秸秆还田方式与施氮量对秸秆腐解及玉米氮素利用的影响

为探究高效秸秆还田方式与施氮量结合模式，明确黑土区玉米秸秆腐解和氮素释放规律对还田方式和氮肥管理的响应及其对玉米产量和氮素利用效率的影响，以玉米秸秆为研究对象，在吉林省四平市设置连续两年(2021和2022年)的田间定位试验，采用尼龙网袋法探究覆盖(Straw mulch，SM)和翻压(Straw bury，SB)2 种秸秆还田方式和不施氮肥(N0)、180 kg/hm²(N1)、270 kg/hm²(N2)3个施氮水平的组合下，秸秆腐解率和氮素释放率。结果表明:秸秆还田方式和施氮量显著影响秸秆腐解特征，其中SB处理的秸秆两年累积腐解率平均为83.0%，显著高于SM处理的65.3%；与N0处理相比，施氮处理(N1和N2)秸秆腐解率提高9.8%。SB处理秸秆氮素两年累积释放率为62.5%，显著高于SM处理的46.0%，秸秆氮释放量分别为51和38 kg/hm²；施氮促进秸秆氮素释放，提高秸秆氮素释放率的比例为12.5%；秸秆还田方式与施氮量显著影响玉米产量和植株氮素吸收，且具有交互效应，其中SBN2处理的玉米产量和植株氮素吸收量均为最高，分别为11 017.0和184.9 kg/hm²。统计显示，SB处理中施氮量、秸秆氮素释放量、穗粒数与玉米产量和吸氮量间均具有明显的正相关关系。因此，在翻压还田和高施氮量组合时，可以促进秸秆腐解和玉米氮素利用。     

还田秸秆氮素转化及其对土壤氮素转化的影响

还田秸秆是农业生产重要的有机肥源,秸秆分解不仅是作物所需氮素的重要来源,而且能激发土壤微生物活性,提高土壤氮素的有效性。近年来,秸秆还田作为改善土壤养分状况的一项重要措施逐渐受到重视。因此,探明秸秆氮素在土壤中的释放和转化及外源秸秆氮对土壤氮素转移转化的影响对农田的氮素管理和合理进行秸秆还田具有重要指导意义。系统介绍了还田秸秆中氮素的存在形态及释放特征,探讨了秸秆氮在土壤中的去向及转化过程,综合分析了秸秆腐解对土壤氮素转化的影响,最后对秸秆还田条件下的土壤氮素研究进行了展望。     

不同还田条件下稻田紫云英氮素释放规律及效应

[目的]探明不同还田方式下紫云英氮素释放规律,为合理施用紫云英、减少化肥用量提供依据。[方法]采用网袋腐解方法,结合田间水稻试验,定量研究紫云英在不同还田条件下氮素释放规律、效应。[结论]在紫云英腐解的不同时期,翻压量始终是影响紫云英氮素释放的重要因素,而是否施肥、移栽水稻对紫云英氮素的腐解释放也起重要的调节作用。在大田试验中,紫云英供氮处理的肥效在翻压前期弱于纯化肥,中期强于纯化肥,最终对水稻生长发育无显著影响。     

秸秆还田与水分管理对双季水稻氮素吸收及氮肥?利用率的影响

秸秆还田是促进农田养分循环的重要方式,也对提升农田地力有较好效果。以南方典型双季稻田为研究对象,设置三个秸秆还田水平和两种水分管理方式的两因子田间定位试验,于定位试验开展后的第5年通过测定早稻和晚稻季稻田土壤无机氮、微生物生物量氮动态、植株吸氮量动态以及收获期主要土壤肥力因子、水稻产量和植株各部分氮素累积量,分析秸秆还田与水分管理制度下水稻氮素吸收和氮肥利用率的特征及其影响因素。结果表明:秸秆还田提高了土壤有机碳和全氮含量以及土壤p H,长期淹水较之间歇灌溉降低了土壤有机碳、全氮和全磷含量。在氮肥用量一致条件下,早稻季秸秆还田降低了分蘖期土壤氮素有效性,导致水稻生育期内氮素吸收量显著下降,且显著降低水稻籽粒产量及氮肥利用率;氮肥利用率较对照下降2.0~7.6个百分点,且随秸秆还田量的增加而降低。晚稻季秸秆还田提高了生育期内土壤氮素有效性,显著提高了水稻生育期内氮素吸收量,增加水稻产量且显著提高氮肥利用率;氮肥利用率较对照提高8.6~13个百分点,且随秸秆还田量的增加而增加。研究表明,间歇灌溉和长期淹水灌溉两种水分管理方式对水稻氮素吸收、籽粒产量及氮肥利用率的影响差异不显著。早稻季秸秆还田配合长期淹水灌溉将加剧水稻产量和氮肥利用率下降。双季稻稻田实行间歇灌溉下的早稻季秸秆不还田、晚稻季秸秆全量还田(6 t/hm2)有利于获得较高水稻产量和氮肥利用率。     

不同条件下茭草腐解及养分释放特征研究

为了解还田茭草的腐解过程及其养分释放特点,开展了不同水分(淹水和湿润)和不同温度(15℃、25℃、35℃)条件下茭白茎叶与茭白根系物质在土壤中的分解速率及其N、P、K释放的模拟研究。结果表明,茭草的腐解速率随温度的升高而增加,湿润条件下茭草的腐解快于淹水条件,茎叶的腐解快于根系;还田前期,茭草中氮、磷、钾可随茭草腐解逐渐释放,增加表水中水溶性有机碳、氮、钾和磷的浓度。研究认为,茭草还田可能会增加对地表水体污染的风险,特别是在茭草还田前期。     

水分对肥料效应函数的影响

不同水分处理条件下的氮、磷肥盆苛试验结果水分条件不同，则肥料效应函数“类型”不同，随着水分供应量的递减，该函数由“典型方程”变为“非典型方程”；相对而言，氮肥效应比磷肥更易于受水分条件变化的影响。料     

绿肥和小麦秸秆与化肥配施对水稻生长和青紫泥土壤肥力的影响

通过田间试验,研究了紫云英、小麦秸秆以及二者各半混合还田与化肥配合施用对水稻产量构成、氮素利用特性以及青紫泥土壤养分含量的影响。结果表明,与单纯施用化肥相比,有机物料还田能够显著提高稻谷产量,增产幅度在13.2%~18.1%。紫云英全量还田显著增加了水稻单位面积穗数,而秸秆全量还田则使每穗粒数显著增加;有机物料还田提高了成熟期水稻的总干重和氮素累积量,增加比例分别为12.5%~17.1%和10.0%~12.8%。有机物料还田在一定程度上提高了水稻的氮素生理利用效率,包括氮干物质生产效率和氮谷物生产效率。此外,有机物料还田不同程度地提高了土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量,其中速效钾和有机质含量增加幅度分别达9.7%~12.1%和7.8%~15.6%。小麦秸秆全量还田条件下,土壤速效钾和有机质含量增幅最高。     

湿地水分变化对小叶章根系分解及氮素动态的影响

2005年5月—2006年9月，利用三江平原典型碟形洼地的自然水分梯度作为水分变化研究的替代系统，结合分解袋法，模拟研究了湿地水分变化对典型草甸小叶章（TMC）和沼泽化草甸小叶章（MMC）根系分解及氮动态的影响。试验沿水分梯度设漂筏苔草群落（PF）、毛果苔草群落（MG）、乌拉苔草群落（WL）、沼泽化草甸小叶章群落（XII）、典型草甸小叶章群落（XI）和岛状林群落（DZL）6个分解小区。研究表明:水分条件对根系分解具有重要影响，当未来降水格局变化导致小叶章湿地形成积水环境后，TMC和MMC的根系失重率分别将降低29.12％～48.54%和21.81％～42.22%，分解速率将降低36.36％～55.17%和14.10％～32.91%，95%分解时间将增加2.95～6.34年和1.75～5.24 年。TMC和MMC的根系氮含量及氮积累系数的变化较为一致，但不同小区间的变化模式差异较大。二者根系的氮素一直表现为释放，但不同小区间的释放模式差别较大。C/N对分解过程氮养分的调控作用更为重要。TMC和MMC根系的氮现存量分别为10.24 和25.80 g/m2，氮年归还量分别大于3.90和4.96 g/(m2·a)。温度对根系相对分解速率具有促进作用，水分条件对其具有抑制作用。当分解环境的养分状况不发生较大变化时，相对分解速率取决于根系基质质量，当养分状况发生较大改变时，相对分解速率取决于环境养分供给状况。      

家畜粪尿的堆肥化处理技术研究Ⅱ.堆肥材料的发酵特性和氨气挥发

采用通风式堆肥发酵方式研究了牛粪及添加材料的分解特性和堆制过程中氨气的释放规律。结果表明，大约504h牛粪中有机物的分解基本趋于稳定，因此1次发酵时间可定为504h。但由于据末、稻壳等材料分解性较差，添加这些材料后堆肥1次发酵时间可推迟为672h。牛粪堆 肥过程中氨气的释放主要出现在前期，尤其是最初的100h，因此在该期间采取适当措施可防止氮素损失。     

复合菌剂对农业废弃物堆肥过程中理化指标变化的影响

选用鸡粪和玉米秸秆为堆肥原料，进行高温好氧堆肥试验，研究了添加的复合菌剂在堆肥过程中对温度、pH值、EC、氮素及碳氮比等理化指标的影响。结果表明，复合菌剂能够迅速提高发酵体的温度，使温度超过65℃，能加快有机物料的分解速度，碳氮比降低速率提高11．1％，促进了堆肥的腐熟、稳定。在NH3释放比较集中的堆肥初期，pH值降低0．2以上，腐熟堆肥中铵态氮增加13．1％，供试菌剂能够有效地抑制NH3释放，减少臭气的产生并促进氮素积累，全氮增加5．4％。添加的复合菌剂有利于鸡粪和玉米秸秆的发酵腐熟，试验结果对堆肥生产具有指导意义。     

长期施用有机肥和化肥对土壤有机质和氮素的影响

有机肥与化肥长期(7～9年)配合施用,可提高土壤有机质和全氮含量.在肥力较低的红棕紫泥上,有机质增加10.7%～11.9%,全氮提高18.3%～20.2%;在肥力较高的灰棕紫泥上,有机质也略有增加,为1.7%～4.4%。在提高稻田土壤有机质的作用中,有机氮与化肥氮桉1:1配施,效果最好,且细绿萍优于猪粪和胡豆青.故在申低产紫色水稻土上,稻田养萍,是培肥地力和节月巴高产的一个途径.     

有机无机氮肥配比对稻田土壤肥力的影响研究

在板页岩母质发育的潴育性黄泥田中６年定位监测表明，在总施氮量相同时，有机和无机氮肥施用比例，对稻田耕作层和犁底层土壤的肥力均有一定影响，不同的处理土壤肥力的变化趋势不同，以６０％有机氮和全有机氮处理的效果最佳。     

有机肥氮和碳素矿化动力学

有机肥在35℃下,好气培养40周,其矿化氮(N_t)和碳素(C_t)累积总量和周矿化速率(N_t/Δt,C_t/Δt)均为鸡粪>猪粪>牛粪。鸡粪和猪粪氮素矿化以及牛粪碳素矿化的动力学过程,均可用四个模型定量描述;牛粪氮素矿化、鸡粪和猪粪的碳素矿化与三个模型吻合度高。氮、碳素矿化动力学参数表征出有机肥氮、碳素释放能力的明显差异。     

黑龙江省土壤有机质与全氮和碱解氢的相关分析

黑龙江省的暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土和沼泽土表层有机质，全氮和碱解氮均存在极显著的相关关系，而在泥炭土和水稻土上其相关性稍差，接近岩性发育较弱的盐土、碱土、冲积土和风沙土的有机质，全氮和碱解氮之间无相关性。分析结果表明，在主要旱作土壤上，有机质可以代表土壤的供氮水平。用扩散吸收法测定碱解氮在黑龙江省是适用的。     

有机-无机肥配施下氮钾的渗漏损失

连续3年5季的试验观测结果表明,稻季渗漏水中的氮以NH_4-N为主,麦季以NO_3-N和NO_2-N为主。稻季渗漏水中氮素形态的变化还因配施比例、烤田措施而变化。稻季渗漏损失的氮素主要来源于土壤氮,其中施肥的激发矿化作用对土壤氮的损失有较大影响。肥料氮直接渗漏的比例占26％～34％。稻季氮素渗漏损失量,在前期(拔节前)占全生育期总渗漏量的86％～90％,全期渗漏损失量占施氮量的18.2％～5.6％。随有机肥氮比例的增加而减少。稻季钾素渗漏量平均占施钾量的13％。肥料钾的直接渗漏损失占总渗漏钾量的75％左右。     

EFFECTS OF SUBSTITUTION OF MINERAL NITROGEN WITH ORGANIC AMENDMENTS ON NITROGEN LOSS FROM SLOPING CROPLAND OF PURPLE SOIL

● Interflow acts as the dominant pathway for N loss loadings. ● The purple soil region is a hot spot of nitrate leaching in China. ● Mineral N substitution with organic amendments can be recommended as optimal practices for cropland N management. Nitrogen loss from purple soil can lead to large negative impacts to the environment considering the wide distribution of this soil type in the upper reaches of the Yangtze River. Therefore, nitrogen loss patterns from sloping cropland of purple soil in the Sichuan Basin with the following fertilization regimes were studied in a wheat-maize rotation system: 100% organic fertilizer (OM), using pig manure to replace 30% of mineral N (OMNPK) and crop residue to replace 15% of the mineral N (CRNPK) plus standard mineral fertilization (NPK) and no fertilizer control. The cumulative hydrological N loss could be as high as 45 kg·ha⁻¹ N. The interflow accounted for up to 90% of the total N loss followed by sediment and overland flow losses. The high N loss via interflow found in this study highlighting that sloping cropland of purple soil may be one of the hot spots of N leaching. Compared to the NPK regime, organic substitution regimes (i.e., OM, OMNPK and CRNPK) decreased total hydrological N loss loadings by 30% to 68%. In addition, they can maintain annual crop yields and decrease yield-scaled total hydrological N losses by 18% to 71%. In conclusion, long-term substitution of mineral N with organic amendments can maintain high crop productivity and reduce environmental N loss loadings, and thereby recommended as good N management practices to minimize the risk of agricultural non-point source pollution in the purple soil region of China.     

吉林省主要旱田土壤有机氮组份的研究

1986～1987年作者根据Bremner的酸解法研究了吉林省主要旱田土壤有机氮组份、含量及影响因素,研究结果表明:旱田土壤有机氮是由氨基酸氮、氨基精氮、(丝+苏)氨基酸氮和未鉴别氮组成,分别占土壤全氮的25.13;18.54.5.19,11.38,25.59％;土壤类型、土壤层次以及土壤肥力水平均影响土壤有机氮的组份;土壤有机氮组份和含量是影响土壤碱解氮利用系数的内在原因。