华北平原区农田优化施肥技术防治立体污染效果研究

通过对文献资料的分析指出,华北平原区施肥对农田环境可能造成的立体污染主要包括对地表水、地下水、大气、土壤以及农产品的污染。施肥对地表水的污染主要表现为水体的富营养化,白洋淀污染物中氮磷的输入量分别占总输入量的50.6%和34.1%;施肥对地下水的污染主要是造成地下水硝酸盐或亚硝酸盐超标;施肥对大气的污染主要是增加了N2O的排放,整个华北平原区因氮肥施用导致的N2O排放量每年约为2.25万t;施肥对土壤的污染包括重金属累积、养分失调、肥力下降、次生盐渍化多个方面;施肥对农产品的污染主要表现为农产品硝酸盐超标和重金属污染。农田优化施肥技术如控制肥料用量、平衡施肥、水肥合理配合、适当的施肥方法与施肥时期、缓控释肥料的应用等是提高肥料利用率、控制或减少农田立体污染的主要途径。     

有机无机肥配施对烟叶化学成分和品质的影响

摘要：通过饼肥与化肥不同比例配施研究得出，河南烟区中等肥力的褐土上以50％芝麻饼肥氮 50％化肥氮处理与单施化肥相比，提高了下、中、上3个部位烟叶饱和脂肪酸相对含量，降低了不饱和脂肪酸含量，表现为豆蔻酸和月桂酸相对含量增加，而亚麻酸和亚油酸含量降低。中部叶、上部叶石油醚提取物含量也得到提高，烟叶糖碱比适宜，化学成分较协调，烟叶品质得到改善，并缩小了不同部位间质量差异。     

豫西长期不同耕作下土壤肥力质量评价

基于河南洛阳长期定位试验(1999—2021年),分析不同耕作措施对土壤化学和生物性状的影响,采用隶属度函数和主成分分析法计算土壤肥力质量综合指数,评估豫西长期不同耕作制度下土壤肥力差异。选取传统耕作(CT)、免耕(NT)、深松(SS)和小麦-花生轮作(TC)共4个耕作处理,采集0~20和20~40 cm的土壤,测定土壤有机碳等指标,分析不同耕作对土壤肥力质量的影响。结果表明:(1)与传统耕作相比,免耕、深松和小麦-花生轮作处理显著提高了0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效钾含量,降低了土壤全磷和有效磷含量;而在20~40 cm土层小麦-花生轮作和传统耕作土壤养分含量更高。(2)相比于传统耕作,免耕显著提升了0~20 cm土层微生物量碳含量19.14%;免耕和深松显著提高了0~20 cm土壤亮氨酸氨基肽酶的活性;小麦-花生轮作土壤β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶酶活性最高。(3)4种耕作措施下0~20 cm土壤肥力质量综合指数从大到小的排序为小麦-花生轮作＞免耕＞深松＞传统耕作,20~40 cm土层为小麦-花生轮作＞传统耕作＞深松＞免耕。综上所述,免耕和深松提高了表层土壤有机碳等指标,改善了土壤肥力质量,小麦与豆科作物轮作也提升了土壤肥力质量。因此,与传统耕作相比,在豫西开展保护性耕作可以有效改善土壤质量。     

有机无机肥配施对烟叶化学成分和品质的影响

通过饼肥与化肥不同比例配施研究得出,河南烟区中等肥力的褐土上以50%芝麻饼肥氮 50%化肥氮处理与单施化肥相比,提高了下、中、上3个部位烟叶饱和脂肪酸相对含量,降低了不饱和脂肪酸含量,表现为豆蔻酸和月桂酸相对含量增加,而亚麻酸和亚油酸含量降低。中部叶、上部叶石油醚提取物含量也得到提高,烟叶糖碱比适宜,化学成分较协调,烟叶品质得到改善,并缩小了不同部位间质量差异。     

作物主动汲水技术内涵与研究进展

持续创新农田灌溉技术，有利于应对农业水资源短缺、耕地资源不足，也是确保中国粮食安全的重要技术基础。该研究提出了"作物主动汲水"（Crop Initiative Draw Water，CIDW）概念，并分析其得以实现的基本条件是：土壤水非饱和性、外界水水势始终小于大气压、外界水和作物根系的距离有效性、高效的水势能差转化界面。综合文献划分出了压力势差（Pressure Potential Difference, P-CIDW)、渗透势差 (Osmotic Potential Difference, O-CIDW)和重力势差作物主动汲水（Gravitational Potential Difference，G-CIDW）等3种形式的CIDW，并分析了它们的势能特征和基本实现途径。进一步，从硬件设备技术、作物表现、水盐运移与分布、土壤生境等几个方面，重点综述了P-CIDW的研究进展。近十多年来的研究表明，相比漫灌、沟灌、滴灌等传统灌溉技术，适宜参数的P-CIDW能够显著地提高作物产量与水分利用效率、养分吸收和肥料利用率、根际土壤酶活性和微生物多样性、水肥耦合效应，明显地影响了作物生理生化指标、土壤养分有效性和养分空间分布；土壤质地及其剖面构型显著地影响了P-CIDW下的水盐运移与分布；利用初始土壤含水率和基质势、渗水器导水率、供水压力以及时间等参数，可以半机理半经验地估测P-CIDW的累积入渗量。最后展望了CIDW研究的未来，认为，土壤水分-作物关系的基础理论急需要突破、研发高效的势能转化界面材料仍然是发展CIDW技术的关键任务、尽快制定P-CIDW技术标准、P-CIDW控压方法还需要革命性的创新。     

长期棉花秸秆配施有机肥对土壤理化性质及棉花产量的影响

研究长期棉花秸秆还田与施有机肥对土壤特性和棉花产量的影响,为黄河流域棉区增强土壤肥力、提高产量提供依据。以12年定位试验为平台,研究棉花秸秆还田配施发酵鸡粪对土壤结构、肥力和产量的影响。试验设4个处理:氮磷化肥+棉花秸秆清茬(NP)为对照、氮磷化肥+棉花秸秆还田(NPS)、氮磷化肥+棉花秸秆清     

海冰水灌溉对盐碱地棉花产量和品质的影响

通过2007～2009年3年对棉花生长发育、棉花产量及品质的数据分析,探讨了海冰水灌溉及海冰水施加聚丙烯酰胺(PAM)的灌溉模式对棉花生长发育、产量及品质的影响,并筛选了海冰水施加PAM时的高效施肥方式.发现海冰水比井水更能促进棉花的生长发育及品质、产量的提高,海冰水施加PAM的灌溉方式显著优于其它3种灌溉模式,PAM的作用在开荒耕种的第一年更为突出.海冰水施加队M时,无机肥石膏配施的施肥方式对棉花生长发育、产量的作用为最佳,4种施肥方式对棉花品质各项指标的影响并无明显差异.矿化度为3 g/L的海冰水取代井水灌溉棉花盐碱地,不但能增收,还能有效缓解当地日益紧缺的淡水资源.海冰水灌溉可望成为棉花盐碱地新的有效灌溉模式.     

不同施磷水平下温室冬春茬黄瓜日产量变化及其与光温环境的关系

针对设施蔬菜生产不合理施用磷肥问题,采用3年定位试验,研究滴灌条件下施用不同量磷肥后,温室冬春茬黄瓜的日产量变化、光温响应,及其产瓜高峰期,明确养分需求最大效率期和适宜施磷量。共设3个施磷水平,分别为不施磷P0处理、推荐施磷量P1处理和农民常规磷量P2处理。P1处理磷量参考基础土壤Olsen-P测试值、土壤磷素丰缺指标和目标产量推荐,单季施用P₂O₅ 300 kg · hm^-2。P2处理磷量按照调查所得河北省设施黄瓜生产磷肥平均用量设计,单季施用P₂O₅ 675 kg · hm^-2。结果表明,（1）3年日产瓜量变化均符合二次曲线特征,产瓜高峰出现在定植后97 ~ 104 d,此时温室早8：00 ≥ 10 ℃的累计气温为1 389.4 ~ 1 849.6 ℃,累计日照时数为629.0 ~ 866.8 h;根据温室内外气温回归关系,估算该时期温室日均气温23 ~ 27 ℃、活动积温约1 650 ~ 2 050 ℃,该阶段即为冬春茬黄瓜养分需求最大效率期。（2）与P2处理相比,P1处理减施磷56%后磷素供应满足了黄瓜产量建成需求,3年产瓜高峰出现时期、高峰期产瓜量和总产量均无显著改变。（3）连续不施磷肥高产黄瓜果实成熟推迟,2009年P0较P2处理产瓜高峰推迟16 d,产瓜高峰形成时已接近拉秧期。综上,在华北平原地区光温条件下,温室冬春茬黄瓜养分需求最大效率期在5月下旬至6月上旬,满足该时期养分适量供应有利于提高肥料利用效率;在与供试条件相近的温室,冬春茬黄瓜目标产量170 t · hm^-2时,P₂O₅施用量300 kg · hm^-2（较农民常规施磷量减少50%以上）能保证产瓜高峰期不滞后,产量不降低。     

负压灌溉下不同钾水平对小油菜生长的影响

【目的】负压灌溉是一种新型供水技术,能显著节水节肥,本文拟研究5个不同钾水平对小油菜生长的影响,并比较负压灌溉下不同压力对黏壤土含水量的影响,为小油菜钾肥的合理施用提供科学指导。【方法】以小油菜为研究对象,设置4个供水处理(0,-5,-10和-15 k Pa)和无钾(K0)、1倍钾(K1,150 kg·hm~(-2))、1.5倍钾(K1.5,225 kg·hm~(-2))、2倍钾(K2,300 kg·hm~(-2))、3倍钾(K3,450 kg·hm~(-2))5个钾肥处理,确定小油菜在负压灌溉下最佳施钾量和供水压力。【结果】(1)负压灌溉不同压力下黏壤土含水量分别为28.52%、22.45%、18.13%、15.4%,其中-5—-10k Pa供水压力范围内土壤含水量为18.13%—22.45%,较为适宜作物生长,为最佳供水压力。(2)不同钾水平对小油菜产量影响显著,1.5倍钾处理产量最高,比1倍钾处理产量提高16.9%,但过量施钾产量反而显著下降。(3)不同钾水平对油菜硝酸盐含量影响显著,施钾显著降低硝酸盐含量,1.5倍钾处理硝酸盐含量比1倍钾低26.3%。(4)不同钾水平显著影响作物吸收氮磷钾的量,1.5倍钾吸收氮钾量比1倍钾处理分别高15.8%、76.3%,但吸收磷的量低于1倍钾。(5)施钾能显著提高作物钾肥利用率和钾肥农学效率,1.5倍钾钾肥利用率和农学效率比1倍钾提高173.32%和83.9%。(6)施钾比不施钾POD,SOD酶活提高69.8%和93%。不同钾水平显著影响抗氧化酶表达,相比1倍钾,1.5倍钾显著提高了POD、SOD、PPO、PAL表达量,但类黄酮和总酚表达与1倍钾处理无差异。【结论】负压灌溉下黏壤土最佳供水压力为-10—-5 k Pa。在此负压灌溉条件下,从不同钾水平对小油菜生长、品质及养分吸收等指标来看,1.5倍钾处理为最佳钾肥施用水平。     

长期保护性耕作对土壤有机碳和玉米产量及水分利用的影响

【目的】通过研究保护性耕作对旱地春玉米土壤有机碳(SOC)、产量及水分利用的影响,分析保护性耕作的增产机制,为旱作农田耕作技术应用提供理论和技术支持。【方法】采用2003~2013年连续11年的田间定位试验,设传统耕作(CT)、少耕(RT)和免耕(NT)3种耕作措施,分析土壤0-20 cm和20-40 cm土层有机碳含量、土壤0-20 cm含水量、作物耗水量、玉米产量和水分利用效率的年际变化和耕作处理间的差异,并对玉米产量与影响因素的相关性进行分析。【结果】1)保护性耕作能有效提高土壤有机碳含量,少耕、免耕处理0-20 cm土层有机碳含量11年平均值较传统耕作分别提高了11.2%和3.4%;至2013年少耕、免耕20-40 cm土层有机碳含量分别较传统耕作增加了5.53和3.29 g/kg;土壤0-20 cm有机碳储量净增加速率分别为C 0.365和0.754t/(hm2·a)。2)保护性耕作具有明显的增产效果,少耕产量最高,增产效果最好2003~2013年均产量为5.83t/hm~2,较传统耕作提高了14.7%;免耕次之,年均产量为5.39 t/hm~2,较传统耕作增产6.1%。3)各耕作处理玉米产量与土壤0-20 cm土层含水量之间存在显著的二次方程关系,与作物耗水量之间具有显著的乘幂方程关系。4)保护性耕作可以增加土壤水分减少玉米生育期内的耗水量,提高水分利用效率,其中免耕土壤0-20 cm土层水分含量最高2003-2013年平均含水量为15.2%,较传统耕作和少耕提高了1.90和1.66个百分点,且生育期耗水量最少2003~2013年均耗水量为403.5 mm,较传统耕作和少耕减少了16.1 mm和7.6 mm;少耕、免耕的水分利用效率较传统耕作分别提高了16.1%和10.2%,降水利用效率较传统耕作提高13.9%和5.8%。【结论】长期保护性耕作可以有效地提高土壤有机碳含量、增加土壤水分、减少作物耗水量,从而显著提高了玉米产量和水分利用效率,3种耕作措施中以少耕效果最好,免耕次之在旱作农田推广少、免耕保护性耕作措施是一种增产、节水的有效途径。