- 2023年第4期文章目次
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2023(4):1-7. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22120
摘要:土壤质量评价对于评估土壤的现状与生产力、促进农业可持续发展、保护生态环境具有重大意义。通过分析玛纳斯河流域绿洲下属的7个灌区内盐渍化土壤理化性质,采用主成分分析法对玛纳斯河流域绿洲农区残余盐渍化土壤质量进行评价。结果表明:(1)影响玛纳斯河流域绿洲农区土壤质量的最小数据集包括土壤总盐、有机质、pH值、Na+、Mg2+、碱解氮和土壤质地;(2)绿洲农区土壤养分丰富度依次为:速效钾、有效磷、碱解氮、有机质;(3)绿洲农区土壤质量以Ⅱ级[0.65<土壤质量综合评价指数(IFI)≤0.85]、Ⅲ级(0.45
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贾国建,杜振宇,马丙尧,井大炜,刘方春,刘幸红,李世会,董祎琳,马海林
2023(4):8-15. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22166
摘要:土壤理化特性是土壤综合肥力的重要组成部分,对于诊断土壤质量优劣具有重要意义,可为人工林的合理经营提供参考。以山东省杨树主栽区20块长期(10~60年)连作人工林样地为研究对象,取样测定15个土壤指标,研究了林地土壤的物理和化学特性,并采用综合指数法对土壤综合肥力进行了评价。结果表明:山东省杨树人工林土壤全钾、碱解氮含量总体上处于“很低”水平,有机质、全氮、全磷含量和电导率(EC)处于“较低”水平,有效磷、速效钾含量和容重处于“适中”水平,而毛管孔隙度处于“较高”水平。80%样地为微碱性砂质壤土或壤质砂土,砂粒含量较高,而粉砂粒、粘粒含量较低。不同样地间的土壤综合肥力存在较大差异,以鲁北区杨树人工林土壤综合肥力指数最高,显著高于鲁南、鲁西和鲁西南这3个栽培区。相关分析表明,土壤有机质、全磷、全钾、有效磷、速效钾、容重、粉砂粒、粘粒8个理化指标均对土壤综合肥力指数具有显著影响,而全氮、碱解氮、pH、EC、毛管孔隙度、砂粒、粉粘比7个指标与其相关性均不显著。杨树连作时间、林龄、林分密度对林地土壤肥力没有明显影响。
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2023(4):16-24. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22176
摘要:利用田间径流小区试验,研究生物炭和有机肥施用对白菜地土壤地表径流氮素损失及土壤理化性质的影响,设置常规施用化肥(CK)、生物炭配施化肥(B)、有机肥配施化肥(F)、生物炭+有机肥配施化肥(BF)4个处理,探究施加生物炭和有机肥对土壤有机质、阳离子交换量、团聚体以及氮素径流损失的影响。结果表明:B与F处理较CK处理均能显著提高土壤有机质含量和阳离子交换量,提高土壤团聚体稳定性,B处理提高有机质含量、阳离子交换量要优于F处理,F处理土壤团聚体稳定性要优于B处理,BF处理提高有机质含量、阳离子交换量及团聚体稳定性能力介于B、F处理之间;在整个生育期内,B、F处理均能降低氮素的径流损失,F处理降低氮素的径流损失要优于B处理,BF处理降低氮素的径流损失要优于B、F处理。相关分析表明,径流液总氮与>2 mm粒径团聚体呈极显著相关(P<0.01);径流液中硝态氮的损失量与有机质含量、阳离子交换量、平均质量直径、几何平均直径呈极显著相关(P<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体占比呈显著相关(P<0.05);径流液中铵态氮的损失量与有机质含量、阳离子交换量显著相关(P<0.05);冗余分析表明,团粒结构的提高是氮素径流损失减少的主要环境因子。在植株收获后,各处理土壤全氮含量均有所提高,B处理显著高于F处理,BF处理位于B和F处理之间。综合考虑氮素径流损失和土壤理化性质的改变,生物炭+有机肥配施化肥效果
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2023(4):25-33. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22139
摘要:为探究潮土区长期秸秆还田对土壤团聚体碳、氮含量和作物产量的影响,以河北省低平原潮土区小麦-玉米轮作系统为研究对象,利用38年化肥与秸秆配施长期定位试验,研究了不施肥(CK)和等量氮、磷肥用量下0 kg/hm2(S0)、2250 kg/hm2(S2250)、4500 kg/hm2(S4500)和9000 kg/hm2(S9000)秸秆还田量下,土壤团聚体碳、氮含量和作物产量。结果表明:与不施肥CK相比,长期施肥与秸秆还田可以增加各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,其中,秸秆还田对提高0~10 cm表层土壤水稳性团聚体有机碳含量效果较好,且随秸秆还田量的增加,水稳性团聚体有机碳提升效果越明显。长期秸秆还田对各粒径团聚体中碳氮比无较大影响。>0.25 mm团聚体中有机碳和全氮富集系数较高,且0~10 cm土层,S2250、S4500和S9000处理均表现为随着团聚体粒径减小团聚体中有机碳富集系数逐渐降低。长期秸秆还田可以提高作物产量,且高秸秆还田量对小麦产量的提高效果更明显。>0.25 mm团聚体中有机碳含量与小麦产量之间的关系最密切,当该粒径团聚体中有机碳含量增加1 g/kg时,小麦产量可以增加329.62 kg/hm2;而0.25~0.053和<0.053 mm团聚体中有机碳含量与小麦产量相关性较差。综上,秸秆还田可以增加土壤团聚体中有机碳含量,提升土壤肥力,促进作物增产。
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2023(4):34-39. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22146
摘要:为明确黄河上游宁夏段泥沙输入对农田灌淤土团聚体和土壤培肥的影响特征,在干流动态采集了5月(春灌)、8月(夏灌)、10月(冬灌)的沉积泥沙,以灌淤土为对照,测定了其机械稳定性团聚体及其NO3--N、NH4+-N、有效磷含量。结果表明,黄河宁夏段泥沙中<0.25 mm团聚体占70.8%~87.5%;>0.25 mm团聚体数量、平均重量直径和几何平均直径均为8月>10月>5月,泥沙团聚体稳定性显著低于灌淤土。泥沙团聚体无机氮以NO3--N为主,占78.9%~99.3%。泥沙1~2或0.5~1 mm团聚体有效磷含量较高。5、8月泥沙和灌淤土各粒径团聚体无机氮含量呈正相关,而在10月呈负相关。不同灌溉时期泥沙和灌淤土各粒径团聚体有效磷含量均呈负相关。因此,黄河宁夏段灌溉泥沙<0.25 mm微团聚体对灌淤土团粒结构影响较大,春灌时期不同粒径团聚体泥沙速效氮磷含量最高。
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2023(4):40-46. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22137
摘要:探讨非生长季土壤可溶性氮库、氮素转化过程及氮代谢关键酶活性如何响应冻融交替,对于支撑土壤肥力保持和农田养分管理具有重要意义。以农田黑土为研究对象,采用室内模拟培养试验分析冻融循环作用下土壤可溶性氮库组分 [可溶性无机氮 (NH4+-N + NO3--N,DIN)、可溶性有机氮 (DON)、可溶性全氮 (DTN)]、净氮矿化速率 (NNMR)、微生物量氮 (MBN)和氮代谢关键酶活性的变化行为,阐明冻融循环对土壤可溶性氮转化过程的影响机制。冻融循环对农田黑土可溶性氮库、氮素转化过程、MBN及氮代谢关键酶活性影响显著 (P<0.05)。随着循环次数增加,冻融土壤NH4+-N、NO3--N、DIN和NNMR均显著降低,而DON、DTN和MBN均先升高后降低,在循环次数6时达到最大值,较对照土壤分别增加了4.65%、5.43%和18.38%。随着循环次数增加,冻融土壤蛋白酶活性显著增加,硝酸还原酶活性先增加后降低,以循环次数6的最大 [1.19 NO2--N μg/(g·24 h)]。可见,适宜的冻融循环 (1~6) 能够显著促进非生长季农田黑土氮素转化,有利于土壤有效氮累积。
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2023(4):47-53. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22162
摘要:通过研究沼液施用对农田土壤氮素形态影响,为沼液农田可持续利用提供数据支撑。在中国知网和Web of Science文献数据库中,以“沼液”和“氮”为关键词,检索2021年12月以前公开发表的沼液农用下土壤氮素研究文献,利用Meta数据整合分析方法,定量分析沼液施用对农田土壤氮素形态及相关微生物群落和作物产量的影响。与单施化肥相比,沼液配施显著降低了土壤硝态氮含量,增加了土壤碱解氮和微生物量氮含量以及土壤放线菌、细菌、真菌群落数量和作物产量。对于牛粪和鸡粪猪粪混合沼液,猪粪沼液显著降低了土壤硝态氮含量;≤50 kg·hm-2低沼液氮投入量显著降低土壤硝态氮和铵态氮含量,增加全氮含量;20%~40%沼液氮替代化肥氮比例显著增加土壤全氮和碱解氮含量,提高微生物群落数量,同时降低土壤硝态氮含量。沼液施用显著影响土壤氮素含量,但不会增加农田氮素淋失风险。在沼液施用中应用猪粪沼液、控制沼液氮替代化肥氮比例为20%~40%及≤50 kg·hm-2沼液氮投入量还会显著降低氮素淋失风险。
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2023(4):54-60. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22147
摘要:为解析山药田连作后的土壤微生态环境变化,探寻连作障碍产生的微生物学机理,采用田间小区试验和室内检测分析相结合的方法,以粮田土壤为对照,在分析山药田土壤微生物群落分布特征的基础上,探究间作苜蓿、三叶草和大豆3种豆科植物对土壤微生态环境的改良效果。结果表明:在0~100 cm土层中,山药田和粮田土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物种群的数量基本表现为随土层加深而降低的趋势。与粮田相比,山药苗期0~100 cm土层土壤细菌和真菌数量均表现为山药田土壤高于粮田土壤,特别是真菌数量,高于粮田土壤1.86~4.48倍。而固氮菌和放线菌数量则表现为粮田土壤高于山药田土壤的趋势,特别是0~20 cm土层,分别比山药田土壤提高了1.51和0.75倍。山药收获期,0~20和20~40 cm土层山药田土壤细菌、固氮菌和放线菌数量均呈现出低于粮田土壤,而真菌数量高于粮田土壤的趋势,且0~100 cm土层土壤细菌与真菌数量的比值均降低。间作苜蓿、三叶草和大豆后可显著提高0~40 cm土层土壤中的固氮菌、解磷细菌及放线菌的数量。说明山药连作会明显影响土壤三大微生物群落的组成结构,而间作豆科植物对土壤微生物群落分布有一定的改良效果。
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2023(4):61-66. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22158
摘要:以猪粪沼液和棕壤为试材,采用土柱培养法,共设土壤pH分别为5、7、9的3个处理,探究土壤酸碱度对粪大肠杆菌随沼液施入土壤后消长变化的影响机理。结果表明,所有处理粪大肠杆菌均呈先增后减的趋势,在培养后的第8 d达到峰值并在培养第60 d数量降至105数量级。pH为7(中性土壤)最有利于粪大肠杆菌生存,pH 为9(碱性土壤)抑制作用最强,在培养后的第60 d,pH为7处理的粪大肠杆菌数量分别比pH为5和9处理升高了10.06%和48.85%。随土壤深度的增加,土壤pH为5、7、9处理的粪大肠杆菌分别呈现先增后减、先减后增、先减后增的趋势,均在15 cm处出现拐点。神经网络模型分析结果表明,影响土壤中粪大肠杆菌生存的关键因素是土壤硝态氮,其次为土壤有机质,土壤铵态氮的重要性最低,而土壤酸碱度对粪大肠杆菌生存的影响不仅体现在酸碱度的直接作用上,还通过酸碱度的变化导致土壤理化性质改变所产生的间接作用。综合分析,pH为7(中性土壤)最有利于粪大肠杆菌生存,pH为9(碱性土壤)对粪大肠杆菌灭活效果最好。
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2023(4):67-75. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22157
摘要:碳中和是中国当前面临的巨大挑战,而农业是温室气体的重要排放源。研究旨在明确县域尺度农业生产过程中的碳足迹水平,并分析相关影响因素,以了解碳足迹的调控手段。基于江苏兴化稻麦轮作区域农户调研数据(调研内容包括土地状况、作物种植、物料投入、农事操作、相关机械),运用生命周期分析方法分析了稻麦轮作系统碳足迹水平、构成和潜在影响因素,并探究了碳足迹与经济效益的关系。结果表明,兴化县域稻麦轮作系统稻麦周年单位面积碳足迹和单位产量碳足迹分别为13006.2 kg CO2-eq·hm-2和0.86 kg CO2-eq·kg-1。碳足迹组成中,CH4占水稻季碳足迹的68%,N2O占小麦季碳足迹的45%。除温室气体外,水稻季各部分占比从高到低依次为肥料、能源消耗、农药和种子,而小麦季中能源消耗占比则高于肥料。稻麦轮作系统碳足迹与肥料投入和柴油投入呈正相关关系。稻麦轮作系统碳足迹与氮肥偏生产力一定范围内呈负相关,在氮肥偏生产力到达临界值(20.2 kg·kg-1)后不变。小麦季碳足迹与氮肥偏生产力和农田经济效益呈显著负相关关系。稻麦轮作系统碳足迹随农户受教育水平的提高呈下降趋势。研究表明,兴化县域稻麦轮作系统碳足迹的降低有助于其农田经济效益的提升,其中降低肥料投入和能源损耗是调控碳足迹的首要途径。
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孔发明,魏勇,徐文静,王帅,赵敬坤,张建伟,彭清,王洋,李志琦,蔡国学,罗博,石孝均,王洁
2023(4):76-84. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22192
摘要:通过对九叶青花椒不同生育期各器官干物质量与矿质养分含量的测定,计算不同生育期九叶青花椒各器官养分净累积量,探究九叶青花椒的矿质营养需求规律,以期为九叶青花椒养分管理提供理论依据。以8年生九叶青花椒为研究对象,在关键生育期进行整株砍伐采样,测定不同部位干物质重及养分(氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼)含量,计算不同生育期各矿质元素的净累积量与比例。结果表明,九叶青花椒在整个生育期内,树体周年干物质总累积量为9.33 kg·株-1,树干占比最高,为24.62%;当年净累积量为5.45 kg·株-1,枝条占比最高,为21.59%。干物质净累积量和累积速率出现2次高峰,分别是抽梢期-旺长期(净累积量为1.87 kg·株-1,速率为47 g·d-1)和壮果期-成熟期(净累积量为1.97 kg·株-1,速率为38 g·d-1)。九叶青花椒不同生育期各矿质元素的累积规律同干物质累积规律有一定相似性,即树体对矿质元素有2个累积高峰。抽梢期-旺长期树体对氮、磷及微量元素与钾和硼的规律不同,氮、磷、钙、镁、铁、锰、铜、锌的净累积量超过了周年总累积量的30%,分别为43.55 g、4.20 g、38.64 g、2.01 g、82.99 mg、54.93 mg、18.07 mg、36.32 mg。此时期以枝条和叶片占比最高,平均分别为15.69%和16.71%;壮果期-成熟期树体对氮、磷、钾、钙、铁、锌、硼的累积占比分别为30.87%、26.90%、49.79%、32.68%、29.98%、36.69%,此时以果实占比最高;旺长期-花序期对铁、锰(占比超过30%)及铜、硼(占比超过20%)等微量元素的净累积量较高;花序期-壮果期磷、钾的累积比率均超过了25%。九叶青花椒施肥需要注重各生育期各种矿质养分的供给。生产1000 kg九叶青花椒干果各矿质元素的净累积量为氮57.54 kg、磷7.43 kg、钾43.80 kg、钙29.13 kg、镁3.62 kg、铁138.89 g、锰70.04 g、铜20.41 g、锌46.69 g、硼85.74 g。各元素比例为氮∶磷∶钾∶钙∶镁为 1.00∶0.13∶0.76∶0.51∶0.06,铁∶锰∶铜∶锌∶硼为 1.00∶0.50∶0.15∶0.34∶0.62。抽梢后应注重氮、磷及中微量元素(钙、镁、铁、锰、铜、锌)的补充,随着生育期的推进,应继续增加中微量元素肥料的施用,在开花后应注重追施磷、钾肥,而在壮果之后应再次进行全素的补充。
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2023(4):85-91. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22135
摘要:明确吉林省西部生态区玉米作物的氮、磷、钾肥施用效果及养分吸收利用特征,为该地区肥料的合理配置与施用提供依据,对持续推进化肥减量增效及农业绿色发展具有积极意义。基于2015—2019年中央财政测土配方施肥项目在吉林省西部布置的360个玉米“3414”田间试验,研究了不同施肥条件下的玉米产量,对比分析氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率和肥料贡献率。结果表明,吉林省西部生态区玉米氮磷钾配施N2P2K2处理(N、P2O5、K2O施用量分别是209.20、97.80、85.15 kg/hm2)的玉米产量最高,平均产量为9.46 t/hm2,较不施肥处理平均增产50.64%。与各缺素处理相比,增施氮、磷、钾肥平均增产2.21、1.37、1.32 t/hm2 ,增幅分别为37.81%、23.65%、22.41%。与不施肥处理比较,缺素处理的玉米产量差异显著,其高低顺序为N2P2K0(8.14 t/hm2)>N2P0K2(8.09 t/hm2)>N0P2K2(7.25 t/hm2),表明吉林省西部玉米的养分限制因子顺序为氮>磷>钾。施用氮、磷、钾肥增加玉米养分吸收量(N 192.5 kg/hm2、P2O5 86.5 kg/hm2、K2O 217.4 kg/hm2)。在吉林省西部生态区,玉米作物的氮、磷、钾肥平均农学效率分别为15.11 kg/kg N、22.28 kg/kg P2O5、19.44 kg/kg K2O,平均利用率分别为39.50%、29.27%、45.71%,平均肥料贡献率分别为23.72%、17.59%、14.97%。吉林省西部生态区玉米施肥的增产效果和肥料利用率较高,但仍应结合当地土壤条件,积极进行培肥改良,并应用减肥增效等相关技术,根植科学施肥理念,以提高肥料利用效率,实现玉米增产和土壤肥力的提高。
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许鹏杰,周红亮,穆智光,张丽娟,黄睿敏,蒋玉康,赵永乐,曾志,曹禺乾,路思瑶,胡华兵,樊华
2023(4):92-98. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22143
摘要:为探寻干旱区滴灌甜菜氮磷钾最佳施用模式,以KWS9147为材料,采用“3414”试验设计,分析氮磷钾配比对甜菜经济产量的影响。结果表明,不同肥料配比对甜菜块根产量、含糖率与产糖量影响显著。施肥因子对甜菜块根产量的单独效应为氮肥>钾肥>磷肥;对含糖率与产糖量的单独效应均为磷肥>氮肥>钾肥。在本试验中,单独施以足量的氮、磷肥有利于提高甜菜产量。然而,当钾肥(K2O)施入量超过46.74 kg·hm-2时产量下降,施入量超过72.79 kg·hm-2时产糖量下降;磷肥(P2O5)施入量超过35.91 kg·hm-2时块根含糖率下降。氮磷肥配施条件下,在施氮肥(N)0~39.1 kg·hm-2、磷肥(P2O5)0~89.5 kg·hm-2范围内,随着施用水平的增加,甜菜产糖量显著增加。氮磷肥、磷钾肥与氮钾肥互作均可以有效提高甜菜块根含糖率。本试验中施肥配比N∶P2O5∶K2O为2.7∶1∶1.1时,可获得最高产糖量(26772.1 kg ·hm-2)。
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熊又升,熊汉锋,郭衍龙,王海生,刘威,严与向,谢媛园,周剑雄,杨立军
2023(4):99-104. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22125
摘要:为实现化肥高效施用和零增长目标,采用稻麦轮作大田定位试验,探讨不同减量施肥模式对稻麦轮作体系作物产量及养分利用效率的影响。试验设置不施肥(T1)、常规施肥(T2)以及等养分条件下有机肥与化肥配施(T3)、T3减20%化肥氮增施氮肥增效剂(T4)、T3减20%化肥磷增施磷素活化剂(T5)以及T3减20%化肥氮磷增施氮肥增效剂+磷素活化剂(T6),共6个处理。结果表明:与常规施肥(T2)相比,各减量施肥处理对稻麦体系作物周年产量影响不显著;T4处理有利于提高氮素和钾素的偏生产力和农学利用率,提高氮素和磷素吸收效率,提高作物磷素总吸收量;T5处理可以明显提高作物磷素总吸收量、磷素利用效率、磷素偏生产力、磷素的农学利用率,提高作物钾素农学利用率和钾素的偏生产力;T6处理可以明显提高作物的氮磷钾的利用效率和农学利用率,提高氮素和钾素的偏生产力;T3处理对作物氮磷素的吸收与利用均无显著影响,显著提高了作物钾素的偏生产力。综合结果表明,有机肥与化肥配施基础上减少20%化肥氮磷增施氮肥增效剂+增施磷素活化剂(T6)模式有利于协调作物养分吸收和稳定作物产量,可作为长江中下游相似生态区域稻麦轮作种植减肥增效的优选模式。
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2023(4):105-113. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22180
摘要:合理密植和延后施氮是提高大豆产量的重要手段,为阐明不同大豆品种对种植密度和施氮时期的响应,于2020年在河南省新乡县开展试验,试验以大豆品种齐黄34和郑1307为试验材料,采用裂区设计,主处理为大豆品种,副处理为种植密度和氮施用时期,分析其农艺性状、生物量积累及产量要素构成的差异。研究结果表明:齐黄34和郑1307在18万~27万株/hm2密度范围内苗期、盛花期、盛荚期施氮时产量分别为4027.55~4748.20和4783.65~5113.60 kg/hm2,郑1307产量比齐黄34高12.2%~21.8%。随种植密度增加,两个品种产量均无显著变化,其中齐黄34茎粗降低、分枝减少、有效荚数、有效粒数和百粒重均降低,但其茎秆伸长、地上部和根系生物量增加;郑1307茎粗和有效分枝降低,但单位面积生物量增加。氮施用时期对齐黄34产量影响显著,盛荚期施氮产量最高,与苗期和盛花期施氮相比分别提高5%~8%和8%~17%;对郑1307产量无显著影响,但在27万株/hm2下盛荚期施氮有一定增产效应,且影响其有效荚数和百粒重。综上所述,在18万~27万株/hm2种植密度区间内,种植密度通过调整大豆株型、改变地上部和根系的干物质积累,维持其群体产量;延后施氮对齐黄34有一定的增产效应,但对郑1307的增产效应未达到显著水平。研究结果为稳定提高黄淮海地区大豆单产,保障我国大豆产量及落实“大豆振兴”战略提供了理论基础及科学依据。
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2023(4):114-121. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22136
摘要:研究不同比例有机无机肥配施与亏缺灌溉耦合作用下,冬小麦氮素累积、转运利用效率以及土壤硝态氮分布等状况,探求提高关中地区冬小麦产量的适宜有机无机配施比以及相应的亏缺灌溉量,为该地区冬小麦的高产高效提供科学有效的水肥管理。结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),采用等氮的原则,对有机肥与无机肥按照不同比例混施(F1∶100%化肥、F2∶24%有机肥和76%化肥混施、F3∶48%有机肥和52%化肥混施),研究亏缺灌溉与有机无机肥配施对冬小麦氮素转运及利用效率影响和土壤硝态氮分布情况。有机无机配施能有效促进作物生长,显著增加作物籽粒产量以及显著提高开花期后氮素累积、分配和转运。在充分灌溉W1条件下,F2和F3处理的籽粒产量较F1处理提高12.0%~28.6%;亏缺灌溉W2条件下,有机肥处理的小麦籽粒产量提高16.6%~31.8%。在相同灌溉条件下,成熟期F2和F3处理相对F1处理,冬小麦氮素累积量、向籽粒转运量和氮肥生产效率分别提高了12.8%~40.4%、11.9%~36.5%、13.0%~31.6%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),冬小麦亏缺灌溉W2处理下各种氮素吸收利用指标高于充分灌溉W1处理10.0%~28.5%。有机无机肥配施能够显著提高不同土层土壤硝态氮含量,在相同灌溉条件下,在0~100 cm土层F3处理硝态氮含量分别较F1和F2处理增加了66.4%~76.4%和1.2%~13.9%;相同有机无机配施比例下(F2和F3),在0~100 cm土层W1处理F1、F2、F3土壤硝态氮含量分别低于W2处理15.1%、9.9%、19.9%。48%化肥和52%有机肥配施、亏缺灌溉(50%)处理是该试验条件下冬小麦高产高效的最佳水肥管理模式。
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2023(4):122-129. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22118
摘要:为提高玉米生产过程中的氮素利用,减少氮素损失,采用田间原位试验法,在农民习惯施用酰胺态尿素的基础上研究相同施氮量下不同形态氮素对玉米干物质积累量、氮素吸收利用、产量及土壤氮素的影响。设置不施氮肥(CK)、酰胺态氮肥(T1)、铵态氮肥(T2)、硝态氮肥(T3)和硝/铵态氮肥(T4)5个处理。结果表明:(1)成熟期各处理干物质和氮素积累量均为T4>T3>T1>T2>CK,T4的干物质累积量较其他施氮处理显著提高6.3%~15.0%,氮素累积量较其他施氮处理增加6.4%~30.1%;该处理延长了玉米干物质和氮素积累旺盛期,推迟了玉米干物质和氮素积累速率最大时间。(2)与T1、T2比较,T4的土壤氮素依存率、氮素表观损失分别显著减少10.9%~23.1%、12.8%~49.1%。整个生育期,各施氮处理的土壤硝态氮含量明显高于铵态氮,且各处理的土壤硝态氮含量降幅大于铵态氮。(3)T4的氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率及玉米产量均较优,其氮肥利用效率、氮肥生产效率、氮肥农学效率分别较其他施氮处理提高6.8%~25.9%、7.3%~14.4%、21.3%~48.3%,产量显著增加7.3%~14.4%。因此,硝/铵态氮肥配施在河北黑龙港地区比农民习惯施用尿素更能促进玉米增产和氮素利用,有效减少氮素表观损失。
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2023(4):130-136, 177. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22161
摘要:缓控释氮肥在寒地黑土水稻上的应用效果和施用技术尚不十分明确,采用定位试验方法进行为期3年的试验研究,明确不施氮肥(CK)、全部普通氮肥一次性基施(BU100%B)、全部缓控释氮肥一次性基施(CRU100%B)、农民习惯施肥(FP)、60%缓控释氮肥和40%普通氮肥混合一次性基施(MBC)条件下,水稻产量、效益、氮素吸收利用和无机氮在土壤剖面中累积与分布的差异。结果表明,与CK比较,各施氮处理产量、效益、氮素利用率和无机氮在土壤剖面中的累积显著提高。MBC处理在产量、效益、氮肥利用率和减少土壤无机氮积累方面效果最好。与FP处理相比,MBC处理3年水稻平均增产6.2%,经济效益增加17.7%,氮肥利用率增加16.9%,氮肥农学效率增加16.4%,差异显著(P<0.05)。施用缓控释氮肥减少了无机氮在剖面(0~90 cm)中的累积,MBC处理较FP土壤无机氮累积量平均降低7.9%,CRU100%B 较BU100%B处理平均降低10.7%,且差异显著(P<0.05)。无机氮在土壤剖面中的分布由上到下逐渐减少,0~30、30~60和60~90 cm土层分别占无机氮累积总量的38.3%~54.6%、28.8%~35.7%和14.0%~26.1%。施用缓控释氮肥增加了无机氮在土壤上层剖面(0~30 cm)的累积,减少了无机氮在土壤深层剖面(60~90 cm)的累积量。在0~30 cm剖面中,MBC较FP处理无机氮平均增加12.4%,在60~90 cm剖面中,无机氮平均降低19.7%。可见,施用缓控释尿素提高了氮肥利用率、增加了水稻产量和效益、降低了土壤无机氮在深层剖面的残留,进而降低了氮素淋失的环境风险。
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2023(4):137-145. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22184
摘要:氮肥利用率低是制约我国东北黑土区玉米产业高效稳定发展的重要因素,以尿素硝铵溶液(UAN)为原料,硝化抑制剂2-氯-6(三氯甲基)吡啶微胶囊(CPCS)为材料,制备稳定性液体氮肥,研究其对黑土区玉米氮素吸收与利用和生长发育的影响。以2-氯-6(三氯甲基)吡啶传统乳油剂型(CPEC)为对照,制备了0.5%CPCS-UAN、1%CPCS-UAN、2%CPCS-UAN 3种稳定性液体氮肥。田间试验设置6个处理:不施氮肥(N0)、UAN(N180)、1%CPEC-UAN(N180)、0.5%CPCS-UAN(N180)、1%CPCS-UAN(N180)和2%CPCS-UAN(N180)。在春玉米生育期内测定土壤无机氮动态变化及植株氮素吸收量,并在成熟期测定产量及其构成因素。2020和2021年田间试验结果显示,与UAN处理相比,CPCS-UAN处理能显著提高玉米产量和植株吸氮量,其中1%CPCS-UAN处理表现最优,玉米产量增加6.38%~8.35%,吸氮量增加24.12~31.70 kg/hm2;与传统乳油剂型1%CPEC-UAN处理相比,1%CPCS-UAN处理玉米产量增加5.39%~6.30%,吸氮量增加17.51~18.98 kg/hm2,CPCS-UAN处理增产的主要原因是单穗粒数和百粒重的增加。在玉米整个生育期CPCS-UAN处理0~20 cm土层土壤的铵态氮和硝态氮整体呈现逐渐降低的趋势,其土壤铵态氮含量在各个生育时期均高于其他处理。CPCS-UAN处理能显著降低氮肥表观损失率,增加氮肥表观利用率,其中1%CPCS-UAN处理的土壤氮肥表观损失率最低,为33.2%~34.0%,氮素表观利用率最高,为40.9%~49.6%。在黑土中,CPCS配合UAN制成的稳定性液体氮肥可以有效抑制玉米生育期内铵态氮向硝态氮转化,减少氮素损失,增加植株吸氮量,提高氮肥利用率和玉米产量。
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2023(4):146-154. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22172
摘要:以甜瓜新品系“14-64”为供试材料,试验设置FA1(0 kg/hm2)、FA2(45 kg/hm2)、FA3(75 kg/hm2)、FA4(105 kg/hm2)、FA5(135 kg/hm2)、FA6(165 kg/hm2)6个黄腐酸钾施用水平,研究不同黄腐酸钾施用量对甜瓜养分吸收、产量和品质的影响,为黄腐酸钾在新疆地区甜瓜种植上的合理施用提供理论依据。结果表明:与FA1处理相比,各施用黄腐酸钾处理均提高了甜瓜各生育期植株干物质量和氮素、磷素、钾素的吸收积累量,提高了甜瓜果实可溶性固形物含量,增加了甜瓜单瓜重和经济产量。黄腐酸钾施用量为135 kg/hm2时,甜瓜植株各器官干物质量、营养元素积累量及其产量均达最大值。与FA1处理相比,成熟期FA5处理根、茎叶、果实的干物质量显著增加17.42%、30.74%、43.96%,其氮素、磷素和钾素积累量分别增加52.29%、56.10%、99.30%,76.32%、78.82%、129.23%和37.47%、43.97%、88.36%。除了FA2处理外,其他施黄腐酸钾处理较FA1处理中心和边缘可溶性固形物含量显著增加7.85%~17.89%和7.90%~9.58%,单瓜重和经济产量显著增加7.60%~22.81%和8.01%~22.85%。FA5和 FA6处理可溶性固形物、单瓜重和经济产量无显著差异(P>0.05),但均高于其他处理。综上,高量施用黄腐酸钾更有利于甜瓜的高产优质,但过量施用(>135 kg/hm2)时反而会造成肥料的浪费。因此,在本试验条件下,135 kg/hm2的黄腐酸钾施用量是最优施用量。
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王昱桁,康福蓉,熊华烨,赵环宇,罗雅尹,易时来,杨云洪,石孝均,张跃强
2023(4):155-162. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22169
摘要:土壤酸化会加剧土壤和柑橘树体缺镁,施用镁肥是解决柑橘园缺镁的主要措施。目前农业生产中常以硫酸镁(MgSO4)等价格较低、溶解性较高的镁肥形态为主。但其水解性较强且为速效性镁肥,养分易淋洗损失,难以满足柑橘等多年生作物的生长所需。因此,在柑橘园中施用何种镁肥的效果更好则需进一步研究。以降低土壤酸度、补充土壤和柑橘树体镁素、提高柑橘产量和品质为主要指标,评价了酸性缺镁土壤上MgSO4、碳酸镁(MgCO3)和氧化镁(MgO)3种常用镁肥的施用效果。连续两年的田间试验表明,不施镁处理的耕层(0~40 cm)土壤交换性镁含量从27.7 mg/kg降低至22.5 mg/kg,与不施镁肥处理相比,施用镁肥则增加至29.2~34.5 mg/kg,且土壤pH与交换性镁含量呈极显著正相关关系;其中,MgCO3对降低土壤酸度和增加土壤交换性镁的效果优于MgSO4和MgO。另外,施用镁肥显著提高了叶片镁含量,降低了钾含量,使叶片钾镁比和钙镁比趋于合理,其中以MgCO3施用效果最佳。此外,酸性缺镁土壤施用3种不同镁肥均能增加柑橘挂果量并提高果实产量,MgSO4、MgCO3和MgO处理分别比不施镁处理增产5.7%、28.4%和12.5%。同时,与不施镁处理相比,施用MgCO3及MgO的果实风味品质得到进一步提升。各施镁处理中果实可溶性固形物和维生素C含量分别平均增加8.41%和1.46%。酸性缺镁土壤柑橘园中,MgCO3在协同调酸、补镁、增产和提质方面的效果较好,MgO次之,MgSO4较低。这些结果为酸性缺镁土壤上有效解决柑橘园的缺镁问题提供了有益的探索和技术支撑。
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2023(4):163-169. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22128
摘要:为了揭示施锌对绿洲盐化潮土区玉米生长和锌形态变化的影响,通过盆栽模拟的方法,探讨了不同盐分浓度条件下(轻度、中度、重度)外源锌施入对玉米株高、干重、含锌量、吸锌量和各形态锌含量的影响。结果表明:相同盐分浓度条件下,施锌10 mg/kg使得玉米株高、干重、含锌量、吸锌量和土壤有效锌含量分别增加了8.5%~21.6%、21.7%~333.3%、107.3%~154.7%、166.7%~965.9%和451.3%~547.2%,碳酸盐结合态、松结有机态、氧化锰结合态、无定形氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态、残留矿物态锌含量分别增加了147.4%~173.3%、122.4%~152.1%、11.6%~12.6%、32.6%~33.4%、17.6%~18.0%、3.1%~3.2%;相同施锌条件下,随着土壤盐分浓度的增加,玉米株高、干重、含锌量、吸锌量和土壤有效锌含量分别降低了6.5%~36.4%、12.8%~89.9%、5.5%~22.0%、17.4%~92.2%和4.8%~18.1%,碳酸盐结合态、松结有机态、氧化锰结合态锌含量分别降低了4.7%~15.0%、3.6%~13.7%、10.4%~25.6%,无定形氧化铁结合态、晶型氧化铁结合态、残留矿物态锌含量分别升高了1.9%~5.8%、0.4%~3.5%、0.6%~2.2%。综合分析认为,在盐渍化环境中,施锌能够改善玉米生长状况的主要原因是大幅度提高了碳酸盐结合态、松结有机态2种有效态锌含量,在短期内改善了土壤-作物系统锌营养水平,提高了玉米的耐盐性。
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2023(4):170-177. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22131
摘要:为探讨叶面硒肥对生菜(Lactuca sativa L.)镉胁迫的改善作用,通过盆栽试验,设置2个镉污染浓度(1 mg/kg,Cd1;3 mg/kg,Cd3)和3个叶面硒肥浓度(0 mg/L,Se0;1 mg/L,Se1;3 mg/L,Se3),研究了不同浓度叶面硒肥对生菜镉积累的影响。结果表明:①叶面硒肥的喷施可不同程度降低生菜对镉的吸收积累,较之Cd1+Se0处理,Cd1+Se1处理可显著降低生菜叶镉含量,降幅为26.29%;较之Cd3+Se0处理Cd3+Se3处理下生菜叶镉含量显著降低49.05%。②喷施适宜浓度的叶面硒肥可不同程度提升生菜过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低丙二醛(MDA)含量,Cd1+Se1处理下,生菜的CAT、SOD活性分别显著高于Cd1+Se0处理40.38%、68.71%,而MDA含量则显著降低44.48%;Cd3+Se3处理下,生菜的CAT、SOD活性较Cd3+Se0处理分别显著提升77.48%、51.70%,而MDA含量则显著降低48.90%。因此,喷施适量的叶面硒肥可明显提升生菜抗逆特性,进而有效阻控生菜对镉的吸收,其中土壤镉含量为1 mg/kg(Cd1)时,叶面硒肥喷施浓度以 1 mg/L效果最佳,土壤镉含量为3 mg/kg(Cd3)时,叶面硒肥喷施浓度以 3 mg/L效果为最优。
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2023(4):178-183. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22132
摘要:为明确羽毛生物降解氨基酸肥对小白菜生长及品质的影响,本研究在等氮供应的前提下,以清水(T1)为对照,对比了羽毛生物降解氨基酸肥(T2)和尿素(T3)对小白菜生长指标、叶片光合参数及品质参数的影响。结果表明,施氮显著促进了小白菜地上部生长,与T1处理相比,T2及T3处理小白菜干重分别增加17%及38%。叶片数、叶面积与地上部干重间存在极显著正相关关系。氮肥处理显著提高了小白菜植株氮素积累量及单位叶面积叶片净光合速率,不同施氮处理间单位叶面积叶片净光合速率无显著差异。氮素积累量与地上部干重间存在显著正相关关系。不同处理对类胡萝卜素、可溶性蛋白质、类黄酮及总酚含量的影响较小。与T3处理相比,T2处理游离氨基酸含量显著增加,硝酸盐含量显著降低。因此,羽毛生物降解氨基酸肥能提高小白菜产量及品质,较好地平衡产量与品质间的关系,具有开发成商品肥料并在蔬菜生产中应用的良好前景。
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冯秀娟,任冰如,牛冠婷,黄晓杰,朱超伟,孟秀花,丁晓琴,盖亚男,刘艳,陈剑
2023(4):184-189. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22123
摘要:以自选的菊苣株系为研究对象,于2020年9月9日播种,播种后76~181 d每隔1周左右采收1次,测定根的糖分、可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及软化后芽球的形态指标,探讨不同采收期对根系营养成分及芽球产量的影响。结果表明:根和叶含水量均随气温下降而降低并在大寒节气前后达到最低点;在播种后76~153 d,根的总糖含量持续增加,而还原糖含量则为当最低气温低于0℃且持续时间较长时增加,153 d以后根的总糖含量逐渐下降而还原糖含量的变化规律也发生了改变;根的可溶性蛋白质含量在104~146 d明显下降,游离氨基酸含量在90~160 d上升,以后下降。相关性分析表明,播种后76~153 d采收的植株,其芽球直径和重量分别与根的干重、总糖、还原糖、游离氨基酸含量呈显著相关,芽球转化率仅与单位重量根中的还原糖含量呈显著相关,软化天数分别与根干重、总糖、还原糖、游离氨基酸含量呈显著负相关。综合分析表明,所选菊苣株系在越冬期间未发生冻害,适当延期采收可使包括糖分和氨基酸在内的干物质充分积累,在南京地区1月初至2月上旬采收植株有利于保证芽球产量和品质。
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张智浩,解国玲,吴流通,徐权杰,张永慧,张继来,林春,邓毅书,张乃明,苏友波
2023(4):190-199. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22145
摘要:探究强还原土壤处理(RSD)对设施白菜连作土壤障碍因子的消减作用,为丰富绿色有效、环境友好的十字花科作物根肿病防治策略提供理论依据。设置土壤不作任何处理(CK1),土壤仅淹水并覆膜(CK2),添加沼液的RSD处理(向土壤中添加沼液至最大田间持水量并覆膜,BS),添加豆糠的RSD处理(向土壤中均匀添加20 t/hm2的豆糠后灌溉至最大田间持水量并覆膜,SS_RSD),生物炭修复(向土壤中均匀添加5 t/hm2生物炭后灌溉至最大田间持水量并覆膜,BC),棉隆熏蒸(向土壤中均匀添加0.5 t/hm2棉隆,灌溉至最大田间持水量的60%~70%并覆膜,DZ),并比较各处理对白菜根肿病发病率、产量、连作土壤理化性质和酶活性的变化。连续两茬试验结果表明,与CK1处理相比,CK2和DZ处理后,产量分别提高1.71%~2.71%和18.74%~25.51%,发病率分别降低15.32%~18.33%和53.33%~73.65%;BS和BC处理后,发病率分别下降21.32%~45.00%和35.00%~35.99%,产量分别增加13.19%~15.07%和14.26%~19.90%;SS_RSD对白菜根肿病防治效果达76.89%~79.31%,使白菜根肿病发病率显著降低60.00%~66.99%,产量显著增加24.25%~27.96%,且提高了土壤有机质、全氮、有效磷含量和土壤脲酶、磷酸酶活性。因此,RSD是一种具有快速消减设施白菜连作障碍,实现设施土壤资源健康高效利用的有效措施。
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孟祥海,王佰成,张星哲,王延锋,李玉梅,任萍,王伟,李洪亮,刘畅
2023(4):200-209. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22148
摘要:为明确不同状态菌渣化学特性与生物学特性,利用宏基因组16S rDNA测序技术,通过Alpha多样性分析、费舍尔精确检验和Spearman相关性热图,对废弃菌渣、堆肥后菌渣及轻简化处理菌渣3种不同处理状态的菌渣开展微生物多样性、养分特性研究及其环境因子的关联分析。结果表明:废弃菌渣(M1)、堆肥后菌渣(M2)及轻简化处理菌渣(M3)的微生物多样性丰度存在较大差异,3种物料微生物属水平上物种相对丰度达到了差异显著性水平(P<0.001),其中以M3的微生物(细菌、真菌)丰度最高,表现为M1
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2023(4):210-219. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22159
摘要:评估牛粪及其蚓粪磷素生物化学特性,为合理利用牛粪及其蚓粪,提高畜禽粪便磷利用效率提供理论依据。利用扩增子测序技术,研究腐熟牛粪及其蚓粪中磷含量、磷酸酶活性和解磷微生物的差异。与牛粪相比,蚓粪pH、电导率、有效磷含量、全碳含量、全氮含量、碳磷比和氮磷比均显著降低,其中pH降低0.46个单位,电导率、有效磷含量、全碳含量、全氮含量分别降低63.86%、20.99%、28.51%、45.57%,牛粪的碳磷比和氮磷比分别为蚓粪的4.20和5.52倍;但蚓粪全磷含量和碳氮比显著提高,全磷含量提高196.40%,碳氮比为牛粪的1.31倍。蚓粪中碱性磷酸酶活性较牛粪低,而酸性磷酸酶二者间无显著差异。蚓粪的细菌和真菌α-多样性均显著高于牛粪。蚓粪中解磷细菌节细菌属(Arthrobacter)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度较牛粪显著降低;相反,其他解磷细菌和大多数解磷真菌丰度较牛粪均呈升高趋势。蚯蚓堆肥对有效磷含量的衰减作用主要取决于牛粪的化学性质和解磷微生物的丰度。
>专题综述
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2023(4):220-229. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22160
摘要:畜禽养殖粪肥还田导致抗生素及抗性基因(ARGs)在农田土壤中的残留与传播,农作物及土壤动物亦受到影响。论文以长期施用粪肥的农田为主要研究对象,在充分的文献阅读基础上,阐述了我国畜禽养殖粪肥所导致的农田生态系统中ARGs的残留情况,重点分析了我国农田土壤中ARGs的污染扩散程度以及粪源ARGs的传播路径,概述了粪肥种类和预处理技术等粪肥条件对还田土壤中ARGs水平的影响,并对后续研究提出了建议和展望。
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2023(4):230-237. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22112
摘要:为了探明有机肥料国内外标准的情况和差异,调研、分析并选择中国、美国、日本、欧盟、英国、德国和俄罗斯的相关肥料标准和相关技术法规,选取有机质质量分数、基本养分含量、重金属和砷元素限量、病原体残余4个指标,进行标准比对,并得出结论:(1)在有机肥料基本养分和重金属限量方面,我国的台湾地区和香港特别行政区对于有机肥料进行了详细的类别和用途区分。(2)在有机肥料重金属限量方面,欧盟规定的更为严格。我国对于铅和砷的限量标准比大多数其他国家的标准要求更为严格。(3)在病原体残余方面,俄罗斯标准的规定是所有国家中最为严格。(4)在放射性元素方面,日本因受到福岛核电站事故的影响,对肥料中的放射性元素铯含量做了暂行规定。(5)有机肥料中的总养分和有机质质量分数这两项指标,与各个国家和地区的土壤环境、耕种作物的品种、传统以及历史沿革有密切联系,它能够反映各地区土壤条件差异,但不代表相关标准间的优劣差别。
>分析测试
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2023(4):238-244. DOI: 10.11838/sfsc.1673-6257.22167
摘要:现有流动分析仪法测定碳酸氢钠浸提的有效磷低含量样品的准确性欠佳,难以适用于批量样品检测分析。为此提出改进方法,所测结果与现方法和人工比色法进行比较分析,探讨改进方法测定土壤有效磷的可行性。结果表明,现方法、人工比色法、改进方法测定有效磷含量在0.60~1 mg/L的样品,三者测定结果趋于一致,且无显著性差异(P>0.05)。现方法与人工比色法、改进方法测定有效磷含量0.04~0.60 mg/L的样品,现方法与另两种方法测定结果有显著性差异(P<0.05),人工比色法和改进方法测定结果无显著性差异(P>0.05)。人工比色法与现方法所测有效磷含量的回归方程:Y(人工比色法)=0.759X(现方法)+0.166(R2=0.811 P<0.01),两种方法所测有效磷呈极显著性相关。人工比色法与改进方法所测有效磷含量的回归方程:Y(人工比色法)=0.894X(改进方法)+0.024(R2=0.973 P<0.01),两种方法所测有效磷含量呈极显著性相关。综合比较,改进方法优于现方法。现方法的管路设置决定了碳酸氢钠与酸反应产生的二氧化碳气体会影响到管路气泡规则性和稳定性,造成基线易波动,有效磷低含量样品的准确性下降。改进方法的管路设置进行了优化,在线排除了二氧化碳气体,消除了干扰,保证了管路气泡的规则性,基线稳定,测定低含量有效磷的相对标准偏差小于8.90%,回收率在94%~106%之间,检测准确性和精密度良好。改进方法可推荐用于有效磷含量高低不同的批量土壤的检测分析。