土壤钾素转化的影响因素及其研究进展

土壤中各种形态的钾之间存在着动态的平衡,这些平衡受一定因素的影响。本文主要从粘土矿物类型、土壤水分状况、温度、pH、肥料施用以及陪伴离子等方面对土壤钾素转化的影响因素进行了综述,可以归纳为:①以2∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K 的结合能较小,易解吸;而以1∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K 的结合能较大,吸附的K 不易解吸。②土壤干湿变化对钾素转化的影响因速效钾含量的高低而有明显的区别。③在0~40℃温度范围内,增温能使交换性钾离子减少,而水溶性钾离子浓度则相应增加。④pH对土壤钾素转化的影响比较复杂。⑤氮肥中的NH4 因与K 离子具有相似的离子半径和水化能而对土壤钾素的有效性产生显著的影响。最后展望了钾素转化领域未来的发展方向和研究热点。     

基施硒肥对紫花苜蓿草产量及农艺性状的影响

采用田间试验,研究在氮、磷、钾及微量元素充分供应情况下,基施不同量硒肥对紫花苜蓿(Medicago sativa)不同生育期草产量及农艺性状的影响。结果表明,施硒可不同程度地提高紫花苜蓿不同生育期草产量、干物质积累速率、株高和叶茎比。基施0.45 kg·hm-2硒的紫花苜蓿在分枝期、现蕾期和初花期,其草产量、株高和叶茎比方面均表现最佳,草产量分别比未施硒提高32.67%、24.78%和37.93%,株高分别比未施硒提高10.01%、14.00%和10.51%。叶茎比分别比未施硒提高6.43%、8.00%和12.80%。而干物质积累在分枝期、现蕾期和初花期分别以0.45、1.05和0.75 kg·hm-2处理积累速率最高。未施硒处理生长高峰出现在现蕾期,初花期有所下降,但施硒处理均进入生长高峰,积累速率继续上升。     

氮、磷、钾、硼肥对甘蓝型油菜籽品质的影响

以多个正在大面积应用的甘蓝型油菜品种为研究对象,在长江流域冬油菜主产区的10个省（市）布置氮、磷、钾和硼肥田间肥效试验共284组,通过多点试验分别探讨当前生产条件下施用氮、磷、钾、硼肥对双低和双高甘蓝型油菜籽含油量、蛋白质、芥酸、硫甙的影响。结果表明,双低油菜籽平均含油量为41.66%,双高油菜含油量明显低于双低油菜,仅为38.92%。氮、磷、钾和硼肥施用对油菜籽的品质效应在不同试验点表现不尽相同,其总体趋势是:在磷、钾、硼肥基础上施用氮肥提高籽粒蛋白质含量而降低油分含量,且随氮肥用量的增加效果更明显,施氮对双高油菜油分及蛋白质含量的影响程度大于双低油菜;施磷、钾或硼肥有提高油菜籽含油量而降低蛋白质含量的趋势;施肥对油菜籽硫甙和芥酸含量有一定影响,但对品质影响不大。油菜籽含油量与收获指数、千粒重显著正相关,与蛋白质含量呈负相关。研究结果显示,在施氮的基础上配合施用磷、钾和硼肥能减少因施氮引起的油分损失。     

连续秸秆还田对水稻土中钾素形态的影响

湖北省武穴市、荆州市和武汉市三个水旱轮作长期定位试验的基础上,研究了连续秸秆还田(三地秸秆还田时间分别为9、5和3年)对不同层次(0~20 cm和20~40 cm)土壤中各形态钾素(水溶性钾、特殊吸附钾、非特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾、全钾)的影响。结果表明:秸秆还田能显著增加0~20 cm土层中特殊吸附钾和非特殊吸附钾的含量,两者的增量分别为9.92%~138.35%和35.57%~143.79%,其中武穴试验点的增加效果相对最好。20~40 cm土层,各处理之间变化规律不明显。土壤全钾含量表现为武穴试验点最低(2.59~3.15 g kg~(-1)),与荆州和武汉试验点差异性较大(9.45~11.91 g kg~(-1))。武穴和荆州试验点供钾能力较低(速效钾含量100 mg kg~(-1)),武汉试验点供钾能力为中等(速效钾含量在100~150 mg kg~(-1))。矿物钾和全钾呈极显著正相关(武穴、荆州和武汉试验点的相关系数分别为0.994**、0.999**、1.000**),速效钾中各组分与速效钾的相关性在三个试验点存在差异,其中还田时间越长相关性越好。     

添加尿素和秸秆对三熟制水旱轮作土壤各形态氮素的影响

添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的转化具有十分重要的影响。选取长期耕作土壤,设置对照、添加尿素N 150 kg/hm~2(U150)、添加秸秆(相当于添加N 38 kg/hm~2,Straw)、添加尿素N 150 kg/hm~2+秸秆(相当于添加N188 kg/hm~2,U150+Straw)和添加尿素N 188 kg/hm~2(U188)5个处理进行室内培养试验,研究了添加不同外源氮对土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮含量的影响。结果表明,土壤铵态氮随着培养时间的延长表现为先增后减的趋势,添加尿素的两个处理其土壤铵态氮较Straw、U150+Straw处理能够更快地达到峰值;而土壤硝态氮则表现为逐步增加的趋势。添加尿素处理能够显著提高土壤矿质氮的含量,在添加等量氮素的条件下,U188处理矿质氮含量在培养期间始终高于U150+Straw处理;此外,U150+Straw处理矿质氮含量在培养前期均低于U150处理,至培养30天后其含量略高于U150处理。与对照相比,培养结束时添加不同外源氮素处理的土壤矿质氮含量能够提高169.61%~496.75%。对于微生物生物量氮和可溶性有机氮而言,添加不同外源氮素分别在培养10天和30天达到峰值,此后逐渐降低。不同处理而言,添加秸秆+尿素、添加秸秆处理的微生物生物量氮和可溶性有机氮含量在培养前期明显高于仅添加尿素的两个处理,说明添加有机物料氮源主要有益于提高土壤有机态的氮素含量。     

中国冬油菜产业氮肥减施增效潜力分析

【目的】在“化肥零增长”的背景下评估冬油菜氮肥减施潜力,为我国油菜产业高产高效的协同发展提供科学依据。【方法】本研究通过分析统计数据 (2005～2014年)、文献数据 (2000年至今) 以及油菜施肥 (2005～2015年) 和调查数据 (2009～2011年),定量研究了国内外油菜产量与氮肥偏生产力的差距,明确了我国冬油菜各主产省份氮肥推荐水平较农户水平的节氮空间,同时利用QUEFTS模型探讨了未来不同情景模式下我国冬油菜的节氮潜力。【结果】统计数据显示,近十年我国油菜产量接近于世界平均水平(1800 kg/hm2),冬油菜产量集中在1500～2100 kg/hm2,但远低于发达国家,且年均产量增幅较低。调查数据显示,国内农户水平施氮量普遍偏高,平均为188 kg/hm2,结合我国冬油菜种植面积 (6238×103 hm2) 和推荐水平施氮量 (平均162 kg/hm2),全国冬油菜氮素投入量可节省16.0×104 t,可节氮的主要省份为湖南、江苏、湖北、四川。其中,湖南、江苏节氮主要由于单位面积节氮空间较大,湖北和四川则因种植面积大而获得较大的节氮空间。分别以不施氮处理油菜吸氮 (N) 量 30、50、70 kg/hm2 (相当于油菜产量约为500、1000、1500 kg/hm2) 划分为低、中、高三个土壤供氮水平。在农户氮肥偏生产力水平 (PFP_N,10.9 kg/kg) 的基础上,设置推荐水平为情景Ⅰ,PFP_N依次增加5个单位分别为情景Ⅱ (国外一般水平)、情景Ⅲ (国外中等水平)、情景Ⅳ (国外较高水平),分析不同情景的冬油菜节氮潜力。结果显示,在低供氮条件下,当目标产量超过2500 kg/hm2时,至少达到情景Ⅱ (国外一般水平) 时才有节氮空间;而在中、高等供氮条件下,达到不同目标产量时均有一定的节氮空间。【结论】依据土壤基础供氮能力和油菜目标产量进行氮肥管理,并结合其他农艺管理措施,是实现油菜高产、氮肥减施增效的重要途径。     

硼肥用量对油菜产量与硼养分吸收的影响

以华油杂9号和中油杂12号为供试油菜品种,在鄂东油菜主产区布置田间试验,试验设置3个硼肥用量梯度,硼砂用量分别为0、3和12 kg/hm2,研究硼肥用量对两种油菜产量、干物质积累量和硼素积累量的影响。结果表明,土壤严重缺硼(有效硼含量为0.12 mg/kg)条件下,施硼显著提高油菜产量和地上部各部位生物量,促进硼素吸收,且其影响随着生育进程的推移而加大。试验条件下最佳硼肥(B含量11%)用量为3 kg/hm2,相比不施硼处理,华油杂9号和中油杂12号分别增产26.8%和38.4%。硼用量为3 kg/hm2时,华油杂9号和中油杂12号的硼肥相对利用率分别为32.2%和19.4%,硼用量进一步增加,利用率显著降低。两个油菜品种相比结果表明,不同品种油菜对硼的吸收利用能力及敏感程度不同,华油杂9号具有较强的吸收、利用硼的能力,而中油杂12号对缺硼更加敏感,增产幅度更显著。研究结果说明,在当前生产条件下,油菜施硼增产效果显著,但目前油菜生产中不施硼和推荐施硼量过大的现象同时存在,应根据实际情况进行调整。     

石灰用量对酸性土壤pH值及有效养分含量的影响

采用室内培养法,设置不施生石灰和生石灰用量0.3、0.9、1.8、2.4、4.8 g/kg,共6个用量梯度,研究不同生石灰用量对酸性土壤pH值动态变化、有效养分含量的影响及土壤pH值与有效养分含量之间的相关性。结果表明,生石灰的施入,可以显著提高土壤pH值,改善土壤酸度。培养到第90 d,生石灰用量4.8、2.4、1.8g/kg处理较对照分别提高了2.88、1.16和0.74个pH单位。施用生石灰对土壤全氮含量影响不大,但对土壤无机氮影响显著。生石灰用量在0~2.4 g/kg范围内,土壤硝态氮含量随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为12.4%~146.8%,当生石灰用量2.4 g/kg时,土壤硝态氮含量显著降低。土壤铵态氮的变化趋势则刚好相反,随着生石灰用量的增加而减少;土壤有效磷含量随着生石灰用量的增加先升高后降低;对于土壤速效钾来说,当生石灰用量0.9 g/kg,其含量随着石灰用量的增加而显著降低,降幅为2.9%~21.7%。施用生石灰可以显著提高土壤有效Ca含量,且随生石灰用量的增加而显著增加,增幅为32.3%~543.0%。生石灰的施用显著降低了土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn的含量,且当生石灰用量≥2.4 g/kg时,土壤有效Mn、Zn含量均已处于极其缺乏的状况。土壤pH值与土壤全氮、铵态氮、速效钾、有效Fe、Mn、Cu、Zn呈显著线性负相关,与有效Ca呈极显著线性正相关,与土壤硝态氮、有效磷和有效Mg则符合二次函数,各相关系数均达到极显著水平。土壤养分与土壤酸度有着较好的相关性,在施用石灰改良酸性土壤时,要特别注意其施用量及土壤有效Mn、Zn等微量元素的及时补充。     

中国不同区域油菜氮磷钾肥增产效果

【目的】研究中国油菜氮、磷、钾肥增产效果,明确不同区域油菜施肥效果概况和区域特点,为区域推荐施肥提供理论基础。【方法】总结2005—2010年中国2 106个油菜田间试验数据,通过计算获得最高产量时氮、磷、钾肥的增产量、增产率和农学利用率,分析各油菜区域施用化肥的增产效果。【结果】中国油菜施用氮肥增产量和增产率均值分别为1 044 kg•hm-2和87.4%,主要分布在500—1 500 kg•hm-2和5%—100%范围内,99%的试验有增产效果;磷肥增产量和增产率均值分别为634 kg•hm-2和39.9%,主要分布在200—1 000 kg•hm-2和5%—40%范围内,94%的试验有增产效果;钾肥增产量和增产率均值分别为420 kg•hm-2和22.9%,主要分布在100—600 kg•hm-2和10%—40%范围内,88%的试验有增产效果。每千克氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）平均增收油菜籽6.2、7.8和5.4 kg。长江下游冬油菜区氮、磷肥的增产效果最好,增产率均值分别为128.8%和51.3%,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好,增产率均值为24.6%,春油菜区氮磷钾肥施用增产效果较低,增产率均值分别为42.6%、31.6%和21.3%。【结论】中国油菜施用化肥增产效果显著,具体表现为氮肥＞磷肥＞钾肥,氮素是影响油菜产量的主要养分因素。春油菜区氮磷钾肥增产效果较差,长江下游冬油菜区氮、磷肥增产效果最好,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好。部分试验施用肥料不增产或肥料用量不合理,需要进一步改进施肥量,实现油菜施肥高产高效。     

武穴市秸秆和畜禽粪污还田化肥减量潜力及土地承载力分析

武穴市是湖北省种植和养殖大市,估算其农作物秸秆、畜禽粪污资源,评估其土地承载力,探讨绿色种养的节约化肥潜力对实现武穴市农业绿色发展具有重要意义。基于统计数据,估算了武穴市主要农作物秸秆、畜禽粪污养分资源量及其化肥替减的潜力,并评估了当前土地承载力及土地承载力指数。结果表明,2020年武穴市产生主要农作物秸秆资源53.19万t,畜禽养殖95.33万头猪当量。秸秆和畜禽粪污养分资源理论可还田量(折纯)分别为1.19万、0.82万t,分别可替代武穴市当年化肥消费量的27.4%和18.9%,理论可实现化肥节约成本分别为6192.76万和4077.36万元,共计10270.12万元。2020年武穴市畜禽粪污氮、磷土地承载力指数分别为0.80、0.48,目前畜禽养殖量没有超过武穴市土地承载力,但已接近氮承载力的上限。