基于无人机遥感可见光参数的水稻氮素营养诊断

氮素是决定水稻产量的重要因素之一,传统水稻氮素的诊断耗时费力且对作物的损害较大,确定无人机遥感水稻氮素营养诊断的最佳可见光参数,对水稻氮素的快速诊断具有良好的实用价值.该研究在安徽省怀远县试验基地,设置5个施氮水平,先后2次进行无人机采样,计算出10个可见光参数,并分析可见光参数与水稻含氮量之间的关系,结合相关系数与变异系数的大小筛选出诊断水稻氮素的最佳可见光参数.结果表明,参数B、G/(R+G+B)、G/B、RGBV1与作物含氮量的相关性较强,其中参数G/(R+G+B)可作为无人机为遥感水稻氮素诊断的最佳可见光参数.通过回归分析得到y(含氮量)与x(绿光化标准值)之间的回归方程y=0.0017x2-0.0074x+0.7201,R2=0.9825.     

苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失特征

[目的]定量分析苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失特征,为巢湖上游小流域水土保持工作提供科学依据。[方法]基于遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS),利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)定量评估研究区土壤侵蚀及其养分流失状况,分析土壤侵蚀强度与坡度、高程和土地利用等因子的关系。[结果]①2018年研究区平均土壤侵蚀模数为394.45 t/(km~2·a),主要为微度和轻度侵蚀。②土壤侵蚀强度与坡度呈明显的正相关,且随着坡度增加,强度及以上侵蚀的面积比例逐渐增加。同一高程范围内不同土地利用对土壤侵蚀程度影响不同,以各土地利用的平均土壤侵蚀模数表示为:未利用地[1 022.55 t/(km~2·a)]林地[655.04 t/(km~2·a)]旱地[285.78 t/(km~2·a)]水田[139.80 t/(km~2·a)]。③土壤养分流失与土壤侵蚀的空间分布趋势一致,土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)平均流失量分别为3.66,0.27,0.07 t/(km~2·a)。[结论]苦驴河上游小流域土壤侵蚀及其养分流失受地形地貌影响显著,南高北低,南部丘陵水土流失较为严重,山林地和坡耕地是该地区水土保持工作的重点区域。     

水肥一体肥料减量对大棚番茄产量、品质和氮肥利用率的影响

针对安徽省设施番茄生产中肥料施用量大、施肥方法不科学等问题,以安徽省芜湖县设施番茄为研究对象,探讨水肥一体化措施下减量施肥对番茄产量、产值、品质、养分吸收和氮肥利用效率的影响,以期为区域设施番茄合理水肥管理提供理论和技术支持。研究结果表明：与菜农习惯水肥管理相比,水肥一体氮肥减量20%-40%或氮磷钾肥各减量20%都能够提高番茄产量、产值和利润;影响番茄品质因子较多,在本试验施肥量下,水肥一体减量施肥番茄可溶性总糖、可溶性固形物含量下降,Vc含量增高,适当减少肥料用量有利于番茄红素含量的提高,减肥幅度过大,番茄红素含量下降;水肥一体减量施肥能提高氮肥当季利用率。综合番茄产量、品质和氮肥利用效率,在本试验条件下, N 240kg/hm₂、P₂O₅ 144 kg/hm₂、K₂O 240 kg/hm₂ 是较为合适的用量。笔者认为,尽管优化施肥、水肥一体化减量施肥能提高氮肥利用效率,但设施番茄的氮肥利用率仍较低,氮肥利用率的提高仍有一定的潜力。     

水肥一体化对小麦-水稻轮作体系作物养分的影响

肥料过多施用,不仅造成资源严重浪费,还对环境造成负面影响.基于此水肥一体化技术被越来越多地提及和应用,所以针对这种现象,研究在水肥一体化下,化肥减量是否会造成作物减产,以选择最优种植方案.研究了一年小麦-水稻轮作,方案分为9个处理,分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I.通过研究产量、千粒重、N、P、K含量来选择最优种植方案.小麦和水稻产量均在有机无机肥减量20％时最高,化肥减量对小麦水稻体内P、K含量大体无明显的影响,小麦在有机无机肥减量20％+叶面肥追肥时经济效益最高,水稻在配方肥减量30％+叶面肥追肥时经济效益虽然较配方施肥+常规追肥无明显增加,但肥料产投比却明显增加.因此,推荐小麦种植方案为有机无机肥减量20％,在小麦养分临界期追施叶面肥,推荐水稻种植方案为配方施肥减量30％,在水稻养分临界期追施叶面肥.     

脲酶/硝化抑制剂对沿淮平原水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素的影响

添加氮素抑制剂是提高水稻氮肥利用率的有效途径之一。采用大田试验,探讨了氮素抑制剂(脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)及其组合)对沿淮平原水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素的影响,旨在为优化沿淮稻田生态系统氮素养分管理,减少氮素损失提供科学依据。以"常糯1号"为供试材料,于2018年6—10月在安徽省怀远县(沿淮平原典型水稻种植区)进行试验。试验设5个处理:不施氮肥(CK);尿素(U);尿素+硝化抑制剂(U+DMPP);尿素+脲酶抑制剂(U+NBPT);尿素+硝化抑制剂+脲酶抑制剂(U+NBPT+DMPP)。结果表明:尿素配施NBPT或者DMPP均有利于提高水稻产量、植株吸氮量和氮素利用效率,NBPT效果优于DMPP,NBPT和DMPP联合施用表现出协同增效作用。尿素配施抑制剂的3个处理U+NBPT、U+DMPP和U+NBPT+DMPP较单独施用尿素U处理的产量分别增加6.8%,4.3%,8.6%,植物吸氮量分别增加9.6%,6.5%,12.2%,与U处理之间差异达显著水平(P0.05)。尿素单独配施NBPT或者NBPT+DMPP组合均显著提高了氮肥吸收利用率(NRE)、氮肥农学利用率(NAE)、氮素吸收效率(NUP)和氮肥偏生产力(NPFP)(P0.05),而尿素单独配施DMPP也有不同程度的提高,但差异未达到显著水平(P0.05)。另外,尿素单独配施DMPP或者DMPP+NBPT组合均显著提高了水稻成熟期土壤铵态氮(NH_4~+-N)和微生物量氮(SMBN)的含量,降低了硝态氮(NO_3~--N)的含量,提高了土壤中铵/硝比,而尿素单独配施NBPT对水稻成熟期土壤NH_4~+-N、NO_3~--N和SMBN无显著影响。总体认为,在沿淮平原稻作种植体系中,尿素配施NBPT或者DMPP可以有效地增加水稻产量,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用效率,NBPT和DMPP联合施用效果最理想。     

不同农艺措施对巢湖沿岸坡耕地水土及径流氮输出的控制效果

基于巢湖沿岸坡耕地水土和养分流失监测的定位试验,于2014—2015年连续2a进行观测,研究小麦—芝麻模式下,植物篱(黄花菜)(PH)、植物篱+秸秆覆盖(PHS)和等高垄作(CR)3种农艺措施对水土和径流氮输出的控制效果。结果表明,植物篱、植物篱+秸秆覆盖和等高垄作能有效减少地表径流量和土壤流失量,3种农艺措施的降低效果依次为PHSPHCR。与CK(当地常规耕作)相比,PH、PHS和CR处理平均分别减少24.5%,36.5%和19.7%的径流流失和31.0%,45.6%和25.4%的土壤流失,表现出显著的水土保持作用,且减沙效果大于减流效果。3种农艺措施显著降低了径流液颗粒态氮(PN)的浓度,提高了溶解态总氮(DTN)、硝态氮(NO~-_3—N)和溶解态有机氮(DON)的浓度,但对总氮(TN)和铵态氮(NH~+_4—N)浓度无显著影响。CK处理径流液中PN和DTN所占TN的比例基本相当,而在其3种农艺措施下,DTN是N随着径流迁移的主要形态。在DTN中,NO~-_3—N占较大比例,DON次之,NH~+_4—N所占比例最小。CK处理N随地表径流平均年度累积流失量为9.35kg/hm~2,占当年施N量的2.83%。与CK相比,PH、PHS和CR处理的N素年度累积流失量平均分别降低了28.3%,40.7%和21.2%,其对N素输出的控制效应主要是通过减流减沙来实现的。该研究可为巢湖流域坡耕地水土流失和面源污染防治提供科学依据。     

不同农艺措施对巢湖沿岸坡耕地不同形态磷径流输出的控制效果

为明确巢湖沿岸坡耕地不同农艺措施对生态保护和水环境治理的影响,以农业面源污染长期定位观测基地为平台,于2014—2015年连续2 a对常规耕作(CK)、植物篱(黄花菜,PH)、植物篱+秸秆覆盖(PHS)和等高垄作(CR)4种农艺措施下的水土及随地表径流迁移的各种形态磷进行了监测。结果表明,与常规耕作相比,PH、PHS和CR能有效地减少径流量和产沙量(P0.05),降低效果依次为:PHSPHCR。与CK相比,PH、PHS和CR可分别减少23.5%、36.5%和19.7%的径流流失和29.5%、45.2%和26.3%的土壤流失,表现出显著的水土保持作用。CK条件下的径流液总磷(TP)浓度是0.612~1.220 mg·L~(-1),其中颗粒态磷(PP)占总磷的71.5%~81.7%,颗粒态磷是磷随地表径流迁移的主要形态。在溶解态总磷(DTP)中,溶解态正磷酸盐(D-Ortho-P)所占比例较大,为87.4%~90.7%;溶解态有机磷(DOP)所占比例较小,仅占9.3%~12.6%。与CK相比,PHS、PH和CR显著降低了径流液PP和TP的浓度(P0.05),但却不同程度地提高了DTP和D-Ortho-P的浓度,而对DOP的浓度无显著影响(P0.05)。CK条件下,磷的年流失负荷平均为0.706 kg·hm~(-2),占当年作物施磷量0.98%。与CK处理相比,PH、PHS和CR处理磷的年流失负荷分别降低38.4%、53.8%和33.4%(P0.05),其对磷素输出的控制效应主要通过减少径流量和降低径流液PP的浓度来实现的。综上可知,植物篱(黄花菜)、植物篱+秸秆还田和等高垄作是控制巢湖沿岸坡耕地水土及磷径流输出的有效措施,其中植物篱配合秸秆覆盖还田效果最佳。该研究可为巢湖流域坡耕地水土流失和面源污染防治提供科学依据。