利用FieldSpec FR2500光谱仪测定了不同氮素处理冬小麦冠层光谱,分析其红边特征变化规律及与农学成分的相关关系。结果表明,波长550 nm、680 nm、980 nm、1100 nm与350~680 nm和750~1100 nm可作为氮素营养诊断的敏感特征点与波段范围。随着施氮量的提高,拔节期、抽穗期以及灌浆期的红边位置(REP)、红谷位置(Lo)与光谱反射率一阶微分极大值(FD_Max)均增大,红边宽度(Lwidth)则有减小的趋势。总体上看,施氮与无氮处理在整个生育期均存在较大差异,施氮处理之间差异较小。冠层反射光谱的红边位置、红谷位置、随生育期向长波方向移动,呈现红移现象;从抽穗期开始逐渐减小,呈现蓝移现象。冬小麦红边参数中红边位置与农学组分之间的相关性优于其他参数,除与地上部生物量正相关显著外,与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶可溶性蛋白含量、叶鲜重、叶含氮量均呈正相关且达到极显著水平。红谷位置则与叶面积指数、叶含水率、叶绿素含量、叶鲜重以及SPAD值呈极显著正相关;与可溶性蛋白呈显著正相关。红边宽度与叶面积指数、叶含水率、叶氮含量、叶绿素含量以及叶鲜重均呈极显著正相关;与可溶性蛋白含量呈显著正相关。反射率一阶导数极大值与叶面积指数、叶含水率、叶鲜重呈极显著正相关,与叶含氮量极显著负相关。通过红边参数与农学组分稳定良好的数学关系,可以对农学组分进行预测估算。
本文通过采集460个福建菜田代表性耕层土样,采用土壤测试和土柱渗漏水模拟试验的方法研究菜田土壤硝态氮和OlsenP含量状况和淋失临界指标及其淋失潜力。结果表明,耕层土壤硝态氮含量为47.455.5 mg/kg,Olsen-P含量则为61.743.2 mg/kg, 其中瓜果类蔬菜种植地土壤硝态氮和Olsen-P含量明显高于叶菜类和根茎类蔬菜种植地。 应用双速率转折点建模法,得到氮、 磷淋失临界指标X0分别为土壤硝态氮76.3 mg/kg和Olsen-P 42.8 mg/kg。 淋失临界值相当于或略高于满足蔬菜营养的农学指标。当土壤硝态氮或Olsen-P含量低于X0时,随着其含量增加,渗漏水硝态氮或总磷浓度以线性方式缓慢增加,反之,则以非线性形式急剧增大。土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占17.9%和81.3%, 表明这些样点具有较高的氮、 磷淋失潜力,是氮、 磷污染控制的关键地块。 瓜果类菜田土壤硝态氮和Olsen-P含量高于其X0的土样数分别占到32.3%和96.3%,淋失潜力明显高于叶菜类和根茎类菜田,是氮、 磷污染控制的优先区域。
菜田氮、磷污染治理的最佳途径是提高化肥利用率。本研究开展了四季豆(Phaseolus vulgaris)-瓢瓜(Lagenaria sicerariae)-早稻轮作中不同氮、磷肥用量的3年定位田间试验。结果表明,经济施肥量为四季豆N 155 kg/hm2和P2O5 79 kg/hm2、瓢瓜N 247 kg/hm2和P2O5 130 kg/hm2,早稻不施肥。取得最佳经济效益的施肥处理,净增收比其他氮、磷水平提高1.6% ~46.8%,氮肥利用率从四季豆和瓢瓜连作的45.1%提高到四季豆-瓢瓜-早稻轮作的65.6%,磷肥利用率则从17.9%提高到26.5%。四季豆-瓢瓜-早稻轮作的土壤硝态氮和有效磷含量分别为四季豆和瓢瓜连作的27.5%和87.0%,为基础土壤硝态氮和有效磷含量的63.7%和93.9%。养分吸收特性分析表明,四季豆的氮、磷最大吸收速率分别是早稻的25.1倍和2.5倍,瓢瓜则分别是早稻的18.4倍和1.2倍; 四季豆的氮、磷最大吸收量分别是早稻的1.7倍和2.2倍,瓢瓜则分别是早稻的2.5倍和1.9倍。因此,菜-稻轮作体系利用了蔬菜和水稻在氮、磷吸收强度上的差异,较蔬菜连作促进了氮、磷高效利用,从而削减菜田过高的氮、磷富集,降低了土壤氮、磷流失潜力。
采用溶液培养和田间试验研究水稻根长增长和氮磷钾吸收动态。在改进蔬菜根长和养分吸收动态模型基础上,建立了适用于一个生长周期的水稻根长增长模型、单位根表面积氮磷钾吸收速率模型及其累积吸收动态模型。6个根长增长模型和18个根表氮磷钾吸收速率模型以及36个氮磷钾吸收动态模型的模拟效果达统计显著水平。结果表明,随着种植时间的推移,水稻根长增长和氮磷钾累积吸收量在整个生育期呈现S型特征;根表养分吸收速率在生长前期随种植时间迅速提高并达到最大值,过后则按指数规律下降。溶液培养试验看出,生育期120 d水稻最大根长增长速率和最大根长分别为播种后(68.85.4)d和(108.43.9)d,品种间差异很小;最大根长增长速率和根长则为(4531.51529.4)cm/( pot?d)和 (2.8931 0.6237)105 cm/pot,品种间差异较大。田间试验看出,不同施肥处理的氮磷钾吸收速率基本同步,早晚稻插秧后约50~60 d根系养分吸收能力达到峰值,临近成熟时养分吸收量达到高峰。研究结果为水稻中后期养分管理提供了科学依据。
研究对硒 (Se) 不同敏感性蔬菜对天然富硒土 (Se ≥ 0.4 mg/kg) 中硒的吸收和转化差异,为富硒土壤生产富硒蔬菜提供理论与技术指导。
以大蒜、芥菜和菠菜三种蔬菜为试验材料,在全硒含量为0.29、0.58、0.98、2.07 mg/kg的四种土壤上进行了盆栽试验 (依次标记为Se0.29、Se0.58、Se0.98、Se2.07),并测定四种土壤中不同形态硒的含量。芥菜和菠菜于生长40 d、53 d、68 d和82 d后取样,测定蔬菜可食部分硒含量;于生长97 d后收获,分为根部和地上部。大蒜于生长42 d、68 d、82 d、120 d后取样,测定地上部硒含量;于生长165 d后收获,分为根部、鳞茎和叶。测定供试蔬菜总硒含量、有机硒含量,计算不同硒含量土壤上蔬菜对硒的吸收和转化系数。
三种蔬菜中芥菜的生长对土壤硒最为敏感,芥菜可食部位生物量鲜重以Se0.29处理最高,菠菜和大蒜均以Se0.58处理最高,与Se2.07处理均达显著差异。三种蔬菜地上部硒含量在整个生育期总体呈现增加的趋势,不同生育期均表现为大蒜 > 芥菜 > 菠菜。收获期三种蔬菜各部位的硒含量随着土壤硒含量 (0.29~2.07 mg/kg) 的增加而增加,表现为Se2.07 > Se0.98 > Se0.58 > Se0.29,Se2.07处理的菠菜地上部和地下部硒含量分别是其Se0.29处理的8.63倍和7.10倍,芥菜是12.25倍和23.29倍,Se2.07处理大蒜鳞茎和叶部硒含量是Se0.29处理的39.92倍和4.90倍;可食部位硒含量为大蒜 (7.25~289 μg/kg) > 芥菜 (1.22~14.9 μg/kg) > 菠菜 (0.73~6.30 μg/kg),均表现为地下部 > 地上部,Se2.07处理菠菜根部硒含量是茎叶的4.80倍,芥菜是12.06倍,大蒜是8.22倍。在富硒土壤Se0.98和Se2.07处理条件下,大蒜和芥菜能从土壤中富集硒,吸收系数是菠菜的3.06~8.47倍和1.58~5.8倍,均达到了富硒蔬菜标准 (≥ 0.01 mg/kg)。三种蔬菜可食部位有机硒含量占总硒比例为73.5%~84.7%,并随土壤硒含量的增加而增加,其中Se2.07与Se0.29处理差异显著;蔬菜硒含量不但与土壤总硒含量相关,而且与有效态硒含量呈显著正相关。
蔬菜种类和土壤硒含量均影响蔬菜硒的吸收、转化和富集。三种蔬菜对土壤硒的敏感性以芥菜最强。蔬菜硒含量和可食用部位有机硒的转化率均随着土壤硒含量的增加而增加,与土壤总硒含量和有效态硒含量呈显著正相关。富硒能力为大蒜 > 芥菜 > 菠菜,在天然富硒土壤上生长的大蒜和芥菜硒含量易达到富硒蔬菜标准,而菠菜未显示出富硒能力。因此,虽然土壤硒含量高影响了大蒜和芥菜的生长,但大蒜和芥菜具有较强的将硒转移到可食部位的能力,可作为富硒蔬菜生产。
研究对硒 (Se) 不同敏感性蔬菜对天然富硒土 (Se ≥ 0.4 mg/kg) 中硒的吸收和转化差异,为富硒土壤生产富硒蔬菜提供理论与技术指导。
以大蒜、芥菜和菠菜三种蔬菜为试验材料,在全硒含量为0.29、0.58、0.98、2.07 mg/kg的四种土壤上进行了盆栽试验 (依次标记为Se0.29、Se0.58、Se0.98、Se2.07),并测定四种土壤中不同形态硒的含量。芥菜和菠菜于生长40 d、53 d、68 d和82 d后取样,测定蔬菜可食部分硒含量;于生长97 d后收获,分为根部和地上部。大蒜于生长42 d、68 d、82 d、120 d后取样,测定地上部硒含量;于生长165 d后收获,分为根部、鳞茎和叶。测定供试蔬菜总硒含量、有机硒含量,计算不同硒含量土壤上蔬菜对硒的吸收和转化系数。
三种蔬菜中芥菜的生长对土壤硒最为敏感,芥菜可食部位生物量鲜重以Se0.29处理最高,菠菜和大蒜均以Se0.58处理最高,与Se2.07处理均达显著差异。三种蔬菜地上部硒含量在整个生育期总体呈现增加的趋势,不同生育期均表现为大蒜 > 芥菜 > 菠菜。收获期三种蔬菜各部位的硒含量随着土壤硒含量 (0.29~2.07 mg/kg) 的增加而增加,表现为Se2.07 > Se0.98 > Se0.58 > Se0.29,Se2.07处理的菠菜地上部和地下部硒含量分别是其Se0.29处理的8.63倍和7.10倍,芥菜是12.25倍和23.29倍,Se2.07处理大蒜鳞茎和叶部硒含量是Se0.29处理的39.92倍和4.90倍;可食部位硒含量为大蒜 (7.25~289 μg/kg) > 芥菜 (1.22~14.9 μg/kg) > 菠菜 (0.73~6.30 μg/kg),均表现为地下部 > 地上部,Se2.07处理菠菜根部硒含量是茎叶的4.80倍,芥菜是12.06倍,大蒜是8.22倍。在富硒土壤Se0.98和Se2.07处理条件下,大蒜和芥菜能从土壤中富集硒,吸收系数是菠菜的3.06~8.47倍和1.58~5.8倍,均达到了富硒蔬菜标准 (≥ 0.01 mg/kg)。三种蔬菜可食部位有机硒含量占总硒比例为73.5%~84.7%,并随土壤硒含量的增加而增加,其中Se2.07与Se0.29处理差异显著;蔬菜硒含量不但与土壤总硒含量相关,而且与有效态硒含量呈显著正相关。
蔬菜种类和土壤硒含量均影响蔬菜硒的吸收、转化和富集。三种蔬菜对土壤硒的敏感性以芥菜最强。蔬菜硒含量和可食用部位有机硒的转化率均随着土壤硒含量的增加而增加,与土壤总硒含量和有效态硒含量呈显著正相关。富硒能力为大蒜 > 芥菜 > 菠菜,在天然富硒土壤上生长的大蒜和芥菜硒含量易达到富硒蔬菜标准,而菠菜未显示出富硒能力。因此,虽然土壤硒含量高影响了大蒜和芥菜的生长,但大蒜和芥菜具有较强的将硒转移到可食部位的能力,可作为富硒蔬菜生产。
根据近年来完成的135个氮、磷、钾肥效试验结果,建立福建早稻测土配方施肥指标体系。结果表明,土壤对稻谷的平均贡献率为73.5%,施用氮、磷、钾平均增产18.1%、5.4%和8.6%,土壤贡献率和氮、磷、钾增产效果与肥力等级成正比。山区早稻高产临界指标分别为碱解氮212 mg/kg、Olsen-P 26 mg/kg和速效钾116 mg/ kg,沿海早稻则分别为碱解氮203 mg/kg、Olsen-P 22 mg/kg和速效钾104 mg/kg,明显低于山区稻田。早稻最高施肥量平均为N 166 kg/hm2、P2O5 69 kg/hm2和K2O 113 kg/hm2,经济施肥量平均为N 134 kg/hm2、P2O5 35 kg/hm2和K2O 78 kg/hm2,但不同生产区域和土壤肥力等级的氮、磷、钾推荐用量有一定差异。建立了土测值与氮、磷、钾推荐用量的回归方程式,从而达到因土施肥的目的。
香蕉生长快,需要及时充足的水肥供应,特别是钾素的供应。研究滴灌条件下减量施钾对香蕉产量品质、钾肥利用率、钾素平衡及经济效益等的影响,为制定适合香蕉生产的水肥一体化施肥方案提供依据。
2016—2018年,在福建漳州进行了为期3年的田间定位试验。在施用等量氮磷肥的基础上,以不施钾肥(K0)和常规灌溉施钾1400 kg/hm2 (K1)为对照,在滴灌条件下,设置施用常规施钾量的40% (K0.4)、60% (K0.6)和80% (K0.8) 3个减施钾肥处理。在收获期测定香蕉产量和品质,计算土壤钾素平衡。
与K1处理相比,K0.4处理香蕉植株茎围、果指围、每梳果数、产量均显著降低,但不影响口感品质;K0.6处理对香蕉生长、结果数和果实外形、每梳果数、产量均没有显著影响,果实品质没有下降;K0.8处理促进了香蕉生长、结果性状和产量,并提高了果指围和单株果重,没有降低营养品质。4个施钾处理的净收益依次为K0.8 (54179.4元/hm2) > K0.6 (46663.7元/hm2) > K1 (42538.1元/hm2) > K0.4 (36808.1元/hm2),K0.8处理净收益显著高于K1和K0.6处理,K0.6处理显著高于K1处理,K0.4处理则显著低于K1处理(P < 0.05)。连续种植3年香蕉后,K0.8处理与常规K1处理的土壤速效钾、缓效钾和全量钾素含量未达显著差异水平,K0.4处理的土壤钾素亏缺 93.3 kg/hm2,K1、K0.6和K0.8处理的土壤钾素分别盈余了501.9、8.9和220.4 kg/hm2。
综合考虑滴灌条件下增产效应、经济效益和土壤钾素养分平衡,福建香蕉果园采用滴灌及减少常规钾肥用量的20%较为适宜。
香蕉生长快,需要及时充足的水肥供应,特别是钾素的供应。研究滴灌条件下减量施钾对香蕉产量品质、钾肥利用率、钾素平衡及经济效益等的影响,为制定适合香蕉生产的水肥一体化施肥方案提供依据。
2016—2018年,在福建漳州进行了为期3年的田间定位试验。在施用等量氮磷肥的基础上,以不施钾肥(K0)和常规灌溉施钾1400 kg/hm2 (K1)为对照,在滴灌条件下,设置施用常规施钾量的40% (K0.4)、60% (K0.6)和80% (K0.8) 3个减施钾肥处理。在收获期测定香蕉产量和品质,计算土壤钾素平衡。
与K1处理相比,K0.4处理香蕉植株茎围、果指围、每梳果数、产量均显著降低,但不影响口感品质;K0.6处理对香蕉生长、结果数和果实外形、每梳果数、产量均没有显著影响,果实品质没有下降;K0.8处理促进了香蕉生长、结果性状和产量,并提高了果指围和单株果重,没有降低营养品质。4个施钾处理的净收益依次为K0.8 (54179.4元/hm2) > K0.6 (46663.7元/hm2) > K1 (42538.1元/hm2) > K0.4 (36808.1元/hm2),K0.8处理净收益显著高于K1和K0.6处理,K0.6处理显著高于K1处理,K0.4处理则显著低于K1处理(P < 0.05)。连续种植3年香蕉后,K0.8处理与常规K1处理的土壤速效钾、缓效钾和全量钾素含量未达显著差异水平,K0.4处理的土壤钾素亏缺 93.3 kg/hm2,K1、K0.6和K0.8处理的土壤钾素分别盈余了501.9、8.9和220.4 kg/hm2。
综合考虑滴灌条件下增产效应、经济效益和土壤钾素养分平衡,福建香蕉果园采用滴灌及减少常规钾肥用量的20%较为适宜。