渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆+绿肥处理使播前和开花期60~160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0~20cm土壤硝态氮在播前显著增加10.7kg·hm-2,收获期增加18.4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43.4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24.4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

地温调控对高温胁迫下剪股颖草坪土壤温度、草坪质量和根系生长的作用

为研究地温调控对草坪高温胁迫的缓解作用,在地下20?cm处设置3个地温调控处理,调控温度分别保持在27、24和21?℃,以正常生长环境下的匍匐剪股颖(Agrostis stolonifera)草坪为对照(CK),探讨地温调控对草坪土壤温度、草坪质量和根系生长的影响.结果表明:在高温季节,地温调控可以显著降低土壤温度(P...     

地表覆盖对旱地小麦氮磷钾需求及生理效率的影响

【目的】研究地表覆盖对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为促进黄土高原旱地冬小麦高效优质生产提供可靠的理论依据和实践经验。【方法】通过田间试验,以裸地休闲为对照,研究地膜覆盖、秸秆覆盖、种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥对冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率的影响。【结果】地膜覆盖降低了籽粒产量形成的需氮量,提高了籽粒产量形成的氮生理效率,从而使冬小麦籽粒产量显著增加6%;秸秆覆盖降低了地上部吸氮量,使籽粒产量减少7%;种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒产量形成的氮磷钾养分需求量、降低了籽粒产量形成的养分生理效率,从而使籽粒产量均减少5%。地膜覆盖提高了籽粒氮含量形成的需氮量,降低了氮生理效率,从而使籽粒含氮量降低8%,地膜覆盖增加了地上部吸钾量,使籽粒含钾量增加4%;秸秆覆盖的籽粒含氮量降低4%,但它的籽粒磷和钾含量分别提高6%和4%,这与降低籽粒磷钾含量形成的养分需求量、提高磷钾生理效率有关;种植绿肥提高了籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而使籽粒氮含量增加8%;秸秆覆盖+种植绿肥对籽粒氮和磷含量无显著影响,但籽粒含钾量增加4%,归因于提高了籽粒钾含量形成的钾生理效率。【结论】地膜覆盖降低籽粒产量形成的需氮量,提高籽粒产量形成的氮生理效率,从而提高籽粒产量;但增加了籽粒氮含量形成的需氮量、降低了籽粒氮形成的氮生理效率,不利于籽粒含氮量提高。秸秆覆盖不利于作物养分吸收,从而影响籽粒产量和养分含量形成。种植绿肥和秸秆覆盖+种植绿肥提高了籽粒氮磷钾养分需求量、降低它们的生理效率,从而降低籽粒产量。种植绿肥可提高籽粒氮含量形成的氮生理效率,从而提高籽粒氮含量。因此,旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量;夏闲期种植绿肥是旱地土壤培肥的重要措施,但需注意其可能带来的减产风险,应结合区域降水情况因地制宜。     

氮肥调控与地表覆盖对旱地冬小麦氮素吸收 及残留淋失的影响

【目的】针对西北旱区水分缺乏和氮肥施用不合理的问题,探索作物增产与水肥高效的施肥与栽培模式,以指导旱地农业生产。【方法】通过在黄土高原旱地进行的长期田间定位试验,研究早春追肥、氮肥调控、垄覆沟播、播种密度、夏闲期秸秆覆盖等措施对作物产量与氮素利用,以及收获后土壤硝态氮残留,夏闲期残留硝态氮淋溶和土壤氮素矿化的影响。【结果】旱地早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播、氮肥调控+垄覆沟播增密处理小麦产量比农户常规施肥分别提高15.7%、22.2%、38.6%和24.8%,作物氮吸收增加25.0%、32.0%、36.4%和6.4%,氮素收获指数提高3.8%、3.3%、5.7%和6.8%,当季硝态氮残留减少30.9%、20.0%、59.5%和68.2%,夏闲期硝态氮向60 cm以下土层的淋溶减少27.5%、24.6%、42.3%和24.3%。【结论】渭北旱区早春追肥、氮肥调控+早春追肥、氮肥调控+垄覆沟播和氮肥调控+垄覆沟播增密在提高冬小麦产量的同时,促进作物氮的吸收,减少肥料氮的残留,其中氮肥调控+垄覆沟播结合夏闲期秸秆覆盖,在增加土壤保水蓄水的同时,避免硝态氮向深层淋失,效果更好。     

中国不同麦区小麦籽粒硒的含量及调控

【目的】通过取样调查和田间叶喷硒肥试验,研究中国不同麦区小麦籽粒硒含量状况、硒含量的影响因素以及提高硒含量的农艺措施。【方法】分别于2008-2009、2009-2010、2010-2011年小麦季收集中国不同麦区73份春小麦和582份冬小麦共计655份田间小麦样品,调查籽粒产量并测定籽粒硒含量。于2010-2011年在14个省（市）的30个国家小麦产业技术体系综合试验站开展叶面喷施硒肥试验,设叶面喷施清水或0.017%亚硒酸钠2个处理,于拔节中、末期各喷施1次,完全随机区组设计,重复3次,测定拔节前植株样品的硒含量和收获后籽粒产量和硒含量。【结果】655份小麦籽粒样品平均硒含量为64.6 µg·kg^-1,远不能满足以小麦为主食人群对硒的营养需求,变幅为0-821.0 µg·kg^-1,春、冬小麦平均分别为67.5和64.2 µg·kg^-1。有63%缺硒,19%偏低,仅有8%富硒,未发现有小麦籽粒硒含量达到中毒水平。小麦籽粒硒含量在不同区域表现为北部高于南部、西部高于东部。各地的田间试验表明,叶面喷施亚硒酸钠对小麦籽粒产量没有显著影响,不喷硒和喷硒平均产量分别为6 650和6 649 kg·hm^-2。叶喷硒肥使籽粒硒含量显著提高,不喷硒时,籽粒硒含量平均为31.0 µg·kg^-1,喷硒116 g·hm^-2使籽粒硒含量平均增加到647.8 µg·kg^-1,达到了富硒水平,但没有达到中毒水平。每施用1.0 g Se·hm^-2,籽粒硒含量平均提高5.3 µg·kg^-1,施用51 g Se·hm^-2可将小麦籽粒硒含量从平均31.0 µg·kg^-1提高到300 µg·kg^-1以上。小麦籽粒硒含量不受产量的影响,但不喷硒时籽粒硒含量与0-20 cm土层土壤有效硒含量和拔节前植株硒含量分别呈显著和极显著正相关。土壤有效硒含量在6.3-30.7 µg·kg^-1每增加1.0 µg·kg^-1,不喷硒时籽粒硒含量平均增加2.1 µg·kg^-1,拔节前植株硒含量在0-147.2 µg·kg^-1每增加1.0 µg·kg^-1,不喷硒籽粒硒含量平均增加0.7 µg·kg^-1。喷硒后籽粒硒含量和硒强化指数均与拔节前植株硒含量极显著正相关。拔节前植株硒含量每增加1.0 µg·kg^-1,喷硒籽粒硒含量平均增加5.7 µg·kg^-1,籽粒硒强化指数平均增加0.043 μg·kg^-1（g·hm^-2）^-1。【结论】在农业生产中,通过拔节前土壤施硒提高土壤有效硒水平、在拔节中期或末期叶面喷施硒肥等,均可使植株累积较多的硒,并在灌浆期向籽粒转移,从而提高籽粒硒含量。     

不同形式氮添加对草甸草原土壤磷素含量和碳氮磷化学计量特征的影响

由无机氮和有机氮沉降共同构成的大气氮沉降已成为全球变化的重要现象之一,影响着草原土壤磷循环过程。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象,进行了5年不同形式氮添加试验,设置的无机氮和有机氮比例分别为10:0 (N₁)、7:3 (N₂)、5:5 (N₃)、3:7 (N₄)、0:10 (N₅)和对照处理0:0 (CK)。通过测定土壤有效磷含量、全磷含量及酸性磷酸酶活性,结合生态化学计量学来探究不同形式氮添加对草甸草原不同土层磷素含量和碳氮磷化学计量特征的影响。结果表明,不同形式氮添加对土壤全磷含量和酸性磷酸酶活性无显著影响(P> 0.05);0-10 cm表层土壤有效磷含量在N₂处理下显著高于对照和其他氮添加处理(P <0.05)。土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、氮磷比(N/P)均不受氮添加形式的影响;0-10 cm表层土壤C/N、C/P、N/P均值低于全国平均水平。因此,有必要在更长的时间尺度上继续跟进不同形式氮添加对草原土壤磷循环的影响。     

运动场地温调控对高温胁迫下草坪养分动态的影响

为研究地温调控对高温胁迫下草坪养分动态变化的影响,本研究以匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)为试验材料,以正常生长环境为对照,地下20 cm处控温27、24、21℃为处理,研究地温调控对草坪草养分吸收、草坪土壤养分动态以及土壤微生物和酶活性的影响。结果表明：降温促进了匍匐翦股颖生长,并增加了草坪草生物量,草坪草氮素和磷素吸收量显著增加,并且在21℃处理时效果最好,地上、地下生物量分别比对照增加了44.3%和220.7%,地下部的氮素、磷素吸收量分别增加了147.9%和179.3%。土壤中矿质氮含量降低,在24℃处理下10-20 cm土层最高降低了48.5%。土壤速效磷含量增加,在21℃处理下0-10 cm土层最高,增加了82.5%。土壤微生物量碳含量随着降温幅度的增加,呈现先上升后下降的趋势,而10-20 cm土层的微生物量氮含量则呈现上升的趋势,土壤碳、氮、磷循环相关酶活性普遍受到降温处理影响。综上,夏季地温调控促进了匍匐翦股颖生长以及草坪草对土壤养分的吸收,影响了土壤碳、氮、磷循环相关酶活性,改变相应养分的有效性。此外,建议夏季运动场降温后适量补充氮肥。     

不同有机/无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响

氮沉降增加已成为全球变化的重要现象之一,已显著影响草地土壤氮素循环。以内蒙古额尔古纳草甸草原为研究对象,进行了6年不同形式氮添加试验,设置无机氮和有机氮比例分别为：10∶0 （N₁）,7∶3 （N₂）,5∶5 （N₃）,3∶7 （N₄）,0∶10 （N₅）和对照处理0∶0 （CK）。通过土壤有机质物理分组及室内矿化培养的方法,从氮素形态、氮素组分及氮素潜在矿化三方面研究不同比例有机、无机氮添加对草原土壤氮素分配和转化特征的影响。结果表明,土壤全氮含量未受氮素添加形式的影响;氮添加显著提高了0~20 cm土层矿质氮含量,尤其是土壤硝态氮,其中N₄（无机氮∶有机氮=3∶7）混合氮肥处理下硝态氮含量增幅最大,较对照处理增加1332%。不同形式氮添加没有影响氮素在土壤颗粒态有机氮（轻组）及矿物结合态有机氮（重组）中的占比;N₁（无机氮∶有机氮=10∶0）处理显著提高了0~10 cm土层颗粒态有机氮（轻组）及0~20 cm土层矿物结合态有机氮（重组）中的氮素相对含量,较对照分别增加了91%和44%。氮添加增加了10~20 cm次表层土壤硝化速率的同时降低了氨化速率,但土壤净氮矿化速率不受氮添加形式的影响。因此,有机/无机氮添加比例变化对草原土壤氮素形态和周转的影响也更加复杂。     

渭北旱地夏闲期秸秆还田和种植绿肥对土壤水分、养分和冬小麦产量的影响

研究渭北旱地秸秆和绿肥还田土壤水分、养分的变化,对黄土高原旱区作物高产稳产有重要意义。以夏季裸地休闲为对照,研究免耕小麦秸秆还田和种植豆科绿肥及二者混合对渭北旱地冬小麦产量,播前、开花期和收获后土壤水分、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾数量的影响。试验结果表明,秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和生物量无影响;夏闲期种植绿肥和秸秆＋绿肥处理使播前和开花期60—160cm土壤贮水减少;种植绿肥处理表层0-20cm土壤硝态氮在播前显著增加10．7kg·hm-2,收获期增加18．4kg·hm-2;开花期种植绿肥土壤有效磷提高43．4kg·hm-2,收获期有效磷数量仍较对照高24．4kg·hm-2;秸秆还田和种植绿肥对土壤铵态氮和速效钾没有显著影响。可见,一年秸秆还田和种植绿肥对冬小麦产量没有产生显著影响,种植绿肥降低了土壤贮水,但提高了表层土壤硝态氮和有效磷数量,不同栽培方式对土壤铵态氮和速效钾含量没有影响。     

长期施氮引起的黄土高原旱地土壤不同形态碳变化

【目的】提高土壤碳固持,特别是增加有机碳累积、减少碳损失,对于提高旱地土壤肥力、缓解大气温室效应具有重要意义。黄土高原旱地土壤有机碳含量低,增施氮肥是这一地区重要的作物增产措施,但氮肥投入对土壤碳的影响如何,一直没有报道。【方法】利用黄土高原旱地持续23年的长期定位试验,在每年施磷39 kg P2O5•hm-2条件下,设置0、45、90、135、180 kg N•hm-2 5个氮水平种植冬小麦,在小麦收获期采集0-40 cm不同土层的土壤样品,研究长期施用不同用量的氮肥对旱地土壤总碳、有机碳、轻质有机碳及无机碳的影响,分析不同氮肥用量引起的土壤有机碳、轻质有机碳及无机碳累积量的变化,定量分析氮肥用量对旱地土壤不同形态碳的影响。【结果】随氮肥用量增加,旱地土壤不同土层总碳无显著变化,但0-30 cm土层有机碳含量却随之增加,与不施氮肥相比,增幅可达7%-28%;0-40 cm土层轻质有机碳含量也增加,增幅达31%-106%,但施氮量过高不利于有机碳累积。对不同形态土壤碳累积量与氮肥用量的回归分析表明,施氮量120 kg N•hm-2时,0-30 cm土层有机碳累积量达最高值36.6 Mg;施氮量161 kg N•hm-2时,0-40 cm土层轻质有机碳累积量达最高值2.69 Mg;每千克肥料氮每年可使土壤有机碳增加1.34 kg•hm-2,轻质有机碳增加0.31 kg•hm-2;0-20 cm表层土壤轻质有机碳占有机碳的百分比也随施氮量增加而升高。相反,5-20 cm土层土壤无机碳含量却随氮肥用量增加而显著降低,施氮量180 kg N•hm-2时,无机碳累积量比不施氮减少2.8 Mg,每千克肥料氮每年可使无机碳减少0.67 kg•hm-2。【结论】在黄土高原旱地长期施用不同用量的氮肥虽不显著影响土壤的总碳数量,却显著地改变了旱地土壤碳的组成,即通过增加土壤的轻质有机碳,增加了土壤的有机碳累积量,同时降低了土壤的无机碳累积。因此,合理调控氮肥用量,不仅是旱地作物增产的关键措施,对增加土壤有机碳固持、培肥土壤也有重要意义。同时,施用氮肥引起的土壤无机碳损失不容忽视,其潜在的农业、生态与环境效应需引起大众关注。