东北棕壤长期不同施肥处理轮作大豆氮素吸收和土壤硝态氮特征

【目的】在玉米–玉米–大豆轮作体系下,基于棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对东北地区大豆生物量、产量、各部位吸氮量及收获期土壤0―100 cm硝态氮累积的影响,为该地区合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】棕壤肥料长期定位田间试验始于1979年,包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量厩肥(M1)及其与化肥配施(M1N和M1NPK)、高量厩肥(M2)及其与化肥配施(M2N和M2NPK)9个处理。厩肥为猪厩肥,1992年后大豆季不施猪厩肥,仅在玉米季相关处理中施用。39年后,调查分析了大豆生物量、产量、氮素吸收利用及大豆收获期0―100 cm土壤硝态氮累积特征。【结果】高量、低量厩肥配施化肥处理大豆生物量、产量、总吸氮量及各部位吸氮量均显著高于单施氮肥和不施肥处理,其中,M1NPK处理大豆生物量、产量和总吸氮量最高,分别为9107、2979和314.2 k g/h m^2,较其他处理分别提高了6.1%~133.6%、23.9%~232.5%和11.7%~359.4%。施肥提高了大豆氮收获指数,但氮素生理效率降低。NPK和M1NPK处理的氮素收获指数最高,均为63.5%,而氮素生理效率较CK分别降低了30.6%和28.1%。大豆收获期各处理土壤硝态氮累积量随土层深度的增加而降低。与播前相比,大豆收获期单施氮肥处理的0―100 cm土层硝态氮积累量显著增加,NPK处理变化不显著,M1、M1N和M1NPK处理显著降低。低量厩肥配施化肥处理收获期0―100 cm土壤硝态氮积累量远低于高量厩肥配施化肥处理,较播前平均降低了79.2%。所有处理中,土壤硝态氮积累量以M1NPK处理最低,比其他处理平均降低了58.2%。【结论】在东北棕壤地区玉米–玉米–大豆轮作体系下,玉米季低量厩肥(13.5 t/hm^2)与氮磷钾化肥配合施用时,大豆季仅施氮磷钾化肥既可提高大豆生物量、产量,促进氮素吸收,同时还可降低大豆收获期土壤硝态氮累积量,降低环境风险,是该轮作体系较为合理的施肥方式。     

辣椒素类物质在烤制加工和储藏中的稳定性

为了解辣椒素类物质在烤制加工和储藏过程中的稳定性,该文研究了不同加热温度和时间处理以及不同储藏条件下（常温和冷藏,真空和非真空）,野山椒中辣椒素类物质的含量变化。试验结果表明：烤制加热温度（80～180℃）及其时间（2～16 min）对辣椒素类物质的影响均显著（p<0.01）;不同储藏条件下,随着储藏时间的延长,野山椒中辣椒素类物质的含量均有不同程度下降。9个月后,真空包装冷藏的辣椒粉中辣椒素类物质含量降低了16.44%,非真空包装冷藏的降低了17.00%,真空包装常温储藏的降低了23.58%,非真空包装常温储藏的降低了24.11%,真空包装对其稳定性影响不大,低温更有利于保存辣椒素类物质。     

作物产量差研究与展望

作物实际产量与潜在产量间存在较大差距,地区间甚至同一地区不同田块间作物产量也存在显著差异,这种现象在世界范围内的农业生产中广泛存在.缩小该差距对于提高粮食产量,确保粮食安全具有重要意义.本文在阐述开展作物产量差研究重要性和必要性的基础上,从产量差的内涵、研究尺度的扩展及分析方法等方面介绍了目前国内外有关作物产量差的研究进展,并综述了作物生长模拟模型在产量差研究中的应用,最后分析了目前作物产量差研究中存在的问题和不足之处,并探讨了未来作物产量差研究的发展方向.     

喷灌均匀性和灌水量对冬小麦冠层下水量分配的影响

为研究冬小麦冠层对喷灌水量的再分配规律,探讨不同灌水量下喷灌均匀性对土壤含水率空间分布、冬小麦生长状况及产量的影响,该研究于2020-2021年在常州市金坛区开展了冬小麦田间喷灌试验。该试验依据作物需水量设置3个灌水量（充分灌溉、2/3需水量、1/3需水量）处理和2个喷灌均匀性（高：75%、低：55%）处理,通过冠层上、下雨量筒和自制的茎流收集器测量喷灌水量分布,并对喷灌后的土壤含水率（Soil Water Content,SWC）、冬小麦生长状况及产量的空间分布进行了监测。结果表明,冠层上喷灌均匀性比冠层下高约1.5%。喷灌水经冬小麦冠层再分配后所形成的棵间穿透流量、茎秆流量以及冠下喷灌损失分别占冠层上部水量的56.0%～73.9%、25.0%～37.0%和2.5%～12.7%。冠下穿透流率和茎秆流率与冬小麦的冠层特征（叶面积指数、株高）极显著相关（P<0.01）,而受喷灌均匀性和灌水量的影响较小。茎秆流率变异系数高于穿透流率变异系数。喷灌后24 h,0～20 cm深度土壤水分的变化与冬小麦产量及产量变异系数显著相关（P<0.05）。低喷灌均匀性会导致区域性缺水（SWC<65%田间持水量）,引发小范围减产,产量变异系数增大,减少灌水量则会加剧这一现象,冬小麦显著减产,灌水量对产量的影响占主导作用。研究结果可为冬小麦的喷灌设计提供理论依据。     

自然降雨条件下香根草生物篱对菜地土壤地表径流和氮流失的影响

通过修建径流小区,开展了自然降雨条件下香根草生物篱对种植辣椒土壤地表径流的发生及其引起的水土流失和氮素流失影响的研究.试验结果表明,在菜地土壤种植香根草生物篱能有效地降低地表径流以及减少因地表径流引起的土壤氮素流失.在辣椒种植期间,香根草生物篱种植小区的总产流量比传统辣椒种植小区的降低了41.9%.与传统辣椒种植小区相比,香根草生物篱种植小区的地表径流中NH+4-N和NO-3-N流失量平均分别降低57.9%和59.7%,土壤侵蚀量平均降低64.5%,侵蚀土壤的氮流失量平均降低64.8%,试验结果还显示,降雨强度与地表径流量、地表径流NH+4-N、地表径流NO-3-N、地表径流全N流失量、土壤侵蚀量和侵蚀土壤N流失量之间的相关性均达到极显著水平,这一结果说明降雨强度影响水土流失和土壤氮素流失的主要因素.     

免耕对农田土壤N_2O排放影响及作用机制研究进展

免耕在促进农业可持续发展和有效分馏大气碳的同时还可影响土壤N2O排放,但迄今为止关于免耕对农田土壤N2O排放影响的研究结果却不尽一致,正效应间或负效应都存在。本文综述了免耕条件下土壤理化性状和生物性状的变化及其对N2O排放的影响,并指出实施免耕后土壤反硝化强度变化程度的不同是导致免耕对N2O排放影响效应不同的主要原因,最后提出了一些有待研究的问题。     

激动素和丁二酸拌种对玉米衰老过程中叶绿体结构和叶绿素荧光参数的影响

为探明外源激动素（KT）和丁二酸（SUA）对叶绿体结构和功能特性的影响,以郑单958（晚衰型品种）和豫单2002（早衰型品种）为材料,采用盆栽试验,研究了0.00003 mg/kg的KT和300 mg/kg SUA复合剂进行拌种处理后叶绿体超微结构和荧光参数的变化。结果表明, KT和SUA拌种能明显抑制嗜锇颗粒的增加,防止基粒片层的扩张,从而维持了叶绿体结构的稳定性,表现出叶绿素(Chl)水平、 类胡萝卜素含量 (Car)及Chl a/b比值的增加; KT和SUA还能提高玉米生育后期叶片的光合效率,郑单 958和豫单 2002在1/2叶尖枯黄时的Fv/Fm和PSII值分别比对照提高7.8%和6.2%、 10.2%和2.7%,qP和qN值有所降低,从而调节PSII反应中心的开放,以减少热耗散利于延长叶片光合功能持续期。     

Mercury distribution and speciation in floodplain soils and uptake into native earthworms (Diplocardia spp.)

Historically as part of its national security mission, the U.S. Department of Energy's Y-12 National Security Facility in Oak Ridge, TN acquired a significant fraction of the world's supply of elemental mercury. During the 1950s and 1960s, a large amount of elemental mercury escaped confinement and is still present in the watershed surrounding the Y-12 facility. Earthworms are key components in natural food chains, providing a food source for many small mammals and important food sources for small birds. The objectives of this study were to investigate the current status of mercury distribution and speciation and determination of mercury bioavailability to native earthworms in floodplain soils of East Fork Poplar Creek (EFPC) after decades of U.S. Department of Energy's remediation. The present study clearly shows that the total mercury in a tested floodplain field of EFPC was significantly below the US Department of Energy target 400 mg Hg/kg. The major mercury form in the current floodplain soils of EFPC is mainly the non-cinnabar mercury bound form in soil silicates (4 M HNO₃-extractable residual fraction). The results show strong linear relationships between mercury concentrations in native earthworms (both mature and immature groups) and the non-cinnabar mercury form. Native earthworms may be used as a potential mercury ecological bio-indicator (bio-marker) for demonstrating mercury bioavailability and ecotoxicity in the ecosystem.     

Rapid Determination of Mercury in Contaminated Soil and Plant Samples Using Portable Mercury Direct Analyzer without Sample Preparation, a Comparative Study

The objective of this study was to determine the efficiency of a portable total mercury analyzer (OhioLumex RA-915+) in comparison with traditional analytical methods, such as inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and cold vapor atomic absorption. The quick mercury analytical procedure with the direct mercury analyzer without sample pretreatment (such as sample digestion) was optimized for a variety of environmental samples, including contaminated soil and plant samples. The efficiency was evaluated using practical parameters, such as time required for analysis, sample amount, mercury species, accuracy, and precision/reproducibility, as well as using statistical analysis. Our results demonstrate that these three instrumental methods yielded similar mercury concentration values and statistical data, while the mercury direct analyzer had the advantages of not requiring for sample digestion and only requiring a small quantity of samples for distribution of mercury in a single root, a single root hair, and sub-regions of a single leaf of plants. These factors are used to justify use of the portable direct mercury analyzer under field conditions and validation of the results.     

施用生物炭对农田生态系统影响的研究进展

从施用生物炭对土壤理化性状、土壤生物、土壤碳截留、作物产量、温室气体排放的影响等方面,总结分析了施用生物炭对农田生态系统的影响。结果表明,施用生物炭能够改善土壤理化特性和微生物生境,提高养分利用率,但对作物的增产效应具有一定的不确定性。生物炭的稳定性对增加农田土壤碳截留有重要作用,其降解过程目前尚不清楚。添加生物炭影响土壤有机质分解即激发效应,但激发效应的方向和幅度的变异较大。在影响温室气体排放方面,施用生物炭能有效减少N2O排放,但对CO2和CH4的减排效应具有较大的不确定性,生物炭的性质、施用量、土壤类型和肥力状况等因素是导致这些不确定性的主要原因,今后应综合考虑以上因素开展长期定位试验,客观评价生物炭对农田生态系统功能的影响和作用。