长期有机无机肥配施增强黄壤性水稻土有机氮的物理保护作用

【目的】土壤有机碳物理一化学联合分组方法很好地联系了有机碳的多种稳定机制,成为深入研究土壤有机碳组分特征的有效手段。本研究旨在利用该方法研究长期施肥对黄壤性水稻土有机氮组分特征的影响,为合理施肥提供理论依据。【方法】基于南方黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验,分析了不同施肥处理土壤有机氮组分含量及分配比例的变化。试验处理包括不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、无机肥配施低量有机肥(0.5MNPK)和无机肥配施高量有机肥(MNPK)。【结果】单施化肥处理(NPK)水稻土总有机氮及各组分有机氮含量与不施肥对照相比无显著变化,施用有机肥处理(M、0.5MNPK、MNPK)则显著提高了土壤总有机氮、游离态粗颗粒、物理保护、化学保护及生物化学保护有机氮含量提高幅度分别为27%~51%、23%~39%、128%~274%、29%~42%和13%~28%,以有机无机肥配施最为显著,但降低了游离态细颗粒有机氮含量。在各个氮组分中游离态颗粒有机氮占总有机氮比例最高(46%~50%)物理保护有机氮比例最低(2%~6%)。与不施肥(CK)及单施化肥处理(NPK)相比,有机肥处理(M、0.5MNPK、MNPK)提高了土壤物理保护有机氮的分配比例。【结论】长期施肥土壤各组分有机氮及总有机氮两两之间均呈显著相关关系只有游离细颗粒有机氮与物理保护有机氮呈负相关关系。长期施用有机肥,极大改善土壤团聚体结构促进游离细颗粒有机氮的包裹,进而提高物理保护有机氮的相对比例,土壤有机氮的物理保护作用相对增强。因此,有机无机肥配施是提高稻田土壤有机氮含量的最有效措施。     

长期施用有机肥增加黄壤稻田土壤微生物量碳氮

【目的】微生物量碳、氮是土壤中易于利用的养分库及有机物分解和矿化的动力，与土壤养分循环密切相关，其变化可反映土壤耕作制度和土壤肥力的变化。本研究旨在揭示长期施肥对贵州黄壤稻田土壤微生物生物量碳 (SMBC) 和土壤微生物生物量氮 (SMBN) 的影响，并探讨其合理培肥模式。【方法】以贵州黄壤肥力与肥效长期定位监测基地为依托，采用氯仿熏蒸—K₂SO₄提取法，重点研究不同施肥条件下土壤微生物生物量碳氮的变化及其与全量有机碳氮的关系。试验处理包括不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK)、单施有机肥 (M)、低量有机无机肥配施 (0.5MNPK) 和高量有机无机肥配施 (MNPK)。【结果】长期不同施肥处理下，SMBC的变化范围在423.87～695.04 mg/kg之间，SMBN的变化范围在44.36～91.65 mg/kg之间。施用化肥 (NPK) 和施用有机肥及两者配施 (M、0.5MNPK和MNPK) 能增加SMBC和SMBN含量，其中MNPK处理较CK处理SMBC含量增幅最高，达64.0%，显著高于NPK和0.5MNPK处理，但与M处理差异不明显；M处理较CK处理SMBN含量增幅最高，达106.6%，显著高于NPK和0.5MNPK处理，但与MNPK处理差异不明显；长期单施化肥 (NPK) 仅对SMBN含量有显著提高作用 (44.1%)，对SMBC作用不明显。SOC、TN和微生物熵 (qMB) 的变化与SMBC一致，均表现为MNPK处理最高，其次为M和0.5MNPK处理，NPK处理最低；所有施肥处理下的SMBC/SMBN无显著性差异且均低于CK处理。【结论】土壤微生物碳、氮量和微生物熵的显著提高均与土壤有机质和全氮的含量变化呈正相关，单施有机肥和高量有机无机肥配施是提高土壤微生物生物量的有效途径。     

长期施磷对水稻锌吸收、积累和转运的影响

水稻是中国南方地区的主要粮食作物,其籽粒锌营养强化是近年研究的热点,水稻磷与锌的吸收利用存在互作效应。研究长期不同施磷模式对水稻锌的吸收、积累与转运的影响,为通过合理施肥提高水稻的锌营养提供理论依据。依托22年的黄壤(水田)长期定位试验,选取其中7种施肥模式:不施肥(CK)、偏施氮肥(N)、偏施氮钾肥(NK)、平衡施用化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥替代1/2NP(0.5MNP)、全量有机肥化肥配施(MNPK)。CK、N、NK处理不施磷,NPK、M、0.5MNP处理施磷量依次为P_2O_5 82.5、79.4、81.0 kg·hm~(-2),MNPK施磷量为P_2O_5 161.9 kg·hm~(-2)。于水稻分蘖期、开花期及成熟期,采集土壤和植株样品,分析比较各处理土壤有效锌含量、植株锌含量及其锌积累和转运特征差异。水稻各生育时期土壤有效锌含量基本表现为MNPK≥M0.5MNPNPK≥CKN,NK,长期施用有机肥可提高土壤有效锌含量;与NPK处理成熟期植株相比,CK、N、NK处理茎叶和籽粒锌含量分别提高了-2.0%～44.0%和15.7%～46.7%,MNPK处理茎叶和籽粒锌含量分别降低了22.0%～38.7%和12.0%～19.8%,M和0.5MNP处理籽粒锌含量提高了6.4%～14.4%;各处理成熟期茎叶和籽粒P/Zn分别为6.2～67.2和62.2～225.2,均以CK、N、NK处理最低,MNPK处理最高;不同施肥处理间水稻植株锌积累量无显著差异,锌转运量及其贡献率均以M处理最高,NPK和N处理最低,花后锌积累量及其对籽粒的贡献率则相反。相关分析和多因素方差分析结果表明,水稻茎叶和籽粒锌含量与磷含量和土壤有效磷含量呈显著负相关,土壤有效锌含量主要与有机肥施用量有关,而水稻茎叶和籽粒锌含量则主要受磷肥施用量影响。综上,长期不施磷可提高水稻籽粒锌含量,但严重制约水稻产量的提高,长期高量施磷可提高水稻籽粒产量,但却降低了籽粒锌含量。适宜施磷量下,有机无机配施既可实现作物高产又可提高籽粒锌含量,是黄壤稻田上实现作物高产优质的有效途径。此外,本研究中土施锌肥对提高水稻籽粒锌含量效果有限,为进一步提高水稻籽粒锌含量,还应重视叶面锌肥的施用。     

有机肥与化肥长期配施对作物产量和灌漠土养分库的影响

根据河西走廊灌漠土上连续27 a的长期定位试验数据,研究了河西绿洲区灌漠土有机肥和化肥长期配施对作物产量和土壤养分库的影响。结果表明,有机肥与化肥长期配施增加了作物产量和产量的稳定性;7种施肥方式(单施氮、NP配施、NPK配施、单施有机肥、有机肥+N、有机肥+NP、有机肥+NPK)中,以有机肥与NP或NPK肥配施效果为最佳。长期有机肥和化肥配施增加了N,P,K养分投入量、养分携出量和盈余量;有机肥与化肥配施21~25 a后,土壤有机质、全氮和全磷含量分别提高了10.0%~16.0%,58.1%~69.0%和13.4%~31.1%,速效氮、速效磷和速效钾含量分别提高了45.7%~79.0%,172.2%~287.8%和21.4%~38.8%,均显著高于对照和单施化肥处理;有机肥与化肥配施处理中,以有机肥与NPK肥配施改善土壤肥力的效果最理想。     

长期不同施肥对水稻干物质和磷素积累与转运的影响

【目的】 磷是制约黄壤生产力的重要限制因子，提高作物的磷效率是农业科学研究的热点之一。探讨不同施肥模式对水稻干物质和磷素积累与转运的影响，为黄壤稻田合理施用磷肥提供理论依据。 【方法】 依托22年的黄壤 (水田) 长期定位试验，选取其中6种施肥模式:不施肥 (CK)；不施磷肥 (NK)；平衡施用化肥 (NPK)；单施有机肥 (M)；1/2有机肥替代1/2 NP (0.5 MNP)；有机肥化肥配施 (MNPK)。除CK和MNPK外，NK、NPK、M、1/2 MN处理为等氮量165 kg/hm2，施磷量依次为P₂O₅ 0、82.5、79.4、81.0 kg/hm2，MNPK施N 330 kg/hm2、P₂O₅ 161.9 kg/hm2。于水稻分蘖期、开花期及成熟期，采集水稻植株样品，分析比较各处理水稻产量、干物质和磷素积累与转移特征、磷肥吸收利用效率的差异。 【结果】 水稻产量、干物质和磷素积累量大小顺序均表现为MNPK > M > 0.5 MNP > NPK > CK > NK。磷素积累快速增长开始 ( t₁) 和结束 (t₂) 时间均较干物质积累提前2～8 d和5～20 d，且磷素积累快速增长持续时间 (Δt) 也较干物质缩短了4～12 d，表明磷素快速吸收较干物质早，且持续时间短。处理NK、NPK、0.5 MNP、MNPK干物质最大增长速率 (V_m) 出现时间 (t₀) 以及t₁、t₂分别比CK和M处理滞后5～10 d、1～4 d、6～16 d，Δt延长了1～14 d。各处理干物质和磷素积累的V_m均表现为M、MNPK > 0.5 MNP、CK > NPK > NK。水稻籽粒干物质积累量主要来源于花后干物质积累，磷素积累量则主要来源于花前磷素积累向籽粒的转运，各处理花后干物质积累率为29.5%～43.4%，施用化肥各处理显著高于CK和M处理，各处理花前磷素积累率为60.5%～85.6%，大小为CK > NPK、M > NK、0.5 MNP、MNPK。与NPK处理相比，M和0.5 MNP处理磷肥吸收效率、磷肥偏生产力、磷肥利用率分别显著提高了0.43 kg/kg、48.9 kg/kg、40.8个百分点和0.26 kg/kg、32.2 kg/kg、25.3个百分点。 【结论】 黄壤地区水稻栽培中长期缺磷不利于花后干物质的积累，也不利于花前磷素的积累，严重制约水稻产量和磷吸收量的提高。在氮磷钾投入平衡前提下，长期单施有机肥可促进花前干物质和磷素的积累及其向籽粒的转运，但不利于花后干物质和磷素的积累，长期单施化肥可延长干物质和磷素积累的快速增长持续时间，但最大增长速率较小，而长期有机无机配施均较有利于促进水稻花前和花后干物质和磷素的积累，水稻产量和磷肥利用率均较高，是最合理的施肥方式。      

小麦-玉米轮作体系下氮肥对长期不同施肥处理土壤氮含量及作物吸收的影响

以长期不同施肥处理土壤为对象,研究了不同施肥土壤中施用氮肥后土壤氮素含量、微生物固持及释放和作物吸收及利用特性。结果表明,施用氮肥显著增加长期不施肥土壤(NF)矿质氮含量,对长期施用化肥土壤(NPK)和有机无机配施土壤(MNPK)矿质态氮含量无显著影响;施用氮肥对NF中土壤微生物生物量氮(SMBN)含量无显著影响,使拔节期NPK和MNPK中SMBN含量分别增加了4.3倍和0.8倍。从小麦拔节期到开花期,NPK和MNPK中土壤微生物生物量氮含量分别显著降低51%和56%。小麦收获时NPK和MNPK土壤氮肥的利用率分别为36%和45%;而NF土壤所施入的氮素几乎未被小麦吸收利用,但在玉米季有34%被吸收。小麦收获时,NF土壤施入的氮肥有50%以上淋溶至土壤30 cm以下土层,施氮也显著提高了NPK土壤30～50 cm土层硝态氮含量,但施用氮肥对MNPK土壤0～100 cm剖面硝态氮含量无显著影响。说明长期有机无机配施增强了土壤氮素的缓冲能力,协调了土壤氮素固持与作物吸氮间的关系,为提高氮素利用率,减少氮素对环境影响的有效手段。     

不同比例有机肥替代化肥对水稻产量和氮素利用率的影响

在江西双季稻区进行30 a的田间定位试验,比较不施氮肥(CK)、施用化肥(NPK)、等养分条件下70%化肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%化肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%化肥配合施用70%有机肥(30F+70M)施肥条件下水稻产量、氮素吸收、氮素利用率的变化。结果表明:与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理能显著提高30 a双季稻平均产量(P0.05),增产幅度在2.47%～5.73%,其中30F+70M处理产量最高,且不同比例有机无机肥配施处理之间有显著差异,30F+70M处理显著高于50F+50M处理(P0.05)。在不同时间段,不同有机无机肥配施处理产量表现不同,低量有机肥配施处理在试验前期具有明显的增产优势,高量有机肥配施处理在试验中后期增产效果明显。与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理30 a平均吸氮量无显著差异,不同施肥处理每生产1 t籽粒对氮素的需求不同,有机无机肥配施处理(20.57～20.94 kg)低于NPK处理(21.77 kg),其中30F+70M、70F+30M处理具有较高的氮素生产效率。有机无机肥配施处理30 a平均氮肥吸收利用率与等养分条件下NPK处理无显著差异,但氮肥生理利用率显著提高。有机无机肥配施能提高双季稻产量、氮素利用效率,不同肥力水平稻田应选择适合的比例,中低肥力水平稻田以30%有机肥配施较为合适,而高肥力水平稻田宜选择50%、70%有机肥配施较为合适。     

长期不同施肥对黄潮土区冬小麦产量及土壤养分的影响

【目的】分析长期施肥方式下小麦产量的变化规律，以探明黄潮土区小麦产量稳定性对不同施肥方式的响应机制，为黄潮土区合理施肥的管理及其土壤生态系统的改善提供依据。【方法】以 35 年长期定位试验为研究平台，设 5 种施肥方式:不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、氮磷钾配施 (NPK)、单施有机肥 (M)、有机无机配施 (MNPK)，测定小麦的平均产量及土壤养分状况。【结果】小麦产量和肥料贡献率以有机无机配施 (MNPK) 最高，平均产量为 6393 kg/hm2；其次为 NPK 处理，与当年不施肥处理相比，产量提高了 374.2%；单施有机肥增产幅度位居第三；单施氮肥处理增产效果最低。单施氮肥处理小麦产量变异系数 (CV) 偏高 (26.72%～38.72%)、可持续性产量指数 (SYI) 偏低 (0.32～0.51)，产量稳定性最低，MNPK 处理的CV 最低 (4.86%～7.76%)、SYI 最高 (0.79～0.89)，产量稳定性最高，而单施有机肥处理 (CV = 5.44%～15.87%，SYI = 0.60～0.87) 的产量稳定性和生产可持续性不及 NPK 处理 (CV = 5.72%～9.67%，SYI = 0.75～0.83)。施用有机肥显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，其中 MNPK 处理 35 年土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别较 CK 处理提高 1.20、1.18、16.13、0.95 倍，增加幅度最为显著。通过相关分析可得，小麦产量与土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈极显著正相关关系 (P < 0.01)。【结论】施肥处理均可有效提高黄潮土区小麦产量，以有机无机配施增产效果最佳，最有利于促进小麦产量稳定性、提高产量可持续性指数，提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。因此，有机无机配施的施肥方式最为合理，有利于保持黄潮土养分均衡，促进农田生产力稳定。     

长期施肥对塿土冬小麦产量及土壤养分的影响

以20年塿土冬小麦-夏休闲轮作体系长期肥料定位试验为平台,探讨长期施肥对小麦产量及土壤养分的影响。结果表明:同时施入氮磷肥处理(NP、NPK、MNPK)小麦产量上升趋势显著,年均增产幅度为219~265 kg hm~(-2),平均产量均为CK的3倍。化肥配施有机肥(MNPK)土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量均呈明显上升趋势,年均分别增加0.93g kg~(-1)、0.05 g kg~(-1)、0.07 g kg~(-1)、12.11 mg kg~(-1)、8.8 mg kg~(-1),有机质和全磷的平均含量较CK分别提升59%、73%,速效磷和速效钾平均含量为CK的13.6倍和1倍。氮磷配施(NP、NPK)土壤有机质平均含量较CK增加18%和16%。施氮肥对土壤中全氮含量没有明显影响。施磷肥(NP、PK、NPK)土壤全磷以及速效磷含量逐年显著上升,土壤全磷平均含量较CK提升27%,速效磷含量为CK的4倍。施钾肥(NPK、NK、PK)对土壤全钾含量没有明显影响,但土壤速效钾上升趋势显著,年均增幅为5.6~6.9 mg kg~(-1),平均含量较CK分别增加38.8%、59.3%和48.1%。旱作塿土合理的施肥措施为有机肥配合氮肥。     

长期定位施肥对旱作塿土小麦产量、养分效率及养分平衡的影响

本文以20年塿土冬小麦-夏休闲轮作体系长期肥料定位试验为平台,探讨小麦产量、肥料利用效率及养分平衡对长期不同施肥模式的响应。试验包括7种施肥模式:不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷钾(NPK)、有机肥与氮磷钾化肥配施(MNPK)。结果表明,同时施入氮肥和磷肥处理的小麦产量上升趋势显著,年均增产幅度为219~265 kg hm-2。施氮肥处理土壤氮素盈余,施磷肥处理土壤磷素盈余。以N和NK氮素盈余最多,年均盈余分别为88 kg hm-2和66 kg hm-2,MNPK土壤磷素盈余达到107 kg hm-2。同时施入氮磷肥处理(NP、NPK)显著提高了氮(磷)肥的累积表观利用率、农学效率和偏生产力,MNPK仅显著提高了氮肥的累积表观利用率、农学效率和偏生产力。除了PK和MNPK外的其它处理,土壤钾素均呈亏缺状态,以NP亏缺最严重,达到103 kg hm-2a-1。施钾肥对钾肥累积表观利用率、钾肥农学效率以及钾肥偏生产力均没有明显影响。20年后,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量均以MNPK最高。旱作塿土合理的施肥措施为氮磷配合或有机肥配合氮肥。     

长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2MNPKNPKM,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。     

Fate of 15 N-labeled fertilizer in soils under dryland agriculture after 19 years of different fertilizations

This study addressed if long-term combined application of organic manure and inorganic fertilizers could improve the synchrony between nitrogen (N) supply and crop demand. ¹⁵?N-labeled urea was applied to micro-plots within three different fertilized treatments (no fertilizer, No-F soil; inorganic NPK fertilizers, NPK soil; and manure plus inorganic NPK fertilizers, MNPK soil) of a long-term field trial (1990–2009) in a dryland wheat field in the south Loess Plateau, China. After one season of wheat harvest, ¹⁵?N use efficiency was 20, 58, and 65 % in the No-F, NPK, and MNPK soil, respectively. During the early wheat growth stage, microbial immobilization of applied ¹⁵?N was significantly (P?<?0.05) highest in the MNPK soil (15.3 %), higher in the NPK soil (12.6 %), and lowest in the No-F soil (7.4 %). Of the ¹⁵?N immobilized by the soil microbial biomass, 69 % (NPK soil) to 83 % (MNPK soil) was released between the stem elongation and flowering of wheat. Compared with the NPK soil, the MNPK soil had significantly (P?<?0.05) higher grain yield. Our findings highlight that long-term application of organic manure with inorganic fertilizers cannot only improve the synchrony of N supply for crop demand but also increase N use efficiency and grain yield.     

长期施肥对黄壤有机碳平衡及玉米产量的影响

基于长期定位试验,以黔中典型黄壤为研究对象,采用单因素方差分析、可持续性指数、稳定性指数等方法对长期定位试验获取的数据进行分析和比较,以探讨长期不同施肥处理对黄壤有机碳含量、有机碳平衡量、玉米产量稳定性、可持续性及其相互关系的影响。结果表明:(1)与施化肥和对照处理相比,施有机肥处理土壤有机碳含量明显升高,按大小排序依次为:MMNPK1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPK;(2)施有机肥处理黄壤有机碳平衡量为正值,且随有机肥施用量增加而增加,相反,施化肥和对照处理均为负值,大小依次为:MNPK、M1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPKNPKNKNPN、CKPK,各处理差异显著;(3)有机肥与化肥配施、有机肥单施及氮磷钾化肥协调施用更有利于提高玉米产量,排序为:MNPK1/4M+3/4NPK、1/2M+1/2NPKNPK、MNPNK、PK、NCK;(4)适量有机肥与化肥配施可提高玉米产量稳定性和可持续性(可持续性指数0.6,变异系数0.3),其中,1/4M+3/4NPK处理玉米产量稳定性和持续性最好;(5)玉米年产量与黄壤有机碳平衡量相关度较高,而玉米可持续性、稳定性则主要受有机碳含量影响。综上,有机肥与化肥配施有利于黄壤有机碳含量提升、玉米维持高产稳产。按适量"减肥"原则,以25%有机肥配施75%氮磷钾化肥效果最佳。     

Effect of long-term fertilization on 15N uptake and retention in soil

We did a pot experiment with three different fertilized soils (no fertilizer (No-F), inorganic fertilizer nitrogen, phosphorus and potassium (NPK), manure plus inorganic fertilizer (MNPK)) from a 19-year fertilizer trial. Three N treatments, (1) no N, (2) 100 mg/kg urea-¹⁵N (N), (3) 50 mg/kg urea-¹⁵N + 50 mg/kg corn straw-N (1/2N + 1/2S), were applied to each soil. The residual soil from the same treatments was used to grow second wheat crop. The MNPK soil had significantly higher nitrogen use efficiency (NUE) in the first growing season, and lower N loss than the NPK, and No-F soils. The 1/2N + 1/2S treatment decreased NUE on each soil, even though the MNPK soil still had highest NUE and lowest N loss. The residual ¹⁵N use efficiency (RNUE) in 1/2N + 1/2S treatment of MNPK soil was higher than NPK and No-F soils. We concluded that long-term application of manure plus inorganic fertilizer increased NUE and decreased N loss.     

施入~(15)N标记氮肥在长期不同培肥土壤的残留及其利用

采用盆栽试验和短期矿化培养相结合的方法,研究了施入15N标记氮肥(+N)及其与秸秆配施(+1/2N+1/2S)在3种长期(19年)不同培肥土壤(即:No-F,长期不施肥土壤;NPK,长期施用NPK化肥土壤;MNPK,长期有机无机肥配施土壤)中的残留及其矿化和作物吸收特性。结果表明,第一季小麦收获后,+1/2N+1/2S处理下三供试土壤和+N处理下的NPK和MNPK土壤残留肥料氮(残留15N)中有82.6%~95.1%以有机态存,而+N处理下No-F土壤残留15N有47.7%以矿质态存在。经过28 d矿化培养后,与NPK土壤相比,MNPK土壤氮素净矿化量显著增加,增幅为39%~49%;NPK和MNPK土壤残留肥料氮(残留15N)矿化量为1.23~1.90 mg kg-1,占总残留15N的2.78%~5.53%,均显著高于No-F土壤。与+N处理相比,+1/2N+1/2S处理显著提高了3供试土壤氮素净矿化量,但两施肥处理对NPK和MNPK土壤残留15N矿化量无显著影响。+N处理下No-F土壤残留15N的利用率为20%,显著高于NPK(9%)和MNPK(12%)土壤。两种施肥处理下,MNPK土壤残留15N的利用率均显著高于NPK土壤。短期培养期间土壤氮素矿化量和第二季小麦生育期作物吸氮量呈显著性正相关,而残留15N矿化量和第二季小麦吸收残留15N量间无显著性相关关系。长期有机无机配施可以提高土壤残留肥料氮的矿化量及有效性。     

等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的氮素吸收利用和土壤无机氮的影响

【目的】研究等氮量投入条件下,长期使用不同有机物料替代无机肥的适宜比例对玉米氮养分累积、运移和氮肥利用效率和产量的影响,可以为吉林黑土区春玉米高效施肥,维持并提高土壤肥力提供理论依据。【方法】以国家(公主岭)黑土肥力与肥料效益长期定位试验为研究平台,玉米品种郑单958为供试作物,设5个不同处理,即:不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷钾化肥(NPK)、粪肥+NPK(MNPK)、秸秆还田+NPK(SNPK)。在玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽丝期、灌浆期和成熟期采集地上部植株样品,分析玉米植株不同部位的氮含量和累积量以及运移比例,计算氮肥利用效率。【结果】在玉米各生育时期,MNPK处理氮素累积量均高于NPK和SNPK处理;拔节期至大喇叭口期氮素累积量为19.67~86.44 kg/hm2,其中MNPK氮素累积量达到86.44 kg/hm2,为氮素累积量增加最多、吸收速率最快的时期;在成熟期,MNPK、NPK、SNPK、N和CK处理植株氮素总累积量分别达到286.2、276.2、249.4、151.7和63.6 kg/hm2,SNPK处理氮素累积量略低于NPK处理,MNPK显著高于NPK和SNPK(P0.05)。MNPK、SNPK、NPK和N处理中,叶和茎鞘总氮素转移量分别为99.0、79.7、87.2和41.8 kg/hm2,总的转移氮素对籽粒的贡献率分别为51.0%、47.7%、47.2%和43.4%,以MNPK处理的总氮素转移量和转移氮素对籽粒贡献率最高,与其他处理差异显著。在各处理中,MNPK、NPK和SNPK三个处理的氮肥偏生产力(PFP)均大于60kg/kg,以MNPK最高,达到65.4 kg/kg。与化肥NPK处理比较,SNPK氮素偏生产力和收获指数差异不显著。MNPK处理土壤无机氮的含量在玉米整个生育期一直高于化肥NPK处理,并在玉米大喇叭口期达到最高,达到60.83 mg/kg,并与其他处理差异显著。【结论】长期有机无机配合施用,不仅能有效调节氮素积累和转运,还能提高氮肥利用效率。在适宜氮用量为165 kg/hm2时,以农家肥氮替代70%,或秸秆氮替代30%化肥氮素,既减少化肥氮投入,又增加了土壤供氮能力,因此,有机肥氮替代部分化肥氮是吉林省黑土区春玉米氮素管理的有效途径之一。