有机培肥与耕作方式对稻麦轮作土壤团聚体和有机碳组分的影响

为了明确不同外源有机物和耕作方式对土壤地力培育的影响,以水稻-小麦轮作系统为对象,通过2个年度(2016—2018年)大田试验研究了外源有机物(秸秆和有机肥)和耕作方式及其交互作用[稻麦秸秆还田配合旋耕(SR),稻麦秸秆还田配合翻耕(SP),秸秆不还田、增施有机肥配合旋耕(MR),秸秆不还田、增施有机肥配合翻耕(MP),秸秆不还田、不施用有机肥、旋耕深度15 cm(CKR)]对土壤团聚体和有机碳组成的短期影响。结果表明:SR处理能够降低水稻季土壤容重并增加总孔隙度。相比CKR,小麦季SR处理显著增加0.05mm水稳性团聚体含量,增加量为7.2%。此外,外源有机物和耕作对土壤有机碳活性组分具有显著影响。其中,易氧化有机碳(EOC)主要受耕作与有机物交互作用影响,酸水解有机碳(LPIc和LPII_c)主要受耕作措施的影响, SR处理的土壤EOC和LPI_c含量比CKR提高0.3～2.6 g·kg~(-1)。颗粒有机碳(POC)主要受外源有机物的影响,并且秸秆还田处理POC平均含量高于增施有机肥处理,增加量为0.75g·kg~(-1)。短期内,外源有机物和耕作及其交互作用对稳定性有机碳(黑碳和矿物结合态有机碳)的影响较小。综上,秸秆还田配合旋耕有助于提高土壤水稳性团聚体和活性有机碳的含量(EOC、LPI_c和POC)。     

生物炭与有机肥配合对藜蒿产量及品质的影响

以藜蒿(Artemisia selengensis Turcz)为试材,采用田间试验方法,设置4个处理:B2.7M2.25(低量生物炭、中量有机肥)、B2.7M1.2(低量生物炭、低量有机肥)、B5.4M2.25(中量生物炭、中量有机肥)、B5.4M1.2(中量生物炭、低量有机肥),以B0M0为对照(CK,无生物炭及有机肥),研究了等氮条件下生物炭与有机肥配合对稻-菜轮作体系中藜蒿产量和品质的影响,以期为藜蒿科学施肥提供参考依据。结果表明:与对照相比,生物炭与有机肥配合,可以阻止土壤酸化,土壤pH提高0.24～0.25个单位,有机质含量增加0.36%～1.47%,土壤碱解N、速效P和速效K等养分含量也同步增加;藜蒿产量提高7.90%～16.61%,品质得到改善,维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质含量分别增加4.80%～6.40%、1.86%～3.65%、0.74%～2.22%。     

江汉平原棉花合理施氮量研究

采用田间小区试验研究了江汉平原棉花合理施氮量。结果表明,在施用90 kg/hm~2 P2O5、180 kg/hm~2K2O和3 kg/hm~2持力硼基础上,利用线性+平台模型得到棉花中高产量水平下的合理施氮量为280 kg/hm~2。在不明显减产的条件下,从提高氮肥当季利用率、尽量降低氮肥投入的角度,可以将氮肥用量降低到240kg/hm~2左右,在此施氮水平下仍然可能通过改进田间管理措施获得高产。因此,江汉平原棉花氮肥减量空间为20~60 kg/hm~2。     

长三角地区稻麦轮作土壤养分对秸秆还田响应-Meta分析

研究旨在明确稻麦轮作下秸秆还田对土壤基础养分的影响。以稻麦轮作系统为研究对象,采用Meta分析方法定量研究了土壤基础养分对秸秆还田的响应及其影响因素。结果表明,短期内(<2年)秸秆还田能够显著提升土壤有机碳和活性有机碳的含量,其中活性有机碳对秸秆还田的响应程度要高于总有机碳。低秸秆还田量(RS <3750 kg hm^-2和WS <3000 kg hm^-2)对土壤基础养分的提升效果不显著,而全量秸秆还田(RS 3000~6000 kg hm^-2和WS 3750~7000 kg hm^-2)能够显著提升土壤速效磷、有机碳和活性有机碳的含量。对于不同耕作措施而言,旋耕或翻耕措施均可以显著提升土壤有机碳的含量;此外,旋耕显著提高全氮和活性有机碳的含量,翻耕显著提高土壤速效磷和速效钾的含量。稻麦轮作下秸秆全量还田配合旋耕或者翻耕措施能够增加土壤基础养分含量,达到土壤地力培育的效果。     

湖北省农业面源污染负荷及评价系统设计与实现

湖北省农业面源污染负荷及评价系统的编码语言为C#语言,在Visual Studio 2010环境下编译,数据库通信及操作采用ADO.NET技术,Excel文件操作采用NPOI技术。该系统将湖北省农业面源污染数据及种植模式数据集中到一个平台进行数据管理,并从不同角度对农业面源污染数据进行展示、分析统计、评价。系统实现依据登录用户等级展示用户权限范围内的数据及分析评价结果。系统可以对不同农业污染源产生的污染负荷进行估算。系统的估算结果可以保存至文档,展示的数据都可以导出在Excel文件,用户可以通过导入Excel文件新增数据。     

三峡库区典型流域水质时空特征及污染防控策略

为了解三峡库区典型小流域不同土地利用类型下水质的变化特征,于2015-2020年对三峡库区长坪小流域开展水质监测,对不同土地利用类型下水体中的总氮（Total Nitrogen,TN）、硝态氮（NO3--N）、氨氮（NH4+-N）、总磷（Total Phosphorus,TP）、可溶态总磷（Dissolved Total Phosphorus,DTP）和颗粒态总磷（Particulate Phosphorus,PP）浓度的时空变化规律进行研究,识别流域内主要氮磷污染源,从而提出针对性的污染防控策略。结果表明：1）不同土地利用类型氮磷输出浓度从大到小依次为村庄、坡耕地、林地和水库,其TN平均浓度分别为8.29、2.88、1.57和1.43 mg/L,TP平均浓度分别为0.25、0.13、0.09和0.07 mg/L。2）不同土地利用类型的水质在汛期和非汛期存在差异,村庄氮磷输出浓度为非汛期高于汛期,坡耕地、林地和水库则表现为汛期高于非汛期。3）内梅罗综合污染指数评价结果表明林地和水库的污染程度均为清洁水平,坡耕地污染程度为轻污染水平,村庄受散养生猪数量的影响,污染程度从污染水平转变为重污染水平。4）长坪小流域TN和TP年输出负荷总量分别为4 278.59和364.93 kg/a。畜禽养殖源是小流域氮磷最主要的污染源,其TN和TP的输出负荷分别占流域总负荷的45.69%和71.77%。坡耕地的TN和TP单位面积污染负荷分别是村庄的7.58%和1.79%,与村庄相比,坡耕地具有显著的低污染特征,因此,以坡耕地消纳村庄污水和畜禽粪便,可促进流域内粪污的就地消纳,达到多源共治的效果。基于小流域不同土地利用类型的水质特征和生态系统服务功能,将流域划分为林草水源涵养区、村庄污染控制区和坡耕地水土保持区,并进行分区协同防控,促进流域农业面源污染系统高效治理。     

稻麦轮作制还田秸秆腐解和养分释放特征

秸秆还田是耕地质量提升的重要措施,还田秸秆腐解能够为作物生长提供氮、磷、钾等养分。明确稻麦轮作制水稻和小麦秸秆还田后的腐解和养分释放特征,是制定秸秆还田下合理养分管理制度的理论基础。通过田间尼龙网袋法,研究了小麦秸秆在水稻季、水稻秸秆在小麦季的腐解和养分释放特征以及秸秆腐解剂的影响。结果表明,小麦和水稻秸秆快速腐解期、中速腐解期、缓慢腐解期分别为0～10、10～20、20～110和0～10、10～50、50～200 d。在秸秆腐解剂的作用下,秸秆腐解率达50%和95%的时间缩短约8和38 d。水稻生育期内小麦秸秆累积腐解率达57%,秸秆氮和磷表现为淋溶-富集-释放,释放量分别为29%～37%和36%～44%,碳和钾表现为直接释放,释放量分别为55%和92%。小麦生育期内水稻秸秆累积腐解率达到73%,秸秆碳、氮、磷、钾均表现为直接释放,释放量依次为75%、41%～51%、59%、98%。水稻季,小麦秸秆在缓慢腐解期会吸附-富集土壤溶液中的氮和磷,伴随着秸秆中纤维素和半纤维素逐渐腐解,富集的氮、磷会部分释放到土壤中;小麦季,秸秆腐解剂提高快速和缓慢腐解期氮和磷的释放量和释放速率,氮素和磷素释放量分别提高10.0%和4.7%。热重分析表明,秸秆腐解剂主要加速了小麦和水稻秸秆半纤维素和纤维素的腐解。综上所述,秸秆腐解剂可以在一定程度上提高秸秆腐解和养分释放速率,同时也应注意还田秸秆在水稻孕穗期对土壤溶液中氮、磷的吸附-富集过程,在实际生产中宜在该时期适当补充氮、磷肥,以避免秸秆与作物争养分而导致减产。     

钾肥用量对冷浸田水稻产量及养分吸收的影响

以水稻品种宜香107为试验材料,通过田间试验研究不同钾肥(K2 O)用量0、150、225、300 kg/hm2(K0、K1、K2、K3)对水稻产量及构成因素、养分吸收及钾肥利用率的差异,建立水稻钾肥效应方程,计算水稻最高产量及经济最佳施钾量.结果表明:施钾显著提高水稻产量,增产幅度为10.1％～16.5％,钾肥用量与籽粒产量有极显著的二次曲线关系;施钾对产量构成影响从大到小顺序为每穗实粒数>有效穗数>千粒质量;适量的钾肥施用量可以促进水稻对氮、磷的吸收,提高氮肥、磷肥的利用率;水稻秸秆钾含量占全株80％以上,籽粒占13.2％～20.2％,施钾增加了水稻植株中钾的积累量,同时提高了秸秆中钾的分配比例;水稻钾肥利用效率范围为19.6％～30.7％,以150 kg/hm2处理最高,钾肥偏生产力随钾肥用量的增加而下降.钾肥农学利用率随着钾肥用量的增加呈先提高后降低的趋势.综合考虑提高水稻产量、经济施肥量、钾肥利用效率及维持土壤钾素平衡等因素,建议鄂西山区及同类地区冷浸田的施钾量为150～225 kg/hm2,且水稻秸秆直接还田是缓解土壤钾素缺乏的有效措施.     

湖北省耕地深松技术发展现状与优化策略

在连续2年对湖北省农机深松作业监测调研的基础上,通过回顾深松技术的发展历程,结合湖北省农机深松推广情况,分析了湖北省农机深松推广目前存在的主要问题,并提出了农机深松的改进措施及优化策略建议。     

三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。