残膜对农田土壤养分含量及微生物特征的影响

【目的】探究残膜对土壤养分含量和生物学特征的影响,明确产生危害的土壤残膜强度限值,为中国残膜污染防治工作提供理论支撑。【方法】于2011—2015年在甘肃张掖设置0（CK）、150 kg·hm^-2（T1）、300 kg·hm^-2（T2）、450 kg·hm^-2（T3）以及600 kg·hm^-2（T4）残膜梯度试验,并测定不同残膜强度下土壤理化性状、微生物量碳氮、微生物群落丰度以及土壤酶活性等关键指标。【结果】残膜对土壤含水量、有机质（SOM）、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（Olsen-P）的影响较大,随着残膜强度的增加,土壤含水量显著增加（P＜0.05）,而SOM、TN、NO₃^--N以及Olsen-P显著降低（P＜0.05）,NH₄⁺-N则表现出先升高后降低的变化趋势。低残膜强度下,土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量增加,但高残膜强度（T3和T4）则会显著降低土壤微生物量（MBC和MBN）及微生物群落丰度（吸光值平均变化率、丰富度、Shannon指数、Simpson指数以及McIntosh指数）（P＜0.05）。土壤酶活性随残膜强度的变化趋势同微生物量碳氮含量基本一致,残膜强度为300—450 kg·hm^-2时,土壤中α-葡萄糖苷酶（AG）、β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维素酶（CBH）、木聚糖酶（BXYL）以及几丁质酶（NAG）活性普遍较高,残膜强度为600 kg·hm^-2时土壤酶活性显著降低（P＜0.05）。【结论】农田土壤中低量残膜存在下可通过保水作用提高土壤微生物活性及其丰富度,而当残膜强度超过450 kg·hm^-2时,土壤微生物量、微生物群落丰度和土壤酶活性显著降低;同时,长期残膜作用下会降低土壤SOM、TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N以及Olsen-P含量,引起土壤养分退化。因此,对于中国地膜残膜污染较严重的地区,应加大残膜防治工作力度,降低残膜引起的土壤退化风险。     

粪肥增施对水稻产量和氮素利用效率的影响

为探究不同用量粪肥增施对水稻生产的影响,在等氮施用化肥的基础上开展盆栽试验,通过系统分析水稻产量、氮素利用效率、水稻收获后土壤理化性质等指标,以及水稻叶片叶绿素相对含量（SPAD值）、田面水无机氮素浓度的动态变化特征,对粪肥增施的最佳用量进行了研究。结果表明：在施用尿素（192.8 kg·hm^-2,以N计）的基础上,增施0.75倍粪肥（相当于增施N 115.1kg·hm^-2）的效果最佳,秸秆产量、籽粒产量、穗数、分蘖数、株高、秸秆吸氮量和籽粒吸氮量等指标均达到最高,与单施尿素相比,分别提高36.2%、46.4%、12.1%、16.1%、0.7%、48.5%和56.3%;氮素利用指标（氮素利用率、氮肥贡献率、氮肥农学效率和土壤氮素依存率）得到显著优化（P<0.05）;追施穗肥后田面水中铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）的平均浓度分别下降10.4%和10.3%,表明适量增施粪肥会有效降低田面水中氮素的流失风险。另外,增施粪肥对土壤养分含量具有促进作用,其中土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和铵态氮含量随粪肥增施量的增加而提高。研究表明,在施用化肥基础上增施0.75倍粪肥,可最大程度实现水稻增产和氮素利用效率的提升,同时降低氮素流失风险。研究结果可为水稻生产中有机无机肥配施比例的确定提供参考。     

东北三省农田化肥氮地下淋溶污染等级评估

本研究以我国东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）为研究对象,统计了东北36个市级行政单元的化肥施用情况,分析了东北三省近10年的化肥施用趋势,并利用地理信息系统揭示了化肥施用空间特征。在此基础上,利用氮地下淋溶流失系数估算了农田化肥氮地下淋溶流失量,量化了东北三省各行政单元的氮地下淋溶流失强度。结果表明,近10年我国东北化肥施用量呈上升趋势,吉林省化肥施用强度最高,其次是辽宁省和黑龙江省;氮地下淋溶流失强度的平均值为0.314 4 kg·hm^-2·a^-1,氮地下淋溶高流失强度区主要集中在吉林省的长春市、四平市等地区,原因在于吉林省化肥施用量较高,同时玉米产量高,而玉米相对于其他作物,其氮肥施用量和氮素地下淋溶流失系数均处于较高水平。本研究相关方法可用于区域尺度上的农田氮地下淋溶估算,同时研究结果为我国农田面源污染防控和氮素管理提供了数据支持。     

北京市冬小麦氮肥适宜用量评价的研究

1998— 1999年在北京市设置了 10个 6水平氮肥试验 ,发现氮肥在大多数试验点对小麦都有增产作用 ,且在施氮量超过 180 kg.hm-2 时大多数试验点并未表现出产量降低现象 ,而是出现一个产量相对稳定的平台。以线性加平台、二次型加平台、二次型和平方根共 4个氮肥效应模型对冬小麦施氮量和籽粒产量拟合 ,对模型拟合程度和施肥经济效益分析发现 ,除施氮没有增产效应的 2个点外 ,50 %的点氮肥效应模型以线性加平台最优 ,2 0 %的点以二次型加平台最优 ,10 %的点以二次型最优 ;其中 ,10个点中有 2个点可以不施氮 ,2个点施氮量为 1～ 90 kg.hm-2 ,4个点施氮量为 91～ 2 0 0 kg.hm-2 ,另外 2个点施氮量为 2 0 1～ 2 4 2 kg.hm-2 ;10个点氮肥的平均施氮量为 119kg.hm-2 。由此可以判断 ,北京市冬小麦不同田块适宜氮肥用量变幅很大 ,其中 80 %的田块低于 2 0 0 kg.hm-2 ,只有少数田块适宜施氮量在 2 0 1～ 2 4 2 kg.hm-2 之间。北京市存在严重的过量施氮问题     

光谱技术在冬小麦氮素营养诊断中的应用研究

 1997～1999年度3个冬小麦田间试验结果表明，氮素营养水平直接影响冬小麦冠层光谱反射特性，红光波段和近红外波段是冬小麦氮素营养诊断的敏感波段，采用红光波段和近红外波段计算的比值植被指数RVI可以较为灵敏地反映冬小麦氮素营养水平。RVI与茎基部硝酸盐含量和叶绿素测定值等常规诊断指标均呈线性正相关关系，适宜作为氮素营养诊断指标。     

利用卫星遥感监测北京郊区种植业结构调整初见成效

北京市农业局牵头实施的《遥感技术农业工程应用研究》项目，在市科委的大力支持下和中国遥感卫星地面站的协助下，与京郊各县区有关单位合作，经过三年攻关研究，取得了阶段性成果。其中利用卫星遥感手段监测京郊种植业结构调整取得了初步成效。 项目组自1998年以来，应用多时相美国陆地卫星(LANDSAT-5、7)TM影像，采取信息逐步逼近处理方法，提取相关植被信息，并结合地面作物生育动态监测网调查结果综合分析，估测了小麦、玉米、水稻种植面积、分布区域及其调减程度，并分析了小麦、玉米长势，估算了其产量。如用1998年11月和1999年4月、5月三时相LANDSAT-5星TM影像估测1998～1999年度小麦种植面积；以1999年11月LANDSAT-5和2000年5月LANDSAT-7TM影像，估测1999～2000年度小麦种植面积。 估测结果显示：在种植结构调整中，1999～2000年度小麦面积比上年度调减了43653hm2；1999～2000年两个年度5月份TM影像中植被指数特征分析表明：2000年春季小麦长势弱于上年度，与地面传统的人工苗情调查方法取得的结果相一致。1999～2000年度小麦种植面积分布情况见封二图1。封二图3显示了京郊原有小麦地在1999～2000年度的调减状况，小麦长势分级情况见封二图3。     

葡萄氮、钾肥料合理配施试验

由于对葡萄的需肥规律不甚清楚,北京郊区葡萄生产中施肥普遍偏高.据调查,施肥量纯氮(N)为40～60kg/667m2,五氧化二磷(P2O5)8～12kg/667m2 ,氧化钾(K2O)30kg/667m2,远远超过了其生长需求.由此造成的成本提高、品质下降 ,不仅影响了经济效益,且过量施用化肥加大了环境污染.为此我们在大兴县和顺义区开展了葡萄氮、磷、钾肥料适宜用量与合理搭配试验研究,以求对京郊葡萄生产中掌握好科学合理施肥提供参考依据.     

嘉鱼县绿色食品结球甘蓝栽培技术

导读：嘉鱼县潘湾镇蔬菜技术服务部生产的联乐牌甘蓝与嘉鱼县富德蔬菜专业合作社生产的家余富德牌甘蓝均是经中国绿色食品发展中心认定的绿色食品A级产品,生产单位严格按照绿色食品标准进行甘蓝生产,从产地环境要求、品种选择、栽培管理、病虫防治、抽检、采收等方面探索绿色食品结球甘蓝生产技术,提高甘蓝质量安全水平,带动了农民增收,长江中下游地区结球甘蓝生产可参照执行。     

中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征与时空规律

中国北方黑土区、潮土区和褐土区是我国农业主产区,大水大肥问题尤为突出,氮磷淋溶是全国典型的地下水污染来源。然而,中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征和时空规律尚不清楚。本文利用田间原位监测和文献荟萃分析方法,系统分析了中国北方主要农区285个监测点年的4种主要种植模式(春玉米、冬小麦-夏玉米、露地蔬菜、保护地蔬菜)农田氮磷淋溶特征与时空规律。研究结果表明,中国北方4个主要种植模式的平均氮和磷淋溶强度分别为:保护地蔬菜117.5 kg(N)·hm~(-2)和0.74 kg(P)·hm~(-2),露地蔬菜51.7kg(N)·hm~(-2)和0.10kg(P)·hm~(-2),冬小麦-夏玉米轮作49.9kg(N)·hm~(-2)和0.07kg(P)·hm~(-2),春玉米30.7kg(N)·hm~(-2)和0.09kg(N)·hm~(-2)。与粮田相比,蔬菜田的高水肥投入决定了其较高的氮磷淋溶量。受土壤质地以及区域间水肥管理差异的影响,同一种植模式下,总氮淋溶强度为黑土区褐土区潮土区。农田氮磷淋溶年际间变化主要受降雨强度的影响,总氮淋溶量与降雨强度呈正线性相关关系,尤其前一年无淋溶事件发生背景下,下一年的淋溶量会急剧增加。空间尺度上,潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。值得注意的是一些蔬菜种植面积尤其是保护地蔬菜种植面积占比较大的省份表现出较高的氮磷淋溶风险。综上,北方主要农区农田氮磷淋溶风险以氮为主,磷的淋溶风险也不容忽视。潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。区域尺度上,氮磷淋溶主要来自粮田,但菜田面积越大,氮磷淋溶风险越高。