湖北省棉花磷肥效应及推荐用量研

通过14个大田试验,研究了湖北省棉花 P 肥效应及适宜用量。结果表明,适量施用 P 肥对棉花具有明显的增产增收效果,14个试验施P处理比对照处理增产子棉100 ~ 896 kg/hm2,平均增产347 kg/hm2;施P 处理增产率2.1% ~ 25.2%,平均增产率为10.4%;施P处理纯利润平均为1 764元/hm2,产投比平均为6.61;P 肥偏生产力和农学利用率平均分别为P2O5 51.27 kg/kg 和P2O5 4.15 kg/kg。根据肥料效应方程,在当前生产条件下,棉花生产的P肥经济用量平均为P2O5 112.7 kg/hm2,推荐幅度为 P2O5 42.9 ~ 183.2 kg/hm2。土壤有效P含量与棉花P肥经济推荐用量呈极显著负相关（r ﹦﹣0.7628**,n ﹦13）,根据土壤有效P含量（x,单位为 mg/kg）水平,湖北省目前棉花生产适宜用P量（y,单位为 kg/hm2）可通过公式 y ﹦273.42﹣78.488 ln(x) 求得。     

农业资源与环境专业人才培养及课程体系建设研究

农业资源与环境科学研究的重点是农业资源的合理利用。根据农业资源与环境科学具有很强的交叉性和综合性的特点,及其专业人才就业市场的需要,依据教育部颁布的《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》,并结合实际情况,明确了华中农业大学农业资源与环境专业人才培养及课程体系建设方案构建的指导思想,探讨了人才培养的目标定位以及相应的知识结构和能力结构,构建了保证人才培养目标的课程体系方案。     

苗期渍水对直播冬油菜产量和农学利用率的影响及油菜在不同氮肥施用下的响应

在轻简化施肥背景下,为减少渍害损失,解决长江流域冬油菜产区生产面临的重要问题,开展氮肥施用 对油菜渍害的缓解作用研究。设置三因素田间试验,分别为不同氮肥用量（0、60、120、180、240和300 kg N/hm2）、氮 肥类型（油菜专用控释尿素和普通尿素）和水分处理（苗期渍水和正常排水）,测定各处理产量和氮肥农学利用率, 明确苗期渍水对不同氮素供应水平油菜的影响,并比较油菜专用控释尿素一次性施用和普通尿素分次施用下油菜 对苗期渍水的响应。结果表明,直播冬油菜产量随氮肥施用量增加而提高,至240 kg N/hm2时不再增加。油菜专用 控释尿素一次性施用,在氮肥用量为60～180 kg N/hm2时产量高于普通尿素分次施用;在氮肥用量为240～300 kg N/hm2时,两种氮肥类型产量基本相当。氮肥施用通过增加收获密度、单株角果数和每角粒数提高产量。苗期渍水 导致直播冬油菜产量损失1.1%～41.9%,随氮肥用量增加,渍水引起的产量损失率呈先增加后降低趋势。0～60 kg N/hm2处理时,渍水使收获密度显著降低（降幅达29.4%~45.0%）,单株角果数增加;施氮量为120~180 kg N/hm2时, 渍水导致收获密度和单株角果数分别降低19.5%~33.7%和1.4%~17.7%;施氮高于180 kg N/hm2时,收获密度和单 株角果数降幅减小（降幅分别为5%~30.9%和3.6%~9.5%）。普通尿素分次施用和油菜专用控释尿素一次性施用, 分别在施氮量为120和180 kg N/hm2时产量损失率最高,分别达29.8%和41.9%。相同氮肥用量下油菜专用控释尿 素一次性施用的产量损失率大于普通尿素分次施用。渍水显著降低氮肥农学利用率,降幅为8.4%～51.9%,施氮充 足（240～300 kg N/hm2）时氮肥农学利用率降幅低于氮素用量较低处理（120～180 kg N/hm2）,油菜专用控释尿素一 次施用处理的农学利用率平均降幅（36.5%）高于普通尿素分次施用（17.3%）。综上可知,苗期渍水时,油菜专用控 释尿素一次施用,会加重油菜受渍影响;土壤氮素供应能力较低时,渍害逆境解除后,适量追施速效氮肥可有效缓 解产量损失,实现油菜稳产。     

腐殖酸在黑云母表面的吸附动态和分布特征研究

采用原位原子力显微镜智能模式初步观察了弱酸性土壤腐殖酸分子在层状硅酸盐含钾矿物黑云母表面的吸附动态和形貌变化。采用纯化、干燥后的腐殖酸固体样品配制p H 6.0,浓度分别为0 mg L-1、100 mg L-1和1000 mg L-1的腐殖酸溶液。原位观察所用的矿物薄片为土壤中常见的2∶1型含钾矿物—黑云母,其化学结构式为K(Mg2.46Fe0.45Ti0.09)[Al Si3O10](OH)2。结果表明,时间尺度是影响界面上腐殖酸形貌结构的一个重要因素。在通入p H 6.0的腐殖酸溶液作用下,原位反应0~180min内,腐殖酸分子与黑云母(001)面的相互作用以吸附为主并伴随脱附现象,吸附的腐殖酸呈球状,为单个或多个腐殖酸分子的聚集体,高度介于1~5 nm之间;原位反应180~300 min内,黑云母(001)面上吸附的腐殖酸仍以颗粒态为主,高度介于3~5 nm之间,平均为4 nm;而黑云母(001)面上的台阶和边缘位置则分布有较多的片状结构以及黑云母线型边缘诱导产生的链状结构腐殖酸聚集体,其高度介于6~8 nm,较颗粒态腐殖酸的聚集体平均高出约2.5 nm。此外,腐殖酸分子不仅能够在黑云母表面进行吸附和脱附作用,还能够溶解黑云母的表面结构,促进层间K及结构单元内Al和Si的释放。因此,腐殖酸与云母类矿物的界面反应是一个溶解—吸附—聚集并伴随着脱附和离子释放的过程。     

长江中游农田土壤微量养分空间分布特征

为了更好地掌握长江中游土壤肥力状况,运用地统计学和Arc GIS技术相结合的方法,对湖北、湖南、江西三省41 943个土壤样品的微量养分(铁Fe、锰Mn、铜Cu、锌Zn、硼B)含量的分布特征和空间变异进行研究。结果表明,长江中游土壤有效态Fe、Mn、Cu、Zn、B的平均含量分别为88.0、27.2、3.05、1.71、0.41 mg kg-1。空间分布特征表现为Fe、Mn均以江汉平原区较低,Zn以湖南省较低,Cu、B空间分布较为不均;与第二次土壤普查结果相比,土壤微量养分含量均有所提高,其中Fe、Mn、Cu含量为缺乏或严重缺乏的面积比例分别降至0.1%、2.2%和0.1%,而Zn和B分别为30.8%和17.7%。不同的土地利用类型、土壤类型和成土母质对土壤微量养分均有不同程度的影响。随着微量养分在农业生产中的贡献越来越突出,亟须根据土壤微量养分的分布特征进行分区管理。     

长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征

【目的】研究长期秸秆还田对不同轮作区域耕层和亚耕层的土壤铵态氮 (NH₄+) 的吸附、解吸特征差异,通过 Langmuir 等温吸附方程拟合得到 NH₄+ 最大吸附量 (q_max) 和吸附系数 (b),分析长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附、解吸特征差异及影响因素。 【方法】2015 年 10 月水稻收获后,在湖南望城 (稻–稻轮作)、江西进贤 (稻–稻轮作)、重庆北碚 (稻–麦轮作) 三个长期定位试验点 (25 年) 采集不施肥 (CK)、长期施用化肥 (NPK) 和长期秸秆还田配施化肥 (NPKS) 三个处理、0—20 cm 和 20—40 cm 两个土层的土样,进行土壤 NH₄+ 的吸附–解吸室内试验,吸附试验为添加不同浓度的 NH₄Cl 溶液振荡、离心后,测定滤液 NH₄+ 浓度;解吸试验采用吸附试验后的土壤样品,经无水乙醇淋洗至无 NH₄+ 后,再加入 0.01 mol/L 的 KCl 溶液振荡、离心后测定滤液 NH₄+ 浓度。 【结果】长期秸秆还田对不同试验点土壤 NH₄+ 吸附–解吸特征的影响差异较大。处理间的差异主要表现在耕层土壤。当平衡溶液 NH₄+ 浓度 < 400 mg/L 时,不同试验点耕层和亚耕层处理间差异均不明显;当平衡溶液浓度 > 400 mg/L 时,处理间耕层土壤对 NH₄+ 吸附表现出差异,其中望城试验点土壤对 NH₄+ 的吸附表现为 CK > NPK > NPKS,北碚试验点则表现为 CK > NPKS > NPK,且北碚试验点的紫色土对 NH₄+ 的吸附显著高于望城和进贤试验点的红壤性水稻土。进贤试验点不同处理间差异不明显,且土壤对 NH₄+ 的吸附量最低。 通过相关性分析发现,q_max和土壤 pH、阳离子交换量 CEC 呈显著正相关,而与土壤有机质和全氮含量呈显著负相关;b 与土壤性质的相关性与q_max 则相反。从土壤对 NH₄+ 的解吸曲线来看,耕层和亚耕层土壤对 NH₄+ 的解吸在各试验点不同处理间均表现为差异不显著,其中望城和进贤试验点的红壤性水稻土 NH₄+ 的最大解吸量高于其吸附量,而北碚试验点的紫色土 NH₄+ 的最大解吸量 (541.89～742.38 mg/kg) 则远低于其吸附量 (1003.83～2014.79 mg/kg)。 【结论】长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附–解吸作用影响不同,对于土壤吸附位点较多且钾离子含量丰富的紫色土而言,长期秸秆还田有利于土壤对氮的吸附;而对于土壤偏酸性的红壤性水稻土而言,长期秸秆还田则可能因为增加了土壤有机质含量而减少了土壤对铵态氮的吸附位点,从而降低了土壤对氮的吸附保持能力。     

氮肥用量对油菜产量及氮素利用效率的影响

通过大田试验研究了氮肥用量对油菜产量、养分含量、养分累积量及氮肥利用效率的影响。结果表明,与不施氮相比,施氮肥75、150和225kg/hm2平均分别增产41.9%、70.3%和66.2%,籽粒含氮量分别提高9.1%、14.2%和13.1%,植株地上部氮素总累积量分别增加59.6%、111.6%和108.0%。施氮促进油菜生长发育,显著提高油菜对氮素的吸收、累积和籽粒需氮量,但氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率均随氮肥用量的增加显著下降。氮肥用量在150kg/hm2时,能较好地协调油菜较高产量水平与合理氮肥利用率的统一。     

2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响

在2种保护性耕作措施(秸秆还田和免耕)的长期定位试验(湖北省武穴市和荆州市)基础上,通过湿筛法测定不同土层(0—20cm和20—40cm)的不同粒径(5mm,2~5mm,1~2mm,0.5~1mm,0.25~0.5mm和0.25 mm)水稳性团聚体的含量,并对土壤团聚体平均重量直径(MWD)、平均几何直径(GMD)和分形维数(PSD)等进行分析,研究2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响。结果表明:秸秆还田和免耕处理均会影响土壤各级团聚体的分布状况,同时其也会增加农田表层(0—20cm)土壤粒径0.25mm团聚体的百分含量、MWD和GMD值,但是会降低PSD值。其中PSD与粒径0.25mm团聚体的含量呈极显著负相关性(武穴处理相关系数为-0.997,荆州处理相关系数为-0.993),但是MWD和GMD与粒径0.25mm团聚体的含量有显著正相关性。表明秸秆还田和免耕均会增强土壤团聚体的稳定性,有利于改善土壤结构。但秸秆还田处理的土壤粒径0.25mm团聚体百分含量、MWD和GMD值均高于免耕处理,说明秸秆还田改善土壤结构的效果要优于免耕的。秸秆还田和免耕措施相结合,土壤结构改良效果最佳。武穴和荆州两地的保护性耕作措施对于粒径0.25 mm团聚体百分含量、MWD、GMD和PSD的影响基本一致。     

两种保护性耕作对土壤养分、结构和产量的影响

在湖北省武穴市和荆州市的长期定位试验基础上,研究不同水旱轮作制度和试验周期下,两种保护性耕作措施(秸秆还田、免耕)及配施钾肥对于不同土层(0~20 cm和20~40 cm)农田土壤养分和结构的影响。结果表明:(1)在两个地区,0~20 cm土层土壤中各养分含量均显著高于20~40 cm土层,且20~40 cm土层土壤中各处理之间变化规律不明显。在0~20 cm土层土壤中,免耕、秸秆还田以及施用钾肥均能有效提高土壤中各养分含量;(2)免耕、秸秆还田以及施用钾肥均能提高0~20 cm土层土壤0.25 mm水稳性团聚体的百分含量,且各处理的提高效果不尽相同。但是在20~40 cm土层土壤中,各处理之间没有明显规律;(3)秸秆还田能够减小土壤容重(减小5%),增加0~20 cm土层土壤总孔隙度,通气孔隙度,毛管孔隙度和土壤含水量,并增强土壤保持水分的能力。免耕处理效果却相反,施用钾肥处理的容重和孔隙度没明显变化;(4)秸秆还田和配施钾肥均能够显著增加油菜产量(增产了18%),免耕处理却不然。油菜产量和0~20 cm土壤养分(速效钾、有机碳)显著正相关(相关系数分别是0.989和0.963)。     

枸溶性钾肥对油菜生长及土壤钾素的影响

采用盆栽试验方法,研究枸溶性钾肥不同用量对油菜生长及土壤钾素的影响。结果表明:枸溶性钾肥能够明显促进油菜的生长并增加土壤钾素含量。施钾量（K2O）为0.75~3.00 g/盆（0.075~0.300 g/kg）时油菜生物量与钾素积累量随着施钾量的增加呈先上升后下降的趋势,在施钾量为2.25 g/盆时达到最高,分别较对照处理增加70.6%和3.08倍。油菜钾素含量随着施钾量的增加而升高,而钾肥利用率则相反。油菜收获后的土壤速效钾和缓效钾含量随施钾量的增加而增加。枸溶性钾肥的适宜用量为1.50~2.25 g/盆。在试验条件下,等量钾养分投入时,枸溶性钾肥处理的油菜生物量、钾素含量、钾素积累量、肥料利用率及土壤钾素含量均略高于水溶性钾肥处理。从钾的养分供应角度考虑,枸溶性钾肥可以替代水溶性钾肥。