不同耕作方式对土壤理化性质影响研究进展

由于农村劳动力结构的改变,以省工节本、高产高效为主的轻简化栽培模式逐渐受到农民青睐。生产条件和生产体制的变化要求及时相应地调整土壤养分管理和施肥技术体系。本文综述了免耕、传统翻耕等不同耕作方式对土壤物理、化学性质影响的差异,并简要分析了轻简化栽培模式在农业生产中存在的问题和发展前景,从而为新的生产方式下的土壤养分管理提供依据。     

牧草施肥研究进展

综述了牧草施肥的研究概况,主要内容包括牧草施肥的时期、方法与效果。提出了禾本科牧草、豆科牧草及混播牧草特点各异,针对不同的牧草采取相应的施肥方法具有十分重要的意义。已有的研究和实践表明,氮、磷、钾及中微量元素肥料合理施用对牧草的产量、品质及对食草动物的生长、发育与品质均会产生明显的促进作用。结合发达国家牧草施肥的先进经验,对我国当前牧草施肥存在的问题进行了分析,最后展望了牧草施肥的发展方向。     

连续秸秆还田和免耕对土壤团聚体及有机碳的影响

选取湖北省武穴市8年田间定位试验中的传统耕作(CT)、秸秆还田配合传统耕作(CTS)、免耕(NT)和秸秆还田配合免耕(NTS)4种处理,研究连续秸秆还田和免耕措施对表层(0—20cm)和亚表层(20—40cm)土壤团聚体稳定性及有机碳(SOC)的影响。结果表明:CTS、NT和NTS均显著增加了表层5mm水稳性团聚体的含量和团聚体平均重量直径(MWD),秸秆还田显著增加了亚表层土壤水稳性团聚体的MWD。与CT比较,CTS、NT、NTS处理的SOC含量分别增加20.83%,21.98%,32.76%。CTS和NTS处理显著提高了表层5,5~2,0.25mm团聚体中SOC含量,NT则显著提高了5,5~2mm团聚体中SOC含量;CTS显著增加了亚表层0.25 mm团聚体中SOC的含量。秸秆还田增加了表层土壤的碳(C)、氢(H)、氮(N)和氧(O)的含量,免耕降低了H的含量,增加了其他3种元素的含量,但是免耕处理增加了亚表层土壤中H的含量。NT和NTS处理较CT和CTS处理降低了土壤的H/C值,表明土壤的脂肪族成分在不断增加。秸秆还田主要增加了土壤中醇、酚类,芳香类,脂肪族化合物和碳水化合物的含量,而免耕主要增加脂肪族化合物的含量。这些有机组分的增加有助于团聚体稳定性的增强。     

中稻氮磷钾肥的施肥效果及推荐用量

2008年在湖北省荆州市布置了中稻的氮、磷、钾肥的肥料效应试验,研究了氮、磷、钾肥对中稻产量的影响,并对施肥的经济效益进行了分析。结果表明,中稻施用氮肥的效果最好,稻谷增产量最高达1291kg/hm2,相应增产率为20.0%,纯增收入1073元/hm2;施用钾肥的增产量为676kg/hm2,增产率为10.6%,纯增收入190元/hm2;施用磷肥的增产量为391kg/hm2,增产率为5.9%,纯增收入283元/hm2。通过拟合一元二次肥效模型,确定中稻最高产量N、P2O5和K2O的施用量分别为123、64、126kg/hm2,最佳经济N、P2O5和K2O的施用量分别为110、60、70kg/hm2。     

土壤钾素转化的影响因素及其研究进展

土壤中各种形态的钾之间存在着动态的平衡,这些平衡受一定因素的影响。本文主要从粘土矿物类型、土壤水分状况、温度、pH、肥料施用以及陪伴离子等方面对土壤钾素转化的影响因素进行了综述,可以归纳为:①以2∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K 的结合能较小,易解吸;而以1∶1型粘土矿物为主的土壤吸附K 的结合能较大,吸附的K 不易解吸。②土壤干湿变化对钾素转化的影响因速效钾含量的高低而有明显的区别。③在0~40℃温度范围内,增温能使交换性钾离子减少,而水溶性钾离子浓度则相应增加。④pH对土壤钾素转化的影响比较复杂。⑤氮肥中的NH4 因与K 离子具有相似的离子半径和水化能而对土壤钾素的有效性产生显著的影响。最后展望了钾素转化领域未来的发展方向和研究热点。     

湖北省棉花氮肥效应研究

通过17个大田试验,研究了湖北省棉花氮肥施用效果及氮肥最佳用量。结果表明,适量施用氮肥棉花增产增收效果显著,施氮比对照子棉增产131～1 244 kg/hm2,平均增产752 kg/hm2,平均增产率为31.1%。施氮纯利润平均为3 422元/hm2,产投比平均为4.07。氮肥偏生产力和农学利用率平均分别为13.20 kg/kg(N)和2.90 kg/kg(N)。根据线性加平台模型,求得湖北省棉花氮肥最佳用量平均为纯N114.0 kg/hm2。     

氮肥运筹方式对油菜产量、氮肥利用率及氮素淋失的影响

通过盆栽模拟试验研究了不同氮肥运筹方式对油菜产量、氮肥利用率、氮素淋失及氮素平衡的影响。试验设5个处理:不施氮肥(CK),氮肥全部基施(TJ),氮肥60%基施、40%做越冬肥追施(TJD),氮肥60%基施、40%做薹肥追施(TJT),氮肥60%基施、20%做越冬肥、20%做薹肥追施(TJDT)。研究结果表明,氮肥分期施用可明显增加油菜产量,提高氮肥利用率,其中以TJDT处理效果最佳,与TJ处理相比,TJDT处理的产量、氮肥农学利用率及表观利用率分别提高了17.6%、2.1kg·kg-1氮和4.9%。同时,TJDT处理的氮素淋失量也最小。氮素平衡计算结果表明,不同时期追施氮肥对氮素平衡影响不大,但是均比氮肥集中做基肥施用(TJ)的表观损失明显减小。尽管油菜收获后,各施氮处理土壤氮素均有盈余,但分期施肥盈余量明显高于TJ。研究表明在油菜生产中,氮肥分期施用既能提高油菜籽的产量和氮肥的利用效率,又可获得较好的环境效应。     

越冬期干旱胁迫对油菜施肥效果的影响

利用田间试验研究了越冬期自然干旱胁迫和适时灌溉条件下,油菜施用氮、磷、钾和硼肥的效果。结果表明,干旱胁迫条件下,油菜的生长发育受到明显抑制,子粒产量比适时灌溉条件显著降低;而且不同施肥处理间的减幅差异较大,其顺序为:不施硼处理(-B)不施钾处理(-K)不施氮处理(-N)≈不施磷处理(-P)NPKB配施处理,表明平衡施肥能够有效提高油菜的抗旱性。试验结果还显示,无论是在干旱胁迫还是适时灌溉条件下,施用肥料均显著促进了油菜的生长发育,表现为增施氮肥效果最好,而磷、钾和硼肥在干旱条件下相对增产效果明显高于灌溉条件;同时施肥与灌溉之间存在着一定的正交互作用。因此,在干旱而缺乏灌溉的情况下,油菜的高产更加依赖于肥料的施用。     

柠檬酸盐对黑云母表面溶解及微结构变化的影响

采用离位培养法,结合原子力显微镜的接触成像和相位成像模式研究层状硅酸盐含钾矿物黑云母在根际环境条件下的表面溶解现象和矿物微结构转化过程。结果表明,在p H 4.0的弱酸水溶液中反应24 h时,黑云母(001)面上有微型蚀坑出现,其深度介于0.1~0.9 nm之间,表面变得比较粗糙;反应96 h时,黑云母(001)面上蚀坑较为明显,但仅占总表面的4.8%,蚀坑的深度平均为0.957 nm;反应140 h时,黑云母(001)面上有不稳定的覆盖物沉积,阻碍表层溶解过程的持续进行。在p H 4.0的柠檬酸溶液中,经过24 h培养,(001)面上有大量的蚀坑出现,单层溶解现象明显;48 h时,表面台阶溶解速率显著提高,溶解面积可达总表面的48.7%;140 h时,(001)面上有圆形状胀裂发生,表层(高度,1~2 nm)发生破裂、产生较多的黑云母碎片,溶解速率进一步提高。随着柠檬酸溶液中Na+浓度的增加,表层溶解速率增强,(001)面上也有次生覆盖物沉积。同时,界面上Na+-K+交换作用加剧,表层结构(高度,2~10 nm)胀裂现象更加明显。随着反应时间的延长,140 h时,黑云母(001)面的深层结构(深度,~20 nm)亦逐渐隆起并引起周边区域产生裂缝(深度,0.1~1.9 nm),最终导致表层微结构区域水化,形成水化云母(伊利石)。     

基于高光谱的冬油菜植株氮素积累量监测模型

为无损和定量研究高光谱技术在冬油菜植株氮素积累量(PNA,plant nitrogen accumulation)时空变化监测的适宜性及准确性,该文以两年田间氮肥水平试验为基础,采用单变量线性和非线性回归方法,建立基于特征光谱参数的冬油菜P NA高光谱估算模型。结果表明,采用比值光谱的方法可显著提高冬油菜冠层光谱反射率与PNA间的相关性,其最佳的波段组合为1 259 nm与492 nm处光谱反射率比值(R1259/R492),决定系数R2为0.85。高光谱参数间,以比值植被指数(RVI-5)、归一化光谱指数(NDSI)、线性内插法红边位置(REIP)、三角植被指数(TVI)、742 nm处一阶微分光谱值(FD742)和红边面积(SDR)等光谱参数与PNA相关性较好(平均R2和标准误SE分别为0.69和42.70),且以FD742表现最优(R2=0.79,SE=35.66)。精度分析结果显示,以光谱参数R1259/R492和FD742为自变量的指数方程模型作为高光谱监测油菜PNA的最佳模型,各生育期Noise Equivalent(NE)均较低且表现稳定,同时模型估测精度较高,R2分别为0.98和0.98,相对均方根误差RRMSE分别为0.73和0.72,相对误差MRE分别为14.42%和10.31%。该方法为快捷和精确评估冬油菜PNA提供了新的研究思路。