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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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收录年代

    天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

    石生伟刘衎郭利娜任天婧...
    1091-1105页
    查看更多>>摘要：[目的]设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题.通过对天津市设施菜地施肥现状调查,明确设施菜地施肥现状和存在问题,为制定科学合理的施肥方案提供依据.[方法]本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查,明确设施菜地施肥特征,估算肥料总养分和化肥养分减施潜力.[结果]天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P2O5715.5 kg/hm2和K2O 524.9 kg/hm2,显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P2O5584.5 kg/hm2和K2O 425.3 kg/hm2(P＜ 0.05).有机肥是设施菜地养分的主要来源,对日光温室和塑料大棚N、P2O5和K2O各自施用总量的贡献均超过50％.日光温室和塑料大棚中,化肥对磷(P2O5)施用量的贡献分别为44.2％和48.8％.从养分施用方法看,N、P2O5和K2O基施比例日光温室分别为79.4％、80.2％和73.5％,塑料大棚分别为70.2％、78.2％和67.4％,P2O5基施比例大于N和K2O.日光温室和塑料大棚平均养分施用比例(N:P2O5:K2O)分别为1.00:0.92:0.69和1.00:0.87:0.63.相比推荐施肥量,天津市设施蔬菜N和P2O5普遍施用过量,甘蓝和白菜K2O投入不足.设施菜地总养分(N+P2O5+ K2O)减施潜力在31.5％～65.0％,化肥养分减施潜力在22.4％～66.6％.[结论]天津市设施菜地养分以基施为主,其中化肥基施比例偏高,追肥养分比例过低,养分总量过量施用现象普遍.设施菜地基施化肥和追肥中P2O5比例偏高,养分结构不合理.主要设施蔬菜中,茄子、番茄和芹菜的N和P2O5施用总量远超过各自推荐施肥量,化肥养分减施潜力较大,是设施蔬菜肥料减施关注的重点.

    设施蔬菜养分来源氮磷钾比例施肥方式减肥潜力

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    猪粪和秸秆替代部分化肥提高番茄营养品质及挥发性风味物质种类和数量

    孙娜王丽英孙焱鑫邹国元...
    1106-1116页
    查看更多>>摘要：[目的]研究猪粪和秸秆替代部分化肥对番茄果实营养品质和挥发性风味物质的影响,为番茄优质栽培提供参考.[方法]在等氮磷钾条件下,将猪粪(M)、秸秆(S)单独或配合替代化肥中1/4和1/2的氮素.在日光温室进行9年定位试验后,于2018年取番茄果实样品,分析不同施肥处理对果实营养品质、果实中挥发性物质种类和含量的影响.[结果]单独施用猪粪或者秸秆替化肥的处理不同程度地降低了番茄果实中果糖、葡萄糖和番茄红素含量,但是对果实中硝酸盐、Vc和可滴定酸含量没有显著影响;秸秆和猪粪配合替代1/2的化肥氮,不会降低果实的营养品质,而且可改善果实的风味.配合猪粪处理的果实中水果香味和花香味的挥发性物质的种类和含量增加,如2-异丁基噻唑、β-紫罗兰酮、3-甲基-丁醇和3-甲基-丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮;部分风味物质3-甲基-丁醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、3-甲基-丁醛、2-异丁基噻唑、β-紫罗兰酮和E-2-己烯醛含量随着猪粪替代比例的提高呈逐渐增加趋势.[结论]在长期等氮磷钾施肥条件下,猪粪和秸秆配合替代1/2的化肥氮素,不会降低番茄的营养品质,还可提高番茄风味品质.猪粪有助于具有水果香味和花香味的挥发性物质在果实内的积累,如2-异丁基噻唑、β-紫罗兰酮、3-甲基丁醇和3-甲基丁醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮,且积累量以化肥、猪粪和秸秆配施效果最佳.在30余种挥发性物质中,有12种挥发性物质受不同处理的影响超过预期平均贡献,以E,E-6,10,14-三甲基-5,9,13-十五碳三烯-2-酮和2-甲基-4-戊烯醛最为显著.

    猪粪秸秆化肥替代营养品质番茄风味物质

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    有机培肥显著提升矿区复垦土壤活性有机碳含量

    安永齐王小利靳东升郜春花...
    1117-1125页
    查看更多>>摘要：[目的]土壤有机碳作为土壤肥力的核心,其不同组分间具有高度异质性.研究不同施肥措施对煤矿区复垦土壤有机碳及其各组分提升的差异特征,可为煤矿区土壤修复提供理论依据.[方法]田间试验在山西煤矿复垦区进行,复垦始于2014年,种植作物为大豆(1年)和玉米(2年)轮作,采样时(2018年)种植作物为玉米.试验共设5个处理分别为未复垦自然恢复(ZH)、不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥配施化肥(MNPK).使用物理-化学联合分组方法,将土壤有机碳分为游离活性、物理保护、化学保护和生物化学保护4个组分,分析了不同施肥处理下土壤各组分有机碳的含量,计算了各组分有机碳与总有机碳含量间的相关关系.[结果]相较于自然恢复处理,CK、NPK、M、MNPK处理中土壤总有机碳含量分别提高了11.8％、24.0％、49.3％和38.8％,有机肥处理又显著高于CK和NPK处理.M、MNPK处理下,游离活性有机碳含量分别为2.11和1.68 g/kg,物理保护有机碳含量分别为0.70和0.49 g/kg,均显著高于CK和NPK处理;化学保护和生物化学保护组分的有机碳含量在各处理间差异不显著.除了微团聚体内的轻组和粘、粉粒外,各组分质量比例在不同施肥处理间均存在显著差异,施用有机肥主要增加了大团聚体(游离活性态和物理保护态)的质量比例,改善了土壤结构.相关分析表明,游离态的粗颗粒和细颗粒有机碳及物理保护有机碳与总有机碳含量间呈现极显著正相关关系(P＜0.01),其中拟合方程的斜率表示组分碳含量随单位总有机碳含量增加而引起的变化值,最高的为游离粗颗粒有机碳组分,达到39.7％,游离细颗粒和物理保护有机碳组分的变化率分别为18.6％和21.7％;而化学保护粘、粉粒和生物化学保护粘粒组有机碳与总有机碳含量无显著相关性.[结论]施肥和轮作与自然恢复状态相比,短期可显著提高土壤有机碳含量,施用有机肥效果好于单施化肥.单施或者与NPK配合施有机肥主要促进了土壤大团聚体中游离活性态和物理保护态有机碳含量的提升,单施有机肥效果更佳.由于新增的土壤有机碳活性高,需要长时间持续投入才可能恢复土壤有机碳的稳定性.

    煤矿区复垦土壤土壤有机碳物理-化学联合分组有机碳组分土壤碳固定

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    煤矿复垦区不同有机物料的分解特征

    陈兵王小利徐明岗李然...
    1126-1134页
    查看更多>>摘要：[目的]研究不同有机物料在矿区复垦土壤中的分解速率及养分释放特征,为合理利用有机资源培肥矿区复垦土壤提供科学依据.[方法]在山西黄土丘陵区矿区复垦长期试验点进行大田填埋分解试验.采用尼龙网袋法,将供试的4种有机物料小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪烘干后过2mm筛,均按等有机碳量(8 g)称取后装入尼龙网袋埋入试验地15 cm深.在填埋后的第12、23、55、218、280、365天采样,分析4种有机物料的干物质残留量和氮、磷、钾及半纤维素、纤维素、木质素含量,计算C/N值和木质素(Lignin)/N值.[结果]秸秆和粪肥在矿区复垦土壤中的分解速率均在第12天达到最大,然后迅速下降,分解第365天时,小麦秸秆、玉米秸秆、牛粪和猪粪的质量残留率依次为49.8％、55.1％、79.2％和54.0％,有机碳残留率依次为48.8％、53.4％、63.9％和51.8％.供试有机物料的养分释放率存在差异,在最初分解的第23天,玉米秸秆的氮、磷养分出现了明显富集,氮、磷养分残留率分别达到了131.0％和152.7％,小麦秸秆、牛粪和猪粪的氮素残留率依次为93.0％、81.3％和67.8％,磷素的残留率依次为92.5％、98.8％和84.3％,分解第365天时,小麦秸秆中养分释放速率大小表现为钾＞磷＞氮,其他3个物料中养分释放速率大小均表现为钾＞氮＞磷.从整个分解过程来看,玉米秸秆中氮素和磷素在矿区复垦土壤中表现出先富集再释放的模式,其他3个物料中氮素和磷素均表现为直接释放模式.采用地积温方程能较好地拟合有机物料的分解过程,由方程可知,秸秆和粪肥的分解速率常数(K)大小顺序为猪粪＞小麦秸秆＞玉米秸秆＞牛粪.有机物料的分解速率与养分和木质素等成分的含量相关,全磷、半纤维素含量越高分解越快,木质素含量、C/N和Lignin/N越高分解越慢.[结论]秸秆和粪肥在山西矿区复垦土壤中的分解速率在填埋后第12天达到最大值,之后分解速率减缓.与秸秆相比,粪肥的有机碳残留率较高,氮、磷养分释放快,其中以牛粪的分解速率最慢,有机碳残留率最高,因此,牛粪可作为矿区复垦土壤培肥的首选有机物料.

    有机物料分解残留率养分释放矿区复垦土壤

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    营养液中添加氯化钠降低硫浓度对韭菜硝酸盐累积的减控效应

    王俊玲王梅高露高爽...
    1135-1145页
    查看更多>>摘要：[目的]韭菜易于吸收和累积硝酸盐,研究营养液中添加氯化钠(NaCl)和降低硫含量减少韭菜硝酸盐累积的效果,并从氮代谢途径初步探讨其减少硝酸盐累积的机理.[方法]采用新型韭菜专用营养液架床栽培系统进行了韭菜水培试验.在营养液中添加NaC1 12 mmol/L的同时,硫浓度设定为3、2、1和0 mmol/L 4个水平,分别用NaCl+S3,NaCl+S2,NaCl+S1和NaCl+S0表示.韭菜生长30天后,取样分析了不同硫水平下韭菜中的硝酸盐含量及主要氮代谢途径中的氨基酸含量.[结果]在营养液硫供应水平3 mmol/L下,与营养液中不添加氯化钠处理(CK)相比,NaCl+S3处理的韭菜硝酸盐累积降低了32.60％,地上部干重、可溶性糖和可溶性蛋白质含量、根系活力显著增加;NaCl+S1处理的韭菜硝酸盐累积降低了53.30％,地上部干重、可溶性糖和可溶性蛋白质含量、根系活力显著增加.NaCl+S1处理较NaCl+S3处理更有利于降低硝酸盐含量.韭菜地上部的全氮含量无显著变化(NaCl+S3处理)或略有增加(NaCl+S1处理),表明添加低浓度氯化钠并未限制氮素吸收.NaCl+S3和NaCl+S1处理下,硝态氮还原活性(硝酸还原酶NR)和转氨活性(谷氨酸草酰乙酸转氨酶GOT、谷氨酸丙氨酸转氨酶GPT)增加,尤其是初级同化活性(谷氨酰胺合成酶GS)分别大幅增加了43.57％和71.43％.NaCl+S3和NaCl+S1处理下,丝氨酸途径的游离氨基酸代谢和天冬氨酸途径的蛋白质合成得到增强,韭菜的游离氨基酸总量基本保持不变或略有增加,而蛋白质水解氨基酸总量显著增加.[结论]韭菜专用营养液中添加NaC1 12 mmol/L并将硫浓度降低到1 mmol/L,可显著提高根系和氮代谢关键酶活性,在一定程度上改变游离氨基酸代谢途径和蛋白质合成途径,进而在显著增加韭菜干物质的同时,大大降低硝酸盐累积.

    韭菜营养液架床栽培硝酸盐累积氨基酸代谢途径

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    氮循环过程的微生物驱动机制研究进展

    林伟李玉中李昱佳周晚来...
    1146-1155页
    查看更多>>摘要：氮循环在生物地球化学中具有重要地位,与人类生活密切相关.氮循环在很大程度上依赖微生物驱动的氮素转化,而在转化过程中必然会造成不同形式氮的同位素效应.为更好地了解和溯源氮循环过程,本文从氮循环的物质通量、微生物作用及氮同位素效应等角度进行系统地论述,并对氧化亚氮(N2O)分子内的特异同位素值区分微生物过程做了详细介绍.结果 表明,人为固氮是环境中活性氮增加的主要原因,也进一步促进了氮素转化的各个环节.通过解析氮素循环中微生物过程的形成机理和评估每个过程的同位素效应,为进一步探索微生物的功能基因和氮素同位素效应的内在联系提供依据,对阐明氮循环过程中微生物驱动的分子机制具有重要意义,而两者的结合也为解决自然条件下氮素转化各过程的溯源难题指明了方向,也将成为今后研究的热点,并在揭示氮素转化机制中发挥越来越大的作用.

    全球氮通量微生物作用编码基因15N同位素SP值

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    水钠锰矿提高红壤性水稻土N2O释放速率和氨氧化细菌amoA基因丰度

    邢志强左继超付庆灵胡红青...
    1156-1164页
    查看更多>>摘要：[目的]土壤中的氧化亚氮(N2O)来源于硝化与反硝化作用,锰可与硝化或反硝化作用产物反应产生N2O或氮气,已有研究表明土壤中锰含量高会影响硝化作用.因此,本试验以水钠锰矿(KMnO2·H2O)与土壤硝化作用与反硝化作用的生物化学耦合反应为切入点,研究水钠锰矿的添加对土壤N2O释放速率及微生物的影响,进一步认识N2O释放与土壤环境因子的相互关系.[方法]以红壤性水稻土为供试土壤,通过微宇宙培养试验,在土壤中添加不同质量百分比的水钠锰矿(0％、0.1％、0.3％、0.7％、1.5％),预培养7天后,加入硫酸铵N 100 mg/kg继续培养14天.在培养第1、3、7、14天,采用气密性注射器抽取10mL气体样品,气相色谱仪测定N2O含量;同时取土壤样品,比色法测定铵态氮与硝态氮含量.培养结束时,测定土壤pH,采用实时荧光定量PCR测定土壤16S rDNA与氨氧化细菌(AOB) amoA基因拷贝数,高通量测序技术分析微生物群落组成及多样性.[结果]水钠锰矿提高了土壤N2O释放速率,增加了土壤N2O累积释放量,以添加0.1％水钠锰矿的N2O累积释放量最高,添加1.5％的最低.土壤铵态氮含量随培养时间的延长而迅速降低,硝态氮含量则迅速增加.水钠锰矿显著提高了土壤pH与表观N2O产量(N2O-N/NO3--N),pH随着水钠锰矿添加量的增加整体提高,N2O-N/NO3--N则随着水钠锰矿添加量的增加呈降低趋势.适量水钠锰矿显著增加了土壤细菌16SrDNA与氨氧化细菌(AOB) amoA基因拷贝数,并显著提高了土壤16S rDNA与AOB amoA基因拷贝数的比值,但随着水钠锰矿添加量的增加,细菌16S rDNA和AOB amoA基因拷贝数的增加量整体降低;放线菌、变形菌与拟杆菌是所有处理中的优势菌门,通过非度量多维尺度分析发现不同处理间的微生物群落结构差异显著,未添加水钠锰矿处理与添加水钠锰矿1.5％处理的微生物群落结构差异最大,其他处理的微生物群落结构介于两者之间.[结论]土壤中添加0.1％质量比的水钠锰矿,可以通过增加AOB的数量促进红壤性水稻土N2O的释放,显著影响微生物物种丰度与群落结构.但水钠锰矿高添加量处理对AOB的刺激作用减弱,因此,应将土壤锰含量作为影响土壤N2O释放的因素加以考虑.

    氧化亚氮水钠锰矿氨氧化细菌硝化作用

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    牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的机理

    徐荣朱凌宇王守红张家宏...
    1165-1178页
    查看更多>>摘要：[目的]为有效控制堆肥过程中氮素流失,采用聚天冬氨酸(PASP)作为氮素固持材料,分步研究牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的效果及机理.[方法]首先,采用干湿分离牛粪为原料,设置不同PASP添加量处理[0 g/t (CK)、120 g/t (A)、240g/t(B)]进行堆肥试验,并针对堆体理化性质、氮素含量及腐熟度指标进行定期监测;其次,依据后期制备生物炭中PASP的担载量,设置堆肥过程空白生物炭(BC-80g/kg)、生物炭担载PASP (BP-80 g/kg)添加处理,堆肥初始时(第1天)及高温期结束时(第22天)时,采用扫描电镜(SEM)观察PASP形貌、傅里叶红外变换光谱(FTIR)表征官能团变化,X射线光电子能谱(XPS)表征氮素结合形态.[结果]堆肥初始时,相较于BC,BP表面出现颗粒化特征形貌;高温堆肥22天处理后,BP表面该形貌特征进一步被强化,且结合PASP添加组的堆体pH持续高于CK,表明堆肥过程中PASP未被完全分解;综合堆体理化指标、氮素含量变化及微观表征结果分析发现,PASP通过侧链—COOH与铵态氮形成络合结构,增加高温期堆体特别是堆肥第5～10天铵态氮含量(P＜0.05)的同时,增加了微生物对铵态氮的利用难度,导致其高温期积温较CK降低40.0℃～91.9℃,并促使其提前4.0～4.6天进入后腐阶段(P＜0.05),有效控制了高温期氮素的流失风险;堆体DOM(水溶性有机物)红外光谱分析结果表明,PASP促使堆体相对芳香化程度增强(P＜0.05),且基于其在高温期对氮素的固持作用,提升降温期微生物水溶性总氮供应能力,间接降低矿化作用强度,促进含氮有机物与芳香物质合成腐殖质,控制降温期的氮素损失风险;并最终表现为堆肥第39天时,PASP处理氨气累积挥发量显著降低26.62％～37.02％(P＜0.05),其全氮含量较堆前增加7.09％～13.64％ (CK下降1.23％,P＞0.05).[结论]PASP通过侧链—COOH与铵态氮络合作用及对堆体腐殖化程度的提升作用,综合控制氮素损失风险.同时,添加PASP可降低高温期积温,促使堆体提前4.0～4.6天进入后腐阶段,这也是其控制高温堆肥氮素流失的主要机制.对干湿分离牛粪好氧堆肥而言,PASP在120 g/t低用量时可获得较为理想的氮素截留效果.

    好氧堆肥氮素聚天冬氨酸羧基腐殖化

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    《植物营养与肥料学报》投稿须知

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