基于IDW和因子分析的海南省火龙果园土壤养分空间分布预测

【目的】为查明海南省火龙果园土壤综合肥力状况,采用调查采样及统计学方法分析并预测海南省火龙果园土壤养分的空间分布及变化趋势,为火龙果园科学施肥和土壤管理提供依据。【方法】采集海南省主产区火龙果园土壤样品60个,以土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜和有效锌为评价指标,采用反距离权重插值法(IDW)分析各指标的空间分布情况,并采取因子分析法结合IDW对调查区火龙果园土壤综合肥力进行评价预测。【结果】调查区果园土壤中性偏酸,50%的土样pH<6.5;有机质含量中等偏低,乐东部分地区与三亚有机质含量低;调查区果园土壤碱解氮较为缺乏,均值为79.17 mg/kg;有效磷和速效钾含量都很高,有效磷均值为119.06 mg/kg,远超过其环境风险阈值(60 mg/kg);调查区果园土壤中微量元素含量都较为丰富,IDW预测分布图显示,微量元素呈现东方市和陵水县含量高,乐东县和三亚市含量低的趋势;在综合得分IFI的分析基础上,运用IDW对整个研究区火龙果园综合肥力预测表明,研究区东部和西部果园土壤综合肥力相对较高,中部即乐东县和三亚市果园土壤综合肥力相对偏低。【结论】乐东县部分地区和三亚市火龙果园仍需加大有机肥料的投入,需增施石灰调节土壤pH,补充中微量元素;调查区果园需加大氮肥投入,控制磷肥施用量。

麒麟果枝条大中量矿质元素变化特性

为探明麒麟果枝条生长过程中矿质养分需求规律,为麒麟果绿色优质高产的养分管理提供理论依据,以麒麟果枝条为试材,根据枝条生长过程的长度(20、60、90~100 cm)与成熟程度,划分为Ⅰ~Ⅳ4个阶段,通过田间跟踪采集不同阶段枝条,分析其干物质、水分积累量、大中量矿质元素含量及积累量变化。结果表明,麒麟果枝条生长过程中水分积累量呈“S”形增长,各元素含量由高到低顺序为K>N>Ca>Mg>P>S,在枝条生长的4个阶段,N、P、K、Ca、Mg、S元素积累量均呈上升趋势,成熟枝条各元素平均积累量为1.55、0.34、3.44、1.06、0.36、0.16 g/个。麒麟果枝条对K的需求量最大,N、Ca次之,要根据各阶段养分均衡供应,枝条生长前期增加氮肥施用比例,根据土壤养分状况适当补充钙、镁肥。

缓释氮肥对香蕉苗生长、养分吸收和光合作用的影响

通过盆栽试验研究不同形态氮肥对香蕉苗生长、养分吸收、光合作用的影响,为香蕉合理施氮提供理论依据。试验共设5个处理,施用不同形态氮肥硫酸铵、尿素、尿素硝铵、缓释氮,以不施氮肥为对照。分析施用不同形态氮肥对香蕉苗生长、养分积累量、光合作用、根系构型、氮肥利用率及土壤养分含量等指标的影响。结果表明:缓释氮处理的香蕉苗氮肥利用率最高,为31.64%,叶面积、生物量最大,香蕉全氮、全磷、全钾积累量及净光合速率、蒸腾速率均最高;同对照相比,缓释氮处理的总根长、根系总表面积、根系平均直径、根系总体积分别增加了174.96%、174.71%、77.55%、181.24%。施用缓释氮与尿素硝铵香蕉苗的生长及根系构型、光合作用均优于尿素,且缓释氮处理香蕉苗的生长、生理等综合指标最佳。

钙、镁缺乏对香蕉幼苗生长及养分吸收的影响

为探讨钙、镁缺乏对香蕉幼苗生理生化指标及养分吸收、运输及分配的影响,以宝岛蕉幼苗为试验材料进行养分胁迫沙培试验。结果表明,叶片是对钙、镁胁迫发生响应最敏感的部位。钙胁迫先在新叶出现缺素症状,沿叶边缘出现枯斑;镁胁迫则先在下部叶片出现叶脉之间失绿黄化的症状。钙、镁缺乏不影响幼苗的茎粗和叶片数,但均会显著降低叶片叶绿素含量。缺钙抑制幼苗株高的生长。钙、镁缺乏均显著降低宝岛蕉幼苗的光合作用强度,钙胁迫下光合作用的限制因素是非气孔因素,而镁胁迫下光合作用同时受到气孔因素和非气孔因素的限制。钙、镁缺乏均抑制宝岛蕉幼苗全株的干物质积累量,缺镁处理的影响大于缺钙处理;钙、镁胁迫还改变了香蕉幼苗养分分配,缺钙抑制N、P、K向叶部运输,缺镁抑制K、Mg在茎部的积累,最终抑制宝岛蕉幼苗叶部和茎部的生长、促进根部的生长,导致根冠比增加。钙、镁缺乏均不利于香蕉幼苗对其他养分的吸收。香蕉栽培过程中,合理施用氮、磷、钾肥的同时要混合使用钙、镁肥才能获得高产。

生物炭对杧果根系生长、土壤养分和微生物群落的影响

【目的】研究添加生物炭对杧果根层土壤养分含量、根系生长和土壤微生物群落结构的影响,为杧果园科学施用生物炭提供理论参考。【方法】以台农一号杧果为研究对象,设置常规施肥(CK)、常规施肥配施3%生物炭(BC)和水肥一体化施肥配施3%生物炭(FBC)3个处理,分析土壤养分和根系构型的变化,利用Illumina高通量测序技术比较土壤细菌和真菌群落的差异。【结果】与CK相比,BC和FBC处理土壤pH和有机质含量升高,果期BC处理的土壤碱解氮和有效磷含量显著升高,花期BC和FBC处理的土壤速效钾含量显著升高;果期BC处理的根质量密度和根长密度显著增加,根平均直径差异不显著,根盒维数表现为BC>FBC>CK。BC处理提高了土壤细菌物种数、丰度和多样性,降低了土壤真菌多样性;FBC处理降低了细菌的丰度和多样性;BC和FBC处理提高了变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和担子菌门(Basidiomycota)等微生物门水平上的丰度,绿弯菌门(Chloroflexi)和子囊菌门(Ascomycota)丰度降低;BC处理的芽单胞菌属(Gemmatimonas)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)和水恒杆菌属(Mizugakiibacter)显著富集,FBC处理的芽孢杆菌属(Bacillus)、Acidibacter、链格孢属(Alternaria)和青霉属(Penicillium)显著富集。冗余分析结果表明:有机质、碱解氮和有效磷含量是土壤细菌和真菌群落结构变化的驱动因子,pH是真菌群落结构变化的驱动因子,且根系生长发育受土壤环境因子调控。【结论】添加生物炭有利于提高杧果园土壤养分有效性,改善土壤微生物环境,促进根系生长。

化肥优化减施杧果园磷钾养分平衡与环境风险

【目的】探讨化肥优化减施模式下杧果园磷钾养分平衡情况及养分流失的环境风险,为杧果园磷钾养分管理和环境评价提供参考。【方法】设7个施肥处理:(1)不施肥(对照,NF),(2)仅施有机肥底肥(对照,CF),(3)化肥常量沟施(A),(4)有机—无机配施(OS),(5)水肥常量沟施(IWF),(6)水肥减量30%沟施(RA),(7)有机—无机配施水肥(OWF)。地表径流试验采用人工模拟降雨试验方法,结合当地气象数据资料估算;磷钾环境风险评价试验采用室内模拟培养法确定磷钾环境风险临界值,以此划分磷钾环境风险等级;采用养分平衡收支模型分析磷钾养分盈亏情况。【结果】化肥常量沟施处理(A)磷素盈余率最高,达63.36%(67.04 kg/hm^(2));化肥沟施处理(A)钾素盈余率最高,达49.49%(142.96 kg/hm^(2));杧果园磷素养分径流损失量达10.74 kg/hm^(2),钾素养分径流损失量达8.86 kg/hm^(2)。磷素输出量和输出占比排序为修剪枝叶>地表径流>凋落物>采收果。钾素输出量和输出占比排序为采收果>修剪枝叶>凋落物>地表径流。单次化肥磷素养分投入风险临界值为:45.99 kg/hm^(2),单次化肥钾素养分投入风险临界值为20.29 kg/hm^(2),土壤磷素环境风险值为103.78 mg/kg,土壤钾素环境风险值为143.98 mg/kg,A、OS、IWF、OWF处理的速效磷含量均超过环境风险阈值,存在磷素流失的环境风险。OWF、IWF处理速效钾含量超过环境风险阈值,存在钾素流失的环境风险。OS处理的速效钾含量逼近环境风险阈值,有潜在的钾素流失风险。【结论】(1)有机肥配施可以显著提高土壤钾素有效性以及促进果树对钾素养分的吸收。(2)果园磷素养分径流损失量占磷素养分投入比例较大,应做好水土保持工作。(3)总体而言,水肥减量30%沟施处理(RA)相比其他施肥处理,磷钾养分投入最均衡,但仍有优化空间,建议配施一定比例有机肥替代化肥养分投入。(4)杧果树整体对磷素养分的需求小,沟施模式下,以每次化肥磷素投入量不超过45.99 kg/hm^(2)为宜。杧果树果实对钾素养分需求较大,每次化肥钾素的投入不要超过20.29 kg/hm^(2),可以采用少量多次的形式供给养分。

大红火龙果果实养分积累量动态变化及其相关性

【目的】分析海南地区大红火龙果果实生长规律和养分积累量动态变化及其相关性,为火龙果科学施肥提供理论依据。【方法】以大红火龙果谢花后8、16、24和32 d 4个不同生育期的果实为材料,测定果实横纵径、干重等农艺性状和氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)等矿质养分积累量指标,探索大红火龙果果实的形成规律和矿质养分动态变化,并分析果皮与果肉矿质养分间的相关性。【结果】果实发育前期(谢花后前24 d)主要为干物质积累,生长高峰期在谢花后16~24 d,横纵径和含水量的增长率较大。果实发育后期(谢花后24~32 d)果皮干重减少,主要为果肉增重与转色。随着火龙果的生长发育,果肉中的矿质养分积累量总体呈上升趋势,果皮和整个果实中的矿质养分积累量总体呈先上升后下降的变化趋势,果实对N、K和Ca的需求量较大,果皮和果肉之间K、Ca、Mg、硫(S)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)和硼(B)8种元素相互之间分别呈显著(P<0.05,下同)或极显著正相关(P<0.01,下同),果皮锰(Mn)与果肉Mn和Cu元素呈显著正相关,与果肉Zn和B元素呈极显著正相关,Mn与其他元素间无显著相关性(P>0.05)。整个生育期果皮矿质养分积累量排序为K>N>Ca=Mg>P>S>Fe>Mn>Zn>B>Cu,果肉矿质养分积累量排序为K>N>Mg>Ca>P>S>Fe>Mn>Zn>B>Cu,果实矿质养分积累量排序为K>N>Mg>Ca>P>S>Fe>Mn>Zn>B>Cu。【结论】大红火龙果生长发育前期(谢花后前24 d)主要为果实膨大,应加强N肥的施用和水分管理;发育后期(谢花后24~32 d)主要为果实转色,应注重K肥和Ca肥的施用,根据土壤肥力状况适当补充Mg、B等微量元素肥料。

水肥一体化条件下化肥减施对芒果园土壤肥力的影响

为探究水肥一体化减量施肥对果园土壤肥力的影响,采用田间试验,设置7个处理:土施(100%);分次土施(100%)(与水肥减施处理次数保持一致);水肥(100%);水肥(90%);水肥(80%);水肥(70%);水肥(60%)。观测0~20、20~40 cm土层土壤养分含量的变化。结果表明,水肥一体化降低了土壤p H值和有机质、碱解氮、速效磷含量,同时水肥减施处理还降低了0~20 cm土层土壤交换性镁、有效锌含量。根据土壤养分含量分级标准,芒果园土壤有机质、碱解氮、速效钾、交换性镁含量都处于低水平以下,属于匮乏状态,而土壤速效磷、有效铜、有效锌含量则处于高水平以上。通过2年的田间试验发现,芒果园水肥一体化减量施肥虽然提高了肥料利用效率但也降低了果园土壤的养分含量,不利于果园的长期可持续性发展,在后期减量施肥中应提高氮钾肥的施用量,降低磷肥的施用量。

台农杧果干物质及养分积累研究

通过枝解法采集台农一号杧高产树和低产树不同生育期不同器官干物质并进行分析,研究海南台农一号杧果年周期干物质积累量和养分积累量,为平衡施肥提供参考。结果表明,营养生长期、花期、果期3个阶段干物质积累量之比约为3∶2∶5,不同器官干物质积累量从大到小依次为果>叶>枝>落花≈落枝≈落果。生产1000kg鲜果所需N、P、K、Ca、Mg纯养分量分别为2.86~2.95、0.43~0.49、3.21~3.60、2.30~2.77、0.27~0.42kg。叶片N、P养分积累量与果实养分积累量有较强相关性,且果实N、P、K养分之间两两显著相关,存在协同作用。

氮磷钾缺乏对香蕉幼苗生长及养分吸收的影响

为探讨氮、磷、钾缺乏对香蕉幼苗生长及养分吸收与分配机制的影响,本研究以宝岛蕉幼苗为材料进行石英沙养分胁迫模拟培养试验。结果表明:养分胁迫使香蕉苗地下组织生物量增加,地上生物量减少,根冠比增大;香蕉苗光合作用受气孔及非气孔因素的共同影响,缺素对光合作用影响的排序为磷>钾>氮;各器官的养分含量及累积量大小依次为钾>氮>磷,需钾量最大;各器官养分需求量排序为叶>茎>根,叶是氮的主要积累器官,茎和叶是钾的主要积累器官;氮和钾之间存在协同作用,缺钾显著抑制氮向叶片运输,缺氮抑制钾向地上运输。研究结果为香蕉幼苗在养分胁迫环境下的营养诊断施肥提供了参考。