东北-黄淮海平原旱作区作物秸秆养分资源量 及还田替代化肥潜力

东北-黄淮海平原旱作农业区（旱作区）是中国重要的粮食产区,估算旱作区主要作物秸秆养分和化肥替代潜力,可为该区域秸秆养分资源的合理利用和秸秆还田条件下化肥减施提供科学依据。基于2015—2018年统计年鉴数据,对旱作区各市小麦、玉米和大豆3种作物秸秆养分资源量和利用潜力进行分析。结果表明：小麦、玉米和大豆累积播种面积占旱作区作物播种面积的81.49%;作物秸秆资源年均产量分别为9 432.24万t（小麦）、13 485.91万t（玉米）和732.94万t（大豆）,占全国相应作物秸秆资源总量的70.96%、51.63%和42.34%。秸秆养分总量为678.60万t,包含167.75万t（N）、67.12万t（P₂O₅）和443.73万t（K₂O）,累计占该区域三大作物推荐施肥总量的53.75%。秸秆还田模式下,小麦、玉米和大豆秸秆当季替代化肥（N+P₂O₅+K₂O）潜力分别为188.88、138.71和38.51 kg·hm^-2。小麦主要种植区（黄淮海平原）小麦秸秆可实现N 16.15 ~ 30.11 kg·hm^-2,P₂O₅ 7.89 ~ 14.71 kg·hm^-2,K₂O 112.18 ~ 209.16 kg·hm^-2的化肥替代;玉米主要种植区（东北平原）玉米秸秆可实现N 20.39 ~ 39.85 kg·hm^-2,P₂O₅ 10.39 ~ 20.31 kg·hm^-2,K₂O 66.60 ~ 130.18 kg·hm^-2。可见旱作区秸秆还田替代化肥潜力较大。     

秸秆与缓控释肥配施对双季稻田氨挥发的控制效果

为减少双季稻田氨（NH₃）挥发损失,以农民常规施肥采取的尿素一次性表施（CF）为对照,在氮肥深施条件下,设置秸秆还田（R₁）、秸秆移除（R₀）两种水稻秸秆利用方式和常规尿素（CU）、包膜尿素减量（PU）、控释尿素减量（LU） 3种不同施肥模式,研究了在双季稻种植模式下深施、秸秆利用方式及施肥模式对稻田田面水氮浓度、pH值及NH₃挥发损失的影响。结果表明：早、晚稻NH₃挥发均主要发生在施肥后一周,且晚稻NH₃挥发量远大于早稻。不同施肥处理双季稻NH₃挥发总量依次为CF>CUR₀>CUR₁>LUR₀>LUR₁>PUR₀>PUR₁;秸秆利用方式显著影响NH₃挥发,但对田面水氮素浓度影响较小。与R₀处理相比,R₁处理NH₃挥发显著降低了8.67%;施肥模式显著影响NH₃挥发和田面水氮素浓度。与CU处理相比,PU和LU处理NH₃挥发分别显著降低了75.68%和39.14%;秸秆利用方式与施肥管理交互作用显著,其中R₁与PU结合效果最佳,PUR₁处理较PUR₀处理可降低15.07%的NH₃挥发。研究表明,适当降低施氮水平,采取包膜尿素深施并搭配秸秆还田的施肥管理模式,是具环境友好性的氮肥管理模式。     

商品有机肥替代化肥对作物产量和土壤肥力的影响

【目的】通过连续3年定位监测华北平原冬小麦-夏玉米轮作区商品有机肥部分替代化肥施用后作物产量和土壤肥力的变化,探究商品有机肥替代化肥对作物产量及土壤肥力的影响,以期为该区域商品有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】试验开始于2011年,于山东禹城设置3个不同施肥处理：不施肥对照（T1）;单施化肥（T2）;等养分条件下,有机肥部分替代化肥（T3）（氮、磷和钾替代比例分别为11.3%、13.7%和58.8%）。于2011-2014年连续3年进行田间取样,分析冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对作物产量、产量构成以及土壤有机碳、全氮、速效磷、速效钾含量的影响。【结果】（1）商品有机肥部分替代化肥施用后,冬小麦和夏玉米3年平均产量分别为7 700和9 175 kg·hm^-2,与当地栽培条件下高产水平相当,但与单施化肥处理相比差异不显著。（2）与单施化肥相比,商品有机肥替代化肥处理对产量构成因素（有效穗数、穗粒数和千粒重）未表现出显著影响。（3）商品有机肥部分替代化肥施用3年后,与单施化肥相比,土壤有机碳增加了19.5%、土壤全氮提高了12.3%,显著高于单施化肥处理。【结论】商品有机肥部分替代化肥能保证华北平原小麦-玉米轮作体系的作物稳产、高产,并且能够培肥地力,有利于土壤可持续利用。     

秸秆还田与减施钾肥对双季稻区水稻产量及土壤养分的影响

在水稻秸秆还田的基础上减施10%钾肥,研究其对双季稻水稻的产量以及土壤基本性状的影响。结果表明:秸秆还田并减施10%钾肥(LK+S)可以显著改善水稻的生长性状和提高水稻产量,较单施化肥处理(F)的早稻增产97.5 kg/hm~2、晚稻增产106.5 kg/hm~2。同时秸秆还田并减施10%钾肥处理的土壤有机质、全氮含量分别较单施化肥处理增加1.2 g/kg和0.07 g/kg。另外,秸秆还田并减施10%钾肥处理与全量施肥并添加秸秆处理(F+S)相比,水稻的产量和土壤基本养分含量差异较小,这表明在实现秸秆还田的同时,减少化学钾肥10%,可以实现水稻的稳产和保证土壤的基本肥力。     

紫云英翻压条件下氮肥运筹对双季稻产量和肥料利用率的影响

在早稻-晚稻-紫云英轮作模式下,研究连续3年（2011-2013年）紫云英翻压还田下氮肥运筹对水稻增产效果、肥料利用率及经济效益的影响。本研究通过田间小区试验分析比较了紫云英翻压（G）下5种不同施氮模式（氮肥按照基肥/蘖肥/穗肥比例100/0/0、70/30/0、70/0/30、50/50/0、50/30/20分别设置G₁、G₂、G₃、G₄、G₅处理）及单施化肥配合氮肥运筹50/30/20比例（F₁）和不施肥处理（CK）共7种处理,对早、晚稻产量、产量稳定性及肥料利用率的影响。试验结果表明,在早稻施肥处理中,相同氮肥运筹G₅的早稻产量、产量稳定性和可持续性比F₁分别提高7.77%、33.47%和3.89%。在不同氮肥运筹之间,G₅和G₃均具有较高的早稻产量及产量稳定性。在晚稻中,G₅晚稻产量显著高于F₁,但产量稳定性和可持续性较差;对比5个氮肥运筹,G₅具有较高的晚稻产量和产量稳定性。相同氮肥运筹下,G₅的化肥偏生产力和化肥农学效率均高于F₁,整个轮作周期里分别提高9.35%和22.60%。折算经济效益,早稻各个处理之间经济收益相差不大,晚稻在G₅的施肥方式下经济效益最高。综合水稻产量、产量稳定性以及肥料利用率,在紫云英翻压条件下G₃和G₅分别是早稻和晚稻的最佳施肥方式。     

秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及水稻产量的影响

为了综合评价不同秸秆还田方式对低产水稻田土壤性质及水稻产量的影响,研究了秸秆原料生物炭+化肥、发酵床秸秆垫料有机肥和秸秆+猪粪有机肥施用后土壤养分、有机质、易氧化有机碳及水稻生长和产量的变化。与不施肥对照相比,不同秸秆还田方式下土壤中速效养分含量均有不同程度增加,但差异均不明显。秸秆生物炭+化肥有利于水稻稳产高产,产量高达7.86 t/hm~2,比单施化肥和不施肥对照分别增加9.78%和62.4%;秸秆生物炭施用有利于水稻分蘖期与拔节期生长和吸收养分,发酵床秸秆垫料有机肥和猪粪秸秆有机肥两种处理的水稻产量及生物量均显著低于单施化肥处理。表明不同秸秆还田方式对水稻田土壤理化性质及产量有着不同的影响,其中施用秸秆生物炭能提高土壤肥力并显著提高水稻产量。短期来看,不配施化肥而单施发酵床秸秆垫料有机肥或秸秆猪粪有机肥对水稻生长不利,长期效果有待观察。     

砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应

土壤水溶性有机物（DOM）是土壤有机碳动态变化的敏感指标,为了探究砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应特征,为砂姜黑土区土壤培肥和土壤有机质提升提供科学依据。基于砂姜黑土区麦玉轮作制度下的3年田间定位试验（2018—2021年）,田间试验设置不施肥（CK）,单施秸秆（S）、推荐施肥（F）、秸秆+推荐施肥（SF）4个处理,采用常规测定以及光谱学分析方法,对水溶性有机碳含量及其组分的变化进行分析。结果表明,施肥处理土壤溶解性有机碳（DOC）、溶解性总氮（TDN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较对照或单施秸秆均显著提高（P < 0.05）;SF处理DOC含量显著高于F处理（P < 0.05）,增加18.9%;而TDN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量显著低于F处理（P < 0.05）,分别降低55.0%、64.1%和51.3%。通过紫外-可见、三维荧光和红外光谱分析表明,秸秆还田和施肥不同程度上提升了土壤DOM中类腐殖质物质含量,使结构相对简单的类蛋白质物质含量减少,类腐殖质物质占比依次为SF（59.6%）> S（57.5%）> F（55.9%）> CK（55.1%）,类蛋白质物质占比依次为CK（44.9%）> F（44.1%）> S（42.5%）> SF（40.4%）,其中以秸秆配施化肥效果最明显,且其DOM中类腐殖质物质结构趋于复杂化。     

不同化肥减量增效模式对花生产量和肥料利用率的影响

以花生为试验材料,研究了测土配方施肥、秸秆还田、有机肥替代部分化肥对花生产量和肥料利用率的影响。试验结果表明,与单施配方肥相比较,秸秆还田+配方肥处理花生墩果数增加了0.7个,百果重增加了3.5 g,产量增加了283.5 kg/hm~2,增产率达5.1%;与单施配方肥处理相比较,有机肥+80%配方肥处理花生墩果数增加了0.8个,百果重增加了3.8 g,产量增加了420 kg/hm~2,增产率达7.6%;与单施配方肥相比较,秸秆还田+配方肥处理、有机肥+80%配方肥处理可以显著提高肥料利用率和农学效率;与单施配方肥相比较,秸秆还田+配方肥处理每公顷增加纯收益627.3元,有机肥+80%配方肥处理每公顷增加纯收益456元,节本增收效果明显。     

小麦秸秆还田条件下钾肥减量对水稻产量及养分利用的影响

利用长江中下游稻麦轮作定位试验，研究小麦秸秆还田条件下，钾肥减量施用对土壤钾素含量、水稻产量和钾素累积量以及钾肥利用率的影响，为小麦秸秆还田后水稻钾肥合理施用提供科学依据。试验共设5个处理，分别为：秸秆还田+配方施肥（K_100%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量10%（K_90%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量20%（K_80%），秸秆还田+配方施肥钾肥减量30%（K_70%），秸秆还田+配方施肥不施钾肥（K₀）。采集3年水稻不同生育期植株和土壤样品，分析土壤钾素动态变化和水稻钾素吸收富集规律，并统计水稻产量和经济效益。3年试验结果表明，与K_100%相比，K_90%处理的土壤全钾和速效钾含量分别提高了3.13%和6.38%，水稻钾素总累积量和净累积量平均提高1.55%和5.13%，水稻平均增产2.19%；K_80%和K_70%处理的土壤全钾和速效钾含量分别平均减少12.58%~15.31%和4.26%~10.64%，水稻钾素总累积量平均减少了7.49%~13.62%，水稻净累积量平均增加了0.48%~1.78%，K_80%处理的水稻产量平均增加2.32%，而K_70%处理的水稻产量则平均降低了6.43%。与K_100%相比，钾肥减量（K_90%、K_80%、K_70%）能够显著增加水稻钾肥农学效率（15.51%~24.53%）、偏生产力（17.96%~25.40%）和钾素吸收利用率（17.53%~55.36%）（P<0.05）。当钾肥减量大于20%时，经济效益呈下降趋势。小麦秸秆还田条件下，与配方施肥相比（K_100%），钾肥减量10%对土壤速效钾含量影响不显著，但能够提高水稻钾素累积量；钾肥减量20%~30%会降低土壤速效钾含量以及水稻钾素累积量，提高水稻钾素净累积量；钾肥减量10%~20%对水稻产量影响不显著，但可以增加钾肥农学效率、偏生产力和钾肥吸收利用率及经济效益。     

有机肥替代部分化肥对甘薯产量及土壤养分含量的影响

为探索甘薯生产中施用有机肥替代部分化肥的应用效果,在甘薯上进行施用有机肥替代部分化肥田间试验,分析有机肥替代部分化肥对甘薯产量和土壤养分的影响。结果表明:有机肥替代部分化肥处理与单施化肥处理相比,甘薯产量均显著增加,增幅5.61%～9.76%;有机肥替代10%化肥和有机肥替代20%化肥处理甘薯经济效益相当,与单施化肥处理相比,效益分别提高了2.64%、2.70%;有机肥替代部分化肥处理的甘薯田土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量及pH值比单施化肥处理均有所提高,且土壤有机质含量随着有机肥施用量的增加而增加。因此,适当施用有机肥替代部分化肥能提高甘薯产量及经济效益,也能在一定程度上提高土壤养分含量。     

养分释放可调控型有机无机掺混肥的创制及应用

概述采用包膜缓释氮肥与有机无机复混肥掺混创制养分释放可调控型作物专用肥的工艺流程及产品的技术性能,探讨了包膜缓释氮肥及控释型有机无机掺混肥在土壤中的氮素释放特性及当季作物的利用效率,阐述了主要经济作物专用肥筛选的依据、系列产品的推荐配方及应用效果,提出了本项技术目前存在的主要问题及今后的研究方向.     

有机肥、化肥配施对水稻产量的影响

通过产量构成因素相关分析可知,产量与产量构成因素之间呈显著正相关,求得有机肥、氮、磷、钾不同配比下的水稻生产最优模型,适用于以障碍型冷害为主的年份,最高产量的最优配比为２９１ ．５∶２ ．３∶１∶１．９ ．     

有机无机肥配合施用长期定位试验

在通城县三熟制区水稻土潮沙泥田上进行了22年的有机和无机肥配合施用试验,结果表明,40%猪厩肥氮与60%无机氮配合施用处理的产量最高,70%猪厩肥氮与30%无机氮次之,100%无机氮处理的稻谷产量低而不稳,无肥处理产量最低。有机无机肥配合施用处理的土壤有机质含量比无肥处理及100%无机氮处理有较大幅度增加。并对不同施肥处理的土壤有机质、土壤物理性状变化等作了分析和探讨。     

紫色土无机-有机肥配施下作物生物效应及土体NO-3-N运移特点

本文研究了无机-有机肥配施下紫色土土壤NO-3-N在剖面的运移特征,同时对作物N吸收、N肥利用率及各施肥处理的产量效应进行了分析.结果表明,分蘖期和成熟期土壤剖面NO-3-N含量分布差异显著,各处理NO-3-N向下移动量顺序为纯化肥＞鸡粪+化肥＞猪粪+化肥＞秸秆+化肥处理;各施肥处理对土壤NO-3-N累积的影响则明显的反映了纯化肥处理土壤NO-3-N移动较快,鸡粪矿化强烈、释放快,猪粪释放缓慢特点,秸秆与化肥配施处理对NO-3-N的滞留作用较为显著,证实了某些有机肥的施用对NO-3-N的淋失有一定的固持作用,阻碍了NO-3-N向下迁移;结合N肥的利用率、产量和农艺性状等特点分析,建议当地采用秸秆或猪粪的有机+无机施肥制度.     

有机无机肥配比对烤烟农艺性状、产质量的影响

为得出适用于长沙生态有机烟叶开发的较佳肥源,找出有机无机肥最佳配比和最优组合模式,研究了无机有机肥配比对烤烟产质量的影响。结果表明,有机肥可以改善烟叶质量,提高烟株株高、有效叶数、最大叶面积、单叶重,增加烟叶的总糖含量和钾含量,降低烟碱含量。综合比较分析,以施用有机肥 (每667 m~2用量,生物有机肥50 kg +饼肥40 kg+生物炭50 kg+腐殖酸25 kg)和无机肥(烤烟专用基肥40 kg+提苗肥2 kg+硫酸钾15 kg+硝酸钾10 kg)的配比(有机氮:无机氮比例为5.2∶4.96)综合效果最好,有利于烤烟产质量的提高。     

有机无机肥对烤烟光合特性和烟叶质量的影响

针对江西烟叶产区有机无机肥料种类多和研究不深入的现状,选取7种常见有机无机肥,通过不同肥料对比试验,分析不同种类有机无机肥对烟草生长、产质量的影响,旨在筛选适宜烟草使用的优质有机无机肥,并为选择优质肥料提供科学依据。结果表明,金叶有机无机肥处理烤烟团棵期净光合速率为17.4 μmol/ m~2·s,烟株表现早生快发,单位面积产值最好,每667 m~2达3 967.9元,感官质量综合得分76.75分,综合效果最佳;金色时代、圣农、贝斯特处理表现早生快发,经济性状好,每667 m~2产值3 451.6~3 624.3元,但感官质量稍差,综合得分74.25~75.00分;天德、云叶、启禾处理田间经济性状一般,每667 m~2产值2 863.3~3 381.3元,但感官质量好,综合得分77.00~77.75分,说明天德、云叶、启禾有机无机肥具有较大潜力,应根据肥料粒径和营养特性进一步改进配套施用方法或改变造粒工艺。江西烟烟叶氯含量偏低,在本试验条件下,每667 m~2施用有机无机肥带入的氯离子量1.8~2.3 kg,烟叶氯含量更为适宜。     

Improvement of soil fertility and rice yield after long-term application of cow manure combined with inorganic fertilizers

Fertilization is an effective technique to improve soil fertility and increase crop yield. The long-term effects of different fertilizers on soil considerably vary. Over 38 consecutive years of different fertilization positioning experiments in a double cropping rice field of Qiyang Red Soil Experimental Station, seven different fertilization treatments including CK (no fertilization), NPK (nitrogen, phosphorus, and potassium fertilizer), M (cow manure), NPKM (nitrogen, phosphorus, and potassium with cow manure), NPM (nitrogen and phosphorus with cow manure), NKM (nitrogen and potassium with cow manure), and PKM (phosphorus and potassium with cow manure) were applied to study the effects on rice yield, soil fertility, and nutrient apparent balance in a paddy field. The results showed that the annual average yields of rice in NPKM, NPM, NKM, PKM, M, NPK and CK treatments ranged from 6 214 to 11 562 kg ha^–1. Yields under long-term organic and inorganic treatments (NPKM, NPM, NKM and PKM) were 22.58, 15.35, 10.53 and 4.41%, respectively, greater than under the NPK treatment. Soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), available nitrogen (AN) and available potassium (AK) concentration with long-term organic and inorganic treatment (NPKM, NPM, NKM and PKM) were significantly higher than in inorganic fertilizer (NPK) treatments. Soil total phosphorus (TP) and available phosphorus (AP) contentration with organic fertilizer combined with inorganic N and P fertilizer treatment (NPKM, NPM and PKM) were significantly higher than with inorganic fertilizer alone (NPK treatments). The average annual rice yield (11 562 kg ha^–1), SOC (20.88 g kg^–1), TN (2.30 g kg^–1), TP (0.95 g kg^–1), TK (22.50 g kg^–1) and AP (38.94 mg kg^–1) concentrations were the highest in the NPKM treatment. The soil AN concentration (152.40 mg kg^–1) and AK contentration (151.00 mg kg^–1) were the highest in the NKM treatment. N and P application led to a surplus of nitrogen and phosphorus in the soil, but NPKM treatment effectively reduced the surplus compared with other treatments. Soils under all treatments were deficient in potassium. Correlation analysis showed that SOC, TN, AN, TP, and AP contentration was significantly correlated with rice yield; the correlation coefficients were 0.428, 0.496, 0.518, 0.501, and 0.438, respectively. This study showed that the combined application of N, P, and K with cow manure had important effects on rice yield and soil fertility, but balanced application of N, P, and K with cow manure was required.     

有机和有机无机结合施肥对设施栽培西瓜产量和品质的影响

试验结果表明,单施有机肥易导致西瓜苗期生长不良,果实不能充分膨大,产量偏低,经济效益差;单施无机肥则使果实可溶性固行物含量下降,硝酸盐含量增高,导致果实品质下降;有机肥与无机肥合理施用,不仅能有效提高西瓜果实中可溶性固形物含量,降低硝酸盐的含量,而且能显著提高西瓜的坐果率和产量,从而增加经济效益,并且显著提高了西瓜植株的抗逆性。     

3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾养分吸收以及产量和品质的影响

[目的]研究3种有机无机肥配施对西瓜氮、钾吸收以及产量和品质的影响,探讨氮、钾营养与西瓜品质的关系。[方法]以‘西瓜8424’品种为试验材料进行田间试验,有机肥种类为豆粕有机肥、猪粪秸秆有机肥、羊粪,其氮、磷、钾含量用无机肥调节一致。[结果]与豆粕有机肥处理和猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪时西瓜产量分别提高了19.1%和9.4%;与猪粪秸秆有机肥处理相比,施用羊粪和豆粕有机肥时西瓜维生素C含量显著增加,分别提高59.4%和35.6%;施用豆粕有机肥时西瓜的糖酸比最高,可溶性糖含量较猪粪秸秆有机肥处理提高了25.2%,可滴定酸含量比羊粪处理降低了30.3%。与羊粪处理和豆粕有机肥处理相比,施用猪粪秸秆有机肥降低了膨大期和成熟期西瓜瓜瓤和瓜皮中的氮含量;施用羊粪时,西瓜幼果期、膨大期和成熟期的氮、钾吸收量较高,各个时期的氮、钾吸收量与西瓜植株生物量呈正相关关系。[结论]施用羊粪能够提高西瓜产量,但同时促进了氮素吸收及其向果实中的分配,提高了西瓜的可滴定酸含量;施用豆粕有机肥能够提高西瓜可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量。     

有机无机肥配施对旱地冬小麦产量和氮素吸收利用的影响

为探究有机无机肥配施对旱地冬小麦减肥增效的内在机制,依据7年长期定位试验,采用裂区设计,设5个氮水平（0、75、150、225、300 kg·hm^-2）为主处理,配施有机肥（用量30 t·hm^-2）和不施有机肥为副处理,单施化肥处理分别记为N0、N75、N150、N225、N300,配施有机肥处理分别记为MN0、MN75、MN150、MN225、MN300。在分蘖、拔节、开花、灌浆、成熟期采集植株地下（0~20 cm根系）和地上部分,对籽粒产量及其构成因素、氮素吸收利用状况进行研究。结果表明,随施氮量增加,冬小麦有效穗数、穗粒数先增加后减少,而千粒质量则逐渐下降。配施有机肥处理有效穗数较单施化肥处理整体提高7.1%。MN150处理籽粒产量最高,达到6 311 kg·hm^-2。单施化肥处理籽粒对氮素的吸收主要通过花前氮素转运,而配施有机肥处理花前氮素转运和花后吸收对籽粒氮素积累作用同等重要。与单施化肥相比,有机无机肥配施花前氮素转运量、花后氮素积累量分别提高9.80%、33.10%。花前氮素转运以茎秆为主,花后氮素积累量在MN150处理最高。配施有机肥显著提高氮素利用率和农学效率,降低施氮量在增加氮素利用率与农学效率的同时提高了氮素收获指数。适量增施氮肥显著提高叶片硝酸还原酶活性,单施化肥和配施有机肥分别在N225、MN150处理达到最高,有机无机肥配施下,硝酸还原酶活性在分蘖、拔节、开花和灌浆期分别提高25.94%、12.88%、9.90%和12.35%。综合来看,有机无机肥配施下施氮量为150 kg·hm^-2时既能促进冬小麦植株对氮素的吸收利用,又有利于保证西北旱地冬小麦稳产高产。