沼肥对大白菜产量和品质的影响及其环境效应

摘要：在京郊露地生产条件下,通过6个不同用量沼肥处理田间小区试验,研究了施用沼肥对大白菜产量和品质效应的影响以及该条件下的土壤氮素平衡。当季试验结果表明,大白菜的产量随施氮水平的增加呈线性+平台的变化趋势,当有机肥氮素用量为1055 kg/ha 时,产量达到最高。大白菜收获后,土壤无机氮残留随施氮量的增加呈平台+线性的变化趋势,当有机肥氮素用量超过1019 kg/ha 时,土壤无机氮残留会急剧增加。大白菜-土壤体系的氮素表观损失随施氮量的增加而显著增加。大白菜硝酸盐含量随着施氮量的增加呈现一种直线增加的趋势,但各处理硝酸盐浓度均未超过600 mg/kg,显著低于北京地方规定的白菜硝酸盐食用标准。     

高肥力土壤下氮素对水稻产量效应的影响

为了掌握不同施氮水平下氮素对水稻产量的贡献率,采用田间小区试验方法,对高肥力土壤条件下氮素对水稻产量的影响进行研究。结果表明,在高肥力土壤上水稻生物产量随着施氮量增加而增加,当施氮量小于105 kg/hm2时,水稻籽粒和秸秆产量同步增加;当施氮量大于105 kg/hm2时,秸秆产量呈快速增加,而籽粒产量呈下降趋势。随着施氮量的增加,每增加1 kg氮素投入所带来的作物生物产量和籽粒产量的增加量均呈下降趋势,但是籽粒下降幅度明显大于生物产量。     

施氮对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响

为了进一步研究施用氮肥对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累的影响,寻求夏玉米合理施氮量,以‘郑单958’为试材进行大田试验,研究施氮量对夏玉米氮素利用及土壤硝态氮积累变化的影响。结果表明,施氮量在0~260 kg/hm2范围内,夏玉米产量随其增加显著提高,当施氮量高于260 kg/hm2时,产量有减少趋势;氮素的利用率随施氮量的增加也逐渐降低。在玉米整个生育时期土壤硝态氮含量呈现先下降而后缓慢上升的趋势,随着施氮量增加,各土层硝态氮含量而提高。适量施氮可促进玉米对氮素的吸收利用,进而提高玉米产量,但过量施氮导致硝态氮在土壤中大量积累,增大了污染环境风险。在超高产栽培条件下,从玉米产量、氮素利用率和土壤硝态氮积累情况综合考虑,夏玉米合理施氮量应控制在195~260 kg/hm2范围之内。     

沼液和沼渣及化肥配施对土壤肥力的影响

2014 年5—10 月,通过在海林农场玉米试验田设置沼液和沼渣及化肥配施的田间试验,从玉米试验田土壤的物理性状和化学性状的变化来研究沼肥配施对土壤肥力的影响。结果表明：在土壤物理性状方面,配施沼肥能够降低土壤容重,但对土壤的总孔隙度、饱和含水量和田间持水量作用不明显,30000 kg/hm2沼液和30000 kg/hm2沼渣的配施模式对土壤物理性质的改善作用较大。配施沼肥能有效防止土壤酸化,同时土壤有机质含量可以提高21.02%~31.74%。单施沼液以及沼液与沼渣和化肥配施能够提高土壤中全氮、全磷、碱解氮和速效磷的含量,但对于全钾和速效钾增幅很小或呈负增长。沼液单施以及沼液与沼渣和化肥配施,在一定程度上能够改善土壤的肥力,可以考虑合理的配施沼液来代替化肥,实现对沼液的高效资源化利用。     

不同施氮水平对双季稻产量、氮素利用率及稻田氮素平衡的影响

以“中早39”和“天优华占”为供试材料,通过大田试验研究不同施氮水平对早、晚稻产量形成、氮素利用率和水稻―土壤氮素平衡的影响。结果表明,施氮显著增加了双季稻在0～40 cm土层土壤残留无机氮,且氮形态以NH₄⁺-N为主;当施氮量分别超过180 kg/hm²(早稻)、200 kg/hm²(晚稻)时,土壤残留无机氮含量不再显著增加;水稻―土壤氮素平衡表明,除氮肥外,其他氮输入占氮素总输入的48.7%～78.4%,氮的输出主要受水稻吸氮量、土壤氮残留量和氮损失量影响,在一定施氮范围内,随着施氮量的增加均显著增加。随着施氮水平的提高,早、晚稻产量呈先增加后降低的趋势,其主要通过增加有效穗数和穗粒数增加水稻产量;氮偏生产力、氮农学利用率与氮素依存率随施氮量增加显著降低,但氮吸收利用率、氮表观残留率和氮肥贡献率呈相反变化趋势。水稻产量和施氮量二次回归模型表明,早稻、晚稻最佳施氮量分别为163.4和209.2 kg/hm²。因此,浙江杭州区域双季稻推荐施氮量分别为早稻163.4 kg/hm<...     

夏玉米施氮量对后茬冬小麦土壤氮素供应与利用的影响

在冬小麦施氮144 kg/hm2的基础上,研究了夏玉米4个施氮量(0,90,180,270和360 kg/hm2)对后茬冬小麦生长期间土壤硝态氮含量变化、无机氮供应以及小麦氮素吸收与利用的影响。结果表明:与玉米不施氮(简称不施氮)相比,玉米施氮(简称施氮)0~200 cm土壤硝态氮含量在冬小麦生长期间显著增加,自冬小麦拔节起,0~40,0~130和0~200 cm 3层深的土壤硝态氮含量均随着玉米施氮量(简称施氮量)的增加而明显递增;与冬小麦播种时相比,不施氮0~130 cm土壤无机氮减少156 kg/hm2,施氮90 kg/hm2该层土壤无机氮富积41 kg/hm2,且富积量随着施氮量继续增加而递增;随着施氮量增加,冬小麦收获时的植株吸氮量和子粒氮素积累量均增加;当施氮量低于180 kg/hm2时,植物氮素积累量在不同施氮量之间无显著差异;当施氮量低于270 kg/hm2时,不同施氮量的子粒氮素积累量差异不明显。在本试验条件下,冬小麦子粒氮肥利用率随着施氮量增加而递增,但差异不显著。     

定位水氮组合对冀5265小麦叶片硝酸还原酶、可溶性蛋白及产量的影响

为生产中水氮高效利用提供依据,在3年定位水氮处理的基础上,于2008-2009年在大田条件下研究水氮组合对小麦叶片硝酸还原酶活性(NRA)、叶片可溶性蛋白含量及产量的影响。结果表明,在同一施氮水平上,开花期灌水显著提高NRA、可溶性蛋白含量和产量。灌1水条件下,随施氮量的增加叶片NRA、可溶性蛋白含量呈线性增长,在水分较适宜的2水灌溉条件下,叶片NR活性、可溶性蛋白含量均呈抛物线趋势,NRA在全年施氮240 kg/hm2时最高、可溶性蛋白含量在施氮480 kg/hm2最高,增加施氮量呈下降趋势。在灌2水全年施氮480 kg/hm2时产量最高,说明增加灌水有利于氮素增产效应的发挥。     

氮肥施用对露地秋季大白菜产量和硝酸盐积累及氮素利用的影响

采用田间小区试验方法,研究了不同氮肥施用量对露地秋季大白菜产量和硝酸盐积累及氮肥利用的影响。结果表明,大白菜产量随氮肥施用量的增加呈增加趋势,施氮平均增产5.5%,平均增收570.4元/hm2,施N量在150kg/hm2左右时大白菜经济效益较高;大白菜球叶总干物质积累与总氮素积累随施氮量的增加均呈先增加后降低的趋势,当施氮量在150和225 kg/hm2时,大白菜球叶总干物质积累与总氮素积累最多;在施N 225 kg/hm2以下时,氮肥利用率和农学效率均较高(分别为31.5%~43.1%和18.5~26.3 kg/kg),氮肥表观损失较低(31.5~168.4 kg/hm2),而高量施氮时,氮肥利用率和农学效率显著降低,氮肥表观损失显著增加,表层土壤氮素显著积累,土壤中氮素向深层淋洗的风险显著增加。在本试验条件下,基于产量、经济效益和环境效益的露地秋季大白菜适宜氮素(N)用量为150 kg/hm2左右。     

三熟制油菜秸秆还田条件下施氮量对早稻产量形成和氮肥利用率的影响

为明确油-稻-稻三熟制油菜秸秆还田条件下早稻的适宜施氮量,2017-2018年以超级常规早稻中嘉早17为材料,设置0、75、120、165、210kg/hm ²等5个施氮量,探究油菜秸秆还田条件下施氮量对早稻产量形成及氮素吸收利用的影响。结果表明：在油菜秸秆还田条件下,适宜施氮量有利于早稻分蘖成穗,灌浆期维持较高的叶面积指数、光合势和干物质积累量,同步增加单位面积有效穗数和保持较多的每穗粒数,从而扩大总库容量。在施氮量为165kg/hm ²时早稻即可达到较高产量,同时维持较高的氮肥吸收利用率。采用线性加平台模型拟合得出最佳施氮量,2017和2018两年分别为155.91、160.37kg/hm ²,产量潜力分别达8 241.17和8 387.32kg/hm ²。     

抚仙湖北部农田区不同施肥对水稻产量、氮素吸收及利用率的影响

针对抚仙湖北部农田区的蔬菜施肥过量导致土壤养分残余量大,会对后作水稻施肥造成影响的问题,采用田间小区开展不同施肥试验研究。结果表明,砂壤土和粘壤土在施氮量为150~360 kg/hm²范围内,水稻植株氮素积累量随着施氮量的增加而提高,而增加的氮素积累量主要表现在茎叶部位;穗肥施用氮肥可提高籽粒氮素积累量。水稻氮肥吸收利用率和产量,砂壤土以施氮255 kg/hm2时最高,分别为45.1%和10594 kg/hm²;而粘壤土施氮150~360 kg/hm²之间,氮肥吸收利用率为20.9%~22.4%之间,产量为10486~10596 kg/hm2之间;当对砂壤土和粘壤土的水稻穗肥施用氮肥时,水稻氮肥吸收利用率（分别为42.8%、23.5%）和产量（分别为10445 kg/hm²、10564 kg/hm²）最高。水稻的氮素收获指数、氮肥农学利用率、氮肥生理利用率及氮肥偏生产力,均以砂壤土明显高于粘壤土,且随着施氮量的增加而显著下降。蔬菜后作水稻施氮量以150~255 kg/hm²范围为宜,氮肥分基肥50%+分蘖肥30%+穗肥20%施用     

基施沼渣液替代化肥氮对葡萄产量及品质的影响

以氮元素含量为定量指标,设计1个全施化肥处理和5个基施沼渣液替代化肥氮处理,以期为大面积生产葡萄园基肥施用沼渣液技术的推广和应用提供一定的理论参考。研究结果表明,随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,葡萄产量呈现先增加后下降的趋势,100%NZY处理产量最高,为18197.03 kg/hm ²;粒重和穗重呈现同样的变化趋势。随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,萌芽至成熟天数、叶片SPAD值、新梢节间长、粗度、百叶鲜重及单叶面积等生长指标都呈现逐渐增加的趋势,其中以150%NZY处理最高,表现出成熟期延迟,贪青晚熟,从而影响产量。基施沼渣液替代化肥氮可改善葡萄果粒品质,以70%NZY和100%NZY处理较好。随着基施沼渣液替代化肥氮比例的增加,葡萄果粒重金属Cu、Zn和Pb含量均有所增加,Cr含量则有所下降,Cd和As含量无明显变化。各处理中葡萄果粒重金属含量均低于相应的污染物限量标准(GB 2762—2005)。因此,本研究认为,综合葡萄产量和品质指标,沼渣液替代100%化肥氮可作为葡萄园定量化基施沼渣液的参考。     

不同有机物料施用对灌漠土春小麦产量和土壤肥力的影响

研究了牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪6种有机物料施用对灌漠土春小麦产量和土壤肥力的影响,旨在考察6种有机废弃物农用的可行性。采用大田试验方法,分别将6种有机物料与70%常量化肥配合施用,共设置了8个处理。结果表明,与对照相比,6种有机物料与70%常量化肥配合施用均能提高春小麦的籽粒产量和生物产量。与施用常量化肥的处理相比,菌渣、污泥和鸡粪处理能提高春小麦的氮素利用率;菌渣、沼渣和污泥处理能提高春小麦的磷素利用率。菌渣和污泥处理的钾素利用率要远远高于其他有机物料的处理,分别达到了97.47%和94.75%。不同有机物料输入均能显著提高灌漠土的有机质含量,对土壤全量养分含量的影响均表现不显著,对速效养分含量则能产生不同的影响。     

沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响

为研究沼渣施用对花生小麦轮作作物产量及土壤养分和重金属含量的影响,试验共设置6种施肥处理,每个处理都施750 kg/hm²复合肥为底肥,1.5×10⁴ kg/hm² (A1)、3.0×10⁴ kg/hm² (A2)、4.5×10⁴ kg/hm² (A3)、6.0×10⁴ kg/hm² (A4)、7.5×10⁴ kg/hm² (A5)、对照CK不施沼渣(A6),分析了不同处理作物产量、籽粒重金属含量、土壤养分和重金属含量。试验结果表明：施沼渣的花生产量比对照增产幅度为4.74%~9.03%,处理A2、A3、A4、A5的产量比对照A6增产差异显著(P<0.05),施沼渣的小麦产量比对照增产幅度为3.08%~7.38%,处理A2、A3、A4、A5的产量比对照A6增产差异显著(P<0.05),处理A2的花生和小麦产量都比对照A6的增产差异显著,且沼肥用量最低,是适宜的沼肥用量;与不施肥相比,沼肥显著增加了土壤养分含量,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量变幅分别为56.80~107.23 g/kg、0.26%~0.45%、93.77~128.67 mg/kg、218.33~329.67 mg/kg;花生籽仁和小麦籽粒中均未检测出Hg和As,Pb、Cd和Cr含量的变幅分别为0.023~0.07、0.11~0.23、0.015~0.062 mg/kg,均低于《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)的标准;不同处理土壤Hg、Pb、Cd、Cr和As含量分别为0.046~0.061、23.4~29.7、0.09~0.22、71.1~89.5、12.0~14.4 mg/kg,远低于国家《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》(GB 15618—2018)标准值。     

海林农场沼肥连年施用对玉米产量和土壤化学性质的影响

为了阐明连年施用沼肥对玉米产量和土壤化学性质以及效益的影响,于2016年5月至2017年10月在黑龙江省海林市海林农场的玉米试验田进行了沼液、沼渣和化肥配施的田间试验。结果表明：连续2年的施用沼肥均能够增加玉米产量,而施用15000 kg/hm₂的沼液增产幅度最大,施用沼液和化肥配施的处理(30000 kg/hm₂沼液+600 kg/hm₂)玉米产量最高。施用1吨沼肥可替代107.38 kg尿素、217.90 kg磷酸二铵和80.55 kg硫酸钾,产生826.16元的直接经济效益。施用沼肥的各个处理经济效益均显著增加,30000 kg/hm₂沼渣+600 kg/hm₂化肥的处理经济效益最高,平均可达到19246.66 元/hm₂。沼肥施用后表层土壤pH可提高0.12～0.25个单位,土壤有机质、全氮、全钾和碱解氮含量均有所增加,这表明沼肥能够在一定程度上改善玉米田的土壤化学性质。因此,可以考虑在有沼气工程的区域合理的施用沼肥来替代化肥,实现对沼肥的高效利用。     

滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm~2为宜。     

稳定氮肥用量和施用方式对油菜产量和氮肥效率的影响

为了明确稳定氮肥在油菜生产上科学施用问题,2014-2015年于安徽省通过田间小区试验,研究了稳定氮肥用量及施用方式对油菜产量、氮素累积量、氮肥利用效率、经济效益及土壤养分含量的影响。结果表明,与不施氮肥相比,100%稳定氮肥一次施用、100%稳定氮肥分次施用、85%稳定氮肥一次施用和70%稳定氮肥一次施用分别增产225.6%、232.5%、206.8%和181.2%,植株地上部氮素总累积量分别增加309.2%、327.6%、254.0%和202.1%,经济效益分别增加287.9%、273.9%、266.1%和234.0%。与农民习惯施肥相比,100%稳定氮肥一次施用和分次施用分别增产8.2%和10.5%,植株地上部氮素总累积量分别增加15.2%和20.3%,经济效益分别增加16.8%和12.6%。等氮施用稳定氮肥较农民习惯施肥显著促进油菜对氮素的吸收累积。氮肥表观利用率施用稳定氮肥显著高于农民习惯施氮,等氮显著高于减氮处理,以100%稳定氮肥分次施用最高。农学效率和偏生产力施用稳定氮肥高于农民习惯施肥。稳定氮肥施氮量在180 kg/hm2且基肥与薹肥6：4分次施用时,能较好地协调水稻高产与稳定氮肥合理利用的统一。     

沼液施用量对小麦产量及土壤理化性质的影响

为给沼液循环利用提供科学理论依据,以‘扬麦16’为材料,研究了沼液施用量对小麦群体质量、产量及土壤理化性质的影响。结果表明,与对照处理（不施沼液CK）相比,施用沼液能增加小麦分蘖数和分蘖成穗率,随着沼液施用量的增加SPAD值、叶面积指数、干物质积累量也相应提高;施用沼液处理土壤容重下降,孔隙度增加,其中TR5（基肥60000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）和TR6（75000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）处理土壤容重达到了1.0 g/cm3以下。施用沼液可明显提高土壤氮磷钾含量,最大增幅分别为15.3%（全氮）、34.5%（有效磷）、16.2%（缓效钾）;施用沼液处理均较对照增产,且差异达极显著水平,其中TR5（基肥60000 kg/hm²沼液+150 kg/hm²尿素）处理小麦产量最高,达6525.00 kg/hm²,比对照产量高6.5%。沼液施用量以60000~75000 kg/hm²之间效果较佳。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

本研究于2015—2019年以晋杂34、辽杂27、晋饲2号、晋糯3号和汾酒粱1号为研究对象,设0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)、300(N300)、450 kg hm^-2(N450)6个氮素水平,调查其对产量性状、淀粉含量和土壤硝态氮以及氮素利用特性指标的影响,以探讨高粱合理的氮素施用方案。结果表明,高粱的产量、穗粒数及植株地上部氮素累积量,随施氮水平的增加呈先增加后趋于稳定的趋势,其中以N75处理增幅最大,较N0处理最大增幅分别可达23.68%、48.05%和51.86%;籽粒淀粉含量、5年叠加氮肥利用率、5年叠加氮肥农学效率和氮素5年叠加表观回收率随施氮水平的增加都存在不同程度的降低,其中N75处理下5年叠加氮肥利用率为63.01%,较N150处理提高了76.91%;籽粒淀粉产量则随施氮水平的增加呈先增加后降低的趋势。连续施氮4~5年后,施氮量≥225 kg hm^-2,残留的硝态氮在60~200 cm土层逐年累积,且在0~200 cm土层存在明显的累积峰,硝态氮淋失风险加剧。施氮量75~150 kg hm^-2之间,在满足高粱植株基本生长需求的同时,可以弥补了土壤氮库的消耗,有效降低了土壤硝态氮的淋失,亦有利于高粱产量和籽粒淀粉产量的形成。