麦秆还田对直播和移栽棉花产量及氮素吸收的影响

为明确长江流域棉区植棉对麦秆还田的响应及其对麦秆中氮素的吸收利用效果,采用田间试验,设置棉花直播冬小麦秸秆不还田（D-S）、棉花直播冬小麦秸秆还田（D+S）、棉花移栽冬小麦秸秆不还田（P-S）和棉花移栽冬小麦秸秆还田（P+S）4个处理。利用¹⁵N同位素示踪技术研究麦秆还田对直播和移栽棉花的产量、生物量、氮素吸收及秸秆氮利用率的影响。结果显示,麦秆还田可不同程度地增加直播和移栽棉花的产量、秸秆生物量和根系生物量。直播条件下,麦秆还田后棉花籽棉产量、叶片、茎秆、棉壳和根系生物量的增幅分别为7.8%、3.7%、4.6%、3.4%和14.6%;移栽条件下,麦秆还田后棉花产量及各部位生物量的增幅分别为5.9%、5.2%、5.6%、7.4%和7.9%。从棉花生物量和产量来看,各处理均表现为P+S>P-S>D+S>D-S。收获期,与麦秆不还田相比,麦秆还田后直播和移栽棉花的根系数、果枝数、叶片数、叶片SPAD、单株铃数和单铃重均有明显增加,而株高、根茎粗和衣分的差异并不显著。与D-S处理相比,D+S、P-S和P+S处理的棉株氮素吸收量分别增加14.4、34.6和51.1 kg·hm^-2,增幅达到9.0%、21.8%和32.2%。表观法和¹⁵N示踪法得出棉花季麦秆氮素的平均回收率分别为22.3%和11.5%,且移栽棉花对麦秆氮素的利用率高于直播棉花,表明棉花季大部分小麦秸秆氮素残留在土壤中。因此,在长江流域麦-棉轮作区,积极开展麦秆还田技术可增加直播、移栽棉花的产量和棉株氮素吸收,并减少化学氮肥施用,从而提高秸秆氮素养分的循环利用效率。研究可为作物秸秆资源利用和棉花季氮肥科学减量施用提供参考依据。     

中国棉花生产格局与施肥研究现状——基于CNKI数据计量分析

基于我国棉花产业格局和棉花种植“减肥减药”新形势,探究我国棉花种植发展、棉花生产格局转变对棉花施肥研究态势的影响。以中国知网（CNKI）数据库为信息来源,采用文献计量方法分析棉花研究文献发表量、研究机构、发表类型、来源出版物、棉花施肥研究关注领域和棉花主产区的肥料施用量。统计数据表明,近10年,我国棉花种植面积和皮棉产量持续下降,尤以长江流域棉区和黄河流域棉区减幅最大,新疆植棉优势地位显著提高。CNKI数据显示,1995－2018年国内棉花施肥研究年发文数量呈显著增加趋势。从发文机构地域来看,三大棉区均有分布,且新疆地区优势更明显;而发文类型以技术应用为主。当前棉花施肥研究仍以棉花产量、纤维品质和肥料用量为核心,并逐渐延伸到施肥技术、养分动态和环境效应。与国家推荐肥料用量相比,当前三大棉花产区的施肥用量偏高,仍有降低的空间,尤其西北内陆棉区,常规灌溉施肥用量较高,采用膜下滴灌技术可显著降低氮磷钾肥料施用量。从水资源分配和生态建设视角来看,旱作区棉花种植规模不宜过度扩大;应围绕棉花轻简化生产,在稳产和减肥条件下提高水肥利用效率。     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。     

长期施用钾肥对水旱轮作土壤供钾特性的影响

基于水旱轮作肥效田间定位试验,研究了连续施用不同用量钾肥对水旱轮作水稻土钾素供钾能力及其影响因素的影响。试验共设4个钾肥用量,分别为,0(K0)、45(K1)、90kg/hm~2(K2)和180kg/hm~2(K3),其中K2为当地测土配方推荐钾肥施用量。结果表明,在外源钾加入浓度为80~4800mg/L范围内,土壤固钾量均随着外源钾加入浓度的增加而增大,尤以不施钾处理的固钾率最高。土壤固钾率与钾肥用量密切相关,并受到土壤速效钾、缓效钾和K+饱和度的显著影响。各处理土壤经过1.0mol/L NH_4OAc和1.0mol/L HNO_3溶液连续浸提15次后,其钾素累积释放量均随着浸提次数的增加而升高,但增幅却随着浸提次数的增加而逐渐降低。稳定态时各处理的钾素累积释放量均表现为K3K2K1K0。由此可知,钾肥合理施用可以降低土壤的固钾作用,提高土壤钾的持续释放能力并增强其植物有效性。     

长期施钾对水旱轮作系统产量及土壤团聚体钾分布的影响

[目的]研究长期施用钾肥对水旱轮作系统产量、土壤团聚体分布及有效钾含量的影响,探明水旱轮作系统中钾素在土壤团聚体组分中的分配规律,进而为土壤结构改良、钾库管理和钾肥合理施用提供理论依据.[方法]2011~2017年在湖北省江汉平原布置中稻—冬油菜轮作定位试验.试验选择氮磷肥(不施钾肥,-K)和氮磷钾肥(施钾肥,+K)处理,对比分析施用钾肥对中稻—冬油菜轮作系统的产量及不同深度土壤有效钾含量和团聚体分布产生的影响.[结果]轮作系统产量变幅受年份和施肥的双重影响,与不施钾肥处理相比,施用钾肥后水稻和冬油菜的年均增产量为0.51和0.33 t/ha,增幅分别达7.5%和14.1%.连续7年施用钾肥对土壤团聚体的垂直分布无明显影响,但可增加20~30和30~40 cm土层的水溶钾和速效钾含量及各粒级团聚体中速效钾含量.通过不同土层土壤团聚体速效钾的盈缺值计算得出,10~20和30~40 cm土层的土壤速效钾盈缺值变幅最明显.[结论]与2011年农田初始有效钾含量相比,2017年钾肥用量会导致农田钾素含量持续缓慢下降,因此,应重视秸秆还田和有机钾肥的补充,以维持轮作系统生产力和农田钾素平衡.