潮土小麦和玉米Olsen-P农学阈值及其差异分析

【目的】磷农学阈值是指导不同作物磷肥用量并获取最佳经济产量的重要依据,然而,不同地区不同的耕作制度、土壤类型、作物种类、pH、温湿度条件下,作物的磷农学阈值不同。明确小麦–玉米轮作体系下,典型潮土区小麦和玉米的磷农学阈值,并分析其差异。【方法】本研究基于“国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站”25年的定位试验,选取氮、钾肥施用充足和磷肥用量不同的NK (不施磷肥)、NPK (施用氮磷钾化肥)、NPKM (氮磷钾化肥和有机肥配施)、1.5NPKM (高量氮磷钾化肥配施有机肥)、NPKS (氮磷钾化肥与玉米秸秆还田配施) 5个处理的试验数据,使用米切里西指数模型 (Mitscherlich exponential model) 拟合小麦和玉米的Olsen-P农学阈值,并通过对比不同土壤磷水平下两种作物的磷吸收利用特性,分析其阈值不同的原因。【结果】获得最大相对产量的95%时,潮土区小麦Olsen-P农学阈值为13.1 mg/kg,玉米Olsen-P农学阈值为7.5 mg/kg。玉米Olsen-P农学阈值低于小麦主要原因:1) 土壤磷水平较低时,小麦对磷缺乏更为敏感,而玉米可保持相对较强的吸磷能力,25年不施磷处理玉米吸磷量是小麦的1.4倍;2) 土壤Olsen-P含量达到玉米阈值,而未能达到小麦阈值时,可保障玉米籽粒、茎秆及小麦籽粒正常生长对磷的需求,但小麦茎秆磷浓度仅能达到相对最大磷浓度的68.9%,严重影响了小麦的正常生长和获取较高产量的能力;土壤Olsen-P含量提高到小麦阈值后,小麦茎秆磷浓度提高到相对最大磷浓度的80.5%以上,进而可保障小麦获得较高的产量;3) 土壤磷素养分充足时,小麦对磷的吸收量大于玉米,且主要是由于小麦茎秆磷浓度和吸磷量随土壤Olsen-P含量的增加而大幅度增加。【结论】小麦和玉米作为典型潮土区两种重要的粮食作物,Olsen-P农学阈值分别为13.1和7.5 mg/kg。由于两种作物的生理特性不同,小麦对磷素的吸收利用率较低,茎秆需要较高的土壤磷浓度维持正常生长,产量形成对磷养分需求更大。因此,小麦–玉米轮作体系下,小麦的磷农学阈值更高,小麦季所需土壤磷供应量大于玉米季。为增强磷肥利用效率,减少磷肥投入量和土壤中磷素的过量累积,玉米季磷肥使用量应适当小于小麦季。当土壤Olsen-P水平高于作物磷农学阈值后,减少或短时间停止施用磷肥并不会对作物产量有明显影响。     

长期定位施肥对潮土磷素形态和有效性的影响

研究长期定位施肥对潮土各形态磷含量变化及磷有效性的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据.长期定位施肥试验开始于1990年,设CK(不施肥)、N2(单施尿素)、N2P(不施钾肥)、N2K(不施磷肥)、N1PK(低量氮肥和磷钾肥)、N2PK(平衡施肥)、N3PK(中高量施肥)、N4PK(高量氮肥和磷钾肥)、N2PKM(化肥...     

中国稻草还田技术研究进展

随着中国农业的发展,大量稻草被焚烧或者弃置,这不仅浪费了养分资源还造成环境污染。本文综述了稻草还田的方式方法,稻草还田对土壤性状及水稻产量的影响以及稻草还田对水稻氮素吸收和氮肥利用率的影响,以期待稻草还田技术可以进一步推广应用。     

土壤中硝态氮含量的影响因素研究

采用田间试验及人工渗滤池试验方法,研究了土壤中硝态氮含量的影响因素。结果表明,影响大田土壤中硝态氮因素很多,程度不一,其中土壤类型决定着硝态氮基础含量,是内因,而施肥及施氮量是影响硝态氮含量最大的外界因素,其次是土壤湿度和氮肥品种,土壤温度对其影响不明显。     

长期不同施肥模式对潮土有机碳组分的影响

采用物理分组方法分析了长期不同施肥模式条件下潮土有机碳组分变化及其分布规律。结果表明,与不施肥（CK）比较,长期氮、磷、钾平衡施用（NPK）、秸秆还田（NPKS）和有机无机肥配施（NPKM和1.5NPKM）均显著提高了潮土粗自由颗粒有机碳（cfPOC）、微团聚体内物理保护颗粒有机碳（iPOC）及矿物结合有机碳（mSOC）的含量,其中以粗自由颗粒有机碳增幅最高,达114.5%～278.9％,对施肥最敏感,能较好反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。矿物结合有机碳是潮土固存有机碳的主要形式,它占总有机碳的67.0%～80.4%。除偏施化肥（N和NP）外,其它施肥模式增加的总有机碳有49.1%～58.1%进入矿物结合有机碳组分;26.2%～31.7%进入粗、细自由颗粒有机碳组分;15.7%～20.9%进入物理保护有机碳组分。偏施化肥（N和NP）有利于自由颗粒有机碳的增加。综上分析,长期有机无机肥配施或秸秆还田是提升潮土不同组分有机碳库的较好施肥模式。     

不同种类重金属胁迫对两种小麦产量及构成因素的影响

以当前农业研究的热点领域——重金属污染为切入点,研究了大田Cd、Pb、As、Hg、Cr5种重金属胁迫对小麦(郑麦9023、小偃22)籽粒产量及构成因素的影响。结果表明重金属胁迫下,Cd、Pb、As、Hg、Cr重金属对产量三要素中单位面积群体穗数的影响最大,其次为穗粒数,对千粒重的影响最小;单位面积群体穗数对重金属Cr、Pb最为敏感,在旱田偏碱性的土壤上,Cr、Pb胁迫对小麦单位面积的群体穗数影响的临界含量分别约为187.5mg.kg-1和175mg.kg-1。对两个小麦品种的籽粒产量影响不同,郑麦9023籽粒产量依次为Cr2相似文献   

不同菌渣肥施用量对小麦产量及其构成因素的影响

为筛选适宜的菌渣肥配方,减轻农业副产物对环境的危害,提高农业生产的可持续性,以不施菌渣肥为对照(CK-JZ0),探讨了菌渣、牛粪不同体积配比的菌渣肥(JZA(纯菌渣)、JZB(菌渣/牛粪=0.5)、JZC(菌渣/牛粪=1)、JZD(菌渣/牛粪=2)在3 000(JZ1)、6 000(JZ2)、9 000(JZ3)kg/hm23个施用量水平上对小麦产量及其构成因素的影响。结果表明,采用菌渣和牛粪配合施用时,在施用量较低(3 000 kg/hm2)或两者配比不适宜(JZD)时对产量有抑制作用,在适宜的施用量(6 000 kg/hm2、9 000 kg/hm2)和适宜的配比(JZA、JZB、JZC)下才表现出较为明显的增产效果。与CK-JZ0相比,当菌渣和牛粪配合施用量为6 000 kg/hm2时,JZB处理对小麦株高、总干物质量、穗粒数以及JZA处理对小麦的穗粒数有连续稳定的促进作用,JZA处理平均较CK-JZ0增产4.7%;当菌渣和牛粪配合施用量为9 000 kg/hm2时,JZA、JZB、JZC处理对株高、穗长、穗粒数以及JZD处理对穗粒数有持续稳定的促进作用,其中JZB、JZC处理表现出稳定的增产效果,平均分别较CKJZ0增产6.7%、15.9%。     

潮土区小麦、玉米残体对土壤有机碳的贡献——基于改进的RothC模型

【目的】为进一步了解秸秆还田对土壤有机碳(SOC)的提升效果,探究作物残体(根系与秸秆)对潮土区SOC的贡献,为华北冬小麦-夏玉米区SOC提升提供理论依据。【方法】基于腐解试验的有机物料碳残留率数据,获得4种有机物料在RothC-26.3模型最优时对应的DPM/RPM参数值(易分解植物残体和难分解植物残体的比值)。利用修订的DPM/RPM参数,获得了改进的RothC-26.3模型,并用郑州潮土区短期腐解试验(2012年11月至2013年11月)和长期定位试验数据(1990—2008年)进行验证,模拟出郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体在3种不同施肥处理下(不施肥CK,平衡施肥NPK和秸秆还田NPKS)对新形成SOC的贡献。【结果】在模型达到最优时,小麦根系(wheat root,WR)、小麦秸秆(wheat straw,WS)、玉米根系(corn root,CR)和玉米秸秆(corn straw,CS)的DPM/RPM值分别为0.89、3.04、4.35和3.25。模型结果显示,CK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例均为50%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成的SOC比例分别为60%、40%;小麦根和玉米根固碳效率分别为15.5%、10.8%;NPK处理小麦根系、玉米根系的碳投入占碳投入的比例分别为60%、40%,而来源于小麦根系、玉米根系的SOC(0—20 cm)占新形成SOC的比例分别为71%、29%;小麦根和玉米根固碳效率分别为17.5%、11.4%;NPKS处理小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的碳投入的比例分别为47%、21%、32%,而小麦根系、玉米根系、玉米秸秆对新形成的SOC(0—20 cm)贡献分别为50%、22%、28%;小麦根系、玉米根系、玉米秸秆的固碳效率分别为16.9%、11.2%、11.4%。总之,冬小麦-夏玉米轮作系统中无论是不施肥、平衡施肥还是秸秆还田处理,小麦根系对新形成SOC的贡献率(50%—71%)大于玉米根系和玉米秸秆对新形成SOC贡献率(22%—40%)。源自小麦的SOC占新形成SOC的比例均分别大于源自小麦的碳投入占总碳投入的比例,而源自玉米的投入及其对新形成SOC的贡献则反之。小麦根系的固碳效率(15.5%—17.5%)大于玉米根系和玉米秸秆的固碳效率(10.8%—11.4%)。【结论】改进后的RothC模型可用来探究潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦、玉米残体对新形成SOC的贡献。郑州潮土区冬小麦-夏玉米轮作系统中小麦根系对新形成SOC的贡献率均大于玉米根系和玉米秸秆的贡献率。根茬还田(尤其是小麦根茬还田)更有利于提升土壤有机碳含量。     

长期定位施肥对潮土磷素下移及有效磷生态阈值的研究

研究长期施肥条件下磷素下移情况及其与0～20 cm土层有效磷含量的关系,明确有效磷生态阈值对作物产量和农业生态安全有重要的意义。试验基于"国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站" 30年定位试验,选取5个处理,即不施磷肥(NK)、施用氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥和有机肥配施(MNPK)、MNPK处理施肥量的1.5倍(1.5NPKM)、氮磷钾化肥与玉米秸秆还田配施(SNPK),采集0～20、 20～40、40～60、60～80、80～100 cm土壤样品,分析有效磷含量,研究土壤有效磷垂直变化,并分析0～20 cm土层有效磷含量与磷素下移关系。结果表明,长期施用磷肥可提高有效磷含量,施磷量越高,有效磷含量增加越快;0～20 cm土层有效磷含量15.7～24.7 mg/kg,磷素下移慢,可下移到40～60 cm土层;而有效磷含量大于55.6 mg/kg时,磷素下移速度显著增加,下移到60～80 cm土层,并且下移量更大。综上,磷素下移的深度受耕层有效磷含量的影响,潮土区土壤有效磷生态阈值为25 mg/kg,既满足作物高产对养分的需要,又不对生态环境造成危害。0～20 cm土层有效磷含量为15～25 mg/kg时,控制磷的投入量;当0～20 cm土层有效磷含量超出25 mg/kg,减少磷的投入。     

砂姜黑土区小麦施用磁性复合肥增产效应研究

研究结果表明 ,砂姜黑土区小麦施用磁性复合肥增产效果显著。其主要表现是促进小麦生长发育 ,增加有效分蘖 ,提高亩成穗数 ,增加穗粒数 ,提高千粒重。最高产量施肥量为2 50 2 kg/ hm2 ,经济最佳施肥量为 934 .5kg/ hm2 。磁性复合肥处理产量为最高。比对照增产72 .0 % ,增产 2 4 10 .5kg/ hm2。比处理等量氮磷钾化肥增产 11.4 % ,增产 589.5kg/ hm2。比未磁化肥处理增产 10 .6% ,增产 550 .5kg/ hm2 。