长期不同施肥方式对砷在典型壤质潮土及作物中累积的影响

本文研究了长期(1989—2009年)不同施肥方式对砷在黄淮海地区典型壤质潮土及作物中累积的影响。田间试验设置7个处理:有机肥(OM)、OM+无机化肥氮磷钾(NPK)、NPK、NP、PK、NK和不施肥(CK),OM+NPK处理为有机肥和无机化肥氮磷钾各施一半。结果显示,长期不同施肥方式下砷在表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤中的含量均有明显累积,但含量较低(<25 mg.kg 1),对农田生态环境安全的影响较小。土壤中砷的累积主要与灌溉及沉降有关,受施肥方式的影响相对较小。磷肥中砷的含量明显高于氮肥、钾肥及有机肥,磷肥的长期施用促进了砷在PK处理土壤中的累积,但在作物产量较高的情况下,对其在土壤中累积趋势的影响较小,而有机肥的添加则会减缓这种累积趋势。砷在小麦和玉米两种典型作物组织中的含量分布表现为:根系>茎叶>籽粒,其中籽粒中砷的含量显著低于根系及国家食品安全相关标准。经过长期不同方式的施肥处理,砷在小麦组织中的含量表现为:PK>OM>OM+NPK>NPK>NP>NK>CK,与土壤中有效磷含量的变化基本一致,并间接受到土壤有机质的影响。在OM、OM+NPK、NPK和NP施肥处理下,土壤有机质含量及作物产量均较高,土壤有机质含量的提高促进了砷在小麦体内的富集,但对其在玉米根系中含量的影响不明显;玉米生长期较短且产量较高,对砷的需求量较大,土壤中有效态砷含量的不足抑制了其在玉米根系中的分布,但玉米通过加强组织对砷的转移能力提高了其在茎叶中的含量。     

长期平衡施肥对潮土微生物活性和玉米养分吸收的影响

利用中国科学院封丘农业生态实验站农田生态系统养分平衡长期定位试验地,研究氮磷钾平衡施肥(NPK)与缺素施肥(NK、PK、NP)对土壤微生物生物量、酶活性、呼吸强度以及玉米养分吸收的影响。结果发现,与不施肥对照(CK)相比,NPK处理玉米根系与茎叶生物量、籽粒产量以及植株氮磷钾吸收量均大幅提高,NP处理次之,PK与NK处理则无显著影响;同一处理玉米茎叶与根系养分含量接近,而籽粒的全氮和全磷含量较高、全钾含量偏低;与NPK处理相比,缺施氮、磷或钾肥均直接导致玉米植株相应养分的明显亏缺或其他养分的过量富集,但在根系、茎叶和籽粒部位的累积情况存在一定差异。与CK相比,所有施加磷肥的处理(NPK、NP、PK)土壤微生物生物量(碳、氮、磷)、脱氢酶、转化酶、脲酶与碱性磷酸酶活性以及土壤微生物代谢活性和土壤基础呼吸强度均显著升高(p<0.05),土壤微生物代谢熵则显著下降(p<0.05),而缺施磷肥的NK处理除显著提高脲酶活性外(p<0.05),对其他指标均无显著影响。结果表明,氮磷钾平衡施肥在促进土壤微生物繁育和保育微生物代谢活性以及促进作物生长和保证养分吸收等方面显得非常重要,而缺素施肥中以缺施磷肥的不利影响最为突出。     

长期施肥对典型壤质潮土中汞的影响

利用典型壤质潮土上的田间试验,分析长期不同施肥处理条件下土壤中汞(Hg)含量的变化,探讨了Hg在该类型农田生态系统中的来源、去向及累积趋势。结果表明,经过长期不同施肥处理,Hg在表层土壤(0 ~ 20 cm)中的含量呈现先增加后减少的趋势,不同处理间则表现为NPK≈NP≈PK≈OM+NPK(有机肥及无机肥各占一半)＞OM(有机肥)＞NK≈CK(对照,不施肥)。Hg在土层中以向下迁移为主,0 ~ 40 cm土层中Hg的含量变化明显,但底层土壤(40 ~ 60 cm)中的含量变化较小。Hg在次表层土壤(20 ~ 40 cm)中的持续累积是表层土壤中Hg的重要去向,也致使Hg的生态风险更为隐蔽。Hg在壤质潮土中的含量,主要受到磷肥、有机肥、及灌溉水的影响,受到氮肥和钾肥的影响相对较小。其中,磷肥的施用是目前造成Hg在壤质潮土中累积的主要原因。     

长期不同施肥管理对黑土活性有机碳及碳库管理指数的影响

通过15年长期定位试验,研究了不同施肥管理对黑土活性有机碳库的形成及碳库管理指数(CMI)的影响。结果表明,土壤有机碳、活性有机碳及CMI发生了显著的变化。与原始土壤相比,在东北黑土区经过15年的施有机肥及NPK化肥(NPKOM)与NP2K、NPK处理,土壤有机碳含量显著提高,其余处理间差异不显著。除NPKOM处理外,其余各处理土壤的CMI均呈下降趋势。不同活度的活性有机碳含量比较发现总体趋势为高活性有机碳<中等活性有机碳<惰性有机碳,各处理之间的变化趋势大体相同为NPKOM>NPK>NP≈NP2K>NK≈N2PK>PK>CK。从回归方程的分析可知,土壤中高活性有机碳的变化可以解释阳离子交换量变化的89.5%,交换性Ca含量变化的78%,交换性Mg含量变化的70.6%。从相关分析表明,作物产量,CMI和各处理的土壤中高活性有机碳含量呈极显著相关。     

长期施肥对典型潮土钙、镁形态转化及其环境行为的影响

研究了长期(1989—2009年)不同施肥处理下潮土钙、镁累积特征及形态转化规律,探讨了两种典型盐基阳离子及其碳酸盐在农田土壤酸碱缓冲性能、有机质累积等环境过程中的作用。田间试验设置7个处理:有机肥(OM)、OM+无机化肥氮磷钾(NPK)、NPK、NP、PK、NK和不施肥(CK), OM+NPK处理为有机肥和无机化肥氮磷钾各施一半。气量法结合BCR形态分析结果显示,不同施肥条件下潮土耕层(0～20cm)钙、镁元素均出现持续累积过程,不同处理的累积量表现为:NKOMOM+NPKNPKNPPKCK,与土壤晶格态和碳酸盐结合态钙、镁含量变化规律一致,而与金属氧化物和有机复合态钙、镁含量变化规律相反。OM处理下潮土pH及钙、镁元素含量较低,对土壤碳酸盐影响较小。潮土中碳酸盐以碳酸钙为主,碳酸镁次之,部分碳酸根离子与有机质复合,其构成了土壤复杂的酸碱缓冲体系。钙离子与镁离子相比,易于与金属氧化物复合,与有机质的复合能力相对较弱,抑制土壤黏土矿物-金属氧化物-有机碳复合体的形成。     

塿土区长期施肥农田土壤的可持续性评价

【目的】施肥是实现作物增产和土壤培肥的主要途径,综合评价长期不同施肥条件下农田土壤的可持续性.可为农田合理施肥和管理提供理论支撑。【方法】依托陕西杨凌"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"长期肥料定位试验(23年)采集分析了该试验9个处理[不施肥(CK)、单施氮(N)、氮钾配合(NK)、磷钾配合(PK)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、氮磷钾配合秸秆还田(SNPK)、低量有机肥配合氮磷钾(M_1NPK)和高量有机肥配合氮磷钾(M_2NPK]的土壤养分、微生物特性及作物产量,计算了土壤养分指数、微生物指数、作物指数和可持续性指数.综合评价了长期不同施肥处理对(?)土区农田土壤可持续性的影响。【结果】CK和N处理土壤养分指数分别为0.75和0.87,两者之间差异显著(P0.05)均低于土壤养分指数临界值1.00;其余处理的土壤养分指数在1.12~3.12之间均大于临界值,其中NP和NK差异不显著,SNPK和PK差异不显著,其余各处理间均差异显著(P0.05)。CK、N、NK和PK处理土壤微生物指数在0.74~0.84之间低于土壤微生物指数临界值1.00,其中CK和N差异不显著,NK和PK差异不显著但两组之间差异显著(P0.05);NP、NPK、SNPK、M、NPK和M,NPK处理的在0.98~1.21之间,接近或大于临界值,其中M、NPK和M,NPK差异不显著,NP、NPK和SNPK差异不显著,两组之间差异显著(P0.05)。CK、N、NK和PK的作物指数在0.52~0.60之间均低于作物指数临界值1.00,仅PK和N差异显著(P0.05);氮磷配合的施肥处理(NP、NPK、SNPK、M_1NPK和M_2NPK)在0.98~1.02之间,各处理间差异不显著但均接近或大于临界值1.00。CK、N、NK和PK的可持续性指数分别为0.49、0.54、0.74和0.99均低于可持续性指数临界值1.30,其中CK和N差异不显著;NP和NPK处理的可持续性指数分别为1.18和1.26,两者差异不显著,接近于可持续临界值;有机无机配合的处理(SNPK、M、NPK和M,NPK)的可持续性指数差异显著(P0.05)分别为1.55、2.32和2.94,较临界值高19.5%、78.8%和126.3%。土壤养分指数的变异性(50.2%)大于作物指数(29.1%)和微生物指数(18.4%)的变异性综合计算的可持续性指数的变异最高(62.1%)。【结论】冬小麦一夏玉米轮作条件下,长期不施肥和偏施化肥缕土区农田生产不可持续,化肥平衡施用(NP和NPK)基本可持续,NPK化肥配合秸秆还田(SNPK)和适量有机无机配施(M_1NPK)是实现(?)土可持续利用的施肥模式。     

施肥对红壤性水稻土有机碳活性和难降解性组分的影响

以稻田22 a施肥定位实验为样地,分别采用硫酸和盐酸加热水解两种方法,研究施肥对水稻土有机碳活性和难降解性组分的影响。施肥处理包括不施肥对照(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、单施钾肥(K)、氮磷肥混施(NP)、氮钾肥混施(NK)、氮磷钾肥混施(NPK)、双倍氮磷钾肥混施(2NPK)、氮磷钾和有机肥配施(NPK+OM)。结果表明,两种酸解法获得的有机碳组分结果趋势一致,所得结果高度相关(p<0.05)。与对照相比,施肥总体上有助于土壤总有机碳的积累;除了单施钾肥处理外,其他施肥处理均提高了土壤活性有机碳的含量,但单施氮及NPK+OM处理显著提高了土壤有机碳活性指数(LIC),并以NPK+OM的促进作用最显著(p<0.05)。与对照相比,除了单施氮处理外,其他施肥处理下土壤难降解有机碳(酸解残余碳)含量均呈增加趋势,也以NPK+OM的作用最明显(p<0.05);单施钾肥显著提高有机碳的难降解性(p<0.05),但单施氮和NPK+OM处理显著降低有机碳的难降解性指数(R IC,p<0.05)。施氮肥和有机肥对土壤总有机碳含量的促进作用主要体现在对活性有机碳的贡献上。因此,可以通过优化施肥措施(如选择合适有机肥种类、减施氮肥和增施钾肥等)来调控水稻土有机碳的含量及稳定性。     

长期施肥下石灰性潮土有机碳变化的DNDC模型预测

为探讨长期不同施肥条件下土壤有机碳的变化规律及DNDC模型的应用,利用封丘石灰性潮土不同施肥措施下的长期定位试验数据,选取CK、NPK、1/2NPK+1/2OM、OM4个处理,分析了15年来作物产量及土壤有机碳(SOC)的变化特征,并用DNDC模型预测了试验地近100年(2000~2099)的SOC变化趋势。结果表明,各施肥处理的多年产量平均值和对照处理差异显著;施用化肥(NPK和1/2NPK+1/2OM)处理和有机肥(OM)处理间也有显著差异;产量最高为NPK处理,达10811 kg/ha,CK处理最低,但1/2NPK+1/2OM处理产量与NPK处理无显著性差异。15年来土壤耕层(0—20cm)有机碳平均值,以OM处理最高,达到7.90 g/kg,显著高于1/2NPK+1/2OM、NPK处理;而CK处理仅为4.15 g/kg。从15年来有机碳的变化看出,CK处理略有下降,NPK处理较为平稳,而1/2NPK+1/2OM和OM处理呈现不断上升趋势,OM处理上升幅度较1/2NPK+1/2OM处理大。对试验地SOC变化趋势长期(100a)的模拟结果显示,与初始土壤SOC含量相比,100a后不施肥处理(CK)土壤有机碳含量下降了52%,化肥(NPK)处理土壤SOC含量较为稳定,而1/2NPK+1/2OM处理和OM处理土壤有机碳增加明显,大约25a后基本上稳定,100a后分别较2000年增加了24%和25%。从实测数据的分析和DNDC模型模拟分析可以看出,有机肥和化肥配施能获得较高作物产量,并能有效地增加土壤SOC含量,从而提高土壤的可持续利用能力。     

长期施磷对水稻锌吸收、积累和转运的影响

水稻是中国南方地区的主要粮食作物,其籽粒锌营养强化是近年研究的热点,水稻磷与锌的吸收利用存在互作效应。研究长期不同施磷模式对水稻锌的吸收、积累与转运的影响,为通过合理施肥提高水稻的锌营养提供理论依据。依托22年的黄壤(水田)长期定位试验,选取其中7种施肥模式:不施肥(CK)、偏施氮肥(N)、偏施氮钾肥(NK)、平衡施用化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥替代1/2NP(0.5MNP)、全量有机肥化肥配施(MNPK)。CK、N、NK处理不施磷,NPK、M、0.5MNP处理施磷量依次为P_2O_5 82.5、79.4、81.0 kg·hm~(-2),MNPK施磷量为P_2O_5 161.9 kg·hm~(-2)。于水稻分蘖期、开花期及成熟期,采集土壤和植株样品,分析比较各处理土壤有效锌含量、植株锌含量及其锌积累和转运特征差异。水稻各生育时期土壤有效锌含量基本表现为MNPK≥M0.5MNPNPK≥CKN,NK,长期施用有机肥可提高土壤有效锌含量;与NPK处理成熟期植株相比,CK、N、NK处理茎叶和籽粒锌含量分别提高了-2.0%～44.0%和15.7%～46.7%,MNPK处理茎叶和籽粒锌含量分别降低了22.0%～38.7%和12.0%～19.8%,M和0.5MNP处理籽粒锌含量提高了6.4%～14.4%;各处理成熟期茎叶和籽粒P/Zn分别为6.2～67.2和62.2～225.2,均以CK、N、NK处理最低,MNPK处理最高;不同施肥处理间水稻植株锌积累量无显著差异,锌转运量及其贡献率均以M处理最高,NPK和N处理最低,花后锌积累量及其对籽粒的贡献率则相反。相关分析和多因素方差分析结果表明,水稻茎叶和籽粒锌含量与磷含量和土壤有效磷含量呈显著负相关,土壤有效锌含量主要与有机肥施用量有关,而水稻茎叶和籽粒锌含量则主要受磷肥施用量影响。综上,长期不施磷可提高水稻籽粒锌含量,但严重制约水稻产量的提高,长期高量施磷可提高水稻籽粒产量,但却降低了籽粒锌含量。适宜施磷量下,有机无机配施既可实现作物高产又可提高籽粒锌含量,是黄壤稻田上实现作物高产优质的有效途径。此外,本研究中土施锌肥对提高水稻籽粒锌含量效果有限,为进一步提高水稻籽粒锌含量,还应重视叶面锌肥的施用。     

栽培模式及施肥对玉米和大豆根际土壤磷素有效性的影响

栽培模式及施肥管理对作物吸收利用土壤磷素的影响较大,本研究为探明玉米/大豆套作系统作物根系交互作用下根际土壤无机磷组分动态变化特征,利用盆栽试验测定了玉米/大豆套作(M/S)、玉米单作(MM)和大豆单作(SS)3种栽培模式以及不施肥(CK)、施氮钾肥(NK)和施氮磷钾肥(NPK)3种施肥处理下玉米和大豆地上部生物量及吸磷量和根际与非根际土壤速效磷、无机磷组分含量,以期为优化玉米/大豆套作系统磷素管理提供理论依据。研究结果表明同一施肥水平下,套作玉米的籽粒产量显著高于单作玉米;施磷显著提高了单作玉米籽粒产量,而对套作玉米籽粒产量影响不大。无论施肥与否,套作大豆秸秆及籽粒产量均高于单作大豆。所有施肥处理均表现为套作模式下单株作物地上部磷积累量显著高于单作模式。玉米成熟期,CK、NK处理下套作玉米根际土壤速效磷含量分别比单作玉米高54.2%和71.8%;大豆始花期,NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量比单作大豆高19.8%。大豆成熟期,NK、NPK处理下套作大豆根际土壤速效磷含量分别比单作大豆高23.8%和108.0%。无论是单作还是套作模式,玉米根际土壤Al-P含量在3个施肥处理下均低于非根际土壤。CK和NK处理下单作玉米根际土壤Al-P含量分别是套作玉米的1.19倍和1.22倍;NPK处理下单作玉米根际土壤Fe-P含量是套作玉米的1.21倍。在CK、NK和NPK施肥处理下,单作大豆根际土Al-P含量分别是套作大豆1.12倍、1.30倍和1.25倍,单作大豆非根际土Al-P含量分别是套作大豆的1.22倍、1.30倍和1.06倍。CK、NK处理下单作大豆根际土壤Fe-P含量分别是套作大豆的1.47倍和1.12倍。研究得出结论,低磷条件下,与单作相比,玉米/大豆套作更有利于作物对土壤Al-P、Fe-P的活化吸收。     

潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应

【目的】以潮土21年长期定位试验为基础,分析不同施肥模式下冬小麦不同生育期的地上部生物量、碳氮含量、碳氮比及碳氮积累量,探讨冬小麦碳氮含量对不同施肥模式的响应规律。【方法】试验包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)、施氮磷钾肥及玉米秸秆还田(NPKS)7个处理。在2011 2012年冬小麦生长季,分别采集越冬、拔节、灌浆、成熟四个生育时期地上部植株样品,利用Euro Vector EA3000型元素分析仪对小麦植株样品的全碳、全氮含量进行测定。【结果】NPK、NPKM和NPKS处理均能显著提高各生育期小麦地上部干重,其中NPKM处理小麦地上部干重在越冬、拔节、灌浆、成熟期分别比CK提高了111%、194%、238%、206%,除越冬期外,等量氮肥条件下,NPK、NPKM和NPKS 3个处理间小麦同一生育期地上部干重无显著差异,说明与氮磷钾配施相比,有机无机配施与秸秆还田这两种措施并不能显著提高小麦地上部生物量;小麦地上部碳含量受不同施肥影响很小,不同生育期小麦地上部碳含量平均值为410 g/kg;小麦成熟期地上部氮含量以N和NK处理最高,分别达到19.4和18.1 g/kg,其中N处理小麦地上部氮含量分别比NPKM和NPKS处理高52%和66%。随着生育期的推移,各处理小麦氮含量逐渐降低,总体表现为越冬期拔节期灌浆期≥成熟期;在整个生育期中各施肥处理碳含量基本保持不变而氮含量呈逐渐下降趋势,这就使得各施肥处理地上部分C/N比随生育期的推移呈逐渐增加趋势;不同施肥下小麦碳积累量差异性和地上部干物质重差异性规律一致,而不同施肥下地上部氮积累量差异性不同于干物质重的差异性,以NP处理最高,达545 kg/hm2,分别比NPKM和NPKS处理高61%和68%。【结论】施肥方式不能显著改变小麦碳含量但能影响氮含量,因此小麦生物量大小决定了其碳的积累量,相应地,C/N比大小则由氮含量决定。氮磷钾配施、有机无机配施及秸秆还田处理下,小麦具有较高的生物量从而具有较高的碳氮积累量,这有利于增加农田系统碳、氮积累,提升土壤碳、氮肥力。     

长期不同施肥下黄壤综合肥力演变及作物产量响应

【目的】 评价长期不同施肥下黄壤综合肥力的演变特征及其与作物产量的响应关系，寻求黄壤综合肥力提升和作物高产、稳产和可持续生产的科学施肥模式，为黄壤耕地保育和地力提升提供依据。 【方法】 依托农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站的黄壤肥力与肥料效益长期定位试验，采集10个不同施肥处理2011～2016年的作物产量和耕层土壤样品，包括:不施肥 (CK)、施氮肥 (N)、施氮磷肥 (NP)、施氮钾肥 (NK)、施磷钾肥 (PK)、氮磷钾肥 (NPK)、3/4化肥 + 1/4有机肥 (3/4NP + 1/4M)、1/2化肥 + 1/2有机肥 (1/2NP + 1/2M)、有机肥 (M)、氮磷钾肥 + 有机肥 (NPK + M)，运用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价。采用相关分析和通径分析评估土壤性质指标与土壤综合肥力的关联性。采用稳定性指数和可持续性指数评估不同施肥管理下土壤综合肥力对作物高产、稳产和可持续生产的影响。 【结果】 通过20年的不同施肥管理，黄壤综合肥力发生了显著 (P < 0.01) 的变化，土壤综合肥力指数以NK处理最低，NPK + M处理最高；长期不施肥 (CK) 或者偏施化肥各处理 (N、NP、NK、PK) 土壤综合肥力指数显著低于施用有机肥的各处理 (3/4NP + 1/4M、1/2NP + 1/2M、M、NPK + M)。相关分析和通径分析表明，土壤综合肥力指数与土壤性质指标均呈显著正相关关系，pH值、碱解氮、全磷和全钾含量极显著地直接影响土壤综合肥力指数的高低。土壤综合肥力指数与作物产量呈极显著的直接正相关，相关系数达0.704 **，通径系数达0.716*。分析不同施肥处理维持作物高产、稳产和可持续性表明，长期施用有机肥各处理具有高综合肥力和作物高产，不施肥或偏施化肥各处理具有低综合肥力和作物低产；NPK和NPK + M处理作物在获得高产的同时，能够维持产量的高稳定性和高可持续性；CK和PK处理作物低产，并且产量稳定性和可持续性低。 【结论】 土壤综合肥力指数能够客观反映黄壤生产力的高低，长期施用有机肥促进了黄壤综合肥力提升并维持作物高产。合理平衡施用化肥或与有机肥配合施用可以维持较高的产量和产量的稳定性和可持续性。      

Long-term fertilization regimes influence FAME profiles of microbial communities in an arable sandy loam soil in Northern China

Soil samples collected from a long-term (19-year) experimental field with seven treatments were analyzed for fatty acids methyl esters (FAMEs) to determine fertilization regime effects on microbial community structure in sandy loam soils. The amounts of FAMEs in bacteria, actinomycetes, and fungi were highest with the two organic manure (OM)-fertilized treatments (OM and 1/2 OMN – half OM plus half mineral fertilizer), lowest with the NK treatment, and fell in the middle levels with three mineral P-fertilized treatments (NPK, NP and PK) and the control with no fertilizer (CK), with the exception of fungi which showed no significant difference among the five treatments without OM fertilization. Principal component analysis of FAME patterns indicated that NPK was not significantly different from CK, but the two manure-containing treatments and the P-deficiency treatment (NK) were significantly different from CK and NPK. Redundancy analysis plot showed that FAME amounts significantly correlated to soil organic C and total N contents, while soil available P and total P contents, which were greatly decreased by the NK treatment, also had positive and substantial effects on soil microbial FAMEs. The results demonstrated the importance of P fertilization as well as organic manure in maintaining soil microbial biomass and impacting community structure.     

长期施肥处理对玉米生长期潮土微生物生物量和活度的影响

以1989年建立的中国科学院封丘农田生态系统国家试验站的长期定位试验为平台,研究经18a连续不同施肥处理后玉米季土壤微生物生物量碳氮和微生物活度的动态变化及其与土壤有机碳之间的相互关系,并探讨施肥措施对土壤微生物及其活性的影响。施肥处理包括:(1)有机肥(OM);(2)1/2化肥和1/2有机肥(1/2OM+1/2NPK);(3)氮磷钾肥(NPK);(4)氮磷肥(NP);(5)磷钾肥(PK);(6)氮钾肥(NK);(7)不施肥,即对照(CK)7个处理。结果表明,微生物生物量碳氮和微生物活度在玉米生长期内均有明显的时间变异性,其中微生物生物量碳与微生物活度的动态变化比较一致,其间的极显著相关关系表明潮土微生物生物量碳的变化可以在很大程度上代表土壤微生物活度的变化。施肥制度显著影响微生物生物量碳氮和微生物活度的变化,总体趋势为OM1/2OM+1/2NPKNPKNPPKNKCK,表明OM有利于保持土壤的生物化学环境及促进土壤的生物学活性;与OM处理相比,化学肥料的长期施用有降低土壤微生物生物量和微生物活度的趋势,尤其是缺素处理的表现更为明显,其中以缺磷处理的表现最为严重。土壤微生物生物量碳氮、微生物活度与土壤有机碳变化均呈极显著正相关。     

长期施肥对小麦体内各形态磷含量的影响

利用长期定位施肥试验,研究了不同施肥处理下小麦体内各种形态磷含量的变化.结果表明:不同施肥处理的小麦籽粒各形态磷含量均明显高于茎秆.籽粒磷脂态磷含量最高,平均为1.19 g˙kg-1,其次为活性有机磷、活性无机磷,未知形态磷含量最少,平均为0.348 g·kg-1. 茎秆中活性无机磷含量最高,为0.142g˙kg-1,活性有机磷含量最低,为0.034 g·kg-1.单施有机肥处理小麦茎秆活性有机磷含量显著低于对照及其他处理.除此之外,施磷处理(PK、NP、NPK、OM和1/20M+1/2NPK)小麦体内其他各形态磷含量均高于不施磷处理(CK、NK).与对照相比,单施有机肥能显著增加小麦籽粒各形态磷、全磷和茎秆活性无机磷、未知形态磷、全磷含量;NP处理茎秆有机磷(活性有机磷、磷脂磷)含量显著高于其他处理.不同施肥处理下,小麦籽粒中各形态磷含量与籽粒全磷含量间均呈显著正相关.     

不同施肥方式对典型壤质潮土中微量元素积累及其有效性的影响

研究了1989-2009年间长期不同施肥方式对华北地区典型壤质潮土微量元素全量及有效性的影响。田间试验施肥处理包括：有机肥（OM）、1/2OM 1/2化肥氮磷钾（NPK）、NPK、NP、PK、NK和不施肥（CK）,每个处理4个重复。结果显示,经过长期不同施肥,铁（Fe）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）等微量元素在表层土壤（0～20cm）中均有一定积累,与其在不同土层中的迁移有关。形态分级提取结果表明,土壤中有效态铁（DTPA-Fe）、铜（DTPA-Cu）、锌（DTPA-Zn）含量高于其在碱性土壤中的最低标准,而有效态锰（DTPA-Mn）的含量则相对较低;残渣态(Residual-faction)是微量元素在土壤中的主要形态,分别占其全量的>90%（Fe）、>54%（Mn）、>70%（Cu）、>70%（Zn）。有机质在土壤中的积累通过多种机制提高了有效态、弱酸溶解态（Acid-soluble-fraction）及可氧化态（Oxidizable-faction）微量元素的含量,有效缓解了土壤有效态锰含量的不足,抑制了磷与锌的沉淀反应,是影响微量元素形态转化的主要原因。钾肥的施用同样提高了有效态及弱酸溶解态微量元素的含量,但降低了铁、锰在表层土壤中的全量;而磷肥施用则通过沉淀反应降低了有效态及弱酸溶解态微量元素的含量,提高了铜、锌在表层土壤中的全量。     

长期不同施肥下紫色土综合肥力演变及作物产量响应

为了综合评价长期不同施肥处理下紫色土肥力的变化趋势,寻求既能提高土壤肥力又能获得高产的紫色土科学施肥模式,该文以国家紫色土肥力与肥料效益监测基地长期定位试验数据为基础,运用内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价。结果表明,20 a间不同施肥处理土壤肥力发生了不同的变化趋势,长期不施肥(对照)与偏施化肥氮肥、氮钾肥土壤综合肥力指数(integrated fertility index,IFI)随着时间的推移逐渐下降,平衡施肥的氮磷钾、氮磷钾+牛粪、1.5倍氮磷钾+秸秆还田、氮磷钾+秸秆还田处理的IFI指数随着时间的变化有一定的波动,但相对于试验前都有不同程度的提高。各平衡施肥处理年均IFI值比对照分别提高34.5%,36.8%,52.3%,50.1%;通过IFI指数与各养分指标之间相关分析发现,土壤有机质、全磷、速效磷含量对紫色土土壤肥力的贡献较大;20 a产量变化趋势表明,平衡施肥产量明显高于偏施肥处理,其中长期秸秆还田配施NPK肥,增产效果最佳;相对产量与IFI指数呈S型曲线关系,紫色土IFI指数维持在1.63~2.01之间,可以实现相对最高产量;作物产量与土壤综合肥力指数二者之间呈显著的线性正相关关系,应用改良的内梅罗指数法计算的综合肥力指数能较好地反映土壤肥力状况。长期平衡施肥可以提高作物产量和土壤肥力,其中氮磷钾化肥配合秸秆还田是维持土壤肥力、实现作物高产的最佳培肥方式。     

长期施钾对红壤水稻土水稻产量及土壤钾素状况的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年（1981～2007）施用钾肥对水稻产量和土壤钾素状况的影响。本试验选择了其中5个处理:CK（不施肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NP+RS（施氮、磷肥和稻草）和NPK+RS（施氮、磷、钾肥和稻草）。结果表明,施钾能明显提高水稻产量,施钾肥的NPK和NPK+RS处理27年的早稻平均产量分别比NP和NP+RS处理增加15.2%和10.9%;晚稻增产17.2%和9.1%;在27年54季水稻种植期间,不同施肥处理早、晚稻产量的变化趋势不同。CK、NP处理的早、晚稻产量随时间的推移呈负变化趋势,而NPK、NP+RS和NPK+RS处理的早、晚稻产量呈正变化趋势。施钾的NPK和NPK+RS处理不同土层中土壤全钾、缓效钾和速效钾含量均高于NP和NP+RS处理的相同土层;除NPK+RS处理外,其它各处理表观钾平衡均为负值,其中CK和NP处理钾的负平衡值最大。长期施用钾肥能提高水稻产量和维持土壤钾素肥力。     

灰漠土长期定位施肥对小麦品质和产量的影响

新疆灰漠土不同施肥制度的12年长期定位试验结果表明,N、NP、NK、NPK处理小麦某些品质指标较CK有不同程度的改善;长期不施氮肥(PK处理),小麦子粒的蛋白质含量、总氨基酸和必需氨基酸含量、面粉品质和面团品质中的多数指标明显低于CK和长期施用氮肥的处理,灰分含量增加;有机无机常量配施(NPK+M)小麦面粉与面团品质中的多数指标优于单施无机肥(N、NP、NK、PK、NPK)和CK处理。与CK相比,秸秆还田(NPK+S)处理的小麦千粒重、面团抗延伸性略有提高,其它品质指标则有不同程度的下降。生产中,N、P、K化肥与有机肥合理配合施用对培肥土壤、提高小麦产量和改善品质具有重要作用。