我国陆生生态化学计量学应用研究进展与展望

生态化学计量学是一门集生态学、化学计量学、物理学的交叉学科,是当前生态学研究的热点和前沿领域,为研究植物限制性元素及生态系统物质循环提供了一种新的方法和思路。本文重点从气候变化与氮沉降、生态系统演化、添加实验及人类活动等对生态化学计量特征的影响方面对我国陆生生态化学计量学的应用研究进行了总结与评述,并结合现已开展的工作,对有待进一步拓展的相关生态化学计量研究领域进行了展望,以期在生态系统稳定性、常量元素调控等方面的研究取得新突破。     

关于中国西北地区生态短路若干问题的初步探讨

生态短路是生态系统中的普遍现象,在干旱和半干旱地区表现得更加明显.生态短路具有不同的类型和危害,多为生态灾害.生态短路的修复主要是协调环境动量、生态系统需求和生物生理需求之间的平衡,提高系统内外物质、能量和信息交换的有效性.     

黑岱沟露天煤矿优势植物叶片及枯落物生态化学计量特征

以准格尔黑岱沟露天煤矿复垦区8种优势种植物的叶片及对应叶片枯落物为研究对象,通过对其碳、氮、磷、钾含量及生态化学计量学特征的研究,探讨退化生态系统植物内稳性、不同植被类型与NP限制率的关系,以期为黄土高原植被恢复与重建以及不同物种的合理配置提供合理建议,为完善生态化学计量学理论提供支撑。结果表明,不同植物叶片C、N、P、K的变化范围分别为418.2~564.1、7.19~33.21、0.82~2.37、4.98~32.77 g kg-1。不同植物叶片的生态化学计量学特征N∶P、P∶K、N∶K、C∶N、C∶P、C∶K比变化范围分别为7.16~22.45、0.036~0.23、0.70~4.55、14.92~64.44、218.54~557.36、12.78~121.14。该地区3种植被类型钾含量差异显著,草本植物叶片钾含量显著高于乔木林和灌木林。不同植被类型植物叶片N∶P比表现为灌木(18.86)草本(15.44)乔木(14.68),说明该区灌木林主要受P含量的限制,草本和乔木植物主要受N、P含量共同限制,该地区植被恢复应该以灌木为主。     

中国生态系统服务研究发展过程解析

探究近30年来中国生态系统服务研究态势,把握学科发展前沿,推动我国生态系统服务领域发展。以CNKI数据库为数据源,借助Citespace软件,利用科学计量学与信息可视化方法定量分析了近30年来中国生态系统服务研究不同时段的主题演进及发展趋势。近30年来,生态系统服务价值评估与方法研究始终是处于高度关注水平的研究热点,当前评估热点主要集中在土地利用方式、粮食生产和生物多样性等方面;研究对象由早期的全球性的大尺度的单一自然生态系统向森林、草地、湿地、城市等中小尺度的复合型生态系统过渡;研究方法更加趋向于评估模型的构建及大数据可视化分析;在生态环境可持续发展的大背景下,有关生态保护、生态恢复、生态补偿以及生态安全等研究方向的融合逐渐增多。近30年来,中国生态系统服务领域已完成了基础理论和研究体系的架构,研究主题及内容系统性不断增强,研究方法趋于多样化,研究热点和特色日益鲜明;生态系统服务在气候变化、土地利用变化、景观格局变化和人类活动干扰下的变化和反馈机理研究成为近年来关注的热点,我国应根据自身国情开展生态系统服务评价、监测和恢复研究。     

陆地生态系统碳-氮-水循环的关键耦合过程及其生物调控机制探讨

陆地生态系统碳循环、氮循环和水循环是全球变化科学研究的三大主题,而陆地生态系统碳氮水耦合循环过程及其生物调控机制则是全球变化生态学研究的前沿性科学问题。目前,对陆地生态系统碳氮水耦合循环过程及其调控机制认识的不足是制约评估陆地增汇/减排效果,预测分析全球变化对生态系统生产力和固碳功能影响的瓶颈性问题。本文在综合分析陆地生态系统碳氮水循环的耦合过程基础上,论述了制约生态系统碳氮水循环空间格局耦联关系的生物地理学机制,制约典型生态系统碳氮水循环耦合关系的生物生理生态学机制,以及典型生态系统碳氮水耦合循环的关键生物物理和生物化学过程。重点评述了生态系统碳氮水耦合循环的主要过程及其生物调控机制研究进展,包括:(1)植物叶片冠层生物学过程和根系冠层生物学过程及其对生态系统碳氮水耦合循环控制机制,以及二者之间的关联与互作关系;(2)土壤微生物功能群网络及其对碳氮循环过程的影响;(3)生态系统碳氮水交换通量的时空变化规律,以及生态系统的生态化学计量学理论与实践。本文最后还简要介绍了国家基金委重大研究项目"森林生态系统碳氮水耦合循环的生物控制机制"的研究思路及其主要研究内容。期望能够通过这些探讨对推动我国该研究领域的基础理论建设和新技术发展有所贡献。     

土壤氮磷状况对小麦叶片养分生态化学计量特征的影响

生态化学计量学是研究生态系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学,可利用植物体内C、N和P含量及其相互比值（N：P、C：N和C：P,即生态化学计量比）来判断植物生长过程中营养的供给状况。本文通过研究小麦叶片主要元素的生态化学计量比对不同土壤N、P状况的响应,为小麦生产中的精确施肥提供技术指导。选取研究区当家品种弱筋小麦‘扬麦15’和强筋小麦‘镇麦168’为试验对象,采用盆栽试验,设置16个土壤N、P梯度处理,分析不同处理下小麦拔节期、孕穗期和灌浆期叶片N：P、C：N和C：P等生态化学计量比及其相互关系。结果表明：1）在拔节期和孕穗期,土壤N：P范围在7.04~8.73时,两小麦品种叶片的N：P均达到较高水平;而在灌浆期,土壤N：P范围在8.73~10.42时,两小麦叶片的N：P均达较高水平。且小麦叶片N：P与土壤N：P具有极显著的正相关关系,但其相关性随着生育期的推进逐渐降低。2）当土壤处于低N水平时（108.4 mg·kg^-1）,两小麦品种叶片C：N均达较高水平,且其与土壤N：P呈显著负相关,即随着土壤N：P比率增大,小麦叶片中C：N呈减小的趋势。3）当土壤处于低P水平时（29.6 mg·kg^-1）,两小麦品种叶片C：P达较高水平,且其与土壤P含量呈极显著负相关,即随土壤中P的增加,小麦叶片中C：P均呈减小趋势。以上结果表明,土壤中N和P的不同供应水平显著改变不同品种小麦叶片的生态化学计量比,因此,具有稳态特性的生态化学计量比可作为小麦生产中养分调控的重要参照指标并加以应用。     

菌剂配施有机肥下植物-土壤-微生物生态化学计量特征及内稳性——以内蒙矿区排土场中药复垦模式为例

生态化学计量学是研究生态系统与多重化学元素平衡的有效方法,明确不同施肥制度对植物—土壤—微生物连续体碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示生态系统养分循环、实现矿山复垦农业系统元素平衡及可持续发展提供参考依据。以武家塔露天煤矿排土场复垦地为研究对象,设置微生物菌剂配施不同有机肥(A1B0、A2B0、A3B0、A1B1、A2B1、A3B1) 6个施肥处理,结合苦参的种植,研究其植物—土壤—微生物碳氮磷特征及内稳性。结果表明：(1)与单施有机肥相比,有机肥配施微生物菌剂对茎叶磷、土壤碳氮磷和微生物量氮影响显著(p<0.05),但对根系养分影响不显著。其中,微生物菌剂与A1有机肥配施下对土壤全磷影响最大,增加90.06%;与A2有机肥配施下,对土壤有机碳和生物量氮影响最大,分别增加104.60%和71.95%;与A3有机肥配施下,对茎叶全磷和土壤全氮影响显著,茎叶全磷减少183.96%,土壤全氮增加29.14%。(2)施肥处理下,相比于茎叶和微生物,苦参根系内稳性较弱,对于外源养分的输入比较敏感。(3)施肥处理下,植物根系养分与土壤及土壤微生物之间相关性较强,因此可通过根系敏...     

黄土高原土壤调控原理与应用研究知识图谱——基于CiteSpace的文献可视化分析

[目的]黄土高原是中国一个伟大的地理单元,对国家粮食安全和生态安全具有重要的战略意义。通过长期的坡度治理、流域综合治理、植树造林等多种措施,黄土高原地区的生态环境已经得到显著改善,但仍然面临着局部地区植被恢复配置的合理性不足、全流域统筹不协调、平衡经济发展与生态保护等方面的挑战。在国家双碳目标的指引下,黄土高原生态系统及农业可持续发展的未来方向和目标应当是支持碳中和目标实现、建立环境适宜性的植被群落、推进生态系统统筹社会经济系统的发展实现发展方式绿色转型。[方法]通过文献计量学工具CiteSpace对1992—2023年发表的黄土高原土壤调控原理与应用研究相关文献进行可视化分析,重点针对该研究领域的核心研究力量、研究热点与研究趋势。[结果](1)从发文量的嬗变来看,整体呈上升趋势,在2001年后爆发式增长;(2)从发文机构来看,西北农林科技大学在该领域的发文量最高,为2 157篇;(3)从作者的合作关系来看,邵明安和刘国彬是该领域的核心带头人,发文量分别为141,117篇,由他们构成的合作网络已经非常成熟;(4)从该领域的研究热点和发展趋势来看,主要研究热点集中在土壤水分、产量、旱地、...     

流域生态需水的理论及计算研究进展

生态需水是生态水文学的重要研究内容之一.该文分析了生态需水国内外研究进展,在辨识生态需水及其相关概念的基础上,该文认为广义的生态需水是在一定生态目标下,维持相应时空范围内生态系统水分平衡所需要的总水量,而狭义的生态需水是一定的生态目标下,为维持生态系统正常生态与环境功能所需要补充的径流性水资源量.生态需水研究涉及陆地和水域生态系统,该文重点探讨了河流、湿地湖泊等水域生态系统以及陆地植被(包含农田)生态需水理论研究现状,综述了个生态系统生态需水主要计算方法.生态需水研究应加强基础理论研究、生态需水量化方法以及耦合方法研究,尤其是不同生态系统目标下生态需水量的分析还需进一步探讨.     

农业生态系统可持续发展的制约因素与调控对策

农业生态系统的可持续发展是实现中国可持续发展战略的基本保证和前提条件。限制因素的识别是评价农业生态系统可持续性、制订农业可持续发展战略及实施综合措施的关键步骤。以南京市江浦县为例,分析了农业生态系统可持续发展的主要限制因素及其调控对策。研究表明,耕地资源持续减少、生态灾害频繁发生、系统抗干扰能力不强等是该区农业生态系统可持续发展的主要限制因素;在此基础上,提出了“保护耕地资源、增强系统抗性、控制生态灾害”的对策建议,以促进江浦县农业生态系统的可持续发展。     

有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量的影响及替代率研究

通过田间试验,研究了不同氮用量下有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响,试图探索出有机肥料氮替代无机氮的最适替代率,并对有机肥与化肥配施的经济效益进行评价。结果表明:1）有机肥与化肥配施处理（8381~9810 kg/hm2）能获得与单施化肥处理（8381~10124 kg/hm2）更高或持平的产量;2）与单施化肥相比,氮用量在N 240 kg/hm2内,有机肥料氮替代无机肥料氮的最适替代率为10%~20%（相当于施用1500~3000 kg/hm2商品有机肥）,此时水稻产量、氮肥利用率和经济效益都达到最佳水平;3）与单施化肥相比,氮用量在N 240 kg/hm2以内并且有机肥料氮占氮总量的10%~20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程,改善了土壤供氮能力。上述结果可为研制有机无机复合肥提供理论基础。     

蔬菜化肥减量增效技术途径——以重庆为例

我国蔬菜生产上化肥投入高,化肥减量潜力大。在对重庆化肥投入来源进行分析的基础上,开展重庆主要蔬菜种类的施肥情况调查,并针对性地开展多点有机肥替代试验,研究蔬菜化肥减量和有机替代潜力以及对蔬菜产量的影响。结果表明,2017年蔬菜生产化肥用量占重庆总化肥用量的35.3%,其对2010~2017年重庆化肥用量增加的贡献率为61.4%,远高于其他农作物。469个蔬菜种植农户施肥的调查结果表明,重庆蔬菜种植平均化肥用量为502.7 kg·hm^-2(折N、P2O5、K2O合计),多次采收的蔬菜(茄果类、瓜菜类)和浅根系蔬菜(绿叶菜类、甘蓝白菜类)化肥投入最高,具有较大的化肥减量潜力,深根系蔬菜(根菜类、薯芋类)化肥投入较低。54个有机肥替代试验结果显示,通过有机肥替代化肥,菜地土壤有机碳的投入增加681.6 kg·hm^-2,有机养分投入增加47.2 kg·hm^-2,显著提高蔬菜产量14.7%,每公顷化肥投入平均减少88.0 kg·hm^-2,占总化肥养分投入的17.3%,其中氮肥、磷肥和钾肥分别减少27.26%、43.6%和17.2%,磷肥减量幅度高于氮肥和钾肥。综上所述,重庆蔬菜化肥投入普遍偏高,多次采收和浅根系蔬菜,具有较大的减肥潜力;采用有机肥替代化肥技术,不仅减少化肥投入,还可实现蔬菜增产。     

高基施比例条件下施氮量对覆膜种植烤烟氮素利用的影响

2009年采用大田小区试验,在广东南雄烟区探讨了高基肥比例条件下(无机肥料N基追比为7:3)施N量对覆膜种植烤烟N素利用的影响。试验结果表明:①饼肥和猪粪(N=64.50 kg/hm2,其中饼肥N 42.00%,不施用无机肥料N)有较强的持续供N能力,在烤烟移栽后30~75天使烟株根际土壤NO3--N浓度仍能维持在550.00 mg/kg以上;②在基施饼肥和猪粪(N=64.50 kg/hm2)的基础上,增施48~168 kg/hm2的无机N肥可显著提高烤烟移栽后75天前烟株根际土壤NO3--N含量,但在移栽75天后烟株根际土壤NO3--N积累效应不显著;③试验无机肥料供N范围内(48~168 kg/hm2),施N量对烤烟产量、产值、等级结构和内在化学品质无显著影响,但48 kg/hm2的施N量处理其N肥利用率和农学利用率极显著高于108kg/hm2和168 kg/hm2处理;④在广东南雄烟区地膜覆盖栽培条件下,基施64.50 kg/hm2有机N、配施48 kg/hm2无机N(基追比为7:3)可有效满足烤烟N素营养需求,提高N肥利用率和烟农的经济效应。     

有机无机肥配施对杭嘉湖地区稻田氮素利用率及环境效应的影响

采用田间试验结合15 N同位素示踪,研究有机无机肥配施对浙江省杭嘉湖平原稻田氮素利用率及环境效应的影响,结果表明:在施氮量150kg/hm2基础上,加施有机肥3 000kg/hm2,稻谷增产9.8%～17.7%,氮素利用率达到47.9%,比单施化肥提高4.8%。而在施氮量210kg/hm2的基础上增施有机肥,稻谷产量及氮素利用率均呈下降趋势。硝态氮是稻田土壤氮素损失的主要形式,施用有机肥能有效地降低氮素损失率。在施氮量150kg/hm2基础上配施有机肥,氮素通过田间径流的流失率由0.85%降至0.70%,氮素通过渗漏水损失率由1.29%降至0.96%;施氮量达到210kg/hm2后,施用有机肥对减少氮素流失的效果不明显。综合考虑试验点土壤特性、施肥目标产量以及对农田环境污染的潜在风险,建议以每1hm2施用纯氮150kg、配施3 000kg有机肥较为适宜。     

有机物料输入稻田提高土壤微生物碳氮及可溶性有机碳氮

土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮是土壤碳、氮库中最活跃的组分,是反应土壤被干扰程度的重要灵敏性指标,通过设置相同有机碳施用量下不同有机物料处理的田间试验,研究了有机物料添加下土壤微生物量碳（soil microbial biomass carbon,MBC）、氮（soil microbial biomass nitrogen,MBN）和可溶性有机碳（dissolved organic carbon,DOC）、氮（dissolved organic nitrogen,DON）的变化特征及相互关系。结果表明化肥和生物碳、玉米秸秆、鲜牛粪或松针配施下土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮显著大于不施肥处理（no fertilization,CK）和单施化肥处理,分别比不施肥处理和单施化肥平均高23.52%和12.66%（MBC）、42.68%和24.02%（MBN）、14.70%和9.99%（DOC）、22.32%和21.79%（DON）。化肥和有机物料配施处理中,化肥+鲜牛粪处理的微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮最高,比CK高26.20%（MBC）、49.54%（MBN）、19.29%（DOC）和32.81%（DON）,其次是化肥+生物碳或化肥+玉米秸秆处理,而化肥+松针处理最低。土壤可溶性有机碳质量分数（308.87 mg/kg）小于微生物量碳（474.71 mg/kg）,而可溶性有机氮质量分数（53.07 mg/kg）要大于微生物量氮（34.79 mg/kg）。与不施肥处理相比,化肥和有机物料配施显著降低MBC/MBN和DOC/DON,降低率分别为24.57%和7.71%。MBC和DOC、MBN和DON随着土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）、全氮（total nitrogen,TN）的增加呈显著线性增加。MBC、MBN、DOC、DON、DOC+MBC和DON+MBN之间呈极显著正相关（P<0.01）。从相关程度看,DOC+MBC和DON+MBN较MBC、DOC、MBN、DON更能反映土壤中活性有机碳和氮库的变化,成为评价土壤肥力及质量的更有效指标。结果可为提高洱海流域农田土壤肥力,增强土壤固氮效果,减少土壤中氮素流失,保护洱海水质安全提供科学依据。     

Mineralization of Organic Nitrogen in Soils with Contrasting Fertility Was Regulated Differently by Addition of Biochar and Animal Manures

ABSTRACT

How to restore the soil fertility and productivity in a damaged and then reclaimed area with extremely low fertility is a big concern worldwide. To explore the method of soil restoration in the coal mining subsidence area, the effects of biochar application coupled with organic fertilizer (animal manures) on the process of organic nitrogen (N) mineralization were studied in a 149 days leaching experiment. Biochar were applied (wt/wt) at the rates of 0%, 1%, and 3%. Two organic fertilizers with different C/N ratio (chicken and sheep manures) were applied at the rate of 200 mg N·kg^?1 soil. A vegetable soil with high-fertility was used as the comparison. The results showed that when treated with chicken manure, the reclaimed soil had 11.13% lower mineralization potential and 20.00% lower inorganic nitrogen production from mineralization than the vegetable soil. Compared with the non-biochar treatment, biochar at both application rates decreased N leaching in chicken manure-treated reclaimed soil, i.e., by 21.49% (1% biochar) and 28.31% (3% biochar), respectively, whereas only high rate of biochar application decreased N leaching in chicken manure-treated vegetable soil by 8.10%. However, N leaching in sheep manure-treated reclaimed soil was unaffected by the biochar application. Thus, the effect of the biochar on the organic nitrogen mineralization was affected by both soil and organic fertilizer type.     

不同养分管理措施下常年菜地蔬菜生长及氮素径流特征

【目的】蔬菜生产超量施肥现象十分普遍,由此导致的面源污染问题日益严重。研究探讨常年菜地的合理施肥技术,明确蔬菜合理的氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮的迁移、流失,对于降低氮肥对水体的污染风险具有积极意义。【方法】本试验采用大田小区试验方法,设置不施肥对照和不同用量化肥配施有机肥处理(N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾),研究了不同养分管理措施对常年菜地甘蓝—茄子—甘蓝轮作模式下蔬菜生长及氮素径流流失的影响。【结果】连续三茬、为期一年的蔬菜试验,共采集径流样品18次。整个试验期间,不同处理的菜地地表径流铵态氮浓度均低于2.0mg/L的地表水V类水标准限值,且施肥对铵态氮的影响无明显规律性。地表径流硝态氮和总氮具有相似的浓度变化特征,浓度范围分别为0.03 28.43 mg/L和1.06 31.79 mg/L,硝态氮是土壤矿质氮流失的主要氮素形态。施氮不同程度增加总氮和硝态氮浓度,且化肥氮的作用尤为明显。几乎所有径流样品的总氮浓度均超过2.0 mg/L的地表水V类水的标准限值,OPT+NPK处理总氮浓度及硝态氮超标率均最高。对照处理的菜地总氮年流失负荷为30.8 kg/hm2,化肥氮空白处理与对照间无显著差异。其他有机无机肥配施处理中CON、OPT、OPT+N、OPT+P和OPT+NPK处理总氮年流失负荷分别为69.81、54.95、76.6、55.45和90.73 kg/hm2,分别较对照显著提高126.51%、78.29%、148.54%、79.92%和194.39%,且以OPT+NPK处理的流失负荷(90.73 kg/hm2)最高、OPT处理负荷较低(54.95 kg/hm2)。菜地施肥处理的氮肥流失系数在1.47%3.44%之间,总体随化肥氮用量增加而升高。施肥显著增加蔬菜产量,化肥氮空白处理的甘蓝和茄子产量较相应对照处理分别增加67.50%和114.20%,其他有机无机肥配施处理下两种蔬菜产量的增幅分别为5.1 5.5倍和4.5 5.9倍。相同有机肥用量条件下,施用氮、磷、钾化肥对蔬菜的增产作用明显,且以氮、磷、钾肥用量均最高的OPT+NPK处理的蔬菜产量增幅最大。【结论】从兼顾经济效益和环境效益角度出发,综合分析蔬菜产量、肥料投入成本及总氮流失负荷,优化施肥(OPT)处理可作为常年菜地推荐施肥技术方案。     

Microbial mineralization of organic nitrogen into nitrate to allow the use of organic fertilizer in hydroponics

Hydroponics is an excellent technique for the cultivation of vegetable crops and other plants, but organic fertilizers cannot be used in conventional hydroponic systems, which generally use only inorganic fertilizers, because organic compounds in the hydroponic solutions generally have phytotoxic effects that lead to poor plant growth. Few microorganisms are present in hydroponic solutions to mineralize the organic compounds into inorganic nutrients. In this article a novel and practical hydroponic culture method that uses microorganisms to degrade organic fertilizer in the hydroponic solution has been developed. Soil microorganisms were cultured by regulating the amounts of organic fertilizer and inoculum, with moderate aeration. The microorganisms mineralized organic nitrogen via ammonification and nitrification into nitrate at an efficiency of 97.6%. The culture solution containing the microorganisms was usable as a hydroponic solution, and organic fertilizer could be directly added to it during vegetable cultivation. Vegetables grew well in the organic hydroponic system. Organic hydroponics based on this method is therefore a practical tool for the utilization of organic sources of fertilizer.     

长期不同施肥处理对棕壤氮储量的影响

为揭示施肥对棕壤氮素状况的影响,利用29年长期肥料定位试验,研究了不同施肥处理条件下土壤全氮在0―60 cm土层的分布特征,并在此基础上计算0―60cm土层氮库的储量变化。结果表明,不同施肥处理土壤全氮含量、C/N比值均随土层深度增加而降低,其影响主要表现在表层;而对0―60cm 土层全氮储量有显著性影响（P0.05）。长期不同施肥处理后土壤全氮及其储量变化趋势是:高量有机肥区＞低量有机肥区＞化肥区＞无肥区＞试验前（1979年）,特别是高量有机肥和化肥配合施用效果最显著;单施化肥处理土壤全氮含量和储量虽有缓慢提高,但差异不显著。说明土壤氮素含量的提高与施肥措施密切相关,有机肥和化肥配合施用能提高土壤全氮含量和储量,是维持土壤肥力的最优施肥方式。     

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。