苦豆子绿肥对甜瓜光合性能日变化及品质的影响

通过模拟田间立架栽培模式的盆栽试验,研究不同苦豆子绿肥施用量对立架甜瓜土壤养分状况、叶片光合特性的日变化规律和单果重及品质的影响。结果表明:施用苦豆子绿肥能显著改善立架甜瓜土壤养分状况,对提高土壤碱解氮含量尤为显著。同时施用苦豆子绿肥能提高立架甜瓜光合能力,以增加单果重和提升品质。不同苦豆子绿肥施用量对立架甜瓜净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Evap)、瞬时水分利用效率(iWUE)日变化影响均呈双峰曲线变化趋势。苦豆子绿肥施用量为200～400 g·株-1(M2～M4)时立架甜瓜光合特性综合增效最显著。相关性分析显示,Pn和iWUE是影响单果重和品质的主要光合指标。立架甜瓜单果重在M2处理时最高,较M0处理增加48.5%,其品质(粗蛋白、Vc、还原糖)在M3处理时提升效果最优,分别较M0处理显著增加40.50%、38.16%、37.30%。推荐苦豆子绿肥的施用量为200～300 g·株-1。     

氮磷钾配施对紫云英鲜草产量、养分含量的影响

采用部分"3414"肥料效应试验设计方案进行田间试验,研究了氮、磷、钾配施对紫云英性状指标、鲜草产量及植株养分含量的影响,并筛选出适宜的氮、磷、钾肥用量。结果表明,施肥处理比不施肥处理,株高、茎粗、分枝、根瘤数、单株重和鲜草产量最大增幅分别为13.50%、42.34%、18.75%、18.18%、87.07%和33.22%。与不施肥处理相比,9个施肥处理紫云英鲜草产量平均增产9 591.9 kg/hm2,提高了13.50%。处理7(N0P3K2)即高量磷和中量钾配施的鲜草产量最高,达到94 641.6 kg/hm2,与不施肥处理相比,增产了33.22%。处理7对紫云英植株养分含量(N、P、K)的累积最大,与不施肥处理相比,N、P、K养分含量分别提高了16.53%、34.40%、24.47%。可见,增施磷钾肥是提高当前肥力水平下紫云英产量与植株养分累积的有效途径。合理施用N、P、K肥能明显促进紫云英的生长,提高产量和养分积累量,对翻压紫云英作绿肥,减少化肥施用量,有重要的生态环境效益。     

不同施肥模式对稻田土壤速效养分含量及水稻产量的影响

为了综合评价中国南方稻田不同施肥模式对土壤速效养分及水稻产量的影响,并找到最佳施肥模式,本试验在浏阳市北盛镇、荷花镇和达浒镇3个不同基础地力水稻田块从2013年起进行田间定位试验,比较不施肥、常规施肥、60%化肥+40%有机肥(秸秆+紫云英)和单纯施用化肥处理的水稻产量和土壤速效养分含量变化。3年定位试验表明:不同施肥模式相比无肥处理均能显著提高水稻生物产量,以60%化肥+40%有机肥处理最为显著,且生物产量表现出逐年递增的趋势。通过提高水稻有效穗数和穗粒数使水稻产量显著高于其他处理,60%化肥+40%有机肥处理相比不施肥、纯化肥、常规施肥处理分别增产38.3%~62.4%、1.7%~9.6%、8.4%~12.0%。土壤中速效养分含量表现出60%化肥+40%有机肥处理显著高于其他处理的规律,且速效养分含量逐年递增,而纯化肥处理速效养分逐年递减。从当季作物产量而言,低肥区应加大化肥在有机无机配施中的比例,但从长远培肥地力方面,应适当加大有机肥在配施中所占比例,对于中高肥区则可逐步增加有机肥施用比例。不施肥会降低土壤肥力,而施肥具有明显培肥地力的效果,60%化肥+40%有机肥的施肥模式培肥地力效果最为显著,有利于增加水稻有效穗数和穗粒数,产量显著高于其他处理。     

纳米碳添加对土壤速效养分和小油菜产量的影响

纳米碳因其具有独特的理化性质作为新型材料被广泛应用于新能源、生态修复等领域。近年来,随着其功能被不断挖掘,纳米碳开始投入农业领域,成为新的研究热点。但是,纳米碳添加如何影响土壤养分和作物产量,仍不明确,有待进一步研究。将纳米碳作为肥料增效剂与不同肥料配施,研究其在大田条件下对土壤速效养分、小油菜农艺性状和产量的影响,从而为纳米碳在农业中的高效利用提供理论依据。田间试验在北京市房山区窦店乡温室大棚内进行,供试作物为小油菜,品种为‘国夏1号’。试验共设4个处理:化肥(CF),化肥+纳米碳(CF+NC),有机肥(OM),有机肥+纳米碳(OM+NC)。在小油菜不同生育期测定土壤速效养分、油菜株高、叶面积和产量。结果表明,(1)与CF、OM相比,CF+NC和OM+NC处理提高了土壤速效养分含量,分别提高了小油菜生长旺盛期的土壤速效钾含量37.3%、27.4%,土壤铵态氮含量35.5%、35.0%,土壤硝态氮含量52.0%、49.9%。(2)添加纳米碳可促进小油菜生长。与CF、OM相比,CF+NC、OM+NC处理分别提高了收获期小油菜株高9.7%、5.6%,叶面积13.9%、12.9%,干重15.6%、14.7%,产量19.8%、18.0%。与单施肥料比较,纳米碳配施化肥、有机肥均可显著提高土壤速效养分含量,促进小油菜的生长发育,提高产量。     

长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响

通过对26年长期定位试验结果的统计分析,结果表明:绿肥与化肥长期配合施用有利于水稻稳产增产,减少化肥的使用量,提高化肥NPK养分的农学利用效率达60%以上。26年水稻平均产量以OM3处理(紫云英+猪粪)最高,比CK增产64.47%,比NPK处理增产6.86%;其化肥养分农学效率为16.33kg/kg,比NPK处理化肥养分农学效率高118.9%。绿肥与化肥长期配合施用土壤有机质、全氮和全磷均有所积累,积累的量与肥料施用量及有机肥种类相关,以紫云英+猪粪处理最优。土壤钾素均表现亏缺,土壤全钾和速效钾均低于试验前,亏缺幅度最小的是紫云英+稻草处理,其土壤全钾和速效钾分别比对照高4.28%和13.94%。通过对土壤有机质、全氮、全磷和全钾与水稻产量关性分析,相关系数最高的为土壤全钾(r=0.808**),说明缺钾已成为限制红壤稻田高产的主要肥力因子。     

绿肥对设施青椒产量品质及土壤理化性状的影响

采用设施大棚开展试验,设置了黑麦、毛叶苕子、箭筈豌豆、燕麦、油菜、小葵子和对照7个处理,研究绿肥对设施青椒产量、品质和土壤理化性状的影响.结果表明:(1)绿肥处理能显著降低土壤的电导率(EC值),其中燕麦处理的土壤EC值降低比例最高,比对照处理降低了52.0μS/cm,其他绿肥处理的降低比例为6.3％～18.8％.(2...     

不同施肥量对绿肥产量和养分积累的影响

大田试验条件下研究不同氮、磷、钾肥用量对绿肥[豆科绿肥紫云英(Astragalus sinicus L.)和禾本科绿肥看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol.)]产量及养分积累量的影响。试验结果表明,施肥能显著增加绿肥产量,绿肥鲜草产量较不施肥处理增加42.8%~311.1%,与缺素处理相比,氮、磷、钾肥的增产率分别为57.1%~177.5%、27.8%~178.7%、14.2%~32.4%。两种绿肥的鲜草产量均随氮、磷、钾肥施用量的增加而增加,中、高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的产量均高于紫云英,所有钾肥处理的看麦娘产量均高于紫云英。绿肥的养分积累量均随施肥量的增加而增加,中高水平的氮、磷肥用量下看麦娘的氮、磷积累量高于紫云英,不同钾水平下的看麦娘钾积累量均高于紫云英。氮、磷、钾肥用量分别为112.5 kg(N).hm?2、19.7 kg(P).hm?2、37.5 kg(K).hm?2时,两种绿肥总产量及碳、氮、磷、钾积累量最高,分别为49 424 kg.hm?2和3 212 kg(C).hm?2、151 kg(N).hm?2、19.8 kg(P).hm?2、156 kg(K).hm?2。此时看麦娘产量、碳、氮、磷、钾积累量分别占总量的59.0%、65.7%、66.3%和64.4%。紫云英田间自然洒种的看麦娘无成本投入且养分积累量高,不失为一种优质绿肥。     

长期绿肥与氮肥减量配施对水稻产量和土壤养分含量的影响

为探明湘南双季稻区绿肥还田下的氮肥适宜施用量,设计了始于2008年冬季开展的长期田间定位试验(2009-2017),研究绿肥与氮肥减量配施对双季稻的产量、氮肥农学效率、氮肥偏生产力以及2017年稻田耕层土壤养分含量的影响。共设计6个施肥处理:不施氮肥空白对照、仅紫云英、习惯施肥、紫云英与100%无机氮配施、紫云英与80%无机氮配施、紫云英与60%无机氮配施。结果表明:与习惯施氮量相比,绿肥结合习惯施肥以及绿肥与化肥氮减量20%～40%配施均能保持甚至提高2009-2017年稻谷周年产量,显著提高早、晚稻氮肥偏生产力和氮肥农学效率。绿肥与化肥氮减40%时,产量变异系数最低和产量可持续指数最高。试验9 a后,与2008年相比,稻田土壤有机质和全氮含量呈上升趋势。与习惯施肥相比,绿肥与化肥氮减量20%～40%能维持土壤磷素与钾素的供给。综合考虑,紫云英还田下,化肥氮减施40%仍能获得高产稳产,且氮肥利用率最高,产量稳定性最好,并可缓慢提高土壤肥力,是湘南双季稻种植区较好的施肥模式。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

不同肥力水平下立架栽培甜瓜干物质累积和氮、磷、钾养分吸收特性

为明确不同土壤肥力水平下立架栽培甜瓜干物质积累与养分吸收及分配特点,并为制定立架栽培甜瓜不同生育期科学施肥方案提供理论依据.本研究以立架栽培甜瓜为材料,通过不同土壤肥力水平的大田试验,结合室内常规分析方法测定不同生育期甜瓜植株干物质积累量和氮、磷、钾含量.结果表明,伸蔓期不同肥力水平下立架甜瓜干物质积累量差异不显著,而坐果期和成熟期则差异达显著水平,表现为高肥力＞中肥力＞低肥力;整个生育期高、中肥力试验区立架甜瓜全株氮素吸收量显著高于低肥力试验区,坐果期不同肥力水平下立架甜瓜全株磷素吸收量存在显著差异,即高肥力＞中肥力＞低肥力,坐果期和成熟期高、中肥力试验区立架甜瓜全株钾素吸收量显著高于低肥力试验区,而养分生理利用效率不同肥力水平下差异不显著;不同时期甜瓜对氮、磷、钾的吸收量不同,伸蔓期和坐果期甜瓜对氮、磷、钾吸收积累量较少,分别占全生育期吸收积累量的15.3％～18.9％、14.5％～17.3％、11.0％～ 13.9％和25.7％～33.4％、23.4％～27.5％、17.6％～ 25.1％,成熟期甜瓜对氮磷钾吸收积累量剧增,分别达102.8～145.4 kg/hm2、37.9 ～43.0 kg/hm2和347.9 ～449.8 kg/hm2.总体而言,立架栽培甜瓜对钾的吸收量多,氮次之,磷最少,全生育期内对氮、磷、钾的吸收比例为1∶0.30∶2.53.     

稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨冬季种植绿肥作物改良土壤的生态作用, 以冬闲连作为对照, 通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥(紫云英、油菜和黑麦草)收获后翻压还田对后作水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明: 连续8年冬种绿肥期间, 冬种绿肥各处理的水稻平均产量均高于冬闲对照, 但不同处理增产效果有所不同, 其中紫云英 早稻 晚稻处理增产效果最明显, 为10.48%, 其次是油菜 早稻 晚稻处理(7.31%), 黑麦草 早稻 晚稻处理的增产效果较差, 仅为5.76%。紫云英 早稻 晚稻处理的土壤pH和碱解氮含量最高, 与其他处理相比, pH增加0.58%~1.37%, 碱解氮增加6.59%~35.35%。黑麦草 早稻 晚稻处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量和C/N在各处理中最高, 分别较其他处理高2.99%~4.98%、19.25%~31.05%、16.97%~22.15%和0.97%~6.61%。相关性分析结果表明, 水稻产量与每穗颖花数、结实率、千粒重及土壤碱解氮、有效磷极显著相关(P<0.01), 与每穗粒数、有机质、速效钾显著相关(P<0.05), 而与穗长、有效穗数及土壤pH和C/N相关不显著; 水稻产量各构成要素与土壤养分之间的关系极为密切。综合来看, 稻田冬种绿肥有利于增加水稻产量和改善土壤肥力。     

绿肥腐解及养分释放过程研究进展

绿肥中含有大量的养分元素,是一种重要的有机肥源,也是生态农业的重要组成部分。绿肥还田后的腐解及养分释放过程对于改善土壤结构、提高土壤有机质含量、维持农田生态系统养分循环以及提高土壤微生物数量和活性等方面具有重要影响。其相关的研究方法包括尼龙网袋法、同位素标记法、红外光谱法以及13C核磁共振法等。绿肥的腐解及碳、氮和钾的释放过程均表现为前期快、后期慢,而磷和中微量元素的释放过程与上述规律不完全一致。增加绿肥中养分含量、提高温度均有利于绿肥的腐解及养分释放,施肥、耕作等田间管理措施也会影响绿肥的腐解及养分释放。未来可同时采用不同的研究方法从不同方面揭示绿肥腐解以及养分在土壤-植物系统间分配的规律,筛选适合当地的绿肥种类以及相应的田间管理措施。     

红壤连续施用绿肥和有机肥对玉米产量及土壤肥力的影响

采用长期定位试验研究方法,探讨旱地红壤施用氮磷肥、绿肥和有机肥对红壤旱地养分的影响及玉米产量的效应。结果表明:在施用等量N肥的基础上施P2O596 kg/hm2,玉米产量是N肥的1.59倍,说明磷是红壤旱地的主要障碍因子,施磷有显著的增产作用;氮磷化肥与绿肥或有机肥配合施用,能显著增加土壤有机质含量,改良土壤结构,降低土壤容重,明显增加土壤中速效钾含量,维持土壤钾素平衡;长期施磷,显著提高土壤中速效磷含量。磷肥与绿肥或有机肥配合施用,能减少土壤对磷的固定,氮磷肥与绿肥或农家肥配合施用,是改良培肥旱地红壤,提高土地生产潜力的根本措施。     

施用绿肥条件下减施化肥对土壤养分及持水供水能力的影响

以长期定位试验为基础,设置7个紫云英和化肥施用配比试验处理,以探索施用绿肥情况下减施化肥对土壤养分、持水和供水能力的影响。结果表明:在翻压紫云英条件下,即使不施化肥土壤氮也可基本得到满足,应适量施用化学钾肥,必须合理施用磷肥,以保证土壤全量和速效养分得到平衡和持续供给,化肥施用量减少未显著降低水稻产量;土壤持水、供水能力在处理间的趋势表现为:紫云英+40%化肥紫云英+60%化肥紫云英+80%化肥、紫云英+100%化肥单施100%化肥、单施紫云英CK,与CK相比,其它6个处理田间持水量提高了1.6%~15.4%,有效含水量增幅更大,平均提高1.5%~30.5%,说明紫云英化肥配施能显著提高土壤的持水、供水能力,且化肥施用量越少效果越好,而单施化肥或单施紫云英效果有限。因此,紫云英施用量一定时(22 500 kg/hm~2),化肥施用量应减少至40%甚至更低。     

稻田绿肥轮作提高土壤养分增加有机碳库

综合评价中国南方不同稻田绿肥轮作模式,筛选与优化绿色高效的稻田多熟种植系统,有利于南方双季稻区农业可持续发展。通过田间试验,研究不同绿肥轮作模式(A冬闲-稻-稻→冬闲-稻-稻(对照)、B紫云英-稻-稻→油菜/花生-稻、C油菜/花生-稻→马铃薯/玉米+大豆-稻、D马铃薯/玉米+大豆-稻→蔬菜/花生+玉米-稻、E蔬菜/花生+玉米-稻→紫云英-稻-稻)对土壤养分中pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾及总有机碳库、活性有机碳、碳库管理指数的影响。结果表明:绿肥轮作各处理的土壤有机质、碱解氮和速效钾均显著高于对照处理(P0.05),增加幅度分别为8.73%~15.59%、11.79%~19.64%和5.80%~37.19%。绿肥轮作处理B、C的总有机碳质量分数与对照相比有显著(P0.05)增加,分别增加了15.59%、11.19%。与对照相比,绿肥轮作B、C、D、E均可以显著(P0.05)提升土壤活性有机碳质量分数,提高幅度分别为29.03%、19.96%、16.67%和21.75%。与冬闲对照处理相比,绿肥轮作系统中处理B的土壤碳库指数显著(P0.05)增加了15.70%。相比冬闲对照处理,绿肥轮作处理B、C、D、E的土壤碳库管理指数分别显著(P0.05)增加了32.07、21.32、17.91和23.74,其中紫云英-稻-稻→油菜/花生-稻种植模式达到最大。土壤有机质与全氮、有效磷、总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数存在极显著(P0.01)的相关性,土壤全氮、碱解氮、有效磷均与碳库管理指数存在显著的相关性(P0.05)。此外,总有机碳与活性有机碳和碳库管理指数存在极显著的相关性(P0.01)。可见在当地土壤肥力条件下,绿肥轮作尤其是紫云英-稻-稻-油菜/花生-稻能提高土壤有机碳质量分数和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力,为建立农田可持续的土壤管理和土地利用提供科学依据和参考价值。     

施肥对全立架露地栽培甜瓜产量及不同器官元素分布状况的影响

通过设置不施肥(CK)、氮磷肥(NP)、氮钾肥(NK)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)处理,用田间试验方法研究了施肥对成熟期全立架甜瓜产量以及各器官干物质量和N、P、K、Cu、Zn、Fe、Mn元素分布的影响。结果表明:全立架甜瓜N含量为胎座籽粒>叶>蔓>根>果肉果皮,P含量为胎座籽粒>叶>根>果肉果皮>蔓,K含量为蔓>叶>果肉果皮>根>胎座籽粒。施肥增加了干物质量的器官间差异,促进了光合产物向果实内转移。施肥使产量提高19.1%～51.0%。施肥降低了器官间N、P、Cu、Fe、Zn元素含量的差异,增加了K元素的差异。施肥对N、P、K元素的影响较大,对Cu、Zn、Fe、Mn元素的影响较小;叶、蔓的元素分布对施肥较敏感,果实部分所受的影响较小。NPK处理对元素分布的影响较大。同时,甜瓜各器官的元素分布受肥料交互效应的影响。氮磷钾肥配施可以更好地调配甜瓜器官间各矿质营养元素的分布,平衡矿质营养,利于产量的形成。     

免耕轮作对旱作区土壤水热动态及速效养分含量的影响

免耕轮作对土壤性质有明显改善作用。在免耕秸秆覆盖基础上进行燕麦、玉米、大豆3种作物轮作2个周期的试验研究。结果表明,免耕秸秆覆盖结合不同作物轮作能调节土壤水热环境,增加土壤速效养分含量。土壤贮水量在不同处理间总体表现为免耕留高茬覆盖(NHS)免耕留低茬覆盖(NLS)免耕留高茬(NH)免耕留低茬(NL)常规翻耕(T),3种轮作方式中均以燕麦-大豆-玉米方式最高。轮作2个周期后NHS、NLS、NH、NL分别较T土壤贮水量在作物苗期增加了16.24%、12.16%、8.75%、5.56%,可见免耕覆盖能明显提高土壤水分蓄储能力。土壤温度在0~5 cm土层受外界环境影响最大;免耕覆盖在低温时起"保温作用",能提高土壤温度1.4~2.4℃;高温时起"降温作用",能降低土壤温度1.8~3.4℃;秸秆覆盖后土壤温度日变化平缓。同时免耕结合轮作处理能不同程度增加土壤有机质及速效养分含量,说明免耕轮作在该地区能较大程度的改善土壤性质,为提高作物产量提供了基础和有效保证。