不同栽培模式及施氮对玉米-小麦轮作体系土壤肥力及硝态氮累积的影响

以在陕西关中土垫旱耕人为土区进行的连续6年定位试验为对象,研究了长期覆盖栽培及施氮量对玉米?小麦轮作体系下土壤有机质、全氮及土壤剖面硝态氮残留量和分布的影响。结果表明,不同栽培模式对土壤有机质和全氮含量的影响为覆草垄沟常规节水,其中覆草模式影响达显著水平。增施氮肥不同程度地提高了土壤有机质和全氮含量。经过12季玉米-小麦的轮作,不同栽培模式0～200cm土壤剖面硝态氮残留量为垄沟节水覆草常规,垄沟和节水栽培模式与常规栽培硝态氮累积量差异达显著水平。随种植年限和施氮量增加,0～200cm土壤中硝态氮累积量明显增加,施240kg·hm-2N(N240)处理0～200cm土壤硝态氮累积量显著高于施120kg·hm-2N(N120)处理。不同施氮量下硝态氮在0～200cm土壤剖面的分布存在差异,与不施氮(N0)和N120处理相比,N240处理下各栽培模式在120cm以下的土壤硝态氮含量随深度增加而显著增加。     

长期施肥红壤稻田有机碳演变规律及影响因素

利用1981年起设置的水稻土长期施肥定位试验,分析了CK(不施肥)、N(单施氮肥)、NPK(氮磷钾配施)、NPK2(2倍氮磷钾配施)和NPKM(有机无机肥配施)等施肥措施下土壤有机碳的演变规律及其与作物产量和土壤养分(全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾)的相关性.结果表明:试验30年后,各个处理的土壤有机碳含量均有上升,其中CK、N、NPK、NPK2和NPKM的土壤有机碳在试验30年分别比试验前增加18.95％、17.72％、23.36％、16.92％和32.68％.与CK处理相比,NPK、NPK2和NPKM处理的土壤有机碳平均提高了4.09％、4.03％和25.68％.土壤有机碳含量与水稻产量呈显著相关(P＜0.001),相关系数r为0.410,这说明土壤有机碳含量的增加可以促进水稻增产.土壤有机碳与土壤养分中的碱解氮、速效磷和全磷含量均表现出极显著相关(P＜0.001),相关系数r分别为0.452、0.559和0.487,但是与钾含量相关不显著.这表明:有机无机肥配施可以持续快速提高红壤性水稻土的有机碳含量,同时在有机无机肥配施过程中应适当增施钾肥,从而促进土壤肥力平衡和维持作物高产稳产,实现农业可持续性.     

施肥模式对茶叶品质、产量构成及土壤肥力的影响

采用田间试验,比较分析了撒施、沟施和沟施覆膜3种施肥模式及沟施覆膜下氮肥施用量对茶叶品质成分、产量构成因子和茶园土壤肥力状况的影响。结果表明:沟施覆膜在一定程度上增加了茶叶产量并改善了品质,提高了茶园土壤的基本肥力状况,沟施次之,撒施效果最差。与沟施相比,沟施覆膜下茶叶的水浸出物、咖啡碱、游离氨基酸含量分别提升2.24%、7.26%、14.68%,茶多酚下降1.88%,芽叶密度、芽叶长度分别提升8.50%、8.15%;土壤表层和深层pH分别下降8.16%和5.30%,表层有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾分别提升10.87%、26.74%、17.95%、34.69%、25.42%,深层有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾分别提升10.38%、28.22%、25.64%、15.34%、17.97%。比较沟施覆膜下45 kg·hm-2、60 kg·hm-2、75 kg·hm-2、90 kg·hm-2 4种施氮量对茶叶品质、产量构成以及土壤肥力提高的效果,结果表明随着施氮量的增加,茶叶品质及产量构成和茶园土壤肥力增加,但施氮75 kg·hm-2与90 kg·hm-2处理的茶叶品质及产量构成因子间差异不显著,说明沟施覆膜条件下施氮肥75 kg·hm-2即可满足茶园生产需求。     

不同土壤管理方式对梨园土壤微生物及养分含量的影响

通过田间试验研究不同土壤管理方式对梨园表层（0 ~ 20 cm）和亚表层土壤（20 ~ 40 cm）细菌、真菌、放线菌数量和土壤养分含量的影响。结果表明：梨园土壤微生物数量具有垂直分布的特征,土壤微生物数量随土层的加深而递减。梨园表层和亚表层土壤中微生物数量均细菌最多,放线菌次之,真菌最少。与覆草1年相比较,覆草3年的梨园土壤除表层土壤细菌含量无显著差异外,表层和亚表层土壤中真菌和放线菌数量均显著增加。与自然生草、覆膜、常规灌溉处理相比较,覆草与覆膜结合能最大限度地增加土壤微生物数量。连续覆草3年显著提高了梨园土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量,而覆膜处理使土壤速效养分含量下降,覆膜结合覆草处理能显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾含量。     

控释氮肥对小麦-玉米轮作产量和土壤养分状况的影响

基于河北省衡水市连续4年8季小麦-玉米轮作体系施肥定位试验,研究多年控释氮肥减氮施肥以及不同施肥措施对小麦、玉米籽粒产量和土壤养分状况的影响。结果表明:肥料追施与一次性基施作物产量无显著差异,减氮30%控释氮肥较常量速效氮肥产量有2季显著增加,其他季无显著差异;施氮肥可显著增加0-40cm土壤硝态氮含量,并且速效氮肥60%底施,40%追施处理较速效氮肥一次底施处理显著增加20-40cm土壤硝态氮含量,控释氮肥减氮30%处理表层土壤硝态氮含量与常量速效氮肥一次底施处理相比未显著下降,而深层土壤硝态氮含量较常量速效氮肥一次底施处理减少44.15%~89.21%,说明控释氮肥可有效控制硝态氮淋失;常量速效氮肥一次底施处理较其他施氮处理显著降低表层土壤pH;施氮肥对土壤全氮、有机质、全磷、有效磷含量无显著影响;对0-20cm土壤速效钾含量影响较大。速效氮肥基施加追施处理较常量速效氮肥一次底施处理可减缓土壤酸化进程,表层速效钾含量有所降低。综上,连续多年减氮30%施用控释氮肥较常量速效氮肥处理作物产量和土壤养分状况并未出现显著差异。     

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。     

长期氮肥减量深施对双季稻产量和土壤肥力的影响

  【目的】  合理减少氮肥用量是解决我国当前稻田生态系统氮素损失量大、氮肥利用率低等问题的重要途径。然而，长期减少氮肥投入能否维持水稻产量和稻田土壤肥力还不清楚。以我国南方典型红壤双季稻田为研究对象，系统分析连续7年化肥深施结合不同氮肥用量措施下双季稻产量、氮肥偏生产力、根际土壤速效养分含量和土壤肥力的差异特征，探讨长期氮肥减量的可行性，为制定适宜的双季稻田氮肥管理措施提供科学依据。  【方法】  于2012年，在中国科学院桃源农业生态试验站开始设置氮肥减量深施长期定位试验，以常规施氮 (CF，早、晚稻施氮量均为N 150 kg/hm2，基追肥均为表层撒施) 为对照，基于化肥深施，设置3个氮肥水平 (N1，减氮30%；N2，减氮23%；N3，减氮16%)。每年早、晚稻收获计产，并于2018年早、晚稻分蘖期、拔节期和成熟期采集水稻根际土壤，测定土壤无机氮、有效磷和速效钾含量，同时测定晚稻成熟期根际土壤pH、有机碳和全量养分含量，研究长期氮肥减量深施对双季稻产量和稻田土壤肥力的影响。  【结果】  与CF处理相比，深施条件下，减氮16%～30%处理早、晚稻分蘖期根际土壤无机氮和速效钾含量无显著变化，但减氮23%和30%处理早稻分蘖期根际土壤有效磷含量显著降低；拔节期和成熟期根际土壤NH₄+-N和NO₃–-N含量分别提高了4.26%～109.00%和2.56%～65.50%，有效磷和速效钾含量分别提高了3.10%～32.60%和5.94%～42.40%，保证了双季稻生育中后期氮磷钾养分的稳定供应。在化肥深施基础上，连续7年减少16%～30%氮肥用量提高了氮肥偏生产力，早晚稻增产4.37%～32.70%，并维持土壤有机质和全量养分含量的稳定。  【结论】  结合化肥深施，在常规氮肥用量(150 kg/hm2)基础上减少30%氮肥投入，双季稻根际土壤速效养分含量不会降低，甚至高于撒施。因此，长期减施氮肥结合深施可以维持双季稻的产量和稻田土壤肥力的稳定，显著提高氮肥偏生产力。     

不同地表覆盖栽培对旱地土壤有机碳、无机碳和轻质有机碳的影响

通过田间长期定位试验,分层采集冬小麦-休闲种植体系0—40 cm土层的土样,研究了常规、地表覆膜和覆草栽培对土壤有机碳、无机碳和轻质有机碳的影响。结果表明,覆膜或覆草可以显著增加地上部小麦生物量和子粒产量。不同地表覆盖对0—40 cm土层的无机碳含量和分布无显著影响,但与常规栽培相比,地表覆膜使0—5 cm土层的有机碳含量显著降低,0—40 cm各土层轻质有机碳表现出明显降低趋势,平均降低 C 6.1~74.5 mg/kg;地表覆草却表现出明显增加土壤轻质有机碳的趋势,0—5,5—10,10—20 cm土层的轻质有机碳含量分别增加C 235.2、190.0和144.9 mg/kg,相当于常规的38.7%,32.9%和34.5%。同时,覆草栽培还表现出降低0—10 cm土层轻质有机质含碳量的趋势,并使0—20 cm土层轻质有机碳占有机碳的比例显著高于常规栽培和地表覆膜处理。可见,地表长期覆膜不利于旱地土壤有机碳累积,覆草不仅可以增加表层土壤的轻质有机碳累积,还可改善土壤碳氮组成。     

浙北地区秸秆全量还田下氮肥用量对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响

为了明确浙北地区秸秆全量还田下单季晚粳稻适宜的施氮量,通过大田试验,采用随机区组设计,根据当地农户施肥习惯,设置4种施氮水平(以纯氮计,N 0,不施氮;N L,165 kg/hm²;N M,240 kg/hm²;N H,315 kg/hm²),研究了浙北地区秸秆全量还田下氮肥调控对单季晚粳稻生长和土壤养分、碳库的影响。结果表明:N M和N H的水稻分蘖数、株高、叶面积系数、叶绿素含量及地上部分干物质重均高于其他处理。在稻田土壤方面,N M的土壤速效磷和速效钾含量较N 0,N L和N H处理分别显著(p<0.05)增加了43.16%,30.13%,13.13%和31.86%,22.13%,15.81%;N M的可溶性有机碳和微生物有机碳含量较N 0和N L处理分别显著(p<0.05)增加了88.47%,13.99%和37.10%,15.39%。在产量方面,N M的产量最高,较N 0,N L和N H处理分别增产51.70%,15.39%,9.45%。综上所述,在本试验条件下,秸秆全量还田施用240 kg/hm²纯氮为浙北地区单季晚粳稻最佳氮肥调控模式。     

施肥对不同杂粮作物连作土壤化学特性及酶活性的影响

土壤化学特性和酶活性与施肥水平密切相关,是衡量土壤肥力状况的重要指标。本研究以黑土区连续四年种植豆科作物(绿豆和红小豆)和禾本科作物(高粱)的施肥定位试验为研究平台,选取不施肥、施化肥和施有机肥3种施肥处理,分析施肥对不同杂粮作物的土壤有机质、pH、土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,施肥降低了连作杂粮作物土壤pH值,但与不施肥相比差异不显著,禾本科植物土壤pH降低的幅度高于豆科作物土壤。连作绿豆的土壤中,与不施肥相比,施化肥处理增加了土壤全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量,分别显著增加了18.4%,23.1%,21.7%和67.2%;施有机肥显著增加了土壤全氮和速效钾含量,且显著高于施化肥处理。连作红小豆的土壤中,与不施肥相比,施化肥显著增加了土壤速效磷和速效钾的含量,有机肥显著增加了土壤速效钾含量。连作高粱土壤中,与不施肥相比,化肥施用显著增加了土壤碱解氮含量而显著降低了速效钾含量,有机肥施用显著增加土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量。土壤酶活性方面,除施化肥处理下连作红小豆土壤磷酸酶活性低于连作高粱外,其他相同施肥处理下种植豆科作物的土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和磷酸酶活性均高于高粱土壤,种植高粱土壤过氧化氢酶活性高于豆科作物。因此,施肥和杂粮作物种类均是影响土壤化学特性和土壤酶活性的重要因素。     

施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间040.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。     

Straw mulching with fertilizer nitrogen: An approach for improving crop yield,soil nutrients and enzyme activities

Field experiments were conducted to study soil properties, soil enzymes activities, water use efficiency (WUE) and crop productivity after six years of soya bean straw mulching in the semi‐arid conditions of China. The experiment included four treatments: CK (Control), N (240 kg N ha^‐1), H (soya bean straw mulching at half rate 700 kg ha^‐1 with 240 kg N ha^‐1) and F (soya bean straw mulching at full rate 1,400 kg ha^‐1 with 240 kg N ha^‐1). Soil organic carbon (SOC), soil labile organic carbon (LOC), soil available N (AN), available P (AP) and enzyme activities were analysed after wheat harvesting in 2016 and 2017. Results show that straw amounts had positive effects on the soil fertility indices being higher for treatment F. The SOC, LOC, AN, AP and enzyme activities (i.e. saccharase, urease and alkaline phosphatase) were in the order of F > H > N > CK. High wheat grain yield and WUE were observed for F treatment. A total of six years mulching along with 240 kg ha^‐1 nitrogen fertilizer application is sufficient for wheat yield stability and improving soil properties except urease activities in the semi‐arid condition of China. However, the straw mulching amount should be further studied with minimum nitrogen fertilizer for an environment‐friendly and effective approach for improving the soil biological properties with adequate crop production on a sustainable basis in the semi‐arid region of China.     

秸秆和地膜覆盖模式下土壤水热动态分析

采用减氮追肥、垄覆沟播、秸秆还田等措施种植冬小麦,研究其对冬小麦产量、土壤储水量、土壤水热动态变化过程及作物水分利用效率的影响。结果表明,不同处理之间土壤水分差异显著,不同土层土壤含水量既随降雨量波动,又受不同覆盖栽培条件的影响。"推荐施肥+垄覆沟播"模式0~100 cm土壤储水量最高。不同处理之间日间土壤温度差异较小,但温度日内变化差异较大。不同处理的增温效果为推荐施肥+垄覆沟播推荐施肥推荐施肥+夏闲秸秆。同对照相比,旱地"推荐施肥+垄覆沟播"模式使小麦增产5.25%,水分利用效率提高42.06%,是适合旱地作物生产的栽培措施。HYDRUS-1D模型模拟值同实测值拟合度较好,可用于不同覆盖模式下土壤水热过程分析。     

秸秆与地膜覆盖春玉米和春小麦耕层土壤碳氮动态

采用田间试验研究了秸秆和地膜覆盖处理春玉米和春小麦生育期耕层土壤有机碳、全氮和硝态氮的动态变化。结果表明:秸秆覆盖处理明显提高了春玉米和春小麦生育期土壤有机碳含量,而地膜覆盖处理土壤有机碳含量呈下降趋势;灌溉同时降低了春小麦地膜覆盖处理土壤有机碳的降低幅度和秸秆覆盖处理土壤有机碳的增加幅度;秸秆和地膜覆盖处理土壤全氮与硝态氮含量在春玉米和春小麦生育期的动态变化都呈"增加-降低-增加"的趋势,但土壤全氮变化幅度较小,处理间差异不显著,而硝态氮变化剧烈,处理间差异达显著或极显著水平;灌溉对不同覆盖处理春小麦生育期土壤全氮含量影响较小,但灌溉显著降低了不同覆盖处理春小麦拔节期土壤硝态氮的增加幅度。     

秸秆和紫云英协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性及小麦产量的影响

研究秸秆覆盖、紫云英覆盖及两者协同覆盖对西南旱地土壤养分、酶活性以及小麦产量的影响,对于维持农田土壤养分平衡、优化西南旱地保护性耕作措施具有重要的理论和指导意义。以“小麦/玉米/大豆”旱三熟种植模式下的小麦农田为研究对象开展田间试验,共设置4个处理:玉米秸秆覆盖（S）、紫云英覆盖（A）、玉米秸秆 + 和紫云英协同覆盖（S + A）、对照（CK）。结果表明,与CK处理相比,S、S + A处理对土壤有机碳、全氮、全磷、速效钾、缓效钾含量均有显著促进作用;A处理对土壤有机碳、全氮、碱解氮影响明显,但是对磷、钾的促进效果不明显。S +土壤酶活性与土壤养分之间存在密切关系, A处理能够显著提高根际和非根际土壤的蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、淀粉酶和酸性磷酸酶活性,S处理和A处理对土壤酶活性的促进效果不如S + A处理。与CK处理相比,S、A、S + A处理的小麦增产率分别为5.14%、8.79%、13.34%,其中,S + A处理的小麦增产率最高。秸秆和紫云英协同覆盖能够显著提高土壤养分含量和酶活性、促进小麦增产,有利于在保护农田生态环境的同时提高农业生产效益,可以作为有效的西南旱地保护性耕作措施推广使用。     

氮肥类型和用量对冬小麦品质的影响

在连续4年有机无机氮肥配施试验基础上,设置不同冬小麦品种研究氮肥类型（无机肥氮、 有机肥氮以及有机肥氮与无机肥氮配施）和用量（N 0、45、90、120、180 和 240 kg/hm2）对冬小麦子粒品质的影响。结果表明, 中穗型品种石麦15和大穗型品种潍麦8的子粒产量和各项品质指标差异显著,其中石麦15 的产量、沉降值、形成时间和稳定时间分别比潍麦 8 高12.62%、5.09%、5.85%、25.35%,而粗蛋白、 湿面筋和吸水率则比潍麦8 显著低11.03%、15.51%、 5.49%。子粒产量、 粗蛋白、 湿面筋和沉降值及形成时间与植株吸氮量极显著正相关,吸水率和稳定时间与植株吸氮量的相关性较差。单施无机氮180 kg/hm2（0/180 处理）和240 kg/hm2（0/240 处理）及有机无机氮配施 240 kg/hm2（120/120 处理）植株吸氮量最高且三者差异不显著,而单施有机氮240 kg/hm2（240/0 处理）植株吸氮量显著低于0/180、0/240 和120/120 处理。施氮量小于240 kg/hm2 时等氮量比较,单施无机氮吸氮量大于有机无机配施,单施有机氮最小;且施氮量越低,不同施氮类型间吸氮量差异越小。两品种均在单施无机氮180 和 240 kg/hm2 时产量最高且各项品质指标最优,有机无机氮配施120/120 处理对比等量无机氮单施 0/240 处理产量不降低且品质指标不下降,单施有机氮240/0 处理产量和子粒品质都较 0/240 和120/120处理差;施氮量低于240 kg/hm2 时,单施无机氮处理的产量和各项品质指标优于有机无机配施,有机无机配施又优于单施有机氮,这与有机肥供氮不足有关。     

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。     

不同有机无机复混肥对小麦产量、氮效率和土壤微生物多样性的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与无机复混肥等价格施入对小麦产量、氮素利用率以及土壤微生物多样性的影响。结果表明,3种堆肥原料有机无机复混肥处理的小麦子粒产量（5838.8～6243.1 kg/hm2）为化肥处理（5880.4 kg/hm2）的99.3%～106.2%,差异不显著。猪粪处理和菜粕处理的小麦子粒的氮素累积量（分别为100.2 kg/hm2和95.8 kg/hm2）显著高于化肥处理（85.9 kg/hm2）和中药渣堆肥有机无机复混肥处理（84.5 kg/hm2）;3种有机无机复混肥的氮肥回收效率和氮素利用率（包括氮素生理利用效率和氮素子粒生产效率）都高于化肥处理的氮肥回收效率和氮素利用率。对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析表明,施入外源有机物质(菜粕堆肥、猪粪堆肥与中药渣堆肥)可以改变土壤的微生物细菌群落结构,而施入化肥对土壤的微生物细菌群落结构影响较小。本试验条件下,施用3种堆肥原料的有机无机复混肥可以获得与施用化肥相当的小麦子粒产量,提高小麦的氮素回收和利用效率,改变土壤微生物细菌群落结构。     

灌溉条件下施氮水平对土壤 作物系统中肥料氮素去向的影响

本试验利用１５Ｎ示踪技术，研究３种施氮水平（适宜施氮量Ｎ１０∶１５０ｋｇＮ·ｈａ－１，低于适宜施氮量的５０％Ｎ０５∶７５ｋｇＮ·ｈａ－１，高于适宜施氮量的５０％Ｎ１５∶２２５ｋｇＮ·ｈａ－１）对灌溉冬小麦氮素利用、去向及作物产量的影响。结果表明：在灌溉条件下，３种施氮水平（Ｎ０５，Ｎ１０，Ｎ１５）的冬小麦氮素利用效率分别为３８５％、３２３％和２２４％，以Ｎ０５水平为最高。Ｎ１０施氮水平获得了最高的作物产量（６８０×１０３ｋｇ籽粒·ｈａ－１，１４７×１０３ｋｇ生物量·ｈａ－１），Ｎ０５水平同Ｎ１０水平相比，在产量上没有显著性差异；而Ｎ１５水平因施氮过量造成籽粒产量明显下降，与不施肥相比，差异不显著。在深层条施（５～８ｍｍ）条件下，仍有３０２％～３６７％的化学氮素通过各种途径而损失。在Ｎ１５水平中，施用氮素的４６％仍存在于０～５０ｃｍ土层中，远远高于其它两种施肥水平。土壤残留态的无机氮素含量以Ｎ１５施氮水平为最高     

化肥与有机肥结合对旱地覆膜春小麦产量形成和土壤碱解氮累积影响

针对黄土高原半干旱地区瘠薄的土壤、较低的氮肥固持率和传统的一次性基施化肥制度造成覆膜小麦生育期内土壤氮供需不平衡,引起早衰和水分生产潜力限制的问题。于2016—2017年,在陇中雨养农业地区进行大田试验,化学肥料氮磷钾肥按照传统施肥量相同基施的情况下,布置全膜覆土(PMS)、全膜覆土+高量有机肥(PMO)、裸地(CK)处理,研究不同处理对小麦干物质积累特征、土壤碱解氮变化和产量形成的影响。结果表明:干物质积累特征方面,PMO较PMS全生育期干物质累积量平均提高11.93%,进一步提高拔节—抽穗和灌浆—成熟阶段干物质量累积速率,干物质累积量最大增长速率及生育期平均增长速率分别提高11.53%和11.42%,快速生长期无显著延长;PMO较PMS和CK处理0—30 cm土层土壤有机质(SOM)含量分别平均提高42.79%和43.73%,0—50 cm土层土壤碱解氮(SAN)含量分别平均提高110.67%和42.80%;PMO较PMS播前至收后0—50 cm土层SAN累积量降低幅度减少111.15%和增加SAN下移趋势;与PMS相比,PMO进一步优化产量构成,显著提高春小麦籽粒产量和生物产量,但显著降低氮素偏生产力和增加收后土壤SAN累积量。因此,化肥和高量有机肥基施可提高半干旱区覆膜小麦干物质累积速率和耕层土壤碱解氮含量,降低扬花后低氮素限制,促进增产,但增加土壤氮素残留量,可以通过合理减施措施加以调控。