干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响

水旱轮作条件下频繁的干湿交替显著影响了土壤氮素转化。为了明确干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响,采用室内培养的方法,研究模拟淹水、干旱、水改旱、旱改水条件下,氮肥施用对土壤有机氮库动态变化的影响,以期为水旱轮作体系氮肥合理施用提供理论支撑。结果表明,氮肥施用能够显著提高土壤酸解态总氮含量,不同水分条件下土壤酸解态总氮含量无明显差异,但对酸解态总氮各组分含量产生显著影响。模拟淹水条件下酸解态氮主要以酸解铵态氮和未知态氮形式存在,分配比例分别为40.2%和33.7%,而模拟旱地条件下主要以氨基酸态氮和未知态氮形式存在,分配比例占到了40.7%和31.5%。经水分条件转换后,各种水分条件下土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮含量均出现降低,水改旱条件下土壤氨基糖态氮含量显著提高,而旱改水条件下未知态氮含量显著提高。在整个培养阶段,土壤铵态氮与酸解铵态氮存在极显著的正相关,具有相似的变化规律。综上所述,氮肥施用到水田初期有利于提高土壤铵态氮和酸解铵态氮含量,随后这两种氮组分逐渐分解转化,而氨基糖态氮含量逐渐提升,氨基糖态氮是水旱轮作体系中肥料氮素的重要“中     

冬油菜叶片SPAD的时空分布和氮素诊断的叶位选择

在大田试验条件下测定分析不同施氮水平冬油菜关键生育期SPAD值的时空分布特征,并对不同叶位及叶片不同部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量、植株全氮含量及籽粒产量之间的相关性进行分析,探求应用SPAD仪诊断油菜氮素营养状况的最佳测试叶位及位点。结果表明,油菜主茎顶部4片完全展开叶SPAD值存在显著空间差异,增加施氮量能显著提高各叶位叶SPAD值,同时减少叶位间的差异;六叶期、蕾薹期以顶4叶（TL4）SPAD值对氮素的敏感性最大,初花期和盛花期则最低。不同部位间,六叶期和初花期以中部SPAD值对施氮量增加的响应最敏感,盛花期则最迟钝,蕾薹期介于顶部和基部之间。综合分析认为,应用SPAD仪监测油菜氮素营养状况的最佳测试叶位和位点为主茎顶4片完全展开叶中部,该部位SPAD值与叶绿素含量、叶片含氮量和植株全氮含量之间的相关性均达到显著或极显著水平,满足氮素营养快速诊断的要求。     

土壤钾素固定和释放机制研究进展

土壤中各形态钾之间存在着渐变性,并处于一定的动态平衡.土壤钾素的固定和释放对这一平衡过程产生重要影响,进而影响钾对植物的有效性,其反应方向依赖于土壤交换性钾和水溶性钾的浓度及环境条件.系统阐述了土壤钾素形态的划分,土壤钾素固定和释放的概念、强度及意义,并主要从矿物种类和结构方面综述了土壤钾素固定和释放的机理,展望了土壤钾素的研究方向.     

浅层施肥对水稻苗期根系生长及分布的影响

【目的】研究水稻生长前期不同施肥深度对水稻根系生长及分布的影响,揭示浅层施肥对水稻苗期生长的重要作用,以期为水稻的合理施肥提供依据。【方法】本试验于华中农业大学盆栽场进行,采用盆栽土柱培养试验方式,设置不施肥和施肥深度1、5、10、15 cm 共5个处理,分别于播种后10、20、30和40 d取样4次,研究不同施肥深度对水稻苗期根系生物量、根系形态指标、根系总吸收面积及活跃吸收面积、根系分布及地上部生物量的影响。【结果】播种后10 d,各处理间无显著差异;播种后20 d,施肥深度1 cm处理水稻根系生物量、形态指标参数、根系吸收面积等指标均显著优于其它处理,具体表现为施肥深度1 cm＞5 cm、10 cm、15 cm＞不施肥处理（CK）;地上部生物量也表现出相同趋势。播种后30 d,施肥深度1 cm处理的优势更加明显,与施肥深度5 cm相比,根系生物量、地上部生物量分别显著增加163.8%、121.5%。播种后40 d,地上部生物量表现为1 cm＞5 cm＞10 cm、15 cm＞CK,施肥深度5 cm处理分别比10 cm、15 cm处理增加37.6%和34.6%。播种后40 d,根系分布结果显示,各处理均有60%以上根系分布于0-10 cm土层;施肥处理根系在各土层的生物量均显著高于不施肥处理,其中施肥深度1 cm处理的10-15 cm、15-20 cm根系分布比例显著高于其他处理,与施肥深度5 cm相比,增幅达26.1%和84.0%。【结论】不同施肥深度对水稻苗期根系生长及分布产生明显的影响。整个试验期间,施肥深度1 cm处理根系生物量、各形态指标参数及根系吸收面积都表现出明显优势,根系活力及下层根系比重均有所提高,有利于良好根系构型的建成。适宜的浅层施肥可以明显促进水稻生长前期根系生长发育,同时地上部生物量表现出显著的优势,这也是对根系生长及分布状况的积极响应。     

湖北省油菜钾肥效应及推荐用量研究

通过22个田间试验研究湖北省油菜主产区钾肥效应和适宜用量。结果表明,适量施用钾肥对油菜具有明显的增产增收效果,21个试验施钾比不施钾对照增收油菜籽70~1 091kg/hm2,平均增产337kg/hm2,增产幅度在2.5%~68.6%之间,平均增产率为18.6%;纯利润平均为871元/hm2,产投比平均达3.91;钾肥偏生产力和农学利用率平均分别为34.8kg/kg K2O和4.2kg/kg K2O。根据肥料效应方程,在当前生产条件下,油菜生产的钾肥最佳经济用量平均为82.7kg K2O/hm2,推荐幅度为0~150.2kg K2O/hm2。土壤速效钾含量与油菜钾肥最佳推荐用量呈极显著负相关(r(-0.789 6**,n(20),根据土壤速效钾含量(x,单位为mg/kg)水平,湖北省目前油菜生产适宜用钾量(y,单位为kg/hm2)可通过公式y(366.28-62.646Ln(x)求得。     

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通过22个田间试验研究湖北省油菜主产区钾肥效应和适宜用量。结果表明适量施用钾肥对油菜具有明显的增产增收效果,21个试验施钾比不施钾对照增收油菜籽70~1091kg/hm2,平均增产337kg/hm2,增产幅度在2.5%~68.6%之间,平均增产率为18.6%;纯利润平均为871元/hm2,产投比平均达3.91;钾肥偏生产力和农学利用率平均分别为34.8kg/kg K2O和4.2kg/kg K2O。根据肥料效应方程,在当前生产条件下,油菜生产的钾肥最佳经济用量平均为82.7kg K2O/hm2,推荐幅度为0~150.2kg K2O/hm2。土壤速效钾含量与油菜钾肥最佳推荐用量呈极显著负相关性（r﹦﹣0.7896**,n﹦20）,根据土壤速效钾含量（x,单位为mg/kg）水平,湖北省目前油菜生产适宜用钾量（y,单位为kg/hm2）可通过公式y﹦366.28﹣62.646Ln(x)求得。     

钾肥施用方式对直播和移栽水稻产量和钾肥利用效率的影响

采用田间试验研究了施钾量和基追比对直播和移栽水稻产量和钾肥利用效率的影响,以明确直播水稻和移栽水稻适宜的钾肥施用方式。结果表明,水稻施钾增产效果显著,当钾肥一次性基施时,钾肥施用量为270kg/hm ²的增产效果好于施135kg/hm ²,且钾元素积累量最高,但其钾元素利用率最低。当钾肥用量为135kg/hm ²时,直播水稻钾肥一次性基施与分次施用效果无显著差异,而移栽水稻钾肥分为基肥和穗肥两次施用与一次性基施相比增产效果显著。直播水稻施钾是通过获得较高的穗数以提高产量,移栽水稻施钾则是通过增加每穗颖花数和提高千粒重而达到高产。直播水稻钾肥一次性基施增加的纯收益、钾元素积累量和钾元素表观利用率略高于钾肥分次施用,但差异不显著;而移栽水稻则相反,钾肥分次施用的纯收益较钾肥一次性基施增加1 833元/hm ²,钾肥表观利用率显著高于钾肥一次性基施。研究表明施钾方式对直播水稻和移栽水稻产量提高及产量构成因子的影响存在差异,水稻生产应根据目标产量施足钾肥,建议直播水稻采用钾肥基施,而移栽水稻采用基肥和穗肥并重的运筹方式。     

长江中游农田土壤微量养分空间分布特征

为了更好地掌握长江中游土壤肥力状况,运用地统计学和Arc GIS技术相结合的方法,对湖北、湖南、江西三省41 943个土壤样品的微量养分(铁Fe、锰Mn、铜Cu、锌Zn、硼B)含量的分布特征和空间变异进行研究。结果表明,长江中游土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、B的平均含量分别为88.0、27.2、3.05、1.71、0.41 mg kg-1。空间分布特征表现为Fe、Mn均以江汉平原区较低,Zn以湖南省较低,Cu、B空间分布较为不均;与第二次土壤普查结果相比,土壤微量养分含量均有所提高,其中Fe、Mn、Cu含量为缺乏或严重缺乏的面积比例分别降至0.1%、2.2%和0.1%,而Zn和B分别为30.8%和17.7%。不同的土地利用类型、土壤类型和成土母质对土壤微量养分均有不同程度的影响。随着微量养分在农业生产中的贡献越来越突出,亟须根据土壤微量养分的分布特征进行分区管理。     

腐殖酸在黑云母表面的吸附动态和分布特征研究

采用原位原子力显微镜智能模式初步观察了弱酸性土壤腐殖酸分子在层状硅酸盐含钾矿物黑云母表面的吸附动态和形貌变化。采用纯化、干燥后的腐殖酸固体样品配制p H 6.0,浓度分别为0 mg L-1、100 mg L-1和1000 mg L-1的腐殖酸溶液。原位观察所用的矿物薄片为土壤中常见的2∶1型含钾矿物—黑云母,其化学结构式为K(Mg2.46Fe0.45Ti0.09)[Al Si3O10](OH)2。结果表明,时间尺度是影响界面上腐殖酸形貌结构的一个重要因素。在通入p H 6.0的腐殖酸溶液作用下,原位反应0~180min内,腐殖酸分子与黑云母(001)面的相互作用以吸附为主并伴随脱附现象,吸附的腐殖酸呈球状,为单个或多个腐殖酸分子的聚集体,高度介于1~5 nm之间;原位反应180~300 min内,黑云母(001)面上吸附的腐殖酸仍以颗粒态为主,高度介于3~5 nm之间,平均为4 nm;而黑云母(001)面上的台阶和边缘位置则分布有较多的片状结构以及黑云母线型边缘诱导产生的链状结构腐殖酸聚集体,其高度介于6~8 nm,较颗粒态腐殖酸的聚集体平均高出约2.5 nm。此外,腐殖酸分子不仅能够在黑云母表面进行吸附和脱附作用,还能够溶解黑云母的表面结构,促进层间K及结构单元内Al和Si的释放。因此,腐殖酸与云母类矿物的界面反应是一个溶解—吸附—聚集并伴随着脱附和离子释放的过程。     

基于数字图像技术的冬油菜氮素营养诊断

【目的】利用田间氮肥梯度试验探讨数字图像技术对冬油菜氮素营养无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳数码参数和方程模型,为数字图像技术进行冬油菜氮素无损诊断提供依据。【方法】2013-2014年在湖北省武穴市开展不同施氮处理田间试验,以冬油菜为试验材料,设置不同氮素水平（0、90、180、270和360 kg·hm^-2）,分别于六叶期、十叶期、蕾薹期和开花期,利用数码相机获取冠层数字图像数据,同时采集植株样品分析其生长特征值,研究其相关性并建立氮素营养参数的方程模型。利用2014-2015年独立氮肥水平试验,对上述方程模型拟合精度进行验证并绘制1﹕1线性关系图。【结果】数字图像红光值（R）、红光标准化值（NRI）和绿光与蓝光比值（G/B）与冬油菜氮营养状况常规诊断指标地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度等呈负相关关系,而绿光值（G）、蓝光值（B）、绿光与红光比值（G/R）、蓝光与红光比值（B/R）、绿光标准化值（NGI）和蓝光标准化值（NBI）则与上述指标呈正相关关系,红光标准化值（NRI）与其他数码参数相比能更好地表征冬油菜的氮素营养状况,蕾薹期红光标准化值NRI与氮肥用量、地上部生物量、叶片氮浓度、叶绿素浓度、氮素吸收量和氮营养指数之间的关系可分别用线性方程y(t·hm^-2)=-8.003x+2.706、y(t·hm^-2)=-106.072x+38.200、y(g·kg^-1)=-692.99x+ 261.84、y(mg·g^-1)=-12.750x+5.665、y(kg·hm^-2)=-4087.416x+1414.274和y=-27.198x+9.812来表达,其相关性达到极显著水平。2014-2015年独立试验模型检验结果表明,叶片氮浓度、叶绿素浓度和氮营养指数实测值与预测值的决定系数R²分别为0.917^**、0.746^**和0.953^**;均方根误差RMSE分别为0.821、0.330和0.228;相对误差RE %分别为26.32%、28.57%和28.39%,模型预测精度较好。【结论】数字图像技术可以用于冬油菜氮素营养的评估预测,评估时期为蕾薹期（包括）之前均可,最佳预测参数为红光标准化值NRI,参数的最佳方程模型为直线方程函数。