施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响：基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿 (Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分含量并提高苜蓿产量,但增加的地上生物量也影响了苜蓿对土壤水分的消耗,其中土壤有机质和全氮含量分别增加了3.1%～33.3%和4.5%～30.9%,土壤速效磷和速效钾含量分别提高了3.6%～144.4%和4.4%～24.8%,土壤水分下降了4.4%～11.8%。与不施肥相比,施肥措施下苜蓿增产率达到15.4%～198.2%,水分利用效率提高了5.9%～169.6%。进一步相关分析表明,苜蓿产量与0 ? 200 cm土壤水分、有机质和速效磷含量均呈极显著正相关关系(P < 0.01),苜蓿水分利用效率与土壤速效磷含量呈极显著正相关关系(P < 0.01)。综上,施肥可有效增加土壤养分含量并提高苜蓿产量,其中化肥和有机肥配施表现出的增产作用最为突出,化肥配施对苜蓿水分利用效率的提升效应最佳。该研究可为苜蓿种植过程中适宜施肥措施的选择提供理论依据。     

宁夏引黄灌区种植不同苜蓿品种对土壤速效养分的影响

对宁夏引黄灌区8个苜蓿品种种植5年后的土壤有效养分和有机质变化特征进行研究,结果表明:8个苜蓿品种种植5年后土壤碱解氮和有机质含量在20~60cm土层差异显著;有效磷和速效钾含量仅在表层土壤存在显著差异。所有苜蓿品种的土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质含量均随土层深度的增加显著降低,且有效磷存在明显的"表聚"现象。长期种植苜蓿提高了土壤中的有机质含量,但降低碱解氮、有效磷和速效钾含量,其中速效钾降幅最大。速效钾变化量与苜蓿干草产量呈显著负相关,是影响苜蓿产量的主要影响因素。因此,在宁夏引黄灌区种植苜蓿要根据苜蓿品种、土壤养分变化进行科学合理的施肥,尤其要注重增加钾肥的使用。     

有机肥对苜蓿产量及红壤肥力的影响

在亚热带红壤地区研究有机肥（Ⅰ基肥、Ⅱ基肥＋石灰、Ⅲ基肥＋猪粪、Ⅳ不施肥）对苜蓿产量及红壤肥力变化的影响。结果表明，在相同的管理条件下，施用有机肥普遍提高苜蓿鲜草产量（P〈0．01）。处理Ⅱ增产效果最好，比不施肥处理可提高苜蓿鲜草产量14．52％（P〈0．05）。施有机肥可增加土壤pH值、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷及速效钾的含量（P〈0．05），但全钾含量则减少，其中第Ⅲ组提高土壤全量养分和速效养分含量显著高于Ⅰ、Ⅱ组，第Ⅱ组对速效养分的增加高于第1组：     

紫云英与化肥配施对水稻产量和土壤养分含量的影响

为了解紫云英(Astragaius sinicus)氮钾和化肥氮钾有效性的异同,进一步明确等量的紫云英氮钾可否代替等量的化肥氮钾,2009年在河南信阳进行了紫云英与化肥配施试验。结果表明,紫云英和化肥配施可增加水稻（Oryza sativa）生长量和产量,增加土壤有机质含量,提高土壤速效氮、磷、钾含量。与不施肥和紫云英相比,60%化肥氮钾+40%紫云英氮钾处理水稻产量提高28.7%,土壤有机质增加2.1%,土壤速效氮、磷、钾含量分别增加9.3%、12.7%、15.5%。     

有机肥对苜蓿产量及红壤肥力的影响

在亚热带红壤地区研究有机肥(Ⅰ基肥、Ⅱ基肥+石灰、Ⅲ基肥+猪粪、Ⅳ不施肥)对苜蓿产量及红壤肥力变化的影响。结果表明,在相同的管理条件下,施用有机肥普遍提高苜蓿鲜草产量(P<0.01)。处理Ⅱ增产效果最好,比不施肥处理可提高苜蓿鲜草产量14.52%(P<0.05)。施有机肥可增加土壤pH值、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷及速效钾的含量(P<0.05),但全钾含量则减少,其中第Ⅲ组提高土壤全量养分和速效养分含量显著高于Ⅰ、Ⅱ组,第Ⅱ组对速效养分的增加高于第Ⅰ组。     

小麦间套作苜蓿对土壤养分及作物养分吸收效率的影响

依托2014年晋西南开展的田间试验,分析了2017年和2018年小麦单播、苜蓿单播和小麦-苜蓿混播的土壤有效养分含量、作物产量及其养分吸收效率。结果表明:在0～60cm土层内,3月份苜蓿单播速效氮含量高于小麦单播和混播,6月份苜蓿单播土壤有机质含量低于小麦单播和混播。整个生育期60～200cm层苜蓿单播速效氮和速效磷含量低于小麦单播和混播。与单播相比,小麦-苜蓿混播不仅提高了小麦植株氮含量,还增加了作物系统植株养分积累量,提高了养分吸收效率。小麦-苜蓿混播净增产高达2903.9kg/hm~2,作物系统产量较小麦单播提高了22.4%,较苜蓿单播提高了44.8%,土地当量比大于1,表明间套作种植具有产量优势。     

河西绿洲灌区灌漠土长期秸秆还田土壤肥力和作物产量特征分析

系统研究长期秸秆还田对河西绿洲灌区灌漠土壤养分的演变规律、土壤肥力特征的影响,分析作物产量及稳定性和持续性,为秸秆还田培肥土壤和资源化利用提供科学和理论依据.利用河西绿洲灌区31年(1988-2018年)的灌漠土长期定位培肥试验,开展了以秸秆与磷肥配施(SP)、秸秆与氮磷肥配施[1/2(S+N)P]、氮磷配施(NP)、不施肥(CK)为处理的田间定位试验,测定了耕层0～20 cm土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、pH,研究了长期秸秆还田对小麦/玉米间作体系灌漠土土壤养分演变规律和作物产量的影响.结果表明:秸秆还田第31年和逐年平均值与试验初始值相比,土壤有机质增加73.3％和25.8％,土壤全氮增加50.6％和21.7％,土壤全磷增加22.5％和3.8％,土壤全钾含量增加19.9％和38.2％;与对照(CK)相比,土壤有机质增加55.3％和20.0％;土壤全氮增加28.8％和15.9％,土壤全磷增加50.2％和13.4％;土壤全钾增加23.5％和0.2％.秸秆连续还田9年后小麦产量比对照平均降低5.8％,第10年开始小麦产量逐年增加,比对照平均增加65.9％.玉米产量在秸秆连续还田13年间比对照平均降低8.2％,之后较对照平均增加22.0％.河西绿洲灌区灌漠土长期施用秸秆或秸秆氮磷肥配施,土壤培肥效果均显著优于单施化肥,可显著增加土壤有机质含量,提升土壤肥力,秸秆与氮磷化肥配施能持续提升作物产量及其稳定性和可持续性.     

商品有机肥配施提高土壤肥力和苹果果实品质

据《西南大学学报(自然科学版)》2022年第1期《商品有机肥配施对果园土壤肥力和"蜜脆"苹果果实品质的影响》(作者张秀志等)报道,为研究苹果化肥减施增效和土壤改良技术,以蜜脆苹果为材料,设置商品有机肥替代化肥,配施菌肥、黄腐酸或硅肥的不同施肥处理,分析不同处理土壤pH值、有机质、土壤养分、叶片生长和果实品质的变化。结果表明,商品有机肥配施菌肥、土壤改良剂后,土壤pH值降低,土壤有机质及速效氮、速效磷、速效钾含量增加,因而使土壤肥力提高.     

施肥对不同生育期甜高粱土壤养分含量的影响

为了比较不同施肥方式对甜高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）不同生育阶段土壤养分含量及动态变化,本研究以8种不同施肥处理下的农田土壤为研究对象,测定了土壤养分含量,并进行相关性分析。结果表明,不同施肥处理土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全磷、全钾含量从苗期到成熟期的变化趋势基本一致,其中有机质、速效氮含量在成熟期达到最高值。与CK（对照）相比,不同施肥处理下土壤速效钾、全钾、速效氮、速效磷、全磷,有机质含量均有不同程度的提高。氮磷钾配施有机肥（NPKM）处理有机质含量成熟期达到28.58 g·kg^-1,比苗期增幅度为44.61%。氮磷钾配施有机肥（NPK+1.5M）处理全钾、速效氮含量比CK分别提高为49.31%,67.65%。成熟期有机肥（M）处理全磷、速效磷、全氮含量比CK分别提高为271.20%,40.65%,17.39%。NPKM或者M处理不仅可以改善土壤的理化性质,还可以提高土壤养分含量,有机肥料具有叠加效应。     

地表覆盖对黄土高原水蚀风蚀交错区人工草地水分利用的影响

以陕西省神木县六道沟小流域为研究区域,对不同覆盖处理下的紫花苜蓿人工草地土壤温度和土壤水分以及苜蓿的水分利用效率进行研究,探讨了黄土高原北部紫花苜蓿人工草地的水分消耗过程。结果表明,地表覆盖可以显著降低土壤0-6cm表层温度;同时覆盖可以增加浅层土壤水分含量,不同覆盖方式下土壤深层水分含量没有明显差异;覆盖处理下的苜蓿产量及水分利用效率均高于对照处理,说明苜蓿株间覆盖可以提高苜蓿产量以及苜蓿的水分利用效率,覆盖可以作为该区牧草地提高生产力的有效方法。     

中国苜蓿产量及水分利用效率对种植年限响应的Meta分析

为探究种植年限对苜蓿产量和水分利用效率(WUE)的影响,确定不同生境下苜蓿最适宜的种植年限,本研究以中国为研究区域,以3~5年生苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,截至2019年5月共获得80篇文献、1496组苜蓿产量和220组WUE试验数据,将数据按照年降水量(<200 mm,200~400 mm,400~800 mm和≥800 mm)、施肥措施(施肥和不施肥)、水分管理(灌溉和雨养)进行分组,采用整合分析方法(Meta-analysis,包括异质性检验、综合效应量计算、发表偏倚检验和亚组分析),系统探究了种植年限对苜蓿产量和水分利用效率的时空效应与影响因素,并定量分析了环境因子与不同种植年限苜蓿产量以及WUE的关系。本研究结果表明,随种植年限的延长草产量和WUE呈现先升后降的趋势,3~5龄为苜蓿盛产期,而6~8龄苜蓿WUE最高。苜蓿种植年限受环境因素及水肥措施影响,干旱、半干旱区,苜蓿最适宜的种植年限为3~5年;半湿润区,苜蓿最适宜的种植年限可延长至6~8年,但湿润区由于温湿度过高,使得苜蓿最适宜的种植年限缩短至3~5年。施肥可适当延长苜蓿种植年限,但灌溉并不能有效延长苜蓿种植年限。     

基于Meta-analysis研究中国北方苜蓿土壤水分和养分效应

以中国北方为研究区域,检索已发表的相关文献田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis)系统探究种植年限对苜蓿地土壤水分和养分的时空效应。结果表明,与1~2龄苜蓿相比,随种植年限延长,土壤含水量和速效磷含量显著降低(P<0.05),变化率在-38.0%~-24.0%和-46.5%~-20.2%之间,土壤有机质和全氮含量先增加后降低,变化率分别在7.2%~32.0%和-7.7%~15.7%之间。降水量对苜蓿土壤水分和养分含量影响强烈,与干旱区、半干旱区相比,半湿润区种植苜蓿的增碳固氮作用最佳,9~11龄苜蓿土壤有机质含量增长率高达43.1%(P<0.05),6~8龄苜蓿全氮含量增长率可达12.5%(P<0.05),同时也强烈消耗土壤水分和速效磷。与黄绵土、黑麻土和灰钙土相比,黑垆土种植苜蓿15年以上仍可显著提高土壤的有机质和全氮含量,增长率分别为19.9%和14.8%(P<0.05)。     

有机肥与化肥配施对低产田苜蓿产量、品质和经济效益的影响

采用田间试验,研究不同有机肥水平及配施化肥对低产田苜蓿的产量、营养品质及经济效益的影响。结果表明,施肥对低产田苜蓿草产量具有显著影响(P0.05),不论单施有机肥还是配施磷钾肥,苜蓿产量均得到提高,有机肥配施磷钾肥的3个处理显著提高苜蓿产量,第1、2茬苜蓿产量均以处理OF3PK增产最高,与对照相比分别增加了278.16%、276.54%,与其余各处理间差异显著(P0.05)。有机肥与磷钾肥配施能明显改善苜蓿营养品质,其中,粗蛋白含量得到显著提高,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著降低,综合分析,处理OF3PK苜蓿营养品质最佳。产投比以处理OF2PK最高,OF3PK次之,均有较好的经济效益。通过对苜蓿产量、营养品质及经济效益的综合全面的分析,处理OF3PK在实际大田生产中更适合进行推广。     

黄骅市紫花苜蓿土壤有效磷丰缺指标初步研究

为给河北省黄骅市紫花苜蓿（Medicago sativa）施肥提供科学依据,于2010―2011年在该地区选取有效磷含量差异较大的11个地块的土壤,进行全肥和缺磷处理盆栽试验,依据不同有效磷含量土壤的缺磷处理的相对产量,初步研究了该地区紫花苜蓿土壤有效磷丰缺指标。结果表明,与缺磷处理相对产量＞95%、85%～95%、75%～85%、65%～75%、55%～65%和45%～55%相对应的黄骅市紫花苜蓿的第1至第6级土壤有效磷含量指标分别为＞47.5、27.2～47.5、15.6～27.2、8.9～15.6、5.1～8.9和2.9～5.1 mg·kg-1。     

地膜覆盖和施肥对半干旱区苦荞土壤水分利用及产量的影响

探究地膜覆盖和施肥对西北半干旱区苦荞土壤贮水量、阶段耗水量、植株生长、产量和水分利用效率的影响,可为半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效利用提供理论依据。于2015—2017年设置传统种植不施肥(TNF)、地膜覆盖不施肥(MNF)、地膜覆盖施肥(MF)3个处理,测定了苦荞不同生育时期土壤含水量(0~300 cm土层)、干物质量、叶面积指数、产量等指标,计算土壤贮水量、阶段耗水量、收获指数、水分利用效率(WUE)和年降水利用效率(RUE)等指标。结果表明,与TNF、MNF相比,MF能够增加苦荞苗期0~140 cm土层土壤贮水量18.9~42.4 mm、花前土壤耗水量,使苦荞成熟期干物质量平均增加96.3%、3.7%,叶面积指数增加123.7%、7.6%,成穗数增加9.3%、3.9%,单株粒重增加139.2%、12.1%,籽粒饱满率增加14.5%、4.4%,籽粒位高显著降低34.0%、26.8%。由于MF改善了苦荞农田土壤水分状况,调节了生育期耗水进程,显著促进了苦荞生长,其产量较TNF增加33.6%~130.4%、生物量增加62.8%~182.5%、水分利用效率提高34.5%~106.4%,而且这一增产增效作用在欠水年更加显著。综上,地膜覆盖和施肥显著提高了苦荞水分利用效率与产量,是西北黄土高原半干旱区苦荞抗旱增产、资源高效的有效措施。     

黄土高原旱地施肥对小麦与苜蓿土壤水分养分含量的影响

研究黄土高原旱地小麦(Wheat)和苜蓿(Alfalfa)连作20年后的产量、土壤水分及养分的变化。结果表明:磷肥对小麦增产不显著,而对苜蓿则增产显著(增产183.5%);施肥可以延缓苜蓿的衰老,提高产草量;苜蓿地土壤干燥化明显,施用氮磷有机肥后小麦地也出现干燥化趋势;长期施磷肥有利于改善土壤磷素有效性,其中苜蓿地全磷和有效磷含量,增加了13.6%和83.8%,小麦土壤增加了22.9%和367.9%;苜蓿土壤全氮和速效氮均呈增加,而小麦地则减少;平衡施用氮磷有机肥能培肥土壤,使产量大幅度提高;在该区采取合理的轮作方式和培肥措施能有效地改善农田生态系统的生产力。     

连续6年施磷肥对土壤磷素积累、形态转化及有效性的影响

长期施磷肥对土壤磷素积累、形态转化以及有效性的影响是国内外土壤化学研究的热点之一。本研究利用从2008年开始在京南地区进行的紫花苜蓿连续6年施用磷肥定位试验,研究不同施肥处理对紫花苜蓿田土壤磷素积累、形态转化及其有效性的影响。试验地土壤为褐潮土,试验开始前耕层(0~20 cm)土壤有机质为11.2 g/kg,全磷为0.77 g/kg,速效磷为5.66 mg/kg,pH为8.3。结果表明,连续不施磷肥土壤的全磷、速效磷、无机磷各组分含量较连续施磷肥处理均明显降低,说明连续施用磷肥可显著扩大土壤中的有效磷库;不施磷肥处理耕层(0~20 cm)土壤全磷下降了6.94%,速效磷下降了16.3%,施用磷肥处理耕层土壤全磷增加1.3%~13%,速效磷增加164.7%~335.9%;不同的施磷肥处理对Ca₂-P含量的影响最大,不施磷肥的土壤Ca₂-P几乎耗竭,而施磷处理的Ca₂-P增加幅度可达19~36倍;此外,施用磷肥也使土壤Ca₈-P、Ca₁₀-P、Al-P、Fe-P、O-P有不同程度的提高。通过2013年的停施磷肥试验可知继续施磷肥的处理(F₂)与停施磷肥的处理(F₂')在土壤磷素水平、苜蓿产量及养分含量上均没有显著差异,表明磷肥存在明显的后效作用,之前积累在土壤中的磷素具有生物有效性。     

坡地打结垄沟集雨种植对泥沙、养分流失和紫花苜蓿草产量的影响

为寻求控制水土流失适宜坡耕地利用方式,开展如下试验:1) 采用完全随机设计,研究不同坡度(0°、5°和10°)集雨垄的径流效率和临界产流降水量;2) 采用裂区设计,坡度(5°和10°)为主区,耕作模式(传统平作、开敞垄和打结垄)为副区,研究坡地打结垄沟集雨种植对土壤水分、径流、泥沙损失、养分损失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:0°、5°和10°集雨垄的临界产流降水量分别为1.55、1.33和1.00 mm,径流效率分别为88.2%、91.1%和92.7%;与传统平作相比,开敞垄和打结垄的小区径流量分别减少62.3%~67.9%和76.4%~79.9%,小区径流效率分别减少51.0%~54.5%和67.8%~68.2%;泥沙流失量分别减少95.6%~96.4%和98.4%,全氮流失量分别减少95.3%~96.2%和98.1%~98.2%,全磷流失量分别减少95.3%~96.1%和98.2%,有机质流失量分别减少94.1%~95.6%和97.8%~97.9%;开敞垄和打结垄明显增加浅层(0~60 cm)土壤剖面含水量;开敞垄和打结垄紫花苜蓿全年干草产量分别提高40.3%~50.4%和16.0%~18.7%,水分利用效率分别提高4.4~11.5 kg·hm^-2·mm^-1和2.0~5.3 kg·hm^-2·mm^-1。坡度10°的径流量、径流效率、小区泥沙流失量、全氮流失量、全磷流失量和有机质流失量分别是坡度5°的1.44、1.40、2.34、2.24、2.39和1.97倍;坡度5°的紫花苜蓿全生育期根系层(0~200 cm)土壤贮水量、紫花苜蓿全年干草产量和水分利用效率分别是坡度10°的1.05、1.28和1.41倍。开敞垄增加紫花苜蓿干草产量和水分利用效率效果最为明显,打结垄减少径流、泥沙流失和养分损失效果最为明显。     

西藏安多草地退化对植物生物量和土壤养分的影响

以西藏安多县原生小嵩草(Kobresia pygmaea)草甸草原与退化小嵩草草甸草原2种类型草地为研究对象,对其草地的地上和地下生物量、土壤的有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量进行研究,了解退化对草地植物生物量和基本养分含量的影响。结果表明,退化小嵩草草甸草原的地上、地下以及总生物量均显著下降,地上0~10、10~20cm土层生物量和总生物量分别相当于小嵩草草甸草的80.9%、22.1%,15.8%和20.0%;2种类型草地土壤的全量和有效碳氮磷含量均较低,退化对土壤全量和有效养分的影响并不一致,退化导致0~10和10~20cm土层的有机碳、全氮和全磷含量均显著升高,而导致0~10和10~20cm土层的有效氮和有效磷含量均显著降低,2种类型草地随着土层的加深,土壤有机碳、全氮、全磷、有效氮和有效磷含量没有明显差异。