江西省耕地土壤pH值和养分状况调查

按中国第二次土壤普查推荐的土壤养分和pH值的分级标准,对2014年江西省5个不同区域(赣南、赣北、赣中、赣西、赣东北)的94个县(市)具有代表性的4 188个耕地土壤的养分和pH值的测定数据进行比较分析,探明江西省耕地土壤养分及pH状况。结果表明：江西省耕地土壤pH值平均为5.3,偏酸性;赣南、赣北耕地土壤有机质质量分数均值分别为28.5、25.8 g/kg,属中等水平,而赣中、赣西和赣东北土壤有机质质量分数均值分别为31.9、33.9、31.1 g/kg,属较丰富水平;赣南土壤碱解氮质量分数均值为144.4 mg/kg,属较丰富水平,其他4个区域的均值均高于150 mg/kg,属丰富水平;赣南、赣中土壤有效磷质量分数均值分别为21.8、21.6 mg/kg,属较丰富水平,其他3个区域的属中等水平;5个区域土壤速效钾质量分数均值均在50～100 mg/kg,属较缺乏水平。可见,江西省耕地土壤酸化严重,养分极不平衡。     

麦油稻轮作秸秆还田与施氮对水稻光合特性及产量的影响

以宜香优2115为材料,采用二因素裂区设计:主区设小麦或油菜秸秆全量翻埋还田(M_1)和秸秆不还田对照(M_0);副区设4个氮肥管理,不施氮(N_0),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为10∶0∶0∶0(N_1),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2(N_2),基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为2∶2∶3∶3(N_3),研究秸秆还田和氮肥管理对直播稻的光合特性、干物质积累及产量的影响。结果表明:麦–稻或油–稻轮作下,氮肥管理对直播稻主要生育时期的干物质积累、光合特性及产量均存在显著或极显著的调控效应,秸秆还田显著影响水稻拔节期、齐穗期的叶面积指数(LAI)及群体干物质积累,同时油–稻轮作下其调控效应高于麦–稻轮作模式。秸秆不还田时,配合N_3施肥方式,可有效提高直播稻结实期剑叶净光合速率、SPAD值和叶面积指数,延缓叶片衰老,且在拔节期至成熟期间保持较高的群体生长率,干物质积累优势明显;秸秆还田下,配以基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的管理模式,麦茬或油茬直播稻群体构建合理,结实期剑叶光合能力强,有效穗、每穗粒数较多,表现高产,产量最高可达10 090、10 693 kg/hm~2。综合分析,麦–稻或油–稻轮作下秸秆还田,配合基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥氮肥施用比例为3∶3∶2∶2的氮肥管理模式,能实现直播稻的高产稳产。     

施氮对蜀恢498及其突变体株型和物质生产特性的影响

【目的】分析不同施氮量处理下水稻株型、物质生产以及产量的变化规律,为水稻新品种的选育和栽培管理提供参考。【方法】2015-2016年,以蜀恢498(R498)及其突变体sg1和sg2为材料,采用两因素裂区设计,其中施氮量为主因素(0,90,180 kg/hm~2以下简称为CK,N90,N180),水稻材料为副因素,分析了不同施氮处理下蜀恢498及其突变体节间长度、叶部特征、叶面积指数、高效叶面积率、粒叶比、干物质量、产量及其构成因素的变化。【结果】(1)施氮对R498及其突变体sg1和sg2上部N_1～N_5节间长度均有一定影响,其中N_1、N_2和N_3的节间长度均表现为R498sg1sg2,差异达到显著水平,N_4和N_5节间长度无明显变化规律。在同一节间下,低氮处理(N90)的节间长度与高氮处理(N180)的差异不显著。与CK相比,施氮增加了水稻叶片长度和宽度、单叶面积以及叶面积指数,降低了2016年高效叶面积率。(2)随着施氮量的增加,粒叶比呈降低趋势;3个材料中,sg1的粒叶比最大,比R498和sg2分别高14.97%和34.83%。(3)干物质量随施氮量的增加而增大,N90与N180处理间差异较小。2015-2016年,水稻的产量均表现为R498sg1sg2。R498、sg1和sg2产量均随施氮量的增加而增大。2015和2016年,R498、sg1和sg2 N90处理的产量比N180处理分别减少了14.96%,14.45%,23.77%和2.23%,6.25%,8.66%。有效穗数和千粒质量均表现为R498sg1sg2,而颖花数和着粒密度则表现为sg2sg1R498;施氮对有效穗数影响最大,N90与N180处理间差异总体达到显著水平。(4)2015和2016年,N90处理氮肥偏生产力处理显著高于N180处理。氮肥农学利用率表现为sg2sg1R498,氮肥偏生产力表现为R498sg1sg2。【结论】突变体sg1对氮响应较慢,在水稻育种中有很大的应用价值。在杂交品种选育中,可通过观测不同材料在不同供氮水平下的表现,从而选育出稳产增产的水稻新品种,更好地实现减氮稳产增效。     

低温与氮耦合对水稻内源激素含量的影响

【目的】探究不同耐冷氮高效水稻材料内源激素代谢特点,以阐明氮营养对提高水稻耐冷性的调节机理。【方法】以水稻近等基因系耐冷氮高效I16和冷敏氮低效I67为材料,采用水培试验,研究人工气候室模拟低温胁迫与4个氮肥水平(10,20,40和60 mg/L)耦合对水稻根、叶中内源激素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)含量的影响及其互作效应。【结果】随水稻生育进程,根和叶中IAA、CTK、GA含量呈先升高后降低的趋势,在开花期达到峰值,ABA含量在成熟期达峰值。水稻根和叶中IAA、CTK、GA含量随施氮水平增加而升高,ABA则相反;在相同施氮水平下,低温抑制IAA、CTK、GA合成,促进ABA升高,4种激素含量呈现I16高于I67,叶高于根。低温与中氮耦合对水稻根和叶中IAA、CTK、GA的调控为正效应,低温与高氮耦合调控ABA为负效应,中氮可使水稻维持较高内源激素含量,这是增强水稻耐冷性的内在机理之一。【结论】在低温和氮肥耦合下,维持根叶中较高的IAA、CTK、GA、ABA含量,以及施氮对根、叶激素耦合效应的差异,是引起水稻耐冷性和氮素利用效率差异的重要生理调节因素。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式,通过田间小区试验,研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响,成株率与产量之间呈显著正相关,施氮量180 kg N·hm^-2条件下,尿素分次施用处理（N180）和控释尿素一次性施用处理（CRU180）在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm^-2、尿素分次施用处理（N240）角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加,籽粒分配比例减少,氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低,籽粒产量不增反降,较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中,N180处理产量最高,较其他施氮处理显著增产7.53%~82.15%。施氮量180 kg N·hm^-2条件下,相比尿素一次性施用处理（U180）,CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%,籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%,氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%,氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%,氮素生理效率增加0.74%和9.13%,氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看,合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量,进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm^-2,尿素分次施用和控释尿素一次性施用,均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势,建议采用控释尿素一次性基施。     

不同施肥和保水措施对油茶土壤N2O排放的影响

为探究不同施肥和保水措施对油茶土壤N_2O排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,设置对照(B0CK)、氮肥(N,0.13 g N·kg~(-1))、磷肥(P,0.065 g P·kg~(-1))、氮磷肥(NP,0.13 g N·kg~(-1)+0.065 g P·kg~(-1))、低复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B1,每盆13.65 g炭+1.35 g聚丙烯酰胺)、高复合保水材料(生物炭和聚丙烯酰胺,B2,每盆27.30 g炭+2.70 g聚丙烯酰胺)、低复合保水材料和N(NB1)、高复合保水材料和N(NB2)、低复合保水材料和P(PB1)、高复合保水材料和P(PB2)、低复合保水材料和NP(NPB1)、高复合保水材料和NP(NPB2),共12个处理,进行不同施肥和保水措施下土壤N_2O排放的差异比较。结果表明,N、P添加均显著增加土壤N_2O的累积排放量,NP添加与对照无差异。施加复合保水材料抑制土壤N_2O的排放,随着复合保水材料施用量的增加,土壤N_2O的排放显著降低,与对照相比,B1和B2处理N_2O减排50%以上。N添加条件下,与对照相比,添加复合保水材料NB1、NB2的N_2O累积排放显著降低。P与复合保水材料无交互作用。N、P和复合保水材料对土壤N_2O累积排放量具有显著作用,在NP同施时,与对照相比,添加复合保水材料NPB1、NPB2的N_2O累积排放分别降低了1.18%、30.69%。因此,高复合保水材料类型的施肥措施对减少油茶土壤N_2O排放具有重要意义,从而对缓解全球气候变化具有重要影响。     

水生植物对不同氮磷水平养殖尾水的综合净化能力比较

为了筛选适用于不同氮磷浓度畜禽养殖尾水的生态浮岛优势物种,选取水芹、凤眼莲、鸢尾、再力花、黄菖蒲5种挺水植物和狐尾藻、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物,通过模拟实验考察了这8种植物在不同氮磷浓度条件下的生长特征及其对水中氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）、COD的去除效率,并对其进行曲线回归及主成分分析,综合评价不同水生植物对畜禽养殖废水中氮磷的净化功能。结果表明：凤眼莲、再力花在较低氮磷水平（NH₄⁺-N 80~120 mg·L^-1,TP 8~16 mg·L^-1）下的去除能力明显高于其他水生植物;水芹和黄菖蒲在较高氮磷水平（NH₄⁺-N 180~220 mg·L^-1,TP 30~35 mg·L^-1）下的去除效果较好,并具有良好的适应能力;沉水植物中狐尾藻净化效果较好,生物量增长显著（P<0.05）;凤眼莲在实验过程中虽净化能力良好,但易引发次生环境问题,应谨慎选择,因地制宜。     

无机碳源对零价铁介导的自养脱氮序批式反应器处理高氨氮废水的影响

无机碳源作为自养微生物的能量来源,是影响自养脱氮细菌富集的重要因素。文章通过添加不同量的KHCO3作为ZVI介导的自养脱氮体系中无机碳源,研究反应体系的脱氮效果影响趋势以及适宜的无机碳源添加量。结果如下:1)KHCO3作为无机碳源可以显著提高NH^+4-N去除率,KHCO3添加量越多,其NH^+4-N去除率越高。KHCO3添加量分别为2 g,1 g,0.5 g的SBR反应器R2,R1,R0.5的NH^+4-N去除率分别为98.39%,65.18%,44.56%,相较不添加KHCO3的R0分别提高86.5%,53.29%,32.67%。ZVI的添加会降低KHCO3对NH^+4-N氧化的促进作用。2)KHCO3可明显提高TIN去除效果,促进总氮脱除的高低顺序是R1>R0.5>R2,SBR反应器R2,R1,R0.5的平均TIN去除率分别为19.01%,32.04%,27.62%,相较于空白组R0分别提高了10.60%,23.63%,19.21%。3)KHCO3可中和硝化反应产生的H^+,对反应体系具有缓冲作用,可使微生物处于较适宜的酸碱环境中,更有利于反应器的稳定运行。4)适量的无机碳源KHCO3可以促进氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌的活性。该研究探讨了无机碳源在零价铁脱氮体系中的影响趋势,为铁型脱氮技术提供了理论支撑。     

基于WT-CNN-LSTM的溶解氧含量预测模型

溶解氧（Dissolved oxygen, DO）含量是影响水产养殖产量的重要因素之一,具有时序性、不稳定性和非线性等特点,且其影响因子过多、存在复杂的耦合关系,难以实现精准预测。针对传统长短时记忆神经网络（Long short term memory, LSTM）预测模型易引入冗余数据,且在训练过长序列时会出现梯度消失现象,从而不能捕捉因子间长期的依赖性问题,提出了基于小波变换（Wavelet transform, WT）、卷积神经网络（Convolutional neural network, CNN）和LSTM的溶解氧含量预测模型。首先,使用WT降低数据噪声;然后,使用CNN深度挖掘各变量之间的潜在关系;最后,利用LSTM的时序性预测2h后的水产养殖溶解氧含量。结果表明,本文提出的WT-CNN-LSTM模型预测效果良好,其平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.138、0.229和0.954,比传统LSTM模型分别优化了28.87%、21.03%和4.61%。     

Long-term consequences of topsoil mining on select biological and physical characteristics of two New Zealand loessial soils under grazed pasture

Soil chemical, biochemical, biological and structural properties were measured in two New Zealand loessial soils that were topsoil-mined 10 and 25 years ago respectively. Measurements at the 10-year site were compared to some earlier measurements made at this site and the data combined in a chronological sequence for analysis. Topsoil mining had a large, detrimental impact on the soil microbial biomass, the earthworm populations, easily mineralizable N and soil enzyme activities. However, most of these properties substantially recovered, to 80-90 per cent of the levels in unmined soils, within 10-25 years of restoration under pasture. In contrast, while total soil C and N were less affected by topsoil mining, their recovery was much slower. Stabilities of macro-aggregates of soil had fully recovered within 10-25 years after topsoil mining. The apparent changes in all the measured properties between 10 and 25 years of restoration were small in comparison with changes between 0-10 years of restoration after topsoil mining. The total C content of both soils under pasture appeared unlikely to attain the levels present in unmined soils. In soils undergoing restoration, the ratio of microbial C/total soil C may be a useful index of soil ‘biological stability’. Sulphatase activity may reflect the recovery of pasture production.