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长期施用化肥对潮土甘薯生物量累积及养分吸收的影响

更新时间:2009-03-28

合理施用化肥是作物持续增产的关键因素,在我国农业生产中发挥了举足轻重的作用[1],化肥对作物产量的贡献率达35%~66%[2]。研究表明,长期施用化肥会对土壤物理、化学及其生物多样性产生不利影响,导致农田养分不平衡和土壤退化,降低作物产量[3-4];相反,也有研究认为长期施用化肥可维持或提高土壤有机质含量,进而增加作物产量[5-6]

甘薯是世界种植的主要块根作物之一,被广泛应用于食品工业、轻化工业及饲料工业[7]。关于施肥对甘薯产量的影响已有大量研究报道,化学氮磷钾肥的施用对甘薯增产作用明显,且其增产效果表现为NPK配施>N肥>K肥>P肥[8];氮肥用量在60 kg/hm2时甘薯产量及其品质性状综合评价最高[9];分期施用钾肥能够显著提高甘薯的产量[10]。这些研究结果都是通过短期田间试验获得的,而基于长期施肥条件下的研究报道较少。通过长期定位试验研究甘薯生物量累积及养分吸收的变化特征,具有常规短期试验不可比拟的优点,不仅具有重要的实践价值,而且还具有更深远的理论意义。本研究依托我国徐淮地区潮土长期定位试验,分析了2002~2015年不同施肥模式下甘薯生物量及养分吸收的变化特征,揭示了长期不同化肥施用模式条件下甘薯养分平衡状况,以期为潮土区甘薯栽培的养分管理提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于江苏徐淮地区徐州农业科学研究所试验基地(N 34°16′,E 117°17′),土壤为砂壤质潮土。该区属暖温带半湿润气候区,年平均气温14 ℃,平均年降水量为860 mm。试验开始时(1980年)耕层土壤有机碳含量为6.26 g/kg,全氮为0.66 g/kg,全磷为0.74 g/kg,有效磷为12.00 mg/kg,速效钾为63.00 mg/kg, pH值为8.01。

结合研究数据,感染猪到易感猪之间的传播通常都是在小范围猪群内传播的,而在没有做好防控措施的前提下,人从有病毒污染的地区进入无病毒污染地区时,非洲猪瘟病毒的传播范围将会大幅上涨,进而为后续养殖工作的开展带来严重的影响。另一方面,由于较大的猪群中通常存在数量较多的易感猪,因此,病毒将会在猪群内部存活较长的一段时间,当猪对这一病毒产生一定的抵抗力后,那么猪群因为非洲猪瘟所导致的死亡率也会因此有所降低,但对于其他猪群,这部分已经具备一定抵抗力且携带非洲猪瘟病毒的猪则是导致非洲猪瘟不断传播的主要原因之一[3]。

1.2 试验设计

本研究设置4个施用化肥处理:不施肥(CK)、单施氮肥(N)、配施氮磷肥(NP)、配施氮磷钾肥(NPK)。每个处理重复4次,随机区组排列,小区面积为33.3 m2。氮、磷、钾肥每年施用量分别为纯N 300 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2。长期试验开始于1980年秋季,在1981~2001年为小麦-玉米种植模式,2002年后改为小麦-甘薯种植模式。在小麦、玉米生产季,氮肥的基肥、追肥比例各为50%,基肥施用方式为施后翻地,追肥施用方式为表施。在甘薯生产季,氮、磷、钾肥作为基肥一次性施用后翻地。每季作物收获后将地上部秸秆移除,实施根茬还田;作物其它管理措施与大田生产一致。甘薯季各处理的施肥量如表1。

 

表1 甘薯季不同施肥处理的肥料用量 kg/hm2

  

处理NP2O5K2OCK000N15000NP150750NPK15075122.5

[3] 鲁艳红,廖育林,周兴,等.长期不同施肥对红壤性水稻土产量及基础地力的影响[J].土壤学报,2015,52(3):129-138.

 

表2  2015年甘薯季不同施肥处理土壤的主要性状

  

pH值有机碳/(g/kg)全氮/(g/kg)C/N全磷/(g/kg)硝态氮/(mg/kg)铵态氮/(mg/kg)有效磷/(mg/kg)速效钾/(mg/kg)8.088.430.7710.960.626.755.844.1246.847.869.330.969.690.5526.607.063.2846.627.649.110.8810.301.1114.067.7117.3350.287.7111.410.9412.180.9815.366.5415.0475.25

1.3 测定项目及方法

土壤基本养分测定:采用2.5∶1(水土比)pH计法测定pH值;采用重铬酸钾容量法测定有机碳含量;采用凯氏法测定全氮含量;采用硫酸-高氯酸消煮法测定全磷含量;采用氯化钾浸提-流动分析仪法测定硝态氮、铵态氮含量;采用Olsen法测定速效钾含量;采用醋酸铵浸提-火焰光度计法[11]测定有效磷含量。

NP和NPK处理可以显著增加甘薯的蔓长和分枝数,以NPK处理的提升幅度最显著,说明施肥特别是平衡施肥有利于甘薯地上部的生长。NP和NPK处理显著增加了甘薯地上部和块根的生物量,以NPK处理的提升幅度最显著;甘薯地上部和块根氮、磷、钾养分吸收量均表现为NPK>NP>N>CK,表明长期均衡施肥不仅能维持甘薯较高的产量,还对作物养分吸收具有促进作用。在富钾的潮土中,施用钾肥对于维持土壤生产力也是不可缺少的。长期单施氮肥方式的氮盈余量最高,生产中应当重视肥料的配合施用。

1.4 数据分析

对试验数据采用DPS软件进行方差分析;采用Excel 2007绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对甘薯生长特性的影响

施肥有利于养分的快速供应,是调控农作物生产力的重要手段,而甘薯具有耐贫瘠等特性,其养分管理长期不受重视[12-13]。合理施肥有利于作物干物质累积,但不合理施肥和养分比例不当等容易造成甘薯产量降低[14]。本研究结果表明:N处理甘薯地上部和块根生物量均未有显著变化,NP和NPK处理能显著增加甘薯的蔓长、分枝数、地上部生物量及块根产量,均以NPK处理的增加幅度最显著,说明施肥特别是平衡施肥有利于甘薯地上部的生长及干物质积累,因此均衡施肥是甘薯高产的重要保证。

 

表3 不同施肥处理下甘薯的生长特性

  

处理2002~2005年蔓长/cm分枝数/个结薯数/个2006~2010年蔓长/cm分枝数/个结薯数/个2011~2015年蔓长/cm分枝数/个结薯数/个平均值蔓长/cm分枝数/个结薯数/个CK183c4.8b3.7ab173c4.2c3.5a175c5.0c2.9a177c4.7c3.4aN308a4.6b3.1b301a5.1b3.5a258ab5.7b3.4a289ab5.1bc3.3aNP287ab6.0a4.0a292ab5.3ab3.9a263ab5.9ab3.5a281b5.7ab3.8aNPK317a6.5a4.0a304a6.0a3.7a320a6.2a3.6a314a6.2a3.9a

注:同列数据后附不同小写字母表示差异达0.05显著水平。下同。

2.2 不同施肥处理对甘薯生物量的影响

梁建英说:在高铁列车技术突飞猛进的背后,人们往往看不到研发过程的曲折和坚持。在亮眼的科技成就背后,其研发过程是由一个个枯燥重复、甚至是充满沮丧疲累的时刻组成的。高铁成功了,别人说我们荣辱不惊,其实是没有时间想那么多,因为别人也在跑,赶路要紧。我想,不仅仅是我们从事高铁行业的,其他所有的行业,只有踏踏实实一步一个脚印走稳了,才会离理想越来越近。

 

表4 不同施肥处理下甘薯的生物量(干重) kg/hm2

  

处理2002~2005年地上部块根2006~2010年地上部块根2011~2015年地上部块根平均值地上部块根总生物量CK2561c3390c2139c4453c1967c4287c2222c4043c6266cN2807c4426bc2373c4124c2216c4558c2465c4369c6834cNP3644b5425b3108b5287b3337b5068b3363b5260b8623bNPK4156a7388a4882a8077a4783a7891a4607a7785a12392a

2.3 不同施肥处理对甘薯养分含量的影响

长期不同施肥方式下甘薯养分含量的变化如图1所示。从2002~2015年甘薯植株氮磷钾养分的平均值可以看出,地上部N、K含量高于块根,而块根P含量高于地上部,这说明氮、钾元素最易在地上部中富集,而磷元素主要富集在块根中。与CK相比,N、NP和NPK处理显著提高了地上部N含量,提高幅度分别为21.2%、14.6%和29.7%;NPK处理显著提高了地上部K含量,提高幅度为23.2%;所有处理间的地上部P含量差异不显著。另外,与CK相比,N、NP和NPK处理显著提高了甘薯块根N、P含量;NPK处理显著提高了甘薯块根K含量,提高幅度为34.4%;而各施肥处理间甘薯块根P含量差异均不显著。

  

1 不同施肥处理下甘薯的养分含量

2.4 不同施肥处理对甘薯养分吸收与分配的影响

由表5可见,长期不同施肥处理甘薯地上部和块根的氮磷钾养分吸收量均表现为NPK> NP > N> CK。甘薯地上部N吸收量占总N吸收量的48.5%~55.1%,块根的吸N比例为44.9%~51.5%。与CK相比,NP和NPK处理甘薯对N的吸收量显著提高,以NPK处理最为显著,地上部分和块根提高幅度分别为168.1%和169.3%,说明磷钾肥施用有利于促进甘薯对氮肥的吸收。甘薯地上部对P的吸收比例达到了33.1%~38.5%,块根的吸P比例为61.4%~66.9%,因此甘薯对P的吸收主要集中在块根当中。与CK相比,NP和NPK处理显著提高了甘薯对P的吸收量,以NPK处理提高幅度最大,地上部分和块根提高幅度分别为154.8%和147.3%;而N处理的提高幅度不显著。甘薯地上部吸收K的比例为54.1%~57.2%,甘薯对K的吸收主要集中在地上部中。与CK相比,NP和NPK处理显著提高了地上部、块根对钾的吸收量,以NPK处理的提高幅度最大。从总吸收量来看,不同处理甘薯对K的吸收量略低于对N的吸收量,但明显高于对P的吸收量。

 

表5 不同施肥处理下甘薯养分吸收与分配 kg/hm2

  

处理N地上部分块根总吸收量P地上部分块根总吸收量K地上部分块根总吸收量CK22.80c18.56c41.36c2.94c4.97c7.91c21.79c16.33c38.12cN30.75bc32.62b63.36b3.42bc6.90bc10.32bc22.88c19.41bc42.29cNP39.53b35.44b74.97b4.89b7.80b12.70b31.56b23.81b55.37bNPK61.12a49.99a111.11a7.49a12.29a19.77a55.15a42.84a97.99a

2.5 不同施肥处理对土壤养分表观平衡的影响

从甘薯季土壤养分的收支情况(表6)可以看出,施肥和作物吸收养分的差异导致土壤中氮磷钾素收支不同。CK的土壤养分表现出亏缺,氮、磷、钾在甘薯季的亏缺量分别为41.36、18.12和46.13 kg/hm2;N处理的土壤磷、钾素在甘薯季出现亏缺,土壤氮素出现盈余(86.64 kg/hm2),表现出环境污染危险;NP处理土壤的钾素亏缺67.00 kg/hm2,氮、磷素均呈现盈余;NPK处理土壤的氮、磷、钾元素均表现出盈余,盈余量分别为38.89、29.72和3.93 kg/hm2

 

表6 不同施肥处理下甘薯季土壤养分表观平衡情况 kg/hm2

  

处理投入量NP2O5K2O携出量NP2O5K2O养分平衡NP2O5K2OCK00041.3618.1246.13-41.36-18.12-46.13N1500063.3623.6451.1786.64-23.64-51.17NP15075074.9729.0767.0075.0345.93-67.00NPK15075122.5111.1145.28118.5738.8929.723.93

3 讨论

从表3可以看出:与CK相比,N、NP和NPK处理的蔓长均显著增加,平均增加幅度分别为63.3%、58.8%和77.4%;NP和NPK处理的分枝数显著增多,平均增加幅度分别为21.3%和31.9%,说明施肥尤其是平衡施肥有利于甘薯地上部的生长。

施肥的直接目的是使作物增产,但通过施肥实现作物高产稳产的同时,还要兼顾养分资源的优化管理及养分高效利用。本研究结果表明,氮磷钾配施有利于提高甘薯氮、磷、钾养分吸收量,这与前人研究得出的结论“长期施用化肥能极显著地促进作物对氮、磷、钾的吸收”[15-16]相一致。无论施肥与否,本研究4个施肥模式的甘薯地上部和块根的氮、磷、钾养分吸收量均表现为NPK> NP > N> CK,这进一步表明长期均衡施肥不仅能维持甘薯较高的产量,还对作物养分吸收具有促进作用。

农田养分平衡的本质就是养分被作物消耗和施肥投入之间的平衡[17-18]。本研究结果表明,NP处理出现钾素亏缺,但氮、磷素呈现盈余;NPK处理土壤的氮、磷、钾素均表现出盈余。缺施钾肥的NP处理甘薯的蔓长、生物量和氮、磷吸收量均大幅高于不施肥处理,但又显著低于NPK平衡施肥处理,表明即使是在原先富钾的潮土中,施用钾肥对于维持土壤生产力也是不可缺少的。与N处理相比,NP和NPK处理甘薯地上部及块根生物量均有显著提高,说明磷钾肥对促进甘薯干物质积累有显著效果。CK土壤的氮磷钾均表现出亏缺,而N处理土壤的氮素有盈余;而且2015年N处理的土壤硝态氮含量(26.60 mg/kg)明显高于NPK处理的(15.36 mg/kg),因此单施氮肥处理的氮素会残留在土壤中,给环境安全带来很大压力,生产中应当重视氮磷钾肥的配合施用。

4 结论

生物量测定:收获时去除保护行后,将测产区内的甘薯全部收获,分别测定地上部和块根生物量,以小区为单位称重;同时取4个重复地上部和块根样品,在105 ℃下杀青30 min,在60 ℃下烘干至恒重,测定干率,并计算各处理地上部和块根的干物质生物量。

参考文献

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在2002~2015年期间,甘薯在每年6月中旬起垄栽插,密度为4.95万株/hm2,在10月中旬收获。2015年甘薯土壤的基本养分状况见表2。

同时,找矿难度日益增大、矿的发现率不断降低,导致了找矿者在思想上“畏难”情绪的增长,这也是在找矿过程中影响找矿工作取得突破的一个不容忽视的问题。

[4] Cui Z L, Chen X P, Li J L, et al. Effect of N fertilization on grain yield of winter wheat and apparent N losses [J]. Pedosphere, 2006, 16(6): 806-812.

不仅甘薯的块根生物量累积受到不同施肥方式的影响,而且甘薯的地上部生物量累积也受到其影响(表4)。从2002~2015年甘薯生物量平均值来看,与CK相比,NP、NPK处理的地上部、块根和总生物量均显著增加,增加幅度分别为51.4%和107.3%、30.1%和92.5%、37.6%和97.8%,均以处理NPK提高幅度最为显著。N处理与CK间甘薯生物量的差异均未达到显著水平,这表明长期单施氮肥的施肥模式对甘薯干物质累积的影响不显著。

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计算机信息化教育已经在我国初步发展起来,但仍远远不够。要想深化计算机信息化教育,我们的政府应该详细制定相关的政策并加强引导,支持建立专业计算机信息化教育机构;学校与企业之间应该加强合作;教师更应该转变现有的观念,加强计算机信息化学习,改变教学方式。相信在不远的将来,计算机信息化教育必将成为我国教育的主流模式,提供更多的专业人才,使中国在世界科技之林中立于不败的位置。

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Si—O—CH3键容易水解生成Si—OH,结合图3(b)中红外谱图中硅氧烷链节增加,Si—O—Si峰变宽,而在 3 689 cm-1处未出现归属为Si—OH的峰,说明Si—O—CH3已经有以Si—O—Si形式存在。结合图5(b)中Si—CH2中3峰和8峰的位移的变化和图5(b)中2和7的峰面积比值可判断除两个端侧的环氧基存在,仍有环氧基存在[17-18],故证明,合成产物符合ESESO结构要求。

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(1) 物体集合的来源域。它是以人们最普通的分组对象(grouping objects)的经验为基础的。

有一年过年时连队隔壁邻居家老罗,因为他母亲眼神不好,把准备初一吃饺子的荞麦面一半倒在脚地下一半倒在泔水桶,一家人急得哭鼻子,我母亲知道后给他家送去几斤白面。母亲说:“人不能总想着占别人家的便宜,我们可以不巴结权贵但不能看不起、不关心同命人。”

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在翻译活动中,原诗就像母体,总是如影随形,译诗应该如何生成才能与它的母体构成最佳的互文关系呢?针对这个问题,作者提出了诗歌翻译的“活法”论,认为译者可以采用“活法”来摆脱原诗的束缚,寻求一种自由转译境界。作者还以“化境”论为题,探讨了汉诗英译中“境界”的处理。在翻译中,译者面对着两种“化境”选择:意象化和事件化。作者指出,古典汉诗英译中“化境”的成功与否体现在译者选用的句法形态和语义内容上。

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试验采用田间小区法。2016年设上年秋季(10月中旬)覆膜、当年早春(4月初)覆膜两个非生育期覆膜处理和常规播前(4月下旬)覆膜为对照。小区面积242 m2,小区宽11 m,小区长22 m,3次重复,随机排列。专用机械覆膜,采用170 cm宽的黑色地膜。

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红薯叶所富含的营养物质包括黄酮类化合物,具有多种生理保健功能,如抗癌、抗炎、提高免疫力和调节内分泌等,是新兴功能食品中的重要生物活性因子之一[6]。由于红薯种植地区广泛,红薯叶分布广其产量大,是黄酮类物质提取的良好来源[7]。因此,以废弃的红薯叶为原料进行黄酮类化合物的提取,不仅可以变废为宝,增加红薯叶的利用价值以及红薯产业的附加值,而且可以减少废弃物对环境的污染,具有一定的实际意义[4]。

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魏猛,张爱君,李洪民,唐忠厚,陈晓光
《江西农业学报》 2018年第04期
《江西农业学报》2018年第04期文献

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