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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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    氮磷钾配施对北苍术产量、品质及其相关酶基因表达的影响

    冯禹壮徐伟肖春萍翁丽丽...
    302-312页
    查看更多>>摘要：[目的]研究氮磷钾配施对北苍术的产量、苍术素含量及乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性和基因表达量的影响,探讨氮磷钾配施对北苍术药材产量增加、质量形成的影响及其机制,对提高北苍术药材产量及质量有重要的现实意义.[方法]以一年生北苍术为试验材料,采用L9(34) 正交设计,设置10个不同氮、磷、钾用量处理的田间试验,在营养生长期、花期、初果期、盛果期及枯萎期测定北苍术的地上部分、根茎和须根鲜重;采用高效液相色谱法,测定北苍术中苍术素含量;采用双抗体夹心法(ELISA),测定北苍术根茎中乙酰辅酶A羧化酶(ACC)的活性;采用实时荧光定量PCR法(qRT-PCR),测定北苍术关键酶ACC基因的相对表达量;利用Spearman相关性分析,探讨苍术素合成的分子调控机制.[结果]不同氮磷钾肥料配施均能够促进一年生北苍术地上部分以及地下根茎、须根鲜重的增加,其中T3 (N1P3K3)和T6 (N2P3K1)施肥方案最佳,地上部分鲜重在盛果期分别为对照组的1.52和1.47倍,地下根茎鲜重、须根鲜重在枯萎期分别为对照组的2.08和2.09倍、1.30和1.41倍.T3、T6施肥方案北苍术有效成分苍术素含量在枯萎期较对照组分别提升33％和61％,且根据不同生育期内苍术素的动态积累规律,推测北苍术枯萎期至次年出苗前是苍术素积累的最佳时期.通过相关分析表明,苍术素含量与ACC活性和ACC基因表达量之间的相关系数分别为0.66和0.583,ACC活性与ACC基因表达量相关系数达0.839,均达到极显著正相关(P < 0.01).低、中氮水平下高磷处理提高了关键酶ACC基因的表达量,促进ACC活性提升,并进一步增加苍术素的积累,而高氮、高钾抑制了ACC基因的表达,进而降低苍术素的积累.[结论]高磷有利于北苍术中ACC基因的表达及酶活性的提升,促进苍术素的合成和积累,有利于北苍术的提质增效.北苍术的最佳施肥方案为:氮肥90 kg/hm2、磷肥225 kg/hm2、钾肥315 kg/hm2或氮肥180 kg/hm2、磷肥225 kg/hm2、钾肥105 kg/hm2.

    北苍术肥料配施苍术素乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因表达

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    不同栽培年限人参根际土壤细菌群落与土壤理化性质和酶活性的相关性

    李茜徐瑞蔓陈迪叶强...
    313-324页
    查看更多>>摘要：[目的]微生物和土壤酶是土壤微环境构建的重要部分,土壤质量与微生物功能多样性及酶活性等生物学指标密切相关,人参根际土壤的理化性质、微生物群落及酶活性对人参的产量和品质均有很大影响,研究不同栽培年限人参根际土壤细菌群落与土壤理化指标及酶活性的相关性,为人参的栽培管理提供科学依据.[方法]于人参红果期分别采集种植3、4和5年的人参根际土壤,以未种植人参的土壤为对照,分析土壤理化性质和酶活性,采用高通量测序技术测定土壤细菌群落组成、多样性,并将细菌群落与理化性质及酶活性进行关联分析.[结果]不同栽培年限人参根际土壤的pH、电导率(EC)、有机质和硝态氮含量与对照土壤有显著差异,但全氮、全磷和速效钾含量与对照相比均无明显变化;不同栽培年限人参根际土壤的4种酶活性均高于对照,其中脲酶和蔗糖酶活性随着栽培年限增加逐渐降低;高通量分析共获得了2840个操作分类单元(OTUs),特有OTU随栽培年限增加有减少的趋势;随着栽培年限的延长,细菌群落多样性逐渐降低,优势菌为Micrococcaceae (微球菌属)、Acidobacteriaceae (酸杆菌属)、Nitrosomonadaceae (亚硝化单胞菌属)、Gaiellales-uncultured、Xanthomonadaceae (黄单胞菌属)、Xanthobacteraceae (黄色杆菌属)、Anaerolineaceae (厌氧绳菌属),其中,对照土壤Anaerolineaceae比5年生人参根际土壤高93.41％,5年生人参根际土壤Xanthomonadaceae比对照高90.99％;不同栽培年限人参根际土壤主要细菌群落关联环境因子分析表明,不同栽培年限人参根际土壤与对照土壤细菌群落结构有较大的差异,全钾、酸性磷酸酶及蔗糖酶是影响3年生土壤细菌群落的主要环境因子,脲酶及过氧化氢酶则是影响4年生人参根际土壤细菌群落的主要环境因子,有机质与4、5年生人参根际土壤细菌群落结构呈现负相关关系,4种土壤酶与5年生人参根际土壤均无较强关联性.[结论]不同栽培年限人参根际土壤理化性质、酶活性、细菌群落结构及多样性与对照相比均有较大的差异.不同栽培年限人参根际土壤细菌群落的改变与土壤理化性质及酶活性之间具有不同程度的相关性.5年生人参根际土壤酶活性降低,利用分解产物的微生物种群减少,微生物群落结构变化较大,土壤细菌群落结构的差异主要由栽培年限造成.

    人参土壤理化指标土壤酶活性细菌群落高通量测序相关性分析

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    葡萄糖改性尿素的反应特征及其对尿素转化率的影响

    张英强袁亮张水勤李燕婷...
    325-333页
    查看更多>>摘要：[目的]利用葡萄糖对尿素改性可延缓尿素水解,提高尿素氮肥利用率.从葡萄糖与尿素的反应特征、产物结构方面,研究其作用机理及葡萄糖添加量对尿素分解的影响.[方法]将葡萄糖按10％的比例加入到熔融尿素中获得葡萄糖改性尿素,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和液相色谱–质谱联用(LC-MS)分析葡萄糖改性尿素的化学结构、物质组成和相对分子质量.将葡萄糖按照0.2％、0.5％和1.0％的比例添加到熔融尿素中制备出3种比例的葡萄糖改性尿素,在3个样品分别加入脲酶溶液(1 U/mg),于(25±2)℃恒温箱中培养30 min后,用比色法测定剩余尿素的含量,计算尿素的分解率.[结果]1)葡萄糖与尿素反应后,FTIR位于1599 cm−1处伯酰胺NH2变角振动消失,3441 cm−1处伯胺NH2反对称伸缩振动强度减弱,推测葡萄糖与尿素胺基发生反应,XPS C 1s和N 1s图谱分别出现未知形态的碳结构(―CX)和氮结构(―NX),醛基碳(―CHO)消失,O 1s图谱发现醛基的C=O化学键发生断裂,证明葡萄糖的醛基与尿素的胺基反应生成了新的产物.依据LC-MS分析,葡萄糖中的醛基与尿素的胺基发生亲核加成反应,生成了含有C=N结构的物质.2)与普通尿素的分解率(20.16％)相比,添加0.2％、0.5％和1.0％比例的葡萄糖改性尿素的转化率分别为15.5％、3.3％、11.0％,其中葡萄糖添加比例为0.5％的改性尿素处理降幅高达16.9个百分点.[结论]尿素熔融条件下加入葡萄糖,葡萄糖的C=O化学键断裂,碳原子与尿素中的氮原子结合形成C=N键.C=N键结构的存在延缓了尿素的水解,进而显著降低了脲酶对其分解率.葡萄糖添加量对葡萄糖改性尿素的分解率影响显著,以葡萄糖添加比例为0.5％的处理效果最佳.

    尿素葡萄糖化学结构傅里叶变换红外光谱X射线光电子能谱液相色谱-质谱联用尿素分解率

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    腐植酸的组成结构及其对作物根系调控的研究进展

    周丽平袁亮赵秉强李燕婷...
    334-343页
    查看更多>>摘要：[目的]综述腐植酸的结构及其对作物根系调控方面的研究进展,为腐植酸的进一步资源化利用提供理论依据.[主要进展]1)腐植酸结构复杂、功能多样,由C、H、O、N和S等元素构成.腐植酸是多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物,其裂解产物主要有烷烃类、饱和醇类、非饱和线性醇类、吡啶类等,其形成机制主要基于氨基糖缩合理论、多酚理论和木质素理论.采用核磁共振、漫反射傅里叶变换红外光谱、表面加强拉曼光谱、X射线吸收近边结构和X射线吸收光谱法表征可知,各类来源腐植酸中均含有芳香碳、羧基碳、羰基碳和羟基碳等结构.化学改性可以改变腐植酸的功能组成,而氧化是增加腐植酸含氧官能团数量的重要方式,它可以使腐植酸或者煤中的H/C值、O/C值提高,腐植酸分子量向小分子量方向转移,增加羧酸、醇、胺、酯、醚等含氧基团数量.2)腐植酸含有很多活性官能团,具有较高的物理、化学和生物活性.腐植酸活性功能团对养分的有效性有双向调控,可影响植物生长的原生代谢和次生代谢过程,其对植物生长的影响与其结构关系密切,它可促进作物养分吸收,提高土壤中养分含量,综合调控作物生长环境,改善作物体的养分吸收、同化和利用状况.3)根系对腐植酸的响应是腐植酸促进植物生长的最初动力,它可通过影响根系形态、根系养分吸收、根系基因表达等来影响根系的生长发育,腐植酸对作物根系的作用效果受其来源、浓度、分子量、官能团、结构和成分的影响.[研究展望]今后应加强腐植酸结构特征研究,提高对腐植酸效果的机理认识.腐植酸对作物生长调控特别是对作物根系的调控机理的研究方式与实际有较大差距,因此,建立非破坏性手段还原腐植酸的结构特征,研究腐植酸对作物根系生长的作用机理,值得重视.

    腐植酸结构氧化根系调控

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    普通青霉D12和罗伊氏乳杆菌发酵产物促进平邑甜茶幼苗生长和连作土壤生物环境改善

    张荣黄君霞段亚楠王海燕...
    344-356页
    查看更多>>摘要：[目的]研究普通青霉D12和罗伊氏乳杆菌及其混合发酵产物对苹果幼苗生长及土壤环境的影响,为缓解苹果连作障碍提供绿色生防措施.[方法]以32年苹果园土和平邑甜茶幼苗为试材进行盆栽试验.普通青霉D12 (R1)和罗伊氏乳杆菌(R2)活化后制成活菌数分别≥2×109 CFU/mL和 ≥3×109 CFU/mL的发酵产物.盆栽试验设置了4个处理:不加菌对照 (CK)、普通青霉D12发酵产物处理(R1)、罗伊氏乳杆菌发酵产物处理(R2)及以上两种发酵产物1:1混合处理(R3).施用发酵产物后38、69和100天,测定了植株生物量、根系呼吸速率、土壤酶活性和土壤微生物等指标.[结果]3个发酵产物处理均促进了平邑甜茶幼苗的生长,促进效果表现为R3>R1>R2>CK.施用发酵产物后第100天,R3处理幼苗的株高、地径、鲜重、干重、根系呼吸速率与对照相比分别增加了7.7％、17.4％、50.82％、37.5％、17.04％.3个发酵产物处理不同程度地增加了土壤酶活性, R3处理第100天,土壤中脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性与对照相比分别增加了66.67％、34.24％、25.49％.3个发酵产物处理促进了平邑甜茶幼苗根系抗氧化酶活性,促进效果以R3处理最好,在其处理的第100天,幼苗的SOD、POD和CAT活性与对照相比分别增加了29.19％、92.62％和39.59％.PCoA分析和聚类分析结果表明,施用发酵产物后连作土壤真菌群落变化较大,且单一发酵产物处理(R1和R2)与混合发酵产物处理(R3)对连作土壤真菌群落结构的影响是不同的.施用发酵产物后,土壤中可培养细菌数量增加,可培养真菌数量降低,发酵产物混合处理(R3)土壤中的腐质霉属 (Humicola)、被孢霉属 (Mortierella)的相对丰度分别增加了73.61％、137.72％,镰孢菌属 (Fusarium)、链格孢属 (Alternaria)的相对丰度分别降低了52.48％、73.35％.相关性分析结果表明平邑甜茶生物量、根系呼吸速率和根酶活性与土壤脲酶活性存在极显著正相关,地径与真菌数量、镰孢菌属、链格孢属和枝孢菌属存在极显著负相关.[结论]施用普通青霉和罗伊氏乳杆菌发酵产物能够促进平邑甜茶幼苗生长,提高根系呼吸速率及SOD、POD和CAT活性,提高土壤酶活性,并改善连作土壤微生物群落结构,可作为防控苹果连作障碍的绿色有效措施.

    平邑甜茶苹果连作障碍普通青霉D12罗伊氏乳杆菌根系活性土壤酶活性土壤微生物数量

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    东北雨养玉米氮肥优化管理综合评价

    钟华郭旋李鹏张成军...
    357-365页
    查看更多>>摘要：[目的]针对目前氮肥优化管理的评价方法难以兼顾产量、经济效益、氮肥效率及环境等多目标评价现状,运用层次分析法和熵权法确定指标的权重,并采用综合评价法对玉米氮肥优化管理进行评价.[方法]2018—2019年在东北雨养区开展玉米田间定位试验,试验设5个施氮水平:0 (N0)、75 (N75)、150 (N150)、225(N225)、300 (N300) kg/hm2.在收获期取样,测定玉米产量、氮肥效率、0—100 cm土壤氮素含量.分析氮肥施用量与玉米产量、边际效益、氮素回收率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮素生理利用率、氮素表观平衡和土壤无机氮累积量的关系.以高产高效、农田环境友好为总目标层,将其划分为产量、经济效益、氮肥效益和环境4个准则层,准则层又继续划分为8个要素层,依据试验数据确定每个准则层和要素层的权重系数,将不同氮素处理获得的各要素数据归一化后,计算各处理的综合评价分数.[结果]依据试验数据,产量、经济效益、氮肥效益和环境4个准则层的权重系数分别为0.39、0.29、0.10和0.22.8个要素层及其权重系数依次为产量0.39,边际效益0.29,氮素回收率0.025,氮肥农学效率0.025,氮肥偏生产力0.025,氮素生理利用率0.025,氮素表观平衡0.07,土壤无机氮积累量0.15.依据此权重系数计算施氮量处理的综合得分,2018、2019年N225水平分别为0.81、0.92,N150水平分别为0.67、0.78,N75均为0.67,N300水平分别为0.55、0.53,N0均为0.15.选取综合得分高于0.8的施氮量作为推荐量,得出2018年适宜氮肥施用量为N225 kg/hm2,2019年为N186～225 kg/hm2.[结论]通过分层评估,充分考虑每个目标层的权重,以此对施氮量进行综合评价,得出的适宜施肥量既可满足玉米对氮素的需求,保证玉米获得高产优质,提高氮素利用率,又可降低氮素淋失对环境污染的风险.

    玉米产量氮肥效率经济收益环境风险目标分层分析权重系数综合评价法

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    基于响应曲面模型优化施硼方式提升烤烟上部叶质量

    陈相君张永辉郭仕平夏春...
    366-374页
    查看更多>>摘要：[目的]缺硼影响烤烟的产量和质量.借助响应曲面模型研究建立烟草硼肥高效施用技术.[方法]以烤烟品种'中川208'为试材,在四川泸州进行了3因素3水平田间试验,供试土壤为黄壤,有效硼含量为0.34 mg/kg.3个硼砂基施量分别为9、12、15 kg/hm2;3个喷施浓度分别为硼砂0.10％、0.25％、0.40％;3个喷施时期分别为移栽后60、70、80天,以Box-Behnken软件设计了16个处理,另设不施硼砂对照.分析了B2F等级初烤烟叶的外观质量、化学成分和评吸质量.利用响应曲面模型,比较了3个施肥因素对烤烟上部叶质量的影响程度,提出了最优的硼砂施用组合.[结果]与CK相比,施硼处理的烟叶化学成分得分提高了0.17％～11.70％,评吸得分提高了2.96％～10.26％,烟叶外观结构、油分和色度也不同程度的提高.施用硼肥提高了烤烟上部叶质量综合得分,与对照相比提升了2.04％～8.40％,以基施硼砂12 kg/hm2、喷施硼砂为0.25％和在移栽后70天喷施的处理组合综合质量得分最高.据试验结果建立的响应曲面优化设计模型的P值小于0.0001,模型失拟项的P值大于0.05,表明模型模拟效果精确度高.利用该模型分析得出,施硼方法对烤烟上部叶的影响依次为基施量>喷施时期>喷施浓度,硼肥基施量与喷施浓度有显著交互作用,对上部叶质量得分影响最大.[结论]在缺硼植烟土壤上,施用硼肥可以有效提升烤烟的外观、气味和综合品质.经响应曲面分析,硼肥最佳施用方法为:基施硼砂12.20 kg/hm2配合移栽后67天喷施0.26％硼砂.

    烤烟硼肥响应曲面分析外观质量感官品质质量评分

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    水稻细胞间磷酸盐高效循环再利用的机制解析

    赵红玉徐磊易可可
    375-378页
    查看更多>>摘要：磷是作物生长发育必需的大量矿质营养元素.由于磷酸盐易被土壤所固定的特性,往往需要大量施用磷肥来满足作物需求,这造成了田间磷肥利用效率低且带来环境污染风险.提高作物体内磷素利用效率,减少对外界磷素供应的依赖是磷素养分高效的重要途径.目前,大量研究解析了作物磷素信号调控网络及其调控磷素吸收的分子生理机制,但针对作物自身磷素利用效率的研究相对较少,相关的植物营养生物学认知不足,尤其是体内磷素循环再利用的分子生理机制至今仍不清楚.一个重要限制因素是缺乏高效经济的植物细胞内磷含量检测技术.植物体内磷素转移再利用的主要形态为磷酸盐,因此,发展植物细胞水平的磷酸盐检测技术,并利用该技术解析磷信号调控网络如何响应外界磷素供应和体内组织细胞间磷酸盐分布,调节组织细胞间磷酸盐循环再利用机制具有重要的科学意义,并能为水稻田间磷素养分高效利用提供新的理论和技术.

    水稻磷磷素利用效率磷循环再利用磷酸盐检测技术

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