长期定位施肥对亚热带丘陵地区红壤旱地质量的影响Ⅰ.酸度

研究了中国科学院红壤生态实验站长期定位施肥试验5种不同施肥处理对土壤pH、土壤交换性氢、铝的影响,及其与土壤有机质之间的相关性。结果表明,长期不同施肥处理均提高了土壤pH,降低了土壤交换性氢和交换性铝含量,改良了红壤的酸性。施用有机肥(M)、有机肥+菌剂(BM)、有机肥+菌剂+微量元素(BMT)显著优于施用化肥(F)和化肥+微量元素(TF)的处理。添加微量元素和有效菌剂后土壤交换性氢、铝含量略有提高。土壤有机质与土壤pH呈显著正相关,与土壤交换性氢含量的相关性不显著,而与土壤交换性铝含量呈显著负相关。随着土壤有机质含量的增加,土壤交换性氢占土壤交换性酸度比例越大。长期施用有机肥、提高土壤有机质含量是改良红壤酸度和减轻铝毒较好的农艺措施。     

连续施用有机肥对连作花生根际微生物种群和 酶活性的影响

花生连作导致土传病害易发,严重制约其产量和品质。为探讨持续施用有机肥缓解连作花生病害发生的防治机理,大田条件下研究了连续6年施用化肥、普通有机肥和生物有机肥(接种内生菌拟茎点霉B3)后对连作花生根腐病、根际土壤典型微生物种群和酶活的影响。结果表明:与单施化肥相比,持续施用普通有机肥和生物有机肥可有效控制连作花生土传病害发生,荚果产量提高23.8%和47.9%。连续施用普通有机肥和生物有机肥均显著提高根际过氧化氢酶、脱氢酶和酚氧化酶活性,荧光定量PCR进一步测定出连续施用有机肥可显著增加连作花生根际细菌和真菌的数量,说明连续施用有机肥后连作花生根际微生物活性显著提升。连续施用普通有机肥和生物有机肥显著增加了连作花生根际有益微生物种群的数量,其中放线菌增加0.9倍和1.6倍,假单胞菌增加10.9倍和13.1倍,伯克氏菌增加2.6倍和1.9倍,芽孢杆菌增加1.1倍和2.1倍;然而连续施用有机肥对连作花生根际主要致病微生物种群(如镰刀菌属和青枯雷尔氏菌)无明显影响。表明通过持续施用有机肥可有效提高连作花生根际有益微生物种群的数量和土壤酶活性,进而改善连作花生根际微生态环境,增强连作土壤抑病能力,以达到控制连作花生土传病害易发的目的。     

持续施用生物有机肥对花生产量和根际细菌群落的影响

我国红壤旱地花生连作现象普遍，化肥施用量大，花生产量却逐年降低。为了揭示集约化经营制度下施用生物有机肥对花生连作障碍的调控，采集旱地红壤进行了连续5年的盆栽实验，实验处理包括花生-玉米轮作、施用化肥的花生连作和施用生物有机肥的花生连作，探究持续施用生物有机肥防控花生连作障碍的根际微生态机制。结果显示，相比于轮作，施用化肥的连作花生产量显著降低；相比于连作花生施用化肥，持续施用生物有机肥可以显著缓解连作花生产量降低的问题，在施用有机肥第5季荚果干重提高27%。与施用化肥的连作处理相比，持续施用生物有机肥显著增加了花生根际细菌多样性和丰富度，与轮作花生处理无显著差异。持续施用生物有机肥显著提高了连作花生根际变形菌门和拟杆菌门的相对丰度，降低了厚壁菌门的相对丰度。属水平上，花生根际促生菌Rhizobium，Mesorhizobium和Bradyrhizobium的相对丰度较化肥处理分别提高了295%、89%和40%，而Leifsonia和Burkholderia的相对丰度分别降低了67%和47%。冗余分析进一步发现，土壤有机质和pH值是根际细菌群落结构改善的重要理化因素。这表明持续施用生物有机肥可以改良红壤理化环境（如pH值和有机质含量），进而优化连作花生根际细菌群落结构并提高根际抗病性能，实现花生稳定增产的目标。     

长期不同施肥下黄壤综合肥力演变及作物产量响应

【目的】 评价长期不同施肥下黄壤综合肥力的演变特征及其与作物产量的响应关系，寻求黄壤综合肥力提升和作物高产、稳产和可持续生产的科学施肥模式，为黄壤耕地保育和地力提升提供依据。 【方法】 依托农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站的黄壤肥力与肥料效益长期定位试验，采集10个不同施肥处理2011～2016年的作物产量和耕层土壤样品，包括:不施肥 (CK)、施氮肥 (N)、施氮磷肥 (NP)、施氮钾肥 (NK)、施磷钾肥 (PK)、氮磷钾肥 (NPK)、3/4化肥 + 1/4有机肥 (3/4NP + 1/4M)、1/2化肥 + 1/2有机肥 (1/2NP + 1/2M)、有机肥 (M)、氮磷钾肥 + 有机肥 (NPK + M)，运用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价。采用相关分析和通径分析评估土壤性质指标与土壤综合肥力的关联性。采用稳定性指数和可持续性指数评估不同施肥管理下土壤综合肥力对作物高产、稳产和可持续生产的影响。 【结果】 通过20年的不同施肥管理，黄壤综合肥力发生了显著 (P < 0.01) 的变化，土壤综合肥力指数以NK处理最低，NPK + M处理最高；长期不施肥 (CK) 或者偏施化肥各处理 (N、NP、NK、PK) 土壤综合肥力指数显著低于施用有机肥的各处理 (3/4NP + 1/4M、1/2NP + 1/2M、M、NPK + M)。相关分析和通径分析表明，土壤综合肥力指数与土壤性质指标均呈显著正相关关系，pH值、碱解氮、全磷和全钾含量极显著地直接影响土壤综合肥力指数的高低。土壤综合肥力指数与作物产量呈极显著的直接正相关，相关系数达0.704 **，通径系数达0.716*。分析不同施肥处理维持作物高产、稳产和可持续性表明，长期施用有机肥各处理具有高综合肥力和作物高产，不施肥或偏施化肥各处理具有低综合肥力和作物低产；NPK和NPK + M处理作物在获得高产的同时，能够维持产量的高稳定性和高可持续性；CK和PK处理作物低产，并且产量稳定性和可持续性低。 【结论】 土壤综合肥力指数能够客观反映黄壤生产力的高低，长期施用有机肥促进了黄壤综合肥力提升并维持作物高产。合理平衡施用化肥或与有机肥配合施用可以维持较高的产量和产量的稳定性和可持续性。      

有机肥与氮磷钾配施对玛咖产量和质量的影响

探讨有机肥与氮磷钾配施对玛咖品质和产量的影响,为优质玛咖种植及合理施肥提供参考依据。以玛咖优良品种“乌蒙黑玛咖”为材料,田间试验设置6个处理:CK、M(有机肥)、F1(常规施肥)、F1+M、F2(50%常规施肥)、F2+M。施肥显著提高玛咖地上部和根农艺性状、产量和品质。在8—9月以促进地上部生长为主,而在10月以加快玛咖根生长为主;玛咖前期生长对磷钾需求较高,而对氮的需求在整个生育期都高;施肥显著提高玛咖酰胺类化合物、玛咖烯、芥子油苷类化合物和灰分的含量,其中F1+M处理在酰胺类化合物、玛咖烯和灰分含量上均表现出最高,分别为192.79、7.93和3.97 mg/100 g,而芥子油苷类化合物含量则在F1处理最高,为2.47 mg/100 g;所有施肥处理中表现为F1+M处理产量最高,为11708 kg/hm²。试验结果表明,F1+M处理下,即每公顷施用化肥N 120 kg、P2O5 90 kg、K2O 120 kg,同时配施精制有机肥7500 kg,可使玛咖产量和品质达到最佳。     

有机无机肥配施对红壤旱地花生生理特性、产量及品质的影响

采用大田试验,研究了有机肥和化肥配合施用对红壤区花生产量、品质及生理特性的影响。结果表明:(1)有机无机肥配施显著影响了花生生理特性,随着有机肥比例的增加,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量Chl(a+b)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等先增加后减少,配施35%和50%有机肥处理显著高于其他处理(p0.05)。(2)有机无机肥配施显著影响花生植株营养生长和产量,有机肥比例越高,植株性状越优良,有机肥比例为65%时,花生在成熟期主茎高、侧枝长较常规施肥分别提高8.01 cm和11.20 cm;而有机肥比例为35%时,荚果产量、籽仁产量、单株结果数及百粒重效果增加最明显,分别较常规施肥提高20.14%、26.92%、27.87%和7.08%。(3)有机无机肥配施对提升花生品质作用明显,配施35%处理的花生籽仁脂肪、蛋白质、可溶性糖含量分别较常规施肥提高3.58%、5.03%及12.16%。总之,在等量N、P、K养分条件下,配施35%~50%猪粪N更有利于红壤地区花生产量、品质及生理特性的改善。     

种下分层施用有机肥和化肥对花生产质量的影响

采用花生营养分层调控-起垄-播种一体机,通过研究花生种下分层施用有机肥与化肥对花生生长发育、养分积累、产量和品质、土壤理化性状的影响,旨在为砂姜黑土区夏花生微域土壤调理、高效施肥提供科学依据。结果表明,与有机肥和化肥撒施相比,种下施肥能改善花生农艺性状、提高经济性状,改善土壤理化性状,增加花生养分积累量,油酸含量平均增加1.94个百分点,产量平均增加554.0 kg/hm²,增产11.2%,其中,花生种下5和8 cm分层施用有机肥600 kg/hm²和化肥600 kg/hm²产量最高,为5759.4 kg/hm²。花生种下5和8 cm分层施用有机肥和化肥的产量比种下5 cm同层施用有机肥和化肥的产量平均增加175.7 kg/hm²,平均增产3.3%,油酸含量平均增加0.89个百分点。化肥减施25%时,花生种下施用有机肥和化肥比有机肥和化肥撒施产量平均增加258.1～419.4 kg/hm²,平均增产5.2%～8.5%,油酸含量平均增加0.75～1.71个百分点,其中花生种下5和8 cm分层施用有机肥和化肥的增产提质效果最好。总之,花生种下5和8 cm分层施用有机肥600 kg/hm²和化肥450 kg/hm²,与撒施有机肥600 kg/hm²和化肥600 kg/hm²相比,化肥减施25%,花生增产419.4 kg/hm²,增产8.5%,能实现有机肥和化肥协同增效,达到化肥减施和大面积均衡增产的目的,应在夏花生主产区推广应用。     

长期施肥对设施蔬菜栽培土壤易氧化有机碳含量及其剖面分布的影响

对农业可持续发展系统来说,土壤碳库容量是很重要的因子,其变化主要发生在易氧化碳库(EOC)里.在设施蔬菜施肥长期定位试验基础上,研究了长期施用有机肥和化肥对设施内土壤易氧化有机碳的影响.结果表明,除了长期不施肥的土壤外,其它施肥处理土壤易氧化有机碳含量均随着土层深度的增加而降低.A组(有机肥组)各土层以ANP(有机肥+氮磷化肥)处理易氧化有机碳含量最高,其次是ANPK(有机肥+氮磷钾化肥)、ANK(有机肥+氮钾化肥),AN0(单施有机肥)含量最低;B组(不施有机肥组)中BNP(氮磷化肥)易氧化有机碳含量最高,其次是BNK(氮钾化肥)、BNPK(氮磷钾化肥).与不施肥处理相比,长期施用有机肥能够显著提高0-60 cm各层土壤易氧化有机碳的含量,且施用有机肥以及有机肥与氮磷钾化肥配施效果要优于不施有机肥处理.     

长期施肥对关中塿土微量元素有效性的影响

以28年的长期肥料定位试验为基础,探讨了对照不施肥(CK),单施有机肥(M2),单施氮、磷肥(N2P2),有机肥+氮、磷肥配合施用(M2N1P1和M2N2P2)5个施肥处理对关中塿土微量元素Fe,Mn,Zn,Cu有效性的影响。结果表明,长期施肥对耕层土壤有效Fe,Mn,Cu,Zn含量影响较大,在耕层土壤(0—20 cm)中,长期不施肥土壤有效Fe,Mn,Cu,Zn含量均处于亏缺边缘;长期单施氮、磷化肥处理的土壤Fe,Cu,Zn也接近亏缺边缘;而长期单施有机肥、有机肥与氮、磷化肥配合处理,土壤有效Fe,Mn,Cu,Zn含量丰富。与CK相比,M2、M2N1P1、M2N2P2均可显著增加0—10 cm土层中有效Fe、Mn、Cu和Zn含量,10 cm以下土层中,土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn在一定程度上也有增加趋势;N2P2也可增加0—10 cm土层中土壤有效Fe和Mn含量(有效Mn达到显著水平),有效Cu含量降低,对有效Zn含量没有影响,而10 cm以下土层中土壤有效Fe,Mn,Cu,Zn与CK无明显差异。因此,塿土在不施用有机肥的情况下,应施用微肥以保证作物需求;即使施用有机肥,也应适当补充铁肥和锰肥。有机肥和氮、磷化肥配合施用的土壤微量元素养分状况较好。     

水稻氮磷肥料减施途径研究

通过大田双季稻轮作试验,研究了在农民习惯施肥的基础上,不同减少氮磷肥料用量的施肥措施对水稻生长、产量的影响。减施氮肥处理结果表明:比农民习惯施肥减施20%氮肥的条件下,施用缓释肥料(80R)产量最高,比传统不减少施氮处理(CFN)增产0.4%,比等养分量纯化肥处理(80F)增产6.0%;用有机肥和化肥配施的处理(30F+50M)比80F增产1.9%;绿肥和化肥配施的处理(50F+30A)比80F显著减产7.2%(P<0.05)。因此,施缓释肥料或用有机肥和化肥配施均能提高产量,减少氮肥施用量。减施磷肥处理结果表明:比农民习惯施肥减少施磷20%的处理均没有减产,说明在本地区减少施磷20%,具有一定的可行性。     

有机物料和氧化钙对连作花生土壤微生物与酶活性及产量的影响

  目的  研究复合肥分别配施商品有机肥、含腐殖酸有机水溶肥、氧化钙等对连作花生土壤可培养微生物数量、土壤酶活性、土壤养分含量及花生植株生长、荚果产量的影响,为连作花生合理施肥提供理论依据。  方法  在连作3年的花生田块,以施用复合肥600 kg hm?2（T0）为对照,分别在此基础上设置增施600 kg hm?2商品有机肥（T1）、75 L hm?2含腐殖酸有机水溶肥（T2）、600 kg hm?2氧化钙（T3）等3个施肥处理,测定不同施肥方式下连作花生土壤微生物数量、土壤酶活性、土壤养分含量、花生植株长势及荚果产量。  结果  与单施复合肥相比,增施有机物料（T1,T2）能够显著提升全生育期下连作花生田块可培养微生物总数量,并使得成熟期土壤可培养细菌数量与可培养真菌数量比值由48.59（T0）分别提升至58.93（T1）和59.94（T2）,缓解土壤向“真菌性”转变,显著提高土壤酶活性及土壤养分含量,促进花生植株生长,提高荚果产量。两种有机物料间比较,含腐殖酸有机水溶肥（T2）效果更佳,荚果增产达11.17%。増施氧化钙后,花生全生育期下土壤各项指标对照差异基本不显著,但花生植株仍表现出百果重、出仁率显著增加,荚果产量提升了5.12%。  结论  以复合肥配施含腐殖酸有机水溶肥（T2）对花生连作障碍缓解效果最佳,该施肥条件下,连作花生土壤微生物活力、土壤酶活性、土壤养分含量及花生荚果产量提高最为显著。     

Effects of long-term fertilizer applications on peanut yield and quality and plant and soil heavy metal accumulation

The status of essential and potentially toxic trace elements in soils and crops can be affected by long-term fertilization practices. This study aimed to investigate changes in peanut (Arachis hypogaea L.) yield and kernel quality, and changes in copper (Cu), zinc (Zn), lead (Pb), and cadmium (Cd) concentrations in soil and peanut kernels after 16 years of continuous cropping with different fertilization treatments. Five fertilization treatments were applied at a red soil site in Southeast China:chemical fertilizer (F) containing nitrogen, phosphorus, and potassium, F + trace elements (FT), pig manure (M), M + effective microorganisms (MB), and MB + trace elements (MBT). Properties of soil and pig manure, heavy metal contents in soil and peanut kernels, and the compositions of amino and fatty acids in kernels were determined. Application of pig manure significantly increased peanut biomass, kernel yield, and crude protein and total amino acid contents in kernels, but led to higher amounts of Cu, Zn, and Cd in soil and higher amounts of Zn and Cd in peanut kernels compared with that of chemical fertilizer. There should be greater concern about potential kernel Cd and Zn contaminations resulting from long-term application of pig manure contaminated with potentially toxic metals as an organic fertilizer.     

不同基质生物有机肥防控番茄土传青枯病及促生效果研究

本文旨在研究功能菌株解淀粉芽孢杆菌配合不同原料的有机肥，制备不同生物有机肥对番茄防控土传青枯病以及促生的效果研究，并考察不同生物有机肥对土壤养分及根际细菌群落的影响，获得能够有效防控番茄青枯病的生物有机肥。本研究以解淀粉芽孢杆菌T-5为功能菌株，分别配合秸秆有机肥及鸡粪有机肥，经二次发酵分别制得秸秆生物有机肥（BIO1）和鸡粪生物有机肥（BIO2）。于江苏省南京市一处青枯病多发的番茄大棚进行试验。考察不同施肥处理下番茄的发病情况、生长情况以及土壤理化性质，并利用高通量测序探究根际细菌群落的变化。两种生物有机肥均能显著降低番茄土传青枯病的发病率，且BIO1处理的防控效果最佳，使发病率降低了94.45%。两种生物有机肥均能显著促进番茄生长，增加了番茄地上部的生物量并提高了产量，但对于番茄果实品质并无显著提升。此外，施用BIO1可显著增加土壤有机质含量，BIO2则显著提高了土壤pH。土壤有机质与番茄的发病率呈负相关，与番茄地上部生物量和产量呈显著正相关关系。基于高通量测序结果，发现生物有机肥可显著提高根际细菌多样性，同时改变了细菌群落结构。防控效果最好的BIO1处理中，变形菌门相对丰度最高，放线菌门相对丰度最低，土壤硝态氮和pH与这两个门水平的细菌类群具有显著相关性。以解淀粉芽孢杆菌为功能菌株、秸秆为原料制备的秸秆生物有机肥可有效防控番茄土传青枯病，效果优于鸡粪生物有机肥。该生物有机肥还可显著促进番茄生长及产量提升，并通过调控根际细菌群落中变形菌门和放线菌门的相对丰度，提高土壤抑病能力，减少土传青枯病的发生。     

磷石膏专用复混肥缓解红壤花生连作障碍效果

红壤长期连作花生产生严重连作障碍,影响花生生产。本试验研究磷化工废弃物在缓解花生连作障碍上的效果,采用磷石膏与化学氮肥、化学磷肥、化学钾肥不同比例制成磷石膏专用复混肥,施用于中科院江西红壤生态试验站花生连作田块,考察对红壤养分及花生生理性状及产量的影响。结果表明: 施用含磷石膏专用复混肥比使用常规复合肥处理增产3.5-45.1%,土壤中的全氮、速效氮、和速效钾含量升高,植株全N、P、K含量均有提高,施用磷石膏专用肥可以有效缓解红壤地区花生连作障碍。     

有机肥和地膜覆盖对辣椒生长发育及产量影响

以有机肥、化肥和地膜覆盖处理栽培辣椒,通过测量辣椒植株的生长量和辣椒产量,研究各处理对辣椒的的产量的影响。结果表明：有机肥的施入和地膜覆盖有效地提高辣椒生物产量和果实产量,有机肥地膜处理与化肥无地膜处理（CK）相比,株高、冠幅、叶面积及根茎叶干重均显著增加,叶面积和根、茎、叶干重分别提高2.77倍和3.10倍、3.51倍、2.82倍,果实产量增加33.7%。有机肥和地膜覆盖有效促进辣椒的生长发育,明显地提高辣椒的生物产量。     

生物炭提高花生干物质与养分利用的优势研究

【目的】 以秸秆为原料生产生物炭可用于改良土壤和提高养分利用率,其与秸秆直接还田以及传统的制作堆肥后还田相比是否具有优势需要用试验来验证,本研究可为生物炭的高效利用提供理论依据。 【方法】 以传统猪厩肥和秸秆直接还田为对照,连续进行了8年的花生田间微区 (2 m2) 试验。在氮磷钾总投入量相等的条件下,共设4个处理,分别为秸秆还田 (CS)、猪厩肥 (PMC)、生物炭 (BIO) 和基于生物炭的炭基花生专用肥 (BF),每个处理重复3次,随机区组排列。试验于2016年在花生苗期、开花下针期、结荚期和饱果成熟期进行采样,测定植株茎叶、根和荚果的干物质和氮磷钾养分积累量,并计算对应的分配情况,探讨其对花生产量的影响。 【结果】 生物炭处理的花生产量显著高于其它处理,达到7231.7 kg/hm2;生物炭复合肥和猪厩肥处理则相对较低,分别是生物炭处理的82.4%和83.8%,秸秆处理产量最低,为5623.9 kg/hm2。猪厩肥处理的出仁率显著高于其它处理。生育前期各处理的干物质和养分主要在茎叶中积累,从结荚期开始逐渐向荚果中转移。与对照处理相比,复合肥处理的干物质和氮磷钾养分整株积累量在各时期均较高,尤其在结荚期以前保持了良好的荚果干物质和养分分配系数;生物炭处理则至饱果成熟期时呈现出明显优势,干物质积累量达到6295.0 kg/hm2,分别高出专用肥、秸秆和猪厩肥处理43.1%、36.1%和50.8%,茎叶分配比例高达34.5%,氮、磷、钾积累量持续增长至236.4 kg/hm2、 21.7 kg/hm2、77.8 kg/hm2,显著高于其它处理,但此时期荚果的氮、钾分配系数仅有0.83和0.52,低于对照处理(CS、PMC处理) 0.02～0.03和0.15～0.21。 【结论】 在氮磷钾养分投入量相等、不考虑有机碳投入量的前提下,施用生物炭、炭基复合肥和猪厩肥效果均显著好于秸秆直接还田;生物炭可显著提高花生整株的干物质量和氮磷钾积累量,特别是提高生育后期的干物质和养分分配量,促进产量的提高,对花生高产增效有良好的促进作用;炭基复合肥在花生进入结荚期后,对花生干物质及养分积累分配的促进作用减弱,效果与施用猪厩肥相当。因此,在本试验条件下,生物炭直接施用具有维持其养分长期稳定释放,提高花生产量和肥料养分利用率的作用。