我国冬油菜典型种植区域土壤养分现状分析

【目的】明确当前生产条件下我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤肥力现状,尤其是土壤中微量元素养分含量,以期为冬油菜合理施肥提供参考。【方法】于2018年4—5月在我国长江流域14个省(市)冬油菜典型种植区域采集油菜收获后耕层土壤样品430个,测定土壤基础理化性质(土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和pH)以及中微量元素(有效钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和硼)含量,参考第二次全国土壤普查以及油菜种植土壤速效磷、速效钾和有效硼的分级指标,明确我国长江流域冬油菜主产区油菜种植土壤养分现状,并分析了不同区域(长江上游、中游和下游)、种植制度(水旱轮作油菜和旱地油菜)和产量水平(2 000 kg·hm~(-2)、2 000—3 000 kg·hm~(-2)和3 000 kg·hm~(-2))下油菜种植土壤的养分分布特征。【结果】长江流域冬油菜典型种植区域耕层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为25.9 g·kg~(-1)、1.47 g·kg~(-1)、27.5 mg·kg~(-1)、131.1 mg·kg~(-1)、6.04、2 436.1 mg·kg~(-1)、225.7 mg·kg~(-1)、22.6 mg·kg~(-1)、212.3 mg·kg~(-1)、89.7 mg·kg~(-1)、3.84 mg·kg~(-1)、4.03 mg·kg~(-1)和0.45 mg·kg~(-1)。超过2/3田块土壤有机质和全氮含量处于中等及以上;土壤速效磷处于丰富、适宜和缺乏的比例各占1/3;而有63.8%田块土壤速效钾处于缺乏状态。对于土壤中微量元素,土壤有效铁、有效锰和有效铜含量均处于中等及以上,有效钙和有效锌有8.4%和12.2%处于缺乏状态,而土壤有效镁、有效硫和有效硼处于缺乏的比例则分别为24.2%、36.0%和83.5%。长江流域上、中和下游冬油菜典型种植区域土壤养分状况不同,但各区域各养分的分布趋势相同。水旱轮作和旱地油菜种植土壤养分状况存在明显差异,水旱轮作油菜种植土壤有机质、全氮、有效硫、有效铁、有效铜和有效锌含量明显高于旱地油菜。不同产量水平下油菜种植土壤养分特征略有不同,高产(3 000 kg·hm~(-2))油菜种植田的土壤速效钾、有效钙、有效镁和有效硼含量明显高于低产(2 000 kg·hm~(-2))油菜田。【结论】整体而言,我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤养分含量呈上升的趋势,但土壤速效钾和有效硼缺乏的比例仍较大,有效镁和有效硫成为潜在的限制因子,因此在当前我国长江流域冬油菜生产中,应重视化肥的合理施用,做到稳施氮肥,增施钾肥和硼肥,局部区域如云南西部、广西北部和湖南南部应适当减少磷肥的投入,而在广西北部、湖南南部和江西北部同时应关注硫肥和镁肥的施用。     

永丰县植烟土壤养分分析及丰缺评价

为全面了解永丰县植烟土壤养分状况,我们采集土壤样品并分析样品的pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硼、交换性镁含量等指标。结果表明,永丰县植烟土壤pH均值5.80,适宜样品比例为56.41%;土壤有机质含量均值为30.73 g·kg^-1,适宜样品比例为10.26%,含量普遍较高;土壤碱解氮含量均值为135.22 mg·kg^-1,适宜样品比例为64.10%;土壤有效磷含量均值为27.79 mg·kg^-1,适宜样品比例为30.77%,多数样品有效磷含量偏高;土壤速效钾含量均值为123.90 mg·kg^-1,适宜样品比例为28.21%,速效钾含量普遍偏低;土壤有效硼含量均值为0.62 mg·kg^-1,适宜样品比例为71.79%;土壤交换性镁含量均值为86.11 mg·kg^-1,适宜样品比例为23.08%,交换性镁含量普遍偏低。整体来看,永丰县约1/3植烟土壤pH偏低,碱解氮、有效硼含量总体适宜,有机质、有效磷含量普遍偏高,速效钾、交换性镁含量偏低。因此,生...     

我国冬油菜种植区土壤有效镁状况与油菜施镁效果

我国冬油菜主产区耕作土壤有效镁供应能力有限,近年来随着产量提高作物从土壤中带走的镁养分量大,而生产上普遍施用氮、磷、钾养分含量高的化肥从而导致随施肥带入的镁养分极少,镁营养缺乏逐渐成为限制油菜产量的潜在因子。为全面评价冬油菜种植区土壤有效镁丰缺状况与油菜施镁效果,本文系统梳理了油菜镁营养研究的主要进展,在揭示油菜需镁量大(Mg 20～40 kg/hm~2)、我国冬油菜主产区土壤缺镁问题突出(土壤有效镁平均含量为225.7 mg/kg,其中低于200.0 mg/kg的土壤占53.7%,处于缺乏或潜在缺乏状态)和施镁大幅度增产(平均增产效果大于15%)的基础上,提出了镁是我国冬油菜种植中继氮、磷、钾、硼后第5种需要通过施肥方式进行补充的必需营养元素,并为冬油菜生产上镁肥的科学管理提供了建议。     

我国葡萄主产区的土壤养分丰缺状况

【目的】目前我国葡萄园土壤养分研究滞后和缺乏科学的施肥指导,逐渐成为制约葡萄产业可持续发展的焦点问题。本研究旨在明确我国葡萄主产区土壤速效养分的丰缺状况并提出合理施肥建议,从而促进我国葡萄产业的健康可持续发展。【方法】2018年在我国的葡萄五大主产区（东北冷凉气候产区、华北及环渤海湾产区、秦岭-淮河以南亚热带产区、西北及黄土高原产区、云贵高原及川西高海拔产区）共采集了1 100份土壤样品,分别测定土壤pH,有机质及速效大、中、微量元素含量,并运用ArcGIS软件绘图,明确我国葡萄主产区土壤养分丰缺状况及其空间分布特征。【结果】我国葡萄主产区土壤pH范围为2.9—9.6,中性土壤在全国占比仅为11.7%;有机质平均含量仅为11.42 g·kg^-1（缺乏）,有机质缺乏的土壤占比78.8%;大、中、微量元素平均含量分别为速效氮77.8 mg·kg^-1（中等）、有效磷97.2 mg·kg^-1（丰富）、有效钾214.7 mg·kg^-1（中等）、有效钙1 670.8 mg·kg^-1（丰富）、有效镁299.0 mg·kg^-1（丰富）、有效硫72.5 mg·kg^-1（极丰富）、有效铁83.9 mg·kg^-1（丰富）、有效铜5.8 mg·kg^-1（极丰富）、有效锰16.1 mg·kg^-1（丰富）、有效锌6.5 mg·kg^-1（丰富）、有效硼2.86 mg·kg^-1（丰富）。【结论】我国葡萄主产区适宜葡萄生长的中性土壤较少,面积占比仅为11.7%,有机质含量为11.42 g·kg^-1,有机质处于缺乏水平的土壤面积占比为78.8%;速效氮（77.8 mg·kg^-1）、有效钾（214.7 mg·kg^-1）含量偏低,有效磷（97.2 mg·kg^-1）含量偏高;中量元素有效钙、镁、硫含量处于丰富水平,但不同地区之间钙、镁含量差异较大;微量元素有效铜（5.8 mg·kg^-1）含量极为丰富,铁、锰、锌、硼含量均处于丰富水平,但部分区域仍存在养分缺乏的现象。各主产区可依据土壤养分丰缺状况进行区域性配方施肥,合理补充大、中、微量元素。     

武夷茶区茶园土壤养分状况及其对茶叶品质成分的影响

【目的】分析乌龙茶主产区武夷茶园中土壤养分状况及其对茶叶品质成分的影响,为改良茶园养分管理和提升茶叶品质提供理论依据。【方法】本研究在2008年福建省土壤普查数据的基础上,于2015年在武夷3大茶区,（桐木区、岩茶区和洲茶区）随机选取68个茶园,包括桐木区12个、岩茶区32个和洲茶区24个,分别采取茶园0—20 cm的土壤和一芽三叶的茶青样品。检测土壤pH,有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量等土壤养分指标,同时利用高效液相色谱系统（HPLC）定量测定茶青中的茶氨酸、咖啡碱、芦丁、ECG、EGCG和总儿茶素等6种次级代谢物含量做品质成分分析。【结果】通过对比2008年和2015年的土壤养分指标,发现近年来,武夷茶区土壤酸化严重,部分茶园土壤有效磷含量增加显著。三大茶区中,岩茶区茶园土壤养分状况变化最为明显,其土壤pH、有机质和碱解氮分别下降了0.65、45.29%和49.39%;土壤有效磷含量却大幅度上升,从5.21 mg?kg ^-1上升到平均值为245.70 mg?kg ^-1,上升幅度超过40倍。说明该区域茶园存在过度施肥的现象。土壤养分状况显著影响茶叶品质成分,并且不同土壤养分指标对不同品质成分的影响有所不同。通过边际效应分析,发现各次级代谢物的最高含量都有其对应的土壤养分范围。在此基础上,拟合了武夷茶区高品质茶园适宜的土壤养分范围：pH 4.5—5.0;有机质20—40g·kg ^-1;碱解氮60—100 mg·kg ^-1;有效磷10—100 mg·kg ^-1;速效钾100—150 mg·kg ^-1。 【结论】综合本研究结果,建议武夷岩茶区和洲茶区在养分管理方面,总体采取有机肥取代部分化肥,适量补氮和钾,严格控制磷肥施用等措施。     

高硼土壤增施硫肥对油菜硼吸收与分配的影响

【目的】 探索高硼环境下施用硫肥对油菜硼吸收和分配的影响,为合理施用硫肥缓解油菜硼毒害提供理论基础。【方法】 以油菜华油杂9号为试验材料,在高硼灰潮土上（全硼含量13.44 mg·kg ^-1,有效硼5.03 mg·kg ^-1）进行盆栽试验。研究了6个硫水平（0、20、50、100、200、500 mg·kg ^-1）对油菜果荚、叶、茎、根部的硼含量及硼的分配、细胞壁的提取率、细胞壁硼含量和比例的影响。 【结果】 随着施硫量增加,油菜各部位的生物量呈先增加后降低的趋势,其中施硫50 mg·kg ^-1时,油菜鲜重生物量最高,可达364.5 g/株。施用不同量硫肥后,油菜硼含量及分配均为果荚>叶>茎>根,表明果荚为硼的主要累积器官。增施硫肥,油菜果荚的硼含量呈下降趋势,施硫量由0增至100 mg·kg ^-1,油菜果荚硼含量和分配显著降低,降幅分别为14.8%和15.0%。油菜果荚细胞壁提取率增加43.0%,其细胞壁硼含量和比例无显著变化,继续增施硫肥至200 mg·kg ^-1,油菜果荚硼含量、硼分配比和细胞壁硼均下降至显著水平,且细胞壁硼分配比显著上升。与果荚不同,增施硫肥后油菜叶、茎和根的硼含量则呈缓慢上升的趋势。施硫量由0增至100 mg·kg ^-1,油菜叶、茎和根硼含量分别增加15.0%、32.9%和34.9%,其分配比例分别增加13.4%、29.6%和18.6%,同时油菜叶片、茎和根部细胞壁硼含量显著增加12.3%、22.9%和14.9%,表明增施硫肥增加了油菜叶、茎和根的硼含量。 【结论】 硫肥可通过增加油菜生物量,限制硼从根、茎、叶到果荚的转运,以及增加油菜果荚细胞壁硼含量来缓解高硼对油菜果荚的毒害,最佳施硫量为50—100 mg·kg ^-1。     

水肥调控对茶树土壤酶及土壤养分的影响

[目的]探究茶树土壤酶活性、土壤养分和茶树地上部分对水肥调控的响应,揭示水肥调控下土壤酶活性和土壤养分的变化规律,可为基肥施用和灌水互作下对土壤理化性质和幼龄茶树生长影响提供理论依据。[方法]采用盆栽实验方法,设置了施肥量和灌水量2个因素。基肥施肥量设C0(0 kg·盆^-1)、C1(0.05 kg·盆^-1)、C2(0.1 kg·盆^-1)、C3(0.15 kg·盆^-1)4个梯度。灌水量设W1(90 mL·盆^-1)、W2(140 mL·盆^-1)、W3(190 mL·盆^-1)、W4(240 mL·盆^-1)、W5(290 mL·盆^-1)5个梯度。[结果](1)在C2W3处理下土壤蔗糖酶活性最高,在C3W4处理下的过氧化氢酶活性最高;冬季时C2W4处理下土壤养分含量最大;春季时速效钾和有效磷在C2基肥施肥下含量最高,C3基肥施肥下的碱解氮和有机质含量最大;(2)在C3处理下速效钾、碱解氮对冬春季蔗糖酶...     

稻油轮作体系施用有机肥对作物产量及土壤综合肥力的影响

采用田间肥效试验研究稻油轮作体系有机肥对水稻、油菜产量及土壤肥力的影响。结果显示,与单施化肥相比,化肥配施低量有机肥(4 500 kg·hm ^-2)对水稻、油菜产量,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,以及土壤容重无显著影响;化肥配施中量、高量有机肥(9 000、13 500 kg·hm ^-2)有效提高了水稻、油菜产量及土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,显著降低了土壤容重。化肥配施中量、高量有机肥是提高稻油轮作体系作物产量及土壤综合肥力的有效措施,综合考虑作物产量、土壤肥力和施肥成本等因素,建议稻油轮作体系有机肥用量为9 000 kg·hm ^-2。     

基于产量和养分含量的旱地小麦施磷量和土壤有效磷优化

【目的】 探讨长期定位施磷条件下小麦产量、土壤有效磷水平及籽粒养分含量变化,为旱地小麦合理施用磷肥,提高产量、改善品质提供理论依据。【方法】 基于2004年在黄土高原开始的长期定位试验,于2014—2015、2015—2016和2016—2017连续3年取样,研究不同施磷量对小麦产量,生物量,产量构成,籽粒氮、磷、钾含量,土壤有效磷含量及磷吸收利用的影响。【结果】 与不施磷相比,长期施磷使小麦产量平均提高67%,生物量提高58%,穗数和穗粒数分别增加64%和8%,而千粒重降低7%。施磷量与小麦产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6 465 kg·hm ^-2的施磷量为144 kg P₂O₅·hm ^-2。籽粒氮含量随施磷量增加而降低,磷和钾含量随施磷量增加而提高。土壤有效磷含量与施磷量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期有效磷含量分别为16.9和20.4 mg·kg ^-1。磷吸收利用效率随施磷量增加而降低,施磷量提高50 kg P₂O₅·hm ^-2,需磷量增加0.4 g·kg ^-1,磷收获指数降低1.3%,生理效率降低45.1 kg·kg ^-1。【结论】 综合考虑小麦的籽粒产量和关键养分含量,研究区域旱地小麦应以95%的最高产量为实际生产目标,施磷量为94 kg P₂O₅·hm ^-2,播前土壤有效磷为12.0 mg·kg ^-1,成熟期为13.8 mg·kg ^-1。     

秦巴山烟区(十堰)植烟土壤养分状况分析

[目的]查明秦巴山烟区(十堰)植烟土壤养分丰缺状况,并提出改良措施。[方法]选取十堰市4个产烟县1 448份土壤检测数据进行分析。[结果]全县植烟土壤平均p H 6.50,有机质19.10 g/kg,碱解氮114.10 mg/kg,速效磷30.00 mg/kg,速效钾155.40 mg/kg,有效锌0.97 mg/kg,氯6.50 mg/kg,有效硼0.17 mg/kg,有效硫26.70 mg/kg,交换性钙2725.00 mg/kg,交换性镁212.70 mg/kg,有效铜1.18mg/kg,有效锰28.38 mg/kg,有效铁30.18 mg/kg。[结论]全市植烟土壤p H、有机质、碱解氮、有效锌、有效硼、交换性镁均处于适宜范围内,速效磷、有效硫、交换性钙、有效铜、有效锰、有效铁较为丰富,速效钾偏低,不同植烟县土壤肥力特征有较大的差异。     

连续秸秆还田对油菜水稻轮作土壤磷素有效性 及作物磷素利用效率的影响

【目的】探究长江流域水旱轮作制度下,化学磷肥和秸秆还田配施磷肥对作物生产力的贡献,以及对土壤磷有效性和磷素效率的影响,为农田土壤磷素管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2018年在湖北省武汉市华中农业大学进行,选取定位试验中的3个处理,分别为：（1）不施磷（NK）;（2）施磷（NPK）;（3）施磷配合秸秆还田（NPK+S）。通过测定作物产量、磷含量及土壤有效磷,分析作物磷素利用效率,探讨土壤有效磷变化与磷累积盈亏的响应关系。【结果】与NK处理相比,NPK处理的油菜和水稻平均产量分别提高530.3%和35.9%,磷积累量分别提高495.3%和98.5%;与NPK处理相比,NPK+S处理的油菜和水稻平均产量分别提高19.1%和11.0%,磷积累量分别提高20.6%和11.7%;油菜产量和磷积累量对磷肥和秸秆的响应优于水稻。秸秆还田条件下,油菜和水稻的平均磷素农学效率分别提高6.8%和33.9%,油菜、水稻和周年的磷素累积利用率分别提高8.6%、17.0%和19.8%。秸秆还田对水稻磷素利用率和农学效率的影响更为显著。4年油菜水稻轮作后,不施磷处理土壤磷素累积亏缺110.2 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓为1.9 mg·kg ^-1;施磷处理土壤磷素累积盈余210.9 kg P₂O₅·hm ^-2,有效磷浓度（4.3 mg·kg ^-1）较不施磷处理提高126.3%;施磷配合秸秆还田处理土壤磷素累积盈余（222.1 kg P₂O₅·hm ^-2）较NPK处理增加5.3%,有效磷浓度（5.1 mg·kg ^-1）较NPK处理提高18.6%。秸秆还田显著提高了土壤有效磷浓度,但土壤磷盈余量没有明显增加。连续秸秆还田和施用化学磷肥条件下,水稻土每盈余100 kg·hm ^-2的磷,NPK和NPKS处理土壤有效磷分别提高1.8和2.0 mg·kg ^-1。秸秆还田促进了土壤磷素有效化。【结论】施磷显著增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提升了土壤磷盈余量和有效磷浓度;秸秆还田在施磷肥的基础上进一步增加了油菜、水稻的产量和磷积累量,提高了作物特别是水稻对磷素的利用率和农学效率,同时能够在避免土壤磷素过量积累的情况下提高土壤有效磷浓度。     

石灰用量对水稻油菜轮作区土壤酸度、土壤养分及作物生长的影响

【目的】我国南方稻油轮作区土壤酸化趋势日趋严重,降低了作物产量。研究酸性土壤施用石灰对土壤养分及作物生长的影响,明确土壤速效养分、产量与作物养分吸收量对土壤pH的响应关系,为水田两熟区酸化土壤改良提供理论依据。【方法】2015—2018年在江西进贤县选择pH 4.5的水稻土,以熟石灰作为酸性土壤改良剂,开展田间定位试验。通过实验室模拟,计算出获得不同土壤pH情况下的熟石灰用量,试验设6个土壤pH梯度,分别为4.5、5.0、5.6、6.3、6.8、7.3,2015年匀地一年,为保证各处理土壤pH与匀地一年后实测pH基本一致,以一年为周期用熟石灰进行定量调整。【结果】（1）随着石灰用量和土壤pH的增加,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势、交换性钙、交换性镁含量显著增加,土壤速效钾、有效磷含量显著降低;（2）随着石灰用量和土壤pH的增加,作物产量呈先增加后降低的趋势。土壤pH 6.4时（相当于6 145 kg·hm ^-2熟石灰用量）油菜产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了202.2%;土壤pH 6.8时（相当于7 474 kg·hm ^-2熟石灰用量）,水稻产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了61.2%。油菜、水稻产量降低50%时的酸害阈值分别为4.7、4.2;（3）土壤pH显著影响作物养分吸收量。随着熟石灰用量的增加,油菜氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势。2016—2018年油菜氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为59.5%—181.4%、36.2%—188.8%、65.7%—198.9%;水稻氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势,在pH 6.8左右水稻氮磷钾吸收量最大。2016—2018年水稻氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为11.1%—88.6%、13.5%—68.5%、9.7%—66.1%。【结论】施用熟石灰的情况下,随着土壤pH升高,土壤速效氮、交换性钙镁等含量增加,提高了产量,促进了作物对氮磷钾养分的吸收。在本试验条件下,稻油轮作区酸性土壤（pH 4.5）施用熟石灰的最佳用量为6 500 kg·hm ^-2左右,改良土壤的目标为pH 6.5左右,可获得我国南方稻油轮作区的作物稳定高产。     

Effects of Lime Content on Soil Acidity,Soil Nutrients and Crop Growth in Rice-Rape Rotation System

【Objective】Soil acidification is becoming more and more serious, which reducing crop yield in rice-rape rotation system of southern of China. In this study, the effects of lime application on soil nutrients and crop growth in acidic soil were studied, and the response relationship between soil available nutrients, yield and crop nutrient uptake to soil pH was clarified, so as to provide theoretical basis for the improvement of acidified soil in paddy fields. 【Method】 From 2015 to 2018, the paddy field with soil pH 4.5 was selected in Jinxian county, Jiangxi province, and hydrated lime was used as acid soil modifier. Through laboratory simulation, the amount of hydrated lime under different soil pH values was calculated. Then field experiments were carried out with six soil pH gradients of pH 4.5, pH 5.0, pH 5.6, pH 6.3, pH 6.8, and pH 7.3. In 2015, in order to ensure that the pH value of the treated soil was basically consistent with the measured pH value, one year after the soil was uniformly planted, the hydrated lime was used for quantitative adjustment with a period of one year. 【Result】 (1) With the amounts of lime and soil pH increase, the contents of soil available nitrogen increased first and then decreased, the content of soil exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ increased significantly, and the content of soil available potassium and available phosphorus decreased significantly. (2) With the increase of lime contents and soil pH, crop yield first increased and then decreased. At pH 6.4 (equivalent to the amount of 6 145 kg·hm ^-2hydrated lime), the yield of rape reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 202.2%. At pH 6.8 (equivalent to the amount of 7 474 kg·hm ^-2hydrated lime), the rice yield reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 61.2%. When the yield was reduced by 50%, the soil pH thresholds of rape and rice were 4.7 and 4.2, respectively. (3) Soil pH significantly affected crop nutrient uptake content. With the increase of the amount of hydrated lime, the nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape increased first and then decreased. The average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape from 2016 to 2018 was 59.5%-181.4%, 36.2%-188.8% and 65.7%-198.9%, respectively. The nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rice first increased and then decreased. The uptake content of rice was the highest at pH 6.8. Compared with that without lime application the average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake of rice from 2016 to 2018 was 11.1%-88.6%, 13.5%-68.5% and 9.7%-66.1%, respectively.【Conclusion】Under the application of lime conditioner, the contents of soil available nitrogen and exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ were increased with the increase of soil pH, which promoted the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium nutrients of crops and increased the crop yield. Under the experiments conditions, the optimal dosage of lime in acid soil (pH 4.5) of rice -rape rotation system was about 6 500 kg·hm ^-2, which could obtain stable and high yield of crops in rice-rape rotation system of southern China.     

陕西关中冬小麦/夏玉米区土壤磷素特征

目的 研究陕西关中冬小麦/夏玉米区土壤磷素分布特征及近30年农田土壤有效磷变化,对维持和提高土壤质量和土地生产力,合理施磷和减磷增效具有重要意义。方法 利用2011年在陕西关中平原冬小麦/夏玉米种植区选择的10个典型县、区采集的458个土壤样本,通过与1980年土壤普查土壤有效磷含量数据的比对,分析近30年来陕西关中农田耕层土壤有效磷的变化及当前土壤磷库分布特征。结果 30年来该区农田耕层土壤有效磷含量整体呈显著上升,宝鸡市、咸阳市和渭南市的平均有效磷含量分别为26.09、27.50和21.53 mg·kg ^-1,与第二次土壤普查有效磷含量结果相比,增幅分别达334.83%、276.71%和231.23%。高有效磷等级地块的比例均有大幅度增加,其中以有效磷含量15-30 mg·kg ^-1的增幅最大,有效磷含量＜10 mg·kg ^-1的降幅最大。有效磷和无机磷总量分布呈现出西部（宝鸡市）和中部（咸阳市）高于东部（渭南市）,而有机磷含量则相反。当前关中地区大面积土壤有效磷含量高于农学阈值,可满足作物高产时的磷素供应。同时,宝鸡、咸阳市土壤有效磷含量＞37 mg·kg ^-1 的累积分布概率超过20%,水溶性磷含量＞2 mg·kg ^-1 的累积分布概率超过22%,存在较高的水环境污染风险。 结论 长期集约化高强度种植条件下含磷肥料的过量施用显著提高了土壤有效磷含量。从保护环境和合理利用有限的磷资源角度考虑,应合理调控磷肥施用,做到因土施肥,因需供肥。     

滴灌水肥一体化配施有机肥对土壤N2O排放与酶活性的影响

【目的】 通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N₂O排放和脲酶（UR）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（Ni R）以及羟胺还原酶（Hy R）活性的动态变化,分析各处理土壤N₂O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N₂O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N₂O排放过程机制。【方法】 试验共设CK（不施氮）、N1（200 kg·hm ^-2有机氮）、N2（200 kg·hm ^-2有机氮+ 250 kg·hm ^-2无机氮）、N3（200 kg·hm ^-2有机氮+ 475 kg·hm ^-2无机氮）4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N₂O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】 滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N₂O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N₂O排放通量在0.98—1 544.79 μg·m ^-2·h ^-1。土壤N₂O排放总量差异显著,依次为N3（（7.13±0.11）kg·hm ^-2）>N2（（4.87±0.21）kg·hm ^-2）>N1（（2.54±0.17）kg·hm ^-2）>CK（（1.56±0.23）kg·hm ^-2）,与N3相比,处理N1、N2土壤N₂O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N₂O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N₂O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关（P＜0.01）。【结论】 滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N₂O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N₂O排放。综合考虑番茄产量、品质、N₂O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm ^-2有机氮+250 kg·hm ^-2无机氮,75 kg·hm ^-2 P₂O₅,450 kg·hm ^-2 K₂O较为适宜。     

覆膜滴灌条件下基于玉米产量和土壤磷素平衡的 磷肥适用量研究

【目的】 针对东北半干旱区覆膜滴灌玉米生产中大量施磷导致的效率低与环境风险增大问题,通过3年定位试验,系统研究了覆膜滴灌条件下不同磷肥用量对玉米产量、磷肥利用效率和土壤供磷能力的影响,为该区域玉米磷肥合理施用提供科学依据。【方法】 于2015—2017年在吉林省半干旱玉米主产区（乾安县）布置定位田间试验。共设6个磷肥用量处理,分别为0（P₀）、40 kg·hm ^-2（P₄₀）、70 kg·hm ^-2（P₇₀）、100 kg·hm ^-2（P₁₀₀）、130 kg·hm ^-2（P₁₃₀）和160 kg·hm ^-2（P₁₆₀）,测定指标包括玉米产量及其构成、成熟期植株磷含量和土壤有效磷含量,并计算作物吸磷量、磷肥利用效率和土壤-作物系统的磷素表观平衡状况。【结果】 施磷可显著提高玉米产量,增幅依次为6.2%—21.2%（2015年）、9.0%—20.6%（2016年）和12.9%—30.3%（2017年）,3年平均增幅为9.2%—23.9%,增产的主要原因是施磷增加了穗粒数、百粒重和收获指数。玉米产量随磷肥用量的增加呈先升后降趋势,其中以P₁₀₀处理玉米产量最高。磷素表观回收率和磷素偏生产力均随磷肥用量的增加而下降,磷素农学利用率随磷肥用量的增加先升后降。与不施磷肥相比,随磷肥用量和施磷年限的增加,0—40 cm土壤有效磷含量呈增加趋势,其中P₁₀₀处理土壤有效磷含量与试验起始时土壤有效磷含量相近。连续种植3季玉米后,P₀、P₄₀和P₇₀处理土壤磷素表观平衡值均表现为亏缺,亏缺量随磷肥用量的增加而下降;P₁₀₀、P₁₃₀和P₁₆₀处理的土壤磷素表现为盈余,并随磷肥用量的增加而增加。将盈余率（x）与磷肥用量（y₁）、土壤有效磷含量（y₂）、磷肥利用效率（y₃）分别进行拟合,当x=0时,磷肥用量为92.4 kg·hm ^-2,玉米产量为12 497 kg·hm ^-2,0—20 cm和20—40 cm土壤有效磷含量分别为34.6 和28.4 mg·kg ^-1,磷素表观回收率为24.1%,磷素农学利用率为21.9 kg·kg ^-1,磷素偏生产力为146.1 kg·kg ^-1;其结果与最高产量处理（P₁₀₀）相对应的玉米产量、土壤有效磷含量和磷肥利用效率结果相近;以理论盈余率为0时施磷量的95%为置信区间,得出最佳施磷范围在88—97 kg·hm ^-2。【结论】 本研究中磷肥用量88—97 kg·hm ^-2范围内不仅能获得玉米高产,还能维持土壤磷素平衡,可作为东北半干旱区覆膜滴灌条件下玉米高产与环境友好的磷肥管理参考依据。     

Research on Optimum Phosphorus Fertilizer Rate Based on Maize Yield and Phosphorus Balance in Soil Under Film Mulched Drip Irrigation Conditions

【Objective】 In order to improve phosphorus efficiency and reduce environmental risk due to a large number of phosphorus application under mulched drip irrigation in northeast semi-arid region for maize production, a 3-year field experiment was conducted to investigate the effects of different phosphorus application rates on maize yield, phosphorus utilization efficiency and soil phosphorus supply ability, so as to provide scientific references for rational phosphorus fertilizer application in this region. 【Method】 The field experiment was conducted in semi-arid maize production region of Jilin province (Qian'an county) from 2015 to 2017. Six treatments of phosphorus application rate (P₂O) were designed in the field experiments, including 0 (P₀), 40 kg·hm ^-2 (P₄₀), 70 kg·hm ^-2 (P₇₀), 100 kg·hm ^-2 (P₁₀₀), 130 kg·hm ^-2 (P₁₃₀) and 160 kg·hm ^-2 (P₁₆₀), which were used for the calculation of phosphorus uptake, phosphorus utilization efficiencies and apparent phosphorus balance in the soil-crop system. The measurement indexes contained maize yield and its components, phosphorus content of plant at mature stage and soil available phosphorus concentration. 【Result】 The result showed that the maize yield with phosphorus application were significantly increased by 6.2%-21.2% (2015), 9.0%-20.6% (2016) and 12.9%-30.3% (2017) respectively, and increment by 9.2%-23.9% in average three years. The yield was enhanced by increasing grains per ear, 100-kernel weight and harvest index by applying phosphorus fertilizer. Maize yield increased at first and decreased later with increasing of phosphorus application rate, and the highest yield value was found under P₁₀₀ treatment. Phosphorus recovery efficiency and partial productivity declined, however, phosphorus agronomic efficiency increased at first and decreased later with increasing of phosphorus application rate. Available phosphorus content in soil layer (0-40 cm) was improved with the increasing of phosphorus application rate and period compared with P₀ treatment, and the content under P₁₀₀ treatment was very close to its initialization value. The apparent phosphorus balance in soil was negative in the P₀, P₄₀ and P₇₀ treatments after a three-year continuous maize-cropping, and the phosphorus deficient amount was decreased with the increment of phosphorus application rate. While the apparent phosphorus balance in soil was positive under the P₁₀₀, P₁₃₀ and P₁₆₀ treatments, and phosphorus surplus amount was increasing with the increment of phosphorus application rate. When surplus rate was 0, phosphorus application rate, maize yield, available phosphorus content in 0-20 cm and 20-40 cm soil, phosphorus recovery efficiency, agronomic efficiency and partial productivity were 92.4 kg·hm ^-2, 12 497 kg·hm ^-2, 34.6 mg·kg ^-1, 28.4 mg·kg ^-1, 24.1%, 21.9 kg·kg ^-1 and 146.1 kg·kg ^-1, respectively, by simulating between phosphorus application rate (y₁), soil available phosphorus content (y₂), phosphorus utilization efficiency (y₃) and surplus rate (x), respectively. These results were similar to maize yield, soil available phosphorus content and phosphorus utilization efficiency under the maximum yield under the P₁₀₀ treatment. The optimum phosphorus application rate was at the range of 88-97 kg·hm ^-2 under 95% confidence levels, when theoretical surplus rate was 0. 【Conclusion】 The results suggested that the recommended phosphorus application rate was at the range of 88-97 kg·hm ^-2, which could not only ensure higher maize yield, but also keep soil phosphorus balance under this experimental conditions. The research provided phosphorus fertilizer management for both high-yielding maize production and friendly environment under mulched drip irrigation conditions in northeast semi-arid region of Jilin province.     

华中区域直播冬油菜临界氮浓度稀释曲线的建立与应用

【目的】明确华中区域直播冬油菜的氮素稀释曲线模型及其适用性,探讨以氮素营养指数评价油菜氮素营养状况的可行性。【方法】通过2015—2016和2016—2017两个年度设置的不同氮肥用量（2015—2016年度氮肥用量为0、60、120、180和240 kg N·hm ^-2,2016—2017年度氮肥用量为0、60、120、180、240、300和360 kg N·hm ^-2）的田间试验,研究不同氮肥用量下从苗期到花期油菜各生育时期地上部生物量和植株氮素含量变化,建立直播冬油菜地上部临界氮素浓度稀释曲线模型。并利用该模型和植株氮素含量计算氮素营养指数,明确氮肥用量对油菜植株各个时期氮素营养指数的影响,探究油菜产量和氮素营养指数的关系,确定各时期适宜的氮素营养指数。 【结果】氮肥施用显著增加油菜地上部生物量和氮素含量,不同氮肥处理间差异显著。直播冬油菜地上部临界氮素浓度和地上部生物量符合幂指数的关系（Ncnc=3.49DM ^-0.26）。该模型可以将独立的两个试验的氮限制和非氮限制组数据区分开,模型拟合的氮素浓度和植株实际氮素浓度线性相关,RMSE和n-RMSE分别为0.37和13%,模型具有较好的稳定性。在试验氮肥用量范围内,各点不同时期氮素营养指数随氮肥用量的增加而增加,且氮素营养指数对氮肥用量的响应与产量相似。氮肥施用显著增加油菜产量,尽管不同试验点直播冬油菜产量对氮肥用量的响应存在差异,但各点相对产量和不同时期的氮素营养指数均呈一元二次曲线关系,各生育时期氮素营养指数可以准确地反映油菜氮素营养状况。直播冬油菜相对产量为1时,越冬期、薹期和花期的氮素营养指数分别为1.35、1.26和1.03。 【结论】油菜氮素稀释曲线模型Ncnc=3.49DM ^-0.26和氮营养指数能够评价华中区域直播冬油菜氮素营养状况,用于植株氮素诊断。     

长期定位施肥下潮土磷素盈亏及对无机磷的影响

目的 探讨长期定位施肥下潮土磷素盈亏、各形态无机磷的变化及土壤磷素盈亏对无机磷的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据。方法 在“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”,以NK（不施磷肥）处理为对照,研究华北地区常见的4种施肥模式（NPK（单施化肥）、SNPK（秸秆还田）、MNPK（有机无机配施）、1.5MNPK（高量有机无机配施））下,土壤表观磷盈亏、累积磷盈亏、各形态无机磷含量变化,以及土壤磷素盈亏对各形态无机磷的影响。结果 25年不施磷肥土壤磷始终处于亏缺状态,土壤磷累积亏缺431.8 kg·hm ^-2,4种施磷肥模式（NPK、SNPK、MNPK、1.5MNPK）25年土壤磷分别累积盈余291.2、398.4、1742.4、2 676.9 kg·hm ^-2。长期不施磷肥,土壤无机磷以Ca₂-P减少最多,减少49.0%。试验前13年上述4种施肥模式土壤Ca₂-P增加1.2—5.4倍,平均增加1.26—5.73 mg·kg ^-1·a ^-1,后12年单施化肥、秸秆还田和有机无机配施Ca₂-P增长速率降低99.2%—112.6%,高量有机无机配施土壤Ca₂-P年降低2.0 mg·kg ^-1,以上4种施肥模式土壤Ca₂-P相对含量25年增加1.0%—3.5%;连续25年施用磷肥,土壤Ca₈-P、Al-P、Fe-P分别增加1.4—6.5、1.8—3.3、1.1—2.2倍,平均增加4.69—19.81、1.67—3.10、1.23—2.37 mg·kg ^-1·a ^-1,其相对含量分别增加8.4%—30.0%、3.3%—4.0%、1.8%—3.3%;Ca₁₀-P和O-P含量长期维持在350—410、100—160 mg·kg ^-1,但其相对含量分别减少11.4%—29.7%、3.1%—8.9%。25年不施磷肥,土壤每亏缺100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别减少1.2、2.7、1.1、1.5、0.8、7.5 mg·kg ^-1。单施化肥和秸秆还田模式土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加3.9—5.0、21.5—21.6、6.5—7.4、4.8—5.6、4.0—7.5、2.4—7.2 mg·kg ^-1。有机无机配施模式（MNPK、1.5MNPK）土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加1.8—2.8、14.2—16.4、2.5—3.2、1.9—2.6、-0.2—1.2、0.3—1.9 mg·kg ^-1。 结论 长期施用磷肥能够提高潮土磷盈余量,提高土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P含量及其占总无机磷的相对含量,其中有机无机配施模式提高程度高于单施化肥和秸秆还田;潮土盈余相同磷量时,土壤无机磷以Ca₈-P增量最多,其次是Al-P、Fe-P;单施化肥土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P增加量高于秸秆还田和有机无机配施模式。     

等有机质 土有效磷和无机磷形态的关系

目的 在有机质含量相同的土壤上探讨土壤无机磷组分对有效磷的贡献,为合理的磷肥管理提供决策依据。方法 采集并筛选陕西关中平原冬小麦-夏玉米种植区 土有机质含量相近（10.03-10.68 g·kg ^-1）,有效磷含量梯度（平均分别为10.73、18.06、20.61、24.01、30.73、43.69和58.58 mg·kg ^-1）的土壤样品,采用蒋柏藩-顾益初改进的Chang和Jackson无机磷分级方法进行磷组分测定。 结果 西北冬小麦-夏玉米种植区耕层土壤的无机磷以钙磷为主,约占无机磷总量的66.67%,其中磷酸二钙（Ca₂-P）,磷酸八钙（Ca₈-P）和磷灰石（Ca₁₀-P）分别占2.80%、16.80%和47.09%;铝结合的磷酸盐（Al-P）,铁结合的磷酸盐（Fe-P）和闭蓄态磷酸盐（O-P）分别占16.28%、5.23%和11.81%。随着Ca₂-P、Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P和O-P含量的增加,Olsen P呈显著线性增加;磷活化系数（土壤有效磷与全磷之比,PAC）与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P和O-P呈显著线性正相关关系。通径分析结果表明,该区域土壤无机磷对土壤有效磷（Olsen P）的贡献依次为Ca₂-P（0.974）＞Al-P（0.186）＞Ca₈-P（0.182）＞Fe-P（0.150）＞Ca₁₀-P（0.007）＞O-P（-0.074）,各形态无机磷对磷活化系数（PAC）的贡献为：Ca₂-P（0.768）＞Al-P（0.082）＞Ca₈-P（0.071）＞Fe-P（-0.018）＞Ca₁₀-P（-0.055）＞O-P（-0.388）,与土壤磷组分对有效磷的贡献大体一致。逐步回归分析结果表明,Ca₂-P和Ca₈-P对Olsen P贡献最大,但仅Ca₂-P对PAC的贡献最大。结论 在有机质相同或相近条件下,Ca₂-P是陕西关中平原小麦-玉米种植区 土最有效的磷源。土壤磷有效性的提高主要通过增加高有效性的磷形态比（例如Ca₂-P）和缓效磷形态（如Ca₈-P、Al-P）,降低土壤中有效性极低的Ca₁₀-P的比例来实现的。由此看来,关中平原长期施用磷肥土壤磷仍主要以有效性相对较高的磷素形态存在。