土壤肥料学云南省省级精品课程教学改革与实践

为适应高等农业教育改革和推进素质教育的要求,针对云南农业大学涉农专业的基本特点,结合土壤肥料学云南省省级精品课程的建设和云南省土壤与肥料方面的基本情况,以培养学生的创新精神与实践能力为根本目的,在教学内容、教学条件、教学方法等方面进行了该课程教学改革与实践,收到显著成效.     

氮肥用量对油菜//蚕豆间作系统作物产量及养分吸收的影响

油菜间作蚕豆方式中的养分吸收利用特征少见报道,本研究通过田间小区试验探讨了不同施氮水平下间作对作物产量及氮、钾养分吸收利用的影响。通过研究表明,油菜间作蚕豆具有显著的间作产量优势,间作方式中油菜的竞争能力强于蚕豆。间作平均提高油菜产量15.6%～44.5%,提高蚕豆产量12.1%～26%。不同施氮条件下,间作土地当量比（LER）=1.14～1.67,N112.5条件下LER最大,N225条件下,作物产量最高。间作提高了油菜地上部氮吸收量,其中间作第一行间作第三行单作,在农民习惯施肥水平（N337.5）条件下间作养分吸收优势消失。随着氮肥施用量的增加,单、间作油菜氮吸收量随之增加。间作油菜子粒氮吸收量、钾吸收量在推荐施氮（N225）条件下达到最大值。不同施氮条件下,单、间作油菜地上部钾吸收量没有差异。间作促进氮素营养由营养器官向生殖器官转移,但对钾素营养的分配没有影响。     

不同施氮水平及根系分隔方式对间作小麦蚕豆氮吸收的影响

通过盆栽试验设置了3种根系分隔方式(无分隔、尼龙分隔、塑料分隔)和3个氮(N/2、N、3N/2)水平,分析了间作小麦蚕豆的干物质量、氮素累积吸收量和养分竞争比率,研究不同种植模式及不同施氮水平对小麦蚕豆氮素营养累积吸收特征和养分竞争规律的影响。结果表明:不同氮水平和根系分隔方式改变了间作小麦和蚕豆的干物质量,小麦拔节期,低氮、常规施氮和高氮水平下,尼龙分隔方式下小麦干物质累积量分别高于不分隔和塑料分隔60.8%、61.46%,71.19%、73.42%,63.02%、61.54%。低氮水平下,无分隔方式蚕豆干物质平均累积量分别低于尼龙和塑料分隔15.46%和20.68%;推荐施氮水平下,抽穗期和成熟期,尼龙分隔蚕豆干物质累积分别低于无分隔和塑料分隔24.53%、23.11%和26.66%、26.96%;高氮条件下,3种根系分隔方式间差异不明显。不同氮水平和根系分隔方式也改变了间作小麦和蚕豆的氮素累积吸收量。其中低氮条件下,无分隔小麦氮素累积吸收量明显高于尼龙和塑料分隔,随施氮量增加,这种优势逐渐不明显;低氮和高氮条件下,3种根系分隔(PB、MB、NB)蚕豆氮素累积吸收量差异不显著,推荐施氮条件下,塑料分隔方式下蚕豆氮素吸收量急剧增加,尤其籽粒膨大期,与尼龙分隔和不分隔相比分别增加29.03%、26.48%。低氮和常规施氮条件下,拔节期、孕穗期和灌浆期,尼龙和无分隔体系小麦相对于塑料分隔体系养分竞争比率(NCRcs)高于蚕豆。     

基于LCA分析的间作小麦土壤酸化气体排放

为综合分析小麦蚕豆间作的环境酸化效应以及产量优势,通过2个试验点为期2年(A和B试验点:2014—2016年)的田间定位试验,分析比较了小麦蚕豆间作产量以及基于生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)的能源消耗、环境酸化等指标的差异。结果表明,两个试验点的间作小麦产量均显著高于单作,平均增幅达到了22.04%,土地当量比(LER)均大于1,表现出明显的间作优势。与单作小麦相比,间作小麦的能源消耗和环境酸化影响指数较单作小麦分别平均减少了18.59%和17.45%,硫氧化物(SOX)、氨气(NH_3)和氮氧化物(NO_X)酸化气体分别平均减少了17.42%、17.68%和17.82%,间作小麦的能源消耗和环境酸化的环境影响减缓潜力平均增加了18.96%和17.45%。表明小麦蚕豆间作可显著提高产量,减少酸化气体排放,具有明显的间作优势。     

小麦/蚕豆间作条件下小麦的氮、钾营养对小麦白粉病的影响

通过小麦/蚕豆间作盆栽试验,研究比较了单作和间作条件下不同氮、钾营养水平对小麦氮、钾养分吸收和小麦白粉病发生的影响。结果表明:小麦蚕豆间作提高小麦子粒产量74.7%～133.9%,低氮条件下,间作提高小麦氮吸收量14.7%～169%;在高氮条件下,间作提高氮吸收量的优势降低;间作提高小麦钾吸收量32%～69%,增施钾肥提高小麦钾吸收量25.5%～57.3%。小麦间作蚕豆能明显减轻小麦白粉病的发生,间作平均防效达42.1%～83.1%;小麦白粉病的发生与小麦茎叶的氮吸收量呈显著正相关关系,r=0.623*～0.702*.*。     

不同磷水平下间作对红壤团聚体及有效磷特征的影响

间作玉米对红壤团聚体的形成和磷素的有效性提高有重要作用。基于田间小区定位试验,研究不同施磷水平(P0:0 kg/hm²,P60:60 kg/hm²,P90:90 kg/hm²,P120:120 kg/hm²)下玉米大豆间作对土壤团聚体及有效磷特征的影响,为改善红壤团聚体结构和提高磷肥利用提供科学依据。结果表明:施磷和间作种植均有利于水稳性团聚体的形成和增大土壤平均质量直径。与单作玉米相比,间作分别显著提高了玉米土壤水稳性团聚体比例和平均质量直径 10.5%和 10.8%,且土壤中水稳性团聚体比例和平均质量直径在 P120施磷水平下达到最大。玉米大豆间作相比单作玉米促进了土壤 >0.25 mm团聚体含量的增加,特别是 >2 mm团聚体含量增加了 23.2%,同时减少了 <0.053 mm团聚体含量 10.2%。对比单作玉米,间作显著提高了 1～ 2和 0.25～ 1 mm团聚体中有效磷含量     

云南省不同试验区小麦蚕豆间作的产量优势分析与评价

 小麦蚕豆间作是云南省主要间作种植模式之一,具有提高产量,减少病虫害,提高养分、水分和光能利用效率等优势。本文基于2001—2010年本间套作课题小组40余组田间试验研究结果,对小麦蚕豆间作体系在云南陆良、玉溪、石林和昆明4个试验区的产量优势进行分析评价。结果表明：小麦蚕豆间作具有明显的增产优势。间作小麦比单作小麦平均增产1324%,间作蚕豆比单作蚕豆平均增产1480%,土地当量比（LER）平均值为114。但不同试验区的间作产量效应差异较大,其中玉溪、陆良和昆明试验区间作产量优势较大,LER分别为121,114和114。玉溪试验区间作产量优势主要来自于蚕豆,而其他试验区间作产量优势主要来自于小麦。     

施氮和间作对蚕豆根瘤形成及氮素吸收累积的影响

为探究不同施氮水平下小麦蚕豆间作对蚕豆根瘤形成及氮素吸收累积的影响,明确氮肥施用与豆科作物结瘤固氮、氮素吸收累积和产量的关系,通过2年田间试验,分析了N0、N1、N2和N3 4个施氮水平（蚕豆：0、45、90、135kg/hm²;小麦：0、90、180、270kg/hm²）下,单作、间作蚕豆各关键生育期根瘤鲜重、氮素吸收关键参数、地上部氮素累积量和产量的特征。结果表明,N0、N1和N2水平下,间作蚕豆根瘤鲜重比单作分别提高40.9%、27.2%和34.1%;高氮（N3）水平下,单作、间作蚕豆根瘤鲜重无显著差异。与单作相比,4个施氮水平下间作蚕豆的最大氮素累积量（A）和最大氮素吸收速率（R_max）降幅分别为8.01%~13.93%和10.27%~12.98%,表明氮素吸收累积特点与根瘤鲜重相反。在蚕豆营养生长阶段（出苗后90d内）,单作、间作蚕豆氮素累积量无差异;进入结荚期后（出苗90d后）,间作显著降低了蚕豆的氮素累积量。同时,蚕豆产量也受施氮量和种植模式的调控,与单作相比,4个施氮水平下,间作降低蚕豆产量平均达20.66%。整体而言,在N1水平下,蚕豆根瘤鲜重和产量达最大值,随着施氮量增加,蚕豆根瘤鲜重、氮素累积量和产量均随之降低,间作促进根瘤形成的优势减弱甚至消失。因此,间作体系中蚕豆氮肥的运筹与间作优势的形成密切相关。     

云南中、低供磷能力土壤玉米最佳施磷量研究

  【目的】  探明不同供磷能力土壤条件下玉米对磷肥用量的反应及最佳磷肥用量,为磷肥高效利用提供依据。  【方法】  玉米田间试验于2017―2019年在云南寻甸和小哨进行,土壤Olsen-P含量分别为15和4.5 mg/kg,属于中、低供磷能力土壤。试验设施磷量P₂O₅ 0 kg/hm2 (P0)、45 kg/hm2 (P45)、90 kg/hm2 (P90)、135 kg/hm2 (P135)和270 kg/hm2 (P270) 5个水平处理(寻甸)和P₂O₅ 0 kg/hm2 (P0)、60 kg/hm2 (P60)、90 kg/hm2 (P90)和120 kg/hm2 (P120) 4个水平处理(小哨),其中90 kg/hm2是当地推荐磷肥用量。分析了玉米主要生育期植株生物量、产量、磷素吸收与分配,计算了磷肥利用率。利用线性加平台模型,模拟了不同磷水平下玉米的籽粒产量与磷肥用量的关系。  【结果】  在两个试验点,施磷均显著提高了玉米产量,但是当施P₂O₅>90 kg/hm2时,不能进一步提高玉米籽粒产量,甚至两个最高磷处理P270 (寻甸)和P120 (小哨)的玉米产量显著低于P90处理。在供磷能力中等土壤上,P45和P90处理最有利于玉米磷素的吸收和累积,同时促进磷素向籽粒中转移,P45的磷肥利用率最高。在低供磷能力土壤上,玉米磷素吸收量随施磷量呈现抛物线趋势,即磷素吸收累积整体表现为 P90>P120>P60>P0,P90的磷肥利用率最高。利用线性加平台模型对玉米产量与施磷量的模拟达到极显著置信水平,计算的最佳施磷量在供磷能力中等和较低的土壤上,分别为65.6和93.7 kg/hm2。  【结论】  相比于当地的磷肥推荐量P₂O₅ 90 kg/hm2,供磷能力中等的土壤条件下应减少磷肥用量至65.6 kg/hm2,在供磷能力低的土壤上磷肥用量应适当增加至93.7 kg/hm2。     

不同氮磷水平下小麦-蚕豆间作对产量稳定性的影响

研究不同氮或磷水平下小麦-蚕豆间作对产量稳定性的影响,为小麦-蚕豆间作系统的高产稳产及合理施肥提供理论依据。通过5年(2015～2019年)的田间定位试验,设4个氮水平(N0-0 kg·hm-2、N1-90 kg·hm-2、N2-180 kg·hm-2和N3-270 kg·hm-2)、3个磷水平(P0-0 kg·hm-2,P1-45 kg·hm-2和P2-90 kg·hm-2)和3种种植模式(小麦单作、蚕豆单作和小麦-蚕豆间作),分析小麦-蚕豆间作系统的产量稳定性。结果表明:与单作相比,4个氮水平下5年间作小麦平均籽粒产量分别增加32.9%、26.1%、21.9%、14.7%,3个磷水平下5年间作小麦平均籽粒产量分别增加16.7%、20.5%、21.9%。不同氮或磷水平下,小麦-蚕豆间作具有产量优势,平均土地当量比分别为1.12和1.10。间作提高了小麦产量的稳定性,降低了蚕豆产量的稳定性,且适当施氮或磷肥可以提高小麦-蚕豆间作系统的产量稳定性。间作提高了小麦的土壤地力贡献率,增加了小麦的磷肥贡献率,但降低了其氮肥贡献率。低氮(N1)或低磷(P1)条件下,小麦-蚕豆间作可以维持产量的稳定性。在本试验条件下,小麦-蚕豆间作具有减施氮磷肥、维持作物产量及其稳定性的潜力。