土壤微生物量氮对小麦各生育期氮素形态的调控

【目的】土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。【方法】试验基于河南新乡的“国家潮土土壤肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,以不施肥(CK)、施NPK化肥(NPK)和1.5倍NPK化肥并配施有机肥(1.5MNPK)3个处理的土壤作为低肥力(F1)、中肥力(F2)和高肥力(F3)土壤进行小麦盆栽试验。3个肥力土壤处理施肥方法相同,盆钵埋于土壤内,盆钵顶部露出地面5 cm。分别在小麦拔节期、孕穗期和成熟期采集土壤和植株样品,测定小麦产量、各生育期吸氮量,分析土壤有机氮、矿质氮(铵态氮和硝态氮)、固持氮库(微生物量氮和固定态铵)含量差异,并通过结构方程模型(SEM)建立各形态氮素与小麦吸氮量的相关关系。【结果】3个肥力水平土壤矿质氮含量在小麦生长期内总体呈下降趋势,收获期土壤矿质氮含量在F1、F2、F3中分别比播种前显著下降了2.9、1.8和6.8 mg/kg。从拔节期到收获期,土壤微生物量氮在F1先增加后降低,在F3中持续增加,在F2中先降低后增加。土壤固定态铵含量在拔节期前和孕穗期后均无显著变化,但从拔节期到孕穗期,3个肥力土壤中固定态铵含量均显著提高。而固持氮库在不同肥力土壤间差异明显,其从播种前到拔节期在F1中增加了10.6 mg/kg,而在F2和F3中分别降低了14.3和32.2 mg/kg;从拔节期到孕穗期都显著增加;从孕穗期到收获期在F1中降低了2.4 mg/kg,而在F2和F3中分别增加8.2和8.7 mg/kg。小麦的产量和吸氮量均在F3中最高,F1中最低;氮素表观平衡在F1中最高,F3中最低。SEM分析结果表明,固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过固持氮库和矿质氮库之间的变化而间接调控小麦吸氮量。【结论】包含微生物量氮和固定态铵的固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过影响固持氮库和矿质氮库间接调控小麦吸氮量。由于固定态铵在拔节前和孕穗期后含量较为稳定,在高肥力土壤上微生物量氮随着小麦生育期的推进显著增加,可促进小麦的生长和氮素吸收,减少肥料氮的残留量,较高的微生物量氮又可作为氮库来固存易损失的矿质氮和肥料氮。

有机替代对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响

为探明有机替代对我国长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响,本研究通过搜集已发表的文献,建立了207组包含不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥替代部分化学氮肥(NPKM)处理下水稻产量和籽粒含氮量的数据库。采用整合分析的方法,定量计算了有机替代在不同施肥措施、土壤性质和气候因素下对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响;采用随机森林模型明确了影响有机替代效果的主控因素。结果表明,施肥能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量,NPK处理下产量和籽粒含氮量较CK处理分别提高了2.3 t∙hm^(-2)和1.2 g∙kg^(-1)。与NPK相比,NPKM处理下水稻的产量和籽粒含氮量分别显著提升了3.7%和1.9%。NPKM处理对产量和籽粒含氮量的影响存在区域差异。NPKM处理在总施氮量低于250 kg∙hm^(-2)、替代比例30%~60%时能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。NPKM处理在土壤养分含量较高的条件下有利于水稻产量的提升,在土壤养分含量较低的条件下有利于籽粒含氮量的提升。在年均降雨量≤1200 mm、年日照时数>1800 h、年均温>15℃条件下,NPKM处理能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。影响NPKM处理水稻产量的主要因素是替代比例、土壤pH和年均降雨量,而影响籽粒含氮量的主要因素是土壤有效磷、全氮含量以及土壤pH。综上所述,有机肥替代部分化学氮肥能够显著提高我国长江流域水稻的产量和籽粒含氮量,在中游地区提升效果更佳,有机替代总氮施用量应低于250 kg∙hm^(-2),替代比例以30%~60%为宜。

贯彻新发展理念 加快推进绿色农田建设——基于对山西等六省试点项目建设的调研

《国务院办公厅关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》(以下简称《意见》)提出,开展绿色农田建设示范,推动耕地质量保护提升、生态涵养、农业面源污染防治及田园生态改善有机融合,提升农田生态功能。为贯彻落实《意见》要求,全国多地先后启动了绿色农田试点项目建设。

我国区域性耕地质量退化问题及改良培肥对策措施

加强耕地质量建设对于保障我国粮食安全、农产品质量安全、促进农业高质量发展具有十分重要意义。本文通过对东北黑土水土流失和有机质下降、西北地区及沿黄灌区盐渍(碱)化、华北及黄淮海地区耕层变浅、南方水稻种植区及其他部分地区土壤酸化、设施农田土壤连作障碍及土壤养分严重失衡等问题的讨论,分析我国耕地质量区域性退化问题及其成因,并基于现实状况提出相应培肥改良对策措施。

澳大利亚的旱作节水农业

农业与水资源概况澳大利亚国土面积768万平方公里,其中天然草场4.4亿平方公里,耕地面积0.5亿平方公里,澳大利亚农牧业已成为主要经济支柱之一。耕地有效灌溉面积占农牧业灌溉面积4%,90%采用直接灌溉,10%