有机肥替代部分化肥对稻麦轮作系统产量及土壤微生物区系的影响

[目的]本文旨在研究不同有机肥替代部分化肥对稻麦轮作系统产量及其构成因素、土壤微生物区系的影响,为找到合适的施肥措施来提高作物产量,培育高产土壤微生物区系提供理论依据。[方法]以江苏省金坛市的长期肥料试验点为研究对象,设置6个施肥处理:不施肥(CK),常规氮、磷、钾化肥(NPK),3 000 kg·hm~(-2)猪粪有机肥替代30%常规化肥施用量(NPKM1),6 000 kg·hm~(-2)猪粪有机肥替代50%常规化肥施用量(NPKM2),1 800 kg·hm~(-2)猪粪有机无机复合肥替代50%常规化肥施用量(NPKMOI1),3 600 kg·hm~(-2)猪粪有机无机复合肥替代70%常规化肥施用量(NPKMOI2)。测定水稻、小麦的有效穗数、每穗粒数、千粒质量、理论产量和实际产量;并利用氯仿熏蒸-硫酸钾浸提法和高通量测序测定土壤微生物生物量及微生物群落结构。[结果]与NPK处理相比,猪粪有机肥(NPKM1、NPKM2)和猪粪有机无机复合肥(NPKMOI1、NPKMOI2)替代部分化肥对水稻和小麦的产量构成因素、理论产量和实际产量无显著降低,且均能提高土壤微生物生物量碳、氮。NPKMOI1和NPKMOI2处理能够增加土壤细菌丰富度、多样性和均匀度指数,显著改变土壤细菌区系,且这种改变随着化肥替代量的增加而变大。[结论]3 600 kg·hm~(-2)猪粪有机无机复合肥替代70%常规化肥施用量处理能够提高作物产量,是一种具有培育高产土壤微生物区系潜力的施肥措施。     

有机肥部分替代化肥对土壤微生物生物量及矿质态氮含量的影响

土壤矿质态氮是植物有效养分的重要来源,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)是土壤微生态系统的重要组成部分,对土壤矿质态氮含量及作物养分吸收具有重要影响。试验通过盆栽的方法研究了有机肥部分替代化肥对土壤微生物量碳、微生物量氮及矿质态氮含量的影响。结果表明,施肥能提高土壤微生物量碳、微生物量氮和矿质态氮含量;小麦拔节至开花期,有机肥部分替代化肥处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量明显高于化肥、纯有机肥和对照处理,其中以配施20%~30%有机肥的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量最高;收获期纯有机肥处理的土壤微生物量碳、微生物量氮、矿质态氮含量略高于有机肥与化肥配施处理。可见有机肥部分替代化肥有利于提高小麦生育盛期土壤微生物量碳、微生物量氮和矿质态氮含量,更好地满足作物对养分的需求。     

秸秆菌肥替代化肥对玉米生长及土壤特性的影响

为了明确秸秆菌肥部分替代化肥对玉米生长及土壤特性的影响,试验采用田间试验设置4个处理:单施化肥(BF0)、菌肥替代30％氮肥(BF30)、菌肥替代50％氮肥(BF50)和菌肥替代70％氮肥(BF70),测定玉米产量和土壤微生物特性.结果 表明:秸秆菌肥显著增加玉米灌浆期株高和穗长,其中BF50的增加效果最为显著,增幅分别为27.47％和14.31％.秸秆菌肥显著降低穗位高,而对茎粗和叶片数无显著影响.秸秆菌肥显著增加收获期玉米产量和产量构成因素,且BF50对玉米产量的促进作用最显著.另外,秸秆菌肥显著增加土壤有机碳含量和微生物量碳含量,除BF30显著降低氨基酸类利用效率外,秸秆菌肥替代化肥均增加碳源利用效率.说明在玉米生产中可以用秸秆菌肥适当替代化肥,以利于作物增产和减肥增效.     

不同有机物料对宁夏盐碱地土壤微生物数量的影响研究

为了了解不同有机物料对宁夏盐碱地土壤微生物数量及酶活性的影响,设置了对照、秸秆、生物炭、药渣、腐熟牛粪、糠醛渣、商品有机肥、常规化肥等8种不同处理.结果表明:施用有机物料可以显著增加土壤微生物数量,其中秸秆(ST)处理的硝化细菌数量和反硝化细菌数量显著高于其他处理(P<0.05),比对照分别高出163.67％和147....     

不同秸秆还田对土壤特性及小麦产量的影响

通过大田试验研究不同秸秆还田方式对土壤养分、微生物量及作物产量的影响,分析玉米秸秆直接还田、小麦秸秆直接还田、玉米秸秆+牛粪还田、小麦秸秆+牛粪还田及秸秆不还田时土壤碳、氮和小麦产量的变化.结果表明:成熟期4种秸秆还田处理提高土壤有机碳3.31%~31.97%、全氮9.48%~28.43%,增加土壤蔗糖酶活性79.48%~178.95%,分别提高土壤微生物量碳30.67%~116.24%、微生物量氮29.17%~94.96%,增产6.43%~29.82%,经济效益增加6.74%~19.31%,以小麦秸秆+牛粪还田处理最高.4种秸秆还田方式均能达到改善土壤质量、提高小麦产量的效果,其中以小麦秸秆+牛粪还田综合效应最佳.     

有机物料处理方式对番茄土壤理化性状、生物学性状及产量的影响

为探究有机物料的处理方式对番茄土壤理化性状、生物学性状及产量的影响。通过设置空白对照(CK)、有机物料掺混不经过高温腐熟(OF)、掺混后有机物料高温腐熟(COF)、腐熟后+微生物菌剂(CRF)4个处理,探究其对土壤理化性质、微生物数量、土壤酶活性及产量的影响。有机物料腐熟后添加微生物菌剂处理,增加了土壤中碱解氮含量(32.33%)、速效钾含量(68.22%)、有效磷含量(66.49%)和有机质含量(8.7%)、土壤细菌(836.17%)、土壤脲酶(66.38%)、过氧化氢酶(17.8%)和脱氢酶的活性(64.02%),可有效改善土壤理化性质达到培肥土壤的效果。同时施入有机物料后显著提高了番茄的单株产量和番茄含糖量,较CK处理而言,有机物料投入处理的产量和含糖量增幅范围分别在4.87%～9.86%、 0.33%～0.58%,且均以腐熟后添加微生物菌剂的处理效果最显著。从方差分解分析来看,土壤有机质含量和土壤酶活性对产量的解释度为99.3%,说明土壤有机质含量与土壤酶活性是影响产量的主要因素。有机物料配合微生物菌剂的投入,对土壤理化性状和生物学性状具有良好的改善作用,同时可提高番茄产量。     

腐熟秸秆替代化肥对冬小麦田节肢动物 群落结构与小麦产量的影响

通过开展等氮条件下腐熟秸秆替代化肥定位试验,研究不同施肥处理对冬小麦田节肢动物群落结构与小麦产量的影响,以期为化肥减量施用和秸秆资源化利用提供理论依据.试验共设置5个处理:单施化肥、腐熟秸秆替代20％、50％、80％和100％化肥.结果 显示:随着腐熟秸秆替代化肥量的增多,害虫数量呈现减少趋势,天敌数量呈现先增后减的趋势.以腐熟秸秆替代50％化肥为节点,除了害虫优势集中性指数,节肢动物群落各主要特征值均随着替代量的增多呈现先增后减的趋势.当腐熟秸秆替代化肥达50％及以上时,小麦各产量指标均显著低于单施化肥.结论 表明腐熟秸秆替代化肥比例宜控制在50％以下.     

牛粪-化肥配施对水稻氮素利用的影响

采用盆栽试验,在等氮量替代条件下,研究了经黑水虻处理后所得牛粪物料与化肥配施对水稻田面水氮素浓度、土壤氮素含量、水稻产量及水稻氮素利用率的影响。结果表明:与单施化肥的M_1处理相比,50%牛粪物料配施50%化肥的M_3处理效果最好,水稻籽粒产量、籽粒氮素累积量、氮肥利用率和土壤氮含量最高;牛粪物料配施化肥能降低田面水氮素浓度,其中M_3处理田面水氮素浓度较M_1处理下降了15.90%,差异显著。     

牛粪-化肥配施对水稻氮素利用的影响

采用盆栽试验,在等氮量替代条件下,研究了经黑水虻处理后所得牛粪物料与化肥配施对水稻田面水氮素浓度、土壤氮素含量、水稻产量及水稻氮素利用率的影响。结果表明:与单施化肥的M_1处理相比,50%牛粪物料配施50%化肥的M_3处理效果最好,水稻籽粒产量、籽粒氮素累积量、氮肥利用率和土壤氮含量最高;牛粪物料配施化肥能降低田面水氮素浓度,其中M_3处理田面水氮素浓度较M_1处理下降了15.90%,差异显著。     

腐熟秸秆还田替代部分化肥对冬小麦生长、产量和氮素利用的影响

为冬小麦减量施用化肥,秸秆资源利用提供理论依据,开展了等氮条件下腐熟秸秆替代化肥对冬小麦生长、产量及氮素利用影响的研究。试验设置了等氮条件下不同比例腐熟秸秆替代化肥:腐熟秸秆替代20%(CR20)、50%(CR50)、80%(CR80)和100%(CR100)化肥,以常规施用化肥(CK)作对照,共5个处理。结果表明,与CK相比,CR20对冬小麦的生长、产量及氮素利用影响不显著。CR50、CR80和CR100的株高、叶面积指数、叶绿素a、总叶绿素、生物量、氮素吸收效率、植株氮素利用率和氮素积累量显著低于CK,产量分别比CK减少15.4%、21.9%和23.8%。结论表明腐熟秸秆替代化肥比例宜控制在50%以下。     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

添加外源有机物对小麦甘薯轮作土壤碳氮、微生物菌群变化及代谢活性的影响

为探究添加外源有机物对麦薯田土壤碳氮、微生物菌群变化及代谢活性的影响,2019—2022年,通过田间定位试验,设置氮磷钾肥单施+秸秆不还田(NPKNS),80%氮磷钾肥+秸秆还田(NPKS),80%氮磷钾肥+生物有机肥+秸秆还田(NPKBS),80%氮磷钾肥+羊粪+秸秆还田(NPKDS),80%氮磷钾肥+基质+秸秆还田(NPKSS)5个处理,研究化肥减量添加不同有机物对土壤碳氮组分、微生物菌群结构及代谢活性的影响。结果表明,与NPKNS处理相比,NPKBS处理土壤有机碳(SOC)含量、土壤微生物量碳(MBC)含量、土壤可溶性有机碳(DOC)含量分别显著提高12.44%、46.05%、9.76%,NPKDS处理土壤易氧化有机碳(ROC)含量、土壤颗粒有机碳(POC)含量分别显著提高8.50%、12.11%;与NPKNS处理相比,NPKBS处理土壤全氮、微生物量氮含量分别显著提高8.99%、7.87%;与NPKNS处理相比,NPKBS处理土壤细菌、总菌群磷脂脂肪酸(PLFA)含量分别显著提高36.43%、12.78%,NPKSS处理放线菌PLFA含量显著提高32.52%。NPKBS处理细菌...     

秸秆还田配施肥料及腐熟剂对土壤酶活性及小麦产量的影响

通过2 a的小麦—玉米轮作田间定位试验,探讨秸秆还田不施肥(CK)、秸秆还田+化肥(SF)、秸秆还田+化肥+HM腐熟剂(SFD)、秸秆还田+化肥+有机肥(SFM)对小麦收获期土壤酶活性及小麦产量的影响,以期确定最佳的秸秆还田配施处理。结果表明:SFM和SFD处理的土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性高于CK和SF处理;SFM和SFD处理土壤碱解氮、速效磷含量高于CK和SF处理,总体以SFD处理效果最佳;各处理小麦产量表现为SFMSFDSFCK,SFM、SFD处理之间差异不显著,两处理小麦产量较SF处理增加8.42%~12.69%(2013年)、8.21%~14.14%(2014年),基础地力对小麦产量的贡献率表现为SFMSFDSF。综上,配施有机肥和腐熟剂的秸秆还田处理可以有效提高土壤肥力和小麦产量,在短期内可以减弱农田地力用与养的矛盾,对农田可持续发展起到一定的促进作用。     

不同有机物料还田对东北黑土活性有机碳的影响

 【目的】阐明不同有机物料培肥对黑土总有机碳和活性有机碳组分的影响,探讨合理调控农田土壤肥力的施肥模式。【方法】以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站试验区上进行了6年田间定位试验的小区土壤为研究对象,通过对土壤活性有机碳的提取以及室内作物栽培试验,对比和分析不同有机物料配施化肥处理下土壤活性有机碳与土壤生产力的变化。【结果】与试验初期相比,经过6年单施化肥处理后,土壤总有机碳（TOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（WSOC）以及轻组有机碳（LFOC）的含量显著下降;而有机无机配施则显著提高了土壤有机碳及各活性有机碳组分的含量。不同有机物料还田对土壤总有机碳和各活性有机碳组分的作用存在显著差异,作物秸秆与化肥配施更有助于TOC和LFOC的积累,其中以玉米秸秆配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为26%和136%;粪肥配施化肥对MBC和WSOC的积累效果优于作物秸秆,其中以猪粪配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为52%和85%。室内作物栽培试验表明,单施化肥处理将引起土壤生产力的下降,有机无机配施则能明显改善土壤生产力水平。不同有机物料配施化肥对土壤生产力的提升效果表现为：猪粪＞牛粪＞小麦秸秆≈玉米秸秆。【结论】在东北黑土区,不同有机物料处理之间土壤总有机碳、活性有机碳以及土壤生产力存在明显差异,玉米秸秆配施化肥能够显著提高土壤总有机碳和轻组有机碳的含量,而猪粪配施化肥则更有助于土壤微生物量碳和水溶性有机碳的积累,有利于土壤生产力的提升。     

有机物替代部分化肥对土壤活性有机质及碳库管理指数的影响

为探索生物有机肥替代化肥对土壤肥力的影响,采用大田模拟试验,分析了秸秆、秸秆掺混牛粪替代不同比例化肥后土壤有机质、活性有机质、碳库管理指数等的动态变化。结果表明:不同有机物替代处理均能提高土壤总有机质含量,秸秆替代40%化肥(S3)处理效果最好,提高14.25%。秸秆替代、秸秆牛粪共同替代处理在提高土壤中活性、低活性有机质含量方面效果较好。不同活性有机质的碳库管理指数总体上以牛粪秸秆共同替代处理较高,其中高活性有机质的碳库管理指数以MS3(秸秆和牛粪共同替代40%化肥)处理最高,为175.7,中活性有机质以MS4(秸秆牛粪配施全量化肥)处理最高,为407.7,低活性有机质以MS2(秸秆牛粪共同替代30%化肥)处理最高,为533.7。总之,不同有机物替代部分化肥能有效提升土壤总有机质、不同活性有机质含量及碳库管理指数,其中秸秆牛粪共同替代30%~40%化肥效果最优。     

有机肥部分替代化肥对小麦产量和土壤的影响

为了实现化肥减量增效,提高耕地质量,进行有机肥部分替代化肥对小麦产量和土壤的影响研究。结果表明:小麦产量随着有机肥替代量的增加而下降,50%替代处理较对照化肥区减产显著;土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量随有机肥替代量的增加而增加,但差异不显著。综合产量、茎蘖动态、土壤等因素,响水地区小麦种植过程中有机肥替代化肥的适宜量为10%～20%。     

氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤的固持及供应

【目的】在有机物料和无机氮肥的配施条件下,研究氮素在土壤中的固持与释放过程,以期达到土壤供氮与作物需氮相一致的目的。【方法】以长期定位试验不同施肥处理土壤（不施肥,NF;施用氮磷钾化肥,NPK;厩肥与化肥配施,MNPK）为研究对象,采用盆栽试验研究化学氮肥及其与秸秆配施在不同肥力土壤中的固持与供应。【结果】与未施氮肥（对照）相比,单施尿素对NF处理土壤小麦籽粒产量无显著影响,而显著提高了NPK和MNPK处理土壤小麦籽粒产量;MNPK处理土壤氮肥利用率（67%）显著高于NPK（56%）和NF（19%）处理土壤。与施用氮肥处理相比,秸秆与尿素配施显著降低了小麦产量和氮素利用率,但MNPK处理土壤小麦产量及氮肥利用率（11%）仍显著高于NPK处理（7%）;秸秆与尿素配施降低了当季小麦对施入氮素的吸收利用,小麦收获时不同施肥处理土壤有79%-88%施入的氮素未被吸收利用。【结论】有机肥与化肥长期配施在协调土壤氮素供应,提高作物产量及氮肥利用率方面具有突出作用。     

秸秆腐熟剂对土壤微生物及养分的影响

为了解本研究室于常温下筛选研制的秸秆腐熟剂在土壤中的施用效果,通过盆钵模拟培养试验,设置腐熟剂的不同施用方式(单独施用腐熟剂、配施葡萄糖、配施尿素、配施尿素与葡萄糖),研究小麦秸秆还田施用秸秆腐熟剂后土壤微生物群落特征及养分含量变化,为该秸秆腐熟剂的产品化及合理施用提供理论依据。结果表明,秸秆腐熟剂以不同施用方式进入土壤后,土壤的微生物群落组成与活性相应发生显著变化,AWCD、Shannon多样性指数(H)、物种丰富度(S)均增大,早期土壤中细菌和真菌数量增加,腐熟剂与尿素的配合施用使土壤的基础呼吸和微生物代谢熵显著下降(P<0.05);腐熟剂施用加快了小麦秸秆的腐解速度,腐熟剂施用90d后,土壤中全磷、速效磷及速效钾的含量均有不同程度的增加,腐熟剂与尿素的配合施用增幅显著(P<0.05)。在秸秆还田时,施用腐熟剂有助于土壤微生物群落活性与多样性的提高,同时也有利于改善土壤养分状况,腐熟剂与尿素配合施用的效果最佳。     

有机-无机肥协同调控小麦-玉米两熟作物产量及土壤培肥效应

【目的】 在小麦-玉米两季秸秆全还田条件下,探索不同有机-无机运筹模式对作物产量、氮效率和土壤养分的影响,为小麦-玉米一年两季种植合理利用有机养分资源和科学培肥地力提供理论支撑。【方法】通过设计化肥与不同用量有机肥配合并结合施用秸秆腐熟剂措施,研究不同有机无机运筹模式对产量构成、氮养分吸收、土壤有机质及团聚体等特征的影响。试验共设6个处理,分别为F处理（单施化肥）,FA处理（化肥配秸秆腐熟剂）,FM1处理（化肥配1 500 kg·hm^-2有机肥）,FM2处理（化肥配3 000 kg·hm^-2有机肥）,FM3处理（化肥配4 500 kg·hm^-2有机肥）,FAM2处理（化肥配3 000 kg·hm^-2有机肥和秸秆腐熟剂）。 【结果】（1）与单施化肥相比,施用不同用量有机肥和秸秆腐熟剂均可显著增加小麦-玉米籽粒产量,其中FM3处理产量最高,小麦增产20.6%,玉米增产10.6%,FAM2处理小麦增产19.5%,玉米增产8.2%。产量增加源于产量各构成要素的协同提高,小麦以公顷穗数和穗粒数增加较为显著,玉米以行粒数增加最为显著。（2）增施有机肥和秸秆腐熟剂可以促进氮素向籽粒运移,提高氮素收获指数,随有机肥用量增加,小麦和玉米氮素积累量均增加,其中FM3处理和FAM2处理籽粒氮素累积量和收获指数均较高,与F处理达显著差异。配合施用秸秆腐熟剂的FA和FAM2处理较不施菌剂处理周年氮肥偏生产力提高了1.3—1.6 kg·kg^-1。（3）增施有机肥和施用秸秆腐熟剂显著增加土壤全氮、碱解氮和有机质含量,其中FM3处理土壤全氮和有机质含量最高,施用2年后相比F处理全氮增加0.17 g·kg^-1,有机质增加1.97 g·kg^-1。各有机无机配施模式显著降低土壤容重、提高孔隙度和水稳性团聚体比例。 【结论】连续2年试验表明,增施有机肥、配施秸秆腐熟剂可以增加小麦-玉米产量,促进籽粒氮素吸收和转运,改善土壤结构和培肥地力,推荐FAM2处理作为本地区小麦-玉米轮作模式下有效的增产及土壤培肥技术模式。     

不同小麦秸秆还田量对水稻生长、土壤微生物生物量及酶活性的影响

通过大田试验研究了不同小麦秸秆还田量(0、1500、3000、4500、6000 kg· hm-2)对水稻生长、土壤微生物量及酶活性的影响.结果表明:秸秆还田后,水稻分蘖数、株高、SPAD及干物质积累量均高于秸秆不还田(对照),但是未全部达到显著性差异;50％秸秆还田处理增产效果最显著(P＜0.05),与对照相比,理论增产10.2％,实际增产9.0％;秸秆还田处理显著增加了土壤全氮和速效氮含量,对土壤有机质、有效磷和速效钾含量影响不显著;50％秸秆还田处理对微生物量碳、氮的提高作用最明显(P＜0.05),分别较对照提高46.0％和90.0％;25％和50％秸秆还田显著提高了土壤脲酶活性(P＜0.05);25％、50％和75％秸秆还田土壤过氧化氢酶活性较对照提高9.3％、12.1％和8.5％(P＜0.05);与对照相比,50％秸秆还田土壤蔗糖酶活性提高20.3％(P＜0.05).鉴于秸秆还田对作物产量和土壤肥力的长期效应以及对土壤微生物生理代谢影响的复杂性,合理秸秆还田量的选择还需进行长期定位试验研究.