山西省主要农田施肥状况及典型县域农田养分平衡研究

根据山西省农业统计资料,结合实地调查和土壤测定数据,采用典型农户问卷调查的方式,研究了全省和3个典型县域农田施肥状况、养分平衡和土壤养分变化趋势。农户施肥状况调查结果表明,2000年山西省平均N肥用量为181.8Nkg/hm2,P肥用量为93.7P2O5kg/hm2,K肥用量为41.9K2Okg/hm2,N∶P∶K为1∶0.52∶0.23。从化肥的投向来看,水地的施用量明显高于旱地,蔬菜和果树的施用量高于粮食作物和其它经济作物。从3个典型县域农田养分平衡来看,1980年后随着N、P肥施用量的增加,农田N素和P素出现大量盈余,K素则处于亏缺状态。通过对第二次全国土壤普查和2000年土壤测定结果分析,了解了山西省近20年来土壤有效磷和速效钾的变化趋势,以及典型县域农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响及特点。     

西藏“玉米田养鹅”模式下养分吸收与养分平衡特征

农田生态系统养分吸收与养分平衡是影响系统生产力和环境质量的关键因素之一。本研究通过分析玉米田养鹅和常规玉米种植生产方式下玉米植株与籽粒的养分分配状况,以及系统中养分的输入和输出状况,对比评价各处理下养分的吸收和利用效率以及养分盈余和亏缺状态。结果表明,玉米田养鹅处理下玉米籽粒和秸秆的氮(N)、磷(P)和钾(K)含量与对照相比无显著差异;玉米田养鹅处理各养分的吸收量与产量的相关性大小依次为PKN,其中P和K养分与产量的相关性显著(p0.05);对照为PNK,其中P和N养分与产量的相关性显著(p0.05);玉米田养鹅处理和对照的N、P2O5和K2O养分收获指数、吸收效率和利用效率之间均无明显差异;不同处理均存在较低的养分投入和较高的养分产出的情况,系统养分失衡,尤其是N和K元素在产出后严重亏缺,与玉米田养鹅处理相比,对照的N和K养分亏缺量分别高出39.0%和34.90%,处理间差异显著(p0.05),对照P素的亏缺较小,但玉米田养鹅处理P素出现少量盈余,处理间差异极显著(p0.01);从经济效益来看,玉米田养鹅处理虽存在玉米减产的问题,但其经济产量损失的部分可由肉鹅的经济产出得以补偿并获得了更高的经济效益。总体而言,玉米田养鹅处理对养分吸收和利用无明显影响,养分平衡状况较好,经济效益较高。     

陵县试区土壤速效磷、钾养分的演变浅析

本文研究了山东省陵县土壤养分定位监测试区土壤速效磷、钾养分随时间的变异。结果表明,1992～2002年10年间,耕层土壤速效磷含量呈上升趋势,增加0 33mg L-1 a-1;而土壤速效钾含量呈下降趋势,降低1 52mg L-1 a-1。土壤速效磷和速效钾养分时间变异趋势与土壤磷养分平衡处于盈余状态和钾养分平衡处于亏缺状况有关,土壤 作物系统内磷素(P)盈余平均为38 6kg hm-2 a-1,其实际平衡盈余率大大超过合理的范围,磷肥用量明显偏高,未得到合理高效利用;而钾素(K)亏缺平均为95 7kg hm-2 a-1,其实际平衡亏缺率略低于允许平衡亏缺率,若试区土壤钾素长期处于亏缺状态,会明显降低土壤供钾能力。     

苏南地区农田养分循环特征及平衡调控途径

从宏观计算和田间模拟试验两方面分析了江苏南部农田养分循环和平衡特征的变化趋势，农田养分投入结构由有机养分为主转向以无机养分为主，农田养分内循环变弱，农田养分平衡N素由亏损转为过剩，P由亏损转为持衡，但K素亏缺愈加严重。指出增加P、K肥投入，适当控制N肥投入，在机械化条件下增加有机肥的投入是合理调控该地区农田养分平衡的重要途径。     

黄土高原旱地长期施肥对小麦养分吸收和土壤肥力的影响

通过定位试验研究了长期施肥对小麦子粒、秸杆养分吸收和土壤肥力变化的影响。结果表明,合理施用化肥不但增产幅度大,还在一定程度上增加了小麦N、P、K养分浓度。单施氮、单施磷肥能增加小麦子粒和秸杆的N、P、K吸收量,氮磷肥配施增加效果显著,其子粒吸收N、P、K增加了153.2%、157.1%和162.4%。施有机肥能补充土壤中的N、P、K含量,增加小麦子粒中的养分含量,使品质有大幅度的提高。单施磷肥的土壤有机质、全P、速效P含量增加,土壤全N、速效N含量减少,N素亏缺。氮磷肥配施加剧了土壤K的亏缺。有机肥培肥作用显著,有机肥和氮、磷肥配施的土壤有机质、全N、全P、速效N、速效P和速效K分别增加了69.0%5、7.5%、54.8%、73.1%、830.5%和119.1%。     

枸溶性钾肥对作物生物量及作物–土壤系统钾素平衡的影响

通过盆栽试验研究了不同形态钾肥的施用对连续3季作物(油菜、油菜、水稻)生物量、钾素(K2O)吸收量、作物-土壤系统钾素平衡以及土壤速效钾和缓效钾含量的影响。研究结果表明,不同形态钾肥施用后,枸溶性钾硅肥(K枸)与水溶性钾肥(K水)效果一致,与不施钾相比,3季作物生物量都显著增加,钾素总吸收量增加155%,钾素平衡系数为0.79,钾素的供应缓解了土壤钾素亏缺,利于维持土壤钾素平衡;而粉碎性钾矿粉(K矿)钾素不能被作物充分吸收利用,增产效果不显著。第一季油菜收获后K枸、K水处理土壤速效钾、缓效钾含量显著高于K0、K矿,但随着作物的收获各处理间差异逐渐变小,最终趋于一致。枸溶性钾硅肥和水溶性钾肥均能补充土壤的有效钾素,缓解土壤钾素的消耗,维持土壤钾素肥力水平的稳定,有利于作物增产。     

长期不同施肥措施下红壤稻田的养分循环与平衡

红壤丘陵地区荒地或旱地开垦为水田不仅可以治理土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文分析了长期不同施肥措施下垦自红壤荒地的稻田 2004-2007 年的养分循环和平衡特征及变化.结果表明:不同垦殖年限施肥措施对水稻产量的影响基本不变,都是 NPK+有机质循环 (8589 kg/hm2) ＞ NPK (7804 kg/hm2) ＞ N+有机质循环 (6626 kg/hm2) ＞有机质循环 (4525 kg/hm2) ＞无肥区 (2707 kg/hm2),且随着垦殖年限增加,不同施肥措施间产量差异有增大趋势.P 是中低肥力红壤稻田的主要限制因子,不施 P 肥对早稻产量的影响高于晚稻.有机物循环可以提高系统养分的再循环率,循环及循环配施化肥处理的养分都有盈余,单施化肥则会导致养分亏缺.高产稻田生态系统 N 素输入主要依靠化学 N 肥,有机肥是重要的 P 素资源,秸秆还田对于稻田 K 平衡有重要作用.     

苏丹草-黑麦草轮作制中氮磷钾肥施用对饲草产量和养分吸收的影响

利用盆栽试验研究了苏丹草-黑麦草轮作中N、P、K肥施用对饲草的产量、养分吸收及土壤性质的影响.结果表明:N、P、K肥的施用可分别使饲草鲜草产量提高6.1倍、1O.6倍和O.6倍,各处理差异均达显著水平.N肥施用后饲草对N、P和K的吸收量与不施N处理相比分别提高6.9倍、3.5倍和4.7倍;P肥施用后饲草对N、P和K的吸收量与不施P处理相比分别提高5.9倍、23.2倍和7.3倍;K肥施用后饲草对N,P和K的吸收量与不施K处理相比分别提高O.3倍、O.7倍和7.4倍.N、P、K肥的施用可相互促进肥料表观利用率的提高.P、K肥的施用有利于缓解土壤酸化,轮作后各处理土壤有机质含量无显著差异,缺P处理的土壤NH4 -N含量明显较高,施N处理土壤中P含量明显降低,缺N、缺P处理轮作后土壤K含量明显高于其他处理.     

甘肃省农田氮磷钾养分平衡状况探析

对甘肃省农田N、P、K养分平衡状况分析结果表明,甘肃省农田N、P、K养分平衡状况为N、P盈余,而K素亏损。     

红壤稻田种植制度的养分平衡特征

试验研究了湘北红壤稻田系统4种种植制度的养分平衡特征.结果表明,N、P、K养分输出为稻-稻-油种植制度＞稻-稻-油(肥)种植制度＞稻-稻-肥(紫云英)种植制度＞稻-稻种植制度;N盈余量以稻-稻-肥种植制度最大,达18.4kg/hm2*,稻-稻-油(肥)种植制度基本维持平衡,稻-稻种植制度表现亏缺,稻-稻-油种植制度亏缺最大,达38.9kg/hm2*;4种种植制度P和K均有亏缺,但以稻-稻-油种植制度亏缺量最大,分别为11.2kg/hm2*和118.7kg/hm2*,稻-稻-肥种植制度亏缺量最小;稻-稻-肥种植制度有机物质归还量最大,有利于有机质的积累,稻-稻种植制度有机物质归还量最小,有机质呈现亏缺状态.     

环渤海低平原农田生态系统养分循环与平衡研究

了解农田养分输入、输出和平衡状况,以及土壤肥力现状与变化特征,对实现养分资源优化管理、地力的持续提升、肥料利用率提高和农业可持续发展具有重要意义。基于1985年、2000年和2014年河北省南皮县国民经济统计资料,分析了从1985年到2014年县域农田生态系统养分循环与平衡状况;利用1981年第2次土壤普查和2015年实测南皮县域土壤耕层养分含量数据,探讨了耕层土壤养分变化及空间分布格局特征。结果表明,1985—2014年南皮县农田养分输入输出均呈持续上升趋势, NPK养分输入由10701 t增加至23386 t,年递增率2.33%; NPK养分来源结构略有不同, NP来源以化肥为主,其次是人畜粪尿和作物秸秆有机肥源;而K素来源主要是有机肥源。农田养分输出以作物吸收为主,占养分总输出的80%以上, NPK总输出由1985年的9093 t增加到2014年的18846 t,年均增速2.17%。从养分表观平衡的角度看,从1985年到2014年NP始终有大量盈余, P素盈余大于N素, N和P表观平衡率分别为16.8%~34.2%和26.9%~65.5%;若考虑有机氮的有效性问题,1985—2000—2014年3个时段有效氮盈亏率依次为18.1%、6.5%和-7.8%,有效氮平衡由盈余转向亏缺;而K素经历了由赤字逐渐向盈余的转变过程,由1985年的-33.5%赤字发展至2014年的33.6%盈余。受农田养分平衡状况的影响,南皮县土壤有机质、全氮、有效磷发生了显著变化,1981—2015年有机质由8.62 g·kg-1增至14.0 g·kg-1,增幅62.4%;全氮由0.542 g·kg-1增至0.908 g·kg-1,增幅67.5%;有效磷由2.0 mg·kg-1增加到20.8 mg·kg-1,增加了9.4倍。而碱解氮和有效钾变化不明显,分别由70.5 mg·kg-1和141 mg·kg-1增加到71.8 mg·kg-1和147 mg·kg-1,相对增幅仅为1.8%和4.2%。建议今后南皮县在农业生产中大力推广科学施肥技术,重视有机肥和化肥配施,推广秸秆还田,通过改进施肥方法提高肥料利用效率;养分管理中应提倡“稳氮、控磷、补钾”的施肥对策,避免过多的盈余养分进入环境。     

N, P and K budgets for crop rotations on nine organic farms in the UK

Abstract. Nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) budgets were calculated for nine organic farms in the UK. The farms were situated on sandy loams, silty clay loams and silty loams over chalk with stockless farming systems and cattle, pig and poultry enterprises with a significant proportion of arable cropping. A soil surface nutrient budget was calculated for the target rotation on each farm using information about field management and measurements of the soil, crops and manure. Losses of N through leaching and volatilization were calculated independently using the nitcat and manner models. Nutrient budgets for seven of the farm rotations showed an N surplus, six a P surplus and three a K surplus. The ratio of N inputs supplied in the form of biological fixation : manure : atmospheric deposition was approximately 2 : 2 : 1 for stocked systems and 2 : 0 : 1 for stockless systems. Phosphorus surpluses resulted from supplementary P fertilizer (rock phosphate) and additional feed for non-ruminant livestock. The stockless system without P fertilizer resulted in a large P deficit and stocked systems, which relied on recycling manure alone, a small P deficit. Only rotations with large returns of manure or imported feed showed a K surplus or a balanced K budget.     

冬季作物-双季稻轮作种植模式氮、磷、钾养分循环与产量可持续性特征

研究分析农业生态系统NPK养分循环和产量的可持续性,对实现养分资源优化管理和农业可持续发展具有重要意义。基于长期冬季作物-双季稻轮作种植定位试验,分析了2004—2017年冬闲-双季稻、马铃薯-双季稻、紫云英-双季稻、黑麦草-双季稻、油菜-双季稻等轮作种植模式早、晚稻产量的可持续性与稳定性;采用投入产出法（Input-Output Analysis）分析不同轮作种植模式NPK养分循环与平衡状况。结果表明：1）黑麦草-双季稻模式早稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.09和0.81,说明稻田冬种黑麦草有利于促进早稻产量稳定性和可持续性的提高;油菜-双季稻模式晚稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.07和0.82,说明稻田冬种油菜有益于晚稻产量稳定性和可持续性的提高;2）长期冬季作物-双季稻轮作种植未影响水稻产量和糙米NPK养分含量（P>0.05）;3）在稻田轮作种植周年内目前的NPK投入水平下,黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻、马铃薯-双季稻等模式均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为375.70 kg（K）·hm^-2、279.98 kg（K）·hm^-2、363.71 kg（K）·hm^-2、93.74 kg（K）·hm^-2;黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻等模式均在冬季作物种植季存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为240.07 kg（K）·hm^-2、89.57 kg（K）·hm^-2、140.08 kg（K）·hm^-2,但马铃薯-双季稻模式在马铃薯种植季K盈余为255.21 kg（K）·hm^-2;同时黑麦草-双季稻模式和紫云英-双季稻模式均存在冬季作物种植季存在N亏缺,N亏缺量分别为59.47 kg（N）·hm^-2和89.17 kg（N）·hm^-2;油菜-双季稻模式和马铃薯-双季稻模式在晚稻种植季均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为45.93 kg（K）·hm^-2、124.33 kg（K）·hm^-2。冬季作物-双季稻轮作种植模式的养分循环是冬季作物和外部投入的NPK肥料共同驱动的养分循环,建议科学管理冬季作物和3季的NPK养分投入。     

长期不均衡施肥对紫色土肥力质量的影响

利用长期定位试验研究了不均衡施肥对紫色土土壤肥力、肥料利用率和养分平衡状况的影响。结果表明,连续11年不施肥,耕层土壤有机质和全氮含量降低,施用化肥的各个处理土壤有机质和氮素含量稳中有升,其中以NPK均衡施用增幅最大。所有施磷处理,土壤速效磷含量与试验前相比都有大幅度提高;无论施钾与否,土壤缓效钾含量均比试验前降低,稻草还田土壤缓效钾下降最少。不均衡施肥降低了肥料利用率和肥料的增产效果。每季施N.150kg/hm2,维持了土壤氮素肥力;每季施P2O560～75.kg/hm2,磷素都有赢余;除秸秆还田处理钾素有盈余外,其余各处理钾都亏缺。     

河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析

以河北省果园土壤地力调查、农户调查和统计数据为基础,采用氮盈余法从果树种类和区域角度分析了果园生产体系中的氮素输入输出特点及氮养分盈余状况。结果表明,河北果园平均化肥氮投入量为438.0 kg/hm2,主要品种为尿素和复合肥,有机肥氮为181.6 kg/hm2,以畜禽粪为主,其中禽粪占25.5%。京津东部区和冀中、南平原区的果园氮素投入、盈余量较高;葡萄园和桃园的氮素投入水平较高;果园氮素施用与养分盈余量之间存在极显著的正相关,过量施用氮肥是氮盈余量很高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤C/N均呈下降趋势,氮素盈余对土壤全氮的影响大于对土壤有机质的影响。     

轮作模式与周期对黄土高原旱地小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响

【目的】粮草轮作、粮豆轮作是黄土高原旱地区常见种植制度,本文利用长期定位试验探索该地区轮作制度和茬口年限对小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响,以期优化旱地作物种植制度。【方法】长期定位试验始于1984年,试验设8个处理:对照(小麦连作,CK),粮草长周期轮作(3组种植方式:2茬小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→小麦,WAT1;小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→2茬小麦,WAT2;4茬苜蓿→马铃薯→3茬小麦,WAT3),粮草短周期轮作(2组种植方式:小麦+红豆草→红豆草→小麦,WST1;红豆草→小麦→小麦+红豆草,WST2),粮豆轮作(2组种植方式:小麦+糜子→豌豆→小麦,WPT1;豌豆→小麦→小麦+糜子,WPT2)。小区面积66.69 m2,每个处理重复3次,随机区组排列。小麦收获后采集植物及土壤样品,测定小麦产量、籽粒和秸秆养分含量、土壤肥力性质。【结果】与小麦连作相比,轮作小麦籽粒增产1.47%~29.66%,秸秆增产2.17%~29.77%,粮草轮作增产效果更显著,轮作优势在豆科牧草后第二年最高,第三年减弱。粮草长周期轮作有利于小麦对N、K、Fe、Cu、Zn的吸收,吸收量在苜蓿茬后第三年第二年第一年;粮草短周期轮作可提高小麦对N、K、Fe的吸收量,红豆草茬后第1年吸收量稍高于后第二年;粮豆轮作有利于小麦吸收N、K、Fe、Mn,豌豆茬后第二年吸收量大于第一年。轮作制度和茬口年限对小麦微量元素养分收获指数的影响程度大于大量元素,粮豆轮作有利于N、P、Cu向籽粒转移,3种轮作制度下小麦K收获指数均低于连作小麦,粮草轮作中小麦Fe收获指数低于连作小麦。轮作后,土壤全氮增加11.54%~20.51%,碱解氮提高9.66%~21.56%;粮草短周期轮作对土壤有机质、氮素和速效钾的提升作用突出,但有效磷亏缺23.97%;粮豆轮作对土壤磷素累积和有效化作用明显,其有效磷比小麦连作增加45.52%。【结论】黄土高原旱地区增加小麦产量、改善籽粒矿质营养,实现土壤培肥的较优轮作模式为红豆草(2~4年)→小麦(2年),以4~6年为一个轮作周期,同时注意增施磷肥。     

减量施肥下小麦产量、肥料利用率和土壤养分平衡

【目的】我国化肥过量施用现象普遍,不利于生态环境保护和农业可持续生产。研究化肥减量施用对小麦产量、籽粒灌浆和肥料利用率的影响,可以为我国化肥高效施用和零增长目标提供理论依据。【方法】在四川盆地进行了两个大田试验,以习惯施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 180、120、45 kg/hm2) 为对照,设置减量施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 96、60、45 kg/hm2) 处理,测定了小麦产量及构成、籽粒灌浆、花后干物质转运、旗叶叶绿素含量、养分平衡和肥料利用率。【结果】与习惯施肥相比,减量施肥下小麦产量、穗数、穗粒数没有显著变化,小麦–玉米轮作田块小麦千粒重显著提高 5.8%。根据 Logistics 方程拟合结果,减量施肥显著提高了小麦–玉米轮作田块小麦理论最大千粒重,渐增期、缓增期籽粒净增重,对其他灌浆参数影响不显著。减量施肥下小麦干物质转运量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率增加 28.5%、17.5% 和 20.7%,但花后旗叶叶绿素含量下降速度加快。习惯施肥和减量施肥土壤氮素盈余分别为 22.6 和 –30.2 kg/hm2,土壤磷盈余分别为 80.4 和 22.8 kg/hm2。减量施肥后氮肥偏生产力、农学效率和表观回收率比习惯施肥提高 79.2%、69.1% 和 27.9%,磷肥偏生产力、农学效率和表观回收率提高 91.1%、72.7% 和 68.5%。【结论】本试验的两年时间内,减量施肥可以维持小麦产量,促进小麦干物质转运及其对籽粒灌浆的贡献,但花后功能叶衰退加速。减量施肥下肥料利用率提高,土壤磷素盈余降低,土壤氮素亏缺,需要在确保维持小麦产量、土壤肥力和养分平衡的基础上,继续优化减氮量。