长期施肥对红壤旱地剖面硝态氮累积的影响

研究了长达18a长期不同施肥处理下红壤旱地剖面中NO3--N分布和累积的特征。结果表明：施用化肥的处理中,磷肥和有机肥料的施用能显著降低N03--N在0-100cm土体中的积累（P〈0．05）;不同施肥处理（除氮钾处理）,均在40-60cm之间形成NO3--N累积层,氮钾配施的旱地土壤20～40cm层中NO3--N峰值最高达70．72mg／kg;各施肥处理NO3--N残留率在0．69％～8．31％之间,有机肥的施用能显著降低NO3--N在0-100cm土体中的残留（P〈0．05）。     

有机物料对红壤几种形态碳氮及酸度的影响

 【目的】为合理施用有机物料调节土壤碳、氮以阻控土壤酸化,对有机物料施入红壤后土壤几种形态碳、氮及酸度变化进行了研究,并分析了相关关系。【方法】通过室内恒温培养试验研究了添加3种有机物料（稻草、紫云英和猪粪）后红壤中铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、可溶性有机氮（WSON）、可溶性有机碳（WSOC）、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）和土壤pH动态变化。【结果】与对照相比,添加有机物料均提高了土壤WSOC、SMBC和pH,且有机物料添加量越大,增幅越大。猪粪处理中土壤NH4+-N、NO3--N和WSON含量显著增加;而稻草和紫云英处理中土壤NO3--N和WSON含量下降,NH4+-N含量没有显著变化。施用稻草和紫云英7～14 d左右,土壤pH达到最大值,随后逐渐下降趋于平衡;而施用猪粪后土壤pH立即升高,随后逐渐下降趋于平衡。84 d培养试验结束时,与对照相比,猪粪、稻草和紫云英处理的土壤pH分别平均增加了0.26、0.23和0.09。几种有机物料处理中,土壤pH与SMBC和WSOC均存在显著的正相关关系。稻草和紫云英处理中,土壤pH与WSON和NO3--N之间存在显著负相关性,而猪粪处理中pH与WSON和NO3--N相关性不显著。【结论】施用有机物料能够显著提高红壤WSOC、SMBC和pH,其中酸度改良效果猪粪>稻草>紫云英;土壤碳、氮动态与土壤pH变化紧密相关,且相关性与有机物料的性质有关。     

新型硝化抑制剂NP对黑土无机氮转化的影响

研究新型硝化抑制剂2-氯-6(三氯甲基)吡啶微胶囊(NP)对黑土中无机氮(NH4+-N、NO3--N、NO2--N))转化的影响,从而筛选出适宜黑土的最佳施用量,可为进一步的生产实践提供理论支持。采用室内培养的试验方法,在土壤含水量为田间持水量的65%、温度25℃条件下,设不施肥、单施尿素、尿素+0.5%硝化抑制剂、尿素+1%硝化抑制剂、尿素+3%硝化抑制剂5个处理,其中,施肥处理的N使用量均为0.6 g/kg(土),硝化抑制剂的使用量为纯N用量的比例,测定了NP不同用量对土壤NH4+-N、NO3--N和NO2--N含量以及p H值的影响,并评价了NP的抑制效果。结果表明:施用NP处理的土壤NH4+-N含量均显著单施尿素处理,NO3--N和NO2--N含量均显著单施尿素处理;土壤NH4+-N含量与土壤p H值呈正相关;NP不同用量处理的土壤NH4+-N、NO3--N和NO2--N含量以及p H值差异均不显著;NP显著抑制了土壤NH4+-N向NO2--N的转化,进而降低了土壤NO3--N的含量。综合评价,推荐NP的使用量为纯N用量的0.5%。     

农肥和化肥对黑土氮素淋溶的影响

采用树脂袋法,研究了培肥措施对黑土氮素淋溶的影响。结果表明,①2006年和2007年施化肥的3个处理土壤NO3--N淋失量显著高于施农肥处理,其中2006年化肥高量、化肥低量和农化1:1的3个处理分别是对照的36.88、28.91和27.06倍,是农肥高量处理的8.29、6.49和6.08倍;2007年不同培肥处理总体表现为化肥高量化肥低量农肥高量农化1:1农肥低量对照,各处理60 cm土层NO3--N淋溶量均大于30 cm土层NO3--N淋溶量;②不施肥处理比施肥处理土壤NO3--N淋溶量低,在施用等量氮素条件下,农肥施用处理的淋失率要远远小于化肥施用处理,玉米氮的平均淋失损失占所施氮肥的1.4%～13.6%,单施用农肥NO3--N淋失率才只有1.4%～5.2%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达12.5%～15%;大豆氮的平均淋失损失占所施氮肥的0.5%～4.3%,单施用农肥NO3--N淋失率只有0.5%～0.81%,而使用化肥的处理NO3--N淋失率则高达2.97%～4.3%;③土壤pH与土壤NO3--N淋失量呈负相关;④土壤NO3--N含量与土壤NO3--N淋溶量呈正相关,随着土层的加深,土壤NO3--N含量降低,深层土壤NO3--N含量对土壤NO3--N淋溶影响更显著;⑤土壤NO3--N淋溶量随土壤硝化强度的增强而增加,硝化作用强度是影响土壤NO3--N淋溶主要因素。     

红壤旱地氮素的剖面迁移与影响因子

以油菜和花生作为供试作物,通过田间试验研究中亚热带丘陵区红壤旱地土壤NO-3-N剖面分布的季节变化规律,分析了土壤母质、施氮、降雨和作物生长对土壤剖面中NO3--N迁移的影响。结果表明:土壤母质影响了红壤剖面中NO-3-N含量的分布,红粘土红壤下层NO3--N累计比例较红砂岩红壤高;NO-3-N的迁移在整个轮作期是一个连续的过程,红砂岩红壤60￣80cm深度的NO-3-N含量在整个轮作期中变化范围为20.4～32.9mg·kg-1;降雨是土壤NO-3-N迁移的主要驱动力,降雨后土壤中NO3--N含量随土壤深度而增加;施肥主要影响表层土壤中NO-3-N含量的变化;作物收获后土壤0￣80cm剖面中NO-3-N的储量随氮肥用量的提高而增加。     

长期施肥对中性紫色水稻土氮素矿化和硝化作用的影响

【目的】揭示长期施肥对中性紫色水稻土生态系统氮素内循环矿化及硝化特征的影响,探索维持紫色水稻土长期供氮潜力的途径。【方法】利用重庆市北碚区21年的中性紫色水稻土长期定位试验,通过淹水密闭培养-间歇淋洗法研究长期施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并测定了不同施肥措施下土壤硝化细菌数量、氨氧化潜势及硝化强度的变化。【结果】与长期不施肥对照相比,单施化肥（除单施氮肥）、有机肥或有机无机配施显著提高了土壤累积矿化氮量和氮素矿化势（N0）,氮磷钾肥配施有机肥处理累积矿化氮量最高达164.43 mg•kg-1,氮素矿化势相比CK处理增加了59.29%,而含氯氮磷钾肥配施有机肥增加累积矿化氮量和氮素矿化势幅度显著低于氮磷钾肥配施有机肥处理;不同施肥（除氮磷钾肥与单施有机肥）显著提高了氮素矿化速率常数（k）。施用氮肥处理显著提高了土壤硝化细菌数量,尤其是氮磷钾肥配施有机肥处理最高为CK处理的74.25倍;土壤氨氧化潜势和硝化强度表现出一致的趋势,均是氮磷钾肥配施有机肥处理最高而含氯氮磷钾肥配施有机肥显著低于不施肥对照处理。相关分析表明,土壤氨氧化潜势和硝化强度与土壤pH呈显著正相关关系（P<0.05）。【结论】氮磷钾肥配施有机肥是提高紫色水稻土供氮潜力及改善有机氮品质的有效手段,含氯化肥抑制了硝化过程,可充当硝化抑制剂使用。     

夏玉米不同施氮水平土壤硝态氮累积及对后茬冬小麦的影响

【目的】探讨夏玉米季不同施氮水平土壤硝态氮（NO3--N）累积及对后茬冬小麦的影响,利用作物轮作降低土壤NO3--N累积,减缓其淋洗,以提高氮肥周年利用率。【方法】夏玉米季设置不同施氮量处理,冬小麦采取节水省肥栽培,研究夏玉米收获后土壤剖面累积的NO3--N对冬小麦生长发育、产量及NO3--N累积动态的影响。【结果】夏玉米季施氮量与作物收获后土壤剖面NO3--N累积量,NO3--N累积量与冬小麦的产量都呈极显著线性正相关关系。冬小麦季采取限氮或不施氮处理作物收获后土壤剖面各层NO3--N含量,与夏玉米收获后相比都有显著降低。夏玉米季施氮240 kg•hm-2、冬小麦季施氮157.5 kg•hm-2（N240+157.5）或者冬小麦季不施氮前茬夏玉米季施氮360 kg•hm-2（N360+0）都能满足冬小麦各生育时期对氮的需求,产量、吸氮量和周年氮肥利用率相近且都保持较高的水平,但夏玉米季高施氮处理,当季氮存在很大的淋洗等损失风险。【结论】夏玉米季施入的氮肥对后茬冬小麦有很强的有效性,小麦季采取节水省肥栽培,能显著减少前茬作物收获后残留的NO3--N,减缓其淋洗,同时保障作物产量,提高氮肥利用率。生产中氮肥的合理分配应充分考虑前茬残留氮素对后茬的有效性。     

不同硝化抑制剂对尿素转化的影响

【目的】比较不同硝化抑制剂在石灰性土壤上对氮素转化的抑制效果,旨在选择石灰性土壤上较理想的硝化抑制剂,为进一步提高氮素利用率、减少环境污染提供依据。【方法】以单纯施用尿素为对照,采用室内土壤培养试验法,将硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸(DMPP)、双氰胺(DCD)、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶(AM)和硫脲(TU)施入土壤,在培养一定时间(1~50 d)后采样,测定土壤的NH4+-N、NO3--N、NO2--N含量及pH和电导率(EC)。【结果】硝化抑制剂DMPP、DCD和AM不仅能够有效延缓尿素的水解,显著抑制土壤中NH4+-N的氧化作用,而且能够较长时间保持较高的NH4+-N含量,使硝化作用延滞35~38 d。各硝化抑制剂(TU除外)处理明显推迟了NO3--N的释放高峰期,对硝化过程均表现出明显的抑制作用。各硝化抑制剂处理的NO3--N、NH4+-N、电导率和pH之间有显著的相关性,土壤NO3--N含量与EC值呈显著正相关(P<0.05),而与pH值呈显著负相关(P<0.05);土壤NH4+-N含量与EC值和pH值的相关性则与NO3--N相反。【结论】在本试验条件下,TU未表现出对石灰性土壤氮损失的抑制效果,其他3种硝化抑制剂的抑制能力强弱顺序为DMPP>DCD>AM(P<0.05)。     

有机肥部分替代化肥对花椰菜产量的影响

采用田间试验,以长胜90天花椰菜为试验材料,通过设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、推荐施肥+不施硼肥(100%T+0B)、推荐施肥+增施硼肥(100%T+2.5B)各项处理,同时在推荐施肥+增施硼肥及总氮量不变的情况下,有机肥氮占比设为100%(100%M)、70%(70%M)、50%(50%M)、30%(30%M)、20%(20%M)、10%(10%M),研究推荐施肥及有机肥部分替代化肥对花椰菜农艺性状和产量的影响。结果表明,相比CF,100%T+2.5B处理提高了花椰菜农艺性状,进而提高了花椰菜产量;50%M处理能改善花椰菜农艺性状。随着有机肥替代量的增加,花椰菜产量呈先增加后降低的趋势,50%替代量的产量最高。因此,适当减施化肥,配施有机肥(50%M),能降低肥料成本,提高花椰菜产量。     

氮肥与双氰胺配施对温室番茄生产及活性氮排放的影响

【目的】研究田间条件下氮肥与硝化抑制剂双氰胺（dicyandiamide,DCD）配施对温室番茄产量、品质及活性氮损失的影响,明确DCD在棚室蔬菜生产体系中的作用及其硝化抑制效果,为氮肥减施增效提供依据。【方法】试验在河北省永清县番茄主产区北岔口村进行,供试作物为番茄。试验设5个处理,分别为不施氮对照（N0）、传统施氮（Con）、传统施氮+双氰胺（Con+DCD）、减量施氮（Opt）和减量施氮+双氰胺（Opt+DCD）,定期对温室番茄追肥期间土壤无机氮、N₂O排放量和NH₃挥发损失量等指标进行测定。利用流动分析仪测定土壤无机氮含量,气相色谱仪测定N₂O排放量,硼酸吸收-标准稀酸滴定法测定NH₃挥发量。应用SAS软件对不同处理的产量、品质和各个指标进行方差分析。【结果】氮肥与DCD配施可以提高番茄产量,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理分别提高了20.2%和2.4%,其中Con+DCD产量显著高于Con;同时,Con+DCD和Opt+DCD的氮肥农学效率（NAE）和氮肥偏生产力（PFP）均显著高于Con和Opt,其中Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理的NAE分别提高了176.7%和22.3%;此外,配施DCD显著降低了棚室番茄果实的硝酸盐含量,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理分别降低了28.6%和19.3%,其他品质指标处理间差异不显著。氮肥与DCD配施显著降低了NO3--N在0-100 cm土层的累积,Con+DCD和Opt+DCD的NO3--N累积量分别为607.1和441.8 kg·hm^-2,较Con（708.4 kg·hm^-2）和Opt（524.2 kg·hm^-2）降低了14.3%和15.7%。各处理N₂O排放通量和NH₃挥发速率的峰值分别出现在施肥后第3天和第2天,总体来看,DCD能有效降低N₂O排放和NH₃挥发损失,Con+DCD较Con、Opt+DCD较Opt处理的N₂O累积排放量和NH₃挥发累积量分别降低了51.2%、75.4%和17.2%、21.9%。【结论】在本试验条件下,氮肥与DCD配施提高了温室番茄的产量、氮肥农学效率和氮肥偏生产力,减少了土壤NO3--N在0-100 cm土层的累积,降低了N₂O排放量和NH₃挥发损失量,且以减氮50%并配施DCD（Opt+DCD）的效果最好。因此,在温室番茄生产中,适当减氮并配施DCD是一种科学有效的施肥管理方式。     

粉垄耕作与氮肥减施对木薯地土壤温室气体排放及土壤酶活性的影响

【目的】研究粉垄耕作与氮肥减施对木薯地土壤温室气体排放及土壤酶活性的影响,明确粉垄栽培木薯的增产及碳减排效应,为木薯种植业的可持续发展提供技术支撑。【方法】以木薯品种华南205为试验材料,利用粉垄耕作和常规耕作2种方式进行整地,分别设4个不同施氮量水平（100% N、50% N、25% N和0N）,分2次追肥,于第1次追肥后至木薯收获期采集土壤温室气体及土壤样品,研究耕作方式及施氮量对土壤脲酶、过氧化氢酶活性及土壤温室气体排放量、净增温潜势（GWP）、温室气体强度（GHGI）和固碳量的影响。【结果】在木薯整个生育期中,2种耕作方式下,100% N处理的土壤脲酶活性较高,25% N处理的土壤过氧化氢酶活性较高,且粉垄耕作的酶活性整体上高于常规耕作。土壤温室气体累积排放量、GWP、GHGI和土壤固碳量均受耕作方式和施氮量的双重影响。减氮处理有利于降低土壤N₂O、CH₄和CO₂的累积排放量及GWP和GHGI,0N处理的土壤温室气体排放量均最低;常规耕作100% N处理的土壤GWP和GHGI分别为1170.4 kg/ha和0.069 kg/kg,均显著高于各减氮处理（P<0.05,下同）;粉垄耕作100% N处理的GWP和GHGI分别为367.6 kg/ha和0.014 kg/kg,与各减氮处理差异不显著（P>0.05）。相同施氮量处理下,粉垄耕作的土壤固碳量均显著高于常规耕作,其中100% N处理的土壤固碳量最高,为1.95 kg/（ha·a）。【结论】粉垄耕作可通过优化土壤理化性质,提高土壤固氮效率,改善土壤固碳能力。在相同的试验条件下,粉垄耕作100N%处理的碳减排效果最明显。     

滴灌水肥一体化配施有机肥对土壤N2O排放与酶活性的影响

【目的】 通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N₂O排放和脲酶（UR）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（Ni R）以及羟胺还原酶（Hy R）活性的动态变化,分析各处理土壤N₂O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N₂O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N₂O排放过程机制。【方法】 试验共设CK（不施氮）、N1（200 kg·hm ^-2有机氮）、N2（200 kg·hm ^-2有机氮+ 250 kg·hm ^-2无机氮）、N3（200 kg·hm ^-2有机氮+ 475 kg·hm ^-2无机氮）4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N₂O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】 滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N₂O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N₂O排放通量在0.98—1 544.79 μg·m ^-2·h ^-1。土壤N₂O排放总量差异显著,依次为N3（（7.13±0.11）kg·hm ^-2）>N2（（4.87±0.21）kg·hm ^-2）>N1（（2.54±0.17）kg·hm ^-2）>CK（（1.56±0.23）kg·hm ^-2）,与N3相比,处理N1、N2土壤N₂O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N₂O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N₂O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关（P＜0.01）。【结论】 滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N₂O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N₂O排放。综合考虑番茄产量、品质、N₂O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm ^-2有机氮+250 kg·hm ^-2无机氮,75 kg·hm ^-2 P₂O₅,450 kg·hm ^-2 K₂O较为适宜。     

长期不同施肥红壤磷素变化及其对产量的影响

目的 定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。方法 利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台（1991—2016年）,比较长期不施磷肥（CK、N、NK）、施用化学磷肥（PK、NP、NPK）、化肥配合秸秆还田（NPKS）和化肥配施有机肥及有机肥（1.5NPKM、NPKM、M）土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。结果 长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数（PAC）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的PAC高于化肥配合秸秆还田（NPKS）和施用化学磷肥（PK、NP、NPK）。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg ^-1,全磷上升0.02—0.06 g·kg ^-1。土壤每累积亏缺磷100 kg P·hm ^-2,不施磷肥处理（CK、N、NK）土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg ^-1。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田（NPKS）以及施用化学磷肥（PK、NP、NPK）,显著高于不施磷肥（CK、NK、N）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型（线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程）均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系（P＜0.01）。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg ^-1。 结论 在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

干旱区棉花秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性及根系生物量的影响

【目的】本研究探讨干旱区棉田土壤氮素转化过程及对棉花根系生物量的影响,明确棉田土壤氮素有效性对农业管理措施的响应,为棉田制定高产高效管理措施,实现棉花高产优质低成本及环境友好生产服务。【方法】在定位试验条件下,采用裂区设计,以秸秆不还田(S0)与秸秆还田(S1)为主区,4种施肥处理(不施肥(F0)、施氮磷钾化肥(F1)、施有机肥(F2)、施氮磷钾化肥+有机肥(F3))为副区,分析了秸秆还田和施肥对土壤氮素有效性的影响,探讨了棉田土壤氮素转化过程,包括净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率和反硝化速率的变化,明确了土壤有效氮含量和棉花根系生物量对秸秆还田和施肥措施的响应。【结果】(1)秸秆还田和施肥显著增加了土壤净矿化速率、总硝化速率和反硝化速率,棉花不同生育时期不同施肥处理间各指标的变化不同,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,在盛花期均有最大速率;(2)秸秆还田和施肥显著增加了土壤铵态氮、硝态氮和无机氮含量,但秸秆还田下施肥处理间差异不显著,棉花盛花期和盛铃期土壤无机氮含量显著高于收获期;(3)秸秆还田显著降低了棉花根冠比,对根系生物量、细根/粗根比影响不显著,施肥显著增加了根冠比、根系生物量及细根生物量,施肥处理之间差异不显著。综上所述,秸秆还田能增加土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮、铵态氮和可吸出无机氮含量以及根系生物量。有机肥无机肥配施有最大的土壤净矿化速率、净硝化速率、总硝化速率、反硝化速率、硝态氮和可吸出无机氮含量。有机肥无机肥配施也有最大的根系生物量和粗根细根比。【结论】秸秆还田和施肥有利于促进土壤氮素转化过程,增加土壤有效氮含量,对根系生长及生物量产生影响。在干旱区实施秸秆还田,结合有机无机肥配施技术有利于加速土壤养分转化,提高肥料利用效率,增加有效养分含量,促进作物根系生长和地上部碳同化能力。     

长期定位施肥对潮土剖面养分分布的影响

【目的】 基于长期定位试验平台,研究3种施肥制度（化肥、有机肥、有机/无机配合施肥）对潮土培肥效果及养分空间分布特征影响,为华北平原潮土农田进行合理培肥和科学施肥提供依据。【方法】 依托始于1986年长期定位试验,选取不施肥的对照（CK）,等氮量投入化肥（F）、有机肥（M）及有机/无机配合施肥（MF）共 4个处理,采集0—200cm剖面土壤样品（按每20cm一层分开）,测定并分析土壤pH、有机质、氮磷钾及硝态氮空间分布特征。【结果】 连续施肥31年后,土壤有机质、全氮、碱解氮、硝态氮、有效磷、速效钾等指标的含量均随土层深度增加而呈递减趋势,除硝态氮和有效磷外,3种施肥制度主要影响0—40 cm 土体养分含量;等氮量（N 180—225 kg·hm^-2）投入下,化肥、有机肥及有机/无机配合（50%化肥+50%有机肥）施肥,土壤剖面（0—40cm）有机质含量分别为14.2、25.6和18.2 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加80.3%、28.2%;土壤剖面（0—40cm）全氮含量分别为0.93、1.67和1.21 g·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加79.6%、30.1%;土壤剖面（0—40 cm）碱解氮含量分别为80.2、120.7和83.3 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施比化肥增加50.5%、3.9%;土壤剖面（0—200 cm）硝态氮含量分别为21.1、6.2和11.9 mg·kg^-1,化肥处理分别是有机肥和有机/无机配合施肥的3.4倍和1.8倍;土壤剖面（0—60 cm）有效磷含量分别为18.6、134.3和60.5 mg·kg^-1,有机肥和有机/无机配施是化肥的7.2倍和3.3倍;土壤剖面（0—40 cm）速效钾含量分别为90、163和89 mg·kg^-1,施有机肥是施化肥的1.8倍;与单施化肥处理相比,长期施用有机肥或有机/无机配施处理,0—200 cm土层pH未表现出显著性差异。【结论】 长期施用化肥氮素淋溶风险高：长期施用化肥0—200 cm土体硝态氮含量平均值为21.1 mg·kg^-1,硝态氮淋溶风险增加;长期施用有机肥磷素淋溶风险高：长期施用牛粪有机肥以及有机/无机配施处理土壤磷素虽集中在60 cm以上土层,其20—40 cm土壤有效磷含量高达为115和70 mg·kg^-1,土壤磷素累积渗漏导致潜在风险应予以重视;有机/无机配合施肥能够保证作物高产优质,并且能有效降低氮、磷素环境污染风险。     

秸秆和生物质炭对苹果园土壤容重、阳离子 交换量和氮素利用的影响

【目的】中国苹果园土壤有机碳含量较低,氮肥施用量偏高。本研究为苹果生产上合理应用秸秆和生物质炭来提高土壤缓冲性能和氮肥利用效率提供依据。【方法】以两年生富士/平邑甜茶为试材,采用15N标记示踪技术,研究添加秸秆和生物质炭对土壤容重、阳离子交换量、植株生长及氮素转化（树体吸收、氨挥发、N2O排放和土壤残留）的影响。试验共设4个处理：对照（CK）、单施氮肥（N）、施用氮肥并添加生物质炭（N+B）和施用氮肥并添加秸秆(N+S)。【结果】不同处理的土壤容重在0-5 cm和5-10 cm两个土层中的变化趋势一致。CK与N处理间差异不显著,但均显著高于N+B和N+S处理;两个添加外源碳的处理间,N+B处理的土壤容重显著低于N+S处理。与N处理相比,N+S和N+B处理的0-5 cm和5-10 cm两个土层的容重分别降低了0.06、0.09 g•cm-3和0.07、0.11 g•cm-3。与CK（18.32 cmol•kg-1）和N（19.61 cmol•kg-1）处理相比,N+S（22.27 cmol•kg-1）和N+B处理（25.35 cmol•kg-1）显著提高了0-10 cm土层土壤阳离子交换量,并且以N+B处理效果较好。3个施氮处理间植株总干重、15N积累量和15N利用率均以N+B处理最高,N+S处理次之,N处理最低。与CK相比,3个施氮处理（N、N+S和N+B处理）的氨挥发量均显著增加。与N处理相比,添加外源碳的两个处理（N+S和N+B处理）显著减少了氨挥发损失量,以N+B处理减少幅度最大。与CK相比,3个施N处理（N、N+S和N+B处理）的N2O排放量均显著增加,以N+B处理最高,其次为N+S处理,N处理最低,可见添加外源碳的两个处理的N2O排放量均有所增加,但3个施氮处理间差异不显著。去掉CK本底值后,N、N+S和N+B处理的氮素总气态损失量（氨挥发+N2O排放）占施氮量的比例分别为6.54%、4.33%和3.04%。可见,添加秸秆和生物质炭显著降低了氮素气态损失,以N+B处理效果较好。耕层土壤（0-50 cm）的15N残留量以N+B处理最高,N+S处理次之,N处理最低;而深层土壤（50-100 cm）则以N处理最高,N+S处理次之,N+B处理最低。3个施氮处理间,N回收率（树体吸收+土壤残留）以N+B处理最高,为42.26%,其次为N+S处理（37.22%）,N处理最低（31.54%）;N损失率以N处理最高,为68.46%。其次为N+S处理（62.78%）,N+B处理最低（57.74%）。【结论】添加秸秆和生物质炭显著降低了土壤容重,提高了土壤阳离子交换量,促进了苹果植株生长和对肥料氮的吸收,增加了土壤对氮的固定,减少了氮肥的气态损失,提高了氮肥利用率,其中以添加生物质炭的效果较好。     

典型黑土春玉米化学肥料养分利用效率变化研究

【目的】减少化学肥料投入和提高肥料养分利用效率是我国当前重要的农业举措。鉴于化学肥料不合理施用引起的黑土肥力下降和酸化,开展黑土化学肥料减少投入和肥料养分利用效率变化研究,有利于实现黑土化学肥料的科学施用。【方法】于2013—2016年在典型黑土区开展连续4年肥料投入试验,设置了不施肥（CK）、缺氮（PK）、缺磷（NK）、缺钾（NP）、氮磷钾配施处理（NPK）。测定了作物产量、养分吸收、土壤无机氮、速效磷、速效钾。【结果】黑龙江春玉米年产量10 t·hm ^-2左右,除2013年外,2014—2016年各年份NPK处理春玉米产量、地上部氮磷钾养分吸收显著（P<0.05）高于CK或PK处理产量。除2016年磷素农学效率外,NPK处理肥料氮磷钾养分回收率、农学效率和偏生产力逐年升高。2013—2016年期间,肥料平均氮磷钾回收率分别为45.8%、6.1%和3.5%,农学效率分别为23.2、7.2和5.0 kg·kg ^-1,偏生产力分别为58.3、133.2和97.7 kg·kg ^-1。土壤矿质氮测试显示春玉米收获后到次年播种前冻融交替促进土壤有机氮素矿化。4年养分平衡计算的平均值显示NPK处理氮磷施用量基本与春玉米养分吸收量一致,土壤氮磷总体处于平衡状态,作物地上部钾素奢侈吸收导致土壤钾素处于亏缺状态。 【结论】典型黑土区连续4年试验显示,在产量保持稳定的条件下,磷、钾肥能大幅减少,提高磷钾肥利用效率,而不施化学氮肥仅能维持第一年产量,随后的年份里氮肥利用效率提高和产量降低同时发生。     

长期施肥紫色土有效磷变化及其对稻麦轮作产量的影响

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理：CK处理（只种作物不施肥）;N、NP、NK、PK、NPK为不同氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥（M）、秸秆还田（S）及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg^-1;而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm^-2,其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm^-2,土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg^-1。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型（线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型）均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg^-1。 【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

有机无机肥料配施对土壤酶活性、微生物量及玉米产量影响

以玉米为供试作物,田间试验在黑龙江省海林农场玉米种植区完成,探讨有机肥与无机肥不同配比对玉米产量、土壤酶活性和微生物量影响。试验设5个处理,100%有机肥N+PK肥(T1)、20%有机肥N-80%无机肥N+PK肥(T2)、30%有机肥N-70%无机肥N+PK肥(T3)、100%无机肥N+PK肥(T4)和不施肥(T5)。结果表明,有机无机肥配施有利于玉米增产,T2产量为11 206.33 kg·hm-2,T3为10 862.25 kg·hm-2,分别较T1高62.1%和57.2%,较T4高10.5%和7.1%。T2和T3均有利于提高土壤酶活性及微生物碳、氮含量,其中T2处理土壤酶活性及微生物碳、氮含量均最高。可知,20%有机肥与无机肥配施是适宜的施肥方式,可通过调控土壤微生物区系提高作物产量。