有机肥对土壤特性及农产品产量和品质影响研究进展

施用有机肥是农业生产的重要措施,对绿色农业发展起到积极作用,而且越来越广泛施用。本文介绍了目前有机肥基本概况,重点综述了有机肥对提高土壤肥力、提高作物产量和品质、促进养分利用以及对病虫害发生影响等方面研究的最新进展,分析了当前有机肥施用对耕地质量和农产品安全风险、施肥效率低、以及有机肥品种研发不足、相关质量标准滞后等问题,并对当前有机肥推广应用的形势和发展前景进行了分析和展望。     

Response of the soil macrofauna abundance and community structure to drought stress under agroforestry system in southeastern Qinghai-Tibet Plateau

ABSTRACT

Soil macrofauna is vital for soil functions and soil-mediated processes in all ecosystems. However, environmental perturbations, such as drought, that threaten both the abundance and function of soil macrofauna remain mostly unexplored, particularly in an agroforestry system. We investigated the effects of drought on soil macrofauna abundance and vertical distribution under three different planting systems including two intercropping systems, comprising Chinese prickly ash (Zanthoxylum bungeanum) intercropped with soybean (Glycine max) (Z-G) or bell pepper (Capsicum annuum) (Z-C), and one monoculture system, comprising only Z. bungeanum (Z). Soil samples were collected at depths of 0–10, 10–20, and 20–30 cm, and soil macrofauna and chemical properties were analyzed. Soil dryness negatively affected soil macrofauna in all planting systems. Drought reduced the total macrofauna density, biomass, genera richness, and Pielou’s evenness. Additionally, drought significantly decreased density and biomass of Drawida and Eisenia but had no effect on Carabid beetles. Soil macrofauna density was highest in the Z-G intercropping system and higher at 0–10 cm than at other soil depths. These results indicate that intercropping soybean rather than bell pepper increases the abundance and biomass of soil macrofauna, and drought remarkably impacts the response of soil macrofauna to planting systems.     

基于meta分析的放牧压力对内蒙古高原草地生态系统的影响

放牧是最主要的草地利用模式，直接或间接地影响草地物质循环和能量流动，放牧强度对草地的健康状况和演替方向起决定作用。本文基于40篇内蒙古草原放牧相关文献数据，通过meta分析探讨温带草原对放牧强度的响应特征。结果表明，与未放牧草地相比，轻度放牧草地对群落植物地上、地下生物量和土壤全氮和全磷含量无显著影响，而土壤有机碳、微生物生物量碳、细菌和真菌数量分别显著上升3.60%、7.80%、11.40%和10.83%（P<0.05）；中度放牧下群落植物地下生物量和土壤微生物数量无显著变化，而地上生物量和土壤有机碳、全氮、全磷和微生物生物量氮含量分别显著降低21.62%、4.44%、2.15%、8.35%和6.76%（P<0.05）；重度放牧下群落植物地上和地下生物量，土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳含量，细菌和放线菌数量分别显著下降39.72%、16.30%、7.62%、6.46%、8.03%、8.76%、12.92%和18.27%（P<0.05）。以上结果表明轻度放牧有利于土壤肥力和草地生产力的保持和提升，而当放牧干扰超出一定的限度时，草地各项功能均显著下降而发生退化。本研究可为内蒙古温带草原的合理利用和适应性管理提供理论基础。     

优化施肥下长江流域冬小麦产量及肥料增产效应

【目的】针对长江流域冬小麦不合理施肥带来的肥料利用率低的现状,探讨冬小麦产量分布特征及施用氮、磷和钾肥料的增产效应,为长江流域冬小麦肥料减施增效和优化养分管理措施提供依据。【方法】本文数据来源于国际植物营养研究所（IPNI）于2000—2018年在我国长江流域开展的田间试验,以及在中国知网（CNKI）数据库通过检索字段或字段组合（冬小麦、冬小麦+产量及冬小麦产量+肥料利用率等）得到的此期间关于长江流域冬小麦田间试验的论文,共1 732个田间试验。试验处理包括：优化施肥处理,农民习惯施肥,以及在优化施肥和农民习惯施肥基础上的不施氮肥、不施磷肥和不施钾肥处理,以探究长江流域各省（市）（四川、云南、贵州、重庆、湖北、安徽、江苏、浙江和上海）冬小麦在优化施肥下的可获得产量、产量反应、相对产量、农学效率和偏生产力特征。【结果】我国长江流域冬小麦优化施肥处理下的平均产量为6.6 t·hm^-2,其中安徽省平均产量水平最高,为7.3 t·hm^-2,重庆市最低,为3.6 t·hm^-2。施用氮、磷和钾肥的平均产量反应分别为2.3、0.9和0.6 t·hm^-2,但变异范围较大。氮、磷和钾肥平均相对产量分别为0.6、0.8和0.9,氮是小麦产量的主要限制因子。优化施肥处理的氮、磷和钾肥的平均农学效率分别为12.6、11.6和7.7 kg·kg^-1,平均偏生产力分别为34.0、78.9和73.4 kg·kg^-1。与农民习惯施肥措施相比,优化施肥处理平均增产0.5 t·hm^-2,增幅为8.8%;氮、磷、钾肥的农学效率分别提高了41.1%、121.1%和84.6%;偏生产力分别提高了42.4%、23.5%和25.4%。【结论】优化施肥有效提高了长江流域冬小麦的产量和养分利用率,但各省（市）间存在一定差异且省（市）内变异较大。四川、云南、湖北和江苏省的部分地区具有较低的产量反应,说明具有较高的土壤养分供应,应因地制宜地制定养分优化管理方案。分析长江流域优化养分管理措施下的小麦产量反应和肥料利用率等参数,可以确定氮为小麦产量的第一限制因子。     

Potassium accumulation,partitioning, and remobilization in high-yield spring maize in Northeast China

Potassium (K) plays an important role in maize yield, but K accumulation characteristics in high yielding maize is still not well documented. A two-year field experiment was conducted to investigate the K accumulation characteristics of high yield (HY)（>15 t ha^?1）spring maize compared with medium yield (MY)（10–15 t ha^?1), and low yield (LY)（<10 t ha^?1). The maximum K accumulation stage in maize appeared between V6 and V12 stage (LY, MY, and HY was 125.46, 138.05, and 146.22?kg ha^?1, respectively). Most of the K (94.27–97.13%) was accumulated during vegetative stages. HY exhibited a significantly higher K accumulation than either MY or LY. For different organs, the K remobilization amount of leaf was the highest, and the remobilization amount of stalk was the lowest, the K remobilization amount of leaf and stalk showed as HY?<?MY?<?LY, same as the total K remobilization amount, but the K remobilization amount of sheath and husk plus cob showed the opposite order. These results indicated that sufficient nutrient supply for maize can not only accumulate more K but also delay leaf senescence and maintain high photosynthetic activity, resulting in reduced K remobilization from vegetative organs, and reduced K loss in whole plant.     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

潮汐灌溉模式下不同营养液对辣椒幼苗生长的影响

为了培育辣椒壮苗，在潮汐灌溉模式下筛选适合辣椒穴盘育苗的营养液，探讨不同营养液在辣椒穴盘育苗上应用的可行性，以国塔166为试材，以草炭、蛭石（体积比3∶1）为栽培基质，进行试验研究。试验采用6种营养液配方，通过测定株高、茎粗、干鲜质量、壮苗指数、叶绿素含量、光合参数、根系活力、根系形态等指标，筛选最优营养液配方。结果表明：Arnon和Hoagland 番茄配方处理辣椒幼苗的株高、茎粗、地上鲜质量、地上干质量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、壮苗指数、根尖数等指标均最高，其中壮苗指数分别较日本山崎番茄、Hoagland和Arnon、华南农业大学、Rothamsted、日本山崎甜椒配方高出44.44%、62.50%、30.00%、116.67%、62.50%。综上可知，Arnon和Hoagland 番茄配方是潮汐灌溉模式下辣椒穴盘育苗的最佳配方。     

养分管理措施对干热河谷火龙果土壤肥力的影响

为阐明火龙果地不同养分管理方式下土壤矿质养分变化特征，揭示土壤肥力质量变化规律，设置施用农家肥（farmyard manure，FM）、套种绿肥（alfalfa，AF）、施用生物有机肥（bio-organic fertilizer，BOF）与凋落物覆盖（litter coverage，LC）4种养分管理方式，通过分析不同处理的土壤肥力指标变化，明确不同养分管理方式对火龙果地土壤肥力质量的影响。结果表明：不同养分管理方式的土壤理化性质变化规律各异，在LC方式下pH低于7，呈弱酸性，其余养分管理方式下均呈弱碱性；LC对土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）、有效磷（available phosphorus，AP）、有效锰（available manganese，AMn）、有效铁（available iron，AFe）等土壤养分增效显著，AF对SOC、全氮（total nitrogen，TN）、全钾（total potassium，TK）增效作用较弱，FM以及BOF下SOC及多数有效态元素含量相对较低；土壤速效养分受到pH的影响较大，大量元素与微量元素多呈极显著正相关；不同养分管理方式的土壤质量综合指数表现为，LC（1.793）>AF（0.949）>FM（-0.995）>BOF（-1.747）。LC为土壤养分积累较为适宜的管理方式，其次为AF，FM次之，BOF对土壤养分的积累效应最低，但其对提高作物产量具有较好的作用。     

三种因素对海水生物流化床启动期间营养盐去除及amoA基因表达的影响

在实验室规模下,以旋转式生物流化床(CB-FSB)为研究对象,研究了初始总氨氮(TAN)、水温及滤料膨胀率3种条件下,海水生物流化床生物过滤功能启动期间TAN和亚硝酸盐氮(NO-2-N)去除及amoA基因数量的变化。结果显示:生物流化床生物过滤功能启动所需时间随着水温的升高而缩短,在水温为15℃、20℃和25℃时,启动所需时间分别为27 d、25 d和23 d;初始TAN质量浓度的升高也会缩短生物流化床生物过滤功能启动所需要的时间,在初始TAN质量浓度为1 mg/L、2 mg/L、4 mg/L时,启动所需时间分别为24 d、22 d和21 d;在膨胀率为100%和150%时,启动所需时间无明显差别,分别为21 d和20 d,明显好于膨胀率为50%时启动所需时间27 d;amoA基因的数量变化与TAN去除率的变化有一定的相关性,并随着初始TAN浓度的升高而增多,在4 mg/L时数量最多,达到2.76×10~7copies/g。     

保水缓释肥料保水性能及养分释放特性

为了明确添加水溶性保水剂(羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠)肥料的保水缓释效果,利用圆盘造粒工艺制备了保水缓释肥料,通过土壤培养和土柱淋溶试验,研究了保水缓释肥料在土壤中的保水性能和养分缓释效果。结果表明:3种保水缓释肥料均具有一定保水性和养分缓释效果,随保水缓释肥料用量增加,土壤最大持水率逐渐增加,土壤水分蒸发率逐渐减小;其中,以添加聚丙烯酸钠的保水缓释肥料保水性能和养分缓释效果最佳,首次淋溶后氮磷钾养分释放率较普通肥料分别减少了50.38%、55.74%、48.37%,当肥料添加量为2%时,土壤最大持水率较纯土壤提高了43.28%,培养至30 d土壤水分蒸发率较纯土壤降低了22.86%。