生物炭对土壤理化性质和玉米生长的影响

以玉米品种‘利禾1号’为试验材料,设计6个施肥处理,分别为空白对照(CK,不施肥);常规施肥处理(T1,N∶P_2O_5∶K_2O=27∶12∶6);在常规施肥处理基础上减氮20%并分别增施生物炭,生物炭施用量分别为2.25 (T2)、4.50 (T3)、6.75 (T4)、9.00 t·hm~(-2)(T5),研究生物质炭基施对宁夏扬黄灌区土壤理化性质和玉米生长的影响。结果表明:在常规施肥减氮20%的基础上,与T1相比,T2、T3、T4、T5处理的有机质含量分别显著增加27.06%、30.59%、37.65%、48.24%,速效钾含量分别显著增加10.84%、11.82%、20.20%、43.84%(P0.05);随着生物质炭施用量的增加,土壤稳定性显著增强,其中T3、T4、T5的水稳性大团聚体(0.25 mm)数量较T1分别显著增加55.35%,128.49%、133.50%(P0.05);当生物质炭的施用量达到4.5 t·hm~(-2)时,细菌数和总菌数达到最大值;土壤酶活性在生物炭施用量超过4.5 t·hm~(-2)时显著增加,其中蔗糖酶活性在T4处理处达到最大,较T1显著增加了140.23%(P0.05);另外T4处理的农艺性状表现最好,产量较T1增加了41.4%;施用生物质炭均能显著增加氮肥利用效率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力,其中T4处理增加的最为明显,较T1处理分别增加38.02%、18.79 kg·kg~(-1)和23.54 kg·kg~(-1)。推荐常规施肥减氮20%配施生物炭6.75 t·hm~(-2)作为扬黄灌区玉米生物炭配施化肥的参考配比。     

有机肥不同施用量对宁南土壤团聚体粒级分布和稳定性的影响

通过连续3 a有机肥施用田间试验研究了有机肥不同施用量对半干旱旱作区土壤团聚体各层粒径分布和稳定性的影响。试验设计为高肥H(有机肥90000 kg/hm2)、中肥M(有机肥60 000 kg/hm2)和低肥L(有机肥30 000 kg/hm2)3个施肥水平,每个层次设3次重复,供试作物为小麦,品种为西峰26;土壤团聚体的各个粒径分布状况采用干筛法和湿筛法测定。与试验开始时土壤相比,施肥处理0~10 cm和30~40 cm土层0.25 mm的水稳性团聚体含量最大增幅分别是35%和75%;0.5 mm以上各粒级的水稳性团聚体含量均呈上升趋势,其中5 mm和2~5 mm大粒径团聚体的增加幅度最明显,0.25~0.5 mm的水稳性团聚体含量增加不显著。不同处理间5 mm土壤团聚体与0.25 mm土壤团聚体含量具有显著性差异。干筛结果表明,土壤中的团聚体主要以5 mm土壤团聚体为主,且处理之间差异性主要表现在0~20 cm土层。施肥处理使30~40 cm土层土壤团聚体的稳定性提高,稳定率平均较0~10 cm土层高87%。施肥处理平均重量直径均大于对照,且与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。有机肥不同施用量可显著增加土壤中大团聚体的比例,改良土壤中团聚体的结构;适宜的施肥量在60000 kg/hm2左右。     

生物菌肥和钾肥配施对苹果钾素吸收及果实品质的影响

为了研究生物菌肥和钾肥对苹果果实品质及生长发育的协同作用,以7 a生‘瓦里短枝’(Vallee spur Del)为研究对象,设置T1(K_2O 420 kg·hm~(-2))、T2(生物菌肥2 520 kg·hm~(-2))、T3(生物菌肥2 520 kg·hm~(-2)+K_2O 294 kg·hm~(-2))、T4(生物菌肥2 520 kg·hm~(-2)+K_2O 420 kg·hm~(-2))、T5(生物菌肥2 520 kg·hm~(-2)+K_2O 546 kg·hm~(-2))和CK(不施肥)6个处理,研究了不同施肥处理对苹果钾素吸收、土壤酶活性、根际微生物数量及果实品质的影响。结果表明:(1)与T1相比,T3、T4及T5显著提高了果园钾肥农学效率、钾肥贡献率和钾肥偏生产力(P0.05),但T4和T5差异不显著。(2)各处理不同器官中钾素累积量大小顺序依次为T5T4T3T1T2CK,T4和T5差异不显著,但均显著高于其它处理(P0.05)。(3)生物菌肥和钾肥配施后显著提高了土壤蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脲酶活性和根际土壤细菌、放线菌及真菌的数量(P0.05),但T3、T4及T5之间差异不显著(P0.05)。(4)配施后显著提高了0～120 cm土层内根系活力(P0.05),显著提高了果实的平均单果重、可溶性固形物含量、Vc含量及果实硬度(P0.05),但T4和T5差异不显著(P0.05)。(5)果实单果重、可溶性固形物含量及Vc含量均与土壤微生物数量和土壤酶活性呈显著正相关。综上,生物菌肥2 520 kg·hm~(-2)+K_2O 420 kg·hm~(-2)是试验区合理的施肥量,能有效提高钾肥利用效率,提高土壤肥力和改善果实品质。     

不同施肥模式对盐碱化稻作土壤细菌群落的影响

为了提高盐碱化土壤肥力,确定适宜的施肥模式,以宁夏银北西大滩核心试验站的盐渍化荒地为对象,采用Illumina高通量测序分析法研究了脱硫废弃物与有机肥不同施肥模式1)对照Control(不施脱硫废弃物和有机肥),2) T1处理(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)),3) T2处理(31 250 kg·hm~(-2)+有机肥10 000 kg·hm~(-2)),4) T3(31 250kg·hm~(-2)+有机肥18 000 kg·hm~(-2)),5) T4(脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)+有机肥25 000 kg·hm~(-2))对盐碱化稻作土壤理化性质、细菌群落结构的影响。结果表明,与对照组相比施用脱硫废弃物31 250 kg·hm~(-2)和有机肥25 000 kg·hm~(-2)处理组(T4)显著增加了水稻土壤有机碳(6.74%)、碱解氮(37.20%)、速效磷(47.83%)、铵态氮含量(96.26%)。测序结果表明,土壤中Proteobacteria,Bacteroidetes,Gemmatimonadetes,Actinobacteria,Acidobacteria,Firmicutes,Chloroflexi,Spirochaetes,Euryarchaeota和Nitrospirae为排名前10位的优势菌群,占总分类单元的96.05%～94.32%。主成分分析发现,施用脱硫废弃物和有机肥可以显著的影响细菌群落结构,土壤细菌群落的α多样性指数随着有机肥含量的增加而增加。T4处理组土壤细菌群落结构与其它处理差异显著。在属水平,包括盐单胞菌(Halomonas)、Sulfurimonas以及Lutibacter在内的12个优势细菌属的相对丰度在T4处理组显著增加(P0.05)。RDA分析表明盐碱化土壤碱解氮和铵态氮含量分别解释了水稻土壤细菌群落结构变异的16.9%和14.0%(P0.05)。这些结果均表明短期不同施肥模式下对盐碱化稻作土壤具有一定的改良效果。     

生物炭、有机肥连续施用对盐碱土壤改良效果研究

为探究生物炭和有机肥连续施用3 a对黄河三角洲地区中度盐碱土改良效果及对水溶性盐基离子时空变化规律的影响,采取田间小区试验,共设置CK(仅施N 550 kg·hm~(-2)·a~(-1),P_2O_5 120 kg·hm~(-2)·a~(-1))、C1(5 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、C2(10 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、C3(20 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭)、N1(7.5 t·hm~(-2)·a~(-1)有机肥)、N2(10 t·hm~(-2)·a~(-1)有机肥)6个处理。结果表明:(1)生物炭对0～20 cm土层土壤含水率提升效果优于有机肥,C3处理增幅最大,C2处理略小于C3,较CK增幅达17.98%;20～40 cm土层,各处理土壤含水率呈下降趋势(降幅4.39%～9.23%);土壤含水率变异程度表征C2处理具有更稳定的保水性能。(2)生物炭处理明显降低了各层土壤含盐量(降幅3.56%～9.80%),C2处理较CK降幅达9.80%,有机肥处理降盐效果欠佳。(3)在0～40 cm土层中,各处理表现出降低Na~+含量(降幅4.59%～12.51%)、钠吸附比(SAR降幅12.67%～23.61%)及碱化度(ESP,降幅16.05%～30.06%)的效果,其中生物炭处理对Na~+的降低效果优于有机肥,C2处理较优,有效地抑制了Na~+的毒害,但对Ca~(2+)、Mg~(2+)含量提升及SAR、ESP值降低的效果略差于有机肥。(4)生物炭对小麦增产效果优于有机肥,且C2处理效果最优,增产率达20.97%。综上所述,生物炭在提高土壤持水能力、作物产量和盐碱地综合改良方面优于有机肥,且C2处理较优。因此,黄河三角洲地区的中度盐碱土采用10 t·hm~(-2)·a~(-1)的生物炭施用量进行改良较为适宜。     

氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响

为了探究氮肥和土壤质地对滴灌棉花氮素利用率及产量的影响,采用大田二因素随机区组试验方法,研究了滴灌条件下不同质地土壤棉花全氮含量以及氮素在各器官中的分布积累特征。结果表明:(1)不同施氮处理对各质地土壤棉花平均全氮含量表现为N2(施氮量340 kg·hm~(-2))N1(施氮量240 kg·hm~(-2))N3(施氮量480 kg·hm~(-2))CK(不施氮处理);(2)同种质地下棉花各器官全氮含量在铃期之前表现为叶花蕾茎;铃期之后表现为叶铃茎,不同质地条件下叶、花蕾、花铃、茎中全氮含量均表现为砂土壤土黏土;(3)相同灌水条件时,N2处理下棉花单株铃数壤土与黏土差异不显著;N1处理下棉花单铃重砂土与壤土、N3处理下壤土与黏土差异不显著,其余处理间均达到极显著水平,并且砂土、壤土、黏土分别以256.00 kg·hm~(-2)、287.34 kg·hm~(-2)、369.25 kg·hm~(-2)的施氮量能够达到最高目标产量。建议在新疆干旱区滴灌砂、壤棉田采用以上研究结果,黏土氮肥投入可酌情降低并无机-有机肥料配施,以达到节肥和高产的统一。     

日光温室钾镁配施对土壤固相和液相钾、钙、镁分配及比例的影响

针对西北地区日光温室作物出现的缺镁问题,通过施用不同水平的硫酸镁肥及减少钾肥施用处理,探究钾、钙、镁离子在土壤固相和液相的分布及比例。得出以下结论:土壤液相镁浓度随着镁肥施用量的增加而显著增加,施用45 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理和施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理镁浓度相比不施用MgSO_4处理分别增加26.64%、74.78%;相比不施用MgSO_4处理,施用镁肥后土壤液相Mg~(2+)占K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)总量的比例显著增加,施用45 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理、施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(400 kg·hm~(-2)K_2O)处理和施用90 kg·hm~(-2)MgSO_4(200 kg·hm~(-2)K_2O)处理分别增加32.03%、31.62%、32.84%;施用镁肥促进钾由固相向液相转移;相比不施用MgSO_4处理,施用45、90 kg·hm~(-2)MgSO_4处理土壤固相交换性钾含量分别降低15.78%、27.74%,差异达到显著水平;交换性钾饱和度分别降低13.39%、27.21%;液相钾浓度显著增加,分别增加18.84%、73.91%;K+占K+、Ca~(2+)、Mg~(2+)总量的比例显著增加,增幅分别为23.91%、31.21%;土壤固相K+/Mg~(2+)比例分别降低14.52%、26.61%,;土壤液相Ca~(2+)/Mg~(2+)比例显著降低,降幅分别为31.51%、32.29%;施用MgSO_4肥量相同,钾肥施用量减半,土壤液相钾浓度降低69.88%,K+/Mg~(2+)比例降低20.88%;施用镁肥对番茄具有一定的增产作用,并能促进作物对镁的吸收。     

盐碱地不同施氮量对土壤微生物区系与食葵产量的影响

在内蒙古河套灌区盐碱食葵田进行大田试验,以不施氮肥为对照(CK),设置了75 kg·hm~(-2)(N1)、150kg·hm~(-2)(N2)、225 kg·hm~(-2)(N3)、300 kg·hm~(-2)(N4)、375 kg·hm~(-2)(N5)五个氮肥施用水平,研究了不同氮肥施用量对土壤微生物区系和食葵产量的影响。结果表明:(1)盐碱地施用氮肥可提高土壤微生物数量和细菌优势菌菌群多样性,各处理0~20 cm土层根区土壤微生物数量大小顺序为N4N3N5N2N1CK,各施肥处理较CK差异极显著(P0.01);(2)盐碱地施用氮肥可促进食葵生长发育,提高产量,随氮肥施用量由低到高,食葵长势和干物质积累呈逐渐增加趋势,产量与施氮量呈抛物线型关系,各处理产量分别较CK提高0.06%、36.27%、61.95%、105.36%和85.03%;(3)适量施氮可抑制土壤积盐,食葵收获后,各处理积盐量大小顺序为N2CKN5N3N1N4;(4)土壤微生物的数量和优势菌菌群数与氮肥施用量、食葵根干重呈正相关关系,与土壤含盐量和积盐量呈负相关关系。综合试验结果,内蒙古河套灌区中度盐碱地食葵生产中氮肥适宜施用量为300 kg·hm~(-2)。     

有机肥与化肥配施对土壤微生物、土质及骏枣果实品质的影响

以10年生骏枣树作为研究对象,采用田间试验方法,研究有机肥与化肥配施对骏枣园土壤细菌、真菌和放线菌数量,土壤呼吸速率、容重和p H值以及骏枣果实品质和叶果比等指标的影响。结果表明:随着复混肥中有机肥和化肥使用量的增加,土壤中细菌、真菌和放线菌数量均呈现逐渐上升趋势,其中增加有机肥促进土壤微生物群落数量提升的效应明显高于化肥。土壤呼吸速率也随着复混肥施用量的增加缓慢增高,T12(有机肥:8 kg·株~(-1);N:450 g·株~(-1);P:300 g·株~(-1);K:300 g·株~(-1))处理的土壤呼吸速率最大,其在果实膨大期和成熟期的土壤呼吸速率分别为3.03±0.02、2.24±0.02μmol·m~(-2)·s~(-1),比对照分别高71.0%、86.2%。随着复混肥中有机肥施用量的增加,土壤容重表现出下降趋势,其中T4(有机肥:8 kg·株~(-1);N:150 g·株~(-1);P:100 g·株~(-1);K:100g·株~(-1))处理的土壤容重最低,为1.36±0.02 g·cm~(-3),比对照低0.11 g·cm~(-3)。土壤有机质含量随着有机肥比例的增加而上升,随着化肥施用比例的增加而下降,随着有机肥施用比例的增加碱性土壤的p H值有逐渐下降的趋势,而化肥增施对碱性土壤p H值的影响不显著。有机肥与化肥不同配施对骏枣果实可溶性糖含量的影响均不显著,对可滴定酸含量和糖酸比均有一定程度的影响;果实Vc含量随着复混肥中有机肥和化肥施用量的增加而上升,各施肥处理的果实Vc含量均显著高于CK。骏枣叶果比随着复混肥施用量的增加呈现逐渐上升趋势,各处理中T3与T5和T6,T4与T7,T8与T9和T10处理之间均无显著差异。总之,合理配比的有机-无机复混肥的施用对干旱、半干旱地区红枣产业的可持续发展具有较大应用前途。     

长期施肥对黄土丘陵坡地农田土壤质量和谷子产量的影响

以坡地农田生态系统长期定位试验(1995—2019年)为基础,选取裸地(LD)、对照(CK,不施肥)、单施氮肥(N1、N2处理分别为:尿素55.2、110.4 kg·hm~(-2))、氮磷肥配施(N1P、N2P处理分别为:尿素+过磷酸钙55.2+90、110.4+90 kg·hm~(-2))6个处理,研究长期施肥对土壤质量、谷子产量的影响。结果表明:(1)与CK相比,长期单施氮肥土壤碱解氮含量提高了24.81%～39.92%;长期氮磷肥配施土壤有机碳、全磷、碱解氮和有效磷含量分别提高了7.82%～16.81%、58.18%、21.59%～22.89%、450.5%～660.3%,土壤pH值降低了0.04～0.08。(2)与CK相比,长期单施氮肥碱性磷酸酶(AP)活性提高了13.34%～19.43%;长期氮磷平衡施肥土壤的β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶与亮氨酸氨基肽酶(NAG+LAP)、葡萄糖苷酶(βG)活性分别显著提高了16.76%～71.01%、47.12%～59.94%。与裸地相比,长期轮作种植作物使βG、LAP+NAG、AP活性显著提高了68.74%～342.42%,N1P处理下酶化学计量比最接近1∶1∶1稳态。(3)与CK相比,N1P处理谷子生物量和产量增加了105.25%～230.05%。谷子产量与土壤全磷、有效磷呈极显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。总之,长期施肥能显著提高黄土丘陵区坡耕地土壤质量和谷子产量,低氮磷配施(N1P)效果最好。     

培肥模式对旱作全膜双垄沟播玉米生长及土壤呼吸的影响

针对旱作全膜双垄沟播玉米培肥模式单一及碳排放理论薄弱的问题,依托大田试验研究了不施氮肥对照(CK)和等氮(纯N 200 kg·hm~(-2))条件下3个不同氮源(单施化肥,N;商品有机肥配施化肥, NM;单施有机肥, M)对玉米生长、产量、土壤呼吸速率及碳排放量的影响。结果表明:土壤呼吸速率随玉米生育时期的推进呈先增大后减小的趋势,开花期是土壤呼吸的峰值期,土壤呼吸速率达5.38μmol·m~(-2)·s~(-1);土壤碳排放总量与玉米干物质积累、生长速率、叶面积指数及净同化率均呈极显著正相关关系;玉米产量、碳排放量和碳排放效率在商品有机肥配施化肥和单施化肥处理间无显著差异,分别较对照增加了121.2%、41.9%、54.5%和151.4%、31.9%、92.9%。说明商品有机肥配施化肥在增加了碳排量的同时增加了玉米的产量,进而提高了碳排放效率。     

干旱胁迫和磷肥用量对马铃薯根系形态及生理特征的影响

以马铃薯品种大西洋为材料,探究干旱胁迫条件下马铃薯根系生理及根系形态对磷肥不同增施量的响应,旨在确定干旱胁迫下提高马铃薯产量及抗旱性的最佳磷肥施用量。试验设2个干旱胁迫处理、1个充分灌溉处理,土壤含水量分别保持在9.5%、14.0%、32.0%左右;以及5个磷肥用量(以P_2O_5计),分别为:T1(27.3 kg·hm~(-2))、T2(54.5 kg·hm~(-2))、T3(81.8 kg·hm~(-2))、T4(109.1 kg·hm~(-2))、T5(136.3 kg·hm~(-2)),另设不施肥处理为对照(T0)。结果显示:与充分灌溉相比干旱对马铃薯造成了一系列不利影响,以轻度干旱为例,轻度干旱导致马铃薯根系含水量较充分灌溉处理组降低了5.54%,超氧阴离子■产生速率、丙二醛(MDA)含量分别升高了63.33%和180.47%,株高和匍匐茎数分别降低了11.74%、7.66%,马铃薯根重和块茎产量分别下降了9.85%和6.75%;比较5种磷肥增施量,以每公顷增施54.5 kg磷肥对马铃薯抗旱性及生长发育的促进效果最佳,其中,在轻旱条件下,马铃薯根系活力提高了36.28%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提高了29.31%、46.27%和114.53%,马铃薯块茎产量提高了39.75%,马铃薯总根长、根表面积、根体积分别增加了104.20%、31.65%和21.06%。综上所述,干旱胁迫显著抑制了马铃薯根系生长发育,而增施适量磷肥可通过提高抗氧化酶活性,增强根系活力及优化根系形态来缓解干旱胁迫下马铃薯根系脂质过氧化程度,减轻干旱对生长发育的抑制,增强植株整体抗旱性。     

不同前茬与施氮量对半干旱黄土高原夏玉米产量和土壤有机碳库的影响

研究了不同前茬(冬油菜茬、冬小麦茬)与不同施氮量(N0,0 kg·hm~(-2);N120,120 kg·hm~(-2);N240,240 kg·hm~(-2))对半干旱黄土高原夏玉米产量和土壤有机碳库的影响。结果表明:施氮显著增加了夏玉米产量,与不施氮比较,冬油菜茬和冬小麦茬分别增产9.76%~24.88%和12.56%~22.50%,且冬油菜茬的产量高于冬小麦茬6.40%~11.05%。同一茬口不同处理间夏玉米田土壤总有机碳(TOC)含量为N_(240)N_(120)N_0,N_0、N_(120)和N_(240)处理下冬油菜茬土壤TOC含量分别高于冬小麦茬1.07~1.70、1.07~1.93 g·kg~(~(-1))和0.77~1.60 g·kg~(~(-1))。两种前茬下,夏玉米出苗至成熟土壤易氧化有机碳(EOOC)和颗粒有机碳(POC)含量均随着施氮量的增加而增加,冬油菜茬土壤EOOC和POC含量分别高于冬小麦茬0.09~4.91 mg·kg~(~(-1))和0.05~0.27 g·kg~(~(-1))。施氮对土壤EOOC和POC的贡献率分别为0.34%~3.45%和10.14%~51.41%。综上分析,施氮有利于增加半干旱黄土高原夏玉米产量,并能促进土壤有机碳库的积累。在本试验区同等肥力土壤条件下,复播夏玉米以冬油菜茬为优,且施氮量以240 kg·hm~(-2)为宜。     

氮、磷、钾肥对苜蓿产量、根瘤菌及养分吸收利用率的影响

试验以新牧4号紫花苜蓿(Medicago sativa L. cv. Xinmu No.4)为材料,采用"3414"施肥试验方案,研究氮、磷、钾配比施肥对苜蓿的产量、品质、根瘤菌数量等的影响,以期为苜蓿生产中科学施肥提供参考数据。试验结果表明:配比施肥能够提高苜蓿产量,氮、磷、钾配施的产量均大于对照,合理配比施肥增产高达92.02%;氮、磷、钾配施能够改变苜蓿品质性状,如60kg·hm~(-2)尿素+90kg·hm~(-2)过磷酸钙+30kg·hm~(-2)硫酸钾(N_1P_2K_1)组合,其粗蛋白和粗灰分含量最高,分别为18.45%、9.61%,中性洗涤纤维最低,为28.65%,均与不施肥差异显著;施肥能够促进苜蓿根瘤菌生长,提高养分吸收利用率,如不施肥根瘤数量最少,全氮、全钾含量最高的是N_1P_2K_1,其钾肥的利用效率也最高,为56.77%。综合成本-效益分析认为,试验区一年生苜蓿的最佳施肥配比是60kg·hm~(-2)尿素+90kg·hm~(-2)过磷酸钙+30kg·hm~(-2)硫酸钾。     

生物炭对新疆沙土微生物区系及土壤酶活性的影响

为评估生物炭在新疆改良沙土的潜力,在新疆和田设生物炭施用量为0(CK)、22 500、67 500、112 500kg·hm~(-2)和225 000 kg·hm~(-2)5个处理的微区试验,轮作方式为绿豆-冬小麦。通过对试验结束后小区土壤可培养微生物和生理菌群计数、土壤酶活性测定,研究不同用量生物炭对沙土土壤微生物区系及土壤酶活性影响。结果表明:施用生物炭对沙土土壤养分含量、微生物区系和土壤酶产生显著影响。22 500~67 500 kg·hm~(-2)生物炭施用量能显著提高沙土土壤有机碳、速效磷和速效钾含量。生物炭影响沙土中可培养细菌、真菌及放线菌数量,在生物炭施用量为67 500 kg·hm~(-2)下细菌数量最高,比CK增加了63.83%;施用量为22 500 kg·hm~(-2)放线菌数量最高,增加了250.00%;施用量为67 500 kg·hm~(-2)真菌数量最少,降低了71.43%。生物炭影响沙土中纤维素分解菌和自生固氮菌数量,随着施用量增加,其数量呈先增加后降低趋势,其中施用量为112 500 kg·hm~(-2)纤维素分解菌和自生固氮菌数量最多,分别比CK增加了211.11%和1 057.89%。土壤中添加67 500~112 500 kg·hm~(-2)的生物炭土壤中蔗糖酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性最高。相关分析表明,不同生物炭施用量条件下,土壤养分与细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、土壤酶(磷酸酶除外)关系密切。因此,适量施用生物炭能提高沙土土壤养分、增加微生物菌群数量和土壤酶活性,在本试验点最适生物炭用量为67 500 kg·hm~(-2)。     

缓释尿素对土壤和玉米植株氮素及干物质和产量的影响

试验在等量普通尿素、磷、钾肥(纯N 60、P_2O_5120、K_2O 90 kg·hm~(-2))作种肥一次性施入玉米种下8 cm基础上,在拔节期前施入不同类型缓释尿素(纯N记160 kg·hm~(-2)),采用随机区组设4个施氮处理:树脂包膜尿素(A);硫包膜尿素(B);植物油包膜尿素(C);普通尿素(CK)。测定玉米整个生育期0～20 cm土层中硝态氮、铵态氮和全氮含量,测定植株不同器官干物质量和氮含量。结果表明缓释尿素可以提高玉米生育后期土壤硝态氮和铵态氮含量,与普通尿素相比处理A、B、C灌浆期分别提高硝态氮20.37、29.76、5.18 mg·kg~(-1)和铵态氮8.19、2.31、1.85 mg·kg~(-1),成熟期分别提高硝态氮5.50、5.93、2.04 mg·kg~(-1)和铵态氮7.12、3.39、1.02 mg·kg~(-1);土壤全氮含量灌浆期提高0.22、0.11、0.05 mg·kg~(-1),成熟期提高0.20、0.20、0.01 mg·kg~(-1);与对照相比树脂包膜尿素(A)、硫包膜尿素(B)、植物油包膜尿素(C)干物质积累量和氮素积累量分别提高89.41、60.92、48.97 g·株-1和73.12、51.60、34.84 kg·hm~(-2),成熟期籽粒氮素吸收量提高56.98、43.58、29.36 kg·hm~(-2);缓释尿素处理较普通尿素处理增产2.22%～18.82%。三种缓释尿素处理相比较,树脂包膜尿素施用有效提高了生育后期土壤氮素含量、植株干物质积累、氮素积累和产量,施用效果最佳。     

水氮调控对轻度盐化土滴灌棉花根系生长的影响

为探讨轻度盐渍化地区不同水氮配比对滴灌棉花根系生长的影响,本文基于轻度盐胁迫下水氮耦合试验,确定轻度盐渍化农田棉花种植的合理水氮组合。采用当地主栽棉花品种"农丰133",开展轻度盐胁迫(4～5 g·kg~(-1))及滴灌条件下水氮二因素三水平桶栽试验,研究3个施氮水平:300、600 kg·hm~(-2)和900 kg·hm~(-2)尿素(分别标记为N1、N2和N3),3个灌水水平:2 750、3 750 m~3·hm~(-2)和4 750 m~3·hm~(-2)(分别标记为W1、W2和W3)对滴灌棉花根系生长的影响。结果表明:轻度盐胁迫下,灌水和施氮产生的交互作用对棉花根表面积和根平均直径有显著影响,根表面积和根平均直径均随灌溉定额或施氮量的增加而减小。灌水量和施氮量对棉花0～20 cm土层根体积调控作用不明显。轻度盐化土滴灌棉花根表面积、根平均直径及根体积垂直方向主要分布在0～30 cm土层,且随土层深度的增加逐渐降低;水平方向主要分布在滴头下方。灌溉定额3 750 m~3·hm~(-2),尿素施用量600 kg·hm~(-2)有利于轻度盐化土滴灌棉花根系生长,在各处理间棉花产量最高,为5 854.5 kg·hm~(-2)。     

氮肥与水分互作对黑龙江半干旱区玉米氮积累和产量的影响

采用水、氮两因素四水平试验设计方法,研究了不同水氮组合对黑龙江半干旱区覆膜玉米氮积累和产量的影响。结果表明:在灌浆期、成熟期玉米叶片、茎秆、籽粒氮积累量和产量W1N3处理(灌水量384.62m~3·hm~(-2)、施氮量180 kg·hm~(-2))最高;随着施氮量的增加,玉米叶片、茎秆、籽粒氮积累量和产量增加,随着灌水量的增加,玉米叶片、茎秆、籽粒氮积累量和产量呈现降低趋势。从玉米灌浆期、成熟期各项指标来看,W1N3处理表现最好,产量高达17 633.46 kg·hm~(-2);从经济效益来看,W1N1处理(灌水量384.62 m~3·hm~(-2)、施氮量120 kg·hm~(-2))产量为17 498.82 kg·hm~(-2),经济效益最高,该处理为当地节水节肥最佳水氮组合。     

长期施肥下黄土旱塬黑垆土磷平衡及农学阈值

为研究长期施肥条件下土壤磷平衡和土壤有效磷对磷盈亏的响应,明确土壤有效磷(Olsen-P)的农学阈值及合理磷肥施用量,依托甘肃平凉肥料长期定位试验(始于1979),分析了黄土旱塬黑垆土36 a土壤磷盈亏动态、累积磷盈亏与有效磷的响应关系以及土壤磷残余,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤有效磷的响应关系,计算黄土旱塬黑垆土小麦和玉米的土壤有效磷农学阈值。结果表明:不施肥(CK)和单施氮肥(N)处理土壤磷始终亏缺,N处理每亏缺磷100 kg·hm~(-2),有效磷含量下降1.05 mg·kg~(-1);施磷处理土壤磷当季盈余4.3～207.9 kg·hm~(-2),累积盈余154.9～7 483.6 kg·hm~(-2),其中有机、无机配施(MNP)处理磷盈余最大;土壤累积磷盈余与土壤有效磷增量呈线性正相关,土壤中每盈余100 kg·hm~(-2)磷,秸秆还田配施化肥(SNP,磷肥隔年施)、氮磷配施(NP)、有机肥(M)和有机、无机配施(MNP)处理土壤有效磷分别增加7.55、2.47、0.28 mg·kg~(-1)和0.46 mg·kg~(-1);黄土旱塬黑垆土农田有效磷的小麦和玉米农学阈值分别为22.05 mg·kg~(-1)和13.96 mg·kg~(-1),MNP处理土壤有效磷含量已高于作物农学阈值,NP和SNP处理土壤有效磷含量达到小麦农学阈值分别需要21 a和24 a,达到玉米农学阈值分别需要2 a和8 a,M处理土壤有效磷含量已高于玉米农学阈值,还需要3 a可达到小麦农学阈值。当磷投入量每年平均达22.9 kg·hm~(-2)时,土壤磷呈持平状态;当磷用量达33 kg·hm~(-2)时,不仅作物产量较高,而且磷肥当季利用率也较高;当磷用量增加到233 kg·hm~(-2)时,作物产量对增加磷投入无响应,土壤磷残余超过90%,大量磷素累积在土壤中,增加了土壤磷素的流失风险。黄土旱塬小麦玉米一年一熟轮作黑垆土农田土壤有效磷农学阈值为13.96 mg·kg~(-1)(玉米)和22.05 mg·kg~(-1)(小麦),秸秆还田可促进旱地农田耕层土壤有效磷含量的增加。     

水肥供应对温室滴灌施肥番茄生长及水氮利用的影响

利用温室小区试验,以番茄"惠玉0806"为供试品种,研究了不同水肥供应对温室滴灌施肥番茄的生长、产量及水氮利用的影响。试验设3个灌水水平:高水I1(100%ET0)、中水I2(75%ET0)和低水I3(50%ET0);以及3个施肥水平:高肥F1(N 480 kg·hm~(-2)、P_2O_5240 kg·hm~(-2)、K_2O 300 kg·hm~(-2)),中肥F2(N 360 kg·hm~(-2)、P_2O_5180 kg·hm~(-2)、K_2O 225 kg·hm~(-2))和低肥F3(N 240 kg·hm~(-2)、P_2O_5120 kg·hm~(-2)、K_2O 150 kg·hm~(-2)),共9个处理。结果表明:当水肥供应模式为I2F2时,茎粗增长量、产量、干物质累积量、水分利用效率和灌溉水利用效率均最高,其值依次为10.3 mm、102 042.3 kg·hm~(-2)、37 192.3 kg·hm~(-2)、352.8 kg·mm-1·hm~(-2)和372.6 kg·mm-1,并进一步提高了其氮肥偏生产力(133.4 kg·kg~(-1)),同时使得其成熟期0~50 cm土层残留硝态氮含量较低(105.3 mg·kg~(-1))。灌水量低的处理(I3)产量降低的同时,增加了土层残留硝态氮含量;充分灌水(I1)处理较之于I2处理主要降低了水分利用率,而土壤残留硝态氮累积量无差异。从总体变化趋势看,中水中肥(I2F2)模式在高产高效的同时,可降低土壤残留硝态氮含量,可认为是基于本试验条件下较适宜的水肥组合。