长期施肥条件下黄壤有机碳矿化对温度变化的响应

【研究目的】为了揭示长期施肥黄壤旱地有机碳矿化对温度的响应特征【方法】运用碱液吸收法，室内模拟不同温度（10℃、20℃）培养试验研究不施肥（CK）、施化肥（NPK）、单施有机肥（M）和有机无机配施（MNPK）对土壤有机碳矿化的影响。【结果】结果表明，在80天的培养中累积矿化量均为M>MNPK>CK>NPK，与长期施肥土壤SOC的含量变化趋势一致；C0/SOC（潜在矿化量/有机碳）在不同温度下均为NPK最高，除了M与MNPK未达到显著性差异，其余处理均达到显著性差异（p<0.05）；Q10范围是2.92~4.18。长期施有机肥（M、MNPK）的土壤的矿化受温度的影响显著高于长期单施无机肥和未施肥的土壤。【结论】有机无机配施（MNPK）、单施有机肥（M）的土壤对温度的响应特征显著高于单施化肥（NPK）和不施肥（CK）（p<0.05），揭示了长期施有机肥土壤有机碳对温度的响应特征。     

不同施肥模式对砂姜黑土团聚体特征及有机碳的影响

采集32年砂姜黑土长期定位试验不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(MNPK)和高量氮肥下有机肥与化肥配施(HMNPK)处理耕层土壤,研究砂姜黑土区麦玉轮作系统中总有机碳、团聚体组成及不同粒径团聚体中有机碳含量对长期不同施肥模式的响应。结果表明,长期不同施肥方式显著影响土壤不同粒径团聚体分布及其有机碳含量。有机肥施用对表层土(0—10 cm)1—0. 5 mm、0.5—0.25 mm干筛团聚体和< 0.25 mm微团聚体含量的提高有促进作用。耕层土壤水稳性团聚体主要分布在1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径中,施肥处理对各粒级水稳性团聚体含量没有显著影响。长期施肥显著提高了表层土1—0.5 mm和0.5—0.25 mm干筛中团聚体有机碳含量,HMNPK的增幅最高。施用有机肥对提高土壤水稳性团聚体有机碳含量有积极作用,尤其对1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径水稳性团聚体有机碳含量的提高有显著影响,且均为M处理提高幅度最大。砂姜黑土区麦玉轮作条件下,长期有机肥施用可提高砂姜黑土土壤总有机碳含量、中团聚体数量以及有机碳含量,有利于改善土壤物理性状、提升地力。     

长期施肥措施下潮土土壤碳氮及小麦产量稳定性的变化特征

研究了长期不同施肥方式对潮土区土壤有机碳、全氮含量的影响,以期为小麦高产稳产及培肥技术提供指导。以长期定位肥料试验为平台,选择4个处理:不施肥(CK)、氮磷钾化肥(NPK)、氮磷钾化肥配施有机肥(MNPK)、氮磷钾化肥配施秸秆还田(SNPK)。测定1990-2018年间土壤有机碳、全氮含量及小麦产量。结果表明,施肥处理下小麦产量总体表现为上升趋势,其中前18 a SNPK和MNPK处理小麦产量大体上低于NPK处理,后11 a SNPK和MNPK处理大体上高于NPK处理,分别提高8.90%,8.93%。与CK相比,NPK、MNPK、SNPK处理均增加产量的稳定性;在施肥处理中,SNPK处理产量可持续性指数最高,为0.66。拟合方程表明,农田基础地力每增加1 000 kg/hm~2,肥料贡献率降低14.35～19.57百分点。长期施肥能提高土壤有机碳、全氮含量,其中MNPK处理有机碳、全氮提升作用最明显,年均增幅分别为0.158,0.014 g/kg。土壤全氮含量与有机碳含量呈现正相关(R~2=0.620),有机碳含量每升高1 g/kg,土壤全氮含量增加0.078 g/kg。施肥可提高小麦产量,提升小麦产量稳定性和可持续性指数。在小麦-玉米轮作体系下,氮磷钾化肥配施秸秆还田最有利于维持可持续生产能力。氮磷钾化肥配施有机肥可有效提高土壤有机碳、全氮含量。在潮土区施有机肥及秸秆还田是提升土壤肥力和保障可持续利用的重要措施。     

施用有机肥和秸秆还田对东北苏打盐碱地水稻营养与食味品质的影响

采用田间长期定位施肥试验和实验室分析的方法,研究了苏打盐碱地稻田不同施肥措施对稻谷品质的影响。试验采用了不施肥对照（CK）、氮磷钾肥配施（NPK）、单施有机肥（M）、有机肥与氮磷钾肥配施（MNPK）和秸秆还田与氮磷钾肥配施（RNPK）共5种不同施肥处理。结果表明,4种施肥处理均较CK提高稻谷糙米率、精米率和整精米率,一定程度改善了加工品质;NPK与M处理提高了稻米外观品质,MNPK与RNPK处理使稻米外观品质有所降低;氮磷钾肥配施可以提高稻米蛋白质含量、含水量和稻米食味性。综合来看,盐碱地稻田短期内无法通过有机培肥来实现稻米品质提升,化肥合理配施应是盐碱地种稻初期阶段的重要培肥措施,盐碱地有机培肥和稻米品质提升是一个长期过程,有待进一步深入研究。     

黄土塬区施肥策略对大豆生物量分配及转化积累的影响

为明确化肥、有机肥、生物菌肥配施对黄土旱区大豆光合性能、生物量分配和产量的影响,试验以‘汾豆78号’为试材,化肥比例配施(N、NPK、2NPK)、化肥有机肥配施(NPK-O)、化肥生物菌肥配施(NPK-B)及露地施氮对照6个模式处理,解析叶片光合生理变化和生物量积累、分配规律与产量形成之间的关联机制。结果表明：（1）2NPK、NPK-O和NPK-B模式大豆开花期叶绿素含量、叶片光合及蒸腾速率提升1.8%~5.3%,叶片水分利用效率显著增加8.8%~19.3%;（2）NPK、NPK-O和NPK-B模式显著提升大豆结荚期茎、叶生物量19.9%~46.3%;（3）NPK、2NPK和NPK-B有效调控豆荚、籽粒间生物量转化,显著提升粒荚比、收获指数11.9%和19.6%;（4）化肥优化配施模式大豆产量平均增幅34.0%,而NPK-O平均增幅41.3%,NPK-B平均增幅36.8%。总之,化肥、有机肥、生物菌肥配施具备优化土壤水肥环境,有效调节大豆叶片光合性能和生物量分配,保证旱地大豆产量稳定提升的根本效能。     

有机无机肥配施对水稻产量、氮吸收利用和根系形态的影响

为解决化肥过量施用造成的资源浪费、环境污染和影响农业可持续发展的问题。本研究采用大田试验,设置PK（只施磷钾肥,对照）、NPK（常规施肥）、1/2NPKM（化肥减施50%配施有机肥）和M（单施有机肥）共4个处理,研究有机无机肥配施对水稻产量、氮肥利用率和根系形态的影响。结果表明：NPK处理和1/2NPKM处理比PK处理分别显著增产29.53%和27.58%,比M处理分别显著增产22.11%和20.28%;与PK处理相比,NPK处理水稻株高和穗长显著增加13.85%和8.17%,NPK处理和1/2NPKM处理有效穗数显著增加37.19%和26.18%,千粒重以M处理最高。各处理水稻干物质积累量和氮积累量均随生育期进行而增加,与M处理相比,1/2NPKM处理分蘖期、抽穗期和成熟期水稻干物质积累量依次显著增加36.34%、31.85%和22.50%,氮积累量依次显著增加68.24%、73.82%和46.67%,1/2NPKM处理分蘖期、抽穗期和成熟期氮肥利用率是M处理的6.74、5.01、8.61倍。不同施肥处理对水稻根系形态有显著影响,其中分蘖期1/2NPKM处理根长、根表面积和根体积较M...     

化肥配施有机肥对黑土肥力与春玉米产量的影响

探究化肥配施不同种类有机肥对黑土肥力及春玉米产量的影响,为保护好和利用好黑土地提供理论依据。基于田间定位试验,监测了单施化肥(NPK)、化肥配施玉米秸秆(NPK+ST)、化肥配施牛粪(NPK+NF)、化肥配施鸡粪(NPK+JF)和化肥配施猪粪(NPK+ZF)5个处理实施5 a后0～20 cm, 20～40 cm土层土壤有机碳、活性有机碳与速效养分含量、土壤酶活性及年际间玉米产量的变化。结果表明,与NPK处理相比,NPK+NF和NPK+ZF处理显著增加了0～20 cm土层土壤有机碳含量,增幅为11.5%,11.1%;化肥配施有机肥处理显著增加了0～20 cm土层活性有机碳含量,增幅为18.3%～39.2%;NPK+NF、NPK+JF和NPK+ZF处理显著增加了0～20 cm土层速效磷和速效钾的含量,增幅分别为1.19～3.02倍,14.0%～19.6%。NPK+ST、NPK+NF和NPK+ZF处理显著增加了0～20 cm, 20～40 cm土层土壤纤维素酶活性,增幅分别为15.7%～29.3%,19.4%～41.7%;NPK+JF和NPK+ZF显著增加了0～20 cm土层土壤脲酶活性,增幅分别为16.0%,12.1%;化肥配施有机肥处理显著增加了0～20 cm, 20～40 cm蔗糖酶活性和磷酸酶活性,蔗糖酶活性增幅为47.3%～126.0%,19.0%～31.4%,磷酸酶活性以NPK+ZF处理增加最突出。5 a间,化肥配施有机肥处理玉米平均产量较NPK处理增加4.82%～11.70%,以NPK+ZF处理增幅最高。因此,有机肥还田可有效改善黑土耕层土壤有机碳水平、养分供应能力及酶活性,随之玉米产量得以提升。     

潮土长期定位施肥对对小麦生理特性、产量及面粉品质的影响

在国家潮土肥力监测与肥料效益长期定位监测基地18年不同施肥制度的基础上,采用田间小区试验,研究了不同施肥处理对小麦生长、产量及面粉品质的影响.结果表明,在长期施用化肥处理的处理中,施用氮肥及与磷钾肥配施处理的叶片叶绿素含量明显高于对照和不施氮肥(PK)处理,其中以NP和NPK最高;长期施用有机肥和化肥配施处理中,以1....     

长期施肥处理对双季晚稻叶绿素荧光特征及籽粒产量的影响

研究施肥模式对水稻叶绿素含量及荧光参数的调节作用,对提高水稻光能利用效率及籽粒产量具有重要意义。本研究以水稻品种赣929为试验材料,比较长期定位施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)、等养分条件下70%氮磷钾肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%氮磷钾肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%氮磷钾肥配合施用70%有机肥(30F+70M)条件下水稻叶绿素荧光参数和产量变化特征。结果表明,水稻旗叶叶绿素含量从齐穗期到成熟期呈下降趋势,且表现为30F+70M50F+50M70F+30MNPKPK。水稻叶绿素荧光参数Fv/Fm随水稻生育期的推进呈降低趋势,其中PK处理Fv/Fm值最低,而施氮处理比不施氮处理Fv/Fm值增加了2.85%～4.18%。叶绿素荧光参数qL、ΦPSII在NPK处理中表现为齐穗期较高, 20 d之后显著降低;在50F+50M、30F+70M处理中表现为齐穗期较低, 20 d以后显著增加;在PK处理、70F+30M处理中一直处于较高水平。NPQ变化趋势与qL基本相反。ETR-PAR光响应曲线拟合结果表明, 70F+30M处理ETRmax、?和Ek值在齐穗期和20 d后值均最高。综合看来,等养分条件下配施30%有机肥具有最优的叶绿素荧光指标组合及籽粒产量;而配施超过50%有机肥由于前期热耗散增大使得用于光合作用的光能份额减少,而施用氮磷钾肥处理则由于后期的衰老使得光能利用效率下降。     

长期不同施肥对茶园土壤pH、茶叶产量可持续性和品质的影响

探索长期不同施肥模式下茶园土壤pH、茶叶产量和品质的变化及其影响因素,为茶叶的生产发展提供科学依据。结果表明：（1）长期不施肥,土壤pH稳定;产量前5年稳定,之后逐年下降,14后年产量仅为99.6 kg/hm²。（2）长期单施化肥,A层土壤pH降为pH 4.30,降低了0.30个单位,超出了茶树生长的最适范围pH 4.5~5.5;平均产量高于其他处理;咖啡碱含量显著高于其他处理。（3）长期单施有机肥,A、B层土壤分别为pH 6.14和pH 5.52,升高了1.54、0.83个单位,超出了最适范围;产量低于NPKM和NPK处理。（4）长期化肥配施有机肥,土壤pH基本稳定,在最适范围内;产量可持续性指数最高,较NPK、M、CK分别高出15.3%、48.8%、280.8%;春茶和秋茶总氨基酸含量均为最高,且显著高于M和CK,春茶的儿茶素较NPK、M和CK分别高2.2%、1.8%、32.%。上述结果表明,化肥配施有机肥,稳定了茶园土壤pH,保证了产量的可持续性,提高了茶叶的儿茶素、咖啡碱和总氨基酸含量,是普洱地区茶叶绿色发展值得推荐的施肥方式。     

长期不同施肥对黄潮土区玉米产量稳定性的影响

分析黄潮土区玉米产量稳定性对不同施肥方式的响应,为黄潮土区合理施肥管理、改善农田生态系统质量提供依据。以21年长期定位试验为研究平台,通过研究玉米的平均产量、产量年际波动及土壤养分状况对8种施肥方式(CK、N、NP、NPK、M、MN、MNP、MNPK)的响应,比较不同施肥方式下玉米产量稳定性的优劣及对土壤肥力的影响。结果表明:与CK处理相比,施肥处理产量均有显著增加。从21年产量平均值来看,以有机无机配施处理(MN、MNP、MNPK)平均产量最高,为7 240~7 503 kg/hm2;NPK处理次之,与当年CK处理相比,增产率为139.57%。N处理导致玉米产量变异系数(CV)偏高、可持续性产量指数(SYI)偏低,产量稳定性最低;有机无机配施处理的CV最低、SYI最高,产量稳定性最高,而M处理的产量稳定性和生产可持续性不及处理NPK。施肥处理肥料贡献率逐年递增,以有机无机配施处理贡献率最高,平均贡献率为59.59%~60.88%。在土壤养分方面,有机无机配施处理明显提高土壤全氮、有机质、有效磷、速效钾含量,且这些养分指标与玉米产量呈极显著正相关(P0.01)。因此,黄潮土区有机无机配施为最佳施肥方式,土壤养分供应较均衡,稳定性最佳,农田生态系统质量最优。     

长期不同施肥对农田土壤养分与微生物群落结构的影响

为了阐明长期不同施肥对土壤养分与微生物群落的影响及影响机理,以杭嘉湖平原典型稻麦轮作区长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)分析方法,研究了施用化肥(NPK)、秸秆(Straw)、栏肥(Manure)、化肥与秸秆配施(S+NPK)、化肥与栏肥配施(M+NPK)5种不同施肥方式对土壤主要养分指标与微生物量及微生物群落结构的影响,试验以不施肥处理为对照。结果表明,所有施肥处理均提高了土壤有机碳,其中秸秆与化肥配施、栏肥无论是单独施用还是与化肥配施所提高的有机碳含量均达到显著水平;施用化肥、有机肥、秸秆+化肥及有机肥+化肥均可在一定程度增加土壤氮、磷、钾养分。施用秸秆和栏肥显著提高了土壤中总PLFA、细菌、真菌、放线菌等含量以及微生物群落Shannon指数(P＜0.05),但施用化肥可引起土壤微生物量和多样性指数的下降。相关分析结果表明,土壤微生物PLFA含量及Shannon指数与土壤碳氮比呈显著正相关(P＜0.05)。典范对应分析结果表明,土壤有机碳含量(F=2.18,P=0.027)是影响微生物群落结构的主要环境因子。可得出结论,长期秸秆还田或施用栏肥可显著提高土壤微生物量并改变其群落结构,土壤有机碳含量及碳氮比对于土壤质量和肥力的提高具有至关重要的作用。     

长期施肥对褐潮土氮、有机质动态变化的影响

通过北京昌平“国家褐潮土土壤肥力和肥料效益监测基地”的长期定位试验（1991-2003年）,研究了长期施肥条件下对褐潮土氮、有机质动态变化的影响。结果表明：氮磷钾化肥配施有机物料提高耕层土壤全氮的效果最为明显,配施有机肥和秸秆处理分别比不施肥增加21.11%和14.35%,明显高于单一施用化肥。长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮磷钾配合也显著增加了土壤全氮含量,分别比对照增加10.03%,8.32%和8.40%,而磷钾配合降低了土壤全氮含量。土壤碱解氮含量仍然是氮磷钾配施有机肥或秸杆处理优于单施化肥,分别比对照增加34.97%和32.96%,长期单施氮肥,或氮磷配合,或氮钾配合,或氮磷钾配合,分别比对照增加17.26％,21.55%,23.83%和26.41%。配合施用有机肥处理耕层土壤有机质含量明显高于单施化肥处理;与不施肥比较,NPK＋秸秆以及NPK＋有机肥处理土壤有机质含量分别增加7.90％和14.56％,氮磷钾配合和氮磷配合分别比对照增加6.51％和5.89%,而单施氮肥仅增加2.56%。可见NPK平衡施用及其配施有机肥对增加土壤有机质含量具有重要作用。     

生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响

研究了生物炭与有机肥配施对土壤酶及其微生物生物量碳氮的影响,为黄褐土障碍因子改良及合理施肥提供参考。在等氮条件下设置了6 个施肥处理：不施肥(CK)、单施生物炭(B)、氮磷钾配合施用(NPK)、氮磷钾+生物炭(NPK+B)、氮磷钾+有机肥(NPK+M)、氮磷钾+有机肥+生物炭(NPK+B+M)。采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法和化学分析法分别对土壤微生物量碳氮、酶活性和土壤化学性质和作物产量进行测定分析。结果表明：在黄褐土条件下,生物炭与有机肥处理均能显著提高土壤脲酶活性和土壤微生物生物量碳、氮含量,其中以NPK+M+B处理效果最好。有机肥能够促进β-葡萄糖苷酶酶活性,而生物炭与其作用相反。土壤微生物量碳氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶与产量之间存在显著或极显著正相关关系。本试验条件下,生物炭与有机肥的添加能够提高土壤酶活性,提高土壤有机碳和全氮含量,以NPK+B+M处理对酶活性提升效果最好。     

施肥对马铃薯农田土壤水分时空变化及产量的影响

为探讨施肥与马铃薯田土壤水分时空变化和产量的关系,采用随机区组设计,在定位施肥条件下,研究了有机肥+氮磷钾（MNPK）、有机肥（M）、氮磷钾（NPK）、氮磷（NP）、氮钾（NK）、磷钾（PK）、不施肥对照（CK）对马铃薯田土壤水分含量时空变化及马铃薯产量的影响。施肥量为腐熟羊厩肥22 500kg/hm ²、N 150kg/hm ²、P₂O₅75kg/hm ²、K₂O 270kg/hm ²。结果表明：不同施肥处理各土层土壤含水量随着马铃薯生育期的推进均呈现波动变化;生育期土壤剖面含水量呈现“?”形变化趋势,20~40cm土层为最大蓄水层和耗水层。NPK、MNPK、M处理土壤含水量显著高于NK、NP、PK和CK,说明施用有机肥或氮磷钾化肥配施均能提高土壤持水性能。两年平均产量以M处理最高,其次是NPK处理,再次是MNPK处理;商品薯率也以NPK、M和MNPK处理较高;单株结薯数以M、PK、MNPK、NPK处理较高,NK和CK处理较低。研究结果表明,缺乏磷、钾较缺乏氮素对马铃薯产量、商品薯率、结薯数的影响更为严重。