微生物关键种影响植物残体还田条件下木质素酚浓度——基于30年长期有机培肥试验

探究不同植物残体还田条件下微生物关键种如何影响木质素酚的浓度(木质素酚与土壤有机碳的比值),旨在为不同有机物料还田培肥土壤提供理论和技术依据。本研究以河西绿洲灌区的灌漠土作为研究对象,开展了30 a以施加绿肥(GM)、小麦秸秆(SW)、氮肥(N)、绿肥配施氮肥(GMN)、小麦秸秆配施氮肥(SWN)以及不施肥(CK) 6种不同施肥处理的培肥试验。结果表明:GM和SW处理的土壤有机碳含量显著高于其他处理;有小麦秸秆参与还田的处理显著提高了总木质素酚浓度以及3种木质素酚类单体的浓度,其中总木质素酚浓度在SW处理中分别比CK、GM、N、GMN和SWN处理高了109%、122%、115%、164%和57%;对比不施肥和施化肥处理,植物残体还田显著提高了微生物关键种F3(盘菌纲,Pezizomycetes)、F26(被孢霉菌纲,Mortierellomycetes)、F173(粪壳菌纲,Sordariomycetes)、B74(阿尔法变形菌纲,Alphaproteobacteria)和B87(放线菌纲,Actinobacteria)的相对丰度。本研究共鉴定出15个关键种,其中关键种B831(属阿尔法变形菌纲)与木质素酚浓度呈显著的正相关关系,并且在SW处理下显著富集。本研究为农业生态系统不同培肥方式下微生物关键种如何影响植物衍生的木质素酚提供了科学参考,为深入了解植物残体还田对土壤有机碳周转的影响提供了理论依据。

绿肥与化肥配施对辣椒生长及养分吸收的影响

通过研究总养分量相等的绿肥与不同比例化肥配施对辣椒生长及养分吸收的影响,为绿肥化肥配施在实际生产中的高效应用提供理论依据。试验以‘美国红’辣椒为研究对象,共设置7个处理:不施肥处理(CK)、单施绿肥(G)、单施化肥(NPK)、绿肥+20%化肥(G+20%NPK)、绿肥+25%化肥(G+25%NPK)、绿肥+30%化肥(G+30%NPK)、绿肥+35%化肥(G+35%NPK)。通过盆栽试验,测定‘美国红’辣椒的生长性状、植株养分含量及土壤理化性状。结果发现,绿肥与不同比例化肥配施在一定程度上降低了土壤容重、均提高了辣椒植株长势与土壤养分的含量,其中G+25%NPK处理在植株生长性状,养分含量显著高于其他施肥处理,较NPK处理的水解氮、速效磷、速效钾分别提高了55.02%、26.90%、23.37%,有效增强了土壤肥力。因此G+25%NPK为最佳绿肥化肥配比。

长期留茬免耕对河西绿洲灌区春小麦产量及稳定性的影响

为探寻河西绿洲灌区春小麦高效可持续生产耕作措施,基于2004年设置的长期留茬免耕田间定位试验,针对单作小麦、春小麦/玉米、春小麦/大豆3种典型春小麦种植方式,在长期留茬免耕和传统翻耕条件下,通过分析2004-2018年小麦产量、产量构成要素及农艺性状的演变特征来诠释长期留茬免耕对春小麦产量的影响,同时分析评价产量的稳定性和可持续性,旨在为区域内春小麦的高效可持续生产提供理论依据。结果表明,单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种种植方式下的春小麦籽粒产量在年际间变动较大,呈锯齿状波动。与传统翻耕处理相比,留茬免耕的增产效应随种植年限的延长而不断增强,长期留茬免耕可以提高春小麦产量的稳定性和可持续性,而且间作相比单作可以更好地维持产量的可持续稳定生产能力。产量构成要素之间的叠加效应可以显著提高小麦籽粒产量,其中,2004-2012年留茬免耕主要通过显著提高穗粒数来增加小麦产量;2013-2018年,单作小麦和春小麦/大豆时,留茬免耕主要通过显著提高千粒质量来增加小麦产量,春小麦/玉米时,留茬免耕主要通过显著增加穗长来促进小麦生长,进而显著提高小麦产量。气温、降雨量和穗粒数在春小麦产量中起主要作用,收获指数和气温在春小麦产量稳定性中起主要作用,穗长和产量在春小麦产量可持续性中起主要作用。综上,留茬免耕是河西绿洲灌区单作小麦、春小麦/玉米和春小麦/大豆3种春小麦种植方式下切实可行的耕作措施。

灌漠土长期有机配施土壤肥力特征和作物产量可持续性分析

为揭示长期施用有机肥对灌漠土土壤培肥效果,依托甘肃河西绿洲灌区灌漠土长期定位培肥试验(1988-至今),设计有机肥磷肥配施(MP)、有机无机配施(1/2MN+P)、氮磷配施(NP)和不施肥(CK)4个处理,测定其第31年和已有的土壤养分和作物产量数据,研究灌漠土长期有机培肥对土壤肥力特征和作物产量的影响。结果表明:有机无机配合施用第31年和历年平均值与试验初始值相比,土壤有机质增加72.5%和24.9%,土壤全氮增加72.3%和25.7%,土壤全钾增加16.1%和33.0%;与无肥对照(CK)相比,土壤有机质增加54.9%和19.1%;土壤全氮增加47.3%和14.9%,土壤全磷增加73.0%和15.3%。有机无机配合施用能有效降低土壤pH。有机无机配施处理第31年和逐年平均值与对照(CK)相比,小麦/玉米间作体系产量增加149.2%和139.2%,肥料贡献率(FCR)为0.58,变异系数(CV)为0.21,可持续性指数(SYI)为0.61,养分和产量各项指标均达到高优水平。灌漠土长期有机无机配施措施能持续增加灌漠土土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量,降低土壤pH,提高土壤肥力和肥料贡献率,显著提高小麦/玉米间作体系产量及其稳定性和可持续性。研究结果可为甘肃河西绿洲灌区农田土壤科学培肥和农业可持续发展提供决策依据。

氮肥减量下长期间作毛叶苕子根茬还田对玉米产量及氮肥利用率的影响

【目的】通过探讨氮肥减量条件下长期间作毛叶苕子利用其根茬还田对玉米产量及氮肥贡献率的影响,旨为玉米毛叶苕子间作体系的氮肥替代及其氮素资源管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2019年在农业农村部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站进行。采用田间试验方法,在不施肥(CK)和习惯施氮(N100)水平下设置单作玉米处理,在90%(N90V)、80%(N80V)、70%(N70V)、60%(N60V)和0%(N0V)的习惯施氮水平下设置玉米毛叶苕子间作处理,共7个处理,3次重复,田间随机区组排列。研究不同氮肥减施条件下,玉米长期间作毛叶苕子后,作物产量、经济效益、氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥贡献率的变化规律。【结果】玉米长期间作毛叶苕子利用根茬还田对玉米具有明显的增产优势,而且这种增产优势随间作年限的延长呈增加趋势。相比习惯施氮处理(N100),在化学氮肥减施20%条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田,可以在保证玉米稳产的情况下增收2273.2 kg·hm^(-2)毛叶苕子干草,合计收益增加0.9%,达29686元/hm^(2),同时,氮肥偏生产力和农学效率显著提高20.7%和14.7%;在化学氮肥减施30%的条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田,虽然玉米籽粒产量降幅明显,达7.7%,但是因为可以增收2319.34 kg·hm^(-2)毛叶苕子干草,合计收益与习惯施氮处理持平,达28652元/hm^(2),同时,氮肥偏生产力和农学效率显著提高31.8%和16.3%;在化学氮肥减施40%的条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田,虽然可以增收2303.09 kg·hm^(-2)毛叶苕子干草,氮肥偏生产力和农学效率也显著提高48.8%和23.8%,但是因为玉米籽粒产量显著降低10.7%,合计收益只有27929元/hm^(2),显著低于习惯施氮处理。【结论】在甘肃河西绿洲灌区玉米生产过程中,氮肥减量条件下长期(9年)间作毛叶苕子利用其根茬还田,若只考虑玉米籽粒产量,则可以替代20%的化学氮肥用量,若考虑玉米和毛叶苕子的合计产值,则可以替代30%的化学氮肥用量。

西北河西灌溉区春玉米-绿肥农田生态系统服务功能价值评估

农田种植绿肥是提高西北河西灌溉区耕地质量的重要措施之一.本文选取西北河西灌溉区主推绿肥品种毛叶苕子和针叶豌豆,从农产品供给、土壤养分累积、水分涵养、土壤保持以及气体调节五类服务功能,构建春玉米-绿肥农田生态系统服务功能价值评估方法体系,确定春玉米间作不同绿肥农田系统的生态价值.研究显示:春玉米间作绿肥农田生态系统服务功能价值中,农产品供给价值和气体调节价值对总价值的贡献率较大,分别在39%»54%之间和30%»39%之间;与单作春玉米相比,春玉米间作毛叶苕子和针叶豌豆农田系统生态价值分别增长19.37%和43.74%,约为初级农产品生产价值(直接经济效益)的1.8»2.6倍,是总投入成本的4.8倍左右.研究结果可为西北地区农田种植绿肥制定生态补偿政策提供理论和数据依据.

分蘖去留对玉米产量及其构成因素的影响

通过田间试验,研究了河西绿洲灌区玉米分蘖去留对产量及其构成因素的影响。结果表明,保留分蘖的玉米籽粒、秸秆、株高、穗位、径粗、穗长、穗粗、穗粒数、百粒重和收获指数分别高于去除处理6.71%、5.09%、5.20%、7.45%、5.82%、3.01%、2.88%、4.89%、3.48%和2.04%,但差异均未达到显著水平。可见,在河西绿洲灌区进行先玉335玉米生产时,分蘖不会造成显著减产,不需要去除。

秸秆粉碎带膜还田对玉米氮肥追施过程土壤氨挥发的影响初探

为探讨河西绿洲灌区玉米秸秆粉碎带膜还田对春玉米氮肥追施过程土壤氨挥发的影响,设置不还田(CK)、传统粉碎全地翻压覆膜还田(CM)、全量粉碎带状翻压覆膜还田(CB)、全量整株带状覆盖覆膜还田(WM)4个处理,采用密闭法测定各处理在追肥过程中土壤氨挥发的动态过程。结果表明,拔节期追肥后,CM和CB处理的氨挥发肥料损失累积量分别为76.94 g·hm^(-2)和85.49 g·hm^(-2),占追肥量的0.06%和0.07%,相比不还田CK处理差异显著,降幅达到了71.24%和68.04%;WM处理的氨挥发肥料损失累积量为253.50 g·hm^(-2),占追肥量的0.21%,相比不还田CK处理差异不显著,降幅仅为0.96%。大喇叭口期追肥后,CM、CB、WM处理的氨挥发肥料损失累积量分别为37.92、33.45、40.88 g·hm^(-2),分别占追肥量的0.02%、0.02%、0.03%,相比不还田CK处理差异不显著,CM和CB处理的降幅仅有3.76%和15.09%,WM处理的增幅为1.04%。整个追肥过程中CM、CB、WM处理的的氨挥发肥料损失累积量分别为114.86、118.94、294.39 g·hm^(-2),分别占追肥量的0.08%、0.10%、0.20%,相比不还田CK处理的降幅分别达到了61.58%、61.25%、0.91%。综上所述,全量粉碎带状翻压覆膜还田和传统粉碎全地翻压覆膜还田对土壤氨挥发的抑制作用显著且基本相当,全量整株带状覆盖覆膜还田对土壤氨挥发的抑制无显著效果。可见,在河西绿洲灌区,采用秸秆粉碎带膜还田措施来抑制玉米全生育期化学氮肥追施后的氨挥发效果显著。

承德磷矿生产黄色磷酸二铵的方法

采用承德磷矿生产湿法磷酸。对磷酸二铵本色产品进行了研究,找出了承德磷矿影响产品颜色的主要因素。对比不同磷酸含铁量对料浆颜色的影响,找出了一种X试剂让磷铵料浆变浅,为着色黄色磷酸二铵创造条件。确定了X试剂加入点、加入量、及加入不同量黄色着色剂,对产品颜色的影响,找出了X试剂与黄色着色剂的最佳用量。

提高纸面石膏板抗折强度和黏纸性的试验研究

针对湿法磷酸生产过程中副产的磷石膏杂质含量较多,以磷石膏为原料制得的纸面石膏板存在强度偏低、黏纸性差等问题,开展了强度改良试验和黏纸性改良试验。结果表明:以磷石膏为原料一步法烘制半水石膏时的控制指标为半水石膏质量分数≥65.00%、二水石膏质量分数≤4.90%、比表面积4800~6400 m^(2)/kg,如果无水石膏质量分数>14.99%,应陈化后再用于生产;在半水石膏中添加质量分数不超过2%的磷石膏、恒温40℃结束初凝和终凝,有助于提高黏纸性。

全水溶螯合态磷酸一铵增产及促根生长效果试验研究

为考察全水溶螯合态磷酸一铵的增产和促进作物根系生长的效果,分别以谷子和玉米为试验对象开展了田间示范试验和实验室盆栽试验。结果表明:与N-P_(2)O_(5)-K_(2)O分别为15-35-10、19-19-19的氯基掺混肥和磷酸二铵(18-46-0、15-42-0)处理相比,全水溶螯合态磷酸一铵(10-50-0)处理的谷子增产率为2.04%~8.39%,单位养分的谷子产量为17.27 kg/kg;全水溶螯合态磷酸一铵对玉米的株高、茎粗有一定的促进作用,但对根系生长的促进作用不明显。

Maize grain concentrations and above-ground shoot acquisition of micronutrients as affected by intercropping with turnip, faba bean, chickpea, and soybean

Most research on micronutrients in maize has focused on maize grown as a monocrop. The aim of this study was to determine the effects of intercropping on the concentrations of micronutrients in maize grain and their acquisition via the shoot. We conducted field experiments to investigate the effects of intercropping with turnip (Brassica campestris L.), faba bean (Vicia faba L.), chickpea (Cicer arietinum L.), and soybean (Glycine max L.) on the iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu) and zinc (Zn) concentrations in the grain and their acquisition via the above-ground shoots of maize (Zea mays L.). Compared with monocropped maize grain, the grain of maize intercropped with legumes showed lower concentrations of Fe, Mn, Cu, and Zn and lower values of their corresponding harvest indexes. The micronutrient concentrations and harvest indexes in grain of maize intercropped with turnip were the same as those in monocropped maize grain. Intercropping stimulated the above-ground maize shoot acquisition of Fe, Mn, Cu and Zn, when averaged over different phosphorus (P) application rates. To our knowledge, this is the first report on the effects of intercropping on micronutrient concentrations in maize grain and on micronutrients acquisition via maize shoots (straw+grain). The maize grain Fe and Cu concentrations, but not Mn and Zn concentrations, were negatively correlated with maize grain yields. The concentrations of Fe, Mn, Cu, and Zn in maize grain were positively correlated with their corresponding harvest indexes. The decreased Fe, Mn, Cu, and Zn concentrations in grain of maize intercropped with legumes were attributed to reduced translocation of Fe, Mn, Cu, and Zn from vegetative tissues to grains. This may also be related to the delayed senescence of maize plants intercropped with legumes. We conclude that turnip/maize intercropping is beneficial to obtain high maize grain yield without decreased concentrations of Fe, Mn, Cu, and Zn in the grain. Further research is required to clarify the mechanisms underlying the changes in micronutrient concentrations in grain of intercropped maize.