长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征   总被引：8，自引：0，他引：8  

丛日环  张丽  鲁艳红  黄庆海  石孝均  李小坤  任涛  鲁剑巍 《植物营养与肥料学报》2017,23(2):380-388

【目的】研究长期秸秆还田对不同轮作区域耕层和亚耕层的土壤铵态氮 (NH₄+) 的吸附、解吸特征差异,通过 Langmuir 等温吸附方程拟合得到 NH₄+ 最大吸附量 (q_max) 和吸附系数 (b),分析长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附、解吸特征差异及影响因素。 【方法】2015 年 10 月水稻收获后,在湖南望城 (稻–稻轮作)、江西进贤 (稻–稻轮作)、重庆北碚 (稻–麦轮作) 三个长期定位试验点 (25 年) 采集不施肥 (CK)、长期施用化肥 (NPK) 和长期秸秆还田配施化肥 (NPKS) 三个处理、0—20 cm 和 20—40 cm 两个土层的土样,进行土壤 NH₄+ 的吸附–解吸室内试验,吸附试验为添加不同浓度的 NH₄Cl 溶液振荡、离心后,测定滤液 NH₄+ 浓度;解吸试验采用吸附试验后的土壤样品,经无水乙醇淋洗至无 NH₄+ 后,再加入 0.01 mol/L 的 KCl 溶液振荡、离心后测定滤液 NH₄+ 浓度。 【结果】长期秸秆还田对不同试验点土壤 NH₄+ 吸附–解吸特征的影响差异较大。处理间的差异主要表现在耕层土壤。当平衡溶液 NH₄+ 浓度 < 400 mg/L 时,不同试验点耕层和亚耕层处理间差异均不明显;当平衡溶液浓度 > 400 mg/L 时,处理间耕层土壤对 NH₄+ 吸附表现出差异,其中望城试验点土壤对 NH₄+ 的吸附表现为 CK > NPK > NPKS,北碚试验点则表现为 CK > NPKS > NPK,且北碚试验点的紫色土对 NH₄+ 的吸附显著高于望城和进贤试验点的红壤性水稻土。进贤试验点不同处理间差异不明显,且土壤对 NH₄+ 的吸附量最低。 通过相关性分析发现,q_max和土壤 pH、阳离子交换量 CEC 呈显著正相关,而与土壤有机质和全氮含量呈显著负相关;b 与土壤性质的相关性与q_max 则相反。从土壤对 NH₄+ 的解吸曲线来看,耕层和亚耕层土壤对 NH₄+ 的解吸在各试验点不同处理间均表现为差异不显著,其中望城和进贤试验点的红壤性水稻土 NH₄+ 的最大解吸量高于其吸附量,而北碚试验点的紫色土 NH₄+ 的最大解吸量 (541.89～742.38 mg/kg) 则远低于其吸附量 (1003.83～2014.79 mg/kg)。 【结论】长期秸秆还田对不同土壤 NH₄+ 的吸附–解吸作用影响不同,对于土壤吸附位点较多且钾离子含量丰富的紫色土而言,长期秸秆还田有利于土壤对氮的吸附;而对于土壤偏酸性的红壤性水稻土而言,长期秸秆还田则可能因为增加了土壤有机质含量而减少了土壤对铵态氮的吸附位点,从而降低了土壤对氮的吸附保持能力。  相似文献   

基于数字图像技术的冬油菜氮素营养诊断   总被引：8，自引：1，他引：7  

魏全全  李岚涛  任涛  王振  王少华  李小坤  丛日环  鲁剑巍 《中国农业科学》2015,48(19):3877-3886

【目的】利用田间氮肥梯度试验探讨数字图像技术对冬油菜氮素营养无损评估预测的可行性,明确该技术的最佳数码参数和方程模型,为数字图像技术进行冬油菜氮素无损诊断提供依据。【方法】2013-2014年在湖北省武穴市开展不同施氮处理田间试验,以冬油菜为试验材料,设置不同氮素水平（0、90、180、270和360 kg·hm^-2）,分别于六叶期、十叶期、蕾薹期和开花期,利用数码相机获取冠层数字图像数据,同时采集植株样品分析其生长特征值,研究其相关性并建立氮素营养参数的方程模型。利用2014-2015年独立氮肥水平试验,对上述方程模型拟合精度进行验证并绘制1﹕1线性关系图。【结果】数字图像红光值（R）、红光标准化值（NRI）和绿光与蓝光比值（G/B）与冬油菜氮营养状况常规诊断指标地上部生物量、叶片氮浓度和叶绿素浓度等呈负相关关系,而绿光值（G）、蓝光值（B）、绿光与红光比值（G/R）、蓝光与红光比值（B/R）、绿光标准化值（NGI）和蓝光标准化值（NBI）则与上述指标呈正相关关系,红光标准化值（NRI）与其他数码参数相比能更好地表征冬油菜的氮素营养状况,蕾薹期红光标准化值NRI与氮肥用量、地上部生物量、叶片氮浓度、叶绿素浓度、氮素吸收量和氮营养指数之间的关系可分别用线性方程y(t·hm^-2)=-8.003x+2.706、y(t·hm^-2)=-106.072x+38.200、y(g·kg^-1)=-692.99x+ 261.84、y(mg·g^-1)=-12.750x+5.665、y(kg·hm^-2)=-4087.416x+1414.274和y=-27.198x+9.812来表达,其相关性达到极显著水平。2014-2015年独立试验模型检验结果表明,叶片氮浓度、叶绿素浓度和氮营养指数实测值与预测值的决定系数R²分别为0.917^**、0.746^**和0.953^**;均方根误差RMSE分别为0.821、0.330和0.228;相对误差RE %分别为26.32%、28.57%和28.39%,模型预测精度较好。【结论】数字图像技术可以用于冬油菜氮素营养的评估预测,评估时期为蕾薹期（包括）之前均可,最佳预测参数为红光标准化值NRI,参数的最佳方程模型为直线方程函数。  相似文献   

我国冬油菜典型种植区域土壤养分现状分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

任涛  郭丽璇  张丽梅  杨旭坤  廖世鹏  张洋洋  李小坤  丛日环  鲁剑巍 《中国农业科学》2020,53(8):1606-1616

【目的】明确当前生产条件下我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤肥力现状,尤其是土壤中微量元素养分含量,以期为冬油菜合理施肥提供参考。【方法】于2018年4—5月在我国长江流域14个省（市）冬油菜典型种植区域采集油菜收获后耕层土壤样品430个,测定土壤基础理化性质（土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和pH）以及中微量元素（有效钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和硼）含量,参考第二次全国土壤普查以及油菜种植土壤速效磷、速效钾和有效硼的分级指标,明确我国长江流域冬油菜主产区油菜种植土壤养分现状,并分析了不同区域（长江上游、中游和下游）、种植制度（水旱轮作油菜和旱地油菜）和产量水平（<2 000 kg·hm ^-2、2 000—3 000 kg·hm ^-2和>3 000 kg·hm ^-2）下油菜种植土壤的养分分布特征。【结果】长江流域冬油菜典型种植区域耕层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为25.9 g·kg ^-1、1.47 g·kg ^-1、27.5 mg·kg ^-1、131.1 mg·kg ^-1、6.04、2 436.1 mg·kg ^-1、225.7 mg·kg ^-1、22.6 mg·kg ^-1、212.3 mg·kg ^-1、89.7 mg·kg ^-1、3.84 mg·kg ^-1、4.03 mg·kg ^-1和0.45 mg·kg ^-1。超过2/3田块土壤有机质和全氮含量处于中等及以上;土壤速效磷处于丰富、适宜和缺乏的比例各占1/3;而有63.8%田块土壤速效钾处于缺乏状态。对于土壤中微量元素,土壤有效铁、有效锰和有效铜含量均处于中等及以上,有效钙和有效锌有8.4%和12.2%处于缺乏状态,而土壤有效镁、有效硫和有效硼处于缺乏的比例则分别为24.2%、36.0%和83.5%。长江流域上、中和下游冬油菜典型种植区域土壤养分状况不同,但各区域各养分的分布趋势相同。水旱轮作和旱地油菜种植土壤养分状况存在明显差异,水旱轮作油菜种植土壤有机质、全氮、有效硫、有效铁、有效铜和有效锌含量明显高于旱地油菜。不同产量水平下油菜种植土壤养分特征略有不同,高产（>3 000 kg·hm ^-2）油菜种植田的土壤速效钾、有效钙、有效镁和有效硼含量明显高于低产（<2 000 kg·hm ^-2）油菜田。【结论】整体而言,我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤养分含量呈上升的趋势,但土壤速效钾和有效硼缺乏的比例仍较大,有效镁和有效硫成为潜在的限制因子,因此在当前我国长江流域冬油菜生产中,应重视化肥的合理施用,做到稳施氮肥,增施钾肥和硼肥,局部区域如云南西部、广西北部和湖南南部应适当减少磷肥的投入,而在广西北部、湖南南部和江西北部同时应关注硫肥和镁肥的施用。  相似文献   

苗期渍水对直播冬油菜产量和农学利用率的影响及油菜在不同氮肥施用下的响应   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘秋霞  任涛  韩上  李小坤  丛日环  武际  鲁剑巍 《中国油料作物学报》2020,42(4):594

在轻简化施肥背景下,为减少渍害损失,解决长江流域冬油菜产区生产面临的重要问题,开展氮肥施用 对油菜渍害的缓解作用研究。设置三因素田间试验,分别为不同氮肥用量（0、60、120、180、240和300 kg N/hm2）、氮 肥类型（油菜专用控释尿素和普通尿素）和水分处理（苗期渍水和正常排水）,测定各处理产量和氮肥农学利用率, 明确苗期渍水对不同氮素供应水平油菜的影响,并比较油菜专用控释尿素一次性施用和普通尿素分次施用下油菜 对苗期渍水的响应。结果表明,直播冬油菜产量随氮肥施用量增加而提高,至240 kg N/hm2时不再增加。油菜专用 控释尿素一次性施用,在氮肥用量为60～180 kg N/hm2时产量高于普通尿素分次施用;在氮肥用量为240～300 kg N/hm2时,两种氮肥类型产量基本相当。氮肥施用通过增加收获密度、单株角果数和每角粒数提高产量。苗期渍水 导致直播冬油菜产量损失1.1%～41.9%,随氮肥用量增加,渍水引起的产量损失率呈先增加后降低趋势。0～60 kg N/hm2处理时,渍水使收获密度显著降低（降幅达29.4%~45.0%）,单株角果数增加;施氮量为120~180 kg N/hm2时, 渍水导致收获密度和单株角果数分别降低19.5%~33.7%和1.4%~17.7%;施氮高于180 kg N/hm2时,收获密度和单 株角果数降幅减小（降幅分别为5%~30.9%和3.6%~9.5%）。普通尿素分次施用和油菜专用控释尿素一次性施用, 分别在施氮量为120和180 kg N/hm2时产量损失率最高,分别达29.8%和41.9%。相同氮肥用量下油菜专用控释尿 素一次性施用的产量损失率大于普通尿素分次施用。渍水显著降低氮肥农学利用率,降幅为8.4%～51.9%,施氮充 足（240～300 kg N/hm2）时氮肥农学利用率降幅低于氮素用量较低处理（120～180 kg N/hm2）,油菜专用控释尿素一 次施用处理的农学利用率平均降幅（36.5%）高于普通尿素分次施用（17.3%）。综上可知,苗期渍水时,油菜专用控 释尿素一次施用,会加重油菜受渍影响;土壤氮素供应能力较低时,渍害逆境解除后,适量追施速效氮肥可有效缓 解产量损失,实现油菜稳产。  相似文献   

湖北省秸秆和畜禽粪污还田化肥替减潜力与环境承载力分析     

董心怡  李晶  巩细民  张洋洋  李小坤  任涛  陆志峰  丛日环  鲁剑巍 《农业工程学报》2022,38(15):277-286

湖北省畜禽业规模化养殖水平显著提高,秸秆资源量逐年提升,农业废弃物还田不仅可以减少农业面源污染,还可以减少化肥施用。该研究将湖北省分为5个种植区域(即鄂东南低山丘陵区、鄂北低山丘岗区、鄂西北山地区、鄂中平原区以及鄂西南山地区)。基于2019年-2020年统计数据,收集不同区域主要畜禽(猪、肉牛、奶牛、羊、肉鸡、蛋鸡)的存栏量、出栏量以及饲养周期,主要农作物种植面积和经济产量,计算湖北省畜禽粪污的养分供给量,评估不同区域的畜禽养殖现状是否超过土地承载畜禽粪污的最大容许数量。根据不同农作物的草谷比以及秸秆养分含量,计算出湖北省农作物秸秆的养分资源量以及养分还田量。湖北省不同区域畜禽养殖量均未超出当地最大承载容纳量,其中鄂北地区的土地承载力指数最高,达到了0.35～0.78,鄂中地区的土地承载力指数仅在0.17～0.54,有较大的空间来发展畜禽养殖业。2019年湖北省畜禽粪污养分资源量分别为36.89万tN、14.03万t P₂O₅、52.06万tK₂O。按照畜禽粪污肥料化还田率65%计算,畜禽粪肥的养分还田总量分别为23.9...  相似文献   

低分子量有机酸对红壤和黄褐土K⁺吸附动力学的影响     

占丽平  丛日环  李小坤  鲁剑巍  王瑾  王筝  廖志文 《土壤学报》2012,49(6):1147-1157

采用连续流动法研究了低分子量有机酸影响下供试土壤的钾素吸附动力学特征,探讨了描述土壤K 吸附动力学的最优模型。结果发现,有机酸（苹果酸、柠檬酸）作用下,红壤吸附的K 量均低于对照（不加有机酸）处理,0.1 mmol/L草酸处理除外。黄褐土对K 的吸附因K 浓度的不同而差异明显。当K 浓度为0.1 mmol/L时,有机酸作用下黄褐土吸附的K 量低于对照,而当K 浓度为1.0 mmol/L时,有机酸作用下的黄褐土K 吸附量高于对照。K 吸附反应速度与时间的自然对数lnt间存在良好的线性关系（R0.05=0.754,R0.01=0.874）。1.0 mmol/L KCl处理的初始吸附速率较高,反应速度降低的较快。对红壤、黄褐土吸附K 的数据进行拟合,双常数方程、指数方程和Elovich方程拟合效果较好,都达到了极显著水平,一级动力学方程拟合效果不好。双常数方程的相关系数（R）高于Elovich方程和指数方程,双常数方程是描述红壤和黄褐土在有机酸作用下K 吸附动力学的最优模型。结果表明,有机酸对两种土壤吸附能力的影响均表现为草酸＞柠檬酸＞苹果酸。有机酸作用下红壤和黄褐土的K 吸附过程主要受土壤电荷的影响。  相似文献   

氮磷钾肥施用对油菜产量及养分吸收利用的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

刘秀秀  鲁剑巍  王寅  张洋洋  汪洋  刘涛  任涛  李小坤  丛日环 《中国油料作物学报》2014,36(4):483

为油菜科学施肥提供依据,利用当前推广的6个油菜品种秦优11号（QY11）、中农油2008（ZNY2008）、中油杂11号（ZYZ11）、湘油17（XY17）、浙油601（ZY601）和沪油杂1号（HYZ1）,在大田试验条件下研究了氮、磷、钾肥施用对油菜产量及氮、磷、钾素吸收利用的影响,并比较了不同品种对施肥响应的差异。结果显示,相同施肥处理下不同品种籽粒产量差异显著,不施N（PKB）、不施P（NKB）、不施K（NPB）及NPK全施（NPKB）处理下品种间最大差异分别为385、244、759和720kg/hm2,变异系数分别为18.1%、25.5%、16.4%和11.0%。氮、磷、钾施用可显著提高各品种产量和相应养分积累量,NPKB处理相比PKB、NKB及NPB处理分别增产1 101～2 012、1 681～2 459和293～1 567kg/hm2,N、P、K积累量分别增加63.0～113.2、17.2～23.8和94.1～166.3kg/hm2。不同品种氮、磷、钾肥利用率也存在显著差异。同一品种对氮、磷、钾的响应一致,其中秦优11号对氮、磷、钾肥施用的敏感程度均大于其它品种,湘油17耐低氮、低磷和低钾的能力均高于其它品种。  相似文献   

浅层施肥对水稻苗期养分吸收及土壤养分分布的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

孙浩燕  王森  李小坤  任涛  丛日环 《土壤》2015,47(6):1061-1067

采用盆栽土柱试验研究不同施肥深度对水稻秧苗生物量、养分吸收及土壤养分分布的影响,以期为水稻育秧合理施肥提供理论依据。结果表明:播种后10天,各处理水稻生物量无显著差异;播种后20天,施肥深度1 cm处理生物量与其他处理相比平均显著增加80.6%;播种后40天,施肥深度1 cm和5 cm处理与10 cm处理相比分别显著增加70.9%和30.7%。养分吸收结果与生物量表现一致,播种后20天,施肥深度1 cm处理秧苗氮、磷、钾素吸收量分别平均提高86.9%、156.9%和202.7%;播种后40天,施肥深度1 cm和5 cm处理与10 cm处理相比分别增加52.3%和24.8%、23.8%和20.4%、50.5%和43.1%。随着生育进程的推进,土壤有效养分含量均逐渐下降,且有向下迁移的趋势;其中施肥深度1 cm和5 cm处理0~10 cm土层中无机氮、速效磷、速效钾含量显著高于其他处理。适宜的浅层施肥明显促进水稻秧苗的生长发育,浅层施肥方式施入的速效养分主要集中于土壤上层,利于秧苗生长对养分的吸收,提高秧苗养分含量,增加养分吸收量,有利于提高养分资源利用效率。  相似文献   

四川省不同区域水稻氮肥施用效果研究   总被引：8，自引：0，他引：8  

张智  王伟妮  李昆  马红菊  苟曦  鲁剑巍  李小坤  丛日环 《土壤学报》2015,52(1):234-241

2005—2009年,在四川省不同区域布置水稻氮肥田间试验,通过研究施氮对水稻生长的影响,拟明确氮素吸收特征和氮肥利用效率,为不同区域水稻推荐施氮提供理论依据。结果表明,施用氮肥能明显提高水稻产量,成都平原区、川中丘陵区、盆周山区和川西南山地区的增产率分别为22.4%、33.7%、38.9%和33.1%。不同区域间由于地形、气候、土壤肥力等差异较大,水稻对氮素的吸收利用存在一定的差异,施用氮肥可使百千克籽粒吸氮量提高0.19 kg,当吸氮量为281.8 kg hm-2时,川西南山地区水稻产量可达10.0 t hm-2。氮肥吸收利用率以成都平原区最低(32.2%),盆周山区最高(36.7%),不同区域农学效率平均变幅为11.5~14.4 kg kg-1。地形差异是影响四川省不同区域水稻氮肥施用效果的主要因素,因此根据区域的地形差异合理调整氮肥用量是提高水稻氮肥利用率的有效途径。  相似文献   

不同含钾物料对土壤钾素含量动态变化影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

胡敏  任涛  廖世鹏  李继福  李小坤  丛日环  鲁剑巍 《土壤》2016,48(1):48-52

采用土培试验方法,以稻草、稻草灰、硅钙钾肥、枸溶性钾肥和氯化钾肥5种含钾物料为试验材料,分别用蒸馏水、1 mol/L中性醋酸铵、2 mol/L冷硝酸、1 mol/L沸硝酸浸提测定土壤各种形态钾素,评估不同含钾物料施用对土壤钾素含量的影响。结果表明,施用含钾物料可以显著提高土壤各形态钾素含量,在等量钾素投入条件下,含钾物料的供钾能力表现出一定的差异。各含钾物料土壤水溶性钾、醋酸铵钾释放速率高低表现为氯化钾肥、稻草灰稻草、硅钙钾肥和枸溶性钾肥;与土壤水溶性钾和醋酸铵钾变化不同,土壤冷硝酸钾含量在培养前期以稻草灰、氯化钾肥和硅钙钾肥的处理显著高于枸溶性钾肥和稻草处理,但随着枸溶性钾肥和稻草钾素的释放,培养后期各处理之间差异不显著;相比于土壤水溶性钾、醋酸铵钾和冷硝酸钾含量而言,土壤沸硝酸钾含量最高,其中培养前期以稻草灰处理的土壤沸硝酸钾含量较高,稻草处理的土壤沸硝酸钾含量较低,两者含量差值可达83.75 mg/kg,经过156天培养后,其含量差值仅为6.91 mg/kg,处理间差异不显著。综合结果说明,稻草灰和氯化钾肥具有同等释放水溶性钾和醋酸铵钾的效果,其次是稻草处理,均可作为速效钾肥施用,而枸溶性钾肥和硅钙钾肥具有缓效释放特性,可与速效钾肥配合施用确保作物整个生育期对钾素的需求。  相似文献