施氮对中国棉田产量和水分利用效率影响的Meta分析     

蔡焕杰  李府阳  赵政鑫  张学桂  刘轩昂  王茂东 《农业机械学报》2023,54(12):316-326

为系统分析不同气候条件、土壤基础条件和农田管理措施条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,收集了国内外已发表的103篇中英文文献,筛选其中37篇文献,共获得301组产量和127组水分利用效率数据。基于Meta分析方法定量分析了不同生产条件下施氮对棉花产量和水分利用效率的影响,同时利用偏相关分析找出施氮条件下棉花产量和水分利用效率的主要影响因素。结果表明,以不施氮为对照,施氮能够显著提高棉花的产量和水分利用率。在年均降水量200～500 mm的地区施氮对产量和水分利用率的提高作用最为明显,效应量分别为34.02%和54.15%;施氮对产量和水分利用率的提高作用均随着日照时数的增大而增大。当土壤pH值为6～8时,施氮对棉花产量和水分利用效率的提高作用最为明显,效应量分别为28.52%和24.59%;在不同土壤质地中施氮对产量和水分利用效率的提高作用均表现为在砂土中效应量最大,分别为46.71%和26.29%;随着施肥频次的增加,施氮对棉花产量和水分利用率的提高作用逐渐增大;施氮对产量的提高作用随灌水量的增加而增加,对水分利用率的提高作用随灌水量的增加呈先增加后降低趋势。当施氮量为300～...  相似文献   

基于无人机偏振遥感的水稻冠层氮素含量反演模型     

许童羽  杨佳欣  白驹驰  金忠煜  郭忠辉  于丰华 《农业机械学报》2023,54(10):171-178

受水稻冠层几何结构的影响,传统的无人机高光谱获取到的反射光谱信息中包含与水稻内部组成物质无关的镜面反射信息,从而影响水稻氮素含量的反演精度,因此在利用无人机获取水稻冠层反射光谱信息时,有必要考虑通过偏振测量技术去除反射光谱中的镜面反射分量,进而实现提升水稻氮素含量反演精度的目的。基于无人机偏振遥感测量得到的水稻分蘖期多角度偏振光谱数据和与之对应的氮素含量数据,采用植被指数方法分析二者之间的相关性,得到了水稻冠层偏振光谱数据与其对应氮素含量相关性最高时对应的角度,选取该观测角度下的偏振光谱数据,利用连续投影法(Successive projections algorithm, SPA)提取特征波段,在此基础上,基于数学变换的方法,提出了构建植被指数的新思路,构建了由2个波段组成的偏振光谱植被指数(Polarisation spectrum vegetation index, PSVI),并利用线性回归方法建立水稻冠层氮素含量的反演模型。结果表明,通过对不同观测天顶角下水稻冠层偏振光谱数据与氮素含量相关性分析,得到最佳观测角度为-15°(后向观测15°);利用连续投影法提取得到该角度下偏振...  相似文献   

新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应     

郭晓雯  杨茂琪  叶扬  郭慧娟  闵伟 《干旱地区农业研究》2024,(2):231-244

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平：0.35 dS·m^-1（淡水,FW）和8.04 dS·m^-1（咸水,SW）,施氮量设2个水平：0（不施氮,N0）和360 kg·hm^-2（施氮,N360）,以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示：（1）咸水滴灌显著增加土壤EC_1∶5和NH⁺₄-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO^-₃-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC_1∶5、NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。（2）咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。（3）咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支（amoA-clade-A）和B分支（amoA-clade-B）的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。（4）氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。（5）咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。  相似文献   

Gross nitrogen mineralisation and fungi-to-bacteria ratios are negatively correlated in boreal forests     

Mona N. Högberg  Yu Chen  Peter Högberg 《Biology and Fertility of Soils》2007,44(2):363-366

In terrestrial ecosystems, gross nitrogen mineralisation is positively correlated to microbial biomass but negatively to soil organic matter C-to-N ratios; the influence of the microbial community structure is less well known. Here, we relate rates of gross N mineralisation to fungi-to-bacteria ratios in three natural forest types of contrasting N availability and in a long-term N-loading experiment in a boreal forest. We report, for the first time, a strong negative correlation between gross N mineralisation and the fungi-to-bacteria ratio ( = 0.91, P = 0.0005, N = 7). There was also a negative correlation between gross N mineralisation and the C-to-N ratio ( = 0.89, P = 0.001, N = 7), but a weaker positive correlation between gross N mineralisation and soil pH ( = 0.64, P = 0.019, N = 7). Our analysis suggests that soil fungi-to-bacteria and C-to-N ratios are interrelated and that they exert strong influences on soil N cycling in boreal forests.  相似文献   

不同冬小麦品种产量和氮素吸收利用效率差异     

张宏芝  高永红  王立红  孔德鹏  张跃强  李剑峰  王重  高新  时佳  赵奇  樊哲儒 《新疆农业科学》2022,59(8):1847-1854

【目的】研究新疆南疆不同冬小麦品种产量、氮素吸收利用效率的差异及对氮肥的响应,为小麦氮高效育种、氮高效品种选择及氮肥优化施用提供参考依据。【方法】设置3个施氮量,选择新疆南疆种植12个品种（系）为材料,研究不同氮肥水平下不同小麦品种的产量、氮素积累量、氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率等指标差异。【结果】随着施氮量的增加不同品种收获穗数、穗粒数增加,千粒重降低,氮素积累量和产量增加;氮素利用率、氮素吸收效率和氮素利用效率随着施氮量的增加而降低。氮素利用率较高品种为新冬40号,新冬60号,15/6317。氮高效品种达到高氮效率的途径不同,在不施氮（N_o）条件下新冬40号,新冬60号,15/6317氮素利用率高主要是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用,以氮素利用效率为主;在施氮条件下新冬60号和新冬40号在氮素吸收效率高来自其较高氮素吸收能力,而15/6317氮素利用率较高是氮素吸收效率和氮素利用效率的共同作用。【结论】不同品种达到氮高效的途径不同,针对不同小麦品种的氮素吸收和利用特性进行调控,提高小麦氮素吸收和利用效率。  相似文献   

氮素含量对亚洲玉米螟个体发育及种群增殖的影响     

袁洁  丁新华  贾尊尊  付开赟  吐尔逊  阿合买提  郭文超 《新疆农业科学》2022,59(6):1458-1465

【目的】 研究不同氮素含量人工饲料对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)生长发育和繁殖的影响,分析玉米螟种群激增的内在N素营养驱动。【方法】 测定5个氮素含量水平(3.94%、7.33%、10.69%、18.84%、30.31%)人工饲料对亚洲玉米螟个体生长发育及种群增殖的影响,构建实验种群生命表。【结果】 25℃,低氮水平N₁(氮素含量3.94%)幼虫发育缓慢且未能正常羽化,当氮素含量增加到18.84%(N₄)时,幼虫历期明显缩短,内禀增长率(0.13)、净增殖率(66.14)、周限增长率(1.14)、孵化率(90.06%)最高,平均世代历期(30.79)、种群加倍时间(5.17)最短,并与其他4个氮素水平有显著差异(P<0.05),且其化蛹率(98.66%)、羽化率(95.45%)、存活率(91.33%)、平均单雌产卵量(120.12±9.73)最高;但当氮素含量提高到30.31%后,内禀增长率(0.04)、净增殖率(44.71)、周限增长率(1.04)最低,平均世代历期(92.36)、种群加倍时间(16.85)最长,25和30℃结果与20℃接近。3个温度各处理蛹期、成蛾寿命、雌虫生殖力无显著差异(P>0.05)。【结论】 氮素含量对亚洲玉米螟个体发育与种群增殖关系密切,在一定区间内随氮含量增加生长加快,种群增殖能力增强,且高氮30.31%和低氮3.94%均对玉米螟生长有明显抑制作用。  相似文献   

秋闲期秸秆覆盖与减氮优化根系分布提高冬小麦产量及水氮利用效率     

高仁才  陈松鹤  马宏亮  莫飘  柳伟伟  肖云  张雪  樊高琼 《中国农业科学》2022,55(14):2709-2725

【目的】冬春干旱频发和氮的过度施用限制了西南丘陵旱地雨养农业区小麦的产量与可持续发展,探讨秋闲期秸秆覆盖与氮肥减施对旱地小麦根系分布、产量及水氮吸收利用的影响,为优化四川旱地小麦耕作制度和绿色高质高效生产提供依据。【方法】试验于2016–2018年在四川省仁寿县四川农业大学试验基地进行,采用裂区设计,在夏玉米收获后,以秋闲期秸秆粉碎覆盖（SM）和不覆盖（NM）为主区,以不施氮（N₀：0）、减氮（RN：120 kg N·hm^-2）和常规施氮（CN：180 kg N·hm^-2）为裂区,研究分析土壤含水量、根长、根系分布、小麦产量、耗水量（ET）、水分利用效率（WUE）和氮素利用情况。【结果】与不覆盖相比,秋闲期秸秆覆盖显著提高播种至孕穗期0—10 cm和10—20 cm土层含水量及播种时与拔节期0―100cm土层土壤贮水量,秸秆覆盖的保墒效应可持续至孕穗开花阶段;覆盖显著促进小麦拔节期和开花期耕层根系生长,尤其是0—10 cm土层根系直径增加、根长密度显著提高;覆盖下小麦总耗水量、WUE、氮素吸收量、播种至拔节期氮素积累速率、拔节至开花期氮素积累速率、氮素籽粒生产效率（NUEg）、氮肥农学效率（AEN）和氮肥偏生产力（NPFP）两年均值较不覆盖分别提高11.4%、71.8%、73.1%、119.0%、100.0%、3.6%、264.7%和78.2%;覆盖下氮肥回收效率（REN）较不覆盖增加44.4个百分点。覆盖后冬小麦有效穗数、穗粒数和产量两年均值较不覆盖分别提高31.8%、44.4%和92.9%。秸秆覆盖效应大于施氮量效应。与常规施氮量相比,减氮处理未显著降低0—10 cm土层根长密度、耗水量、水分利用效率与籽粒产量;覆盖结合减氮显著提高群体氮素籽粒生产效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮肥回收效率。【结论】秋闲期秸秆覆盖提高播种至拔节期土壤水分含量和储量,促进拔节期小麦根系在表层土壤中的生长,进而促进氮素吸收利用、提高冬小麦产量与水肥利用效率;秋闲期覆盖结合120 kg·hm^-2施氮量是适宜四川旱地冬小麦的减氮增效高产栽培技术模式。  相似文献   

减氮覆膜下土壤有机碳组分含量的变化特征     

王楚涵  刘菲  高健永  张慧芳  谢英荷  曹寒冰  谢钧宇 《中国农业科学》2022,55(19):3779-3790

【目的】明确长期优化施肥（减施氮肥）和减氮覆膜下土壤有机碳（SOC）与各组分有机碳含量特征及其对冬小麦籽粒产量的贡献,以期为黄土高原旱地土壤培肥和作物增产提供科学依据。【方法】依托山西省洪洞县7年定位试验,采集0—20 cm土层原状土样,利用连续物理分组方法进行分组,结合冗余分析,研究不同农田管理措施下冬小麦籽粒产量、SOC以及颗粒有机碳（POC）、矿质结合态有机碳（MOC）、轻组颗粒有机碳（Light-POC）和重组颗粒有机碳（Heavy-POC）含量特征,明确SOC含量与各组分有机碳含量的关系,量化其对冬小麦籽粒产量的贡献。试验共设农户施肥（FP）、测控施肥（MF）、垄膜沟播（RF）和平膜穴播（FH）4个处理。【结果】分析不同管理措施下冬小麦籽粒产量和SOC含量发现,FP处理的冬小麦平均产量最低,为3 070 kg·hm^-2,与FP相比,MF在减少氮肥用量的情况下并未造成小麦减产,而RF和FH可进一步显著提高小麦籽粒产量,增幅分别达到27.0%和46.4%;与试验初始（2012年）土壤相比,经连续7年采用不同管理措施后SOC含量均显著提高,提高幅度从小到大依次为11.8%（MF）、22.4%（RF）、25.5%（FP）和36.1%（FH）,即MF对试验地石灰性褐土SOC提升作用最小,但结合地膜覆盖会显著提升其培肥土壤的效果,FH对SOC含量提升的效果最佳。进一步分析不同处理下SOC组分的差异发现,与FP和MF相比,两种减氮覆膜措施不同程度提高了POC和Light-POC含量及Light-POC在SOC中的分配比例。结合SOC及其各组分有机碳含量与冬小麦籽粒产量的冗余分析、敏感性指数分析和SOC与各组分有机碳含量的相关性分析发现,各有机碳组分均以POC对小麦产量的贡献最大（达71.0%）并对SOC含量的变化和农田管理措施的响应最为敏感。因此,平膜穴播对作物产量和土壤肥力的提高主要是通过提高土壤有机碳中POC含量得以实现的。【结论】在减氮优化施肥的基础上进行平膜穴播,有利于提高黄土高原南部旱地褐土区土壤有机碳和活性有机碳含量,实现冬小麦可持续增产。  相似文献   

不同砧木对葡萄‘87-1’氮磷钾等养分吸收利用的影响     

马玉全  王小龙  李玉梅  王孝娣  刘凤之  王海波 《中国农业科学》2022,55(19):3822-3830

【目的】旨在筛选不同养分的高效利用型砧木,对12种砧木嫁接‘87-1’品种的氮、磷、钾、钙、镁养分吸收和利用效率进行研究,为葡萄生产中的砧木选择和肥料利用率的提升提供理论依据。【方法】本研究于2020年1月至2021年11月连续两年对12种砧木嫁接‘87-1’品种组合的苗木在萌芽期、始花期、末花期、种子发育期、果实转色期、果实成熟采收期和落叶期7个关键生育时期进行整株取样,测定植株氮、磷、钾、钙、镁矿质元素含量,计算各组合单株元素累积量、干物质生产效率、果实生产效率和收获指数,分析各指标之间的差异,比较不同砧木对氮、磷、钾、钙、镁吸收利用的影响。【结果】本研究中不同砧穗组合氮、磷、钾、钙、镁的单株累积量存在显著差异,其中以87-1/34EM组合的氮、磷、钾、钙、镁累积量最高。以干物质生产效率、果实生产效率为指标,评价养分生物及经济利用效率,结果表明,87-1/420A组合氮和钾的干物质生产效率最高,87-1/贝达和87-1/101-14组合磷和钙的干物质生产效率较高,而镁的干物质生产效率中则以87-1/5BB组合表现较好;钾果实生产效率以‘1103P’砧木表现最好,‘101-14’砧木氮、磷、钙和镁的果实生产效率最高。收获指数体现了果实中养分的吸收分配情况,不同砧木处理下,‘贝达’砧木磷和钾的收获指数最高,氮、钙和镁的收获指数分别以‘SO4’‘5BB’和‘华葡1号’砧木表现最高。【结论】本研究中不同砧木对氮、磷、钾、钙、镁的吸收情况差异显著,吸收能力与利用效率之间表现不一致。‘贝达’和‘101-14’砧木对磷和钙具有较高的生物及经济利用效率;‘1103P’砧木钾的生物及经济利用效率较高;氮和镁的生物利用效率分别以‘420A’和‘5BB’砧木表现最好,而经济利用效率则以‘101-14’砧木表现最好。另外,‘贝达’砧木促进了磷和钾向果实的分配,‘SO4’‘5BB’和‘华葡1号’砧木分别促进了氮、钙和镁向果实的分配。  相似文献   

我国三个典型流域人类活动净氮输入量估算及其影响因素     

张天鹏  闫铁柱  金平忠  雷秋良  连慧姝  李影  李晓虹  区惠平  周脚根  杜新忠  武淑霞  刘宏斌 《中国农业科学》2022,55(23):4678-4687

目的 人类活动氮素过量投入是引起面源污染的重要原因之一。阐明人类活动净氮输入量的时空分布特征及其影响因素,为解决面源氮素污染问题提供数据支持。方法 利用人类活动净氮输入量（net anthropogenic nitrogen input,NANI）模型,通过统计年鉴和文献综述获得NANI相关数据和参数,对农业化的香溪河流域、城镇化的太湖流域和全面推进农业绿色发展模式的洱海流域的净氮输入量进行评估。结果 从NANI强度上看,3个典型流域NANI平均值按照大小排序为：太湖流域（13 241 kg·km^-2·a^-1）、香溪河流域（2 183 kg·km^-2·a^-1）、洱海流域（1 582 kg·km^-2·a^-1）。从来源上看,氮肥施入（Nfer）和食品/饲料氮（Nim）是NANI最大来源,占比58%—97%,对NANI贡献从大到小排序为：氮肥施入、食品/饲料氮输入、氮沉降输入、作物固氮输入。从时间尺度看,2019年同2010年相比,香溪河流域NANI中食品/饲料氮输入比例下降23个百分点,氮沉降比例上升34个百分点;洱海流域NANI中氮肥施入比例下降86个百分点;太湖流域NANI中食品/饲料氮输入比例上升31个百分点,作物固氮量和氮沉降输入比例下降14个百分点和12个百分点。从影响因素上看,3个典型流域NANI与城镇人口密度均呈现显著相关性（P<0.05）,且随城镇人口密度的增加NANI随之升高;耕地面积占比与NANI的拟合上,香溪河流域有显著影响（P<0.05）,但洱海流域和太湖流域均无显著影响（P>0.05）。结论 香溪河流域中昭君镇、峡口镇和黄粮镇,洱海流域中下关镇、上关镇和凤仪镇,太湖流域中张家港市、嘉兴市秀城区、杭州市拱墅区和上海市南汇区是NANI的关键源区;以农业为主的香溪河流域化肥施入是NANI的主要来源;城镇化程度较高的太湖流域食品/饲料氮和肥料氮投入是NANI主要来源;农业绿色发展措施可显著减少人类活动净氮输入量。因此,在关键源区大力推广农业绿色发展措施,同时有效降低饲料和肥料的投入量,有利于控制农业面源污染。  相似文献