限制红壤旱地芝麻产量提高的关键土壤肥力因子探究

本研究在第四纪红黏土发育的红壤上,种植10个芝麻品种(赣芝5号、赣芝9号、青麻、金黄麻、武宁黑芝麻、玉山黑芝麻、豫芝11号、丰城白芝麻、中芝13号和樟树褐芝麻),研究不同生育期土壤化学性质和土壤酶活性的动态变化及其与芝麻产量的关系。结果表明,随着芝麻生育进程的推进,土壤pH、有效磷、有效锌、纤维素酶和脲酶活性呈升高趋势。与苗期相比,各指标花期分别升高4.1%、19.4%、15.4%、11.1%、21.4%,成熟期分别升高3.3%、12.9%、13.0%、70.4%、11.3%。有机质、全氮、速效氮含量和蛋白酶活性呈降低趋势,花期分别降低8.2%、1.7%、30.3%、17.1%,成熟期分别降低9.0%、5.8%、33.2%和30.3%。速效钾含量和酸性磷酸酶活性呈先升高后降低趋势,花期分别升高23.3%、10.7%,成熟期分别降低20.6%、3.5%。有效硼含量、蔗糖酶活性呈“V”型变化,花期有效硼含量降低41.4%,成熟期升高7.3%;花期蔗糖酶活性降低25.8%,而成熟期与苗期无差异。与苗期相比,β-葡萄糖苷酶活性在花期未产生显著差异,但成熟期却降低了33.5%。土壤有效锌、速效钾、有效硼、速效氮和有效磷含量、纤维素酶和蔗糖酶活性在芝麻生育期间和品种间变化较大,而土壤全氮、有机质、pH值、β-葡萄糖苷酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和脲酶活性在芝麻生育期间和品种间则相对稳定。苗期土壤速效氮含量和蛋白酶活性,花期土壤有效硼含量和纤维素酶活性,以及成熟期土壤pH值与芝麻产量呈显著正相关关系。因此,注重芝麻基肥的氮肥投入,花期喷施硼肥,同时施用石灰等碱性物质或其他措施阻控土壤酸化是红壤旱地芝麻产量提高的关键。

摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响

为明确摘叶对不同株型木薯品种源、库器官特征的影响,以紧凑型品种‘华南205’‘、桂热4号’和伞型品种‘华南12号’、‘华南15号’为试验材料,设计4个摘叶处理和不摘叶处理,研究木薯植株形态、干物质生产、氮素积累量和叶片营养物质的差异。结果表明,随着源叶数的减少,单株块根产量、成熟期植株的干物质量和氮素积累量随之降低。植株保留的源叶数越少,摘叶比越大,库/源比越小,株高变矮,茎秆和薯粗变细,薯长变短。随着源叶数的增多,叶片可溶性总糖含量随之呈增加的趋势,叶片蔗糖和总淀粉含量随之呈先增后降的趋势。随着摘叶时间的递进,叶片可溶性总糖和总淀粉含量随之增加,而蔗糖含量随之下降。紧凑型品种叶片可溶性总糖、蔗糖和总淀粉含量均高于伞型品种。研究发现,木薯植株保留的源叶数过少,摘叶比大,植株干物质量和氮素积累量降低,植株和块根的生长受限,块根产量下降。研究以期为高纬度区域木薯高产栽培提供理论支撑。

基于临界氮浓度的水稻氮素营养诊断研究

【目的】依据水稻品种的氮素营养特征计算其氮营养指数(NNI)和氮素亏缺(N_(and))值,可实现作物氮素状况的精确定量调控。本研究比较了杂交稻和常规稻在不同氮水平下的NNI和N_(and)值,为该诊断方法的精准使用提供依据。【方法】本研究选用超级杂交稻(Y两优一号、超优千号)和常规稻(粤农丝苗、金农丝苗)为对象进行田间试验。设施氮水平0、40、80、120、160、200、240 kg/hm^2(分别以N0、N40、N80、N120、N160、N200、N240表示),分析测定了水稻移栽后15、30、45、60、75天和成熟期地上部干物质量及其氮浓度,构建临界氮浓度变化曲线,利用该曲线计算了不同品种在不同时期的临界氮浓度、氮营养指数和氮亏缺值。【结果】杂交稻地上部干物重在N0、N40、N80、N120、N160处理间差异显著,N200、N240处理间差异不显著,但显著高于其他处理;常规稻地上部干物质重在N0、N40、N80、N120处理间差异显著,N160、N200、N240处理间差异不显著,但显著高于N0、N40、N80、N120处理。水稻植株氮浓度均随着施氮水平的提高而增加,但随生育期的延长和地上部干物重的增加,水稻植株氮浓度均呈下降趋势。根据地上部干物质重与其氮浓度变化关系构建水稻临界氮浓度(N_c)变化曲线,杂交稻为Nc=3.36DM^(–0.31)(R^2=0.91),常规稻为N_c=2.96DM–^(0.25)(R^2=0.86)。基于临界氮浓度曲线,计算不同水稻品种的NNI和N_(and),其中杂交稻和常规稻NNI变化范围分别为0.73~1.05和0.78~1.11,N_(and)变化范围分别为–9.8~117.8 kg/hm^2和–25.4~90.3 kg/hm^2。【结论】常规稻品种临界氮浓度高于相同生育期的杂交稻品种,但杂交稻的干物质量生产能力大于常规稻。在本试验条件下,依据N_(and)计算结果,杂交稻临界氮浓度下的氮素积累量大于常规稻,其中杂交稻和常规稻适宜施氮量分别为200kg/hm^2左右和160~200 kg/hm^2。

生物炭对双季稻生长与土壤理化性质的影响及其后效

为探究南方双季稻田施用生物炭的后效,对比分析了当年新施用生物炭(施用量分别为0、20和40 t·hm^(-2),以B0、B_(20)、B_(40)表示)和前2年施用生物炭(施用量与B_(20)、B_(40)相同,分别以Y_(2)B_(20)、Y_(2)B_(40)表示)分别对双季稻生长与土壤理化性质的影响,以期为生物炭的合理施用提供理论和科学依据。结果表明,生物炭及其后效均能够显著提高土壤p H、有机碳和速效钾含量,其中新施生物炭效应增幅均高于生物炭后效。与B0相比,新施生物炭能够显著提高早、晚稻产量与地上部生物量,B_(20)和B_(40)早稻产量分别显著提高6.9%、12.6%,晚稻产量分别显著提高9.4%、8.3%;Y_(2)B_(20)、Y_(2)B_(40)早稻产量相较于B0分别显著下降3.4%、4.6%,对晚稻产量无显著影响。新施生物炭处理中,早稻和晚稻茎、叶中氮素与磷素含量均显著降低,而钾素含量随着生物炭施用量的增加呈显著上升趋势。前2年施用生物炭处理对早、晚稻氮素与磷素吸收量均无显著影响,仅Y_(2)B_(40)显著提高了晚稻钾素吸收量。新施生物炭处理氮、磷、钾吸收量随着生物炭施用量增加均呈上升趋势。与B0相比,B_(40)晚稻氮素吸收量显著增加9.9%,B_(20)和B_(40)早稻磷素吸收量分别显著增加9.9%、9.1%,B_(40)晚稻磷素吸收量显著增加9.1%;B_(20)、B_(40)早稻钾素吸收量分别显著提高22.8%、39.9%,晚稻分别显著提高9.9%、19.5%。综上所述,施用秸秆生物炭对双季稻产量、地上部生物量、养分吸收量与土壤理化性质的影响存在后效作用,但是其后效较短,应考虑适当补施生物炭。

江西木薯粮饲化发展的优势条件及其对策

阐述了木薯粮饲化发展对于我国粮饲安全的重要性,从气候条件、土地资源、种植习惯、饮食文化、研究基础、粮食安全和畜牧规模等方面分析了江西木薯粮饲化发展的优势条件,提出了促进其发展的对策,并对今后发展情况进行了展望。

不同木薯品种留叶数处理的叶绿素荧光和产量差异

以紧凑型品种SC205、GR4和伞型品种SC12、SC15为试验材料,设计9、36、63、90片留叶数和不摘叶等5个处理,研究不同品种和不同留叶数处理的叶绿素荧光和鲜薯产量差异,以期明确不同生育时期和留叶数的功能叶叶绿素荧光差异以及叶片数对产量的影响。结果表明:随着留叶数的增加,鲜薯产量增加,薯数、茎叶鲜重和收获指数呈先增后降的趋势。9、36、63、90片留叶数和不摘叶处理的平均单株产量分别为0.94、2.22、2.65、2.91、3.35 kg。紧凑型品种的最大荧光产量(F_(m))和最大量子产量(F_(v)/F_(m))大于伞型品种,紧凑型F_(m)、F_(v)/F_(m)分别为0.885、0.739,伞型分别为0.838、0.707。最小荧光产量(F_(0))小于伞型品种,2种株型品种分别为0.219、0.231。随着摘叶时期的递进,F_(0)、F_(m)、F_(v)/F_(m)、ETR和Y(Ⅱ)下降。随着PAR的增加,ETR逐渐升高,Y(Ⅱ)先急剧下降、再平缓下降。不同株型木薯品种的叶绿素荧光变化趋势一致,而不同留叶数处理的变化规律存在差异。植株留叶数较少时,木薯功能叶的ETR和Y(Ⅱ)略有提高。

有机无机配施下氮肥减施对红壤旱地花生产量及品质的影响

为明确有机无机配施下氮肥减施对红壤旱地花生产量及品质的影响,采用田间随机区组试验,设置单施化肥对照(CK0,N 135 kg·hm^(-2),基施70%,花针期追施30%)、有机无机肥配施(CK1,N 135 kg·hm^(-2),其中有机替代无机氮25%,基施无机氮45%,追施无机氮30%)、有机无机配施下基施化肥减氮15%(B15)、有机无机配施下基施化肥减氮30%(B30)、有机无机配施下基施化肥减氮45%(B45)、有机无机配施下基施化肥减氮15%+追施化肥减氮15%(B15T15)、有机无机配施下追施化肥减氮30%(T30)共7个处理,分析了有机无机肥配施和不同时期氮肥减施比例对红壤旱地花生产量、农艺性状、养分吸收及品质的影响。研究结果表明,与单施化肥(CK0)相比,有机无机肥配施处理(CK1,3895 kg·hm^(-2))增产22.4%,有机无机肥配施下减氮处理增产15.7%~28.0%;有机无机配施条件下,氮肥减施15%(B15)处理的花生产量最高,达到了4073 kg·hm^(-2),较CK1处理增产4.7%,其余减氮处理产量均表现为下降;此外,B15处理不仅增加了花生分枝数、单株饱果数、单株生产力、收获指数、出仁率,还提升了花生茎叶和果仁的氮、磷、钾素养分含量,其花生仁的蛋白质、油酸、亚油酸含量等品质指标也有所提升。在有机无机配施化肥减氮30%条件下,基肥减施氮处理的花生产量、农艺性状和品质要优于追肥减施氮处理。综上所述,红壤旱地上有机无机肥配施和氮肥减施15%可以提升花生产量、农艺性状、养分吸收和品质,以基肥期减施为好。

减氮配施牡蛎壳粉对优质晚籼稻抗倒性能的影响

多数优质晚籼稻品种抗倒伏能力较弱,倒伏问题已成为发展优质晚籼稻生产的关键限制因素。为探究减氮配施牡蛎壳粉调理剂对晚籼稻植株抗倒性能的影响,本试验以泰优871为材料,设置常规施肥(T1,180 kg N·hm^(-2))、减氮施肥(T2,135 kg N·hm^(-2))和减氮配施牡蛎壳粉调理剂(T3,T2基础上增施3 t·hm^(-2)牡蛎壳粉调理剂)3个处理,分别测定茎秆的形态指标、生物力学指标、基部第2节间碳水化合物、茎秆钙积累量及碳代谢相关酶活性、干物质积累、产量及其构成要素。结果表明,与T1处理相比,T2处理单株鲜重、株高、重心高、基部第2节间长度、折断部位至穗顶长、倒伏指数、纤维素酶活性以及有效穗数显著降低,蔗糖合成酶活性显著提高。与T2处理相比,T3处理倒伏指数、重心高、苯丙氨酸解氨酶活性均显著降低,纤维素含量、肉桂酸-4-羟化酶活性、有效穗数及产量显著提高,且T3处理齐穗期干物质、茎鞘物质输出率,齐穗期及成熟期茎秆钙积累量均显著高于T1、T2处理。综上,减氮后配施牡蛎壳粉调理剂不仅能够增加籼稻的产量,还显著提高了籼稻的抗倒伏能力。本研究为实现水稻的高产、稳产、抗倒伏提供了理论依据。

生物炭与氮肥施用对双季稻田温室气体排放的影响

以我国南方双季稻田为研究对象,旨在探究生物炭与氮肥施用对稻田温室气体排放的影响。试验共设置5个处理,分别为不施氮肥不施生物炭(N0B0)、单施40 t/hm~2生物炭(N0B2)、单施氮肥(N1B0)、氮肥配施20 t/hm~2生物炭(N1B1)、氮肥配施40 t/hm~2生物炭(N1B2)。采用静态暗箱-气象色谱法连续监测稻田CH_4与N_2O排放情况,分析生物炭施用对稻田CH_4与N_2O累积排放量、综合温室效应(GWP)、周年水稻产量、温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,在施氮或不施氮条件下,施用生物炭均显著降低稻田CH_4排放量,显著增加N_2O累积排放量。与N1B0处理相比,N1B1与N1B2处理CH_4累积排放量分别下降32.43%和41.0%,N_2O累积排放量分别增加109.93%和106.54%。各处理综合温室效应由大到小依次为N1B0> N0B0> N0B2> N1B1> N1B2。晚稻收获后,土壤pH值、总炭与C/N随生物炭施用量增加呈递增趋势,且N1B2处理较N1B0处理显著增加。综上所述,与单施氮肥和单施生物炭相比,生物炭与氮肥配施更有利于南方双季稻田固碳减排,其中,氮肥配施40 t/hm~2生物炭处理效果最佳。本研究为生物炭运用于缓解稻田温室效应提供了参考。

新品种、新技术实现了芝麻生产全程机械化

国家特色油料产业技术体系首席科学家张海洋研究员带领团队成功选育出适宜联合收获的抗裂萌品种(豫芝ND837),通过新品种、新技术的融合,实现了芝麻生产的全程机械化。