渭河上游地区温室菜地土壤肥力演变特征研究

在陇东南渭河上游地区的天水市武山县,通过田间采样的方法,以不同种植年限的温室和露地的耕层土壤(0~20 cm)为研究对象,研究了长期连作温室蔬菜对土壤p H、全盐、有机质及氮磷钾养分的影响。结果表明:不同种植年限温室菜地的土壤p H都明显低于其露地大田,而且随种植年限的延长,p H逐渐降低,与种植年限显著负相关,年均降低0.05个单位。而土壤全盐含量与种植年限呈显著正相关,年均增加0.091个百分点。连续14年种植温室蔬菜土壤全盐含量达到0.34%,是露地土壤的6.35倍。土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量也随种植年限逐渐增加,与种植年限显著正相关,连续14年种植温室蔬菜后,土壤的速效氮、速效磷和速效钾含量分别达到230.17、342.17 mg·kg-1和263.00 mg·kg-1,显著的高于大田。     

有机无机肥配施对晚稻产量和杂草群落的影响

为探究不同施肥措施对晚稻产量和杂草群落的影响,以1982年布置的双季稻红壤稻田长期施肥定位试验为对象,于2011年采用田间调查法研究了在以无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机无机肥配施模式下晚稻生长发育、晚稻产量及稻田杂草群落变化。结果表明,施肥能促进晚稻生长发育,显著提高晚稻产量,配施效果优于单施,以有机无机均衡配施(NPKM)效果最佳,且其晚稻产量平均高出其他配施处理17.6%;在施用有机肥的基础上,要使红壤稻田晚稻增产,需优先考虑施用氮肥,其次依次是磷肥和钾肥。施肥处理中,单施化肥最能促进晚稻杂草生物量增加,且其杂草生物量平均高出其他施肥处理32.5%,其次是配施处理中的缺磷处理(NKM);单施有机肥最能提高晚稻杂草密度,有机无机均衡配施最能降低杂草密度,且其3个取样期杂草总密度平均低于其他施肥处理34.6%,尤其能遏制狗牙根等恶性杂草生长。氮磷钾养分较均衡的处理(M、NPK、NPKM)的晚稻杂草群落多样性、均匀度和优势度随着晚稻生长发育先升后降,其他处理(PKM、NKM、NPM)大致呈增加趋势,NPK的降幅最大,其成熟期杂草群落多样性、均匀度、优势度比始分蘖期分别降低了7.0%、17.8%、8.1%。晚稻产量与晚稻不同生育期杂草生物量均呈非显著负相关。本研究对红壤双季稻田通过施肥提高晚稻产量和调控晚稻季杂草生物量、群落密度、生物多样性具有重要意义。     

毒死蜱主要代谢物3,5,6-TCP在土壤、植物中的累积与转化

本研究应用盆栽试验和室内土壤培养试验,考察毒死蜱主要代谢物3,5,6-三氯-2-吡啶(简称3,5,6-TCP)在植物、土壤中的累积与转化,研究毒死蜱代谢产物累积量变过程及其影响因素。结果表明:(1)推荐剂量喷施毒死蜱的第7天和第14天,3,5,6-TCP在植物体和土壤中的累积量达到峰值,直到20d后,植物体内几乎测不出3,5,6-TCP残留,而土壤中3,5,6-TCP残留量仍较高,其降解速度较慢。(2)3,5,6-TCP在5种土壤中的累积量主要与土壤自身物理性质有关,并随着温度和施用量的增加而增加,与施肥量和湿度相关不大,5种土壤中3,5,6-TCP的残留累积量在0.14～0.21μg/g。(3)在厌氧条件下培养土壤样品,应用色谱保留时间验证3,5,6-TCP在土壤中能继续转化生成3,5,6-三氯-2甲氧基吡啶(TMP),表明毒死蜱代谢转化途径与微生物量及种类有关,使得毒死蜱的安全降解具有可行性。     

双季稻种植模式下氮和磷的适宜施用量

比照常规施肥量(早稻N、P2O5、K2O 分别按150、60、90 kg/hm2施入,晚稻分别按180、75、90 kg/hm2施入),采取不同减量施肥配以冬季种植黑麦草、紫云英、油菜作物的耕作方式,研究双季稻种植模式下氮、磷的适宜施用量。结果表明：N和P2O5比常规施肥量分别减量20%、30%处理组水稻的产量变化率为－11.48%～1.94%;施硫包衣尿素,N和P2O5比常规施肥量均减量30%处理组水稻的产量变化率为－13.24%～3.87%;施复合肥,N和P2O5比常规施肥量均减量30%处理组水稻的增产率为0.52%～13.70%;不同减量施肥处理可使径流水氮流失量减少31.69%～47.74%,磷流失量降低11.77%～64.71%;使用复合肥的处理,其氮素利用率最多提高19.31%,磷素利用率最多提高11.97%。减量施肥可以在不降低产量的情况下提高肥料利用率,减少农业氮素、磷素输出。     

几种叶类蔬菜对砷吸收及累积特性的比较研究

运用水培试验方法,比较了5种叶类作物对砷的吸收特性.结果表明,当营养液中砷浓度为2、4、8 mg· L-1时,芹菜(Apium graveolens L.)、苋菜(Amaranthus mangostanusL.)和空心菜(Ipomea aquatica L)地上部分生物量均显著降低(P＜0.05),而莴苣(Lactuce sativa var.longifolia)和生菜(Lactuce sativaL.)的地上部生物量与CK相比差异不显著,表现出相对更高的耐受性;从不同叶类蔬菜对砷的累积来看,在培养液砷浓度为10 mg·kg-1时,空心菜地上部分对砷的累积量最高、达1623 μg· pot-1,莴苣最低、为45.58 μg·pot-1,5种叶类蔬菜累积量大小顺序为:空心菜＞芹菜＞苋菜＞生菜＞莴苣.不同砷浓度培养液下,莴苣和生菜对砷的转移系数均值分别为0.02和0.03,富集系数均值分别为2.75和2.66,低于其他蔬菜.该研究结果为应用水培方法快速初步筛选砷低吸收作物提供了依据.     

离子强度和磷酸盐对铁铝矿物及土壤吸附As（V）的影响

选用针铁矿、赤铁矿、水铁矿、水铝矿4种铁铝矿物以及性质差异较大的黑土、紫色土和红壤3种土壤,研究离子强度和磷酸盐对其吸附As（V）的影响。结果表明,在0．01、0．1、1mol·L^-13种离子强度下,矿物和土壤对As（V）的吸附量无明显差异或随离子强度增大而增大,其对砷的吸附以专性吸附为主。磷酸盐对矿物和土壤吸附砷的影响与其添加顺序及摩尔浓度比有关。水铝矿和水铁矿在这3种添加顺序下的砷吸附量无明显差异,仅在P／As摩尔比较大时表现出下降趋势;而在针铁矿和赤铁矿两种矿物上,先添加砷时的砷吸附量高于先添加磷时或两者同时添加时,且砷吸附量随WAs摩尔比的增加而逐渐下降。在黑土、紫色土和红壤上,先添加砷比先添加磷或两者同时添加时的砷吸附量均要高,尤其是在紫色土上。随P／As摩尔比升高,土壤对砷的吸附量表现出下降趋势。     

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKMNPKM、NKM(p0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。     

中国低产田状况及改良策略

从新阶段我国农业、特别是土壤学发展的需求出发,总结了国内外有关低产田方面的研究成果。从"低产田"的界定入手,对我国低产田的状况及其负面影响、低产田形成的自然要素和人类活动的影响以及主要障碍因子等进行了系统分析,并初步测算了低产田改良的粮食增产潜力等。我们认为"低产田"可以定义为"在现有的正常耕作栽培管理技术水平条件下,因为耕地本身存在的障碍或者限制因子,导致作物生长发育差,产量较当地高产田低30%以上,且年际间变异大的农田"。我国低产田具有面积大、类型多,而且分布相对集中、障碍因子较明显等特征,低产田主要的障碍因子包括:有机质贫乏、养分匮乏或失衡、土壤酸化、土壤盐渍(碱)化、沙化、土壤板结、潜育化、表土大量流失、严重干旱、多因子组合。在此基础上,最后从我国现代农业发展的迫切需求出发,提出了今后一段时间内低产田改良研究的重点及有关政策和对策建议。     

外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究

采用盆栽模拟试验,研究了不同形态外源砷对小油菜生长及吸收砷的影响.结果表明,添加低量砷有利于提高小油菜的出苗率,而高量砷则导致出苗率显著下降.其中,当砷添加量为90 mg·kg-1时,二甲基砷(DMA)和As(Ⅴ)处理下小油菜的出苗率比对照分别降低了20.7%和19.5%.随着砷添加量的增加,添加DMA处理小油菜的生物量不断下降,而添加As(Ⅴ)处理在添加量小于15mg·kg-1时对小油菜具有一定的增产效果,超过15 mg·kg-1时则随着添加量的增加而下降.无论是添加DMA还是As(Ⅴ),小油菜植株中的砷含量均有随添加量增加而升高的趋势.与此同时.随着外源砷添加量的增加,土壤中有效态砷的含量亦呈显著增加的趋势(P<0.01),其中,添加DMA时的增加趋势更为明显,且其生物有效性和植物毒性均大于As(Ⅴ).     

作物生长中光照和氮肥施用量的相互关系研究

应用盆栽试验,在人工气候箱内进行的研究结果表明:光照强度(X1,mol/m2·s)和氮肥施用量(X2,g/pot)均对莴笋生长及生物量产生影响,且二者的变化与莴笋生物量的关系可表示为y＝-0.375+0.0230X1+9.421X2+0.0251X1X2-0.131×10-4X21-17.794X22形式; 不同光照强度下氮肥施用量与莴笋生物量的关系均可表示为y＝b0+b1X+b2X2形式;不同氮肥施用量下,光照强度与莴笋生物量的关系亦可用二次或三次多项式来表示.根据研究结果,还求得了氮肥施用量(X2)与光照强度(X1)的关系为:X2＝0.446-0.477×10-2X1+0.269×10-4X21-0.394×10-7X31.此外,本研究还探讨了光照强度、氮肥施用量与莴笋的氮素营养状况的关系.