施肥对砂姜黑土基础肥力及强筋小麦产量、品质的影响

为探讨不同施肥方式对砂姜黑土的培肥效果和不同土壤基础肥力水平对优质强筋小麦产量及品质的影响,在22年长期定位试验的基础上,研究了不同施肥方式下砂姜黑土基础肥力的变化,并分析了土壤主要养分性状与强筋小麦产量和品质的关系.结果表明,长期单施有机肥或有机肥与化肥配合施用均能较单施化肥处理显著提高土壤全氮、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾的含量;同一施氮水平,有机肥与化肥配施处理的基础肥力产量(不施肥时的产量)较单施化肥的高2715.0kg·hm-2.土壤有机质、全氮、全磷及速效磷含量与籽粒产量、蛋白质、湿面筋和沉降值均呈正相关.有机肥与化肥配施不仅是培肥地力的主要途径,同时还是确保优质小麦保优栽培,实现可持续发展的有效措施.     

长期施肥砂姜黑土微生物学特征差异及评价

【目的】作为安徽省主要中低产土壤类型之一,砂姜黑土不良属性严重制约旱地粮食作物稳产增产,因此本研究利用长期定位试验研究砂姜黑土微生物特征对不同施肥模式的响应,为改善砂姜黑土生态功能、提高地力可持续性等提供理论依据。【方法】基于安徽省杨柳长期定位试验(始于1981年),研究5种施肥模式不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(等氮)(MNPK)、有机肥与化肥配施(高氮)(HMNPK)砂姜黑土耕层土壤可培养微生物数量、微生物生物量及酶活性等微生物学性状的变化规律,并通过主成分分析方法对不同施肥模式下的土壤微生态进行综合评价。【结果】与不施肥相比,长期施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可显著增加土壤微生物总数量(15.68~22.80倍),尤其是细菌和放线菌数量二者分别于M、MNPK处理达最高值(30.50×10~5cfu/g和15.50×10~4 cfu/g);长期单施有机肥对土壤真菌有明显抑制作用,单施化肥有利于土壤真菌数量的增加。施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可有效增加土壤微生物生物量碳、氮含量,其中MNPK处理微生物量碳含量增幅最高,达119.74%但与M、HMNPK处理差异不明显,微生物量氮含量增幅达88.46%,显著高于M、HMNPK处理;长期单施化肥仅对微生物量碳含量有提增作用(38.87%)对微生物量氮作用不明显,其对微生物量碳的提增作用显著低于其他施肥处理。长期单施有机肥可显著提高土壤脲酶与转化酶活性,抑制磷酸酶活性,长期单施化肥的作用则相反。用主成分分析方法将9个生物指标降维提取出2个主成分,第一主成分以细菌、放线菌、微生物量碳、微生物量氮、脲酶和转化酶为主要影响因子,第二主成分以为真菌、酸性和中性磷酸酶为主要影响因子分别代表了与碳、氮和磷循环密切相关微生物影响因子。通过综合得分把不同施肥模式下砂姜黑土微生物生态划分为3个等级,一等包括长期有机肥与化肥配施(等氮与高氮),二等包括长期单施有机肥,三等为长期单施化肥与不施肥。【结论】通过综合评价可得砂姜黑土的微生物生态状况在长期有机肥与化肥配施条件下最佳单施有机肥次之而长期单施化肥与不施肥的较差。     

长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性及土壤养分的影响

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对照相比,各施肥处理均可显著增加黑土和暗棕壤有机质和氮磷钾养分含量,提高土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,其中以化肥配施有机肥效果最为明显。土壤酶活性与土壤养分之间有很好的相关性,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著相关,黑土对施肥比暗棕壤对施肥更敏感。对不同土壤长期化肥配施有机肥均可为作物生长创造良好的土壤环境。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

长期施肥对薄层黑土酶活性及土壤肥力的影响

利用29年的长期定位试验,对不同的施肥方式下薄层黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性。相关分析结果显示,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性与有机质、全氮、全磷、有效磷、碱解氮呈显著正相关。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶综合活性可以反映长期施肥后薄层黑土质量的变化趋势。     

不同培肥措施对土酶活性的影响

10年定位试验的结果表明,秸秆、厩肥、有机肥配施化肥处理较单施化肥处理的土壤脲酶。碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶活性分别提高26．5％、39．7％、48．9％和111．6％．作物根系提高上述4种酶活性分别为85．1％、147．8％、81．5％和517．9％,作用极为显著施肥后休闲不能提高土壤酶活性．脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、有效氮、全磷及小麦产量均有很好的相关性有机肥配施化肥的培肥效果最好。     

砂姜黑土长期定位培肥技术研究

根据20年定位试验资料,阐述了有机肥与化肥配施、单施有机肥、单施化肥及不施肥等五种施肥方式对作物产量和土壤肥力的影响。两季作物的总产量以有机肥与化肥配施处理最高,较单施有机肥和单施化肥分别增产18.4%～36.1%和7.4%～23.4%。有机肥与化肥配合,能显著增加土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、磷的含量。每kg氮素增产粮食数也以等量的有机肥与化肥配施的处理最多。有机肥加化肥是砂姜黑土培肥改良较理想的施肥方式,但同时必须重视钾肥的施用。     

不同培肥处理对采煤塌陷地复垦不同年限土壤熟化的影响

利用不同培肥处理对晋城煤矿采煤塌陷区复垦土壤熟化效果进行研究,结果表明:每个培肥处理施入土壤中氮(N)、磷(P2O5)养分相同时,经过玉米、小麦的轮作后,各培肥处理对复垦土壤(不同年限)熟化有不同的效果。其中,各处理的土壤全氮、全磷、过氧化氢酶、磷酸酶变化差异不显著;土壤速效N、P、有机质、微生物量碳、氮以及转化酶、脲酶增加较为明显。与对照相比,化肥+有机肥+菌肥处理的培肥效果最为显著,速效氮、磷增加了21.8%,25.5%,有机质增加了14.2%,微生物量碳、氮增加了17.2%,14.8%,转化酶、磷酸酶和脲酶的增量分别达到了10.2%,16.0%,25.0%,其余培肥处理的效果为:化肥+有机肥有机肥化肥对照。     

长期定位施肥对土壤酶活性的影响及其调控土壤肥力的作用

为探讨长期施肥条件下土壤酶活性及其与土壤肥力的关系,对褐潮土肥料定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,NPK与有机肥长期配合施用能明显提高土壤有机质含量,全氮、全磷及速效氮、磷、钾含量,增强土壤转化酶、磷酸酶和脲酶的活性。玉米秸秆有利于提高土壤转化酶活性,而有机肥则主要提高土壤脲酶和磷酸酶活性;采用轮作方式比连作能更好地培肥土壤。土壤酶活性与土壤肥力之间具有很好的相关性,其中,磷酸酶、脲酶、转化酶活性与有机质、全磷、速效磷含量呈显著正相关;磷酸酶与碱解氮、速效钾,脲酶与速效钾,转化酶与碱解氮均呈显著相关。长期施肥不能增强土壤中过氧化氢酶活性,过氧化氢酶与土壤养分之间无明显相关。     

旱地花生不同土壤类型主要土壤肥力指标季节变异及其相互关系研究

大田条件下,以砂姜黑土和棕壤为对象,研究了花生生育期内土壤主要肥力指标变化特点及相互关系,结果表明:不同土壤类型旱地花生生育期内土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量呈逐渐降低趋势,生育中期下降速率明显高于生育前期和后期,与花生对主要营养元素吸收速率一致;土壤微生物数量(细菌、放线菌和真菌)、土壤呼吸速率及主要土壤酶(脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶)活性随生育进程的推进呈单峰曲线,高峰期多数出现在结荚中期.砂姜黑土细菌、放线菌及3种主要酶活性高于棕壤,真菌数量棕壤高于砂姜黑土;生育后期,棕壤碱解氮含量、速效钾含量、细菌和放线菌数量以及脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性下降速率高于砂姜黑土,速效磷含量和酸性磷酸酶活性两种土壤下降速率相近.因此,生育后期肥力下降较快,可能是棕壤花生易发生早衰的主要原因.土壤主要肥力指标间多数呈显著或极显著正相关关系,但不同土壤类型指标间相关性存在一定差异.     

有机–无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响

【目的】利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台，系统分析长期不同施肥措施下土壤质量状况，明确提升红壤性双季稻田土壤质量的优化施肥措施。 【方法】长期定位试验设置 8 个处理，分别为不施肥处理 (CK)，施磷钾肥处理 (PK)，施氮磷肥处理 (NP)，施氮钾肥处理 (NK)，施氮磷钾肥处理 (NPK)，施 70% 化肥 + 30% 有机肥处理 (70F + 30M)，施 50% 化肥 + 50% 有机肥处理 (50F + 50M)，施 30% 化肥 + 70% 有机肥处理 (30F + 70M)，于 2012 年晚稻收获后测定 2 个土壤物理性质指标 (容重和总孔隙度)、7 个基础化学性质指标 (有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和 pH 值) 及 3 个生物学性质指标 (细菌、真菌和放线菌数量)，分析长期不同施肥对各土壤性质的影响，并运用主成分分析对各处理土壤质量进行综合评分，最后将综合得分进行聚类分析，以评价长期不同施肥措施对红壤性双季稻田土壤质量的影响。 【结果】经 28 年连续不同施肥处理后，各土壤性质在处理间均产生显著差异，但各土壤性质在处理间的变化趋势并不完全一致。化肥配施有机肥处理较化肥处理土壤容重降低 12.7%～20.6%，土壤孔隙度增加 2.3%～17.4%，有机质增加 22.5%～41.8%，全氮和碱解氮分别提高 9.8%～20.9% 和 11.1%～30.3%，全磷和有效磷分别提高 11.1%～71.7% 和 1.31～1.75 倍，pH 值提高 0.19～0.48 个单位；主成分分析方法将原 12 个土壤性质指标降维、提取出 2 个主成分，反映了原信息量的 87.4%，有机质、容重、真菌、全氮、有效磷、放线菌、总孔隙度、细菌、全磷和碱解氮在第一主成分上有较高载荷值，pH 值和速效钾在第二主成分上有较高载荷；各施肥处理下土壤质量综合水平高低排序为:30%F + 70M > 50F + 50M > 70F + 30M > NPK > NP > NK > PK > CK；聚类分析方法将长期不同施肥制度下稻田土壤质量划分为一级 (30F + 70M)，二级 (50F + 50M、70F + 30M)，三级 (NPK、NP)，四级 (NK、PK、CK) 4 个等级。 【结论】与单施化肥相比，有机无机配施可有效增加土壤养分含量，改善土壤物理性质，缓解土壤酸化，提高土壤微生物数量，是提高红壤性双季稻田土壤质量的有效施肥措施。     

基于主成分和聚类分析的黑土肥力质量评价

【目的】 以吉林省农业科学院 (公主岭) 国家黑土长期定位试验基地为研究平台，定量评价不同施肥措施对土壤肥力质量的影响，为建立东北黑土区合理施肥模式和土壤肥力质量定量评价体系提供科学依据。 【方法】 通过主成分和聚类分析，综合评价了长期不同培肥措施的土壤肥力质量差异。以欧氏距离作为衡量不同处理肥力差异的大小，采用最短距离法对各定位施肥处理进行系统聚类。 【结果】 长期不同施肥处理的玉米产量与土壤酶活性、土壤全量养分、速效养分、有机质、微生物碳和微生物量氮都表现出显著或极显著正相关，与土壤pH值表现出负相关趋势。玉米产量与土壤硝态氮、铵态氮没有明显的相关性。土壤生物肥力与化学肥力呈极显著的正相关关系。土壤肥力质量排序为 1.5 (NPK + M1) > NPK + M2 > NPK + M1 > NPK + M1 (R) > NPK + S > NPK > CK，其中R表示轮作。不同培肥措施的土壤肥力质量可聚为4类， 1.5 (NPK + M1) 和CK单独聚为一类，分别为土壤肥力质量最好 (一等) 和最差 (四等)； NPK + M2、NPK + M1、NPK + M1 (R) 三个处理聚为一类，土壤肥力质量为二等； NPK + S和NPK聚为一类，土壤肥力质量为三等。 【结论】 长期有机肥与化肥配施土壤肥力质量明显优于秸秆还田和单施化肥处理，秸秆还田的土壤肥力质量优于化肥单施。因此，应提倡长期有机无机肥配施以提高土壤肥力质量，实现农田的可持续利用。      

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地，明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台，对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析，以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征，为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析，分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势；运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析，得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比，黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高，土壤速效养分含量增幅明显，2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg，较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%；土壤速效钾含量也显著升高，2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势，经过近30年长期施肥，黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明，黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷，主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明，影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下，近30年黑土肥力和生产力水平整体提高，但持续提升肥力后效不足，同时土壤pH值降低，存在酸化的风险；黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量，所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。      

长期培肥对农田黑土土壤酶活性动态变化的影响

以黑龙江省农科院"黑土肥力与肥效长期定位试验"的农田黑土为研究对象,探讨了长期不同施肥处理对土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶和转化酶活性动态变化的影响.试验结果表明,长期施用有机无机肥处理能显著增加土壤酶活性,比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤脲酶活性分别平均增加7.99%、13.78%、18.25%;比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤磷酸酶活性分别平均增加23.63%、12.79%、29.72%;比氮磷钾、有机肥、对照处理的土壤脱氢酶活性分别平均增加21.12%、13.11%、27.32%.5种酶的相关分析表明,各种土壤酶活性之间呈显著正相关,表明土壤酶活性能有效地反映农田黑土在长期施肥条件下土壤质量的变化.     

长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响

当前,如何合理施肥、提高作物产量、维持土壤肥力、并兼顾生态环境效应是农业研究的主要挑战之一。本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响,主要从土壤氮转化过程的初级转化速率角度综述肥料(有机肥和化学氮肥)对土壤氮素关键转化过程的影响。土壤氮素矿化-同化循环是自然界氮循环过程中两个至关重要的环节,是决定土壤供氮能力的重要因素。总体而言,长期施用氮肥,尤其是有机肥能显著提高初级矿化-同化周转速率;长期施肥可以刺激自养硝化作用,且有机肥的刺激作用更明显;施用化学氮肥和有机肥均能提高反硝化速率,且有机肥的刺激作用高于化学氮肥。有机肥一直被提倡和实践用来改善土壤肥力和提高土壤固碳能力,无论是单施有机肥还是有机-无机配施,均能有效地减轻硝酸盐污染,改善土壤肥力并提高作物产量。但是有机肥的施用并不是多多益善,有机肥过多施用也会增加氮损失的风险。因此,本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程初级转化速率的影响,讨论了各个氮转化过程之间的联系,以期增强人们对长期施肥措施影响农田土壤氮素循环的理解,并为合理施用氮肥、提高氮肥利用率、减少与氮相关的环境污染提供理论依据。     

长期施肥对黑土氮素矿化与硝化作用特征的影响

采用培养试验研究了长期施肥对黑土矿化与硝化作用特征的影响。结果表明,黑土的矿化作用和硝化作用都较强,长期施肥对黑土矿质态氮量有显著影响,施用化肥能够增加矿质态氮量,在施用NPK肥基础上增施有机肥,矿质态氮量进一步增加,表明在土壤管理上如果增加有机肥的施用,可以提高土壤的供氮能力。长期施肥黑土的硝化率与施N肥相关性较好,其次是施用PK肥。有机肥与无机肥配施可使土壤硝化率显著提高;硝化率高低取决于黑土可矿化态氮素含量和土壤pH。     

长期施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响

研究施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响,对有机肥的可持续利用有重要意义。该研究依托33 a的长期试验,分析常规施肥（MF）、化肥+低量小麦秸秆（MFL）、化肥+高量小麦秸秆（MFH）、化肥+猪粪（MFP）和化肥+牛粪（MFC）等施肥方式对土壤剖面（0～60 cm）理化性质、微生物性状、可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon,DOC）和可溶性无机碳（Dissolved Inorganic Carbon,DIC）含量与分布的影响,以期探寻可持续的有机肥利用方式。结果表明,长期增施有机肥后0～60 cm剖面各土层有机碳、微生物量碳、氮均有不同程度提升,而对土壤全氮、容重和pH值的影响主要发生在0～20 cm表层。与MF处理相比,增施有机肥后0～20和>20～40 cm土层DOC含量均有显著（P <0.05）提高,而对>40～60 cm土层无显著影响。相对而言,0～60 cm各土层DIC的含量均有显著提升。长期增施有机肥后0～60 cm各土层DOC的UV280吸收值和芳香性指数分别较MF处理均有显著提高,其中以MFC处理最为显著,0～20、>20～40和>40～60 cm土层DOC的芳香性指数分别提高71.2%、153.3%和38.1%,这说明长期增施有机肥后土壤剖面DOC结构发生明显改变,芳香化合物含量提高,化合物结构变得更加复杂。逐步线性回归模型表明,土壤剖面DOC和DIC分布主要受pH值和微生物量碳的共同影响,且pH值的影响强度大于微生物量碳,而土壤剖面DOC化学结构受微生物量碳的影响。总体而言,外源有机物料投入的类型和数量是影响土壤剖面可溶性碳分布的重要措施,长期增施农家肥的碳淋失风险高于秸秆还田。因此,秸秆还田是一种推荐的有机培肥方式,可有效降低碳淋失风险。     

长期施肥对红壤旱地土壤活性有机碳和酶活性的影响

以江西进贤长期肥料定位试验为平台,研究了红壤旱地不同施肥措施对土壤微生物生物量、活性有机C、C库管理指数以及土壤酶活性的影响。研究结果表明:与不施肥和单施化肥土壤相比,施有机肥处理土壤的pH、CEC、有机C、全N、全P、无机N、速效P、速效K及土壤微生物生物量均显著增加,土壤活性有机C和C库管理指数也较试前土壤和其他处理土壤明显提高,此外,土壤的转化酶、脱氢酶、脲酶和酸性磷酸酶活性也较其他处理显著增加。土壤微生物生物量、活性有机C以及4种土壤酶活性之间的相关关系显著,且它们均与土壤有机C、全N、全P、无机N、速效P等土壤养分呈显著正相关。因此,红壤旱地通过长期施用有机肥或与无机肥配施,不仅能显著提高土壤有机质的数量和质量,而且能增加土壤微生物生物量和酶活性,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。