应用回归设计寻求早稻最佳施肥方案

衡阳市的熟红黄泥水稻土含氮、磷元素较丰富,钾素相对缺乏:有机质为3.9%,全氮为0.20%,水解氮196ppm,全磷(P₂O₅)0.17%,速效磷(P₂O₆)25ppm,全钾(K₂O)1.18%,速效钾(K₂O)60ppm。     

我国花生根瘤菌技术应用与研究进展

花生根瘤菌技术应用与研究在我国已有30多年的历史,1949—1955年的资料已有总结。本文是总结1956—1985年的资料,30年来接种面积累积达3425.2万亩。1256次试验,增产5%以上的占试验总数90.9%;每亩增产花生10—35公斤的占试验总数81.8%。选育出一批优良菌株,其中以009、97-1和C₁菌株应用面积最大,达300万亩以上。菌剂生产有固体或液体培养,用草炭吸附,每克菌剂含活菌数1—2亿。接种技术普遍采用直接拌种,也有再用石膏等球化技术,一般球化比直接拌种增产。深施接种或幼苗接种也有增产效果。细沙壤土接种效果最好。接种后用地膜覆盖可获良好增产。亩施2—3公斤氮素不影响结瘤固氮,可提高花生产量。缺磷条件下增施磷肥,能提高接种效果。用钼酸铵和根瘤菌拌种可促进菌剂的增产作用。     

施肥对青岛市设施蔬菜产量、净产值及土壤环境的影响

为进一步提高设施蔬菜的施肥效率, 减少肥料成本和对环境的污染, 对青岛市设施蔬菜施肥状况及其对产量、净产值和土壤环境的影响进行了研究。结果表明, 设施黄瓜和番茄氮、磷、钾肥施用均明显过量。黄瓜N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 841.5 kg·hm^-2、864.0 kg·hm^-2和1 978.7 kg·hm^-2, 番茄N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 436.7 kg·hm^-2、833.6 kg·hm^-2和1 643.7 kg·hm^-2。施肥中有机/无机肥料养分比例较为合理, 重视了有机肥的施用。年度施用N、P₂O₅、K₂O量及其总量对年度蔬菜产量、净产值有明显影响, 存在着线性方程关系。随着年度施氮量的增加, 土壤NO₃^--N含量明显增加, 31.4%的农户设施蔬菜田土壤NO₃^--N含量居高和较高水平。土壤速效磷含量随年度施磷量的增加而增加, 74.3%的农户设施蔬菜田土壤速效磷为高水平。68.6%的农户设施蔬菜田土壤为酸性和微酸性, 有向酸性发展的趋势。生产中应适量减少氮、磷和钾肥投入, 推广测土配方施肥、水肥一体化、秸秆生物处理等技术, 促进青岛市设施蔬菜生产的可持续发展。     

农家肥料肥效的研究(一) 农家肥料对水稻的肥效

本试验(自1956—1959年)在南京黄褐色母质发育的水稻土(有机质1.5%,全N0.086%,速效P₂O₅ 0.008%,速效K₂O 0.0178%)上进行。     

不同菌渣配施化肥对土壤肥力和酶活性的影响

为促进菌渣肥料化利用和化肥减量增效,选用毛木耳、香菇和双孢蘑菇菌渣作为有机物料,以成都平原常规化肥施氮量为基准,设置空白处理(CK)、常规化肥(CF)、25%和50%毛木耳菌渣(APR1、APR2)、25%和50%香菇菌渣(LER1、LER2)、25%和50%双孢蘑菇菌渣(ABR1、ABR2),共8个处理,探讨不同菌渣配施化肥对土壤肥力和土壤酶活性的差异性。结果表明:菌渣配施化肥处理能有效增强土壤蔗糖酶和脲酶活性,提高土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量,促进作物对氮素的积累,提高氮肥利用率和作物有效穗数,进而促产。然而菌渣C/N比(C/N＞30)、P₂O₅替代率和K₂O替代率越高,导致养分利用率下降,产量显著降低,P₂O₅和K₂O的施入对土壤和作物的正向效应不足以补偿,使其与作物产量呈显著负相关。综合来看,选用C/N比接近30的菌渣,水稻季选用50%或以下的氮肥替代率和小麦季选用25%的氮肥替代率有利于作物稳产增产。     

施钾对不同肥力土壤玉米钾素吸收、分配及产量的影响

采用田间试验, 研究了吉林省高(榆树市)、低肥力(公主岭市)肥力条件下不同钾肥用量对玉米产量、钾素吸收和分配的影响。结果表明, 榆树试验点和公主岭试验点的最高产量施钾量分别为83.3 kg·hm^-2和113.9 kg·hm^-2, 最佳经济施钾量分别为75.1 kg·hm^-2和103.1 kg·hm^-2。公主岭低肥力试验点比榆树高肥力试验点的最高产量和最佳经济产量分别提高了3.70%和3.68%。施用钾肥可有效提高玉米干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率, 并能提前干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率出现的天数。当施钾量超过60 kg(K₂O)·hm^-2时, 公主岭低肥力试验点的干物质最大积累速率和钾素最大吸收速率均高于榆树高肥力试验点。适宜的钾肥用量有利于提高钾养分由营养体向籽粒的转运量、转运效率及籽粒养分比例, 榆树高肥力试验点籽粒养分比例低于公主岭低肥力试验点, 幅度为0.5%~1.7%。除施钾量60 kg(K₂O)·hm^-2处理外, 公主岭低肥力试验点的钾肥农学利用率、偏生产力和利用效率等指标均高于榆树高肥力试验点, 分别提高7.3~8.8 kg·kg^-1、4.4~8.3 kg·kg^-1、1.6%~6.2%。综合考虑提高玉米产量、效益及钾肥利用效率, 高肥力土壤适宜施钾量为75 kg·hm^-2, 低肥力土壤上适宜施钾量为103 kg·hm^-2。     

根据作物、土壤和磷矿条件来看我国磷肥发展的前景

1980年,我国化肥总产量已达1232万吨(以纯养分N+P₂O₅+K₂O计,下同),仅次于美国和苏联,名列世界第三。     

不同肥料用量和配比对西瓜产量、品质及养分吸收的影响

为探索西瓜的适宜施肥量和养分配比, 通过田间试验, 研究了不同肥料用量和配比对西瓜产量、品质及养分吸收的影响。结果显示: 与习惯施肥处理相比, 减氮磷钾处理的西瓜产量、Vc含量分别增加0.77%、17.18%, 还原糖含量、硝酸盐含量分别减少12.56%、27.94%; N、P₂O₅、K₂O养分总量相同、比例不同的3个处理间相比, 减氮磷增钾处理的西瓜产量、Vc含量、还原糖含量均最高, 硝酸盐含量最低; 习惯施肥、减氮 磷钾、减氮磷、减氮磷增钾4个处理的西瓜秧中N、P₂O₅、K_{2O含量比例分别为: 1︰0.18︰2.26、1︰0.22︰2.66、1︰0.26︰2.75、1︰0.19︰2.46; 西瓜皮中N、P2O5、K2O含量比例分别为: 1︰0.34︰2.78、1︰0.34︰2.60、 1︰0.30︰2.37、1︰0.29︰2.14。综合考虑各项指标, 在本试验条件下, 施肥总量比习惯施肥量减少36%、N︰P2O5︰K2O为1︰0.41︰1.28是西瓜最优施肥处理。}     

杂交水稻施钾技术的研究

杂交水稻具有较强的吸钾能力和吸钾强度。由于种植杂交水稻较之常规水稻能获得更高的产量。因此,当前在杂交水稻高产栽培中重施钾肥已带有普遍性。据调查,生产水平较高的水稻产区,每公顷施钾量(K₂O)多在150-225公斤。鉴于我国当前钾肥资源贫乏,不少研究者,从杂交水稻对钾素的吸收、利用角度进行研究,以探讨钾肥的合理施用^[2-5]但从杂交水稻各生育时期吸钾特点出发进行施钾技术的研究则见诸甚少。本试脸系根据杂交水稻各生育时期的吸钾特点以及该时期的土城供钾特点为础,以研究其施钾技术,为合理施用钾肥提供科学依据。     

减量施氮与大豆间作对蔗田土壤温室气体排放的影响

采用静态箱 气相色谱法对常规施氮(N2, 525 kg·hm^-2)y和减量施氮(N1, 300 kg·hm^-2)处理下甘蔗与大豆按行数比1∶1(SB1)和1∶2(SB2)间作、甘蔗单作(MS)、大豆单作(MB)种植模式下蔗田土壤CO₂、N₂O、CH₄排放通量及土地当量比(LER)进行观测和对比分析, 以探讨不同间作模式及施氮水平下甘蔗//大豆间作农田土壤温室气体排放的动态变化规律及对作物产量的影响, 为制定农田温室气体减排措施提供合理的依据。研究结果表明, 减量施氮处理甘蔗//大豆(1∶2)间作模式(SB2-N1)农田土壤CO₂排放总量较甘蔗单作(MS)显著降低35.58%, N₂O累积排放总量较甘蔗单作降低56.36%, CH₄累积排放总量较甘蔗单作升高7.02%; 不同种植模式和施氮处理蔗田土壤均表现为CO₂和N₂O的排放源, CH₄吸收汇, 追施氮肥后土壤对CH₄的吸收速率降低, 但CO₂和N₂O的排放速率增加。MS-N1、SB1-N1、SB2-N1、MS-N2、SB1-N2、SB2-N2和MB处理土壤CO₂年累积排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为5 096.89、6 422.69、3 283.20、4 103.29、4 475.84、4 775.31和4 780.35, 土壤N₂O年累积排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为4.61、5.11、2.15、3.13、3.72、5.60和3.11, 土壤CH₄年累积排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为 13.68、 21.78、 12.72、 5.53、 11.36、 4.77和 9.97。甘蔗//大豆间作系统2009-2012年土地当量比(LER)均大于1, 且减量施氮水平下, 甘蔗//大豆(1∶2)间作模式优势最明显。     

石灰性土壤上磷肥的后效

5年的试验表明,磷肥在石灰性土壤上有明显后效,其后效的大小及持续时间主要取决于磷肥的用量。在试验地区,以每亩施相当于2.7-5.4公斤P₂O₅的磷肥最为经济有效。     

等高绿篱--坡地农业复合系统土壤N2O排放特征

N2O是一种重要的温室气体, 具有很强的温室效应。当前全球变化条件下, 人类活动和农业生产行为产生的N₂O排放增加是当前倍受关注的问题。本研究于2008年11月-2009年10月, 利用静态箱 气相色谱技术对亚热带地区紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)绿篱枝叶还田条件下冬小麦 夏玉米轮作田土壤N₂O排放通量进行原位监测, 观测紫穗槐枝叶移出(AR)、翻施(AI)、表施(AC)及作物单作(CK)4种处理下整个生长季土壤N₂O的排放量, 对等高绿篱 坡地农业复合生态系统土壤N₂O排放通量变化及其影响机制进行研究。结果表明, 整个冬小麦 夏玉米轮作期, 4个处理土壤N₂O排放通量呈现出相似的季节变化特征, AR、AI、AC、CK处理全生长季的排放总量为127.62 mg·m^-2、209.66 mg·m^-2、208.73 mg·m^-2、77.52 mg·m^-2。作物不同生育阶段N₂O日均排放通量在冬小麦季表现为: 开花-成熟期>拔节-开花期>出苗-拔节期; 在夏玉米季表现为: 拔节-抽雄期>播种-拔节期>抽雄-成熟期。本试验综合评估了等高绿篱 坡地农业复合生态系统土壤N2O排放通量变化及其影响机制。研究显示, 土壤N₂O排放通量在冬小麦季与土壤温度相关性显著, 在夏玉米季与土壤水分相关性显著。在复合生态系统中紫穗槐复合种植及枝叶还田显著促进土壤N2O排放, 翻施处理产生的N2O量大于表施处理。     

长江中下游甘薯氮磷钾肥施用效果与区域土壤养分丰缺指标研究

根据2009—2014年在长江中下游薯区实施的68个氮、磷、钾肥料用量田间试验结果，建立了基于养分丰缺指标法——肥料效应函数的甘薯氮、磷、钾施肥指标体系。结果表明：施用氮肥、磷肥、钾肥均对甘薯具有极显著的增产效果(P<0.01)；植薯土壤水解性氮含量的“高”、“低”指标分别为170 mg/kg和100 mg/kg，有效磷含量的临界指标为17 mg/kg，土壤速效钾含量“高”、“低”的指标分别为110 mg/kg和30 mg/kg；高产田块甘薯的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 125 kg/hm²、P₂O₅160 kg/hm²和K₂O 182 kg/hm²，中低产田块的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 155 kg/hm²、P₂O₅120 kg/hm²和K₂O 220 kg/hm²。     

施氮水平对太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系土壤温室气体通量的影响

应用静态明箱-气相色谱法对4 个施氮肥水平N0 [0 kg(N)·hm^-2]、N200 [200 kg(N)·hm^-2]、N400 [400kg(N)·hm^-2]、N600 [600 kg(N)·hm^-2]的夏玉米-冬小麦季轮作体系2008~2010 年的土壤温室气体(CH₄、CO₂ 和N₂O)排放通量进行研究, 同时观测5 cm 土层土壤温度并记录降水量。结果表明: 太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统为CH₄ 吸收汇, CO₂ 和N₂O 排放源。随着氮肥施入量的增加土壤对CH₄ 的吸收速率降低, 而CO₂ 和N₂O 的排放速率增加。冬小麦季施氮处理土壤对CH₄ 的吸收速率显著低于无氮肥的N0 处理, 而N600处理土壤CO₂ 和N₂O 排放速率显著高于N0 处理(P<0.05)。施肥和灌溉会直接导致土壤CO₂ 和N₂O 的排放通量增加, 同时土壤对CH₄ 的吸收峰值减小。土壤温度升高和降水量增加以及干湿交替加剧均会造成N₂O 和CO₂排放速率增加。同时在持续干燥和低温条件的冬季不施氮处理观测到土壤对N₂O 的吸收现象。N0、N200、N400 和N600 处理土壤CH₄ 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为-1.42、-0.75、-0.82、-0.92(2008~2009 年)和-2.60、-1.47、-1.35、-1.76(2009~2010 年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤CO₂ 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为15 597.6、19 345.6、21 455.9、29 012.5(2008~2009 年)和10 317.7、11 474.0、13 983.5、20 639.3(2009~2010年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤N₂O 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为1.05、2.16、5.27、6.98(2008~2009年)和1.49、2.31、4.42、5.81(2009~2010 年)。     

稻草生物炭对干湿交替稻田CH4和N2O排放的影响

为探究稻草生物炭和灌溉方式对稻田CH₄和N₂O排放的影响,揭示生物炭在干湿交替稻田中的应用潜力,该研究采用大田裂区试验,设置常规淹灌（I_CF）和干湿交替灌溉（I_AWD）2种灌溉方式,不施生物炭（B₀）和施20 t/hm²生物炭（B₂₀）2种施炭水平,连续3 a对稻田CH₄、N₂O排放和水稻产量进行了观测研究。结果表明：与I_CF相比,I_AWD在显著降低CH₄排放（63.03%～78.89%）的同时也促进了N₂O排放（100%～122.67%）。生物炭施加首年对CH₄排放无显著影响,但第2年和第3年分别显著减少CH₄排放21.99%和38.21%;而对N₂O排放3 a均起到抑制作用,降幅达28.26%～33.10%。生物炭3 a平均增加土壤有机碳27.03%。施生物炭第1年水稻略有减产,但第2和第3年表现为正效应。主要是由于初期秸秆生物炭碱性较大,表现出了明显的石灰效应;但随着pH值逐步恢复正常后,生物炭固碳减排和缓释增效特性逐渐显现。尤其在2021年,B₂₀较B₀增产11.02%,显著降低37.50%的全球增温潜势（global warming potential,GWP）和42.86%的温室气体排放强度（greenhouse gas intensity,GHGI）;同时,在B₀条件下,I_AWD较I_CF增加137.21%的N₂O排放,但B₂₀条件下降低I_AWD处理32.52%的N₂O排放,有效抑制I_AWD对N₂O排放增加的负面效应。整体来看,与I_CFB₀处理相比,I_AWDB₂₀处理显著降低CH₄排放,降幅为83.78%,同时降低77.98%的GWP和78.95%的GHGI。该研究为揭示生物炭固碳减排的正效应及其在稻田生态系统中的应用潜力,同时全面探究其对稻田增产、CH₄和N₂O排放的年限影响,为缓解实际稻田生产过程中CH₄和N₂O的排放,实现稻田绿色、高效、可持续生产提供理论依据。     

甜高粱茎秆汁液固定化酵母酒精发酵的研究

本文应用一元线性回归分析法得出了甜高粱茎秆汁液锤度和可溶性总糖含量之间的关系。以甜高粱茎秆汁液为原料，在摇床及流化床反应器上进行了固定化酵母酒精发酵的试验研究。结果表明，以沈农甜杂2号甜高粱为原料，在摇床上作营养盐配比的正交试验，试验得出对提高酒精得率影响因素的主次顺序为：(NH₄)₂SO₄，K₂HPO₄，MgSO₄。最优组合为：0.125% K₂HPO₄，0.200%(NH₄)₂SO₄，0.050% MgSO₄。加营养盐的酒精得率比不加任何营养盐的酒精得率可提高4.0%～8.0%。K₂HPO₄，(NH₄)₂SO₄的配比对试验结果影响极显著，MgSO₄的配比对试验结果影响显著。在流化床反应器上试验，4种较优营养盐组合酒精得率近乎相等，比不加营养盐空白试验酒精得率高。从降低成本角度来讲，选择0.125% K₂HPO₄，0.200%(NH₄)₂SO₄，0.010% MgSO₄作为投产试验。本文为燃料乙醇的发展提供了科学的依据。     

热力学参数用于水稻土需钾诊断的研究

本试验测定了广东省花岗岩地区、玄武岩地区和珠江三角洲冲积物地区水稻土的钾位pK-(1/2)p(Ca+Mg)、平衡活度比AR_o^K,速效钾含量-△K^o和钾位缓冲容量PBC^K,以这些热力学参数与第1季及连续4季盆栽水稻谷粒产量和植株吸钾量参比项作相关分析,结果表明:(1)花岗岩地区水稻土pK-(1/2)p(Ca+Mg)最小,AR_o^K和-△K^o最大,玄武岩地区水稻土则相反,冲积物地区水稻土PBC^K最大.(2)pK-(1/2)p(Ca+Mg)和-△K^o适宜用于花岗岩地区水稻土当季的需钾诊断,AR_o^K对于三类水稻土都不适宜,PBC^K对于三类水稻土都适宜且能用于连续4季的需钾诊断.(3)^aCa+^aMg基本上是常数.(4)花岗岩地区水稻土pK-(1/2)p(Ca+Mg)、-RTlna_K和-△K^o对盆栽水稻临界值分别约为2.84,5400卡/克分子和0.08毫克当量/100克土,PBC^K对于全部水稻土盆栽水稻的临界值约为46[(毫克当量/100克土)]/[(克分子/升)^1/2].     

氮肥减量施生物炭对水稻产量和养分利用的影响

为解决水稻生产过度依赖化肥及其环境和高效利用问题,探讨贵州黄壤稻田科学施用生物炭。在贵州省思南县典型黄壤稻田开展氮肥不减量(T0)和氮肥减10%施2.5 t/hm²(T1),氮肥减20%施5.0 t/hm²(T2),氮肥减30%施7.5 t/hm²(T3),氮肥减40%施10.0 t/hm²生物炭(T4)和不施肥对照(CK)共6个处理3次重复田间小区随机区组试验,研究了氮肥减量施生物炭对水稻产量、产量构成和氮磷钾养分吸收利用的影响。结果表明,氮肥减量施生物炭显著影响贵州黄壤稻田水稻产量、产量构成、地上部氮磷钾积累量和利用效率。水稻产量和氮磷钾积累量随氮肥减量和生物炭用量增加先增大后减小。2019年、2020年和2021年水稻实际产量和理论产量均分别以T2、T3和T2最高,较T0分别显著增产16.04%,17.94%和14.73%以及55.72%,64.08%和118.91%,水稻籽粒N、P₂O₅和K₂O积累量、偏生产力、农学效率、表观利用率和收获指数均较高,是较好的氮肥减量施生物炭处理。产量—施生物炭量回归方程和极值分析表明,2019年、2020年和2021年氮肥分别减量21.76%,24.60%和19.00%(即32.64,36.90,28.50 kg/hm²)施生物炭量5.44,6.15,4.75 t/hm²时水稻产量最高(分别为7.80,8.57,8.03 t/hm²),较T0分别增产22.52%,18.78%和13.74%。氮肥减量施生物炭显著提高氮磷钾化肥利用率,但导致化肥+生物炭磷和钾利用率降低,因此,贵州黄壤稻田施生物炭时应氮磷钾化肥同步减量,降低比例以氮磷钾减量19.00%~24.60%,施生物炭5.00~6.25 t/hm²为宜。研究结果对指导贵州黄壤稻田氮磷钾化肥减量和施生物炭具有重要指导意义。     

有机物料还田对冬小麦农田土壤温室气体排放影响的研究

探讨有机物料还田对冬小麦田温室气体排放特性的影响,对提高经济效应和环境效应有积极意义。本研究应用静态箱-气相色谱法对秸秆还田（J）、秸秆还田+牛粪（JF）和秸秆还田+菌渣（JZ）3种有机物料还田下分别施氮肥243 kg （N）·hm^-2（减氮10%,N1）、216 kg （N）·hm^-2（减氮20%,N2）对冬小麦农田N₂O、CO₂和CH₄的排放通量进行监测,探讨了不同施肥措施对麦田温室气体累积排放量、增温潜势的影响。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、施肥量和灌溉量,测定产量,地上部生物量,估算农田碳截留。结果表明,冬小麦农田土壤N₂O和CO₂是排放源,是CH₄的吸收汇,氮肥施入、灌溉以及强降水促进了土壤N₂O和CO₂的生成,却弱化了CH₄作为大气吸收汇的特征。牛粪+秸秆（JF）处理N₂O和CO₂排放总量最高,分别为3.5 kg （N₂O-N）·hm^-2和19 689.67 kg （CO₂-C）·hm^-2,但CH₄的吸收值最大,为5.33 kg （CH₄-C）·hm^-2,均显著高于菌渣+秸秆（JZ）和秸秆（J）处理（P<0.05）;各处理N₂O和CO₂的总量随施氮量的增加呈升高趋势,CH₄的总量随施氮量的增加而呈降低趋势。JFN2、JN2和JZN2处理农田综合增温潜势（GWP）均为负值,表明有机物料还田且减氮20%条件下农田生态系统为大气的碳汇,麦季净截留碳1 038~2 024 kg·hm^-2,其他处理GWP值均为正。JZN2处理小麦产量为8 061 kg·hm^-2,显著高于JFN2处理（P<0.05）。综上所述,JZN2处理不仅能够保证小麦产量,且对环境效应最有利,为本区域冬小麦较优的施肥管理模式。     

土壤对镉的吸附与解吸——Ⅱ.吸附势与解吸势

本文提出了吸附势(logK_a)和解吸势(logK_d或相对解吸势logK_dr)两个有关吸附和解吸的强度概念,并进行了理论推导和实验验证。logK_a和logK_d或logK_dr是影响土壤或胶体吸附和解吸因素的综合反应。实验证实logK_a可用于表征土壤胶体对Cd的相对选择性,并且对胶体吸附Cd有着良好的预测性;logK_dr可用于表征土壤胶体对Cd的相对固定能力,并可用于估测Cd的污染程度。盆栽试验表明,随着土壤胶体logK_a的增加,或logK_dr的降低,稻草或糙米中Cd的含量下降。可以预期,吸附势和解吸势不但在土壤物理化学,土壤环境化学研究中,而且在植物营养化学、水化学、以及界面化学等方面有可能获得实际应用。