长期施肥下新疆灰漠土有机碳及作物产量演变

为明确长期不同施肥下新疆灰漠土有机碳和作物产量演变特征,依托始于1990年的灰漠土肥力长期定位监测试验,选择对照(CK,不施肥)、施氮磷肥(NP)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、氮磷钾配合常量有机肥(NPKM)、氮磷钾配合高量有机肥(h NPKM,有机肥施用量为NPKM的2倍)、氮磷钾配合秸秆还田(NPKS)6个处理,分析不同处理下土壤有机碳和小麦、玉米产量演变特征,探讨碳投入及有机碳与作物产量的关系。结果表明:1)长期耗竭种植(CK)、连续施用NP或NPK肥,灰漠土有机碳含量持续下降,年均下降速率分别为0.094 g·kg~(-1)、0.043 g·kg~(-1)和0.053 g·kg~(-1),表明施化肥(NP、NPK)不能维持土壤有机碳含量,不利于土壤肥力的保持。NPKM和h NPKM处理,土壤有机碳显著增加,年均增加0.360 g·kg~(-1)和0.575 g·kg~(-1),增施有机肥是快速提高灰漠土肥力的重要措施。秸秆还田处理(NKPS),土壤有机碳年均增幅0.006 g·kg~(-1),与NPK处理对比,秸秆还田虽没有大幅度提高土壤有机碳,但维持了土壤肥力。2)较CK,长期化肥有机肥配施(NPKM、h NPKM)显著增加了作物产量(P0.05)。与NP和NPK比较,长期化肥有机肥配施显著提高了小麦产量(P0.05),但玉米产量与施化肥处理差异不显著(P0.05),玉米产量以平衡施肥(NPK)的增幅最高,达到220 kg·hm~(-2)·a~(-1)。小麦的产量变异系数(29.1%~43.9%)高于玉米产量变异(19.0%~32.7%)。化肥配合秸秆还田(NPKS)处理的小麦增产幅度与高量施用有机肥(h NPKM)处理接近,喻示了秸秆还田对作物增产的作用不可忽视。3)碳投入与土壤有机碳和小麦、玉米产量有显著线性正相关(P0.05)。基于以上分析,在干旱区灰漠土增加土壤碳投入(有机肥或秸秆)仍然是最基本的土壤培肥措施。     

秸秆还田方式及施氮量对滴灌棉田土壤有机碳氮的影响

通过连续7年田间定位试验,采用2因素试验设计,设置秸秆不还田(CK)、秸秆直接还田(ST)和秸秆炭化还田(BC)3种秸秆还田方式和0(N0),300(N300),450(N450) kg/hm²3个施氮(N)量,研究秸秆直接还田和炭化还田配施氮肥对土壤碳氮含量和棉花产量的影响。结果表明:ST和BC处理土壤有机碳含量呈现逐年递增趋势,且BC处理增幅大于ST处理。第7年,在各施氮水平下,ST处理较CK处理土壤有机碳提高33.28%~36.43%,BC处理较CK处理土壤有机碳提高58.56%~63.25%。多年秸秆还田(ST和BC)可以提高土壤全氮含量,N0水平下,ST处理全氮含量最高;N300水平下,BC处理7年后土壤全氮含量较ST处理显著提高;N450水平下,5年后BC处理土壤全氮含量高于ST处理。在N0水平,ST和BC处理提高了土壤碳/氮,N300和N450水平,BC处理提高了土壤碳/氮。秸秆炭化还田配施氮肥显著提高了棉花产量,N300和N450条件下,BC处理较CK增产17.43%~17.89%。因此,多年秸秆炭化还田配施氮肥可增加土壤有机碳含量,氮库容量和土壤碳/氮,提高棉花产量。     

施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。     

长期施肥对灌漠土团聚体及其稳定性的影响

利用设计在武威的长期定位试验研究了单施氮肥或有机肥、有机肥与氮肥配施等措施对灌漠土团聚体及稳定性的影响。结果表明,与不施肥相比,单施氮肥不能显著提高各粒级水稳性团聚体有机碳的含量,而单施有机肥或者与氮肥配施能够显著提高各粒级水稳性团聚体有机碳的含量。其中0.25~2 mm粒级水稳性团聚体的有机碳浓度高于其它粒级。相关分析表明,0.25 mm水稳性团聚体的含量与土壤有机碳水平呈显著正相关。不同处理的0.25 mm水稳性团聚体含量依次为:农肥、绿肥和秸秆的处理CK、农肥+氮肥、绿肥+氮肥和秸秆+氮肥的处理氮肥处理(P0.05)。可见,单施有机肥能促进0.25 mm水稳性团聚体的形成,而单施氮肥或者与有机肥配施不利于0.25 mm水稳性团聚体的形成。     

灰漠土长期定位施肥对小麦品质和产量的影响

新疆灰漠土不同施肥制度的12年长期定位试验结果表明,N、NP、NK、NPK处理小麦某些品质指标较CK有不同程度的改善;长期不施氮肥(PK处理),小麦子粒的蛋白质含量、总氨基酸和必需氨基酸含量、面粉品质和面团品质中的多数指标明显低于CK和长期施用氮肥的处理,灰分含量增加;有机无机常量配施(NPK+M)小麦面粉与面团品质中的多数指标优于单施无机肥(N、NP、NK、PK、NPK)和CK处理。与CK相比,秸秆还田(NPK+S)处理的小麦千粒重、面团抗延伸性略有提高,其它品质指标则有不同程度的下降。生产中,N、P、K化肥与有机肥合理配合施用对培肥土壤、提高小麦产量和改善品质具有重要作用。     

长期不同施肥模式下华北旱作潮土有机碳的平衡特征

【目的】研究土壤有机碳的平衡特征对于更好的了解土壤有机碳的稳定性和培肥效果具有重要意义。本研究以旱作潮土为研究对象揭示长期施肥对土壤有机碳平衡的影响并探讨可持续利用的培肥模式。【方法】以旱作潮土34年长期定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,研究不同施肥条件下土壤有机碳的含量、平衡,并通过相关分析分析土壤有机碳与施肥年限和作物产量的关系。试验处理包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、有机肥配施氮肥(NM)和秸秆配施氮肥(NS)处理。【结果】经过34年的不同培肥措施,有机无机配合施肥处理(NM、NS),施用化肥(N、NP、NPK)处理和CK处理土壤有机碳分别平均增加52.9%,29.0%和11.1%;不同施肥模式下有机碳的盈余量差异显著,施肥的各处理和不施肥处理土壤有机碳均有盈余,其中NM处理盈余量为C 6.61 t/hm~2,显著高于其它处理,其次是NS处理(C4.68 t/hm~2),不施肥处理盈余量最低,仅为C 0.21 t/hm~2,显著低于其它处理;旱作潮土有机碳的固定量与有机碳的投入量之间呈极显著的正相关性(r=0.86**);碳投入的平均转化效率为8.5%,要维持土壤有机碳的平衡,每年有机碳投入量为0.04 t/hm~2。土壤有机碳含量与小麦(r=0.37**)和玉米(r=0.42**)的产量呈极显著正相关。【结论】不同施肥处理(包括CK处理)土壤有机碳总体呈增加趋势,该地区旱作潮土有机碳仍具有一定的固碳潜力,其中有机肥与化肥配合施用是提高旱作潮土有机碳的最佳培肥措施,可以使土壤有机碳呈显著性增加,其次是氮磷钾肥配合施肥处理。     

种植绿肥与稻秸协同还田对单季稻田土壤有机碳库和酶活性的影响

种植绿肥和秸秆还田是稻田土壤培肥的重要措施。研究江汉平原单季稻田冬闲期种植绿肥及稻秸不同利用模式对土壤有机碳库和土壤酶活性的影响,为合理利用秸秆和土地资源提供科学依据。该研究基于3 a田间定位试验,以稻秸不还田不种绿肥(CK1)和不施肥空白(CK0)为对照,分析了冬闲期稻秸全量覆盖单独还田(RSM)、稻秸原位焚烧还田(RSB)、单种绿肥(GM)以及稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用(RSM+GM)等处理模式下土壤有机碳各组分含量、碳库管理指数、酶活性的变化及其与水稻产量的关系。结果表明:与CK1和CK0相比,RSB处理3 a后显著降低了土壤稳态有机碳含量,对土壤总有机碳、活性有机碳含量以及碳库管理指数均无显著影响;而GM、RSM及RSM+GM处理3a后显著提高了土壤活性有机碳含量、碳库指数、碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数,尤其是RSM和RSM+GM处理还可显著提高土壤总有机碳含量,且多数指标均以RSM+GM处理增幅为最大,其次是RSM处理。与CK1相比,RSB处理3a后显著提高了过氧化氢酶和蔗糖酶活性,但对土壤脲酶活性无显著影响;而RSM、GM及RSM+GM处理模式3 a后均可显著增加土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性,其中RSM+GM处理模式在1 a后即可显著提高土壤脲酶活性,2 a后显著提高土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,3 a后土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性增幅均是最大。相比于CK1,RSM和RSB处理模式3 a的稻谷增产效果均不显著,而GM和RSM+GM处理模式连续3 a显著提高了稻谷产量,增幅分别为6.88%～11.67%和6.00%～13.40%。相关性分析表明,土壤总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数、土壤酶活性与水稻产量之间均呈极显著正相关关系。综上,在江汉平原单季稻作条件下,冬闲期稻秸全量覆盖还田或种植绿肥均可改善土壤肥力,增加作物产量,但前者更有助于土壤有机碳积累,后者更利于作物产量提升。为了兼顾秸秆资源利用、土壤质量改善和作物增产稳产,稻田冬闲期稻秸全量覆盖与种植绿肥协同还田利用模式是一种较好的选择。     

长期施肥对黄淮海平原小麦氮素吸收及氨挥发的影响

黄淮海平原是我国重要的粮食主产区,针对该区域氮肥利用率低且损失率高等问题,以国家土壤质量新乡观测实验站为研究平台,监测长期不同施肥模式下小麦玉米轮作体系土壤氮素损失规律,探讨减少黄淮海平原土壤氨挥发的科学施肥方式,为提高氮肥利用效率提供理论依据。设置了对照(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、秸秆还田配施化肥 (NPK+S)、化肥增施有机肥(NPK+M)5个处理,于小麦季观测潮土氨挥发损失,分析土壤矿质氮含量、pH值对氨挥发的影响。结果表明,长期施肥对小麦产量及氮素吸收有显著影响。各施肥处理小麦产量均显著高于CK处理,且籽粒、秸秆和颖壳产量以NPK+M处理最高,分别达11.6、13.38和3.34 t·hm-2,较NPK处理分别增加15.6%、39.1%和18.4%。各处理的小麦地上部吸氮量以NPK+M处理最大,达306.67 kg·hm-2,较NPK、NPK+S处理分别提高14.3%、44.7%。不同施肥处理对土壤氨挥发有显著影响,小麦季土壤氨挥发速率峰值主要在施肥后1～4 d 内,其中NPK+S处理观测到的峰值高达N 0.40 kg·hm-2·d-1,     

RothC模型模拟华北潮土区的土壤有机碳动态

运用RothC(Version 26.3)模型,模拟研究华北地区典型潮土长期定位施肥试验小麦-玉米轮作下土壤有机碳(SOC)含量的变化.本研究选取潮土区较为常见的6个典型施肥处理:不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾配施有机肥(NPKM)和氮磷钾配施秸秆(NPKS),对耕层土壤SOC的模拟值与实际测定值进行了比较.除NPKS处理外,其余各处理模型模拟值与实测值之间吻合较好.将NPKS处理植物碳DPM/RPM由1.44调至3.35后,模拟效果明显改善.RothC模型可用来模拟和预测不同施肥措施下潮土SOC变化趋势,但在大量秸秆还田时需调整部分模型参数.     

秸秆还田对再生稻田土壤有机碳组分的影响

  【目的】  在再生稻系统下，探讨秸秆还田对再生稻田土壤有机质组分及其养分含量的影响。  【方法】  试验设置秸秆不还田(CK)、水稻秸秆半量还田(SH)、水稻秸秆全量还田(SW)和水稻秸秆全量还田配施腐熟剂(SWF)共4个处理，分析各处理土壤有机碳及其组分和土壤速效养分含量。  【结果】  与秸秆不还田相比，秸秆还田能提高土壤有机碳及其组分含量。与CK处理相比，在头季和再生季水稻收获期，秸秆还田处理(SH、SW、SWF)土壤中水溶性有机碳含量分别增加了19.62%～22.63%、20.99%～41.48%；土壤中颗粒有机碳含量分别增加了8.47%～20.62%、24.71%～30.90%；三个施秸秆的处理间土壤总有机碳、胡敏酸和富里酸含量无明显差异。秸秆还田可以改变水溶性有机质结构，使其结构趋于简单。秸秆还田下土壤碱解氮、有效磷、速效钾和铵态氮含量均呈增加趋势；在头季水稻收获期，SWF处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著高于CK处理。在再生季水稻收获期，与头季稻收获期相比，CK处理土壤速效养分含量呈下降趋势，而秸秆还田下各处理速效养分含量均呈增高趋势。  【结论】  秸秆还田可以提高再生稻田土壤有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳以及腐殖酸组分的含量，促进水溶性有机质结构的变化，从而有效改善土壤养分的供给能力。     

潮土小麦碳氮含量对长期不同施肥模式的响应

【目的】以潮土21年长期定位试验为基础,分析不同施肥模式下冬小麦不同生育期的地上部生物量、碳氮含量、碳氮比及碳氮积累量,探讨冬小麦碳氮含量对不同施肥模式的响应规律。【方法】试验包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾肥配施有机肥(NPKM)、施氮磷钾肥及玉米秸秆还田(NPKS)7个处理。在2011 2012年冬小麦生长季,分别采集越冬、拔节、灌浆、成熟四个生育时期地上部植株样品,利用Euro Vector EA3000型元素分析仪对小麦植株样品的全碳、全氮含量进行测定。【结果】NPK、NPKM和NPKS处理均能显著提高各生育期小麦地上部干重,其中NPKM处理小麦地上部干重在越冬、拔节、灌浆、成熟期分别比CK提高了111%、194%、238%、206%,除越冬期外,等量氮肥条件下,NPK、NPKM和NPKS 3个处理间小麦同一生育期地上部干重无显著差异,说明与氮磷钾配施相比,有机无机配施与秸秆还田这两种措施并不能显著提高小麦地上部生物量;小麦地上部碳含量受不同施肥影响很小,不同生育期小麦地上部碳含量平均值为410 g/kg;小麦成熟期地上部氮含量以N和NK处理最高,分别达到19.4和18.1 g/kg,其中N处理小麦地上部氮含量分别比NPKM和NPKS处理高52%和66%。随着生育期的推移,各处理小麦氮含量逐渐降低,总体表现为越冬期拔节期灌浆期≥成熟期;在整个生育期中各施肥处理碳含量基本保持不变而氮含量呈逐渐下降趋势,这就使得各施肥处理地上部分C/N比随生育期的推移呈逐渐增加趋势;不同施肥下小麦碳积累量差异性和地上部干物质重差异性规律一致,而不同施肥下地上部氮积累量差异性不同于干物质重的差异性,以NP处理最高,达545 kg/hm2,分别比NPKM和NPKS处理高61%和68%。【结论】施肥方式不能显著改变小麦碳含量但能影响氮含量,因此小麦生物量大小决定了其碳的积累量,相应地,C/N比大小则由氮含量决定。氮磷钾配施、有机无机配施及秸秆还田处理下,小麦具有较高的生物量从而具有较高的碳氮积累量,这有利于增加农田系统碳、氮积累,提升土壤碳、氮肥力。     

秸秆还田对长期不同施肥黑土微生物残体碳的影响

  【目的】  研究长期施肥以及秸秆还田对黑土中微生物标识物氨基糖含量的影响,以期为调节黑土碳循环提供理论支撑。  【方法】  吉林省农业科学院黑土长期定位试验始于1990年,2018年选取其中不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥配施化肥(MNPK) 三个处理进行秸秆微区田间试验。这三个处理的土壤中分别再设加入1 cm 长玉米秸秆6000 kg/hm2的处理(CKS、NPKS、MNPKS)和不加入玉米秸秆的处理(CK、NPK、MNPK),共6个处理。秸秆与土壤混匀后置于PVC框(长0.9 m、宽0.6 m、高0.6 m)内,PVC框上端高于地面20 cm。在PVC框埋入土壤60天(夏季)、150天(秋季)后,取土样测定理化性状及氨基葡萄糖(GluN)、氨基半乳糖(GalN)和胞壁酸(MurN)含量。微生物真菌残体碳和细菌残体碳含量依据各氨基糖含量计算。  【结果】  与CK相比,NPK和MNPK处理能够促进氨基糖在土壤中的积累,其中第60天氨基葡萄糖分别显著增加18.81%和105.36%;胞壁酸分别显著增加19.62%和129.30%。两种施肥措施均能提升土壤中微生物残体碳的含量,而且MNPK处理微生物残体碳积累量较CK处理高出近1倍。各处理中真菌残体碳含量要远高于细菌残体碳含量,两种施肥措施均会降低真菌残体碳占微生物残体碳的比重,说明施肥会增加细菌在这一过程中对黑土有机碳积累的贡献。NPKS处理氨基葡萄糖占总氨基糖含量百分比明显增加,MNPKS处理真菌来源的氨基葡萄糖所占百分比也在第60天、第150天这两个时期内逐渐上升,表明真菌细胞死亡残体积累量在增加。  【结论】  添加秸秆后的MNPK处理促进了黑土中微生物残体碳的积累,NPK处理与秸秆添加相结合可以提高真菌残体碳在微生物残体碳中所占比重。因此,施肥和秸秆添加会使黑土中微生物群落组成发生变化,从而影响微生物残体的积累特征。     

冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响

采用田间定位试验,研究了冬闲期种植绿肥和稻草全量还田对江汉平原单季稻田土壤理化性质和水稻产量的影响。试验设置稻草不还田水稻不施肥(CK)、稻草不还田单施化肥(NPK)、稻草原位焚烧还田+化肥(RSB+NPK)、稻草全量还田+化肥(RSM+NPK)、稻草不还田单独种植绿肥+化肥(GM+NPK)以及稻草全量还田+种植绿肥+化肥(RSM+GM+NPK),共6个处理。结果表明,与不还田的CK及NPK处理相比,RSM+NPK、GM+NPK和RSM+GM+NPK处理模式均有利于改善土壤物理性状和提高耕层土壤养分及有机质含量,其中多以RSM+GM+NPK处理增幅最大。RSB+NPK处理较CK处理显著提高土壤pH值、土壤有效磷和速效钾含量,但对土壤有机质、全氮和碱解氮含量影响不大。GM+NPK处理与RSM+GM+NPK处理稻谷产量近似,分别较NPK处理显著增加6.9%~11.7%和6.0%~13.4%,3年平均增加9.1%和8.7%,而RSM+NPK和RSB+NPK处理的稻谷产量3年里与NPK处理无显著差异。综合考虑,在江汉平原单季稻作条件下,以冬闲期稻草条带覆盖还田与种植绿肥配合还田为宜,可以改善土壤理化性质,显著提高水稻产量。     

秸秆还田与氮肥管理对稻田杂草群落和水稻产量的影响

为了研究秸秆还田和氮肥管理对稻油轮作夏季稻田杂草群落分布特征和水稻产量的影响,试验设5个处理:常规施肥NPK+秸秆不还田,N基追肥比例为6∶2∶2(F0NS,CK);常规施肥NPK+秸秆全量还田,N基追肥比例为6∶2∶2(F_0S);常规施肥NPK+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为6∶2∶2(F_0SA);常规施肥NPK+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为7∶2∶1(F1SA);常规施肥PK,N减量15%+秸秆全量还田+秸秆腐解剂,N基追肥比例为6∶2∶2(F2SA)。记录杂草种类、数量、密度、生物量等指标,并于2016年9月底进行水稻实收测产。结果表明,与CK相比,F_0S、F_0SA、F1SA和F2SA处理的杂草总密度分别降低50.3%、29.2%、20.3%和6.8%,秸秆还田可以有效降低稻田杂草密度、生物量和杂草多样性;与F_0S相比,F_0SA、F1SA和F2SA处理的杂草发生数量和发生密度差异不显著,但禾本科和莎草科杂草不同程度地减少,柳叶菜科和玄参科杂草显著增加,配施秸秆腐解剂对农田杂草种类影响显著。在秸秆腐解剂和不同施氮措施下,与F_0SA相比,F1SA和F2SA处理杂草种类、生物量增加,杂草相对密度降低,但差异不显著;各处理间优势杂草种类和种群数量减少,但F2SA处理下生物多样性指数明显高于F_0SA和F1SA处理。与CK相比,F_0S、F_0SA、F1SA和F2SA处理的水稻产量分别提高7.13%、16.55%、17.80%和10.67%,其中F1SA处理作物产量增幅最高。研究表明,秸秆还田和氮肥管理能有效降低稻田杂草的发生密度、总生物量和和生物多样性,有利于提高水稻产量。     

秸秆还田对关中地区麦玉复种体系土壤氨排放的影响

农业氨减排是雾霾治理最经济有效的方法,而农田肥料施用造成的氨排放是农业氨排放的重要部分。本研究旨在探讨冬小麦-夏玉米复种体系下土壤氨排放对秸秆还田的响应,为减少农业氨排放和控制雾霾提供理论依据。本试验于2018年6月—2019年6月在陕西关中杨凌地区,对土壤氨排放、0～40 cm土壤无机氮以及产量进行了测定分析。试验采用双因素裂区设计,主区为秸秆还田方式,设不还田(S0)、半量还田(S0.5)和全量还田(S1)3个水平;副区为施肥,设不施肥(F0)、减量施肥(F0.8)、常规施肥(F1)3个水平。结果表明:秸秆还田与施肥及两者互作对夏玉米季土壤氨累积排放量(C)有显著影响。秸秆还田对冬小麦季土壤氨累积排放量无显著影响。整个麦玉复种体系的氨累积排放量为1.31～19.26kg·hm~(-2),占施肥量的2.17%～4.69%,各处理之间表现为:S0F1S0.5F1S1F1S0F0.8S0.5F0.8S1F0.8S1F0S0.5F0S0F0。在不施肥情况下,秸秆还田能增加土壤氨累积排放量,但秸秆还田配施氮肥较不还田处理显著减少土壤氨累积排放量和氨损失率,秸秆全量还田和半量还田之间的氨排放无明显差异。其中S1F0.8和S0.5F0.8处理在整个复种体系中减排效果最为显著,分别较S0F0.8处理(11.62 kg·hm~(-2))减排38.64%和37.35%。相比于只施氮肥,秸秆还田配施氮肥能显著减少土壤中无机氮,显著提高夏玉米产量6.23%～20.20%,冬小麦产量16.60%～28.17%。通过PCA分析发现,S1F0.8和S0.5F0.8处理是减排增产的最优组合。综合考虑土壤氨排放和作物产量,长期秸秆还田配减量施肥处理,能在保证作物高产的基础上减少土壤氨排放,可在关中地区实施。     

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。     

秸秆还田配施化肥对黄褐土氮磷淋失的影响

采用室内模拟装置淋溶土柱的方法,研究了水稻秸秆还田配施化肥对土壤氮磷淋溶迁移的影响。结果表明,土壤淋失液中总氮含量表现为:NS(无秸秆还田+优化施肥)处理SF(秸秆还田+优化施肥)处理SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理CK(无秸秆还田、无施肥)处理;土壤淋失液中可溶性磷和总磷含量均表现为:SF(秸秆还田+优化施肥)处理NS(无秸秆还田+优化施肥)处理SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理CK(无秸秆还田、无施肥)处理,并且呈现出随着时间的延长逐渐下降的趋势;经过淋溶后,表层土壤中全氮含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为0.486g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.440g/kg,全磷含量最高的是NS(无秸秆还田+优化施肥)处理,为0.306g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.261g/kg;但表层土壤中速效磷含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为29.353mg/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为21.210mg/kg。研究结果表明,化肥施用量减少有利于降低土壤氮磷的淋失,在优化施肥量条件下,黄褐土实行秸秆还田会降低土壤氮素的淋失,但会提高土壤磷素的淋失。     

小麦玉米秸秆连续还田对土壤有机质红外光谱特征及氮素形态的影响

通过6年的田间定位试验,探讨了CK(不施肥,秸秆不还田)、SF(施肥,秸秆不还田)、T1(施肥,玉米秸秆还田)、T2(施肥,小麦秸秆还田)、T3(施肥,玉米小麦秸秆还田)5种处理对土壤氮素形态和有机质红外光谱特征的影响。结果显示:与SF相比较,T1、T2、T3处理使土壤有机氮含量分别增加3.7%、15.9%和18.5%,土壤无机氮含量分别减少15.5%、15.9%和24.0%,其中铵态氮分别降低11.3%、6.0%和12.0%,土壤硝态氮含量分别降低19.3%、22.9%和32.1%;与SF相比较,T1、T3处理土壤有机质(SOM)的C/N分别降低2.8%和1.4%,T2处理SOM的C/N提高1.4%;C/O分别提高9.2%、12.8%和12.1%;而H/C分别降低4.6%、5.5%和4.6%。红外图谱分析显示,T1、T2、T3处理引起3 500~3 200 cm?1处的吸收峰增加,2 924 cm?1处出现了新的弱峰,表明SOM的脂肪族特征增加,且以1 630 cm?1处为中心的宽带吸收峰强度明显增加,SOM芳构化程度增强。研究表明,施肥显著提高了土壤有机氮、无机氮含量,以及土壤有机质的C/N和C/O。而秸秆还田降低了土壤无机氮,提高了土壤有机氮,使SOM的C/N、H/C下降,C/O上升,同时提高了SOM中酚基、羟基、羧基、芳香碳和酰胺含量,其中以小麦、玉米秸秆双季还田的效果最为显著。     

控释氮肥对玉米秸秆腐解及潮土有机碳组分的影响

施肥影响秸秆还田效果,研究不同形态氮肥对秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响可为秸秆还田下氮肥合理施用提供科学依据。以10年小麦-玉米轮作定位施肥试验为基础,采用尼龙网袋田间填埋法,研究了控释掺混尿素和普通尿素不同用量(纯氮120,240,360 kg/hm~2)对潮土中玉米秸秆腐解及土壤有机碳组分的影响。结果表明:与普通尿素相比,控释掺混尿素具有促进秸秆腐解的趋势;在秸秆腐解后期,控释掺混尿素处理较普通尿素显著促进了秸秆氮、磷的释放,而不同氮肥处理对秸秆中钾素的释放影响并不显著。在秸秆腐解后期,相同施氮量条件下,常规施氮量和增施氮量的控释掺混尿素处理较普通尿素显著增加土壤水溶性和热水溶性有机碳含量。在增加土壤微生物量碳、氮含量方面,在秸秆腐解的某些阶段控释掺混尿素处理的促进作用显著高于普通尿素处理。综合来看,与普通尿素相比,控释掺混尿素在秸秆腐解和增加土壤有机碳组分方面具有较好的促进作用。     

施肥管理措施对潮土和红壤作物氮素利用效率与病虫害发生的影响

【目的】秸秆还田、生物炭和硝化抑制剂等措施常用来配合氮肥减施，以避免减氮对作物产量可能产生的影响。研究长期不同氮肥管理措施对作物产量、氮素利用率以及病虫害的影响，为潮土和红壤地区氮肥管理措施优化和病虫害防治提供参考依据。【方法】在河南许昌潮土和云南曲靖红壤上开展田间定位试验，设置不施氮肥对照(CK)，常规施氮肥(N)，减氮20%(80%N)，以及减氮20%的基础上配合秸秆还田(80%NS)、添加硝化抑制剂(80%NI)、种植翻压冬季绿肥(80%NGM)、喷施固氮菌剂(80%Nkle)、同时施用生物炭和秸秆还田(80%NBS)、同时施用生物质炭和硝化抑制剂(80%NBI)处理。通过观测玉米和大麦(小麦)的生产力、氮肥利用和玉米螟、大斑病发生情况，探讨不同氮肥管理措施的实施效果。【结果】与常规施氮肥处理(N)相比，80%NBS和80%NBI处理显著提高了曲靖红壤表层土壤有机质和全碳含量，其他处理对土壤基本理化性质没有显著影响；80%N处理显著降低了许昌作物产量，而80%NS、80%NI和80%Nkle维持了作物产量，氮素利用效率显著提升了21%～34%，土壤氮盈余降低了33%～42%。同样...