提高肥料利用率技术研究进展

 如何提高肥料利用率、减少由于肥料损失带来的环境污染是长期以来全球共同关注的课题。针对我国肥料利用率低、氮肥损失严重的现状，本文综述了除传统提高肥料利用率技术以外的几项其它技术的最新研究进展，主要包括应用实时、实地氮肥管理技术快速、无损检测作物氮素营养状况，进行作物推荐施肥；研发新型缓/控释肥料，调控肥料养分的供应；运用农田养分精准管理技术，因地制宜、精细准确地施用肥料；通过脲酶抑制剂或硝化抑制剂，有效地抑制NH3挥发和NO3--N淋溶损失等。并对今后提高肥料利用率技术进行了展望。  

我国主要畜禽粪便养分含量及变化分析

取样并分析了我国20个省(市)主要畜禽粪便的养分含量.结果表明.畜禽粪便中养分含量变异很大,鸡粪和(N)、磷(P2O5)、锌(Zn)、铜(Cu)含量明显高于牛粪和羊粪,而钾素(K2O)含量相当.鸡粪中N、P20,、K:O、Zn、Cu平均含量分别为3.53%、2.38%、306.6 mg·kg-1和78.2 mg-kg-1;猪粪中分别为2.28%、3.97%、2.09%、663.3 mg·kg-1和488.1 mg·kg";牛粪为1.56%、1.49%、1.96%、138.6 mg·k-1和48.5 mg-kg-1;羊粪中分别为1.3l%、1.03%、2.40%、88.9 mg·kg-23.5 mg·kg-1.按照德堆肥的标准,鸡粪中Zn、Cu的超标率分别为27.1%和15.3%;猪粪中Zn、Cu的超标率分别为62.5%和70.0%;牛粪中Zn、Cu的超标率分别为3.8%和9.6%;羊粪中Zn、cu不超标.与上世纪90年代相比,鸡粪、猪粪、牛粪中P2O5的平均含量分别增加65.7%、93.7%和52.0%;鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪K2O的平均含量分别增加138.7%、54.8%、71.9%、50.9%;鸡粪和猪粪中zn的平均含量分别增加92.1%和383.5%,猪粪含Cu量增加近12倍.畜禽粪便的电导率(EC)值主要集中在50～150 mg·cm-1,pH主要集中在7.0～8.0.这一研究为畜禽粪便的安全合理施用提供了参考.  

化肥有机肥配施对水稻养分吸收和产量的影响

 【目的】综合评价中国南方双季稻地区化肥有机肥配合施用下水稻产量及土壤肥力效应。【方法】在湖南双季稻区第四纪红土发育的稻田上进行连续6年的田间定位试验，比较不施氮肥（PK）、施用等量氮磷钾养分的有机肥（猪粪，M）、化肥（NPK，氮肥为尿素）及化肥有机肥配合施用（NPKM，化肥有机肥氮各占一半）水稻地上部养分吸收量、水稻产量、氮肥利用率及土壤有机质含量变化。【结果】化肥有机肥配施有利于水稻稳产高产，产量（12.2 t•ha-1•a-1）最高，比不施氮肥对照的产量（7.3 t•ha-1•a-1）增加68%；有机无机肥配施有利于水稻中后期干物质累积和养分吸收，提高单位面积总穗数和穗粒数。化肥有机肥配施的氮肥利用率平均为36.3%，土壤有机质含量5年提高了18.5%，均显著高于化肥处理。【结论】化肥有机肥配合施用能提高水稻产量和肥料利用率、减少环境污染、培肥土壤，是南方水稻田简单易行的环境保护性施肥技术。  

东北三省畜禽养殖时空分布特征及粪便养分环境影响研究

东北三省是我国重要的粮食生产和工业基地。近年来,随着经济的发展和产业结构的调整,畜禽养殖业发展迅速,同时畜禽粪便的产生量也将快速增加。畜禽粪便作为农田肥料有其不可替代的优势,但是如果超过耕地的承载量将会对环境造成潜在的影响和压力。本文主要通过对东北三省畜禽养殖数量、养殖结构及空间布局的时空分析,采用养分平衡法研究和评价该地区畜禽粪便中氮、磷养分对环境的影响和污染风险。研究结果表明,东北三省吉林中部一直延伸到辽宁东南部地区畜禽养殖密集,耕地养分的大量盈余可能对环境构成污染威胁。黑龙江省畜禽养殖对环境的影响小,还有一定的发展空间。  

长期不同施肥对水稻产量及土壤肥力的影响

 【目的】研究化肥、有机肥对水稻产量、土壤有机质的影响，以及化肥氮磷钾、有机肥氮磷钾提高土壤养分的异同。【方法】依托祁阳站有机无机、肥水稻长期定位试验，分析历史样品及数据。【结果】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳定有显著作用;长期施用化肥和有机肥对提高土壤有机质都有显著作用，但施用化肥只能提高土壤有机质含量至28.1 g?kg-1，与试验开始时相比只提高了42%。凡施用牛粪能使土壤有机质平均最高增加到41.6 g?kg-1，比试验开始时提高了91%;有机肥氮提高土壤全氮、碱解氮含量的效果优于化肥氮，土壤全氮、碱解氮含量比化肥处理提高了30%和16%。而施入的有机肥磷在土壤中累积较少，土壤全磷、速效磷提高较少, 施入的化肥磷在土壤中累积较多, 土壤全磷、速效磷含量提高幅度较大。与有机肥相比，化肥提高土壤全磷30%，提高速效磷115%。【结论】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳产和提升土壤肥力有重要的作用。  

中国不同区域农田养分输入、输出与平衡

 弄清中国不同区域农田养分投入、产出和平衡状况，对养分资源管理和肥料的科学分配与施用，提高肥料利用效率等具有重要意义。在参考现有资料的基础上，系统分析和论述了中国的养分资源及其利用现状，估算了各种有机肥资源及其可提供的氮磷钾养分数量，分析和评价了中国不同区域养分输入、输出特点及平衡状况。针对目前养分输入、输出存在的一系列问题，提出了养分资源管理的对策和建议。  

生物质炭结构性质及其对土壤有效养分和腐殖质组成的影响

生物质炭是具有高度热稳定性和较强吸附特性的含碳物质,不同来源生物质炭的结构性质可能存在着很大的差异。为此对2种自制的不同来源生物质炭和1种商业黑炭进行了结构表征,并研究了添加生物质炭对土壤有效养分和腐殖质组成的影响。结果表明,不同来源的生物质炭在结构上有明显区别:秸秆生物质炭的芳构化程度和热稳定性最低,脂族性最强;商业黑炭缩合程度和热稳定性最高,脂族性最弱;松枝生物质炭介于二者之间。向土壤中添加秸秆生物质炭和松枝生物质炭培养45d后,土壤有机碳含量、胡敏酸和富里酸含量、有效养分含量都有不同程度的增加,同时胡敏酸的色调系数ΔlgK降低,对土壤有机碳的长期保存有积极意义。  

长期定位施肥对土壤养分与作物产量的影响

 【目的】研究探讨长期施用有机肥、化肥、有机无机结合等不同施肥条件下的作物增产效果与土壤养分演变规律。【方法】以在山东禹城连续22年的长期施肥定位试验为依据,对历年土壤养分和作物产量测试结果进行系统总结。试验采用冬小麦－夏玉米一年二熟栽培制度,分别设置①无肥对照,②常量有机肥无机肥配施,③常量有机肥,④常量化肥,⑤高量有机肥,⑥高量化肥,共6个施肥处理。【结果】在作物产量方面,试验之初的8～10年间表现为化肥对冬小麦的增产作用优于有机肥,而在夏玉米上则表现出相反结果,有机无机结合处理大部分年份作物产量处于较高水平;随着试验时间的延长,各施肥处理产量逐渐趋于一致;22年间土壤有机质含量始终表现出随有机肥施用量的增加而增高,且有逐年增长之趋势;化肥在提高土壤有机质、全氮等营养方面受生物产量和根茬残留量影响而与施肥量无明显关系,增施化肥可以迅速提高速效养分含量,并在一定水平上保持相对稳定。【结论】长期施用有机肥与化肥均表现出持续提高作物产量的良好作用,且二者效果不相上下,常规栽培条件下,当产量提高到一定水平后,继续高量施肥无助于作物产量的提高;有机肥与化肥均表现出持续提高土壤有机碳、氮含量之作用,有机肥效果明显优于化肥,且表现出随有机肥用量的增加而增加。而继续提高化肥施用量无助于土壤有机碳、有机氮的积累;一向被认为钾素含量的黄淮海平原土壤在连续施用氮磷化肥5～8年左右作物即表现明显缺钾现象,由此揭示出高产条件下氮磷钾平衡施肥的重要作用;在对提高土壤速效养分效果方面的差异表现在,化肥可以迅速提高速效养分含量并在这一水平上保持相对稳定,而有机肥则具有持续提高土壤速效养分含量的作用。  

保水剂对氮肥氨挥发和氮磷钾养分淋溶损失的影响

采用“静态吸收法”和“土柱淋溶法”室内模拟试验,研究了保水剂施入土壤后对尿素氨挥发以及对尿素、磷酸一铵、氯化钾养分淋溶损失的影响.结果表明,土壤中施入保水剂后,尿素氨挥发量显著降低,并随着保水剂用量的增加效果更加明显.氨挥发量的降低与土壤含水量、土壤脲酶活性和土壤pH有关.土壤含水量较高时,土壤脲酶活性和土壤pH较低,尿素氨挥发量也较少,土壤含水量为田间持水量的75%和100%时,施用0.05%～0.80%的保水剂,尿素累积氨挥发量分别较不施保水剂处理减少8.97%～47.65%和16.78%～72.40%.土壤中施入保水剂同样能减少氮、磷、钾养分的淋溶损失,对于氮、钾养分来说,随着保水剂用量的增加,养分淋失量显著减少,但对于磷素养分来说,养分淋失量并不随着保水剂用量的增加而减少.施用0.05%～0.20%的保水剂时,氮、磷、钾养分累积淋失量分别较较不施保水剂处理减少13.60%～39.62%、28.31%～16.96%和6.76%～24.55%.  

长期施肥对潮土土壤磷素利用与积累的影响

 【目的】探讨小麦-玉米轮作方式下长期不同施肥方式和施肥量对潮土土壤磷素积累与利用。【方法】采用14年28季长期肥料试验。【结果】不施磷肥土壤每年接收外源P 2.4～3.1 kg·ha-1,作物带走P16.7～21.6 kg·ha-1，每年亏缺P 14.3～18.5 kg·ha-1；施磷肥处理除每年无机磷肥带进78 kg·ha-1和107 kg·ha-1（1.5MNPK）外，有机肥、秸秆、雨水及灌溉水和种子带进土壤P 2.7～134 kg·ha-1，其中9.2%～38.3%被小麦、玉米吸收利用，14年小麦的磷素累积利用率在4.4%～51%之间，高低顺序为：NPK>NP>SNPK>MNPK>1.5MNPK>PK；玉米在13.4%～36.1%之间，高低顺序为：1.5MNPK>SNPK>NPK>NP>MNPK>PK。【结论】磷素施入越多，残留在土壤中越多，磷素利用率越低，其中38%～60%转化为0～40 cm土层全磷，6.7%～13.6%转化为有效态磷，有机肥处理磷的有效化高于无机肥；40%～62%成为非测定磷，即至少有40%～62%的外源磷素被浪费。