冬小麦养分专家推荐施肥系统在长江流域的可行性研究

  【目的】  采用基于产量反应和农学效率的冬小麦养分专家系统的推荐施肥方法 (Nutrient Expert for wheat, NE)，在长江流域开展田间试验，并通过与该地农民习惯施肥方法的比较，确定该系统在长江流域冬小麦应用的可行性。  【方法】  2019年于长江流域的四川、云南、安徽、湖北、江苏和浙江6省共布置了50个冬小麦田间试验，每个试验包括5个处理:小麦养分专家系统推荐施肥处理 (NE)、农民习惯施肥处理 (FP)，以及基于NE处理的不施氮、不施磷和不施钾肥处理，从产量、经济效益、肥料利用率、氮损失和温室气体排放5个方面，比较了NE与FP的差异。  【结果】  与FP处理相比，NE处理显著降低了N、P₂O₅和K₂O施用量57、10和8 kg/hm2 (P < 0.001)，降幅分别达到了26.6%、13.3%和12.9%；小麦产量明显提高 (P < 0.001)，平均增产365 kg/hm2，增幅为7.9%；显著降低了肥料成本 (P < 0.001)，平均减少了429 元/hm2，降幅为20.9%；显著提高了经济效益，平均增加了1446 元/hm2，增幅为17.7%，且所有增加经济效益中有55.5%来自于产量的增加 (P < 0.001)。NE处理显著提高了长江流域冬小麦的肥料利用效率 (P < 0.001)，与FP处理相比，氮、磷和钾农学效率分别提高了6.5、8.3和8.6 kg/kg，增幅分别为67.7%、143.1%和159.3%；氮、磷和钾偏生产力分别增加了10.9、17.9和24.8 kg/kg，增幅分别为49.1%、28.8%和34.4%；氮、磷和钾回收率分别增加了15.3、11.9和27.2个百分点，增幅分别为52.9%、132.2%和87.7%。NE处理较FP处理显著增加了地上部氮素吸收量 (P < 0.001) ，且显著减少了氮素损失 (P < 0.001)，地上部氮素吸收量平均增加了3.0 kg/hm2，增幅为2.5%；活性氮损失强度平均减少N 4.0 kg/t，降幅为37.7%；N₂O总排放量平均减少了0.7 kg/hm2，降幅为28.0%；温室气体排放强度平均减少CO₂ eq 308.4 kg/t，降幅为36.5%。  【结论】  在长江流域冬小麦生产中，采用基于小麦产量反应和农学效率的NE推荐施肥方法，可较农民习惯施肥 (FP) 平均分别降低26.6%、13.3%和12.9%的氮磷钾肥施用量，同时提高冬小麦产量7.9%，显著提高经济效益和肥料利用率，并有效地降低活性氮损失强度和温室气体排放量，适用于我国长江流域冬小麦的推荐施肥。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

土壤硒对植物生长影响研究进展

硒是否为植物必需的营养元素,目前尚无定论,但目前日趋增多的试验表明,硒可能是高等植物生长所必需的营养元素.本文综述了土壤和植物中的硒含量状况,土壤硒的形态及有效性,硒对植物的几种生物效应,土壤、植物中硒的测定与调节,以及目前硒的利用状况.     

EOS/MODIS遥感监测在甘肃迭部重大森林火灾中的应用

森林生态系统是陆地自然生态系统中最大的生态系统,它在整个自然界的动态平衡中具有重要的作用.森林火灾是生态环境的一种重大自然灾害,全世界每年发生森林火灾几十万次.特别是20世纪80年代以来,全球气候持续变暖,林火有上升的趋势(舒立福等,1997).     

有机垃圾颗粒肥料对玉米生物量和氮、磷含量的影响

利用自主研制的5种有机垃圾颗粒肥料(OF1、OF2、OF3、OF4、OF5)进行土壤盆栽玉米试验,测定玉米生物量,并分析玉米籽粒、穗轴和茎秆中的氮、磷含量。结果表明,与化肥(CF)相比,OF对玉米生物量和氮、磷含量具有显著影响。适当配方的OF能促进玉米生物量的增加,其中,OF4和OF5生物量较CF分别增加11.0%和12.9%。OF4的玉米籽粒含氮量比CF高17.4%,而施用OF的玉米茎秆和穗轴的含氮量分别比CF低13.9%～26.6%和9.9%～34.3%,玉米籽粒的磷含量比CF高3.8%～24.4%,而穗轴含磷量比CF低13.2%～22.1%。各处理氮、磷含量均呈籽粒>茎秆>穗轴的分布规律,但OF的籽粒与穗轴、籽粒与茎秆的氮、磷含量的比值均显著大于CF。总之,施用适当配方的OF可增加玉米生物量和籽粒氮、磷含量,通过促进茎秆和穗轴的氮、磷向籽粒转化而提高玉米对氮、磷养分的有效利用。     

紫外分光光度法测定植物过氧化氢酶活性

为简便快速测定植物过氧化氢酶活性,进行了紫外分光光度法测定植物过氧化氢酶活性的新方法试验。结果表明：本法操作简便,重现好,相对误差小,不需要特殊的试剂和仪器设备,适合于批量分析;利用硫酸阻止和终止酶促反应,既简化了操作,又减少了误差来源;本法的测定结果与高锰酸钾滴定法的结果呈极显著线性相关,是一种值得推广应用的测定植物过氧化氢酶活性的新方法。     

玉米生长中的土壤呼吸及其受氮肥施用的影响

运用盆栽试验研究了玉米生长和施氮水平(N 150 mg kg-1和300 mg kg-1)对土壤呼吸的影响。结果表明种植玉米的土壤呼吸速率(C)的变化范围为19. 6 ~ 762. 1 mg m-2h-1,而裸土为4. 3 ~ 36mg m-2h-1。在玉米生长的条件下,苗期土壤呼吸最低,73%的土壤呼吸分配在拔节孕穗期和成熟期。玉米生长中各阶段根际呼吸对土壤呼吸的贡献在58%~98%,苗期最小。施氮对裸土呼吸速率无显著影响;在玉米生长的条件下,施用高氮的土壤呼吸比施用低氮高28%,且两种施氮水平下土壤呼吸的差异主要发生在生长中后期。玉米生长的条件下土壤呼吸与温度的相关性不显著,而裸土下土壤呼吸速率与气温、表土温度、5 cm土壤温度均呈极显著的相关性;裸土施用高氮下的土壤呼吸与温度的相关性大于低氮。总之,玉米生长和土壤施氮不仅影响土壤呼吸速率和呼吸量,也影响土壤呼吸在各生长阶段的分配,还影响到土壤呼吸与温度的关系。     

低硒土壤施硒对烤烟硒含量及其体内分布的影响

土壤施硒盆栽试验设置６个处理,其施硒量分别为０,０．５,１．０,５．０,１０．０,１６．７ｍｇ／ｋｇ,叶面施硒盆栽试验亦设６个处理,分别用含硒５．０和１０．０μｇ／ｍＬ的Ｎａ２Ｓ３ｅＯ３溶液,在３个生长时期内喷施。结果表明,在土壤施硒条件下,烤烟各部位的含硒量均与土壤施硒量呈极显著的正相关,植株含硒量多少依次为根,叶,茎;而在叶面施硒条件下则为叶、根、茎。无论土壤施硒正是叶面施硒,富硒量均以叶最多     

不同类型作物生长对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响

采用高、低氮处理研究盆栽种植大豆、棉花、玉米和高粱对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响,以期为不同类型作物的氮肥合理利用及其利用率的提高提供技术指导.结果表明,与施氮肥不种植作物(对照)相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤有效氮含量分别显著降低53.48％、51.54％、33.10％、55.03％,并影响有效氮构成.其中,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤无机氮含量分别显著降低85.41％、83.09％、70.89％、83.35％,水解有机氮含量分别显著增加1.41、1.53、2.11、1.28倍;种大豆、棉花、玉米、高粱使无机氮所占比例分别显著降低68.61％、65.09％、56.47％、63.00％,水解有机氮所占比例分别显著增加4.18、4.21、3.66、4.08倍.与对照相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使铵态氮肥转化率分别显著提高93.66％、38.19％、32.58％、38.31％,以种大豆增幅最高;种大豆、棉花、玉米、高粱处理的铵态氮肥硝化率都变为负值,以种大豆降幅最大.种大豆、棉花、玉米、高粱处理的氮肥利用率分别为52.01％、28.31％、24.16％、28.40％,以种大豆处理的氮肥利用率最高.综上,作物生长通过对氮素的吸收利用和对土壤环境的改变,抑制土壤硝化作用,并促进土壤水解有机氮的形成,从而影响土壤有效氮的构成和施人土壤氮的转化利用.豆类作物较非豆类作物抑制土壤硝化作用的能力强,对土壤铵态氮的利用效率高.     

大豆和棉花生长对土壤呼吸的影响

设置大豆和棉花的盆栽试验,利用静态箱法采样和气相色谱技术测定作物生长期的土壤呼吸。结果表明,大豆与棉花生长下土壤呼吸速率变化与作物生长相一致,与生长时间呈极显著的二次曲线相关关系。裸土土壤呼吸速率的季节变化不明显,与时间的相关性弱。大豆土壤呼吸速率的峰值是棉花的2.4倍,出现时间也比棉花早。大豆土壤呼吸呈苗期分枝期成熟期开花结荚期鼓粒期,鼓粒期和开花结荚期的土壤呼吸占全生育期总量的82%,而生长时间只占全生育期的38.7%,大豆土壤呼吸总量是相应裸土的11.5倍。棉花土壤呼吸呈苗期吐絮期蕾期花铃期,蕾期和花铃期土壤呼吸占全生育期的77.8%,生长时间只占全生育期的44.7%,棉花土壤呼吸总量是相应裸土的4.9倍。大豆全生育期的土壤呼吸总量和平均土壤呼吸速率分别是棉花的1.77倍和2.34倍。大豆和棉花生长时期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为3.2%～95.8%和21.8%～88.0%,平均全生育期根际呼吸对土壤呼吸的贡献分别为91.3%和79.6%。大豆全生育期根际呼吸数量和平均根际呼吸速率分别是棉花的2.03倍和2.68倍。在种植作物的土壤中,土壤呼吸速率与气温呈显著的指数相关,而在裸土中,相关性不显著。氮肥对裸土的土壤呼吸无显著影响。总之,作物-土壤系统中,土壤呼吸受作物类型和生长时期控制,根际呼吸是土壤呼吸的主要部分,大豆由于共生固氮过程使得其土壤呼吸和根际呼吸的贡献显著高于棉花。