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    长期稻虾共作模式提高稻田土壤生物肥力的机理

    佀国涵袁家富彭成林赵书军...
    2168-2176页
    查看更多>>摘要：[目的]长期稻虾共作是提高稻田肥力的有机生态途径.研究该模式对稻田土壤有机碳库和土壤酶活性的影响,为该模式的可持续应用提供理论依据.[方法]基于连续10年(2005—2015)中稻单作和稻虾共作的田间定位试验,于2015年10月中旬水稻收获后,按照0—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—40 cm土层采集土样,分析不同土层中总有机碳(total organic carbon,TOC)、土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、易氧化有机碳(easily-oxidized organic carbon,EOC)和颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)含量,测定不同土层土壤水稳性团聚体中有机碳的含量,计算了土壤碳库管理指数,同时分析了与土壤碳、氮和磷代谢有密切关系的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性.[结果]1)相对于中稻单作,稻虾共作显著增加了各土层中TOC、POC和DOC含量,增加30—40 cm土层中MBC含量以及10—40 cm土层中EOC含量;2)稻虾共作显著提高了10—30 cm土层中土壤碳库管理指数,碳库管理指数在10—20 cm和20—30 cm土层中较中稻单作模式分别提高了52.7％ 和58.2％;3)稻虾共作模式下,0—20 cm土层中小于0.053 mm粉-黏团聚体的有机碳含量显著高于中稻单作模式,而在20—30 cm土层各粒级团聚体的有机碳含量均显著高于中稻单作模式;4)与中稻单作相比,稻虾共作土壤脲酶活性在10—20 cm土层显著降低了16.7％,而在20—30 cm土层纤维素酶活性显著提高了28.0％;5)除DOC外,TOC、POC、MBC与纤维素酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性均呈显著正相关.[结论]长期稻虾共作提高了稻田土壤有机碳及其活性组分含量,特别是提高了20—30 cm土层纤维素酶活性,促进了根茬等有机物的分解,提高了该层次各粒级团聚体内的有机碳含量,改善了土壤结构,加大了水稻根系的下扎深度,改善了固持速效养分的能力,从而提升了稻田土壤生物肥力.

    稻虾共作模式土壤有机碳土壤酶活性土壤碳库管理指数

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    稻草和紫云英联合还田下施氮水平对水稻产量及土壤氮素形态的影响

    朱强张静郭再华耿明建...
    2177-2183页
    查看更多>>摘要：[目的]紫云英和稻草联合还田时其有机成分的分解和释放具有互补性.研究紫云英和稻草联合还田条件下水稻的适宜施氮水平,为稻田绿肥和稻草联合还田后优化养分管理提供依据.[方法]两年定位试验位于江汉平原稻区,在稻草全量还田基础上,设置冬季种植并翻压紫云英和冬闲两种模式.水稻季氮肥处理设不施氮(N0)和常规施氮量(N 165 kg/hm2)的50％(N50)、100％(N100)和150％(N150)共4个水平,以不施氮、冬闲和稻草不还田作为空白对照,共9个处理.测定水稻籽粒产量、氮含量及累积量,分析耕层土壤无机氮及有机氮组分.[结果]在稻草和紫云英联合还田条件下,减少常规氮肥量的50％(SMN50)获得的稻谷产量较稻草单独还田的SN50处理高21％～23％,与联合还田或稻草单独还田下的SMN100、SMN150、SN100、SN150处理之间没有显著差异.稻草和紫云英联合还田的SMN0、SMN50、SMN100处理的稻谷氮累积量均显著高于对应的稻草单独还田处理(SN0、SN50、SN100),增幅分别为65％、27％ 和22％.水稻收获后各处理间土壤全氮、非酸解性氮含量差异不显著,酸解性氮含量有差异,在N150处理下,稻草单独还田处理(SN150)的土壤酸解性氮含量显著高于稻草和紫云英联合还田处理(SMN150);在酸解性氮组分中,SN150处理的未知酸解态氮成分的含量显著高于稻草单独还田的其他处理及所有稻草和紫云英联合还田处理.[结论]减少常规施氮量的50％情况下,与稻草单独还田处理相比,稻草和紫云英联合还田可显著增加稻谷氮素累积量、提高水稻产量,而保持常规施氮量和提高施氮量不能增加水稻的氮素吸收和产量;紫云英与稻草联合还田可以改善土壤氮素的有效性,显著降低高施氮量下稻草单独还田带来的酸解性氮组分中未知态氮的残留量.

    绿肥稻草还田氮肥用量氮素回收率土壤有机氮组分

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    西北小麦与豆科绿肥间作体系箭筈豌豆和毛叶苕子生物固氮效率及氮素转移特性

    刘蕊常单娜高嵩涓周国朋...
    2184-2194页
    查看更多>>摘要：[目的]箭筈豌豆、毛叶苕子与春小麦间作是西北地区推广的新型种植制度.利用15N自然丰度法,研究小麦间作对该系统中豆科绿肥的生物固氮量及其向小麦的氮素转移量,以期为该系统养分管理提供科学依据.[方法]在青海西宁和甘肃武威两地分别进行盆栽试验,供试绿肥包括箭筈豌豆和毛叶苕子,设置小麦单作、绿肥单作、小麦||绿肥间作等共5个处理,所有处理不施用氮肥,利用15N自然丰度技术,分析箭筈豌豆、毛叶苕子的生物固氮量及其向小麦的氮素转移量,调查了不同种植模式下小麦和绿肥作物的生物量,分析了影响绿肥生物固氮的因素.[结果]与单作相比,间作处理明显降低两地小麦和豆科绿肥的地上部干物质量,但间作系统中地上部干物质量土地当量比均大于1.间作后,小麦和箭筈豌豆、毛叶苕子的氮素积累量显著下降(西宁小麦除外),但绿肥单作、小麦||绿肥间作模式下总氮素积累量均明显高于小麦单作.与单作相比,间作豆科绿肥的生物固氮效率无明显改变,但固氮量显著降低(武威毛叶苕子除外),其中,西宁、武威两地间作箭筈豌豆的生物固氮量(0.24、0.48 g/pot)较单作(0.88、0.78 g/pot)分别显著降低了82.1％ 和38.5％,西宁间作毛叶苕子的生物固氮量(0.38 g/pot)较单作(0.81 g/pot)显著降低了51.2％.西宁毛叶苕子的生物固氮效率和生物固氮量均显著高于武威;两地箭筈豌豆的生物固氮效率差异不大,间作下的生物固氮量在武威较高.间作条件下,两种豆科绿肥生物固定的氮素均可向小麦转移,西宁、武威两地箭筈豌豆氮素转移量分别为0.13、0.19 g/pot,分别占间作小麦吸氮量的31.6％ 和24.7％;毛叶苕子的氮素转移量分别为0.09、0.06 g/pot,分别占间作小麦吸氮量的23.8％和11.4％.路径分析结果表明,地上部干物质量是影响生物固氮量和氮素转移量的最主要因素.[结论]在不施氮肥条件下,间作小麦对豆科绿肥生物固氮效率无明显影响,但显著降低豆科绿肥的地上部生物量,进而降低总的生物固氮量.间作春小麦吸氮量的11.4％～31.6％来自于豆科绿肥,箭筈豌豆向小麦的氮素转移能力强于毛叶苕子.品种和生长环境都会影响豆科绿肥的总生物固氮量,因此,还需进一步研究与小麦间作的豆科绿肥的种类和品种,以提高间作绿肥对小麦的氮素转移效率.

    绿肥春小麦间作15N生物固氮效率氮素转移

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    绿洲灌区复种豆科绿肥条件下小麦稳产的减氮潜力

    苟志文殷文徐龙龙何小七...
    2195-2203页
    查看更多>>摘要：[目的]通过大田试验,探讨麦后复种豆科绿肥在维持第二年小麦稳产前提下的氮减施潜力及产量形成机制,为建立基于绿肥替代氮肥的小麦减氮栽培模式提供理论和实践依据.[方法]于2018—2019年,在甘肃武威开展田间裂区试验.主区为麦后复种豆科绿肥毛叶苕子(Vicia villosa Roth,W-G)和单作小麦(W)两种种植模式;副区设传统施氮量(180 kg/hm2,N4),在传统施氮量基础上减氮15％(153 kg/hm2,N3)、减氮30％(126 kg/hm2,N2)、减氮45％(99 kg/hm2,N1)以及不施氮肥(N0)5个水平.测定小麦全生育期干物质积累量、籽粒产量及产量构成因素.基于小麦籽粒产量,采用逐次分析插值法计算麦后复种绿肥模式下的氮肥减施潜力.[结果]麦后复种绿肥(W-G)处理较单作小麦(W)平均增产10.8％.W-G-N3处理的籽粒产量与W-G-N4处理无显著差异,比W-N3和W-N4处理分别增产6.9％和7.9％,收获指数分别显著提高了27.2％和16.7％.W-G-N3处理的氮肥替代潜力较W-G-N2和W-G-N1处理分别提高了27.5％和39.0％.W-G-N3处理的生物量较W-N4处理提高了17.5％.W-G-N3处理的小麦最大生长速率较W-G-N4处理提高了6.0％,较W-N3和W-N4处理分别提高了28.4％和23.8％.W-G-N3处理能提高小麦的单位面积穗数、穗粒数以及千粒重.通过灰色关联分析进一步表明,与小麦产量关联度由高到低依次为千粒重、最大生长速率、穗粒数和单位面积穗数.W-G-N3处理使小麦的营养生长高效进行,促进了光合同化物向籽粒的转运,提高了小麦的粒重,进而促进增产,氮肥替代潜力也随之提高.[结论]连续两年的试验结果表明,甘肃绿洲灌区麦后复种豆科绿肥可有效提高小麦的最大生长速率,增加千粒重.复种绿肥后,减氮15％可获得最高的小麦生长速率和千粒重,进而维持甚至提高小麦产量和收获指数.与绿肥复种条件相比,单作小麦条件下减氮30％或者45％则显著降低小麦产量.因此,甘肃绿洲灌区麦后复种豆科绿肥条件下的减氮潜力是15％.

    复种绿肥施氮水平氮替代潜力春小麦籽粒产量

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