有机无机肥配施对旱地冬小麦产量和氮素吸收利用的影响

为探究有机无机肥配施对旱地冬小麦减肥增效的内在机制,依据7年长期定位试验,采用裂区设计,设5个氮水平（0、75、150、225、300 kg·hm^-2）为主处理,配施有机肥（用量30 t·hm^-2）和不施有机肥为副处理,单施化肥处理分别记为N0、N75、N150、N225、N300,配施有机肥处理分别记为MN0、MN75、MN150、MN225、MN300。在分蘖、拔节、开花、灌浆、成熟期采集植株地下（0~20 cm根系）和地上部分,对籽粒产量及其构成因素、氮素吸收利用状况进行研究。结果表明,随施氮量增加,冬小麦有效穗数、穗粒数先增加后减少,而千粒质量则逐渐下降。配施有机肥处理有效穗数较单施化肥处理整体提高7.1%。MN150处理籽粒产量最高,达到6 311 kg·hm^-2。单施化肥处理籽粒对氮素的吸收主要通过花前氮素转运,而配施有机肥处理花前氮素转运和花后吸收对籽粒氮素积累作用同等重要。与单施化肥相比,有机无机肥配施花前氮素转运量、花后氮素积累量分别提高9.80%、33.10%。花前氮素转运以茎秆为主,花后氮素积累量在MN150处理最高。配施有机肥显著提高氮素利用率和农学效率,降低施氮量在增加氮素利用率与农学效率的同时提高了氮素收获指数。适量增施氮肥显著提高叶片硝酸还原酶活性,单施化肥和配施有机肥分别在N225、MN150处理达到最高,有机无机肥配施下,硝酸还原酶活性在分蘖、拔节、开花和灌浆期分别提高25.94%、12.88%、9.90%和12.35%。综合来看,有机无机肥配施下施氮量为150 kg·hm^-2时既能促进冬小麦植株对氮素的吸收利用,又有利于保证西北旱地冬小麦稳产高产。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

有机无机肥配施对小麦产量及土壤质量的影响

为研究化肥减量配施有机肥对小麦生长和土壤质量的影响,筛选适宜小麦品种新冬42号生长的有机肥和化肥配比,设置常规化肥减量25％配施有机肥(CF+M25)、常规化肥减量50％配施有机肥(CF+M50)、常规化肥减量75％配施有机肥(CF+M75)、常规化肥(CF)、空白对照(CK)等5个处理,进行田间小区试验,分析有机无机肥配施对小麦产量和土壤质量的影响.结果表明,有机氮配施比例为50％时,能促进小麦增产且有效降低化肥施用量,冬小麦达到最大产量的最佳无机氮配比理论值为21.3％;M处理与CF、CK处理呈显著性差异,比对照增加17.02％,比纯化肥增加10.68％;碱解氮含量排序为CF+M50>CF+M25>CF>M>CF+M75;CF处理有效磷积累量高于有机肥配施处理,比对照高出29.37％.与对照相比,施肥处理增加了小麦产量,改善了土壤质量,与单施化肥相比,有机无机肥配施可有效增加土壤有机质含量,稳定小麦产量.     

施肥对新垦耕地甘薯产量和土壤养分的影响

通过田间试验,研究不同施肥处理对甘薯产量及收获后土壤养分的影响。结果表明,与单施化肥相比,有机无机配施处理的产量显著提高,并显著提高了土壤有机质含量,而单施化肥处理土壤的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著高于有机无机配施。     

渭北旱地麦田配施有机肥减量施氮的作用效果

为了探讨陕西渭北旱地冬小麦有机无机配施的减氮效应及机理,于2011年10月至2014年6月在陕西省渭南市白水县进行了连续三年的田间小区定位试验,探究不同氮肥用量(0、75、150、225、300 kg N·hm~(-2))与有机肥(猪粪30 t·hm~(-2))配施对冬小麦产量、氮肥利用率(NUE)、土壤硝态氮残留及土壤养分的影响,明确当地最适宜的有机无机配施比例。结果表明:有机无机配施处理的产量、地上部吸氮量和NUE较单施化肥处理分别提高6.9%、29.3%和34.3%,且以有机肥与150 kg N·hm~(-2)氮肥配施处理效果最佳;有机无机配施显著改善0~20 cm土壤养分状况,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别较单施化肥处理提高6.1%、8.2%、90.4%和94.8%,但当施氮量大于150 kg N·hm~(-2)时,配施有机肥显著增加0~200 cm硝态氮残留量(43.7~188.8 kg·hm~(-2)),加大硝态氮淋溶风险;有机肥分别与75、150 kg N·hm~(-2)氮肥配施相比单独施用150、225 kg N·hm~(-2)氮肥处理在产量上无显著差异,却显著提高了NUE(27.4%和45.3%),并降低60 cm土层以下硝态氮含量。综合上述研究结果,在渭北旱地冬小麦生产中,在有机肥(猪粪)30 t·hm~(-2)的基础上配施75~150 kg N·hm~(-2)的氮肥(有机氮∶无机氮=1∶0.46~0.91),可以保证小麦高产优质,并降低氮素淋溶风险。     

氮钾配施对夏玉米产量和养分含量动态变化的影响

为给夏玉米合理施肥提供科学依据,采用田间试验和土壤、植物诊断相结合的方法,研究不同氮钾肥配施对夏玉米产量和养分含量动态变化的影响。结果表明:在该地区的高磷土壤上,不施磷肥,合理配施氮钾肥,可以增加玉米产量1.8%-12.4%。其中,穗长增加1.8%-8.2%,穗粗增加1.3%-4.1%,穗粒数增加11.3%-22.5%,百粒重增加1.1%-4.8%。综合玉米产量、穗部性状、叶片以及土壤氮磷钾养分含量分析,在土壤含磷量为35.3 mg/kg时,以N2K2配施效果最好,玉米产量高达11 183.3 kg/hm2。     

长期定位施肥31年后紫色水稻土碳、氮含量及储量变化

【目的】了解长期施肥对紫色土碳、氮的影响,为该区合理施肥提供依据。【方法】以31年长期定位施肥试验为基础,研究了中国西南紫色水稻土表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤碳、氮的含量与积累对长期不同施肥模式的响应特征。【结果】不施肥土壤有机碳含量年下降速率为0.033 g/kg,单施化肥(N、NP、NPK)和化肥配施有机肥(MN、MNP、MNPK)土壤有机碳含量年增加速率为0.047和0.085 g/kg,不施肥、单施化肥和有机肥配施化肥土壤氮含量年增加速率分别为0.0058、0.011和0.018g/kg。肥料的施入显著提高了表层和亚表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量及储量,其中有机无机肥配施效果优于单施化肥。与不施肥相比,单施化肥和有机无机肥配施分别增加了表层和亚表层SOC含量30.40%、44.69%、11.83%和19.29%,分别增加了SOC储量32.30%、42.87%、19.09%和24.96%;表层和亚表层土壤TN含量分别增加了13.39%、29.92%、8.33%和1.04%,土壤TN储量分别增加了15.43%、28.29%、15.22%和5.07%。且土壤碳、氮间存在着极显著线性关系。【结论】紫色水稻土区有机无机肥配合施用对土壤培肥效果较好。     

长期有机无机肥配施对稻田土壤养分的影响

通过湖南省7个县市土壤肥力与肥效监测长期定位试验,研究了单施化肥和有机无机肥配施对稻田耕层土壤养分及水稻产量的影响.结果表明,长期有机无机肥配施显著增加了土壤有机碳及活性有机碳含量.提高土壤全氮、全磷、全钾、全锌、全铜以及碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效铜含量,效果为高量有机肥配施(HOM)＞中量有机肥配施(MOM)＞单施化肥(NPK).说明无论单施化肥还是有机无机肥配施都可以增强土壤养分容量及其供应强度,其中以高量有机肥配施效果最好.与试验前相比,施肥处理下土壤氮、磷维持平衡或大幅度积累,但土壤钾仍出现不同程度的亏缺.     

有机无机肥配施对水稻产量及土壤肥力的影响

在等总养分条件下,研究了有机肥与化肥不同比例配施对水稻生长、产量以及土壤肥力的影响。结果表明,有机无机肥配施可以显著提高水稻的每穗实粒数和结实率,水稻产量以50%有机肥+50%化肥处理最高,较单施化肥提高4.8%。有机无机肥配施也可显著提高土壤有机质以及土壤速效养分含量。因此,有机无机肥的合理配施,不仅能实现作物高产,还可以有效地达到土壤培肥的目的。     

不同肥料结构对棉花产量形成及土壤含氮量的影响研究

采用模拟试验方法，研究了棉田生态系统中有机无机肥配施对棉花产量及其构成因素、农艺性状、棉叶含N量和土壤全N量的效应。结果证明：(1)施用N肥能改善棉株农艺性状、增加LAI和棉叶含N量、极显著提高单位面积总铃数和棉花产量；(2)在等N、P、K条件下，与单施无机N相比，绿肥 沼肥 化肥配施对于提高棉花单位面积总铃数和产量，使棉花生育后期LAI和棉叶含N量维持在较高水平效果较好，绿肥 化肥配施次之，单施无机N肥较差；(3)施用N肥土壤全N量比不施N肥高，不施N肥和单施无机N肥降低土壤全N量，有机无机N肥配施能明显提高土壤全N量。     

减氮增施腐殖酸液肥对夏玉米产量和氮肥利用率的影响

为了在保证夏玉米获得较高产量基础上尽量减少氮肥施用量,确定腐殖酸液肥与氮肥的合理配施比例,设置不施氮肥(CK)、正常施氮量(纯N,下同)210 kg/hm~2(100%N)、减施20%氮肥即施N 168 kg/hm~2(80%N)、减施20%氮肥即施N 168 kg/hm~2+腐殖酸液肥1.7 L/hm~2(80%N+WF)、减施40%氮肥即施N 126 kg/hm~2(60%N)、减施40%氮肥即施N 126 kg/hm~2+腐殖酸液肥1.7 L/hm~2(60%N+WF)6个处理,研究减氮增施腐殖酸液肥对夏玉米产量和氮肥利用率的影响。结果表明,与100%N处理相比,80%N+WF处理土壤有机质含量、碱解氮含量、pH值、氮肥回收效率、氮肥生理效率均无显著变化,而氮肥农学效率显著提高9.8%,最终使夏玉米穗粒数、百粒质量及产量与100%N处理接近;但进一步减少氮肥施用量增施腐殖酸液肥(60%N+WF)处理会降低土壤碱解氮和有机质含量,差异均不显著,但较80%N+WF处理降幅增大,虽然也能提高氮肥农学效率和氮肥回收效率,但最终较100%N处理显著降低夏玉米穗粒数(2.7%)和产量(5.2%)。综上,80%N+WF处理在减施氮42 kg/hm~2的情况下能达到100%N处理的效果,土壤肥力较高,氮肥农学效率和氮肥回收效率提高,且穗粒数和产量较高。     

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。     

不同施肥处理对棕壤无机态氮含量的影响

为了研究不同施肥处理对棕壤耕层土壤无机态氮含量的影响。以玉米品种丹玉16为试材,采用长期定位施肥试验(1979~2003年),设不施有机肥区(CK)、低量有机肥区(M1)和高量有机肥区(M2),有机肥施肥量分别为13.50、27.00 t/(hm2.a),研究不同施肥处理对玉米不同时期耕层土壤硝态氮、铵态氮含量变化的影响。播种前有机肥可以显著提高耕层土壤硝态氮、铵态氮的含量,这种规律在玉米施肥后以及抽穗期较为明显。多种化肥配合施用也可以提高土壤硝态氮含量,土壤硝态氮含量在作物播种前、施肥后、苗期、抽穗期都明显高于单施氮肥处理。在拔节期施用高量氮肥处理土壤硝态氮含量最高。有机肥与化肥配合施用土壤硝态氮含量和铵态氮含量在玉米整个生长期都高于其他处理。该研究探明了不同施肥处理对土壤无机态氮含量影响的季节变化规律,为玉米合理施肥,提高氮肥利用率提供理论依据。     

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。     

豫东潮土区夏玉米高产创建简化施肥技术应用效果

为实现豫东潮土区夏玉米高产和简化施肥,采取田间试验示范研究了专用缓释肥对夏玉米产量、经济效益及抗逆性的影响。周口市商水县潮土区试验点的结果表明：缓释氮比例占45%的专用缓释肥有利于提高千粒重和穗粒数,较习惯施肥,千粒重提高28 g,穗粒数增加16 粒。缓释肥促进了夏玉米对养分的吸收利用,可维持土壤氮素养分平衡,增产增效显著,较习惯施肥,应用缓释肥暨种肥同播技术,增产13.5%,增效1920 元/hm2;较普通肥料增产10.3%,增效1215 元/hm2。该研究为周口市大面积在玉米生产上推广缓释肥提供依据。     

长期不同施肥措施冬小麦-夏玉米轮作体系周年氨挥发损失的差异

目的 基于定位试验平台,比较长期不同施肥处理下小麦-玉米轮作体系周年土壤氮素氨挥发损失的差异,为降低氨挥发损失、提高氮肥利用率提供理论依据。方法 2019—2021年,依托山东农业大学黄淮海玉米技术创新中心定位试验平台,以冬小麦品种石麦15和夏玉米品种郑单958为试验材料,以不施氮肥为对照（CK）,采用有机肥（腐熟牛粪M）和无机氮肥（U）两种氮肥类型,设置两个施氮量分别为380 kg N·hm^-2（M1、U1、U2M2）和190 kg N·hm^-2（U2、M2）,试验共计6个处理,其中氮肥在两季作物间的分配是小麦47.4%、玉米52.6%。采用通气法比较各处理土壤氨挥发速率、累积损失量、籽粒产量及氮肥利用效率的差异。结果 两个种植周期内不同施肥处理均显著影响土壤氨挥发。各处理施肥后氨挥发损失速率变化趋势基本一致,小麦和玉米两季的土壤氨挥发均主要发生在施肥后0—7 d,之后处理间的差异逐渐变小。小麦玉米轮作体系周年氨挥发损失量可达8.6—79.4 kg N·hm^-2,以U1处理最高,达到79.4 kg N·hm^-2,其氨挥发损失量较U2、U2M2、M1、M2和CK分别增加18.5%、111.7%、162.3%、20.5%和825.7%,表明高施氮量增加土壤氨挥发损失量,无机氮肥较有机肥增加氨挥发损失量。U2M2、M1和M2处理的氨挥发损失率比U1处理降低80.9%、61.3%、24.8%,表明有机氮肥与无机氮肥配施或单施有机氮肥可显著降低氨挥发损失。周年籽粒产量以U2M2处理最高,达到24 621.8 kg·hm^-2,较U1、U2、M1、M2分别增产10.1%、24.7%、11.7%和32.7%。U2M2处理周年氮肥利用率达52.6%,较U1、U2、M1和M2处理分别提高11.3%、4.1%、13.4%和10.7%。U2M2处理降低了氨挥发损失、同步提高了产量和氮肥利用率,是冬小麦玉米周年轮作的理想施肥策略。结论 施用有机肥可以显著降低小麦玉米轮作体系的周年氨挥发损失量,提高周年籽粒产量和氮肥利用效率。考虑到有机肥源及施用便捷性可将有机无机配施作为当前小麦玉米轮作生产体系降低氨挥发损失、提高氮肥利用效率的主要施肥方式。     

包膜尿素和普通尿素混施对夏玉米产量、氮肥利用率和土壤硝态氮残留的影响

为探索一次性施肥（包膜尿素和普通尿素混施）对夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝态氮残留的影响，以夏玉米品种‘富友9’为材料进行了大田试验，试验设不施氮、常规施氮、减氮10%（30%包膜尿素）、减氮10%（50%包膜尿素）、减氮20%（30%包膜尿素）和减氮20%（50%包膜尿素）共6个处理，分析调查了夏玉米产量、氮素吸收和土壤无机氮动态变化。结果表明，包膜尿素在田间的释放曲线为抛物线形，释放期为81 d（氮素累积释放80%）。与常规分次施氮相比，采用包膜尿素和普通尿素混施处理的夏玉米产量增加2.85%~20.87%，氮肥利用率提高19.1~25.3个百分点。包膜尿素和普通尿素混施的情况下，夏玉米每公顷净收益（扣除肥料投入）比常规施氮增加1 000~4 484元。夏玉米收获后，在100~200 cm土体内残留硝态氮较常规施氮降低35.1%~56.6%，减少了硝态氮淋失风险。研究表明，减氮10%~20%的一次性基施混施肥在夏玉米上实现了增产增收，减少了硝态氮在深层土壤的残留量，降低了环境污染风险，综合夏玉米产量、氮肥利用率、施肥经济效益和土壤硝酸氮残留等因素来看，减氮10%（30%包膜尿素）施氮配方的效果最好。研究结果可为为夏玉米轻简化生产和氮肥减施增效提供技术支撑。     

碳氮管理措施对冬小麦/夏玉米轮作体系作物产量、 秸秆腐解、土壤CO2排放的影响

【目的】系统地研究华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对不同碳氮管理措施的响应,为作物增产、土壤培肥、环境友好的“三赢”局面提供数据支持和理论依据。【方法】分别采用Nmin测试法、尼龙网袋埋藏法、静态碱液吸收法研究不同碳氮管理对冬小麦/夏玉米不同时期0—1 m土层硝态氮累积量、秸秆腐解、土壤CO2排放的影响。【结果】基于Nmin测试法的优化碳氮（Nopt, C+Nopt）处理和平衡氮素的碳氮（C+M, C+W）处理在冬小麦产量上为传统碳氮（Ncon, C+Ncon）处理的100.8%—115.9%;在夏玉米产量上,为传统处理的96.0%—116.4%;且能够节省48.2%—70.4%的氮肥用量。传统处理0—1m土层硝态氮累积量最高可达456.7和419.8 kgN•hm-2,而优化处理和平衡处理最高仅为283.3和180.6 kgN•hm-2,传统处理土壤中的硝酸盐被淋洗的风险要远高于优化处理和平衡处理。在低温干燥的冬小麦季,玉米秸秆腐解较慢,最后秸秆腐解率为61.7%—70.1%;在高温多雨的夏玉米季,小麦秸秆腐解较快,最后秸秆腐解率为56.7%—79.3%。土壤CO2排放具有明显的季节性变化,冬小麦季的日平均CO2排放量为4.8—10.8 gC•m-2,而夏玉米季为12.7—20.7 gC•m-2。施有机肥处理的土壤CO2排放量最大,为3 844.2和4 642.3 gC•m-2,且显著高于其它处理。【结论】基于Nmin测试法的优化碳氮管理措施和平衡氮素的碳氮管理措施不仅能够减少氮肥投入,稳定作物产量,还能降低0—1 m土层硝态氮累积量,培肥土壤。