西部地区紫色土近30年来土壤肥力与生产力演变趋势分析

【目的】 紫色土在我国分布范围广泛，面积约1889 × 104 hm2，近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象，对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析，以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征，为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。 【方法】 利用时间趋势分析和中值分析的方法，分别总结了紫色土土壤有机质 (SOM)、全氮 (TN)、有效磷 (AP)、速效钾 (AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势，分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势；运用主成分分析和冗余分析方法，分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析，探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。 【结果】 与初始监测阶段相比，29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化，但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在 2011—2016 监测阶段的平均值为15.34 mg/kg，比初始监测阶段 (6.10 mg/kg) 显著提高了151.4%；土壤速效钾含量在 2011—2016 年的平均值比初始监测阶段 (1988—1992年) 增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势，比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明，紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾，主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明，影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH，对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷，对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。 【结论】 近29年来，在常规施肥管理模式下土壤有效磷和有效钾含量显著上升，一方面提高了玉米、甘薯生产力，但却导致了养分的不平衡，紫色土全氮含量和pH出现了下降，导致小麦产量出现下降风险。紫色土肥力的障碍因子是较低的土壤全氮和有机质含量。所以农民常规施肥不利于紫色土的培肥，应该注重平衡施肥，增施有机肥，在提高土壤磷和钾有效性的同时，保持土壤全氮和有机质的平衡。      

中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系

对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析，为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个，统计分析全国及7大区域（东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW）耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明，全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著（p<0.05），MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为（6.90±1.20），（1.30±0.15） g/cm³。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地，旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系（R²=0.09，RMSE=0.17，n=759），以及土壤pH对土壤有机质含量响应（R²=0.16，RMSE=1.24，n=886）。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低，呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系，可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。     

我国主要畜禽粪便资源利用现状与分析研究

正2016年中央一号文件提出要加强资源保护和生态修复,实现种养业废弃物资源化利用、无害化处理,加快形成资源利用高效、生态系统稳定、产地环境良好、产品质量安全的农业发展新格局。作为全球养殖业大国之一,在有效保障人民生活所需肉蛋供应的同时,也生产出大量的畜禽粪便资源。畜禽粪便资源具有显著的"两面性"特征,合理开发将成为农业生产重要的优质养分资源,是化肥养分有益的补充和完善;反之将成为农村生态环境严重的污染源,     

氮肥运筹方式对油菜产量、氮肥利用率及氮素淋失的影响

通过盆栽模拟试验研究了不同氮肥运筹方式对油菜产量、氮肥利用率、氮素淋失及氮素平衡的影响。试验设5个处理:不施氮肥(CK),氮肥全部基施(TJ),氮肥60%基施、40%做越冬肥追施(TJD),氮肥60%基施、40%做薹肥追施(TJT),氮肥60%基施、20%做越冬肥、20%做薹肥追施(TJDT)。研究结果表明,氮肥分期施用可明显增加油菜产量,提高氮肥利用率,其中以TJDT处理效果最佳,与TJ处理相比,TJDT处理的产量、氮肥农学利用率及表观利用率分别提高了17.6%、2.1kg·kg-1氮和4.9%。同时,TJDT处理的氮素淋失量也最小。氮素平衡计算结果表明,不同时期追施氮肥对氮素平衡影响不大,但是均比氮肥集中做基肥施用(TJ)的表观损失明显减小。尽管油菜收获后,各施氮处理土壤氮素均有盈余,但分期施肥盈余量明显高于TJ。研究表明在油菜生产中,氮肥分期施用既能提高油菜籽的产量和氮肥的利用效率,又可获得较好的环境效应。     

美国艾奥瓦州测土配方施肥现状与启示

一、农业基本情况艾奥瓦州位于美国的中北部,东部有密西西比河,西部有密苏里河和大苏克斯河,是两河冲积平原,地形相当平坦,西北部偏高,东南部偏低,常年平均温度9.4℃,降水量900mm左右。由于地形和气候原因,农业相当发达,是美国主要的农业生产州之一。2004年农业收入为126亿美元     

我国玉米施肥存在问题及建议

玉米是我国主要粮食作物之一，如何在农业产业结构调整中，稳定玉米总产量，降低生产成本，提高生产效益，合理施肥起着重要作用。 2000年 9 月，我们组织有关专家对玉米主产区的黑、吉、辽、内蒙古、鲁、晋、陕、冀、豫 9省、自治区进行了考察，总结了玉米施肥存在的问题，并提出了合理化施肥建议。 1 玉米施肥现状与存在的主要问题 1.1 生产成本高，效益低，增产不增收据调查，玉米生产中普遍存在投入成本高，经济效益低的问题。玉米销售价格一直偏低，而玉米生长需肥量大，亩肥料投入成本在 45～ 90元之间，平均 60元，约占玉米生产农资总投入成本的 60％～ 70％。据双城市调查，每公斤玉米的生产成本平均在 0.46元，亩效益一般为 80～ 100元，还不算人工。 1.2 种植面积下降，品种结构不合理 9省、自治区 2000年玉米种植面积比 1999年下降了 15％～ 18％，玉米单产未相应提高，总产下降。种植品种单一，商品性不高。特用玉米、“三高”玉米生产效益较好，但由于育种条件、市场信息及生产栽培技术等的限制，发展速度不快，仅有个别地区种植面积较大。 1.3 盲目施肥现象严重，养分投入不平衡，肥料利用率低农民盲目施肥现象普遍存在，主要根据往年习惯和肥料市场价格来施肥。有些地区多年来一直采用二铵配尿素的习惯施肥模式，有些地区氮、磷用量偏高，亩施纯氮达 20 kg以上，忽视了钾肥和微肥的使用。同时，施肥方法不合理，施肥机具不配套，氮肥深施技术没得到大面积推广。氮、磷、钾比例不合理，造成土壤养分失衡，地力下降，肥料利用率不高，投入增加，效益降低，影响玉米产量和品质的提高。调查发现，近年来，土壤速效钾下降 20 mg/kg左右，土壤钾素亏缺；连年大量施用磷酸二铵，土壤磷素出现明显积累，有效磷含量普遍上升 10 mg/kg，使施用磷肥的效益明显降低。与此同时，中、微量元素缺乏症状越来越明显，表现为普遍缺锌，部分地区出现缺硼、硫症状。 1.4 有机肥料投入减少，土壤保水、保肥能力下降各地有机肥料施用量急剧减少，出现大面积的“卫生田”，农民过分依赖化肥，不愿意再花费气力积造农家肥，仅有的有机肥料都是投入到经济作物上。有机肥料施用量的减少，造成了土壤物理性质的恶化，土壤耕性、保水、保肥性能降低，对自然灾害的抵抗能力下降。 1999年北方地区普遍干旱，不施用有机肥料的耕地旱灾明显严重。 1.5 缺少深耕深翻，耕层普遍较浅有许多地区长期以来使用小型农机具作业，很少使用大型深耕深松机具，致使耕层普遍在 15 cm左右或者更浅，活土层薄，土壤通透性明显降低，保水保肥能力差，土壤对水、肥的调节能力很低，不利于玉米高产优质。此外，肥料市场品种单一，质量参差不齐，管理混乱；农业劳动力文化程度普遍不高，在施肥上还存在很大的盲目性；农技推广部门基础设施薄弱、手段落后等，影响了科学施肥工作的开展。     

中国不同区域油菜氮磷钾肥增产效果

【目的】研究中国油菜氮、磷、钾肥增产效果,明确不同区域油菜施肥效果概况和区域特点,为区域推荐施肥提供理论基础。【方法】总结2005—2010年中国2 106个油菜田间试验数据,通过计算获得最高产量时氮、磷、钾肥的增产量、增产率和农学利用率,分析各油菜区域施用化肥的增产效果。【结果】中国油菜施用氮肥增产量和增产率均值分别为1 044 kg•hm-2和87.4%,主要分布在500—1 500 kg•hm-2和5%—100%范围内,99%的试验有增产效果;磷肥增产量和增产率均值分别为634 kg•hm-2和39.9%,主要分布在200—1 000 kg•hm-2和5%—40%范围内,94%的试验有增产效果;钾肥增产量和增产率均值分别为420 kg•hm-2和22.9%,主要分布在100—600 kg•hm-2和10%—40%范围内,88%的试验有增产效果。每千克氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）平均增收油菜籽6.2、7.8和5.4 kg。长江下游冬油菜区氮、磷肥的增产效果最好,增产率均值分别为128.8%和51.3%,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好,增产率均值为24.6%,春油菜区氮磷钾肥施用增产效果较低,增产率均值分别为42.6%、31.6%和21.3%。【结论】中国油菜施用化肥增产效果显著,具体表现为氮肥＞磷肥＞钾肥,氮素是影响油菜产量的主要养分因素。春油菜区氮磷钾肥增产效果较差,长江下游冬油菜区氮、磷肥增产效果最好,长江中游冬油菜区钾肥增产效果最好。部分试验施用肥料不增产或肥料用量不合理,需要进一步改进施肥量,实现油菜施肥高产高效。     

中国主要粮食作物磷肥偏生产力时空演变特征及驱动因素

[目的]中国旱地及水旱轮作区经过长久以来多种施肥模式的调整,各区域土壤磷素状况变异较大,探讨各区域土壤磷肥盈亏量和作物磷肥偏生产力的时空演变及主要驱动因素,为维持土壤磷素表观平衡和磷肥的科学管理提供理论指导.[方法]以农业农村部1988—2019年在全国旱地及水旱轮作区开展的长期监测数据库为基础,分析东北、华北、长江中...     

土壤地力和长期施肥对潮土区小麦和玉米产量演变趋势的影响

为潮土区合理施肥管理提供依据,对32个长期定位点、24年（1987～2010）不施肥和化肥配施秸秆（农民常规施肥）处理的小麦和玉米产量及其与土壤地力和施肥量间的关系进行了分析。结果表明:潮土区土壤地力对小麦和玉米产量的平均贡献率分别为51.4%和54.0%,变异系数分别为39.0%和41.2%。不施肥处理小麦和玉米产量每年分别下降4.1 kg/hm2和96.6 kg/hm2;常规施肥处理的小麦和玉米每年分别增产61.5 kg/hm2和26.8 kg/hm2。施化肥量与作物增产量（常规施肥产量－不施肥产量）呈显著正相关。通过通径分析进一步证明,施氮量对小麦产量具有显著直接作用。同时,磷肥对提高小麦和玉米的产量具有重要作用。总之,在农民习惯耕作施肥管理水平下,潮土区不施肥处理的产量下降缓慢（含品种对产量的贡献）,常规施肥区产量表现出缓慢增加的趋势。     

中国稻田土壤有效磷时空演变特征及其对磷平衡的响应

以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称“长三角”)、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻田土壤磷素时间演变和空间差异特征,为稻田土壤磷素科学管理提供理论依据。结果表明,全国主要稻作区土壤有效磷含量平均为21.18 mg·kg^-1,各区域间稻田土壤有效磷含量存在显著差异,其中华南区最高(33.71 mg·kg^-1),西南区最低(12.49 mg·kg^-1)。除长江中游外,其他稻作区土壤有效磷含量均随施肥年限的延长而增加,全国平均年增速为0.36 mg·kg^-1。随施肥年限的延长,各区域均表现为磷素盈余状态,全国土壤磷素盈余量年均为35.03 kg·hm^-2,其中华南区磷素盈余速率最高(51.31 kg·hm^-2·a^-1)。土壤有效磷含量与磷素累积盈余量呈显著正相关关系(P<0.05),平均每盈余磷素100 kg·hm^-2,土壤有效磷含量增加0.82 mg·kg^-1。各稻作区磷肥回收率和磷肥农学效率均随施肥年限的延长而显著升高(P<0.05),其中以西南区最高,分别为35.92%和69.02 kg·kg^-1。近30 a来,各稻作区土壤有效磷含量和磷素累积盈余量随施肥年限的延长而显著升高,土壤磷肥回收率和农学效率表现出区域差异,应根据当地磷素平衡状况适当调整施磷制度,西南区应增施磷肥,保证作物的正常磷素需求;华南区可减少磷肥施用量,提高磷素利用率,降低面源污染风险。