【目的】揭示玉米/大豆套作系统下作物根际土壤细菌数量及群落多样性变化特征与土壤总氮含量、作物氮素吸收之间的关系,为禾/豆间(套)作减肥增效生产提供理论和技术支撑。【方法】大田试验于2013—2015年进行,采用两因素裂区设计,主因素为种植模式,设玉米单作(MM)、大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS);副因素为玉米、大豆施氮总量,设不施氮(NN:0)、减量施氮(RN:180 kg·hm(-2))和常量施氮(CN:240 kg·hm(-2))。在玉米V12期、VT期和R6期,大豆V5期、R2期、R5期和

【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN:180 kg N·hm~(-2))、常量施氮(CN:240 kg N·hm~(-2)))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加，大豆产量随施氮增加先增后降；RN下，IM的籽粒干物质积累量最大，玉米大豆套作系统的总产量最高，系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长，光合特性指标均较单作稳定，且在籽粒形成期优于单作；各施氮水平下，套作处理的绿叶百分比均显著高于单作，IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作，套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率，延长最大衰减速率出现天数，降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作，减量施氮高于常量施氮。玉米R2期，IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%，非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低，RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作，且呈稳定上升趋势；玉米R2期，IM比MM高34.52%，大豆R2和R6期，IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高，玉米R2期，IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%；大豆R6期，ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下，玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期；花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定，籽粒干物质积累增强，充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量，使得套作系统总产量显著提高。

为了探究玉米-大豆带状套作体系下不同施肥处理对玉米养分积累、土壤酶活性及土壤速效养分的影响,应用田间小区试验设置不同供氮(0, 120, 180, 240 kg/hm~2,记为N0、N1、N2、N3)和供磷水平(0, 35, 70, 105 kg/hm~2,记为P0、P1、P2、P3),以单作玉米(施氮水平:N0、N2,施磷水平:P0、P2)为对照。结果表明,玉米-大豆带状套作模式较玉米单作施氮磷的增效作用更明显,分别提高了20.16%和20.60%。套作玉米中,各氮磷处理对土壤酶活性及速效养分有影响,相同磷素水平下,土壤脲酶活性和碱解氮含量随施氮量的增加先增后减,于施氮180 kg/hm~2时最高,土壤磷酸酶活性则受到抑制,有效磷含量较不施氮降低;相同氮素水平下,随施磷量的增加,土壤脲酶、土壤酸性磷酸酶活性及土壤有效磷含量呈增加趋势,碱解氮含量先增后减。相关分析表明,氮磷互作下土壤脲酶活性与土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系(r=0.636～0.812),与玉米氮磷积累呈正相关;土壤酸性磷酸酶活性与土壤有效磷及植株吸磷量呈正相关,尤其与有效磷含量存在极显著关系(r=0.634～0.851)。综上,玉米-大豆带状套作模式下,由于种间效应和氮磷互作共同作用,活化了根际土壤脲酶、酸性磷酸酶,提高土壤碱性氮含量和土壤有效磷含量,利于玉米植株氮、磷素的累积。本试验研究范围内,套作模式下玉米氮磷配施以氮减至180 kg/hm~2、磷减至70 kg/hm~2时,效应最佳。

【目的】探讨超高产夏玉米(≥12 000 kg.hm-2)节肥增效的适宜氮肥用量。【方法】在夏玉米超高产区连续两年田间试验,研究不同氮肥用量对超高产夏玉米产量、氮代谢、氮素积累、氮肥效率及土壤硝态氮的影响。【结果】超高产区夏玉米施用氮肥两年增产幅度分别为6.76%—9.62%和5.21%—9.80%,夏玉米产量随氮肥用量增加呈先增加后降低趋势,以施氮量300 kg.hm-2产量和收益最佳,经济最佳施氮量为255.40 kg.hm-2;施氮量300 kg.hm-2有利于提高硝酸还原酶和蔗糖磷酸合成酶的活性,促进氮素吸收积累,可维持土壤硝态氮平衡,其氮肥利用率和农学效率两年平均值分别为16.12%...

【目的】从微生物角度揭示辣椒/玉米套作模式的优越性，为此模式的大力推广及高效栽培提供基础理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术，分析辣椒/玉米套作、辣椒净作2个试验处理情况下，辣椒根际土壤细菌多样性及群落组成结构。【结果】辣椒/玉米套作后，辣椒根际土壤细菌的Chao1、Ace、Shannon指数均有所增加，增幅为3.07%～7.53%；2个处理在门、纲、目、科、属水平上排名前10的优势细菌种类相同，最大优势菌门均为变形菌门，占土壤细菌总量的88%以上，但各细菌数量发生变化，细菌群落组成结构发生变化；套作后辣椒根际土壤细菌富集并达到组间显著性差异的微生物种类有56种，主要有亚硝化单胞菌科（从目到科）、硝化螺旋菌属（从门到属）、Ignavibacteriaceae（从门到科）、丰佑菌属（从纲到属）；辣椒净作仅10种，主要为脱铁杆菌科（从门到科）。【结论】辣椒玉米套作后，辣椒根际土壤细菌丰富度和多样性增加，富集并达到组间显著性差异的微生物种类明显增多，其中与氮素循环有关的亚硝化单胞菌科（从目到科）和硝化螺旋菌属（从门到属）显著增加，土壤微生物优势明显。

【目的】明确酸性土壤中丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizae fungi,AMF）菌剂多样性在玉米籽粒产量和磷、钾养分吸收方面的作用，能够为农田微生物肥料配施、养分利用率提高等方面提供理论依据。【方法】2019和2020年玉米生育期，选用4种不同种丛枝菌根真菌类型（摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae,A；扭形球囊霉Glomus tortuosum,B；地表球囊霉Glomus versiforme,C；地斗管囊霉Funneliformis geosporum,D），设置不接菌处理（CK），接种单一AMF菌剂、2种AMF混合菌剂、3种AMF混合菌剂和4种AMF混合菌剂共16个处理，研究玉米籽粒产量、植株各器官生物量及其磷、钾累积量对不同菌剂类型以及菌剂多样性的响应。【结果】与对照相比，两个试验年度所有接菌处理均能增加玉米籽粒产量及其磷、钾累积量，其中接种A、B、C、D 4种单一菌剂处理的玉米籽粒产量均值分别增加57.9%,26.9%,40.5%和32.9%；磷累积量增加77.8%,48.2%,26.2%和75.8%；钾累积量增加85.5%,62.1%,59.0%和63.5%。随AMF菌剂多样性增加，两个试验年度玉米籽粒产量呈增加趋势，表现为4种混合菌剂>3种混合菌剂>2种混合菌剂>单一菌剂，其中4种混合菌剂处理籽粒产量比单一菌剂处理均值高12.3%；籽粒磷累积量表现为2种混合菌剂>4种混合菌剂>3种混合菌剂>单一菌剂，其中2种混合菌剂处理籽粒磷累积量比单一菌剂高23.2%；但AMF菌剂多样性处理之间玉米籽粒钾累积量差异不显著。【结论】在酸性土壤条件下玉米接种不同类型丛枝菌根真菌均能显著增加籽粒产量及其磷、钾累积量，其中Funneliformis mosseae改善玉米籽粒产量及其磷钾累积量的作用最佳。丛枝菌根真菌菌剂多样性增加能显著提高玉米籽粒产量和磷累积量，其中4种混合菌剂处理的增产效果较好，而2种混合菌剂处理的养分吸收积累量较高。生产上应根据高产优质不同目的，选择接种合适的丛枝菌根真菌类型并进行菌剂之间合理的搭配。

为探讨长期施肥对土壤氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的影响机制,以长期定位试验站为平台,采用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,研究不同施肥方式下土壤AOB丰度和种群结构多样性的季节变化特征。结果表明:与不施肥相比,施肥后土壤铵态氮和硝态氮含量增加,土壤pH降低;随采样时期变化(4月、7月和11月),土壤AOB丰度和多样性指数均在4月最高;各施肥处理下,增施无机氮肥可降低土壤中总细菌数量和AOB的种群多样性,有机/无机氮肥配施有助于维持总细菌和AOB丰度的稳定;冗余分析(RDA)结果表明,铵态氮显著影响土壤AOB种群结构组成,季节是导致AOB种群结构差异的重要因素。总之,季节变化与长期定位施肥引起的土壤理化特征差异,导致土壤AOB丰度和种群多样性发生改变。与无机氮肥相比,有机/无机氮肥配施有助于稳定土壤AOB的丰度。

采用DGGE-cloning测序技术与定量PCR技术相结合的方法,研究了转基因大豆对土壤中氨氧化细菌群落多样性的影响。定量PCR试验结果表明,相同的生长时期转基因大豆对氨氧化细菌数量没有显著的影响,而与此同时,土壤中的氨氧化细菌的数量呈现出随生长期先增加后减少的趋势;DGGE图谱分析表明,同一生长时期不同大豆土壤中的氨氧化细菌主要条带一致,这表明生长时期的影响明显大于转基因大豆对土壤氨氧化细菌的影响。

[目的]针对皖北小麦玉米轮作区化肥过量施用和有机废弃物资源利用低的现状,探讨了皖北地区夏玉米化肥减量与有机肥配合施用的可行性及化肥减量比例。[方法]采用田间试验,研究100%化肥(NPK)、有机肥(OF)、化肥减量(0%、20%、40%)配施有机肥(OF100、OF80和OF60)对夏玉米养分吸收和氮素利用效率的影响。[结果]施肥可改善玉米各生育期营养状况,提高玉米N、P、K养分吸收量。与NPK处理比较,OF60、OF80和OF100处理100 kg籽粒产量所需要的N含量分别下降0.04、0.13和0.27 kg,所需K2O含量下降0.19、0.13和0.25 kg,所需P2O5含量基本持平。与NPK处理相比,OF80处理玉米孕穗期至收获期地上部植株N、P、K养分吸收量占玉米整个生育期地上部植株N、P、K吸收总量的比例提高3.2%、11.8%、9.1%,产量显著提高9.7%,肥料总氮利用率、化肥氮利用率、肥料总氮农学利用率、化肥氮农学利用率、肥料总氮偏生产力、化肥氮偏生产力分别显著提高6.4%、7.4%、4.6 kg·kg~(-1)、3.1 kg·kg~(-1)、6.7 kg·kg~(-1)、13.3 kg·kg~(-1)。[结论]皖北夏玉米种植以化肥减量20%配施有机肥处理,即基肥施用有机肥1 500 kg·hm~(-2),无机复混肥600 kg·hm~(-2),追肥尿素90 kg·hm~(-2)较为适宜。

采用田间小区试验方法,研究了不同施氮量对玉米产量、养分吸收量及土壤无机氮的影响。结果表明,施氮量对玉米籽粒产量有显著影响,在施纯氮0～600 kg/hm2范围内,产量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;增施氮肥能显著增加玉米植株和籽粒的全氮含量,而对玉米籽粒的全钾、全磷含量影响不大,但降低了植株全磷的含量;氮肥施用量对各处理0～100 cm土壤层的硝态氮含量影响较大,表现为随氮肥施用量的增加,各土壤层硝态氮含量逐渐增加,硝态氮含量基本上随土壤深度而减少;施氮量对0～100 cm土壤层铵态氮含量影响也较大,但各处理间、不同土壤层间的铵态氮含量变化不明显。

通过田间栽培试验,研究玉米/大豆间作及相应单作不同时期作物地上部干质量、作物吸氮量、作物根际土壤脲酶活性、作物根际土壤细菌数量动态变化差异。结果表明:间作玉米吸氮量、根际脲酶活性、根际细菌数量、地上部干质量分别比单作玉米显著增加37.61%,33.54%,55.76%,27.92%。间作大豆根际脲酶活性、根际细菌数量分别比单作大豆显著增加41.3%,43.08%。间作大豆吸氮量、地上部干质量比单作大豆降低11.93%,11.19%,差异不显著。说明间作促进玉米生长。

研究不同覆膜方式下，施氮量对春玉米产量、氮素积累和氮肥利用效率的影响，为贵州高海拔区春玉米覆膜种植高效施氮管理提供理论依据，于2018—2019年开展田间试验，采用裂区设计，主区为不同覆膜方式(宽膜和窄膜),副区为5个施氮水平(0,80,160,240,320 kg/hm~2),研究不同覆膜方式及施氮量对春玉米产量、氮素积累、转运特征及利用效率的影响。结果表明，覆膜方式和施氮量及其互作显著提高春玉米产量，宽膜覆盖使春玉米增产17.8%,且显著增加了氮素积累量，促进了吐丝前积累氮素的再转移，从而显著提高了籽粒氮素积累量，并使氮素利用效率(NUTE)、氮素吸收效率(NUPE)、氮肥农学效率(AEN)、氮肥偏生产力(NPFP)、氮肥利用率(NUE)分别增加4.9%,21.4%,23.5%,12.2%和4.23百分点。施氮实现了春玉米籽粒产量和植株氮素积累量的协同增长，且能够显著影响氮素吸收、积累和转运。增施氮肥能有效促进提高吐丝后氮素转运量及其对籽粒的贡献率，但降低了春玉米氮肥利用效率，NDGPE(氮素干物质生产率)、NHI(氮收获指数)、NUTE、NUPE、NUE、AEN、NPFP均随施氮量的增加而明显下降，达到极显著水平。通过回归分析不同覆膜方式下的最佳产量和施氮量，宽膜覆盖比窄膜覆盖处理减少施氮55 kg/hm~2,产量增加12.3%。宽膜覆盖和适宜施氮量相结合，有利于植株氮素积累和吸收利用，从而实现高产和高氮肥生产力，达到节肥增产。综合考虑春玉米籽粒产量、氮素累积、转运及氮肥利用效率，贵州高海拔及类似生态区春玉米宽膜覆盖种植的合理施氮量为160 kg/hm~2,其产量可达11 404.3 kg/hm~2。

【目的】通过研究不同类型缓/控释氮肥对吉林省中部地区春玉米产量、关键生长节点氮素积累特征以及生育期内土壤无机氮含量变化和氮素平衡等多方面的影响,筛选出适宜吉林省中部玉米主产区的缓/控释氮肥类型,以期为该区域缓/控释氮肥合理施用提供理论依据。【方法】于2014年和2015年在吉林省中部玉米主产区设置大田试验,以不施氮肥为对照(CK),在相同用量和施用方式下,设普通尿素(CU)、硫包衣尿素(SCU)、树脂包膜尿素(CRF)、稳定性尿素(SU)和脲甲醛(UF)6个处理,测定指标包括玉米产量、不同生育时期植株氮含量和土壤无机氮含量,并计算作物吸氮量、氮素利用效率、土壤无机氮积累量和土壤-作物系统的氮素平衡状况。【结果】各缓/控释氮肥处理玉米产量显著高于普通尿素处理,以树脂包膜尿素处理玉米产量最高,较普通尿素处理分别提高19.6%(2014年)和18.8%(2015年)。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了玉米氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,提高幅度依次为44.8%—72.6%、70.8%—147.7%、9.6%—19.6%(2014年)和29.2%—48.0%、47.7%—86.5%、10.4%—18.9%(2015年),且均以树脂包膜尿素处理最高。施氮显著提高了玉米各生育期氮积累量,其中灌浆期至成熟期氮积累量以树脂包膜尿素处理最高。与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理提高了玉米开花期至成熟期0—30 cm土壤无机氮含量,其中玉米开花期至灌浆期土壤无机氮含量以树脂包膜尿素处理最高,成熟期土壤无机氮含量以脲甲醛处理最高。玉米收获后0—180 cm土壤剖面无机氮含量随土层深度增加呈逐渐下降的趋势;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著提高了0—30 cm土壤无机氮含量,其中以脲甲醛处理最高。相关分析表明,玉米氮素总积累量、产量与玉米大喇叭口期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性;氮素利用效率与玉米开花期至成熟期土壤无机氮含量呈显著或极显著的正向相关性,其中玉米开花期土壤无机氮含量与玉米氮素总积累量、产量和氮素利用效率的相关性最强。施氮显著提高了玉米收获后0—90 cm土壤中残留无机氮积累量;与普通尿素处理相比,各缓/控释氮肥处理显著降低了氮素表观损失量,降低幅度分别为27.4%—42.9%(2014年)和28.4%—45.4%(2015年),其中树脂包膜尿素处理氮素表观损失量最低。【结论】在相同用量和施用方式下,施用缓/控释氮肥可较普通尿素显著提高了玉米产量、玉米灌浆至成熟期氮积累量、氮素当季回收率、农学利用率和偏生产力,并在提高玉米开花期至成熟期0—30 cm土层无机氮含量的同时,显著降低了成熟期0—90 cm土层氮素表观损失量,且以树脂包膜尿素的效果最好。因此,在吉林省中部地区,树脂包膜尿素是高产高效的肥料类型。

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响，以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计，设置5种根系互作方式，其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm(MS30)、45 cm(MS45)、60 cm(MS60)，单作玉米行间距100 cm(MM100)，单作大豆行间距100 cm(SS100)，研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8），套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势；其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高，MS30处理最低，而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作；大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高，较SS100处理高130.00%，而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比，套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO~-_3-N显著增加，其中均以MS45处理最高，较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间，与单作相比，套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性，套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方，纵向能下扎生长更深，套作大豆根系明显偏向大豆带生长，套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作；玉米收获后，套作大豆根系恢复生长，在水平和垂直方向上进一步延伸，其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析，土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成，增加土壤氧气含量，改善土壤通气环境及土壤养分状况，优化作物根系空间分布，促进根系生长发育。

[目的]本研究旨在探究接种氨氧化细菌(AOB)(Ensifer sesbaniae)能否稳定持续促进玉米旱后复水补偿性生长，为农业节水服务。[方法]以玉米品种‘郑单985’为试验材料，以AOB菌株S2＿8＿1为试验菌株，采用盆栽试验，试验处理包括：常规湿润即空白对照(WT);湿润时期接种AOB菌株(WI);保持湿润在复水期间接种AOB菌株(WR);旱后复水(DT);出苗后接种AOB菌株然后旱后复水(DI)和旱后复水在复水期接种AOB菌株(DR)。通过测量玉米的生物量、玉米素核苷含量、净光合速率、根际土壤的土壤硝化速率等指标，探究AOB对玉米旱后复水补偿性生长的影响。[结果]出苗后接种S2＿8＿1(DI)促进旱后复水玉米的生长，复水后10 d, DI处理与空白对照相比，其根际硝化速率提高55.1%,由此引起叶片细胞分裂素浓度增加17.4%,净光合速率增加24.8%,最终引起其总生物量比空白对照提升22.8%,促进其发生补偿性生长，使其水分利用效率增加84.0%。同理，DR处理旱后复水在复水期接种AOB菌株同样促进玉米发生超补偿生长。[结论]出苗后即接种氨氧化细菌能够持续稳定发挥作用，促进旱后复水玉米的补偿性生长，提高水分利用效率，对农业节水生产意义重大。