施钾对直播油菜产量及钾钙镁养分吸收的影响

直播冬油菜由于个体植株小、抗病性差等特点对钾、钙、镁养分的缺乏尤为敏感。通过研究不同施钾水平对直播油菜钾、钙、镁的吸收和积累的影响,为直播油菜平衡施肥提供科学依据。2011/2012年在湖北蕲春开展田间试验,分析施钾量对直播油菜产量及各部位生物量,钾、钙、镁养分含量和积累量的影响。结果表明,施钾显著提高油菜籽粒产量、各部分生物量以及油菜根、茎、叶钾素含量和积累量,但是K120(施钾120kg/hm2K2O)和K160(施钾160kg/hm2K2O)处理间差异均不显著。施钾尤其是高量施钾降低了叶片和茎秆钙、镁的含量,而对油菜根的钙和籽粒的钙、镁含量影响较小。施钾能够显著提高油菜钾、钙、镁总积累量。从整株油菜养分平衡的角度分析,越冬期施钾(尤其是高量施钾)显著增加了油菜对钾的吸收而抑制了钙、镁的吸收。为了能实现钾、钙、镁三种养分的吸收平衡,建议当前生产条件下最佳钾肥施用量为120kg/hm2。     

黄棕壤土柱中铁锰的淋溶淀积及其对Pb2+的吸附解吸

以湖北省孝感市的黄棕壤B层土壤为装柱材料,在干湿交替(pH=5)条件下,分别加入不同浓度(0~0.08 mol/L)FeSO_4和MnCl_2的铁、锰混合溶液,淋溶土柱60次,分析土壤中游离态和非晶质态铁、锰氧化物的淋溶淀积规律及其对重金属Pb~(2+)的吸附与解吸特点。结果表明:当淋溶液的铁浓度分别为0.04和0.08 mol/L时,淋溶液中锰浓度增加,土壤中的锰含量呈增加趋势,铁含量无明显变化;淋溶后土壤中游离和非晶质铁氧化物的淀积量均高于锰氧化物的淀积量,同一处理土柱上层(0~10 cm)的铁、锰淀积量基本上大于下层(20~30cm);淋溶60次后,土壤样品对Pb~(2+)的吸附量随平衡溶液浓度的增大而增加,上层的最大吸附量为167 mmol/kg,下层的最大吸附量为195 mmol/kg;淋溶后黄棕壤对Pb~(2+)的吸附量随土壤中锰淀积量的增加而增加,而对Pb~(2+)的解吸量却呈相反的趋势;Pb~(2+)的解吸量随其吸附量的增加而增加。     

减量施肥模式对稻麦轮作体系作物产量和养分利用效率的影响

为实现化肥高效施用和零增长目标,采用稻麦轮作两季作物大田试验,探讨不同减量施肥模式对轮作体系周年产量及养分利用效率的影响。试验设置不施肥(CK)、常规化肥(CF)以及等养分条件下有机肥与化肥配施(LF1)、有机肥与化肥配施基础上减20%化肥N增施氮肥增效剂(LF2)、有机肥与化肥配施基础上减20%化肥P增施磷素活化剂(LF3)以及有机肥与化肥配施基础上减20%化肥N+减20%化肥P增施氮肥增效剂+磷素活化剂(LF4),共6个处理。结果表明：与常规化肥(CF)相比,LF2处理的稻麦周年产量显著提高了7.6%,LF4处理的稻麦周年产量显著降低了6.2%,LF1和LF3处理对稻麦周年产量影响不显著;LF2处理能够显著增加周年氮、磷、钾素的偏生产力以及氮、磷素的吸收效率,LF4处理显著提高了周年氮、磷素的偏生产力和氮素的吸收效率同时也显著减低了钾素的偏生产力,LF1处理仅显著提高了周年氮素的利用效率,而LF3处理对周年氮、磷、钾素的养分利用效率各指标均无显著影响。综合结果表明,有机肥与化肥配施基础上减少20%化肥N增施氮肥增效剂(LF2)模式有利于协调作物养分吸收和提高产量,可作为长江中下游相似生态区域稻麦轮作种植减肥增效的优选模式。     

低磷胁迫对甘蓝型油菜自然群体产量及品质的影响

甘蓝型油菜作为重要的油料作物,对缺磷敏感。为了分析低磷胁迫对甘蓝型油菜自然品种产量及品质的影响,通过大田实验调查了187份甘蓝型油菜自然品种在正常磷和低磷胁迫条件下种子中9个品质性状及单株产量的变化。结果表明：①两处理条件下自然群体各性状变异范围差异较大,其中20碳烯酸、油酸和单株产量的变异系数较大。缺磷对群体产量的影响较大,而对品质性状的影响相对较小;②低磷胁迫不影响群体各品质性状间的相关性,但会显著降低含油量、蛋白质及水分含量与单株产量间的相关性;③低磷胁迫对品质性状的影响在品种间表现出不同的趋势。总体而言,含油量、水分、油酸和亚麻酸等受低磷胁迫影响的趋势不明显,75%以上品种的亚油酸和棕榈酸含量下降,60%以上品种的20碳烯酸和硬脂酸含量上升;④以磷正常和低磷条件下的含油量和单株产量为指标,挑选出6个耐低磷胁迫的优异种质。上述结果为深入开展低磷胁迫条件下油菜品质性状的基因型差异及遗传调控机制提供了基础。     

不同质地重塑土坡面细沟侵蚀形态与水力特性及产沙的关系

土壤质地对坡面侵蚀产沙与细沟形态具有重要影响。为明确不同质地土壤坡面的细沟形态与侵蚀产沙特征的关系,该研究以土沙混合配制不同颗粒组成的重塑土坡面为研究对象,采用室内放水冲刷动床试验,选取了平均沟深、平均沟宽及断面宽深比等作为细沟基本形态参数,分析了坡面细沟形态与水力学特性、侵蚀产沙的定量关系,并建立坡面侵蚀经验预测方程。结果表明:1)沟深随坡度增大而增大,沟宽随坡度增大而减小,两者随流量的变化不明显,细沟断面宽深比随坡度和流量的增加逐渐减小;2)同一试验条件下,坡面含沙量的增加使细沟断面形态整体由"窄深式"趋向"宽浅式";3)单位水流功率、水流功率与坡面细沟形态参数的关系最为密切(r0.784,p0.01),平均沟宽与水力学参数关系不显著;4)平均沟深与细沟形态综合量化参数对坡面产沙有较好的预测效果(R20.747,NES0.755,p0.01);5)引入坡面土壤黏粒含量参数后,基于细沟形态参数与坡面土壤黏粒含量的坡面侵蚀经验预测方程可信程度与预测精度显著提高(R20.879,NES0.887,p0.01)。该研究为坡面侵蚀预测与侵蚀机理研究提供参考依据。     

花岗岩崩岗区不同土层的侵蚀水动力学特征

土壤剥蚀率是单位时间单位面积水流剥蚀土壤的质量,定量研究崩岗不同土层土壤剥蚀率对预测土壤剥蚀过程及建立崩岗侵蚀物理模型具有重要的理论和实践意义。针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的表土层、红土层、砂土层、碎屑层,采用不同坡度(8.8%、17.6%、26.8%、36.4%、46.6%)和不同流量(0.2 Ls~(-1)、0.4 Ls~(-1)、0.6 Ls~(-1)、0.8 Ls~(-1)、1.0 Ls~(-1))相结合的室内放水冲刷试验,分析表土层、红土层、砂土层、碎屑层土体土壤剥蚀率与水动力学参数之间的关系,初步探讨花岗岩崩岗侵蚀的水动力学机制。结果表明:在一定坡度条件下,土壤剥蚀率随径流流量的增大而增大,且各土层土壤剥蚀率存在很大差异,碎屑层土壤剥蚀率最大,砂土层次之,表土层最小;在相同流量条件下,各土层土壤剥蚀率均随冲刷时间的延长逐渐降低并趋于稳定;径流剪切力、水流功率对崩岗各土层土壤剥蚀率的影响均可采用线性方程很好地描述(R~20.926),相比用单位水流功率拟合的多项式方程的相关性(R0.830)要高,径流剪切力和水流功率均可作为描述崩岗各土层土壤侵蚀的水动力学参数。表土层、红土层、砂土层、碎屑层的临界径流剪切力依次减小,分别为0.28Pa、0.13Pa、0.10Pa、0.07Pa,各土层土壤细沟可蚀性参数差异明显,碎屑层的最大,砂土层次之,表土层最小。因此,在崩岗垂直结构上,随着土层深度的增加,土体抵抗径流剥蚀的能力逐渐减弱。     

不同轮作模式下氮肥用量对土壤有机氮组分的影响

通过三年六季的田间定位试验,对比研究了水旱轮作(水稻/油菜)和旱地轮作(棉花/油菜)下氮肥用量对土壤有机氮含量及其组分的影响。结果表明,经过三年轮作后,周年轮作氮肥投入超过300 kg hm~(-2)(以纯氮计,下同)的处理0~20 cm土壤全氮含量明显增加。与不施氮处理相比,周年氮肥用量为300 kg hm~(-2)和375 kg hm~(-2)水旱轮作处理0~20 cm土壤全氮含量增加了13.6%~23.5%,而旱地轮作处理则增加了15.0%~23.0%,土壤酸解态氮含量增加是土壤全氮变化的主要原因。两种轮作模式下土壤酸解态氮含量无显著差异,但土壤酸解态氮各组分的变化却不相同。水旱轮作中酸解铵态氮增加的比例(33.8%)低于旱地轮作(53.9%),但其酸解未知态氮含量增加的比例(36.0%)高于旱地轮作(16.6%)。综上所述,周年氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,水旱和旱地轮作下土壤酸解态氮库各组分变化差异明显。根据不同轮作模式下土壤有机氮库转化特点,优化氮肥施用对于提高作物产量和氮肥利用率具有重要意义。     

不同调理剂对酸性土壤降酸效果及大麦幼苗生长的影响

采用土壤培养及盆栽试验研究5种调理剂(生石灰、油菜秸秆、有机肥、钾硅肥、土壤改良剂,用量均为1.8 g/kg)对酸性土壤(pH值3.9)酸度指标和大麦幼苗生长的影响。土壤培养试验结果表明,施用生石灰、有机肥和钾硅肥均能明显提高土壤pH值,降低土壤交换性酸总量、交换性H+和交换性铝含量。其中以生石灰降酸效果最好,到培养第90 d,相比于对照处理提高了0.66个单位,土壤交换性铝含量减少了2.01 cmol/kg;其次是有机肥和钾硅肥处理,pH值较对照处理分别提高了0.14和0.15,土壤交换性铝含量分别降低了0.23和0.19cmol/kg;油菜秸秆和土壤改良剂处理从酸度指标来看,与对照并没有显著差异。大麦幼苗盆栽试验结果表明,与对照相比,生石灰、油菜秸秆、有机肥、钾硅肥和土壤改良剂处理的大麦幼苗地上部生物量分别增加71.5%、24.1%、27.6%、28.2%、24.7%,大麦株高、根长、根系总表面积和根系活力均显著高于对照处理,根系平均直径减少,有利于养分和水分的吸收。综合结果表明,不同类型的调理剂对酸性土壤的降酸效果不尽相同,其中以生石灰效果最好,秸秆处理尽管没有有效降低土壤酸度但仍可明显促进作物生长,因此也可用作酸性土壤的改良物质,在实际生产中应因地制宜应用各种调节物质来促进作物生长。     

不同生物质炭对酸化茶园土壤N2O和CO2排放的影响

为了研究不同生物质炭对酸化茶园土壤温室气体排放的影响,采用原料为小麦秸秆、柳树枝、椰壳3种生物质炭,通过室内培养试验来探究不同生物质炭对茶园土壤性质及N_2O、CO_2排放特征的影响。试验中生物质炭添加量为20 g·kg~(-1),同时设置了施氮肥处理,采用尿素作为外加氮源,施氮量为100 mg·kg~(-1)。结果表明,施加生物质炭提高了酸化茶园土壤pH值,柳树枝生物质炭处理土壤pH值最高为6.71,显著高于其他处理。不同生物质炭对土壤DOC含量的影响效果存在差异,柳树枝生物质炭使土壤DOC平均含量增加了95.6%,椰壳生物质炭使土壤DOC含量降低36.1%,小麦秸秆生物质炭则影响不显著。生物质炭通过抑制土壤硝化和反硝化作用降低土壤N_2O的排放,椰壳生物质炭降低N_2O排放比例达91.7%,减排效果最显著。在施氮条件下柳树枝生物质炭对土壤N_2O的减排效果显著低于小麦秸秆和椰壳生物质炭。土壤CO_2的排放通量与pH值、DOC含量均呈极显著正相关,生物质炭促进了土壤CO_2的排放,柳树枝生物质炭处理CO_2的排放显著高于其他处理。此外,外加氮源降低了土壤pH值,增加了土壤N_2O的排放,但是对土壤DOC含量变化无显著影响。     

甘蓝型油菜氮高效的生理与分子遗传基础研究进展

氮是植物生长发育所必需的大量营养元素。油菜对氮肥的需求量较大,氮肥利用率低。不同油菜品种的氮效率存在较大的基因型差异。与氮低效基因型油菜相比,氮高效基因型油菜在氮的吸收、转运、代谢、光合作用以及再利用等方面表现出显著的优势。同时,参与上述过程的基因包括硝酸根转运基因(NRT)、铵离子转运基因(AMT)、编码植物氮代谢相关酶类的基因以及其他基因等的表达水平也受到氮水平的显著影响,并在氮高、低效基因型间表现出显著的差异。本文主要从甘蓝型油菜氮效率的基因型差异、氮高效的生理与分子遗传基础等方面简要介绍了近年来关于甘蓝型油菜氮效率方面的研究进展。