湖区小麦-玉米轮作模式下不同施肥措施调控氮磷养分流失研究

针对我国南水北调东线过水区南四湖富营养化问题,利用沿湖流域典型种植模式——小麦-玉米轮作体系,选择材料易获取的几种施肥措施,采用田间原位安装淋溶水采集器和地表水径流池收集水样,室内分析不同处理防控氮磷养分流失的效果。结果表明:各施肥措施在作物不同茬口均能降低氮磷养分的随水流失,不同模式防控养分流失效果有差异;氮径流损失中,硝态氮占主要比例,玉米季和小麦季分别为82.7%~86.4%和94.2%~96.5%,而淋溶途径中硝态氮比例略有下降;径流为氮损失的主要途径,玉米茬口氮损失比例占轮作周年的67.0%~71.4%;磷径流损失中可溶性磷和颗粒磷比例相当,而淋溶磷以可溶性磷为主;淋溶途径损失的磷养分比例稍高,仍以玉米茬口总磷损失为主,占54.4%~63.1%;防控氮磷流失结合周年作物产量,玉米上使用减量控释氮肥或优化施肥配合秸秆还田、小麦上优化施肥或使用减量控释氮肥是相对理想的养分运筹搭配模式。     

玉米秸秆还田和施氮方式对麦田N2O排放的影响

通过田间试验,采用静态暗箱-气相色谱法研究了秸秆不还田(SN)、秸秆还田(SR)、施用缓控释氮肥(SRC)和氮肥条施(SRR) 4种处理对小麦季N₂O排放的影响。结果表明,麦季农田土壤是N₂O的排放源,施肥+灌溉会引起N₂O的排放高峰,一般会持续1~2周,N₂O排放量占总排放量的40%以上。麦季3个生育期中,越冬前N₂O的排放量最高,占整个生育期的50%,其次是越冬后,而越冬期排放量最低,约占20%。秸秆还田促进了土壤N₂O的排放,SR比SN处理增加48.6%的排放量。施用新型肥料或采用氮肥条施可以降低N₂O的排放,并提高小麦产量及经济效益,尤其是后者效果最佳,能够起到增产减排的作用。     

不同水肥管理下设施黄瓜地氮素损失及水氮利用效率模拟分析

【目的】利用模型定量分析不同水肥管理对设施菜地氮素损失及水氮利用效率的影响,为设施菜地合理水肥管理措施的制定提供理论指导。【方法】2010—2011年在山东寿光设施大棚设置了4种水肥管理模式：对照+畦灌（CK）、传统施肥+畦灌（FP）、优化施肥+畦灌（OPT）和传统施肥+滴灌（RI）。利用EU-Rotate_N模型模拟了两个生长季（春夏茬和秋冬茬）各处理下设施黄瓜地的产量、氮素淋失和气体损失等,并计算了水氮利用效率。【结果】两个生长季内滴灌处理（RI）比畦灌处理（CK、FP和OPT）节水约60%,且灌溉水利用效率提高了2倍多。在各施肥处理中,春夏茬和秋冬茬黄瓜的氮素气体损失分别占施氮量的16%—19%和6%—11%,氮素淋失量分别占施氮量的14%—57%和20%—55%,其中OPT和RI处理的氮素淋失量比FP处理分别减少了19%—31%和63%—76%。OPT处理两茬黄瓜的氮素利用效率比FP处理分别提高了3%和7%,而RI处理的氮素利用效率比FP处理分别提高了41%和44%。【结论】氮素淋失是设施菜地氮素损失的主要途径,滴灌和优化施肥均能有效地减少菜地土壤硝态氮的淋失,提高氮素利用效率。     

铜制剂及有机物料对土壤生化性状的影响

通过盆栽试验，研究了美国铜基杀菌剂Kocide2000（KCD）、新型波尔多液营养保护剂（BNPP）、传统波尔多液（BDM）、五水硫酸铜（CS）四种铜制剂及添加3％有机物料后对棕壤生化性质的影响。研究表明：铜制剂对土壤过氧化氢酶活性有刺激作用，而对脲酶、蔗糖酶活性均有显著抑制作用，尤以BDM对土壤酶活性的抑制率最强，高浓度处理下则未能检测出2种酶活性。施用铜制剂还显著影响了土壤的生物学指标，表现为土壤基础呼吸和代谢熵升高，微生物生物量碳降低。相关分析表明土壤的生物学指标和酶活性均与土壤有效铜呈显著性正相关或负相关。此外，铜制剂的施用增加了土壤中有效铜、锌（BDM除外）含量，而有效铁、锰含量降低。4种铜制剂中BDM对土壤生化性质的影响最大，其次是CS，BNPP与KCD对土壤的影响相当。增施有机物料可缓解铜制剂对土壤生物学和酶活性的影响，但能增加土壤有效态重金属的含量。     

华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数

为阐明华北地区残膜污染现状及当年地膜残留系数,2008-2011年采用问卷调查及样方检测方法对华北地区主要作物的地膜残留状况进行系统调查,在此基础上2011-2014年通过定点试验监测方法研究典型覆膜作物(花生、棉花)的地膜残留系数。结果表明:华北地区土壤耕层地膜残留强度分布范围为0.2~82.2 kg/hm2,其平均值为26.8 kg/hm2。区域内不同作物和不同省份间地膜残留强度存在显著差异(P0.05),花生和棉花地膜残留强度较高,分别为32.0和31.8 kg/hm2;华北地区所有省份中,河北省农田地膜残留强度最高,为36.8 kg/hm2。2011年,华北地区农田地膜残留总量为14.8万t,其中地膜残留总量居前3位的作物是蔬菜(5.5万t)、棉花(3.9万t)、花生(3.0万t),占残膜总量的83.8%。3 a的地膜残留系数定点监测试验结果表明,花生和棉花的地膜残留系数分别为9.7%和14.3%,如果一直沿用目前的地膜使用模式,预计到2021年,花生地和棉田的地膜残留强度将会达到69.1和70.4 kg/hm2,超过国家农田残膜限值标准,成为残膜污染区域。研究可为华北地区残膜防治提供参考。     

山东省农业污染综合分析与评价

山东省的农业生产在全国占有重要地位,然而农业非点源污染的日益严重使产地环境质量问题日趋突出,对优势农产品的生产与出口构成巨大威胁。从化肥、畜禽粪便、生活排污、秸秆、农药、地膜6个方面分析了目前山东省农业污染的主要影响因素,计算了2001—2006年主要污染源中氮、磷元素的排放量与流失量。结果表明,农业生产过程中农业化学品的大量投入与农业废弃物的大量产出及不合理利用,是目前山东省农业污染发生的主要原因;在对氮、磷流失负荷的贡献上,畜禽粪便、化肥与生活排污是农业污染的3种主要污染源,2006年3种污染源共造成6.73×105t氮素与1.35×105t磷素流失,其中畜禽粪便、化肥与生活排污分别占50.78%,41.99%,7.22%与80.30%,11.78%,7.93%;山东省农业污染在源头预防层次上应重点加强两方面的研究,一是化肥等农用化学品的高效施用技术,二是畜禽粪便等农产废弃物的资源化利用技术。     

黄淮海平原夏玉米一次性施肥肥料产品的筛选与产量效应

【目的】筛选能保证黄淮海夏玉米实现高产、稳产、可持续性的一次性施用缓(控)释肥产品。【方法】选取山东、河南、河北3个玉米种植大省的4个试验点作为玉米一次性施肥定位试验点,选取CRFA、CRFB、CRFC、CRFD、CRFE、CRFF、CRFG、CRFH、CRFI和CRFJ(控释肥代码)10种的缓(控)释肥作为供试肥料,研究不同缓(控)释肥产品的一次性施用对玉米产量的影响。【结果】不同试验点、不同年度间玉米产量差异均达到了5%的显著水平(F=40.67、F=2.95),但不同施肥处理间差异不显著,同年度、同区域不同缓(控)释肥一次性施用和优化施肥没有显著性差异,可以实现一次性施肥;不同缓(控)释肥处理产量可持续性均高于优化施肥(OPT处理),可持续性指数(SYI)范围在0.65—0.70;除了CRFE处理,不同处理产量稳定性均高于OPT处理,变异系数(CV)范围在3.19%—7.32%。山东德州试验点不同处理玉米年均产量与OPT处理相比均无显著差异,CRFC处理玉米年均产量最高,为10 734.06 kg·hm~(-2);不同缓(控)释肥处理产量可持续性均高于OPT处理,其中CRFI、CRFD和CRFB处理的SYI值大于0.70;不同缓(控)释肥处理产量稳定性均高于OPT处理,CV值范围在14.00%—21.77%。本研究中玉米产量可持续性与产量高低没有明显的相关关系;德州试验点各处理玉米产量SYI值与CV值呈极显著的负相关关系,产量越稳定,产量可持续性越好。【结论】本研究选用的缓(控)释肥在玉米上一次性施用均起到了增产的效果,从提高产量的角度考虑,黄淮海区域可实现夏玉米一次性施肥的缓(控)释肥料产品为CRFC、CRFA和CRFB,德州试验区域为CRFC、CRFJ、CRFB和CRFI。从产量可持续性方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFG、CRFD、CRFH;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。从产量变异性较小方面考虑,黄淮海区域首选产品为CRFH、CRFB、CRFG;德州试验区域首选产品为CRFI、CRFD、CRFB。     

地膜厚度对作物产量与土壤环境的影响

农用地膜(以下简称地膜)已成为我国干旱、冷凉地区土壤增温、保墒和作物增产的重要措施。为摸清我国地膜厚度应用现状,研究地膜厚度对作物产量和土壤环境的影响,2011年,在全国范围内针对棉花、玉米、马铃薯、花生等主要覆膜作物分别布置172、99、30、58个调查点,采用问卷调查的方法对我国地膜厚度应用现状进行系统调查。根据调查结果,2011—2013年,在新疆、甘肃、内蒙古、山东4省分别针对以上4种作物,设置不同地膜厚度处理,系统分析了地膜厚度对土壤温度和含水量、作物产量、经济效益以及地膜残留强度等的影响。研究结果表明,我国主要覆膜作物现用地膜厚度较薄,96.7%的地膜厚度集中在0.004~0.008 mm之间。增加地膜厚度能够提高土壤温度和含水量,但对不同作物的产量影响不同;随着地膜厚度增加(0.004~0.012 mm),棉花和玉米产量不断增加,而马铃薯和花生产量先增加后减少;地膜厚度对作物经济效益有一定影响,但处理间无显著性差异(P0.05)。地膜厚度显著影响地膜残留强度(P0.05),除了马铃薯外,其余作物地膜残留强度和地膜厚度均呈显著负相关关系(P0.05)。综上所述,增加地膜厚度对于我国主要覆膜作物有一定的增产作用,但增产幅度有限,而在残膜回收的基础上增加地膜厚度能够显著降低地膜残留强度。为应对我国农田地膜残留问题,建议我国地膜厚度标准提高至0.010~0.012 mm较为适宜。     

29种天然植物提取物对指环虫杀灭作用的研究

利用金鱼、鲢、鲤、草鱼、欧洲鳗鲡所寄生的坏鳃指环虫、中型指环虫、鲢指环虫、伸展指环虫、拟指环虫为材料,建立以金鱼为寄主、中型指环虫为指示虫的杀虫药物筛选动物模型,使寄生感染率达100%。利用该模型对29种天然植物提取物进行杀虫活性筛选。结果表明:银杏外种皮、博落回、小果博落回、鸦胆子、云南重楼、杠柳、槟榔、陈皮最高杀虫率在48 h内均达70%以上,且对鱼安全性较高;刺五加、细柱五加、商陆、乌头、松针、藁本、青蒿、辣蓼、苦参对指环虫有一定的杀灭作用,杀虫率在20%~40%之间;荆芥、山奈、葫芦巴、萹蓄、芫花、马钱子、肉豆蔻、马兜铃、直立百部、千年健、常山、北乌头在实验浓度内对指环虫没有明显的杀灭作用。其中,银杏外种皮、博落回、小果博落回杀灭活性最强,使用浓度较低,该实验条件下杀灭率100%;鸦胆子、槟榔对鱼最为安全,但杀虫浓度较高。