长期施钾与秸秆还田对西北区不同种植制度下作物产量及土壤钾素的影响

研究了在西北地区代表性的灌淤土、栗钙土上连续13年施用钾肥和小麦秸秆还田对作物产量和耕层土壤钾素的影响。结果表明,施用化学钾肥和小麦秸秆还田能显著增加宁夏轮作种植制度下作物产量,表现为:氮磷钾肥配合秸秆还田只施用氮磷钾肥氮磷肥配合秸秆还田只施用氮磷肥;且作物种类对施钾措施的显效时间上有差异,而钾素投入对青海点小麦产量无显著作用。宁夏点作物年际间产量变异系数低于青海点,小麦的产量变异系数大于玉米但钾肥产量效应却低于玉米。两定位点除氮磷钾+秸秆还田外,其余处理土壤钾素均表现亏缺,轮作制度下土壤钾素亏缺量较小麦单作制大。两定位点施钾或秸秆还田处理的水溶性钾、非特殊吸附钾、非交换性钾和全钾含量均不同程度高于只施氮磷处理;除矿物钾外,其余几种形态钾比例均高于氮磷处理,特殊吸附钾不受施钾措施的影响。与定位开始相比,两种类型土壤各形态钾含量和比例随时间变异特点不同,与原始土壤钾素状况及种植制度密切相关。     

腐殖酸对耕地棕壤固钾与释钾作用的影响研究

通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。     

灌淤土区长期施钾对作物产量与养分及土壤钾素的长期效应研究

通过在宁夏灌淤土区长达14年的连续施钾和小麦秸秆还田试验, 研究钾素投入对作物产量、养分和土壤钾素状况的影响.结果表明:小麦秸秆还田和长期施用钾肥均可不同程度提高小麦和玉米的经济产量, 其中施钾年平均增产小麦244 kg·hm-2, 玉米397 kg·hm-2, 处理之间产量表现为氮磷钾肥配合秸秆还田>施用氮磷钾肥>氮磷肥配合秸秆还田>只施用氮磷肥.定位后8～10年施钾肥开始显著有效, 玉米显效时间早于小麦;秸秆还田和钾肥的投入均可提高籽粒和秸秆的钾素吸收量, 秸秆含钾丰富, 籽粒钾含量仅占植株钾总量的13%～17%;施用钾肥可提高作物籽粒大中微量元素含量而降低秸秆中、微量元素含量, 促进籽粒对大部分元素的吸收;长期不施钾肥处理(NP和NP+St)0～20 cm土层土壤速效钾和缓效钾含量较定位开始时下降; 所有处理土壤全钾含量均表现下降, 下降幅度为0.8～1.2 g·kg-1.     

灌淤土区长期施钾对作物产量与养分及土壤钾素的长期效应研究

通过在宁夏灌淤土区长达14年的连续施钾和小麦秸秆还田试验, 研究钾素投入对作物产量、养分和土壤钾素状况的影响。结果表明：小麦秸秆还田和长期施用钾肥均可不同程度提高小麦和玉米的经济产量, 其中施钾年平均增产小麦244 kg·hm^-2, 玉米397 kg·hm^-2, 处理之间产量表现为氮磷钾肥配合秸秆还田〉施用氮磷钾肥〉氮磷肥配合秸秆还田〉只施用氮磷肥。定位后8-10年施钾肥开始显著有效, 玉米显效时间早于小麦;秸秆还田和钾肥的投入均可提高籽粒和秸秆的钾素吸收量, 秸秆含钾丰富, 籽粒钾含量仅占植株钾总量的13%-17%;施用钾肥可提高作物籽粒大中微量元素含量而降低秸秆中、微量元素含量, 促进籽粒对大部分元素的吸收;长期不施钾肥处理（NP和NP＋St）0-20 cm土层土壤速效钾和缓效钾含量较定位开始时下降; 所有处理土壤全钾含量均表现下降, 下降幅度为0.8-1.2 g·kg-1。     

麦秆还田氮肥运筹对水稻产量及土壤氮素供应的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同N肥运筹模式对水稻生长及土壤N素供应的影响。结果表明,小麦秸秆全量还田使水稻增产5.3%,且N肥运筹模式由传统模式A(基蘖肥:穗肥=5:5,基肥:分蘖肥=6:4)优化为B(基蘖肥:穗肥=6.5:3.5,基肥:分蘖肥=8:2)时,增产幅度更大,达9.3%。秸秆全量还田主要通过提高水稻结实率和成穗率,增加有效穗数,实现水稻增产。秸秆还田影响了水稻生长进程,表现为抑制水稻前期(孕穗期)生长和N素累积,而促进后期生物量增加和N素累积。同一时期,N肥模式B水稻生物量、N素累积量均高于模式A。秸秆全量还田后,土壤矿质N发生变化,水稻生育前期较不还田处理(CK)低,而后期较CK高,且N肥运筹模式B较A高。秸秆还田提高了N肥利用率,RNA、RNB分别比CK增加4.1和8.6个百分点,且土壤N素表观盈余量表现为:RNBRNACK。因而,小麦秸秆全量还田,并采用N肥运筹模式B,是实现水稻高产,维持土壤N素平衡的有效措施。     

长期秸秆还田对华北潮土肥力、 氮库组分及作物产量的影响

【目的】近年,华北小麦-玉米轮作系统秸秆全量还田已逐步普及,但秸秆还田下土壤氮库组成的变化并不清楚。本文利用肥料定位试验,研究了长期秸秆还田(32年)对华北潮土肥力、 氮库组分和作物产量的影响。【方法】研究选用河北省衡水旱作试验站长期定位试验的不施肥(对照CK)和等量氮、 磷肥用量下的0kg/hm2(S0)、 2250 kg/hm2(S1)、 4500 kg/hm2(S2)和9000 kg/hm2(S3)秸秆还田处理。于2012年小麦收获后采集各处理020 cm土样,利用新鲜土样测定微生物量氮、 NH+4-N和NO-3-N;风干土壤用常规方法测定氮磷钾全养分、 有机质和pH,用Bremner法测定有机氮(酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮、 氨基糖氮和酸解未知态氮),用Silver-Bremner法测定固定态铵。同时结合长期试验数据, 分析长期秸秆还田下有机质和作物产量的变化。【结果】与试验开始前(1981年)相比,长期施用化肥处理的土壤全磷和有机质显著增加,全氮没有明显变化,而全钾出现降低趋势(-3.2%);秸秆用量的增加提高了全氮、 全磷和有机质,降低了pH值,但对全钾没有影响。酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和未知态氮为潮土有机氮的主要组分;与CK相比,长期施肥提高了土壤有机氮含量,酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和氨基糖氮均随秸秆用量的增加而增加,而不同施肥处理对酸解未知态氮和非酸解氮没有明显影响。长期化肥施用提高了微生物量氮和晶格固定态铵,秸秆用量的增加进一步提高了微生物量氮,但降低了固定碳铵。施肥没有明显影响NH+4-N含量,但长期施用化肥提高了NO-3-N含量,且高量秸秆还田对NO-3-N含量的提高具有促进作用。施肥显著提高了作物产量,在施用化肥基础上增施秸秆进一步提高了小麦和玉米产量,且玉米产量随秸秆用量的增加而增加,而高量秸秆还田对小麦产量并没有显著影响。【结论】长期化肥(氮、 磷肥)和秸秆结合施用提高了土壤肥力(主要为氮、 磷), 增加了土壤碳固持,但仅玉米秸秆还田导致了土壤钾消耗,增加钾肥投入维持土壤钾平衡是必要的。长期秸秆还田对酸解氨基酸态氮的贡献高于酸解氨态氮;高量秸秆还田提高了微生物量氮和NO-3-N含量,但降低了固定态铵含量。长期秸秆还田提高了作物产量,而为保证秸秆还田后茬的作物高产,与之配套的还田方法和田间管理是很必要的。     

秸秆还田与氮肥运筹对土壤水碳氮耦合及作物产量的影响

探究全覆膜双垄沟播栽培下玉米秸秆还田与氮肥运筹对土壤水、碳、氮及作物产量的影响,为内蒙古黄土高原秸秆还田氮肥合理施用和节氮、高效秸秆还田技术研发提供科学依据。对比分析了氮肥习惯施用(FN)、氮肥习惯施用配合秸秆还田(FNS)、氮肥高量施用配合秸秆还田(HNS)、氮肥后肥前移施用(RN)、氮肥后肥前移施用配合秸秆还田(RNS)5种不同耕作措施对玉米农田土壤水分、土壤碳氮、酶活性、微生物量及玉米籽粒产量的影响,并通过相关分析和通径分析进一步揭示土壤理化性质和生物学性质变化规律及其耦合效应,明确秸秆还田玉米田不同氮肥运筹方式下土壤水碳氮演变特征。结果表明,与不还田相比,秸秆还田可显著提高0～100 cm土层土壤水分含量,且玉米秸秆还田与全膜垄沟栽培结合后(FNS、HNS、RNS),二者的协同效应较单一地膜覆盖(FN、RN)增强了土壤纳雨增墒能力,为秸秆的正常腐解提供了适宜水热环境；秸秆还田下不同氮肥运筹处理较对照FN均可显著提高土壤有机质和全氮含量,其中以氮肥后肥前移施用配合秸秆还田和氮肥高量施用配合秸秆还田提升效果最显著,土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性以及微生物量碳、氮明显增加,表现为0～20 cm土层大于20～40 cm土层,秸秆不还田氮肥习惯施用和氮肥后肥前移施用无显著性差异；土壤微生物量碳、氮与土壤酶活性和土壤碳氮呈显著或极显著正相关关系,且土壤微生物量碳、氮对土壤有机质、蔗糖酶、全氮和过氧化氢酶变化较敏感,对土壤性质变化具有一定指示作用。在产量方面,还田处理FNS、HNS、RNS较对照FN分别提高5.30%、10.93%、11.41%,且氮肥的常量投入即可获得较高的氮肥偏生产力。综合土壤因子、玉米产量和氮素利用率来看,秸秆还田条件下可通过调整氮肥的后肥前移平衡土壤碳氮收支,实现节本增产增效,同时提高氮肥利用率,是内蒙古黄土高原地区一种节氮、稳产、增效秸秆还田技术模式。     

长期施钾与秸秆还田对华北潮土和褐土区作物产量及土壤钾素的影响

分析了在华北平原的河北潮土和山西褐土上连续13年施用钾肥和秸秆还田下的大田作物产量和耕层土壤钾素状况。结果表明,在施用氮磷肥基础上长期施钾和秸秆还田能增加小麦和玉米产量,各施钾处理产量与氮磷处理差异显著。两定位点钾肥和秸秆还田的效应不尽相同;小麦年际间各处理产量变异（CV≤13%）小于玉米（CV14%）,河北潮土上的玉米增产效果高于小麦。与山西单作制度相比,河北轮作制度下土壤钾素支出大。秸秆还田和施用钾肥较只施氮磷肥可不同程度提高河北潮土和山西褐土0-20和20-40 cm两土层水溶性钾 （河北0-20 cm平均提高5.8 mg/kg,山西16.9 mg/kg,下同）、非特殊吸附钾（21.2 mg/kg,35.9 mg/kg）、非交换性钾（75.1 mg/kg,57.5 mg/kg）、矿物钾（0.03％,0.01％）及全钾含量;降低矿物钾比例的同时提高其余几种形态钾的比例。随土层加深,除矿物钾外,其余形态钾含量和比例均下降,特殊吸附钾不受施钾措施和土层深度的影响。直接施用钾肥效果优于秸秆还田,且两种措施对上层土壤各形态钾的影响效果大于下层土。     

棕壤和蛭石对外源钾的固定和释放特征

在外源钾施入量为2800mgkg-1条件下,供试耕地棕壤的固钾容量高达1450mgkg-1。在试验条件下,棕壤对钾素的固定量随外源钾施入量的增加而增加。蛭石对钾素的固定量具有随外源钾的施入量增加而呈线性增大的规律,其中0.3mm~0.1mm粒级蛭石对于钾素的固定量要高于1mm~0.3mm和<0.1mm两粒级蛭石对钾素的固定量。蛭石和棕壤对外源钾的固定率表现为随固钾量的增加而趋于降低的规律,但钾素释放量却随之提高。     

秸秆还田配施缓控释肥对土壤养分和作物产量的影响

研究基于一个长期定位的裂区试验,其中两个主区为秸秆还田区和秸秆不还田区,每个主区设7个处理,分别为施用180、375和600 kg ha-1控释肥和相应的化肥以及对照,以冬小麦—夏玉米轮作体系为研究对象,主要研究秸秆还田和控释肥对土壤养分变化以及作物产量的影响。研究结果表明:秸秆还田可以提高土壤有机质和全氮含量,其中有机质含量比不还田区增加了10.65%、全氮含量增加了18.68%;土壤速效磷和速效钾含量分别由不还田区的9.17 mg kg~(-1),152.29 mg kg~(-1)提高到秸秆还田区的10.83 mg kg~(-1)和253.66 mg kg~(-1);施用控释肥处理的有机质含量都高于施用化肥的处理;施用控释肥对土壤全氮、速效磷和速效钾含量影响不大。从2009年到2016年,秸秆还田配合施用控释肥的各处理小麦产量高于秸秆还田配施化肥的处理,也高于秸秆不还田的控释肥处理和化肥处理,增加幅度为1.61%~23.59%。秸秆还田配施控释肥的各处理较化肥处理的玉米产量高,也较秸秆不还田下控释肥处理和不还田配施化肥处理高,增加幅度为2.22%~15.06%。秸秆还田配施180 kg ha~(-1)缓控释肥的小麦和玉米多年平均产量为最高。     

我国北方土壤作物系统内钾素循环特征及秸秆还田与施钾肥的影响

在我国北方 13个省 (市、自治区 )的 25个点上 ,进行了 5年的钾肥定位试验。结果表明 ,我国北方土壤全钾含量地区性差异不大 ,而土壤缓效钾和土壤速效钾含量 ,西北地区土壤远高于东北和华北地区土壤 ,华北地区土壤的土壤缓效钾含量又远高于东北地区土壤 ,而土壤速效钾含量却低于东北地区土壤。在主要种植制下的代表性土壤上 ,东北、西北和华北地区不同种植制度下的作物吸钾量也存在明显差异。西北地区的作物吸钾量一般较高 ,华北地区一年两熟制的作物年吸钾量远大于东北地区的一年一熟制。秸秆还田和施钾肥对作物吸钾量有提高作用。在不施钾肥的情况下 ,土壤钾库长期处在被作物耗用的状态下 ,土壤速效钾含量逐渐下降 ,土壤缓效钾含量也有下降的趋势。施钾肥和秸秆还田配施钾肥 ,均能不同程度地减缓这种下降趋势     

施肥和秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦品质的影响

通过在青海省河湟灌区栗钙土上连续19年的春小麦连作长期定位试验,研究了施用化肥与秸秆还田对土壤肥力质量及春小麦产量、品质的影响。结果表明,在施氮、磷化肥的基础上增施钾肥和或秸秆还田可降低土壤容重1.2%～7.1%,提高土壤含水量4.7%～13.5%,增加土壤＞0.25mm团聚体的数量,促进团聚体的稳定性;对土壤轻组有机质、有机质、土壤氮、磷、钾养分含量的提高也有明显的作用,尤其是提高土壤速效钾含量最高达2.6倍;对春小麦产量和品质也有一定的维持和促进作用。在施氮、磷的基础上增施适量无机钾肥或秸秆还田能够改善农田土壤肥力及质量状况,稳定和提高春小麦产量和品质。考虑矿质钾肥成本较高和资源有效利用,当地农业生产在氮、磷肥基础上半量秸秆还田可以替代无机钾肥。     

秸秆还田与旋耕对川中土壤物理性状及玉米机播质量的影响

为明确川中丘陵地区紫土小麦-玉米两熟种植模式下机播玉米生产适宜的秸秆还田方式与耕作方式,改善土壤的瘠薄、黏性过大等问题,提高耕层土壤的播种条件、播种质量,达到作物高产的目的,设置秸秆还田旋耕(RTS)、秸秆还田免耕(NTS)、秸秆不还田旋耕(RT)、秸秆不还田免耕(NT)4个处理,研究麦秸还田与旋耕对川中丘区紫色黏土物理性状及机播夏玉米播种质量的影响。结果表明:与秸秆不还田相比,麦秸还田显著增加了拔节期0~10 cm土层土壤毛管孔隙度和免耕处理0~10 cm全生育时期土壤含水量,显著降低出苗率、播种均匀度和幼苗整齐度等指标。与免耕相比,旋耕处理降低了0~10 cm土壤容重、含水量,增加了毛管孔隙度,出苗率提高9.9%,幼苗株高、茎粗、叶面积和干重显著提高。麦秸还田条件下,旋耕处理较免耕处理0~10cm土壤容重降低2.0%~12.1%,出苗率、播种均匀度、每穴苗数、幼苗整齐度显著提高,其中出苗率增加17.9%。玉米出苗率与0~10 cm土壤含水量呈显著正相关,播种均匀度与幼苗整齐度均与0~10 cm土壤容重呈显著负相关。可见,麦秸还田下旋耕处理改善了土壤结构,增加了土壤含水量,更有利于川中丘陵地区小麦-夏玉米种植模式机播玉米质量和幼苗素质的提高。     

长期施肥和耕作管理对华北平原土壤肥力的影响

In the North China Plain, fertilizer management and tillage practices have been changing rapidly during the last three decades; however, the influences of long-term fertilizer applications and tillage systems on fertility of salt-affected soils have not been well understood under a winter wheat (Triticum aestivum L.)-maize (Zea mays L.) annual double cropping system. A field experiment was established in 1985 on a Cambosol at the Quzhou Experimental Station, China Agricultural University, to investigate the responses of soil fertility to fertilizer and tillage practices. The experiment was established as an orthogonal design with nine treatments of different tillage methods and/or fertilizer applications. In October 2001, composite soil samples were collected from the 0–20 and 20–40 cm layers and analyzed for soil fertility indices. The results showed that after 17 years of nitrogen (N) and phosphorous (P) fertilizer and straw applications, soil organic matter (SOM) in the top layer was increased significantly from 7.00 to 9.30–13.14 g kg-1 in the 0–20 cm layer and from 4.00 to 5.48–7.75 g kg-1 in the 20–40 cm layer. Soil total N (TN) was increased significantly from 0.37 and 0.22 to 0.79–1.11 and 0.61–0.73 g N kg-1 in the 0–20 and 20–40 cm layers, respectively, with N fertilizer application; however, there was no apparent effect of straw application on TN content. The amounts of soil total P (TP) and rapidly available P (RP) were increased significantly from 0.60 to 0.67–1.31 g kg-1 in the 0–20 cm layer and from 0.52 to 0.60–0.73 g kg-1 in the 20–40 cm layer with P fertilizer application, but were decreased with combined N and P fertilizer applications. The applications of N and P fertilizers significantly increased the crop yields, but decreased the rapidly available potassium (RK) in the soil. Straw return could only meet part of the crop potassium requirements. Our results also suggested that though some soil fertility parameters were maintained or enhanced under the long-term fertilizer and straw applications, careful soil quality monitoring was necessary as other nutrients could be depleted. Spreading straw on soil surface before tillage and leaving straw at soil surface without tillage were two advantageous practices to increase SOM accumulation in the surface layer. Plowing the soil broke aggregates and increased aeration of the soil, which led to enhanced organic matter mineralization.     

不同肥力土壤下施氮与玉米秸秆还田对冬小麦氮素吸收利用的影响

为了解华北潮土区不同土壤肥力水平下施氮与玉米秸秆还田对冬小麦氮素吸收利用的影响,采用15N标记氮肥和15N标记玉米秸秆的双标记方法,在两种肥力水平土壤上进行盆栽试验,研究了玉米秸秆全量直接还田对冬小麦地上部氮素累积量、氮素分配和氮肥回收率的影响。结果表明:（1）等氮肥用量条件下,与不配施玉米秸秆相比,施用玉米秸秆则显著降低了冬小麦地上部氮素累积量;高肥力土壤的子粒氮素累积量高于低肥力土壤,冬小麦秸秆氮素累积量则以低肥力土壤为高;氮肥配施玉米秸秆使得氮肥回收率下降9.6%～15.7%,土壤残留率增加12.2%～16.4%。（2）氮肥用量为N 150和300 kg/hm2时,玉米秸秆氮素的当季回收率达到22.8%～33.1%,冬小麦子粒氮素约7%～10%来源于还田的玉米秸秆。（3）等氮肥用量和相同土壤肥力条件下,氮肥配施玉米秸秆对冬小麦子粒产量影响不显著,在氮肥用量为N 150和300 kg/hm2条件下,影响冬小麦子粒产量主要是土壤肥力水平,该试验结果还有待于田间进一步验证。     

我国北方一些土壤对外源钾的固定

本文研究了我国北方农区主要土壤的固钾能力。结果表明,在施K量0-4000mg/kg范围内,土壤固钾量与施钾量的关系符合方程y=ax3/2/(x3/2+b)。不同土壤固钾量相差很大,其固钾量与土壤矿物学性质和理化性质(粘粒含量、CEC、非交换性钾和速效钾含量)有关,与原始土壤非交换性钾含量呈显著负相关(不同施钾水平下土壤固钾量与非交换性钾含量之间的相关系数均在-0.6769* *以上)。供试土壤固钾能力表现出一定的地带性分布规律。施K1200mg/kg以下时土壤固钾能力的一般趋势是取自西北的土壤取自东北的土壤取自华北的土壤;而施K1200mg/kg以上时土壤固钾能力,从西向东呈逐渐增加的趋势。取自西北地区的土壤,固钾量(施K量为400～4000mg/kg,下同)平均为133～348mg/kg,最大同钾量平均是372mg/kg;取自华北地区的土壤,其固钾量平均为235～1001mg/kg,最大固钾量平均是1121mg/kg;取自东北地区的土壤,其固钾量平均为199～1254mg/kg,最大固钾量平均是1519mg/kg。     

秸秆还田下减氮增密对双季稻田土壤氮素库容及氮素利用率的影响

为推动传统稻作技术向资源节约型与环境友好型方向转型,本研究在稻草还田基础上设置不施氮常密（T1）、常氮常密（T2）、常氮增密（T3）、减氮常密（T4）、减氮增密（T5）5种双季稻栽培模式,研究稻草还田下减氮增密对双季稻田土壤氮素库容及氮素利用率的影响。结果表明：稻草还田下,减氮增密（基肥减施总氮量的20%,增加密度27.3%）的0~10 cm、10~20 cm的土壤全氮含量及库容量与常氮常密无显著差异,但碱解氮含量分别显著降低15.6%、8.8%,碱解氮总库容量显著降低10.7%。与常氮常密相比,减氮增密可显著降低双季稻田的土壤氮素表观盈亏量,氮素损失量及损失率分别显著降低51.7%及15.5个百分点;早、晚稻的氮素农学利用率分别显著增加33.6%、23.0%,吸收利用率分别显著增加5.9个百分点、6.3个百分点,生理利用率分别显著增加16.3%、3.7%。表明稻草还田下短期内的减氮增密不会显著降低土壤的全氮库容,但会显著降低土壤的碱解氮库容,可显著降低氮素损失,提高氮素利用率。