棉田土壤养分分析与土壤墒情监测系统应用

【目的】研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为该区域科学施肥提供依据。【方法】以新疆生产建设兵团第八师石河子总场六分场数字农业示范田为研究区域,应用土壤墒情监测系统、GIS与地统计学的方法,对棉田土壤含水量与温度进行实时采集、分析并存储在服务器里面,分析石河子总场土壤含水量和温度变化规律、棉田土壤养分空间分布特点及变异规律。【结果】(1)根据监测数据分析,随着灌水量增加和棉花生育期推进,上层0~30 cm比下层40~60 cm的土壤含水量变化趋势明显。0~20 cm土层土壤补偿水比较充分,各个监测点土壤含水量基本维持在比较适宜的范围内。土壤各层温度受大气温度影响并随着土层深度的加深而减弱,随着土层深度的逐渐加深滞后时间相对延长;受棉株逐渐长高变大以后遮阴等造成的影响,7月以后各土层温度逐渐持平,波动不大。(2)土壤全氮、速效磷和速效钾均呈现出中等程度变异;(3)土壤速效钾的块金值在25%~75%(块金值为0.497)表现为中等空间自相关性外,土壤全氮、速效磷指标的块金系数小于25%表现为强烈的空间自相关性。【结论】应用土壤墒情实时监测系统指导棉田灌溉,较往年没有任何减产减质的情况下,棉花灌溉在全生育期内比以往灌溉次数下降了1~3次,节约水资源约20%左右。研究区域内土壤全氮、速效磷和速效钾变异呈现中等程度变异特征,全氮、速效磷表现为极强空间自相关性,速效钾表现为中等强度的空间相关性。     

Xylanase and xylo- oligosaccharide prebiotic improve the growth performance and concentration of potentially prebiotic oligosaccharides in the ileum of broiler chickens

ABSTRACT

1. The objective of this study was to investigate the effect of supplementing broiler diets with xylanase or xylo- oligosaccharide (XOS) on growth performance, the concentration of non-starch polysaccharide (NSP) hydrolysis products in the ileum and concentration of short chain fatty acids (SCFA) in the caeca of broiler chickens.

2. In total, 500 male Ross 308 broilers were used in this 29-day (d) study. The treatments were organised into a 2 × 2 plus 1 factorial arrangement consisting of two additives (xylanase or XOS) at two levels (low or high) plus a control treatment with no additives. This gave five treatments with 100 birds in each treatment group. The diets were slightly deficient in protein by 20 g/kg and energy by 1 MJ/kg.

3. On d 14 and 28, two birds per pen were euthanised, the caeca content collected and analysed for short chain fatty acid (SCFA) concentration. On d 29, six birds per pen were euthanised and ileal digesta were collected and analysed for the concentration of NSP fractions.

4. On d 14, caecal acetic acid, iso-butyric acid, iso-valeric acid, n-valeric acid and total SCFA concentrations were significantly greater (P ≤ 0.05) when diets were supplemented with XOS compared with xylanase.

5. Ileal concentration of arabinose, galactose and glucuronic acid (GlucA2) were significantly greater (P ≤ 0.05) in the insoluble NSP fraction when diets were supplemented with a high level of xylanase, compared with the control treatment. Ileal concentration of fructose was significantly greater (P ≤ 0.05) in the water soluble NSP when a high level of xylanase or low level of XOS were included in the diet compared with the control.

6. It was concluded that xylanase and XOS had similar effects on NSP concentration and SCFA in the caeca, although there was little effect on performance. This observation demonstrated further benefits of xylanase supplementation in wheat-based broiler diets beyond digesta viscosity reduction and the release of extra nutrients.     

不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响

将石灰、赤泥和高岭土按不同比例混合(施用总量为4500kg hm-2)施加于Cd污染稻田土壤,根据混合比例不同设置CK(常规种植)、T1(1∶7∶4)、T2(3∶5∶4)、T3(4∶4∶4)和T4(6∶2∶4)共5个处理,探究不同混施钝化剂对水稻吸收累积Cd的影响。结果表明:4种混施处理能够显著降低土壤有效态Cd含量,较CK相比依次降低了28.0%、40.9%、43.4%和57.4%。4种混施处理能够不同程度地降低水稻各部位对Cd的吸收累积,籽粒的Cd含量依次降低47.1%、49.2%、55.5%和81.6%,T2、T3和T4处理水稻籽粒中Cd含量达到了食品安全国家标准(G B27622017,Cd≤0.2mg kg-1)。土壤有效态Cd含量与水稻根、茎、叶和籽粒中Cd含量的Pearson相关系数分别为0.826、0.709、0.778和0.532,均达到显著相关。不同处理根系富集系数依次为5.03、1.83、2.22、1.32和0.90,钝化处理显著降低了水稻根系对Cd的富集能力。各处理水稻产量以及籽粒K、Mg元素含量没有显著差异,T1到T4处理Ca元素含量依次增加。综合分析,T4处理对于降低土壤中有效态Cd含量以及水稻籽粒中Cd含量效果最佳,且没有降低水稻产量和与稻米品质密切相关的K、Mg和Ca元素含量。     

磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效,分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥(MAPC)产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效,并与普通化肥(CCH)、普通堆肥(CCO)、磷酸铵镁肥(MAP)3种肥料进行对比。结果表明:在整个淋溶过程中,CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高;MAP肥具有缓释性,且堆肥对其养分释放具有促进作用;CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗(即第5次)后,总氮及总磷养分浓度排序均为:CCHMAPCMAPCCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长,且与对照(不施肥)处理相比,MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时,CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量,TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg~(-1)和1.54 g·kg~(-1)。研究表明,4种肥料均可改善油菜的生长发育情况,且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO,在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素,提高堆肥产品肥效。     

单宁酸对生长猪胃-小肠仿生消化中消化酶活性及饲粮粗蛋白消化率的影响

本试验旨在探讨单宁酸对生长猪胃、小肠仿生消化中消化酶活性及玉米-豆粕型饲粮干物质和粗蛋白消化率的影响，为评价单宁酸的生物学效应提供参考。试验一采用单因素完全随机设计，考察在无饲粮下2种单宁酸对猪模拟胃液、模拟小肠液消化酶活性的影响。设5个处理，单宁酸添加量分别为0 mg （胃液体积为20 mL，小肠液体积为22 mL）；单宁酸1，10 mg；单宁酸1，20 mg；单宁酸2，10 mg；单宁酸2，20 mg。测定各处理的胃蛋白酶、淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性。试验二考察玉米-豆粕型饲粮添加单宁酸对猪仿生消化中胃、小肠阶段消化酶活性及养分消化率的影响。采用单因素完全随机设计，设5个处理，单宁酸在饲粮中的含量分别为0 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸1，20 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，10 mg·（2 g）^-1；单宁酸2，20 mg·（2 g）^-1。测定仿生消化中胃阶段0.5和4 h时胃蛋白酶活性，小肠阶段0.5、4和8 h时淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性及生长猪胃-小肠仿生消化测定饲粮的干物质和粗蛋白消化率。结果表明：1）无饲粮的情况下，和空白对照组相比，2种单宁酸对模拟胃液中胃蛋白酶活性无显著影响（P>0.05），单宁酸1比单宁酸2更高地降低了模拟小肠液中淀粉酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。2）在饲粮进行仿生消化的胃消化0.5～4 h内，除4 h时10 mg·（2 g）^-1添加量外，添加单宁酸1时胃蛋白酶的活性均显著高于添加单宁酸2时的相应值（P<0.05），除单宁酸2在消化0.5 h外，2种单宁酸在添加10 mg·（2 g）^-1时胃蛋白酶活性均显著高于20 mg·（2 g）^-1添加量的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化0.5 h时，饲粮中添加单宁酸1、2的2个水平对消化液中淀粉酶活性无显著影响（P>0.05），但均显著降低了糜蛋白酶的活性（P<0.05）；单宁酸1的消化液中胰蛋白酶活性高于单宁酸2的相应值（P<0.05）。在小肠仿生消化4 h时，除添加水平为20 mg·（2 g）^-1时的糜蛋白酶活性外，饲粮中添加单宁酸1消化液中淀粉酶、糜蛋白酶活性高于添加单宁酸2的相应值，而胰蛋白酶活性低于添加单宁酸2的相应值（P<0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性（P<0.05）。在小肠仿生消化8 h时，饲粮中单宁酸的添加量影响了淀粉酶的活性，但单宁酸1和单宁酸2各两个添加量在淀粉酶的平均活性上无显著差异（P>0.05）。单宁酸1、2的两个添加量均降低了胰蛋白酶、糜蛋白酶的活性（P<0.05）。3）与对照组相比，两种单宁酸在两种添加水平下均显著降低了饲料粗蛋白消化率（P<0.05），且单宁酸2比单宁酸1更多地降低了饲粮粗蛋白的消化率（P<0.05）。综上所述，在有、无饲粮条件下，单宁酸对消化酶活性呈现不一致影响。单宁酸影响饲粮粗蛋白的消化率可能主要与消化液中糜蛋白酶活性降低以及单宁酸与饲粮中的化学成分形成螯合物降低了小肠消化酶的水解效率有关。     

Regional distribution of wheat yield and chemical fertilizer requirements in China

Quantification of currently attainable yield and fertilizer requirements can provide detailed information for assessing the food supply capacity and offer data support for agricultural decision-making. Datasets from a total of 5 408 field experiments were collected from 2000 to 2015 across the major wheat production regions in China to analyze the spatial distribution of wheat yield, the soil nutrient supply capacity(represented by relative yield, defined as the ratio of the yield under the omission of one of nitrogen(N), phosphorus(P) and potassium(K) to the yield under the full NPK fertilizer application), and N, P and K fertilizer requirements by combining the kriging interpolation method with the Nutrient Expert Decision Support System for Wheat. The results indicated that the average attainable yield was 6.4 t ha~(-1), with a coefficient of variation(CV) of 24.9% across all sites. The yields in North-central China(NCC) and the northern part of the Middle and Lower reaches of the Yangtze River(MLYR) were generally higher than 7 t ha~(-1), whereas the yields in Southwest China(SWC), Northeast China(NEC), and the eastern part of Northwest China(NWC) were usually less than 6 t ha~(-1). The precentage of area having a relative yield above 0.70, 0.85, and 0.85 for N, P, and K fertilizers accounted for 52.3, 74.7, and 95.9%, respectively. Variation existed in N, P, and K fertilizer requirements, with a CV of 24.8, 23.9, and 29.9%, respectively, across all sites. More fertilizer was needed in NCC and the northern part of the MLYR than in other regions. The average fertilizer requirement was 162, 72, and 57 kg ha~(-1) for N, P_2O_5, and K_2O fertilizers, respectively, across all sites. The incorporation of the spatial variation of attainable yield and fertilizer requirements into wheat production practices would benefit sustainable wheat production and environmental safety.     

不同施氮量对半干旱区还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响

为了揭示还田玉米秸秆在不同施氮水平下的腐解及养分释放特征,在马铃薯田间定位试验中,设置了6个不同施氮水平(T1:0 kg·hm~(-2);T2:75 kg·hm~(-2);T3:150 kg·hm~(-2);T4:225 kg·hm~(-2);T5:300 kg·hm~(-2); T6:375 kg·hm~(-2)),研究其对还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响。研究表明:还田玉米秸秆的腐解主要发生在前90 d,在此期间玉米秸秆腐解较快,T1～T6处理的玉米秸秆腐解率分别为37.3%、40.3%、44.8%、45.0%、50.8%、48.4%,以T5处理为最高,处理间差异显著(P0.05);同时,T1～T6处理的玉米秸秆碳、氮释放率分别为48.2%～56.6%、33.8%～44.4%,T5处理下秸秆的碳、氮释放率均显著高于其他处理(P0.05),而秸秆磷、钾的释放率分别为43.1%～49.2%、90.5%～93.0%,处理间无显著性差异。还田150 d后,玉米秸秆的腐解率为52.7%～55.8%,养分释放表现为KCPN。综上所述,连续施氮可以显著促进还田玉米秸秆前期的腐解及碳氮的释放,但对磷钾的释放无明显影响,当施氮量为300 kg·hm~(-2)时还田玉米秸秆的腐解效果最好。     

不同施氮量下南方红壤花生农艺性状、产量及土壤养分的变化

为探讨南方红壤旱地不同施氮量下花生农艺性状、产量和土壤养分的变化,采用田间随机区组试验,以高含氮肥料为材料,设置8个处理:不施氮肥（N₀）、200%施氮量（N_200%）、150%施氮量（N_150%）、100%施氮量（N_100%,纯施氮180.48 kg/hm²）、80%施氮量（N_80%）、60%施氮量（N_60%）、40%施氮量（N_40%）和20%施氮量（N_20%）。结果表明:与N₀处理相比,施氮肥提高了花生荚果产量,增产幅度为12.94%~24.62%;荚果产量、单株果重和饱果率随施氮量的增加而增加;而分枝数和百仁重随施氮量变化不明显;株高和百果重以N_80%效果最佳。土壤碱解氮随施氮量的增加而增加。相关分析结果表明,花生荚果产量与饱果率、有机质和碱解氮呈显著正相关;碱解氮与饱果率和有机质呈显著正相关,而与pH呈显著负相关。由主成分分析结果可知,第1主成分性状,即产量因子,如荚果产量、单株果重和百果重对花生生长有重要的作用。通径分析结果表明,百果重和饱果率通径系数较大,所以在提高花生荚果产量中应重视这2个性状。综上所述,从花生产量、农艺性状和成本考虑,以N_80%处理（纯施氮144.38 kg/hm²）的荚果产量、株高、单株果重、百果重、百仁重表现最佳。     

滴灌施肥对幼龄茶树生长和养分吸收的影响

通过田间试验,研究了龙井43、白叶1号品种茶园滴灌施肥对幼龄茶树生长、养分吸收、品质成分等的影响,分析了不同施肥模式下的施肥成本投入情况。结果表明,与常规开沟施肥相比,采用滴灌施肥后,即使在化肥减量25%的情况下,树高、主干直径、树幅都显著增加,修剪物生物量增加明显;茶树对养分的吸收量明显增加,而养分的渗漏损失明显减少,从而提高了养分利用效率。从滴灌施肥的次数上分析,龙井43品种,在试验条件下年施肥次数7次可以达到较好效果,而白叶1号品种,年施14次的效果较好。     

富硒区茶树鲜叶中硒累积与土壤因子的相关性分析

茶树是富硒植物,饮用富硒茶是一种安全、有效的补硒途径之一。茶叶的硒含量受多种环境因素影响,但有关富硒茶区茶树硒积累特性及主要影响因子的研究还鲜有报道。以高硒茶区湖北恩施、陕西安康不同地点生产茶园成龄茶树和根际土壤为研究对象,结合土壤及植物样品全硒含量等多种指标,明确了根际土壤硒含量对茶树硒分布特性的影响,分析了富硒区土壤pH、硒含量等9个重要土壤特性相关因子的数值分布规律。通过对186组具有代表性的土壤样品和附生茶树新梢组织检测数据进行分组和整体相关性分析,证实了富硒区茶叶全硒含量与土壤硒含量之间存在极显著相关（相关系数r=0.59,P<0.01）,揭示了茶叶全硒含量与土壤有机质含量、水解性氮、锌含量以及茶叶中硫、锌含量的显著相关,同时对安康和恩施地区的土壤和茶叶硒含量相关因素进行了深入分析。提出了茶叶硒含量对土壤有机质含量、硫含量、硒含量和锌含量的数学模型,模型拟合优度为0.512 6,达极显著水平（P<0.01）。