不同施肥制度对作物产量及土壤磷钾肥力的影响

在潮棕壤上进行了19 a的定位试验,研究了不同施肥制度对作物产量和土壤磷钾肥力变化的影响。结果表明,单施氮肥能显著提高玉米产量,施钾肥能显著提高大豆籽实产量,其效果优于磷肥。循环猪圈肥的施用能在一定程度上增加作物的产量,但不能达到显著水平。氮磷钾配合循环猪圈肥不仅能增加作物产量而且有很好的稳产作用。未施磷肥处理,土壤速效磷含量呈迅速下降趋势,随种植时间推移,土壤速效磷含量下降速率趋缓。施用磷肥,土壤速效磷含量均有显著增加。不施钾肥处理加剧了土壤钾素的消耗,土壤速效钾和缓效钾浓度下降明显;氮磷钾肥并施处理基本能维持土壤钾初始水平;同时施用氮磷钾肥和循环堆肥土壤速效钾和缓效钾浓度均有所增加。     

长期定位施肥对旱作农田土壤有机碳及其组分的影响

基于田间定位试验,研究了长期施肥对旱作冬小麦农田土壤有机碳及其组分的影响,试验包括4个处理:不施肥(CK)、氮磷配施(NP)、化肥与有机肥配施(NPM)以及长期休闲地(BL)。结果表明:长期持续施肥30年后,在0~30 cm土层,NPM处理土壤有机碳、微生物量碳、潜在矿化碳以及碳库管理指数分别较CK提高了42.2%、55.9%、40.9%和40.0%(P0.05),NP处理土壤有机碳和微生物量碳与CK差异不显著,潜在矿化碳和碳库管理指数分别提高了29.1%和20.0%(P0.05),施肥对两种活性有机碳含量的影响在15~30 cm土层表现更加显著;与种植作物相比,长期休闲显著降低了土壤潜在矿化碳含量,BL处理较CK降低了20.5%(P0.05)。相关性分析表明,土壤有机碳、潜在矿化碳、微生物量碳以及碳库管理指数两两之间存在着显著的相关性,且有机碳组分含量与土壤有机碳含量在处理间变化具有一致性(除NP处理外),两种活性有机碳相对含量在各处理间差异均不显著。总的来说,长期持续施入有机肥能够有效地增加旱作农田土壤有机碳同时增加其活性组分,有助于培肥地力和土壤固碳。     

培肥措施对侵蚀坡耕地春玉米产量与土壤养分的影响

针对宁南山区坡耕地土壤养分流失严重和作物产量较低的问题,通过剥离表层土壤0、10 cm和20 cm模拟不同侵蚀程度,研究单施化肥(NP)、有机无机配施(M+NP)和单施有机肥(M)、不施肥(CK)4个培肥措施对春玉米产量、耕层土壤有机质、碱解氮、土壤有效磷和土壤速效钾含量的影响,从而提出侵蚀坡耕地增产和培肥效果俱佳的施肥模式。结果表明,相对于CK处理,M和M+NP处理均能改善不同侵蚀程度下坡耕地春玉米的穗长、穗行数、穗粒数和百粒重等农学性状,达到增产目的。随着坡耕地土壤侵蚀程度的增加,春玉米的各产量构成因素和产量都出现显著降低趋势。相对于0 cm土层,表土剥离10 cm和20 cm侵蚀处理下春玉米分别显著减产了26.4%和38.5%。在同等侵蚀条件下,施肥措施能显著增加0~20 cm土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,而对土壤有机质含量影响不大;但随着土壤侵蚀程度的增加,土壤有机质和速效氮、磷、钾养分平均含量呈降低趋势。施用有机肥或有机无机配施还能降低土壤砂粒比例,提高粘粒含量,有效地改善土壤物理结构。     

河西绿洲灌漠土长期施肥效应及土壤生产力演变

张掖绿洲灌漠土连续21 a长期肥料试验结果表明:与无肥处理产量下降相对照,施肥的增产效果逐年提高,平衡施肥增产幅度显著大于单施氮肥。单施氮肥处理土壤生产力水平由第1轮作周期的89.8%降为第7轮作周期的28.5%;在不施用有机肥条件下,种植到第3轮作周期时作物开始对施钾有反应,施钾增产率为5.5%~22.7%;氮磷钾化肥长期配合施用,作物产量水平持续不减,土壤生产力平均达93.5%,表明氮磷钾化肥配合施用并不破坏土壤生产力。有机肥与氮肥配合施用,其交互作用为正效应;有机肥与磷、钾化肥配合施用交互作用为负效应。不施任何肥料时,绿洲灌漠土土壤生产力平均下降59.6%(第1~4轮作周期);到第5~7轮作周期时,土壤生产力下降幅度保持在16.7%~22.7%相对较低且稳定的水平;化肥对作物产量的贡献份额平均为50.5%;有机肥贡献份额为21.6%;土壤自然肥力贡献份额平均为19.0%。     

长期不同施肥方式对旱地轮作土壤养分和作物产量的影响

为明确黄土高原半干旱区不同施肥方式下旱地土壤养分和作物产量及其相互关系,筛选出农田最佳施肥管理措施,于2015—2018年进行田间试验,研究了9种不同施肥设置[有机肥配施磷肥(MP)、有机肥配施氮肥(MN)、磷钾肥配施(PK)、氮磷肥配施(NP)、种植作物不施肥(CK)、氮磷钾肥配施(NPK)、氮钾肥配施(NK)、有机肥(M)、有机肥配施氮磷肥(MNP)]对作物产量和土壤养分含量的影响。结果表明:2015—2018年不同施肥处理对土壤养分含量有明显影响,其中,土壤有机碳含量增加以M处理最为显著,4个年份较CK分别提高了112%、107%、101%和103%。土壤速效氮含量增加以MN处理最为显著,4个年份较CK分别提高了155%、167%、157%和135%。土壤有效磷含量增加以MP处理最为显著,4个年份较CK分别提高了843%、833%、929%和935%。土壤速效钾含量增加以M处理最为显著,4个年份较CK分别提高了124%、126%、121%和113%。不同施肥对作物增产有着显著影响,以MNP处理下作物产量增加最为显著,2015—2018年较CK分别提高了81%、337%、320%和239%。不同施肥方式对作物产量可持续性指数(I_(SYI))差异显著,可持续性指数(I_(SYI))最高的是MNP处理,次之是MN处理,而可持续性指数最低的是CK处理。综合研究结果来看,有机肥与化肥配施能有效提高作物产量,补充土壤养分,调节养分释放强度和速率,满足作物整个生长期对养分需求,使作物产量年际间变幅小,获得稳产高产。     

长期定位施肥对黄绵土区作物产量及养分回收率的影响

通过近30年(1981—2010年)的长期定位试验,系统研究长期施肥对黄绵土区作物产量及养分累积利用率的影响。结果表明:长期施用化肥和有机肥在显著增加小麦、油菜和胡麻3种作物产量的同时小麦产量年际间的稳定性也显著提高,化肥配施和有机肥与化肥配施的增产和稳产效果更佳;施用有机肥处理和不施用有机肥处理,氮磷配施(NP)及氮磷钾配施(NPK)的增产效应都随试验年限延长而逐渐增加,且与试验年限间呈极显著正相关关系;施用氮肥(N)、氮磷配施(NP)及氮磷钾配施(NPK)的平均增产效应分别为745、1 413 kg·hm-2和1474 kg·hm-2,有机肥的平均增产效应为983 kg·hm-2;不同施肥处理中,氮磷(NP)配合施用及氮磷钾(NPK)配施处理氮和磷的累积回收率最高,分别为44.35%、44.55%和15.11%、15.35%;施用有机肥降低了氮和磷的累积回收率,有机肥与氮磷(MNP)及有机肥与氮磷钾(MNP)配施处理氮和磷的累积回收率分别为30.41%、32.07%和9.95%、9.70%;氮磷钾(NPK)处理钾的累积回收率最高,为14.25%,同样施用有机肥显著降低了钾的累积回收率。     

磷肥种类和施用方式对新疆棉田磷素利用及棉花产量的影响

通过研究不同磷肥种类和施用方式对新疆棉田棉花磷吸收、产量和土壤磷平衡的影响,明确适合新疆棉田的磷肥种类和施用方式。采用田间试验方法,设置6个处理:不施磷肥(CK)、重过磷酸钙基施(TSP-B)、磷酸一铵基施(MAP-B)、磷酸脲基施(UP-B)、磷酸一铵滴施(MAP-D)、磷酸脲滴施(UP-D),在棉花花蕾期、花铃期、吐絮期分别采集土壤及植物样品,测定土壤有效磷含量、棉花各器官吸磷量和籽棉产量,并计算磷肥利用效率和棉田磷平衡。结果表明:磷酸一铵和磷酸脲处理的土壤有效磷含量、植物吸磷量高于重过磷酸钙处理,并且吐絮期时,滴施处理(MAP-D、UP-D)土壤有效磷含量比基施处理(MAP-B、UP-B)增加了46.34%和105.12%。与不施磷肥和重过磷酸钙处理相比,磷酸一铵和磷酸脲处理的籽棉产量显著提高,且滴施处理略高于基施处理,磷酸一铵滴施处理的籽棉产量相较于不施磷肥和重过磷酸钙处理增加了41.38%和37.82%。磷酸一铵滴施的磷肥当季利用率和农学效率最高,分别为25.44%和19.59 kg·kg~(-1),且棉田磷素盈余最少,为-39.99 kg·hm~(-2)。综上,在新疆棉花种植体系中,磷酸一铵和磷酸脲提高土壤有效磷含量、籽棉产量、磷肥利用率和植物利用土壤磷素的效果优于重过磷酸钙,且滴施略优于基施。     

黄土高原旱区长期不同轮作施肥对土壤供氮能力的影响

自１９８４年开始的长期不同轮作与施肥试验表明：种植作物可提高土壤供氮能力６．８８％～３６．５８％,以种植苜蓿提高幅度最大,最裸地的１．３７倍,长期施用氮肥、磷肥、有机肥及三者配施可提高土壤供氮能力９．８％～１３３．９８％,其中以施氮、磷及有机肥玉米连作提高幅度最大,不同轮作系统中土壤供氮能力：粮草３年轮作〉粮草８年轮作〉粮豆３年轮作〉粮饲豆４年轮作;种植作物可有效增加土壤有机氮水平,提高剖面土壤供     

黄土高原长期施肥对小麦产量及土壤肥力的影响

重点分析黄土高原长武试验站长期定位施肥试验地2004年长期施肥对小麦产量、肥料利用率及土壤肥力影响的试验结果,表明:单施磷肥和单施氮肥的产量很低,与对照的产量无明显差异,氮磷钾配施与氮磷配施能显著提高小麦的产量。单施磷肥的磷肥利用率最低,为1%;单施氮肥的氮肥利用率为12.5%;氮磷配施的氮、磷肥利用率均较高,磷肥利用率比单施磷肥提高5.7%,氮肥利用率比单施氮肥提高42.1%。氮磷钾配施较氮磷肥配施的氮肥利用率降低了4.5%,而磷肥利用率升高了2.2%,钾肥的利用率不高,仅为7.3%。单施磷肥只增加土壤磷素含量而降低了氮素含量,单施氮肥能增加土壤中氮素的含量,速效磷含量增加了31%,氮磷肥配施增加了土壤中有机质和氮、磷养分含量。氮、磷配施或氮、磷、钾配施是提高黄土高原小麦产量和土壤肥力的有效措施。     

柠檬酸对石灰性土壤磷的释放效应

在盆栽条件下,以不施磷肥和不施柠檬酸为对照(CK1),研究了在不施磷和施磷情况下施用柠檬酸对土壤有效磷、小麦地上部和根部吸磷状况以及生物学产量的影响。结果表明,施用柠檬酸明显降低了土壤pH,增加了土壤中的有效磷的含量;在施用磷肥条件下,随着柠檬酸施用量的增加,土壤pH值逐步降低,土壤有效磷逐步提高,小麦地上部,尤其根部吸磷量增加,生物学产量显著增加。     

长期施肥对渭北旱塬麦田土壤线虫群落特征的影响

为探究长期定位施肥对黄土高原渭北旱塬麦田土壤线虫群落的影响,以长武国家黄土高原农业生态试验站的长期定位试验（1984—2018年）为平台,调查裸地（L）以及不施肥（CK）、施氮磷肥（NP）、单施有机肥（M）、氮磷肥配施有机肥（MNP）的小麦田土壤线虫群落数量、组成结构和生态功能指数,并分析其与土壤理化性质的关系。结果表明：（1）小麦田土壤线虫数量显著高于裸地,而CK、M和MNP处理使小麦田中土壤线虫数量比NP处理提高了31.63%~56.20%;（2）施肥减缓了长期种植小麦导致的食细菌线虫（特别是头叶属）相对丰度的下降,单施有机肥的处理（M）植食性线虫相对丰度显著降低,同时,相比于CK,施用有机肥的M和MNP处理杂食/捕食线虫相对丰度分别增加了18.4%和8.24%,表明有机肥对杂食/捕食线虫的促进作用;（3）长期施肥处理土壤线虫Shannon多样性指数（H）和指示土壤健康状况的瓦斯乐卡指数（WI）分别为1.80~2.19和0.36~0.68,相较于裸地（H=2.36;WI=1.57）有所下降,但M和MNP处理的线虫成熟度指数（MI）和结构指数（SI）均高于其他处理（L、CK和NP处理）,表明施用有机肥有助于土壤食物网维持复杂的结构和成熟稳定的状态;（4）不同施肥措施下土壤全氮、有机碳、微生物生物量碳和氮以及可溶性碳的变化是影响土壤线虫数量和群落特征的重要环境因素。     

翻压油菜绿肥对枸杞产量和土壤养分含量的影响

通过田间试验研究了化肥施用量减半条件下，种植绿肥对宁杞5号枸杞果实产量和土壤养分含量的影响，试验包括化肥减半+配施有机肥（T1）、化肥减半+翻压油菜（T2）和全施化肥（CK）三个处理。结果显示:与CK相比，T1和T2处理分别使枸杞干果年产量显著增加24.1%和19.1%; 在秋果采收后，T1和T2处理分别使枸杞地土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量较CK显著增加12.8%、13.2%、36.0%、28.2%和60.2%、23.1%、28.5%、57.9%。说明在化肥施用量减半条件下，配施有机肥或翻压油菜绿肥均可以提高枸杞地土壤养分含量，增加枸杞干果产量；而且在提高土壤养分含量方面，翻压绿肥油菜效果更为显著。枸杞行间套种油菜作为绿肥翻压，可以减少化肥施用量，也是提高枸杞产量和枸杞地土壤养分含量的重要技术措施。     

Effects of long-term fertilization on oxidizable organic carbon fractions on the Loess Plateau,China

The effects of long-term fertilization on pools of soil organic carbon(SOC)have been well studied,but limited information is available on the oxidizable organic carbon(OOC)fractions,especially for the Loess Plateau in China.We evaluated the effects of a 15-year fertilization on the OOC fractions(F1,F2,F3 and F4)in the 0–20 and 20–40 cm soil layers in flat farmland under nine treatments(N(nitrogen,urea),P(phosphorus,monocalcium phosphate),M(organic fertilizer,composted sheep manure),N+P(NP),M+N(MN),M+P(MP),M+N+P(MNP),CK(control,no fertilizer)and bare land(BL,no crops or fertilizer)).SOC content increased more markedly in the treatment containing manure than in those with inorganic fertilizers alone.F1,F2,F4 and F3 accounted for 47%,27%,18% and 8% of total organic carbon,respectively.F1 was a more sensitive index than the other C fractions in the sensitivity index(SI)analysis.F1 and F2 were highly correlated with total nitrogen(TN)and available nitrogen(AN),F3 was negatively correlated with p H and F4 was correlated with TN.A cluster analysis showed that the treatments containing manure formed one group,and the other treatments formed another group,which indicated the different effects of fertilization on soil properties.Long-term fertilization with inorganic fertilizer increased the F4 fraction while manure fertilizer not only increased labile fractions(F1)in a short time,but also increased passive fraction(F4)over a longer term.The mixed fertilizer mainly affected F3 fraction.The study demonstrated that manure fertilizer was recommended to use in the farmland on the Loess Plateau for the long-term sustainability of agriculture.     

长期施肥对绿洲农田土壤有机碳和无机碳的影响

以中国科学院阜康荒漠生态站的绿洲农田养分循环长期定位试验（始于1990年）为研究平台,研究了无施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、有机/无机配施处理（NPKM）和秸秆还田处理（NPKS）下,土壤无机碳(SIC)和有机碳(SOC)在剖面和各施肥年限的含量变化特征及其影响。结果表明：施肥、剖面层次和施肥年限对SOC与SIC含量变化影响显著(P<0.01)。在各施肥处理中,与CK相比,NPK、NPKM和NPKS的SOC与SIC含量明显增加(P<0.05）,并且有机/无机肥配施模式下的SIC含量显著高于单施化肥模式;在剖面层次间,SIC含量从0～20 cm 的9.12 g/kg 增加到40～60 cm 的9.94 g/kg,而SOC变化趋势与之相反。表明合理施肥能够增加土壤表层有机碳含量,有机/无机配施会使耕层以下土壤无机碳增加。     

不同水肥组合对高原夏季露地紫甘蓝产量和土壤理化性状的影响

为探究不同水肥条件对高原夏季露地紫甘蓝产量和土壤理化性状的影响效应,筛选适宜水肥管理制度,以当地灌水量和施肥量为对照(CK),设置3个灌水下限水平,即土壤相对含水量分别为田间持水量的80%(W1)、60%(W2)、40%(W3),3个施肥水平分别为当地常规施肥量的100%(F1:N、P、K分别为466.5 kg·hm~(-2)、756 kg·hm~(-2)、269.91 kg·hm~(-2))、80%(F2:N、P、K为373.2 kg·hm~(-2)、604.8 kg·hm~(-2)、215.93 kg·hm~(-2))、60%(F3:N、P、K为279.9 kg·hm~(-2)、453.6 kg·hm~(-2)、161.95 kg·hm~(-2)),共10个处理,分析紫甘蓝产量、土壤养分积累、pH、EC、土壤酶、土壤呼吸对不同水肥组合的响应规律。结果表明:(1)水肥一体化处理紫甘蓝单球重、经济产量、生物产量和经济系数均大于当地施肥灌水(CK)处理,其中,W2F2处理单球重、经济产量和经济系数较CK显著提高,分别提高了16.37%、16.37%、10.42%;(2)水肥一体化处理土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度均高于CK,其中,中水中肥(W2F2)处理较CK土壤有机质含量显著提升,增加26.76%;(3)在灌水下限相同时,随施肥量的增加,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度表现为中肥(F2)处理高于高肥(F1)和低肥(F3)处理,土壤有机质含量表现为先升后降的趋势,在中水(W2)处理中F1、F2显著高于F3处理,而W1和W3各处理间并无显著差异;(4)施肥水平相同时,土壤蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性和土壤呼吸强度表现为中水(W2)处理高于高水(W1)和低水(W3)处理。因此,60%田间持水量和N、P、K分别为373.2、604.8、215.93 kg·hm~(-2)的组合(W2F2)在节水减肥的基础上能最大程度提高产量和维持土壤理化性状,是高原夏季露地紫甘蓝适宜的灌水施肥组合。     

生物有机肥部分替代化肥对莴笋生长、产量及品质的影响

为了改善因化肥过量施用导致的蔬菜品质下降、肥料利用率降低和环境污染等问题,通过化肥减量配施生物有机肥,探讨菜田减肥潜力和生物有机肥增效作用。采用随机区组试验,研究不同施肥处理对莴笋产量、品质、光合特性及肥料贡献率的影响。试验共设置6个施肥处理:不施肥(CK1)、100%常规施肥(CK2)、80%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T1)、80%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T2)、70%常规施肥+400 kg·667m~(-2)生物有机肥(T3)、70%常规施肥+200 kg·667m~(-2)生物有机肥(T4)。结果表明:生物有机肥部分替代化肥可使莴笋的株高、茎长及茎粗不同程度的增加,其中T2效果最优;在相同的生物有机肥施用量下,化肥减施20%较减施30%有助于根系的生长和根系活力的增强;T2处理莴笋叶绿素总量分别比CK1处理和CK2处理提高17.32%和1.74%;T2处理的净光合速率和蒸腾速率最高,分别高于其他处理6.90%～49.35%和6.26%～58.64%;与CK2相比, T1、T2、T3和T4分别增产4.76%、15.31%、11.06%和4.11%,其中T2产量最高,达8 277.00 kg·667m~(-2),其经济效益比CK2增长11.64%;化肥减施并配施生物有机肥的处理肥料贡献率均显著高于CK2处理, 100%常规施肥供大于求,供需平衡破坏,导致肥料的浪费;随着化肥用量的减少,莴笋硝酸盐含量降低, T3处理降低幅度最大,茎、叶中硝酸盐含量较CK2分别降低26.53%和20.96%;配施生物有机肥可提高莴笋茎、叶中可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量,其中配施400 kg·667m~(-2)时效果更优。化肥减施20%的条件下配施400 kg·667m~(-2)生物有机肥可增强莴笋叶片光合能力,提高产量和改善可食用部分品质,是实现肥料资源合理配置的良好施肥模式。     

Changes in aggregate-associated organic carbon and nitrogen after 27 years of fertilization in a dryland alfalfa grassland on the Loess Plateau of China

Changes in the distribution of soil aggregate sizes and concentrations of aggregate-associated organic carbon(OC) and nitrogen(N) in response to the fertilization of grasslands are not well understood. Understanding these changes is essential to the sustainable development of artificial grasslands. For understanding these changes, we collected soil samples at 0–20 and 20–40 cm depths from a semi-arid artificial alfalfa grassland after 27 years of applications of phosphorus(P) and nitrogen+phosphorus+manure(NPM) fertilizers on the Loess Plateau of China. The distribution of aggregate sizes and the concentrations and stocks of OC and N in total soils were determined. The results showed that NPM treatment significantly increased the proportions of 2.0 mm and 2.0–0.25 mm size fractions, the mean geometric diameter(MGD) and the mean weight diameter(MWD) in the 0–20 cm layer. Phosphorous fertilizer significantly increased the proportion of 2.0 mm size fractions, the MGD and the MWD in the 0–20 cm layer. Long-term application of fertilization(P and NPM) resulted in the accumulation of OC and N in soil aggregates. The largest changes in aggregate-associated OC and N in the 0–20 cm layer were found at the NPM treatment, whereas the largest changes in the 20–40 cm layer were found at the P treatment. The results suggest that long-term fertilization in the grassland leads to the accumulation of OC and N in the coarse size fractions and the redistribution of OC and N from fine size fractions to coarse size fractions.     

肉蛋白生物有机肥对胡麻干物质积累、产量及品质的影响

以不施肥为对照,通过田间试验,研究了单施化肥、单施肉蛋白生物有机肥和不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施对胡麻干物质积累分配规律、产量及品质的影响。结果表明:肉蛋白生物有机肥增加了株高和茎粗,促进了胡麻干物质积累进程,现蕾期以后30%肉蛋白生物有机肥替代化肥(T4)处理的干物质积累速率明显增加,盛花期、子实期、成熟期分别比不施肥CK(T1)增加102.33%、55.16%、58.68%(P0.05);肉蛋白生物有机肥提高了胡麻产量,单位面积实际产量T4处理比不施肥CK(T1)、单施化肥(T2)和单施肉蛋白生物有机肥(T3)处理分别增加了73.66%、17.49%、13.74%(P0.01);不同比例肉蛋白生物有机肥与化肥配施改善了胡麻品质,T4处理下胡麻含油率最佳,60%肉蛋白生物有机肥替代化肥(T5)的处理胡麻籽粒亚麻酸及亚油酸含量较高。综合考虑,30%肉蛋白生物有机肥替代化肥的效果最佳。