科研产出
红壤性水稻土有机无机复合体中碳氮特征对长期施肥的响应
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究长期施肥对红壤性水稻土有机无机复合体中有机碳（OC）、全氮（TNOIC）特征的影响，为红壤性水稻土管理和培育土壤肥力提供依据。【方法】以长期定位施肥试验的红壤性水稻土为研究对象（始于1984年），选取CK（不施肥）、PK（施磷钾肥）、NPK（施氮磷钾肥）、NPKM（施70%氮磷钾肥+30%有机肥）4个处理。采集0—20 cm土层土样，分析各粒级（＜2、2—10、10—20、20—50和50—250μm）有机无机复合体的分布，并探讨施肥对复合体中有机碳（OC）和全氮（TNOIC）含量、储量和碳氮比（C/N）的影响，以及有机无机复合体中OC和TNOIC对红壤性水稻土有机碳（SOC）、全氮（TN）贡献率的影响。【结果】与不施肥CK相比，施肥处理显著提高了20—50μm粒级复合体的比例，降低了＜10μm粒级复合体比例，而NPKM处理与其他施肥处理相比，50—250μm粒级复合体的比例增加更显著；不同施肥对各粒级复合体中OC和TNOIC含量影响不同，与PK相比，NPK处理的50—250μm粒级复合体中OC和TNOIC分别增加了36.3%、80.6%；与NPK相比，NPKM处理的50—250μm粒级复合体中OC和TNOIC含量分别增加了35.4%、19.5%,OC和TNOIC主要分布在10—20μm粒级复合体中，施肥显著降低了＜2μm粒级复合体OC和TNOIC储量，同时增加了20—50μm粒级复合体OC和TNOIC储量，与PK相比，NPK处理对＜2和50—250μm粒级复合体OC储量分别增加了18.5%和31.2%,TNOIC储量分别增加了18.8%和73.7%，与NPK相比，NPKM处理对＜2μm粒级复合体中OC和TNOIC储量分别降低了25.6%和27.4%，而50—250μm粒级复合体则分别提高了56.3%和38.6%；不同施肥处理显著影响50—250μm粒级复合体的C/N，与PK相比，NPK处理的50—250μm粒级复合体的C/N比降低了24.6%，与NPK相比，NPKM处理的50—250μm粒级复合体C/N比提高了13.4%；长期不同施肥显著影响各粒级有机无机复合体对土壤SOC、TN的贡献率，与PK相比，NPK处理50—250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了17.4%和47.4%。与NPK相比，NPKM处理50—250μm粒级复合体对SOC、TN贡献率分别提高了39.5%和32.8%。【结论】在红壤性水稻土中，长期施肥促使大粒级有机无机复合体形成；化肥中的氮投入显著提高50—250μm粒级复合体中OC、TNOIC含量和储量；有机无机肥配施有利于提高土壤有机碳含量，提高大粒级有机无机复合体比例，有助于保存施入的无机氮肥，是红壤性水稻土长期培肥管理的有效措施。
关键词： 长期施肥 红壤性水稻土 有机无机复合体 有机碳 全氮
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江西规模奶牛场粪污基数特征分析
《黑龙江畜牧兽医 》 2023 北大核心
摘要：为了掌握规模奶牛场粪污中污染物特征参数变化特点,以便对规模奶牛场粪污进行治理和资源化利用,试验选择南昌周边某常年存栏120余头中国荷斯坦奶牛的规模奶牛场为研究对象,于2018年8月份至2019年7月份对该奶牛场粪污进行春、夏、秋、冬季节性周年采样监测分析,即采集该奶牛场鲜粪便和自然堆积发酵后粪便监测总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、含水率及有机质(OM)含量,采集该奶牛场污水固液分离池水、发酵池出水和氧化塘出水监测电导率(EC)、化学需氧量(COD)及NH4+-N、TN、TP含量.结果表明:鲜粪便中TN含量在春季最高,为2.95%;TP含量在秋季最高,为7.63%;春、夏两季NH4+-N含量均极显著高于秋季(P<0.01),显著高于冬季(P<0.05);OM含量在冬季最高,为61.10%;含水率在春季最高.发酵粪便中春季TN含量与夏季差显不著异(P>0.05),但显著高于秋、冬两季(P<0.05);TP含量在秋季最高,为9.91%;NH4+-N含量在夏季最高;OM含量在春季最高(为46.08%),秋季最低(为35.42%);含水率在夏季最高.固液分离池水中EC在夏季最高,达57 066.67μS/cm;COD在夏季最高,达到14 833.33 mg/L;NH4+-N、TN和TP含量在夏季最高.发酵池出水中EC在夏、冬、秋三季差异不显著(P>0.05),但均极显著高于春季(P<0.01);COD在夏季最高,达13 133.33 mg/L;NH4+-N、TN、TP含量均在夏季最高.氧化塘出水中EC在夏、秋、冬三季较高,均极显著高于春季(P<0.01);COD及NH4+-N、TN、TP含量在夏季最高.奶牛鲜粪便经发酵后含水率及TN、TP、OM、NH4+-N含量分别为75.40%、2.18%、4.52%、40.20%、0.44%,鲜粪便中含水率及TN、TP、NH4+-N含量与发酵粪便差异不显著(P>0.05),OM含量显著高于发酵粪便(P<0.05).污水经固液分离、发酵、氧化塘处理后出水中EC、COD及NH4+-N、TN、TP含量分别为50 033.33 us/cm、1 150.92 mg/L、127.31 mg/L、154.09 mg/L、37.23 mg/L,EC 在氧化塘水中最高,COD及NH4+-N、TN含量在固液分离水中含量最高,TP含量在发酵池水中含量最高.说明粪污中除OM含量外,TN、NH4+-N含量春、夏季高于秋、冬季,TP含量秋、冬季高于春、夏季;污水中COD、EC及TN、TP、NH4+-N、含量变化特点基本一致,均在温度较高的夏季最高.
关键词： 奶牛 粪便 污水 总氮 总磷 有机质 电导率 需氧量 季节性 变化
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基于RGB颜色空间的早稻氮素营养监测研究
《中国农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：针对双季稻区水稻过量施肥带来环境污染和成本提高问题,设计不同品种氮肥梯度大田试验,应用数码相机获取早稻冠层数字图像,研究不同色彩参数及早稻氮素营养指标的时空变化特征,以期确立双季早稻氮素营养预测模型。结果表明:不同品种同一氮肥处理下图像色彩参数差异不大;拔节期数字图像参数对氮素营养指标敏感;模型构建结果显示,图像参数INT与水稻氮素营养指标构建的模型决定系数(R2)最大,模型预测效果最佳,R2分别为0.895 7和0.924 7;进一步采用多元回归分析和BP神经网络分析法进行预测,预测效果均较好。对预测结果进行检验,发现品种对于模型的构建影响不大,以BP神经网络分析法构建的叶片氮浓度(LNC)模型和以INT为敏感色彩参数构建的叶片氮积累量(LNA)回归模型效果最优,而多元回归分析方法则效果不佳。早稻冠层RGB颜色空间敏感参数与氮素营养指标间相关性较好,可以实现氮素营养的无损监测诊断。
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猪粪与化肥配施对双季稻产量及氮素吸收利用的影响
《江西农业学报 》 2019
摘要：以早稻金优458和晚稻五丰优T025为试验材料,以不施肥处理为对照CK,研究了在等氮量条件(早稻总施氮量180 kg/hm~2,晚稻总施氮量225 kg/hm~2)下,猪粪与化肥4种配施处理(全施化肥处理T1、25%猪粪和75%化肥配施处理T2、50%猪粪和50%化肥配施处理T3、75%猪粪和25%化肥配施处理T4)对南方红黄壤区双季稻田水稻分蘖发生与成穗、干物质积累、氮素吸收利用及产量形成的影响。结果表明:猪粪与化肥配施能显著增加水稻的总颖花量; 2013年水稻产量表现为T2>T3>T1>T4>CK,2014年产量表现为T2>T3>T4>T1>CK; T2处理在够苗期的有效分蘖多,成穗率、氮素积累量、氮肥利用率、干物质积累量和产量均最高;随着猪粪施用比例的增加,水稻分蘖变差,成穗率下降,氮素吸收利用能力降低,最终干物质积累量和产量下降。
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基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控研究
《农业工程学报 》 2019 EI 北大核心 CSCD
摘要：建立基于便携式作物生长监测诊断仪的江西双季稻氮肥调控模型,利用模型推荐穗肥追氮量,实现江西双季稻氮肥追施的精确管理。基于不同株型品种和氮肥处理的田间试验资料,构建了双季稻叶面积指数光谱监测模型,利用拔节期的差值植被指数实时估测叶面积指数,进而结合江西双季稻高产栽培经验和建立的氮肥调控模型,对双季稻穗肥追氮量进行实时推荐,并和当地农户施肥方案和产量进行比较。双季稻关键生育期(分蘖期、拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期)的冠层差值植被指数DVI(810,720)与叶面积指数均呈显著正相关,线性函数拟合效果优于其他函数。利用独立试验资料对所建模型进行了检验,单生育期的模型预测效果优于全生育期模型;其中,拔节期的光谱监测模型表现最佳,早稻和晚稻叶面积指数的光谱监测模型的R2分别为0.880 6和0.878 8,模型预测早稻和晚稻叶面积指数的均方根误差、相对均方根误差、相关系数分别为0.30和0.25、7.28%和6.18%、0.923 2和0.926 9。氮肥调控模型推荐施肥应用表明,紧凑型品种的穗肥用量高于松散型品种;与农户方案相比,氮肥调控模型推荐施肥的调控方案在产量不降低的情况下减少氮肥用量6.58kg/hm2,提高氮肥农学利用率0.82个百分点、净收益103元/hm2和产投比0.9,而产量比农户方案略高或持平。与传统非定量农户施肥法相比,基于便携式作物生长监测诊断仪的双季稻氮肥调控方法可在保证产量的情况下,减少施氮量,提高氮肥农学利用率,获得更高经济效益,在江西双季稻生产中具有推广应用价值。
关键词： 氮 肥料 作物 便携式作物生长监测诊断仪 双季稻 差值植被指数 氮肥调控 叶面积指数 产量
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不同比例猪粪有机肥配施对稻穗不同部位氮含量分布的影响
《南方农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨施用猪粪有机肥对稻穗不同部位籽粒氮素积累的影响,为提高水稻肥料利用率和畜禽粪便的资源化利用提供参考依据。【方法】以赣晚籼37号为材料,在水稻施纯N 180 kg/ha,N∶P2O5∶K2O=3∶1∶2.5的情况下,比较并分析全施化肥(NPK)、低量猪粪配施化肥(F7M3,即70%化肥配施30%猪粪)、中量猪粪配施化肥(F5M5,即50%化肥配施50%猪粪)和高量猪粪配施化肥(F3M7,即30%化肥配施70%猪粪)等处理的枝梗籽粒氮含量、穗位籽粒氮含量、稻穗氮含量、水稻籽粒吸氮量及其与水稻产量的关系。【结果】配施猪粪有机肥能有效降低水稻一次、二次枝梗籽粒氮含量,且随猪粪有机肥配施量的增加,穗位籽粒氮含量也呈降低趋势,其中F3M7处理上、中、下部的籽粒氮含量较NPK处理分别显著降低11.6%、11.9%和9.1%(P<0.05,下同)。增施猪粪有机肥能促进水稻产量增加与稻穗氮含量下降,与NPK处理相比,猪粪配施处理的稻穗氮含量显著下降5.7%～10.1%,水稻产量增加4.3%～14.1%,但猪粪有机肥配施处理的水稻籽粒吸氮量与NPK处理无明显差异,均在92.0 kg/ha左右。【结论】猪粪有机肥与化肥配施能有效影响稻穗不同部位的氮含量,合理利用有机肥资源有利于水稻的高产稳产。
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基于预设SPAD阈值的花生氮肥施用效果研究
《干旱地区农业研究 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为利用花生叶片SPAD值进行实时、无损诊断花生生长过程中的氮素丰缺,指导花生合理施用氮肥,试验通过设定花生出苗后30、45、60、75 d和90 d倒3叶的SPAD值,分别将SPAD值按各时间段在30～33、38～41、42～45、44～47和43～46每隔1个点值预设一种施氮方案,共3种方案(分别以SN-1、SN-2和SN-3表示),探究不同氮素管理方案对花生的自身固氮力、氮素利用效率和产量的影响效果。研究结果显示,3种方案中,SN-3阈值设定过高,不利于花生的生长,SN-1和SN-2的阈值设定方案较合理,均可促进花生根瘤生长,提高氮素利用效率和产量。其中,SN-1的阈值设定最佳,与常规施肥比较,SN-1的花生单株根瘤量和单个根瘤重分别增加17.65%和4.35%,氮素利用效率和氮素农学利用效率分别提高19.36和3.99个百分点,花生产量增加12.95%。因此,SN-1方案的SPAD预设值可以作为花生栽培过程中各生育时段的氮素丰缺阈值。
关键词： SPAD阈值 花生 氮肥 根瘤 氮素利用效率 产量
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施氮和木薯-花生间作对木薯养分积累和系统养分利用的影响
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】木薯-花生间作是一种生态高效的种植模式,研究分析施氮和木薯-花生间作对木薯氮磷钾素积累和系统氮磷钾素利用的影响规律,以期为木薯-花生合理间作和养分高效利用提供理论依据。【方法】试验于2015和2016年,以木薯品种华南205和花生品种粤油200为材料,设计不施氮、施氮2个水平和木薯单作、花生单作、木薯间作1行花生、木薯间作2行花生及木薯间作3行花生共5种种植模式,研究不同木薯-花生间作系统的木薯养分积累和系统养分利用特征。【结果】随着木薯生育时期的推进,块根氮磷钾素的积累量和分配率增加;茎秆氮磷钾素积累量和氮素分配率增加,磷钾素分配率先增加后降低;叶片氮磷钾素积累量先增加后降低,分配率下降。不同生育时期、不同施氮水平和不同种植模式间块根、茎秆、叶片和植株的氮磷钾素积累量变化规律存在差异。同一种植模式,施氮处理生产100 kg荚果所需氮钾量、生产100 kg鲜薯所需氮磷钾量、木薯氮素收获指数、木薯磷钾肥偏生产力、钾素间作优势、系统氮钾素积累总量和系统内木薯氮磷钾素比例较不施氮处理提高或显著提高,而花生氮钾素利用效率、花生磷素积累总量、木薯氮钾素利用效率、木薯钾素收获指数、系统内花生氮磷钾素比例、氮素间作优势和氮磷钾素的土地当量比较不施氮处理降低或显著降低。同一施氮水平,间作花生的氮磷素积累总量、氮磷钾肥偏生产力显著低于单作花生,间作木薯的氮磷钾肥偏生产力、钾素利用效率和磷素收获指数低于单作木薯。随着间作花生行数的增加,氮磷钾素的土地当量比和间作优势、系统内花生氮磷钾素比例、花生的氮磷钾素积累总量和氮磷钾肥偏生产力提高或显著提高,系统内木薯氮磷钾素比例下降。【结论】与单作模式相比,木薯间作2行和3行花生模式虽降低了系统内单一作物的产量、氮磷钾肥偏生产力和氮磷钾素积累总量,但提高了系统氮磷钾素积累总量,表现出明显的间作优势,氮磷钾素间作优势分别为63.91—112.11、19.37—42.67和68.29—105.62 kg·hm~(-2)。
关键词： 木薯 花生 间作 施氮 养分积累 系统养分利用 间作优势
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Meta分析生物质炭对中国主粮作物痕量温室气体排放的影响
《农业工程学报 》 2017 EI 北大核心 CSCD
摘要：该文采用Meta分析方法定量分析生物质炭输入对中国主粮作物痕量温室气体的影响,研究可为农田痕量温室气体减排提供有效的途径。结果表明相对于不施加生物质炭,生物质炭输入对甲烷吸收/排放并无显著影响,而甲烷排放在不同耕作和施氮情况下发生显著变化。旋耕和不施氮情况下施加生物质炭分别显著提高稻田甲烷排放达30%和46%,而在翻耕和施氮的情况下施加生物质炭可减少稻田甲烷排放达9%和10%。生物质炭输入分别可显著减少主粮作物氧化亚氮、全球增温潜势(global warming potential,GWP)及温室气体排放强度(greenhouse gas intensity,GHGI)达41%、18%及25%。不同土地利用类型、耕作类型、生物质炭施用量及生物质炭类型均可显著影响农田氧化亚氮、GWP和GWPI。合理的管理主粮作物生物质输入可为减少温室气体排放做出贡献,建议生物质炭与施氮和翻耕2种农作措施相结合,施加小于10 t/hm~2及碳氮比(C/N)低于80的生物质炭,以利于主粮作物综合温室效应的减排。
关键词： 温室气体 甲烷 氮 生物质炭 Meta分析 全球增温潜势
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紫云英还田对单季稻田氨挥发的影响
《核农学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为探究紫云英还田对单季稻田氨挥发损失的影响,以我国南方单季稻-紫云英种植模式为研究对象,采用盆栽试验,设置不施氮(CK)、尿素单施(N)、尿素与紫云英配施(NM)3个处理,研究紫云英还田对南方单季稻田NH_3挥发动态特征的影响。结果表明,N和NM的氨挥发通量在氮肥施用后第3天达到峰值(分别为10.8 kg·hm~(-2)·d-1和9.27 kg·hm~(-2)·d-1),之后迅速下降。在整个监测期间,氨挥发累积量分别为93.4 kg·hm~(-2)和79.8 kg·hm~(-2),分别占氮素施用量的25.7%和21.9%。田面水中铵态氮含量和pH值以及分蘖期土壤中羟胺还原酶活性与氨挥发速率或累积量呈显著线性正相关关系。与N相比,NM显著降低表面水中铵态氮含量以及水稻分蘖期土壤中羟胺还原酶活性(37.8%),最终显著降低外源氮素NH_3挥发累积量和挥发系数(14.6%和14.8%)。综上,NM可有效减少单季稻田外源氮素NH_3挥发损失,从而提高氮素养分利用率,降低氮素养分的环境风险。本研究结果为紫云英在缓解模式内氮肥气态损失,提高氮素当季利用率提供了理论依据。
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