钾硅肥不同用量对水稻-油菜生长、钾素吸收及钾素平衡的影响

利用盆栽试验研究了钾硅肥不同用量对水稻-油菜轮作模式下作物生物量、钾素吸收利用和土壤钾素平衡的影响。结果表明,当施钾量为1.5g K_2O/盆,钾硅肥与硫酸钾效果相同,水稻-油菜生物量与对照相比显著增加,水稻生物量增加41.0%~42.2%,油菜生物量增加19.7%~20.8%,两季作物钾素吸收量也显著增加,钾硅肥用量增加一倍后两季作物生物量增加幅度均最高,分别为46.9%和21.4%,当钾硅肥施用量为3.0g K_2O/盆时,两季作物钾素吸收量也最大,分别为1.36和0.54g K_2O/盆。随着钾硅肥用量的增加,水稻-油菜的钾素真实利用率呈降低的趋势,钾硅肥施用量为1.5和3.0g K_2O/盆时,钾素真实利用率分别为59.1%和53.5%,经过两季作物种植后,硫酸钾处理、钾硅肥处理和2倍钾硅肥处理其偏钾平衡值分别为1.1、0.9和0.6,表明硫酸钾处理土壤钾素处于亏缺状态,而施用钾硅肥的处理土壤钾素均处于盈余状态,其中当钾硅肥施用量为3.0g K_2O/盆时,土壤钾素盈余量最大。与对照比较,施用钾硅肥可以显著增加土壤速效钾和缓效钾含量,且随着钾硅肥用量增加二者含量明显增加。钾硅肥可以替代硫酸钾施用,当季施用量应和硫酸钾含钾量相等或略低于硫酸钾含钾量,连续种植第二季作物时,应适当补施钾硅肥或硫酸钾。     

基于贝叶斯最大熵的多因子空间属性预测新方法

为了在空间数据预测时充分利用样点和环境数据,提出了在贝叶斯最大熵方法框架下将经典地统计方法与环境相关法结果融合、利用多源数进行空间预测的新方法;并以湖北省京山县土壤有机质含量为例,验证该方法的可行性.以由数字高程模型(digital elevation model,DEM)生成的各种相关地形因子作为环境数据,并分为密集建模集Ⅰ(330个样点)和稀疏建模集Ⅱ(100个样点),分别用普通克里金法和本文所提方法进行土壤有机质空间预测,用预留的50个样点进行精度分析.结果表明:本文所提方法的预测精度较普通克里金法的高,其Ⅰ和Ⅱ2组建模集精度分别提高了10.95%和22.72%,特别在样点较稀疏时,在相关环境因子的辅助下,精度提高幅度更大.说明将经典地统计方法与环境相关法结果相融合的多因子空间属性预测方法使预测结果既能体现样点的空间自相关,又能体现被预测属性与其他属性间的相关性.     

天然有机质和金属离子在矿物表面的共吸附

天然有机质(NOM)在土壤、沉积物和水体等环境中无处不在,其中富里酸和胡敏酸是主要形态。富里酸及胡敏酸活性高,易与天然矿物颗粒和金属离子发生相互作用,影响矿物的表面化学特性以及金属离子的形态与迁移性,进而在控制环境中金属离子的生物有效性和毒性等方面起重要作用。本文主要综述了富里酸和胡敏酸等NOM和金属离子在矿物表面共吸附特性与主要影响因素,归纳了表面络合模型和现代光谱技术在上述三元体系研究中的应用及其反应机制研究进展。NOM在较大程度上改变了金属离子在矿物表面的吸附特性和反应机制,并受体系pH、金属离子类型和浓度、NOM浓度、NOM和金属离子的添加顺序、矿物类型等因素的影响。低pH时,NOM通常促进矿物对金属离子的吸附。NOM和金属离子在矿物表面的共吸附机制包括:NOM和金属离子竞争吸附表面活性吸附位点;在溶液中形成NOM-金属离子络合物;形成金属离子桥接矿物表面位点与NOM的A型三元络合物(矿物-金属离子-NOM)或NOM联接矿物表面与金属离子的B型三元表面络合物(矿物-NOM-金属离子);静电作用改变表面电荷特征。最后展望了天然有机质等配体与金属离子在矿物表面共吸附有关的研究热点和方向。     

硼在植物体内的生理效应及其对几种重要代谢产物影响的研究进展

硼是植物必需的重要微量元素之一,在植物体内起着重要的作用,但是硼在植物中属于难移动的元素,加上我国缺硼土壤分布广泛,因此植物中的缺硼现象比较严重。为了更好的了解硼在植物体内详细的代谢规律,本文综述了微量元素硼在植物体内的生理效应及其调控机制,总结了植物的主要缺硼症状及不同硼水平条件下对植物的生理伤害,并着重分析了硼对几种重要代谢产物包括糖类、蛋白质、核酸、激素等的影响,介绍了微量元素硼影响植物的多种生理代谢过程,指出了硼在影响细胞膜稳定性、蛋白质数量、酚类、酶类等的代谢与分布的关系上仍需进一步深入探讨。     

水稻-油菜轮作条件下磷肥效应研究

【目的】采用田间裂区试验研究不同磷肥用量对水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量以及磷肥当季利用率和残留利用率的影响,评估水稻季不同磷肥用量对油菜的后效大小,探讨周年轮作内磷肥的分配,为水稻-油菜周年轮作体系下油菜季磷肥管理提供科学依据。【方法】采用水稻-油菜周年轮作田间试验,前季水稻包含4个不同的磷肥水平,分别为P0（0 kg P2O5•hm-2）、P30（30 kg P2O5•hm-2）、P60（60 kg P2O5•hm-2）和P90（90 kg P2O5•hm-2）,后季油菜在水稻季试验基础上采用裂区试验,每个小区裂区为施磷（60 kg P2O5•hm-2）和不施磷（0 kg P2O5•hm-2）2个副区,研究不同施磷条件下水稻-油菜轮作体系中作物产量、磷素吸收量、磷肥当季利用率和残留利用率,以及水稻季不同磷肥用量对后季油菜产量和磷素吸收量的影响,并引入“后效磷量”的概念评估水稻季磷肥后效。【结果】水稻季施磷60 kg P2O5•hm-2时水稻产量最高,磷肥当季利用率最大,分别为9 694 kg•hm-2和19.2%,施磷不足或者过量均会降低油菜的产量和磷肥当季利用率。与油菜季不施磷处理相比,油菜当季施磷60 kg P2O5•hm-2显著增加油菜干物质量765-1 195 kg•hm-2,其中油菜籽增产427-503 kg•hm-2;油菜产量和磷素吸收量也受到水稻季磷肥用量的影响,水稻季施用磷肥后季油菜干物质量显著增加212-816 kg•hm-2,其中油菜籽粒增产136-409 kg•hm-2,磷素吸收量增加0.4-4.9 kg•hm-2。水稻季残留在土壤中磷肥可以供后季油菜吸收利用,增加油菜当季磷肥的农学效率和磷肥贡献率,具有明显的后效。水稻季磷肥当季利用率16.3%-19.2%,残留利用率为5.4%-7.3%,累积利用率为21.8%-25.6%,磷肥的后效与磷肥用量显著正相关,水稻季磷肥后效相当于油菜当季施磷2-9 kg P2O5•hm-2的增产效果。水稻季磷肥后效也受到油菜季磷肥用量的影响,油菜季施磷处理水稻磷肥对油菜磷素吸收增加作用低于油菜季不施磷处理。【结论】在水稻-油菜轮作体系中,合理的施用磷肥能明显提高两季作物的产量、养分吸收量和肥料利用率,水稻季施用的磷肥残留在土壤中可以被后季作物吸收利用,显著地增加油菜的产量和磷素吸收量,对后季油菜具有明显的后效,其后效的大小与施磷量显著正相关。因此在水旱轮作体系中,在兼顾“重旱轻水”的磷肥管理策略下,油菜季应该充分考虑前茬作物水稻季磷肥后效的基础上进行优化磷肥管理。     

稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究稻田不同土壤供钾能力条件下,秸秆还田配施钾肥对水稻产量、地上部钾素累积量以及钾肥利用率的影响,为秸秆还田水稻钾肥合理施用提供科学依据。【方法】2011-2012年在鄂中、江汉平原和鄂东地区的10个县（市）选择不同供钾水平田块布置水稻试验。根据湖北省第二次土壤普查制定的速效钾分级标准,本文将土壤速效钾含量＞150 mg•kg-1的试验点如钟祥和宜城归为高钾供应能力土壤（1级水平）,简称为高钾土壤,标记为High-K;土壤速效钾含量100-150 mg•kg-1的试验点如团风、仙桃、洪湖和枝江归为中钾供应能力土壤（2级水平）,简称为中钾土壤,标记为Middle-K;土壤速效钾含量＜100 mg•kg-1的试验点如麻城、广水、鄂州和蕲春归为低钾土壤,标记为Low-K。试验共设6个处理,分别为：（1）CK（-K）;（2）+K;（3）+S;（4）S+1/3K;（5）S+2/3K;（6）S+K,其中K和S分别表示钾肥和还田秸秆,以此来考查当前推荐钾肥用量（K2O 75 kg•hm-2）对水稻的增产效果以及轮作模式下麦秆或油菜秸秆还田钾素对钾肥的替代作用。【结果】结果显示CK处理（-K）,高钾、中钾和低钾土壤的稻谷产量分别为8 372、8 710和7 767 kg•hm-2,施钾和秸秆还田均可以不同程度地增加水稻产量和地上部钾素累积量。与CK相比,高钾、中钾和低钾土壤均以秸秆还田配施钾肥处理的增产效果最显著,增产量分别为633、1 098和814 kg•hm-2,增幅分别为7.7%、12.6%和12.5%;地上部钾素累积吸收增量分别为40.2、56.5和49.3 kg•hm-2,增幅分别为15.9%、21.3%和36.8%。在当前推荐钾肥用量条件下,秸秆还田会造成高钾土壤的钾肥吸收利用率下降,但可明显提高中钾和低钾土壤的钾肥吸收利用率;同时秸秆还田也会显著降低高钾土壤的钾肥农学利用率,但对中钾和低钾土壤的钾肥农学利用率没有明显影响。同钾肥利用率相比,钾素利用率均有所降低,但中钾土壤和低钾土壤的钾素利用率要显著高于高钾土壤的钾素利用率。通过对秸秆还田条件下钾肥用量与增产率、地上部钾素累积增幅的相关性分析得出高钾土壤和中钾土壤的推荐钾肥用量偏高。根据线性加平台肥效模型拟合得出,在秸秆还田条件下,高钾土壤田块（速效钾含量＞150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为38.2 kg•hm-2,比推荐用量减少49.1%;中钾土壤田块（速效钾含量100-150 mg•kg-1）适宜钾肥用量平均为60.0 kg•hm-2,比推荐用量减少20.0%;而低钾土壤田块（速效钾含量＜100 mg•kg-1）,增产效果显著,推荐钾肥用量不足。【结论】因此,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用;而低钾供应田块推荐用量略显不足,增施钾肥仍有较大的增产空间。     

不同粳稻品种在鄂中丘陵岗地的氮肥效应及差异分析

采用田间试验,比较了不同氮肥水平下两个粳稻品种“中稻1号”和“淮稻5号”在鄂中丘陵岗地单季籼稻区的产量和氮肥利用率。结果表明,施用氮肥可显著增加粳稻的产量,与不施氮处理（N0）相比,两个粳稻品种的施氮处理分别平均增产2 179 kg/hm2和3 209 kg/hm2,增产率为45.7%和53.5%。稻谷产量与氮肥施用量呈线性加平台关系,两个粳稻品种的平台产量分别为7 517 kg/hm2和10 234 kg/hm2,最适氮肥用量分别为221.0 kg/hm2和235.5 kg/hm2。与N0相比,两个粳稻品种施氮处理吸氮量平均增加58.7 kg/hm2和71.8 kg/hm2,增幅为80.9%和85.2%。当施氮量为248 kg/hm2时,“中稻1号”和“淮稻5号”的氮肥吸收利用率（NRE）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥贡献率（NCR）及氮肥偏生产力（PFPN）分别为29.4%和37.6%、10.6 kg/kg和18.0 kg/kg、35.4%和42.6%及29.8 kg/kg和42.3 kg/kg。综合分析认为“淮稻5号”在鄂中丘陵籼稻区种植,可以获得更高的产量及氮肥利用率。     

花岗岩红壤丘陵区崩岗侵蚀对农田的危害及治理

以野外实地调查结果为依据,按照形态特征将崩岗分为集水区、崩岗体和洪积扇区3个区域,在阐述崩岗侵蚀对各区农田危害的基础上,提出了相应的防治措施：集水区对农田的危害主要为减少农田面积、降低农田肥力和导致农田缺水,防治措施主要为修建截水保水工程;崩岗体对农田的危害主要为掩埋或直接冲走农作物,导致农田缺水,防治措施主要为修建护坡工程、排水工程,削坡开梯后对梯面临空面的固定和对土壤的熟化;洪积扇区的危害主要为大量洪积物冲入农田砂化土壤和破坏水利设施,防治措施主要为改善土壤结构、培肥土壤、兴修水利设施。     

长期紫云英还田与化肥配施下水稻土团聚体中铁氧化物的演变规律

铁氧化物是土壤团聚体重要的胶结物质,其主要存在于土壤黏粒中。为探索紫云英还田并配施化肥下土壤团聚体中铁氧化物的变化规律及其在不同粒级黏粒组分中的富集特点,以湖南省南县长期紫云英还田的水稻土为研究对象,选择单施紫云英（MV）、单施化肥（F100）、紫云英配施全量化肥（MV+F100）和紫云英配施80%化肥（MV+F80）4个处理,通过湿筛和离心分离土壤团聚体（>250、53~250 和2~53 μm）和黏粒（<2 μm）,测定不同处理土壤团聚体及其黏粒中铁氧化物的含量,并分析它们与团聚体稳定性的关系。结果表明：（1）与MV和F100相比,紫云英与全量化肥配施增加了>250 μm粒级团聚体的含量,降低了53~250 μm粒级团聚体含量,团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）分别提高了8.2%~20.5%和4.1%~8.5%。（2）与MV相比,紫云英与化肥配施显著提高了各粒级团聚体、2~53 μm团聚体黏粒和自由态黏粒非晶质铁的含量（12.7%~55.6%,52.4%~54.9%和45.9%~48.6%）,降低了>250和53~250 μm团聚体非晶质铁的富集率（32.8%~36.8%和17.2%~28.4%）。而与F100相比,2~53 μm团聚体和团聚体黏粒非晶质铁的含量以及富集率均显著降低（3.5%~21.3%、29.2%~30.4%和10.9%~26.9%）。（3）>250 μm团聚体含量与团聚体黏粒的非晶质铁含量、铁的活化度呈极显著正相关,与团聚体黏粒的游离铁含量、非晶质铁的富集率呈显著正相关。团聚体的MWD和GMD与>250μm团聚体含量呈极显著正相关,而与<2 μm团聚体含量呈极显著负相关。>250、2~53 μm团聚体黏粒和自由态黏粒的游离铁是团聚体MWD和GMD最重要的影响因子。紫云英与化肥配施,能够提高团聚体黏粒铁氧化物的含量,促进>250 μm团聚体的形成,从而增强团聚体的稳定性。     

长期施肥对水稻土有机氮组分及氮素矿化特性的影响

以湖南省3个国家级稻田土壤肥力变化长期定位监测点(新化、宁乡和桃江)的土壤为对象,研究了20年不同土壤培肥方式(不施肥、单施化肥、化肥配施中量/高量猪粪和化肥配施秸秆)对土壤全氮、有机氮组分及氮素矿化的影响.结果显示,与不施肥相比,单施化肥对土壤全氮的影响在新化和宁乡点均不显著,但化肥配施猪粪或秸秆在三个试验点均显著提高了土壤全氮、碱解氮和微生物量氮的含量.总体来看,长期施肥能够提高土壤有机氮各组分的含量,并提高氨基糖氮和氨基酸氮在全氮中的占比,但不同类型肥料施入后对有机氮组分的影响因试验点的不同而异,这可能是不同试验点土壤理化性质差异导致的.相关分析显示土壤酸解有机氮组分与氮矿化势极显著相关,且在三个监测点,有机物配施化肥的处理土壤氮矿化势均高于单施化肥处理.研究表明,虽然土壤性质上的差异可能导致土壤氮组分对施肥措施的响应不同,但有机无机肥配施提高土壤供氮潜力的效果均优于单施化肥.