施肥管理对油菜种子萌发特性的影响

直播是油菜轻简化、机械化生产的重要环节,为了明确生长季施肥管理对油菜种子萌发特性的影响,通过室内种子萌发试验研究了田间条件下不同施肥处理收获后油菜种子萌发的差异,结合种子养分含量以及可溶性糖等生理指标初步揭示了其作用机制。研究结果表明,不同施肥处理显著影响油菜种子养分含量,其中种子氮、磷含量变化最大。与平衡施肥处理相比,不施肥各处理种子氮和磷含量分别降低了5.9%～16.9%和0.0%～27.6%。不同施肥处理种子的萌发存在明显差异,以平衡施肥处理各项指标最高,与平衡施肥处理相比,不施氮和不施硼处理显著降低了种子发芽势和正常苗率,不施磷处理的畸形苗率最高为27.7%。相关分析表明,油菜种子的氮、可溶性蛋白含量与种子未成苗率呈显著的负相关,而种子的发芽率和发芽指数则与种子磷、硼以及可溶性糖含量密切相关,种子磷含量的降低会增加油菜种子畸形苗率。因此,直播油菜育种应加强养分管理,尤其是氮、磷和硼肥的施用,以改善油菜种子的质量,提高直播油菜的产量。     

水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究

采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明：不施钾条件下（NP处理）,潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下（NPK处理）,3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季（黑麦草季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季（水稻季）,NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。     

数字图像技术估测冬油菜氮素营养拍摄参数标准化研究

【目的】数字图像技术可以用来快速无损地预测冬油菜的氮素营养,建立标准化的拍摄参数获取方法,可为不同作物、不同型号相机间结果的互用提供依据。【方法】以冬油菜为试验材料,设置不同氮肥水平（N:0、90、180、270和360 kg/hm2）田间试验,于苗期（移栽后79~83天）,利用数码相机（Nikon-D7000,1620万像素）以不同光照强度、时间、高度、角度、照片像素尺寸和拍摄模式进行拍摄,并以不同储存格式进行保存。比较了不同拍摄条件下获取的冠层数字图像信息差异显著性,同时测定植株地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度,分析冠层图像数字化指标（红光标准化值,NRI）与测定的氮素营养指标之间的相关性。【结果】晴天与阴天获取的冠层NRI均可较好的表达冬油菜冠层数字信息,晴天效果稍好于阴天;中午获取的冠层NRI与叶片氮浓度相关系数为-0.802**,优于上午和下午;1.5、2.0和2.5 m拍摄高度获取的冠层NRI差异不显著;30°、60°和90°拍摄角度下获取的冠层NRI与地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度的相关性均达到极显著水平,30°~60°时获取冠层数码信息可操作性较强;拍摄模式为自动曝光模式获取冠层NRI与叶片氮浓度的相关系数为-0.802**,高于其他拍摄模式;三种照片像素尺寸（4928×3264、3696×2448和2464×1632）下获取的冠层NRI差异不大;储存格式为JPEG精细格式时获取的冠层NRI优于其他储存格式。【结论】综合分析认为,数字图像技术估测冬油菜氮素营养指标最佳操作范围为拍摄时间为晴天太阳高度角相对较大的中午;拍摄高度为近地面均可;拍摄角度为易于操作的30°~60°;相机拍摄模式为自动曝光模式;照片像素尺寸为图片相对较为清晰的高分辨率;存储格式为压缩格式且占用空间较小的JPEG精细格式。本研究为无人机低空遥感的氮素营养无损诊断技术提供了理论技术基础。     

贮存温度和时间对风干土壤钾素测定值的影响

为正确评估土壤钾素测定值的时效性,采用培养试验研究了4种贮存温度条件(室温、4℃低温、25℃恒温、60℃干燥)下,3种不同类型风干土壤样品钾素测定值随贮存时间的动态变化。结果表明:不同形态钾素测定值受贮存温度和时间的影响显著。不同贮存温度条件下,随贮存时间延长水溶性钾的测定值相对培养前的测定值(初始值)变幅不一致,在室温培养条件下变幅较小,4℃低温培养和60℃干燥培养条件下变幅较大;交换性钾测定值在60℃干燥培养条件下相对初始值的变幅较大,在室温和25℃恒温培养条件下变幅较小;非交换性钾的测定值在4℃低温培养条件下变幅较小,在室温、25℃恒温和60℃干燥培养条件下相对初始值的变化均较大。不同形态钾素间的转化受贮存温度和时间的影响显著,4℃低温条件下长期贮存的土壤样品中水溶性钾、交换性钾的测定值均增加;室温和25℃恒温条件下长期贮存的土壤样品中水溶性钾与交换性钾之间存在动态平衡;长期贮存在60℃干燥培养下的土壤样品,随贮存时间的延长有少量非交换性钾转化为交换性钾。可见,贮存温度和时间对风干土壤钾素测定值影响较大,其测定值具有时效性。     

基于数字图像技术的冬油菜氮素营养诊断

【目的】利用田间氮肥梯度试验探讨数字图像技术对冬油菜氮素营养无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳数码参数和方程模型,为数字图像技术进行冬油菜氮素无损诊断提供依据。【方法】2013-2014年在湖北省武穴市开展不同施氮处理田间试验,以冬油菜为试验材料,设置不同氮素水平（0、90、180、270和360 kg·hm^-2）,分别于六叶期、十叶期、蕾薹期和开花期,利用数码相机获取冠层数字图像数据,同时采集植株样品分析其生长特征值,研究其相关性并建立氮素营养参数的方程模型。利用2014-2015年独立氮肥水平试验,对上述方程模型拟合精度进行验证并绘制1﹕1线性关系图。【结果】数字图像红光值（R）、红光标准化值（NRI）和绿光与蓝光比值（G/B）与冬油菜氮营养状况常规诊断指标地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度等呈负相关关系,而绿光值（G）、蓝光值（B）、绿光与红光比值（G/R）、蓝光与红光比值（B/R）、绿光标准化值（NGI）和蓝光标准化值（NBI）则与上述指标呈正相关关系,红光标准化值（NRI）与其他数码参数相比能更好地表征冬油菜的氮素营养状况,蕾薹期红光标准化值NRI与氮肥用量、地上部生物量、叶片氮浓度、叶绿素浓度、氮素吸收量和氮营养指数之间的关系可分别用线性方程y(t·hm^-2)=-8.003x+2.706、y(t·hm^-2)=-106.072x+38.200、y(g·kg^-1)=-692.99x+ 261.84、y(mg·g^-1)=-12.750x+5.665、y(kg·hm^-2)=-4087.416x+1414.274和y=-27.198x+9.812来表达,其相关性达到极显著水平。2014-2015年独立试验模型检验结果表明,叶片氮浓度、叶绿素浓度和氮营养指数实测值与预测值的决定系数R²分别为0.917^**、0.746^**和0.953^**;均方根误差RMSE分别为0.821、0.330和0.228;相对误差RE %分别为26.32%、28.57%和28.39%,模型预测精度较好。【结论】数字图像技术可以用于冬油菜氮素营养的评估预测,评估时期为蕾薹期（包括）之前均可,最佳预测参数为红光标准化值NRI,参数的最佳方程模型为直线方程函数。     

不同施氮量下缺钾对水稻叶片营养及生理性状的影响

【目的】氮和钾是作物生长所必需的大量元素,在水稻生长发育、产量形成等过程中发挥着至关重要的作用。南方稻田缺钾以及氮钾肥不合理施用已成为限制水稻高产的重要影响因子。本研究在田间条件下,探讨了不同施氮量下缺钾对水稻生长发育与叶片生理特性的影响,进而阐明缺钾导致营养生长期水稻叶色暗绿的营养及生理机制。【方法】采用两因素完全随机设计田间试验,因素A为不同施氮水平,包括不施氮、低氮（N 90 kg/hm2）和正常施氮（N 180 kg/hm2）;因素B为不同施钾水平,包括不施钾和正常施钾（K₂O 120 kg/hm2）。测定水稻分蘖期和幼穗分化期地上部干物质,叶面积指数,叶片氮、钾、镁和叶绿素含量（叶色值）,叶片含水率、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值。【结果】1）在不施氮条件下缺钾对水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数均无显著影响,而在施氮条件下显著降低水稻分蘖期和幼穗分化期干物质、叶面积指数;随施氮量的增加,缺钾对干物质及叶面积指数的影响加剧,其中N₁₈₀K₀处理的降幅最为明显;氮钾交互作用对水稻各生育期的干物质和叶面积指数均有显著或极显著影响。2）在不施氮条件下缺钾对分蘖期和幼穗分化期叶片氮含量和叶绿素含量、叶片可溶性糖含量、比叶重以及叶片SPAD值均无显著影响,而在施氮条件下以上各指标显著增加,其中N₉₀K₀处理的叶片氮含量和叶绿素含量均可以达到N₁₈₀K₁₂₀处理水平;无论施氮与否,缺钾均显著降低分蘖期和幼穗分化期叶片钾含量,而显著增加叶片镁含量。3）回归分析结果表明,比叶重与叶片可溶性糖含量呈极显著正相关关系（P < 0.01）。【结论】水稻干物质、叶面积指数、叶片营养及生理状况、叶色表现等对缺钾的响应明显受到施氮量的影响。在施氮条件下缺钾造成叶片中可溶性糖大量积累,进而导致比叶重增加;结合田间试验观察及叶片营养及生理性状可知,水稻叶色（叶绿素含量）在不施氮条件下不受缺钾的影响;而在施氮条件下,缺钾造成水稻叶片单位质量及单位叶面积氮含量和叶绿素含量显著增加,这是田间条件下水稻叶色呈现暗绿的主要原因,从而也影响生育期植株氮素营养诊断。     

我国冬油菜养分精准调控策略与高效施肥技术体系

冬油菜是我国重要的油料作物和南方主要的冬季轮作作物,发展油菜生产对保障我国粮油安全供给具有重要的战略意义。进入21世纪以来,由于油菜移栽种植转变为直播轻简种植,过去的施肥技术不再适合新的生产模式,油菜产业发展对施肥理论和技术提出了新要求。本文总结了近20年来我国油菜施肥技术领域的研究进展。经过协同攻关,我国农业科技工作者提出了冬油菜“氮磷钾硼镁全营养配合与前促后稳”的养分精准调控策略,建立了冬油菜前期“精准施肥壮苗保群体促丰产”和后期“依靠土壤养分稳供促高效保稳产”的养分调控方法,创新了“精准种类、精准配伍、精准用量、精准时期、精准位置”为核心的“五精准”油菜高效施肥技术,创制了油菜专用全营养配方肥、专用缓释肥和专用控释尿素等系列新肥料产品,优化建立了轻简高效施肥模式并实现规模化应用,支撑了油菜产业的绿色高质高效发展。最后针对我国冬油菜生产面临的新机遇和新挑战,从施肥技术角度提出了展望：加强南方短生育期油菜高效施肥技术、油菜多功能利用的配套施肥技术、应对气候多变的抗灾养分管理技术等研究,进一步加强与现代农业发展相匹配的新型高效专用肥料产品研发与施肥技术创新,重视养分高效油菜品种的选育与...     

低分子量有机酸对红壤和黄褐土K+吸附动力学的影响

采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K 吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸（苹果酸、柠檬酸）作用下,红壤吸附的K 量均低于对照（不加有机酸）处理,0.1 mmol/L草酸处理除外。黄褐土对K 的吸附因K 浓度的不同而差异明显。当K 浓度为0.1 mmol/L时,有机酸作用下黄褐土吸附的K 量低于对照,而当K 浓度为1.0 mmol/L时,有机酸作用下的黄褐土K 吸附量高于对照。K 吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系（R0.05=0.754,R0.01=0.874）。1.0 mmol/L KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K 的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数（R）高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K 吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K 吸附过程主要受土壤电荷的影响。     

冬油菜主产区近40年土壤基本理化性质变化特征

【目的】探究近40年长江流域冬油菜主产区土壤基本理化性质的变化,明确冬油菜种植区耕地土壤综合肥力变化特征,以期为长江流域中低产田保育和土壤肥力改良提供科学依据。【方法】通过收集整理近40年国内外公开发表的文献及硕士、博士论文数据,分析长江流域冬油菜种植区土壤基础性质的时序变化特征,评估土壤综合肥力变化及其与土壤基础理化性质的相关性。【结果】1981—1990年长江流域冬油菜主产区耕层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、p H均值分别为18.54 g·kg^-1、1.16 g·kg^-1、8.60 mg·kg^-1、42.90 mg·kg^-1和6.26,2016—2020年这些指标的均值分别为25.60 g·kg^-1、1.41 g·kg^-1、18.66 mg·kg^-1、108.98 mg·kg^-1和6.31,40年来长江流域冬油菜区土壤基础理化性质得到很大程度的改善。其中土壤有机质、全氮年均增幅分别为1.2%和0.7%,土...     

我国油菜施肥状况及施肥技术研究展望

在农业生产减肥增效绿色可持续发展的背景下,分析了施肥在我国油菜生产中的作用、不同区域化肥用量和肥料利用率现状,揭示了施肥不科学、肥料利用率低、现有施肥技术难下地等问题。总结了近年来我国油菜科学施肥技术研究的主要进展,显示油菜高效简化施肥技术体系雏形已基本构建。针对我国农业生产的新形势,以满足油菜绿色高效轻简生产和生态环境新要求为目标,提出了近期油菜施肥技术研究的重点内容。