苗期渍水对直播冬油菜产量和农学利用率的影响及油菜在不同氮肥施用下的响应

在轻简化施肥背景下，为减少渍害损失，解决长江流域冬油菜产区生产面临的重要问题，开展氮肥施用 对油菜渍害的缓解作用研究。设置三因素田间试验，分别为不同氮肥用量（0、60、120、180、240和300 kg N/hm2）、氮 肥类型（油菜专用控释尿素和普通尿素）和水分处理（苗期渍水和正常排水），测定各处理产量和氮肥农学利用率， 明确苗期渍水对不同氮素供应水平油菜的影响，并比较油菜专用控释尿素一次性施用和普通尿素分次施用下油菜 对苗期渍水的响应。结果表明，直播冬油菜产量随氮肥施用量增加而提高，至240 kg N/hm2时不再增加。油菜专用 控释尿素一次性施用，在氮肥用量为60～180 kg N/hm2时产量高于普通尿素分次施用；在氮肥用量为240～300 kg N/hm2时，两种氮肥类型产量基本相当。氮肥施用通过增加收获密度、单株角果数和每角粒数提高产量。苗期渍水 导致直播冬油菜产量损失1.1%～41.9%，随氮肥用量增加，渍水引起的产量损失率呈先增加后降低趋势。0～60 kg N/hm2处理时，渍水使收获密度显著降低（降幅达29.4%~45.0%），单株角果数增加；施氮量为120~180 kg N/hm2时， 渍水导致收获密度和单株角果数分别降低19.5%~33.7%和1.4%~17.7%；施氮高于180 kg N/hm2时，收获密度和单 株角果数降幅减小（降幅分别为5%~30.9%和3.6%~9.5%）。普通尿素分次施用和油菜专用控释尿素一次性施用， 分别在施氮量为120和180 kg N/hm2时产量损失率最高，分别达29.8%和41.9%。相同氮肥用量下油菜专用控释尿 素一次性施用的产量损失率大于普通尿素分次施用。渍水显著降低氮肥农学利用率，降幅为8.4%～51.9%，施氮充 足（240～300 kg N/hm2）时氮肥农学利用率降幅低于氮素用量较低处理（120～180 kg N/hm2），油菜专用控释尿素一 次施用处理的农学利用率平均降幅（36.5%）高于普通尿素分次施用（17.3%）。综上可知，苗期渍水时，油菜专用控 释尿素一次施用，会加重油菜受渍影响；土壤氮素供应能力较低时，渍害逆境解除后，适量追施速效氮肥可有效缓 解产量损失，实现油菜稳产。     

红壤地区直播油菜施硼对籽粒产量和品质的影响

红壤地区是我国重要的油菜种植区,研究直播冬油菜硼肥施用效果,为直播油菜科学施硼提供理论依据,对促进区域油菜产业发展有重要意义。2017—2018年在江西、湖南、湖北南部和广西北部油菜主产区布置7个硼肥大田试验,设置不施硼、施硼肥(含硼量100 g·kg~(–1))4.5 kg·hm~(–2)、9.0 kg·hm~(–2)、13.5 kg·hm~(–2)四个处理。结果表明,红壤地区土壤有效硼普遍含量低,直播油菜施硼增产效果显著,油菜籽平均产量和施硼经济效益在硼肥用量9.0kg·hm~(–2)时最高,与不施硼相比增产1 021 kg·hm~(–2),增产率达110.6%,分别较施用硼肥4.5 kg·hm~(–2)和13.5 kg·hm~(–2)增产16.6%和3.1%。施硼显著增加直播油菜收获密度、单株角果数和每角粒数,进而增加了油菜产量;同时硼肥的施用可显著提高油菜籽的含油率、油酸和亚油酸含量,与不施硼相比,施用硼肥9.0 kg·hm~(–2)处理各品质指标分别增加26.9%、45.9%和72.6%,相应增加产油量136.1%。在硼肥用量13.5 kg·hm~(–2)范围内,油菜地上部硼含量和硼累积量随着施硼量的增加而增加,但硼肥利用率呈现降低的趋势,硼肥用量为9.0 kg·hm~(–2)处理的硼肥当季利用率也仅为9.4%。综合结果显示,红壤地区直播油菜施硼增产增收效果显著,直播油菜生产中应重视硼肥的合理施用,区域硼肥的推荐用量为9.0 kg·hm~(–2)左右。     

不同油菜种植模式的经济效益比较和评价

油菜是我国重要的油料作物,为了解决稻油轮作油菜种植茬口紧张、劳动力短缺等问题,本文探讨了免耕飞播、翻耕直播、传统移栽三种种植模式的产量和经济效益比较,结果表明,移栽的产量最高,翻耕直播和免耕飞播相比于移栽减产率在16.33%和6.15%；免耕飞播的经济效益最高,每公顷达到12450元,其次是翻耕直播的6375元和移栽的3255元。总体而言,免耕飞播模式在能够达到稳产的基础上提高油菜种植的经济效益。     

我国冬油菜典型种植区域土壤养分现状分析

【目的】明确当前生产条件下我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤肥力现状,尤其是土壤中微量元素养分含量,以期为冬油菜合理施肥提供参考。【方法】于2018年4—5月在我国长江流域14个省（市）冬油菜典型种植区域采集油菜收获后耕层土壤样品430个,测定土壤基础理化性质（土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和pH）以及中微量元素（有效钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和硼）含量,参考第二次全国土壤普查以及油菜种植土壤速效磷、速效钾和有效硼的分级指标,明确我国长江流域冬油菜主产区油菜种植土壤养分现状,并分析了不同区域（长江上游、中游和下游）、种植制度（水旱轮作油菜和旱地油菜）和产量水平（<2 000 kg·hm ^-2、2 000—3 000 kg·hm ^-2和>3 000 kg·hm ^-2）下油菜种植土壤的养分分布特征。【结果】长江流域冬油菜典型种植区域耕层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为25.9 g·kg ^-1、1.47 g·kg ^-1、27.5 mg·kg ^-1、131.1 mg·kg ^-1、6.04、2 436.1 mg·kg ^-1、225.7 mg·kg ^-1、22.6 mg·kg ^-1、212.3 mg·kg ^-1、89.7 mg·kg ^-1、3.84 mg·kg ^-1、4.03 mg·kg ^-1和0.45 mg·kg ^-1。超过2/3田块土壤有机质和全氮含量处于中等及以上;土壤速效磷处于丰富、适宜和缺乏的比例各占1/3;而有63.8%田块土壤速效钾处于缺乏状态。对于土壤中微量元素,土壤有效铁、有效锰和有效铜含量均处于中等及以上,有效钙和有效锌有8.4%和12.2%处于缺乏状态,而土壤有效镁、有效硫和有效硼处于缺乏的比例则分别为24.2%、36.0%和83.5%。长江流域上、中和下游冬油菜典型种植区域土壤养分状况不同,但各区域各养分的分布趋势相同。水旱轮作和旱地油菜种植土壤养分状况存在明显差异,水旱轮作油菜种植土壤有机质、全氮、有效硫、有效铁、有效铜和有效锌含量明显高于旱地油菜。不同产量水平下油菜种植土壤养分特征略有不同,高产（>3 000 kg·hm ^-2）油菜种植田的土壤速效钾、有效钙、有效镁和有效硼含量明显高于低产（<2 000 kg·hm ^-2）油菜田。【结论】整体而言,我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤养分含量呈上升的趋势,但土壤速效钾和有效硼缺乏的比例仍较大,有效镁和有效硫成为潜在的限制因子,因此在当前我国长江流域冬油菜生产中,应重视化肥的合理施用,做到稳施氮肥,增施钾肥和硼肥,局部区域如云南西部、广西北部和湖南南部应适当减少磷肥的投入,而在广西北部、湖南南部和江西北部同时应关注硫肥和镁肥的施用。     

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。     

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     

原位直接成像法在研究黑云母溶解过程中的应用

采用原位直接成像法(In situ atomic force microscopy)研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母与低分子量有机酸的界面反应。结果表明,在近分子尺度下,黑云母具有典型的层状结构单元,高度约1 nm。天然黑云母片(001)面并非完全解理,其上既有台阶也有残片、碎片和蚀坑。在pH 6.0的柠檬酸盐溶液作用下,0~45 min内,黑云母(001)面上的台阶以0.01μm2min-1的恒定速率溶解,之后溶解速率降低;表面原有蚀坑边缘变模糊,但面积没有明显变化,同时(001)面上也没有新的蚀坑形成。通入pH 4.0柠檬酸盐溶液,经过89 min的反应,大量无规则形状的蚀坑产生并散乱分布于(001)面上,深度以0.7~1.1 nm为主;另外表面上还有诸多微型蚀坑正在形成并逐渐扩展为较大的蚀坑。结合水-矿物界面反应理论可知,弱酸环境条件下,黑云母溶解从表面的缺陷/扭折位点开始,以单层(TOT)溶解为主,沿着[hk0]方向发展并伴随着层间K和晶格中Si、Al、Mg和Fe的释放。本研究结果表明原位直接成像技术能够弥补常温常压条件下宏观研究技术的不足、通过可视化来实时表征层状硅酸盐矿物-水溶液的界面反应过程。另外,原子力显微镜技术对其他领域的界面研究同样具有较高的借鉴意义。     

免耕飞播条件下稻田油菜长效专用配方肥适宜用量研究

油菜免耕飞播种植模式对充分利用长江流域冬闲田扩种油菜和实现油菜轻简化生产具有重要意义。与耕整地时将肥料施入耕作层相比,免耕轻简种植的施肥方式发生了根本变化,于2020—2021和2021—2022年两个年度在湖北省油菜主产区布置油菜专用肥用量试验,研究“宜施壮”油菜长效专用配方肥(N∶P2O5∶K2O∶中微量元素=25∶7∶8∶5)用量对免耕飞播油菜产量及产量构成因子、关键生育期的生长状况、养分积累量及肥料利用率的影响。结果表明,当专用肥用量在750 kg/hm²内,油菜籽产量随着肥料用量的增加而提高,继续增加施肥量,产量不再提高;施肥量对提高产量构成因子有显著影响,其中收获密度和单株角果数对产量的贡献率最大,分别为35.1%和28.6%;油菜关键生育期的有效株数、株高及茎粗均显著受施肥量的影响,在施肥量为600~750 kg/hm²时达到较高的水平;成熟期油菜养分积累量随着肥料用量的增加而提高,与产量基本保持一致,各试验最高产量施肥量时的肥料偏生产力为2.26~4.17 kg/kg、农学效率为1.66~3.14 kg/kg、回收利用率为21.78%~59.78%。综上所述,湖北省油菜主产区免耕飞播种植模式的油菜专用肥推荐用量为650~700 kg/hm²,相当于氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)推荐量分别为163~175、46~49和52~56 kg/hm²,用量略高于翻耕种植模式,在该用量下能维持较高的油菜籽产量和肥料利用率。     

湖北省棉花磷肥效应及推荐用量研

通过14个大田试验,研究了湖北省棉花 P 肥效应及适宜用量。结果表明,适量施用 P 肥对棉花具有明显的增产增收效果,14个试验施P处理比对照处理增产子棉100 ~ 896 kg/hm2,平均增产347 kg/hm2;施P 处理增产率2.1% ~ 25.2%,平均增产率为10.4%;施P处理纯利润平均为1 764元/hm2,产投比平均为6.61;P 肥偏生产力和农学利用率平均分别为P2O5 51.27 kg/kg 和P2O5 4.15 kg/kg。根据肥料效应方程,在当前生产条件下,棉花生产的P肥经济用量平均为P2O5 112.7 kg/hm2,推荐幅度为 P2O5 42.9 ~ 183.2 kg/hm2。土壤有效P含量与棉花P肥经济推荐用量呈极显著负相关（r ﹦﹣0.7628**,n ﹦13）,根据土壤有效P含量（x,单位为 mg/kg）水平,湖北省目前棉花生产适宜用P量（y,单位为 kg/hm2）可通过公式 y ﹦273.42﹣78.488 ln(x) 求得。