W-OH固化剂对玉米生长及土壤养分淋失的影响

采用盆栽试验,研究了不同W-OH喷施浓度(1%,3%,5%)对玉米生长及土壤养分淋失的影响。结果表明:与对照(不喷施W-OH)相比,喷施W-OH对玉米生长有促进作用,且这种作用自玉米生长中期逐渐明显。试验条件下,低、中浓度W-OH(1%和3%)更有利于玉米生长;盆栽3个月后,与对照相比,低、中浓度处理下玉米株高分别增加16%和35%,净光合速率分别增加3%和17%,气孔导度分别增加34%和79%,蒸腾速率分别为对照的2倍和3倍。降雨量对W-OH的保水作用影响不同,小雨和中雨下,3%浓度处理的渗流量最低,保水效果最显著;降雨量达到大雨及以上时,W-OH的保水作用与其喷施浓度成正比。在玉米生长初期W-OH的保肥作用与其喷施浓度成正比,随着后续降雨渗流反复淋溶,其保肥作用趋于稳定;3%和5%浓度的W-OH均能有效减少观测期的土壤养分淋失量,且以硝态氮降幅最大。研究结果为土壤固化剂在坡耕地中的应用提供理论指导。     

施肥对设施番茄-黄瓜养分利用与土壤氮素淋失的影响

以宁夏引黄灌区设施番茄-黄瓜为研究对象,利用田间定位试验,研究了不同施肥措施对蔬菜产量、养分吸收利用及淋溶水产生和氮素淋失动态的影响,并对氮素淋失量及淋失率进行了分析。结果表明,常规施肥和优化施肥间番茄和黄瓜果实产量差异都不显著,养分吸收量顺序为:K＞N＞P。两季蔬菜的N、P肥利用率都不到7%,而K肥利用率最高仅12.3%。氮素淋失量与施肥灌水和蔬菜生育时期密切相关。同一施肥处理下,黄瓜季氮素淋失量高于番茄季;氮素淋失以硝态氮为主,占总氮比例70%以上。番茄季总氮、硝态氮淋失率分别为2.95%～6.65%和2.50%～5.56%;黄瓜分别为3.40%～6.96%和2.89%～5.70%。两季蔬菜铵态氮淋失率都低于1%。通过优化化肥用量和施用高C/N比有机肥或秸秆调节土壤C/N,有利于降低氮素的淋失量,从而减少氮素的损失。     

烟地土壤养分淋失与利用研究

利用淋溶池收集地下径流,通过测定下渗液、土壤、植株的氮、磷、钾含量,研究了植烟土壤的养分淋溶和利用.结果表明,土壤地下径流量与降雨量呈显著正相关,下渗液量/降雨量前期最高,但随着植株体积的增加而降低.在下渗液中,硝态氮浓度远远高于铵态氮,钾离子浓度与硝态氮相当,未检测出磷.施入土壤的氮肥超过60%被淋失,钾肥淋失量约占1/4.土壤养分淋失与养分含量(硝态氮)和降雨量(钾)有关.氮、磷、钾肥的表观利用率分别为42.71%,20.77%,34.48%.土壤残留量磷肥最高,钾肥次之,氮肥最低.     

干湿交替作用对黑土养分淋失的影响

通过室内土柱模拟养分淋溶的方法,对干湿交替作用后,黑土中各种养分的淋失情况进行研究。结果表明:干湿交替作用明显提高了黑土淋溶液中各种养分的含量,其中钾含量提高最显著,高于对照6倍,硝态氮和铵态氮含量都比对照提高了2倍,而水溶性磷浓度无明显变化;黑土经干湿交替作用后明显加快了水分及养分向下运移的速度,并导致淋溶液中各种养分的累计含量显著增加,其中钾素增加最多,淋失累计含量达到对照的40倍以上;此外,干湿交替作用对不同养分淋失的影响效果也不同,对阳离子养分的影响比对阴离子的影响更为显著。以上研究结果说明,干湿交替作用提高了黑土中养分淋失的数量,同时也加大了地下水污染的风险。     

减量施肥对保护地土壤养分淋失及番茄产量的影响

田间试验研究了减量施肥对巢湖沿岸的保护地土壤养分淋失及番茄产量的影响。结果表明,习惯施肥用量高,氮、磷、钾施用量分别为番茄养分吸收量的6.41、11.01、3.31倍,导致土壤中一些中微量元素供应不足;减量施肥能提高番茄产量,而添加硫、硼、锌的改进减量施肥技术增产效果较好,分别比不施肥、习惯施肥、减量施肥增产20.0%、10.3%、8.9%。习惯施肥养分淋失明显,20—80 cm土层NO3--N和有效磷含量分别比对照高498.9、52.4 kg/hm2;改进减量施肥技术可使土壤NO3--N淋失量减少65.7%,有效磷并未向深层移动。因此,改进减量施肥技术是提高巢湖蔬菜生产基地的番茄产量,增加收入,减少氮、磷养分淋失,防止面源污染的平衡施肥技术。     

减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响

通过田间试验研究了减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响。结果表明:春甘蓝N、P、K习惯施肥用量分别为其吸收量2.64倍、5.8倍、1.02倍,长期施肥使菜园土壤有效P大量累积,土壤养分不平衡加剧,一些中微量元素成为新的养分限制因子。习惯施肥N、P向下层淋失明显,改进减量施肥技术使N、P淋失量分别减少90.0%、78.4%。不平衡减量施肥降低春甘蓝产量和经济效益,配合S、B、Zn的改进减量施肥技术能显著促进春甘蓝吸收养分,提高产量,经济效益超过习惯施肥处理。结论:在菜园土上推广平衡施肥技术可显著减少春甘蓝的施肥量,提高肥料利用率,增加产量和经济效益,并能减少N、P养分淋失,减轻施肥的面源污染。     

控释氮肥不同用量对移栽玉米幼苗生长及养分吸收的影响

通过盆栽试验,研究了控释氮肥不同用量对移栽玉米幼苗生长及养分吸收的影响。结果表明,玉米育苗期内适宜的控释氮素用量可形成健壮幼苗; 其最大安全控释氮素用量为N 200400 mg/plant,该用量下,移栽时单株可携带N 137290 mg。随控释氮肥用量的增加,植株地上部氮素浓度及氮素累积量增加; 磷素的浓度及累积量与控释氮肥的用量没有显著相关性; 控释氮肥的供应抑制了植株对钾的吸收。     

保水剂与氮磷肥配施对玉米生长及养分吸收的影响

以夏玉米为研究对象,采用避雨桶栽试验方法精确控制水肥条件,研究保水剂(SAP)与5种氮磷肥配比(N∶P分别为1∶4,2∶3,1∶1,3∶2,4∶1)模式对土壤肥力水平、玉米植株生长及其养分吸收利用的效应。结果表明,保水剂与氮磷肥均衡施用(N∶P为1∶1)能够促进玉米植株的生长及对养分的吸收利用,生育期内平均株高、叶面积较其他处理分别提高了3.36%～7.19%,5.36%～29.26%;干物质积累与植株氮、磷累积量较其他处理分别提高了13.79%～27.61%,15.91%～32.47%,18.66%～33.75%;同时与未施保水剂处理相比,生育期内土壤平均无机氮含量减少5.42%,有效磷含量提高3.55%;在本试验条件下,施用SAP 1.68g/pot、N 2.89g/pot、P 2.89g/pot可得到最大玉米产量113.93g/pot,收获时产量较其他处理提高了18.69%～30.94%。试验结果为华北地区应用保水剂条件下的夏玉米氮磷肥施用配比提供了参考。     

多糖微生物菌液对油菜吸收养分和土壤氮磷淋失的影响

为探究富含多糖微生物菌液和化肥混合使用对植物吸收养分和控制土壤氮磷淋失的影响,采用油菜盆栽试验方法,把一定体积微生物菌液和不同量化肥进行混合灌溉油菜,油菜收获后,测定油菜和上下两层土壤的理化性质。结果表明,T5 处理(50 mL 微生物菌液,1.2 g 尿素和0.72 g 磷酸二氢钠混合加入到4.5 kg 土壤中)油菜生物量最大,油菜对氮、磷、钾具有较高同化吸收能力;随着化肥用量的增加,上层土壤有效磷含量增加缓慢,下层土壤有效磷含量与对照没有显著性差异,磷的垂直淋失风险较小;当化肥用量低于T5 处理用量时,上层土壤铵态氮含量高于对照,而土壤硝态氮含量低于对照,下层土壤铵态氮和硝态氮含量与对照没有显著性差异,说明氮淋失量较小;化肥用量高于T5 处理用量时,与对照相比,上层土壤硝态氮和铵态氮含量显著增加,下层硝态氮增加不显著,但是土壤铵态氮显著增加,提高了氮垂直淋失风险。加入微生物菌液可以活化土壤中的钾元素,有利于油菜对钾的吸收。研究表明,微生物菌液与适量化肥混合使用,有助于化肥减量和油菜不减产,不但对土壤氮、磷淋失具有一定抑制作用,还可促进油菜对土壤中钾的吸收。     

不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失

【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤p H显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤p H的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。     

Estimation of the Effects of Maize Straw Return on Soil Carbon and Nutrients Using Response Surface Methodology

Straw incorporation is generally considered an effective agricultural management practice that improves nutrient cycling and maintains soil fertility. To study the interactive effects of straw returning factors on soil organic carbon and available nutrients, a17-month(May 6, 2016 to October 6, 2017) experiment was conducted on straw incorporation by using response surface methodology under a three-factor(straw length, amount, and burying depth), five-level quadratic orthogonal rotation experimental design. Weight was assigned to each indicator for soil carbon and nutrients and then a comprehensive indicator was established. Then, a second-order polynomial model of the three straw returning factors was established using response surface methodology. Results indicated that17 months after straw incorporation, straw amount and burying depth had significant effects on the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients. Straw length and the interactions of straw amount and burying depth showed no significant effects on the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients. It was concluded that 17 months after straw incorporation, the highest value of the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients was achieved when the straw length, amount, and burying depth were approximately 17–20 cm, 740–840 g m~(-2), and 9–13 cm, respectively, which can be recommended as the most suitable parameters for use in straw returning in the study area.     

保护性耕作对黑土有机碳组分和玉米产量的影响

  目的  探究不同保护性耕作措施对黑土有机碳组分的影响,对于保持黑土生态稳定性及其高肥力水平具有重要意义。  方法  以农田黑土为研究对象,玉米为供试作物,采用随机区组设计,设置传统翻耕（CT）、传统翻耕 + 秸秆还田（CTSI）、免耕（NT）、免耕 + 秸秆还田（NTSI）、深松（ST）和深松 + 秸秆还田（STSI）,共6个处理,采用密度分组法,研究不同保护性耕作措施对耕层土壤（0 ~ 20 cm）有机碳组分含量、结构特征及玉米产量的影响。  结果  与CT处理相比,不同保护性耕作处理土壤总有机碳含量均显著提高（P < 0.05）。ST处理轻组有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分含量均较CT处理显著增加（P < 0.05）,与不还田相比,秸秆还田处理有机碳各组分含量均增加,NTSI处理较CTSI处理显著提高轻组有机碳含量,STSI处理较CTSI处理显著提高粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳含量。主成分分析表明,与CT处理相比,NT、NTSI、ST和STSI处理均能提高轻组有机碳多糖和碳水化合物官能团的相对含量;保护性耕作措施较CT处理不仅增加了粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳组分活性官能团相对含量,还增加了稳定性官能团相对含量,有利于土壤稳定性结构的形成,促进碳的固存。耕作与秸秆还田显著影响了玉米产量,ST较CT和NT处理分别显著提高了22.37%和21.42%（P < 0.05）,秸秆还田处理有利于玉米产量提升,STSI处理增产效果最佳;相关性分析表明,粗颗粒有机碳能有效指示土壤有机碳的变化,其与细颗粒有机碳在维持和提升玉米产量中具有重要贡献。  结论  采用深松结合秸秆还田的保护性耕作措施对于稳定与提高黑土有机碳含量、固持土壤碳库和增加玉米产量具有重要作用。     

Leaching of Nutrients,Organic Carbon and Iron from Finnish Forestry Land

This study provides an assessment of the spatial variability of the long-term leaching of nutrients, total organic carbon (TOC) and iron (Fetot) from 22 forested catchments (0.69-56 km2), distributed across all but the northenmost areas of Finland. The natural, unmanaged Kruunuoja catchment is located in a national park, while the other catchments represent Finnish forestry land. The average leaching of Ptot (4.2 kg km-2 yr^-1) from the Kruunuoja catchment was small compared to the catchments representing forestry land (on average 10 kg km-2 yr^-1). Moreover, P fertilization was the most important predictor for the spatial variation in Ptot leaching (r2=0.45). Leaching of TOC, Fetot and N compounds was not closely related to forestry practices. Median C/N ratio in the study streams was high (range 34-66). The average inorganic N proportion and leaching of P_tot were lowest in the Kruunuoja catchment (7.3 % and 2.8 kg km-2 yr^-1, respectively) and highest in the southernmost Teeressuonoja catchment (54 % and 100 kg km-2 yr^-1, respectively) located in the highest N deposition area. The most important forestry practices since the 1960's have affected about 2.4 % of the area of study sites per year (cf. 2% in the entire country in 1991). Moreover, the mean annual runoff from the catchments (230-430 mm yr^-1) agrees with the mean annual runoff from Finland (301 mm yr^-1). Consequently, the results of the study catchments can be used to estimate average total annual leaching from Finnish forestry land: 2,700 t of Ptot, 48,000 t of Ntot, 110,000 t of Fetot and 1.5 million t of TOC.     

不同装土量对玉米植株全量养分含量及吸收量的影响研究

以松辽平原玉米带黑土区现行耕作制度下产生的两种不同的剖面构型“波浪型”和“平面型”导致有效土量差异为背景,采用室外盆栽模拟实验,研究了不同装土量对苗期、抽雄期和成熟期玉米植株全氮、全磷、全钾含量以及吸收量的影响。结果表明：随装土量增加,苗期、抽雄期和成熟期玉米植株全量养分吸收量增加,并且全量养分含量苗期最高,随着时间的推移含量逐渐递减,苗期到抽雄期下降速率最快,而抽雄期以后降幅不大。     

镉胁迫对不同基因型玉米生长和镉吸收分配的影响

为比较玉米不同类型及其基因型对重金属镉富集特性的差异,筛选出具有镉(Cd)低积累潜力的玉米品种,通过盆栽模拟试验,研究3种玉米类型(普通玉米、甜性玉米和糯性玉米)的6个基因型(掖单13、郑单-958、苏玉糯-2、沪玉糯-2、金珠蜜超甜和申甜-1)在镉中度污染胁迫(3 mg·kg^-1)与轻度污染胁迫(1 mg·kg^-1)下植株生长及镉吸收分配特征。结果表明,轻度镉胁迫(Cd1)能够促进所有玉米基因型的生长,而中度镉胁迫(Cd3)降低了掖单-13、苏玉糯-2和沪玉糯-2基因型的生物量,同一镉水平下植株的生物量表现为普通玉米>甜玉米>糯玉米。随着土壤镉含量的提高,镉在普通玉米基因型根中的分配量大于甜型玉米和糯型玉米,但同一镉水平下普通玉米茎、叶和籽粒中的镉含量显著低于甜性玉米和糯性玉米。参试6个玉米基因型中普通玉米郑单-958基因型对镉的生物富集和转运能力最小。依据我国食品中污染物限量标准(GB2762-2017)和饲料卫生标准(GB13078-2017),郑单-958基因型在土壤轻度镉污染(Cd1)下籽粒中镉含量为0.083 mg·kg^-1,未超过国家食品安全标准(≤0.1 mg·kg^-1),2个普通玉米基因型和2个甜玉米基因型籽粒中的镉含量在土壤中度(Cd3)、轻度(Cd1)镉污染下均未超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg^-1)。本研究结果为中、轻度镉污染耕地进行玉米安全生产提供了理论依据。     

河套灌区节水减肥对玉米不同生育期水分和养分的影响

为探究不同灌水和施肥条件对河套灌区不同生育期玉米生长的影响,以玉米“金苹628”为材料,分别研究了低水(1800 m^3/hm^2)、中水(2250 m^3/hm^2)、高水(2700 m^3/hm^2)3个灌水水平,低肥(300 kg/hm^2)、中肥(375 kg/hm^2)、高肥(450 kg/hm^2)3个施肥水平,并以当地一般灌水量和施肥量为对照(CK),共10个处理在苗期、拔节、抽雄、灌浆、成熟期对土壤水分、养分和玉米生长的影响。结果表明:拔节期以后,土壤平均含水率呈下降趋势;抽雄和灌浆期玉米耗水量最大,占整个生育期耗水量65%以上;拔节期土壤硝态氮累积量最小,植物吸收大量养分供玉米快速生长;高水水平下,玉米产量及水分利用效率随灌水和施肥量的增加呈先增后减趋势。通过多元逐步回归分析不同生育阶段土壤水分和养分对玉米生长的影响,筛选出不同生育期对玉米生长影响更为关键的要素,得出在抽雄、灌浆、成熟期土壤水分对玉米生长的影响比土壤养分大,拔节期土壤养分对玉米生长的影响比土壤水分大。研究结果可为河套灌区节水减肥,合理分配水资源,减少氮素面源污染,保障玉米稳定生长提供理论基础。     

生物炭对砂质潮土养分及玉米产量的影响

为了探索生物炭对砂质潮土中低产田的改良效果,采用田间小区试验,设三个生物炭梯度8 thm-2、16 thm-2和32 t hm-2,研究了生物炭施用对砂质潮土养分,微生物数量及玉米产量的影响。结果表明:施生物炭后土壤含水量显著高于空白对照(P0.05),其中以32 thm-2施用量含水量最高,最高比不施生物炭对照(CK)高5.4%。施用生物炭显著增加了土壤pH值,施用量越大pH增加值越高,开花期后pH开始缓慢下降;施用生物炭土壤铵态氮含量总体变化不明显,硝态氮含量显著低于CK,施用量越高,硝态氮含量越低;施生物炭明显提高了土壤中速效钾含量(P0.05),而对速效磷影响较小,后期有降低土壤速效磷的趋势;各梯度施用生物炭对试验土壤细菌数量没有显著影响(P0.05),较大施用量16 t hm-2和32 t hm-2显著提高了真菌数量(P0.05)。施用生物炭16 thm-2和32 thm-2可显著提高玉米地上部干物质积累量和产量,二者之间差异不显著(P0.05)。     

氮肥不同施用方法对小麦生长、养分吸收利用的影响

以超高产强筋小麦为试验材料,探讨返青、拔节与孕穗肥施用比例对氮、磷、钾吸收利用、籽粒产量的调节效应。结果表明:拔节期追施氮肥,产量提高,后期施氮有利于磷、钾素吸收效率和运转效率提高。施氮量为300kghm-2条件下,以基肥、拔节肥比例为7∶3较为适宜。