有机肥氮替代化肥氮提高玉米产量和氮素吸收利用效率

【目的】有机肥替代部分化肥是实现中国化肥零增长的重要技术途径之一。利用在紫色土上8年定位试验研究有机肥氮连续替代化肥氮玉米生产力和氮素吸收利用效率的变化,为紫色土区合理利用有机养分资源和玉米施肥结构的调整提供科学依据。【方法】本试验为8年定位试验,试验施肥模式有5种:不施氮肥对照(CK)、农民常规施肥(FP)、化肥优化施用(OP)、在化肥优化的基础上有机肥(鸡粪)氮替代50%化肥氮(MF)、有机肥(鸡粪)氮替代100%化肥氮(OM)。试验研究了不同施肥处理下玉米产量、生物量和氮素吸收利用的变化。【结果】有机肥氮替代部分化肥氮能够显著增加玉米籽粒产量和生物量。相比常规施肥(FP)、有机肥氮替代100%化肥氮(OM)和化肥优化施用(OP),有机肥氮替代50%化肥氮处理(MF)的8年玉米籽粒平均增产率分别为13.7%、13.5%和12.5%,地上部生物量增产11.3%、7.0%和8.6%。与对照相比,各施肥模式均降低了玉米产量年度变异系数,提高了可持续指数和收获系数,其中有机肥氮替代50%化肥氮(MF)年度变异最小、可持续指数和收获指数最高。有机肥氮替代部分化肥氮促进了玉米对氮的吸收累积和向籽粒的转运。与化肥优化施(OP)和有机肥氮替代100%化肥氮(OM)处理相比,有机肥氮替代50%的化肥氮处理(MF)籽粒中氮素累积吸收量增加7.0%和29.6%,氮的总表观利用率提高2.5个百分点和26.5个百分点。有机肥氮替代50%化肥氮处理(MF)的氮肥偏生产力、氮收获指数和氮肥贡献率分别比OP提高6.2 kg·kg~(-1)、3.5个百分点和6.3个百分点,比OM提高6.6 kg·kg~(-1)、0.8个百分点和5.8个百分点。不同施肥处理每生产1 t玉米对氮素的需求量存在明显差异,化肥优化(OP)和有机肥氮替代50%的化肥氮(MF)处理生产1 t玉米籽粒对氮素的需求量(9.4 kg和10.8 kg)明显低于FP和OM处理(14.5 kg和12.9 kg),提高了氮素的生产效率。【结论】有机肥氮替代50%化肥氮显著提高了玉米经济产量和生物产量,提高了产量的稳定性和可持续性;促进了玉米对氮素的吸收和向籽粒的转运,提高了氮的利用效率。有机肥氮替代部分化肥氮是西南紫色土地区玉米增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。     

商品有机肥替代化肥对作物产量和土壤肥力的影响

【目的】通过连续3年定位监测华北平原冬小麦-夏玉米轮作区商品有机肥部分替代化肥施用后作物产量和土壤肥力的变化,探究商品有机肥替代化肥对作物产量及土壤肥力的影响,以期为该区域商品有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】试验开始于2011年,于山东禹城设置3个不同施肥处理：不施肥对照（T1）;单施化肥（T2）;等养分条件下,有机肥部分替代化肥（T3）（氮、磷和钾替代比例分别为11.3%、13.7%和58.8%）。于2011-2014年连续3年进行田间取样,分析冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对作物产量、产量构成以及土壤有机碳、全氮、速效磷、速效钾含量的影响。【结果】（1）商品有机肥部分替代化肥施用后,冬小麦和夏玉米3年平均产量分别为7 700和9 175 kg·hm^-2,与当地栽培条件下高产水平相当,但与单施化肥处理相比差异不显著。（2）与单施化肥相比,商品有机肥替代化肥处理对产量构成因素（有效穗数、穗粒数和千粒重）未表现出显著影响。（3）商品有机肥部分替代化肥施用3年后,与单施化肥相比,土壤有机碳增加了19.5%、土壤全氮提高了12.3%,显著高于单施化肥处理。【结论】商品有机肥部分替代化肥能保证华北平原小麦-玉米轮作体系的作物稳产、高产,并且能够培肥地力,有利于土壤可持续利用。     

日照市夏玉米肥效试验研究

为研究鲁东南沿海地区夏玉米肥料利用率,探究不同一次性施肥方式对夏玉米产量的影响,进一步完善区域施肥指标体系和施肥配方,因地制宜制定适宜的化肥减量增效施肥方案,在日照市岚山区开展了夏玉米肥效试验。试验结果表明,配方施肥条件下夏玉米氮肥、磷肥和钾肥当季利用率分别为22.8%、19.0%、36.1%；与传统习惯施肥相比,通过应用配方施肥、施用控释肥和有机肥替代部分化肥均可明显地提高夏玉米生物产量,其中有机肥替代10%化肥的施肥方案可同时实现化肥减量和夏玉米生物产量提高,是本试验条件下最优施肥方案。     

秸秆还田下有机肥替代部分氮肥对玉米产量及土壤理化性状的影响

为研究秸秆还田条件下有机肥替代部分氮肥对土壤培肥和玉米产量的效果,在长春市选择连年秸秆还田试验地,在等氮条件下设置不施肥、单施化肥和施用3种有机肥(鸡粪堆肥、猪粪堆肥和商品有机肥)替代氮肥等14个处理,测定了土壤有机质含量、土壤速效养分及玉米产量等指标.结果表明,随着有机肥替代化肥比例的增加,土壤容重呈下降趋势,鸡粪替代100％氮肥处理(CM100)、猪粪替代100％氮肥处理(PM100)、商品有机肥替代100％氮肥处理(COF100)容重较100％化肥对照(CF)分别减少6.6％、5.3％、5.3％;在0～20 cm土层,鸡粪替代25％氮肥处理(CM25)的土壤有机质含量最高,比CF提高6.2％;CM25处理的玉米产量比CF降低1.2％,与其他处理相比减产最少;施用3种有机肥替代化肥处理对土壤速效养分没有贡献,均无显著性差异.综合比较,替代量为鸡粪25％～50％的效果最佳,在保证产量的同时,也改善了土壤环境,保护黑土地.     

前茬小麦有机肥替代化肥氮对后茬玉米抗倒伏性状的影响

以豫南砂姜黑土区冬小麦–夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象,基于大田试验,采用小麦、玉米周年轮作模式,在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理,即T0(0)、T20(20%)、T40(40%)、T60(60%)、T80(80%)和T100(100%),玉米季各小区均正常施用化肥,在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标,在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量,在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明：与T0相比,有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化;第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加;T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数;在玉米拔节期、吐丝期、成熟期,有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加,均以T60处理的含量最高;有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加,T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见,前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量,以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。     

要素替代视角下的化肥减量机制及驱动因素——来自设施蔬菜优势产区的微观实证

为探索促进农户转变肥料投入行为、加速有机肥替代化肥,基于黄淮海与环渤海设施蔬菜优势产区蔬菜种植户调查数据,立足生产要素替代关系视角,在对农户有机肥替代化肥行为进行理论分析的基础上,运用超越对数生产函数模型、样条模型等对农户有机肥替代化肥的行为现状、驱动因素及异质性进行研究,结果表明:1)农户有机肥产出弹性高出化肥产出弹性44%,有机肥—化肥替代弹性为1.269,表现出较大的替代潜力;2)适度规模集中连片经营、专业化水平提高、使用更高肥效的有机肥、生态环保意识更强有利于推动农户有机肥替代化肥,而当前合作组织服务能力不足、优质优价机制尚未有效形成、有机肥效不稳定等问题则限制了农户替代积极性;3)家庭耕地面积在0.500~0.667 hm²的农户更倾向于用有机肥替代化肥。最后,提出应推动生产连片、适度规模经营,加强对农户有关有机肥知识与科学操作方面的教育和培训,提高有机肥质量与施用效果,鼓励社会化服务组织介入生产环节,建立绿色农产品品牌,实现优质优价的对策建议。     

商品有机肥替代部分化肥对玉米生长、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究商品有机肥替代部分化肥施用后对玉米生长、产量、土壤肥力及经济效益的影响,为玉米生产中有机肥替代部分化肥的应用提供可行性依据。【方法】设3个处理,不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、有机肥替代部分化肥(MNPK)(等养分条件下,氮、磷和钾替代比例分别为10.0%、18.3%和15.0%),设田间小区试验与室内分析。【结果】商品有机肥替代部分化肥(MNPK)较常规施肥(NPK)和不施肥(CK),提高了玉米各生育期株高、茎粗、叶片数和叶片SPAD值;改善了玉米的穗部性状和产量构成;玉米产量增加83.47%、14.94%,净收益增加419.58元/hm²;土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别增加13.08%～39.29%、71.97%～95.70%、13.29%～45.13%、20.00%～23.26%,提高含水量,降低土壤pH和土壤容重。【结论】商品有机肥替代部分化肥是促进玉米生长、增产增效和培肥土壤的一种经济可行的施肥方法。     

改酸型有机肥在化肥减量增效中的作用研究

有机肥替代部分化肥是化肥减量增效的有效措施,为探索单位面积有机肥适宜用量及替减化肥幅度,在玉米上进行了田间小区试验。结果表明,在配方施肥的基础上一定范围内随着有机肥用量增加玉米单产不断增加,有机肥亩用量为324 kg时,玉米亩产最高,为584 kg;在亩增施100 kg有机肥的基础上减少20%化肥用量(35%配方肥15 kg)未造成玉米明显减产,说明用有机肥替代部分化肥切实可行,本次试验减少的化肥氮磷钾总养分与有机肥提供的总养分相当,因此玉米不会减产。随着有机肥用量增加土壤有机质、全氮及速效钾有所提高,但差异不显著,说明改良土壤和培肥地力是一个缓慢的过程,必须长期坚持增施有机肥才能使耕地肥力逐年稳步提高、理化性状逐步改善。     

有机肥氮替代化肥氮对河套灌区春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响

针对河套灌区长期过量施用化肥而较少施用有机肥的现状,探讨了有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响,为探讨河套灌区化肥氮减量与有机肥氮配合施用的可行性及化肥减量比例提供理论依据。采用田间试验,设置不施氮肥(CK)、农民常规施肥(CF)、减量施肥(TS)、TS基础上有机肥氮替代30%化肥氮(MF)、TS基础上有机肥氮替代50%化肥氮(OF)5种施肥模式,探讨了内蒙古河套灌区有机肥氮替代化肥氮对春玉米生长发育、氮素效率及产量的影响。结果表明,施用氮肥可以加快玉米的生长速度,以有机肥氮替代化肥氮(MF、OF)对玉米生长的促进效果更明显,抽雄期MF、OF处理叶面积指数达到最高,分别较CK、CF、TS处理高60.4%、11.1%、35.6%,60.1%、10.9%、35.3%,成熟期OF处理干物质积累量最高,为CK的2.6倍,并分别比CF、TS、MF处理高45.1%、43.0%、57.7%。相同施氮量下,有机肥氮替代化肥氮比单施化肥氮(TS处理)更能提高玉米的氮素效率及产量,且MF处理提高玉米光合特性的效果较明显。MF、OF处理产量与CF处理没有明显差异,但较CK分别提高162.1%、161.7%,较TS处理分别提高32.6%、32.4%。综合分析,相同施氮量下,有机肥氮替代部分化肥氮能明显提高玉米生长速度、叶面积指数,改善光合性能,提高氮素效率及产量,有机肥氮替代50%化肥氮为内蒙古河套灌区春玉米增产、氮肥增效的合理施肥方式。     

生物有机肥替代化肥对玉米土壤肥力及酶活性的影响

[目的]明确生物有机肥部分替代化肥对夏玉米土壤养分及酶活性的影响,改善过量化肥施用导致土壤肥力下降的问题.[方法]以浚单20为供试玉米品种,设置生物有机肥、化肥不同替代比例(CF,100％化肥氮;BF5,95％化肥氮+5％生物有机肥氮;BF10,90％化肥氮+10％生物有机肥氮;BF20,80％化肥氮+20％生物有机肥...     

长期培肥定位试验耗竭阶段各培肥物质对土壤磷库持续效应的研究

试验采用旋转回归设计方法，从１９８６～１９９４年在代表松嫩平原黑土区的东北农业大学试验地内进行了以农肥、化肥、秸秆、绿肥等培肥物质为试验因素的长期定位试验。试验分两个阶段进行，前一阶段为培肥阶段，到１９９２年结束。后一阶段为耗竭阶段，主要观测各培肥处理对土壤养分的持续效应及对产量的影响。建立了耗竭阶段农肥、化肥、秸秆对土壤有机质、全氮、全磷及产量的数学模型。随着耗竭试验的继续，各处理土壤磷库含量都呈下降趋势。在农肥、化肥、秸秆三因素中，农肥对土壤磷库的贡献最佳，化肥次之，秸秆最差     

长期培肥定位试验耗竭阶段各培肥物质对玉米产量的持续效应 …

试验采用旋转回归设计方法，从１９８６－１９９４年在代表松嫩平原黑土区的东北农业大学试验地内进行了以农肥、化肥、秸秆、绿肥等培肥物质为试验因素的长期定位试验。试验分两个阶段进行，前一阶段为培肥阶段，到１９９２年结束，后一阶段为耗竭阶段，主要观测各培肥处理对土壤养分的持续效应及对玉米产量的影响，建立了耗竭阶段农肥、化肥、秸秆对土壤有机质、全氮、全磷及玉米产量的数学模型。     

长期培肥定位试验耗竭阶段各培肥物质对玉米产量的持续效应的研究

试验采用旋转回归设计方法〔１〕，从１９８６～１９９４年在代表松嫩平原黑土区的东北农业大学试验地内进行了以农肥、化肥、秸秆、绿肥等培肥物质为试验因素的长期定位试验。试验分两个阶段进行，前一阶段为培肥阶段，到１９９２年结束。后一阶段为耗竭阶段，主要观测各培肥处理对土壤养分的持续效应及对玉米产量的影响。建立了耗竭阶段农肥、化肥、秸秆对土壤有机质、全氮、全磷及玉米产量的数学模型〔２〕。试验表明，随着耗竭试验的继续，在产量上和连作不施肥区相比，农肥、化肥、秸秆都有较明显的后效，从两个培肥因素的交互作用上看，农肥与化肥、化肥与秸秆之间有明显的正交互作用，而秸秆和化肥之间也表现了较明显的互补性。     

大豆绿肥腐解规律及其对玉米产量的影响

以大豆（沧豆6号）为绿肥材料,采用在田间埋入尼龙袋子的绿肥施用方法,研究了在是否种植玉米和是否施用化肥条件下大豆绿肥的腐解规律及其对玉米产量的影响。结果表明：随着埋入时间的延长,绿肥的干物质量逐渐减少且腐解速率逐渐降低,其腐解过程表现为前期腐解快、后期腐解逐渐减慢的特点,不同时期的绿肥干物质量存在显著差异;绿肥在种植玉米条件下比不种植玉米条件下腐解得快,在施用化肥条件下比不施化肥条件下腐解得快,但差异均不显著;绿肥不论是单施还是与化肥配施均能够大幅度提高玉米产量,单施绿肥的增产效果优于单施化肥,以绿肥与化肥配施玉米产量最高,且产量差异均达到了极显著水平。在种植玉米且施用化肥条件下,大豆绿肥腐解得最快,玉米产量最高为8 293.5 kg/hm2,分别较不施绿肥和化肥（CK）、单施化肥、单施绿肥增产19.91%、12.38%和3.97%;单施绿肥较单施化肥增产8.09%。在玉米生产上,提倡绿肥与化肥配合施用。     

有机无机肥配施对夏玉米根系分布及产量形成的调控

研究有机无机肥配施对夏玉米根系空间分布及产量形成的影响,探讨玉米根系对产量形成的作用,以期促进根土互作、加强根系与水肥的耦合性,提高产量及氮素利用效率。以‘郑单958’(ZD958)为试验材料,设置单施无机肥(U)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(U+M)和不施肥作对照(CK),进行大田试验,研究有机无机肥配施对氮素吸收效率的差异。结果表明：有机无机肥处理增加根系干重、根长密度,尤其增加40~80 cm土层根长密度,使其根系空间分布合理并且深层根系多,深层根系与养分的协调性较好,根系功能期长,既能满足前期养分的需要又能够为玉米后期的生长提供足够的养分,因此有机无机肥配施的总氮素积累量、氮肥偏生产、氮肥农学利用效率均高于其他施肥处理,有利于籽粒的形成、产量的增加。单施有机肥和单施无机肥处理增加表层土壤根系,不利于产量的形成。通过有机无机肥配施在不降低谷物产量且降低环境风险的情况下维持较好的氮素平衡,提高氮素利用效率,可为黄淮海玉米生产提供理论基础。     

耕作方式和有机肥对风沙土区玉米产量的影响

[目的]研究耕作方式、施用有机肥对玉米产量的影响。[方法]以黑龙江省大庆市杜尔伯特蒙古族自治县农业科技园区为平台,设置5种耕作方式(免耕、常规翻耕、深翻打破犁底层、深翻和超深翻)和3种施肥方式(化肥、化肥配施秸秆还田和化肥配施有机肥),测定玉米产量、土壤贯穿阻力、土壤容重、土壤三相结构距离R值和渗透速率。[结果]仅依靠改变耕作方式来调整土壤的物理性状,对提高玉米产量的贡献不大。在相同耕作方式下,与化肥处理相比,化肥配施有机肥可使玉米增产19.2%~32.9%;且比秸秆还田处理增加7.4%~189.0%。总之,在东北风沙土区,施用有机肥是提高玉米产量最有效的方法之一,而秸秆直接还田效果不理想;从耕作方式来看,常规翻耕20 cm是最优耕作方式。[结论]东北风沙土玉米产区最适合在施用有机肥条件下,进行20 cm翻耕作业。     

长期培肥定位试验耗竭阶段各培肥物质对土壤有机质持续效应的研究

试验采用旋转回归设计方法,从１９８６～１９９４年在代表松嫩平原黑土区的东北农业大学试验地内进行了以农肥、化肥、秸秆、绿肥等培肥物质为试验因素的长期定位试验。试验分两个阶段进行,前一阶段为培肥阶段,到１９９２年结束。后一阶段为耗竭阶段,主要观测各培肥处理对土壤养分的持续效应及对产量的影响。建立了耗竭阶段农肥、化肥、秸秆对土壤有机质、全氮、全磷及产量的数学模型。随着耗竭试验的继续,各处理土壤有机质呈明显下降趋势。在农肥、秸秆、化肥三因素,以农肥对土壤有机质的贡献最大,秸秆次之,化肥最差。从每两个培肥物质的交互作用对土壤有机质的影响看,化肥和农肥、秸秆之间无明显的正交互作用。而秸秆和农肥间有较明显的正交互作用,说明了在农业生产中二者可互相代替,同样可以达到培肥的目的。     

长期定位施肥对土壤养分与作物产量的影响

 【目的】研究探讨长期施用有机肥、化肥、有机无机结合等不同施肥条件下的作物增产效果与土壤养分演变规律。【方法】以在山东禹城连续22年的长期施肥定位试验为依据,对历年土壤养分和作物产量测试结果进行系统总结。试验采用冬小麦－夏玉米一年二熟栽培制度,分别设置①无肥对照,②常量有机肥无机肥配施,③常量有机肥,④常量化肥,⑤高量有机肥,⑥高量化肥,共6个施肥处理。【结果】在作物产量方面,试验之初的8～10年间表现为化肥对冬小麦的增产作用优于有机肥,而在夏玉米上则表现出相反结果,有机无机结合处理大部分年份作物产量处于较高水平;随着试验时间的延长,各施肥处理产量逐渐趋于一致;22年间土壤有机质含量始终表现出随有机肥施用量的增加而增高,且有逐年增长之趋势;化肥在提高土壤有机质、全氮等营养方面受生物产量和根茬残留量影响而与施肥量无明显关系,增施化肥可以迅速提高速效养分含量,并在一定水平上保持相对稳定。【结论】长期施用有机肥与化肥均表现出持续提高作物产量的良好作用,且二者效果不相上下,常规栽培条件下,当产量提高到一定水平后,继续高量施肥无助于作物产量的提高;有机肥与化肥均表现出持续提高土壤有机碳、氮含量之作用,有机肥效果明显优于化肥,且表现出随有机肥用量的增加而增加。而继续提高化肥施用量无助于土壤有机碳、有机氮的积累;一向被认为钾素含量的黄淮海平原土壤在连续施用氮磷化肥5～8年左右作物即表现明显缺钾现象,由此揭示出高产条件下氮磷钾平衡施肥的重要作用;在对提高土壤速效养分效果方面的差异表现在,化肥可以迅速提高速效养分含量并在这一水平上保持相对稳定,而有机肥则具有持续提高土壤速效养分含量的作用。     

肥料配施对冬小麦产量和氮肥利用效率的影响

采用大田试验方法研究有机肥与化肥配施对冬小麦产量和氮肥利用效率的影响.结果表明:有机肥与化肥配施能显著提高冬小麦产量,尤其是猪粪、玉米秸秆与化肥配施处理,产量高达5705.3 kg/hm2,比未施肥处理和习惯施肥分别增产20.35%和8.98%.有机肥与化肥配施处理的氮收获指数和氮肥农学效率均高于习惯施肥处理.其中,猪粪、玉米秸秆与化肥配施处理的氮肥农学效率为8.04 kg/kg,而习惯施肥处理的氮肥农学效率仅为3.30kg/kg.     

猪粪与化肥配施对春玉米碳氮代谢及产量与品质的影响

采用田间小区试验,以不同比例猪粪、猪粪堆肥、沼渣沼液与无机肥配施,研究其对春玉米光合特性、碳氮代谢关键酶活性、产量与品质的影响。结果表明:有机无机肥配施有利于改善春玉米光合特性,提高玉米功能叶硝酸还原酶(NR)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,确保稳产并改善品质,其中,以20%的猪粪堆肥与化肥配施处理效果最好,与施纯化肥相比,其春玉米的叶片净光合速率、蒸腾速率分别提高了13.35%和9.81%,灌浆期NR和SPS活性分别提高了17.96%和9.98%,籽粒中粗蛋白、粗淀粉含量分别提高了30.4%和7.48%,硝酸盐含量降低了49.97%,玉米增产7.94%。