有机肥部分替代化肥对水稻土壤供氮特征和氮素表观盈亏的影响

利用在江淮流域5 年定位试验研究有机肥部分替代化肥下水稻产量、氮肥利用率和土壤矿质氮的变化,为该地区合理利用有机养分资源和水稻施肥结构的调整提供科学依据。结果表明：与施化肥比较,有机肥部分替代化肥对0~20 cm 土层土壤铵态氮和硝态氮含量均有显著影响,显著减少了水稻施蘖、穗肥后土壤铵态氮含量,但提高了水稻生育期土壤氮素的表观盈余量。在本试验条件下,连续5 年有机肥部分替代化肥处理中,水稻产量随逐年增加。等氮量下,不同施肥处理水稻产量影响不显著,但从第4 年开始有机肥部分替代化肥处理水稻产量高于HY,HECF和HEDM分别比HY增加氮肥利用率14.7%和8.6%。等氮用量下,有机肥替代化肥处理提高了水稻产量的稳定性和可持续性,减少了土壤矿质氮损失,增加了土壤氮素表观盈余量,提高了氮肥利用率。有机肥部分替代化肥是实现水稻增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。     

有机肥等氮量替代尿素对小麦生长及氮肥利用的影响

有机肥部分替代化肥不但能够显著减少化肥用量,也能够培肥土壤、消纳有机废弃物,生态环境效益显著。本研究采用大田试验的方法,以等氮量替代为原则,设有机肥部分(10%、20%、30%、40%、50%)替代化学氮肥处理,分析对小麦产量构成和氮素利用效率,探究适宜的替代比例。结果表明：1)施肥能够显著增加小麦植株的株高、有效穗数、穗粒数、千粒重、茎叶和籽粒含氮量,以及氮素利用效率,增加产量。2)等养分总量条件下,施用单独施用化肥比单独施用有机肥更能提供小麦产量构成、氮素利用效率等指标。3)随着有机肥替代比例上升,小麦产量构成和氮素利用效率指标整体上呈先上升后下降的趋势,10%～20%的替代处理表现最好。综上,推荐采用20%有机氮替代化学氮,最有利于小麦高产稳产。     

秸秆还田下有机肥替代部分氮肥对玉米产量及土壤理化性状的影响

为研究秸秆还田条件下有机肥替代部分氮肥对土壤培肥和玉米产量的效果,在长春市选择连年秸秆还田试验地,在等氮条件下设置不施肥、单施化肥和施用3种有机肥(鸡粪堆肥、猪粪堆肥和商品有机肥)替代氮肥等14个处理,测定了土壤有机质含量、土壤速效养分及玉米产量等指标.结果表明,随着有机肥替代化肥比例的增加,土壤容重呈下降趋势,鸡粪替代100％氮肥处理(CM100)、猪粪替代100％氮肥处理(PM100)、商品有机肥替代100％氮肥处理(COF100)容重较100％化肥对照(CF)分别减少6.6％、5.3％、5.3％;在0～20 cm土层,鸡粪替代25％氮肥处理(CM25)的土壤有机质含量最高,比CF提高6.2％;CM25处理的玉米产量比CF降低1.2％,与其他处理相比减产最少;施用3种有机肥替代化肥处理对土壤速效养分没有贡献,均无显著性差异.综合比较,替代量为鸡粪25％～50％的效果最佳,在保证产量的同时,也改善了土壤环境,保护黑土地.     

江苏沿海夹砂土水稻有机肥与化肥配施最佳比例研究

通过田间试验,研究了在等氮条件下,不同比例有机肥氮替代化肥氮对水稻氮素吸收、茎蘖动态、产量和氮肥利用率的影响。结果表明,100%有机肥氮替代化肥氮处理水稻产量较无氮区增加,却显著低于100%化肥和其他有机肥部分替代化肥处理;以20%有机肥+80%化肥处理产量最高,氮肥利用率也高于其他各处理,为44.05%。     

有机肥部分替代化肥对作物产量及土壤氮素迁移的影响

针对粮田大量施用化肥导致土壤质量下降以及不合理施用有机肥带来的环境污染问题,基于产量和环境条件探索有机肥部分替代无机肥的适宜配比,为科学施肥、减少氮素淋失、保护土壤环境提供理论依据。本研究在麦玉轮作区进行大田试验,设置不施氮肥(T1)、牛粪有机肥氮与化肥氮配比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4(简称T2、T3、T4、T5)和单施化肥(T6)6个处理,研究自然降水条件下不同有机肥化肥配施比例对作物产量、土壤剖面硝态氮累积分布的影响。结果表明,有机无机配比为1∶2时小麦、玉米平均总产量最高,为11.4 t·hm~(-2),比不施氮肥处理提高46.2%,比单施化肥处理提高3.6%。0～100 cm各土层硝态氮累积量随着牛粪有机肥所占比例降低而升高,以单施化肥处理土壤中硝态氮累积量最高,此趋势在小麦玉米收获期的80～100 cm土层表现更明显。表明该时期土壤硝态氮已存在迁移累积现象,对地下水带来潜在的污染风险。因此,在兼顾小麦玉米产量和环境双重条件下,小麦、玉米两季的结果均表现为有机与无机氮肥最佳配比为1∶2,在此比例下,有机肥的替代施用较纯化肥处理提高产量的同时,还能降低土壤中硝态氮的累积和迁移。     

有机肥氮替代化肥氮对河套灌区春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响

针对河套灌区长期过量施用化肥而较少施用有机肥的现状,探讨了有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响,为探讨河套灌区化肥氮减量与有机肥氮配合施用的可行性及化肥减量比例提供理论依据。采用田间试验,设置不施氮肥(CK)、农民常规施肥(CF)、减量施肥(TS)、TS基础上有机肥氮替代30%化肥氮(MF)、TS基础上有机肥氮替代50%化肥氮(OF)5种施肥模式,探讨了内蒙古河套灌区有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响。结果表明,施用氮肥可以加快玉米的生长速度,以有机肥氮替代化肥氮(MF、OF)对玉米生长的促进效果更明显,抽雄期MF、OF处理叶面积指数达到最高,分别较CK、CF、TS处理高60.4%、11.1%、35.6%,60.1%、10.9%、35.3%,成熟期OF处理干物质积累量最高,为CK的2.6倍,并分别比CF、TS、MF处理高45.1%、43.0%、57.7%。相同施氮量下,有机肥氮替代化肥氮比单施化肥氮(TS处理)更能提高玉米的氮素效率及产量,且MF处理提高玉米光合特性的效果较明显。MF、OF处理产量与CF处理没有明显差异,但较CK分别提高162.1%、161.7%,较TS处理分别提高32.6%、32.4%。综合分析,相同施氮量下,有机肥氮替代部分化肥氮能明显提高玉米生长速度、叶面积指数,改善光合性能,提高氮素效率及产量,有机肥氮替代50%化肥氮为内蒙古河套灌区春玉米增产、氮肥增效的合理施肥方式。     

有机氮部分替代无机氮对水稻产量和氮素利用率的影响

研究等氮条件下,不同比例有机肥氮替代化肥氮对稻田土壤氮素动态、水稻氮素吸收累积、水稻产量和氮肥利用率的影响.结果表明:与对照相比,各施肥处理均能显著改善土壤矿质氮的供应和水稻生长状况.有机肥氮100%替代化肥氮的处理水稻籽粒产量较不施肥对照增加,但显著低于全化肥氮处理和有机肥氮部分替代化肥氮处理.25%有机肥氮与75%化肥氮配合处理水稻籽粒产量最高,氮肥利用率高于其他施肥处理,为48.6%.说明有机肥氮可以在一定范围内部分替代化肥氮.     

有机氮替代化肥氮对设施菠菜品质·土壤肥力及根际细菌群落的影响

为明确有机肥替代化肥对菠菜生长的影响,以等氮量替代为原则,设置配方施肥和有机肥等氮替代不同比例化肥处理,通过大田试验研究有机氮肥替代化肥氮对设施菠菜产量、品质、土壤肥力和根际细菌群落的影响。结果表明,有机肥替代20%最有利于提升菠菜的产量和品质,鲜干重、维生素C和可溶性糖含量均显著高于配方施肥处理。有机肥替代可显著增加土壤的pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,显著降低土壤的容重。有机氮肥替代比例为20%～80%时,土壤碱解氮含量均显著低于配方施肥处理。施用有机肥可显著增加土壤细菌的α多样性,降低其β多样性。菠菜有机酸含量和土壤碱解氮含量对β多样性贡献率最高,分别为12.80%和-4.71%。施用有机肥可提高好氧菌群、耐胁迫菌群等有益菌群的相对丰度,但也会增加潜在致病菌群的相对丰度。综上,有机氮肥部分替代化学氮肥可改善菠菜品质,提升土壤肥力和抗性。     

有机肥部分替代化肥对培肥地力和水稻产量的影响

基于水稻生产中氮肥施用偏高的现状以及“双碳”背景对农业的要求,为有机肥部分替代化肥提供理论参考。通过设计等氮量条件下有机肥替代10%、20%、30%化肥以及常规施肥等处理,研究有机肥替代部分化肥对土壤肥力、植株养分吸收和水稻产量的影响。结果表明,有机肥部分替代化肥有利于土壤有机质、有效氮、有效铁、有效铜、有效锌、有效硼等土壤养分指标及土壤重要特性pH值向好的方向发展,随有机肥替代化肥比例增加,土壤pH值升高,有机质、有效氮含量增加,有效铜、有效锌、有效硼与有机肥替代比例正相关;有机肥部分替代化肥对土壤有效磷及速效钾含量无显著影响,替代20%N和30%N处理土壤各项指标均处于较高水平;与常规施肥相比,有机肥部分替代化肥处理水稻体内氮、磷、钾含量略有下降,但下降幅度不大,仍能维持较高的浓度水平;有机肥部分替代化肥对水稻产量和养分积累量有明显提升,替代比例为20%时,水稻产量及氮、钾积累量最高。综合考虑,本试验条件下有机肥替代化肥比例为20%时最为适宜。     

商品有机肥替代化肥对春玉米生长、产量及土壤肥力的影响

[目的]探究覆膜栽培下不同水平商品有机肥替代20％氮肥对春玉米生长及土壤肥力的影响,为促进贵州玉米化肥减施增效提供依据.[方法]以"靖丰8号"玉米为试验材料,设置常规化肥(处理1,CK)、减量20％氮肥+商品有机肥3000 kg/hm2(处理2)、减量20％氮肥+商品有机肥4500 kg/hm2(处理3)的大田覆膜玉米...     

长期施用有机肥情景下华北平原旱地土壤固碳及N2O排放的空间格局

[目的]研究施用有机肥对农田土壤固碳及温室气体排放的综合影响,为减缓全球气候变暖提供理论指导.[方法]基于长期定位试验点观测数据,利用验证后的机理过程模型——SPACSYS,结合区域数据库及ArcGIS,模拟2010-2050年华北平原旱地3种施肥情景(等氮量)即单施化肥情景(NPK)、50％化肥配施50％有机肥情景(...     

新疆小麦、玉米的产量和氮磷钾肥利用效率

【目的】明确新疆小麦、玉米化肥利用效率现状,进一步优化养分管理,提高化肥利用效率,为新疆乃至全国粮食安全提供基础数据和技术支撑。【方法】2018—2020年,在新疆主要粮食种植区开展72个田间试验（小麦40个、玉米32个）,设置氮磷钾（NPK）、无氮（PK）、无磷（NK）、无钾（NP）4个处理,3次重复,分析新疆当前施肥条件下小麦、玉米的养分吸收,氮、磷、钾肥产量反应,农学效率,肥料利用率等特征。【结果】（1）新疆小麦氮（N）、磷（P₂O₅）、钾肥（K₂O）平均施用量分别为233.1、128.0和75.5 kg·hm^-2,玉米氮、磷、钾肥平均施用量分别为254.9、148.0和67.8 kg·hm^-2。（2）小麦NPK处理平均产量为7 504 kg·hm^-2,氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为2 206 kg·hm^-2（500—3 795 kg·hm^-2）、2 016 kg·hm^-2（288—4 230 kg·hm^-2）和1 362 kg·hm^-2（105—2 910 kg·hm^-2）,施氮、磷、钾肥的平均增产率分别为45.0%、39.7%和23.0%;玉米NPK处理平均产量为13 715 kg·hm^-2,氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为4 657 kg·hm^-2（1 559—6 900 kg·hm^-2）、1 942 kg·hm^-2（473—4 699 kg·hm^-2）和1 297 kg·hm^-2（113—5 440 kg·hm^-2）,施氮、磷、钾肥的平均增产率分别为52.2%、21.2%和15.5%。玉米施氮肥的产量反应明显高于小麦。（3）NPK处理中,每形成100 kg小麦籽粒需氮（N）2.7 kg（1.7—4.0 kg）、磷（P₂O₅）0.8 kg（0.4-1.3 kg）、钾（K₂O）2.1 kg（1.2—3.9 kg）;每形成100 kg玉米籽粒需氮（N）2.1 kg（1.5-2.9 kg）、磷（P₂O₅）0.8 kg（0.4-1.2 kg）、钾（K₂O）2.1 kg（0.7—3.4 kg）。（4）新疆小麦氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为9.6、15.9和18.7 kg·kg^-1,磷、钾肥显著高于氮肥;玉米氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为18.7、13.4和18.1 kg·kg^-1,氮、钾肥显著高于磷肥。玉米氮肥的农学效率高于小麦,磷、钾肥的农学效率两种作物差异不大。（5）新疆小麦氮、磷、钾肥的平均利用率分别为41.4%、21.8%和45.2%;玉米氮、磷、钾肥的平均利用率分别为46.9%、20.5%和49.6%。小麦、玉米的氮、钾肥利用率均显著高于磷肥。【结论】当前新疆小麦、玉米产量水平较高,氮、磷、钾肥利用效率已处于较高水平,氮、钾肥的利用率显著高于磷肥。小麦、玉米对缺氮最为敏感,其次对缺磷,缺钾的减产幅度最低。当前新疆小麦、玉米的氮肥施用量较合理,施钾量不足,小麦存在过量施磷。今后需加大小麦、玉米的钾肥投入,减少小麦的磷肥投入。     

晋南黄土旱塬小麦养分投入与化肥减施经济环境效应评价

【目的】明确晋南黄土旱塬冬小麦养分投入现状,为当地旱作冬小麦稳产增产、减肥增效和控制农田面源污染提供理论依据。【方法】通过连续9年对黄土旱塬984个小麦种植户进行施肥调查,采用基于冬小麦产量确定的推荐施肥量,评价农户施肥,分析农户施肥的减肥潜力及其经济和环境效益。【结果】调研农户小麦籽粒平均产量3 711 kg·hm^-2,其中属于低产（≤3 200 kg·hm^-2）和中产（3 200—4 220 kg·hm^-2）的农户比例分别占56.0%和18.1%。农户氮肥、磷肥和钾肥的平均用量分别为292.3 kg N·hm^-2、159.8 kg P₂O₅·hm^-2和92.0 kg K₂O·hm^-2。随着产量水平提高,施肥过量（即高投入+很高投入）的农户比例增加,其中氮肥、磷肥和钾肥施用过量的农户比例分别为68.7%、65.1%和57.9%。在各产量水平投入高和很高的农户减肥潜力较大,其中高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为24.1 kg N·hm^-2、12.8 kg P₂O₅·hm^-2和6.2 kg K₂O·hm^-2,减少比例依次为15.9%、16.7%和16.7%;很高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥减施量为250.9 kg N·hm^-2、205.7 kg P₂O₅·hm^-2、124.6 kg K₂O·hm^-2,减少比例依次为66.5%、76.7%和80.0%。进一步分析表明,高投入和很高投入的农户化肥减施后经济效益可增加251和3 425元/hm²,即分别增加4.0%和55.0%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的农学效率可分别提高18.8%、23.2%和22.1%,很高投入的可分别提高192.5%、321.3%和388.1%;高投入的农户氮肥、磷肥和钾肥的偏生产力可分别提高20.2%、23.7%和19.2%,很高投入的可分别提高210.4%、317.9%和388.1%。同时,合理降低高投入和很高投入的农户施氮量,N₂O排放可分别减少0.3和6.3 kg N₂O·hm^-2,减少幅度为11.2%和72.5%;NH₃挥发分别减少14.1和90.7 kg NH₃ hm^-2,减幅为20.8%和62.8%;NO₃^--N淋洗减少3.1和231.1 kg NO₃^--N·hm^-2,减幅为4.9%和79.6%;整体上,总氮污染物（包括N₂O排放、NH₃挥发和NO₃^--N淋洗）可分别减少17.4和328.1 kg·hm^-2,减幅13.1%和74.0%,节约氮肥12.5和130.9 kg N·hm^-2,减少氮肥投入65.0和683.3 元/hm²。【结论】通过基于产量的农户施肥评价、减肥潜力估测、化肥减施后的经济效益和氮化合污染物的减排效应分析,明确了高和很高投入的农户氮磷钾减施潜力分别为24.1—250.9 kg N·hm^-2、12.8—205.7 kg P₂O₅·hm^-2、6.2—124.6 kg K₂O·hm^-2,且化肥减施后农户的经济收益提高251—3 425元/hm²,氮、磷、钾肥的农学效率分别提高18.8%—192.5%、23.2%—321.3%、22.1%—388.1%,同时,氮、磷、钾偏生产力提高20.2%—210.4%、23.7%—317.9%、19.2%—388.1%,还能减少包括N₂O排放、NH₃挥发、NO₃^--N淋洗等总氮污染物的排放17.4—328.1 kg·hm^-2。该研究全面系统地揭示了当前旱作小麦生产中存在的资源环境问题、面临的挑战与机遇,为节本、增效的环境友好型施肥提供一定的理论依据。     

东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征

【目的】玉米的总产量在我国三大主粮作物中最高,位居世界第二位。东北三省玉米种植面积占全国的39%,而资源投入相对较低。本研究旨在明确东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征。【方法】基于生命周期评价（life cycle assessment）方法,采用适用于东北三省玉米生产的活性氮损失模型,定量化评价东北三省2007—2016年玉米生产系统的资源投入（肥料、农药和柴油等）及其相关的活性氮损失和温室气体排放等环境风险。【结果】东北三省玉米生产资源投入在时空尺度上均存在较大差异。吉林省玉米生产的平均总施肥量为400 kg·hm^-2,单产为7 065 kg·hm^-2,平均单位面积温室气体（GHG）排放量为2 965 kg CO₂ eq·hm^-2,均为三省最高,而碳、氮足迹较低,平均单位面积活性氮（Nr）损失量为中间水平且年际间变化不大。辽宁省的平均氮肥投入量为198 kg·hm^-2,Nr损失量为20.8 kg N·hm^-2,碳、氮足迹为493 kg CO₂ eq·Mg^-1和3.53 kg N·Mg^-1,均为最高。单产为5 966 kg·hm^-2,处于中等水平,GHG排放量年际间变化不大。黑龙江省平均施氮量为149 kg·hm^-2,单产水平为5 318 kg·hm^-2,Nr损失量和GHG排放量等均为三省最低,碳、氮足迹均处于中等水平。时间尺度上,2008—2015年东北三省玉米种植面积逐年增大,累积增加了5.73 Mhm²。2015年东北三省玉米产量最高,达91.2 Mt（百万吨）;2007—2016年玉米平均总产量占全国的32%,其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占13.9%、11.7%和6.7%;10年平均种植面积占全国的30%,其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占14.7%、9.3%和6.4%。东北三省玉米10年平均单产为6 116 kg·hm^-2,平均单产最高年份为2013年,为6 824 kg·hm^-2。2007—2016年10年间东北三省玉米生产的肥料投入整体呈上升趋势,氮肥稳中有降,磷钾肥逐年升高,2014—2016年3年肥料增长趋势大幅减缓,逐渐趋于稳定,10年间氮、磷、钾肥平均用量分别为177、101和70.2 kg·hm^-2。2007—2016年,东北玉米生产农药投入量呈现稳步上升趋势;柴油投入量前4年较为稳定,后逐渐上升。东北玉米生产10年间的平均农药用量为10.2 kg·hm^-2,平均柴油用量为94.6 L·hm^-2。10年间玉米生产（2007—2016）平均单位面积Nr损失量和GHG排放量分别为19.0 kg N·hm^-2和2 770 kg CO₂ eq·hm^-2。Nr损失量10年间较为稳定。2007—2008和2009—2011年玉米生产的平均GHG排放量呈下降趋势,2012—2016年呈稳定上升趋势,2016年达到最高的3 045 kg CO₂ eq·hm^-2。氮肥田间施用产生的氨挥发是玉米生产中活性氮损失的主要途径,硝酸盐淋洗损失次之,而氧化亚氮排放占比最低。温室气体的主要排放环节为肥料生产运输与田间施用。10年间,东北玉米生产的平均氮足迹和碳足迹分别为3.16 kg N·Mg^-1和459 kg CO₂ eq·Mg^-1。【结论】东北三省玉米生产的资源利用和环境代价在空间尺度上差异较明显,吉林省的平均肥料投入量比黑龙江省高124 kg·hm^-2,GHG排放量高524 kg CO₂ eq·hm^-2;在时间尺度上,10年间东北三省玉米生产的氮肥投入量为170—182 kg·hm^-2,Nr损失量变化范围为18.4—19.4 kg N·hm^-2,为我国玉米主产区中较低的氮肥投入与损失量。玉米生产碳、氮足迹的高低主要取决于资源投入（尤其是氮肥投入）与单产水平之间的平衡。东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征分析有助于明确现阶段限制因素与主控因子,为优化养分管理实现粮食安全和碳减排的双赢提供理论支撑。     

秸秆堆肥部分替代化肥配施硝化抑制剂对冬小麦温室气体排放的影响

针对沿淮地区冬小麦生产中化肥投入过量、利用率低、温室气体排放高的现状,采用秸秆堆肥部分替代化肥配施硝化抑制剂的方法,以秸秆堆肥部分替代化肥为主区(T)、硝化抑制剂——双氰胺(DCD)使用量为裂区(D)设计试验,研究其对麦田N₂O、CO₂、CH₄排放通量动态变化,以及小麦产量、品质的影响。结果表明:7.5 t·hm^-2秸秆堆肥替代10%化肥+60 kg·hm^-2 DCD和15 t·hm^-2秸秆堆肥替代20%化肥+60 kg·hm^-2 DCD处理的温室气体排放总量比传统施肥显著(P<0.05)降低了19.01%和31.76%,小麦支链淀粉含量分别显著(P<0.05)提升10.00%和14.00%,产量较传统施肥并无显著差异。说明秸秆堆肥部分替代化肥配施硝化抑制剂的方法对小麦产量并无显著负面影响,且有利于温室气体减排和秸秆的资源化利用。     

有机肥部分替代化肥对温室番茄土壤N2O排放的影响

【目的】 在等氮量有机部分替代化肥条件下研究温室番茄土壤N₂O排放特征,探讨影响温室土壤N₂O排放的环境因素,为估算温室菜地系统N₂O的排放清单及其减排潜力提供数据支撑和理论依据。【方法】 以温室秋冬茬番茄为研究对象,设置不施肥（CK）、单施有机肥（MN）、单施化肥（CN）、有机肥部分替代化肥（CMN）4个处理,采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N₂O排放及土壤温度、含水量进行监测。【结果】 在相同施氮量情况下,处理CMN（有机部分替代无机）的N₂O排放总量为4.05 kg·hm ^-2,相比处理CN（单施化肥）和MN（单施有机肥）,土壤N₂O排放总量降低了45.1%和33.2%;土壤N₂O排放系数分别降低了50.0%和37.5%;排放强度降低了50.0%、42.1%。各处理土壤N₂O排放通量峰值均出现在施肥灌水后第1天,排放主要集中在施肥灌溉后5 d内。温室番茄土壤N₂O排放通量与0-5 cm地温呈显著或极显著线性相关关系;与土壤充水孔隙率（WFPS）呈显著或极显著的对数函数关系,且不同施肥处理下土壤N₂O排放峰值出现在土壤充水孔隙率60%—80%范围内。【结论】 温室番茄土壤N₂O排放的消长关系表现在温湿度变化和氮肥投入类型等方面,合理的减排措施应综合考虑以上因素。有机部分替代化肥施肥模式是提高温室番茄产量,减少N₂O排放排放强度、排放系数和排放总量,提高肥料利用率,实现化肥零增长的重要手段。     

秸秆分解对两种类型土壤无机氮和氧化亚氮排放的影响

[目的]明确作物秸秆分解对土壤无机氮和氧化亚氮(N2O)排放的影响,为不同土壤类型采用合理的氮肥用量,促进秸秆分解、增加土壤可利用养分、减少N2O等温室气体排放提供理论依据.[方法]室内采用尼龙网袋法,设置秸秆类型(小麦和玉米)、土壤类型(潮土和砂姜黑土)和氮肥用量(N0:0,N1:180 kg N·hm-2,N2:3...     

丛枝菌根真菌对玉米生育期土壤N2O排放的影响

【目的】明确丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）影响玉米生育期土壤氧化亚氮（N₂O）排放的机制,为增加玉米产量、提高氮素利用效率、减少温室气体排放提供理论依据。【方法】采用分室（生长室和菌丝室）箱体装置,盆栽设置氮肥用量（N1：180 kg N·hm^-2;N2：360 kg N·hm^-2）和丛枝菌根真菌（M0：作物根和AMF均不能从生长室进入菌丝室;M1：只有丛枝菌根真菌能从生长室进入菌丝室;M2：作物根和丛枝菌根真菌均能从生长室进入菌丝室）双因素试验,测定玉米生长期间植株生物量、植株氮素积累量、N₂O排放量;采用Illumina平台Hiseq 2500 PE250高通量测序技术分析土壤细菌群落结构和多样性对丛枝菌根真菌的响应。【结果】氮肥用量和丛枝菌根真菌均显著影响玉米产量、植株生物量、植株氮素积累量和N₂O排放量。不同氮肥用量条件下接种丛枝菌根真菌均显著增加玉米籽粒产量、植株生物量和氮素积累量。与M0相比,N1条件下M1和M2处理产量均值分别增加38%和82%,地上部氮素积累量增加30%和52%,无机氮含量减少26%和65%;N2条件下M1和M2处理籽粒产量分别增加16%和48%;地上部氮素积累量增加9%和33%,无机氮含量减少34%和55%。与M0相比, N1条件下M1和M2处理N₂O累积排放量分别降低17%和40%,N₂O排放强度分别降低41%和67%;而N2条件下N₂O累积排放量降低26%和45%,排放强度分别降低28%和57%。NMDS 分析表明,施肥和丛枝菌根真菌均对细菌群落结构有较大影响。与N1均值相比,N2处理门水平变形菌门（Proteobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）相对丰度分别降低6%和15%,而放线菌门（Actinobacteria）增加32%;属水平链霉菌（Streptomyces）增加27%,芽单胞菌属（Gemmatimonas）降低8%。与M0相比,N1条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加64%和205%,Gemmatimonas细菌丰度分别增加31%和53%;N2条件下M1和M2处理的Streptomyces分别增加10%和93%,M1处理的Gemmatimonas细菌丰度降低2%,M2处理Gemmatimonas细菌丰度增加56%。土壤中Streptomyces和Gemmatimonas与N₂O排放量呈显著负相关,而与玉米产量呈显著正相关。【结论】不同氮肥水平玉米接种丛枝菌根真菌均能显著降低土壤N₂O排放量,这种影响主要通过提高玉米氮素的吸收利用和改善土壤细菌群落组成实现的,其中主要增加了土壤链霉菌属和芽单胞菌属的相对丰度。     

长期有机无机配施黑土土壤有机碳对农田基础地力提升的影响

【目的】探讨长期不同施肥方式对提升东北黑土土壤有机碳和农田基础地力的差异。【方法】以国家黑土肥力和肥料效益长期监测试验（1989-2011年）资料为基础,采用 DSSAT ver.4.0作物生长模型模拟：（1） CK（对照,不施肥）;（2）NPK（施氮磷钾肥）;（3）NPKM（有机肥+NPK化肥,M指有机肥）;（4）l.5NPKM（NPKM处理的1.5倍）;（5）NPKS（秸秆+NPK化肥,S指玉米秸秆）5种施肥方式下东北黑土区春玉米20年的农田基础地力产量,在分析长期不同施肥措施下基础地力与土壤有机碳的演变规律的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。【结果】经过20年施肥管理,NPK、NPKM、1.5NPKM和NPKS施肥处理春玉米农田基础地力产量分别增长了53.4%、78.0%、101.2%和69.4%,而CK处理的基础地力产量随时间延长呈下降趋势。到2008年,1.5NPKM、NPKM、NPKS、NPK 4个处理的土壤有机碳含量分别比CK处理的土壤有机碳含量增加了65.6%、65.1%、26.0%和21.7%,土壤有机碳储量分别提升了69.9%、44.2%、25.2%和16.7%。土壤有机碳含量与春玉米基础地力产量呈显著正相关（P＜0.01）,土壤有机碳含量每增加1 g?kg^-1,春玉米农田基础地力产量大约提高220 kg?hm^-2。【结论】土壤有机碳是黑土区基础地力的主要驱动因素,有机肥或秸秆与化肥配施提升了土壤有机碳,因而能有效提高春玉米农田基础地力产量和基础地力贡献率。增加有机物料投入是黑土区农田基础地力培育的最佳施肥措施。     

陕西省小农户作物生产的减肥潜力及经济效益评价

【目的】小农户在农业生产中投入的生产资料普遍过高,随种植业结构演变,肥料投入也势必会发生变化。明确小农户经营模式下粮食、油料和经济作物的施肥现状和经济效益,能为小农户作物生产的养分管理、肥料减施和经济效益提高提供参考。【方法】2018年对陕西省的主要农作物生产情况进行问卷调查,以粮食（小麦、玉米、水稻、谷子、马铃薯）、油料（油菜、大豆）、经济（苹果、西红柿、烤烟）作物为研究对象,共获得1 709份调研问卷。基于此调研结果,以产量水平为分类依据,分析小农户的施肥现状、减肥潜力和经济效益。【结果】小麦、玉米、水稻、谷子和马铃薯的平均产量分别为4.6、7.3、8.3、3.7和19.8 t·hm^-2,氮肥用量分别为177、247、186、255和209 kg N·hm^-2,磷肥用量分别为102、103、88、142和125 kg P₂O₅·hm^-2,钾肥用量分别为37、47、64、53和110 kg K₂O·hm^-2。油菜和大豆的平均产量分别为2.4和2.7 t·hm^-2,氮肥用量分别为156和99 kg N·hm^-2,磷肥用量分别为80和63 kg P₂O₅·hm^-2,钾肥用量分别为56和26 kg K₂O·hm^-2。苹果、西红柿和烤烟的平均产量分别为23.8、93.5和2.7 t·hm^-2,氮肥用量分别为731、471和108 kg N·hm^-2,磷肥用量分别为482、387和118 kg P₂O₅·hm^-2,钾肥用量分别为535、447和132 kg K₂O·hm^-2。对大多数作物,氮磷肥普遍过量施用、钾肥施用过量与不足并存。粮食作物氮磷钾减肥潜力分别为28%—60%、52%—66%和11%—51%。油料作物油菜可减少氮磷钾肥料用量33%、37%和46%,然而大豆需增加磷钾肥用量11%、28%。苹果和西红柿等高产经济作物的氮磷钾减肥潜力分别为41%—67%、65%—70%和49%—64%。烤烟生产需减少磷肥53%,然而中、高产农户氮肥施用不足,分别需增施22%、11%。复合肥和单质肥是作物氮素的主要来源,复合肥是作物磷钾的主要来源。氮以基施为主、追施为辅,磷钾肥几乎全部作为基肥一次施用,鲜有追施。粮食、油料和经济作物的平均净经济效益分别0.44×10⁴—1.63×10⁴、0.75×10⁴—0.84×10⁴和4.19×10⁴—15.05×10⁴元/hm²,肥料占总投入比例分别为31%—52%、57%—59%和48%—65%。苹果、西红柿等高产经济作物的净经济效益远高于粮食和油料作物,成为小农户经营者的首选。然而,在经济作物生产中过量的肥料施用产生了巨大的环境风险。【结论】低中产组小农户是化肥减量和收益提升的主要对象,苹果、西红柿等经济作物的净经济效益高,但单位面积施肥量大、减肥潜力大。值得注意的是,农作物生产中也存在施肥不足的现象,例如大豆和烤烟。由此可见,小农户作物生产的肥料管理变异大,提高小农户的肥料管理水平有利于增加作物产量和经济效益、助力农业可持续发展。