2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响

在2种保护性耕作措施(秸秆还田和免耕)的长期定位试验(湖北省武穴市和荆州市)基础上,通过湿筛法测定不同土层(0—20cm和20—40cm)的不同粒径(5mm,2~5mm,1~2mm,0.5~1mm,0.25~0.5mm和0.25 mm)水稳性团聚体的含量,并对土壤团聚体平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)和分形维数(PSD)等进行分析,研究2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:秸秆还田和免耕处理均会影响土壤各级团聚体的分布状况,同时其也会增加农田表层(0—20cm)土壤粒径0.25mm团聚体的百分含量、MWD和GMD值,但是会降低PSD值。其中PSD与粒径0.25mm团聚体的含量呈极显著负相关性(武穴处理相关系数为-0.997,荆州处理相关系数为-0.993),但是MWD和GMD与粒径0.25mm团聚体的含量有显著正相关性。表明秸秆还田和免耕均会增强土壤团聚体的稳定性,有利于改善土壤结构。但秸秆还田处理的土壤粒径0.25mm团聚体百分含量、MWD和GMD值均高于免耕处理,说明秸秆还田改善土壤结构的效果要优于免耕的。秸秆还田和免耕措施相结合,土壤结构改良效果最佳。武穴和荆州两地的保护性耕作措施对于粒径0.25 mm团聚体百分含量、MWD、GMD和PSD的影响基本一致。     

不同种类绿肥翻压对土壤肥力的影响

通过模拟试验,研究了旱地翻压箭筈豌豆（Vicia sativa L.）、苕子（Vicia villosa Roth. Var.）和山黧豆（Lathyrus palustris l. Var. Pilosus ledeb）三种绿肥对土壤肥力特性的影响。试验结果表明,在绿肥翻压腐解过程中,土壤pH（原始pH值为5.95）均呈现出先升高后降低最后趋于平缓的趋势,在翻压0～25 d内高于不翻压绿肥对照,之后始终低于对照。翻压绿肥处理的土壤有机碳含量均高于对照,增幅为1.6%～6.2%。土壤无机氮含量显著高于对照,无机氮形态0～20 d以铵态氮为主,30～70 d以硝态氮为主,翻压70 d时,硝态氮含量较对照增加了15倍以上。翻压绿肥后土壤速效磷的含量均高于对照,增幅为11.9%～37.7%。翻压绿肥的土壤速效钾含量在翻压15 d时达最高且均比对照增加1.5倍以上。不同绿肥对土壤养分特性的影响不同,山黧豆处理的土壤pH变化幅度最大,土壤有机碳和无机氮含量最高,箭筈豌豆处理的土壤速效钾和速效磷含量最高。本试验条件下,三种绿肥翻压均能够改变土壤pH值,提高土壤硝态氮和速效钾含量,土壤有机碳和速效磷含量略有增加。     

配方施肥对一年生黑麦草产草量及品质的影响

通过大田试验研究了施肥对一年生黑麦草（Lolium multiflorum）“特高”的产草量及营养品质的影响,并运用概略养分分析法评价了其饲用营养价值。结果表明,配方施肥1（N450P45K90）和配方施肥2（N540P180K360）均可显著提高黑麦草鲜草产量,与不施肥处理（CK）相比分别增加了2.6倍和3.1倍;配方施肥2处理的产量比配方施肥1处理显著增产12.0%。黑麦草干物质积累速率呈先增加后降低的趋势,播种后130 d左右,日积累速率达最大值,为223.9 kg/(hm2·d)。施肥提高了黑麦草磷、钙、粗蛋白（CP）和粗脂肪（EE）含量,降低了无氮浸出物（NFE）含量。配方施肥2与配方施肥1相比,3次收获的黑麦草CP、EE和粗灰分（CA）含量均有所提高,而粗纤维（CF）和NFE含量则略有降低。两种施肥措施均可显著提高黑麦草CP、EE、CA、CF、NFE及总能量（GE）的产出,且配方施肥2对其影响程度要大于配方施肥1处理。     

冬油菜叶片SPAD的时空分布和氮素诊断的叶位选择

在大田试验条件下测定分析不同施氮水平冬油菜关键生育期SPAD值的时空分布特征,并对不同叶位及叶片不同部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、植株全氮含量及籽粒产量之间的相关性进行分析,探求应用SPAD仪诊断油菜氮素营养状况的最佳测试叶位及位点。结果表明,油菜主茎顶部4片完全展开叶SPAD值存在显著空间差异,增加施氮量能显著提高各叶位叶SPAD值,同时减少叶位间的差异;六叶期、蕾薹期以顶4叶（TL4）SPAD值对氮素的敏感性最大,初花期和盛花期则最低。不同部位间,六叶期和初花期以中部SPAD值对施氮量增加的响应最敏感,盛花期则最迟钝,蕾薹期介于顶部和基部之间。综合分析认为,应用SPAD仪监测油菜氮素营养状况的最佳测试叶位和位点为主茎顶4片完全展开叶中部,该部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量和植株全氮含量之间的相关性均达到显著或极显著水平,满足氮素营养快速诊断的要求。     

缺钾对油菜主序产量性状的影响及施钾效果

在大田试验条件下设置施钾(+K)与不施钾(–K)处理,研究缺钾土壤上施钾对油菜产量的影响,并重点研究主序不同部位产量性状对施钾反应的差异。结果表明,缺钾土壤上施用钾肥油菜产量显著提高,增产量为1 321 kg/hm2,增产率达111%,同时单株角果数和每角粒数显著增加,增幅分别达50.1%和9.2%。施钾显著提高单株主序籽粒重、单株主序角果数和每角粒数,增幅分别为33.6%、21.6%和10.3%。施钾对主序不同部位籽粒重、角果数和每角粒数的提高程度不同,其中对主序上部的影响显著大于主序中下部;与不施钾相比,施钾主序上部籽粒重、角果数和每角粒数分别提高69.6%、41.7%和20.1%,该序段相应的钾积累量提高124.4%。综合结果表明,钾肥施用显著提高油菜籽产量,主要途径是增加了角果数和每角粒数,从油菜果序产量性状看,钾素对果序上部的影响显著大于果序中下部。     

油菜长效专用配方肥施用效果研究

2012~2013年在冬油菜主产区布置15个田间试验研究油菜长效专用配方肥(N-P2O5-K2O-B:20-7-8-0.2,及5%的其他中、微量元素)的施用效果,为油菜一次性施肥配方的推广及改进提供依据。结果表明,与不施肥处理相比,常规施肥与专用肥均能明显提高油菜籽产量、收入及养分吸收量。与常规施肥相比,在减少总养分用量且肥料一次性施入的情况下,油菜长效专用配方肥在85%以上的试验点表现出增产或稳产效果,平均增产量为133 kg/hm2,增产率为8.1%,增加经济收益1 624元/hm2。施用油菜长效专用配方肥促进了油菜对养分的吸收,N、P2O5、K2O累积量较常规施肥分别增加10.8、2.1、7.9 kg/hm2。研究表明,油菜长效专用配方肥对油菜产量的贡献率平均为51.8%,农学利用率平均为5.5 kg/kg,均高于常规肥料。整体而言,施用油菜长效专用配方肥能提高油菜产量和施肥效益,可作为油菜轻简化施肥技术进行推广应用。     

施肥管理对油菜种子萌发特性的影响

直播是油菜轻简化、机械化生产的重要环节,为了明确生长季施肥管理对油菜种子萌发特性的影响,通过室内种子萌发试验研究了田间条件下不同施肥处理收获后油菜种子萌发的差异,结合种子养分含量以及可溶性糖等生理指标初步揭示了其作用机制。研究结果表明,不同施肥处理显著影响油菜种子养分含量,其中种子氮、磷含量变化最大。与平衡施肥处理相比,不施肥各处理种子氮和磷含量分别降低了5.9%～16.9%和0.0%～27.6%。不同施肥处理种子的萌发存在明显差异,以平衡施肥处理各项指标最高,与平衡施肥处理相比,不施氮和不施硼处理显著降低了种子发芽势和正常苗率,不施磷处理的畸形苗率最高为27.7%。相关分析表明,油菜种子的氮、可溶性蛋白含量与种子未成苗率呈显著的负相关,而种子的发芽率和发芽指数则与种子磷、硼以及可溶性糖含量密切相关,种子磷含量的降低会增加油菜种子畸形苗率。因此,直播油菜育种应加强养分管理,尤其是氮、磷和硼肥的施用,以改善油菜种子的质量,提高直播油菜的产量。     

湖北省秸秆和畜禽粪污还田化肥替减潜力与环境承载力分析

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该文将湖北省分为5个种植区域（即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区）。基于2019年－2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽（猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡）的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35～0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17～0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万t N、14.03万t P2O5、52.06万t K2O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.98万t N、9.12万t P2O5、33.70万t K2O,理论可替减化肥比例分别为17.3%、11.9%、56.2%。湖北省主要农作物秸秆资源总量以鄂中地区秸秆资源量最高,鄂西北地区最低。当前湖北省秸秆养分资源为31.07万t N、9.98万t P2O5、68.30万t K2O,理论可替减化肥比例分别为22.5%、13.1%、114.0%。湖北省主要农业废弃物还田理论可基本满足主要农作物的钾素需求,实现氮肥消费量减少39.8%、磷肥消费量减少25.0%。该文通过计算湖北省主要农业废弃物（畜禽粪污、秸秆）的养分资源量,评估农业废弃物还田的化肥可替减潜力以及畜禽粪污土地承载力,为湖北省农业绿色发展提供理论依据和数据支撑。     

干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响

水旱轮作条件下频繁的干湿交替显著影响了土壤氮素转化。为了明确干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响,采用室内培养的方法,研究模拟淹水、干旱、水改旱、旱改水条件下,氮肥施用对土壤有机氮库动态变化的影响,以期为水旱轮作体系氮肥合理施用提供理论支撑。结果表明,氮肥施用能够显著提高土壤酸解态总氮含量,不同水分条件下土壤酸解态总氮含量无明显差异,但对酸解态总氮各组分含量产生显著影响。模拟淹水条件下酸解态氮主要以酸解铵态氮和未知态氮形式存在,分配比例分别为40.2%和33.7%,而模拟旱地条件下主要以氨基酸态氮和未知态氮形式存在,分配比例占到了40.7%和31.5%。经水分条件转换后,各种水分条件下土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮含量均出现降低,水改旱条件下土壤氨基糖态氮含量显著提高,而旱改水条件下未知态氮含量显著提高。在整个培养阶段,土壤铵态氮与酸解铵态氮存在极显著的正相关,具有相似的变化规律。综上所述,氮肥施用到水田初期有利于提高土壤铵态氮和酸解铵态氮含量,随后这两种氮组分逐渐分解转化,而氨基糖态氮含量逐渐提升,氨基糖态氮是水旱轮作体系中肥料氮素的重要“中     

水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究

采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明：不施钾条件下（NP处理）,潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下（NPK处理）,3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季（黑麦草季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季（水稻季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。