两种保护性耕作对土壤养分、结构和产量的影响

在湖北省武穴市和荆州市的长期定位试验基础上,研究不同水旱轮作制度和试验周期下,两种保护性耕作措施(秸秆还田、免耕)及配施钾肥对于不同土层(0~20 cm和20~40 cm)农田土壤养分和结构的影响。结果表明:(1)在两个地区,0~20 cm土层土壤中各养分含量均显著高于20~40 cm土层,且20~40 cm土层土壤中各处理之间变化规律不明显。在0~20 cm土层土壤中,免耕、秸秆还田以及施用钾肥均能有效提高土壤中各养分含量;(2)免耕、秸秆还田以及施用钾肥均能提高0~20 cm土层土壤0.25 mm水稳性团聚体的百分含量,且各处理的提高效果不尽相同。但是在20~40 cm土层土壤中,各处理之间没有明显规律;(3)秸秆还田能够减小土壤容重(减小5%),增加0~20 cm土层土壤总孔隙度,通气孔隙度,毛管孔隙度和土壤含水量,并增强土壤保持水分的能力。免耕处理效果却相反,施用钾肥处理的容重和孔隙度没明显变化;(4)秸秆还田和配施钾肥均能够显著增加油菜产量(增产了18%),免耕处理却不然。油菜产量和0~20 cm土壤养分(速效钾、有机碳)显著正相关(相关系数分别是0.989和0.963)。     

9个水稻品种对氮、磷和钾肥的响应及差异

采用田间试验研究了施肥对9个水稻品种的产量、养分吸收及氮肥利用率的影响,并比较了不同品种水稻对肥料的响应差异,以期为水稻的科学施肥提供依据。结果表明,不施肥处理(CK)9个水稻品种产量变幅为5 312~7 473 kg/hm2,平均为6 444 kg/hm2,变异系数为13.3%。NPK处理显著提高了各品种产量,与CK相比,增产量分别为3 240~5 578 kg/hm2,平均增产量4 262 kg/hm2;增产率分别为47.2%~91.3%,平均增产率66.1%。试验条件下,施氮可显著提高各品种产量和氮素吸收量,与不施氮处理(PK)相比增产39.6%~90.9%,氮素吸收量增加59.4%~157.8%;磷、钾肥对水稻的产量无显著影响。不同水稻品种的氮肥利用率也存在较大差异,变幅为23.2%~53.8%。     

不同施肥量对绿肥产量和养分积累的影响

大田试验条件下研究不同氮、磷、钾肥用量对绿肥[豆科绿肥紫云英(Astragalus sinicus L.)和禾本科绿肥看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol.)]产量及养分积累量的影响。试验结果表明,施肥能显著增加绿肥产量,绿肥鲜草产量较不施肥处理增加42.8%~311.1%,与缺素处理相比,氮、磷、钾肥的增产率分别为57.1%~177.5%、27.8%~178.7%、14.2%~32.4%。两种绿肥的鲜草产量均随氮、磷、钾肥施用量的增加而增加,中、高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的产量均高于紫云英,所有钾肥处理的看麦娘产量均高于紫云英。绿肥的养分积累量均随施肥量的增加而增加,中高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的氮、磷积累量高于紫云英,不同钾水平下的看麦娘钾积累量均高于紫云英。氮、磷、钾肥用量分别为112.5 kg(N).hm?2、19.7 kg(P).hm?2、37.5 kg(K).hm?2时,两种绿肥总产量及碳、氮、磷、钾积累量最高,分别为49 424 kg.hm?2和3 212 kg(C).hm?2、151 kg(N).hm?2、19.8 kg(P).hm?2、156 kg(K).hm?2。此时看麦娘产量、碳、氮、磷、钾积累量分别占总量的59.0%、65.7%、66.3%和64.4%。紫云英田间自然洒种的看麦娘无成本投入且养分积累量高,不失为一种优质绿肥。     

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。     

数字图像技术估测冬油菜氮素营养拍摄参数标准化研究

【目的】数字图像技术可以用来快速无损地预测冬油菜的氮素营养,建立标准化的拍摄参数获取方法,可为不同作物、不同型号相机间结果的互用提供依据。【方法】以冬油菜为试验材料,设置不同氮肥水平（N:0、90、180、270和360 kg/hm2）田间试验,于苗期（移栽后79~83天）,利用数码相机（Nikon-D7000,1620万像素）以不同光照强度、时间、高度、角度、照片像素尺寸和拍摄模式进行拍摄,并以不同储存格式进行保存。比较了不同拍摄条件下获取的冠层数字图像信息差异显著性,同时测定植株地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度,分析冠层图像数字化指标（红光标准化值,NRI）与测定的氮素营养指标之间的相关性。【结果】晴天与阴天获取的冠层NRI均可较好的表达冬油菜冠层数字信息,晴天效果稍好于阴天;中午获取的冠层NRI与叶片氮浓度相关系数为-0.802**,优于上午和下午;1.5、2.0和2.5 m拍摄高度获取的冠层NRI差异不显著;30°、60°和90°拍摄角度下获取的冠层NRI与地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度的相关性均达到极显著水平,30°~60°时获取冠层数码信息可操作性较强;拍摄模式为自动曝光模式获取冠层NRI与叶片氮浓度的相关系数为-0.802**,高于其他拍摄模式;三种照片像素尺寸（4928×3264、3696×2448和2464×1632）下获取的冠层NRI差异不大;储存格式为JPEG精细格式时获取的冠层NRI优于其他储存格式。【结论】综合分析认为,数字图像技术估测冬油菜氮素营养指标最佳操作范围为拍摄时间为晴天太阳高度角相对较大的中午;拍摄高度为近地面均可;拍摄角度为易于操作的30°~60°;相机拍摄模式为自动曝光模式;照片像素尺寸为图片相对较为清晰的高分辨率;存储格式为压缩格式且占用空间较小的JPEG精细格式。本研究为无人机低空遥感的氮素营养无损诊断技术提供了理论技术基础。     

专用肥不同施用量对直播油菜生长和产量的影响

2014年10月在武汉市开展了直播油菜长效专用配方肥的大田试验,研究不同施肥量对油菜养分、生物量及产量构成和产量的影响。结果表明,施用油菜长效专用配方肥可以显著促进养分吸收,提高油菜生物量和养分积累量,增加有效株数和单株角果数,提高油菜子产量,比不施肥对照增产4.6~11.7倍;随着施肥量的增加,直播油菜地上部生物量和养分积累量先增加,在施肥量达750 kg/hm~2后保持稳定;净利润和产投比随着施肥量的增加,先增加后减小,在施肥量为900 kg/hm~2时达到最高。对于迟直播冬油菜,适当增加施肥量,可以在一定程度上通过增加有效株数和单株角果数来达到增产的目的本试验条件下油菜长效专用配方肥的适宜用量为885 kg/hm~2。     

施锌对鄂中地区水稻产量和籽粒锌含量的影响

通过田间试验,研究了锌肥施用对水稻产量和籽粒锌含量的影响。结果表明,施用锌肥可以提高水稻产量,与不施锌肥处理相比,每hm~2施用锌肥30 kg可使水稻增产8.8%,有效穗数和每穗实粒数分别增加10.2%和7.0%;施用锌肥还可以显著提高水稻成熟期各部位锌含量和锌积累量,与不施锌肥处理相比,每hm~2施用锌肥30 kg后水稻籽粒锌含量和锌积累量分别增加36.2%和47.7%。     

农业资源与环境专业人才培养及课程体系建设研究

农业资源与环境科学研究的重点是农业资源的合理利用。根据农业资源与环境科学具有很强的交叉性和综合性的特点,及其专业人才就业市场的需要,依据教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,并结合实际情况,明确了华中农业大学农业资源与环境专业人才培养及课程体系建设方案构建的指导思想,探讨了人才培养的目标定位以及相应的知识结构和能力结构,构建了保证人才培养目标的课程体系方案。     

缺钾对油菜主序产量性状的影响及施钾效果

在大田试验条件下设置施钾(+K)与不施钾(–K)处理,研究缺钾土壤上施钾对油菜产量的影响,并重点研究主序不同部位产量性状对施钾反应的差异。结果表明,缺钾土壤上施用钾肥油菜产量显著提高,增产量为1 321 kg/hm2,增产率达111%,同时单株角果数和每角粒数显著增加,增幅分别达50.1%和9.2%。施钾显著提高单株主序籽粒重、单株主序角果数和每角粒数,增幅分别为33.6%、21.6%和10.3%。施钾对主序不同部位籽粒重、角果数和每角粒数的提高程度不同,其中对主序上部的影响显著大于主序中下部;与不施钾相比,施钾主序上部籽粒重、角果数和每角粒数分别提高69.6%、41.7%和20.1%,该序段相应的钾积累量提高124.4%。综合结果表明,钾肥施用显著提高油菜籽产量,主要途径是增加了角果数和每角粒数,从油菜果序产量性状看,钾素对果序上部的影响显著大于果序中下部。     

湖北省秸秆和畜禽粪污还田化肥替减潜力与环境承载力分析

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该文将湖北省分为5个种植区域（即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区）。基于2019年－2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽（猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡）的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35～0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17～0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万t N、14.03万t P2O5、52.06万t K2O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.98万t N、9.12万t P2O5、33.70万t K2O,理论可替减化肥比例分别为17.3%、11.9%、56.2%。湖北省主要农作物秸秆资源总量以鄂中地区秸秆资源量最高,鄂西北地区最低。当前湖北省秸秆养分资源为31.07万t N、9.98万t P2O5、68.30万t K2O,理论可替减化肥比例分别为22.5%、13.1%、114.0%。湖北省主要农业废弃物还田理论可基本满足主要农作物的钾素需求,实现氮肥消费量减少39.8%、磷肥消费量减少25.0%。该文通过计算湖北省主要农业废弃物（畜禽粪污、秸秆）的养分资源量,评估农业废弃物还田的化肥可替减潜力以及畜禽粪污土地承载力,为湖北省农业绿色发展提供理论依据和数据支撑。