再生稻气力式肥料集排装置的设计与试验

针对再生稻传统追肥作业中施肥量不均匀、肥料利用率低等问题,设计了一种气力式肥料集排装置。对影响施肥性能的主要因素进行四元二次回归正交旋转中心组合试验,以各行排肥量一致性变异系数作为评价指标建立回归模型,研究进肥角度、进肥高度、波纹管长度及排肥轴转速对各行排肥量一致性的影响。结果表明,影响此气力式肥料集排装置各行排肥量一致性变异系数的主要因素顺序为排肥轴转速>进肥角度>波纹管长度>进肥高度。采用Design-Expert10.0软件进行优化分析得出最佳的参数组合：进肥角度54°、进肥高度216 mm、波纹管长度200 mm、排肥轴转速47 r·min^-1,此时各行排肥量一致性变异系数为1.71%,施肥均匀性较好,能够满足再生稻追肥要求。     

氮磷钾配比对西红花光合作用及叶绿素荧光的影响

【目的】研究西红花光系统PSⅡ对不同氮磷钾配比的响应和适应机制。【方法】以20~25 g/球的西红花为试验材料,施用氮（N）磷（P）钾（K）配比分别为30-10-10（T1）、20-20-15（T2）和10-30-20（T3）3种水溶肥,分别测定不同处理西红花叶片长度、叶绿素含量、净光合速率（P_n）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率(Tr)和叶绿素荧光诱导动力学参数,分析不同氮磷钾配比对西红花光合作用及叶绿素荧光的影响。【结果】T1和T2处理可以促进西红花叶片生长和叶绿素积累,缓解叶片衰老变黄,整体效果显著优于T3处理。与T1、T2处理相比,T3处理西红花叶片光合结构受损,导致P_n、Gs、Tr降低,Ci增加,显著抑制了PSⅡ性能指数（PI_abs）,降低了叶片PSⅡ活性反应中心单位面积吸收的光能（ABS/CS_m）、单位面积电子传递的能量通量（ET_o/CS_m）和单位面积捕获的用于还原Q_A的能量（TR_o/CS_m）,增加了单位面积耗散能量（DI_o/CS_m）,引起原初光化学反应最大量子产率（φ_Po）、电子传递的量子效率（φ_Eo）、PSⅠ受体侧末端电子受体还原的量子效率（φ_Ro）降低,导致PSⅡ反应中心实际光能捕获效率降低,叶片生长势减弱且提前衰老变黄。【结论】高氮型水溶肥（N-P-K为30-10-10）有利于促进西红花高效生长,提高西红花光合作用和光能捕获效率。     

硫肥对伴矿景天修复镉污染土壤的影响

为探索穴施硫粉和硫酸亚铁肥对伴矿景天（Sedum plumbizincicola）修复中性Cd污染土壤的影响,筛选不同硫肥最佳施用量以提高植物提取效率,在阳朔县兴坪镇思的村土壤Cd全量为0.65 mg·kg^-1的农田上,采用田间小区试验方法,设计穴施低、中、高剂量硫粉、硫酸亚铁等7个处理,对比监测了强化修复前后土壤pH、Cd全量、有效态Cd含量和伴矿景天生物量及Cd含量。结果表明：与不施用硫肥的处理（CK）相比,60 d后穴施不同硫肥处理有效降低了土壤pH,提高了土壤有效态Cd含量,同时有效提高了伴矿景天地上部生物量和Cd含量。通过处理效果与成本对比可知,每公顷穴施79 kg硫粉、252 kg硫酸亚铁效果较好,与CK相比,土壤pH分别降低了0.94、0.67个单位,土壤有效态Cd含量分别提高了111.5%、169.5%,伴矿景天地上部生物量分别提高了11.9%、40.7%,地上部Cd含量分别提高了48.5%、132.1%,地上部Cd提取量分别提高了65.8%、226.3%。研究表明,硫粉和硫酸亚铁肥均是伴矿景天修复中性Cd污染农田土壤的潜在强化提取剂,且硫酸亚铁处理修复效率显著高于硫粉处理。     

NITROGEN USE AND MANAGEMENT IN ORCHARDS AND VEGETABLE FIELDS IN CHINA: CHALLENGES AND SOLUTIONS

● Excessive application of N fertilizers in orchards and vegetable fields (OVFs) in China is particularly common. ● Long-term excessive application of N fertilizers has made OVFs hotspots for N surplus and loss in China. ● Nitrate accumulation in the soil profile is the main fate of N fertilizers in OVF systems. ● Reducing the N surplus is the most effective way to reduce N loss and increase NUE. China is the largest producer and consumer of fruits and vegetables in the world. Although the annual planting areas of orchards and vegetable fields (OVF) account for 20% of total croplands, they consume more than 30% of the mineral nitrogen fertilizers in China and have become hotspots of reactive N emissions. Excess N fertilization has not only reduced the N use efficiency (NUE) and quality of grown fruits and vegetables but has also led to soil acidification, biodiversity loss and climate change. Studies using ¹⁵N labeling analysis showed that the recovery rate of N fertilizer in OVFs was only 16.6%, and a high proportion of fertilizer N resided in soils (48.3%) or was lost to the environment (35.1%). Nitrate accumulation in the soil of OVFs is the main fate of N fertilizer in northern China, which threatens groundwater quality, while leaching and denitrification are the important N fates of N fertilizer in southern China. Therefore, taking different measures to reduce N loss and increase NUE based on the main pathways of N loss in the various regions is urgent, including rational N fertilization, substituting mineral N fertilizers with organic fertilizers, fertigation, and adding mineral N fertilizers with urease inhibitors and nitrification inhibitors.     

棉区有机肥替代化肥对棉花产量及其构成因子的影响

【目的】研究棉花合理的化肥减施量和有机肥替代量,筛选化肥减施与有机肥替代最佳模式,为新疆南部棉区棉花化肥减施增效技术提供理论依据。【方法】采用田间试验,以不施肥和无机复混肥为对照,分析化肥有机替代比例(20%、40%、100%)对棉花产量构成的影响。【结果】施肥可改善棉花产量构成,提高棉花产量。与无机肥处理(CF)比较,化肥减量20%下施用400 kg有机肥、化肥减量40%下施用800方有机肥处理,通过提高棉花单铃重和衣分,改善棉花产量构成,显著提高棉花产量。处理3、处理4处理棉花产量分别为423.50和403.76 kg/667m ²,比空白处理(CK)增产27.70%、21.75%,比CF处理增产5.81%、0.88%。【结论】新疆南部棉区棉花种植以化肥减量20%、化肥减量40%,即每667 m²基施有机肥400 kg,无机复混肥65.39 kg,追施尿素22.35 kg(每667 m²基肥施用有机肥800 kg,无机复混肥49.04 kg,追肥尿素16.76 kg)较为适宜。处理3、处理4模式(20%、40%的化肥减量)可以推广应用。     

增施硅肥对枸杞生理代谢、产量及品质的影响

硅元素作为一种植物生长所需的有益元素,能有效提升作物产量,改善品质。以3 a生红枸杞‘宁杞7号’为试验材料,在常规滴灌施肥基础上分别设置叶面喷施硅肥+滴灌清水(T1)、叶面喷清水+滴灌增施硅肥(T2)、叶面喷施硅肥+滴灌增施硅肥(T3)3个处理,并以叶面喷施清水+滴灌清水为对照(CK),探讨增施硅肥对枸杞生理代谢、产量和品质的改善效果。结果表明:施硅处理能有效促进枸杞叶片的叶绿素合成及植株的营养生长,增加其叶片的植被覆盖指数(NDVI)和干物质累积量、光合速率(P_n)、水分利用率(WUE)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥和叶面喷清水配合滴灌增施硅肥中均显著提高,叶片气孔导度(G_s)在叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥中显著提高了16.98%,而叶面喷施硅肥配合滴施清水整体的效果不显著,蒸腾速率(T_r)在施硅处理中显著降低;增施硅肥可以显著改善浆果可溶性固形物、可溶性糖和还原性糖含量,对维生素C(V_C)含量有极显著影响,显著增加高达133.61%,但枸杞的总酸含量在各施硅处理下显著降低。枸杞的产量在叶面喷施硅肥配合滴施清水、叶面喷清水配合滴灌增施硅肥、叶面喷施配合滴灌增施硅肥中依次显著提高了3.46%、13.00%、24.57%,以叶面喷施配合滴灌增施硅肥处理下的经济效益达到最大,为35 270.8元·hm~(-2),增幅为26.73%,产投比为1.85。在常规施肥的基础上,通过增施硅肥能有效改善枸杞光合特性,提升枸杞产量,改善枸杞品质,尤其采用叶面喷施硅肥配合滴灌增施硅肥的方式对枸杞的生产应用有较大的推广价值。     

聚磷酸铵对砖红壤和石灰性土壤上磷素吸附解吸行为的影响

以砖红壤和石灰性土壤为供试土壤,探索不同聚磷酸铵(APP)对土壤中磷吸附解吸的影响,为评价磷的有效性提供数据参考。在等磷等氮条件下,分别以APP1(以中聚为主)、APP2(以低聚为主)、APP3(聚合度分布均匀且高聚含量高)、MAP(磷酸一铵)、A-M(APP3和MAP以P₂O₅质量比1∶1的比例混合)、CK(空白对照)为供试材料,设置6个处理(各处理名同所用材料),在砖红壤和石灰性土壤上进行50 d的培养,测定各处理下磷的吸附解吸特性。结果显示,在石灰性土壤和砖红壤上,朗缪尔(Langmuir)方程、弗罗因德利希(Freundlich)方程和Temkin方程均可很好地拟合土壤中磷的等温吸附特征,且以Freundlich方程的拟合效果最好(相关系数在0.86~0.98)。在石灰性土壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,A-M处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高;在砖红壤上,除CK外,以APP1处理下土壤对磷的吸附性最强,APP2处理下土壤对磷的吸附性最弱,磷解吸量最大,磷解吸率最高。结果表明,聚合度分布均匀且高聚含量高的APP配施MAP可减少石灰性土壤对磷的吸附,提高磷的有效性;而以低聚为主的APP可减少砖红壤对磷的吸附,保持土壤磷的平衡和供磷能力。     

化肥施用量对中国粮食产量的影响分析

化肥对粮食生产的影响是粮食经济研究的重要议题,文章基于1994—2018年中国粮食主产区玉米、小麦、水稻三种主粮作物化肥施用量和粮食产量的面板数据,构建分位数回归模型,分析化肥施用量对粮食产量的影响。研究表明,随着化肥施用量的持续增加,对粮食作物的单产水平具有显著的关联效应,且呈现明显的阶段性增长特征。1997年以前,化肥施用量和单位面积粮食产量浮动程度趋于水平。1998—2004年,化肥施用量呈现大幅度跳跃趋势,但其总体产量始终维持在5 000 kg/hm~2以上。2004—2015年,化肥施用量和粮食单产都呈现出逐步递增的发展趋势。2016年后,化肥施用量和粮食单产出现小幅度增长再到小幅度回落的趋势。此外,在0.1～0.9分位点上,随着分位点的升高,玉米的化肥施用量对其单产存在正向作用,但已呈现边际效用递减特征,反观小麦、水稻的化肥施用量对其单产的促进作用逐渐减弱。为此,在坚持化肥施用零增长的前提下,需注重科学施肥、结合有机肥混合施用以提高化肥利用率,便于在保障粮食安全与促进农业可持续发展之间达成平衡。     

玉米种肥同穴与膜下滴灌一体机的设计与试验

针对河西灌区玉米种植过程中水肥利用率及播种效率低下的问题,设计一种玉米种肥同穴与膜下滴灌一体播种机。该机具由有机肥排肥装置、滴灌铺设装置、地膜铺设装置、排沙装置、膜上覆土装置和播种装置等6部分组成。根据农艺种植要求对机具的关键装置进行理论分析,确定正常工作时机具匹配的施肥装置、播种装置和覆沙装置的合理容积;确定穴播器和排肥器的外形尺寸;通过Adams分析软件验证了机具种肥同穴的可行性。田间试验结果表明:机具前进速度为0.55m/s时,空穴率为0.9%、穴粒数合格率92.3%、膜下播种深度合格率97.8%。样机能够一次性完成施肥、滴灌带铺设、覆膜、覆沙、播种、覆土等工序,实现了旱区玉米的种肥同穴与膜下滴灌的栽培且满足覆膜穴播机技术要求。     

以油菜秸秆为主要原料的有机肥发酵工艺研究

采用堆肥工艺将农作物秸秆转化为有机肥还田是秸秆资源化利用的有效手段。本文以油菜秸秆为主要原料,通过添加腐熟菌剂及调节发酵原料组分,研究油菜秸秆腐熟发酵最佳工艺。结果表明:腐熟菌剂、碳氮比及氮源对油菜秸秆腐熟发酵影响显著,其中油菜秸秆添加腐熟菌剂和15%菜籽枯,发酵物料碳氮比为25∶1,堆肥效果较好,发芽率指数为73.5%。