不同调控措施下温室土壤微生物多样性变化及其对黄瓜产量和品质的影响

在日光温室栽培条件下,采用Biolog检测法研究了不施肥(CK)、习惯施肥(CF)、秸秆还田(RS)和膜下滴灌(DI)等不同施肥措施下土壤微生物多样性的变化,及其对黄瓜产量、品质的影响。结果表明,反映微生物代谢活性的平均颜色变化率(AWCD)以RS处理最高,CK最低。微生物培养72 h代谢旺盛,各处理AWCD值在0.494~0.881之间,其中RS处理AWCD值较CF显著增加,是CF的1.3倍;DI处理AWCD比CF略低,但差异不显著。不同处理下土壤微生物多样性不同,土壤微生物物种丰富度指数(H)和均匀度指数(E)均以CF最低,通过秸秆还田调控土壤C/N和滴灌措施对习惯施肥模式进行改进,两指数显著提高。主成分分析结果表明,不同处理土壤微生物碳源代谢特征发生分异,秸秆还田处理分布于第1主成分正方向,得分系数在4.91~5.50之间;其他处理分布在第1主成分负方向,得分系数在-3.26~-0.18之间。与CF相比,RS和DI处理黄瓜产量和品质均无显著变化。多样性指数中优势度指数(Ds)和碳源利用丰富度指数(S)与黄瓜产量、果实可溶性糖、Vc含量成正相关,其中S与黄瓜果实Vc含量的相关系数达0.692。综合考虑,秸秆还田措施有助于改善土壤微生态环境,推动设施农业的可持续发展,较滴灌措施更有应用价值。     

汉江上游一次大暴雨过程的诊断分析

利用常规高空和地面资料、数值预报等资料,对2007年7月4～5日出现在汉江上游的区域性大暴雨过程进行诊断分析,研究暴雨发生时汉中市物理量场的特征和天气形势演变。结果表明,此次区域性大暴雨主要发生在夜间,日雨强分布为单峰型;西风槽、西太平洋副热带高压、低层切变和西南暖湿急流共同作用产生了此次大暴雨,而高空"东高西低"形势是暴雨产生的有利环流配置;暴雨区上空具有高温高湿、强烈位势不稳定和水汽辐合;高层辐散和低层辐合有利于暴雨区上升运动发展和维持;低空急流把孟加拉湾水汽源源不断输送到汉江上游地区;"喇叭口"地形所产生强迫抬升作用对暴雨中心的强度及位置有显著影响。     

不同氮肥运筹对玉米产量、效益及土壤硝态氮含量的影响

为了提高氮肥的增产效益,减少氮肥对环境的污染,在山东省桓台县小麦-玉米轮作区,研究了不同氮肥运筹对玉米产量、氮肥利用率、土壤硝态氮累积量、经济效益的影响。结果表明,与农民习惯(FP)相比,优化氮肥(OPT)、两种控释氮肥(CRF1和CRF2)措施通过改善产量构成要素均可使夏玉米的经济产量得到提高,并提高了氮肥利用率和农学效率,显著减少0~120 cm土体中硝态氮的残留,从而降低对地下水的硝酸盐污染。经济效益分析表明,OPT及CRF2两种措施,分别比农民习惯施肥增收1475.42元hm-2和1102.28元hm-2。综合经济效益与生态效益,施氮量减少30%的优化施肥和施氮量减少53%的控释氮肥措施均比农民习惯施肥更合理,是值得推荐的氮肥运筹方式。     

山东省设施蔬菜施肥现状调查研究

为明确设施蔬菜施肥现状、存在主要问题和科学指导农民施肥,对山东省2016—2017年度6个县(市、区)的设施蔬菜(番茄、黄瓜、茄子和芹菜)产量及施肥情况进行调查分析。结果显示,设施蔬菜中,茄子和芹菜的产量水平变异较小,变异系数在7.18%～27. 63%;番茄和黄瓜的产量水平变异较大,变异系数在33. 84%～65. 15%。施肥方面,黄瓜上N、P_2O_5、K_2O养分投入量差异最大,投入量最大值分别是最小值的7. 95、8. 54、8. 77倍;番茄、黄瓜和茄子的N、P_2O_5、K_2O投入量分别是需求量的1. 47～2. 68、3. 93～7. 50、1. 09～1. 51倍;芹菜的N、P_2O_5养分投入量分别超出需求量32. 0%和79. 0%,而K_2O投入量仅为需求量的48. 69%。设施蔬菜总施肥量、有机肥、基施化肥、追施化肥N∶P_2O_5∶K_2O比例分别为1∶0. 84∶1. 02、1∶0. 84∶0. 80、1∶0. 99∶1. 05、1∶0. 77∶1. 25,其中P_2O_5投入量占比过高,有机肥中K_2O投入量占比不足。N、P_2O_5、K_2O三种主要养分投入量中有机肥占比平均分别为43. 96%、43. 72%、36. 99%,N和P_2O_5的投入量中有机肥占比较合理,K_2O占比较低。不同蔬菜主要养分投入量中来源于有机肥的养分所占比例黄瓜较合理,茄子较高,番茄和芹菜偏低。建议农户今后减少氮肥和磷肥的投入,增加钾肥和有机肥的施用;肥料类型上选择低磷高钾的品种。     

AquaCrop模型在大葱生物量和土壤贮水量模拟中的应用和验证

为评估AquaCrop模型在华北平原模拟大葱生长和农田水分的适用性,本研究利用实测的农民施肥方式的一个小区和增施氮肥处理的土壤水分、作物生长和产量数据,结合气象资料,获得了AquaCrop模型模拟大葱生长和土壤水分的模型参数,并利用实测的农民施肥方式的另外一个小区、减施氮肥、优化施氮和秸秆还田处理的土壤贮水量和生物量数据进行了模型验证。结果表明：在无水分胁迫条件下AquaCrop模型对大葱土壤贮水量及生物量的模拟结果是可以接受的。对土壤贮水量实测值与模拟值的RMSE为19.4~24.9 mm之间,相对误差为3.9%~12.4%;大葱生物量实测值与模拟值的RMSE为0.31~0.73 t/hm2,相对误差为5.8%~12.8%。     

不同氮肥管理措施对华北地区夏玉米田增产减排的效果分析

减少因氮肥施用而产生的N_2O对于全球N_2O的减排具有重要作用。本研究利用静态暗箱-气相色谱法,对农民习惯施肥(FP)、氮肥条施(ND)、缓控释氮肥(CRF)和一次性分层施肥(LD)4个氮肥管理措施下的华北地区夏玉米农田生态系统N_2O排放进行了观测,并分析不同处理下的N_2O减排效果和减排成本。结果表明,玉米季农田土壤N_2O排放峰值主要出现在施肥并灌溉后,峰值持续时间一般为3~5 d。与FP相比,ND、CRF和LD可以显著降低土壤N_2O的排放峰值,N_2O排放总量减少12.6%~18.9%,三者的减排效果依次为LDCRFND。ND、CRF和LD均有N_2O减排和玉米增产的作用,但由于劳动力成本的提高,仅CRF和LD处理略有增收。与FP相比,三者的单位产量N排放强度和单位净收益N排放强度均有所降低。本试验条件下,每减排1 kg CO_2-eq,CRF可减少成本0.97元,而ND和LD的减排成本分别增加4.83和3.23元。如果生产中使用施肥机械,一次性分层施肥的减排成本可节省2元。综合来看,若无配套施肥机械,施用缓控释肥可被选为夏玉米保产减排且效益最优的氮肥管理措施;反之,也可选用一次性分层施肥。     

北方典型设施菜地土壤N2O排放特征

为明确北方典型设施菜地N2O的排放特征,在“中国蔬菜之乡”——山东省寿光市的秋冬茬设施番茄土壤上利用静态暗箱-气相色谱法,对不施氮肥(CK)、单施有机肥(OM)、农民习惯施(FP)和减氮优化施肥(OPT)4个处理下的N2O排放通量进行了观测,并分析了其对N2O排放量和蔬菜产量的影响.结果表明,施肥并灌溉后的一段时间内,会观测到N2O的“脉冲式”排放,最高排放峰值出现在基肥+灌溉后,且排放高峰持续近20 d,而由追肥引起的排放峰值小且持续时间仅3～5 d.统计分析表明,温度和水分都是影响设施菜地N2O排放的环境因素.各处理土壤N2O排放总量差异显著,顺序依次为:FP (14.77 kg/hm2)＞OPT(9.73kg/hm2＞OM(6.84 kg/hm2)＞CK(2.37 kg/hm2),N2O排放系数介于0.83％～1.10％之间,接近或超过IPCC 1.0％的推荐值.与FP处理相比,减少近60％化肥N的OPT处理下番茄产量增加2.2％.在目前管理措施下,合理减少有机肥和化肥施氮量是设施蔬菜地N2O减排的有效途径.     

3种铜制剂对土壤生化性质和菠菜生长的影响

采用盆栽试验方法.研究了美国铜基杀菌剂Kocide2000(KCD),波尔多液营养保护剂(BNPP),传统波尔多液(BDM)3种铜制剂及配施有机物料对土壤某些生化性质和菠菜生长的影响.结果表明.铜制剂处理下土壤中有效铜含量较对照增加90～220倍.而有效铁含量显著降低.铜制剂的施用显著抑制了土壤酶活性,BDM对土壤酶活性的抑制率最强,与对照相比,土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别减小82.3%,4.1%,73.4%;其次是BNPP处理,3种酶活性较对照分别减少45.4%,3.1%,39.1%;相关分析表明,3种酶活性均与土壤中有效铜含量呈显著性负相关.过量铜制剂还影响了菠菜的生长发育,生物量显著减少,植株体内铜、铁含量明显提高,锌含量减少.增施有机物料可减弱铜制剂对土壤生化性质的影响,其中土壤脲酶、蔗糖酶活性分别提高了28%～57%和13%～17%,菠菜的生长发育也有所改善.