有机替代比例对奉节脐橙产量、品质及环境代价的影响

通过主成分分析和综合得分来评判不同比例有机肥替代化肥对柑橘产量和品质的影响,同时探究有机肥替代在减少柑橘生产周期碳排放方面的潜力,为其科学减肥、合理增施有机肥和柑橘增产增效提供理论依据。于2018—2019年在奉节柑橘主产区进行了为期两年的田间试验,设置农户常规施肥(FP)、优化施肥(OPT)、优化施肥+有机替代氮肥20%(OPT+N20)、优化施肥+有机替代氮肥30%(OPT+N30)、优化施肥+有机替代氮肥50%(OPT+N50)5个处理,比较不同处理之间对脐橙果实产量、品质及橘园土壤肥力和环境代价的影响。结果表明,(1)与FP相比,优化施肥和有机无机配施处理能够提高脐橙产量和改善果实品质,2018年各处理间在产量上没有显著差异,2019年OPT较FP产量显著提高22.3%,OPT+N20、OPT+N30、OPT+N50产量较FP分别增产27.3%、28.3%、34.1%,同时有机无机配施较FP能够显著降低果实可滴定酸含量,提高果实可食率、可溶性固形物含量和固酸比,还可以改善果皮亮度和色泽。(2)有机无机配施较FP可明显提高土壤pH,增加土壤有效养分,维持土壤养分平衡。(3)优化施肥和有机无机配施较FP可显著降低温室气体排放强度和提高经济效益,有机无机配施处理碳足迹较FP分别提高44.20%、48.10%和59.23%,产投比分别提高63.64%、51.82%和39.70%。(4)通过对脐橙产量、果实品质等因素综合分析,各处理得分从大到小排序为OPT+N30>OPT+N50>OPT+N20>OPT>FP,即各有机无机配施的肥效响应优于FP处理,其中优化施肥配合有机肥替代氮肥30%时对果实品质提升效果最优,化肥投入的减少和有机肥的施用能够显著减少脐橙在生产生命周期中碳排放的同时提高经济效益。因此,在优化施肥的基础上配施有机肥可以提高脐橙产量、品质,减少果园碳排放。

不同土壤调理剂对柑橘园土壤及柑橘产量和品质的影响

土壤酸化是制约农作物高产稳产的重要因素,严重影响我国农业的可持续发展。通过在柑橘酸性土壤上追施不同土壤调理剂的田间比较试验,研究了夏氏蓝得、天脊、万植、两广、坤益键土壤调理剂和万植生物有机肥对土壤的理化性质和柑橘产量品质的影响,评价不同土壤调理剂的施用效果。结果表明:调理剂对土壤pH的提高效果为从高到低依次为万植、夏氏蓝得、坤益键、两广(万植有机肥)、天脊;施用土壤调理剂可以改善土壤理化性状、减轻土壤有害物质的毒害,从而达到提高柑橘的产量品质和增加经济效益的目的。

流域尺度种养系统养分管理研究的意义与重点——以长江流域为例

“农牧分离”加剧了种养系统的养分资源浪费和环境污染风险,而种养一体化是促进养分循环和减少养分损失的重要途径。开展流域尺度种养系统养分管理研究可以将田块尺度的农牧业生产技术上升到流域尺度,提高种养系统养分利用效率;在生产优化的基础上,还可以以流域环境阈值为卡口,进一步实现养分环境减排;在流域实行养分管理研究是种养系统大面积协同实现养分高效和环境减排的关键,也可为农业绿色发展提供支撑。本文以长江流域为例,综述了流域尺度种养一体化养分管理研究对农业绿色发展的重要意义、种养一体化养分管理的技术和模式以及基于种养系统资源环境代价的空间优化,并提出未来流域尺度种养一体化养分管理和研究的重点。研究表明:长江流域已有一系列种养一体化养分管理技术,“自下而上”地大面积推广应用,可以实现增产增效,减少养分环境排放。但部分地区种养系统养分承载力与环境排放量过高,仅通过技术改进仍无法将养分损失控制在环境阈值以内,还需“自上而下”地对流域种养产业进行优化布局。未来,流域尺度种养系统养分管理研究应包括:1)流域尺度种养系统养分流动与环境排放特征及其影响因素;2)流域尺度养分环境排放脆弱区划分;3)基于脆弱区的流域种养系统养分分区调控策略与评价研究。

有机土壤调理剂对酸化柑橘园土壤改良及提质增效研究

酸性土壤广泛存在于我国柑橘主产区,往往伴随土壤结构差、肥力低、供肥弱等障碍,是限制我国柑橘产区减肥增效、增产提质和绿色发展的重要因素之一。与传统土壤调理剂相比,施用有机来源的土壤调理剂有望协同实现土壤降酸培肥,促进树体养分吸收,增加柑橘产量和提高果实品质,但不同调理剂的效果可能存在差异。因此,通过连续两年的田间试验,评估了有机肥(T1)、生物炭(T2)、贝壳粉(T3)、复合调理剂(有机肥+生物炭+贝壳粉,T4)共4种有机来源土壤调理剂对酸性柑橘园土壤理化性质、营养春梢养分含量、果实产量与品质的影响。结果表明,与不施用土壤调理剂(对照,CK)相比,连续两年施用酸性土壤调理剂处理(T1~T4)的土壤pH平均增加0.44个单位,土壤酸度显著降低;同时,T1~T4处理的土壤紧实度显著降低,而土壤碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量显著增加。施用调理剂处理提高了叶片SPAD值和叶片氮、磷、钾含量,其中施用复合调理剂处理最为显著。与CK相比,施用土壤改良剂处理(T1~T4)两年平均增产幅度为8.8%~16.7%,施用复合调理剂处理的经济效益最佳。与CK相比,施用土壤改良剂(T1~T4)果实固形物增加了0.85~2.45个单位,同时显著增加了单果重、固酸比和糖酸比,果实综合品质显著提升。综合而言,复合调理剂处理在土壤酸化改良、地力提升,促进柑橘树体养分吸收,增产提质增效等方面的效果最为突出,可为我国酸性土壤柑橘园改良提供理论依据和技术支撑。

不同钾镁比对缺镁土壤上两种柑橘砧木生长和养分吸收的影响

土壤缺镁日益成为制约我国柑橘生产的重要因素,土壤中过量的钾可通过钾镁拮抗作用进一步降低根系镁素吸收和转运,进而导致柑橘地上部镁素不足而影响生长。为此,在盆栽模拟条件下设置了高钾(300 mg·kg^(-1))、适宜钾(150 mg·kg^(-1))2个施钾水平及5个施肥钾镁比(K/Mg,4∶0,4∶1,4∶2,4∶3,4∶4),并研究了两种典型柑橘砧木——香橙(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)和枳[Poncirus trifoliata(L.)Raf.]在上述条件下的生长及养分吸收差异,为明确适宜的土壤K/Mg和平衡施肥提供依据。与适宜钾处理相比,高钾处理的香橙、枳株高分别降低7.7和11.7 cm,地上部和根系生物量及钾、镁累积量均显著降低。当施肥K/Mg从4∶0减少到4∶4,土壤交换性镁含量从61增加至166 mg·kg^(-1),叶片镁含量从1.09增加至4.14 g·kg^(-1),生物量先增加后减少。回归方程表明,施肥的K/Mg介于4∶1~4∶2时,两种砧木的生物量和各部位干重最大。镁过量导致土壤K/Mg和地上部K/Mg降低,进而抑制柑橘砧木的生长。高钾和适宜钾处理下,枳根中镁含量/地上部镁含量均显著低于香橙。在酸性缺镁土壤上施用过量钾肥会加剧柑橘缺镁症状,将土壤K/Mg维持在1.5~2.0之间有利于柑橘生长;相比香橙,枳对缺镁的耐受性更强,能把更多的镁转运到地上部。综上,在合理施用钾肥的基础上,注重钾镁平衡施用和选择合适的砧木品种可以缓解柑橘生产中镁缺乏的问题。

采用柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型的调控施氮方法

为实现柑橘氮素管理的定量化,该研究以5年生‘春见’橘橙为试验材料,设置不同对照施氮处理N0、N_(1)、N_(2)、N_(3)(施氮量分别为0、50、100、200 g/株)和调控施氮处理Nr_(1)、Nr_(2)、Nr_(3)(分别根据N_(1)、N_(2)、N_(3)进行调控),在试验开展的第1年利用高光谱技术,分别建立柑橘果实膨大期和转色期的叶片功能性氮含量无损监测模型;第2年利用叶片功能性氮含量无损监测模型与追氮量公式计算调控施氮处理的实际追氮量,比较分析对照施氮和调控施氮对柑橘果实产量、品质及氮肥利用率的影响。结果表明,利用反向传播神经网络构建的叶片功能性氮含量模型精度较高,决定系数R^(2)为0.78(果实膨大期)和0.77(果实转色期)。调控施氮处理Nr_(1)和Nr_(3)比对照施氮N_(1)和N_(3)分别增产5.49和4.43kg/株(增幅为48%和40%);相比于N_(1),调控施氮处理Nr_(1)的单果质量和可溶性固形物含量显著增加(P<0.05),果实横纵径、果形指数增幅不显著。相比于N_(3),调控施氮处理Nr_(3)的氮肥偏生产力升高了103%;Nr_(1)和Nr_(3)的氮肥农学效率分别提高了290%和364%。Nr_(2)和N_(2)的产量、品质和氮肥利用率无显著差异(P<0.05)。基于柑橘叶片功能性氮含量无损监测模型的调控施氮方法,能在一定程度上减少施氮不足或过量对柑橘产量、品质的影响,提高氮肥偏生产力和农学效率。

贵州湄潭茶园茶树日灼病发病特征及影响因素分析

【目的】探索贵州湄潭茶园茶树日灼病发病特征及影响因素,为区域开展茶园抗旱减灾提供理论参考。【方法】采用典型样地调查法对贵州湄潭县150个茶园的茶树日灼病发病特征进行调查,分析茶树特征、栽培管理和地形条件等因素对茶树日灼病发病特征的影响;采用随机森林(Random forest,RF)模型研究各因素对茶树日灼病发病程度影响的相对重要性。【结果】贵州湄潭茶园茶树日灼病发病率高达85.3%,发病程度平均值为30.8%。不同茶树品种日灼病发病程度存在差异,其中福鼎大白茶日灼病发病程度最高,平均值为45.9%,显著高于黔湄601、黔湄502和黔湄809(P<0.05,下同);植茶前土地利用方式对茶树日灼病发病程度影响显著,其中植茶前土地利用方式为水田的茶园茶树日灼病发病程度最高,平均值达52.9%,其次是旱地,林地和荒草地较低;与无遮荫树茶园相比,种植遮荫树的茶园茶树日灼病发病率降低13.3%(绝对值,下同),发病程度显著降低10.8%;不同海拔的茶园茶树日灼病发病程度存在差异,其中海拔≤820 m的茶园茶树日灼病发病程度平均值为46.3%,显著高于海拔>820 m的茶园;不同地理位置以沟谷茶园的茶树日灼病发病程度最高,平均值达50.8%,坡腰最低,平均值为24.6%;不同坡度以平坡茶园的茶树日灼病发病程度最高,平均值达40.9%,陡坡最低,平均值仅为10.3%。随机森林模型分析结果显示,影响茶树日灼病发病程度的首要因素是植茶前土地利用方式,其相对重要性最高,达23.9%,其次为茶树品种。【结论】茶树日灼病发病特征受植茶前土地利用方式、茶树品种、地形坡度、海拔高度、地理位置和有无遮荫树的影响,其中植茶前土地利用方式是首要影响因素。应加强对品种为福鼎大白茶、植茶前土地利用方式为水田、区域内低海拔、处于沟谷和平坡茶园的干旱预防,并适当种植遮荫树,以有效减轻茶树受干旱高温的影响。

绿色智能肥料:矿产资源养分全量利用的创新思路与产业化途径

肥料是工农业绿色发展的纽带,是支撑绿色转型发展的重要物质。新时期我国工业和农业绿色发展均面临着生产环境代价大、资源利用效率低等重大挑战,尤其是肥料生产过程中产生了大量的养分资源无法实现高效利用。为更好解决工农业发展所面临的关键问题,本文提出了矿产资源养分全量利用思路与产业化途径,着重介绍了矿产资源养分全量利用的基本概念与内涵、利用策略和产业化途径,以期为工农交叉融合创新的绿色智能肥料产业发展提供解决方案,促进科技创新解决产业关键问题,为创新绿色智能肥料与推动化肥产业绿色转型升级提供战略支撑。

锌、锰与含氯氮肥配施对冬小麦子粒营养品质的影响

采用田间试验与盆栽试验相结合的方法，研究了N、Zn、Mn平衡施用和含Cl氮肥（NH_4Cl）中Cl对小麦子粒粗蛋白质和氨基酸营养品质的影响。结果表明，施N提高了小麦子粒粗蛋白质和各种氨基酸含量，但必需氨基酸在蛋白质中的比率下降。施适量的Zn能增加小麦子粒粗蛋白质和必需氨基酸含量，提高了小麦子粒的营养价值。施Mn对小麦子粒粗蛋白质和氨基酸总含量影响不大，但提高了必需氨基酸含量，对小麦子粒品质有一定的改良作用。N－Zn、N－Mn和Zn－Mn对小麦粗蛋白质和氨基酸含量的影响均为正连应。N、Zn、Mn平衡施用既能增加小麦子粒蛋白质和氨基酸总含量，又提高了蛋白质中必需氨基酸的比例，改善了小麦子粒的营养品质。含氯氮肥中适量Cl能增加小麦子粒蛋白质和氨基酸含量，且不影响蛋白质的营养价值。

重庆市烤烟氯素营养研究

采用调查研究、田间试验和室内分析相结合的方法，于2001—2002年对重庆市烟区土壤、烟叶含氯量现状进行了调查研究，根据调查结果于2003—2004年进行了不同施氯量的田间试验，研究了氯对烟叶产量和质量的影响以及氯在土壤中的残留．结果表明：重庆植烟土壤含氯量低，平均为13．4mg／kg，严重缺氯的土壤（Cl≤2mg／kg）样本占19．2％；可能缺氯的土壤（Cl≤10mg／kg）占50％．重庆市烟叶含氯量很低，平均为0．70g／kg，有99％的烟叶样本含氯量低于优质烟叶要求的含氯下限（3g／kg），烟叶含氯量低已成为影响烟叶质量的限制因素．烟叶含氯量随施氯量的增加而升高，二者呈直线或指数相关．施氯量在0～45kg／hm^2范围内，随着施氯量的增加烟叶产量、上等烟比例、产值、总糖和还原糖含量提高；施用适量氯（30～45kg／hm^2）能降低烟叶烟碱及总氮含量；施木克值、K2O／Cl、总糖／烟碱以及烟碱／总氮比趋于合理，协调了烟叶各化学成分的比例，改善了烟叶品质．氯在土壤中的残留量及其动态变化主要受降雨量和降雨强度的影响．重庆烟区的最佳推荐施氯量为30～45kgCl／hm^2．

洱海流域水稻绿色生态种植模式

一、技术概况水稻绿色生态种植模式是在由云南农业大学牵头承担的省级重大科技专项“洱海流域农业高质量发展与面源污染防控协同的创新模式构建与示范”支持下研究构建的。

硅锌镁对水稻营养效应研究

在中性紫色土上研究硅，锌，镁对水稻产量和养分吸收的影响。结果表明，施硅能增强水稻对高温伏旱的抗性，提高有效穗，穗粒数和千粒重，增产稻谷８％－１３％，硅，锌，镁配合施用能促进水稻对氮，钾，硅，镁养分的吸收和向籽粒转运，提高稻米蛋白质含量和有利于籽粒淀粉的积累，对稻谷产量和品质均呈正连应。

钙质紫色土小麦优质高产与氮、锌、锰优化配方的研究

采用三因素(N、Zn、Mn)五水平最优回归设计,探讨了钙质紫色土上(棕紫泥)小麦对锌、锰肥的需要性和氮、锌、锰的适宜配比。结果表明,钙质紫色土在磷、钾肥底的基础上施用氮、锌、锰的增产效果为:N>Mn(?)Zn。在有效锌0.5ppm的土壤上,单施锌对小麦增产不显著。在有效锰4.1ppm的土壤上,施锰肥获得了极显著的增产。按N105～186、ZnSO_4·7H_2O 0～21、MnSO_4 37.5～75kg/ha施肥,小麦产量可达4845kg/ha,较对照增产1500kg/ha,蛋白质和氨基酸含量均提高2～3个百分点。N—Zn—Mn配施比单施效果好,不但能高产优质,还有助于提高肥料的利用率。

钙质紫色土水稻氮磷锌酡肥模式研究

在含有效锌0.3ppm的钙质棕紫泥田上,水稻高产的最优氮、磷、锌组合为:N135～180、P_2O_590～135、ZnSO_438～52kg/ha,稻谷产量可达7605～8100kg/ha。施用氮、锌肥能促进水稻植株对锌的吸收。磷降低了植株中锰含量。

紫色土氯锌锰与氮磷钾配施对小麦的营养效应研究

含氯复(混)合肥对小麦产量和品质无不良影响。在钙质紫色土上施用氯铵与磷、钾、锌、锰配制的含氯复(混)合肥和用尿素配制的非含氟复(混)肥同样优质高产。当土壤有低锌为0.3ppm时,施锌肥对小麦显著增产。当土壤有效锰为13.3ppm时,施锰肥未见增产。施锌可提高小麦蛋白质和淀粉含量。施磷明显降低了小麦植株含锌量。

紫色土锌锰氯与氮磷钾配施对大麦的营养效应

当土壤有效锰(DTPA—Mn)为13.3ppm时,大麦可不施锰肥。在有效锌为0.3ppm的土壤上施用锌肥时,不含氯的氮肥处理中,大麦增产述18～20%;而含氯氮肥仅增产5～6%。含氯氮肥各处理的土壤和植株锌、锰含量以及产量均比不含氯氮肥高,表明钙质紫色土上施用含氯氮肥优于不含氯氮肥。氯活化了土壤中的锌、锰,促进了大麦对锌和锰的吸收。

硝酸磷肥水溶磷含量对小麦营养效应研究

在中性、钙质、酸性紫色土上研究硝酸磷肥和重过磷酸钙水溶磷含量对小麦产量和养分吸收的影响。结果表明，在３种紫色土上施硝酸磷肥都显著地提高了小麦产量。重过磷酸钙在中性和钙质紫色土上与硝酸磷肥相当，在酸性土上不如硝酸磷肥。在中性、钙质、酸性土上施用硝酸磷肥的适宜水溶磷含量分别为３０％～１００％，≥８３％，≤３０％。随着肥料中水溶磷升高，小麦植株含磷量增加，在钙质土上，小麦产量与水溶磷含量呈直线正相关，土壤中有效磷残留量降低。在中性土上，小麦产量与土壤中有效磷残留量无明显变化。在酸性土上，小麦产量随水溶磷含量增加而下降，土壤有效磷残留量变化不大。肥料中磷素的残效显著。

掺合肥料分离度对小麦产量与品质的影响

在３种类型紫色土上种植小麦，进行掺合肥料养分分离度试验。结果表明，掺合肥料与团粒型化成复肥在等养分等比例下，对小麦肥效和籽粒品质的影响基本相当。在中性和酸性紫色土上，掺合肥料的分离度许可范围为０％～２３％，钙质紫色土为０％～１１％，在此范围内，各处理产量和蛋白质含量均较高，与同量团粒型复肥相近。３种类型紫色土单施氨肥无增产效应。氮磷配合施用，可促进小麦对氮磷的平衡吸收而增产。

有机肥氮替代化肥氮提高玉米产量和氮素吸收利用效率

【目的】有机肥替代部分化肥是实现中国化肥零增长的重要技术途径之一。利用在紫色土上8年定位试验研究有机肥氮连续替代化肥氮玉米生产力和氮素吸收利用效率的变化,为紫色土区合理利用有机养分资源和玉米施肥结构的调整提供科学依据。【方法】本试验为8年定位试验,试验施肥模式有5种:不施氮肥对照(CK)、农民常规施肥(FP)、化肥优化施用(OP)、在化肥优化的基础上有机肥(鸡粪)氮替代50%化肥氮(MF)、有机肥(鸡粪)氮替代100%化肥氮(OM)。试验研究了不同施肥处理下玉米产量、生物量和氮素吸收利用的变化。【结果】有机肥氮替代部分化肥氮能够显著增加玉米籽粒产量和生物量。相比常规施肥(FP)、有机肥氮替代100%化肥氮(OM)和化肥优化施用(OP),有机肥氮替代50%化肥氮处理(MF)的8年玉米籽粒平均增产率分别为13.7%、13.5%和12.5%,地上部生物量增产11.3%、7.0%和8.6%。与对照相比,各施肥模式均降低了玉米产量年度变异系数,提高了可持续指数和收获系数,其中有机肥氮替代50%化肥氮(MF)年度变异最小、可持续指数和收获指数最高。有机肥氮替代部分化肥氮促进了玉米对氮的吸收累积和向籽粒的转运。与化肥优化施(OP)和有机肥氮替代100%化肥氮(OM)处理相比,有机肥氮替代50%的化肥氮处理(MF)籽粒中氮素累积吸收量增加7.0%和29.6%,氮的总表观利用率提高2.5个百分点和26.5个百分点。有机肥氮替代50%化肥氮处理(MF)的氮肥偏生产力、氮收获指数和氮肥贡献率分别比OP提高6.2 kg·kg^(-1)、3.5个百分点和6.3个百分点,比OM提高6.6 kg·kg^(-1)、0.8个百分点和5.8个百分点。不同施肥处理每生产1 t玉米对氮素的需求量存在明显差异,化肥优化(OP)和有机肥氮替代50%的化肥氮(MF)处理生产1 t玉米籽粒对氮素的需求量(9.4 kg和10.8 kg)明显低于FP和OM处理(14.5 kg和12.9 kg),提高了氮素的生产效率。【结论】有机肥氮替代50%化肥氮显著提高了玉米经济产量和生物产量,提高了产量的稳定性和可持续性;促进了玉米对氮素的吸收和向籽粒的转运,提高了氮的利用效率。有机肥氮替代部分化肥氮是西南紫色土地区玉米增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。

长期施肥下我国典型农田耕层土壤的pH演变

探索长期不同施肥措施下农田耕层土壤的pH演变，为进一步揭示农田土壤酸化的机制及其预防措施提供依据。收集了我国典型农田6个长期（18～30a）施肥试验（祁阳红壤、进贤红壤、重庆紫色土、公主岭黑土、哈尔滨黑土常量施肥和高量施肥）的历史观测资料，对耕层土壤pH在不同试验阶段（每6a）和施肥措施（对照不施肥（CK）、单施化学氮肥（N）、磷钾配施氮肥（NPK）和有机肥配施化肥（NPKM））间的差异性进行检验，并计算土壤酸化速率。结果表明，试验期间，对照CK处理的耕层pH略有降低，平均土壤酸化速率为0．013pHa-1；N处理的1～6a，祁阳红壤、公主岭黑土和哈尔滨黑土常量施肥试验的耕层pH较对照显著降低0．32～0．55个单位，至最近6a，所有试验的耕层pH较对照显著降低0．64～1．46个单位；NPK处理的耕层pH在试验1～12a明显低于N处理；NPKM处理的耕层pH却较NPK处理高0．30～0．53个单位，pH变化趋势与NPK相似。处理间成对T检验表明，长期施肥农田的土壤酸化速率大小顺序为：N〉NPK〉NPKM—CK，N和NPK处理的土壤酸化速率分别为对照的4．6倍和3．2倍。基于湿润或半湿润地区排水良好的旱作或水旱轮作农田分析了农田土壤酸化过程。尽管存在地域差异性，长期施肥农田耕层土壤的pH演变存在对施肥措施的共性响应特征。