长期施用猪粪对红壤酸度的改良效应

土壤酸化严重限制了我国南方红壤区土壤的农业利用。本研究应用江西鹰潭红壤生态实验站长期猪粪养分淋失试验,分析了不同施肥处理（对照处理：N 0 kg/hm2;低量有机肥：N 150 kg/hm2;高量有机肥：N 600 kg/hm2;高量有机肥+石灰处理：有机肥N 600 kg/hm2 ＋石灰3 000 kg/(hm2·3a)）长期施用对红壤酸度的改良效应。研究结果表明,9年高量有机肥施用中土壤pH值平均每年上升0.085个单位,而低量有机肥施用对土壤pH没有显著影响。有机肥长期施用增加了土壤盐基离子浓度,其中Ca、Mg增加幅度较大,使得长期施肥后土壤盐基以Ca为主,其次是Mg,而K、Na比例较低。长期有机肥施用有效降低了红壤旱地表层土壤交换性酸含量,尤其是对交换性铝含量的降低程度较大,且随施肥量的增加而增大,在施肥4年后可基本消除铝毒。高量施肥基础上的石灰添加进一步提高了土壤pH值,加快了土壤酸度改良。红壤旱地猪粪施用显著提高了玉米产量,达到酸度改良效果的最低猪粪用量为Ca 162 kg/hm2。在施肥初期添加一次石灰,将土壤pH值迅速提高,然后通过有机肥对pH的稳定作用保持和逐步提高土壤pH,可在最短时间、用最少投入消除土壤酸害。     

中亚热带三种母质发育的红壤对猪粪安全消纳量的初步研究

采用盆栽试验方法,在自然降雨条件下模拟研究了中亚热带丘陵区3种母质红壤对猪粪的安全消纳能力。试验设在江西省鹰潭市余江县中国科学院红壤生态实验站,试验期间年均降水量为1 946 mm,年均温18.9℃。通过监测2012—2014年间土壤渗漏水氮磷迁移淋失,结合土壤养分含量和花生产量变化,初步确定3种母质红壤的猪粪安全消纳量。结果表明:常规化肥减半条件下,从NH4+-N、NO3–-N和总磷淋失对水环境影响,以及从土壤速效氮磷积累角度,红黏土、红砂岩和花岗岩红壤配施猪粪最大安全用量分别为P 100、50、50 kg/(hm2·a);从花生产量角度考虑持续配施猪粪施用量不宜超过P 100、200、200 kg/(hm2·a)。综合考虑经济效益和环境效益,红黏土、红砂岩和花岗岩,配施猪粪的最大安全消纳量分别为P 100、50、50 kg/(hm2·a),相当于施用鲜猪粪(含水量为69%)分别为24 000、12 000、12 000 kg/(hm2·a)。     

长期施肥对土壤固定态铵含量及其有效性影响

棕壤连续13年定位试验表明,长期施用化肥或低量有机肥对土壤固定态接含量均无显著影响;而施用高量有机肥区固定态接含量比试验前平均增加30.2％。这部分增加的固定态按主要来自土壤有机氮矿化补充。施肥后固定态铵的净增加量超过作物施氮量是土壤激发效应的结果。土壤原有固定态铵含量在113～116mg／kg,对作物无效,而新固定态按时作物有效。生长季耕层土壤固定态铵总释放量（N）对照区为43kg／hm2,化肥区平均为110kg／hm2;有机肥与化肥配合区平均为165kg／hm2。施钾对固定态铵的释放有一定抑制作用。     

磷钾肥配施对红壤旱地烤烟产量和品质的影响

为了指导江西红壤旱地烤烟合理施用磷钾肥,以烤烟品种K326为试验材料,在红壤旱地上试验研究磷钾肥配施对烟叶产量和品质的影响。结果表明,红壤旱地上缺施磷钾肥的烤烟长势较差,烤烟经济效益偏低,磷钾肥配施的烤烟,烟叶长势好,高量磷钾配施能提升烤烟品质与经济效益。在氮肥用量142.5 kg/hm2的情况下,随着磷钾肥配施比例的增加,烤烟烟碱与总氮含量呈现降低的趋势,但烤烟糖碱比、总糖与还原糖呈现增加的趋势。烤烟含硼量与总糖、还原糖呈显著负相关,与烟碱、总氮呈显著至极显著正相关,烤烟中含铁量与烟碱呈极显著负相关。在江西红壤旱地烟区,施用氮142.5 kg/hm2的基础上,高量磷钾肥配施(NP2O5K2O=11.23.0)将更有利于烤烟烟碱含量的平衡与产量和品质的提高。     

长期施肥对红壤pH、作物产量及氮、磷、钾养分吸收的影响*

在湖南祁阳典型红壤上进行不同施肥长期定位试验18年,观测了土壤pH、作物产量和氮、磷、钾养分吸收量的变化。结果表明,长期施用化学氮肥（单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施）红壤pH明显下降,其中以单施氮肥降幅最大,18年降低了1.5个单位; pH降低主要发生在施肥的前8～10年,当pH下降到4.5时,其下降速度趋于缓慢并相对稳定。施用有机肥（化学肥料配施有机肥和单施有机肥）,土壤pH保持稳定或较试验开始有所升高,以单施有机肥处理pH升幅最大,升高1.0个单位。不施肥和施用化学氮肥的作物产量随着施肥年限均显著降低,其中小麦产量平均每年下降11～104 kg/hm2,玉米产量平均每年下降 24～210 kg/hm2; 而施用有机肥的作物产量保持稳定或稳定增加,其中化学肥料配施有机肥的玉米产量平均每年增加 101 kg/hm2。施用化学氮肥处理（除氮磷钾配施处理的玉米外）作物产量和氮、磷、钾养分吸收量与土壤pH均存在极显著正相关。可见,pH降低是作物产量和氮、磷、钾养分吸收降低的主要原因之一; 而施用有机肥能改善红壤酸度,尤其是化学肥料配施有机肥能获得持续高产,是红壤区的最佳施肥模式。     

红壤连续施用绿肥和有机肥对玉米产量及土壤肥力的影响

采用长期定位试验研究方法,探讨旱地红壤施用氮磷肥、绿肥和有机肥对红壤旱地养分的影响及玉米产量的效应。结果表明:在施用等量N肥的基础上施P2O596 kg/hm2,玉米产量是N肥的1.59倍,说明磷是红壤旱地的主要障碍因子,施磷有显著的增产作用;氮磷化肥与绿肥或有机肥配合施用,能显著增加土壤有机质含量,改良土壤结构,降低土壤容重,明显增加土壤中速效钾含量,维持土壤钾素平衡;长期施磷,显著提高土壤中速效磷含量。磷肥与绿肥或有机肥配合施用,能减少土壤对磷的固定,氮磷肥与绿肥或农家肥配合施用,是改良培肥旱地红壤,提高土地生产潜力的根本措施。     

长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2MNPKNPKM,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。     

红壤旱地长期试验肥力演变及玉米效应研究

采用长期定位试验研究方法,探讨高原旱地红壤施N、NP、NM、NPM和NPK对红壤肥力演变、养分供给能力及玉米的效应。结果表明,N处理8年玉米绝收;NP处理前期比施N增产,长期施用不稳产,至23年绝收;NPM处理玉米产量由试验前10年的4628 kg/hm2,增加到后10年的6875 kg/hm2,增产2247 kg/hm2;在NP基础上施K2O 112.5 kg/hm2的NP+K处理,比施NP增产2264 kg/hm2。说明配施增产效果明显,但长期只施NP会导致其它元素失衡不能稳产。有机肥和NP配施,显著增加土壤有机质含量,红壤28年不施有机肥,有机质含量不下降,年施有机肥30000 kg/hm2,不施化学钾肥,也能维持钾素平衡。长期不施化学钾或有机肥导致钾素枯竭。红壤磷素自然供给能力极低,仅为3.6～15.7%,施磷显著增加速效磷含量,施磷或有机肥提高磷素自然供给能力。NP处理11年不施钾,钾素自然供给能力由35%～68%降低为11.09%～23.2%。     

长期施肥下潮土速效钾含量与钾素投入水平关系

以郑州潮土肥力与肥料效益长期试验为基础,分析了长期施肥条件下土壤速效钾含量演变特征及其与钾素投入量的关系。结果表明,在不施钾肥条件下,土壤速效钾含量先逐年下降,810年后稳定在60 mg/kg左右; 施用钾肥和有机肥均可以显著提高土壤速效钾含量; 土壤速效钾含量与钾素投入量之间具有显著的正相关关系。单施化肥的NPK处理每投入钾1 kg/hm2,土壤速效钾含量增加0.007 mg/kg; 而化肥配施有机肥或玉米秸秆处理每投入钾1 kg/hm2,土壤速效钾含量分别增加0.025和0.014 mg/kg。从提升土壤钾素供应能力的角度而言,化肥配合施用有机肥或秸秆还田是值得推广的培肥措施。     

土区长期施肥对小麦-玉米轮作体系钾素平衡与钾库容量的影响

本文研究了土区小麦-玉米轮作体系长期氮磷钾化肥不同配合施用方式及氮磷钾化肥与秸秆或有机肥配合施用对钾素平衡以及土壤钾库的影响。试验包括9个处理,分别为不施肥（CK）、单施氮（N）、氮钾（NK）、磷钾（PK）、氮磷（NP）、氮磷钾（NPK）、氮磷钾配合一季秸秆还田（SNPK）、氮磷钾配合低量有机肥（M1NPK）和高量有机肥（M2NPK）。结果表明,除NK、PK和M2NPK处理外,其它处理小麦和玉米钾的携出量均大于钾的投入量,导致土壤钾素处于亏缺状态,20年累计亏缺量为6174333 kg/hm2。与试验前相比,长期施肥种植没有显著影响土壤全钾含量; 长期施用钾肥显著提高土壤速效钾含量,但长期不施钾肥处理的土壤速效钾含量也未显著降低; 无论施钾与否土壤非交换性钾（Mactotal K）以及非交换性钾中更容易被HNO3溶解提取的钾（Step K）均明显低于试验前水平。表明土壤非交换性钾可以作为该土壤钾素消耗的指标。考虑到施钾肥的经济投入和现有资源高效利用（如秸秆、有机肥）,从长远的角度出发,维持土壤钾素肥力以及土地可持续生产力,土区小麦-玉米轮作体系采用秸秆全部还田或施有机肥是必要的。     

不同施肥措施提高南方黄泥田供钾能力及钾素平衡的作用

【目的】基于连续 30 年南方低产黄泥田培肥定位试验,研究土壤全钾、速效钾、缓效钾含量与钾素盈亏特性,明确钾肥投入量与产量的关系,以期为黄泥田钾素肥力定向培育及水稻钾肥施用提供科学依据。 【方法】定位监测不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、化肥 + 牛粪 (NPKM)、化肥 + 全部稻草还田 (NPKS) 四种施肥处理代表性年份耕层土壤钾素含量动态变化,分析各形态钾素间及与有机碳含量的关系,并于相邻集中年份 2010、2011、2013、2014 年采集植株样品以评价土壤钾素水平、土壤钾素盈亏、植株养分对钾肥投入量的响应。 【结果】30 年施肥处理下,土壤全钾含量平均较 CK 增加 2.2%～5.0%,且双季稻年份不同处理差异较单季稻年份大,速效钾含量历年平均较 CK 增加 43.9%～102.4%,以 NPKS 增加最为明显,而不同处理的土壤缓效钾含量无明显差异。土壤速效钾含量与全钾呈显著正相关,土壤全钾、速效钾含量与有机碳均呈极显著正相关。各施肥处理提高了收获期植株钾含量与累积量。NPKS 处理每年盈余钾素 (K₂O) 101.1 kg/hm2,其余处理每年亏缺幅度为 –89.4～–18.6 kg/hm2。钾肥用量、速效钾含量、土壤钾素盈亏量相互间呈极显著正相关,可推算出外源钾肥 (K₂O) 每年投入量达到 161.8 kg/hm2 时,土壤钾素处于持平状态,其对应的土壤速效钾含量为 95.3 mg/kg。钾肥用量、速效钾含量、土壤钾素盈亏量及籽粒钾含量均与植株产量呈显著正相关。 【结论】水稻增产效果与土壤钾肥投入量、速效钾含量及钾素盈亏量有关。黄泥田土壤速效钾较缓效钾、全钾更直接反映生产力水平。长期施肥提高了黄泥田土壤全钾与速效钾含量,NPK 化肥加秸秆还田对增加土壤钾素盈余与提升速效钾效果要明显优于单施 NPK 化肥或 NPK 肥配合粪肥。     

钾肥用量对大蒜—棉花套作体系产量和土壤钾素有效性的影响

为明确钾肥用量对大蒜—棉花套作体系产量和土壤钾素有效性的影响,确定2季作物最佳钾肥施用量,为黄淮海平原大蒜—棉花套作地区合理施用钾肥提供依据。于2013—2016年在山东省金乡县进行连续4年7季的田间定位试验,试验设CK(0kg/hm~2),K90(90kg/hm~2),K180(180kg/hm~2),K270(270kg/hm~2)4个不同施钾量(K_2O)处理。大蒜和棉花单季施钾量相同(K_2O 0,90,180,270kg/hm~2),各处理氮肥和磷肥施用量一致。分析不同施钾量对大蒜、棉花产量及产量构成的影响,明确不同施钾量对棉花收获后0—100cm土层速效钾含量和0—20cm土壤钾素形态的影响。结果表明:与CK相比,不同施钾处理棉花显著增产18.4%~72.7%,皮棉产量随施钾量的增加而增加,但K270与K180处理皮棉产量和经济效益差异不显著;施钾显著提高了棉花单株成铃数和单铃重,对衣分含量无显著影响。与CK相比,不同施钾处理大蒜蒜薹显著增产10.1%~64.2%,鳞茎显著增产8.7%~93.3%。2016年K270处理蒜薹产量较其他处理显著增产6.6%~64.8%,鳞茎显著增产32.5%~93.3%。大蒜经济效益以K270处理最高。增加钾肥施用量显著提高了棉花收获后0—20cm土壤速效钾含量,但各处理60—100cm土层速效钾含量差异不显著。经过4年7季施肥后,K90,K180,K270处理较CK不同程度提高了0—20cm土壤水溶性钾(13.6,20.1,26.1mg/kg)、非特殊吸附钾(10.4,19.6,53.4mg/kg)、非交换性钾(34.3,53.9,140.1mg/kg)和全钾含量,提高了水溶性钾和非特殊吸附钾的比例。综合土壤环境因素、作物产量和经济效益,建议该大蒜—棉花套作区棉花施钾量为K_2O 180kg/hm~2、大蒜施钾量为K_2O 270kg/hm~2。     

红壤稻田不同施肥制度对土壤钾平衡和水稻产量的影响

基于14年田间定位试验,研究了红壤稻田系统在不同化肥配施条件下,有机养分循环利用对土壤K素平衡和水稻产量的影响。结果表明:不施肥或仅施化肥,土壤K素严重亏缺,其中以不施K的NP处理最严重,平均每年亏损K120.1kg/hm2,有机物养分循环利用的施肥制度可大幅度降低稻田土壤K素的亏损甚至出现K素盈余,NP C处理平均每年亏损K素2.2kg/hm2,而NPK C处理平均每年盈余K素154.5kg/hm2,但过高的K输入可能导致K营养元素的大量流失,降低K肥资源利用效益并增加环境污染风险,实行有机物养分循环利用时应适当减少化肥K的施用量;在不同施肥基础上的有机物养分循环利用都能显著提高水稻产量,但“循环”增产率随化肥配施程度提高而降低,不施肥基础上有机物养分循环利用的稻谷增产率为56%,与NP配施后,有机物养分循环利用的增产率降至18.8%,而在NPK配施基础上有机物养分循环利用的增产率只有10.2%,处理NPK C2与处理NPK之间的稻谷产量却没有显著差异,可见有机养分循环利用可以代替化肥K的施用;有机养分循环利用降低了K内部利用效率(IKUE)值,大小顺序为NPK C相似文献   

施肥方式对砂姜黑土钾素利用及盈亏的影响

以砂姜黑土长期施肥试验为平台,研究砂姜黑土冬小麦—夏大豆轮作系统下作物钾素吸收量、钾素回收率、土壤钾素盈亏量和速效钾含量的演变特征,探明土壤速效钾与外源钾投入、土壤累积钾盈亏的响应关系,分析不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥+麦秆(SCF)、化肥+猪粪(PCF)、化肥+牛粪(CCF)等施肥方式对土壤钾素利用及盈亏的影响,以期探寻砂姜黑土地区高产高效的施钾方式。结果表明:29 a作物钾素平均回收率在55.1%~66.1%,高低顺序为CCFPCFSCFCF。土壤累积钾盈亏与土壤速效钾增量呈显著线性关系(p0.05),土壤中钾素每盈余100 kg hm-2,CF、SCF、PCF和CCF处理土壤速效钾含量分别增加1.4、1.8、2.3和15.8 mg kg-1;土壤钾素投入量与速效钾含量呈显著线性关系(p0.05),CF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量增加0.4 mg kg-1,而SCF、PCF和CCF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量分别增加0.5、0.6和4.3 mg kg-1,这说明适当增施有机肥可提升土壤钾素的供应能力。综上所述,投入有机物料是影响土壤钾素利用的重要调控措施,长期增施有机肥可提高作物钾素回收率以及土壤中盈余的钾素向速效钾的转化能力,本试验条件下以增施牛粪效果最好,猪粪和秸秆次之。因此,砂姜黑土小麦—大豆轮作系统下秸秆养畜过腹还田是实现作物高产高效的一种推荐施钾方式。     

烤烟-油菜轮作体系的钾肥效应

采用田间裂区试验研究不同钾肥用量对烤烟-油菜轮作体系中作物产量、钾素吸收量以及钾肥利用率和后效的影响。结果表明:烤烟季产量随着钾肥施用量的增加呈现先增加后平衡的趋势,以K450处理的烤烟产量最高,达到2 067.64 kg/hm~2,比不施钾处理显著增产261.07 kg/hm~2,与K375处理产量差异不显著。与油菜季不施钾处理相比,油菜当季施钾(K_2O)75 kg/hm~2增加油菜干物质量1 223.58~1 468.78 kg/hm~2,其中油菜籽增产244.84~345.85 kg/hm~2,钾素吸收量增加5.2%~8.4%,以K375处理最高;烤烟季钾肥当季利用率22.27%~29.08%,残留利用率为10.52%~12.63%,累积利用率为32.79%~40.09%,烤烟季残留在土壤中钾肥的后效与钾肥用量显著正相关。在烤烟-油菜轮作系统中,推荐烤烟季施钾肥K_2O 375 kg/hm~2,油菜季充分考虑烤烟季钾肥后效的基础上少施钾(K_2O)16.92~21.90 kg/hm~2,烤烟、油菜增产效果好。     

长期施肥对塿土硝态氮分布、累积和移动的影响

利用 18年长期定位试验研究了冬小麦 夏玉米轮作制度下 ,有机 无机肥配合施用对土剖面NO₃-N的分布累积和阶段性移动的影响。结果表明 ,土壤剖面中NO₃-N的总量与氮肥施用量直接相关 ,而作物对化肥氮的利用率与施肥量呈相反趋势。低氮处理 (75kg/hm²)及其与有机肥配合施用 ,NO₃-N主要累积在 0～100cm土层内 ;高氮处理 (120kg/km²)及其与有机肥配合施用 ,NO₃-N在剖面出现 2个累积峰 ,且在400cm土层处NO₃-N的含量接近或超过 10mg/kg。适宜的氮肥用量、施用有机肥及合理的有机 无机肥料配比是减少NO₃-N在土壤剖面中的累积和淋失的有效措施     

低土壤肥力下施钾和秸秆还田对作物产量及土壤钾素平衡的影响

为了研究我国华北平原低肥力土壤条件下秸秆还田和施钾肥对作物产量和钾素平衡的影响,于2008年10月～2011年10月在中国农业科学院高新技术园区国家测土施肥中心实验室试验基地(河北省廊坊市),通过3年6季的定位试验,比较了施钾与秸秆还田的增产效应、钾素吸收利用和作物-土壤系统的钾素平衡状况。结果表明:在氮、磷肥充足的情况下,施用钾肥(NPK)、秸秆还田(NP+St)和秸秆还田配施钾肥(NPK+St),均有明显的增产效应,表现为NPK+St>NPK>NP+St>NP;不同施钾措施在夏玉米上的增产效果优于冬小麦;同一作物秸秆还田结合施钾肥的增产效果最好,降低了年度间的产量变异系数,在获得高产的同时,年际间产量稳定,有利于稳产;施钾肥和秸秆还田可显著提高小麦和玉米的钾素吸收总量;NPK+St、NPK、NP+St处理的钾素表观平衡系数分别为1.26、0.42、0.92。秸秆还田和施钾肥有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度,可维持土壤钾素肥力的稳定。