添加生物黑炭对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响

为了寻找一种既能使作物高产、优质又环境友好的施肥模式,在天然降雨条件下,通过田间小区试验,研究了5种不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响。结果表明:与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施和有机无机肥配施对玉米产量无明显影响,有机无机肥配施添加生物黑炭可使玉米产量显著提高21.14%;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可提高粗蛋白含量和氮、磷肥利用率,其中对粗蛋白含量提高幅度为12.14%~19.64%,并以有机无机肥配施添加生物黑炭对其提高幅度最大;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著减少氮、磷径流损失量,降幅分别为30.47%~59.69%和12.08%~31.22%,其中,有机无机肥配施添加生物黑炭的氮素径流损失降幅最大,生物黑炭与化肥共施的磷素径流损失降幅最大。因此,从提高玉米产量、品质,氮、磷肥利用率以及减少土壤氮、磷径流损失的角度综合考虑,在旱地作物种植施肥模式中推荐有机无机肥配施添加生物黑炭施肥模式。     

施肥模式对双季稻产量、养分吸收及经济效益的影响

水旱轮作田间定位试验条件下研究了连续4年（20052008）不同施肥模式对双季稻产量、养分吸收及经济效益的影响。结果表明,氮磷钾肥配施能显著提高水稻产量,长期有机无机肥配施增产效果明显。定位4年后,有机无机肥配施处理早稻和晚稻平均产量分别比未施肥处理增产135%和130%。随着产量的增加,稻草与稻谷中氮、磷和钾养分吸收量呈增大的趋势,表明水稻植株养分吸收量与稻谷产量呈显著正相关。不同施肥模式显著影响水稻稻草、稻谷中的氮、磷、钾养分含量。氮磷钾肥配施处理,特别是有机无机肥配施处理稻谷的养分吸收量最高,在土壤中的氮、磷盈余也最少。肥料配施虽增加了支出,但提高了经济产出,其纯收益相对较高,以有机无机肥配施处理的纯收益最高。双季稻生产实践中,有机无机肥配施模式值得推荐且需合理增施磷、钾肥。     

江西进贤水田长期施肥模式对水稻养分吸收利用的影响

利用江西进贤26年的长期定位试验,研究了不同施肥模式下水稻不同器官养分分配及其与土壤养分的关系。结果表明：长期施用化肥对土壤有机C含量没有显著影响,但显著提高了土壤中有效养分含量;有机无机肥配施显著提高土壤有机C和有效养分含量。水稻各器官对N、P、K的吸收存在明显差异,籽实中N、P的吸收量占总吸收量的比例分别为56% ~ 73%和65% ~ 85%,K的吸收则主要集中在秸秆（49% ~ 60%）。籽实产量与N、P施肥量显著相关,施肥对根茬生物量的影响比对籽实、秸秆的影响更明显;土壤养分状况显著影响水稻籽实、秸秆与根茬的生物量。N、P、K化肥的均衡施用及有机-无机配施提高了水稻籽实产量,其中NPK+OM处理籽实产量最高,较对照增产73.4%,2NPK与NPK处理分别增产59.5% 和35.2%;配合施肥可以提高肥料表观利用率。水稻籽实、秸秆与根茬产量受土壤性质的影响显著,全P、速效P及碱解N与水稻总生物量极显著相关（相关系数分别为0.89,0.98和0.95）。     

不同比例有机肥替代化肥对水稻产量和氮素利用率的影响

在江西双季稻区进行30 a的田间定位试验,比较不施氮肥(CK)、施用化肥(NPK)、等养分条件下70%化肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%化肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%化肥配合施用70%有机肥(30F+70M)施肥条件下水稻产量、氮素吸收、氮素利用率的变化。结果表明:与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理能显著提高30 a双季稻平均产量(P0.05),增产幅度在2.47%～5.73%,其中30F+70M处理产量最高,且不同比例有机无机肥配施处理之间有显著差异,30F+70M处理显著高于50F+50M处理(P0.05)。在不同时间段,不同有机无机肥配施处理产量表现不同,低量有机肥配施处理在试验前期具有明显的增产优势,高量有机肥配施处理在试验中后期增产效果明显。与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理30 a平均吸氮量无显著差异,不同施肥处理每生产1 t籽粒对氮素的需求不同,有机无机肥配施处理(20.57～20.94 kg)低于NPK处理(21.77 kg),其中30F+70M、70F+30M处理具有较高的氮素生产效率。有机无机肥配施处理30 a平均氮肥吸收利用率与等养分条件下NPK处理无显著差异,但氮肥生理利用率显著提高。有机无机肥配施能提高双季稻产量、氮素利用效率,不同肥力水平稻田应选择适合的比例,中低肥力水平稻田以30%有机肥配施较为合适,而高肥力水平稻田宜选择50%、70%有机肥配施较为合适。     

控释肥对稻草覆盖红壤花生产量及土壤有效氮平衡的影响

采用田间试验研究了稻草覆盖等量施肥条件下,配施控释肥(controlled release fertilizer,CRF)20%(MF20)、40%(MF40)、60%(MF60)、传统一次施肥(MF0)、不施肥(CK1)以及无覆盖分次施肥(CK2)对花生产量、氮素吸收利用及土壤有效氮平衡的影响。结果表明:在一次性施肥条件下,配施20%控释肥(MF20)处理,花生产量最佳,达到分次施肥产量水平,过多配施控释肥将影响产量;氮素表观利用率随控释肥配施比例的增大先增加后降低,MF20处理氮肥表观利用率最高(57.39%),分别较MF0和CK2处理增加20.94%和3.84%。MF20处理氮肥农学利用率、偏生产力、氮素吸收效率以及花生吸氮量均最高,但随着控释肥配施比例的增加均呈降低趋势,而氮素表观损失率的变化趋势相反。土壤氮盈余则随着控释肥比例增大而明显增加。综合有效氮平衡,本试验的土壤条件下,减氮施肥技术对挖掘花生自身固氮潜力、提高肥料利用率、保证红壤区花生高产稳产等具有重要的意义。     

有机无机肥配施对我国主要粮食作物产量和氮肥利用效率的影响

  【目的】  近年来，化肥的投入使我国作物单位面积产量的大幅提高，但是化肥的过量施用也导致了土壤及生态环境一系列的问题。此外，我国有机物料的种类与数量不断丰富，而循环利用率较低，因此，开展有机物料农田投入对作物增产和氮肥替代能力的研究十分重要。  【方法】  本研究基于文献查阅，收集并整理了我国三大粮食作物 (小麦、玉米、水稻) 在不同施肥处理 (不施肥对照、化肥、有机肥、有机无机肥配施) 下的相关试验数据 (试验年限 ≤ 5)，旨在比较不同施肥处理下三大粮食作物的产量差异，并明确化肥与有机无机肥配施处理下的氮肥用量及氮肥利用效率。  【结果】  化肥、有机肥和有机无机肥配施处理较对照分别增产58.7%、32.1%和61.8%；与化肥处理相比，有机肥处理的作物产量无显著变化，而有机无机肥配施处理显著提高作物产量 (7.4%)，且不同的作物类型均表现出相似的规律。对同时设置对照、化肥、有机肥、有机无机肥配施4个处理的试验数据进行统计分析表明，4个处理的作物平均产量分别为4778、7000、6009和7422 kg/hm2。与对照相比，施肥显著提高了作物产量，化肥和有机无机肥配施处理间无显著性差异，但均显著高于有机肥处理。同时，研究发现不同处理的作物产量会受到作物类型、有机物料种类的影响。从氮肥施用总量分析，有机无机肥配施处理的化肥氮用量在小麦、玉米试验中与化肥处理基本相等，在水稻试验中则显著降低。总体来看，有机无机肥配施的氮肥偏生产力较化肥处理平均显著提高了32.5%，在小麦、玉米、水稻上，氮素偏生产力由化肥处理的35.0、45.2、42.8 kg/kg分别增加到有机无机肥配施处理的45.2、60.6、56.4 kg/kg。不同有机物料替代化肥提高氮肥偏生产力的潜力不同，秸秆还田、农家肥与化肥配施处理中，化肥氮用量未发生显著变化，而氮肥偏生产力显著提高9.4%、71.7%；配施堆肥的化肥氮用量也无显著降低，氮肥偏生产力较化肥处理没有明显提高；配施沼渣的处理中，氮肥用量显著降低，氮肥偏生产力显著提高 90.3%。  【结论】  综合我国历年田间试验中有机无机肥配施和化肥处理的结果，表明适宜的化学氮肥投入是保证我国小麦、玉米和水稻产量的重要措施。在当前我国土壤肥力条件下，在不减少化肥氮用量的前提下配施有机物料，可以进一步增加产量，提高土壤肥力。在总氮量不变的情况下，以有机物料替代部分化肥氮可以保证粮食产量不降低，且可提高氮肥偏生产力。在有机物料中，粪肥和沼渣替代部分化肥的效果较好，而配合秸秆还田应注意维持化肥氮素的投入量。     

太湖地区稻麦轮作系统不同氮肥管理模式对麦季氮素利用与流失的影响研究

通过对施氮管理模式的调整,研究太湖流域稻麦轮作系统不同模式下麦季氮素利用率以及土壤中氮素迁移对水体中氮的影响。试验设置6个处理：农户施肥处理、化肥减量处理、稻季按需施肥处理（麦季同化肥减量处理）、新型肥料处理、有机无机配施处理以及无氮处理。结果表明：有机无机配施处理在麦季持续减少25%施氮量的情况下不会影响产量及作物地上部分氮素总积累量,且氮素表观利用率显著高于其他处理,麦季径流与渗漏损失量主要受施氮量的影响,NO3-N是损失的主要形态;减氮处理可较农户处理降低7.7～12.0kg·hm-2的氮素流失;麦季有机无机配施减量处理,能够保证作物产量与氮素吸收并且有效降低氮素的流失,具备可持续性发展的前景。     

有机无机肥配施对玉米-豇豆种植系统土壤N2O排放的影响

在等施氮量条件下,比较有机肥与无机肥施用后旱地玉米-豇豆复种系统土壤硝化与反硝化作用、N_2O排放与作物产量的变化,有助于正确认识肥料施用对N_2O排放的影响,为制定大田合理的丰产减排措施提供理论依据。本研究通过田间试验,利用静态箱技术和BaPS气压过程分离技术研究了不同肥料类型处理(无机肥、有机肥、有机无机肥配施)下玉米-豇豆种植系统土壤N_2O排放、硝化与反硝化作用的变化特征。结果表明:1)相对于单施无机肥或有机肥,有机无机肥配施可显著降低土壤硝化作用速率;在玉米生长季,有机无机肥配施处理平均土壤硝化作用速率分别比化肥和有机肥处理显著降低了28.74%和13.96%,豇豆生长季显著降低了24.66%和13.28%。土壤反硝化作用速率在各施肥处理间差异不显著。2)有机无机肥配施显著降低土壤N_2O排放;在玉米生长季,有机无机肥配施处理分别比无机肥处理和有机肥处理显著降低33.44%和32.29%,在豇豆生长季分别显著降低27.00%和15.14%。3)相关分析表明,土壤N_2O排放与硝化作用速率呈极显著相关,而与反硝化作用速率呈不显著相关。4)有机无机配施处理玉米和豇豆产量最高。因此,有机无机肥配施能有效降低玉米-豇豆系统土壤N_2O排放和提高作物产量,是一项丰产低N_2O排放的施肥技术,但长期有机无机肥配施对土壤N_2O排放和作物产量的影响还需要进一步研究。     

应用DNDC模型分析东北黑土有机碳演变规律及其与作物产量之间的协同关系

【目的】探索长期不同施肥方式下土壤有机碳的动态变化及其与作物产量之间的耦合关系，以期为东北地区黑土耕地资源的持续利用与管理提供科学依据。 【方法】基于黑土区国家土壤肥力与肥料效益监测网站公主岭监测基地的23年长期定位试验数据，选取不施肥（CK）、单施氮磷钾肥（NPK）、无机肥配施低量有机肥（NPKM1）、1.5倍的无机肥配施低量有机肥[1.5（NPK）M1]、无机肥配施高量有机肥（NPKM2）和无机肥配施秸秆（NPKS）6个处理进行土壤有机碳和产量的分析，将数据用于DNDC模型验证，并对6种施肥处理在未来气候下（40 a）黑土有机碳的演变进行模拟。 【结果】试验监测结果表明:从1990~2012年的土壤有机碳数据分析得出，长期不施肥土壤有机碳从12.49 g/kg以年均0.69%的速率下降，有机无机配施可以提升土壤有机碳含量。DNDC验证结果如下:DNDC验证土壤有机碳时各处理的相对均方根误差（RMSE）为14.98%~37.91%，验证作物产量时各处理的RMSE为8.28%~11.19%，说明模型能够基本反映长期不同施肥下的作物产量和土壤有机碳的变化。未来气候下的模拟结果表明:CK和NPK处理土壤有机碳在未来40年里分别下降16.67%和11.21%。而3个化肥有机肥配施处理在未来40年呈稳定增长态势，NPKM1、1.5（NPK）M1和NPKM2处理的土壤有机碳将分别增加13.65%、15.74%和15.84%，以1.5（NPK）M1增势最为显著。NPKS处理的有机碳相对初始略有增加。当施氮量从160 kg/hm2增至320 kg/hm2时，土壤有机碳每增加1.00 g/kg，作物产量的增加量从44.48 kg/hm2下降至15.95 kg/hm2。 【结论】从长期实测数据的分析和DNDC模型模拟得出，实施秸秆还田和有机肥配施无机肥能有效持续增加SOC含量，并能获得较高的作物产量。在施氮量160~320 kg/hm2水平下，作物产量随着土壤有机碳含量的增加而升高，且土壤有机碳含量对产量的提升幅度随着施氮量的升高而降低。     

有机肥无机肥配施对稻田氨挥发和水稻产量的影响

在南方红壤区双季稻田进行田间试验,研究等氮、磷、钾量条件下,有机无机肥配施对稻田氨挥发及水稻产量的影响。结果表明,有机无机肥配合施用能显著地降低稻田氨挥发,减少氮素损失,提高氮肥利用率。单施化肥(尿素),其氨挥发损失达37.8%,而单施有机肥和有机无机肥各半配合施用,氨挥发损失分别为0.7％-1.0％和7.2％-18.2％。田间氨挥发持续的时间,早稻约在施肥后20d,晚稻为9-10d。虽然有机无机肥各半配合施用的水稻产量与单施化肥的相近,均比对照提高约70％,但前者的氮损失少,其氮肥利用率为34.9％,高于化肥处理(33.2％)和有机肥处理(28.0%)。有机无机肥配合施用对提高水稻产量和降低氮肥环境负效应的综合效应最佳。     

猪粪沼液施用对稻、麦产量和氮磷吸收的影响

在江苏太湖稻麦轮作区,开展了连续2年不同沼液替代化肥比例及沼液基追比的等氮田间试验,结果表明:单施化肥处理(NPK)及沼液化肥配施处理水稻、小麦生物量及产量均显著高于无肥对照,各处理以75％沼液替代比例分3次施入(N75％)处理的水稻生物量和产量为最高,其生物量及产量分别比单施化肥处理提高2.7％和7.5％;而小麦生物量和产量以50％沼液替代比例(N50％)处理最高,其生物量和产量比单施化肥处理分别提高15.9％和7.8％.沼液化肥配施对稻麦的增产作用主要体现在提高水稻与小麦总穗数及穗粒数上;各处理水稻、小麦的氮素累积量和氮素当季表观利用率分别以75％(N75％)和50％(N50％)替代比例为最高;在50％～ 100％替代比例内沼液分次施用,水稻、小麦氮肥农学效率、偏生产力都高于化肥处理.水稻、小麦不同器官的氮分配比例显示,沼液配施化肥促进氮素向籽粒转移;相同沼液替代比例下,沼液分次施用水稻、小麦的产量、氮素累积量及氮素利用率均较基肥一次性施入高.稻、麦根、叶部磷含量分别以N75％和N100％处理最高.以上表明稻麦配施50％ ～ 75％的沼液分3次施用,可获得与纯化肥处理相当的产量,且在一定程度上提高稻麦氮素利用率.     

不同施肥模式对南方黄泥田耕层有机碳固存及生产力的影响

【目的】探讨南方丘陵黄泥田不同施肥对耕层土壤有机碳固存及生产力的影响,促进区域农田固碳减排和作物高产。【方法】基于32年的长期定位试验,研究不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+牛粪(NPKM)、化肥+全部稻草还田(NPKS)处理下,历年水稻产量、代表性年份耕层土壤有机碳含量及固碳速率的变化。【结果】NPK、NPKM、NPKS处理下水稻历年平均产量分别较CK高67.1%、88.1%和84.2%,差异显著,且NPKM、NPKS处理与NPK处理间亦具有显著差异。NPK、NPKM与NPKS处理耕层土壤有机碳历年平均含量比CK高8.9%~36.8%其中NPKM最高且亦显著高于NPKS与NPK处理。与初始土壤相比各处理有机碳含量增加1.84~5.26g/kg。以每10年为评价周期,NPKM、NPKS处理的固碳速率与CK及NPK差异均显著,其中双季稻年份NPKM与NPKS处理固碳速率分别是CK的2.38倍和1.98倍,是NPK处理的1.59倍与1.32倍但NPK处理与CK间差异不显著。稻田系统年均有机碳输入与有机碳固存间存在极显著幂函数关系,施肥土壤有机碳含量变化与籽粒产量变化间亦呈极显著正相关。【结论】南方黄泥田化肥配施有机肥或配合秸秆还田较单施化肥稳步提升水稻产量。长期不施肥土壤有机碳仍可维持低幅度增长,随着土壤有机碳含量升高,固碳效率逐步降低。化肥配施有机肥或配合秸秆还田较单施化肥明显提高了土壤的固碳速率二者均是提高黄泥田生产力与固碳能力的双赢措施。     

均衡施肥对滩涂盐碱农田稻麦轮作系统土壤养分与作物生长和养分吸收的影响

以耐盐小麦和水稻为材料,研究了滩涂盐碱地养分均衡对轮作稻麦生长和养分吸收的影响。试验设不施肥(CK)、常规施肥(TF)、中量元素肥料+常规施肥(TS)、螯合态微量元素肥+常规施肥(TM)和中量元素肥料+螯合态微量元素肥料+常规施肥(TSM)5个处理。结果表明:(1)大量元素方面,小麦季TSM处理显著提高了土壤碱解氮和速效钾水平,分别较TF处理增长23.22%和7.10%;水稻季TSM处理土壤有效磷和速效钾显著提高,较TF处理分别提高19.78%和7.44%;稻麦轮作体系均衡施肥(TSM)显著降低了土壤含盐量,由3.09 g/kg土降为1.88 g/kg土;(2)中微量元素方面,小麦季TSM处理显著提高了土壤S、Fe含量,分别较TF处理增长了196.3%、13.75%;水稻季TSM处理土壤Si、Ca、Fe、Mn含量较TF处理显著提高,分别增加了27.42%、11.60%、12.05%、16.20%;(3)TSM处理小麦和水稻生物量明显提高,较TF处理增长了19.47%和20.12%,且TSM处理较TF处理作物养分含量显著提高(P0.05);(4)施肥处理明显提高了稻麦植株中各营养素的积累,作物产量增加,TSM处理小麦和水稻较CK分别增产了14.37%和46.46%,与TF处理相较,小麦增产7.55%,水稻增产效果不显著。综上所述,均衡施肥有效提高了养分库容和养分利用效率,促进了盐碱地轮作稻麦生长和产量形成。因此,在常规施肥的基础上配施中微量元素肥料作为优选的均衡施肥模式可作为滩涂盐土粮食轮作区主要施肥模式加以推广应用。     

我国北方立体种养殖稻田氮素利用率研究

针对目前我国北方地区农业面源污染严重、氮肥利用率低的现象,选择北方典型稻区——天津市宝坻水稻种植区为研究区,以整个稻田生态系统为基本研究单元,建立氮素输入和输出模型,并以水稻普通种植模式(CK,水稻单作)为对照进行田间试验,研究水稻立体种养殖模式(RF,水稻-鱼-虾-蟹共作+田埂+沟渠)氮素的吸收利用率。结果表明,两种水稻种植模式氮素的输入主要来自灌溉、施肥和降雨,其中RF输入氮肥128.25 kg(N)·hm-2,与CK相比减少11.75 kg(N)·hm-2,与南方种植水稻地区相比,氮肥施用量减少14%~52%,RF从源头减少氮素输入,降低了营养元素流失风险。CK氮素的输出主要包括土壤固定、氨挥发、侧渗流失和水稻吸收,RF与CK相比,氮素的输出还包括鱼虾蟹的吸收,由于RF特殊的田埂-沟渠生态净化系统,通过侧渗损失的氮素(以NO3--N为主)较CK减少9.33 kg(N)·hm-2。试验期间,RF和CK氨累积挥发量分别为8.91kg(N)·hm-2和21.54 kg(N)·hm-2,RF氨挥发速率为6.9%,比CK低8.5%,比全国平均水平低10.3%;收获期,RF与CK相比,水稻产量增加6.65%,表明稻田养殖鱼虾蟹不会降低水稻产量。RF氮素利用率为64.3%,比CK高19.7%,既实现了水稻丰产,又减少了氮素流失。因此,在满足水稻灌溉需求的北方地区,可以开展水稻立体种养殖模式,以控制北方地区农业面源污染。     

水稻强化栽培下不同氮肥管理对产量与氮素利用的影响

以籼型单季超级杂交稻中浙优1号为材料,研究水稻强化栽培氮肥管理对产量与氮素利用率的影响。结果表明:水稻强化栽培与常规栽培对照比较,增产达11.1%-15.2%,氮肥回收率比对照高5.3%~26.9%,农学利用率比对照高67.2%~92.2%,生理利用率比对照高6.0%~80.5%。因此,在水稻生产上应用水稻强化栽培可以提高氮肥的利用,降低氮肥在环境中积累及对环境造成污染。此外,本文对水稻强化栽培下氮肥管理的高产机理进行了探讨。     

不同轮作模式下基于机插粳稻稳产和氮肥高效的氮肥运筹方式

  【目的】  研究不同旱作茬口对水旱轮作系统中机插粳稻生长和产量的影响，探索不同轮作模式中机插粳稻氮肥减施方式，实现减肥不减产、节约成本、减少环境污染的目标。  【方法】  在云南省保山市隆阳区选择油菜–水稻、小麦–水稻和蚕豆–水稻3种主要轮作模式，以当地主推的粳稻品种隆科16号为试材，设置6个穗肥氮素用量 (N 0、90、120、150、180和210 kg/hm2) 处理，分别以N0、N90、N120、N150、N180、N210表示，按6∶4的比例用作促花肥和保花肥，并以当地高产施氮技术处理 (共施N 285 kg/hm2，基肥、蘖肥、促花肥和保花肥各1/4) 为对照 (CK)，研究了机插粳稻产量及其构成因素和氮素吸收、运转及利用效率。  【结果】  前茬为油菜的稻田土壤含氮量最高，其次为小麦茬，最低的为蚕豆茬。3种轮作模式下，不同穗肥施用量间水稻产量和氮素利用效率差异达到极显著水平。相同氮素用量下，油菜茬口水稻的产量、氮素吸收量和氮肥表观利用率最高，其次是小麦茬口，最低的是蚕豆茬口。3个轮作茬口下，两年平均水稻产量均以N 180 kg/hm2处理最高，与CK相比，在施N减少36.84%的情况下，油菜和小麦茬口的稻谷产量基本保持稳定，蚕豆–水稻模式稻谷增产3.94%。但第二年继续同样处理，油菜、小麦和蚕豆茬口的水稻平均产量分别减少1.07、0.30和0.29 t/hm2。只施穗肥氮可增加水稻的有效穗，虽然有效穗的增加量略低于对照，但总颖花量与对照差异不显著。油菜–水稻模式中穗肥用量为N 180 kg/hm2的处理氮肥农学利用率最高。  【结论】  在水旱轮作系统中，油菜茬口残留的肥力要高于小麦和蚕豆茬口。小麦–水稻和蚕豆–水稻轮作，两年内水稻可不施基肥和分蘖肥，只施N 180 kg/hm2作穗肥，按促花肥∶保花肥为6∶4的比例施用，能够实现减肥不减产的目标。而油菜–水稻轮作体系采用此施肥方法，减氮效果明显，但持续减氮栽培可能会大幅降低水稻产量。     

长期施肥稻田土壤基础地力和养分利用效率变化特征

【目的】 研究长期不同施肥措施对土壤基础地力和氮磷钾养分吸收利用效率的影响，探明土壤基础地力和氮、磷、钾养分吸收利用效率的相互关系。 【方法】 采集双季水稻种植制度下 33 年长期定位施肥试验的不施肥 (CK)、施氮磷钾肥 (NPK) 和氮磷钾肥配施稻草 (NPKS) 3 个处理的土壤，设置施肥与不施肥盆栽试验，监测水稻产量、土壤基础地力产量和基础地力贡献率、水稻氮磷钾养分吸收量、氮磷钾养分利用效率，分析氮、磷、钾利用效率对土壤基础地力贡献率的响应。 【结果】 早晚稻土壤基础地力产量和基础地力贡献率三个处理土壤大小顺序均为 NPKS > NPK > CK，NPKS 处理土壤早晚稻两季平均基础地力产量和基础地力贡献率较 CK 处理土壤分别增加 113.8% 和 93.7%，NPK 处理分别增加 100.7% 和 81.9%。在同一施肥水平条件下，早、晚稻均以土壤基础地力较高的 NPKS 处理氮、磷、钾肥偏生产力，土壤养分依存率，氮、磷、钾素收获指数较高，氮、磷、钾肥回收利用率，肥料农学效率，肥料对产量的贡献率则较低。回归分析表明，氮、磷肥回收利用率，氮、磷、钾肥农学效率，氮、钾素生理利用率均随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著降低；氮、磷、钾肥偏生产力，氮、磷、钾素土壤依存率随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著提高。 【结论】 长期施氮磷钾肥或长期氮磷钾肥配施稻草均能提高土壤基础地力，以长期氮磷钾肥配施稻草的效果更显著。在较高基础地力土壤上生产，可以在保证作物高产稳产的情况下实现减量化施肥，实现农业生产的可持续性。      

西南黄壤性水稻土长期不同施肥模式下作物产量及氮肥利用率演变特征

为了解西南黄壤性水稻土长期施肥效应,通过连续19年长期定位试验,分析了西南黄壤性水稻土单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥和1/2化肥配施(0.5MNPK)、全量有机肥和全量化肥配施(MNPK)4种施肥模式对作物产量、氮肥利用率的影响及变化特征。结果表明:长期施用化肥或有机肥可显著增加作物产量,NPK、M、0.5MNPK、MNPK比CK分别显著增产56.2%、57.8%、65.0%、74.0%;各施肥处理氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥内部利用率(IE_N)、氮肥回收利用率(RE_N)、氮肥累积利用率(ARE_N)分别为10.9~20.7kg·kg~(-1)、44.7~53.8 kg·kg~(-1)、13.6%~19.6%、12.0%~16.9%,均以0.5MNPK最高,MNPK最低,高量氮肥施用导致氮肥利用率较低;长期单施化肥处理氮肥利用率随时间保持持平或呈下降趋势,施用有机肥的各处理氮肥利用率随时间呈显著上升趋势,尤其是氮肥累积利用率呈极显著上升趋势。长期施用有机肥尤其是有机无机配施作物产量稳定且氮肥利用率稳步提高。因此,常年高量施氮的黄壤性水稻土可适量减少氮肥用量,相应的进行有机无机肥料的合理配施是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。     

Improvement of phosphorus uptake, phosphorus use efficiency, and grain yield of upland rice (Oryza sativa L.) in response to phosphate-solubilizing bacteria blended with phosphorus fertilizer

Phosphorus (P) limitation in soil is a major concern for crop productivity. However, the use of chemical fertilizer is hazardous to the environment and costly. Therefore, the use of phosphate-solubilizing bacteria (PSB) is an eco-friendly approach for a sustainable agricultural system. In the present study, a field trial was conducted for two consecutive years to study the effects of three PSB strains isolated, Bacillus licheniformis, Pantoea dispersa, and Staphylococcus sp., with different P fertilizer rates on P uptake, P use efficiency (PUE), and grain yield of rice. The activities of soil enzymes were also studied in relation to PSB treatments. Comparative analysis of the yield and biochemical parameters revealed that inoculation of PSB consortium could reduce almost 50% of the recommended P dose in rice cultivation. Three PSB strains in combination with 50% P dose was most effective and showed the highest increases in P uptake and PUE as compared to the uninoculated control. Moreover, the PSB consortium combined with 50% P dose contributed to 50.58% and 35.64% yield increases compared to the uninoculated control for 2018 and 2019, respectively. Significant increases in the activities of soil dehydrogenase, alkaline phosphatase, and acid phosphatase were also recorded under PSB treatment.     

长期施肥下我国水稻土基础地力变化趋势

【目的】水田具有较好的水热稳定性,且基础地力对水稻产量的贡献大,所以水稻土基础地力高低是保证水稻高产稳产的重要指标。研究长期不同施肥下我国不同区域水稻土基础地力的变化态势及其特征不仅为水稻土的农业可持续生产提供理论依据,还为评价和建立长期合理的施肥模式提供数据支持。【方法】以不施肥处理(CK)的水稻产量表征其基础地力,以不施肥产量与常规施肥(施氮、磷、钾肥,NPK)产量的比值作为基础地力贡献率,分析了我国7个水稻连作或稻麦轮作农田生态系统下长期施肥稻田的基础地力和基础地力贡献率随时间的变化趋势和特征,比较了不同地点及不同轮作方式的差异探讨了基础地力贡献率与水稻产量及其相关指标的关系。【结果】长期不施肥水稻产量随时间的变化总体上较稳定,平均变化速率仅为-0.3 kg/(hm~2·a)。不同水稻土类型间差异大红壤水稻土基础地力易呈下降趋势而紫色水稻土较稳定。不同轮作方式上,晚稻和单季稻的不施肥产量随时间呈上升趋势,分别增加1.6和29.2 kg/(hm~2·a),而早稻不施肥产量呈逐年下降趋势,平均下降20.0kg/(hm~2·a)。同一区域的试验点,白沙(BS)和望城(WangC)不施肥的水稻产量逐年下降速率最大,下降值达47~82kg/(hm~2·a);而南昌(NC)的早晚稻、武昌(WuC)和遂宁(SN)的单季稻均呈逐年上升的趋势,上升速率达44~81 kg/(hm~2·a)。水稻多年(20年)平均基础地力贡献率较高(各地变化幅度42%~68%,平均值为59.7%)其中早稻、晚稻和单季稻分别为55.1%、67.1%和54.9%。基础地力贡献率与不施肥的产量可持续性指数(SYI)间呈显著的正相关关系(r=0.655,n=13)。7个试验点的多年施肥处理水稻平均产量为5100 kg/hm~2,显著高于不施肥产量(2911 kg/hm~2),多年施肥措施对水稻产量的贡献率为40.3%。【结论】长期不施肥晚稻和单季稻产量稳定或有上升趋势而早稻产量不稳定,部分呈显著下降趋势,其变幅大小与水稻土类型有关,其中红壤水稻土的早稻产量易呈下降趋势而紫色水稻土的最稳定;施肥条件下各试验点水稻产量随时间变化较稳定。从长期角度而言,提高南方水稻土基础地力是提升其产量可持续性的有效途径之一。