梯度扩散薄膜技术在干旱区土壤中原位测定磷素的方法及其应用

薄膜扩散梯度技术（diffusive gradients in thin films technique,DGT）是近年来广泛应用于水体、沉积物和土壤中有效态元素生物有效性研究的一种新技术,为确定测定土壤磷素生物有效性的DGT最佳测试条件以及肥料磷在土壤中迁移特性,采用盆栽试验,分析了土壤与DGT作用时间、环境温度、土壤相对含水量对DGT测定的磷素生物有效性影响,并利用DGT测定肥料磷在表面撒施和滴施（4种土壤类型：潮土、灌淤土、灰漠土和草甸土）方式下土壤剖面的迁移规律。结果表明：DGT-P随土壤与DGT作用时间（0-24 h）的增加而增加,在24 h后趋于稳定;DGT-P随土壤相对含水量（20%-100%）的增加而增加,在含水量为80%-100%时最大,当相对含水量增加到120%时,DGT-P则降低;DGT-P随环境温度的增加而增加,在25℃后趋于稳定。与表面撒施处理相比,滴施可以增加5-15 cm肥料磷的分布。而滴施处理的磷的移动性也受到土壤类型和质地的影响,在草甸土（71%砂粒）上运移性较大,在潮土（46.65%砂粒）上运移性较小。总之,DGT测定的土壤磷素生物有效性最佳测试条件为土壤与DGT作用时间在24 h,土壤相对含水量为80%-100%,环境温度25℃,磷肥滴施优于表面撒施,滴施的磷肥能够迁移到更深的土层。     

腐植酸尿素施用量及不同配比对新疆膜下滴灌棉花产量及氮肥利用的影响

以新疆膜下滴灌棉田为试材,研究腐植酸与常规尿素不同配比对棉花产量和氮肥利用率的影响。试验设8个处理,CK:不施氮肥;常规尿素:施N 225kg/hm~2;Ⅰ型腐植酸尿素(腐植酸质量分数1‰):施N225kg/hm~2;Ⅱ型腐植酸尿素(腐植酸质量分数2‰):施N 225kg/hm~2;Ⅲ型腐植酸尿素(腐植酸质量分数3‰):施N 225kg/hm~2;Ⅳ型腐植酸尿素(腐植酸质量分数4‰):施N 225kg/hm~2;Ⅴ型腐植酸尿素(腐植酸质量分数5‰):施N 225kg/hm~2;Ⅲ型腐植酸尿素减量10%:施N 202.5kg/hm~2。测定棉花干物质、氮素吸收量和产量,研究腐殖酸尿素配施不同比例常规尿素对棉花干物质、氮素吸收、产量的影响。结果表明:(1)与常规尿素相比,Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型腐殖酸尿素都能显著增加棉花干物质和产量,增产3.74%～7.52%,其中Ⅴ型腐殖酸尿素的增产效果最好,而Ⅰ型腐殖酸尿素、90%Ⅲ型腐殖酸尿素与常规尿素效果相当。(2)与常规尿素相比,Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型腐殖酸尿素都显著增加了棉花N素吸收量,提高棉花氮肥利用率,氮肥利用率增加4.50%～9.79%。(3)90%Ⅲ型腐殖酸尿素与常规尿素的棉花N素吸收量大体相同,但氮肥利用率增加6.110%。因此,新疆滴灌棉田应用腐殖酸与常规尿素配施能提高棉花产量以及氮肥利用率,其中Ⅴ型腐植酸尿素效果最好。     

新型尿素对膜下滴灌棉花产量及氮肥利用率的影响

比较膜下滴灌条件下不同新型尿素在棉花上的肥效及其氮肥利用率的差异,以选择合适的尿素类型,提高氮肥利用率和效益。在2016-2017年连续2年的田间试验中,共设置了7个处理:不施氮肥(CK)、常规尿素(Urea)、聚能网尿素(P-Urea)、腐殖酸尿素(H-Urea)、含锌尿素(Zn-Urea)、控失尿素(LC-Urea)和常规尿素加锌(Urea+Zn)。各处理的氮磷钾用量相同,除了控失尿素全部基施外,其他类型尿素30%作基肥,70%后期随水滴施,磷钾肥全部基施。在棉花成熟期测定其生物量、产量和氮肥利用率。研究结果表明,与普通尿素相比,不同新型尿素处理后棉花产量和地上部干物质量显著增加,控失尿素增产效果最为明显;不同新型尿素显著增加棉花的氮素吸收量;与普通尿素相比,不同新型尿素氮肥利用率提高1.29～8. 29个百分点,控失尿素氮肥利用率最高。施用新型尿素增加棉花效益,其中控失尿素处理的效益最高。因此,新型尿素中的控失尿素是提高新疆滴灌棉田氮肥利用率和增加棉花效益的最有效途径。     

微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响

通过田间小区试验,研究了覆膜滴灌条件下施用铁、锰、锌等微肥对玉米生长发育、养分吸收及产量的影响。结果表明:玉米干物质累积最快的时期是在播种后62～99 d,NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米单株干物质的积累量分别比NPK处理增加8.84、4.74、15.69 g。NPK+Zn处理的玉米吸N量比NPK处理提高了3.07%,达到了显著差异,而NPK+Fe和NPK+Mn处理的玉米吸N量与NPK处理没有显著差异。NPK+Fe、NPK+Mn和NPK+Zn处理的玉米吸P量和吸K量与NPK处理相比均没有显著差异。施用铁、锌肥可以显著提高玉米的产量,增加玉米的百粒重,增产率分别为6.61%和4.46%,但施用锰肥效果不显著。     

滴灌磷钾肥基追比对滴灌玉米干物质积累、产量及养分吸收的影响

通过田间小区试验,研究了磷钾肥滴灌追施对玉米干物质、产量及养分吸收的影响。结果表明,磷钾肥部分基施、部分滴灌追施玉米的生物量和产量要优于磷钾肥全部基施,其中磷肥75%基施和25%滴灌追施比磷肥全部基施的玉米干物质提高4.36%,产量增加8.14%;钾肥50%基施和50%滴灌追施比钾肥全部基施的玉米干物质增加4.86%,产量增加4.98%。磷钾肥部分基施、部分滴灌追施显著提高了玉米氮、磷、钾的吸收量和利用率,其中磷肥75%基施和25%滴灌追施的氮、磷、钾肥的利用率分别为46.65%、28.42%、46.33%,比磷肥全部基施分别提高了6.0、8.44和8.95个百分点;钾肥50%基施和50%滴灌追施的氮、磷、钾肥的利用率分别为45.46%、27.92%、46.95%,比钾肥全部基施分别提高了4.26、0.99和11.89个百分点。     

膜下滴灌棉花对3种水溶性磷肥的利用效率和产量响应

【目的】比较膜下滴灌条件下不同磷肥品种在棉花上的肥效及其利用率的差异,以选择合适的磷肥品种,提高磷肥利用率和效益。【方法】2015―2016年连续2年进行了田间试验。试验共设4个处理:不施磷肥(P0)、施用磷酸一铵(MAP)、施用磷酸二铵(DAP)和施用重过磷酸钙(TSP),磷肥全部基施。各处理的氮钾用量相同,氮肥除了磷肥所含的氮外,其余以尿素施入,其中10%氮素在播种前作底肥基施,90%氮素作追肥随水滴施,钾肥全部基施。于棉花成熟期测定棉株生物量、皮棉产量、磷素吸收量和土壤有效磷。【结果】与不施磷相比,MAP、DAP和TSP处理的皮棉产量分别增加11.01%、6.97%和8.51%,地上部干物质质量分别增加10.96%、4.86%和8.36%。MAP比DAP显著增加了棉花干物质质量和产量,分别增加5.82%和3.78%,但与TSP没有显著差异。施用磷肥显著增加棉花的磷素吸收量,MAP、DAP和TSP的磷肥平均利用率分别为26%、22%和24%。施用磷肥能够提高植棉效益,其中施用MAP的收益最高,比施用DAP和TSP分别增加1 261元·hm~(-2)和580元·hm~(-2)。但施用MAP、DAP和TSP的土壤有效磷(收获后)没有显著差异。【结论】施用MAP、DAP和TSP都能够显著提高棉花产量,增加植棉效益,其收益大小为MAPTSPDAP。     

加工番茄氮肥用量与氮营养状况诊断研究

通过设置N0(不施氮)、N1(150 kg/hm2)、N2(300 kg/hm2)和N3(450 kg/hm2)4个氮水平的田间小区试验,利用反射仪法对加工番茄新功能叶的叶柄进行硝酸盐测定,并测定地上部分生物量与经济产量,研究叶柄硝酸盐浓度与产量、叶全氮量、植株全氮量、地上部分干物质量等的相关性,建立加工番茄叶柄硝酸盐诊断追肥模型。结果表明,优化施氮处理(N2)经济产量为95 259 kg/hm2,较不施氮处理(N0)增产50 812 kg/hm2,增收14 988元/hm2。各处理加工番茄叶柄硝酸盐浓度随生育期进展呈一致的变化趋势,且叶柄硝酸盐含量在一定范围内随施氮量的增加而增大。加工番茄不同生育时期叶柄硝酸盐浓度与产量均呈显著相关性。经过校检,加工番茄以盛果前期为氮营养诊断时期较为合理,其临界值为4 182 mg/L。同时,初步建立了植株硝酸盐诊断追肥模型。     

核桃叶片焦枯症特征与成因分析

【目的】 研究新疆南疆核桃叶片焦枯症特征及成因。【方法】 以叶片焦枯症核桃树为研究对象,调查园间;采集健康树与病树叶片、根区土壤样品和灌溉水样品,测定其元素含量特征,统计元素含量差异;结合气象数据,系统分析核桃叶片焦枯症成因。【结果】 核桃叶片焦枯症发病高峰期为7月底~8月初,主要集中在公路两侧,5年以下幼树发病严重。病树与健康树相比,叶片中Cl^-、Ca²⁺和Mg²⁺含量存在显著差异。病树叶片Cl^-、Ca²⁺含量分别为37.54和16.77 g/kg,显著大于健康树叶片;病树叶片Mg²⁺含量为2.27 g/kg,显著小于健康树叶片。病树土壤中速效磷含量较高,在0~20 cm、20~40 cm土层含量分别为17.78和18.47 mg/kg;叶片中较高含量的Cl^-、Ca²⁺并非来自灌溉水中。【结论】 叶片焦枯症的发病主要是核桃园在高温、干燥和降雨量小的环境下,强烈的蒸腾作用使得叶片快速失水,导致叶片功能受到破坏,元素比例失衡,造成焦枯。     

黄腐酸滴灌肥在马铃薯上的应用效果

黄腐酸滴灌肥含有马铃薯生长所必须的氮、磷、钾等营养元素,且含较高黄腐酸,能够刺激作物根系生长发育和块茎的形成。本文通过试验调查马铃薯田施用黄腐酸滴灌肥对其产量和品质的影响,结果表明:与常规施肥相比,追施黄腐酸滴灌肥能显著提高马铃薯产量、改善品质、增加收益,其中,黄腐酸滴灌肥与其他化肥配施的增产、增收效果最好,而单施黄腐酸滴灌肥的田块马铃薯品质最好。综合来看,黄腐酸滴灌肥与其他化肥配施效果比单施黄腐酸滴灌肥效果要好。     

新疆小麦、玉米的产量和氮磷钾肥利用效率

【目的】明确新疆小麦、玉米化肥利用效率现状,进一步优化养分管理,提高化肥利用效率,为新疆乃至全国粮食安全提供基础数据和技术支撑。【方法】2018—2020年,在新疆主要粮食种植区开展72个田间试验（小麦40个、玉米32个）,设置氮磷钾（NPK）、无氮（PK）、无磷（NK）、无钾（NP）4个处理,3次重复,分析新疆当前施肥条件下小麦、玉米的养分吸收,氮、磷、钾肥产量反应,农学效率,肥料利用率等特征。【结果】（1）新疆小麦氮（N）、磷（P₂O₅）、钾肥（K₂O）平均施用量分别为233.1、128.0和75.5 kg·hm^-2,玉米氮、磷、钾肥平均施用量分别为254.9、148.0和67.8 kg·hm^-2。（2）小麦NPK处理平均产量为7 504 kg·hm^-2,氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为2 206 kg·hm^-2（500—3 795 kg·hm^-2）、2 016 kg·hm^-2（288—4 230 kg·hm^-2）和1 362 kg·hm^-2（105—2 910 kg·hm^-2）,施氮、磷、钾肥的平均增产率分别为45.0%、39.7%和23.0%;玉米NPK处理平均产量为13 715 kg·hm^-2,氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为4 657 kg·hm^-2（1 559—6 900 kg·hm^-2）、1 942 kg·hm^-2（473—4 699 kg·hm^-2）和1 297 kg·hm^-2（113—5 440 kg·hm^-2）,施氮、磷、钾肥的平均增产率分别为52.2%、21.2%和15.5%。玉米施氮肥的产量反应明显高于小麦。（3）NPK处理中,每形成100 kg小麦籽粒需氮（N）2.7 kg（1.7—4.0 kg）、磷（P₂O₅）0.8 kg（0.4-1.3 kg）、钾（K₂O）2.1 kg（1.2—3.9 kg）;每形成100 kg玉米籽粒需氮（N）2.1 kg（1.5-2.9 kg）、磷（P₂O₅）0.8 kg（0.4-1.2 kg）、钾（K₂O）2.1 kg（0.7—3.4 kg）。（4）新疆小麦氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为9.6、15.9和18.7 kg·kg^-1,磷、钾肥显著高于氮肥;玉米氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为18.7、13.4和18.1 kg·kg^-1,氮、钾肥显著高于磷肥。玉米氮肥的农学效率高于小麦,磷、钾肥的农学效率两种作物差异不大。（5）新疆小麦氮、磷、钾肥的平均利用率分别为41.4%、21.8%和45.2%;玉米氮、磷、钾肥的平均利用率分别为46.9%、20.5%和49.6%。小麦、玉米的氮、钾肥利用率均显著高于磷肥。【结论】当前新疆小麦、玉米产量水平较高,氮、磷、钾肥利用效率已处于较高水平,氮、钾肥的利用率显著高于磷肥。小麦、玉米对缺氮最为敏感,其次对缺磷,缺钾的减产幅度最低。当前新疆小麦、玉米的氮肥施用量较合理,施钾量不足,小麦存在过量施磷。今后需加大小麦、玉米的钾肥投入,减少小麦的磷肥投入。