黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅱ、养分在作物体内分配

根据黑土长期肥料试验1985－1995年期间的作物分析资料,研究了施肥和作物生长状况对大豆、玉米、小麦3种作物体内养分浓度、养分在籽实和秸秆中分配比以及形成1000kg籽实产量的收获养分量等参数的影响,结果表明,在本试验的正常施肥条件下,上述参数十分稳定,受施肥和作物生长状况的影响不大,可直接用于这一地区养分收支的估算。     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅱ.养分在作物体内分配

根据黑土长期肥料试验1985～1995年期间的作物分析资料,研究了施肥和作物生长状况对大豆、玉米、小麦3种作物体内养分浓度、养分在籽实和秸秆中分配比以及形成1000kg籽实产量的收获养分量等参数的影响,结果表明,在本试验的正常施肥条件下,上述参数十分稳定,受施肥和作物生长状况的影响不大,可直接用于这一地区养分收支的估算     

施肥对潮棕壤钾收支及钾在作物体内分配的影响

通过15年的定位试验,研究了不同施肥制度下土壤K的收支及K在作物体内的分配.结果表明,施K肥处理的大豆籽实和秸秆中K浓度高于不施K肥处理;而施K肥处理的玉米籽实K浓度在各个处理间几乎没有变化.在不施K肥条件下,单一施用N肥或NP配施均可造成K的严重亏缺.保持农业系统养分循环再利用可以缓解K收支赤字,而配合适量K肥的施用可以实现作物高产,平衡土壤中K收支.     

外置式与内置式秸秆生物反应堆对番茄生长及光合性能的影响

以“魁冠108”番茄为试验材料,对比研究了外置式和内置式秸秆生物反应堆在秋延后番茄生产过程中对日光温室内CO₂浓度、空气相对湿度、空气饱和水汽压差以及番茄生长和光合性能的影响.结果表明:与对照相比,晴天9:30-11:30和14:30-15:00 外置式秸秆生物反应堆温室内CO₂浓度平均提高了207.3和103 μmol·mol^-1,差异显著;晴天9:30-11:30内置式秸秆生物反应堆温室内CO₂浓度平均提高了19.0 μmol·mol^-1;外置式和内置式秸秆生物反应堆促进了番茄株高生长,使植株提早开花,显著提高了番茄净光合速率、单株产量及单位面积产量,显著降低了营养生长期和结果期的蒸腾速率.与内置式相比,外置式秸秆生物反应堆更适合在日光温室秋延后生产中推广应用.     

长期施用有机物料下黑土氮素有效性及其与作物产量的关系

利用长期定位施肥试验,于2011年采样研究长期施用不同有机物料(秸秆、有机肥)对东北黑土氮素有效性的影响,并分析氮供应与作物生物量及产量的关系.结果表明:化肥配施有机肥、化肥配施低量秸秆均可显著提高黑土农田土壤无机氮和硝态氮含量,进而提高作物产量;尽管化肥配施高量秸秆提高了土壤氮矿化速率,但可能由于硝态氮淋溶或者其他形式的氮素损失或转化,与化肥配施低量秸秆处理相比,化肥配施高量秸秆下土壤无机氮量并没有增加.可见,适量施用有机物料对提高土壤氮素有效性、提高作物产量及保护环境具有重要意义.     

氮、磷添加对半干旱沙质草地植被养分动态的影响

通过对科尔沁半干旱沙质草地进行田间施肥试验,测定植被组成中黄蒿和白草在生长季内(7~10月)的养分动态变化,并结合N∶P化学计量学的原理和方法,研究了半干旱沙质草地的养分限制状况。结果表明,N、P添加下黄蒿和白草地上部分N、P养分浓度都具有明显的季节动态变化。其中,黄蒿和白草地上部分N浓度随时间呈递减的趋势,且它们随时间的递减规律分别可用线性函数Y=a bX以及幂函数Y=aXb模拟表示,函数中系数b的绝对值可以反映不同养分状况下植株的生长速率;对P浓度来说,黄蒿和白草地上部分P浓度与时间的关系可以用二次函数Y=aX2 bX c模拟。比较试验条件下植株体内N、P浓度的变化可知,在科尔沁半干旱沙质草地,N素是黄蒿和白草生长的主要养分限制因子,N肥添加下黄蒿和白草地上部分N浓度以及N∶P都显著的增加;P肥添加促进了白草对N素和P素的吸收,使地上部分N、P浓度增加,而对黄蒿没有显著的影响。     

西南喀斯特区坡耕地秸秆覆盖对土壤生态化学计量特征及产量的影响

土壤养分亏缺是限制作物生长的关键因素,同时也是制约作物产量的重要影响因子。为提高西南喀斯特区坡耕地土壤肥力和作物产量,于2018—2019年连续两年在贵州省黔西县开展了野外原位径流小区观测试验。通过该试验探讨不同秸秆覆盖率下土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其生态化学计量特征,揭示不同秸秆覆盖率下土壤养分状况及土壤改良效果。共设6个秸秆覆盖梯度,玉米单作+秸秆覆盖(SM₀—SM₅,0,1111、2222、3889、5556,6944 kg/hm~2),其中SM₀为对照组(CK)。结果表明：(1)秸秆覆盖不同程度增加了土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)及全磷(TP)含量,总体上随覆盖量的增加而增加,尤其是覆盖量较多的情况下(SM₄,SM₅),均显著高于对照(P<0.05),但两者之间差异不显著(P> 0.05),而全钾(TK)则随着覆盖量的增加而减少。(2)在高秸秆覆盖条件下(SM₄,SM₅),除了N∶P外,两...     

短期秸秆颗粒还田对小麦-玉米系统作物产量与土壤呼吸的影响

秸秆直接还田易造成土秸混合度差、秸秆腐解慢和幼苗群体质量差等问题,不利于作物稳产和增产.秸秆颗粒具有还田性能好、还田质量高的优点,但还田后对作物生长和土壤碳排放特征的影响仍不清楚.通过田间微区试验,以秸秆不还田和常规粉碎还田为对照,分析了秸秆颗粒还田对冬小麦和夏玉米籽粒产量、还田一年内土壤呼吸速率和土壤碳排放效率的影响,为改进秸秆还田方式提供理论依据.结果表明: 秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦和夏玉米籽粒产量,其周年作物产量较秸秆不还田和常规粉碎还田分别显著提高14.0%和5.8%.秸秆颗粒还田促进土壤碳排放,其小麦生长季和玉米生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量显著高于秸秆不还田.与常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田显著提高了冬小麦生长季土壤呼吸速率和碳累积排放量15.2%和8.9%,但夏玉米生长季两者无显著差异.此外,秸秆颗粒还田降低了土壤呼吸温度敏感指数(Q₁₀),提高了土壤碳排放效率.与秸秆不还田和常规粉碎还田相比,秸秆颗粒还田土壤呼吸敏感指数显著降低22.6%和10.1%,周年土壤碳排放效率提高2.3%和1.9%.可见,秸秆颗粒还田短期内显著促进土壤碳排放,但由于较高的作物产量,其碳排放效率能维持在较高水平.在黄淮海粮食主产区,秸秆颗粒还田可以作为一种新型的秸秆还田方式,但其土壤碳排放的长期效应仍需进一步研究.     

秸秆和地膜覆盖对渭北旱作玉米农田土壤氮组分与产量的影响

基于田间定位试验,研究了秸秆和地膜覆盖措施对旱作春玉米田土壤氮组分和作物产量的影响。试验包括无覆盖对照,秸秆覆盖和地膜覆盖3个处理,观测指标包括土壤全氮(STN)、颗粒有机氮(PON)、潜在可矿化氮(PNM)、微生物量氮(MBN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)含量及作物产量。结果表明:试验进行5到7年后,与对照相比,秸秆覆盖处理0—10 cm土层STN、PON、PNM、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了13.11%、64.29%、17.51%、16.94%和55.37%,10—20 cm土层STN、PON、MBN和NO_3~--N含量3年平均分别提高了5.93%、33.33%、15.78%和27.57%(P0.05)。而地膜覆盖处理0—10 cm和10—20 cm土层NO_3~--N的含量较对照分别提高了189.14%和135.75%(P0.05),其他氮组分与对照处理差异不显著。秸秆和地膜覆盖处理玉米产量较对照处理3年平均分别提高了6.90%和36.74%(P0.05)。玉米产量与0—20 cm土层NO_3~--N含量和NO_3~--N/STN值呈显著正相关关系。总的来看,秸秆覆盖能显著增加旱地土壤全氮和活性有机氮含量,促进氮素固定,但需注意作物生长后期补充氮肥以满足作物生长需要。而地膜覆盖能显著提高土壤氮素有效性和作物产量,但不利于土壤有机氮的固定,且表层土壤存在潜在氮淋失风险。     

活性X—3B红染料的生物富集因子及在作物体内的分配

有机染料已成为中国地表环境中重要的一大类有机污染物,采用水培和土壤两种微宇宙生态试验方法,对活性X－3B红染料的生物富集因子（BCF）及在作物体内的分配进行了研究,结果表明,在试验浓度范围内,该化合物BCF为252．1－409．4,根据这一数值和有关评判依据,可知一般生物体对该有机染料具有中等水平的富集能力,各试验作物地下部分对活性X－3B红染料的积累比地上部分至少超出10倍,尤其以根部作为食物的萝卡更为明显,从土壤－作物系统的完整性进行了比较和以地上籽实为粮食的作物来看,各作物及其不同部位对活性X－3B红染料的积累浓度大致为大豆（棕壤）＞小麦（褐土）＞水稻（水稻土）,根＞＞茎秆＞叶＞籽实（不含壳）;而从这些作物在其籽实中积累活性X－3B红染料来看,以累积量为最低的水稻籽实中的最大浓度也可达到23．33μg.kg^-1,可见,该有机染料对环境污染的生态风险不容忽视。     

活性X-3B红染料的生物富集因子及在作物体内的分配

有机染料已成为中国地表环境中重要的一大类有机污染物.采用水培和土培两种微宇宙生态试验方法,对活性X-3B红染料的生物富集因子(BCF)及在作物体内的分配进行了研究.结果表明,在试验浓度范围内,该化合物BCF为252.1～409.4根据这一数值和有关评判依据,可知一般生物体对该有机染料具有中等水平的富集能力,各试验作物地下部分对活性X-3B红染料的积累比地上部分至少超出10倍,尤其以根部作为食物的萝卜更为明显从土壤-作物系统的完整性进行比较和以地上籽实为粮食的作物来看,各作物及其不同部位对活性X-3B红染料的积累浓度大致为大豆(棕壤)＞小麦(褐土)＞水稻(水稻土),根>茎秆＞叶＞籽实(不含壳);而从这些作物在其籽实中积累活性X-3B红染料来看,以累积量为最低的水稻籽实中的最大浓度也可达到23.33μg·lg^-1.可见,该有机染料对环境污染的生态风险不容忽视.     

长期秸秆黑炭施加对石灰性潮土肥力、固碳及氨挥发的影响

通过5年10季的小麦/谷子轮作盆栽试验,持续观测了每季0、2.25和22.5 t·hm^-2黑炭施用下作物生长和土壤性质变化及氨挥发数量.结果表明:相同NPK肥施用下,与不施黑炭处理相比,黑炭处理能促进作物生长,提高土壤养分供应.22.5 t·hm^-2黑炭处理下5年作物累积籽粒和秸秆产量分别增加24.1%和74.1%;相应地上部N、P和K累计吸收量分别增加93.5%、71.2%和46.3%;轮作结束后土壤有效P、K含量及阳离子交换量分别提高262%、274%和58.3%,有机碳提高843%,C/N增至25,容重降低46.6%,土壤pH值则无明显变化.2.25和22.5 t·hm^-2黑炭处理的黑炭表观分解率为每年3.5%~5.7%.高量黑炭施用可导致氨挥发数量增加,22.5 t·hm^-2黑炭处理下10季氨挥发总量增加102%.     

各种改性剂对重金属迁移,积累影响的研究

采用盆栽实验．研究了在不同改性措施条件下,Ｃｄ、Ｐｈ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ多元素复合污染物对水稻、大豆生长的影响及重金属在土壤－作物系统中迁移、积累的特性．结果表明,作物根系中的离子冲量越大,对作物危害越重．酸处理对作物生长影响较大,而腐殖酸和石灰处理有利于作物的生长．改性剂对重金属迁移能力影响大小依次为酸＞腐殖酸＞石灰．作物的不同部位对重金属吸收的顺序为根＞茎叶＞籽实．重金属在土壤－作物系统中的迁移能力为Ｃｄ＞Ｚｎ＞Ｃｕ＞Ａｓ＞Ｐｂ．     

不同浓度海水胁迫对菊芋幼苗生长发育及磷吸收的影响

种植抗盐耐海水植物是合理利用和开发海涂资源的有效措施之一。本试验通过不同浓度海水处理研究菊芋幼苗生长发育及对³²P吸收利用差异和离子吸收分布的情况。结果表明:在不同浓度海水浇灌下,菊芋地上部、地下部、总鲜重及干物质重从CK到50%海水浓度没有明显变化,在75%海水胁迫下显著下降,干物质百分比则为75%海水浇灌的最高;在中等P水平下,地上部在25%海水处理下对³²P吸收率最高;随海水浓度增高菊芋幼苗地上部单位干重积累的Na⁺和Cl^-依次增大;而K⁺与Na⁺积累情况不同,K⁺在25%海水胁迫下地上部单位干重积累的最多,其次是50%,CK和75%海水胁迫差不多;地下部单位干重积累的Na⁺、Cl^-和K⁺情况与地上部单位干重积累的各离子趋势相似。     

大豆柑桔间作系统中磷的分配和迁移规律研究

用微区试验和^32P同位素示踪技术,比较研究了大豆、柑桔间作和单作条件下,P在大豆和柑桔体中的分配、转移及其在土壤中的迁移规律．结果表明,间作大豆的吸P量和各部位累积P量显著地低于单作大豆;^32P肥料浅施,间作大豆吸收的^32P量显著低于单作大豆;^32P肥料深施,间作大豆吸收的^32P量显著高于单作大豆,但间作不影响P和^32P在各部位的转移和分配．间作柑桔吸收的^32P量显著低于单作柑桔．柑桔新吸收的^32P可快速向地上部分输送,并优先供应生长活跃部位．间作不影响^32P在柑桔各部位的转移和分配．但是P肥深施使柑桔吸收的^32P向地上部分和生长活跃部位的转移速率减慢．间作使土壤中P的生物移动性增强,可促进土壤深层P向土壤浅层迁移．试验结果表明,大豆柑桔间作磷肥的施用深度以保持在20cm以内为佳．     

施肥对土壤潜在养分(磷和钾)和作物产量的影响

通过 5年的田间定位试验 ,研究辽河平原土壤磷钾的自然释放速度和不同施肥制度下的肥料效应以及建立宏大养分库的过程。结果表明 ,N、P肥在下辽河平原对玉米具有极好的增产作用 ,但K肥对玉米暂时不表现增产效果 ;对大豆而言 ,P、K肥效果均很明显。不同施肥处理作物吸收养分之间的差异与产量之间的差异相似 ,但其幅度不同 ,前者明显大于后者 ,表明籽实产量的增长与养分消耗不是等比例的。豆茬土壤的供P状况要优于玉米茬 ;随着施肥年限的延长 ,残留肥料P、K进入速效养分库的量减少 ,不同元素其表现也不同。     

不同作物秸秆还田对设施黄瓜生长及光合特性的影响

以黄瓜品种‘津优4号’和经过1年腐熟的花生秸秆、玉米秸秆和稻壳为试验材料,研究不同作物秸秆还田对黄瓜生长、营养吸收及光合特性的影响。结果显示:（1）与对照相比,不同作物秸秆还田不仅显著增加了黄瓜植株的根系活力和叶片硝酸还原酶活性,而且提高了黄瓜叶片的叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率（F^v/F^m）和实际光化学效率（Ф^PSⅡ）及光合速率,使得黄瓜叶片对光能的利用效率增加,净光合速率显著增强。（2）不同秸秆还田还促进了黄瓜的株高、茎粗、地上部和根系的干鲜重增加,显著提高了黄瓜产量。（3）玉米秸秆还田效果最好,其黄瓜产量（5 765.74 g·m^-2）较对照显著提高了43.8%,其次为花生秸秆还田,稻壳还田效果稍差。研究表明,秸秆还田促进了黄瓜植株根系吸收能力,显著增强了叶片的氮代谢、光能利用效率、净光合速率,从而促进了黄瓜植株的生长发育,提高了产量,并以玉米秸秆还田效果最佳。     

施磷对土壤速效磷含量及径流磷组成的影响

在水稻生长季节设置不同施磷水平 (0、30、70、15 0、30 0 kg P/hm2 )田间小区试验 ,研究施磷对环境及水稻产量的影响。结果表明 ,施磷量与土壤速效磷含量、土表径流磷含量均呈极显著正相关 ,随施磷量提高 ,表层土壤速效磷含量明显增加 ,径流磷含量也随之增加。早期径流液中的磷以颗粒磷为主 ,而后期可溶性磷的比例加大。一般施磷水平下径流液的可溶性磷中有机磷占的比例较大 ,而大施磷量时无机磷占的比例较大。虽然通过径流损失的磷占总施磷量的 0 .2 %以下 ,但径流液中可溶性磷的浓度和总磷浓度均已超过水体富营养化磷浓度的临界值 ,意味着长期的田间排水存在诱发附近水体富营养化的可能     

不同保护性耕作措施对旱作农田土壤水分的影响

研究了黄土高原西部旱农区传统耕作措施和五种保护性耕作措施对土壤水分垂直分布、动态变化、作物耗水量、水分利用效率及作物产量的影响。结果表明,不同保护性耕作措施对表层0~10cm土壤水分含量影响较大,免耕秸秆覆盖(NTS)在作物播种期可以显著增加播种期表层土壤含水量。0~200cm土壤剖面贮水量年变化分春夏作物旺盛生长失墒期(5月中旬~7月中旬)、夏秋雨季增墒期(7月中旬~10月下旬)和冬春稳墒期(11月~翌年5月上旬)3个阶段。尽管不同保护性耕作措施对0~200cm剖面贮水量影响不大,但作物耗水量却存在显著差异。免耕秸秆覆盖在增加作物耗水量的同时也提高了作物产量以及水分利用效率。地膜覆盖在有些年份也有利于降水的高效利用和作物产量的提高,但与秸秆覆盖相比不利于土壤肥力的持续提高。而且,如果种植小麦,出苗前若一次性降水较多时地膜覆盖将造成严重板结,影响出苗,进而降低产量和水分利用效率。因此,在黄土高原西部旱农区实施免耕 秸秆覆盖的保护性耕作措施,既有利于作物对有限降水的高效利用,提高作物产量,也可以促进农业可持续发展。     

秸秆饲料化技术综述

秸秆是玉米、小麦、水稻、小杂粮等农作物收获籽实后所剩余的茎叶等富含纤维成分较高的残留物。在实际生产中,秸秆很少被浪费,一般被综合利用。在过去农村实际生产中,秸秆一般被晒干利用。一般用作燃料或者进行篓、席、小饰品的生产。在现代农业的发展趋势下,随着农业技术的革新,秸秆的利用已经呈现出多元化、科技化的趋势。秸秆的含义也发生了变化,马铃薯、中草药、番茄、油料类、薯类以及蔬菜瓜果、甘蔗等作物茎叶及副产品等菜蔬作物采收后的剩余茎叶也属于秸秆范围。秸秆的资源丰富,加以合理利用具有极广阔的前景。