牧草品种与生物质炭对植草土壤水分的调控效应

[目的]研究不同牧草品种种植与生物质炭施用对土壤水分的影响及其调控效应,为喀斯特石漠化区生态恢复及土壤改良提供科学依据。[方法]采用盆栽试验在施用生物质炭的土壤上种植雀稗(Paspalum thunbergii)、黑麦草(Lolium perenne)、拉巴豆(Dolichos lablab),定期测定植草土壤的含水率。[结果]种植雀稗、黑麦草、拉巴豆后土壤田间持水量及土壤饱和导水率均出现显著性差异,其大小顺序为:雀稗黑麦草拉巴豆,禾本科牧草种植对提高土壤持水性能的作用优于豆科牧草。施用5%的生物质炭后,雀稗、黑麦草、拉巴豆种植土壤的含水率在春夏季降雨及干旱时段均出现不同程度的增加,植草土壤田间持水量和饱和导水率则出现显著地提高,其大小顺序也为:雀稗黑麦草拉巴豆。[结论]生物质炭施用明显地提高了土壤持水能力,从而有利于牧草生长。     

皖草2号和墨西哥玉米氮肥利用效率分析

采用15N同位素示踪技术,进行了皖草2号和墨西哥玉米两种饲料作物对氮素的吸收、积累、分配规律以及氮素利用特性的研究。结果表明,生育期内两者的氮积累量逐渐增加;氮在叶片中的分配比例最高,且随刈割次数的增加逐渐减少,茎鞘中氮分配比例逐渐增加;氮素吸收强度皖草2号逐渐增加,墨西哥玉米呈单峰曲线变化。墨西哥玉米再生草吸收氮素来自肥料的比率为97.6%1～00.0%,在整个生育期呈斜“Z”字型变化;皖草2号逐渐减少。氮肥处理间比较,头茬草一次性施肥处理吸收肥料氮比分次施肥处理分别高18.2%和19.3%;再生草的氮素吸收强度以分次施肥效果较好;氮收获指数两处理间差异不显著。皖草2号各次收获草干重、全氮含量、氮累积量和氮回收率均高于墨西哥玉米,且分次施肥处理高于一次性施肥处理,而墨西哥玉米则相反。生产上皖草2号品种应采用分次施用氮肥,而墨西哥玉米则采用一次性施肥的方式,这样既可提高氮肥利用效率,还可获得优质的牧草。     

基于15N示踪的"稻/草-食用菌-菜"循环系统氮肥利用率评价

氮利用效率是评价作物生产及循环农业生产效率的重要指标，该研究比较"稻/草-食用菌-菜"循环农业的氮利用效率，为该模式在南方地区推广提供依据。该研究设置"水稻-食用菌-白菜"（R模式）和"狼尾草-食用菌-白菜"（P模式）2个循环农业模式，每个循环农业模式均包括3个生产环节，分别为：15N尿素栽培水稻和狼尾草（Ⅰ环节）、 15N稻草和牧草栽培平菇（Ⅱ环节）、15N菌渣栽培白菜（Ⅲ环节）。结果表明，15N在稻谷的分配比例最高，为57.75%，而狼尾草第1次刈割15N分配比例最高，为58.94%。2模式氮利用效率均以Ⅰ环节最高，分别为23.44%和43.34%，其次为Ⅱ环节，Ⅲ环节最低，且P模式3个环节之间氮利用率达到显著水平；氮残留率以Ⅱ环节最高，其次为Ⅲ环节，Ⅰ环节最低。Ⅰ环节杂交狼尾草的氮利用效率高于水稻，Ⅱ环节利用杂交狼尾草栽培平菇氮利用效率也高于稻草栽培平菇，"狼尾草-食用菌-白菜"循环农业模式（P模式）的氮肥循环利用效率高于"水稻-食用菌-白菜"循环农业模式（R模式），表现为Ⅰ、Ⅱ和Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ环节P模式氮利用效率较R模式显著提高了84.90%、69.31%和47.29%。加环后2种循环农业模式氮利用效率均得到提高，与单一水稻/狼尾草种植相比，"稻/草-食用菌-白菜"模式植株地上部15N累积量分别从63.50和112.30 mg增加至115.33和169.89 mg，氮肥利用率分别从22.29%和39.41%增加至40.48%和59.62%。"狼尾草-食用菌-白菜"循环农业模式可在南方地区推广。     

氮肥基追施比例对芝麻产量和氮素吸收、分配的影响

【目的】研究实现芝麻高产、提高氮肥利用效率、减少氮肥残留的氮肥最佳基追比例。【方法】采用盆栽试验,供试芝麻品种为‘郑太芝1号’,设置4个氮肥基追比例处理,氮肥底施与初花期追施比例分别为1∶0(N1∶0)、2∶1(N2∶1)、1∶2(N1∶2)、0∶1(N0∶1)。利用15N示踪技术,每盆施含有15N标记的总氮0.9g,分析各处理芝麻产量及氮素的吸收、分配特征。【结果】不同处理相比,N2∶1处理单株产量最高,N1∶2处理次之,N2∶1与N1∶0、N0∶1处理差异达显著水平。在初花期,N2∶1处理,芝麻单株生物量和植株总吸氮量均最高,不施基肥的N0∶1处理最低;各处理植株对肥料氮的吸收表现为N1∶0>N2∶1>N1∶2,对土壤氮的吸收以N2∶1最高;肥料氮和土壤氮在各器官中的分配均为叶>茎>根。在成熟期,N2∶1处理的单株总生物量最大,单株籽粒吸氮量和总吸氮量也最高,N1∶0处理最低,两者差异达显著水平;植株对肥料氮和土壤氮的吸收比例为23.7%~29.1%和70.9%~76.3%;对肥料氮和土壤氮的吸收均为籽粒>叶片>茎>蒴皮>根,籽粒吸氮量明显高于其它器官,籽粒占总吸氮量的33.0%~44.3%。N2∶1处理氮肥利用率最高,为32.5%,N2∶1、N1∶2、N0∶1处理间差异不显著,但均与N1∶0(17.8%)差异达显著水平。不同处理芝麻收获后土壤15N回收率以N2∶1处理的最低(16.2%),N0∶1处理的最高(31.3%)。【结论】在本试验条件下,氮肥底施与初花期追施比例为2∶1时,芝麻产量和生物量以及氮肥利用率最高,氮肥土壤残留量最少,是最佳氮肥基追施比例。     

氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

应用15N示踪技术研究耕作方式对甘蔗氮肥吸收利用的影响

为探讨甘蔗适宜的机械耕作方式,以甘蔗品种桂糖42号为材料,采用田间微区¹⁵N示踪技术,研究深松45 cm+旋耕25 cm(T1)、深翻40 cm+圆盘耙碎土25 cm(T2)和旋耕25cm(T3)3种耕作方式对氮肥利用效率及去向的影响。结果表明,3种耕作方式下新植蔗吸收的N有43.40%~46.45%来自当季施用的氮肥,氮肥利用率、残留率和损失率范围分别为14.39%~18.43%、50.70%~55.49%和26.08%~34.91%;宿根蔗吸收的N来自上季施用氮肥的比率为13.27%~14.78%,上季氮肥在宿根季的利用率、残留率和损失率范围分别为7.79%~10.35%、31.41%~34.12%和11.02%~11.50%;两季甘蔗收获后,氮肥残留均随土层深度的增加而明显递减,但T3在0~20 cm土层残留较多,其他耕作方式在20~60 cm土层残留较多。两季甘蔗干物质积累量、肥料氮来源比率、氮肥利用率及氮肥残留率以T1最高,T2次之,T3最低,T1与T3间差异达显著水平;两季甘蔗氮肥损失率以T3最高,T2次之,T1最低,其中在新植蔗3个处理间的差异达显著水平。综上,在红壤旱地,深松深翻能促进甘蔗对氮肥的吸收,减少氮肥损失,增加甘蔗产量,其中深松45 cm+旋耕25 cm(T1)的耕作方式效果较好。本研究结果可为红壤蔗地合理耕作提供科学依据。     

~(15)N示踪不同施氮量对超级稻产量形成及氮素吸收的影响

为探讨施氮量对超级稻产量、光合作用以及氮肥利用率的影响,以杂交稻品种两优培九、Y两优1号,常规稻品种玉香油占、黄花占为材料,采用15N示踪法进行了5种施氮量处理的大田盆栽试验。结果表明,增加施氮量提高了SPAD值和光合速率,品种间表现一致。拔节期以后,SPAD值呈现高-低-高的变化趋势,叶片光合速率品种间有差异,杂交稻呈线性下降变化趋势,常规稻呈线性下降后略有回升。随施氮量增加,稻草中氮素含量杂交稻比常规稻低,分别为0.72%~0.78%和0.59%~0.61%;而稻谷中差异不显著。供试品种的产量、氮肥利用率对施氮量的反应分别表现为先增后稳和先增后减的非线性变化趋势,其中以施氮量为150 kg·hm-2处理的氮素利用率最高,杂交稻为33.9%~34.6%,常规稻为33.8%~34.2%,但杂交稻产量显著高于常规稻,平均增产16.4%。可见,随施氮量增加,杂交稻更多的将稻草中的氮素通过光合作用转移到稻谷中,常规稻则是将更多的营养积累在稻草中。本研究为杂交稻高产与氮高效协调栽培提供了理论依据。