秸秆还田与氮肥配施对中南地区稻田土壤固碳和温室气体排放的影响

秸秆还田和氮肥施用是影响稻田土壤固碳潜力和温室气体排放的重要农作措施。通过研究油菜秸秆全量还田并配合施入不同量氮肥(150、225、300 kg·hm~(-2)和375 kg·hm~(-2))对稻田土壤固碳量和温室气体排放的影响,评估综合增温潜势,对分析秸秆还田配施氮肥对稻田固碳效果有重要作用。结果表明,与单施氮肥和单施秸秆处理相比,秸秆还田配施氮肥显著增加土壤固碳量,秸秆配施氮肥处理固碳量最高值为147.74 kg·hm~(-2),比单施氮肥处理平均高出38%。在降低温室效应方面,与单施氮肥相比,秸秆配施氮肥处理显著降低N_2O的累积排放量;与单一秸秆还田处理相比,秸秆配施氮肥处理显著提高水稻产量,降低CO_2的累积排放量,但在一定程度上增加了CH_4的排放。秸秆配施氮肥处理的温室气体强度和综合温室效应分别为0.372、5 394.22 kg CO_2-eq·hm~(-2),显著低于单施氮肥处理的0.630、9 339.94 kg CO_2-eq·hm~(-2),以及单一秸秆还田处理的0.816、9 872.2 kg CO_2-eq·hm~(-2),因此,秸秆还田配施氮肥是降低温室气体排放强度、减缓净温室效应的有效措施。     

秸秆还田与施氮对黑土区春玉米田产量、 温室气体排放及土壤酶活性的影响

探讨秸秆还田与施氮对高纬度黑土区春玉米产量与温室气体排放特性的影响,对促进粮食增产和降低环境代价具有重要意义。本研究通过位于黑土区的大田定位试验,利用静态箱-气相色谱计数方法,在秸秆还田与不还田和3个氮素用量(纯N:120 kg·hm~(-2),240 kg·hm~(-2)和300 kg·hm~(-2))条件下,研究了春玉米不同生育时期农田土壤CO2、N2O和CH4综合温室效应与排放强度,以及土壤过氧化氢酶和脲酶活性的变化。结果表明:无秸秆还田时,高氮用量处理春玉米产量最高;秸秆还田后,中等氮用量处理(240 kg·hm~(-2))春玉米产量最高,且与无秸秆还田的高氮处理间无显著差异。无秸秆还田时,随施氮量增加,CO2、N2O和CH4排放量均显著提高,综合温室效应和土壤温室气体排放量与强度显著增加(P0.05);增施氮肥配合秸秆还田,增加了CO2和N2O的排放量,而土壤CH4的碳汇功能增强,温室气体排放量与强度未显著提高(P0.05)。无秸秆还田,增施氮肥降低了土壤过氧化氢酶活性但提高了土壤脲酶活性;而秸秆还田使得增施氮肥引起的土壤过氧化氢酶活性降低的幅度加大但土壤脲酶活性提高的幅度变小。因此,秸秆还田后配合中等用量氮处理(240 kg·hm~(-2))玉米产量最高,且能够抑制单纯增施氮肥对综合温室效应和土壤温室气体排放强度的促进作用,推荐在生产中参考使用。     

不同农业废弃物还田对土壤碳排放及碳固定的影响

在玉米生长季,采用静态箱法,在氮磷钾等养分量(N 240kg/hm~2,P2O5100kg/hm~2,K2O 120kg/hm~2)的条件下,研究秸秆、牛粪、鸡粪与化肥配施还田,对土壤CO_2排放及碳固定的影响。研究结果表明:施肥促进土壤CO_2排放,其中100%秸秆粉碎还田配施化肥(S1)对土壤CO_2排放的促进作用最为明显,平均排放通量达389.0mg/(m~2·h);其次为单施化肥(S4)。S1、S2、S3和S4处理在6,7,8三个月份CO_2平均排放通量表现为S4S1S3S2,分别占整个生长季排放总量的80.1%,78.9%,78.8%和83.7%,表明单施化肥处理(S4)在玉米生长旺季CO_2排放通量最高达624.9mg/(m~2·h)。各施肥处理在玉米生长季出现2个CO_2排放高峰阶段,与2次氮肥(尿素)追施密切相关,2次追施氮肥后CO_2排放通量平均值均表现为S4S1S3S2,表明用农业废弃物中的氮部分代替化肥氮,可减少CO_2排放量。50%牛粪有机氮还田配施50%化肥氮(S2),能明显提高土壤有机碳含量。50%鸡粪有机氮还田配施50%化肥氮(S3)可明显提高玉米各器官及植株含碳量,其中S3处理植株含碳量最高为9.59t/hm~2,促进玉米碳固定;而100%秸秆粉碎还田配施化肥氮(S1),并不能提高玉米各器官及植株含碳量,甚至低于单施化肥(S4)。     

有机物料还田对冬小麦农田土壤温室气体排放影响的研究

探讨有机物料还田对冬小麦田温室气体排放特性的影响,对提高经济效应和环境效应有积极意义。本研究应用静态箱-气相色谱法对秸秆还田（J）、秸秆还田+牛粪（JF）和秸秆还田+菌渣（JZ）3种有机物料还田下分别施氮肥243 kg （N）·hm^-2（减氮10%,N1）、216 kg （N）·hm^-2（减氮20%,N2）对冬小麦农田N₂O、CO₂和CH₄的排放通量进行监测,探讨了不同施肥措施对麦田温室气体累积排放量、增温潜势的影响。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、施肥量和灌溉量,测定产量,地上部生物量,估算农田碳截留。结果表明,冬小麦农田土壤N₂O和CO₂是排放源,是CH₄的吸收汇,氮肥施入、灌溉以及强降水促进了土壤N₂O和CO₂的生成,却弱化了CH₄作为大气吸收汇的特征。牛粪+秸秆（JF）处理N₂O和CO₂排放总量最高,分别为3.5 kg （N₂O-N）·hm^-2和19 689.67 kg （CO₂-C）·hm^-2,但CH₄的吸收值最大,为5.33 kg （CH₄-C）·hm^-2,均显著高于菌渣+秸秆（JZ）和秸秆（J）处理（P<0.05）;各处理N₂O和CO₂的总量随施氮量的增加呈升高趋势,CH₄的总量随施氮量的增加而呈降低趋势。JFN2、JN2和JZN2处理农田综合增温潜势（GWP）均为负值,表明有机物料还田且减氮20%条件下农田生态系统为大气的碳汇,麦季净截留碳1 038~2 024 kg·hm^-2,其他处理GWP值均为正。JZN2处理小麦产量为8 061 kg·hm^-2,显著高于JFN2处理（P<0.05）。综上所述,JZN2处理不仅能够保证小麦产量,且对环境效应最有利,为本区域冬小麦较优的施肥管理模式。     

秸秆还田配施氮肥改善土壤理化性状提高春玉米产量

为了探明秸秆还田配施氮肥耕层构造对春玉米产量及土壤物理性状的影响,2014-2015年在辽宁铁岭设置了秸秆0 kg/hm~2+纯N 0 kg/hm~2(S0F0),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 0 kg/hm~2(SN0),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 112.5 kg/hm~2(SN1),秸秆0 kg/hm~2+纯N 225 kg/hm~2(S0N2)(当地传统种植方式,CK),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 225 kg/hm~2(SN2),秸秆9 000 kg/hm~2+纯N 337.5 kg/hm~2(SN3)6个处理开展了研究。结果表明,秸秆还田配施氮肥耕层构造对春玉米产量、土壤物理性状、根系形态等指标影响显著(P0.05)。全量还田9 000 kg/hm~2和配施纯氮225 kg/hm~2产量最高,比秸秆不还田2 a增产1.10%~11.56%,但产量并未随着施氮量的增加而持续增加;群体生物产量随着施氮量的增加而增加,收获指数在0.46~0.59之间。秸秆还田配施氮肥耕层构造可显著提高土壤含水量,降低土壤容重,调节土壤三相比;秸秆还田配施氮肥耕层构造春玉米根数、根长、根体积、根干质量等根系形态指标均优于秸秆不还田,且随着氮肥施入量的增加,各项指标均表现越好。因此,综合分析认为,秸秆还田量9 000 kg/hm~2和配施氮肥225 kg/hm~2是辽北棕壤区比较理想的耕层构造模式和秸秆还田技术,在该区域农业发展中具有一定的应用价值。     

氮肥减施与有机肥/秸秆配施对盐碱地土壤肥力指标及玉米产量的影响

为揭示氮肥减施与有机肥/秸秆配施对土壤肥力指标及玉米产量的影响,连续3年对宁夏银川北部盐碱地定位试验的土壤物理、化学、生物性质及玉米产量进行了测定分析。试验设不施肥、单施化肥(N 540 kg hm~(-2))、化肥减氮1/3+有机肥(9000 kg hm~(-2))、化肥减氮1/6+玉米秸秆(6000 kg hm~(-2))4个处理。结果表明:相比单施化肥处理,化肥减氮1/6+秸秆处理在第2、第3年0～20 cm土层处分别脱盐20.27%、37.53%,同时土壤容重明显降低,非毛管孔隙度增加,0～40 cm土层土壤水稳性团聚体含量平均提高4.87%,速效磷含量平均增加41.02%;化肥减氮1/3+有机肥处理下土壤有机质含量最高,细菌数量比不施肥与单施化肥处理分别增加了21.36%、36.99%,同时,该处理下玉米产量比单施化肥处理平均增加5.20%,而化肥减氮1/6+秸秆处理在第1、第2年玉米产量会降低,而第3年产量有所增加,增幅为7.77%。     

秸秆覆盖条件下不同施氮水平对春玉米产量及氮肥利用率的影响

以秸秆还田试验为研究平台,探讨玉米秸秆覆盖下配施不同水平氮肥对春玉米产量及氮肥利用效率的影响,明确农田黑土玉米秸秆覆盖下春玉米产量与氮肥施用量的关系。试验以秸秆覆盖(不覆盖、秸秆覆盖)为主区,不同氮肥水平(纯N)(0、135 kg·hm^(-2)、180 kg·hm^(-2)、225 kg·hm^(-2))为副区,测定了春玉米的产量及氮肥利用效率。研究结果表明:在施氮量(纯N)(0~180 kg·hm^(-2))较低时,与无秸秆覆盖各处理相比,秸秆覆盖降低了春玉米的株高(2.71%~6.55%)、穗长(4.26%~10.1%)、穗粗(3.92%~7.74%)和百粒重(0.67%~1.68%),导致春玉米产量降低(4.30~11.0%,P<0.05)。在施氮量较高(纯N)(225 kg·hm^(-2))时,与无秸秆覆盖相比,秸秆覆盖增加了春玉米的株高6.41%、穗长6.38%、穗粗5.67%和百粒重4.29%,提高了春玉米的产量6.82%(P<0.05)。秸秆覆盖下春玉米产量与施氮量之间呈正相关关系,即春玉米产量及产量构成因子随着施氮量的增加而增加。在秸秆覆盖下,春玉米氮肥农学利用效率表现出随施氮量的增加而递增的趋势,偏生产力随着施氮量的增加而呈递减的趋势,说明秸秆覆盖后春玉米产量、氮肥利用效率增加效应与施氮量关系密切,在4个氮肥水平中,以(纯N)225 kg·hm^(-2)施氮量配合秸秆覆盖方式实际运用的价值较高。     

紫云英配施氮肥对双季稻产量、干物质量及氮素吸收利用的影响

为研究紫云英配施氮肥对双季稻产量、干物质量以及氮素吸收利用的影响,本研究于2014年10月-2016年11月在江西省余江县进行田间定位试验,共设置5个处理:冬闲+不施氮、紫云英+不施氮、紫云英+减量施氮(90 kg·hm~(-2))、紫云英+常规施氮(150 kg·hm~(-2))、紫云英+高量施氮(225kg·hm~(-2))。结果表明,与冬闲处理相比,紫云英配施氮肥的各处理早稻和晚稻每穗粒数分别增加了23.20%和14.15%,产量分别增加了17.75%和28.32%,其中早稻和晚稻产量均以紫云英+常规施氮最高,分别增加了20.55%和30.49%,其次为紫云英+减量施氮处理,分别增加了19.48%和28.13%;与冬闲处理相比,冬种紫云英后各处理早稻和晚稻干物质量增幅分别为15.57%~36.21%和14.41%~24.89%,水稻群体吸氮量2年平均增幅为60.24%~93.04%;与单施紫云英相比,紫云英还田配施氮肥各处理早稻和晚稻干物质量增幅分别为20.14%~28.35%和14.79%~18.07%,水稻群体吸氮量2年平均增幅为40.73%~69.53%;与紫云英+常规施氮处理相比,紫云英+减量施氮处理下的氮肥回收效率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了43.18%、64.55%和56.14%(2年平均值)。综上,紫云英+减量施氮是本研究区域氮肥利用率最高的施肥模式,该结果为提高稻田氮肥资源高效利用和保护农田生态环境提供了科学依据。     

秸秆还田配施氮肥对宁夏扬黄灌区滴灌玉米产量及土壤物理性状的影响

针对宁夏扬黄灌区土壤质地黏重、土壤水分匮乏等导致作物产量低下等问题,研究秸秆还田配施氮肥对土壤物理性状的改良效应。本试验设计在玉米秸秆全量粉碎还田(12 000 kg/hm~2)的同时配施4种纯氮施用水平(0、150、300、450kg/hm~2),以秸秆不还田常规施氮225kg/hm~2为对照,研究秸秆还田配施不同量氮肥对玉米产量及土壤物理性状的影响。结果表明:与处理前相比,施用纯氮300 kg/hm~2和450 kg/hm~2可分别降低0~20 cm土层土壤容重1.25%和3.20%,土壤孔隙度2.69%和1.89%。与秸秆不还田处理相比,秸秆还田配施氮肥300 kg/hm~2和450 kg/hm~2可使0～20 cm土层2～5 mm、5 mm机械稳定性团粒结构显著增加。秸秆还田配施氮肥可显著增加土壤含水量,尤其在作物生长前期,秸秆还田配施氮肥300kg/hm~2较对照可显著增加土壤含水量13.64%。秸秆还田配施氮肥条件下玉米产量及产量构成因素较秸秆不还田均有增加趋势,秸秆还田配施纯氮300kg/hm~2可提高玉米产量20.21%,增加玉米百粒重9.37%,以及增加穗粒数37.91%。可见,秸秆还田配施纯氮300 kg/hm~2具有较好的蓄水保墒效果,其增产效果显著,可为该区土壤培肥提供参考。     

不同轮作模式下秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量及米质的影响

探讨不同轮作模式下作物秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量及米质的影响,可为多元化轮作模式下水稻提质丰产增效提供理论基础和实践依据。本研究以杂交籼稻‘F优498’为试材,通过大叶芥菜-水稻、油菜-水稻和小麦-水稻轮作模式下大叶芥菜、油菜、小麦3种前茬作物秸秆还田与不同氮肥运筹(常规施纯氮量为150 kg·hm~(-2), 4︰4︰2和3︰3︰4两种基肥︰蘖肥︰穗肥比例运筹,及根据前茬作物收获后土壤地力水平和斯坦福方程计算施氮量和基肥∶蘖肥∶穗肥为3︰3︰4的氮肥运筹)处理,研究前茬作物秸秆还田与氮肥优化配施对杂交籼稻产量及米质的影响,并探讨多元化轮作模式下杂交籼稻提质丰产的调控途径。结果表明,3种轮作模式下作物秸秆还田与氮肥运筹对杂交籼稻产量和米质均存在显著或极显著影响,且两因素对产量、垩白粒率、籽粒蛋白质含量等指标均存在极显著的互作效应。大叶芥菜秸秆(G)分别较油菜秸秆(R)和小麦秸秆(W)还田处理增产1.1%～7.8%、10.5%～19.8%,且大叶芥菜-水稻模式相对其他轮作模式能进一步提高整精米率、降低垩白粒率和改善食味品质。3种轮作模式下水稻季施氮处理均显著高于不施氮处理,且均以N2处理(施氮量150 kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥∶蘖肥∶穗肥为3︰3︰4)产量最高,在此基础上3种轮作模式相对于N2处理分别减少氮肥用量16.7%(N-G处理)、30.0%(N-R处理)和16.7%(N-W处理),产量分别减少2.6%、1.7%和5.8%,其中大叶芥菜-水稻、油菜-水稻轮作模式下水稻减产不显著,且可以显著降低稻米垩白粒率和垩白度、提高食味品质,达到提质稳产节氮的效果。综合产量及稻米品质表现,大叶芥菜-水稻轮作模式下,适当减少氮肥施用量至125kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥︰蘖肥︰穗肥为3︰3︰4,为本试验最优组合;油菜-水稻和小麦-水稻轮作模式下,氮肥施用量分别为105 kg·hm~(-2)和150 kg·hm~(-2),氮肥运筹基肥︰蘖肥︰穗肥为3︰3︰4为宜。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。     

紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响

为综合评价紫云英与氮肥配施对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响,筛选紫云英等量翻压条件下,较适宜的施氮水平,以冬闲常规施氮[150 kg(N)?hm~(-2)]处理为对照,在翻压紫云英22 500 kg·hm~(-2)条件下,设置90 kg(N)·hm~(-2)、120 kg(N)·hm~(-2)、150 kg(N)·hm~(-2)和180 kg(N)·hm~(-2) 4个施氮水平,研究紫云英和施氮量对早稻干物质生产及氮素吸收利用的影响。结果表明:紫云英与氮肥配施各处理的干物质积累量均高于对照,其中紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)的干物质积累量最多,分别达9.65 t?hm~(-2)和9.97 t?hm~(-2),比对照分别增加11.18%和14.86%。各处理在水稻播种—分蘖期及抽穗—灌浆期干物质积累量较大,占成熟期干物质量的19.26%~24.77%和45.23%~52.75%,这两个生育阶段是干物质主要积累时期。紫云英与氮肥配施各处理的氮素积累量均高于对照,增幅为6.95%~18.68%。氮素干物质生产效率和氮收获指数均以紫云英配施90 kg(N)·hm~(-2)处理最高,比其他处理分别增加3.94%~14.08%和6.65%~14.90%。紫云英配施氮肥有利于提高早稻的干物质积累量和氮素利用率,其中以紫云英配施氮肥90 kg(N)·hm~(-2)和120 kg(N)·hm~(-2)效果较优,可实现减氮增效目的,是较理想的施肥模式。     

辽河三角洲稻区两种合理氮肥推荐阈值的方法研究

为研究辽河三角洲单季稻区合理氮肥投入阈值,于2012、2014、2016、2018年依托长期田间定位试验,借助不同的分析方法,即产量-效应曲线法和土壤氮素平衡法,研究不同施氮水平(纯氮0～420 kg·hm~(-2))对水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡的影响。结果表明:采用产量-效应曲线法得出辽河三角洲地区的理论施氮量为217 kg·hm~(-2),采用土壤氮素平衡方法得出的理论施氮范围为221～235 kg·hm~(-2)。当施氮量为210～260 kg·hm~(-2)时,水稻产量(10 071～10 227 kg·hm~(-2))及氮肥利用率(36%～43%)均较高,施氮量超过260 kg·hm~(-2)时,水稻氮肥利用率显著降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡三个指标,目标产量超过10 000 kg·hm~(-2)时,辽河三角洲地区氮肥施用推荐阈值为217～235 kg·hm~(-2)。本研究得到的推荐氮肥用量比当地农民常规用量(270～300 kg·hm~(-2))降低了13%～28%,有效减少了氮素在土壤中的盈余与淋失风险,为该地区水稻减氮高产栽培提出了切实可依的理论依据。     

氮肥减施和秸秆还田对土壤固定态铵含量的影响

【目的】固定态铵作为土壤氮素的暂存库,其含量的变化能够影响土壤的保氮供氮功能,而深入探究氮肥减施对土壤固定态铵的影响及其对秸秆还田的响应,可为优化农田氮肥管理提供理论依据。【方法】依托位于中国东北黑土区玉米种植系统连续9年全量玉米秸秆覆盖归还的保护性耕作试验平台,通过设置玉米秸秆不还田(S0)、秸秆还田量33%(S33)和秸秆全量覆盖还田(S100)3个秸秆还田量处理,以及240 kg hm^-2(N240)、190 kg hm^-2(N190)、135kg hm^-2(N135)、0 kg hm^-2(N0)4个氮素施用水平,研究氮素减施3年后土壤固定态铵总量的变化以及不同秸秆还田量对固定态铵的影响。【结果】秸秆不还田时,土壤固定态铵总量随施氮量降低而逐渐下降,且在不施氮肥处理(N0)时显著低于施氮肥处理;在S33N190时土壤-作物系统出现氮素缺乏,并且随施氮量的下降土壤固定态铵降低量与氮素缺乏量之间具有显著的正相关关系。在所有氮肥水平,秸秆还田尤其是全量秸秆还田均有利于缓解固定态铵的释放,但在N135...     

减氮配施控释尿素对水稻产量和氮肥利用的影响

以释放期为60~90 d的控释尿素为试验材料,2015年在广东省台山市和翁源县开展大田试验,研究在全量施氮[195 kg(N)·hm~(-2)]、减氮20%[156 kg(N)·hm~(-2)]和减氮40%[117 kg(N)·hm~(-2)]条件下,常规分次施肥(CF)、配施控释尿素氮占25%一次性施用(25%CRU)和配施控释尿素氮占50%一次性施用(50%CRU)对水稻生长、产量及氮肥利用率的影响,为控释尿素在水稻生产上的推广应用提供参考。结果表明,在水稻营养生长阶段,不同施氮处理的每兜分蘖数基本一致,叶片SPAD值随施氮量增加略有提高。随着施氮量增加,水稻产量先提高后降低,当施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)时,水稻产量最高。等氮条件下,25%CRU、50%CRU和CF处理的水稻籽粒产量基本一致;不同施氮处理的稻谷和稻草氮素吸收累积量无显著差异。水稻氮素吸收累积量随着施氮量的增加而增加,而氮肥偏生产力和氮收获指数逐渐降低。等氮条件下,25%CRU和50%CRU处理的氮肥农学效率、氮肥生理利用率均显著高于常规施肥处理(P(27)0.05),两地平均增幅分别为14.99%、17.23%和98.22%、57.44%。当施氮量为195 kg(N)·hm~(-2)时,25%CRU和50%CRU处理的氮收获指数较常规施肥处理(CF)提高6.99%和6.69%,其中台山试验点的增幅达到显著水平(P(27)0.05)。117 kg(N)·hm~(-2)处理的土壤碱解氮含量显著降低(P(27)0.05)。25%控释氮肥掺混一次性施用施氮量为156 kg(N)·hm~(-2)的施肥处理,其产量和氮肥利用效率在台山和翁源两个试验点均较高,在广东省双季稻区可实现水稻增产稳产,显著提高氮肥利用率,并维持土壤肥力,是一种较优的氮肥运筹模式。     

麦秸还田下水氮管理对稻田土壤养分、酶活性及碳库的短期影响

为揭示麦秸还田下,稻麦轮作区水氮耦合关系,通过大田试验,研究了麦秸还田条件下,不同的水分管理(淹水灌溉、浅湿调控灌溉、常规灌溉)和氮肥量(180、225、270 kg·hm~(-2))对稻田土壤养分、土壤酶活性及土壤碳库的短期影响。结果表明,在相同水分管理下,随着施氮量的增加,稻田土壤有机质、全氮、速效钾、易氧化有机碳含量、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及水稻产量均呈先升高后降低趋势。与常规灌溉相比,当施氮量为180 kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量,淹水灌溉显著降低了土壤易氧化、水溶性有机碳含量和蔗糖酶、过氧化氢酶活性;当施氮量为225kg·hm~(-2)和270kg·hm~(-2)时,浅湿调控灌溉可以显著提高土壤全氮含量和水稻产量,淹水灌溉显著降低了水溶性有机碳、过氧化氢酶活性。因此,在麦秸还田条件下,与其他处理相比,浅湿调控灌溉和施氮量为225 kg·hm~(-2)的处理在短期内对提高土壤养分含量、增加土壤酶活性、碳库含量和水稻产量具有显著优势。本研究为该地区制定合理、高效的水肥管理措施提供了科学依据。     

黄土高原黑垆土施肥的作物累积产量及土壤肥力贡献

施肥的作物产量和土壤肥力贡献是评价施肥是否科学的关键参数,为了给黄土高原黑垆土区施肥及农业可持续发展提供科学的决策依据,通过设置在黄土高原黑垆上的长期定位试验系统研究了不同施肥的作物产量和土壤肥力贡献。试验设不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、秸秆与氮磷配施(SNP)、单施有机肥(M)和有机肥与氮磷配施(MNP)6个处理。结果表明,所有处理玉米和小麦累积产量与种植年限显著正相关。MNP、SNP、NP、M4处理玉米年均产量分别为8 856、7 089、7 226、7 043 kg·hm~(-2),小麦年均产量分别为4 916、3 747、4 132、3868kg·hm~(-2),均显著高于对照(CK)。SNP、M和MNP处理玉米和小麦产量与NP处理相近或高于NP处理。氮肥、磷肥的作物累积产量贡献量与种植年限分别呈二次凹函数和凸函数关系。氮磷配施(NP)、秸秆还田的作物累积产量贡献量则与种植年限显著正相关,其年均玉米产量贡献量分别为3408、2191kg·hm~(-2),小麦产量贡献量分别为429、206kg·hm~(-2)。长期施用有机肥及秸秆还田可显著增加土壤有机质和全氮含量。长期施磷肥土壤有效磷含量显著增加,而长期施用有机肥土壤有效磷和速效钾含量均显著增加。总体而言,黄土高原黑垆土区长期平衡施用化肥、施用有机肥、秸秆与化肥配合施用及有机肥与化肥配合施用均可增加作物产量,提升土壤肥力质量,适宜化肥施用量为N 90kg·hm~(-2)、P_2O_5 75 kg·hm~(-2),秸秆还田可隔年施磷。     

长期秸秆还田与施氮后土壤活性碳、氮的变化

通过长期定位试验,研究了秸秆还田和施氮后小麦生育期内土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)及可溶性有机碳(DOC)的变化,以期为关中麦玉轮作区土壤肥力的提升以及农业的可持续发展提供科学依据。采用裂区设计,主处理为玉米秸秆全量还田(S+N)和秸秆不还田(N),副处理为3个不同施氮水平(0,168,252kg/hm~2)共6个处理。结果表明:土壤MBC从小麦分蘖期至越冬期降低,此后至拔节期升高且达到峰值,拔节期至成熟期降低。各处理土壤DOC从分蘖期至拔节期增加,拔节期达到峰值,此后至成熟期降低;而土壤MBN的动态变化在整个生育期呈现降低的趋势。秸秆还田处理的土壤MBC和DOC显著高于秸秆不还田处理,平均分别提高6.7%和9.3%;秸秆还田后土壤MBN均高于秸秆不还田处理,且在越冬期、拔节期和成熟期达显著水平;各处理的土壤MBC和MBN随着施氮量的增加而显著降低,还田处理的土壤DOC随施氮量的增加而显著增加,平均增加11.8%;而秸秆不还田各处理中土壤DOC含量表现出先增高后降低的趋势。可见,秸秆还田有提高土壤活性有机碳氮的作用,而过量施用氮肥对活性碳氮的提高有抑制作用。因此,关中平原麦玉轮作区实行秸秆还田配合施用适量氮肥是提高土壤肥力水平、实现农业可持续发展的有效措施。     

施氮与灌水对河西制种玉米产量及水氮利用效率的影响

为探究施氮和灌水对河西灌区制种玉米种子产量以及生产过程中水氮利用的影响,以郑单958(ZD958),先玉335(XY335)为研究对象,设置充分灌水(6 000 m~3·hm~(-2),W_(6000))、中度胁迫(4 500m~3·hm~(-2),W_(4500))、重度胁迫(3 000 m~3·hm~(-2),W_(3000))3个灌水梯度,不施氮(0 kg·hm~(-2),N_0)、中量施氮(225 kg·hm~(-2),N_(225))、过量施氮(450 kg·hm~(-2),N_(450))3个施氮水平,测定收获期种子产量及产量构成,以及播前收后1m深土壤含水量及土壤硝态氮含量。结果表明,灌溉量对种子产量无显著影响,同一灌水条件下施氮处理产量显著高于不施氮,先玉335组合产量较郑单958组合高,最高产量出现在中度胁迫灌水条件下的过量施氮处理(W_(4500)N_(450)),达11 147 kg·hm~(-2);先玉335组合的种子百粒重显著高于郑单958组合,郑单958组合种子各产量构成均表现为施氮处理高于不施氮。在中度胁迫灌水条件下,0~100cm土壤硝态氮的累积量显著高于重度胁迫和充分灌水;水分利用效率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率均以中度胁迫灌水条件下中量施氮处理占优。综合考虑产量及水氮利用效率,在本试验条件下,适合河西灌区郑单958制种组合和先玉335制种组合的水氮最佳组合为灌水量4 500 m~3·hm~(-2),施氮量225 kg·hm~(-2)。本研究为河西制种玉米种植中水氮合理利用提供了理论借鉴。     

秸秆还田配施氮肥对冬春季稻虾田水质、土壤养分及酶活性的影响

为探究稻虾种养模式冬春季节合理的秸秆还田方式,本研究以秸秆还田配施氮肥调节C/N为切入点,在2017年12月—2018年5月通过田间试验,设秸秆不还田不施氮肥(对照, CK)、秸秆还田C/N为35(S)、秸秆还田配施氮肥C/N为25(SN1)、秸秆还田配施氮肥C/N为15(SN2)以及单施氮肥处理(N1)。探讨秸秆还田不同C/N对冬春季稻虾田养殖水体、土壤养分及酶活性的影响。结果表明:1)CK处理后期的水体总磷含量最低,各处理水体总氮含量在还田前期变化幅度不大;不同处理水体铵态氮含量低于克氏原螯虾安全耐受限度。2)秸秆还田后,SN2处理显著增加了土壤有机质含量,同时土壤硝态氮含量较还田前增加240%;秸秆还田降低了土壤容重,SN2处理组容重最低。3)N1和SN2处理提高了土壤多酚氧化酶活性,其中SN2处理组酶活性最高。在3种秸秆还田处理中, SN2处理土壤脲酶活性高于其他处理, N1处理前期表现出较高酶活性,后期开始降低。综上,秸秆还田配施氮肥调节C/N为15在稻虾田土壤养分含量、酶活性等方面优于其他处理。