生物炭与化肥减量配施对玉米干物质、产量及氮、磷、钾积累转运的影响

采用田间小区试验,以先玉335为材料,设置5个处理,分别为CK(常规尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF1(生物炭+80%尿素+80%磷酸二铵+80%硫酸钾)、BF2(生物炭+80%尿素+磷酸二铵+硫酸钾)、BF3(生物炭+尿素+80%磷酸二铵+硫酸钾)、BF4(生物炭+尿素+磷酸二铵+80%硫酸钾),玉米开花期、成熟期采集样品,分析不同处理干物质和养分积累转运特征,明确生物炭与化肥减量配施对玉米产量及氮磷钾养分积累转运的影响。结果表明,BF1、BF2、BF3、BF4处理均增加了植株干物质积累量、转运率及对子粒干物质积累贡献率,提高了玉米产量,促进了玉米植株氮磷钾素积累总量。因此,可应用生物炭与化肥减量配施实现玉米节肥增产。本试验条件下,减量20%硫酸钾配施生物炭对玉米产量效果最优。     

复合肥配施不同生物有机肥对土壤肥力及马铃薯产量和品质的影响

马铃薯种植中长期大量施用复合肥,致使土壤有机质含量降低,土壤板结,抗病虫害能力减弱,品质下降,产量也难以进一步提高。为了发挥生物有机肥在马铃薯种植中改良土壤、提高产量和品质的有益作用,试验采用单因素随机区组设计,研究了复合肥配施生物有机肥后对土壤微生物含量、土壤肥力及马铃薯产量和品质的影响。结果表明,捷富宝牌复合肥减量施用和配施不同生物有机肥后均提高了土壤有益微生物数量、有机质含量、马铃薯产量和品质,其中捷富宝牌复合肥配施绿能牌生物有机肥(30 kg/667m~2捷富宝牌复合肥+80 kg/667m~2绿能牌生物有机肥)后土壤有益微生物亚硝化细菌、硝化细菌、乳酸菌和放线菌的数量最高,分别为常规施肥(只施60 kg/667m~2捷富宝牌复合肥)的43.33,4.72,3.25和27.00倍;土壤有机质含量、马铃薯产量、淀粉、干物质和维生素C含量较常规施肥分别增加115.65%、10.14%、84.99%、51.05%和47.37%;土壤有害微生物反硝化细菌和霉菌数量最低,较常规施肥(CK)分别降低了91.88%和93.75%,土壤速效氮、速效磷和速效钾含量降幅最低,较常规施肥分别降低了11.57%、22.19%和20.87%。因此,捷富宝牌复合肥配施绿能牌生物有机肥后,不仅可以提高土壤有益微生物数量和土壤肥力,而且可以提高马铃薯产量和品质。     

玉米秸秆炭对玉米物质生产及产量形成特性的影响

采用大田试验方法,研究玉米秸秆炭对玉米干物质积累、分配及产量形成特性的影响。结果表明,20 t/hm2生物炭与肥料配施可延长玉米的生长时期和旺盛生长期的干物质积累量,促进玉米灌浆后期干物质的积累和子粒干重的增加,与单施化肥相比,产量提高了6.06%;40 t/hm2生物炭与肥料配施在一定程度上抑制玉米干物质积累,降低行粒数,产量降低13.88%。适量的生物炭与肥料配施可促进玉米的干物质积累,提高产量,优于单施化肥;过量的生物炭用量会抑制玉米生长,导致产量下降。在北方棕壤常规施肥条件下,适量配施生物炭增产效果明显,可用于玉米生产。     

化肥减量配施不同肥料对燕山丘陵区春玉米水肥利用效率及土壤养分的影响

为了解决化肥过量使用导致的肥料利用率低、污染严重等问题,探索燕山丘陵区春玉米田化肥减量配施技术模式,采用随机区组设计方法,以赤单218为材料,设置常规施肥(NPK)、常规施肥基础上减氮20%(RN)、RN基础上有机肥替代总氮量的20%(RN+OM)、RN基础上缓控释肥替代总氮量的20%(RN+CRU)、RN基础上秸秆全量还田(RN+SR)和RN基础上生物炭基肥替代总氮量的20%(RN+BC)等6个施肥处理,研究化肥减量配施有机肥、缓控释肥、秸秆和生物炭对玉米水肥利用效率及土壤养分的影响。结果表明：秸秆还田、生物炭与化肥减量配施可以明显增加土壤含水量,降低土壤容重;化肥减量配施有机肥可以增加土壤中有机质含量;减氮配施有机肥、缓控释肥和秸秆还田处理均可增加氮肥利用率,其氮肥偏生产力分别较常规施肥处理提高了40.31%、39.42%和38.24%;水分利用效率以秸秆还田处理最高,其次为减氮处理、减氮配施缓控释肥处理和减氮配施有机肥处理,均显著高于常规施肥处理,增加幅度为6.63%～11.06%。综合分析,化肥减量配施不同肥料可以改良土壤、提高水肥利用效率。     

生物炭还田条件下磷肥减施对玉米产量及养分利用的影响

通过4年田间定位试验,研究辽宁昌图棕壤区生物炭还田条件下磷肥减施20%对玉米产量及养分利用的影响。结果表明,与常规施肥相比,生物炭还田(3 000 kg/hm~2)后各处理促进玉米增产,最高增产5.5%,生物炭还田配施磷肥减量20%处理的产量表现略有增加的趋势。生物炭还田后各处理均提高了玉米植株N、P和K的养分吸收量,提高玉米植株氮素和磷素回收率,生物炭还田配施常规肥处理可更好促进玉米氮、磷、钾养分吸收,提高玉米氮素回收率,4年综合提高5.3个百分点;生物炭还田配施磷肥减量20%处理可更好提高玉米磷素回收率,提高4.9个百分点。     

增施微生物肥对膜下滴灌玉米根区土壤微生物、酶活性的影响

以玉米品种郑单958为材料,通过田间试验,研究微生物肥料对玉米根区土壤微生物、酶活性及玉米产量等指标的影响。结果表明,增施微生物肥增加了整个生育期内农田土壤微生物的数量,且抽雄期玉米窄行、根际土壤细菌和放线菌数量均显著高于常规施肥和不施肥处理(p0.05)。增施微生物肥后,抽雄期窄行、根际、宽行土壤有机质含量和脲酶活性显著提高(p0.05),分别较常规施肥处理增加24.05%、21.14%、18.61%和14.56%、9.49%、17.29%,较不施肥处理显著增加34.98%、22.03%、19.96%和17.48%、13.22%、15.08%。增施微生物肥显著提高玉米产量,较常规施肥和不施肥处理分别增加13.45%和34.97%(p0.05)。增施微生物肥可改善膜下滴灌玉米根区土壤微生物区系结构,提高土壤酶活性,增强玉米对土壤养分的吸收,进而提高玉米干物质积累,最终获得高产。     

生物炭对花生生长发育及土壤肥力的影响

为探究生物炭对花生生长发育及土壤肥力的影响，本研究以农花5号为试材，设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、生物炭+常规施肥(BC+CF)和生物炭+化肥减量20%(BC+20%CF)4个处理，分别对花生的植株形态、光合特性、干物质积累、产量构成、籽仁品质及土壤理化性状进行了测定。结果表明，与CK相比，施用生物炭可有效增加花生的叶面积，BC+CF和BC+20%CF处理下结荚期的叶面积分别增加50.59%和58.19%,同时单株产量分别提高47.86%和43.33%;施用生物炭能显著增加花生籽仁中的蛋白质和亮氨酸含量，而降低硬脂酸和油脂含量；施用生物炭会降低土壤容重的增加幅度，显著提高土壤孔隙度，BC+CF和BC+20%CF处理下花生各时期土壤速效钾含量的平均增幅分别为35.37%和41.04%。本研究证明了生物炭对化肥减施和土壤肥力维持的作用，为生物炭在花生生产中的合理应用提供了理论依据。     

氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响

为探讨氮肥减量配施生物炭对北疆灌区春小麦光合和干物质转运特性及产量的影响,通过田间试验,设置对照（不施氮,CK）、常规施氮（300 kg·hm^-2、N1）、单施生物炭（20 t·hm^-2、B）、常规施氮+生物炭（N1B）、减氮15%（255 kg·hm^-2、N2 ）、减氮15%+生物炭（N2B）、减氮30%（210 kg·hm^-2、N3）、减氮30%+生物炭（N3B）8个处理,对比分析了不同处理间春小麦光合作用、干物质积累和转运及产量的差异。结果表明,与常规施氮相比,减氮（N2、N3）对春小麦光合作用、干物质积累和转运均无显著影响,但产量及其构成要素和氮肥农学利用效率随着施氮量的减少而降低,配施生物炭后上述各指标均显著提升。综合表现以减氮15%配施生物炭处理（N2B）效果最优。该处理下旗叶SPAD值和净光合速率处于较高水平,成熟期单茎干重、籽粒占单茎重比例、花前同化物对籽粒产量的贡献率分别为5.01 g、51.31%和18.03%;籽粒产量为8 301.35 kg·hm^-2,较 CK及N1处理分别增产38.09%和18.11%;氮肥农学利用效率最高,为12.40 kg·kg^-1。在本试验条件下,氮肥减量15%配施20 t·hm^-2生物炭最有利于春小麦光合生产、干物质积累和转运及产量提升。     

生物炭对郑单958生理生化指标及产量的影响

采用大田试验,研究生物炭与氮肥配施对郑单958玉米子粒产量、不同生育时期SPAD值、叶面积指数(LAI)、光合特性及氮代谢相关酶活性的影响,明确生物炭对玉米生理生化指标与产量的效应。结果表明,不同炭氮施量处理中,正常施肥配施5 000 kg/hm~2生物炭处理表现出明显的优势,成熟期玉米叶片SPAD值和叶面积指数(LAI)分别比不施生物炭处理(对照)高46.22%和37.22%。正常施肥配施生物炭处理玉米的净光合速率(Pn)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均高于CK,且高施炭量处理明显高于低施炭量处理,有效提高了玉米叶片硝酸还原酶(NR)和谷氨酸脱氢酶(GDH)的活性,延缓玉米衰老。添加生物炭处理郑单958产量最高可达12 076.35 kg/hm2,比对照增产10.23%,表现为穗长、穗粒数和百粒重的增加。     

等氮量投入下有机无机肥配施对玉米产量及氮素利用的影响

以1989年建立的国家黑土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料定位试验为研究平台,研究等氮条件下有机无机肥长期配施对玉米产量及氮肥利用率的影响。研究结果表明,长期氮磷钾肥配施(NPK)及氮磷钾肥与有机肥配施(牛粪+NPK、秸秆+NPK)有利于玉米产量的提高,与不施肥(CK)相比,分别提高192.0%、218.3%和192.6%。NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显著高于单施氮肥处理。经18年长期定位试验,与试验初期相比均能提高土壤有机质含量、全氮含量及碱解氮含量,以牛粪+NPK处理效果最好,分别增加46.6%、28.6%和36.8%。施用牛粪及秸秆后土壤pH值年纪间变化不大,长期施用化肥土壤pH值降低。     

节水灌溉与有机肥配施对关中地区夏玉米氮肥利用的影响

为寻求更适合关中地区夏玉米的灌溉施肥管理措施，本研究通过田间试验，采用充分灌溉(W1)与减少灌溉量50%的非充分灌溉(W2)两种灌溉方式，设置3种不同的施肥处理，F1(化肥)、F2(24%有机肥+76%化肥)、F3(48%有机肥+52%化肥)，研究减少灌溉水量和配施有机肥对夏玉米产量及氮肥利用效率的影响。结果表明，节水灌溉和有机无机肥配施可提高植株对氮素的吸收、累积和转运水平。有机无机肥配施与不同灌溉量的交互作用对作物0～100 cm土层硝态氮含量影响显著。节水灌溉和有机肥配施处理均提高了夏玉米的子粒产量以及氮肥利用效率，W2F2处理的产量达到最高为6 287.3 kg/hm²。综上，节水灌溉(W2)和配施24%有机肥+76%土肥(F2)相结合的处理对应的氮素利用效果最好。     

施生物炭和有机肥对白浆土理化性质和玉米产量的影响

分析施不同量生物炭（C0、C1、C2、C3）及有机肥（OM）对白浆土理化性质及玉米产量的影响。两年试验结果表明,与常规对照（C0）相比,施15 000 kg/hm²生物炭（C1）对玉米增产不显著,施用高量生物炭（C2、C3）和有机肥均增产,最高增产31.3%,C2与C3处理的产量差异不显著。与常规对照相比,施生物炭可显著提高土壤pH值、有机质、全N、有效钾的含量,且随着施用量增加,提高幅度增加;施有机肥增加了土壤有机质和全氮含量。施生物炭可显著降低土壤交换性H⁺和交换性Al³⁺含量,施有机肥对其降低效果不显著。施生物炭以30 000 kg/hm²改良白浆土效果最佳;从经济效益考虑,施用有机肥更适宜推广应用。     

南方红壤区稻 稻连作体系下氮肥减施模式研究

 进行了连续3年6季的定位试验,比较了不施氮（N0）、常规施氮（NNL）2个对照处理与6个氮肥减施处理对双季稻产量及其构成因素、经济效益、土壤肥力水平的影响。结果表明,在低于传统施氮量20%的条件下, 30%常规氮肥用量 + 50%厩肥有机氮肥用量（30F + 50M）、30%常规氮肥用量 + 50%缓释氮肥用量（30F+ 50S）产量与NNL持平,比80%传统氮肥用量（80F）分别增产4.7％和5.2％;其余减施氮肥处理与80F产量基本持平。产量构成因子在不同施氮处理之间有明显差异,其中有效穗数、每穗粒数与产量正相关,结实率与产量负相关。经过3年6季水稻种植,土壤肥力除有效钾外,处理30F + 50M有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量和pH值分别比NNL处理提高了21.3％、7.0％、34.7％、4.9％、41％。其中,有机质、有效磷含量、pH值均显著高于80F处理。其余各减施氮肥处理与80F相比无显著差异。因此,在南方双季稻连作区,在减少施氮20％的条件下,30F + 50M、30F+ 50S是值得推荐的施肥措施。     

秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响

分析2018～2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41～270.16 kg/hm²。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。     

长期隔年施磷对陇东旱塬作物产量和土壤肥力的影响

为探讨不同施肥方式对旱地土壤的培肥作用及增产效果,以1979-2019年在甘肃省陇东旱塬黑垆上土进行的长期定位施肥试验为基础,研究了不施肥料(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、秸秆还田+氮磷肥配施(磷肥为隔年施用,施磷年份该处理记为SNP,不施磷年份记为SN)4种措施对作物产量、产量稳定性和可持续性以及土壤综合肥力的影响。结果表明,长期隔年施磷(SN)的春玉米和冬小麦产量分别较CK增加151.4%和159.2%,较长期施磷处理(SNP)增加8.6%和6.9%;SN的春玉米产量稳定性和可持续性均低于N和NP处理,而冬小麦产量稳定性和可持续性均优于N和NP处理;SN处理显著提高了耕层土壤综合肥力(IFI),其耕层土壤IFI值分别较CK、N和NP处理高25.5%、21.3%和6.1%,年际间变异强度高于CK和N处理。说明,在陇东旱塬黑垆土春玉米-冬小麦轮作体系下,采用秸秆还田+氮磷配施隔年施磷技术,既在减少50%化学磷肥投入的情况下仍能保证作物产量稳定和持续,并能有效提高耕层土壤综合肥力。     

红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响

在红壤区,土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点,分别 在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥（CK）、化学钾肥（FK）、60%化学钾肥配施 40%的稻草钾肥（60% FK+40% SK）、 60%化学钾肥配施 40%的生物炭钾肥（60% FK+40% BK）等 4 个处理,分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾 含量。结果表明,与 CK 和 FK 相比,60% FK+40% SK 和 60% FK+40% BK 处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量, 且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中,均呈现出 60% FK+40% BK 处理的增幅最高。与 CK 相比,水稻土上 60% FK+40% BK、60% FK+40% SK 和 FK 处理的土壤速效钾含量分别增加了 48.43%、40.88%和 11.95%,旱地红壤上的增 幅分别为 29.63%、22.96%和 20.00%。进一步分析表明,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系（p<0.05）。通过拟合方程发现,盆栽试验条件下,水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加 10 mg/kg,烟叶钾含量可以增加 0.12%,但还有待进一步验证。因此,在红壤地区,施用稻草源的生物炭可以替代 40%的化学钾肥,且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。     

缓控释肥一次性施用后土壤氮素供应与损失特征研究

采用小区试验,设置常规施肥(U,240 kg/hm²)、包膜控释肥料(CU,180 kg/hm²)、双效抑制剂增效肥料(DU,180 kg/hm²)、添加生物炭保护层的抑制剂增效肥料(BU,180 kg/hm²)一次性施肥、无氮对照(CK)5个处理,研究对夏玉米生长、产量、氨挥发和土壤无机氮残留的影响。结果表明,一次性施肥显著增加了苗期无机氮的供应,在大喇叭口期维持一定的供氮强度,其中BU处理供氮较高。与常规施肥处理相比,一次性减量施肥对营养生长的影响不明显,产量未出现下降,氮肥农学效率显著增加,氨挥发降低54%～63%,硝态氮残留减少6%～20%。3种缓控释肥减量一次性施用均可维持较高的产量并降低环境影响。与聚合物包膜控释肥相比,双效抑制剂增效肥制作简单、成本低,氮素释放快、供应充足,添加生物炭保护层可以进一步促进增产增效。