基于随机森林的农耕区土壤有机质空间分布预测

以陕西省周至县农耕区为研究区,采集192个土壤样品,通过随机森林模型(random forest, RF)对土壤有机质含量进行回归预测,通过29个(15%)独立验证点对预测结果进行精度验证,并与普通克里格(ordinary kriging,OK)和协同克里格(cokriging,COK)插值结果进行对比分析。结果表明,研究区土壤有机质含量在训练集和验证集中均属于中等变异性,含量处于中等偏低水平,大致表现为中、南部黑河东岸土壤有机质含量相对较高,东北部渭河沿岸含量较低。对变量重要性进行排序,影响研究区土壤有机质的主要因素为数字高程(DEM)和降水量。与OK、COK相比, RF对土壤有机质的预测值和实测值的相关系数(0.782)更高,而平均绝对误差(0.618 g·kg^-1)和均方根误差(2.062 g·kg^-1)更低,说明RF能够更精确地反映局部土壤有机质含量的空间变化信息。     

施肥方式对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

基于长期田间定位试验,采用田间采样与数理统计法研究不同施肥方式对紫色土活性有机碳及碳库管理指数(CPMI)的影响。施肥方式包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、化学氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(OM)、有机肥配施化学氮磷钾肥(OMNPK)和秸秆还田配施化学氮磷钾肥(RSDNPK)。结果显示,施肥的各处理均能够提高土壤有机碳及其活性组分含量,以OM和RSDNPK处理的提升效果最佳。相比CK,OM处理的土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(PXOC)、微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)含量分别提高91.4%、109.2%、57.5%、35.1%,RSDNPK处理的TOC、PXOC、MBC、DOC含量分别提高142.8%、95.4%、70.8%、46.2%。土壤PXOC、MBC、DOC占TOC的比例(分配比例)分别为36.18%~49.13%、1.64%~2.58%、0.57%~0.94%,其中,PXOC和MBC的分配比例在RSDNPK处理中较CK显著(P<0.05)降低,而DOC的分配比例在各处理间无显著差异。OM和RSDNPK处理的CPMI显著(P<0.05)高于N和NPK处理。土壤PXOC、MBC含量与氮磷养分之间,以及CMPI与MBC、PXOC、TN、AN、AP均呈现显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关性。研究结果说明,有机肥或秸秆还田配施氮磷钾化肥能够提高耕层土壤有机碳储量,改善土壤质量,PXOC与CPMI可用作表征土壤质量变化的敏感指标。     

长期施肥模式对双季水稻生理特性与产量的影响

为探明双季稻区不同施肥模式下双季水稻生理特性及产量的变化,本研究依托设置在湖南宁乡的长期大田定位试验,自1986年—至今,共设化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥(LOM)、60%有机肥(HOM)和无肥对照(CK)5种施肥处理,于2015—2016年取样,系统分析不同处理双季水稻植株叶片保护性酶活性、光合特性及产量的变化。结果表明,施肥条件下,早、晚稻各生育时期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量降低,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)大小顺序分别表现为LOMHOMRFMFCK和RFLOMHOMMFCK;叶片气孔导度(Gs)均表现为HOMLOMRF MFCK。2个年份的早稻产量均以LOM和HOM处理为最高,分别比CK处理增加3 582.5~3 650.0kg/hm~2和2 569.5~2 641.5kg/hm~2;晚稻产量均以RF和LOM处理为最高,分别比CK处理增加2 480.0~2 757.5kg/hm~2和2 827.5~3 118.5kg/hm~2。总的来说,有机肥与化肥配合施用有利于提高双季水稻叶片保护性酶活性和光合特性。     

畜牧粪便堆沤过程中磷素转化与流失风险分析

循环利用畜禽养殖粪便中的磷素是解决农业资源短缺和环境污染的重要途径。为了探寻亚热带农业区常规方式下养殖粪便中磷含量变化规律和环境流失风险,本研究模拟传统农户的固体堆沤方式,对猪粪和牛粪混合秸秆进行为期两个月的自然堆沤发酵试验,测定全磷、无机磷、有机磷、水溶性磷、柠檬酸提取态磷、Olsen-P指标。研究结果表明:(1)不同物料发酵磷素在化学形态上存在明显差异,猪粪发酵磷组分含量:水溶性磷Olsen-P≈柠檬酸提取态磷,牛粪发酵:柠檬酸提取态磷水溶性磷OlsenP,且猪粪堆体中各形态磷含量高于牛粪;(2)猪粪堆沤过程中存在明显无机磷向有机磷转化过程,提高了堆体有机磷和全磷含量,但是这种现象在牛粪堆沤过程中不明显;(3)猪粪在堆沤过程中由于微生物发酵引发的有机质的快速分解和损失,会"浓缩"堆体中磷素含量,从而加剧堆沤过程中全磷的降雨径流流失风险,因此在降雨频繁的地区和传统农户固体自然堆沤方式下,虽然猪粪堆沤发酵能更好地提高养殖废弃物中磷素有效性,但也应当注意堆沤过程中的潜在径流流失环境风险。     

施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响

喷施叶面硒肥是提高水稻籽粒硒含量的有效措施。通过对杂交水稻隆两优华占在孕穗期施用不同浓度的硒叶面肥,研究了施硒对水稻外观品质及籽粒硒、镉和砷含量的影响。结果表明:①施硒能显著提高水稻的整精米率,降低垩白度,当施用量为23 g/hm~2复合硒叶面肥+20 g/hm~2亚硒酸钠时,整精米率达到最高值65.67%,垩白度达到最低值0.65%;②增施硒肥能增加水稻精米和糙米的硒含量,当施用量为23 g/hm~2硒叶面肥+30 g/hm~2亚硒酸钠时,水稻精米和糙米硒含量分别达到最大值为0.784 3 mg/kg和0.816 7 mg/kg,糙米积累硒的能力高于精米;③增施硒肥对水稻精米和糙米中镉和砷含量均没有显著影响,表明籽粒对硒与镉和砷的吸收没有协同作用。同一处理下糙米镉含量均高于精米镉含量,但差异不显著,糙米对重金属砷的累积效果均显著高于精米。     

不同时期施用氮肥对大豆根瘤固氮酶活性及产量的影响

采用框栽的培养方法,设置同一氮肥水平,按不同生育时期施用,对大豆植株生长过程中根瘤固氮酶活性动态变化进行研究。结果表明,减少基肥的施用可以降低对根瘤生长的抑制作用,使得固氮酶活性峰期后移,延缓后期大豆根系及根瘤的衰退,促进生长后期养分积累及干物质积累,促进成荚、鼓粒,产量比一次性施肥有所提高。鼓粒初期追施氮肥较一次性施用氮肥产量提高3.33%,在花期和鼓粒期追肥及荚期追肥增产效果不显著。     

吉林玉米带玉米一次性施肥现状调查分析

利用肥料统计资料、农户和肥料经销商的抽样调查资料,对吉林省玉米一次性施肥的规模、分布区域、施用量、经济投入及玉米高氮复混肥的生产状况进行了调查和分析。结果表明:玉米一次性施肥主要集中在吉林玉米带的中、东部地区,土壤类型以黑土、典型黑钙土、白浆土、草甸土和暗棕壤为主。2005年玉米一次性施肥面积占玉米总施肥面积的62.5%,玉米一次性施肥平均施用量为554 kg/hm2;一次性施肥比农民常规施肥多投入313元/hm2。玉米高氮复混肥的比例和氮含量逐年增加,特别是临时登记的高氮复混肥比例和高氮复混肥(N>25%)的比例分别由2003年的45.1%、50.0%增加到2005年的95.5%、77.0%。     

氮、钾、硅肥对水稻苗生长和抗瘟性的影响

通过温室稻瘟病菌人工接种法,研究了氮、钾、硅肥5个不同用量对3个不同抗瘟水平的水稻品种幼苗生长及病情指数的影响。结果表明,与未施肥的对照相比,增施氮、钾肥能明显促进水稻的生长,增加叶长和叶宽。氮肥用量与水稻品种特优627(R)、D奇宝优527(MR)和汕优63(MS)苗瘟病指有显著的正相关关系,钾肥和硅肥用量与品种汕优63苗瘟病指有显著的负相关关系,3个水稻品种的叶宽与苗瘟病指有极显著的正相关关系。增施氮肥有利于苗瘟的发生,而增施钾肥和硅肥能提高中感品种的抗瘟性。     

棉花生产水肥管理及辅助决策体系研究

水分和养分是棉花生产中最重要的两大投入要素.多年来,棉花生产中主要依靠肥水的大量投入来提高产量,不合理的灌水施肥不仅造成水资源和肥料的浪费,还造成农作物品质下降,环境污染加剧等不良影响.为了寻求合理的水肥投入,对施肥制度、灌溉制度和水肥一体化管理技术进行了探讨,并在此基础上初步构建起棉花水肥管理的辅助决策体系,为下一步建立棉花生产水肥管理决策支持系统,服务于棉花生产打下了基础.     

中国彭州市和越南东安地区蔬菜生产的肥料使用和评价

本文详细阐述了中国和越南4个村蔬菜生产中的肥料施用情况,概述了施用肥料的种类、施用时间和施用数量。评价了影响肥料施用的因素,比较了施肥量和蔬菜从土壤中带出的养分量。在研究区域,农户施用了50多种肥料,施氮量间于0～700kg／hm^2。肥料施用时间因蔬菜种类和地区不同而不同。氮的施用量主要受作物种类影响。大部分中国蔬菜的氮、磷施用量过大,而钾肥施用量不足;相对而言,越南蔬菜的局部养分平衡比中国的情况好一些。因此,局部的养分平衡显示了不同蔬菜种类、不同季节和不周村社的养分投入量和养分输出量有很大区别。