砂质脱潮土区不同冬小麦品种(系)抗倒伏特性研究

【目的】研究河南省砂质脱潮土区冬小麦的抗倒伏性能。【方法】以河南省砂质脱潮土区种植的13个不同冬小麦品种(系)为研究对象,分析灌浆中期冬小麦农艺性状、茎秆物质特性和力学特性与抗倒性能的关系,并对与小麦抗倒指数相关的9个性状进行相关、聚类和主成分分析。【结果】灌浆中期的株高和重心高度不是冬小麦品种(系)倒伏的决定因素。不同冬小麦品种(系)的基部第二节间的机械强度和抗倒指数与第二节间长度在一定范围内负相关,但相关性不显著;与株高构成指数和基二/株高极显著和显著负相关;与茎粗、茎壁厚度和厚径比显著和极显著正相关。聚类分析中类群Ⅰ通过降低株高和优化基部第二节间来改善抗倒性能。类群Ⅱ通过基部第二节间特性优化来改善抗倒性能,类群Ⅲ通过降低株高和提高茎秆机械强度来降低倒伏。主成分分析得到的3个主成分因子对抗倒性状变异累计贡献率为83.72%。主成分因子Y1反映茎秆指标变异的48.11%,其中茎壁厚度、厚径比、机械强度是决定Y1的主要因素。【结论】抗倒指数是由多因素决定的综合性状,基二/株高、茎壁厚度、茎粗和厚径比可以作为评价抗倒伏指数的指标选项。就砂质脱潮土区提高小麦抗倒育种对策而言,除茎秆的机械强度外,注重基部第二节间长度占株高的比例和茎壁厚度与茎粗的比例同样重要。     

改良剂作用下滨海盐化潮土团聚体分布、稳定性及有机碳分布特征

通过对滨海盐化潮土小麦—玉米轮作2年田间定位试验,研究不同改良剂施用对土壤团聚体分布、稳定性及土壤团聚体中有机碳含量、各级团聚体有机碳对总有机碳贡献率的影响。试验共设置3个处理:对照(CK)、有机土壤改良剂(OSA)和有机—无机土壤改良剂(CSA),分析土壤团聚体分布、水稳性大团聚体(R_(0.25))、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)、分形维数(D)、有机碳储量(soil organic carbon storage,SOCS)和有机碳贡献率(contribution rate of organic carbon)。结果表明,滨海盐化潮土水稳性团聚体组成主要以0.25 mm粒径为主,改良剂施用后土壤R_(0.25)显著提高,其影响主要集中在5 mm和2～5 mm粒径级,OSA处理2个粒级团聚体含量较CK分别显著增加167.38%和59.00%,CSA处理分别显著增加89.17%和100.66%。施用OSA与CSA同时显著提高了土壤团聚体MWD和GMD值,说明2种改良剂的施用均有利于提高大团聚体数量及稳定性。施用改良剂2年处理土壤各粒级团聚体中有机碳含量均有所提高,OSA处理以1～2 mm粒级提高最多,CSA以2～5 mm粒级提高最多,且前者达显著水平。与CK相比,改良剂可促使土壤有机碳向大团聚体富集,显著提高1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率93.62%～109.76%,降低或显著降低1～2 mm粒级团聚体对土壤总有机碳的贡献率20.55%～24.92%。在小麦—玉米轮作模式下,改良剂施用不仅可以显著提高滨海盐化潮土水稳性大团聚体含量和稳定性,还可显著增加水稳性大团聚体有机碳含量与储量,是加强盐碱土壤有机碳库积累的有效措施。     

砂壤质潮土定位试验30年的肥效演变

利用建立于1980年的砂壤质潮土肥料长期定位试验,对30年的肥效演变进行了研究与分析.结果表明,长期不同施肥处理,小麦、玉米历年产量顺序基本趋势为NPK＞ NP＞N＞CK;有机肥与化肥配合,作物产量大幅度提高,均高于相对应的化肥,且稳产性好.单施化肥前3年,氮肥养分效率明显,磷、钾肥效果不明显,3年后氮效下降,而磷、钾效上升;磷肥连续施用有明显的残效迭加效应,比一次足量施用具有更好的增产效果,且小麦的磷肥肥效高于玉米;砂壤质潮土增施钾肥有明显和稳定的增产效果,配施有机肥后肥效明显下降.有机肥与化肥配合,有机肥肥效随N、P、K配合比例的增加而降低,有机肥长期施用有明显的后效.养分供应不协调会引起作物缺素而严重影响生长发育,以致减产.     

定位试验20年黄潮土速效磷养分的变化特征

利用黄潮土20年长期定位试验，研究了不同施肥条件下土壤速效磷含量的变化特征。结果表明，长期施用磷肥可以基本维持耕层土壤速效磷的水平；不施肥或单施氮肥以及配施厩肥，土壤速效磷含量随年代的变化，分别呈指数函数负相关和正相关。长期施用磷肥或厩肥可不同程度提高土壤剖面各层次速效磷含量，且磷肥与厩肥配施的效果较其单施更明显。在小麦－玉米轮作周期内，长期不同施肥处理可影响作物各生长期的土壤速效磷含量，但它们受外界环境条件影响而随季节变化的趋势基本一致。     

长期定位施肥对非石灰性潮土K+解吸动力学的影响

采用连续液流法研究了长期定位施肥潮土K+解吸的动力学特性。结果表明,1)不同处理的土壤K+解吸的平衡时间和平衡解吸量有很大差异,平衡解吸量的变化与CEC和粘土中高岭石的含量密切相关;2)长期施肥使K+解吸速率产生了差异,解吸速率也与CEC、粘粒含量和高岭石的变化密切相关;3)不同处理在不同的反应阶段其解吸率差异很大,粘粒含量高的处理在反应初期解吸较快;4)平衡前不同时段的解吸速率和解吸率与反应时间lnt有极显著的线性相关,且与土壤粘粒含量密切相关;5)一级动力学方程是描述潮土中K+解吸过程的最优模型,该过程是扩散控制过程。     

长期施用有机肥对潮土区甘薯碳氮积累与分配的影响

【目的】甘薯碳氮积累与分配是影响产量形成的关键因素。研究长期有机肥料添加条件下甘薯碳氮积累与分配的响应关系,为实现潮土区甘薯高产高效栽培提供科学依据。【方法】以40年潮土长期定位试验（徐州）为平台,选择不施肥（CK）、施氮磷钾肥（NPK）、施有机肥料（M）、有机肥料+氮磷钾肥处理（MNPK）处理作为研究对象,测定分析不同施肥措施下耕作层土壤性质、甘薯收获期的地上/地下部生物量以及各主要功能器官的碳氮含量,阐明不同施肥处理对甘薯碳氮含量及其在各功能器官中的分配比例的影响,以及不同施肥措施下甘薯地上、地下部碳氮比（C/N）的变化,并运用主成分分析法解析甘薯碳氮分配与土壤性质的关系。【结果】长期有机肥配施氮磷钾化肥（MNPK）,相较单施有机肥料（M）或化肥（NPK）,甘薯块根生物量与干物质量显著提高（P<0.05）。同时土壤全氮、速效钾含量均显著提高（P<0.05）。通过对土壤性质与甘薯碳氮固持及碳氮比之间的相关性分析表明,甘薯各器官碳氮固持量与土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、速效钾含量呈极显著正相关（P<0.01）。 而土壤有效磷（AP）含量并未与甘薯叶片碳氮含量表现出相关关系,但与块根氮固持量呈极显著正相关（P<0.01）,相关系数达0.839。甘薯叶片C/N与土壤EC呈极显著正相关（P<0.01）,叶柄与藤蔓C/N与土壤EC呈极显著负相关（P<0.01）,甘薯地下块根C/N与土壤有效磷含量呈极显著负相关（P<0.01）。通过对碳氮固持量在地上部、地下部的分配比例以及地上部、地下部的C/N进行主成分分析（PCA）,结果表明前两个轴共同解释了66.6%的变异,第一主成分轴贡献率为42.8%。CK与NPK处理在轴1上的排序较高,说明两者处理下土壤pH与EC值较高,且对于碳氮在甘薯地上部的分配以及地下部C/N的解释度较高。【结论】有机物料添加能够合理调配各器官C/N,提高碳氮在甘薯地下块根部分的分配比例,促进甘薯产量的形成。     

水洗生物炭对2种类型土壤钾素淋失的影响

为了探究生物炭对潮土和砂土钾素淋失的调控效应,通过土柱淋溶模拟试验,以水洗生物炭为研究对象,比较生物炭水洗前后不同形态钾含量、表面形貌和含氧官能团变化,进而探究不同用量水洗生物炭对2种类型土壤钾素淋失的阻控效应。结果表明:水洗处理可使生物炭水溶性钾含量由13.9 g/kg降至0.06 g/kg,而对生物炭孔隙结构和表面含氧官能团影响较小。水洗生物炭对潮土和砂土水分淋失的影响受其施用量的影响,表现为低量促进、高量抑制的趋势,添加1%水洗生物炭显著增加了2种类型土壤水分淋失总量。生物炭对2种类型土壤钾素淋失的影响各异,添加2%和4%水洗生物炭对砂土钾素淋失表现出显著的阻控效应(P0.05),钾素淋失量分别较不加生物炭处理降低了21.2%和28.3%,而添加1%水洗生物炭却增加了潮土钾素淋失量(P0.05)。另外,生物炭可提升土壤阳离子交换量和表层土交换性钾含量,且提升幅度随生物炭施用量的增加而增加,并且对砂土的提升效果更明显。因此,从钾素淋失角度考虑,生物炭更适用于阳离子交换量较低、保肥能力差的砂质土壤上。     

不同施肥处理对土壤团聚体和硝态氮含量的影响

在25年长期定位试验研究基础上,分析了无肥、N、NP、NPK、N+有机肥和N+秸秆6个不同施肥处理土壤的团聚体含量和NO3-N含量。结果表明:施用有机肥以及NPK化肥合理配施可以增加土壤团聚体含量,提高团聚体的稳定性。水稳性团聚体含量与有机质含量呈r2=0.9251的正相关关系。6个不同施肥处理在施N量相同的条件下,单施N肥土壤的NO3-N含量最高,分别是N+有机肥、NPK、NP处理的2.9倍、1.8倍和1.6倍。不平衡施肥是引起土壤NO3-N大量累积的重要原因,施用有机肥以及NPK合理配合施用可明显地减少土壤NO3-N的残留。