持续秸秆还田减施化肥对水稻产量和氮磷流失的影响

[目的] 探究持续性秸秆还田减施化肥对水稻产量和氮磷随径流流失的影响,为当地农业资源循环再利用和防控农业面源污染提供科学依据。[方法] 在四川省广汉市开展连续3 a (2018—2020年)的田间小区试验,设置常规施肥处理(T₁)和秸秆还田+常规施肥减氮28.57%,减磷25.11%(T₂)2种施肥方式,分别测定了地表径流中氮磷浓度、流失量,水稻秸秆、籽粒的产量和氮磷吸收量、水稻收获时土壤养分。[结果] 随着秸秆还田年限的增加,T₂可达到显著的增产效果,其中2020年T₂比T₁增产16.93%。与T₁相比,T₂的总氮和硝态氮流失量分别增加6.25%～14.97%,6.99%～15.03%,可溶性总氮、总磷和可溶性总磷流失量分别降低0.94%～6.03%,4.66%～10.32%和5.77%～21.15%。土壤中全磷、速效磷、硝态氮和铵态氮含量的年际变化显著(p<0.05)。与T₁相比,T₂处理显著降低了土壤8.79%的全磷和30.56%的速效磷。[结论] 持续秸秆还田与减施化肥在保证作物产量的同时,减少了化肥投入量,降低了磷素的径流流失量,但增加了氮素径流流失的风险,在实际农业生产中应进一步优化处理。     

生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响

为了研究生物炭及秸秆还田对干旱区玉米农田温室气体通量的影响,以内蒙古科尔沁地区玉米农田为试验对象,采用静态箱-气相色谱法对分别施入生物炭0 t·hm^-2（CK）、15 t·hm^-2（C15）、30 t·hm^-2（C30）、45 t·hm^-2（C45）及秸秆还田（SNPK）的土壤进行温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）通量的原位观测,并估算生长季CH₄和N₂O的综合增温潜势（GWP）与排放强度（GHGI）。结果表明：添加生物炭能够显著减少土壤CO₂和N₂O的排放量,并促进土壤对CH₄的吸收作用。其中处理C15对CO₂的减排效果最好,与对照相比CO₂排放量降低21.16%。随着施入生物炭量的增加,生物炭对N₂O排放的抑制作用不断增强,处理C45对减排效果最好,与对照相比N₂O排放量降低86.25%。处理C15对土壤吸收CH₄的促进效果最好,CH₄吸收量增加56.62%;处理C45对CH₄的排放有促进作用,使生长季土壤吸收CH₄减少81.36%。SNPK对温室气体的减排作用接近处理C15。添加生物炭和秸秆还田对提高玉米产量和降低农田GWP与GHGI均有显著效果,施用生物炭及秸秆还田均有效提高了科尔沁地区的玉米产量,且玉米产量随着施入生物炭含量的增大而提升。从GWP上来看,施用15 t·hm^-2生物炭对温室气体减排的整体效果最好。从GHGI上来看,施用生物炭及秸秆还田均具有一定的经济效益和减排意义,其中施用15 t·hm^-2生物炭的综合效益最高。因此综合经济效益与环境因素,建议科尔沁地区农田在种植玉米时添加15 t·hm^-2生物炭,如不具备购买生物炭条件,可以考虑秸秆还田来实现玉米增产与温室气体减排。     

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。     

施肥对青岛市设施蔬菜产量、净产值及土壤环境的影响

为进一步提高设施蔬菜的施肥效率, 减少肥料成本和对环境的污染, 对青岛市设施蔬菜施肥状况及其对产量、净产值和土壤环境的影响进行了研究。结果表明, 设施黄瓜和番茄氮、磷、钾肥施用均明显过量。黄瓜N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 841.5 kg·hm^-2、864.0 kg·hm^-2和1 978.7 kg·hm^-2, 番茄N、P₂O₅、K₂O年施用量分别为1 436.7 kg·hm^-2、833.6 kg·hm^-2和1 643.7 kg·hm^-2。施肥中有机/无机肥料养分比例较为合理, 重视了有机肥的施用。年度施用N、P₂O₅、K₂O量及其总量对年度蔬菜产量、净产值有明显影响, 存在着线性方程关系。随着年度施氮量的增加, 土壤NO₃^--N含量明显增加, 31.4%的农户设施蔬菜田土壤NO₃^--N含量居高和较高水平。土壤速效磷含量随年度施磷量的增加而增加, 74.3%的农户设施蔬菜田土壤速效磷为高水平。68.6%的农户设施蔬菜田土壤为酸性和微酸性, 有向酸性发展的趋势。生产中应适量减少氮、磷和钾肥投入, 推广测土配方施肥、水肥一体化、秸秆生物处理等技术, 促进青岛市设施蔬菜生产的可持续发展。     

耕作措施对温带半干旱地区土壤温室气体(CO2、CH4、N2O)通量的影响

通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的不同耕作措施试验, 利用CO₂分析仪、静态箱-气相色谱法对双序列轮作次序下春小麦地、豌豆地生育期内CO₂、CH₄和N₂O通量进行了测定。试验结果表明: 4种耕作措施下春小麦地和豌豆地在生育期内均表现为CO₂源、N₂O源和CH₄汇的功能。传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作结合秸秆还田下, 春小麦生育期内平均土壤CO₂通量(μmol·m^-2·s^-1)分别为0.203 6、0.221 2、0.241 8、0.224 9, CH₄通量(mg·m^-2·h^-1)分别为-0.041 6、-0.078 0、-0.081 8、-0.053 7, N₂O通量(mg·m^-2·h^-1)分别为0.089 1、0.069 2、0.046 1、0.065 6; 豌豆生育期内平均土壤CO₂通量(μmol·m^-2·s^-1)分别为0.273 6、0.261 6、0.218 1、0.236 0, CH₄通量(mg·m^-2·h^-1)分别为-0.055 0、-0.073 7、-0.066 2、-0.054 5, N₂O通量(mg·m^-2·h^-1)分别为0.123 4、0.084 7、0.080 6、0.035 0。少免耕及小麦秸秆覆盖有利于减少土壤CO₂排放通量, 免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖及传统耕作结合秸秆还田均能不同程度地增加CH₄吸收通量、减少N₂O排放通量。综合来看, 免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作结合秸秆还田3种保护性耕作措施有助于减少土壤温室气体的排放量。春小麦地CO₂通量随着土壤温度、土壤含水量的逐渐升高而增大; CH₄吸收通量随着土壤含水量的逐渐升高而增大, 而随着土壤温度的逐渐升高而减小。豌豆地CO₂通量的变化与土壤含水量存在极显著正相关关系; 而春小麦地N₂O通量则与平均土壤温度呈显著正相关, 豌豆地则为极显著正相关。     

秸秆还田替代化肥对黄土旱塬小麦产量及水肥利用的影响

为研究不同秸秆还田量替代部分化肥后对黄土高原冬小麦产量、水肥利用效率和硝态氮积累特征的影响。于2018—2021年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,设置秸秆不还田(S0)、秸秆半量还田(S1/2)、秸秆全量还田(S1)、秸秆2倍量还田(S2)4个还田量处理,研究不同秸秆还田量替代化肥对冬小麦产量形成、水肥利用效率及土壤硝态氮残留的影响。结果表明:在黄土旱塬麦区,秸秆还田替代8.3%~31.9% N和15.7%~63.2% P₂O₅的基础上,冬小麦产量总体随秸秆还田量增加而增加,且在降水丰沛年份,增加秸秆还田量可产生更大的产量效应。3年试验总体表明,S2处理冬小麦平均产量分别较S0、S1/2和S1处理分别高17.5%(P＜0.05),10.4%(P＜0.05),4.3%。连续3年秸秆还田均提高了冬小麦穗数,S2处理冬小麦平均单位面积穗数分别较S0、S1/2和[JP]S1处理高17.1%(P＜0.05),12.3%(P＜0.05),3.6%,不同处理间穗粒数和千粒重差异不显著。播前2 m土壤贮水量总体随着还田量的增加而增加,试验期间S2处理平均贮水量较S0提高8.3%(P＜0.05)。冬小麦生育期耗水量也表现为随着还田量的增加而增加,S2处理平均耗水量较S0处理增加了10.0%(P＜0.05)。不同处理间水分生产效率差异不显著,平均为14.9 kg/(hm²·mm)。在秸秆还田替代部分化肥基础上,旱塬冬小麦肥料利用效率随着秸秆还田量的增加而增加,其中,S2处理平均氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥农学效率(AE_N)、氮肥当季回收率(RE_N)和磷肥偏生产力(PFP_P)较S0处理分别提高66.4%,155.8%,113.5%,105.2%。连续3年秸秆不还田使0—2 m土壤硝态氮残留量较2018年播前提高100.6%,并随水向下淋溶在深层土壤中累积,而秸秆还田处理2 m土层硝态氮累积量均低于2018年播前,S2处理2 m土壤硝态氮残留量最低,为244.8 kg/hm²。综合考虑,晋南黄土旱塬麦区,在秸秆还田替代8.3%~31.9% N和15.7%~63.2% P₂O₅基地上,可增加播前土壤底墒,降低肥料残留,并提高肥料利用效率,进而提高冬小麦产量,其中,以2倍秸秆还田量(平均为7 477 kg/hm²)产生的产量和水肥效应最佳。研究结果可为推进旱作麦区面源污染防控和冬小麦高产高效绿色生产提供理论依据。     

长期秸秆还田对潮土土壤团聚体碳氮和作物产量的影响

为探究潮土区长期秸秆还田对土壤团聚体碳、氮含量和作物产量的影响,以河北省低平原潮土区小麦-玉米轮作系统为研究对象,利用38年化肥与秸秆配施长期定位试验,研究了不施肥(CK)和等量氮、磷肥用量下0 kg/hm²(S0)、2250 kg/hm²(S2250)、4500 kg/hm²(S4500)和9000 kg/hm²(S9000)秸秆还田量下,土壤团聚体碳、氮含量和作物产量。结果表明:与不施肥CK相比,长期施肥与秸秆还田可以增加各粒径团聚体中有机碳和全氮含量,其中,秸秆还田对提高0～10 cm表层土壤水稳性团聚体有机碳含量效果较好,且随秸秆还田量的增加,水稳性团聚体有机碳提升效果越明显。长期秸秆还田对各粒径团聚体中碳氮比无较大影响。>0.25 mm团聚体中有机碳和全氮富集系数较高,且0～10 cm土层,S2250、S4500和S9000处理均表现为随着团聚体粒径减小团聚体中有机碳富集系数逐渐降低。长期秸秆还田可以提高作物产量,且高秸秆还田量对小麦产量的提高效果更明显。>0.25 mm团聚体中有机碳含量与小麦产量之间的关系最密切,当该粒径团聚体中有机碳含量增加1 g/kg时,小麦产量可以增加329.62 kg/hm²;而0.25～0.053和<0.053 mm团聚体中有机碳含量与小麦产量相关性较差。综上,秸秆还田可以增加土壤团聚体中有机碳含量,提升土壤肥力,促进作物增产。     

旱农区秸秆还田秋施肥对春玉米产量及水分利用效率的影响

在我国典型半湿润偏旱的山西寿阳试区，通过7年的长期定位试验，研究秸秆还田秋施肥对春玉米生长和水分利用的影响。结果表明：不同方式的秸秆还田结合秋施肥是一项适用于该区的行之有效的技术。该技术的应用可以起到蓄水保墒的功效，特别是土壤表土的含水率较春施肥提高了1.09%～3.04%，从而提高了春玉米的出苗率，使得苗齐、苗壮。秸秆还田秋施肥使水分利用效率提高0.26～0.29 g/kg，氮磷肥利用率分别提高3.9%～13.9%和3.0%～9.1%。从5年的产量统计结果看，秋施肥和春施肥处理相比较，玉米籽粒增产2.56～3.88 t/hm²，增产幅度为8.10%～13.4%。     

不同有机物料投入下黄河故道土壤有机碳积累特征的研究

【目的】黄河故道潮土区土壤有机质含量低、结构差是限制当地作物优质高产的重要问题,通过连续施用不同有机物料,探究不同有机物料投入下,黄河故道区典型土壤的有机质积累特征,为该区土壤的快速固碳提供理论依据和参考方案。【方法】试验共设置7个处理：单施NPK肥作为对照(CK),其他处理在单施NPK肥的基础上增施有机肥6000 kg/hm_² (M1)、有机肥12000 kg/hm_² (M2)、树枝菌渣6000 kg/hm_² (B1)、树枝菌渣12000 kg/hm_² (B2)、秸秆菌渣6000 kg/hm_² (S1)、秸秆菌渣12000 kg/hm_² (S2), 采用随机区组设计。【结果】与CK相比,外源有机物料施入会显著增加玉米产量和有机质含量,增幅范围分别为21.7%～58.3%和37.4%～70.1%,产量的增加直接导致进入土壤的秸秆残渣及根茬碳相应增加38.9 kg/hm_²～76.9 kg/hm_²,致使 B2处理增产保肥效果最佳。就有机物料种类而言,用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣对土壤活性有机质的提升幅度最大,比相同用量的有机肥和秸秆菌渣高26.2%和57.0%,秸秆菌渣的碳库管理指数最高,但与树枝菌渣相比无显著差异。树枝菌渣由于碳氮比高,在土壤中分解慢,相同用量下,矿化消耗的碳量低于秸秆菌渣和有机肥,单位碳投入下的呼吸量比秸秆菌渣和有机肥低42.3%和29.3%。【结论】用量为12000 kg/hm_²的树枝菌渣由于碳投入量大,矿化消耗少,对黄河故道潮土有机质提升效果最好,玉米增产最明显。     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

绿肥还田在稻作生态系统的效应分析及研究展望

绿肥种植利用是中国传统农业技术的精华,也是绿色生态循环农业发展的关键性举措,为中国粮食稳定和绿色增效发挥着十分重要的作用。水稻栽种之前的绿肥还田耕作模式就是将绿肥植物体直接耕翻于稻田中作为肥料或是将绿肥植物体沤堆成肥再施用于稻田土壤,这不仅能够培肥稻田土壤、增强土壤供肥能力和减少稻季化学肥料施用,而且能够减少稻田周年化学养分供给、减轻稻田营养物质流失、提高养分资源利用效率,是轻简种植、绿色高效的农作制度模式。本文概述了绿肥还田对稻田土壤质量、资源利用效率和温室气体排放等方面的影响,展望了绿肥在稻田资源利用中的潜力,为绿肥高效种植和合理还田提供参考。     

Effect of Deficit Irrigation and Dairy Manure on Winter Wheat Yield,Soil Physical Health,and Nitrate Leaching

ABSTRACT

The effect of deficit irrigation (DI) on wheat crop yield, soil physical parameters and on nitrate nitrogen movement in soil profile was evaluated under application of dairy manure and nitrogen fertilizer. Two levels of DI were taken as I_0.6 (60% FC) and I_0.8 (80% FC) along with two dairy manure levels (20 and 25 Mg ha^?1) and three nitrogen levels (80, 100, and 120 kg ha^?1). The grain yield was high under I_0.8 than I_0.6, whereas the irrigation level has no significant effect on soil organic carbon contents. Dairy manure, irrigation, and nitrogen indicated strong interaction with each other for all yield-related parameters during both years of study, however, results for 2nd year were highly positive. Soil nitrate nitrogen movement was significantly affected under I_0.8 with high rate of dairy manure (25 Mg ha^?1) and nitrogen fertilizer (120 kg ha^?1). Results concluded that combined application of dairy manure (25 Mg ha^?1) and nitrogen fertilizer (120 kg ha^?1) under DI level I_0.8 resulted in high grain yield. To overcome water scarce conditions, further experiments can be designed by addition of various organic matters in different combination that enhances the yield and soil health.     

有机物料对宅基地复垦土壤培肥效果评价

以成都平原宅基地复垦土壤为研究对象,设空白对照(CK)、常规化肥(CF)、全量秸秆还田(T1)、高量秸秆还田(T2)、全量菌渣还田(T3)、高量菌渣还田(T4)、全量猪粪还田(T5)、高量猪粪还田(T6)共8个处理,研究复垦宅基地耕作层(0～20 cm)土壤容重、孔隙度、酸碱度、总有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾共10个指标的变化并开展综合评价。秸秆、菌渣、猪粪3种农业废弃物与化肥配施处理下宅基地复垦土壤的物理性状得到改善,总有机碳、全磷、碱解氮、有效磷与速效钾含量显著提高(P0.05)。总有机碳及全量养分变化结果表明,T6处理提升效果最优;速效养分变化结果以T4处理提升效果最佳;综合肥力评价结果表明,T4处理提升效率最高,年均提升0.385级肥力。高量菌渣还田(T4)处理推荐为最优培肥方案:小麦季施菌渣8 507 kg/hm~2、尿素307 kg/hm~2、过磷酸钙825 kg/hm~2、氯化钾38 kg/hm~2,玉米季施菌渣9 411 kg/hm~2、尿素324 kg/hm~2、过磷酸钙925 kg/hm~2、氯化钾172 kg/hm~2。     

Influence of Applied Cattle Manure on Winter Wheat (Triticum aestivum L.) Grain Yield,Soil pH and Soil Organic Carbon

ABSTRACT

Animal manure is used in crop production to improve crop yield and soil properties. The impact of cattle manure applied in one year on yield and soil properties in the subsequent years has not been extensively studied. This work evaluated the effect of manure application on winter wheat grain yield (Triticum aestivum L.), soil organic carbon (SOC), and soil pH. Cattle manure was applied once every four years at a rate of 267 kg N ha^?1. Grain yield and soil samples (0–15 cm) were collected annually from the Magruder Plots, Oklahoma. Soil samples were analyzed using a glass electrode (pH) and LECO dry combustion analyzer (SOC). The highest yield (2.8 Mg ha^?1) occurred in the second year after manure application. Yield in the second year exceeded yield in the first year by 66%. Yields in the third and fourth year were similar to yields in the other years. No changes in soil pH and SOC were observed in each of the four years that constituted the manure application cycle. Cattle manure (267 kg N ha^?1) could be applied once to serve a four-year period without major yield differences while also improving soil pH and SOC when compared to the check.     

保水剂结合豌豆翻压对季节性干旱区新垦植烟

研究了保水剂（Guilspare）施用量（0,2,4,6 L/m²）结合豌豆（Pisum sativum Linn）翻压对攀枝花平地镇新垦植烟土壤保水能力、土壤培肥和烤烟农艺性状、经济性状及化学成分的影响。结果表明：保水剂可使土壤的失水过程显著减慢,保水效果4 L/m² > 6 L/m² > 2 L/m²。保水剂结合豌豆翻压降低了土壤pH,提高了土壤有机质、总氮、总磷、有效氮、有效硼和速效钾含量,4 L/m²保水剂可增加土壤有机质含量6.1~28.3倍,保水剂主要通过增加翻压豌豆的生物量提高土壤肥力,进而影响烤烟农艺性状,4 L/m²保水剂结合豌豆翻压使烤烟叶厚度或叶质重增加,2 L/m²保水剂结合豌豆翻压使烤烟产量增加了10.30%,保水剂结合豌豆翻压提高了烤烟单叶质量和产量。在烤烟化学指标方面,6 L/m²保水剂结合豌豆翻压处理烤烟中部叶的总氮和钾含量分别为1.67%,2.24%,均达到优质烟水平（总氮含量1.5%~2.5%,钾含量>2.0%）,保水剂结合豌豆翻压降低了烤烟糖碱比,提高了氯钾比,使烤烟内酸性物质和碱性物质之间趋于平衡,增加了化学成分的协调性。保水剂结合绿肥增加了烤烟下部叶的综合质量,降低了上部叶和中部叶的综合质量,可能与新垦植烟土壤中部叶和上部叶生长期靠后而得到的土壤水分和肥力供给不足有关。     

Effects of substituting chemical fertilizers with manure on rice yield and soil labile nitrogen in paddy fields of China: A meta-analysis

Substituting chemical fertilizers with manure is an important method for efficient nutrient management in rice cropping systems of China.Labile nitrogen(N) is the most active component of the soil N pool and plays an essential role in soil fertility.However,the effects of manure substitution on soil labile N in rice cropping systems and their relationships with soil properties,fertilization practices,and climatic conditions remain unclear and should be systematically quantified.Here,we investiga...     

Clinoptilolite Zeolite Influence on Nitrogen in a Manure-Amended Sandy Agricultural Soil

Zeolite minerals may improve nitrogen availability to plants in soil and reduce losses to the environment. A study was conducted to determine the influence of clinoptilolite (CL) on nitrogen (N) mineralization from solid dairy manure (224 kg N ha^?1) in a sandy soil. Clinoptilolite was added to soil at six rates (0 to 44.8 Mg CL ha^?1), each sampled during 11 sampling dates over a year. Over time, nitrate (NO₃)-N increased, ammonium (NH₄)-N decreased, but total inorganic N increased. Clinoptilolite did not influence the nitrification rates of initial manure NH₄-N or mineralization of organic N (ON) over time. It is possible that adsorption of manure-derived potassium (K) outcompeted the NH₄-N for CL exchange sites. The ON concentration was constant up to 84 days and then decreased by approximately 18% over the remaining time of the study across all treatments. Clinoptilolite use in this sandy soil did not alter mineralization of N from dairy manure.     

不同施肥对河套灌区瓜田土壤养分及甜瓜生长和养分利用的影响

采用田间试验研究了内蒙古巴彦淖尔市河套灌区甜瓜一次性施肥、覆膜后灌水淋洗排盐传统种植模式下不同施肥对土壤养分及甜瓜产量、品质和养分利用的效应,不同施肥处理包括不施肥(CK)、常规施肥(CF,N 445.5 kg/hm~2,P_2O_5 399 kg/hm~2,K_2O 54 kg/hm~2)、优化减量施肥(RF,N 240 kg/hm~2,P_2O_5 150 kg/hm~2,K_2O 120 kg/hm~2)、控释肥(RSF,控释尿素N 240 kg/hm~2,P_2O_5 150 kg/hm~2,K_2O 120 kg/hm~2)、优化减量施肥+有机肥(RF+OM,增加有机肥15 t/hm~2)、控释肥+有机肥(RSF+OM)6个处理。结果表明:RSF在甜瓜生育期维持较高的土壤氮素水平,与单施化肥相比,RF+OM、RSF+OM处理可以维持土壤有机质含量,培肥土壤。各施肥处理与CK相比,甜瓜产量均显著增加(P0.05),RSF+OM处理产量显著高于CF处理,RF、RSF及RF+OM处理与CF处理相比产量和品质提高,但差异不显著。RF、RSF处理氮素利用效率比CF处理分别提高15.1,21.5个百分点,磷素利用效率分别提高20.4,18.8个百分点。化肥减施及施用控释肥对减少河套地区甜瓜农田灌溉退水中氮素汇入乌梁素海引起的面源污染具有重要的生态环境意义。     

Soil carbon and nitrogen response to 25 annual cattle manure applications

Improving manure management to benefit both agricultural production and the environment requires a thorough understanding of the long‐term effects of applied manure on soil properties. This paper examines the effect of 25 annual solid cattle manure applications on soil organic carbon (OC), total N (TN), and KCl‐extractable NO₃‐N and NH₄‐N under both non‐irrigated and irrigated conditions. After 25 annual manure applications, OC and TN contents increased significantly with the rate of manure application at the top two sampling depths (0–15 cm and 15–30 cm), and the increases were not affected by the irrigation treatment. The NO₃ content increased at all sampling depths with greater increases observed under non‐irrigated conditions, while NH₄ content was not affected by manure application rates or the irrigation treatment. The changes in OC and TN at the surface (0–15 cm) and 15–30 cm depth were dependent on the cumulative weight of manure added over the years. The relationships between cumulative manure OC added and soil OC content and between cumulative manure TN added and soil TN content were linear and not affected by the irrigation treatment. For every ton of manure OC added, soil OC increased by 0.181 g kg^–1 in the topsoil (0–15 cm). Similarly, for every ton of manure TN added, surface soil TN increased by 0.192 g kg^–1. The linear relationship between manure C added and soil C content suggests that the soil had a high capacity for short‐term C sequestration. However, the total amount of NO₃‐N in the soil profile (0–150 cm) was affected by both the manure application rates and the irrigation treatment. A large amount of NO₃ accumulated in the soil, especially under non‐irrigated conditions. The extremely high level of NO₃ in the soil increases the potential risk of surface and groundwater pollution and losses to atmosphere as N₂O.     

不同有机物料接种蚯蚓对设施菜地土壤 培肥及作物生长的影响

设施蔬菜栽培长期施用过量化肥,往往导致土壤质量退化及作物产量降低等问题。因此,采用生态友好的农业生产方式已成为农业可持续发展的趋势。本研究在野外调控试验的第3年采集作物和土壤,研究了施用不同有机物料条件下,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)对设施菜地土壤性质和作物生长的影响。结果表明,在不同有机物料施用下接种赤子爱胜蚓均显著地提高了黄瓜和菠菜的产量,其中在施用腐熟牛粪+食用菌渣条件下接种赤子爱胜蚓效果最显著。此外,在腐熟牛粪和腐熟牛粪+食用菌渣施用条件下,接种赤子爱胜蚓显著地提高土壤的硝态氮(NO3–-N)、团聚体平均重量直径(MWD)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)和代谢熵(q CO2),而在施用商品有机肥的处理中,接种赤子爱胜蚓仅显著地提高了土壤NO3–-N和q CO2。本研究促进了对蚯蚓在设施农业生态系统中服务功能的理解,并为设施农业生产提供了理论基础。