Estimation of the Effects of Maize Straw Return on Soil Carbon and Nutrients Using Response Surface Methodology

Straw incorporation is generally considered an effective agricultural management practice that improves nutrient cycling and maintains soil fertility. To study the interactive effects of straw returning factors on soil organic carbon and available nutrients, a17-month(May 6, 2016 to October 6, 2017) experiment was conducted on straw incorporation by using response surface methodology under a three-factor(straw length, amount, and burying depth), five-level quadratic orthogonal rotation experimental design. Weight was assigned to each indicator for soil carbon and nutrients and then a comprehensive indicator was established. Then, a second-order polynomial model of the three straw returning factors was established using response surface methodology. Results indicated that17 months after straw incorporation, straw amount and burying depth had significant effects on the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients. Straw length and the interactions of straw amount and burying depth showed no significant effects on the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients. It was concluded that 17 months after straw incorporation, the highest value of the comprehensive indicator of soil carbon and nutrients was achieved when the straw length, amount, and burying depth were approximately 17–20 cm, 740–840 g m~(-2), and 9–13 cm, respectively, which can be recommended as the most suitable parameters for use in straw returning in the study area.     

薯麦轮作体系钾肥全部施于薯季提高甘薯和周年产量

【目的】 薯麦轮作是我国甘薯种植的主要模式,施钾对甘薯、小麦都有较好的增产效果。本文研究了薯麦轮作中钾肥最佳运筹方案,以便更好地发挥钾肥效益。 【方法】 在江苏省农业科学院位于南京的六合基地连续进行了三年田间定位试验,在周年钾肥投入总量K₂O 270 kg/hm2的前提下,设置5个甘薯 (S) /小麦 (W) 钾肥分配量处理,分别为 S0W270、S90W180、S135W135、S180W90、S270W0,重复三次。调查了产量、产量组成和生物量分配,测定了吸钾量、钾生理效率和钾表观平衡。 【结果】 钾肥分配量显著影响甘薯的块根产量、单株薯数、单个薯重、冠根比、吸钾量和钾生理效率,而对小麦产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、草谷比、吸钾量、钾收获指数和钾生理效率均无显著影响。甘薯产量和周年产量均以钾肥全部施于薯季的S270W0处理最高,全部分配于麦季的S0W270处理次之,S270W0的甘薯产量和周年产量比薯麦两季分配的S90W180、S135W135、S180W90处理提高20.7%～24.5% (P < 0.05) 和17.8%～20.9% ( P < 0.01),S0W270的分别提高了9.9%～13.4% ( P > 0.05) 和8.2%～11.0% ( P > 0.05)。S270W0处理的单株薯数和单个薯重分别比钾肥施两季的处理高5.2%～10.4%和8.5%～30.6% ( P < 0.01),是其产量增加的主要原因;S0W270处理的单株薯数比 这三个处理高18.9%～24.8% ( P < 0.001),但单薯重低于其他处理,较高的单株薯数是该处理甘薯增产的主要原因。S180W90和S270W0处理甘薯整株吸钾量比S90W180和S0W270高出9.7%～16.1% ( P < 0.05)。随薯季施钾量增加,甘薯冠根比先增后减 ( P < 0.001)、钾生理效率先减后增 ( P < 0.01)、钾收获指数和商品率变化较小 ( P > 0.05)。甘薯吸钾量平均为K ₂O 228.0 kg/hm2,是小麦的2.3倍;钾收获指数平均为0.55,是小麦的5.5倍。薯蔓中储存的钾占甘薯吸钾量的46.6%,薯蔓还田可满足小麦对钾的需求;麦秸中贮存的钾占小麦吸钾量的91.0%,麦秸还田只能满足甘薯吸钾量的39.5%。本研究施钾量下,秸秆不还田,甘薯和小麦年均携出土壤的钾达K₂O 327.9 kg/hm2,年末土壤速效钾呈快速下降,三个轮作周期后土壤速效钾降低49.2%;秸秆和薯蔓完全还田条件下,薯麦轮作施钾量为K₂O 134.3 kg/hm2时即可保持土壤钾素平衡。 【结论】 薯麦轮作中,以钾肥单施于甘薯上,可显著增加单株薯数和单个薯重,增加甘薯产量和周年产量。全部钾肥施于甘薯上,薯蔓还田可以满足小麦的钾素营养。麦秸和薯蔓完全还田条件下,可适当减少钾肥的投入,年施K₂O 134.3 kg/hm2时即可保持钾素平衡。供试地区土壤和管理条件下,钾肥的管理模式建议为“秸秆还田 + 适宜施钾量 + 钾肥全部施于薯季”。      

不同干燥方式对锦橙片品质的影响研究

为探讨干燥方式对锦橙片品质的影响,采用真空冷冻干燥和热风干燥对锦橙片进行干燥处理,分析不同干燥样品质构特性、维生素C、总糖、总酸、色差、褐变度、复水性的差异.结果表明:真空冷冻干燥锦橙片的硬度、咀嚼性、弹性、内聚性与热风干燥相比差异有统计学意义(p0.05);真空冷冻干燥锦橙片中维生素C、总糖、总酸质量分数分别为每100g含250±32.59mg,(60.78±2.57)%和(8.95±1.08)%,而热风干燥锦橙片中最高分别为每100g含168.07±32.15 mg,(53.93±1.47)%和(8.07±0.75)%;真空冷冻干燥锦橙片褐变度低,色亮度高,且偏于金黄色,L值,b值分别为52.23±1.48,38.25±1.80,a值与热风干燥锦橙片相比差异无统计学意义(p0.05);与热风干燥相比,真空冷冻干燥复水性好,复水比为3.73±0.27.因此,锦橙片品质真空冷冻干燥法优于热风干燥法.     

茶树根系XTHs和伸展蛋白对不同浓度铝的响应

为探索铝对茶树根系生长的影响,以一年生安吉白茶扦插苗为研究材料,比较不同铝浓度处理28 d后茶树根系生长的表型差异、生长参数,以及细胞壁相关蛋白XTHs[木葡聚糖内转糖苷酶(XET)/水解酶(XEH)]和伸展蛋白(Expansins)的响应。结果表明,与无铝对照相比,加铝处理的茶树根系在表型、生长参数上均表现出了促进生长的现象,尤其是0.4、1.0 mmol·L^-1的铝处理下与对照差异显著(P<0.05),根系总长分别增加了206%和209%、根尖数分别增加了175%和166%、根系表面积分别增加了227%和286%、根系体积分别增加了246%和385%。相应地,茶树根系中CsEXPB14、CsEXLA8基因表达量在0.4 mmol·L^-1铝处理下显著(P<0.05)高于对照与4.0 mmol·L^-1铝处理组。Expansins活性也在0.4 mmol·L^-1铝浓度下最高,较不加铝处理提高了84.3%。CsXTH14基因表达量在0.4、1.0 mmol·L^-1铝浓度下较对照显著(P<0.05)上调,XET酶活性亦表现出随铝浓度升高而增加的趋势,直至4.0 mmol·L^-1的铝浓度下才受到显著抑制。XTHs和 Expansins基因表达、XET和Expansins活性与根系生长呈正相关关系,表明一定浓度的铝(≤1 mmol·L^-1)处理,可以通过诱导XTHs和Expansins基因表达上调,提高XET和Expansins活性,促进茶树根系的生长。     

广西蔬菜产业发展现状与对策分析

蔬菜作为民众们日常膳食结构中重要的一环,有着不可替代的作用。广西作为全国蔬菜主要生产的省区之一,有着气候、水资源等方面优势。本文通过综合分析国内蔬菜产业概况及广西的蔬菜产业的种植分布、品种、产业化经营等发展现状,提出了加强产业发展战略指引、优化种植结构、提高生产标准化水平等建议。     

美国超长绒棉生产优势分析

该文明确了美国Pima棉种植具有以下优势:①唯一集中种植区土壤保水保肥性好、光热资源丰富;②物质装备与技术先进实用;③产量高、品质优,种植规模效益显著;④大型农业机械作业的现代化集约式农场经营模式可行可靠;⑤社会服务、政策支持系统高效,以及种植布局合理、品牌影响力大,实现了高产、优质与高规模效益同步目标.虽然该国Pima棉生产能被确认为全球超长绒棉生产的大国与强国,但与中国ELS生产相比,双方互有优势与特点.笔者分析认为:借鉴美国ELS生产经验,我国应运用现代育种技术,加快ELS品种综合遗传特性改良步伐,尽快选育适宜机采的ELS品种,积极研发全程轻简节本增效栽培新技术,改革ELS生产组织形式,大力发展社会化服务体系,调整优化ELS产业扶持政策,从而从根本上提高我国ELS国际市场竞争力.     

新疆甘家湖梭梭林碳、氮、磷、钾生态化学计量特征

为探讨甘家湖梭梭林的C,N,P,K元素化学计量特征,进而揭示该地区梭梭林的养分限制状况和适应策略,以新疆甘家湖国家级自然保护区3种植被盖度C≥70%(HC),50%≤C70%(MC),30%≤C50%(LC)梭梭林为研究对象,从生态化学计量学角度,测定和分析土壤(0—10cm,10—20cm,20—40cm,40—60cm,60—100cm)及梭梭标准木地上、地下部分中的有机碳、全氮、全磷和全钾的质量分数及计量比值。结果表明:(1)不同盖度梭梭林土壤营养元素及计量比存在差异,有机C和全N含量的变化规律基本相似:HCMCLC,全P和全K含量基本相似:HCLCMC。土壤C∶N较为稳定,不同盖度梭梭林土壤C∶P,C∶K,N∶P,K∶N差异显著,而不同盖度梭梭林地K∶P差异不显著(p0.05)。(2)梭梭植株地上部分仅中盖度N含量和C∶N显著高于低盖度(p0.05);梭梭植株地下部分C,N,P含量、C∶N,N∶P,K∶N在不同盖度之间差异显著,而K含量、C∶P,C∶K和K∶P在不同盖度之间差异不显著(p0.05)。梭梭植株地上和地下部分相比,C含量、C∶N,C∶P和C∶K为地下地上,而N,P,K含量、N∶P,K∶P和K∶N均为地上地下。(3)植株地上部分营养元素与土壤中对应元素多为负相关关系且相关系数较小,而地下部分营养元素与土壤中对应元素则多为正相关关系且相关系数较大。梭梭地上和地下部分,除C和P为负相关外,其余均为正相关,且C∶N和K∶N为显著正相关(p0.05)。综上得出,该地区土壤较为贫瘠,尤其N,P元素匮乏;梭梭生长主要受N限制;梭梭植株根系生长发育受土壤影响更大,植株体营养元素在同化过程中呈一定的比例关系。     

镉胁迫对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)氧化应激反应影响

蚯蚓受重金属胁迫时,体内立即产生氧化应激反应,确定胁迫过程氧化应激主要指标对污染监测尤为重要。将胁迫试验分短期和长期试验两组,前者试验周期为10 d,每天取1条蚯蚓;后者试验周期为30 d,每10 d取1条蚯蚓。每组均设定Cd~(2+)浓度梯度50、100、125、250和500 mg·kg~(-1)重金属胁迫溶液,选择蚯蚓环带后尾部测定体内SOD、POD、GPX、GST、CAT、VE、MDA和ACh E。结果表明,短期试验组,反映蚯蚓体内氧化应激主要指标为CAT、SOD和POD。在长期试验中,反映蚯蚓体内氧化应激主要指标为GPX和MDA。     

典型黑土垄作区耕地沟蚀对土壤养分的影响研究

近年来东北黑土区沟蚀吞食耕地现象加剧,养分流失、耕地质量下降等问题凸显。以宾县的糖坊镇和三宝乡为研究区,综合"3S"技术和统计学的模型方法,对研究区沟蚀对土壤中有机质、全氮、全磷和速效钾含量的影响及不同垄向耕作下沟蚀对各养分的影响及差异展开研究。其中横垄种植指作物垄的方向和地块坡向方向成垂直的种植方式,顺垄种植是作物垄的方向和地块坡向方向平行的种植方式。结果表明:沟蚀对土壤养分含量影响较大,有机质和全氮含量较无侵蚀区分别减少33.43%和46.67%,速效钾与全磷含量则变化不明显,在沟蚀区进行秸秆覆盖能够有效减少土壤养分的流失。沟蚀在造成养分含量下降的同时,也影响了土壤的理化结构,降低了土壤中有机质和全氮含量之间的相关性。横垄沟蚀、顺垄沟蚀及无沟蚀对照组土壤有机质和全氮含量大小均表现为无沟蚀区顺垄沟蚀橫垄沟蚀。无侵蚀区土壤养分含量最高,沟蚀区顺垄耕作较横垄耕作更具保肥意义。     

县域冬小麦生育期气候要素与产量的灰色关联度分析—以河南省为例

基于河南省及周边39个气象站1996-2015年逐日气象观测资料和冬小麦产量数据,采用灰色关联分析方法,分析生育期各气候要素与河南省县域冬小麦产量关联度的时空变化特征。结果表明:总体来看,各气候要素与河南省冬小麦产量的关联度中,气温的关联度最大,日照时数次之,降水量最小;关联度空间分布上呈现北部地区高于南部地区的格局,南北过渡性明显,尤其是南部信阳市的关联度较其它地区明显偏低。分时段来看,各气候要素与冬小麦产量关联度在1996-2010年有所下降,在2011-2015年突变上升,有明显的年际变化特征,尤其是位于西南部和南部地区的县域单元变化显著,而北部、东部和中部地区的县域单元变化较小。各气候要素与冬小麦产量关联度总体呈上升趋势,气候变化对冬小麦产量的影响逐渐显著,应积极采取策略应对气候变化的影响。