长期定位施肥对设施黄瓜肥料利用率的影响

通过8a来对8个不同施肥方式进行定位试验,研究了大棚黄瓜对氮磷钾肥的当季利用率和累积利用率。试验结果表明,在施氮量相同的情况下,常量施用有机肥配合化肥的处理黄瓜肥料利用率最高,氮、磷、钾利用率分别为63.2%,28.5%,53.6%。氮肥利用率大小顺序为：MNPK〉NPK〉NK〉1.5MNPK〉N〉NP。养分不均衡处理N、NK、PK对肥料的利用率均很低。磷肥的当季利用率要小于氮肥,但前5a有一定的累加效应。磷肥利用率大小顺序为MNPK〉NPK〉1.5MNPK〉NP〉PK。钾肥利用率大小顺序为MNPK〉1.5MNPK〉NPK〉NP〉NK。肥料用量愈大,肥料利用率愈低,MNPK处理的肥料使用量是1.5MNPK处理的67%,而该处理的N、P、K的平均当季利用率分别是1.5MNPK处理的1.8倍、1.9倍、1.2倍。     

施肥对潮土养分非匀衡化的土壤修复研究

[目的]研究施肥对不同处理的土壤修复作用。[方法]利用盆栽试验对长期不合理施肥导致土壤养分失衡及生产力下降的土壤进行施肥修复。[结果]试验结果表明：有机、无机肥配合施用是快速修复土壤养分和提高生产力的最佳方法;NP、NPK是既均衡土壤肥力又提高作物产量的无机肥施用方式;对土壤有效磷、氮极度缺乏的土壤,单施磷肥、氮肥效果极显著,其肥效在小麦上与NPK相同。[结论]长期施化肥的土壤对化肥的依赖性更强,停止施肥,玉米产量下降78.6%,小麦产量下降52.8%;而长期施NK和PK肥的土壤,停止施肥反而产量增加,NK处理玉米产量提高112%,小麦产量增加182%,PK处理中玉米产量增加15.1%,小麦产量增加59%;单施有机肥的当季效果不如化肥,但后效明显好于化肥。     

施肥对潮土养分非匀衡化的土壤修复研究

[目的]研究施肥对不同处理的土壤修复作用。[方法]利用盆栽试验对长期不合理施肥导致土壤养分失衡及生产力下降的土壤进行施肥修复。[结果]试验结果表明：有机、无机肥配合施用是快速修复土壤养分和提高生产力的最佳方法;NP、NPK是既均衡土壤肥力又提高作物产量的无机肥施用方式;对土壤有效磷、氮极度缺乏的土壤,单施磷肥、氮肥效果极显著,其肥效在小麦上与NPK相同。[结论]长期施化肥的土壤对化肥的依赖性更强,停止施肥,玉米产量下降78.6%,小麦产量下降52.8%;而长期施NK和PK肥的土壤,停止施肥反而产量增加,NK处理玉米产量提高112%,小麦产量增加182%,PK处理中玉米产量增加15.1%,小麦产量增加59%;单施有机肥的当季效果不如化肥,但后效明显好于化肥。     

基于主成分分析法的土壤肥力评价

[目的]为潢川县粮食生产及作物施肥技术提供依据。[方法]采用网格布点法取样322个进行化学分析,然后采用主成分分析法进行评价。[结果]全县土壤全氮含量为0.48~2.77 g/kg,全磷含量为0.15~0.86 g/kg,有机质含量为6.00~41.80 g/kg,速效磷含量为0.10~68.90 mg/kg,速效钾含量为21.10~255.90 mg/kg,缓效钾含量为15.40~1 539.70 mg/kg,pH值范围为4.93~7.95,阳离子交换量为0.40~31.20 cmol/kg;将土壤肥力分级,依次为：一等地占0.9%,二等地占5.3%,三等地占40.1%,四等地占49.4%,五等地占4.3%。[结论]中低产田合计占53.7%,需进一步采取改良措施。     

有机无机外源磷素长期协同使用对潮土磷素有效性的影响

【目的】 施入外源磷素是提升土壤有效磷的重要途径,不同磷源在土壤中的化学行为和存在形态对土壤磷素有效性起决定作用。研究有机无机外源磷素长期配合使用的协同关系及其对潮土磷素有效性的影响,可为合理减少磷肥施用,提高磷肥利用率和科学管理土壤磷素资源提供理论依据。 【方法】 本研究基于25年肥料定位试验,选取不施磷肥 (P0)、单施化肥 (FP)、化肥与有机肥配施 (FP+M)、化肥与秸秆配施 (FP+S) 四个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源磷素长期协同使用对作物可持续生产能力、磷肥利用效率、施肥后效及潮土磷素形态和有效性的影响。 【结果】 连续处理25年后,P0、FP、FP+M、FP+S处理小麦产量变异系数分别为 49.0%、14.8%、17.2%、15.4%,玉米产量变异系数分别为 28.7%、27.1%、24.4%、23.2%,产量的稳定性均比不施磷提升,尤其是小麦产量稳定性显著增加;P0、FP、FP+M、FP+S处理产量的可持续性指数小麦依次为 0.23、0.62、0.60、0.64,玉米依次为0.45、0.47、0.53、0.52,施磷对小麦产量的可持续指数影响比玉米更大。FP、FP+M、FP+S处理的磷素累积生理效率分别为188.3、163.2和177.6 kg/kg,平均后效分别为1.30%、0.71%和1.16%,单施化肥磷素的效果高于磷肥配施有机肥、秸秆。长期不施磷肥,土壤无机磷各组分含量均降低,且主要消耗了土壤中无效态的O-P,P0处理减少的O-P占无机磷减少量的41.3%。长期投入化学磷素,降低了无效态磷的比例,但土壤对化学磷素的固定作用仍较强,FP处理Ca₈-P含量由12.0%提升到21.1%,无效态的O-P和Ca₁₀-P由77.7%减少为62.9%(占比仍超过60%),土壤Olsen-P由6.4 mg/kg提升到20.7 mg/kg。化学磷素与有机肥磷素协同使用可促使无效态磷向有效态磷及缓效态磷转化,提升土壤磷素有效性,FP+M处理Ca₂-P占比由2.0%提升到5.4%,缓效态的Al-P、Ca₈-P、Fe-P占比增加25.6个百分点,无效态的O-P和Ca₁₀-P占比减少29.0个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到51.8 mg/kg。秸秆磷素增加了具有缓冲作用的Ca₈-P含量,降低了无效态磷含量,提升了土壤潜在供磷能力,与FP相比,FP+S处理Ca₈-P占比增加7.9个百分点,Ca₁₀-P占比减少6.5个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到21.7 mg/kg。 【结论】 投入外源磷素均可显著提高作物产量、提升产量稳定性和产量可持续性指数。在小麦玉米轮作体系下,磷肥加秸秆最有利于维持土地的可持续生产能力。单施磷肥,磷素的后效和累积生理效率最高,但在土壤中的固定也高;有机无机磷协同使用可快速提升土壤磷素的有效性,对维持磷素组分结构和土壤质量作用显著;无机磷素与秸秆磷素协同使用对土壤磷素具有较强的激发效应,可减弱土壤对磷素的固定作用,提升土壤潜在供磷能力。      

潮土CaCl2-P含量对磷肥施用的响应及其淋失风险分析

【目的】 土壤有效磷 (Olsen-P) 与可溶性磷 (CaCl₂-P) 含量之间存在着平衡,研究磷肥施用量对潮土CaCl₂-P和Olsen-P及其比值的影响,评价磷素的淋失风险,可为潮土区合理利用养分资源、减少磷肥投入和流失提供理论依据。 【方法】 选择长期定位监测基地的5个处理 (对照、NPK、预备处理、NPKM和1.5NPKM处理,简称OP1、OP2、OP3、OP4、OP5),5个处理的土壤Olsen-P含量存在显著差异 (0.8、12.5、25.7、44.7、56.4 mg/kg),据此在每个处理上再设置5个施磷量水平 (F0、F1、F2、F3、F4),试验采取微区形式,随机区组设计,种植作物为夏玉米–冬小麦双季轮作。作物收获后,采集土壤样品,测定土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,建立Olsen-P和CaCl₂-P之间的定量关系。 【结果】 土壤CaCl₂-P含量为0.07～2.68 mg/kg,约为Olsen-P含量的0.5%～5.6%。短期高量磷肥施用可以显著提高土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,但土壤Olsen-P和CaCl₂-P的增加不同步。当土壤Olsen-P低于28.0 mg/kg时,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加而降低,当Olsen-P增加至28.0 mg/kg后,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加迅速增加,这表明磷肥施用首先提高土壤Olsen-P含量,Olsen-P增长到一定程度后CaCl₂-P才迅速增加。土壤CaCl₂-P和Olsen-P的关系符合双直线模型,突变点时土壤Olsen-P含量为30.2 mg/kg,对应的CaCl₂-P含量为0.3 mg/kg。当土壤Olsen-P含量超过30.2 mg/kg时,土壤磷素淋失风险增加。 【结论】 高量磷肥施用可以提高土壤CaCl₂-P含量,促进作物对磷的吸收,但同时增加了土壤磷素的淋失风险。研究区土壤磷素淋失临界值为30.2 mg/kg,微区试验中超过50%的小区土壤Olsen-P含量已经超过磷素淋失临界值,存在磷素淋失风险,应加强农田磷肥的科学施用和管理。      

新型氮肥及施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响

以玉米品种先玉335为供试材料,采用田间小区试验研究新型氮肥(控失尿素和腐植酸尿素)及不同施氮量对玉米产量和氮素吸收利用的影响。结果表明,3种氮肥均显著提高玉米产量且玉米产量随着施氮量的增加而增加。其中以控失尿素增产效果最好,并在施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,与不施氮相比增产达93.7%(P0.05),较普通尿素和腐植酸尿素分别高了33.5%(P0.05)和7.4%;地上部吸氮量较普通尿素高了41.5 kg/hm~2,氮肥利用率较普通尿素高出21.3%。其次是腐植酸尿素,施氮量为250 kg/hm~2时获得最高产量,较普通尿素高了26.1%(P0.05);地上部吸氮量比普通尿素提高31.9 kg/hm~2,氮肥利用率提高15.3%。控失尿素和腐植酸尿素较普通尿素,在提高玉米产量及秸秆产量、玉米氮素吸收和氮肥利用率等方面有较为显著的效果。在施氮量为250和300 kg/hm~2时,控失尿素处理的玉米产量要高于腐植酸尿素处理,控失尿素的增产效果要略优于腐植酸尿素。供试的3种氮肥中,以控失尿素的增产效果最好,在施肥量为250 kg/hm~2时获得最高产量。3种氮肥对土壤全氮含量影响较小,随着施氮量的增加土壤全氮含量无显著差异;不同氮肥种类间土壤全氮含量均值表现为控失尿素最高,其次是腐植酸尿素,普通尿素最低。综上,新型氮肥与普通尿素相比不仅可以显著提高玉米产量,还能够降低氮肥损失、减少污染、提高氮肥利用率,实现农业可持续发展。     

长期定位施肥下潮土磷素盈亏及对无机磷的影响

目的 探讨长期定位施肥下潮土磷素盈亏、各形态无机磷的变化及土壤磷素盈亏对无机磷的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据。方法 在“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”,以NK（不施磷肥）处理为对照,研究华北地区常见的4种施肥模式（NPK（单施化肥）、SNPK（秸秆还田）、MNPK（有机无机配施）、1.5MNPK（高量有机无机配施））下,土壤表观磷盈亏、累积磷盈亏、各形态无机磷含量变化,以及土壤磷素盈亏对各形态无机磷的影响。结果 25年不施磷肥土壤磷始终处于亏缺状态,土壤磷累积亏缺431.8 kg·hm ^-2,4种施磷肥模式（NPK、SNPK、MNPK、1.5MNPK）25年土壤磷分别累积盈余291.2、398.4、1742.4、2 676.9 kg·hm ^-2。长期不施磷肥,土壤无机磷以Ca₂-P减少最多,减少49.0%。试验前13年上述4种施肥模式土壤Ca₂-P增加1.2—5.4倍,平均增加1.26—5.73 mg·kg ^-1·a ^-1,后12年单施化肥、秸秆还田和有机无机配施Ca₂-P增长速率降低99.2%—112.6%,高量有机无机配施土壤Ca₂-P年降低2.0 mg·kg ^-1,以上4种施肥模式土壤Ca₂-P相对含量25年增加1.0%—3.5%;连续25年施用磷肥,土壤Ca₈-P、Al-P、Fe-P分别增加1.4—6.5、1.8—3.3、1.1—2.2倍,平均增加4.69—19.81、1.67—3.10、1.23—2.37 mg·kg ^-1·a ^-1,其相对含量分别增加8.4%—30.0%、3.3%—4.0%、1.8%—3.3%;Ca₁₀-P和O-P含量长期维持在350—410、100—160 mg·kg ^-1,但其相对含量分别减少11.4%—29.7%、3.1%—8.9%。25年不施磷肥,土壤每亏缺100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别减少1.2、2.7、1.1、1.5、0.8、7.5 mg·kg ^-1。单施化肥和秸秆还田模式土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加3.9—5.0、21.5—21.6、6.5—7.4、4.8—5.6、4.0—7.5、2.4—7.2 mg·kg ^-1。有机无机配施模式（MNPK、1.5MNPK）土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P、Ca₁₀-P、O-P分别增加1.8—2.8、14.2—16.4、2.5—3.2、1.9—2.6、-0.2—1.2、0.3—1.9 mg·kg ^-1。 结论 长期施用磷肥能够提高潮土磷盈余量,提高土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P含量及其占总无机磷的相对含量,其中有机无机配施模式提高程度高于单施化肥和秸秆还田;潮土盈余相同磷量时,土壤无机磷以Ca₈-P增量最多,其次是Al-P、Fe-P;单施化肥土壤Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P、Fe-P增加量高于秸秆还田和有机无机配施模式。     

豫东潮土长期定位施肥对设施番茄肥料利用率的影响

通过8年9个不同施肥方式处理的定位试验,研究了大棚番茄对氮磷钾肥的当季和累积利用率。结果表明:在施氮量相同的情况下,常量施用有机肥配合化肥的处理(MNPK)番茄肥料利用率最高,N,P,K利用率分别为60.0%,29.8%,50.3%。氮肥利用率大小顺序为:MNPK(有机无机肥配合)>NPK(氮磷钾化肥)>NP(氮磷配合,不施钾肥)>1.5MNPK(高量有机无机肥配合)>NK(氮钾肥配合,不施磷肥)>N(单施氮肥,不施磷钾肥)。养分不均衡处理N,NK,PK(磷钾配合,不施氮肥)对肥料的利用率最低。磷肥的当季利用率要小于氮肥利用率,8年中有一定的累加效应。磷肥利用率大小顺序为MNPK>NPK>NP>1.5MNPK>PK。钾肥利用率大小顺序为MNPK>1.5MNPK>NPK>NK>PK。肥料用量愈大,肥料利用率愈低,MNPK处理的肥料使用量是1.5MNPK处理的67%,而该处理的N,P,K的平均当季利用率分别是1.5MNPK处理的1.5倍、1.6倍、1.2倍。     

小麦硝酸盐转运蛋白基因 TaNRT1.1的鉴定及其等位变异分析

为解析小麦硝酸盐转运蛋白基因 TaNRT1.1的生物学功能,本研究通过同源克隆的方法从普通小麦中克隆了小麦硝酸盐转运蛋白基因 TaNRT1.1(TaNRT1.1-1A、 TaNRT1.1-1B和 TaNRT1.1-1D)。生物信息学分析表明,这三个同源基因编码的蛋白均为疏水蛋白,含有丰富的α-螺旋和无未见则卷曲,主要定位于质膜上。小麦不同组织qRT-PCR分析表明, TaNRT1.1-1A和 TaNRT1.1-1B基因在根中表达量最高,其次是叶和茎, TaNRT1.1-1D基因在茎中表达量最高,其次是叶和根。因此,推测 TaNRT1.1-1A和 TaNRT1.1-1B基因在硝酸盐吸收过程中发挥了重要作用, TaNRT1.1-1D基因在硝酸盐转运过程中发挥了重要作用。通过对小麦 TaNRT1.1基因多态性筛选发现,在 TaNRT1.1-1A基因启动子上游1 120 bp的位置有一个8 bp(TGCATGCA)的插入位点,该位点可能与小麦氮利用效率相关。不同氮利用效率小麦品种qRT-PCR分析结果表明,氮高效小麦品种（基因型为 TaNRT1.1-1A-b）苗期根中 TaNRT1.1-1A基因的相对表达量显著高于氮低效小麦品种（基因型为 TaNRT1.1-1A-a）。