北方麦区小麦产量与籽粒氮磷钾含量对监控施钾和土壤速效钾的响应

【目的】分析我国北方麦区监控施钾下小麦产量与养分吸收分配变化与土壤速效钾的关系,为节约钾资源,实现小麦丰产优质可持续发展提供理论依据。【方法】于2018—2020年在我国北方麦区43个地点进行田间试验,研究不同土壤速效钾水平下监控施钾对小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量及养分吸收分配的影响。【结果】北方麦区农户小麦施钾不足和过量问题同时存在。小麦产量随土壤速效钾含量升高显著增加,在土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,小麦产量达到最高,为6 340 kg·hm^-2。土壤速效钾过高并不能持续提高小麦产量,当土壤速效钾含量>180 mg·kg^-1时,小麦产量显著降低,平均为5 409 kg·hm^-2。与农户施肥相比,在土壤速效钾含量<90、90—120、120—150和>180 mg·kg^-1时采用监控施肥技术增加了钾肥用量,在速效钾含量150—180 mg·kg^-1时减少了钾肥用量,各土壤速效钾水平下采用监控施肥技术施用钾肥均提高了小麦产量,且在速效钾含量<90和>180 mg·kg^-1时显著增产。土壤有效磷含量>30 mg·kg^-1时,土壤速效钾含量120—150或>180 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦产量有降低的趋势。土壤速效钾含量升高显著提高了小麦籽粒氮含量,农户施肥和监控施肥处理的籽粒氮磷钾含量无显著变化,速效钾含量>180 mg·kg^-1时不施钾肥的小麦籽粒磷钾含量显著降低。速效钾含量>150 mg·kg^-1时,监控施肥的钾肥偏生产力与钾肥吸收效率较农户施肥显著提高。【结论】在北方麦区,土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,合理施肥可使小麦产量达较高水平,但当土壤有效磷较高,超过30 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦有减产风险。应根据土壤速效磷钾和小麦产量水平监控施肥,合理确定钾肥用量,实现北方麦区小麦丰产高效生产。     

贵州野生茶树立地土壤养分状况分析及综合评价

以贵州的32个分布地的野生茶树种质资源立地土壤为研究对象,对其土壤pH值、土壤类型、土壤有机质和土壤中大量元素、微量元素进行分析,结果表明:30个分布地土壤类型属于黄壤,2个属于紫色土;46.9%的土壤pH值在4.5~5.5,是茶树最适宜生长的pH值范围;21.9%的土壤pH值小于4.5,土壤酸化较重;31.3%的土壤pH值在5.5~7.0。分布地土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾含量范围分别在11.01~162.62 g·kg^-1、0.05~8.13 g·kg^-1、0.02~4.03 g·kg^-1、24.81~456.01 mg·kg^-1、3.89~84.04 mg·kg^-1、27.31~516.67 mg·kg^-1;多数分布地土壤有机质、全氮、有效氮含量较高,有效钾、有效磷含量较低。土壤微量元素含量存在不同程度的缺乏或过量,交换性铝、交换性镁、交换性钙、有效铁、有效铜、有效锌含量范围分别在0.08~8.80 cmol·kg^-1、0.18~4.05 mg·kg^-1、0.86~10.46 mg·kg^-1、5~142.5 mg·kg^-1、0.24~9.88 mg·kg^-1、0.27~12.04 mg·kg^-1。     

稻田长期施用沼液对土壤化学性质及碳氮磷生态化学计量比的影响

为探明连续施用沼液后对稻田土壤理化性状和碳氮磷生态化学计量比的影响,在浙江省桐乡市设置不施沼液和连续沼液施用时间为4、2 a的稻田样区各1个,并在各样区采集4个0~30 cm的土样,分析其土壤肥力主要指标。结果显示,1)施用沼液4 a处理的土壤pH比不施沼液的土壤pH显著降低;2)施用沼液4 a的土壤有机质含量(27.98 g·kg^-1)、阳离子交换量(19.75 cmol·kg^-1)、电导率(116.5 μS·cm ^-1)显著高于不施沼液土壤;3)施用沼液4 a土壤全氮(1.45 g·kg^-1)、全磷(2.61 g·kg^-1)、全钾(26.3 g·kg^-1)、碱解氮(89.7 mg·kg^-1)、有效磷(234.7 mg·kg^-1)、速效钾(254.5 mg·kg^-1)和NH₄-N(48.40 mg·kg^-1)含量均比不施沼液处理显著提高;4)施用沼液4 a处理的土壤C∶N∶P比为8.71∶1.00∶4.84,显著低于不施沼液的土壤。稻田施用沼液4 a处理与不施沼液的C∶N比无显著性差异,而C∶P比和N∶P比则低于不施沼液的土壤。在土壤肥力较高稻田上施用沼液导致土壤全量和速效养分的累积以及C∶P、N∶P比的降低,稻田土壤可能存在养分流失的风险。     

杭州市余杭区蔬菜产地重金属污染的调查

利用单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法对余杭区3个蔬菜基地土壤的重金属污染状况进行评价。3个蔬菜基地土壤的重金属元素含量为Cr14.6~39.5mg·kg^-1,Ni8.9~30.4mg·kg^-1,Pb18.9~29.5mg·kg^-1,As5.38~9.67mg·kg^-1,Hg0.060~0.330mg·kg^-1,Cd0.12~0.52mg·kg^-1。土壤重金属单因子污染指数(P_i)平均值由大到小的顺序为Cd>Ni>Hg>Cr>As>Pb。总体来看,余杭区蔬菜基地部分土壤污染程度尚好。     

基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究

提出一种基于思维进化算法径向基函数神经网络的土壤有机质空间异质性研究方法(MECRBF)。以江西省万年县为案例区,在全县范围内采集耕地表层(0~20 cm)土壤样品954个,分别采用该方法和以邻近信息和地理坐标为输入的径向基函数神经网络方法(RBF-Near),以及普通克里格法来模拟土壤有机质空间分布。以验证样本实测值和预测值的决定系数与逼近误差作为评判标准,对比各方法在县域尺度上土壤有机质空间变异和空间插值方面的效果。对763个采样点进行建模、191个验证样点进行独立验证的预测结果表明,在验证点预测中,MECRBF的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差较RBF-Near分别降低了0.50 g·kg^-1、0.39 g·kg^-1、1.40百分点,差异显著(P<0.05),较普通克里格法分别降低2.59 g·kg^-1、1.89 g·kg^-1、7.76百分点,差异显著(P<0.05)。从模拟效果来看,MECRBF的决定系数最高,逼近误差最小;从空间分布模拟图来看,MECRBF能更好地表达土壤有机质空间异质性。提出的MECRBF可为县域尺度下土壤性质空间异质性研究提供方法参考。     

浙江省高产稻田的土壤肥力特征研究

探明高产稻田土壤肥力特征,对于培育高产水稻土具有重要的指导意义。本研究选择浙江省6个县(市)具有代表性的稻区水稻土,采集54个水稻土样品进行物理化学性质分析,以期揭示高产稻田的土壤肥力特征。结果表明,高产稻田耕层土壤pH平均为7.13,有机质含量平均为36.40 g·kg^-1,全氮含量平均为2.19 g·kg^-1,碱解氮含量平均为143.85 mg·kg^-1,有效磷含量平均为20.12 mg·kg^-1,速效钾含量平均为88.44 mg·kg^-1;土壤机械组成中粉粒占55%~68%,黏粒占20%~24%;0.005~<0.010 mm微团聚体含量25%~49%,0.001~<0.005 mm微团聚体含量23%~50%。土壤剖面中耕作层厚度15~20 cm,犁底层厚度5~8 cm,渗育层厚度30~50 cm,淀积层厚度达40 cm以上,潜育层土层深度≥100 cm。因此,高产水稻土具有良好的土体构型、丰富的基础肥力和较强的供肥保肥能力。     

江苏4种不同原料商品有机肥中8种重金属的含量

采用调查采样及室内测试分析方法,研究了江苏省不同地区不同原料4个有代表性堆肥厂商品有机肥料中8种重金属元素的含量状况。结果表明,供试的4个商品有机肥中Cr含量为23.98~41.60 mg·kg^-1,As含量为5.75~11.70 mg·kg^-1,Cd含量为0.59~3.10 mg·kg^-1,Pb含量为6.24~9.52 mg·kg^-1,Cu含量为54.73~80.56 mg·kg^-1,Zn含量为358.88~569.27 mg·kg^-1,Ni含量为15.22~21.03 mg·kg^-1,Mo含量为3.23~3.85 mg·kg^-1。与国内外相关商品有机肥标准比较,仅以药渣为原料的1个有机肥产品Cd、Zn含量超标,其他以畜禽粪便为原料的3个有机肥产品重金属含量都符合相关标准要求,表明江苏省以畜禽粪便为原料生产的商品有机肥产品重金属含量总体水平较低,有机肥产品比较安全。     

超声浸提ICP-OES法同时测定土壤中交换性钙、镁和速效钾

通过L₉(3⁴)正交试验,研究超声提取土壤中交换性钙、镁和速效钾的最优条件,建立了超声法结合电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)同步测定的分析方法。结果表明,最优条件为样品质量0.5 g、1.0 mol·L^-1乙酸铵溶液、pH 7.0、浸提液50 mL、超声浸提时间30 min。利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定标准物质GBW07416a (ASA-5a)、GBW07415(ASA-4)与NSA-6,测得结果均处于标准值的不确定范围内,交换性钙、镁与速效钾检出限分别为0.013 cmol(1/2Ca⁺)·kg^-1、0.002 cmol(1/2Mg⁺)·kg^-1和0.071 mg·kg^-1,各标准物质交换性钙的为0.21%~0.34%,交换性镁的为0.13%~0.28%,速效钾的为1.12%~1.26%,交换性钙、镁与速效钾的测定值与各标准物质参考中位值的相对相差均<10%。用该方法测定16份土壤样品,与国标法相比,交换性钙、镁、速效钾的测定值相对误差均<5%。此方法快捷简便,结果准确可靠。     

泰顺县稻田土壤镁含量及水稻施镁的效果

对泰顺县稻田土壤镁含量的调查结果表明,稻田土壤有效镁含量在 2.4~57.6 mg·kg^-1,平均含量 15.68 mg·kg^-1,属于缺镁土壤。在水稻田中施 225 kg ·hm^-2 硫酸镁增产达14.4%;施镁量与水稻产量、叶片含镁量及土壤含镁量呈正相关。     

沼肥中游离氨基酸含量分析

对从浙江省各地取样的沼液沼渣用高效液相色谱法进行 17种游离氨基酸的含量分析。结果表明,沼渣中游离氨基酸总量平均值为947.6 mg·kg^-1, 80%的沼渣游离氨基酸总量在930.4~1 359.3 mg·kg^-1,平均值为1 151.0 mg·kg^-1,原水中游离氨基酸很少,平均值为83.9 mg·kg^-1,而沼液比原水中的游离氨基酸更少,平均值仅为8.4 mg·kg^-1。     

组配改良剂对铅胁迫萝卜营养品质及铅积累的影响

为明确组配改良剂对铅污染土壤的修复效果,以萝卜为实验材料,通过盆栽方法研究了施用不同浓度组配改良剂(0、600、900和1 200 mg·kg^-1)对800、1 200 mg·kg^-1两种浓度铅处理土壤有机质含量、pH值、微生物种群数量、萝卜肉质根铅积累量及营养品质的影响。结果表明,施用900 mg·kg^-1组配改良剂后,800、1 200 mg·kg^-1两种浓度铅处理土壤有机质含量分别增加了21.32%和25.35%,且显著提高土壤细菌、放线菌数量和微生物总量,但对土壤pH无显著影响。施用900 mg·kg^-1组配改良剂可使两种浓度铅处理下萝卜肉质根的铅含量分别降低20.35%和27.69%,并显著提高萝卜肉质根维生素C、可溶性糖含量和干物质量。说明组配改良剂可显著提升铅污染土壤萝卜的食用安全性和营养品质。     

洱海流域植烟土壤养分时空变异特征及肥力评价

【目的】通过研究洱海流域植烟土壤养分时空变异特征,实现对该区域植烟土壤肥力分级评价及其空间可视化的目标,进而为洱海流域烟田养分分区管理、平衡施肥、农业面源污染防控等提供科学依据。【方法】以2011—2013年、2018年和2020年洱海流域植烟区964个土壤样品为研究对象,采用地统计学和地理信息系统（Geographic Information Systems,GIS）技术探究养分的时空变异特征和区域分布格局,并采用Fuzzy综合评价法对植烟区土壤肥力进行定量评价。【结果】2011—2020年洱海流域植烟土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的均值为7.3、59.6 g·kg^-1、3.5 g·kg^-1、54.4 mg·kg^-1、192.0 mg·kg^-1,均表现为中等变异。植烟土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量丰富,丰缺等级处于中上等级及以上的区域面积占比分别为85.2%、93.8%、94.5%及78.8%,存在明显的区域变异性。植烟土壤肥力处于I—V级的区域面积占比分别为8.4%、25.0%、40.3%、23.3%、3.0%。洱海流域植烟土壤整体偏碱性,pH值呈现出洱海北部高于南部的现状;有机质和全氮含量高值区主要分布于洱海北部和西部;有效磷含量高值区以斑块状分布在洱海北部、东部和西部;速效钾含量高值区呈片状分布在洱海北部和东部。【结论】洱海流域植烟土壤整体肥力较高,III级及以上高肥力区主要分布在洱海北部和东部。同时,洱海北部和西部植烟土壤氮磷元素含量丰富,区域内存在农业面源污染风险。     

吉林省旱地土壤有效硫含量及其与土壤有机质和全氮的关系

【目的】 明确吉林省旱地土壤有效硫含量状况及其分布差异,为区域作物合理施硫提供依据。【方法】 采集吉林省不同生态区8种主要土壤类型的232个表层（0—20 cm）土壤样品,利用地统计学方法分析有效硫含量的空间分布特征,比较不同类型土壤有效硫含量差异,并建立土壤有效硫和有机质、全氮的相关关系。【结果】 吉林省旱地土壤有效硫含量为5.8—40.7 mg·kg^-1,均值为18.1 mg·kg^-1,所有样本中缺硫和潜在缺硫的比例分别为27.2%和20.7%。空间分布上,土壤有效硫含量总体呈自东向西逐渐下降趋势,相应的缺硫发生率自东向西逐渐上升。东、中、西三大生态区的土壤有效硫含量均值（缺硫或潜在缺硫发生率）分别为22.3 mg·kg^-1（24.2%）、18.1 mg·kg^-1（40.0%）和14.3 mg·kg^-1（75.6%）。主要分布于东部湿润山区的白浆土、暗棕壤有效硫含量均值分别为22.1和22.0 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫样本分别占15.2%和28.3%;中部半湿润平原区的黑土、冲积土和草甸土有效硫含量均值分别为18.8、17.1和16.2 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫样本占比分别为37.9%、63.5%和55.5%;西部半干旱平原区的黑钙土、风沙土和盐碱土有效硫含量均值分别为11.9、14.0和13.9 mg·kg^-1,缺硫或潜在缺硫风险较高,分别占比73.6%、73.3%和75.5%。回归分析结果显示,吉林省旱地土壤有效硫和土壤有机质、土壤全氮均呈显著的对数相关关系,随着土壤有机质和土壤全氮含量增加,土壤有效硫含量也随之提升。【结论】 吉林省旱地土壤有效硫含量在不同区域和土壤类型之间存在显著差异,硫素缺乏现象也较为普遍,47.9%的土壤样本存在缺硫或潜在缺硫问题,特别是中西部地区的风沙土、盐碱土和黑钙土缺硫风险较高,在土壤培肥和作物管理中应注重硫素的补充。     

基于小麦产量与籽粒锰含量的磷肥优化管理

【目的】通过研究我国北方八省区不同土壤有效磷水平和施磷量条件下小麦产量和籽粒锰含量的变化规律,为提高小麦产量、调控小麦锰营养水平和保障粮食安全生产提供依据。【方法】于2018—2019年在我国北方山西、陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆、内蒙古、黑龙江8个省区的34个地点布置田间试验,设置农户施肥、监控施肥和监控无磷3个处理,研究北方八省区小麦的产量和籽粒锰含量及不同土壤有效磷水平下监控施磷及不施磷对小麦产量和籽粒锰含量的影响。【结果】在我国北方八省区,小麦产量平均为6 066 kg·hm^-2,籽粒锰含量平均为42 mg·kg^-1。籽粒锰含量<32 mg·kg^-1的试验点占8.8%,>44 mg·kg^-1的占36.8%,籽粒锰含量偏高的问题应引起注意。随土壤有效磷含量增加,小麦产量和籽粒锰含量均显著提高,有效磷含量20—30 mg·kg^-1时小麦产量最高,有效磷含量>40 mg·kg^-1时籽粒锰含量最高。监控施肥与农户施肥处理相比,其磷肥用量平均降低了45.4%,但两者产量分别为6 358和6 222 kg·hm^-2,籽粒锰含量分别为42.8和43.6 mg·kg^-1,无显著差异。不同土壤有效磷水平下,监控施肥处理的小麦产量均无显著降低;土壤有效磷<10 mg·kg^-1时,不施磷肥降低了小麦籽粒锰含量,也降低了产量,而监控施肥仅降低了籽粒锰含量;其他土壤有效磷水平下,监控施肥均不降低籽粒锰含量。土壤有效锰含量亦随土壤有效磷含量的提高而升高,小麦籽粒锰含量与土壤有效锰含量呈显著正相关。【结论】为实现小麦高产和适宜的籽粒锰含量,土壤有效磷应维持在20—30 mg·kg^-1;采用监控施肥技术科学优化施磷,不会降低小麦产量,但当土壤有效磷含量<10 mg·kg^-1,不施磷肥虽能降低小麦籽粒锰含量,但存在小麦减产的风险。     

邻苯二甲酸酯污染对黑土转化酶与脲酶反应动力学的影响

采用室内模拟法,以东北黑土为供试土壤,以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为代表,采用3,5-二硝基水杨酸法和靛酚蓝比色法测定土壤转化酶和脲酶的活性,研究邻苯二甲酸酯(PAEs)污染对黑土转化酶和脲酶活性及其反应动力学的影响。结果表明,PAEs抑制了黑土中转化酶和脲酶的活性。基于土壤酶活性和PAEs浓度作线性回归,求得黑土轻微污染的临界指标(ED₁₀):DMP污染黑土中转化酶和脲酶的ED₁₀分别为24.352和5.015 mg·kg^-1;DBP污染黑土中转化酶和脲酶的ED₁₀分别为16.911和8.677 mg·kg^-1。根据ED₁₀值越小越敏感的原则,判定黑土中脲酶对PAEs污染比较敏感,可将脲酶活性作为反映PAEs污染黑土的生化指标。DMP和DBP使黑土中转化酶和脲酶酶促反应动力学参数降低,属于反竞争抑制机制。PAEs可能改变黑土的碳氮循环及其生态系统功能,进而影响黑土的可持续利用。     

QuEChERS-LC-MS/MS测定芹菜中吡虫啉和唑螨酯

为建立芹菜根、茎、叶中吡虫啉、唑螨酯残留的QuEChERS-LC-MS/MS分析方法,采用QuEChERS方法对样品进行提取和净化,通过液相色谱-串联三重四极杆质谱联用仪(LC-MS/MS)测定样品中吡虫啉、唑螨酯残留。结果表明:添加质量分数为0.05~1.00 mg·kg^-1时,吡虫啉在芹菜根、茎、叶中的平均添加回收率为77.15%~103.48%,RSDs为1.40%~9.97%;唑螨酯在芹菜根、茎、叶中的平均添加回收率为77.35%~100.42%,RSDs为2.01%~6.95%。吡虫啉、唑螨酯的检出限(LODs)分别是0.120、0.015 μg·kg^-1;吡虫啉在芹菜根、茎、叶的定量限(LOQs)分别为1.65、0.87、1.08 μg·kg^-1;唑螨酯在芹菜根、茎、叶的LOQs分别是1.24、0.75、0.78 μg·kg^-1。该方法操作简单,回收率、精密度均符合农药残留分析的要求,适合实验室大量样品的检测。     

四溴双酚A对土壤无机氮转化的影响及其微生物学机理初探

四溴双酚A(TBBPA)作为一种新型污染物,一旦进入土壤并在土壤中积聚,将会影响土壤物质循环及相关微生物活性。在实验室模拟条件下,研究了不同浓度(4~40 mg·kg^-1)TBBPA对土壤中铵态氮($NH^{+}_{4}-N$)、亚硝态氮($NO^{-}_{2}-N$)和硝态氮($NO^{-}_{3}-N$)转化的影响,利用高通量测序测定了TBBPA对无机氮转化菌群结构的变化,并推测其可能影响的代谢途径。结果表明,40 mg·kg^-1的TBBPA对土壤无机氮循环有显著(P<0.05)影响,其在好氧条件下增加了硝化和反硝化菌的丰度,促进了$NH^{+}_{4}-N$和$NO^{-}_{3}-N$的转化,在厌氧条件下反硝化细菌数量减少,抑制了$NO^{-}_{3}-N$的转化。40 mg·kg^-1 TBBPA不论是在厌氧还是好氧条件下,都增加了土壤中变形菌门(Proteobacteria)的丰度,降低了绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)的丰度。通过预测氮转化基因功能看出, 40 mg·kg^-1 TBBPA处理在好氧条件下通过增强narG和nirK基因的表达有助于提高$NO^{-}_{3}-N$的转化,在厌氧条件下通过限制nasB的表达会抑制$NO^{-}_{3}-N$的转化。     

不同贮藏条件下大黄鱼生物胺变化

为研究大黄鱼在不同温度(0、4、25 ℃)和不同盐分(0、0.5%、2.0%、5.0% NaCl)贮藏条件下生物胺(BAs)的变化情况,采用离子色谱-抑制电导及紫外串联检测分析了大黄鱼中腐胺(Put)、尸胺(Cad)、组胺(His)、酪胺(Tyr)、苯乙胺(Phe)、亚精胺(Spd)、精胺(Spe)7种生物胺含量和挥发性盐基氮(TVB-N)值的变化。结果显示:在整个贮藏过程中大黄鱼肌肉均未检出组胺和精胺;0、4 ℃贮藏16 d,大黄鱼中生物胺随贮藏时间的延长缓慢增加,生物胺总量变化范围分别为1.41~17.53、1.53~187.63 mg·kg^-1。25 ℃贮藏6 d,生物胺随着贮藏时间的延长急剧增加,尤其是Cad、Put和Tyr 3种特征生物胺,生物胺总量变化范围为9.44~2 539.22 mg·kg^-1。采用不同含量盐分处理,25 ℃贮藏6 d,大黄鱼中生物胺含量随盐分含量升高明显降低,当NaCl含量达5%时,生物胺总量变化范围仅为1.32~120.93 mg·kg^-1,生物胺生成得到有效抑制。另外,不同贮藏条件下,大黄鱼中TVB-N值变化趋势与生物胺变化趋势相同。实验结果表明,低温及适当添加盐分贮藏是控制大黄鱼产生生物胺的有效措施。