施氮水平对玉米吸收和富集重金属Cd、Pb的影响

采用室内盆栽试验,研究低(N1:110kg/hm2)、中(N2:220kg/hm2)、高(N3:440kg/hm2)3水平的尿素处理对重金属Cd、Pb污染土壤中农作物玉米(Zeay mays L.)幼苗生长及吸收富集重金属Cd、Pb的影响。结果表明:中、高水平的尿素处理能促进玉米生长,玉米总生物量较对照CK(N0:0kg/hm2)显著增加31.92%~55.68%,并能显著增强玉米对重金属的吸收及转运;与CK相比,N2、N3处理的玉米Cd、Pb富集系数增加25.53%~97.51%,除N3处理的玉米Pb转运系数较CK下降8.04%外,玉米Cd、Pb转运系数同步增加13.90%~38.94%。与此相比,低水平尿素处理中玉米的生物量及重金属吸收与CK均无显著差异,N1处理玉米对重金属的吸收及转运低于N2、N3。因此,中、高水平尿素施用量对玉米生物量积累及重金属富集具有显著同步促进效应,在生产实践中应通过权衡玉米经济产量与重金属富集2大指标,通过适度调控施肥措施减少玉米对重金属的吸收,从而保障农产品安全。     

不同施肥处理对玉米产量及土壤酶活性的影响

分析了不同施肥处理对玉米产量和土壤养分的影响,以及不同生育期内土壤纤维素酶、脲酶和过氧化氢酶的动态变化。结果表明,5个不同施肥处理产量均高于CK;秸秆配施无机肥加秸秆腐熟剂(FS)处理和有机肥配施70% NPK(OF)处理的效果最佳,有机无机复合肥(OI2)、有机无机复合肥(OI1)和常规无机肥(CF)处理次之,不施肥处理(CK)最低。FS处理较常规施肥处理提高了4.87%,有机肥配施70%常规无机肥(OF)处理较常规施肥处理的产量提高了3.39%。施肥处理均能提高3种酶的活性,并且表现出较强规律性:土壤过氧化氢酶在玉米拔节期出现活性高峰,土壤纤维素酶和土壤脲酶在玉米大喇叭口期出现活性高峰;FS处理在各个时期的酶活性较高。综上所述,秸秆还田配施化肥加秸秆腐熟剂有利于增加土壤酶活性与土壤养分含量,提高作物产量。     

长期化肥配施不同有机肥对土壤和玉米中重金属累积的影响

  【目的】  明确长期化肥配施有机肥对重金属元素在土壤和农作物籽粒、秸秆中积累的影响及其环境效应，为安全高效施肥提供科学依据。  【方法】  在北京市农林科学院新型肥料长期定位试验站进行了为期10年的田间试验，其种植模式为冬小麦–夏玉米轮作，试验处理为不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、氮磷钾 + 鸡粪堆肥的有机肥料 (NPKJF)、氮磷钾 + 污泥堆肥的有机肥料 (NPKWN)、氮磷钾 + 垃圾堆肥的有机肥料 (NPKLJ) 和氮磷钾 + 秸秆粉碎还田 (NPKJG) 共6个处理，施肥处理依据等氮量施肥原则，每季作物施 N 180 kg/hm2、P₂O₅ 90.0 kg/hm2、K₂O 90.0 kg/hm2。在玉米收获后测定了玉米秸秆、籽粒和0—20 cm耕层土壤中重金属全量。  【结果】  添加污泥处理显著提高了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Zn的含量，单因子污染指数分别比对照提高了45.10%、150.00%、104.00%、44.60%、65.80%。不同施肥处理对土壤中全量Cd、Cr、Hg、Cu、Zn存在一定的富集效果。各处理重金属单项污染指数在0.02～0.46，远小于1，综合污染指数为0.23～0.36，均小于0.7，试验区土壤重金属均为无污染等级。施用有机废弃物堆肥的处理玉米籽粒Cd、Cu、Zn含量比对照显著增加，各处理间Hg、As、Cr、Pb、Ni含量差异不显著，连续10年定位施肥后试验站土壤以及玉米籽粒中重金属含量均未超标。同一作物不同部位对重金属的富集能力不同，玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤Pb、Cu、Zn含量存在正相关性，玉米秸秆中Cd、Hg、Cr、Ni含量与土壤中Cd、Hg、Cr、Ni含量呈正相关或者显著负相关。  【结论】  在施氮总量不变的前提下，连续施用供试有机堆肥10年后，土壤重金属含量均未超标，土壤重金属单项污染指数在0.02～0.46，综合污染指数为0.23～0.36，无污染风险。只有污泥堆肥需要加强土壤Cd的监测。玉米秸秆对重金属的富集能力大于籽粒。玉米籽粒中Pb、Cu、Zn含量与土壤相应重金属含量存在正相关性，秸秆中Cd、Pb、Hg、Zn与Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈正相关，而秸秆中Cr、Ni含量与土壤中相应重金属含量呈负相关。     

氮磷钾配施促进向日葵铅吸收转运的机制

【目的】向日葵 (Helianthns annuus L.) 具有修复土壤铅 (Pb) 污染的潜力。研究施肥措施对不同向日葵品种Pb吸收转运的影响机理,有助于探明提高向日葵Pb修复效率的合理施肥措施,为向日葵合理修复我国大面积中轻度Pb污染农田土壤提供理论依据和技术支撑。【方法】以我国北方典型Pb污染农田土壤 (全Pb含量174 mg/kg) 为介质进行了盆栽试验。供试材料为三个向日葵品种:LD5009(食用葵)、T562(油葵) 和欢乐火炮竹 (观赏葵),均设置CK、N、NP、NPK四个施肥处理。待向日葵生长40天后收获,调查分析了植株地上部和根部生物量、Pb含量、亚细胞区隔化,根际土壤pH和各Pb形态含量。【结果】供试三种向日葵的Pb富集能力具有显著差异,LD5009地上部Pb富集量最高,是欢乐火炮竹和T562的1.6倍和1.7倍。施肥处理显著促进了供试三种向日葵生长和对Pb的吸收转运,其中氮磷钾肥料配施条件下LD5009、欢乐火炮竹和T562地上部Pb富集量分别达184.2、112.5和108.5 μg/株,显著高于CK、N和NP处理 (P < 0.05)。对向日葵叶片中Pb亚细胞区隔化的研究结果表明,向日葵叶中的Pb主要区隔在金属富集颗粒组分 (56.1%～86.4%) 和细胞碎屑组分 (8.1%～38.3%),为Pb胁迫下向日葵在亚细胞水平上的重要富集机制,施肥处理显著提高了Pb在细胞碎屑和金属富集颗粒组分的含量 (P < 0.05)。对向日葵根际土壤Pb形态的研究结果表明,NP和NPK处理虽然降低了向日葵弱酸提取态Pb含量,但其对向日葵根系和地上部生长的促进作用远大于对土壤Pb有效性的降低效果,促进了向日葵根系对土壤中Pb的吸收转运。【结论】食用葵品种 LD5009 是修复中轻度Pb污染土壤的良好材料。氮磷钾配施可显著促进向日葵的生长和对土壤Pb的吸收转运,进而提高向日葵对Pb的修复效率。     

牛粪与秸秆配施对玉米体内镉积累及亚细胞分布的影响

以受镉(Cd)污染的棕壤为供试土壤,采用盆栽试验的方法,研究牛粪与秸秆配施对玉米各部位Cd吸收、转运及Cd在各部位亚细胞分布的影响。试验设6个处理,分别为对照处理(CK)、单施秸秆(S)、单施牛粪(M)、牛粪与秸秆含氮量比1∶1(SM1)、牛粪与秸秆含氮量比3∶1(SM3)、牛粪与秸秆含氮量比5∶1(SM5)。结果表明,与对照相比,SM1处理根部吸收Cd的含量下降了46.2%;SM1和SM3处理玉米叶部Cd吸收量与对照相比分别下降了69.8%和61.0%,玉米茎部Cd含量与对照相比分别降低了62.6%和50.4%,玉米籽粒Cd吸收量与对照处理相比分别降低了80.0%和75.0%。与对照相比,SM1、SM3和SM5处理Cd由根部向茎叶部位的转运系数分别降低了0.37、0.21和0.17;Cd由茎叶向籽粒的转运系数分别降低了0.014、0.012和0.010。所有处理玉米各部位亚细胞组分的Cd含量均呈现为细胞壁细胞器可溶部分;在SM1处理下,Cd在根、叶、茎和籽粒四个部位细胞壁中比例与对照相比提高最多,分别提高了16.5%、10.5%、10.7%和19.3%。因此,适宜的牛粪与秸秆配比能有效降低玉米各部位对Cd的吸收和转运,提高Cd在玉米各部位细胞壁中的分布比例,牛粪与秸秆含氮量比1∶1配施有利于Cd污染地区玉米的安全生产。     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36~1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%~26.25%和7.15%~34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%~55.90%和11.76%~29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式(单施、配施)也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm~(-2),降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥(4 000 kg·hm~(-2))与有机肥(1 000 kg·hm~(-2))配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd(超标65倍)、Pb(超标7倍)污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量(GB 2762—2012)。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

长期定位施肥对潮土氮素矿化特性及作物产量的影响

基于连续进行37a的莱阳长期定位施肥试验,采用田间原位—离子交换树脂法(ISC—IERB)研究了冬小麦—夏玉米轮作制下长期施用氮肥及其配施磷钾肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响,并探究了氮素矿化特性及冬小麦或夏玉米产量之间的关系。结果表明,与长期不施肥(CK)相比,长期施肥使土壤全氮和矿质氮含量分别显著增加60.2%~130.9%和65.4%~307.8%;在施等量氮肥情况下,氮磷钾配施(N~2PK)较氮肥单施(N_2)使土壤全氮显著降低8.0%~8.6%。在冬小麦和夏玉米生长季,低氮处理(N_1,138kg N/hm~2)氮净矿化量分别为35.2mg/kg和76.7mg/kg,高量氮肥(N_2,276kg N/hm~2)处理氮净矿化量分别为76.6 mg/kg和105.4 mg/kg,N_2较N1分别显著增加117.8%和37.5%,高氮配施磷钾(N_2PK,N_2P,N_2K)与N_2氮净矿化量差异不显著;在冬小麦和夏玉米生长季,N_2PK处理作物吸氮量较CK分别显著增加320.0%和155.2%;N_2土壤表观淋失最严重,而氮磷钾配施有利于滞缓氮素淋失。与CK相比,长期施肥使夏玉米、冬小麦产量分别显著提高136%~327%和56%~317%;N_2PK夏玉米和冬小麦产量均最高,分别为9 659,5 484kg/hm~2。总之,增施氮肥是提高土壤供氮潜力的基础,氮磷钾配施有利于提高作物对氮素的吸收,并提高作物产量。     

减氮配施有机肥对华北平原夏玉米土壤水分及水氮利用的影响

为实现华北平原夏玉米的高产及水氮的高效利用,基于2年田间小区试验研究了不施氮肥(CK)、习惯施氮(CN,228kgN/hm~2)、氮肥减量(ON,152kgN/hm~2)以及氮肥减量与有机肥等氮配施(ONM,152kgN/hm~2)对夏玉米土壤贮水及水氮利用的影响。结果表明:夏玉米期间的0—160cm土壤贮水量受降雨和灌水的影响大,而在夏玉米拔节—成熟期生长耗水是引起土壤贮水变化的重要原因。处理ONM增加了0—160cm土壤贮水量,相比处理CN可提高8.8%~10.5%(p0.05)。在2012夏玉米收获时,处理ONM和CN的0—40cm土壤含水量相比播前分别降低了14.5%(p0.05)和5.7%。说明处理ONM消耗了更多的土壤水分。夏玉米的播种—苗期和拔节—抽雄期耗水量大,占到全生育期耗水量的55.1%~66.0%。相比处理CK和CN,处理ONM减少了播种—苗期的耗水,增加了拔节—成熟期的耗水,夏玉米水分利用效率均值也分别提高了8.9%和7.4%(p0.05)。与处理CN相比,处理ONM的夏玉米产量和氮肥偏生产力分别提高了11.8%(p0.05)和58.9%(p0.05)。综上所述,在华北平原高产粮区,比习惯施氮减量1/3且与有机肥等氮配施不仅具有较高的土壤贮水,且增加了夏玉米产量,显著提高了水氮利用效率。     

铅镉高污染土壤的钝化材料筛选及其修复效果初探

本研究以重金属高污染农田土壤(全Pb含量为1 277 mg/kg,全Cd含量为39.0 mg/kg)为研究对象,通过土培试验和玉米苗期盆栽试验,探讨海泡石、石灰、腐植酸、钙镁磷肥、磷矿粉、生物质炭等常用稳定材料不同剂量及复配组合对高污染土壤重金属的钝化修复效应。土培试验结果表明,石灰对Pb和Cd钝化效果最好,其次是海泡石,但两者表现为较高添加量处理间没有显著差异;而低剂量生物质炭和腐植酸显著增加土壤有效态Pb和Cd含量,高剂量生物质炭具有较好的钝化效果。盆栽试验表明,海泡石与石灰配施钝化效果较好,与对照相比,土壤氯化钙提取态Pb、Cd含量分别降低了97.5%、81.4%;玉米根和地上部Cd含量分别降低48.5%、34.0%,Pb含量分别降低35.6%、29.6%;但海泡石与磷材料配施显著增加玉米根Pb含量,对玉米Cd吸收没有显著影响。以上结果表明,重金属高污染农田土壤添加合适的改良剂,可较大幅度降低土壤重金属有效性和植物重金属吸收性。     

控释与稳定尿素配施对土壤氮素迁移及冬小麦-夏玉米产量的影响

控释与稳定尿素配施,可通过双重调控作用增强对氮素的高效管理。本文以聚氨酯包膜控释尿素和新型复合型抑制剂涂覆尿素为试材,研究了二者配施条件下,调控冬小麦-夏玉米季施肥后氮素的动态迁移转化的效果,为开发高效专用肥和农业面源污染治理提供新的思路和技术手段。试验设置不施氮肥(CK)、农民习惯施用尿素[CV,冬小麦和夏玉米习惯施氮量分别为285 kg(N)·hm~(-2)和225 kg(N)·hm~(-2)]、优化施用尿素(OPT,冬小麦和夏玉米优化施氮量分别为199.50 kg(N)·hm~(-2)和157.50 kg(N)·hm~(-2))、优化施氮量下控释尿素+普通尿素(CRF1,冬小麦和夏玉米控释氮分别占40%和30%)和2个优化施氮量下控释尿素+抑制剂涂覆尿素(CRF2,冬小麦季和夏玉米季控释氮分别占30%和20%; CRF3,冬小麦季和夏玉米季控释氮分别占50%和30%)。试验测定了氨挥发和土壤硝态氮及作物产量。结果表明:在同等施氮量条件下,与OPT相比,CRF1、CRF2和CRF3在夏玉米、冬小麦季分别显著降低累积氨挥发量24.90%～57.00%和10.20%～27.80%,CRF2、CRF3比CRF1分别显著降低33.30%～42.80%和12.20%～19.60%。施肥后土壤表层硝态氮含量升高和降低速率由快至慢依次为CV、OPT、CRF1、CRF2和CRF3。夏玉米收获期土壤剖面残留硝态氮淋失风险由大到小依次是CV、OPT、CRF1、CRF2和CRF3,而冬小麦则为CV、OPT、CRF2、CRF1和CRF3。与CV和OPT处理相比,一次性优化施氮CRF1、CRF2和CRF3处理冬小麦、夏玉米产量没有显著差异。CRF2和CRF3净收入与其他施氮处理相比略有增加,与CRF1相比在夏玉米季增加639元·hm~(-2)和859元·hm~(-2),在冬小麦季降低1 196元·hm~(-2)和增加61元·hm~(-2)。控释氮和稳定氮为5︰5(冬小麦)和3︰7(夏玉米)表现效果最佳。     

施肥对铅镉污染土壤上芥菜铅镉含量及生理的影响

盆栽试验研究了不同化学肥料组合处理对铅镉污染土壤上芥菜(Brassica juncea)Pb、Cd含量及其生理特性的影响。结果表明, 与对照相比, 各肥料处理在显著提高芥菜生物量的基础上, 显著降低了芥菜地上部Cd含量(P<0.05), 其中碳酸氢铵+磷酸二氢铵+硫酸钾处理的效果最佳, 芥菜Cd含量仅为对照的41.0%; 施肥处理提高了芥菜地上部Pb含量, 但Pb没有健康风险; 施肥提高了叶菜的叶绿素含量, 但丙二醛、脯氨酸、细胞质膜透性与芥菜地上部Pb、Cd含量无显著相关性。重金属污染土壤施肥处理是一种值得推广的降低叶菜有害重金属含量的有效技术。     

不同氮磷钾肥对土壤pH和镉有效性的影响

采用土壤培养方法研究了不同氮、磷、钾肥对土壤pH和镉有效性的影响。结果表明,在培养60 d时,所有氮肥处理均降低了土壤pH,增加了Cd的提取量;但高量尿素和氯化铵处理土壤pH降低最多,提取的Cd也最多;硫酸铵提取的Cd较对照增加最小。所有磷肥处理均引起土壤pH小幅降低,但对土壤Cd提取量的影响以普钙稍大。3种钾肥处理均降低了土壤pH,其中氯化钾在0 d时提取的Cd在所有钾肥处理中为最高,其提取能力15 d后逐渐消失,试验结束时所有钾肥处理对Cd提取量均低于对照。本研究进一步表明,在土壤Cd含量处于污染临界值附近或已受Cd污染的土壤上,应避免施用高量的酸性肥料如尿素、氯化铵、普钙,以及其他酸性物料。在常用磷、钾肥中,磷酸二铵和硫酸钾在Cd污染土壤上施用更为适合。     

不同有机替代减肥方式对玉米生长及土壤肥力的影响

研究不同有机替代减肥方式对玉米生长及土壤肥力的影响,为玉米生产中减肥增效提供经济可行的施肥方案和理论依据。通过大田试验,设置不施肥空白(CK)、常规施肥(CF)、腐植酸有机肥+氮肥减量10%+磷钾肥(HF)、肥料增效剂+氮肥减量10%+磷钾肥(BN)、商品有机肥+氮肥减量10%+磷钾肥(OF)5个处理。结果表明:较CF处理,HF、BN和OF处理促进了玉米的生长,增加不同生育期的玉米株高和茎粗;有效改善玉米穗部性状和产量构成,玉米产量分别增加了11.12%,6.47%,14.43%,净收益分别增加了217.24,564.99,-506.46元/hm~2;提高玉米生育期内的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量;提高了肥料利用率、养分偏生产力和养分农学利用效率,其中氮肥分别显著提高了8.15%,9.34%,14.08%(P0.05),钾肥分别显著提高15.92%,21.13%,29.36%(P0.05)。因此,HF和BN处理可以促进玉米生长,增产增效,提高肥料利用率和土壤肥力,为有玉米生产中减肥增效提供了经济可行的施肥方案和理论依据。     

丛枝菌根真菌对蚕豆秸秆降解及玉米养分和镉铅吸收的影响

  【目的】   丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF) 有利于作物对养分的吸收。在镉、铅污染的土壤中,作物常将镉、铅积累在秸秆中,随着秸秆的还田而释放回土壤。探究前茬蚕豆秸秆还田和丛枝菌根真菌 单施或联合施用对土壤肥力、后茬玉米的矿质养分与镉、铅吸收的影响,为AMF 在调控污染农田轮作体系矿质养分与镉铅累积的生态功能提供新认识。   【方法】   采用四室隔板分室系统进行蚕豆秸秆降解试验,供试土壤和蚕豆秸秆均来源于云南省会泽铅锌矿区污染区,土壤全镉和铅含量分别为4.5和269.0 mg/kg,蚕豆秸秆镉和铅含量分别为1.9和10.9 mg/kg。将蚕豆秸秆粉碎至粒径0.5～2.0 mm装入尼龙袋中,埋于土壤内进行腐解培养试验。玉米盆栽试验设4个处理:污染土壤对照 (CK)、接种AMF菌根 (AMF)、添加蚕豆秸秆 (SI)、接种AMF菌根同时添加蚕豆秸秆 (SI+AMF)。分析AMF对蚕豆秸秆降解、矿质养分 (N、P、K) 与镉铅释放、土壤速效养分含量、玉米生长、矿质营养和镉铅吸收的影响。   【结果】   接种AMF显著提高蚕豆秸秆的降解量、矿质养分和镉铅释放量,促进蚕豆秸秆降解。与AMF处理相比,AMF+SI处理玉米根系的AMF侵染率提高了12%。SI处理显著增加土壤速效养分含量和玉米植株钾含量,降低玉米根部的镉含量,但对玉米株高和生物量没有显著影响。接种AMF、SI+AMF处理显著提高土壤速效氮、磷、钾含量,增加玉米氮、磷、钾含量与吸收量,显著提高玉米株高和生物量,同时显著降低土壤有效态镉、铅含量和玉米植株镉、铅含量。双因素分析表明,接种AMF和添加秸秆对土壤速效氮、磷、钾含量影响显著,但接种AMF对植株矿质元素吸收量、土壤有效态镉、铅含量和植株镉、铅含量作用显著,接种AMF与添加秸秆对各测定指标没有显著的交互作用。   【结论】   AMF能促进前茬秸秆降解、养分和镉铅的释放。接种AMF在提高土壤氮、磷、钾养分含量,降低有效态镉、铅含量,提高玉米对氮、磷、钾的吸收,降低镉和铅在玉米植株内的积累量等方面,均显示出良好的应用前景。虽然接种AMF与秸秆还田没有表现出显著的交互作用,但秸秆还田可增加AMF在玉米根部的侵染率,因此,在使用AMF菌剂时应考虑秸秆还田。     

生物炭对复合污染土壤—作物中镉砷累积和转运的影响

针对镉砷复合污染土壤中小麦籽粒重金属积累问题,采用生物模拟方法,以镉砷复合污染区土壤为研究对象,探究杏核生物炭(C1和C2分别表示3%和6%生物炭添加量)对复合污染土壤—小麦/玉米系统中镉砷累积和转运的影响。结果表明:添加生物炭(C1、C2)显著降低了小麦季根际/非根际土壤Cd、As有效性,并且小麦籽粒中Cd、As含量分别比CK平均降低19.25%和50.70%,但前者差异不显著。对玉米而言,生物炭C1、C2处理显著降低穗中Cd和As含量,降幅分别为85.67%,61.28%和98.36%,96.48%;此外,施用生物炭显著降低了小麦—玉米体系中镉砷的转运和累积,但对小麦镉由秸秆向籽粒转运及籽粒中镉累积的影响未达显著水平。总之,添加3%生物炭可降低小麦籽粒和玉米穗中镉、砷含量,且对玉米穗中重金属镉、砷降低效果更明显,综合分析生物炭对镉、砷在复合污染石灰性土壤—小麦/玉米体系中迁移和累积的阻控效应,推荐施用3%生物炭为宜。     

秸秆还田替代化学钾肥对喀斯特峰丛洼地春玉米产量及土壤钾素的影响

基于中国科学院环江喀斯特站2006年开展的玉米/大豆套作长期定位施肥试验,利用2010—2014年监测数据,研究等量氮磷钾投入条件下,不同处理[对照(不施肥,CK)、全量化肥(NPK)、秸秆还田替代30%化肥钾(C7S3)、秸秆还田替代60%化肥钾(C4S6)]间秸秆还田与化肥施用的效果差异,以期为喀斯特峰丛洼地农田生态利用秸秆还田替代化肥量提供科学依据。结果表明:1)施肥处理5年春玉米平均产量是不施肥处理的4.12~4.17倍,C7S3和C4S6处理产量分别是NPK处理的98.3%和98.7%,施肥处理玉米产量及秸秆量均随时间呈增长趋势。2)施肥使玉米秸秆中含钾量、春玉米籽粒吸收氮磷钾量均显著高于不施肥处理,但施肥处理间无显著差异(P0.05)。3)在钾素回收率、钾素吸收利用率、钾肥农学利用率以及钾肥偏生产力方面,C7S3和C4S6处理与全量化肥NPK处理间均无显著差异(P0.05)。4)NPK处理年均钾素盈余量为3.00 kg·hm~(-2),显著高于C7S3处理(-1.90 kg·hm~(-2));而C4S6处理钾素年均盈余量最大,为8.22 kg·hm~(-2),实际平衡盈余率为7.4%。5)与试验初期相比,不施肥处理土壤速效钾含量下降15.9%,施肥处理极显著增加了土壤中速效钾含量(P0.01);5年间施肥处理间年均速效钾含量增幅大小依次为:NPKC7S3C4S6,各处理间差异不显著(P0.05)。6)经过8年耕作,土壤缓效钾含量在CK和C4S6处理中分别下降10.9%和4.9%,NPK和C7S3处理分别增加1.3%和22.4%。综上所述,秸秆还田替代部分化肥钾的施肥措施运用在喀斯特峰丛洼地可在保持春玉米较高产量的同时,维持土壤钾素动态平衡;其中60%秸秆钾替代量更有利于维持钾素表观平衡,而30%的秸秆钾还田量则更有利于土壤缓效钾的积累。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

不同质地潮土夏玉米推荐施肥方法研究

为推动夏玉米科学施肥,在河南省砂壤、中壤和黏壤质潮土上采用田间试验研究了Nutrient Expert(NE)和Agro Services International Inc(ASI)法推荐施肥对夏玉米产量和经济效益的影响及基于NE推荐施肥的氮磷钾肥利用效率。结果表明,各推荐施肥处理夏玉米产量、纯收益和蛋白质产量均表现为黏壤>中壤>砂壤,NE推荐施肥处理的产投比最高,其次是ASI推荐施肥处理,推荐施肥可显著增加夏玉米植株养分积累量,促进籽粒产量和蛋白质产量的提高。在砂壤、中壤和黏壤上的NE推荐施肥处理比农民习惯施肥处理分别增产7.22%、3.84%和11.32%,ASI推荐施肥分别增产13.44%、10.60%和11.20%。NE推荐施肥处理中施氮对夏玉米的增产效应最大,氮肥农学效率和氮磷钾肥利用率均表现为黏壤>中壤>砂壤,磷、钾肥农学效率均表现为砂壤>黏壤>中壤,3种质地潮土的肥料农学效率均表现为磷肥>钾肥>氮肥。由此得出,NE推荐施肥适宜在黏壤质潮土推行,而ASI法推荐施肥适宜于砂壤和中壤质潮土。     

长期定位施肥对棕壤重金属全量及其有效性影响

以沈阳农业大学长期定位试验为基础,选取（0～20cm）不同年限土壤样品,分析了无肥对照（CK）、单施化肥（N4P2）、中量有机肥（M2）、高量有机肥（M4）和高量有机肥＋化肥（M4＋N2P1）5个处理下土壤重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量及其有效态含量的变化。结果表明,20多年的定位施肥增加了土壤中重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量,虽然有所波动但总的趋势明显,其中以M4＋N2P1处理对Cu和Zn增加最为明显,而Pb和Cd在M4处理增长量最大,单施N4P2处理对4种重金属元素全量影响不明显。施有机肥能显著提高Cu、Zn和Cd有效态含量,与对照相比分别平均提高61.28%、169.3%和123.7%,不同施肥处理土壤中Cd含量已超标,属污染水平。有效态Pb在N4P2处理要显著高于其他各处理,而各年份M4处理有效态Pb的含量要低于CK处理。20年来有效态Pb含量相对于CK平均降低了4%。土壤中4种重金属全量与其有效态含量相关性表明：Cu、Zn和Cd全量与其有效态含量呈极显著正相关关系,全量Pb与有效态Pb呈显著负相关而与有效态Cu和Zn不显著相关。