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绿肥部分替代化肥对玉米干物质积累与产量形成的影响

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中国农业科学 2024年第13期 2549-2567页

作者：秦文利智健飞谢楠张立锋刘忠宽刘振宇冯伟潘璇代云霞河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心

【目的】豆科绿肥部分替代化学氮肥是实现化肥减施的一项重要技术措施。通过探讨华北冬小麦季节性休耕区冬闲田种植翻压毛叶苕子和减量施氮对玉米干物质积累与转运、产量形成及花后叶片衰老特征的影响，以期为豆科冬绿肥的氮肥替代及玉... 详细信息

【目的】豆科绿肥部分替代化学氮肥是实现化肥减施的一项重要技术措施。通过探讨华北冬小麦季节性休耕区冬闲田种植翻压毛叶苕子和减量施氮对玉米干物质积累与转运、产量形成及花后叶片衰老特征的影响，以期为豆科冬绿肥的氮肥替代及玉米氮素资源的优化管理提供科学依据。【方法】于2020—2022年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站开展二因素裂区田间试验，主处理为冬闲田（FF）、冬闲田种植并全量还田毛叶苕子（HV）2种模式，副处理为玉米施氮，设不施氮（0 N）、67.5 kg·hm-2（25%N）、135.0 kg·hm-2（50%N）、202.5 kg·hm-2（75%N）、270.0 kg·hm-2（100%N，常规施氮水平）5个氮肥用量，研究毛叶苕子还田和减量施氮对玉米产量与产量构成、穗部性状、干物质积累与转运、叶片衰老特性及土壤养分、酶活性变化的影响，并进一步分析农田的氮素盈余。【结果】毛叶苕子还田显著提高玉米产量，可弥补氮肥减施造成的玉米减产。2021—2022年毛叶苕子还田显著提高玉米产量（8.15%—9.21%），可弥补氮肥减施25%—50%所造成的减产。毛叶苕子连续还田明显降低玉米穗部性状秃尖长，显著提高穗长、穗粗和产量构成因素穗行数、行粒数、百粒重。毛叶苕子还田后玉米花前、花后干物质积累量、花后干物质积累率、花后干物质对籽粒的贡献率分别显著增加10.21—12.32g/plant、39.94—72.37 g/plant、4.67%—4.78%、3.31%—3.99%，能弥补氮肥减施25%—50%对玉米花前干物质积累及花后干物质对籽粒贡献率的负效应。毛叶苕子还田显著延缓玉米花后叶片衰老。2021、2022年HV处理玉米花后绿叶面积分别增加303.44—1 115.10、266.23—837.62 cm2/plant，相对绿叶面积分别提高1.12%—13.84%、0.56%—9.13%,Vmax分别降低0.30%、0.05%,Tmax分别延迟6.01、3.56d。毛叶苕子连续还田后土壤有机质含量、全氮含量、碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶活性显著提高。2021、2022年毛叶苕子还田分别增加土壤氮投入量40.92、72.79 kg·hm-2，降低玉米最佳施氮量40.96、48.90kg·hm-2，降低农田氮素盈余7.94、0.14 kg·hm-2，替代玉米最高产量施氮量15.71%、19.71%，替代常规施氮量15.71%、26.23%。【结论】毛叶苕子还田能激活土壤酶活性，增强土壤供氮能力，延缓玉米花后叶片衰老，提高花后干物质积累对籽粒的贡献率，改善穗性状，协调产量构成，有利于氮肥减施后玉米的增产稳产。毛叶苕子对土壤氮的输入是其部分替代氮肥、弥补氮肥减施后产量损失的基础。华北冬小麦季节性休耕区利用毛叶苕子替代部分化学氮肥是一种可持续性的减氮施肥措施。

关键词：毛叶苕子减量施氮玉米产量干物质积累土壤供氮能力

不同乳酸菌添加剂对谷子青贮品质及CNCPS组分的影响

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饲料研究 2024年第6期47卷 106-110页

作者：占文源冯雪莹刘奕婷苑明伟刘忠宽刘振宇王加亭吴哲中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄050051 全国畜牧总站北京100125

试验探究了4种不同类型乳酸菌添加剂对谷子青贮品质和CNCPS组分的影响,设置了5个处理,分别为对照组、副干酪乳杆菌LP1(Lactobacillus paracasei)组、植物乳杆菌LP2(Lactobacillus plantarum)组、干酪乳杆菌LC(Lactobacillus casei)组和... 详细信息

试验探究了4种不同类型乳酸菌添加剂对谷子青贮品质和CNCPS组分的影响,设置了5个处理,分别为对照组、副干酪乳杆菌LP1(Lactobacillus paracasei)组、植物乳杆菌LP2(Lactobacillus plantarum)组、干酪乳杆菌LC(Lactobacillus casei)组和布氏乳杆菌LB(Lactobacillus buchneri)组,测定谷子青贮的发酵品质、营养成分和CNCPS组分。结果表明,与对照组相比,副干酪乳杆菌LP1组pH值和丁酸(BA)含量显著降低,乳酸(LA)含量显著上升(P<0.05),副干酪乳杆菌LP1组的中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量低于其他处理(P<0.05)。与对照组和植物乳杆菌LP2组相比,其他添加剂处理组可溶性碳水化合物(WSC)含量显著降低(P<0.05),淀粉(Starch)含量显著升高(P<0.05);布氏乳杆菌LB组中速降解蛋白(PB_(2))含量显著高于其他处理组(P<0.05),慢速降解蛋白(PB_(3))和非结构碳水化合物(NSC)含量显著低于其他处理组(P<0.05)。研究表明,4种乳酸菌添加剂均能够改善谷子青贮的发酵品质及营养价值,其中副干酪乳杆菌能够显著提升谷子青贮的发酵品质,布氏乳杆菌提高快速降解蛋白组分和快速降解碳水化合物组分的作用效果最显著。

关键词：乳酸菌添加剂谷子青贮发酵品质 CNCPS组分

氮磷添加对草甸草原土壤氮磷转化功能基因丰度的影响

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生态学报 2023年第1期43卷 313-326页

作者：肖红刘玉玲刘忠宽李鹏珍戎郁萍中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 河北省农林科学院农业资源环境研究所石家庄050051

氮添加是提高退化草地生产力的主要养分管理措施,而过量的氮输入会导致土壤酸化、增加硝酸盐淋溶损失和温室气体排放。旨在明确草原割草利用下土壤氮、磷转化功能基因丰度对氮磷添加的响应规律,为定向调控打草场土壤氮、磷转化过程,提... 详细信息

氮添加是提高退化草地生产力的主要养分管理措施,而过量的氮输入会导致土壤酸化、增加硝酸盐淋溶损失和温室气体排放。旨在明确草原割草利用下土壤氮、磷转化功能基因丰度对氮磷添加的响应规律,为定向调控打草场土壤氮、磷转化过程,提高养分利用效率,减少温室气体N2O排放提供科学依据。2018—2020年在呼伦贝尔草甸草原打草场设置了5个施氮水平(0、1.55、4.65、13.95、27.9 g N m^(-2)a^(-1))和3个磷水平(0、5.24、10.48 g P m^(-2)a^(-1)),裂区试验设计,在植物不同生长时期测定土壤氨氧化(amoA-AOA和amoA-AOB)、反硝化(narG、nirK、nirS和nosZ)和磷转化(phoD)基因丰度。结果表明,土壤氮转化基因丰度受到氮、磷添加的调控,而氮、磷添加对土壤磷转化功能基因丰度无显著影响(P>0.05)。氮添加可提高amoA-AOB基因丰度,增加氨氧化细菌调控土壤总硝化速率的相对重要性,因此能增加硝酸盐淋溶损失潜势。高氮处理下添加磷可降低amoA-AOB基因丰度,降低硝酸盐淋溶损失潜势。反硝化基因nirK和nosZ的丰度受植物生长季节的影响,氮添加仅对8月份nirK和nosZ基因丰度有显著的促进作用,增加气态氮损失潜势。土壤氮的过量输入可在一定程度促进土壤氨氧化和反硝化进程,增加硝酸盐淋溶和气态氮损失的风险。磷添加可能会在一定程度上降低土壤硝酸盐淋溶损失的风险,对提高氮的利用效率具有重要作用。

关键词：氮添加磷添加氨氧化反硝化功能基因

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河北坝上地区野豌豆属牧草的适应性评价

草业科学 2022年第10期39卷 2171-2179页

作者：谢楠冯伟智健飞杜姿璇刘振宇刘忠宽河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心河北石家庄050051

为挖掘适宜河北坝上地区种植的野豌豆属牧草品种,以引进野豌豆属毛苕子(Vicia villosa)和箭筈豌豆(V. sativa)两个种的9个品种为试验材料,连续两年从物候期、产量性状、营养品质等方面进行了适应性评价。结果表明,供试9个品种在坝上地... 详细信息

为挖掘适宜河北坝上地区种植的野豌豆属牧草品种,以引进野豌豆属毛苕子(Vicia villosa)和箭筈豌豆(V. sativa)两个种的9个品种为试验材料,连续两年从物候期、产量性状、营养品质等方面进行了适应性评价。结果表明,供试9个品种在坝上地区的生长周期为91~106 d,均能完成整个生育周期。毛苕子的鲜草产量和株高显著高于箭筈豌豆(P 0.05),营养品质较好。综合评价得出,野豌豆属两种牧草毛苕子和箭筈豌豆均适宜在河北坝上地区种植和利用,其中以毛苕子品种‘土库曼苕’为优先选择。研究结果可为河北坝上地区豆科牧草资源的补充提供理论依据。

关键词：毛苕子箭筈豌豆物候期产量性状农艺性状营养品质相对饲用价值

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丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长发育特性的影响

草地学报 2022年第10期30卷 2529-2534页

作者：瞿宋林吴一凡刘忠宽王国良陈妍静戎郁萍中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄050057 山东省农业科学院休闲农业研究所山东济南250023

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza fungi,AM)真菌是土壤微生物中重要的一类能与植物根系形成菌根共生关系的真菌,具有促进植物生长发育的功能。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种优质豆科牧草,它具有蛋白质含量较高、营养丰富、适口性... 详细信息

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza fungi,AM)真菌是土壤微生物中重要的一类能与植物根系形成菌根共生关系的真菌,具有促进植物生长发育的功能。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一种优质豆科牧草,它具有蛋白质含量较高、营养丰富、适口性强和适应范围广的特点,被誉为“牧草之王”。本文综述了AM真菌在促进紫花苜蓿生长发育、提升紫花苜蓿抗逆抗病能力和改良土壤等方面的进展,并探讨了现存问题与发展前景,以期为之后AM真菌在紫花苜蓿栽培管理中的应用提供参考依据。

关键词：紫花苜蓿丛枝菌根真菌营养品质抗逆性生态修复

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土壤有机质含量高光谱定量反演研究

北方园艺 2022年第16期 83-91页

作者：郑建乐张家祯刘微刘忠宽许皞王树涛河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071000 河北大学化学与环境科学学院河北保定071000 河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄05000 河北农业大学国土资源学院河北保定071000

以太行山区北流河流域为研究对象,采用多元线性回归和随机森林回归构建土壤有机质反演模型,对表层土壤有机质含量进行反演估测,以期得出太行山区表层土壤有机质遥感定量反演的建模方式与相应技术参数。结果表明:1)Savitzky-Golay(SG)平... 详细信息

以太行山区北流河流域为研究对象,采用多元线性回归和随机森林回归构建土壤有机质反演模型,对表层土壤有机质含量进行反演估测,以期得出太行山区表层土壤有机质遥感定量反演的建模方式与相应技术参数。结果表明:1)Savitzky-Golay(SG)平滑和小波包分析等方法可以提高土壤光谱与土壤有机质含量的相关性。2)随机森林模型在反演土壤有机质含量研究中,模型精度与效果均优于多元线性回归模型,利用小波包分解得到的低频分量构建的随机森林模型在SOM含量反演中效果最好,R~2为0.812,实现了对土壤有机质的有效估算。3)影响土壤有机质含量反演模型精度的因素较多,在未来研究中需要从光谱数据源质量、光谱数据处理方式及建模方式等方面进行深入研究,进一步完善土壤有机质含量反演技术体系,提高土壤有机质含量反演精度。

关键词：高光谱遥感土壤有机质多元线性回归随机森林回归反演精度

黑麦-花生一体化种植模式中花生施肥量的研究

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华北农学报 2016年第S1期31卷 409-414页

作者：秦文利刘忠宽河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄050051 中国科学院研究生院北京100049

通过田间调查与室内分析相结合的方法研究了氮磷钾不同配施水平对花生产量、品质、结荚期叶片SPAD值和气体交换参数、土壤养分含量和后茬黑麦草产量与养分蓄积量的影响,旨在为黑麦-花生一体化种植体系中花生氮磷钾肥的合理施用提供科学... 详细信息

通过田间调查与室内分析相结合的方法研究了氮磷钾不同配施水平对花生产量、品质、结荚期叶片SPAD值和气体交换参数、土壤养分含量和后茬黑麦草产量与养分蓄积量的影响,旨在为黑麦-花生一体化种植体系中花生氮磷钾肥的合理施用提供科学依据。结果表明,花生荚果产量、百果重、百仁重、后茬黑麦草产量、蛋白产量等均随氮磷钾施肥水平的提高而增加,但过量施肥花生荚果增产不显著。施肥量增加到一定水平时,花生蛋白质含量、脂肪含量、O/L值才显著提高。提高施肥水平可相应提高花生结荚期叶片叶绿素含量、光合效率,能明显增加土壤有效磷、速效钾含量,但对土壤有机质含量、碱解氮含量影响不显著。黑麦地上部分碳、氮、磷、钾等养分蓄积量均随施肥水平的提高呈增加趋势。同一施肥水平下,碳蓄积量最大、磷蓄积量最小。黑麦-花生一体化种植体系中花生氮磷钾肥的合理用量应为纯氮(N)56.25 kg/hm2、磷(P2O5)243.75 kg/hm2、钾(K2O)187.50 kg/hm2。因此,氮磷钾肥合理施用能提高花生及后茬黑麦的产量、品质,增强光合效率,增加土壤养分含量。

关键词：花生黑麦氮磷钾一体化种植产量品质养分蓄积

草地利用方式对呼伦贝尔草地微生物群落结构的影响

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草业科学 2022年第3期39卷 421-430页

作者：王德平宋倩刘忠宽赵坤刘玉玲肖红曹婧戎郁萍中国农业大学草业科学与技术学院北京100193 河北省农林科学院农业资源环境研究所河北石家庄050051

草地土壤微生物是维持生态系统养分循环功能的关键要素,也是指示草地生态系统变化的敏感指标。通过对呼伦贝尔草地围封、刈割、放牧和开垦4种利用方式下的土壤微生物群落组成及土壤理化性状的研究,了解草地利用方式对草地微生物群落的... 详细信息

草地土壤微生物是维持生态系统养分循环功能的关键要素,也是指示草地生态系统变化的敏感指标。通过对呼伦贝尔草地围封、刈割、放牧和开垦4种利用方式下的土壤微生物群落组成及土壤理化性状的研究,了解草地利用方式对草地微生物群落的影响。结果表明:1)草地开垦为农田后土壤全碳(TC)、全氮(TN)含量分别降低了41.45%和45.08%,电导率(EC)、速效磷(AP)分别增加了371.93%和139.40%;农田微生物群落磷脂脂肪酸(PLFA)含量受碳、氮限制。2)刈割草地土壤细菌真菌、放线菌、革兰氏阳性菌(G^(+))、革兰氏阴性菌(G^(-))及微生物群落PLFA量显著高于围封草地、放牧草地和农田。3)将4种利用方式综合分析可知,TC、TN与土壤细菌、真菌、放线菌、G^(+)菌、G^(-)菌及微生物群落PLFA量正相关,与AP、pH、EC负相关。因此,草地开垦为农田造成土壤碳、氮养分流失,进而降低微生物群落PLFA量;综合土壤养分及微生物群落考虑,不建议呼伦贝尔草地开垦为农田使用。

关键词：刈割开垦放牧围封 PLFA 土壤理化性状

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河北坝上地区野豌豆作为绿肥的生产潜力研究

中国草地学报 2023年第4期45卷 100-106页

作者：谢楠李梦冯伟刘振宇张立锋智健飞杜姿璇刘忠宽河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心河北石家庄050051 河北省农林科学院河北石家庄050031

在河北坝上地区以野豌豆属毛苕子和箭筈豌豆两个种9个品种为材料,通过对物候期、生物量及氮磷钾养分积累状况比较,筛选适宜雨养旱作区种植的野豌豆属绿肥作物及品种。结果表明,供试9个品种在河北坝上地区的生长天数为91~106 d,均能正常... 详细信息

在河北坝上地区以野豌豆属毛苕子和箭筈豌豆两个种9个品种为材料,通过对物候期、生物量及氮磷钾养分积累状况比较,筛选适宜雨养旱作区种植的野豌豆属绿肥作物及品种。结果表明,供试9个品种在河北坝上地区的生长天数为91~106 d,均能正常完成全部生育进程。毛苕子的地上生物量和株高显著高于箭筈豌豆(P<0.05),植株氮含量低于箭筈豌豆,磷含量和钾含量高于箭筈豌豆;毛苕子的氮积累量和磷积累量显著高于箭筈豌豆(P<0.05),钾积累量高于箭筈豌豆。9个品种中,土库曼苕、腾选苕和广西金洲苕地上部生物量和养分积累量较高,干物质产量在3908.14~4043.95 kg/hm^(2)之间,氮积累量和钾积累量分别达122.50 kg/hm^(2)和107.50 kg/hm^(2)以上,磷积累量在19.73~23.01 kg/hm^(2)之间,表现为生产潜力高且能提供优质高产有机肥源,生产中可优先选择利用。

关键词：毛苕子箭筈豌豆生物量养分含量养分积累量