近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征—以进贤县为例

【目的】明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据。【方法】通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征。【结果】1982—2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势。1982、2008和2017年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99%的稻田土壤处于酸性水平（4.5—5.5）。35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg^-1上升至36.8 g·kg^-1,1982—2008年和2008—2017年土壤有机质年均增加速率分别为0.21和0.31 g·kg^-1,2017年土壤有机质含量在30—40 g·kg^-1之间的稻田占比达94%,1982—2017年土壤有机质整体由东北向西南上升速率逐渐降低。1982—2017年土壤有效磷含量的平均值由7.0 mg·kg^-1上升至32.1 mg·kg^-1,2017年进贤县以土壤有效磷含量在20—40 mg·kg^-1的稻田为主,占比75%。1982—2017年稻田土壤速效钾累积缓慢,1982—2008年和2008—2017年土壤速效钾年均增加速率分别0.58和0.53 mg·kg^-1,2017年进贤县稻田土壤速效钾含量平均值为73.2 mg·kg^-1。稻田土壤碱解氮在1982—2008年和2008—2017年两个阶段增长均呈先快后慢的趋势,前后两个阶段的年增长速率分别为1.24和0.29 mg·kg^-1,1982—2017年进贤县土壤碱解氮含量东南地区上升速率高,西北地区上升速率低。1982、2008和2017年进贤县稻田土壤综合肥力指数的平均值分别为0.43、0.50和0.55。3个时期稻田土壤肥力指标综合得分分别为：碱解氮有效磷>pH>速效钾>有机质（1982年）;pH>有效磷>速效钾>有机质>碱解氮（2008年）;速效钾>有效磷>pH>碱解氮>有机质（2017年）。【结论】经过35年的长期耕作,进贤县稻田土壤肥力得到改善。当前进贤县稻田土壤仍存在碱解氮过量、速效钾亏缺、土壤酸化严重等问题。土壤碱解氮、pH和速效钾分别为1982年、2008年和2017年3个时期造成进贤县稻田土壤肥力空间分布差异性的关键因素。     

江西省品牌强农的困境与对策建议

实施农业品牌战略是发展现代农业的必由之路。对江西省农业品牌发展状况的调查和研判显示，江西省农业品牌呈现建设文件和举措多、认证数量多、溢价能力低、市场占有率低的现状；农业品牌重视不够，品牌重注册、轻经营现象严重，品牌策划重粗放推广、轻精细耕耘问题突出，农业标准化生产程度较低是当前品牌强农进程中的主要困境。提出创新品牌农业发展理念，落实品牌强农战略；壮大当地经营主体，打造绿色赣字品牌；保障农产品优质安全，做到标准规范生产；精准策划传播，彰显品牌多维价值的对策建议，以指导江西品牌强农战略的实施。     

氮素胁迫对水稻根系影响的转录组分析

养分胁迫会直接影响水稻的生长发育,相对于地上部分,根系往往较早感知环境胁迫。为了研究水稻根系对养分胁迫响应的分子机制,通过Illumina Hiseq2000平台测序,对氮素胁迫下水稻根系转录基因表达情况进行分析。结果表明,氮素胁迫诱导根系出现了2 270个差异转录基因,其中上调表达的有1 176个,下调表达的有1 094个。采用GO功能分类和Pathway功能注释,可将注释的基因划分为48个功能类别118条代谢途径,包括糖酵解、脂肪酸代谢、氧化磷酸化、氨基酸代谢、淀粉蔗糖代谢等生物学过程。部分根系关键基因表达变化表明,氮素胁迫诱导大量新生蛋白质合成,形成各种酶类,促进新RNA合成,从而形成了更多的新生蛋白质。氮素胁迫诱导根系IAA积累更多来自极性运输,参与植物细胞伸长发育的EGase基因及木质素特异合成途径的关键酶(CCR)表达量发生上调,这些转录基因表达量的变化是根系受养分胁迫刺激而发生了伸长生长的内在机制。     

脲酶抑制剂不同用量对土壤氮素供应的影响

为研究在红壤双季稻田脲酶抑制剂适宜的添加比例,采用田间小区试验研究不同水平的脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对双季稻田土壤氮素转化的影响。本文设置NBPT的施用量为尿素的0. 5%、0. 75%、1. 0%、1. 25%、1. 5%5个水平。结果表明:与农民习惯施氮(单施尿素N 135 kg/hm~2)处理相比,NBPT与尿素的比例1. 0%时,对早、晚稻的产量与氮素回收率均无显著影响,当NBPT添加比例为1. 0%、1. 25%、1. 5%时,早、晚稻的产量以及氮素回收率均显著提高,且添加量在1. 0%与1. 5%的两个处理之间无显著差异;与单施尿素相比,添加NBPT大于1. 0%时,土壤脲酶活性和铵态氮含量在分蘖期显著降低,铵态氮含量在孕穗期显著升高,而硝酸还原酶活性、硝态氮含量及微生物量碳、氮含量始终无明显差异,孕穗期的脲酶活性也无显著差异;通过逐步回归分析发现,水稻分蘖期与孕穗期土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无明显影响,由此可知,添加NBPT可保持孕穗期较高的土壤铵态氮含量可能是其增产与提高氮肥利用率的主要原因,NBPT在稻田的适宜添加量为尿素用量的1. 0%以上。     

紫云英施用量对土壤活性有机碳和碳转化酶活性的影响

利用紫云英还田的定位试验研究不同紫云英施用量下土壤活性有机碳含量和碳转化酶活性的变化。试验包括对照、施用化肥和4个紫云英施用量(30、60、90和120 t·hm~(-2))处理。结果表明:与对照相比,施用化肥和紫云英均能够显著增加土壤活性有机碳(可溶性有机碳、热水提取态有机碳、微生物生物量碳和颗粒有机碳)含量,并且随着紫云英施用量的增加土壤活性有机碳含量显著增加。土壤碳转化酶活性的变化规律与土壤活性有机碳相同,其中施用化肥和紫云英较对照处理分别提高14%和24%~55%的纤维素酶活性、27%和45%~187%的蔗糖酶活性、42%和51%~165%的β-葡萄糖苷酶活性、11%和11%~24%的酚氧化酶活性以及16%和16%~27%的过氧化物酶活性。与对照相比,施用化肥对相对酶活性(酶活性与微生物生物量碳的比值)无显著影响;增加紫云英施用量能够显著增加相对蔗糖酶和相对β-葡萄糖苷酶活性,降低相对酚氧化酶活性和相对过氧化物酶活性。逐步回归分析表明土壤活性有机碳组分含量主要受纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性的影响。     

钙对盐胁迫水稻生长和营养元素吸收的影响

为揭示Ca对盐胁迫水稻的生长和营养元素吸收的影响,以日本晴水稻为材料,采用水培方式,设置不同浓度Ca和Na处理以及正常营养液处理开展对比试验,结果表明:盐胁迫水稻地上部的生长损害较为严重,外界供应5 mmol/L Ca能够修复25 mmol/L Na造成的生长损害。Ca对盐胁迫水稻的修复作用不是通过提高根系活力,而是通过降低水稻Na的吸收同时恢复根系K的吸收从而扩大根冠比实现的。水稻根系Ca含量对外界Ca和Na浓度的变化反应顿感,但地上部变化与Ca浓度成正相关。Na和Ca对Mg吸收的竞争作用主要表现在地上部的差异,根系几乎不受影响,但高Na能显著抑制水稻体内N的累积。     

二月兰不同翻压量对土壤肥力的影响

通过室内土壤培养试验,研究了绿肥二月兰（Orychophragmus violaceus）不同翻压量对土壤肥力的影响。结果表明,翻压二月兰可有效降低石灰性土壤pH值,45 000 kg·hm^-2（处理Ⅰ）和90 000 kg·hm^-2（处理Ⅱ）翻压量的土壤pH值在培养结束时（120 d）分别比对照降低了0.24和0.41个单位;翻压二月兰可显著提高土壤全氮、速效磷和速效钾含量,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的土壤全氮、速效磷和速效钾含量分别比对照增加了0.06 g·kg^-1、2.00 mg·kg^-1、26.28 mg·kg^-1和0.09 g·kg^-1、3.32 mg·kg^-1、63.00 mg·kg^-1;土壤有效氮含量在翻压15天时达到峰值,此时处理Ⅰ、Ⅱ的有效氮含量分别比对照增加了12.95 mg·kg^-1和21.70 mg·kg^-1,但培养60天后各处理有效氮含量相近;翻压二月兰可在培养前期（22 d）较大幅度提高土壤有机碳含量,但22天后处理间差异缩小,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的有机碳含量分别比对照增加了-0.06 g·kg^-1和0.33 g·kg^-1;翻压二月兰可降低土壤碳氮比,培养结束时处理Ⅰ、Ⅱ的碳氮比分别比对照下降了2.02和1.51个单位,降幅分别达到20.82%和15.58%。     

不同激素对早稻剑叶和根系衰老特性影响的研究

水培条件下探讨了在水稻齐穗过程中,不同种类激素对水稻剑叶和根系中活性氧代谢和产量的影响。结果表明;不同种类的外源激素对水稻衰老特性的影响不尽相同。在水稻齐穗时,叶片和根系的丙二醛含量之间的差异并不大。喷施不同外源激素7 d后,与对照相比较,激动素可降低叶片中丙二醛含量40.4%,使叶片中的O2-产生速率降低到33.56μg/gFW.min。三十烷醇可使叶绿素含量提高58.3%,并使O2-产生速率降低到34.79μg/g FW.min。喷施三十烷醇的水稻叶片和根系中CAT酶的活性最高,分别比同时期清水对照的高出25.9%和65.9%。喷施14 d后,三十烷醇可提高叶绿素含量136.5%,可使剑叶中O2-产生速率降低到34.79μg/g FW.min,叶片和根系中CAT活性仍高出对照212.1%和158.8%。虽然三十烷醇延缓水稻衰老的作用很显著,但赤霉素可使水稻结实率提高4.1%,6-苄基腺嘌呤的增产幅度却是最大。     

纳米碳肥料增效剂对水稻产量及土壤肥力的影响

研究了纳米碳肥料增效剂对双季稻区晚稻丰源优299的产量及土壤肥力状况的影响,试验结果表明:添加纳米碳肥料增效剂到不同肥料品种后均能提高水稻产量,增产幅度在1.9%～3.5%之间;同时添加纳米碳肥料增效剂的处理能减缓土壤中碱解氮、速效磷、速效钾等有效养分的下降,成熟期比未添加纳米碳肥料增效剂处理的土壤肥力略高。     

赣紫2号的留种高产配套栽培技术研究

探讨了不同类型土壤、播种期、播种量、磷肥和钾肥施用量,以及稀土、硼、钼肥微肥不同施用方法、多效唑不同施用时期等对赣紫2号的鲜草和种子产量的影响,结果表明:较理想的土壤为有机质较丰富的沙壤土;播种期为9月10日至10月20日;最佳播种量为22.5～30 kg/hm2;磷、钾肥施用量分别为300～375 kg/hm2、45.0～67.5 kg/hm2;蕾期或初花期喷施0.5%稀土;用0.1%的硼酸、0.05%的钼酸铵浸种;伸长期或初花期喷施0.025%多效唑等均能显著提高赣紫2号的种子产量。