火烧对河北平泉油松林土壤微生物量的影响

以河北平泉油松林近期(火后半年)火烧迹地为研究对象,根据树干熏黑高度和树木死亡率情况,划分不同火烧强度(轻度、中度、重度),并以邻近未火烧区设置对照样地,采用氯仿熏蒸浸提法测定各研究区土壤微生物量碳、氮(C_mic、N_mic),分析不同强度火烧对其土壤微生物量碳、氮(C_mic、N_mic)的影响。结果表明:不同强度火烧后土壤C_mic、N_mic含量均呈下降的趋势,不同土层间土壤C_mic、N_mic含量随土层深度增加而逐渐减小,土壤C_mic变化在34~205 mg/kg之间,土壤N_mic变化在7~40 mg/kg之间;土壤微生物量碳氮比(C_mic/N_mic)整体处于5~6之间。双因素方差分析表明:火烧强度、土层深度及二者的交互作用对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、铵态氮(NH₄+-N)、硝态氮(NO₃--N)均有显著影响(P < 0.05),对于土壤pH值,仅火烧强度对其影响显著(P < 0.05);同时,火烧强度、土层深度及二者的交互作用对土壤C_mic和N_mic的影响均达到极显著水平(P < 0.01)。土壤养分(SOC、TN、NH₄+-N和NO₃--N)主要集中在表层(0~10 cm),重度火烧后土壤养分含量显著减少,同时,土壤pH显著升高。相关分析结果表明:土壤有机碳、全氮对土壤C_mic、N_mic有极显著影响(P < 0.01),土壤C_mic、N_mic含量与土壤有机碳、全氮均呈正相关。主成分分析进一步表明土壤有机碳、全氮是影响土壤C_mic、N_mic的主要因素。      

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO2和N2O排放的影响

2013年6月～2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥（ F 处理,250 kg/hm2）、减氮20%（ LF 处理,200 kg/hm2）、减氮20%+黑炭（LFC）,以不施肥处理为对照（CK）,采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO2和 N2O排放通量动态进行测定。结果表明：①夏玉米-冬小麦田的土壤 CO2排放通量为21.8～1022.7 mg/（m2·h）,土壤 CO2排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5 cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO2累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。②施肥和灌溉是影响土壤 N2O排放的最主要因素,施肥期间 N2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%～74.5%和40.5%～43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。③夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的 N2O 排放系数为0.60%,减氮施肥的 N2O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

根层调控对小麦-玉米种植体系氮素利用及土壤硝态氮残留的影响

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作区高产田水肥资源利用效率低、氮素累积严重的问题,探索不同根层调控措施对作物氮素利用及土壤NO₃^--N残留的影响。【方法】以华北平原高产粮田为对象,设置传统水氮、水氮调控、调控+土壤调理剂（Agh）、调控+CRU（用含量为43%的缓释尿素代替氮肥）和调控+植物生长调节剂（GGR）田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同根层调控措施对氮素利用的效果。【结果】在控水减氮前提下,调理剂和GGR处理的小麦玉米周年产量、吸氮量均高于传统水氮。小麦拔节期GGR处理80-100 cm土层根系分布较多,表明GGR能促进中下层根系的发育;玉米大喇叭口期,藁城调理剂和大名GGR处理20-50 cm土层的根长密度均明显高于传统水氮。第一个轮作季,藁城和深州GGR的0-200 cm土体各土层硝态氮残留量均显著低于传统水氮,尤其在60-100 cm土层硝态氮的残留最低;第二个轮作季,藁城调理剂和大名GGR处理各土层硝态氮的残留量显著低于传统水氮。第一个轮作季的调理剂和第二个轮作季的GGR（藁城）的氮素表观亏缺量较大,说明根层调控促进了作物对土壤累积氮素的利用。根层调控措施能够达到经济和生态的双赢,灌溉水分利用效率（WUE）和氮偏生产力（PFP_N）较传统水氮平均提高了2.47 kg·m^-3和18.08 kg·kg^-1,平均增收258.43元/667 m²。【结论】在华北平原高产田,不同根层调控措施的小麦、玉米单季及周年的产量较传统水氮平均分别提高了8.58%、5.99%和7.13%;两季作物收获后0-100 cm土层中土壤硝态氮残留量较传统水氮平均分别降低了70.73和59.44 kg·hm^-2,明显降低了土壤硝态氮的残留,减缓了向土体深层的淋溶损失;促进了小麦、玉米关键生育期根系的发育。总之,通过在控水减氮的基础上添加土壤调理剂和植物生长调节剂（GGR）可以显著提高作物产量,能使其充分挖掘土壤累积氮素,实现节本增效,提高水肥利用效率。     

不同轮耕模式下小麦各生育时期土壤养分及酶活性变化特征

【目的】通过研究黄淮平原潮土区不同轮耕模式下小麦各生育时期土壤养分、微生物量碳氮和酶活性的动态变化,为该地区筛选适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】采用大田小区试验,在2016—2019年小麦季设置5个轮耕模式：（1）连续旋耕（RT-RT-RT）;（2）深耕-旋耕-旋耕（DT-RT-RT）;（3）深耕-旋耕-条旋耕（DT-RT-SRT）;（4）深耕-条旋耕-条旋耕（DT-SRT-SRT）;（5）深耕-条旋耕-旋耕（DT-SRT-RT）。3年为一个周期,在3年周期的第3年即2019年小麦返青期（GS）、拔节期（JS）、灌浆期（FS）和成熟期（MS）采集0—40 cm土层土壤样品,测定并分析土壤碱解氮（AN）、有效磷（AP）、速效钾（AK）、微生物量碳（SMBC）、微生物量氮（SMBN）及脲酶、蔗糖酶和中性磷酸酶活性。【结果】整个小麦生育期所有土壤指标均随土层加深而降低。相对于RT-RT-RT,深耕基础上配合旋耕或条旋耕对20—40 cm土层速效养分的提升效果明显高于0—20 cm土层,但均显著影响两土层中土壤微生物量和酶活性。小麦主要生育时期不同处理下各土壤指标的动态变化趋势与作物的生长和需肥规律基本一致。随着小麦生育期的推进,土壤AP、AK、SMBC、SMBN和脲酶、中性磷酸酶活性均呈“增加—降低—增加”的变化趋势,其中在拔节期达到最大峰值,而蔗糖酶活性则表现为逐渐增加的趋势。在0—20 cm土层,拔节期DT-SRT-RT处理的AN、AP和AK含量显著高于RT-RT-RT处理,其值分别为91.74、27.17和139.81 mg·kg^-1。不同轮耕模式及土层深度显著影响AN及AP的含量;而小麦生育时期、不同土层和各轮耕模式等因素均能显著影响AK的含量,但各因素之间的交互作用不明显。在整个生育期,DT-RT-RT、DT-SRT-RT处理0—40 cm土层的SMBC、SMBN含量较高。而相较于RT-RT-RT处理,DT-SRT-RT处理则显著提高了土壤脲酶、蔗糖酶及中性磷酸酶活性,其增长率分别为3.79%—27.69%、12.29%—36.10%和8.61%—35.91%。小麦生育时期、不同土层深度和轮耕模式等因素显著影响土壤微生物量和酶活性,但三者对微生物量氮含量以及蔗糖酶、中性磷酸酶活性的交互作用不显著。各耕作处理2019年的小麦季产量显著高于RT-RT-RT处理,其中以DT-SRT-RT处理的产量最优,为6 557 kg·hm^-2。【结论】黄淮平原不同轮耕模式中,深耕-条旋耕-旋耕提高了土壤速效养分、微生物量碳氮含量及土壤酶活性,保障了小麦产量。     

半干旱雨养区不同覆盖方式对马铃薯土壤氮含量及分布的影响

【目的】探讨西北半干旱雨养区不同覆盖方式对马铃薯地土壤氮素含量及分布的影响。【方法】设玉米整秸秆带状覆盖(T_秸秆)、黑色地膜覆盖(T_地膜)和露地平作(T_露地)3个处理。测定分析了2019年和2020年马铃薯开花期和成熟期的秸秆种植带株行间(T_{秸秆-带上})、秸秆覆盖带下(T_{秸秆-带下})、地膜下(T_地膜)和露地对照(T_露地)在0～120 cm土层的土壤全氮、铵态氮、硝态氮、微生物量氮和碳氮比的变化。【结果】地膜覆盖较对照显著提高了0～20cm土层的土壤速效氮含量,2 a平均提高了22.73%,降低了0～40 cm土层土壤微生物量氮含量,降低了10.01%。秸秆带状覆盖较露地能够显著提高土壤0～20 cm土层土壤全氮和速效氮含量,全氮两年平均提高了17.32%,速效氮提高了9.41%;能够显著提高0～90 cm土层土壤微生物量氮含量,平均提高了45.01%;较地膜覆盖处理显著提高了0～20 cm土层的全氮含量和0～40 cm土层微生物量氮含...     

减氮配施缓释氮肥对滴灌棉花氮素利用和产量的影响

为探究减氮施肥技术和缓释氮肥在新疆滴灌棉花上的应用效果，选用当地棉花主栽品种新陆早64号，设置不施氮肥（H1）、常规全施尿素（H2，300 kg/hm²）、减氮20%缓释氮肥与尿素配施（H3，240 kg/hm²）3个处理，分别在棉花不同生育期对棉田土壤理化性质、酶活性、无机氮含量进行测定，并在棉花吐絮期测定棉花氮素含量，分析减氮配施缓释氮肥对棉花氮素利用效率的影响。结果显示：在棉花各生育时期，减氮20%配施缓释氮肥处理0~20 cm土层团聚体稳定性显著高于常规全施尿素处理（P<0.05），在0~40 cm土层H3与H2处理全氮差异不显著；不施氮肥（H1）处理土壤酶活性在棉花全生育时期均处于较低水平，常规全施尿素H2处理土壤脲酶活性显著高于减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理，过氧化氢酶活性均低于H3处理，2个处理间蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性差异不显著；H3处理在40~60 cm土层铵、硝态氮含量较常规全施尿素H2处理减少了棉花生育后期氮素的淋溶损失；H3处理的氮肥利用率为45.75%，高于H2处理（P<0.05），较H2处理提高了7.87百分点；减氮配施缓释氮肥有利于提高棉花产量，减氮20%配施缓释氮肥（H3）处理下棉花皮棉产量较不施氮肥（H1）处理提高了18.26%，且铃质量、籽棉产量、皮棉产量与常规全施尿素（H2）处理差异不显著，可实现减氮不减产。结果表明，减氮20%施氮水平下缓释氮肥与尿素配施（H2）增强了表层土壤团聚体稳定性，可在棉花全生育期维持较高无机氮含量，减少了氮素淋溶损失，有利于棉花氮肥利用率及产量的提高，可在滴灌棉田中推广应用。     

不同施肥模式对小麦—甘薯轮作田土壤性质及甘薯生长发育的影响

为揭示施肥措施对小麦-甘薯轮作田土壤性质及甘薯生长发育的影响规律,于2017—2020年通过田间定位试验,设对照不施肥（CK）、常规施肥（T₁）、单施缓控释肥（T₂）、单施生物有机肥（T₃）、50%常规施肥+50%缓控释肥（T₄）、50%常规施肥+50%生物有机肥（T₅）、50%缓控释肥+50%生物有机肥（T₆）7个处理,研究甘薯不同施肥模式对土壤质量、微生物群落结构及甘薯产量、农艺性状的影响。结果表明,与不施肥CK处理相比,不同施肥处理均能够有效提高土壤养分含量和土壤酶活性,改善土壤微生物群落结构,提高作物产量以及R/T值;T₆处理土壤全氮、全磷含量较T₃处理分别显著增加8.97%、7.95%,土壤脲酶、过氧化氢酶活性较其他施肥处理分别提高4.38%～15.32%、4.29%～29.14%,提高了土壤细菌、放线菌生物量,减少了真菌生物量,提高了革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌比值以及细菌/真菌比值;T₅     

减氮和施生物炭对华北夏玉米-冬小麦田土壤CO_2和N_2O排放的影响（英文）

2013年6月~2014年6月,在河南省新乡夏玉米-冬小麦试验田设置四种处理即农民常规施肥(F处理,250 kg/hm~2)、减氮20%(LF处理,200 kg/hm~2)、减氮20%+黑炭(LFC),以不施肥处理为对照(CK),采用静态箱-气相色谱法,对夏玉米-冬小麦生长季土壤CO_2和N_2O排放通量动态进行测定。结果表明:1夏玉米-冬小麦田的土壤CO_2排放通量为21.8~1 022.7 mg/(m~2·h),土壤CO_2排放通量主要受土壤温度和水分的影响,在夏玉米季受土壤水分的影响更为显著,而在冬小麦季则为5cm土层处的温度对其影响更为突出。减施氮肥20%处理和减氮加生物黑炭共同作用使土壤CO_2累积排放量显著降低,小麦生长季的减排作用尤为显著。2施肥和灌溉是影响土壤N_2O排放的最主要因素,施肥期间N_2O排放量分别占夏玉米季和冬小麦季累积排放量的73.9%~74.5%和40.5%~43.6%;施肥量主要影响排放峰的强度,灌溉主要影响排放峰出现时间的早晚且会影响不同措施的减排效果。3夏玉米-冬小麦田农民常规施肥水平的N_2O排放系数为0.60%,减氮施肥的N_2O排放系数为0.56%。在华北平原高产集约化农田适当减氮施肥不仅能降低农田土壤温室气体排放,且对作物产量无影响,是适宜的温室气体减排措施。     

典型红壤不同形态氮素迁移对长期施肥制度的响应

【目的】基于长期定位试验,探讨典型红壤水稻土不同施肥制度下不同形态土壤氮素迁移特征,为红壤水稻土氮肥合理施用提供理论依据。【方法】选取始于1981年的进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理,分别为不施肥对照（CK）、施氮磷钾肥（NPK）、氮磷钾配施秸秆（NPKS）、氮磷钾配施有机肥（NPKSM）,测定并分析0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm和40—60 cm土层土壤全氮（TN）、碱解氮（AN）、硝态氮（NO₃ ^--N）、铵态氮（NH₄ ⁺-N）、可溶性有机氮（DON）和微生物生物量氮（SMBN）变化特征。 【结果】不同处理不同形态氮素基本均随土层加深呈下降趋势,但不同形态氮素在不同层次下降特征不同。其中有效态氮,如AN、NO₃ ^--N、NH₄ ⁺-N、DON和SMBN主要集中分布在0—20 cm土层,且20—60 cm土层含量较0—20 cm明显降低;而TN在表层0—40 cm土层变化不明显。与CK相比,施肥处理可不同程度地提高0—60 cm各土层各形态氮素含量。其中NPKSM处理显著提高各形态氮素含量,其次为NPKS和NPK处理。相同处理下,TN在0—40 cm土层变化不明显;但在0—60 cm土层TN含量均表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。各处理AN含量随土层深度增加降低幅度显著,其中,20—40 cm土层AN含量相比10—20 cm土层分别降低了42%（CK）、50%（NPK）、44%（NPKS）、44%（NPKSM）。各处理不同土层NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N含量均以NPKSM处理显著高于其他处理;其中40—60 cm土层中NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N与0—10 cm土层相比,NH₄ ⁺-N含量下降幅度更大,分别为51%（CK）、48%（NPK）、54%（NPKS）、36%（NPKSM）,且NO₃ ^--N和NH₄ ⁺-N均以NPKS处理下降幅度最大,NPKSM处理最小。各处理DON含量在0—20 cm土层差异显著,且均以化肥与有机肥配施处理显著高于其他处理;CK和NPK处理40—60 cm土层的DON含量较20—40 cm略有增加,但NPKS和NPKSM处理则显著降低。各处理SMBN在10—20 cm土层差异最大,表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK。相同处理下各形态氮素占TN的比例随土层深度的增加而下降,其中在0—20 cm土层各比例变化较明显;整体上NPKS与NPKSM处理的SMBN占TN比例较高,为2%—4%。耕层土壤（0—20 cm）的TN、AN、NO₃ ^--N、DON和SMBN两两之间均存在显著的正相关关系（P≤0.05）,其中TN、DON、AN与SMBN之间存在极显著正相关关系（P≤0.01）。施肥处理（NPK、NPKS、NPKSM）较不施肥处理（CK）可显著提高早、晚稻稻谷、稻草产量和总生物量及其相应的氮吸收量,其中以NPKSM处理最高;但NPKSM处理的无机氮残留量及氮表观损失也显著高于其他处理。 【结论】不同施肥处理对各形态氮素的影响主要集中在土壤耕层（0—20 cm）,且各形态氮素含量整体上随土层深度的增加而降低,化肥与有机肥配施可以更好改善红壤区各土层氮素的供应情况;同时化肥与有机肥配施能显著提高作物产量及其氮吸收量,但也增加了其无机氮残留量及氮表观损失量。     

氮减量配施微生物菌剂对烤烟产量和土壤微生物多样性的影响

【目的】研究减氮条件下配施微生物菌剂对烤烟产量和土壤微生物多样性的影响，达到提高烟叶品质、改善土壤环境的目的。【方法】以云烟 87 为试验材料，采用随机区组试验，设置 T1 当地常规施肥（CK）、T2 常规施肥＋微生物菌剂、T3 常规施肥减氮 10%+ 微生物菌剂、T4 常规施肥减氮 20%+ 微生物菌剂 4 个处理，测定各处理不同时期烤烟农艺性状、烤后烟叶经济性状和成熟期根际土壤微生物群落多样性。【结果】（1）不同施肥处理和时期烤烟农艺性状均无显著差异，表明氮减量配施微生物菌剂下烤烟生长稳定。不同处理烤烟经济性状表现为 T2、T3 处理的产值与 T1 处理无显著差异；T4 处理的产值为 1 351.56 元 /667m2，显著低于 T2处理。与 T1 处理相比，其他各处理土壤理化性质各指标均没有显著差异。（2）微生物菌剂各处理增加了细菌和真菌总 OTUs 数量以及独有的 OTUs 数量，与 T1 处理相比，T2 处理细菌独有的 OTUs 数量增加 68.4%，T2、T3 处理真菌独有的 OTUs 数量分别增加 85.2% 和 78.2%，T2、T3 处理的真菌总 OTUs 数量分别增加 60.2%、54.9%；T2、T3 处理真菌的丰富度均显著高于 T1、T4 处理。（3）细菌门水平下 T4 处理变形菌门（Proteobacteria）相对丰度较其他处理显著提高，真菌门水平在不同处理下无显著差异。（4）T1 处理的有害微生物镰刀菌种（s_Fusarium_equiseti）的相对丰度高于其他处理，T4 处理 α- 变形菌纲（c_Alphaproteobacteria）、鞘氨醇单胞菌目（o_Sphingomonadales）、芽单胞菌属（g_Gemmatimonas）、拟杆菌纲（c_Bacteroidota）等有益微生物数量显著提高。【结论】相比常规施氮，减氮 10% 配施微生物菌剂在稳产的同时烤烟产值提高 12.5 %，并改善了土壤微生物群落组成。     

年内轮耕对小麦—玉米两熟农田土壤水稳性团聚体碳、氮分布的影响

在华北平原小麦—玉米两熟区,设置6种年内轮耕模式,即小麦季免耕玉米季免耕(WZ-MZ)、小麦季免耕玉米季深松(WZ-MS)、小麦季深松玉米季免耕(WS-MZ)、小麦季深松玉米季深松(WS-MS)、小麦季翻耕玉米季免耕(WC-MZ)、小麦季翻耕玉米季深松(WC-MS),探讨年内轮耕模式对土壤水稳性团聚体碳、氮分布的影响。结果表明,MS的年内轮耕模式比MZ有利于0~40 cm土层微团聚体聚成更大粒级的团聚体和保护大团聚体免受破坏;无论玉米季免耕还是深松条件下,与WZ、WC相比,WS能提高10~40cm土层0.25 mm粒级的大团聚体含量;WZ和WS比WC能显著提高土壤表层有机碳及全氮,使更多的碳、氮在土壤表层聚集;MS比MZ能降低0~10 cm和提高10~40 cm土层团聚体中有机碳及全氮含量;WZ能显著提高土壤0~10 cm土壤团聚体中C/N;无论小麦季采用哪种耕作方式,MS比MZ能降低0~10 cm和提高10~40 cm土层团聚体中C/N。     

长期不同施肥对小麦-玉米轮作体系土壤残留肥料氮去向的影响

【目的】研究残留肥料氮在不同肥力土壤中的去向。【方法】采用15N标记田间微区试验法研究小麦-玉米轮作下,施用的肥料氮在3种长期（19年）不同施肥处理土壤（不施肥土壤,No-F;施用氮、磷、钾化肥土壤,NPK;有机无机配施土壤,MNPK）连续3季作物收获后的去向。【结果】NPK和MNPK处理土壤3季作物对标记氮肥总利用率分别为57%和65%,均显著高于No-F处理土壤（28%）（P＜0.05）。No-F、NPK和MNPK处理土壤随后两季（第二季和第三季）作物对第一季收获后残留氮肥的利用率分别为17%、15%和8%,其中No-F处理土壤第三季作物对残留肥料氮的利用率为7%,显著高于NPK（2%）和MNPK处理（3%）。3季作物收获后,No-F、NPK和MNPK处理土壤施入氮肥在土壤和作物系统的总回收率分别为50%、77%和84%,损失率分别为50%、23%和16%。3季作物收获后三供试土壤标记氮肥残留率均约为20%,且主要分布在0—20 cm土层。【结论】长期平衡施肥尤其长期有机无机配施可显著提高肥料氮利用率,降低氮肥损失。     

氮肥减量配施有机肥对苹果产量品质及土壤生物学特性的影响

为改善当前苹果园不合理施肥现状,探究适合苹果园提质增效的施肥方案,以红富士苹果为试材,设置常规施肥、优化减氮、有机肥替代25%氮肥、有机肥替代50%氮肥4个处理,其中后3个处理的总施氮量一致,为常规施肥的一半,试验连续进行两年后测定果实产量、品质、土壤微生物量碳氮以及土壤酶活性。结果表明:优化减氮处理产量与常规施肥差异不显著,氮肥偏生产力是常规施肥的2倍以上;有机肥替代50%氮肥处理的产量最高,比常规施肥处理增加5.4%。优化减氮处理和有机肥替代氮肥处理的果实可溶性糖和糖酸比均显著高于常规施肥;施用有机肥的处理可滴定酸显著低于施化肥处理,糖酸比相反;有机肥替代50%氮肥处理的品质最佳,可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比分别比常规施肥高1.8%、2.7%、16.9%。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性与土层深度及有机肥的施用有关,特别是在20～40 cm土层深度,有机肥替代氮肥处理的土壤微生物量碳氮、土壤β-1,4-N-乙酰基氨基葡萄糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶活性均显著高于常规施肥处理,且两两之间呈显著或极显著正相关关系。因此,在陕西省苹果园可以推荐常规施氮量减少一半的情况下用有机肥替代50%氮肥,以节省化肥、增加产量、改善品质、提升土壤质量,促进果园的可持续发展。     

秸秆还田对土壤脲酶活性·微生物量氮的影响

[目的]研究秸秆还田对小麦、玉米一年两熟制下淮北地区砂姜黑土微生物量氮、土壤氮素养分及土壤酶活性的影响,同时探索发展低碳农业、构建资源节约型和环境友好型农业,为实现粮食生产的可持续发展提供理论依据。[方法]通过多年的田间定位试验,并且结合室内分析。[结果]小麦、玉米秸秆能显著提高土壤的全氮含量、土壤脲酶活性和土壤微生物量氮含量。与对照相比,小麦、玉米秸秆还田不施肥处理在2010年小麦播种期、拔节期、开花期、灌浆期、成熟期和2011年玉米播种期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、灌浆期、收获期土壤脲酶的活性增幅分别为21.93%、4.92%、35.88%、4.71%、21.79%、0.99%、31.52%、21.77%、8.52%、3.74%、12.89%,小麦、玉米秸秆还田加施肥能显著提高土壤脲酶活性。小麦、玉米秸秆还田不施肥处理的土壤微生物量氮含量比单独施肥处理高出19.32%。[结论]秸秆还田是提高土壤微生物量氮的关键因素。     

氮肥运筹对小麦-玉米轮作农田无机氮淋失的影响

以冬小麦品种石新616,夏玉米品种浚单20为试验材料,采用田间定位试验和原位淋溶装置的方法,研究了河北省山前平原高产农田不同氮肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田0～100 cm土体中氮素淋失的影响。结果表明:不同施氮处理0～100 cm土层的NO3--N淋溶量和累积量均随施氮量的增加而增大;不同施氮措施对0～100 cm土体中无机氮分布和累积量的影响顺序为OPT+N处理>FP处理>FP-S处理>OPT处理>OPT-N处理>CK,其中OPT处理的小麦和玉米产量显著增加,且小麦和玉米收获后土壤的无机氮累积量明显降低;小麦季硝态氮主要分布在20～40 cm土层,玉米季硝态氮主要分布在表层和深层土体中;过量施氮是造成土壤氮素淋失和累积的主要来源。综合考虑经济效益和生态效益,在秸秆还田条件下,施氮量减少20%的施肥措施(OPT处理)是值得推荐的施氮措施。     

不同施肥种类对玉米产量及土壤性状的影响

通过大田夏玉米试验,研究等氮量条件下不同施肥种类(不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥+化肥混施)对夏玉米产量、土壤氮素含量、微生物种群数量、土壤酶活性的影响。结果表明,化肥+有机肥混施处理的玉米鲜质量比单施化肥、单施有机肥分别提高11.1%、7.1%,总粒质量分别提高了8.9%、6.5%;土壤中铵态氮和硝态氮变化以0～20 cm土层最大,化肥+有机肥混施处理的铵态氮含量最高,为2.38 mg/L,化肥处理的硝态氮含量最高,为18.7 mg/L,40 cm以下土层的铵态氮、硝态氮含量很低,且处理之间差异不大;培养微生物检测和分子生物学鉴定表明,土壤微生物主要集中在土壤的0～60 cm土层,在0～20 cm土层混施处理和常规化肥处理的细菌数量高于其他处理,混施处理细菌种类最多。在0～20 cm土层混施处理真菌种类最多,但数量和其他处理差异不大;在0～20 cm土层化肥+有机肥处理的脲酶、过氧化氢酶活性都高于其他处理。不同指标间具有一定的相关性。     

耕层水氮调控对土壤深层累积NO3——N运移及后效的影响

 【目的】在华北平原地区,研究前茬小麦耕层水氮调控对后茬玉米土壤深层累积NO3--N的运移及后效的影响。【方法】设置0（N0）、150 kgN·hm-2（N150）两个施氮水平,同时设传统灌溉（W1）和根据土壤水分监测的优化灌溉（W2）两种方式,采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中总体残留趋势：N0W2＜N150W2＜N150W1＜N0W1,且发生垂直运移,上移30 cm,下移50 cm,除N0W2处理外,其余处理累积峰较标记位置下移30 cm;玉米收获后, 15N主要分布在100—160 cm土层,与前茬比较峰值未出现下移,其中N0W1处理15N 残留量明显减少;玉米对前茬残留的深层15N的利用率N0W1＞N150W2＞N150W1＞N0W2,依次为：5.5%、2.2%、1.7%和1.5%;玉米地上部生物量及总吸氮量均表现为施氮高于不施氮,优化和传统灌溉处理间差异不显著;玉米根系主要分布在0—20 cm土层,且施氮处理根系比例高于不施氮处理,耕层水氮调控影响后作玉米中下层根系发育,N0W1处理80—150 cm土层根长密度明显高于其它处理。【结论】耕层适度节水减氮有利于后茬作物根系下扎,促进其中下层根系的发育,进而促进其对深层累积NO3--N的吸收利用;耕层供氮及传统灌水加剧了硝态氮在深层的累积,对地下水安全造成威胁。     

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。     

长期施肥对洞庭湖双季稻区水稻土有机碳、氮积累及其活性的影响

【目的】土壤有机质及其活性是评价土壤肥力的重要指标,研究洞庭湖区典型双季稻轮作水稻土总有机碳、全氮积累及其活性对长期不同施肥的响应特征,为稻田施肥管理和土壤培肥提供科学依据。【方法】依托国家稻田土壤肥力与施肥效应长期试验平台,以不施肥处理（CK）为对照,研究农户习惯施氮磷钾化肥（CF）、施氮钾化肥（NK）、均衡施氮磷钾化肥（NPK）、低量有机肥与氮磷钾化肥配施（LOM,有机肥氮比例为30%）、高量有机肥与氮磷钾化肥配施（HOM,有机肥氮比例为60%）影响下0-20和20-40 cm土层土壤总有机碳（TOC）、全氮（TN）含量及储量积累效应、有机碳氮活性组分含量及其比例的变化特征。【结果】26年不施肥0-20 cm土层土壤TOC含量基本稳定,仅较原始土壤增加0.64 g·kg^-1,持续植稻可能是其保持稳定的重要原因。两土层土壤TOC、TN含量在长期不同施肥后均有显著增加（P＜0.05）,但其储量仅仅在均衡施氮磷钾化肥特别是与有机肥配施后显著提升（P＜0.05）。0-40 cm土层土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）、溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）含量变幅分别为64.54-708.76、22.92-92.25、39.06-63.24、10.76-31.87 mg·kg^-1,均随土层加深而下降。施肥后0-20 cm土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量提高34.1%-81.8%、56.1%-134.4%、23.5%-42.0%、20.3%-83.2%,20-40 cm土层则分别提高-3.8%-38.1%、32.5%-78.2%、8.2%-37.5%、9.3%-56.8%,施肥对相同土层土壤MBC、MBN、DOC、DON含量的增加效应均表现出氮磷钾化肥配施有机肥明显优于化肥单施的处理效应,但不同化肥处理间0-20 cm土层土壤微生物量碳氮、溶解性有机碳氮含量差异不显著（P＞0.05）。随土层加深,土壤MBC/TOC、MBN/TN、DON/TN数值显著降低,而DOC/TOC值则有所增加。长期不同施肥有利于提升土壤总有机碳、全氮中活性组分比例,且以氮磷钾化肥配施有机肥处理效果最佳,其两土层土壤总有机碳、全氮中各活性碳氮组分的分配比例均较CK处理显著提高（P＜0.05）,且该效应随有机肥用量增加而增强。土壤MBC、MBN、DOC、DON两两之间及与土壤总有机碳、全氮、容重、pH具有显著或极显著相关性,与碳氮比、粘粒含量的相关关系不显著,但总体以土壤微生物量碳氮所获相关系数高于溶解性有机碳氮。施肥明显提高早、晚稻产量,两土层MBC、MBN、DOC、DON均与周年水稻产量呈现正相关性,但相关系数总体上随土层加深而明显降低（P＜0.05）。【结论】在洞庭湖双季稻区,长期不同施肥后,相同类型土壤活性有机质组分中活性氮组分含量增加较活性碳组分更明显,氮磷钾化肥配施有机肥能显著提高0-40 cm土层土壤有机碳、氮活性,更有利于土壤总有机碳氮积累及生产力提升,土壤微生物量碳氮可更敏感地预测长期施肥影响下土壤质量的变化。     

氮肥减量施用对我国三大粮食作物产量的影响

【目的】探讨氮肥减施对我国三大粮食作物产量的影响及其与土壤性质和管理措施的关系,明确氮肥减施的可行性。【方法】收集2010—2021年公开发表的90篇论文,按照氮肥减施的比例、种植体系及其在不同条件下（肥料类型、土壤有机质含量、全氮含量、土壤酸碱度以及水分管理等）的作物产量效应进行分析。【结果】在常规施肥的基础上,氮肥减施0—40%没有显著降低水稻产量,氮肥减施0—30%没有显著影响小麦和玉米产量,但是减氮30%—40%显著降低了小麦和玉米产量,减产分别为6.1%和5.4%。不施氮肥区产量水平没有显著影响3种作物氮肥减施的产量效应。土壤全氮含量>2 g·kg^-1时,氮肥减施水稻产量（6.5 t·hm^-2）显著高于常规施氮产量（6.3 t·hm^-2）;土壤全氮含量>1 g·kg^-1时,氮肥减施小麦产量（6.9 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（7.4 t·hm^-2）;土壤全氮含量>1.5 g·kg^-1时,氮肥减施玉米产量（8.8 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（9.1 t·hm^-2）。土壤有机质含量>30 g·kg^-1时,氮肥减施的水稻产量（6.9 t·hm^-2）显著高于常规施氮产量（6.7 t·hm^-2）;在土壤有机质含量为10—20 g·kg^-1以及>20 g·kg^-1时,氮肥减施小麦产量（6.6 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（6.9 t·hm^-2）;一年两熟制氮肥减施玉米产量（8.9 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（9.1 t·hm^-2）。在普通肥料的基础上,氮肥减施小麦产量（6.8 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（7.1 t·hm^-2）。在旱作条件下,氮肥减施的小麦产量（5.9 t·hm^-2）显著低于常规施氮产量（6.6 t·hm^-2）。【结论】在常规施氮量的基础上减少30%氮肥施用量可以维持我国三大作物的产量;不同的土壤性质和管理措施,减氮后作物的产量存在一定的变异性。因此,氮肥减施需要根据土壤肥力状况的管理措施进行调整,从而实现高产高效。