秸秆及其生物炭添加对土壤Olsen-P及磷素组分的影响

【目的】研究和对比秸秆和生物炭添加对土壤磷素及Olsen-P量变化的影响。【方法】以江汉平原典型水稻土为研究对象,进行了室内恒温土培试验。试验设置不同水分模拟旱地和水田两种土地利用方式,分别设置高量生物炭(BC2)、低量生物炭(BC1)、高量秸秆(SC2)、低量秸秆(SC1)和无添加(CK)处理,25℃下恒温培养30 d。利用Hedley磷素形态分级法对各处理土壤进行磷素分级,同时测定土壤Olsen-P量及其他理化指标。【结果】在旱地土壤中,添加生物炭使得土壤Olsen-P量增加了1.78~1.46mg/kg,添加秸秆使得土壤Olsen-P量分别增加了4.46~1.72 mg/kg。在水田土壤中,添加生物炭使得土壤Olsen-P量分别增加了22.42~12.04 mg/kg,添加秸秆使得土壤Olsen-P量分别增加了6.37~4.27 mg/kg。磷素形态分级结果表明各处理土壤中不同磷素组分量差异较大,由高到低依次表现为HCl-P>NaOH-P>NaHCO_(3)-P>H_(2)O-P。综合旱地和水田土壤来看,添加生物炭提高了土壤pH值、总氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)和土壤总有机碳(SOC)量。而添加秸秆提高了土壤总磷(TP)、DOC和SOC量。添加生物炭处理土壤中,Olsen-P量与H_(2)O-P、NaHCO_(3)-P、SOC和NH4+-N量呈极显著正相关。添加秸秆处理土壤Olsen-P量与NaOH-P、HCl-P、TN和NH4+-N量呈显著正相关关系。【结论】可见,生物炭和秸秆还田主要是通过影响土壤pH、TN和SOC量,促进土壤中Olsen-P的积累,同时改变土壤的磷素分级状况,进而提高土壤供磷水平和能力。

不同水热条件下秸秆添加对水稻土磷素有效性的影响

模拟南方水旱轮作种植前期土壤环境,研究不同温度、水分耦合条件下,秸秆添加对水稻土磷素有效性的影响。以江汉平原典型水稻土为研究对象,采用室内模拟试验,主处理为添加秸秆(AS)和不添加秸秆(NS),副处理为不同的土壤温度和水分,即3个水分(W)梯度:40%、70%和100%的土壤饱和持水量,分别记为W40、W70和W100;3个温度(T)梯度:15、25和35℃,分别记为T15、T25和T35,进行连续30 d的室内培养。采用BBP法测定4种生物有效性磷,即土壤水溶态无机磷(H_(2)O-P)、活性磷(NaHCO_(3)-P)和中等活性磷(HCl-P和NaOH-P),同时测定土壤有效磷(Olsen-P)含量、微生物磷(MBP)含量、土壤可溶性有机碳(DOC)和易氧化有机碳(ROC)、土壤游离铁(Fe-d)和无定形铁(Fe-o)等理化指标。结果表明,同一温度和水分条件下,与NS处理相比,AS处理中Olsen-P、MBP、H_(2)O-P和HCl-P含量平均分别增加10.9、21.4、1.2和116.4 mg/kg,增幅分别为97.5%、72.1%、21.9%和32.3%。3个温度梯度处理下(15、25、35℃),AS比NS处理的Olsen-P含量分别平均增加11.7、13.3和7.8 mg/kg,增幅分别为140.0%、164.2%和45.7%。3个水分梯度处理下(40%、70%、100%),AS比NS处理的Olsen-P含量分别平均增加10.6、9.3和12.8 mg/kg,增幅分别为92.6%、96.2%和103.3%。各处理土壤中Olsen-P含量与HCl-P(r=0.29)、DOC(r=0.61)、ROC(r=0.46)和Fe-o(r=0.34)含量呈显著正相关关系,而与NaHCO_(3)-P(r=-0.49)和Fe-d(r=-0.29)含量呈显著负相关关系。由此可见,添加适量秸秆有助于提高土壤Olsen-P含量以及土壤磷素组分中H_(2)O-P和HCl-P含量;适宜的水分和升温有利于提升土壤Olsen-P含量;土壤中有机碳、无定形铁和游离铁含量的升高促进了土壤磷素释放,进而提高了土壤的供磷水平和能力。

我国水稻优势产区生产格局及施肥现状研究

为明确中国水稻优势产区生产格局变化和水稻施肥研究现状,以中国知网、中国农村统计年鉴及2021年国家科学施肥指导意见为信息来源,对我国水稻生产与施肥研究的文献发表情况、类型、项目分布、研究机构、种植面积、产量变化及肥料用量等进行整合分析。结果表明,2011—2021年,我国水稻种植面积除2017年、2019年有所波动外,其余年间均处于动态平衡状态,水稻总产和单产均有不同程度的波动并呈现出稳步增加趋势;长江流域中游地区水稻年种植面积最大、总产量最高;长江流域下游地区水稻平均单产最高,达8142.9 kg/hm^(2)。元分析表明,优化水稻施肥模式、减肥增效及改良栽培技术等仍是国家、社会和学者关注的重点。2013—2021年间,全国有关水稻产量与施肥研究发表的文献每年均保持在700篇以上,2019年达到922篇,整体发文量呈现出缓慢上升后下降的趋势,其中,长江流域中游地区累计发表相关文献最多,占全国发文量的33.0%,已发表的文献类型主要以技术应用型为主。综合2011—2021年水稻产量与施肥研究数据,发现在同一产量水平下,水稻优势产区施肥量与国家推荐的施肥量仍存在一定差异,其中,长江流域下游的钾肥用量和东南沿海地区的磷、钾肥用量均有较大减量潜力,其他水稻主产区部分农户盲目施用氮、磷、钾肥的现象依然存在。因此,各地区仍要根据水稻产量水平结合施肥效应和推荐施肥技术因地制宜、科学合理施用化肥。

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻-冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为0)和根际土壤(标记为1)。基于Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌16S rDNA和真菌ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为30.9%、25.7%和17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为52.0%和6.3%。相比NPK处理,-N、-P和-K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。

中国油菜生产格局与施肥研究现状

为明确中国油菜种植生产格局及油菜施肥现状,以中国知网(CNKI)数据库为信息来源,采用文献计量法分析有关油菜施肥研究的文献发表量、发文机构、发表期刊类型和项目支持情况、油菜施肥研究关注方向和油菜主产区的肥料用量。结果表明,2006—2019年,中国油菜种植面积整体较稳定,油菜总产量有所波动但变幅不大,油菜单产呈直线增加趋势;长江中游地区是冬油菜种植主产区。从发文数量来看,2009—2017年,国内关于油菜施肥的学术研究年发文量均在200篇以上;2018—2020年,发文量有所下降,年均100篇以上。从发文机构和发文类型来看,四大油菜主产区的研究机构均有分布,其中长江中游地区研究机构综合优势更明显;发文类型仍以技术应用为主。整合分析2016—2020年油菜肥料施用量数据,与国家推荐肥料用量相比,四大油菜主产区的施肥用量偏高,仍有降低空间,尤其北方春油菜区磷肥施用过量和长江下游冬油菜区氮肥施用量偏高较为突出。因此,各地区应围绕油菜轻简化生产,推动施肥轻简化,在稳产和减肥条件下提高肥料利用效率和经济效益。

水热耦合对不同土地利用类型土壤磷生物有效性的影响

【目的】研究水分、温度及其耦合效应对不同土地利用类型的土壤磷素组分及土壤有效磷(Olsen-P)量的影响。【方法】采用室内培养试验,以稻田、旱地、菜地和林地4类土地利用类型的土壤为研究对象,设定3个水分(W)梯度:40%、70%和100%的土壤质量含水率,分别记为W40、W70和W100;3个温度(T)梯度:15、25℃和35℃,分别记为T15、T25和T35,进行连续15 d的水分和温度二因素培养试验。根据土壤磷生物有效性的分级方法(Biologically-based P,BBP)对各处理土壤进行磷的分级和测定。【结果】同一温度和水分条件下,稻田、旱地、菜地和林地的土壤生物有效性磷量及Olsen-P量从高到低依次为林地>菜地>旱地>稻田。温度恒定时,土壤水分与4类土壤中HCl-P、Citrate-P、Enzyme-P和Olsen-P量呈极显著正相关。土壤水分恒定时,温度与4类土壤中HCl-P量和Olsen-P量呈极显著正相关,与Citrate-P量呈显著负相关,而与Enzyme-P量无明显相关性,但Enzyme-P量在35℃达到最高值。稻田、旱地、菜地和林地土壤中Olsen-P量与HCl-P量和Enzyme-P量呈正相关,与Citrate-P量和CaCl;-P量呈负相关。【结论】增加土壤含水率可提高各类土壤中HCl-P、Citrate-P、Enzyme-P量和Olsen-P量;增加土壤温度有助于提高HCl-P量和Olsen-P量、降低Citrate-P量。稻田、旱地、菜地和林地土壤中的CaCl_(2)-P量、菜地中的Enzyme-P量受水热交互效应显著。在一定土壤温度和水分范围内,温度和水分在不同类型土壤磷生物有效性组分上具有正向耦合效应,并显著影响土壤的供磷水平和能力。

2017~2020年采暖期沈阳市空气质量变化研究

由于在以往空气质量分析中,经济活动连续性和持续性使得无法准确估算供暖行业对大气质量的直接影响。而2019~2020年供暖期的城市社会经济活动受到抑制,这为科学评估供暖企业排放影响空气质量提供了机会。为此,对比分析了2017~2020年沈阳市冬季供暖期间的气象因子、空气质量指数和主要污染物浓度指标,明确了供暖行业、社会生产和交通运输对空气质量污染物排放量的贡献。结果表明:2019~2020年集中供暖期沈阳市大气环境质量比往年有明显改善,且空气质量主要受地面污染物总排放量的调控,与气象因子无显著相关性。供暖企业污染物排放量占冬季大气环境污染物总排放量的60%~80%,且与供热面积正相关;而社会生产和交通运输对空气污染物总量的贡献占比20%~40%。因此,集中供暖污染物排放仍是沈阳市冬季空气污染物的主要来源,提出了从供暖行业视角进行节能减排仍是提高和改善冬季空气质量的重要措施和手段。

长期施用磷肥对稻-油轮作土壤磷组分及微生物多样性的影响

采用田间定位试验(始于2011年)研究施用磷肥对稻-油轮作土壤磷组分及微生物多样性的影响。试验设置NK(-P)和NPK(+P)2个处理,按0~10、10~20、20~30和30~40 cm土层进行采样和分析。各土层有效磷、全磷和有机磷含量按常规方法测定;土壤无机磷组分采用化学连续提取法测定,并利用Illumina-MiSeqPE 250平台进行表层土壤(0~10 cm)微生物高通量测序。结果显示:与对照(-P处理)相比,长期施用磷肥(+P处理)能显著增加各土层总磷、无机磷和有效磷含量,而有机磷含量处理间差异不明显。从土层有效磷含量来看,施用磷肥可显著增加0~10 cm和10~20 cm两个土层磷含量;对于20~30 cm和30~40 cm土层的影响效果不显著。与对照相比,长期施用磷肥会降低细菌和真菌菌群的Alpha多样性,菌群群落结构发生明显改变。在细菌门水平上,绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门为优势菌门,磷肥施用后表层土壤绿弯菌门和酸杆菌门相对丰度增加,而变形菌门相对丰度降低。在真菌门水平上,担子菌门和子囊菌门为优势菌门,磷肥施用后表层土壤子囊菌门相对丰度降低,而担子菌门相对丰度增加。与对照相比,磷肥施用虽然引起耕层土壤中细菌和真菌数量在各分类单元显著降低,但从属分类水平来看,优势菌群的相对丰度也随之降低。冗余分析结果表明铝磷、铁磷含量与表层土壤优势细菌和真菌的丰度密切相关。可见,长期磷素亏缺会诱导微生物数量增加以活化土壤养分,而充足的磷肥供应则能够满足作物养分需求,维持土壤微生物群落动态平衡。因此,有必要就整个轮作系统磷肥施用进行优化,促进土壤磷素活化和释放,从而减少磷肥用量,提高其吸收利用率。

无人机在江汉平原冬油菜生产中的应用现状及展望

油菜无人机飞播技术是一种随着无人机产业蓬勃发展而兴起的播种技术,它以农用无人机为作业平台完成油菜籽播种任务,具有省时、省工、成本低、效率高和智能化的特点,同时具备田间信息获取、完成追肥和打药任务等功能,能够与其他智能装备互联互通,真正实现农业现代化生产。江汉平原作为湖北省冬油菜主产区,无人机已广泛应用在其冬油菜生产中,参与播种、施肥和喷药等多个环节,有力推动了冬油菜精简化生产。通过对江汉平原主要农资服务公司、无人机销售服务公司、农民合作社和种田大户的实地调研,总结当前无人机在江汉平原冬油菜生产中的应用现状(油菜籽飞播、肥料飞施、植保飞防),分析存在障碍物干扰、插花田的干扰、天气因素干扰、飞播配料选择的干扰等问题,并提出“改进电池材料,提高蓄电能力;采用新型复合材料,降低机身重量的同时增强机壳硬度,以增加载荷量和续航能力,提高单次作业效率;针对不同冬油菜生产区域的气候和种植模式差异,配套不同的操作规程”等展望。

再生稻栽培中氮素养分管理研究进展

近年来,再生稻因其省工、节肥和品质优在长江流域迅速发展,不仅能提高稻田复种指数、增加粮食产量,还能促进农民增产增收。科学施肥是保证再生稻产量和品质的重要措施,尤其是氮肥施用。从再生稻氮肥施用效应、再生稻氮肥用量与施用方式、再生稻对氮肥的吸收利用等方面综述国内外再生稻氮肥施用研究进展,并根据再生稻生长和养分需求规律提出肥料施用要与农机、农艺相结合,以推动再生稻施肥技术轻简化、高效化。

金花茶树带土球全冠移植与养护要点研究

指出了金花茶(Camellia nitidissima)素有“茶族皇后”和植物界的“大熊猫”美誉,在园林观赏、药用保健和科学研究等方面有较高的价值。根据金花茶的生长习性,提出了带土移植是保障金花茶大树移植成活率的关键环节,也是快速建设园林景观的手段和途径。金花茶幼树移植后要注意遮阴和淋灌水,根据气温状况适当喷淋树冠叶片降低蒸腾作用,从而快速恢复植株原有长势。