干旱区微生物肥料替代部分化肥对玉米生长及土壤微生物的影响

通过在甘肃河西绿洲灌区大田试验,利用微生物肥料替代部分化肥,研究其对玉米生长及土壤微生物的影响。结果表明:和对照相比(不施肥),85%化肥+菌肥显著提高玉米在收获期的农艺性状和产量构成,使株高、地上生物量、百粒重、穗重分别达到358.32cm、1019.63g、39.68g、369.50g;使玉米的经济产量提高21.6%;使土壤微生物生物量碳、氮含量分别提高了40%、18.5%;同时该处理显著提高了土壤中细菌和放线菌数量,分别达到2.6×10~6cfu/g和1.4×10~6cfu/g。微生物肥料替代15%化肥对玉米的生长及土壤影响与当地最佳施肥水平无显著差异,即利用微生物肥料替代15%部分化肥是可行的,同时可以改善土壤微生物环境。     

长期施肥对黄土丘陵坡地农田土壤质量和谷子产量的影响

以坡地农田生态系统长期定位试验(1995—2019年)为基础,选取裸地(LD)、对照(CK,不施肥)、单施氮肥(N1、N2处理分别为:尿素55.2、110.4 kg·hm~(-2))、氮磷肥配施(N1P、N2P处理分别为:尿素+过磷酸钙55.2+90、110.4+90 kg·hm~(-2))6个处理,研究长期施肥对土壤质量、谷子产量的影响。结果表明:(1)与CK相比,长期单施氮肥土壤碱解氮含量提高了24.81%～39.92%;长期氮磷肥配施土壤有机碳、全磷、碱解氮和有效磷含量分别提高了7.82%～16.81%、58.18%、21.59%～22.89%、450.5%～660.3%,土壤pH值降低了0.04～0.08。(2)与CK相比,长期单施氮肥碱性磷酸酶(AP)活性提高了13.34%～19.43%;长期氮磷平衡施肥土壤的β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶与亮氨酸氨基肽酶(NAG+LAP)、葡萄糖苷酶(βG)活性分别显著提高了16.76%～71.01%、47.12%～59.94%。与裸地相比,长期轮作种植作物使βG、LAP+NAG、AP活性显著提高了68.74%～342.42%,N1P处理下酶化学计量比最接近1∶1∶1稳态。(3)与CK相比,N1P处理谷子生物量和产量增加了105.25%～230.05%。谷子产量与土壤全磷、有效磷呈极显著正相关,而与土壤pH值呈显著负相关。总之,长期施肥能显著提高黄土丘陵区坡耕地土壤质量和谷子产量,低氮磷配施(N1P)效果最好。     

不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤酶活性及氮磷养分含量的动态变化

为进一步完善全膜双垄沟播玉米栽培技术体系,采用大田随机区组试验法,研究了不同施肥水平下全膜双垄沟播玉米土壤酶活性及氮磷养分含量的动态变化情况。结果表明：在玉米生长前期,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶活性以及碱解氮、速效磷含量均呈现快速增长趋势。脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性和碱解氮含量均在拔节期达到最大值,碱性磷酸酶活性和速效磷含量在抽雄期达到最大值。在玉米生长后期,各种土壤酶活性和氮磷养分含量又呈降低趋势。土壤脲酶活性与氮磷养分含量,土壤碱性磷酸酶活性与速效磷含量均存在显著或极显著正相关关系,土壤蔗糖酶活性与氮磷养分含量也存在显著的正相关关系,而土壤过氧化氢酶活性与氮磷养分含量之间,土壤碱性磷酸酶活性与碱解氮之间无显著相关关系。西北干旱半干旱地区全膜双垄沟播玉米种植密度确定为6．75×104株·hm-2时,最佳施肥量为纯N 210 kg·hm-2、P2O5168 kg·hm-2。     

黄土高原长期施肥对小麦产量及土壤肥力的影响

重点分析黄土高原长武试验站长期定位施肥试验地2004年长期施肥对小麦产量、肥料利用率及土壤肥力影响的试验结果,表明:单施磷肥和单施氮肥的产量很低,与对照的产量无明显差异,氮磷钾配施与氮磷配施能显著提高小麦的产量。单施磷肥的磷肥利用率最低,为1%;单施氮肥的氮肥利用率为12.5%;氮磷配施的氮、磷肥利用率均较高,磷肥利用率比单施磷肥提高5.7%,氮肥利用率比单施氮肥提高42.1%。氮磷钾配施较氮磷肥配施的氮肥利用率降低了4.5%,而磷肥利用率升高了2.2%,钾肥的利用率不高,仅为7.3%。单施磷肥只增加土壤磷素含量而降低了氮素含量,单施氮肥能增加土壤中氮素的含量,速效磷含量增加了31%,氮磷肥配施增加了土壤中有机质和氮、磷养分含量。氮、磷配施或氮、磷、钾配施是提高黄土高原小麦产量和土壤肥力的有效措施。     

长期不同施肥对土碳氮含量的影响

以长期定位试验为对象,研究了冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对塿土碳、氮含量的影响。结果表明:不论是单独使用有机肥、单独施用化肥,还是有机肥配合化肥施用,都可以显著地提高土壤有机碳和全氮含量;其中,有机肥配合化肥施用的效果最明显;有机肥配合化肥施用以及单独施用高量有机肥可以明显地提高土壤碱解氮含量,单独低量施用有机肥处理和单独施用高量化肥处理基本维持土壤碱解氮含量没有明显变化,而单独施用低量化肥处理和不施肥处理(CK)使土壤碱解氮含量明显有所降低;长期有机肥配合化肥施用,可以使土壤C/N增加;农田生态系统对土壤肥力具有较强的保护作用。     

长期不同施肥对塿土碳氮含量的影响

以长期定位试验为对象,研究了冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对塿土碳、氮含量的影响。结果表明:不论是单独使用有机肥、单独施用化肥,还是有机肥配合化肥施用,都可以显著地提高土壤有机碳和全氮含量;其中,有机肥配合化肥施用的效果最明显;有机肥配合化肥施用以及单独施用高量有机肥可以明显地提高土壤碱解氮含量,单独低量施用有机肥处理和单独施用高量化肥处理基本维持土壤碱解氮含量没有明显变化,而单独施用低量化肥处理和不施肥处理(CK)使土壤碱解氮含量明显有所降低;长期有机肥配合化肥施用,可以使土壤C/N增加;农田生态系统对土壤肥力具有较强的保护作用。     

不同施肥模式下西藏农田土壤质量的变化

依据中国科学院拉萨高原生态试验站农田长期施肥试验的监测数据,分析了不同施肥模式(空白、羊粪、羊粪+化肥(羊+化)、化肥)8年后(2008~2015)对高原农田土壤质量部分指标(机械组成、土壤容重、有机质、p H和微生物量碳)的影响。结果显示,与单纯施用化肥的样地相比,施加了有机肥的羊粪和羊+化样地的农田土壤质量表现出了显著的变化:(1)增加了0~20 cm土层中的砂粒含量,降低了粉砂粒和粘粒含量;(2)0~10cm表层土壤容重分别降低10.1%和10.0%;(3)表层土壤中的有机质含量分别增加了72.8%和65.6%,同时土壤的p H保持在一个稳定的状态;(4)显著增加了农田土壤中的微生物量,在青稞的生长期以及收获后,农田土壤微生物量碳均表现为羊粪羊粪+化肥空白化肥。因此表明有机肥可以显著改善高原农田的土壤质量,在西藏地区应加大畜禽粪便等的归田。     

贝加尔针茅草原土壤原位矿化过程中碳氮转化耦合特征

依托在贝加尔针茅草原建立的长期模拟氮沉降试验平台(始于2010年),运用PVC顶盖埋管法进行原位培养试验,研究不同氮添加下贝加尔针茅草原土壤碳氮组分、净硝化速率、净氨化速率、有机碳转化速率的变化特征及碳氮耦合关系。试验处理包括:对照N0,低氮添加(15、30、50 kg·hm~(-2)·a~(-1))记为N15、N30和N50,高氮添加(100、150、200、300 kg·hm~(-2)·a~(-1))记为N100、N150、N200和N300。结果表明:培养期间,N15、N30、N50和N100处理的净硝化速率显著高于对照N0(P0.05),分别增加了40.80%、110.31%、206.83%和202.04%;N30、N50和N100净氨化速率显著低于对照N0(P0.05),分别降低了16.88%、169.60%和150.67%;N15和N30处理的净矿化速率高于对照N0,分别增加了150%和50%;N50、N100、N150和N200处理的净矿化速率低于对照N0,分别降低了254.52%、161.50%、33.90%和79.85%。土壤有机碳与土壤全氮呈极显著正相关,土壤可溶性有机碳与土壤可溶性有机氮呈极显著正相关,土壤微生物生物量碳与土壤微生物生物量氮呈极显著负相关。有机碳转化速率显著影响微生物生物量氮转化速率,且符合一元线性回归方程。连续高氮沉降会降低土壤净氮矿化速率和有机碳转化速率,对土壤碳氮循环产生负面影响。     

培肥措施对侵蚀坡耕地春玉米产量与土壤养分的影响

针对宁南山区坡耕地土壤养分流失严重和作物产量较低的问题,通过剥离表层土壤0、10 cm和20 cm模拟不同侵蚀程度,研究单施化肥(NP)、有机无机配施(M+NP)和单施有机肥(M)、不施肥(CK)4个培肥措施对春玉米产量、耕层土壤有机质、碱解氮、土壤有效磷和土壤速效钾含量的影响,从而提出侵蚀坡耕地增产和培肥效果俱佳的施肥模式。结果表明,相对于CK处理,M和M+NP处理均能改善不同侵蚀程度下坡耕地春玉米的穗长、穗行数、穗粒数和百粒重等农学性状,达到增产目的。随着坡耕地土壤侵蚀程度的增加,春玉米的各产量构成因素和产量都出现显著降低趋势。相对于0 cm土层,表土剥离10 cm和20 cm侵蚀处理下春玉米分别显著减产了26.4%和38.5%。在同等侵蚀条件下,施肥措施能显著增加0~20 cm土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,而对土壤有机质含量影响不大;但随着土壤侵蚀程度的增加,土壤有机质和速效氮、磷、钾养分平均含量呈降低趋势。施用有机肥或有机无机配施还能降低土壤砂粒比例,提高粘粒含量,有效地改善土壤物理结构。     

库布齐沙地柠条根际土壤微生物生物量及其与土壤因子的关系

对库布齐沙地柠条根际、非根际土壤微生物生物量碳、氮分布状况及其与土壤因子的关系进行了研究。结果表明:柠条土壤生物量碳、氮含量的分布趋势均为根际土壤>非根际土壤>流沙,且以表层(0-10cm)最高,随土层加深,呈下降趋势;柠条土壤中微生物量碳、氮对土壤有机质、全氮的贡献率分别为1.55%-4.73%,5.61%-13.39%,微生物量碳氮比为3.10-7.22;微生物量碳氮间呈显著正相关,土壤全氮、有机质含量与土壤微生物生物量碳、氮相关性最大。     

施氮和覆膜对旱作春玉米农田土壤微生物量和土壤酶活性的影响

为研究长期不同施氮水平和覆膜对黄土高原旱作春玉米高产体系土壤微生物活性的影响，设置田间试验包含施氮水平和覆膜2个因子，施氮量分别为0（N0）、100 kg·hm^-2（N100）、250 kg·hm^-2（N250）和400 kg·hm^-2（N400），每个施氮水平下分别有覆膜（F）与不覆膜（B）处理，供试玉米品种为先玉335。2014年采集0~10 cm和10~20 cm土层土壤样品，测定土壤微生物量和酶活性，分析微生物量计量学特征并进行综合评价。结果表明，无论覆膜与否，土壤微生物量碳、氮和磷均随施氮量的增加而增加（除不覆膜时N400处理），施氮量高于250 kg·hm^-2时土壤微生物量增加不显著。覆膜对土壤微生物量碳、氮无显著影响，而显著增加土壤微生物量磷；覆膜在一定程度上降低N0、N100和N400处理土壤微生物量碳氮比，施氮则显著增加微生物量碳氮比和微生物量氮磷比。0~10 cm土层脲酶活性随施氮量的增加而增加，但覆膜对脲酶活性无显著影响。覆膜和施氮均显著增加碱性磷酸酶活性，0~10 cm和10~20 cm土层覆膜N400处理碱性磷酸酶活性在相应土层最大，分别为1.49 mg·g^-1·d^-1和1.61 mg·g^-1·d^-1。主成分分析结果表明施氮量为250 kg·hm^-2时土壤微生物活性最强。研究表明无论覆膜与否，250 kg·hm^-2的施氮量是该地区适宜的施氮量。     

Effects of long-term fertilization on oxidizable organic carbon fractions on the Loess Plateau,China

The effects of long-term fertilization on pools of soil organic carbon(SOC)have been well studied,but limited information is available on the oxidizable organic carbon(OOC)fractions,especially for the Loess Plateau in China.We evaluated the effects of a 15-year fertilization on the OOC fractions(F1,F2,F3 and F4)in the 0–20 and 20–40 cm soil layers in flat farmland under nine treatments(N(nitrogen,urea),P(phosphorus,monocalcium phosphate),M(organic fertilizer,composted sheep manure),N+P(NP),M+N(MN),M+P(MP),M+N+P(MNP),CK(control,no fertilizer)and bare land(BL,no crops or fertilizer)).SOC content increased more markedly in the treatment containing manure than in those with inorganic fertilizers alone.F1,F2,F4 and F3 accounted for 47%,27%,18% and 8% of total organic carbon,respectively.F1 was a more sensitive index than the other C fractions in the sensitivity index(SI)analysis.F1 and F2 were highly correlated with total nitrogen(TN)and available nitrogen(AN),F3 was negatively correlated with p H and F4 was correlated with TN.A cluster analysis showed that the treatments containing manure formed one group,and the other treatments formed another group,which indicated the different effects of fertilization on soil properties.Long-term fertilization with inorganic fertilizer increased the F4 fraction while manure fertilizer not only increased labile fractions(F1)in a short time,but also increased passive fraction(F4)over a longer term.The mixed fertilizer mainly affected F3 fraction.The study demonstrated that manure fertilizer was recommended to use in the farmland on the Loess Plateau for the long-term sustainability of agriculture.     

长期定位施肥对旱作农田土壤有机碳及其组分的影响

基于田间定位试验,研究了长期施肥对旱作冬小麦农田土壤有机碳及其组分的影响,试验包括4个处理:不施肥(CK)、氮磷配施(NP)、化肥与有机肥配施(NPM)以及长期休闲地(BL)。结果表明:长期持续施肥30年后,在0~30 cm土层,NPM处理土壤有机碳、微生物量碳、潜在矿化碳以及碳库管理指数分别较CK提高了42.2%、55.9%、40.9%和40.0%(P0.05),NP处理土壤有机碳和微生物量碳与CK差异不显著,潜在矿化碳和碳库管理指数分别提高了29.1%和20.0%(P0.05),施肥对两种活性有机碳含量的影响在15~30 cm土层表现更加显著;与种植作物相比,长期休闲显著降低了土壤潜在矿化碳含量,BL处理较CK降低了20.5%(P0.05)。相关性分析表明,土壤有机碳、潜在矿化碳、微生物量碳以及碳库管理指数两两之间存在着显著的相关性,且有机碳组分含量与土壤有机碳含量在处理间变化具有一致性(除NP处理外),两种活性有机碳相对含量在各处理间差异均不显著。总的来说,长期持续施入有机肥能够有效地增加旱作农田土壤有机碳同时增加其活性组分,有助于培肥地力和土壤固碳。     

长期定位施肥对黄绵土区作物产量及养分回收率的影响

通过近30年(1981—2010年)的长期定位试验,系统研究长期施肥对黄绵土区作物产量及养分累积利用率的影响。结果表明:长期施用化肥和有机肥在显著增加小麦、油菜和胡麻3种作物产量的同时小麦产量年际间的稳定性也显著提高,化肥配施和有机肥与化肥配施的增产和稳产效果更佳;施用有机肥处理和不施用有机肥处理,氮磷配施(NP)及氮磷钾配施(NPK)的增产效应都随试验年限延长而逐渐增加,且与试验年限间呈极显著正相关关系;施用氮肥(N)、氮磷配施(NP)及氮磷钾配施(NPK)的平均增产效应分别为745、1 413 kg·hm-2和1474 kg·hm-2,有机肥的平均增产效应为983 kg·hm-2;不同施肥处理中,氮磷(NP)配合施用及氮磷钾(NPK)配施处理氮和磷的累积回收率最高,分别为44.35%、44.55%和15.11%、15.35%;施用有机肥降低了氮和磷的累积回收率,有机肥与氮磷(MNP)及有机肥与氮磷钾(MNP)配施处理氮和磷的累积回收率分别为30.41%、32.07%和9.95%、9.70%;氮磷钾(NPK)处理钾的累积回收率最高,为14.25%,同样施用有机肥显著降低了钾的累积回收率。     

河西绿洲灌漠土长期施肥效应及土壤生产力演变

张掖绿洲灌漠土连续21 a长期肥料试验结果表明:与无肥处理产量下降相对照,施肥的增产效果逐年提高,平衡施肥增产幅度显著大于单施氮肥。单施氮肥处理土壤生产力水平由第1轮作周期的89.8%降为第7轮作周期的28.5%;在不施用有机肥条件下,种植到第3轮作周期时作物开始对施钾有反应,施钾增产率为5.5%~22.7%;氮磷钾化肥长期配合施用,作物产量水平持续不减,土壤生产力平均达93.5%,表明氮磷钾化肥配合施用并不破坏土壤生产力。有机肥与氮肥配合施用,其交互作用为正效应;有机肥与磷、钾化肥配合施用交互作用为负效应。不施任何肥料时,绿洲灌漠土土壤生产力平均下降59.6%(第1~4轮作周期);到第5~7轮作周期时,土壤生产力下降幅度保持在16.7%~22.7%相对较低且稳定的水平;化肥对作物产量的贡献份额平均为50.5%;有机肥贡献份额为21.6%;土壤自然肥力贡献份额平均为19.0%。     

有机肥对酿酒葡萄土壤微生物、酶活性及产量的影响

为明确施用不同有机肥对土壤有机质、酶活性和微生物以及酿酒葡萄产量的影响,采用田间小区设计,以5 a生赤霞珠酿酒葡萄为试验材料,研究不同有机肥对土层0～20、20～40 cm和40～60 cm中土壤有机质、酶活性和微生物的影响。以不施用有机肥为对照(CK),设置沼渣(BR)、羊粪有机肥(SMOF)、牛粪有机肥(CMOF)、猪粪有机肥(PMOF)、牛粪+沼渣有机肥(CMOF+BR)5个处理进行大田试验。结果表明:不同有机肥施用后与CK相比,土壤有机质增加6.79%～44.97%,土壤微生物碳增加19.78%～91.53%,微生物氮增加2.22倍～3.93倍,碱性磷酸酶增加57.78%～512.55%,过氧化氢酶增加53.45%～240.48%,增产15.12%～46.89%。不同土层施用牛粪有机肥相对于其它有机肥处理土壤有机质含量增长8.49%～33.29%;土壤中微生物碳、氮的含量分别增加5.30%～42.46%和6.12%～49.65%;碱性磷酸酶增大8.01%～184.63%,过氧化氢酶增加5.14%～84.27%,脲酶提高25.58%～410.70%,蔗糖酶升高6.00%～107.65%;微生物总数增多5.99%～56.56%。施用牛粪有机肥相比较其它有机肥增产7.08%～27.60%。说明在宁夏地区施用有机肥可有效提高土壤有机质的含量,增加微生物的数量,增加土壤酶活性,促进酿酒葡萄的生长发育,提高产量,其中以牛粪效果最为显著。     

Crop yields and soil organic carbon dynamics in a long-term fertilization experiment in an extremely arid region of northern Xinjiang,China

A long-term fertilization experiment was set up in northern Xinjiang, China to evaluate the dynamics of crop production and soil organic carbon(SOC) from 1990 to 2012 with seven fertilization treatments. The seven treatments included an unfertilized control(CK) and six different combinations of phosphorus(P), potassium(K), nitrogen(N), straw(S) and animal manure(M). The balanced fertilization treatments had significantly(P0.05) higher average yields than the unbalanced ones. The treatment with 2/3 N from potassium sulfate(NPK) and 1/3 N from farmyard manure(NPKM) had a higher average yield than the other treatments. The average yields(over the 23 years) in the treatments of NPK, and urea, calcium superphosphate(NP) did not differ significantly(P0.05) but were higher than that in the treatment with urea and potassium sulfate(NK; P0.05). The results also show that the highest increases in SOC(P0.05) occurred in NPKM with a potential increase of 1.2 t C/(hm~2·a). The increase in SOC was only 0.31, 0.30 and 0.12 t C/(hm~2·a) for NPKS(9/10 N from NPK and 1/10 N from straw), NPK and NP, respectively; and the SOC in the NP, NK and CK treatments were approaching equilibrium and so did not rise or fall significantly over the 23-year experiment. A complete NPK plus manure fertilization program is recommended for this extremely arid region to maximize both yields and carbon sequestration.     

不同施肥制度对作物产量及土壤磷钾肥力的影响

在潮棕壤上进行了19 a的定位试验,研究了不同施肥制度对作物产量和土壤磷钾肥力变化的影响。结果表明,单施氮肥能显著提高玉米产量,施钾肥能显著提高大豆籽实产量,其效果优于磷肥。循环猪圈肥的施用能在一定程度上增加作物的产量,但不能达到显著水平。氮磷钾配合循环猪圈肥不仅能增加作物产量而且有很好的稳产作用。未施磷肥处理,土壤速效磷含量呈迅速下降趋势,随种植时间推移,土壤速效磷含量下降速率趋缓。施用磷肥,土壤速效磷含量均有显著增加。不施钾肥处理加剧了土壤钾素的消耗,土壤速效钾和缓效钾浓度下降明显;氮磷钾肥并施处理基本能维持土壤钾初始水平;同时施用氮磷钾肥和循环堆肥土壤速效钾和缓效钾浓度均有所增加。     

Application of sugar beet vinasse followed by solarization reduces the incidence of Meloidogyne incognita in pepper crops while improving soil quality

The application of organic amendments followed by solarization is a promising alternative to chemical disinfestation for the control of soilborne pathogens in protected crops. We assessed the effectiveness of the application of sugar beet vinasse, alone and in combination with fresh sheep manure, followed by solarization on (i) disease incidence of Meloidogyne incognita in protected pepper crops of southeast Spain and (ii) soil properties with potential as indicators of soil quality. When treatments were applied in summer, a 97% and 87% reduction in the galling index and percentage of galled plants, respectively, was observed in vinasse-amendment plots at the end of the crop season, compared with untreated controls. Treatments led to higher values of soil organic C, total N, total P and extractable K⁺, and lower values of soil pH. Values of enzyme activities (dehydrogenase, β-glucosidase, acid and alkaline phosphatase, arylsulfatase, urease), microbial biomass C, potentially mineralizable N, water soluble organic C and microbial functional diversity were higher in treated versus untreated soils. Positive correlations were found between enzyme activities and microbial biomass C. In general, no differences were observed between vinasse and vinasse+manure treatments. It was concluded that the application of sugar beet vinasse followed by solarization is a good alternative to methyl bromide for the control of M. incognita in protected pepper crops of southeast Spain, especially, but not exclusively, when carried out in summer. Additionally, treatments resulted in an improvement in soil quality, as reflected by the higher values of microbial biomass, activity and functional diversity.     

长期施肥对冬油菜产量及养分吸收利用的影响

以1981年设置在甘肃天水黄绵土上的长期定位试验为基础,研究长期施肥对冬油菜产量及氮、磷、钾吸收利用的影响。结果表明:化肥合理配施能使冬油菜稳产、高产,化肥配施有机肥冬油菜产量显著提高,尤其以氮磷钾配施有机肥增产效果最好,平均产量达1 897.49 kg·hm-2,较对照(不施任何肥料)增产258.02%;氮磷钾与有机肥配施氮、磷、钾地上部携出量均最多,分别为192.1、21.4、192.8 kg·hm-2,较对照分别提高了259.65%、362.20%、276.56%;相同施肥条件下,施有机肥处理氮、磷、钾表观利用率较不施有机肥有不同程度的下降,分别下降了34.87%、22.16%、351.48%。