旱地土壤有机碳氮和供氮能力对长期不同氮肥用量的响应

【目的】揭示旱地土壤有机碳氮、氮素矿化对长期不同氮肥用量的响应及有机碳氮与氮素矿化的关系,进而评价土壤供氮能力,为旱地土壤氮素管理提供参考。【方法】在陕西杨凌2004年开始的旱地小麦氮肥长期定位试验基础上,采集不同氮肥用量(0(N0)、160(N160)、320(N320)kg N·hm~(-2))试验的土壤样品,测定土壤有机碳、有机氮,微生物量碳、氮含量,并采用间歇淋洗好气培养法测定土壤的氮素矿化。【结果】与对照N0相比,施用氮肥(N160、N320)增加了0—10、10—20、20—40、0—40 cm土层有机碳含量,且在小麦播前期和收获期表现不一致;施氮(N160和N320)处理均显著提高了0—10 cm土层有机氮含量,但仅N320处理显著提高了0—40 cm土层土壤有机氮含量;施用氮肥(N160、N320)未改变0—10、10—20 cm土层土壤微生物量氮和微生物量碳含量,仅N320处理显著提高了20—40、0—40 cm土层微生物量氮和微生物量碳含量。0—10 cm土层,土壤氮素矿化量、矿化势(N_0)与施氮量、有机氮含量呈显著正相关,氮素矿化速率常数(k)则与其呈显著负相关。10—20 cm土层,施氮处理(N160、N320)土壤的氮素矿化量均显著高于不施氮处理(N0),增幅分别为27.3%和35.2%,且与施氮量、有机碳、有机氮含量呈显著正相关;氮素矿化势(N_0)随着有机碳增加而显著增加,矿化速率常数(k)则降低。20—40 cm土层,N320能提高氮素矿化量,并与有机氮、微生物量碳呈显著正相关。【结论】合理施氮肥能明显促进旱地0—10和10—20 cm土壤有机碳、有机氮积累,提高土壤氮素矿化能力,降低氮素矿化速率,是提高旱地土壤有机氮、有机碳含量和土壤供氮能力的有效途径。     

氮肥施用下蚯蚓活动对农田氮转化影响的Meta分析

蚯蚓在自然土壤中既能促进植物氮(N)素利用、增加土壤N固持,也会导致土壤N素气逸和淋溶损失,但农田土壤中持续的N肥施用如何影响蚯蚓的这些作用却并不清楚。因此,本研究提取了52篇文献中的202对数据,利用Meta分析从N肥类型、施肥量和施肥方式3个方面进行研究,评估N肥施用下蚯蚓活动对农田N转化的影响。总体结果表明,N肥施用下蚯蚓活动显著增加了作物生物量(地上部、地下部分别增加了12.00%、19.30%)及作物总氮(TN)含量(地上部、地下部分别增加了20.35%、21.06%),显著增加了土壤可利用N(9.16%)、微生物生物量氮(MBN,23.19%)及脲酶活性(23.73%),但与此同时也导致土壤氧化亚氮(N₂O)排放和N淋溶增加了16.41%和16.15%。蚯蚓活动对不同肥料类型、施肥量及施肥方式下土壤N转化过程的影响不同。有机-无机N肥配施时,蚯蚓活动对作物生物量和TN含量均有显著的促进作用(地上部、地下部生物量分别增加了17.90%、18.03%;地上部、地下部TN含量分别增加了37.62%、25.76%);无论N肥施用量为多少,蚯蚓活动均显著增加了作...     

水稻秸秆不同处理方式对亚热带农田土壤微生物生物量碳、氮及氮素矿化的影响

通过室内模拟培养试验,添加水稻秸秆及由此热解产生的生物质炭,分析亚热带典型旱地土和水稻土微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)及氮素矿化的变化动态,探讨添加不同处理方式的水稻秸秆对土壤碳氮矿化的影响。结果表明,培养35 d后,与对照(CK)相比,添加生物质炭处理,旱地土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了34.6%、163.1%和6.4%;水稻土MBC没有明显差异,MBN和矿化氮量分别增加23.0%和15.1%。添加秸秆处理,旱地土MBC、MBN分别增加了90.4%和203.8%,矿化氮量却减少了22.2%;水稻土MBC、MBN、矿化氮量分别增加了13.4%、19.9%和7.3%。研究阐明了生物质炭添加对农田土微生物生物量氮和氮素矿化具有促进作用,而对土微生物生物量碳的影响却因土地利用方式的差异而略有不同;水稻秸秆添加对微生物生物量均有促进作用,其促进程度基本高于生物质炭,而对氮素矿化的影响因土地利用方式的不同而存在差异。     

赤红壤坡地幼龄果园间作对土壤氮组分的影响

【目的】探讨赤红壤坡地幼龄果园不同间作模式对土壤氮组分的影响,筛选出提高果园土壤氮素有效性的优化间作模式。【方法】通过2季(2015年秋季和2016年春季)野外定位试验,以龙眼Dimocarpus longan(Dl)单作为对照(CK),研究幼龄龙眼园3种间作模式[龙眼/花生Arachis hypogaea(Dl/Ah)、龙眼/柱花草Stylosanthes guianensis(Dl/Sg)和龙眼/黑麦草Lolium perenne(Dl/Lp)]对土壤全氮(TN)、碱解氮(AN)、硝态氮(NO_3~--N)、溶解性有机氮(DON)和微生物生物量氮(MBN)等氮组分含量的影响。【结果】2季花生成熟期,间作处理土壤MBN含量显著高于CK,Dl/Ah和Dl/Sg处理土壤TN含量显著高于CK;2季花生花针期,Dl/Ah处理土壤DON和AN含量均显著高于CK;2016年春季花生花针期,Dl/Ah和Dl/Sg处理土壤NO_3~--N含量分别比CK显著提高了64.4%和34.2%。土壤TN、DON、NO_3~--N含量与植株C含量、C/N呈显著负相关关系,与植株N含量呈显著正相关关系。【结论】幼龄果园间作花生和柱花草可以显著提高土壤各氮组分含量,间作花生的效果更佳。     

减氮适墒对冬小麦土壤硝态氮分布和氮素吸收利用的影响

【目的】针对黄淮冬麦区过量施氮的现象,研究了适量减氮在不同土壤墒情下硝态氮分布以及冬小麦对氮素吸收利用效率和籽粒产量的变化,为该地区小麦生产上科学施用氮肥提供理论依据。【方法】于2014—2015和2015—2016两个小麦生长季,在大田条件下设置3个灌水处理,自然降水(W1)、适墒(W2,70%±5%)、足墒(W3,80%±5%)和3个施氮量处理(不施氮,N1;减氮施肥,N2:195 kg·hm~(-2);常规高量氮肥,N3:270 kg·hm~(-2)),测定了0—100 cm土层硝态氮含量、冬小麦植株氮素吸收转运量和籽粒产量。【结果】0—60 cm土层硝态氮(NO_3-N)的分布随土层加深而减少,随施氮量增加而提高,随土壤墒情的增大而减少;60 cm又出现不同程度的回升,尤其是足墒(W3)加大了NO_3-N的淋溶,N2、N3水平下80—100 cm土层W3平均比W1高出了3.8 mg·kg~(-1)和4.2 mg·kg~(-1);减氮处理(N2)促进了NO_3-N吸收,成熟期0—20 cm土层NO_3-N比开花期平均降幅为2.3 mg·kg~(-1),高氮处理(N3)收获后土层中NO_3-N却有较多的富集。减氮适墒处理(W2N2)显著增加了开花期营养器官氮素积累量(P0.05),并促进氮素向籽粒的有效转运,尤其表现在叶片中;花前氮素转移量和对籽粒的贡献率均达最大,籽粒产量和籽粒中的氮素积累量分别比其他处理平均高出15.4%、27.3%,从而极显著提高了氮素吸收率和生产效率(P0.05)。【结论】本试验条件下,施氮量195 kg·hm~(-2),拔节后土壤相对含水量维持在70%±5%,是兼顾产量、氮肥吸收和生产效率的最佳处理。     

间伐对马尾松人工林土壤活性氮组分的影响

【目的】研究实施不同强度间伐后的马尾松(Pinus massoniana Lamb.)人工林土壤活性氮组分在各季节的变化规律,以明晰间伐对土壤活性氮的影响程度,为确定适宜的间伐强度及森林土壤氮素管理提供科学依据。【方法】以南京市溧水区林场2006年实施不同强度(弱度25%,中度45%,强度65%)间伐的29年生马尾松人工林为研究对象,以未间伐为对照,于2015年4,7,10,12月采集不同处理0~10和10~20cm土层土样,测定不同土层4种活性氮组分(可溶性有机氮(DON)、微生物生物量氮(MBN)、铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N))的含量,分析不同间伐强度对土壤活性氮组分的影响。【结果】各活性氮组分含量存在一定的季节差异性,DON、MBN和NO-3-N含量在夏季均较低,NH+4-N含量在夏季和秋季时较高。活性氮组分对间伐的响应存在一定的季节差异。与对照样地相比,各间伐强度显著(P0.05)降低了春季和冬季土壤的DON含量,提高了夏季和秋季土壤的DON含量。弱度和中度间伐显著(P0.05)提高了各季节土壤MBN含量;强度间伐显著(P0.05)提高了春季和冬季土壤MBN含量,降低了夏季和秋季土壤MBN含量。各间伐强度显著(P0.05)提高了春季和夏季土壤的NH+4-N含量,降低了秋季土壤的NH+4-N含量;对冬季土壤NH+4-N含量的影响不一致,弱度间伐显著(P0.05)升高,中度间伐显著(P0.05)降低,强度间伐影响不显著。与对照样地相比,弱度和中度间伐显著(P0.05)增加了春季土壤NO-3-N含量,降低了秋冬季土壤NO-3-N含量,弱度间伐对夏季土壤的NO-3-N含量无显著影响,中度间伐显著(P0.05)提高夏季土壤NO-3-N含量;强度间伐显著(P0.05)提高春季土壤NO-3-N含量,降低夏季和冬季土壤的NO-3-N含量,对秋季土壤NO-3-N含量无显著影响。【结论】各间伐强度对土壤活性氮组分的含量均有一定影响,中度间伐可促进土壤活性氮组分的有效利用,为提高土壤氮素有效性,以实施中度间伐为宜。     

施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响

通过15N示踪试验,研究了黄淮地区施氮时期对冬小麦植株-土壤体系肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮时期后移,小麦籽粒中的氮素含量增加,叶和茎中氮素含量降低。小麦植株氮素总积累量以拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于提高籽粒的氮素积累量,降低营养器官的氮素积累量,促进营养器官中的氮素向籽粒中转运。不同施氮时期条件下,冬小麦的氮肥生产效率和氮素收获指数均表现为拔节期追氮最高。拔节期追氮更有利于促进强筋小麦品种氮素的吸收,提高中弱筋小麦品种氮素的利用。小麦植株氮素总积累量来源于肥料氮的比例随施氮时期的后移呈降低趋势。推迟施氮时期,植株氮素总积累量来自基肥氮的比例增加,来自追肥氮的比例减少。随施氮时期后移,肥料氮在0～100 cm土壤中的残留呈现增加趋势。与起身期和孕穗期追氮相比,拔节期灌溉后追施氮肥,肥料氮在20～60 cm土壤中残留量最大。综合分析肥料氮在小麦季的去向得出,拔节期追氮肥料氮去向更均衡。     

黑麦草鲜草翻压还田对双季稻田肥料氮循环的影响

【目的】研究黑麦草鲜草与尿素混施对双季稻田肥料氮利用率及氮循环特征的影响。【方法】利用盆栽15N示踪试验比较总施氮量一致的条件下单施尿素（CF）、半量尿素与半量黑麦草鲜草混施（RGCF）以及不施氮肥（CK）对双季稻产量、氮吸收利用效率、肥料氮素在土壤中残余以及N2O排放的影响。【结果】与CK相比,RGCF和CF显著增加了双季稻生物量和稻谷产量。RGCF与CF相比,水稻生物量和稻谷产量分别增加5.9%和7.3%。 与CK相比,RGCF和CF显著增加了双季稻氮素吸收量。RGCF与CF氮素吸收量无显著差异。与CF相比,RGCF增加了氮素干物质生产效率、氮素稻谷生产效率和氮素农学效率,降低了15N回收率和15N收获指数。RGCF比CF提高了氮素在土壤中的残留率,降低了N2O排放量。【结论】在双季稻体系中,尿素与黑麦草混施能够提高氮素利用效率,改善稻田氮素循环。     

番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响

【目的】定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量,评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响。【方法】通过15N尿素示踪结合盆栽试验,试验番茄品种‘齐达利’和‘017’,包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理。借助15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献,进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应（即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值）,最终评估土壤氮的平衡。【结果】番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理。肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为35.9%—38.8%,对地上部氮吸收的贡献（35.9%—39.9%）高于根系（31.6%—36.2%）。土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值,嫁接对加氮交互效应无显著影响。各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为4.0﹕2.6﹕3.4,作物-土壤系统对氮肥的总回收率（地上部吸收+土壤残留）为70%。在施氮量250 kg·hm-2水平,各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮,从长期来看,这可能导致土壤本身氮肥力的消耗。【结论】如果选择增加氮肥投...     

有机无机肥配施对玉米土壤碳氮转化的影响

本文采用大田试验与室内土壤培养相结合的方法,研究了有机无机肥配施对玉米作物根区土壤碳、氮矿化作用等影响。研究结果表明,有机无机肥配施对土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量氮(MBN)、无机氮呈现出不同的变化趋势,不同有机肥与无机肥配施对玉米不同生育时期的根区土壤MBC含量呈现不同程度的影响,土壤MBC的整体变化呈现出先升高后降低的趋势,且在作物整个生长期内,猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥的处理土壤MBC含量高于单施无机肥的处理。从玉米整个生育期来看,土壤MBN的整体变化呈现出升高的趋势。苗期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN含量差异不显著,成熟期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN差异显著,且鸡厩肥+无机肥、猪厩肥+无机肥的处理对土壤MBN有积极的影响且土壤MBN的含量高于单施无机肥的处理。而且不同有机肥的施入对土壤无机氮含量的变化也有显著的影响。各个处理土壤无机氮含量均呈现出逐渐降低的趋势。而猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥处理的土壤无机氮含量比单施无机肥处理的土壤无机氮含量有所升高,但各个处理的土壤硝态氮含量变化不明显。     

土壤活性氮动态变化及氮素可利用性对紫云英翻压量的响应

通过田间定位试验,研究了减量化肥紫云英不同翻压量下土壤活性氮的含量、动态变化及氮素可利用性,探讨了紫云英鲜草的适宜翻压量和土壤氮素利用效率,为双季稻合理施用氮肥提供理论依据。在稻-稻-紫云英轮作体系典型时期紫云英翻压前、早稻分蘖盛期、早稻成熟期、晚稻分蘖盛期、晚稻成熟期分别采集土壤样品,监测稻田土壤微生物量氮（MBN）、可溶性有机氮（DON）含量动态变化及氮素可利用性,并分析晚稻成熟期土壤铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）含量。结果表明：与对照（CK）处理相比,各施肥处理均提高了土壤全氮（TN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量,增幅分别为10.4%~21.2%、10.3%~44.1%和14.7%~52.9%。在翻压紫云英15.0~22.5 t·hm^-2时,土壤TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量均随紫云英还田量增多而提高,之后则随还田量的增多而降低。与常规施肥处理相比,化肥减施下紫云英各翻压量处理均提高了土壤MBN、DON及活性氮含量,增幅分别为7.0%~28.7%、8.5%~22.5%和5.8%~26.6%,且随紫云英翻压量的增加呈先增加后降低的变化趋势,MBN和活性氮含量均在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON含量在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。MBN/TN在翻压量22.5 t·hm^-2时最高,DON/TN在翻压量30.0 t·hm^-2时最高。各处理不同时期土壤MBN、DON含量及MBN/TN、DON/TN有明显波动,总体来看,土壤MBN含量及MBN/TN在早稻分蘖盛期明显降低,早稻成熟期有所回升,至晚稻成熟期又逐渐降低;土壤DON含量及DON/TN在早稻成熟期降至最低,至晚稻成熟期再次上升。研究表明,减施40%化肥条件下长期翻压紫云英不仅能增加土壤活性氮含量,同时有利于提高土壤氮素可利用性,紫云英翻压量22.5~30.0 t·hm^-2时效果最好。     

残膜对农田土壤养分含量及微生物特征的影响

【目的】探究残膜对土壤养分含量和生物学特征的影响,明确产生危害的土壤残膜强度限值,为中国残膜污染防治工作提供理论支撑。【方法】于2011—2015年在甘肃张掖设置0（CK）、150 kg·hm^-2（T1）、300 kg·hm^-2（T2）、450 kg·hm^-2（T3）以及600 kg·hm^-2（T4）残膜梯度试验,并测定不同残膜强度下土壤理化性状、微生物量碳氮、微生物群落丰度以及土壤酶活性等关键指标。【结果】残膜对土壤含水量、有机质（SOM）、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、有效磷（Olsen-P）的影响较大,随着残膜强度的增加,土壤含水量显著增加（P＜0.05）,而SOM、TN、NO₃^--N以及Olsen-P显著降低（P＜0.05）,NH₄⁺-N则表现出先升高后降低的变化趋势。低残膜强度下,土壤微生物量碳（MBC）和土壤微生物量氮（MBN）含量增加,但高残膜强度（T3和T4）则会显著降低土壤微生物量（MBC和MBN）及微生物群落丰度（吸光值平均变化率、丰富度、Shannon指数、Simpson指数以及McIntosh指数）（P＜0.05）。土壤酶活性随残膜强度的变化趋势同微生物量碳氮含量基本一致,残膜强度为300—450 kg·hm^-2时,土壤中α-葡萄糖苷酶（AG）、β-葡萄糖苷酶（BG）、纤维素酶（CBH）、木聚糖酶（BXYL）以及几丁质酶（NAG）活性普遍较高,残膜强度为600 kg·hm^-2时土壤酶活性显著降低（P＜0.05）。【结论】农田土壤中低量残膜存在下可通过保水作用提高土壤微生物活性及其丰富度,而当残膜强度超过450 kg·hm^-2时,土壤微生物量、微生物群落丰度和土壤酶活性显著降低;同时,长期残膜作用下会降低土壤SOM、TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N以及Olsen-P含量,引起土壤养分退化。因此,对于中国地膜残膜污染较严重的地区,应加大残膜防治工作力度,降低残膜引起的土壤退化风险。     

不同施肥水平对长期麦豆轮作体系土壤氮素及产量的影响

探索施肥对长期轮作下土壤氮素变化及产量的影响,对优化氮素管理具有重要作用。通过优化施肥方案,对关中地区冬小麦-夏大豆长期轮作模式下作物产量及土壤全氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮含量动态变化进行定位研究。结果表明：土壤全氮、硝态氮、铵态氮含量秋冬季较高,春夏季较低,微生物生物量氮变化趋势与之相反。土壤中氮素各组分含量均表现为表层土高于下层土,土壤全氮、硝态氮、铵态氮平均含量及铵态氮层化比、土壤硝态氮与铵态氮比值随着化肥施用量的增加而增加,硝态氮层化比随施肥量的增加而减少。与不施肥相比,优化施肥促进微生物生物量氮含量的提升,而常规施肥导致微生物生物量氮含量下降。试验连续运行9 a后,施肥导致土壤pH和水分含量下降,对小麦、大豆产量有显著影响,与不施肥处理相比,小麦、大豆平均增产50.20%、45.29%。麦豆长期轮作种植模式下优化施肥在基本保证作物产量的同时,降低土壤中全氮、硝态氮、铵态氮含量,增加微生物生物量氮含量,减少化肥施用量。     

暗管农田不同类型肥料对向日葵生长及土壤氮素分布的影响

为了探明暗管排水条件下不同肥料对作物生长和土壤氮素环境的影响，明确盐渍化暗管排水农田合理的施肥模式，采用田间试验，设置普通尿素（CK）、控释肥（CF）和有机硅水溶性缓释肥（OF）3个处理，在保证施纯氮量均为225 kg·hm^-2的情况下，对各处理向日葵生育期间的生长状况、产量和氮肥利用效率，以及土壤、排水中的氮素含量进行分析。结果表明：与CK相比，CF和OF处理均可提高向日葵各生育期株高、叶面积指数、光合速率及产量。其中，CF增产效果最为显著，两年内较OF、CK分别提高了14.07%和40.54%。此外，CF处理有利于0~40 cm土层土壤氮素的持续有效供应，可增加植株氮素积累量、氮肥偏生产力和氮收获指数，更好地促进作物对养分的吸收利用。与CK、OF相比，CF可有效减少向日葵收获后期0~160 cm土层NO₃^--N残留量，降幅分别为14.92%和7.87%。两年试验中各处理之间的暗管排水量、排盐量较接近，但NO₃^--N及NH₄⁺-N流失量差异明显，其中OF、CK处理下的NO₃^--N流失量分别是CF的1.25、1.50倍，NH₄⁺-N流失量分别是CF的1.22、1.95倍。研究表明，控释肥可以更好地促进作物对养分的吸收利用，提高氮肥利用率，显著增加作物产量，同时还可以降低土壤中氮素的深层淋洗，减少氮素流失量，是暗管排水条件下较为适宜的肥料品种。     

间伐对杨树人工林土壤微生物量和氮含量的影响

针对生产中杨树大径材培育存在的问题,设计了4种间伐处理(对照、30％下层伐、50％下层伐和50％机械伐),研究了不同间伐处理对杨树人工林土壤微生物量碳、微生物量氮、土壤无机氮和土壤溶解性有机氮含量的影响及其时间和空间格局。结果表明,由于间伐处理改变了林地土壤的温度和水分条件,导致在生长季高强度间伐处理(50％下层伐和50％机械伐)显著提高了土壤微生物量碳和微生物量氮含量,表现为50％机械伐>50％下层伐>30％下层伐>不间伐,而在非生长季则表现相反的趋势。高强度间伐显著提高了土壤无机氮含量,但50％下层伐和50％机械伐的土壤无机氮含量差异不显著;土壤无机氮( NH4＋－N和NO3－－N)主要以硝态氮的形式存在,并表现出明显的季节动态。高强度间伐提高了土壤溶解性有机氮含量,特别在夏季和秋季这种差异达到显著水平。从不同土壤层次看,土壤微生物量、土壤无机氮和溶解性有机氮均表现出明显的表聚性。研究结果可为杨树人工林的可持续经营提供理论依据和技术支撑。     

Increase in yield and nitrogen use efficiency of double rice with long-term application of controlled-release urea

Controlled-release urea (CRU) has better characteristics than conventional urea for synchronizing nitrogen (N) release with plant uptake. Understanding the effects of CRU on crop yield and N use efficiency (NUE) has long been the key to evaluate the performance of CRU. A long-term experiment over five consecutive years was conducted in Changsha, Hunan Province, China, to investigate the effects of polyethylene-coated urea with a 90-d release period on the yield and NUE of double rice (early and late crops are grown in the same year), the amount of residual soil mineral N and the soil–plant N balance, as well as on the economic benefits. Four N fertilizer treatments including CK (no N fertilizer), U (conventional urea), CRU1 (polyethylene-coated urea with equal N application rate to U) and CRU2 (20% reduction in N application rate of CRU1) were established. The results indicated that CRU1 application increased the yield and NUE of double rice by 11.0 and 13.5%, respectively, compared with U. Higher yield and NUE of late rice were found than in early rice in CRU treatments. Compared with conventional U, the yield and NUE of early rice in the CRU1 treatment were increased by 6.0 and 10.2%, respectively, and those of late rice were increased by 15.4 and 13.8%, respectively. There was no significant difference between CRU1 and CRU2 in double rice yield. Furthermore, CRU treatments (including CRU1 and CRU2) had higher apparent residual N_min rate (ARNR) and apparent N recovery rate (ANRR), but lower apparent N loss (N_S) than the conventional U treatment. Concentrations of NH₄⁺-N and NO₃^–-N were greater in the surface soil (0–20 cm) and lower in the deeper soil layer (40–60 cm) with CRU treatments than in the U treatment after harvest. Moreover, CRU application produced a greater economic benefit than conventional U application. In general, CRU outperformed U fertilizer in terms of rice yield, NUE, soil–plant N balance, economic benefit, and CRU2 provided greater comprehensive benefits than CRU1. It is suggested that CRU application is beneficial for solving N management challenges in the production of rice.     

生物炭和秸秆还田对华北农田玉米生育期土壤微生物量的影响

基于华北农田长期定位试验,研究了长期施用生物炭和秸秆还田对整个玉米生育期内土壤微生物量的影响.试验共设4个处理:CK(单施氮磷钾肥)、C1(生物炭4.5 t·hm^-2·a^-1+氮磷钾肥)、C2(生物炭9.0 t·hm^-2·a^-1+氮磷钾肥)和SR(秸秆还田+氮磷钾肥).结果表明,各处理土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)动态变化趋势基本一致,均在玉米拔节期达到最高值,施用生物炭和秸秆还田均显著提高了土壤MBC、MBN含量(P <0.05),并且随着施炭量的增加而增加.与CK相比,C1、C2和SR处理的土壤MBC和MBN分别提高了105.2%、146.5%、96.4%和123.9%、183.6%、114.3%;与秸秆直接还田相比,施用高量生物炭更有利于增加土壤MBC、MBN含量.土壤MBC、MBN均与土壤温度呈现显著的正相关关系,而与土壤水分的相关性较差,说明在玉米生育期土壤温度是影响土壤微生物量变化的主要因素之一.施用生物炭显著降低了MBC、MBN的季节波动,而对土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)没有显著影响.综上所述,施用生物炭更有利于维持较高的微生物活性和较稳定的土壤环境.