减氮覆膜下土壤有机碳组分含量的变化特征

【目的】明确长期优化施肥（减施氮肥）和减氮覆膜下土壤有机碳（SOC）与各组分有机碳含量特征及其对冬小麦籽粒产量的贡献,以期为黄土高原旱地土壤培肥和作物增产提供科学依据。【方法】依托山西省洪洞县7年定位试验,采集0—20 cm土层原状土样,利用连续物理分组方法进行分组,结合冗余分析,研究不同农田管理措施下冬小麦籽粒产量、SOC以及颗粒有机碳（POC）、矿质结合态有机碳（MOC）、轻组颗粒有机碳（Light-POC）和重组颗粒有机碳（Heavy-POC）含量特征,明确SOC含量与各组分有机碳含量的关系,量化其对冬小麦籽粒产量的贡献。试验共设农户施肥（FP）、测控施肥（MF）、垄膜沟播（RF）和平膜穴播（FH）4个处理。【结果】分析不同管理措施下冬小麦籽粒产量和SOC含量发现,FP处理的冬小麦平均产量最低,为3 070 kg·hm^-2,与FP相比,MF在减少氮肥用量的情况下并未造成小麦减产,而RF和FH可进一步显著提高小麦籽粒产量,增幅分别达到27.0%和46.4%;与试验初始（2012年）土壤相比,经连续7年采用不同管理措施后SOC含量均显著提高,提高幅度从小到大依次为11.8%（MF）、22.4%（RF）、25.5%（FP）和36.1%（FH）,即MF对试验地石灰性褐土SOC提升作用最小,但结合地膜覆盖会显著提升其培肥土壤的效果,FH对SOC含量提升的效果最佳。进一步分析不同处理下SOC组分的差异发现,与FP和MF相比,两种减氮覆膜措施不同程度提高了POC和Light-POC含量及Light-POC在SOC中的分配比例。结合SOC及其各组分有机碳含量与冬小麦籽粒产量的冗余分析、敏感性指数分析和SOC与各组分有机碳含量的相关性分析发现,各有机碳组分均以POC对小麦产量的贡献最大（达71.0%）并对SOC含量的变化和农田管理措施的响应最为敏感。因此,平膜穴播对作物产量和土壤肥力的提高主要是通过提高土壤有机碳中POC含量得以实现的。【结论】在减氮优化施肥的基础上进行平膜穴播,有利于提高黄土高原南部旱地褐土区土壤有机碳和活性有机碳含量,实现冬小麦可持续增产。     

农户绿色生产技术采纳行为及其效应——以测土配方施肥技术为例

为揭示农户绿色生产技术采纳行为决策的规律性和显化其行为效应,基于鄱阳湖平原6个产粮大县的607份调查数据,利用内生转换回归(ESR)模型实证分析了农户采纳测土配方施肥技术的影响因素及其采纳行为的经济和生态效应。结果表明:农户采纳测土配方施肥技术主要受到家庭总收入、耕种面积和信息获取渠道的正向影响,耕地破碎度和家离农技机构距离的负向影响。测土配方施肥技术的采纳有助于农户实现水稻的增产和化肥的减量化施用,表现为在反事实假设情景下,实际采纳该技术的农户若未采纳,其水稻单位面积产值下降6.38%、化肥施用量增加2.14%;实际未采纳该技术的农户若采纳,其水稻单位面积产值提高1.83%、化肥施用量减少1.00%。鉴于此,建议降低耕地破碎度,实现适度规模经营,加强技术的宣传推广,构建技术培训体系,显化技术效益,发挥技术的示范带动效果。     

设施蔬菜肥料施用现状调查分析及减施潜力估算

对赤峰市典型设施农业区20个种植户进行施肥情况调查。结果表明：赤峰市设施农业有机肥投入量偏高,化肥以基施为主。赤峰市设施蔬菜调查区氮、磷、钾养分总投入量平均分别达 2575、1266、2790 kg/hm _² ,土壤养分投入过大养分过量现象严重。每季黄瓜、番茄、辣椒 N∶P ₂ O ₅ ∶K ₂ O 平均为1:0.49:1.09,养分比例适中。施入土壤的养分总量远超过各自推荐施肥量,养分减施潜力较大。赤峰市设施蔬菜应大力推广测土配方施肥技术,实现资源节约型、环境友好型现代化高效农业。     

氮磷钾配施对多花黄精产量品质及养分吸收的影响

【目的】研究氮、磷、钾肥配施对多花黄精产量、有效成分含量和养分吸收的影响,揭示多花黄精的需肥规律,为多花黄精栽培提供理论依据。【方法】2018-2019年,采用“3414”试验方案,设置氮、磷、钾3个因子,每个因子4个水平,共计14个处理,测定不同处理多花黄精的产量、根茎多糖和皂苷含量以及地上部、地下部的N、P、K含量;采用回归分析法拟合氮、磷、钾肥施用量与多花黄精产量、根茎多糖间的肥料效应模型,使用频率分析法确定多花黄精的最佳推荐施肥量。【结果】氮、磷、钾肥配施能明显提高多花黄精的产量、根茎多糖和皂苷含量,在一定施肥区间内,多花黄精产量、根茎多糖和皂苷含量均随施肥量的增大呈先上升后下降的趋势,均在N₂P₂K₂处理（N、P₂O₅和K₂O施用量分别为160,160,80 kg/hm²）时达到最大值。氮、磷、钾肥对多花黄精产量、根茎多糖含量的影响表现为氮肥>磷肥>钾肥,氮、磷、钾肥对多花黄精根茎皂苷含量的影响表现为氮肥>钾肥>磷肥。氮、磷、钾肥配施对多花黄精地上部和地下部的N、P、K含量有明显影响,不论是地上部还是地下部,同一处理中植株N、K含量均高于P含量。拟合的氮、磷、钾肥施用量与多花黄精产量、根茎多糖间的肥料效应模型的相关性均达到显著水平（P<0.05）,可知模型拟合成功。使用频率分析法,确定了本研究土壤肥力条件下多花黄精产量达14 000 kg/hm²以上及根茎多糖含量达100 mg/g以上时的氮、磷、钾肥施用量。【结论】综合考虑产量和品质,2年生多花黄精的高产优质施肥方案为N 145~167 kg/hm²,P₂O₅ 129~158 kg/hm²,K₂O 59~80 kg/hm²,m(N)∶m(P₂O₅)∶m(K₂O)为1∶0.92∶0.45。     

Interactions between phosphorus availability and microbes in a wheat–maize double cropping system: A reduced fertilization scheme

Mechanisms controlling phosphorus (P) availability and the roles of microorganisms in the efficient utilization of soil P in the wheat–maize double cropping system are poorly understood.  In the present study, we conducted a pot experiment for four consecutive wheat–maize seasons (2016–2018) using calcareous soils with high (30.36 mg kg^–1) and low (9.78 mg kg^–1) initial Olsen-P content to evaluate the effects of conventional P fertilizer application to both wheat and maize (Pwm) along with a reduced P fertilizer application only to wheat (Pw).  The microbial community structure along with soil P availability parameters and crop yield were determined.  The results showed that the Pw treatment reduces the annual P input by 33.3% without affecting the total yield for at least two consecutive years as compared with the Pwm treatment in the high Olsen-P soil.  Soil water-soluble P concentrations in the Pw treatment were similar to those in the Pwm treatment at the 12-leaf collar stage when maize requires the most P.  Furthermore, the soil P content significantly affected soil microbial communities, especially fungal communities.  Meanwhile, the relative abundances of Proteobacteria and alkaline phosphatase (ALP) activity of Pw were significantly higher (by 11.4 and 13.3%) than those of Pwm in soil with high Olsen-P.  The microfloral contribution to yield was greater than that of soil P content in soil with high Olsen-P.  Relative abundances of Bacillus and Rhizobium were enriched in the Pw treatment compared with the Pwm treatment.  Bacillus showed a significant positive correlation with acid phosphatase (ACP) activity, and Rhizobium displayed significant positive correlations with ACP and ALP in soil with high Olsen-P, which may enhance P availability.  Our findings suggested that the application of P fertilization only to wheat is practical in high P soils to ensure optimal production in the wheat and maize double cropping system and that the soil P availability and microbial community may collaborate to maintain optimal yield in a wheat–maize double cropping system.     

烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳含量的影响

为探究烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳(SOC)含量的影响,通过田间小区试验,采用双因素裂区设计,测定烤烟与3个油菜品种（‘重蓉油1号’、‘德油早1号’和‘GSX-1’）轮作以及平衡施肥（减氮和增磷）下油菜季与烤烟季土壤的总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量。结果表明,从油菜移栽初期到收获,SOC含量均有不同程度的上升,上升幅度为7.7%~166.49%;轮作处理的TOC含量和DOC含量相较对照有所增加,且收获期（180天）的TOC含量和DOC含量以‘重蓉油1号’最高,分别为对照处理的1.26和4.78倍。在烤烟整个生育期内,除个别处理外,其他土壤DOC含量呈下降趋势,TOC含量有所增加。此外,就施肥模式而言,减氮处理效果最佳。在烤烟收获期,除‘德油早1号’外,土壤TOC含量均以减氮处理最高,分别为常规施肥处理的1.20、1.44和1.02倍。综上,‘重蓉油1号’油菜与烤烟轮作、减施氮肥时SOC含量较高,是当地较优的种植模式。     

生物有机肥配施硅钙钾镁肥对西瓜产量、品质及土壤养分的影响

为科学减少化肥用量,改善土壤结构和环境,研究生物有机肥和硅钙钾镁肥对作物生长和改善土壤养分方面的作用,以‘L600’小果型西瓜为研究对象,设置生物有机肥配施硅钙钾镁肥并减少底肥化肥用量等4个处理,以常规施肥作为对照,研究上述肥料对西瓜产量、品质及土壤养分的影响。结果表明：生物有机肥配施硅钙钾镁肥与常规施肥相比,产量提高8.05%,心糖含量提高13.08%,边糖含量提高5.77%,维生素C含量提高18.57% ,总酸含量降低31.25%、硝酸盐含量下降18.22%。两种肥料对改善土壤环境具有积极作用,土壤pH、有效磷、速效钾含量对比常规施肥明显升高。在此条件下减少底肥化肥施用,能够保证西瓜产量和品质,是一种有效的减量施肥方法。     

节水灌溉模式下施肥量对小麦产量和加工品质的影响

【目的】探明河套灌区小麦实现高产、优质、节水相统一的施肥量范围。【方法】以中强筋小麦品种永良4号为供试材料,于内蒙古巴彦淖尔市五原县田间进行磷肥、氮肥两因素五水平完全随机区组试验,通过方差分析、相关分析、回归分析,研究节水灌溉模式下施磷量和施氮量对小麦开花期农艺性状、产量及一、二次加工品质的影响,确定该地区小麦节水灌溉模式下优质与高产相统一的施肥量。【结果】小麦开花期多数植株形态指标（茎粗、旗叶长、旗叶宽、旗叶面积、单株叶面积）,群体指标（叶面积指数、干物质）,光合生理指标（SPAD、净光合速率）随施磷量和施氮量的增加表现为先升高后降低的变化趋势。小麦产量随着施磷量和施氮量的增加均呈先升高后降低的趋势。小麦籽粒的一、二次加工品质均随施氮量的增加呈线性增加趋势,随施磷量的增加呈先升高后降低趋势。施磷量、施氮量及其互作对小麦产量和加工品质影响程度表现为施氮量>施磷量>氮磷互作。小麦籽粒产量与蛋白质含量间存在极显著正相关关系,适当增加施肥量可同步提高小麦的产量和品质。河套灌区小麦节水灌溉模式下优质与高产相统一的施磷（P₂O₅）量为66.2~72.5 kg/hm²,施氮（纯N）量为181.7~193.3 kg/hm²;与农户常规施肥量比较,该施肥模式施磷量减少44.3%~49.1%,施氮量减少19.5%~24.3%,产量提高12.4%,蛋白质产量增加15.7%。【结论】磷肥和氮肥合理配施有利于小麦产量与品质的协同提高。     

陕西省化肥施用时空分异及面源污染环境风险评价

【目的】明确陕西省化肥施用现状,科学评价化肥施用环境风险,为该区域农业面源污染防控提供参考。【方法】基于陕西省1987-2016年30年化肥施用相关统计数据,分析了该省化肥施用时空分异特点,并采用相关分析模型对其化肥施用面源污染环境风险进行评价。【结果】1987-2013年陕西省化肥施用量、施用强度整体呈现递增趋势,而2013年之后全省化肥施用量、施用强度稳中有降。1987-2016年氮肥比例呈下降趋势,而磷肥和钾肥比例稳步提高,氮磷钾施用比例由1987年的1∶0.20∶0.06逐步调整为2016年的1∶0.41∶0.46。2016年陕西省化肥施用强度达799.48 kg/hm²,属于高度过量水平;陕西省化肥施用强度空间分异明显,其中关中化肥施用强度最高,陕南次之,陕北最低。2016年陕西省总肥施用风险指数为0.76,化肥施用风险总体属于重度风险等级,其中关中风险最大,陕南次之,陕北最小。【结论】陕西省化肥施用强度高,面源污染环境风险大,且不同区域空间分异明显。在确保作物产量的基础上,为有效实施面源污染环境风险管控,陕北可基本维持现有施肥强度,但在施肥结构上应注意减氮增磷补钾;关中应以降低化肥施用强度为抓手,在减肥的基础上注意稳氮提磷减钾;陕南应在降低化肥施用强度基础上继续优化施肥结构,注意减氮增磷补钾。     

速效氮与缓控释氮配比一次性侧深施对双季稻产量、氮素利用率及氮素损失的影响

为探究在机插同步一次性侧深施肥作业方式下的速效氮与缓控释氮合理配比,保证水稻产量,提高肥料利用率,降低氮素流失,实现水稻的清洁化生产,采用田间小区试验,设置7个处理,分别为CK:不施肥,T1:农民习惯施肥(施N量早稻150 kg·hm~(-2),晚稻165 kg·hm~(-2)),T2～T6:机插同步一次性侧深施肥(施N量早稻105 kg·hm~(-2),晚稻132 kg·hm~(-2)),其中T2～T6处理的缓控释氮分别占总氮的0%、10%、20%、30%、40%。结果表明:在早稻季,各处理间产量差异不显著;晚稻季,T3～T5处理的产量间差异不显著,T6处理产量显著低于T4和T5处理;与T1处理相比,T2～T6处理的氮肥吸收利用率提高了8.08～14.10(早稻)个和6.68～26.61(晚稻)个百分点。与T2处理相比,早、晚稻T3～T6处理氨挥发累积量分别降低了5.20%～38.20%、29.41%～35.60%,田面水总氮平均浓度下降了20.90%～38.22%、7.39%～29.14%,田面水铵态氮平均浓度降低了26.26%～46.09%、42.57%～45.61%,其中T4处理早、晚稻不减产,肥料吸收利用率达到37.93%(早稻)、61.32%(晚稻),氨挥发累积量、田面水总氮平均浓度和铵态氮平均浓度分别下降37.00%、30.48%、31.88%(早稻),35.58%、12.88%、52.58%(晚稻),综合效果最好。研究表明,在湖南双季稻生产中,采用机插同步一次性侧深施肥作业方式,缓控释氮占总氮的20%较为合适。