配施有机肥对潜育化水稻土的培肥效果

为探索潜育化水稻土的培肥措施,通过田间试验研究了有机无机肥配施对潜育化低产水稻土产量和土壤养分有效性的影响。结果显示:连续2季施用有机肥后,潜育化水稻土产量显著提高,以早稻配施紫云英-晚稻配施猪粪处理的产量最高。添加有机肥降低了潜育化水稻土耕层土壤p H值。早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的有机质提高明显,比NPK处理提高了15.22%;早稻配施紫云英,晚稻配施猪粪处理的潜育化水稻土全氮含量比单施化肥处理提高4.19%;早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的潜育化水稻土有效磷含量提高最多,比NPK处理提高了4.92%;相比于NPK处理,早稻配施紫云英,晚稻单施化肥处理的土壤速效钾含量比两季均单施化肥处理提高了13.2%。因此,潜育化水稻土适当配施有机肥可以提高土壤养分有效性,增加水稻产量,可以作为培肥改良潜育化水稻土的参考方法。     

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。     

长期不同培肥措施下玉米产量稳定性及棕壤氮素累积分布特征

  【目的】  研究长期不同培肥措施下玉米产量的稳定性、可持续性和土壤矿质氮累积分布、微生物量氮含量特征,为制定合理的施肥措施和保证东北棕壤地区农业的可持续绿色发展提供理论依据。  【方法】  棕壤肥料长期定位试验始于1979年。选取其中的12个处理:不施肥对照(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量有机肥(M1)及其与化肥配施(M1N、M1NP和M1NPK)、高量有机肥(M2)及其与化肥配施(M2N、M2NP和M2NPK),分析长期施肥下玉米产量的变化,并于2018年在玉米收获期采集植株和土壤样品,阐明玉米地上部吸氮量变化,0—100 cm土层土壤矿质氮分布、累积及微生物量氮含量的差异。  【结果】  长期不同施肥下玉米产量呈波动变化,且在1979—1998年内玉米产量变化趋势较平稳,1999—2018年内变幅较大。M1NPK、M2NPK处理玉米平均产量最高,在试验前20年较NPK处理分别提高了10.3%、11.7%,后20年分别提高了17.1%、19.4%。随着试验年限增加,玉米产量的稳定性和可持续性增加,有机肥配施化肥各处理高于单施化肥处理,在试验前20年和后20年玉米产量的可持续性指数(SYI)介于0.43～0.58和0.50～0.67,低量有机肥配施处理高于高量有机肥配施处理。配施有机肥各处理肥料贡献率高于单施化肥处理,且试验后20年M1NPK处理肥料贡献率最高,达54%。施肥40年后(2018年)玉米地上部吸氮量以M1NPK处理最高(302 kg/hm2),与M2NPK处理差异不显著。配施低量有机肥玉米收获期80—100 cm土层土壤矿质氮含量较低,M1NPK处理 0—100 cm土层土壤矿质氮贮量为127 kg/hm2,显著低于M1N和M1NP处理。而高量有机肥配施各处理0—100 cm土层土壤矿质氮贮量较化肥试区和低量有机肥试区分别增加了324.5%和172.9%,增加了氮素损失风险。此外,长期配施有机肥处理0—40 cm土层土壤微生物量氮含量增加,但低量和高量有机肥试区各处理间差异不显著。  【结论】  长期不同培肥措施会影响玉米产量的稳定性和可持续性,改变土壤氮素分布和累积,进而影响玉米氮素吸收。低量有机肥(13.5 t/hm2)配施氮磷钾化肥可促进玉米生长和氮素吸收,降低0—100 cm土层土壤矿质氮贮量,降低氮素损失风险,增加微生物量氮含量,较高的微生物量氮又可作为有机氮库来增加土壤供氮并固持易损失的矿质氮和肥料氮,以保证玉米的高产稳产和环境友好。     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥处理作物产量及土壤有机质含量等测定数据结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理（不施肥（CK）、单施氮肥（N）、单施磷肥（P）、单施钾肥（K）、氮磷肥配施（NP）、氮钾肥配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）、两倍氮磷钾配施（2NPK）、有机肥与氮磷钾肥配施（NPKM））双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益。结果表明,有机肥和化肥配施（NPKM）既提高了系统的作物固碳量又显著增加了土壤的固碳量,使得其净碳汇效应最大,为8．78tC·hm^-2·a^-1;两倍氮磷钾配施（2NPK）系统的净碳汇效应为8．11tC·hm^-2·a^-1,二者均高于氮磷钾配施（NPK）处理的7．03tC·hm^-2·a^-1,不施肥及单施一种或两种无机肥配施系统的净碳汇效应均明显减弱,其中不施肥处理（CK）最小为4．52tC·hm^-2·a^-1,单施N肥比单施P、K肥在提高系统净碳汇效应上作用明显。配施有机肥（NPKM）稻田的作物产量和经济效益也高于无机肥配施处理（NPK和2NPK）,不施肥、单施一种或两种无机肥配施稻田的作物产量和经济效益明显偏低。因此,稻田施用一定量的无机肥是提高稻田生态系统碳汇效应和经济效益的保证,而配施有机肥可以明显提高稻田生态系统的碳汇效应和经济效益。     

长期有机无机肥配施对红壤性水稻土微生物生物量和有机质结构的影响

为研究长期有机无机肥配施对红壤性水稻田作物产量、土壤微生物生物量及有机碳分子结构的影响,以始于1984年的江西红壤性水稻田长期定位试验为平台,选取的试验处理包括:不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和等养分条件下70%化肥配施30%有机肥(NPKM1)、50%化肥配施50%有机肥(NPKM2)、30%化肥配施70%有机肥(NPKM3),采用固体~(13)C核磁共振测定了土壤有机碳组分含量,分析了土壤化学指标和土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)和微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)。结果表明,连续34年的不同施肥处理显著影响了水稻产量、土壤微生物生物量及土壤有机碳(SOC)分子结构。与NPK处理相比,有机肥配施(NPKM1、NPKM2、NPKM3)提高了水稻产量,增幅为6.5%～7.7%(P0.05),中低有机肥配施比例(30%和50%)稳产效果更优。长期单施化肥使土壤严重酸化,而配施有机肥可减缓土壤酸化。长期施肥处理MBC和MBN较CK处理分别显著提高17.0%～71.1%和104.1%～267.0%,但MBC/MBN下降,有机无机肥配施处理较NPK处理提高了微生物熵。长期单施化肥主要提高了烷基碳的相对含量,而配施有机肥同时提高烷基碳和烷氧碳(甲氧基/含氮烷基碳)含量,有利于土壤活性有机质累积。Pearson相关性分析表明土壤微生物生物量与SOC、氮磷养分指标及甲氧基/含氮烷基碳呈显著或极显著正相关,与芳基碳和羧基碳呈显著负相关。冗余分析显示SOC、有效磷、速效钾及烷基碳等对水稻产量的影响较大。研究表明,在供试条件下,长期实行中低比例有机肥配施化肥有利于提高土壤养分和土壤微生物生物量,并改善土壤有机质结构,是维持作物高产和提升土壤质量的有效施肥措施。     

黄土高原旱地长期施肥对小麦养分吸收和土壤肥力的影响

通过定位试验研究了长期施肥对小麦子粒、秸杆养分吸收和土壤肥力变化的影响。结果表明,合理施用化肥不但增产幅度大,还在一定程度上增加了小麦N、P、K养分浓度。单施氮、单施磷肥能增加小麦子粒和秸杆的N、P、K吸收量,氮磷肥配施增加效果显著,其子粒吸收N、P、K增加了153.2%、157.1%和162.4%。施有机肥能补充土壤中的N、P、K含量,增加小麦子粒中的养分含量,使品质有大幅度的提高。单施磷肥的土壤有机质、全P、速效P含量增加,土壤全N、速效N含量减少,N素亏缺。氮磷肥配施加剧了土壤K的亏缺。有机肥培肥作用显著,有机肥和氮、磷肥配施的土壤有机质、全N、全P、速效N、速效P和速效K分别增加了69.0%5、7.5%、54.8%、73.1%、830.5%和119.1%。     

太湖地区黄泥土表层氮库变化与水稻产量间的关系研究

24年田间定位试验研究表明,长期不施肥处理和化肥PK配施处理土壤表层N呈下降趋势,而施入化肥N处理(包括化肥N、化肥NP配施、化肥NK配施、化肥NPK配施处理)N增加较缓慢,有机与无机肥结合处理土壤表层N增加迅速。以长期不施肥为对照,长期有机肥 NPK处理水稻增产最多,达35.94%。随着N肥的逐年施入,土壤表层全N含量与产量间由显著正相关关系变为相关性不显著。     

灌漠土长期有机配施土壤肥力特征和作物产量可持续性分析

为揭示长期施用有机肥对灌漠土土壤培肥效果,依托甘肃河西绿洲灌区灌漠土长期定位培肥试验(1988-至今),设计有机肥磷肥配施(MP)、有机无机配施(1/2MN+P)、氮磷配施(NP)和不施肥(CK)4个处理,测定其第31年和已有的土壤养分和作物产量数据,研究灌漠土长期有机培肥对土壤肥力特征和作物产量的影响。结果表明:有机无机配合施用第31年和历年平均值与试验初始值相比,土壤有机质增加72.5%和24.9%,土壤全氮增加72.3%和25.7%,土壤全钾增加16.1%和33.0%;与无肥对照(CK)相比,土壤有机质增加54.9%和19.1%;土壤全氮增加47.3%和14.9%,土壤全磷增加73.0%和15.3%。有机无机配合施用能有效降低土壤pH。有机无机配施处理第31年和逐年平均值与对照(CK)相比,小麦/玉米间作体系产量增加149.2%和139.2%,肥料贡献率(FCR)为0.58,变异系数(CV)为0.21,可持续性指数(SYI)为0.61,养分和产量各项指标均达到高优水平。灌漠土长期有机无机配施措施能持续增加灌漠土土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量,降低土壤pH,提高土壤肥力和肥料贡献率,显著提高小麦/玉米间作体系产量及其稳定性和可持续性。研究结果可为甘肃河西绿洲灌区农田土壤科学培肥和农业可持续发展提供决策依据。     

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.     

风沙土农田培肥地力措施研究——以宁夏回族自治区为例

试验研究宁夏回族自治区大田风沙土培肥途径结果表明,各种培肥措施均能明显提高风沙土农田土壤全量养分和速效养分含量,且对土壤团粒结构有较明显影响,其中施有机肥处理影响最大,显著提高土壤蓄水性能。N、P、K配施处理土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾增幅较大。与单施无机肥和单施有机肥相比,有机肥与无机肥配施培肥措施可显著提高土壤全量养分和速效养分     

皖南双季稻区长期施肥效应研究

在安徽休屯盆地进行的10年肥料定位试验结果表明,土壤对水稻产量的贡献率明显大于肥料,施肥的增产幅度随施肥年限有逐年降低趋势。氮磷钾肥增产效应依次为K＞N＞P。长期施用有机肥可保持水稻稳定增产,但在等养分条件下,紫云英与氮磷钾化肥配施（MNP）,早稻平均产量明显低于等养分的化服单施（NPK）,说明有机肥应提早施人,并增加氮肥作基肥的比例,以满足水稻幼苗对养分的需求。施用化肥或有机肥除有效钾外,土壤养分均有增加。因此从增产增收和养分平衡的意义上讲,必须重视稻田施用钾肥,适当控制磷肥用量。     

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。     

塑料大棚内长期施肥对菜田土壤磷素组成及其含量影响

对塑料大棚内自1988年开始的蔬菜施肥长期定位试验田土壤磷索组分和含量进行了研究.结果表明,除了长期单独施用氮肥引起耕层土壤全P、有效P降低外.其他施肥处理均能提高土壤中全P和有效P含量.长期施用有机肥土壤闭蓄态P(O-P)含量最高.占无机P总置的35%～47%;不施有机肥土壤磷酸钙(Ca-P)含量最高,占无机P总量的29%～39%.施用有机肥可以显著提高土壤有机P总量,有机肥组各处理土壤活性有机P和中等活性有机P含量均显著高于不施有机肥组各对应处理,而稳定性有机P和高稳定性有机P含量则低于不施有机肥组.长期施用磷肥会增加土壤中无机P积累,且有效性较高的Ca-P、磷酸铝(Al-P)积累程度高于较稳定的O-P、磷酸铁(Fe-P),土壤有效P含量与各组分无机P及其总量、活性有机P、中等活性有机P及有机P总量呈显著正相关.而与稳定性有机P、高稳定性有机P和全P含量的相关性不明显.因此,长期施用有机肥和磷肥能够改变土壤磷索组成.提高磷素有效性.     

不同有机肥对花生营养吸收、土壤酶活性及速效养分的影响

通过盆栽试验,研究等养分投入条件下,施用化肥与不同有机肥(猪粪、牛粪、鸡粪、麸酸有机无机复混肥)对花生营养吸收、土壤酶活性及速效养分的影响。结果表明,与化肥相比,施用有机肥脲酶活性提高6.2%～22.1%,磷酸酶活性提高7.9%～27.9%,过氧化氢酶活性提高45.1%～65.2%,分别以猪粪、鸡粪、麸酸有机无机复混肥最高,而转化酶活性各处理表现不一。施用有机肥较化肥促进了N、P、K养分向花生果仁转移累积,果仁吸N量、吸P量、吸K量、吸S量分别较化肥提高22.7%～78.0%、47.1%～74.5%、65.2%～91.6%、5.6%～61.2%,其NPK养分总吸收量以麸酸有机无机复混肥最高。施肥均提高了种植花生后的土壤N、P、K速效养分含量,施用麸酸有机无机复混肥还明显改善了土壤S素营养。     

猪粪与牛粪有机肥对水稻产量、养分吸收利用和 土壤肥力的影响

采用连续5年田间定位试验,研究了等量单独施用猪粪或牛粪有机肥以及有机肥与化学肥料配施对水稻产量、氮磷钾养分吸收累积及利用效率、土壤养分含量及其与产量等关系的影响。结果表明:猪粪有机肥施用(7.5t/hm~2+常量化肥、15 t/hm~2+1/2常量化肥和30 t/hm~2+无化肥)时水稻产量、干物质累积、氮磷累积及生理利用效率与常量化肥处理相比无显著差异;牛粪有机肥与化肥减量配施和单独施用时,尽管氮、磷和钾生理利用效率有所提高,但水稻产量、地上部氮、磷和钾累积量均有不同程度下降,且以单独施用时尤为明显。等量猪粪有机肥对土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量以及pH的提升程度大于牛粪有机肥,有机质含量无明显差异;与猪粪有机肥相比,牛粪有机肥施用时土壤养分各指标与水稻产量、干物质累积量、氮磷钾累积量以及利用效率间的相关性更为明显,其中与产量、干物质累积量和氮磷钾累积量极显著负相关,与氮磷钾生理利用效率显著正相关。因此,等量猪粪有机肥和牛粪有机肥的肥效存在较大差异,在实际生产中应根据不同源有机肥特性进行调节施用。     

长期施肥对黄棕壤细菌多样性的影响

  【目的】   基于武汉黄棕壤长期定位试验 (1981—2016年),探究不同施肥措施下土壤肥力演变和土壤微生物多样性变化,为黄棕壤培肥以及农业绿色可持续发展提供依据。   【方法】   本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术和偏最小二乘路径模型 (PLS-PM) 综合分析了不施肥 (CK)、氮磷钾 (NPK)、常量有机肥 (OM)、氮磷钾+常量有机肥 (NPK+OM) 和氮磷钾+高量有机肥 (NPK+OMM) 5种不同施肥方式对黄棕壤理化性质、细菌多样性的影响及其与产量的关系。   【结果】   1) 与CK相比,施有机肥处理显著增加了土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机碳含量,而NPK处理只显著增加了土壤有机碳含量。NPK+OMM处理的土壤有效磷和速效钾含量显著高于OM和NPK+OM处理,3个有机肥处理间的碱解氮、有机碳含量差异不显著。4个施肥处理均显著提高了水稻产量,但处理间差异不显著。2) OM处理土壤微生物多样性最高,而高量粪肥投入的NPK+OMM处理,细菌多样性有下降的趋势,但各施肥处理间细菌多样性差异不显著。3) 长期不同施肥方式影响土壤细菌群落结构,其中NPK+OM和NPK+OMM处理细菌群落结构更接近。OM处理提高了变形菌纲和放线菌纲的相对丰度,降低了绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲的相对丰度。NPK处理降低了放线菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度,提高了酸杆菌纲相对丰度。与NPK+OM处理比较,NPK+OMM处理降低了放线菌纲和α-变形菌纲相对丰度,提高了厌氧绳菌纲、绿弯菌纲和硝化螺旋菌纲相对丰度。4) PLS-PM显示土壤有机碳 (SOC)、碱解氮、有效磷和速效钾对细菌群落结构表现出正调控 (路径系数 = 0.36),而pH表现负调控 (路径系数 = ?0.48);但是对细菌多样性的影响都较小;影响产量的理化指标主要是SOC、碱解氮和有效磷。土壤细菌多样性对产量显示正调控 (路径系数 = 0.42)。   【结论】   土壤有机碳 (SOC) 和碱解氮、有效磷、速效钾含量对细菌群落结构有正调控作用,而pH有负调控作用。与NPK处理相比,长期施用常量有机肥 (OM) 处理提高了细菌多样性和水稻产量,而高量有机肥配施氮磷钾肥 (NPK+OMM) 会导致细菌多样性和产量降低。     

Impact of organic manures with and without mineral fertilizers on soil chemical and biological properties under tropical conditions

Soils receiving organic manures with and without chemical fertilizers for the last 7 yr with pearlmillet–wheat cropping sequence were compared for soil chemical and biological properties. The application of farmyard manure, poultry manure, and sugarcane filter cake alone or in combination with chemical fertilizers improved the soil organic C, total N, P, and K status. The increase in soil microbial‐biomass C and N was observed in soils receiving organic manures only or with the combined application of organic manures and chemical fertilizers compared to soils receiving chemical fertilizers only. Basal and glucose‐induced respiration, potentially mineralizable N, and arginine ammonification were higher in soils amended with organic manures with or without chemical fertilizers, indicating that more active microflora is associated with organic and integrated system using organic manures and chemical fertilizers together which is important for nutrient cycling.     

长期不同施肥处理红壤旱地剖面养分分布差异

【目的】 研究长期不同施肥措施下红壤旱地的培肥效果、养分迁移特征以及环境风险,对制定红壤旱地合理的养分管理和培肥技术,促进畜禽粪便的循环利用具有重要意义。 【方法】 依托始于1986年的红壤旱地肥料定位试验,选取不施肥 (CK)、氮磷钾肥配施 (NPK)、2倍氮磷钾肥配施 (2NPK)、有机肥 (OM) 和有机肥和氮磷钾肥配施 (NPKM) 5个处理,采集0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm、80—100 cm土壤样品,分析了pH值、有机质及氮磷钾养分含量。 【结果】 连续施肥28年后,红壤旱地土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾等含量均随着土壤深度增加逐步降低。与对照相比,施用有机肥显著提高了0—40 cm土壤的pH值,其余处理pH有所下降。长期施用化肥后,红壤旱地土壤有效磷、全磷、碱解氮和全氮在0—20 cm耕层累积,土壤速效钾的累积则达到40 cm深;与化肥处理相比,有机肥和有机无机肥配施处理0—40 cm土壤的全氮、碱解氮、速效钾、有效磷和全磷的含量显著增加,土壤全氮和碱解氮的下移累积达到40 cm,而土壤全磷和有效磷的下移累积则达到了60 cm。红壤旱地长期施用猪粪等有机肥主要增加了0—40 cm耕层土壤的磷素累积,而在剖面80 cm以下未表现出明显累积现象。 【结论】 长期施用化肥 (28年)处理养分主要在0—20 cm红壤旱地耕层土壤累积,而长期施用有机肥或有机无机肥配施还可以明显提高20—40 cm土壤养分含量,养分下移累积作用明显。此外,红壤旱地长期施用有机肥可以缓解耕层土壤的酸化、提高耕层土壤肥力水平,是增加培肥深度的有效措施,但是长期施用猪粪导致的氮磷下渗深度增加可能引起的环境风险也应引起重视。