长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收、转运及产量的影响

基于25年定位试验,设置6个大田试验处理（CK,不施肥;NPK,常规施用化肥;1/4M+3/4NPK,25%有机肥替代化肥;1/2M+1/2NPK, 50%有机肥替代化肥;M,100%有机肥替代化肥;MNPK, 100%化肥+100%有机肥）,研究了长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收和利用的影响。结果表明,水稻地上部N素总积累量与产量大小均表现为MNPK>1/4M+3/4NPK> NPK>1/2M+1/2NPK>M>CK,与NPK处理相比,MNPK和1/4M+3/4NPK处理的地上部氮素总积累量增加20.11%~27.86%、产量增加2.04%~12.42%。各处理花前N素转运量对籽粒贡献率（69.54%~84.60%）显著高于花后积累量对籽粒贡献率（15.40%~30.46%）,花前N素积累是水稻植株N素的主要来源。1/4M+3/4NPK处理的氮肥偏生产力及氮收获指数均高于NPK处理,分别提高16.42%、10.29%。有机无机肥配施比单施化肥处理显著改善了稻米品质,提高了籽粒氨基酸含量,其中,非必需氨基酸含量是必需氨基酸含量的2倍左右。长期施肥条件下,25%有机肥替代化肥处理在化肥减施基础上,可以提高肥料利用率、促进水稻养分吸收,是黄壤性水稻土地区实现水稻增产、品质提升的最佳施肥措施。     

小麦光合特性及产量构成对长期不同土壤培肥模式的响应

为筛选出适宜于砂姜黑土的最佳土壤培肥模式,基于小麦光合、产量和收获指数,研究了不施肥(CK）、单施化肥(NPK,施氮量525 kg·hm^-2）、单施有机肥(M,折合的施氮量也为525 kg·hm^-2）、等氮有机无机肥配施(MNPK,有机肥和化肥中施氮量相同,总氮量为525 kg·hm^-2）和高氮有机无机肥配施(HMNPK,有机肥和化肥中施氮量相同,总氮量为840 kg·hm^-2）五种方式长期培肥后不施肥条件下土壤的养分后续供应能力差异。结果表明,不施肥条件下MNPK和HMNPK处理间小麦旗叶面积和叶绿素含量差异不显著,但二者均显著高于M和NPK处理,M处理的旗叶面积和叶绿素含量略高于NPK处理,CK的旗叶面积和叶绿素含量显著低于其他处理。MNPK和HMNPK处理的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素荧光参数F_m、Φ_PSⅡ、F_v/F_m、ETR、q_P优于M和NPK处理,M处理的光合速率和叶绿素荧光各参数总体表现优于NPK处理。M处理的穗粒数、经济产量和生物产量比NPK处理分别显著增加了10.0%、10.6%和7.6%,MNPK和HMNPK处理间经济产量和生物产量差异不显著,但皆高于NPK和M处理,其中MNPK和HMNPK处理的经济产量和生物产量分别比NPK处理显著增加26.3%、15.9%和20.6%、14.0%,CK的穗数、穗粒数、经济产量和生物产量显著低于其他处理。HMNPK和MNPK处理间收获指数差异不显著,但二者高于NPK和M处理,M处理收获指数比NPK处理增加了3.0%。小麦旗叶面积、叶绿素含量、光合速率和实际光化学效率与每盆经济产量和生物产量皆呈极显著直线正相关。由此得出,在培肥土壤基础肥力和养分后续供应能力方面,有机肥与化肥配施优于单施有机肥和单施化肥,单施有机肥优于单施化肥,且有机肥与化肥配施下增加施氮量的效果不明显。     

长期定位施肥对砂姜黑土小麦根系性状和根冠比的影响

为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施化肥(NPK),其中,开花期M处理小麦的总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重显著高于NPK处理,根直径M与NPK处理间差异不显著。长期有机肥与化肥配施传统施氮量(MNPK)与有机肥与化肥配施高施氮量(HMNPK)处理间小麦的总根长、总根表面积、平均根直径、总根体积、总根分叉数差异皆不显著,而MNPK处理小麦的总根尖数和开花期的根干重显著高于HMNPK处理。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以明显改善小麦根系性状,其中,开花期MNPK和HMNPK处理小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数显著高于NPK和M处理,而MNPK和HMNPK处理小麦的平均根直径与M处理差异不显著。长期不施肥(CK)小麦的根系性状各指标显著低于其他各施肥处理。拔节期CK处理小麦的根冠比最低,其次为HMNPK,NPK、M、MNPK处理间的根冠比差异皆不显著,开花期HMNPK处理小麦的根冠比最低,其次为MNPK。研究认为,在改善根系性状方面,长期有机肥与化肥配施的效果最优,其次为长期单施有机肥、长期单施化肥;有机肥与化肥配施下施氮量偏高并不利于根系的改善,增加施氮量会降低根冠比。     

基于宏基因组学方法分析化肥减施对热带地区菜地土壤微生物群落的影响

为了探究化肥减量配施有机肥对热带地区蔬菜轮作土壤细菌、真菌和古菌群落组成和结构的影响,在海南省文昌市开展田间定位试验,采用宏基因组测序技术分析不同施肥方式下土壤细菌、真菌和古菌群落结构和组成的变化特征,并结合土壤理化性质,探究不同施肥处理下驱动细菌、真菌和古菌群落变化的关键土壤环境因子。结果表明：与全量化肥配施有机肥（M100NPK）相比,化肥减量75%配施有机肥（M75NPK）提高了土壤SOM、TN、NH₄⁺-N和NO₃^--N的含量,化肥减量50%配施有机肥（M50NPK）处理提高了土壤TK和AK的含量。3种施肥处理（M50NPK、M75NPK和M100NPK）显著增加了土壤细菌、真菌和古菌群落的丰度。与M100NPK处理相比,M50NPK和M75NPK增加了细菌群落主要优势菌门中变形菌门（Proteobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度,而降低了放线菌门（Actinobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度,同时也增加了真菌群落主要优势菌门中担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度,降低了子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度;古菌群落主要优势菌门中奇古菌门（Thaumarchaeota）的相对丰度在M75NPK处理呈现增加趋势,在M50NPK处理呈现降低趋势。与不施肥（CK）处理相比,M50NPK、M75NPK和M100NPK增加了土壤细菌和真菌的Shannon指数和Ace指数,而降低了土壤细菌和真菌的Simpson指数,同时也增加了土壤古菌的Simpson指数,但降低了土壤古菌的Shannon指数和Ace指数。可是施肥处理之间Alpha多样性均无显著性差异。土壤细菌、真菌和古菌群落结构组成对不同化肥减量配施有机肥的响应无显著性差异。土壤pH、TP、TN、SOM和AK是导致细菌、真菌和古菌群落结构变化的主要驱动因子。研究结果表明,与M75NPK和M100NPK相比,M50NPK不会改变土壤性质、微生物群落多样性和结构,但可降低过量化肥施用可能带来的环境风险。因此,M50NPK是热带地区蔬菜种植的优化施肥方式。     

长期定位施肥对小麦籽粒产量及品质的影响

为了探讨长期施肥对冬小麦籽粒产量及品质的影响，以12年长期定位试验为基础，对冬小麦籽粒产量变化及加工品质进行了研究。结果表明：(1)缺氮或缺磷处理(CK、N、NK、PK)小麦产量低而不稳，年均产量1059～1291kg／hm^2，变异系数40．46％～62．11％；氮磷、氮磷钾配施或氮磷钾与有机物配施(NP、NPK、SNPK、M(N)NPK、M(H)NPK)能持续高产，年均产量5237～5646kg／hm^2，变异系数为23．11％～34．23％。(2)CK、N、NK处理籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量、沉淀值均高于NP、NPK、SNPK、M(N)NPK、M(H)NPK处理，说明小麦优质和高产所要求的养分平衡点不同。(3)要兼顾冬小麦产量和品质，须平衡施肥，重视氮、磷肥的投入。     

长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响

通过国家（公主岭）黑土肥力和肥料效益长期定位监测试验（1990～2012年）,研究长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响。结果表明,与试验初比较,施化肥处理土壤有机质和活性有机质均呈下降趋势,N处理土壤有机质和活性有机质分别下降了22.1%和13.8%;有机无机肥配施处理土壤有机质和活性有机质均呈增加趋势,秸秆还田（S+NPK）处理土壤有机质含量没有显著变化,土壤活性有机质增加了40.5%;M1+NPK和1.5（M1+NPK）处理活性有机质含量分别增加56.8%和62.5%。与试验初比较,施化肥处理土壤pH值呈下降趋势,其中NPK处理土壤pH值下降1.5个单位左右,有机无机配施处理土壤pH值没有下降,其中M2+NPK处理（2007年）土壤pH值比NPK处理高1.3个单位。施化肥处理玉米平均产量（1990～2012）排序为NPK>NP>NK>N>PK、CK;3个等氮量处理M1+NPK、S+NPK和NPK的玉米平均产量差异不显著。表明长期有机无机肥配施不仅能维持和提高土壤有机质的数量和质量,而且能防止土壤酸化,从而显著提高土壤肥力和持续生产力。     

不同施肥模式对芒果产量、品质的影响

探讨不同施肥模式对芒果产量、品质的影响,为芒果园科学合理的施肥方式提供依据。以‘台农’为研究对象,在海南芒果主产区的乐东县红泰农场芒果园进行大田试验,共设置7个处理：不施肥（CK）、化肥20 cm浅施（H2）、化肥40 cm深施（H4）、生物有机肥替代20%N 20 cm浅施（T2）、生物有机肥替代20%N 40 cm深施（T4）、水肥一体化20 cm浅施（SH2）、水肥一体化40 cm深施（SH4）。结果表明：化肥、有机肥替代、水肥一体化处理产量与经济效益均显著高于CK,其中SH4处理产量与经济效益较CK增产203.64%,增益266.87%;T2、T4、SH4处理的产量、经济效益显著高于H2处理,其中SH4处理较H2处理增产23.25%,增益31.28%。施肥处理的果长、果横径、果厚均显著高于不施肥处理,SH4处理果型指数显著高于CK处理。施肥处理的可溶性固形物、糖酸比与固酸比均显著高于CK处理,其中SH4处理可溶性固形物含量较CK处理增加14.45%。CK的总酸含量显著高于施肥处理,H2处理总酸含量显著高于化肥深施、有机肥替代、水肥一体化处理,其中,SH4处理总酸含量较CK减少78.79%,较H2减少48.98%。各处理果实Vc与可溶性糖差异不显著。通过对果实产量以及品质的主成分评价,果实各指标的主成分打分由高到低排列依次为：SH4>T4> SH2 >T2>H4>H2>CK。在本试验条件下,水肥一体化40 cm深施是提高芒果产量、品质和经济效益的最佳模式。     

长期定位施肥对玉米生育期内土壤酶活性的影响

以吉林省公主岭市的国家黑土肥力和肥料效益长期定位试验为平台,对2014年土样进行酶活性测定和分析,探讨长期定位施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化。结果表明,不同定位施肥处理过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性在玉米生育期内呈大致相同的变化规律,从苗期至拔节期上升,在拔节期出现峰值;随后下降,至灌浆期酶活性最低,收获后酶活性出现回升。蔗糖酶活性的动态变化与以上3种酶活略有不同,从苗期至开花期升高,开花期至收获后期呈下降趋势。在玉米相同生育期内不同施肥处理间比较,土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性变化规律为有机肥+化肥(NPK+1.5M1)有机肥+化肥(NPK+M2)有机肥+化肥(NPK+M1)有机肥+化肥+轮作(NPK+M1+R)化肥+秸秆还田(NPK+S)单施化肥(NPK)CK。长期有机肥配施化肥和秸秆配施化肥处理对酶活性的促进效果比氮磷钾处理明显。     

不同施肥模式对热带地区菠萝生长发育及产量品质的影响

本研究探究了不同施肥模式对菠萝（Ananas comosus）生长发育、养分吸收及产量品质的影响,旨在筛选出高产优质高效的施肥方案。以‘台农17号’菠萝为材料,采用田间小区试验,设置不施肥（CK）、农户常规施肥（NPK）、减量施肥（INF）、有机无机肥配施（INF+M）和有机无机缓控释肥配施（INF+M+S）5组处理,每组3次重复,比较不同施肥模式下菠萝叶片数、干物质量、产量品质和氮、磷、钾积累与分配的差异。结果表明：快速生长期后,NPK处理叶片数高于其他处理,约为84片。INF+M和INF+M+S处理收获期干物质积累量分别提高20.28%和23.16%,而INF与NPK处理间无显著差异。INF+M+S处理氮、磷积累量分别较NPK处理提高8.33%、2.77%,钾积累量无显著差异,而INF和INF+M处理对氮积累量无显著影响,但降低了磷、钾积累量。此外,INF+M+S处理显著提高了氮、磷、钾转运量,增幅依次为62.32%、189.83%和30.79%,INF+M处理氮、磷、钾转运量也有不同程度提高,而INF处理则降低了磷、钾转运量。相较于CK处理,施肥处理显著降低了冠芽养分分配率,3种减量施肥处理较NPK均提高了收获期菠萝果实养分分配率,减少了叶片等营养器官养分分配率,其中INF+M+S处理果实氮、磷、钾分配率分别较NPK处理提高131.43%、66.60%和147.33%。INF、INF+M和INF+M+S处理产量较NPK处理分别提高1.64%、19.35%和37.09%,且INF+M+S显著高于其他处理;施肥处理较CK显著提高可溶性糖的含量,降低可滴定酸和维生素C含量。但施肥处理间可溶性糖、可滴定酸和维生素C含量之间无显著差异。综上所述,INF+M+S处理下菠萝产量最高,且能提高养分积累量、养分转运量和果实养分分配率,为菠萝最优施肥模式。     

长期施肥对黄土高原黄绵土区小麦产量及土壤养分的影响

为探明在小麦长期连作条件下,黄土高原黄绵土区长期施肥对小麦产量及土壤养分的影响,以长达29年(1981-2010)的长期定位试验为基础,比较分析了不同长期施肥处理下小麦产量及土壤养分的差异。结果表明,施用有机肥和化肥的小麦籽粒产量较不施肥对照(CK)都明显增加,25年N、NP、NPK、M、MN、MNP和MNPK处理的小麦平均产量分别较CK增产32.9%、74.1%、78.5%、42.2%、73.3%、89.5%和90.3%,而7个施肥处理的肥料平均产量贡献率分别为24.8%、42.6%、44.0%、29.7%、42.3%、47.2%和47.4%。氮、磷、钾肥的平均增产效应分别为5.8、22.9和1.6g·kg-1。连续29年施用有机肥(M)显著提高了土壤有机碳含量,而且化肥无论是单施(N),还是平衡施用(NP和NPK),土壤有机碳含量较CK也可显著提高,平衡施用的效果更佳。施用氮肥及有机肥也显著提高了土壤全氮和速效氮含量。施用磷肥和有机肥显著提高土壤全磷和速效磷含量,而长期施用钾肥和有机肥对土壤全钾含量无明显影响,但显著提高了土壤速效钾含量。     

有机肥替代部分化肥改善‘三红蜜柚’树体营养及果实品质

本研究以单施化肥为对照,研究有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚’树体营养及果实品质的影响。结果表明：与对照相比,有机肥替代20%化肥处理可显著提高‘三红蜜柚’叶片镁、锌含量,降低叶片氮含量至适宜水平;提高‘三红蜜柚’发育过程中果实钾、钙、锌、硼含量,降低果实磷含量;并显著提高果实可溶性固形物含量、总糖含量及糖酸比,降低果实可滴定酸含量,而维生素C含量、可食率和单果质量等与对照相比未呈现显著差异。因此,有机肥替代20%化肥可提高‘三红蜜柚’叶片部分矿质营养元素含量,改善树体营养水平,提高‘三红蜜柚’果实钾、钙、锌、硼等矿质元素含量及果实品质。     

腐殖酸类营养型改良剂改善火龙果果园土壤理化特性和幼茎养分含量

采用随机区组试验,比较不同施用量腐殖酸类营养型改良剂（2906、4100、5415 kg/hm ²）下火龙果果园土壤理化性状和幼茎养分含量的差异,为火龙果果园的土壤肥力管理提供理论指导。结果表明：虽然腐殖酸类营养型改良剂中化肥用量仅为对照的13.40%、18.90%和24.96%,但改良剂的施用未降低土壤全氮、全磷、全钾和碱解氮、速效磷和速效钾含量,且改良剂施用量为5415 kg/hm ²的处理显著提升了肥沟内土壤速效钾和有机质含量。此外,改良剂的施用未降低土壤pH和火龙果幼茎养分含量。火龙果果园中可施用腐殖酸类营养型改良剂,从而减少化肥的施用量,稳定果园土壤肥力和保障火龙果生长的养分需求。     

化肥减量对麦田土壤微生物量及微生物区系的影响

为了解化肥减量和有机培肥配施对冬小麦田土壤微生物的影响,以单施常量化肥(表示为NPK,分别施尿素、磷酸二铵和硫酸钾251.8、255.7和375.2kg.km-2)为对照,设置不同化肥(不减量、减量30%、减量50%和减量70%)和有机肥(18 000、25 500和34 500kg.km-2,分别用LM、MM和HM表示)配施处理,采用系列稀释平板法和氯仿熏蒸培养法分别测定了不同处理下土壤微生物量碳、氮以及微生物区系分布的差异。结果表明,有机无机肥配施显著增加了麦田土壤微生物量碳、氮以及细菌、固氮菌、放线菌等微生物数量,但不影响土壤真菌数量。施肥效果在化肥不减量时随有机肥施用量增加呈上升趋势,在化肥减量时以50%NPK+MM处理最佳。说明化肥适度减量和配施有机肥能够改善土壤微生物量,有利于提高土壤肥力。     

生物炭与肥料配施对土壤养分及玉米产量的影响

采用田间试验的方法,设无生物炭无肥料(CK)、常规施肥(F1)、80%常规施肥(F2)、80%常规施肥+20%生物炭(F2B)、70%常规施肥(F3)以及70%常规施肥+30%生物炭(F3B)6个处理,研究生物炭和肥料配施对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾及玉米不同生育期干物质积累和产量的影响。结果表明,生物炭与肥料配施处理(F2B、F3B)较单施肥处理(F2、F3)在不同程度上提高土壤有机质、土壤全氮、有效磷、速效钾含量、玉米各生育期干物质量及产量。F2B处理的玉米产量略高于F1处理,二者差异不显著。与常规施肥相比,生物炭与化肥合理配施改善土壤养分状况。试验区最佳肥料-生物炭施用量效配比为80%常规肥+20%生物炭。     

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。     

增施有机肥对夏玉米物质生产及土壤特性的影响

2015和2016年在大田试验条件下,研究不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、常规施肥+有机肥(增施鸡粪1 500 kg/hm~2,NPKM)对夏玉米物质生产及土壤特性的影响。结果表明,与CK相比,NPK和NPKM处理2015和2016年玉米产量分别增加13.62%和18.61%、36.75%和44.93%。植株叶片SPAD值、植株根系和地上部生物量均表现为NPKMNPKCK。与CK相比,增施有机肥后,土壤呼吸、硝态氮、铵态氮含量、脲酶、蔗糖酶活性均显著增高,过氧化氢酶活性降低。相关分析表明,连续两年玉米子粒产量均与拔节期、吐丝期、成熟期的SPAD值和硝态氮含量呈显著正相关,与吐丝期和成熟期的根系生物量、地上部生物量、蔗糖酶活性呈显著正相关。