长期施有机肥对设施番茄土壤稀有和丰富细菌亚群落的影响

【目的】将稀有和丰富细菌亚群落从整体群落中加以区分并探索两者分别对长期施肥的响应特征，为解析农业活动对微生物多样性与土壤功能稳定性之间的关系提供新视角。【方法】基于设施番茄长期定位试验，采集4个不同处理土壤样品：不施肥（M0）、低量有机肥5.68 t·hm-2(M1)、中量有机肥8.52 t·hm-2(M2)和高量有机肥11.36 t·hm-2(M3)，利用Illumina MiSeq高通量测序技术，分析稀有和丰富细菌亚群落多样性、群落组成、共现网络和潜在功能差异，阐明两者对长期施肥的响应规律，并探讨驱动稀有和丰富细菌亚群落多样性和施肥响应差异的关键环境因素。【结果】稀有细菌亚群落α和β多样性均显著高于丰富细菌亚群落，且物种组成和潜在功能也与丰富细菌差异明显。功能预测结果显示丰富细菌负责设施农田主要生态系统功能，如养分和能量代谢，而稀有细菌更多体现在辅助功能上（例如辅酶代谢），为微生物群落功能冗余做出贡献。不同细菌亚群落多样性和组成对长期施肥响应差异较大，其中，与不施肥相比，长期施用有机肥和化肥使稀有细菌亚群落丰富度显著提高19.8%—53.8%、多样性显著提高5.8%—8.0%，总相...     

滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013-2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46~250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28~207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174~207 kg/hm~2为宜。     

冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况分析

  目的  明确冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况,为提高土壤质量及农业绿色发展提供依据。  方法  于2015年在冀中南地区6个黄瓜设施栽培主产区以20 cm土层厚度、分5层采集1 m土层的设施内及其相邻或附近露地粮田土壤样品（分别称为设施土壤和粮田土壤）,测定盐分、酸碱性及养分含量,分析该区域设施土壤理化性质及养分变化状况。  结果  （1）与粮田土壤相比,冀中南设施表层（0 ~ 20 cm）土壤盐分、有机质、硝态氮、速效磷、速效钾均显著增加,其平均含量分别为粮田土壤的1.78倍、1.43倍、2.56倍、7.59倍、2.56倍;土壤pH显著降低,平均降幅为0.54个单位。（2）不同采样点间设施土壤（0 ~ 20 cm）盐分、酸碱性、养分状况存在较大的差异,土壤电导率变化范围为271.6 ~ 631.6 μS cm?1 ,土壤pH变化范围为7.20 ~ 7.93,土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾变化范围分别为16.2 ~ 36.4 g kg?1 、52.9 ~ 205.9 mg kg?1、107.5 ~ 315.6 mg kg?1、188.9 ~ 757.9 mg kg?1。（3）设施土壤0 ~ 100 cm土层硝态氮和速效磷含量均高于同层粮田土壤,每层增幅分别为77.9%、69.2%、38.6%、25.1%、73.6%和161.3%、261.85%、224.7%、135.3%、120.4%,除40 ~ 60 cm与60 ~ 80 cm土层土壤硝态氮差异不显著外,其余均显著高于粮田土壤。  结论  与粮田土壤相比,冀中南种植黄瓜的设施土壤盐分积累严重、pH显著下降,养分含量显著提高、但不同养分间比例不平衡;需提高土壤有机质含量、总量控制养分投入量和不同养分间比例,以防治土壤次生盐渍化和pH下降趋势,进而提高土壤质量,为蔬菜高产稳产和设施农业绿色发展提供技术支撑。     

不同施磷水平下温室冬春茬黄瓜日产量变化及其与光温环境的关系

针对设施蔬菜生产不合理施用磷肥问题,采用3年定位试验,研究滴灌条件下施用不同量磷肥后,温室冬春茬黄瓜的日产量变化、光温响应,及其产瓜高峰期,明确养分需求最大效率期和适宜施磷量。共设3个施磷水平,分别为不施磷P0处理、推荐施磷量P1处理和农民常规磷量P2处理。P1处理磷量参考基础土壤Olsen-P测试值、土壤磷素丰缺指标和目标产量推荐,单季施用P₂O₅ 300 kg · hm^-2。P2处理磷量按照调查所得河北省设施黄瓜生产磷肥平均用量设计,单季施用P₂O₅ 675 kg · hm^-2。结果表明,（1）3年日产瓜量变化均符合二次曲线特征,产瓜高峰出现在定植后97 ~ 104 d,此时温室早8：00 ≥ 10 ℃的累计气温为1 389.4 ~ 1 849.6 ℃,累计日照时数为629.0 ~ 866.8 h;根据温室内外气温回归关系,估算该时期温室日均气温23 ~ 27 ℃、活动积温约1 650 ~ 2 050 ℃,该阶段即为冬春茬黄瓜养分需求最大效率期。（2）与P2处理相比,P1处理减施磷56%后磷素供应满足了黄瓜产量建成需求,3年产瓜高峰出现时期、高峰期产瓜量和总产量均无显著改变。（3）连续不施磷肥高产黄瓜果实成熟推迟,2009年P0较P2处理产瓜高峰推迟16 d,产瓜高峰形成时已接近拉秧期。综上,在华北平原地区光温条件下,温室冬春茬黄瓜养分需求最大效率期在5月下旬至6月上旬,满足该时期养分适量供应有利于提高肥料利用效率;在与供试条件相近的温室,冬春茬黄瓜目标产量170 t · hm^-2时,P₂O₅施用量300 kg · hm^-2（较农民常规施磷量减少50%以上）能保证产瓜高峰期不滞后,产量不降低。     

有机无机肥配施对张家口地区架豆产量及经济效益的影响

为了给张家口地区架豆生产上合理施肥提供科学依据,以覆膜直播、大小行种植的大扁2号架豆为试材,设常规施肥(底施硫酸钾型掺混肥+追施富尔佳水溶肥)、施用化肥(底施硫酸钾型掺混肥+追施肥尔得水溶肥)、有机无机肥配施(底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥)、有机无机肥配施+增效剂(底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥+木醋液) 4个处理,研究了不同施肥处理对架豆产量和经济效益的影响。结果表明:采用有机无机肥配施模式有利于提高架豆产量和经济效益,其中,底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥+木醋液处理的架豆产量(20 745 kg/hm~2)和经济效益(15 0975元/hm~2)均最高,产投比达34.22︰1,较常规施肥处理增产7.29%、增效14.66%;其次是底施商品有机肥+追施肥尔得水溶肥处理,较常规施肥增产3.65%,经济效益达145 110元/hm~2。张家口地区种植架豆时,推荐采用有机无机肥配施+木醋液的施肥模式。     

日光温室冬春茬番茄优化滴灌肥水管理参数研究

[目的]合理的滴灌肥水管理是提高番茄生产效益的重要技术。本文研究了番茄不同生育阶段适宜的滴灌参数,为优化关键期肥水施用,确定简便量化滴灌方案,实现设施番茄肥水精量化管理提供科学依据。[方法]供试作物为日光温室冬春茬番茄,品种为荷兰瑞克斯旺1404。灌水方式为滴灌,除基肥外,追肥随水滴施。试验设低量、中量、高量3个灌水量(分别以W1、W2、W3表示)和低量、中量、高量3个施肥量(分别以F1、F2、F3表示),共9个水肥组合处理。W2水量和F2肥量为滴灌番茄相对适宜水肥用量。在F2下,W1、W2、W3处理安装土壤水盐原位监测设备,实时监测0-100 cm土体水分变化。[结果]1)随着滴灌水量的增加,番茄产量、养分吸收量、土壤含水量显著增加,但品质显著降低,土壤养分呈现向深层迁移趋势。与W1处理相比,W2和W3处理总产量增加6.8%~12.0%,单果增重6.8%~8.6%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加5.9%~11.7%、8.9%~20.3%、8.0%~8.3%,主根区0-40 cm土体开花至拉秧期间平均体积含水量增加3.5~5.9个百分点,但果实Vc含量降低4.6%~17.0%,可溶性固形物含量降低5.4%~9.7%,0 40 cm土体硝态氮残留量降低17.4%~37.6%,0-20 cm土层有效磷含量降低16.5%~26.2%,而20 40 cm土层有效磷、速效钾含量分别增加5.0%~32.0%、4.3%~8.8%。2)随着滴灌施肥量的增加,冬春茬番茄产量略有提升,养分吸收量和表层土壤养分残留量显著增加,而果实硝酸盐、可滴定酸、Vc、可溶性固形物含量没有显著变化。与F1处理相比,F2和F3处理总产量仅增加2.0%~3.1%,全株N、P2O5、K2O吸收量分别增加6.0%~14.7%、7.5%~15.7%、11.9%~19.7%,0-40 cm土体硝态氮、有效磷、速效钾残留量分别增加71.7%~218.9%、28.9%~57.6%、0.9%~11.3%。3)综合水肥效应,供试条件下W2F1处理能保证较高产量和较优品质,同时降低土壤养分残留,为较合理的肥水组合处理;若仅考虑产量效应,以W3F3处理最优。[结论]冬春茬番茄主根区0 40 cm土体相对含水量“适宜值”/“控制下限”在第1、2、3、4、5穗果座果时,分别为69%/62%、78%/67%、78%/67%、87%/77%、87%/77%;在第5穗果膨大至直径3~4 cm、6~7 cm及采收前三个时期,分别为87%/77%、69%/62%、56%/50%。第4穗果实形成期间(5月份),1~5穗果实同时膨大,此时滴灌肥水管理对产量的形成较为关键。在与供试条件相近的温室,推荐冬春茬番茄(保留5穗果实)在基施商品有机肥22.5t/hm^2基础上,开花期和果实形成期分别选择N-P2O5-K2O配比接近22 12 16和19 6 25的全水溶滴灌专用肥,从第1穗果开花至坐果开始滴灌肥水,10~12天滴灌1次,水量依次控制在90、195、195、270、270、270、195、120 m^3/hm^2,施肥量依次控制在37.5、75、75、75~150、75~150、75~150、75、75 kg/hm^2,定苗缓苗水按常规管理进行,能保证较高产量水平140~150 t/hm^2。     

沼肥在现代农业生产中的应用现状与展望

在介绍沼肥养分组成及特性的基础上,概述了沼肥对土壤、作物以及环境的影响。施用沼肥能够改善土壤结构,提高土壤有机质和速效养分含量以及酶活性,提高作物产量、品质和抗逆性,有效缓解面源污染。对沼肥无害化、施用技术和使用风险等问题进行了分析,提出了控制源头污染、加强发酵工艺研究、明确沼肥限定标准、推行大中型沼气工程等发展建议。     

滴灌水肥管理对温室冬春茬辣椒产量与风味的影响

  【目的】  探究滴灌水肥管理措施对温室辣椒产量与风味品质的影响,明确不同生育阶段适宜土壤含水量控制值,提出高产与增香提味的滴灌水肥管理方案。  【方法】  采用研发的全水溶滴灌专用肥,2019和2020年开展了温室冬春茬羊角型辣椒滴灌水肥协同试验。滴灌水量(W)和专用肥量(F)分别设计3个水平,共9个水肥组合处理。2019年总灌水量分别为1703.3 m3/hm2 (W1)、2423.3 m3/hm2 (W2)、3143.3 m3/hm2 (W3),总专用肥量分别为712.5 kg/hm2 (F1)、1087.5 kg/hm2 (F2)、1462.5 kg/hm2 (F3);2020年总灌水量分别为1913.3 m3/hm2 (W1)、2753.3 m3/hm2 (W2)、3593.3 m3/hm2 (W3),总专用肥量分别为412.5 kg/hm2 (F1)、825.0 kg/hm2 (F2)、1237.5 kg/hm2 (F3)。调查了辣椒阶段商品果产量、总商品果产量及构成、脐腐病果形成量,分析了鲜果辣味和挥发性香气成分,并监测了生育期间根区土壤含水量。  【结果】  灌水量对辣椒商品果总产量、总果实数、第4～10次滴灌施肥阶段采收的商品果产量和脐腐病果量的影响极显著(P<0.01),施肥量及其与灌水量的交互作用影响不显著。两年商品果总产量和2019年总果实数均表现为:W3>W2>W1,处理间差异显著;从第4次滴灌施肥开始,W2和W3处理采收的果实商品产量显著高于W1处理,在第6、7、9次施肥阶段,W3处理果实商品产量显著高于W2处理;W3处理显著降低了非商品果产量和脐腐病果量,氮磷钾总吸收量也显著高于W1处理。灌水量对鲜果中碳氢化合物、醛类、吡嗪类、呋喃类等主要香气组分含量,二氢辣椒素含量以及2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(主体香气物质)、(E,E)-2,4-壬二烯醛等主要香气物质活度的影响极显著(P<0.01),施肥量对吡嗪类组分含量影响显著(P<0.05),水肥交互作用不明显。W1处理碳氢化合物、吡嗪类、呋喃类香气组分含量显著高于W2和W3处理,二氢辣椒素含量也最高,W1和W2处理醛类组分含量显著高于W3处理,W1处理2-甲氧基-3-异丁基吡嗪、(E,E)-2,4-壬二烯醛的活度显著高于W2,W2处理显著高于W3处理。F2和F3处理2-甲氧基-3-异丁基吡嗪的活度显著高于F1处理。W1、W2和W3处理全生育期根区土壤相对含水量平均分别为51%、77%和88%;从第2次滴灌施肥开始,W2、W3处理土壤含水量显著高于W1处理。  【结论】  适量降低滴灌水量可浓缩鲜果汁液,增加多种香气成分的积累,但是病果和畸形果较多;适量增加滴灌肥量有利于辣椒主体香气成分累积。增香提味兼顾产量较适宜的水肥组合(W2F2)灌水量为2423 m3/hm2和专用肥量为825 kg/hm2。     

减量施磷对温室菜地土壤磷素积累、迁移与利用的影响

【目的】针对过量施磷问题,定位研究日光温室蔬菜生产磷肥减施潜力,明确适宜施磷范围。【方法】以北方温室蔬菜主栽种类黄瓜和番茄为研究对象,采用冬春茬黄瓜-秋冬茬番茄种植模式,在基础土壤有效磷(Olsen-P)40.2 mg·kg~(-1)下,设计不施磷肥(P0)、减量施磷(P1)和农民常规施磷量(P2)3个磷肥用量水平。P0、P1、P2处理对应黄瓜单季施磷肥(P_2O_5)0、300、675 kg·hm~(-2),番茄单季施磷肥(P_2O_5)0、225、675 kg·hm~(-2)。3年6季定位研究蔬菜生产磷素盈亏、土壤有效磷供应与迁移,分析产量变化,推荐合理施磷范围。【结果】(1)农民常规施磷量年盈余磷480.0 kg P·hm~(-2)·a~(-1),每盈余磷100 kg P·hm~(-2)主根区0—20 cm土层Olsen-P增加2.7mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量70.2 mg·kg~(-1),2010年番茄季0—20 cm土层磷素饱和度(DPSM3)为80%,磷素土壤深层迁移明显。(2)减量施磷较农民常规磷量下降61.1%,3年磷素盈余量下降71.0%—77.3%,0—20 cm土层Olsen-P含量下降18.6%—43.5%,3年均值为49.3 mg·kg~(-1),接近瓜果类蔬菜Olsen-P农学阈值,关键生育期磷素吸收量无显著变化,产量保持在中高水平不降低;经过3年种植,0—20 cm土层DPSM3下降21个百分点,20—60 cm土层Olsen-P平均含量下降9.3%—30.1%,减施磷肥有效缓解了土壤磷素深层迁移。(3)不施磷肥导致土壤磷素亏缺,蔬菜从土壤中每攫取磷100 kg P·hm~(-2),P0处理0—20 cm土层Olsen-P含量下降3.4 mg·kg~(-1),3年0—20 cm土层Olsen-P平均含量30.5 mg·kg~(-1),虽产量没有显著降低,但是2008年番茄高产下(140 t·hm~(-2))磷素吸收量较P1、P2处理下降19.8%—30.0%,产量呈降低趋势。(4)依据上述推荐:土壤有效磷含量≥40 mg·kg~(-1)的温室,冬春茬黄瓜产量水平170 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过300 kg·hm~(-2),秋冬茬番茄产量水平100 t·hm~(-2)下施用P_2O_5不宜超过225 kg·hm~(-2)。【结论】华北平原温室蔬菜生产减施磷肥潜力较大。对于种植一段时间(≥3年)的温室,较农民常规减施磷60%,可以显著改善磷素盈余状况,缓解土壤有效磷积累,降低土壤磷素深层迁移量,保证黄瓜番茄持续中高产水平生产。     

滴灌水肥一体化条件下施氮量对夏玉米氮素吸收利用及土壤硝态氮含量的影响

河北山前平原夏玉米高产区施肥不合理现象普遍存在,农业面源污染严重。研究华北山前平原水肥一体化条件下夏玉米适宜的氮肥运筹,可为该区氮素优化施用技术及提高氮肥利用效率提供依据。本研究以‘郑单958’玉米品种为材料,于2014—2015年2个玉米生长季,在滴灌条件下设置4个施氮水平(N0:不施氮;N1:120 kg·hm~(-2);N2:240 kg·hm~(-2);N3:360 kg·hm~(-2)),研究滴灌水肥一体化下施氮量对玉米氮素吸收利用和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:N0处理的玉米干物质重及产量较其他处理显著降低,N1、N2和N3处理间无显著差异;N1处理的玉米氮含量和氮累积量较N0处理显著增加,施氮量在N1~N3范围内,不同年份间玉米植株氮含量和氮累积量存在一定差异,总体表现为随施氮量的增加而上升的趋势,但随施氮量的增加,植株氮含量和氮累积量上升幅度逐渐降低。N2处理的氮肥收获指数最高。随施氮量增加,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率显著降低;2014年,在0~100 cm土层范围内,4种施氮处理的土壤硝态氮含量均表现为随土层加深逐渐降低;2015年N2和N3处理的土壤硝态氮在80~100 cm土层达到累积峰,经过2年种植后,年施氮量超过240 kg·hm~(-2)的处理,土壤硝态氮淋洗加剧。利用一元二次方程拟合产量与施氮量之间的关系,明确了玉米最高产量的施氮量为199~209 kg·hm~(-2),经济施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下夏玉米滴灌水肥一体化的适宜施氮量为174~187 kg·hm~(-2)。