北方麦区小麦产量与籽粒氮磷钾含量对监控施钾和土壤速效钾的响应

【目的】分析我国北方麦区监控施钾下小麦产量与养分吸收分配变化与土壤速效钾的关系,为节约钾资源,实现小麦丰产优质可持续发展提供理论依据。【方法】于2018—2020年在我国北方麦区43个地点进行田间试验,研究不同土壤速效钾水平下监控施钾对小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量及养分吸收分配的影响。【结果】北方麦区农户小麦施钾不足和过量问题同时存在。小麦产量随土壤速效钾含量升高显著增加,在土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,小麦产量达到最高,为6 340 kg·hm^-2。土壤速效钾过高并不能持续提高小麦产量,当土壤速效钾含量>180 mg·kg^-1时,小麦产量显著降低,平均为5 409 kg·hm^-2。与农户施肥相比,在土壤速效钾含量<90、90—120、120—150和>180 mg·kg^-1时采用监控施肥技术增加了钾肥用量,在速效钾含量150—180 mg·kg^-1时减少了钾肥用量,各土壤速效钾水平下采用监控施肥技术施用钾肥均提高了小麦产量,且在速效钾含量<90和>180 mg·kg^-1时显著增产。土壤有效磷含量>30 mg·kg^-1时,土壤速效钾含量120—150或>180 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦产量有降低的趋势。土壤速效钾含量升高显著提高了小麦籽粒氮含量,农户施肥和监控施肥处理的籽粒氮磷钾含量无显著变化,速效钾含量>180 mg·kg^-1时不施钾肥的小麦籽粒磷钾含量显著降低。速效钾含量>150 mg·kg^-1时,监控施肥的钾肥偏生产力与钾肥吸收效率较农户施肥显著提高。【结论】在北方麦区,土壤速效钾含量150—180 mg·kg^-1时,合理施肥可使小麦产量达较高水平,但当土壤有效磷较高,超过30 mg·kg^-1时,不施钾肥小麦有减产风险。应根据土壤速效磷钾和小麦产量水平监控施肥,合理确定钾肥用量,实现北方麦区小麦丰产高效生产。     

扰动扩散流动分析法测定土壤氮、磷技术研究

随着国家对农业面源氮、磷污染防治力度的加大,土壤氮、磷测定技术迫切需要改善。本研究在对常规的扩散对流（Dispersion convection）和强迫对流（Forced convection）流动分析方法基础上,提出了扰动扩散（Perturbation diffusion）流动分析方法,以实现土壤氮、磷全自动化快速测定与分析。扰动扩散流动分析方法是将样品和试剂定量化后集中在化学反应腔中进行反应,然后程序控制蠕动泵对化学反应腔中反应物进行反复扰动,待化学反应完全稳定后流入光电探测单元完成土壤氮、磷含量测定。采用取自湖北潜江的土壤样品对扰动扩散流动分析方法进行了系统验证,实验结果表明,本研究提出的方法与常规紫外可见分光光度法对氮、磷测定相比,基于硫酸钠和碳酸氢钠联合浸提的土壤铵态氮测量值相关系数为0.915 5,基于氯化钙浸提的土壤铵态氮、硝态氮和水溶性磷测量值相关系数分别为0.998 5、0.990 1和0.991 1。铵态氮、硝态氮和水溶性磷的检出限分别为0.055 4、0.020 3 mg·L^-1和0.008 4 mg·L^-1,相对标准偏差（RSD,n=7）分别为1.8%、4.8%和1.0%。     

施氮量对稻茬麦土壤速效磷质量分数及磷素平衡的影响

以宁麦9号和豫麦34为材料,研究施氮量(0、75、150、225、300kg·hm-2)对土壤速效磷质量分数变化、植株磷素吸收、土壤磷素平衡的影响。结果表明,各处理植株磷素吸收均以拔节至开花期为积累高峰期,且随施氮量增加,磷素吸收呈先增后降的趋势,以N225处理最高。磷肥施用显著提高0~40cm土层速效磷质量分数,随施氮量的增加,土壤速效磷质量分数呈降低趋势。土壤-小麦系统磷素平衡呈明显的阶段性,播种至拔节期磷素出现大量的盈余,拔节至成熟期磷素出现不同程度的表观亏缺。在全生育期,2品种磷素表观盈余量均以N225处理最低,N0处理最高。综合考虑小麦产量和磷素平衡特征,宁麦9号和豫麦34在105kg·hm-2的施磷量基础上可分别再降低P2O5用量7kg·hm-2和10kg·hm-2,配施225kg·hm-2施氮量,能够获得较高的小麦产量并减少磷素损失。     

Mg2Si单轴应变的结构和电子性能

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了Mg2 Si半导体沿[001]方向单轴应变下的结构、力学性质以及电子性质.计算结果表明：无应变时晶格参数和弹性常数与其他理论及实验值吻合的很好.施加应变后,其与应变方向垂直的晶格常数随应变值呈近似线性变化.通过应力-应变曲线和Born力学稳定性判据,确定了Mg2Si化合物在拉伸、压缩过程中的稳定范围和理想强度.Mg2Si的电子布居和电子态密度分析,表明Si-Mg之间的显示离子键特性,并给出了在拉伸压缩过程中Mg和Si原子轨道电子对总的态密度影响.     

Ash and biochar amendment of coarse sandy soil for growing crops under drought conditions

Appropriate soil amendments may increase plant available water and crop yields on coarse sandy soils under drought conditions. In this study, we applied straw ash or straw biochar from gasification to a Danish coarse sandy subsoil to assess the effects on soil water retention, evapotranspiration and crop yields. Spring barley (2016, 2017) and winter wheat (2018) were grown over three years in columns containing 25cm of organic matter-rich topsoil, 80 cm of amended coarse sandy soil (1.5%, 3%, 6% wt. ash or 1% wt. biochar or control soil) and 45 cm of un-amended subsoil. Precipitation, evaporative demands and soil moisture were recorded across the growth seasons, with 2018 having severe drought conditions. This year evapotranspiration levels increased with increasing ash and biochar content (by 54% and 33% for the 6% ash- and 1% biochar-amended soils, respectively), and plant dry matter increased by 18% in both the 1% biochar- and 6% ash-treated soils compared to the untreated control. A linear relationship was established between in situ field capacity and ash dosage (R² = .96), showing an increase of 2.2% per percentage (wt.) of ash added, while the 1% biochar treatment increased the capacity by 3.5%, indicating a higher efficiency than for ash. However, we did not find significant positive effects on grain yields. The results show that ash and biochar have the potential to significantly increase soil water retention, evapotranspiration and total dry matter yield in drought conditions, but that this may not correspond to an increase in grain yield.     

烟草对镉的吸收及分布特征

为了解烤烟不同生育期土壤中外源重金属镉的有效性变化和镉在烟株各器官的积累及分配特征,用不同镉浓度处理石灰土土壤进行烤烟盆栽试验。结果表明：镉在烟株各器官的含量表现为下部叶＞中部叶＞上部叶＞茎、根;随着生育期的推进,下部叶的镉含量呈先升高后降低趋势,而其他器官镉的含量不同程度地降低,降幅为50％～80％。随着土壤镉处理浓度的升高,烟株各器官的镉含量呈显著上升,烟株对重金属镉的吸收量也呈增加趋势（p ＜0．05）。在现蕾期烟株对镉的积累量占总量的95％,吸收的镉90％以上储存在叶片中。外源镉进入土壤后,其有效性逐渐降低,降幅为30％左右,但仍能被烟株大量吸收。在烤烟生产过程中严禁外源重金属镉进入土壤-烟草系统。     

氮磷钾肥运筹对红麻养分利用的影响

【目的】研究氮磷钾肥运筹对红麻Hibiscus cannabinus L.不同器官养分含量和吸收以及土壤速效养分含量的影响,以探讨不同红麻品种养分利用特点,为红麻高产高效栽培提供合理施肥依据.【方法】通过盆栽试验,试验设2种红麻品种,即福红992与红优2号;3种施肥水平,即低肥(N、P2O5和K2O分别为0.10、0.05和0.10 g·kg-1),中肥(N、P2O5和K2O分别为0.15、0.75和0.15 g·kg-1)和高肥(N、P2O5和K2O分别为0.20、0.10和0.20g·kg-1);以及3种施肥方式,即全部NK肥作基肥(T1),60%的NK肥作基肥和40%的NK肥作追肥(T2)以及全部NK肥作追肥(T3).【结果和结论】随着肥料用量的增加,红麻各器官中NPK含量、植株NPK吸收总量以及土壤速效NPK含量均出现增加的趋势.随着NK肥追肥比例的上升,红麻各器官中NP含量,以及植株NP吸收总量均出现下降的趋势;麻皮中P含量、各器官K含量、土壤速效养分、红麻吸K量均出现上升的趋势.在本文试验条件下,高肥且全部做基肥施用时,有利于红麻对养分的吸收和土壤速效养分含量的提高.     

陕西省秸秆资源能源化潜力评价

农作物秸秆是一种重要的生物质能源。由于滞后的思维方式、传统的观念以及技术落后等问题而造成大量的农作物秸秆仍无法取得高效的利用,陕西省的农作物秸秆资源利用率仅不到30%,剩下的70%多仍为废弃、焚烧等方式粗犷利用,导致环境污染严重、能源大量流失。通过对陕西省2011年的农作物秸秆产量进行分析,利用统计数据,计算出可利用的秸秆资源量,并将可利用秸秆资源量转化成标准煤量,为陕西省秸秆资源利用提供基础数据及决策参考,得出假设:将所有的可收集利用秸秆资源完全用作能源使用,计算得2011年陕西省农作物秸秆可收集利用资源量1 196.82万t,折合标准煤663.56万t,约占当年陕西省总能源消耗的6.55%。     

生物炭对土壤肥力与环境的影响

生物炭是生物体在完全或部分缺氧环境中经高温裂解后形成的含碳率较高的产物。目前对生物炭的研 究仍属于起步阶段,不同学科领域采用不同研究方法和手段,研究结论也不尽一致。阐述了目前生物炭对土壤结构、 土壤污染、土壤碳氮转化过程以及生物炭施用对土壤微生物群落、酶活性等方面的国内外研究进展,并且提出目前 生物炭在改土培肥研究过程中存在的问题,以期为今后生物炭的研究工作提供理论指导。     

渭河平原县域农田土壤速效养分空间特征

土壤速效养分对评价土壤肥力水平具有很好的表征作用,对其充分了解是土壤养分管理和合理施肥的基础。本研究以兴平市为例,综合运用传统统计学、地统计学和GIS技术,结合“3414”田间肥效方案,研究渭河平原农田土壤速效氮、磷和钾的空间特征及其变化规律,为区域平衡施肥、农田保养和农业生产提供科学指导和理论基础。结果表明,兴平市农田土壤速效氮、磷和钾平均含量分别为38.38 mg·kg^-1,27.13 mg·kg^-1,202.07 mg·kg^-1,速效氮磷比值平均为1.99。在约400 m采样尺度下,3项土壤养分均表现出弱的空间相关性,主要受施肥管理、种植模式等人为活动影响。整体上,土壤速效钾含量丰富;速效磷整体较丰富,7.43%的农田缺乏;速效氮普遍不高,67.98%农田缺乏;速效氮磷比值偏低,92.27%农田比值小于2。30 a来,农田土壤速效氮普遍下降,降幅西高东低、北高南低;速效磷普遍增加,增速北高南低;速效钾北增南减,整体在增加;土壤氮磷比值分布格局逆转,变化上南增北减,整体在下降。盲目施肥和肥料利用率低是兴平市农业生产的主要障碍因素。今后的生产实践中应密切关注土壤氮素的有效补充,磷肥的控制及渭河阶地区土壤钾素的消耗,平衡土壤养分, 以提升区域经济和生态效益。