不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

锌与氮磷钾配合喷施对小麦锌累积、分配及转移的影响

【目的】 在作物上喷施锌肥与目前应用较广泛的喷施大量元素肥料 (氮、磷或钾肥) 相配合,是解决人体锌缺乏问题的重要途径。本研究初步阐明了锌与氮、磷及钾肥配合喷施对小麦籽粒锌营养品质的影响机制,为小麦籽粒有效可行富锌方法提供理论参考。 【方法】 2010—2014年连续进行了4年裂区田间试验。主处理为不同氮肥用量土施 (N 0、120和240 kg/hm2),副处理为喷蒸馏水 (CK)、喷0.3% ZnSO₄ (Zn)、喷0.3% ZnSO₄和1.7%尿素 (Zn + N)、喷0.3% ZnSO₄和0.2% KH₂PO₄ (Zn + P + K)、喷0.3% ZnSO₄和0.5% K₂SO₄ (Zn + K)。分析测定小麦开花期地上部以及成熟期各部位 (籽粒、叶片、颖壳和茎秆) 锌含量,研究锌与氮、磷或钾肥配合喷施对锌在成熟期小麦各部位的分配,以及花前和花后锌分配比例及其对籽粒锌累积的表观贡献率的影响。 【结果】 喷施Zn、Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理后锌含量提升幅度以叶片最大 (2.4～7.7倍),颖壳 (2.0～4.7倍) 和籽粒 (1.8～2.4倍) 次之,茎秆最小 (0.2～1.0倍),锌在叶片和颖壳分配比明显提高。与单喷Zn相比,Zn + N或Zn + K处理籽粒和叶片锌含量进一步增加,而Zn + P + K处理籽粒和叶片锌含量均有所降低。与Zn处理相比,花后营养器官锌吸收量及其向籽粒的转移量在喷Zn + N时分别增加12和14 g/hm2,在喷Zn + K时增加44和32 g/hm2,但喷Zn + P + K时分别降低37和18 g/hm2。土施氮肥亦可显著增加籽粒和各营养器官锌含量,以及锌在营养器官的累积和再转移,但增幅明显低于各喷锌处理。此外,与Zn处理相比,Zn + N、Zn + P + K或Zn + K处理未进一步影响锌在小麦各部位的分配,但锌肥的回收率在Zn + N或Zn + K处理下显著提高,在Zn + P + K处理下显著降低。 【结论】 锌肥与氮肥或钾肥配合喷施,主要通过增加营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移量,进一步提高籽粒锌含量,而磷锌配合喷施通过降低营养器官对锌的吸收及向籽粒的转移进而降低籽粒锌含量。      

秸秆还田条件下减量施氮对作物产量及土壤碳氮含量的影响

【目的】探讨关中平原小麦-玉米轮作体系中,秸秆机械化全量还田条件下减量施N对作物产量、土壤碳库及NO-3-N累积的影响,为该地区粮食生产的合理氮肥用量提供理论依据。【方法】2008-06-2012-06在陕西关中平原进行了4年田间定位试验,在作物秸秆全量还田条件下,设置了常规施N(玉米和小麦季施N量分别为188,150kg/hm2)、15%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为160,128kg/hm2)、30%减量施N(玉米和小麦季施N量分别为130,105kg/hm2)3个处理,对3个处理的玉米和小麦秸秆、籽粒产量以及植物全氮、土壤硝态氮含量、土壤有机碳及活性有机碳含量进行分析。【结果】与常规施N处理相比,15%减量施N有一定增产效果,作物周年籽粒产量可提高7.2%;且30%减量施N处理并未显著减少小麦和玉米籽粒产量以及小麦秸秆产量。减量施N处理明显降低了土壤NO-3-N累积量,且根据表观氮平衡结果,N肥施用量仍可减少。减量施N处理对土壤有机碳及活性有机碳含量均无显著影响。随着每季作物秸秆还田以及土壤有机碳含量的逐年增加,活性有机碳含量显著增加。【结论】在秸秆还田条件下适量减N,不仅能保证作物不减产,而且还可逐步增加土壤有机碳含量,降低土壤NO-3-N累积量,达到环境效益和经济效益的统一。     

秸秆还田对石灰性土壤Zn扩散迁移及形态转化的影响

有机碳(特别是活性组分)通过络合、螯合等作用对土壤锌(Zn)的迁移转化起重要作用。目前,作物秸秆还田已经代替传统有机肥,成为中国提高粮田土壤有机碳含量及质量的最主要措施。基于此,采用半扩散池装置通过室内模拟试验探究了秸秆还田对石灰性土壤有效Zn(二乙三胺五乙酸浸提态Zn,即DTPA-Zn)扩散迁移及Zn形态转化的影响,以期为提高石灰性土壤Zn有效性及移动性,进而改善作物对Zn的吸收利用提供科学依据。结果表明,单独秸秆还田显著提高了土壤有机碳及活性碳组分(如溶解性有机碳(DOC)和富里酸(FA))含量,但对土壤DTPA-Zn的扩散迁移及Zn形态转化影响甚微。单施Zn肥通过提高松结有机态Zn(Lom-Zn)含量及其在全Zn中的分布,显著改善了土壤DTPA-Zn含量及扩散迁移能力;但是,其扩散的DTPA-Zn却主要被限制在非施肥区15 mm以内(45 d),这可能与外源Zn在石灰性土壤上的无效化有关。当秸秆还田与Zn配施时,土壤DTPA-Zn和各形态Zn含量与单施Zn肥相似,但DTPA-Zn的最远扩散距离可达非施肥区20 mm(45 d)处,且累积扩散量和扩散比率均高于单独施Zn。秸秆还田配施Zn肥施肥区土壤活性碳组分(DOC和FA)含量的提升,有效地抑制了外源Zn向无效态组分(残渣态)转化,进而提高了土壤DTPA-Zn的含量及扩散迁移能力。可见,在秸秆还田条件下,土壤施Zn是一种有效提升石灰性土壤有效Zn含量同时兼顾Zn扩散迁移能力的重要措施。     

锌与吡虫啉配合喷施对小麦籽粒富锌效果及蛋白质组分的影响

目的探讨锌与杀虫剂配合喷施对小麦全粒及面粉富锌效果、蛋白质组分和人体每日吸收总锌（TAZ）的影响,阐明富锌效果存在差异的可能原因,以期为小麦农艺富锌方法提供可靠依据及高效可行的喷施方案。方法 2016—2018年进行了两年田间试验,试验共设置了6个处理：喷蒸馏水（CK）、喷施0.1%吡虫啉（P）、喷施0.4%ZnSO₄·7H₂O（Zn）、喷施0.23%甘氨酸锌（GZn）、喷施ZnSO₄·7H₂O+吡虫啉（ZnP）、喷施甘氨酸锌+吡虫啉（GZnP）。测定小麦全粒、面粉及麸皮中的锌Zn、蛋白质、蛋白质组分、植酸等含量,并计算TAZ。结果 不同喷施处理籽粒产量无显著差异,但喷锌显著提高籽粒锌携出量以及全粒、面粉和麸皮中锌含量。两季试验中,与CK相比,单独喷锌处理面粉锌含量分别提高了71%、120%,锌与吡虫啉配合喷施增幅为103%、127% 。与单独喷锌处理（Zn、GZn）相比,锌与吡虫啉配合喷施（ZnP、GZnP）不会影响小麦富锌效果,且全粒、面粉中锌含量有增加的趋势,喷ZnSO₄·7H₂O的富锌效果优于喷甘氨酸锌,其中ZnP处理全粒和面粉中锌含量最高。全粒和面粉中锌含量与蛋白质、醇溶蛋白及谷蛋白含量间分别呈显著正相关。锌与吡虫啉配合喷施显著提高全粒、面粉中蛋白质含量。与CK相比,ZnP和GZnP处理面粉中蛋白质含量两年平均提高了19%和20%。不同喷施处理全粒和面粉中白蛋白、球蛋白组分无明显变化规律,ZnP和GZnP处理全粒和面粉中醇溶蛋白和谷蛋白含量显著提高。喷锌显著提高了小麦中锌的生物有效性,并且ZnP处理全粒及面粉中锌的生物有效性显著高于其他各处理。结论 选择烟碱类杀虫剂如吡虫啉与ZnSO₄·7H₂O配合喷施,能提高全粒特别是面粉中蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白含量,从而进一步提高面粉锌含量、锌生物有效性,是一种克服人体缺锌问题且易于实际应用的有效方法。