棉花SPAD值推荐施氮模型应用与修正

【目的】研究棉花SPAD值推荐施氮模型应用与修正,为棉花SPAD法推荐施肥模型在田间应用的准确性、普适性及合理性提供科学依据。【方法】采用田间小区试验,设3个处理:按照棉花生育时期测定SPAD值推荐施氮(N₁);按照棉花叶龄测定SPAD值推荐施氮(N₂);按当地高产模式推荐施氮(N₃);对比SPAD值、产量构成指标等数据变化特征,修正SPAD值推荐施氮模型。【结果】N₁处理与SPAD值关系式为y=0.090 3x+46.618, R²=0.855;N₂处理与SPAD值关系式为y=0.108 6x+48.666,R²=0.765,N₁处理的追氮量与SPAD值的相关性要高于N₂处理;M₁推荐的N₁处理追氮量与M₂推荐的N₂处理追氮量对产量的影响差异不显著;N₁的追氮量417.45 kg/hm²高于当地高产的追氮量,N₂的285.40 kg/hm²低于当地高产的追氮量,但是N₁和N₂的产量均明显低于当地高产产量;在棉花各个生育时期,N₁与N₂的追肥量与棉花需肥量趋势基本一致,但是各时期N₁的追肥量高于N₂的追肥量。【结论】棉花SPAD值推荐施氮模型具有科学性、可应用性,但在土壤、气候、管理模式变化时需要对模型参数进行修正,才能达到SPAD值与施氮量的最大相关性。修正SPAD值推荐施氮模型时可以利用原有模型的推荐施肥量、当地多年高产施肥量,通过反推快速得到当年就能使用的新推荐施肥公式。     

新疆生产建设兵团农牧业温室气体排放的脱钩与驱动效应分析

为系统性探究区域农牧业温室气体排放特征及驱动因素,以新疆生产建设兵团农牧业生产系统为研究对象,核算农牧业温室气体净排放量,采用Tapio脱钩分析法评估温室气体净排放量与产值、产量的关联程度,运用LMDI分解法解析温室气体净排放量的驱动因素。结果表明:1)2011—2020年新疆生产建设兵团农业和畜牧业温室气体净排放量均呈现“增长—平稳波动”趋势,至2020年农业和畜牧业温室气体净排放量分别为1.02×10¹⁰ kg和1.34×10⁹ kg(以CO₂计)。2)农牧业温室气体净排放量与产值处于脱钩状态,而与产量逐渐脱钩。3)生产机械化水平、水利现代化水平对农业温室气体净排放量的效应值为-14.87×10⁶、58.25×10⁸ hm²,分别起抑制作用和促进作用。畜禽良种化水平对畜牧业温室气体净排放量的效应值为-4.55×10⁶,起抑制作用;生产机械化水平对畜牧业温室气体净排放量从促进作用转向抑制作用。本研究成果可为新疆生产建设兵团农牧业绿色低碳发展提供参考资料。     

基于土壤有机碳密度变化率的畜禽粪便农田承载力估算

为完善面向土壤固碳的畜禽粪便承载力估算方法研究,以北大荒集团和新疆生产建设兵团种养业生产系统为研究对象,根据种养业生产现状与农田土壤固碳机制,以静稳态模型为基础,构建基于土壤有机碳密度变化率的畜禽粪便农田承载力模型;设定土壤有机碳密度变化率目标值,估算每hm²农田适宜施用畜禽粪便有机肥量与畜禽承载量。结果表明：1）当农田土壤有机碳密度维持当前水平,北大荒集团和新疆生产建设兵团农田可承载的畜禽养殖量以猪当量计分别为180.5~832.1和14.7~327.6头/hm²。2）考虑土壤固碳需求,两地畜禽养殖业未来发展潜力大。本研究成果可为区域种养结合与绿色低碳发展提供参考资料。     

绿洲农田氮磷利用与生产水平、经济和环境效益的协同效应分析

提高养分利用效率西北绿洲农业是区域农业绿色发展的重要议题之一。该研究以新疆生产建设兵团农业生产系统为研究对象,明晰农田土壤表观氮磷养分流动特征,计算2000—2020年农田氮磷养分盈亏量与利用效率;采用斯皮尔曼相关性分析法探究其养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间的协同效应。结果表明：1）新疆生产建设兵团农田氮、磷输入以化肥为主,而输出以秸秆、籽粒和氨挥发为主。农田氮、磷盈亏量相对较高,2020年分别为147.54和47.61 kg/hm²。农田氮、磷利用效率相对较低,分别在34.33%～44.05%和39.25%～49.54%之间波动。2）新疆生产建设兵团农田养分利用与生产水平、经济效益和环境效益之间存在权衡效应,而生产水平和经济效益存在协同效应。新疆生产建设兵团农业机械化生产获得良好收益,但以养分损失、环境污染为代价。发达国家农田养分利用与生产水平、经济效益协同促进,不牺牲环境效益。因此,建议新疆生产建设兵团优化肥料用量与结构,推广智慧农业技术管控肥水。该研究可为地区农业养分管理与绿色发展提供参考。     

捡拾方式对绿洲棉田地膜残留和棉花产量的影响

为研究不同捡拾方式对绿洲棉田地膜残留量和棉花产量的影响，2016—2018年开展田间定位试验，设不捡拾、部分捡拾和彻底捡拾地膜3个捡拾方式处理。结果表明：捡拾后0~30 cm土壤地膜残留量明显减少，彻底捡拾处理减少量多于部分捡拾处理，0~20 cm残膜量增减占总增减量的57.1%~80.0%，连续3 a棉花产量高低依次是彻底捡拾、部分捡拾、不捡拾处理。研究表明，土壤地膜残留量存在“危害阈值”，超过阈值后棉花产量迅速大幅降低。每年进行多次残膜回收并持续若干年，能遏制棉田地膜残留或根除土壤残留地膜。     

棉花根际溶磷菌WJP-7发酵培养基优化及防病增产效果

【目的】研究棉花根际溶磷菌WJP-7发酵培养基优化及防病增产效果。【方法】采用实验室筛选的高效溶磷菌株P.taiwanensis WJP-7为出发菌株,在优化的假单胞菌发酵培养基上增殖培养。【结果】利用正交试验优化摇瓶发酵培养基,培养基配方为蛋白胨20 g/L,MgCl₂ 15 g/L,K₂SO₄ 1.4 g/L。使活菌数达到3.6×10⁹CFU/mL。摇瓶增菌发酵最优培养基发酵验证试验结果最高活菌数为3.60×10⁹CFU/mL。菌株WJP-7水剂处理对花期黄萎病防治效果为44.57%,絮期防治效果为50.53%。施用WJP-7水剂对棉田土壤除全氮含量增加不显著,对其它养分和pH值均有显著影响(P<0.05)。菌剂增产率为14.35%和19.51%,【结论】优化了台湾假单胞菌WJP-7摇瓶发酵培养基,菌株WJP-7水剂处理对棉花黄萎病防治效果为50.53%,对棉田土壤除全氮含量不显著外,对其它养分和pH值均显著影响(P<0.05),具有明显的增产效果。     

有机肥替代化肥对棉花生长性状、产量的影响

【目的】研究有机肥配施化肥影响棉花生长性状和产量。【方法】采用田间试验,以不施肥和无机复混肥为对照,研究化肥有机替代比例(20%、40%、100%)对棉花生长及产量的影响。【结果】不同生育时期,棉花株高、叶片数、SPAD值、茎粗以及棉花产量变化规律一致:T₅与T₁处理差异不显著,T₁、T₅分别与T₂、T₃、T₄处理差异显著。与无机肥处理(CF)比较,化肥减量20%下施用400 kg有机肥、化肥减量40%下施用800 kg有机肥处理,显著促进棉花生长、提高棉花产量。T₃、T₄处理棉花产量分别比空白处理(CK)增产27.70%、21.75%。【结论】有机肥配施化肥可以达到化肥减量、棉花增产的效果。     

新疆南疆核桃肥料效应及推荐施肥量测算

研究新疆南疆核桃施肥效应与最佳效益的推荐施肥量,为肥料的高效利用提供理论依据。以南疆叶城县为研究区,基于“3414+2”试验方案开展核桃肥料效应研究,并利用一元二次、三元二次肥料效应函数进行拟合,进而优化南疆核桃的N、P2O5、K2O施肥量。结果表明,(1)不同施肥量对核桃的产量影响显著,其中N2P2K2处理的产量、品质显著高于其他处理;不同氮肥处理与核桃产量的相关性显著,而磷肥、钾肥对品质的影响更为明显;(2)三元二次回归肥料效应方程的拟合度显著高于一元二次方程,据此测算的核桃推荐施肥量结果为以核桃产量为主要目标情景下,N、P2O5、K2O最佳施用量分别为0.21、0.59和0.58 kg/株,最佳施肥配比为1.0∶2.8∶2.7,预测最佳产量为8.90 kg/株;而以追求核桃品质为目标时,N、P2O5、K2O最佳施用量范围分别是0.55～0.64、1.37～1.50、0.56～0.62 kg/株。基于“3414”肥效试验和三元二次肥效方程回归测算的氮磷钾推荐施肥量及其配比,可为新疆南疆核桃科学施肥提供理论依据。     

新疆棉花主产区土壤残膜赋存特征及相关性

【目的】研究新疆棉花主产区土壤地膜残留量状况,为棉田地膜残膜防控措施提供科学依据。【方法】对新疆9个地(州)20县(市)典型棉区不同耕层土壤进行采样,统计地膜残留量、残片数量、面积、质量、膜厚,研究土壤残膜赋存特征及影响因素,分析相关性及残膜量对塑化剂含量的影响。【结果】新疆棉花主产区土壤残膜量水平在3.19～454.03 kg/hm²,均值为126.24 kg/hm²,残膜区域空间分布顺序依次为南疆>北疆>东疆;分布在0～20 cm土层内的残膜显著高于20～40 cm土层,随着覆膜年限增加,残膜呈现向深层土壤下移的趋势。残膜含量与破碎度呈显著正相关(P<0.05),与膜厚呈显著负相关(P<0.05)。土壤中的PAEs含量与对应的残膜含量呈显著正相关(P<0.01)。【结论】新疆棉花主产区土壤残膜留量属于中度水平,土层残膜垂直分布存在残膜含量和残片数量随土壤深度增加而逐渐降低,不同残膜区域空间分布差异性明显,随着覆膜年限的增加,耕层土壤中残膜的含量和数量均呈上升趋势,土壤残膜量与土壤中PAEs显著相关。     

长期大田滴灌对新疆农田水盐环境影响的研究进展

大田滴灌在新疆地区大规模应用取得了非常显著的经济、社会和生态效益，但不同区域应用时，对土壤水盐平衡及地下水动态的影响也各异。为准确掌握长期节水灌溉对新疆农田土壤水盐及地下水埋深的影响，本文系统梳理了新疆大田滴灌的发展历程及取得成效，分析了长期大田滴灌以来耕层土壤水分状况、南北疆的主要灌区农田地下潜水埋深、耕层土壤盐分再分布的变化情况，并从维护新疆水土资源可持续利用角度提出4条对策与建议：“两水”统观统用构建安全地下水位埋深、灌溉洗盐结合维持良好农田耕层、区域统防统治实现区域水土可持续、节水降盐为核心提升区域农业资源利用效率，为进一步开展新疆农业水资源可持续利用提供参考和方向。节水抑盐是新疆农业可持续发展的战略举措，但如何实现干旱盐碱区水土资源的高效利用，探索和遵循水盐平衡这个科学问题值得长久关注。