我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K₂O 115.0～209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1%,钾肥替代潜力为K₂O 82.3～97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K₂O 67.2～170.7 kg/hm2。从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2。  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K₂O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡。     

耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响

长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10～30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0～60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0～30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0～10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。     

淹水和好气条件下东北稻田黑土有机碳矿化和微生物群落演变规律

通过360 d室内恒温(30℃)培养,研究淹水和好气条件下土壤碳的动态变化及微生物群落结构演变规律。结果表明,淹水条件下,土壤TOC(总有机碳)降幅(8.68%)略高于其在好气条件下的降幅(6.23%),但差异不显著(P0.05),DOC(溶解性有机碳)含量显著高于其在好气条件下的含量(P0.05)。土壤有机碳在淹水条件下的矿化速率常数(0.009 5)显著高于其在好气条件下的矿化速率常数(0.007 5)。土壤淹水条件下的AWCD_(96h)(96 h平均光密度)呈现0~15 d显著低于好气条件、30~60 d差异不显著、60~360 d显著高于好气条件的规律(P0.05)。淹水条件下,土壤微生物由以利用氨基酸类碳源为主,演变为以利用酚酸类(30~60 d)和氨基酸类碳源(180~360 d)为主;而在好气条件下则演变为以利用多聚物类碳源(60~360 d)为主。淹水提高了土壤DOC含量,增加了土壤微生物可利用底物和微生物活性,提高了土壤微生物对酚酸类和氨基酸类碳源利用,加快了土壤有机碳矿化。     

不同磷肥对砂姜黑土和红壤磷库转化及冬小麦磷素吸收利用的影响

【目的】探究不同磷肥对土壤磷素形态转化及小麦磷素吸收利用效率的影响,为土壤-磷肥-作物体系磷肥精准匹配及高效利用提供理论依据。【方法】在砂姜黑土和红壤上设置不施磷（CK）、施用过磷酸钙（SSP）、钙镁磷肥（FMP）、磷酸二铵（DAP）、重过磷酸钙（TSP）和聚磷酸铵（APP）6个处理,研究小麦拔节期和开花期根际与非根际土壤中磷库转化特征及其与植株体内磷素累积利用的关系。【结果】砂姜黑土施用磷肥后土壤有效磷含量提高194%—662%,不同磷肥处理小麦根际土壤中有效磷含量为APP>TSP>DAP>FMP>SSP>CK处理。施用磷肥显著提升了小麦拔节期和开花期砂姜黑土中H2O-P和NaHCO3-Pi含量,降低Residual-P含量,其中H2O-P和NaHCO3-Pi含量与土壤有效磷含量呈显著正相关,TSP和APP处理在小麦拔节期对NaHCO3-Pi含量提升幅度最大,分别较不施磷提升了41.0和36.0 mg·kg-1。红壤施用磷肥后根际土壤有效磷含量提高84%—791%,其中DAP和TSP处理的土壤有效磷含量显著高于其他磷肥处理,红壤中根际土壤NaHCO3-P...     

多环芳烃污染土壤的微生物效应研究现状与展望

多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物之一,具有强烈的致癌、致畸和致突变效应.土壤微生物既可以降解有机污染物,修复受污染的土壤,又可以敏感地反映土壤环境质量的变化,在土壤污染修复和生物指示方面应用广泛.该文从土壤环境质量表征的微生物学指标和微生物对土壤污染物的降解与修复两个主要方面,综述了PAHs污染土壤的微生物研究现状,包括微生物活性和多样性作为PAHs污染土壤的生物指示,PAHs高效降解菌株筛选,微生物降解PAHs的途径和修复方法等.针对目前研究中存在的问题,提出了研究展望,旨在为研究土壤微生物对PAHs污染土壤的生物响应机制和修复机理提供参考.     

不同种植年限设施蔬菜土壤的理化性质及对供磷能力的影响

研究不同种植年限设施蔬菜土壤养分和磷库的变化及磷吸附-解吸的能力,旨在为设施蔬菜合理施用磷肥提供理论依据。通过采集蔬菜典型生产区种植5、28年土壤以及临近的水稻土和自然条件下原状背景土的0～20、20～40 cm土层的土壤样品,测定土壤主要理化性质;利用Hedley磷分级法分析土壤磷库变化。选取安徽省和县的2种典型土壤,探究土壤磷的吸附-解吸特性以及与土壤理化性质之间的关系。结果显示,设施蔬菜土壤的养分含量显著高于水稻土与背景土,但pH值显著低于后者。种植28年设施蔬菜表层(0～20 cm)土壤的全磷、有效磷含量分别为4.16 g/kg、380.22 mg/kg,与种植5年的土壤相比分别提高232%、138%,且NaHCO₃-P、NaOH-P、HCl-P逐渐成为主要的磷库,而NaOH-Po组分含量显著下降。随种植年限的延长,土壤磷的吸附能力下降而解吸能力增加,亚表层(20～40 cm)土壤有效磷含量增加。相关分析结果表明,土壤C/P、N/P、pH值、有机质含量、有效磷含量是决定土壤最大缓冲容量(MBC)的主要因子;土壤磷吸附能力与C/P、N/P、NaOH-Po含量...     

繁殖体数量对外来Ralstonia solanacearum 在红壤中入侵潜力的影响

外来种的繁殖体压力因可调控其他入侵影响因素(如外来种特性)而备受入侵生态学家的关注。前人研究指出剂量-响应曲线能够定量分析繁殖体数量对入侵潜力的影响,但关于该曲线形状的认识尚未统一。利用土壤微宇宙,比较了初始接种量为10³（PP3）、10⁵（PP5）、10⁷（PP7）和10⁹ CFU·g^-1（PP9）的青枯病菌Ralstonia solanacearum进入土壤3 和42 d后的存活量,并对初始接种量和存活量之间关系进行拟合,试图探清地下部微生物入侵的剂量-响应曲线状况。研究发现,不同接种量处理外来R. solanacearum接入土壤3 d后的存活量差异显著（P<0.05）,从大到小依次为PP9、PP7、PP5和PP3,初始接种量和存活量之间拟合的剂量-响应曲线为指数型;而外来Ralstonia solanacearum接入土壤42 d后,除了初始接种量为10⁹ CFU·g^-1处理的存活量稍高外,其余处理间差异不显著,此时的剂量-响应曲线呈直线型（斜率约为0）。结果表明,外来病原菌入侵土壤时的剂量-响应关系会随其进入土壤时间的延长而改变,前期为指数型,后期转为直线型,这说明外来R. solanacearum在红壤中的入侵潜力在入侵前期随繁殖体数量增加而呈指数增长,在入侵后期不受繁殖体数量的影响。     

基于学分制的实践教学内容改革与实践——以安徽农业大学农科专业为例

培养具有创新精神和创业能力的“双创”型人才是新形势下对高等教育提出的新要求。实践教学是高等院校人才培养过程中培养学生创新精神和创业能力的重要环节,是实用型人才培养的重要途径。以安徽农业大学农科专业为例,创建了学分制下实践教学内容改革的新模式,构建了由课程实验、课程实践、专业实践、思政实践和素质拓展实践等组成的实践教学内容体系,培养了学生的创新精神和实践能力,为学分制下农科专业实践教学内容改革提供借鉴。     

合肥市绿地土壤水分入渗性能研究

为探明影响城市绿地土壤水分入渗性能的限制因子,提高城市绿地在雨水径流调蓄中的作用,采用双环入渗法研究了合肥居民区、公园、道路绿化带（市政绿地）和文教区（校园）等不同类型绿地的土壤水分入渗特征及其与质地、容重和空隙度等土壤物理性质之间的关系。结果表明：合肥市不同功能区绿地土壤入渗速率在0~40 min内下降较快,90~100 min后趋于平缓。土壤水分平均入渗速率呈现：公园绿地(2.42×10-5 m/s)>市政绿地(2.10×10-5 m/s)>小区绿地(0.62×10-5 m/s)>校园绿地(0.56×10-5 m/s)的规律。土壤稳定入渗率属于快和较快级别的占21.1%,中等及较慢等级的占78.9%。合肥市绿地土壤黏粒平均含量在37.6%~44.7%之间;土壤容重在1.22~1.68 g/cm3之间,均值均大于1.40 g/cm3;绿地土壤通气孔隙度在9.21%~17.6%之间,其中小区绿地(14.1%)＞市政绿地(13.9%)＞公园绿地(13.7%)＞校园绿地(11.3%)。研究结果为合肥市城区绿地土壤消减城市面源污染设计提供科学依据。     

秸秆还田配施腐熟剂对水稻产量及钾肥利用率的影响

为探明秸秆还田配施腐熟剂对水稻产量及钾素利用率的影响,提高秸秆还田利用效率。通过田间试验,对比分析了4个处理[配方施肥无钾肥对照(N-P_2O_5-K_2O=270-90-0 kg·hm~(-2))+秸秆不还田+不施用腐熟剂(T1)、配方施肥(N-P_2O_5-K_2O=270-90-135 kg·hm~(-2))+秸秆不还田+不施用腐熟剂(T2)、配方施肥(N-P_2O_5-K_2O=270-90-135 kg·hm~(-2))+秸秆还田+不施用腐熟剂(T3)和配方施肥(N-P_2O_5-K_2O=270-90-135 kg·hm~(-2))+秸秆还田+腐熟剂(T4)]的水稻钾素吸收累积量、水稻产量及钾素利用效率。结果表明:(1)与配方施肥相比,秸秆还田处理使水稻抽穗期钾素总累积量和净吸收量分别提高了15.3%和13.9%(P0.05);水稻成熟期钾素含量提高了5.5%,钾素总累积量和净吸收量分别提高了21.5%和50%;(2)在相同的施钾水平下,秸秆还田与秸秆还田配施腐熟剂处理对水稻均有显著的增产效果,产量增量分别为649.7和1 110.5kg·hm~(-2),增幅分别为6.4%和10.4%;(3)秸秆还田配施腐熟剂处理的钾肥贡献率、农学利用率、偏生产力和吸收利用率较配方施肥分别比对照提高了9.2%、45.5%、10.4%和39.0%(P0.05)。可见,秸秆还田配施腐熟剂可增加水稻钾素吸收量,提高钾肥利用效率,实现增产效果。