黑土禾本科杂草生长特征及其对长期施肥的响应

农田杂草防控是保证作物稳产高产的重要举措。利用始于 1979 年的黑土肥力长期定位试验,分析长期不 同施肥措施下麦田禾本科杂草生长特征及其对土壤养分的响应,探讨利用合理施肥防控杂草的可行性。结果表明: 黑土长期不同施肥处理下禾本科优势杂草为马唐和金色狗尾草,狗尾草和稗分布较少。均衡施肥对禾本科杂草抑 制效果最佳,杂草密度较偏施肥处理(氮磷、氮钾、磷钾)分别减少 94.4%、96.6%、98.0%。长期施氮肥(均衡 施肥和偏施氮肥)可显著降低黑土农田禾本科杂草群落密度,降幅在 41.5% ～ 98.0% 之间;也可显著降低黑土农 田禾本科杂草生物量。禾本科杂草干重与小麦产量显著负相关,较低的禾本科杂草生物量能够反映黑土小麦的高 产。优势杂草马唐、金色狗尾草密度与土壤全氮、碱解氮显著负相关,与土壤 pH 显著正相关。总之,长期平衡 施用化肥可增加小麦产量并抑制禾本科杂草生长,对于黑土麦田防控杂草具有积极作用,但应注重调节土壤 pH 及氮素供应之间的平衡关系。     

氯对甜菜生长发育及产量品质的影响

氯作为一种植物所必须的营养元素早已被确认,但甜菜被认为是忌氯作物,不宜施用含氯肥料,如果过多地施用含氯肥料将对甜菜产生不良影响,降低甜菜的含糖率。近年来,随着对含氯肥料研究的深入,明确了氯对很多作物的生长发育有促进作用,也有人认为甜菜施氯也未产生不良影响,而且有促进生育、增加产糖的作用,认为甜菜是相当耐氯的作物。本文探讨了氯对甜菜生长发育及产量品质的影响。     

不同耕作措施对东北玉米农田土壤物理性质的影响

为了揭示耕作措施对东北玉米田土壤物理性质的影响,本研究进行了连续4年的田间定位试验,探明了深松(ST)、免耕(NT)以及传统耕作(CT)对东北玉米田土壤物理指标(土壤容重、土壤三相比、土壤结构指数以及颗粒组成)的影响.结果表明:与传统耕作相比,深松处理能够显著降低0～20 cm土层的土壤容重(P<0.05),下层土壤(...     

黑龙江省黑土区不同施肥制度对土壤肥力影响分析

以1980～2006年黑龙江省农科院长期定位试验为平台,比较了不同施肥制度对黑土区土壤肥力的影响。结果表明,有机肥配施化肥可以全面提高黑土区土壤肥力,其中以有机肥+氮钾化肥效果最佳;速效磷受施肥制度影响最大。有机肥+磷化肥提高有机质含量效果最佳;有机肥+氮化肥提高碱解氮含量效果最佳;有机肥+磷钾化肥提高速效磷含量效果最佳;有机肥+氮钾化肥提高速效钾含量效果最佳。在有机肥+氮磷钾化肥处理下,有机质和碱解氮在1980～2006年年纪波动显著;磷钾化肥处理下,速效磷在1980～2006年年纪变化显著;在磷化肥处理下,速效钾在1980～2006年年纪变化显著。     

长期施用尿素对东北黑土中氨氧化古菌群落的影响

【目的】表征34年施肥条件下东北黑土中氨氧化古菌（AOA）群落特征,明确不同尿素水平对其丰度和群落结构的影响,并与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起影响东北黑土中AOA群落变化的主效环境因子,为进一步揭示黑土土壤硝化作用过程和机制,以及改良施肥方式提供依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院34年长期定位试验,选取3组不同施肥处理：无尿素组（对照CK和磷钾处理PK）、一倍尿素组（单施一倍氮肥处理N₁,氮磷处理NP,氮磷钾处理NPK和氮钾处理NK）和二倍尿素组（单施二倍氮肥处理N₂）共7个处理的耕层土壤为研究对象,借助454高通量测序和Real-time PCR技术,以AOA Arch-amoA基因为分子标靶,解析不同尿素水平对黑土中AOA群落组成和丰度的影响,并对AOA群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】随着尿素施用量的增加,黑土中AOA 的Arch-amoA拷贝数由2.64×10⁷/g土壤显著降低至8.34×10⁵/g土壤,且黑土pH是引起其数量降低的直接原因;OTU水平上的聚类和非度量多维度分析（NMDS）结果均表明,相同尿素水平的各处理AOA群落结构相似,不同尿素水平处理间的AOA群落差异显著;冗余分析表明,土壤pH、水溶性有机碳和硝态氮浓度是影响土壤AOA群落变化的主效环境因子（P＜0.05）;系统发育分析表明,东北黑土中AOA主要有Nitrososphaera和Nitrosotalea两个属：无尿素组中99.3%和一倍尿素组中90.1%的Arch-amoA序列归类于Nitrososphaera,二倍尿素组中67.9%的Arch-amoA序列归类于Nitrosotalea。【结论】本研究表征了长期不同施肥下黑土中的AOA群落特征,通过与土壤化学性质耦合分析,确定了引起黑土中AOA群落变化的主要因素。长期施用氮肥的黑土中,AOA Arch-amoA拷贝数和群落结构受尿素施用量的影响显著,低倍尿素提高其多样性,而高倍尿素则使之降低,土壤pH、有机碳和硝态氮浓度是导致AOA群落差异主要因素。     

长期不同施肥措施下黑土有机碳的固存效应

利用开始于1979年的黑土长期定位试验,研究长期不同施肥措施下土壤有机碳含量演变特征、固碳效应及外源碳输入对土壤固碳的贡献。结果表明:长期单施化肥土壤有机碳含量较试验前下降了11.6%~16.1%,有机肥与化肥配施土壤有机碳含量呈上升趋势,常量有机肥化肥配施(MNP、MNPK)土壤有机碳含量分别上升了6.5%和8.4%,二倍量有机肥化肥配施(M2N2、M2N2P2)土壤有机碳含量分别上升了7.7%和11.6%。不施肥和施化肥土壤有机碳储量呈现亏缺,亏缺量在3.5~6.1t/hm2。有机肥与化肥配施土壤有机碳储量表现为盈余,M2N2P2处理盈余量最高,达到1.9t/hm2。年均有机碳投入量与土壤固碳速率呈显著的线性正相关,表明黑土仍具有一定的固碳潜力。黑土碳投入的转化效率为34.1%,若要维持黑土有机碳库平衡,则每年至少投入1.416t/hm2有机碳。可见,在黑土区增加土壤碳投入(有机肥)仍然是最有效的土壤固碳措施。     

有机无机肥料配施对土壤酶活性、微生物量及玉米产量影响

以玉米为供试作物,田间试验在黑龙江省海林农场玉米种植区完成,探讨有机肥与无机肥不同配比对玉米产量、土壤酶活性和微生物量影响。试验设5个处理,100%有机肥N+PK肥(T1)、20%有机肥N-80%无机肥N+PK肥(T2)、30%有机肥N-70%无机肥N+PK肥(T3)、100%无机肥N+PK肥(T4)和不施肥(T5)。结果表明,有机无机肥配施有利于玉米增产,T2产量为11 206.33 kg·hm-2,T3为10 862.25 kg·hm-2,分别较T1高62.1%和57.2%,较T4高10.5%和7.1%。T2和T3均有利于提高土壤酶活性及微生物碳、氮含量,其中T2处理土壤酶活性及微生物碳、氮含量均最高。可知,20%有机肥与无机肥配施是适宜的施肥方式,可通过调控土壤微生物区系提高作物产量。     

长期试验下黑土基础地力演变特征与肥料效应

本研究通过38年的黑土长期定位试验,分析了黑土基础地力演变特征及肥料效应。结果表明:黑土区小麦、大豆和玉米产量的土壤基础地力贡献率分别为55.4%,88.1%和71.9%。黑土长期不施肥小麦、大豆和玉米土壤基础地力逐步下降,年下降率为1.28%,1.28%和1.35%。土壤氮、磷、钾的贡献率随种植年限的延长而降低,小麦季和玉米季土壤养分供应能力为氮磷钾,大豆季为钾氮磷。土壤基础地力与常规施肥处理产量存在极显著的正相关关系,土壤基础地力显著影响作物产量。可见,提升土壤基础地力是保障黑土区粮食持续高产和稳产的重要途径。     

东北中低产田现状与综合治理对策

就东北黑土区中低产田的等级、类型划分以及治理措施进行了简要综述。东北黑土区中低产田可划分为高中低三个等级,其划分标准为高产田：粮食产量〉6000 kg·hm^-2,中产田：粮食产量4000-6000 kg·hm^-2,低产田：粮食产量〈4000 kg·hm^-2。中低产田包括7种类型：侵蚀型、易涝型、干旱型、盐碱型、风沙型、瘠薄型和低温及其它类型。提出了中低产田的治理对策与措施,分析了中低产田的增产潜力为112.4亿kg（2010年）-161.8亿kg（2030年）。     

长期不同施肥黑土细菌和古菌群落结构及主效影响因子分析

【目的】依据黑龙江省农科院34年的长期定位试验,探讨影响东北黑土细菌和古菌区系的主效环境因子。【方法】试验采集不施肥(CK)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、施磷钾肥(PK)、施氮磷钾肥(NPK)5个施肥处理的耕层土样借助传统化学分析方法和Illumina Miseq高通量测序技术解析土壤化学性状和细菌与古菌的群落结构特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】1)不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异与CK相比,4种施肥处理均降低了古菌丰富度,NPK处理增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性;变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是所有土样中的优势菌群,占细菌与古菌总量的38.2%~42.9%。施肥条件下,放线菌门(Actinobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)的相对丰度降低芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度升高而其他菌门的相对丰度对不同施肥处理的响应不同。2)施用氮肥显著改变了土壤化学性状,长期施氮(尿素)处理的土壤全氮、速效氮和有机质含量显著高于不施氮处理而pH则显著降低。3)RDA分析结果显示,pH对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大解释了66.5%的变化;其他环境因子则共解释了细菌与古菌群落33.5%的变化各因子的贡献率依次为pH速效钾有效磷有机质。Pearson相关性分析结果也表明,细菌和古菌群落与土壤化学指标间存在密切的相关关系。【结论】解析了长期不同施肥条件下土壤细菌和古菌的群落结构特征,确定了pH是影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,氮磷钾均衡施肥不仅显著提高了作物产量和丰富了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。研究结果对揭示东北黑土肥力演变机制、建立合理的施肥制度具有重要的理论价值。