不同轮作模式下氮肥用量对土壤有机氮组分的影响

通过三年六季的田间定位试验,对比研究了水旱轮作(水稻/油菜)和旱地轮作(棉花/油菜)下氮肥用量对土壤有机氮含量及其组分的影响。结果表明,经过三年轮作后,周年轮作氮肥投入超过300 kg hm~(-2)(以纯氮计,下同)的处理0~20 cm土壤全氮含量明显增加。与不施氮处理相比,周年氮肥用量为300 kg hm~(-2)和375 kg hm~(-2)水旱轮作处理0~20 cm土壤全氮含量增加了13.6%~23.5%,而旱地轮作处理则增加了15.0%~23.0%,土壤酸解态氮含量增加是土壤全氮变化的主要原因。两种轮作模式下土壤酸解态氮含量无显著差异,但土壤酸解态氮各组分的变化却不相同。水旱轮作中酸解铵态氮增加的比例(33.8%)低于旱地轮作(53.9%),但其酸解未知态氮含量增加的比例(36.0%)高于旱地轮作(16.6%)。综上所述,周年氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,水旱和旱地轮作下土壤酸解态氮库各组分变化差异明显。根据不同轮作模式下土壤有机氮库转化特点,优化氮肥施用对于提高作物产量和氮肥利用率具有重要意义。     

外源化肥氮素在土壤有机氮库中的转化及关系

【目的】本研究旨在探明外源化肥氮在土壤不同有机氮库中的动态转化及关系,为实现化肥氮素养分高效利用的有效调控提供理论依据。【方法】利用15N示踪技术(15N标记尿素,丰度10.3%),以江西红壤性水稻土为研究对象,通过土壤培养试验,研究农民习惯施肥水平下,水稻不同生育期外源化肥氮在土壤有机氮库(氨基酸态氮、 氨基糖态氮、 酸解铵态氮、 酸解未知氮和非酸解有机氮)中的转化及关系。采用通径分析方法,评估来自外源化肥氮的有机氮各组分之间的转化关系。【结果】 1)土壤中氨基酸态氮和氨基糖态氮中来自外源的化肥氮(氨基酸态氮-15N和氨基糖态氮-15N)含量从分蘖期到拔节期显著升高(P0.05),从拔节期到灌浆期显著降低(P0.05),全生育期两个组分中来自外源化肥氮的含量最高值分别为26.5和8.4 mg/kg,均出现在分蘖期和拔节期之间;酸解性铵态氮中来自外源的化肥氮(酸解性铵态氮-15N)含量从分蘖期到成熟期逐渐降低,全生育期的动态转化符合指数递减方程;酸解未知态氮中来自外源的化肥氮(酸解未知态氮-15N)含量随着生育期的延长逐渐达到动态平衡,最大值接近12.8 mg/kg;非酸解性有机氮中来自外源的化肥氮(非酸解性有机氮-15N)含量在全生育期的变化符合对称方程,最低值7.9 mg/kg出现在拔节期和灌浆期之间。2)在水稻营养生长阶段的分蘖期和拔节期,外源化肥氮分别以酸解性铵态氮和氨基酸态氮为主要方式结合到土壤有机氮库中,其含量分别占施入化肥氮的21.5%和14.8%;在水稻营养生长和生殖生长并进阶段(灌浆期)和生殖生长阶段(成熟期),外源化肥氮主要结合到非酸解性有机氮库中,分别占施入化肥氮的8.7%和12.7%。3)土壤各有机氮库中来自外源的化肥氮之间存在相互转化的关系,酸解性铵态氮库起到了“暂时库”的作用,生育前期在土壤中固持氮,当可利用性氮受限时,又可以作为有效氮库释放氮供作物吸收;在整个生长期中氨基酸态氮库对外源化肥氮的转化积累起到了“过渡库”的作用,固持在氨基酸中的化肥氮可以转化成酸解性铵态氮和氨基糖态氮。4)灌浆期和成熟期植物吸收的来自外源的化肥氮与氨基酸态氮-15N和酸解铵态氮-15N的关系更密切。【结论】外源化肥氮在土壤中转化的过程中酸解性铵态氮起到了“暂时库”的作用,氨基酸态氮起到了“过渡库”的作用,非酸解性有机氮可作为氮素的“稳定库”存在,外源氮在这几个主要的氮库中动态转换以保持土壤-作物体系中氮素的循环。     

有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响

为综合评价有机肥替代化肥应用效果,指导南方稻田科学施肥,研究了不同比例有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响。试验地位于湖南省长沙县高桥镇湖南省农业科学院科研试验基地,共设置 5 个处 理:单施化肥(NPK);15% 有机肥替代(15M);30% 有机肥替代(30M);45% 有机肥替代(45M);60% 有机肥替代(60M)。2021 年晚稻收获后,测定 0 ～ 20 cm 土层土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮、有机氮组 分含量。结果表明:相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥显著提高了稻田耕层土壤的全氮含量,在等量氮磷养分投入条件下,15M、30M、45M 和 60M 处理相比单施化肥处理土壤全氮分别提高了 2.73%、10.93%、11.47%和 20.77%;有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤可溶性有机氮和微生物生物量氮含量,其中可溶性有机氮提高了24.53% ～ 72.89%,微生物生物量氮提高了 0.92% ～ 44.42%;有机氮部分替代化学氮肥增加了土壤酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮含量,降低了土壤非酸解氮含量;土壤全氮与可溶性有机氮、微生物生物量氮呈极显著正相关,可溶性有机氮、微生物生物量氮均与土壤酸解铵态氮、酸解氨基酸氮、酸解氨基糖氮存在极显著正相关关系。相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤全氮、活性氮(可溶性有机氮和微生物生物量氮)以及酸解氮中酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮的含量,有利于提高土壤供氮能力。土壤酸解铵态氮、酸解氨基酸氮和酸解氨基糖氮是影响土壤活性氮的关键因子,本研究中以 60M 处理替代化学氮肥培肥效果最优。     

沼液替代化学氮肥对滨海稻田土壤有机氮和细菌群落的影响

  【目的】  明确沼液替代化肥对稻田土壤有机氮(SON)矿化的影响及其与土壤微生物群落变化的关系。  【方法】  田间试验于2017年在江苏滨海稻田上进行,在总氮投入量225 kg/hm2的前提下,设置4个沼液替代化肥氮比例:0%、33%、66%、100% (即,BS0、BS33、BS66、BS100处理)。试验连续进行3年后(2019年),取土测定了有机氮的矿化特征,分析有机氮中酸解氮、非酸解氮、酸解铵态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮的含量及细菌组成结构。  【结果】  与BS0处理相比,BS66处理的土壤氮矿化势(N₀)增幅最大,达39.7%。氨基酸态氮和非酸解氮含量沼液施用处理有显著升高(P<0.05),BS66处理的氨基酸态氮较BS0增加了39.2%,BS100处理的非酸解氮含量增加了73.9%。沼液替代化肥提高了土壤Chloroflexi (绿弯菌门)与Actinobacteria (放线菌门)的相对丰度,显著降低了Nitrospirae (硝化螺旋菌门)的相对丰度(P<0.05)。不同细菌属对沼液替代化肥水平的响应差异较大,随着沼液替代化肥比例的上升Subgroup_6_unclassified的相对丰度增加;而Subgroup_17_unclassified的相对丰度则呈下降趋势;KD4-96_unclassified的相对丰度在BS33处理下降低而在BS66处理及BS100处理下升高;沼液替代化肥模式下新增了相对丰度≥1%的细菌属Subgroup_7_unclassified。冗余分析结果显示,土壤N₀与Thermodesulfovibrionia_unclassified呈极显著负相关(P<0.01),非酸解氮与Subgroup_6_unclassified呈显著正相关(P<0.05),而与Betaproteobacteria_unclassified呈显著负相关(P<0.05),氨基酸态氮与Proteobacteria_unclassified、氨基糖态氮与KD4-96_unclassified呈显著正相关(P<0.05),酸解未知态氮和Desulfarculaceae_unclassified呈显著负相关(P<0.05)。  【结论】  沼液替代化肥改变了土壤微生物群落结构,增加了土壤氮库容量,显著提高了土壤氮矿化势,增强了土壤供氮能力。     

干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响

水旱轮作条件下频繁的干湿交替显著影响了土壤氮素转化。为了明确干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响,采用室内培养的方法,研究模拟淹水、干旱、水改旱、旱改水条件下,氮肥施用对土壤有机氮库动态变化的影响,以期为水旱轮作体系氮肥合理施用提供理论支撑。结果表明,氮肥施用能够显著提高土壤酸解态总氮含量,不同水分条件下土壤酸解态总氮含量无明显差异,但对酸解态总氮各组分含量产生显著影响。模拟淹水条件下酸解态氮主要以酸解铵态氮和未知态氮形式存在,分配比例分别为40.2%和33.7%,而模拟旱地条件下主要以氨基酸态氮和未知态氮形式存在,分配比例占到了40.7%和31.5%。经水分条件转换后,各种水分条件下土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮含量均出现降低,水改旱条件下土壤氨基糖态氮含量显著提高,而旱改水条件下未知态氮含量显著提高。在整个培养阶段,土壤铵态氮与酸解铵态氮存在极显著的正相关,具有相似的变化规律。综上所述,氮肥施用到水田初期有利于提高土壤铵态氮和酸解铵态氮含量,随后这两种氮组分逐渐分解转化,而氨基糖态氮含量逐渐提升,氨基糖态氮是水旱轮作体系中肥料氮素的重要“中     

陇中地区多年种植苜蓿后不同后茬作物的土壤有机氮特征

依托2012年设置在陇中黄土高原雨养农业区苜蓿后茬作物的长期定位试验,探讨6种不同后茬作物[苜蓿连作(LC)、苜蓿-休闲(LF)、苜蓿-休闲-小麦(L_FW)、苜蓿-休闲-玉米(LFC)、苜蓿-马铃薯(LP)和苜蓿-谷子(LMi)]对土壤有机氮组分的影响。结果表明,不同后茬作物土壤全氮含量随着土层加深逐渐降低,0～10 cm土层LC土壤全氮含量最高,与LC相比,LMi、LP、L_FW、L_FC、LF全氮含量分别降低21.62%、14.27%、18.98%、13.41%、6.15%。土壤微生物量氮与土壤全氮含量变化趋势一致。不同后茬作物酸解态氮在土壤全氮中占主体,酸解有机氮中酸解未知态氮含量最高,氨基酸态氮次之,氨基糖态氮含量最低。各处理0～10cm土层酸解氮组分差异显著,与苜蓿连作相比,其余处理酸解总氮含量有所降低,降幅为11.90%～35.98%,氨基酸态氮含量降幅为10.29%～37.83%,酸解铵态氮含量降幅为24.11%～39.73%,LF和LP处理酸解未知态氮含量分别提高10.76%、3.39%,LMi、L_FC、L_FW处理酸解未知态氮含量分别降低9.34%、43.62%、65.18%。氨基酸态氮与土壤全氮、微生物量氮呈显著正相关关系。因此,在黄土高原雨养农业区推行苜蓿连作种植模式可以保持土壤有机氮的有效态组分,有利于本地区农业的可持续发展。     

长期不施氮肥下稻麦轮作农田残留化肥氮的后效及去向

我国农田化肥氮用量高,造成较多肥料氮土壤残留,残留肥料氮既可被后季作物吸收利用,也可迁移进入环境。稻麦轮作是我国长江中下游农业区代表性种植制度,然而稻麦轮作农田土壤残留化肥氮的作物后效及去向目前尚不清楚。利用15N示踪长期试验,连续追踪了2004年小麦季施用30%的15N标记尿素后其土壤残留15N在之后17个稻麦轮作年的变化动态及被后季作物吸收利用特征。试验起始小麦季设100 kg?hm-2（N100）和250 kg?hm-2（N250）两个施氮量处理,后续作物均不再施用氮肥。结果发现,34.5%~37.9%施入氮被当季小麦吸收,随后各轮作年稻麦作物吸收残留氮量随年限增加呈指数下降;17年中有12.2%~15.8%残留氮被后季作物吸收,其中,水稻对残留氮吸收能力较强,为9.2%~11.8%,小麦为3.3%~4.0%;观测期内化肥氮累积利用率为50.1%~50.3%。氮肥施入小麦当季,0~20 cm土层残留为22.9%~33.5%,之后逐年减少;17年后降至7.8%~9.8%,但仍占0~100 cm土层氮残留量（9.9%~13.4%）的73.5%~78.5%。同位素质量平衡估算的观测期内氮肥累积总损失率为36.3%~39.9%,与基于当季小麦氮肥利用率和0~20 cm土壤残留率计算得出的当季化肥氮总损失率32.0%~39.2%接近。作物籽粒、秸秆及土壤15N丰度在观测期内均随时间呈指数递减;根据预测结果,不施氮下其降至15N自然丰度背景值仍需28~37年。上述结果表明,稻麦农田化肥氮损失主要发生在当季,土壤残留后效持续时间长,但再迁移进入环境数量低。协同化肥氮当季损失的高效阻控和土壤残留的有效调控应是稻麦农田氮肥优化管理的关键环节。     

长期轮作和连作对白浆土中氮素的影响

对轮作及大豆、玉米、小麦长期连作白浆土中氮含量及有机态氮组分变化进行研究。结果表明，在不施肥情况下，小麦连作区土壤由全氮、碱解氮降幅最大，酸解总氮、氨基酸态氮和氨基糖态氮降幅最小。在施有机肥情况下，土壤全氮、碱解氮及酸解总氮则以小麦连作区增幅最小，玉米连作区增幅最大；氨基酸态氮和氨基糖态氮在轮作区增幅最大。其他组分氮在轮作与连作小区间变化无规律。     

长期不同土地利用方式对潮棕壤有机氮组分及剖面分布的影响

用Bremner法测定了长期(16 a)定位的不同土地利用方式(水田、旱地和林地)下潮棕壤有机氮各组分的含量。结果表明:在0～60 cm土层,3种土壤有机氮均以非酸解性氮为主,且酸解性全氮及酸解各组分氮含量及其占全氮的比例总体上以表层土壤(0～20 cm)为最高。0～60 cm土层土壤酸解性全氮含量及0～40 cm土层土壤酸解各组分氮含量均随土层深度增加而下降,但0～60 cm土层土壤酸解性全氮及其各组分氮占全氮比例的剖面分布均无明显规律。相同土层,水田和旱地土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例的规律性相同,即均为未知态氮>氨态氮>氨基酸态氮>氨基糖态氮,而林地土壤酸解各组分氮含量及其占全氮比例则无明显规律。与水田相比,旱地和林地均可显著增加表层土壤酸解性全氮及酸解氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮的含量及其占全氮的比例,其中,旱地增加土壤酸解氨态氮的效果最为明显,而林地增加土壤酸解氨基酸态氮和氨基糖态氮的效果最为明显,总体上以水田改为林地后增加土壤易矿化分解的酸解氮的效果最为明显,提高土壤供氮的潜力最大。     

黑土有机氮组分在甜菜生长季矿化特征的研究

采用田间、盆栽试验、室内好气培养和Bremner酸解法测定有机氮组分相结合的研究方法,探讨了甜菜生长季黑土有机氮组分变化及其矿化特征。结果表明,酸解总氮是黑土有机氮的主要组成部分,占土壤总氮的66%~97%,而非酸解态氮仅占较小的比例。施肥处理(N120/P120/K120)增加了从叶丛生长期(6月)到收获期(9月)土壤有机氮组分中酸解总氮和氨基酸态氮含量。在甜菜幼苗期(5月),黑土酸解有机氮各组分比例由大到小的次序为:氨态氮未知态氮氨基酸态氮氨基糖态氮。随着甜菜的生长,氨基酸态氮含量增幅最为明显,在叶丛生长期(6月)和糖分积累期(7月)达到高峰,施肥处理增幅均高于其他处理(N0/P120/K120,CK1,CK2),氨态氮无明显变化,未知态氮随着甜菜的生长,所占比例明显下降,因此到叶丛快速生长期后,各个处理酸解总氮的4种组分占全氮比例依次为:氨基酸态氮氨态氮未知态氮氨基糖态氮。经好气培养91d后,施肥处理明显增加土壤的累积矿化量,供氮潜力(N0)和供氮强度(k),土壤矿化势与氨基酸态氮呈显著正相关,相关系数为0.951(p0.05),与非酸解态氮和氨基糖态氮呈负相关,表明氨基酸态氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。     

有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响

为探讨不同有机肥替代率对小麦减肥增效及减少麦田氮磷流失的效果,在等氮有机养分替代条件下进行田间小区监测试验,设置8种不同处理,分别为空白对照(CK),常规施肥(CF),100%、50%、30%猪粪有机养分替代氮肥(M1、M2、M3)及100%、50%、30%秸秆有机养分替代氮肥(F1、F2、F3),研究有机肥替代率对小麦产量、麦田氮磷流失、肥料利用率和土壤肥力的影响。结果表明,100%有机养分替代处理与常规施肥处理相比小麦产量均显著降低,但减少了麦田氮径流流失,提高了土壤肥力。麦田不同处理下总氮流失量为21.90~33.66 kg·hm^-2,与常规施肥处理相比,不同比例猪粪、秸秆有机养分替代处理总氮流失量减少了8.44%~25.94%;总磷流失量为0.60~2.00 kg·hm^-2,100%有机养分替代处理相比于常规处理总磷流失量升高了24.64%~44.93%。不同处理下小麦氮、磷肥利用率分别为17%~35%、5%~19%,其中30%~50%猪粪有机养分替代处理下氮、磷肥利用率较高,而100%猪粪、秸秆有机养分替代氮、磷肥利用率较常规施肥处理均显著降低。有机养分替代能够缓解土壤酸化,使土壤pH值维持稳定,与常规施肥处理相比,有机养分替代处理下土壤肥力有所提高。综合不同比例猪粪、秸秆有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响,30%~50%猪粪有机养分替代在保证小麦高产稳产的同时,能有效降低麦田氮径流流失量,且维持较低水平磷径流流失量,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机养分替代模式。本研究结果为小麦生产中合理利用养分资源、减少化肥投入、控制麦田氮磷径流流失提供了参考。     

基于稻麦轮作农田土壤锌累积的猪粪安全施用量

【目的】 针对江苏省规模养殖废弃物超排,严重引起环境污染且资源大量浪费的突出问题,开展了稻麦农田猪粪有机肥替代化肥后耕层土壤重金属Zn的变化特征研究,并基于耕层土壤Zn累积速率探讨了猪粪有机肥安全施用量,为规模养猪场有机肥安全利用技术推广提供科学依据。【方法】 采用田间定位试验方法,根据稻麦两熟制农田猪粪有机肥用量,设对照（CK）、化肥（CF）、25%猪粪+75%化肥（25% PM）、50%猪粪+50%化肥（50% PM）、75%猪粪+25%化肥（75% PM）、100%猪粪（100% PM）、125%猪粪（125% PM）和200%猪粪（200% PM）,共8个处理,每个处理3次重复。在2013和2014年水稻收获期,分0-10 cm和10-20 cm两个土层采集5点混合土壤样品。采用HF-HNO₃-HClO₄消煮和DTPA浸提-原子吸收分光光度法分别测定土壤总Zn和有效态Zn含量,分析不同量猪粪有机肥施用后土壤总Zn和有效态Zn的变化特征和累积速率。根据农业安全生产二级标准,结合不同猪粪有机肥施用量的耕层土壤总Zn年累积速率,分析稻麦农田猪粪有机肥可安全施用年限。【结果】 稻麦农田猪粪有机肥施用后第3、4年水稻收获期,0-10 cm和10-20 cm土层总Zn和有效态Zn含量,以及总Zn和有效态Zn的累积速率,均随着猪粪有机肥施用比例提高呈线性增加趋势。2014年水稻收获期,不同猪粪有机肥处理耕层0-10 cm土壤总Zn和有效态Zn含量的变化范围分别为91.1~236.5和8.9~49.4 mg/kg,年累积速率变化范围分别为6.6~42.9和1.9~2.0 mg/（kg·a）,即耕层土壤年累积的有效态Zn含量占总Zn含量的比例为28.0%~31.3%。由耕层0-10 cm土壤总Zn的年累积速率可知,稻麦农田猪粪有机肥可安全施用年限随着猪粪有机肥施用比例提高呈现乘幂方程的降低趋势。在农业安全生产二级标准内50年尺度上猪粪有机肥氮替代比例为11.1%~12.5%,20年尺度上猪粪有机肥氮替代比例为33.6%~35.5%。【结论】 猪粪有机肥连续施用后,稻麦两熟农田耕层土壤Zn存在累积效应,并随着猪粪有机肥施用量增加呈线性增强的趋势。基于该定位试验的耕层土壤总Zn累积速率,建议短期猪粪有机肥氮替代率不超过35%,中长期猪粪有机肥氮替代率不超过12.5%。     

不同施肥管理对红壤性水稻土有机碳、氮形态的影响

A long-term experiment beginning in 1981 in Jinxian County of Jiangxi Province, subtropical China, was conducted in a paddy field under a double rice cropping system with four different fertilization regimes, including 1) no fertilizer as control (CK), 2) balanced chemical N, P, and K fertilizers (NPK), 3) organic manure using milk vetch and pig manure in the early and late rice growing season, respectively (OM), and 4) balanced chemical fertilizers combined with organic manure (NPKM). Samples (0-17 cm) of the paddy field soil, which was derived from Quaternary red clay, were collected after the late rice harvest in November 2003 for determination of total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) and fractions of organic C and N. Results showed that TOC and TN in the NPKM and OM treatments were significantly higher than those in other two treatments (CK and NPK). Application of organic manure with or without chemical fertilizers significantly increased the contents of all fractions of organic C and N, whereas chemical fertilizer application only increased the contents of occluded particulate organic C (oPOC) and amino acid N. In addition, application of organic manure significantly enhanced the proportions of free particulate organic carbon (fPOC) and oPOC in total C, and those of amino sugar N and amino acid N (P < 0.01) in total N. In contrast, chemical fertilizer application only increased the proportions of oPOC and amino acid N (P < 0.05). There were no significant differences in either contents or proportions of soil organic C and organic N fractions between the NPKM and OM treatments. These indicated that organic manure application with or without chemical fertilizers played the most significant role in enhancing soil organic C and N quantity and quality in the paddy field studied.     

长期施肥条件下水稻土有机氮组分及矿化特性研究

为探明长期定位试验条件下不同施肥处理和地下水位对水稻土有机氮组分及其矿化特性的影响,采用Keeney和Bremer酸解法对土壤有机氮进行分组研究,并利用改进后的Warning淹水培养-间歇淋洗法研究水稻土有机氮矿化特性。结果表明,不同处理土壤酸解氮占全氮的61.2%～64.4%,其中酸解未知氮,氨基酸态氮,氨态氮和氨基糖态氮分别占全氮26.9%～34.0%,13.0%～18.0%,12.6%～14.3%和2.3%～4.7%。恒温淹水培养106d后,以酸解未知氮降幅最大,且酸解未知氮与土壤氮矿化势之间有显著的正相关关系(r=0.865*),表明酸解未知氮是土壤可矿化态氮的主要贡献者。有机肥处理土壤矿化氮累积量及氮矿化势显著高于化肥处理,表明长期施用有机肥是提高土壤供氮潜力的有效手段。此外,低水位土壤矿化氮累积量及氮矿化势略高于高水位土壤。     

有机肥替代化肥氮素对麦田土壤碳氮迁移特征的影响

利用小麦田间试验,设置控释尿素(CRU)、有机肥(OF)替代30%,50%,70%控释尿素氮量处理,并以普通尿素(Urea)为对照,研究等氮条件下有机肥替代不同比例化肥氮素对土壤碳氮迁移特征及小麦产量的影响。结果表明:有机肥处理小麦总生物量较Urea显著增加13.83%～17.57%,籽粒产量增加1.6%～10.5%,随有机肥替代化肥氮素比例增加,籽粒增产效应降低,70%OF与Urea无显著差异,但显著低于CRU处理。CRU、30%OF和50%OF处理氮素农学效率较Urea显著提高90.2%～124.4%,70%OF与Urea相比差异不显著。有机肥比例增加,土壤总碳含量呈上升趋势,且高于CRU和Urea;全氮含量大致呈下降趋势,整个生育期先增加后降低,30%OF自灌浆期至成熟期含量高于其他施氮处理。随土层深度增加,硝态氮和铵态氮含量减少,有机肥比例增加,各层土壤硝态氮减少,铵态氮增加(尤以返青期最为显著);整个生育期土壤无机氮呈下降趋势,但与Urea相比,有机肥处理的硝态氮主要集中在0—40 cm土层,且0—100 cm土壤铵态氮含量高于Urea和CRU(苗期除外)。因此,用30%～50%有机肥替代化肥氮素,配合控释尿素施用,可显著增加土壤总碳和铵态氮含量,减少60—100 cm土壤硝态氮淋溶,提高小麦氮素利用率和籽粒产量。     

Long-term effect of manure and mineral fertilizer application on the distribution of organic nitrogen fractions in soil under a rice–wheat cropping system

A long-term experiment was used to evaluate the effect of integrated nutrient management on the distribution of soil organic N fractions and their contribution to N nutrition of a rice–wheat system. Continuous application of mineral fertilizers, alone or in combination with organic manures for 7 years, led to a marked increase in total N, hydrolysable N (amino acid-N, amino sugar-N, ammonia-N, hydrolysable unknown-N) and non-hydrolysable N compared with their original status in soil. However, continuous rice–wheat cropping without any fertilization resulted in depletion of total N, hydrolysable N and non-hydrolysable N by 21.3, 23.5 and 15.1% over their initial status in surface soil. The effect of press mud (PM) treatment was more pronounced in increasing total and hydrolysable N compared with farmyard manure (FYM) or green manure (GM) treatment. Incorporation of PM, FYM and GM along with mineral fertilizers increased the total N content by 32.8, 18.3 and 5.1% and that of hydrolysable N by 25.7, 19.6 and 9.5%, respectively, over mineral fertilizer treatment. Among the most important fractions, amino sugar-N, amino acid-N and ammonia-N were found to be most the important fractions contributing to grain yield and nitrogen uptake of rice and wheat crops.     

好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力

  【目的】  化肥及畜禽粪便的不合理施用不仅影响作物增产，还严重威胁土壤健康和环境安全。探究不同发酵方式猪粪有机肥及有机肥替代化肥的比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳、氮含量的影响，为规模化养猪场粪便快速处理，及制定其与化肥的适宜配比提供理论依据。  【方法】  以‘先玉335’为供试材料，在中国农业大学丰宁动物试验基地进行田间试验。设置5个处理:不施肥 (CK)，100%化肥氮 (CF)，100%自然堆肥猪粪氮 (PM)，100%好氧发酵猪粪氮 (PC)，50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮 (FM)。分析猪粪不同发酵方式及有机氮替代比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳氮的影响。  【结果】  在等氮条件下，与CF处理相比，FM处理产量、穗粒数、千粒重均以FM处理最高，其中FM处理显著增产13.2%，PC、PM处理与CF处理差异均不显著。FM处理玉米氮素积累量最高，两年平均为304.6 kg/hm2，较CF处理氮素累积量显著提高15.5%；PC、PM处理与CF处理氮素积累量差异不显著。与CF 处理相比，FM处理的氮素当季回收率、氮素农学利用率和偏生产力两年平均分别显著提高85.9%、59.5%和13.2% (P < 0.05)，PC、PM处理与CF 处理之间无显著差异。在玉米拔节期和抽穗期，FM处理0—40 cm土壤无机氮含量均最高，与 CF 无显著差异；在成熟期，FM处理土壤无机氮含量较CF处理显著增加41.8%，而PC和PM处理与CF处理无显著差异。此外，施用有机肥可不同程度地增加土壤有机碳和全氮含量，与CF处理相比，PC和FM处理使有机碳含量分别显著提高13.3%和9.8%；FM处理土壤全氮含量显著提高33.4%。  【结论】  在等氮条件下与单施化肥相比，50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮配施不仅显著提高了夏玉米产量和氮素累积吸收量，还提升了土壤全氮和有机碳含量以及0—40 cm土层土壤无机氮含量。单独施用自然堆肥、好氧发酵猪粪及化肥在产量和氮素积累方面没有显著差异，但可增加土壤全氮和有机碳含量，有利于土壤培肥，而施用好氧发酵猪粪的效果又优于施用自然堆肥。     

长期绿肥和秸秆还田替代部分化肥提升红壤性水稻土酸解有机氮组分比例及供氮能力

[目的]氮是限制土壤生产力的重要营养元素.研究长期施用绿肥和秸秆下,红壤性稻田土壤氮组分含量的变化及其与氮素供应容量和强度的关系,深化理解有机肥提高土壤肥力的理论.[方法]长期定位试验位于江西农业大学科技园内,始于1981年,供试土壤为第四纪红色粘土发育的潴育性水稻土.设置4个处理:无肥(CK);单施化肥(F);翻压紫...     

紫云英与有机物料连续还田在黄泥田水稻稳产提质增效中的作用

为明确紫云英与不同有机物料还田在黄泥田改土培肥与水稻化肥减量增效中的作用，基于连续11a定位试验，研究了不施肥(T₀,CK)、单施化肥(T₁)、仅翻压紫云英(T₂)、紫云英与水稻秸秆联合还田(T₃)、紫云英与牛粪配施还田(T₄)，以及紫云英与水稻秸秆联合还田+40%化肥(T₅)处理对水稻产量、籽粒营养品质及稻田肥力的影响。结果表明，与CK相比，各施肥处理籽粒历年平均产量增幅11.4%～21.0%，秸秆平均产量增幅17.1%～40.2%，差异均显著；其中以T5提升尤为明显，其籽粒产量与秸秆产量较T1分别提高3.4%和6.6%；有效穗是产量差异的重要性状因子。各施肥处理成熟期植株地上部氮、磷、钾吸收量较CK分别增幅14.3%～30.6%、8.9%～32.7%、2.9%～47.2%，其中氮、磷吸收量以T₄最高，钾吸收量以T₅最高。与CK相比，第10年施肥处理籽粒氨基酸总量增幅11.5%～20.6%，必需氨基酸增幅11....