增效复合肥减氮施用对稻田水氮素流失的影响

通过田间试验研究氨基酸、腐植酸和海藻酸增效复合肥减氮施用对稻田水氮素动态特征和损失的影响,旨在为增效复合肥环境效应评价提供依据。试验设7个处理:不施肥(CK)、不施氮(PK)、常规施肥(CF)、常规施肥减氮20%(CR)、腐植酸复合肥减氮20%(HR)、氨基酸复合肥减氮20%(AR)、海藻酸复合肥减氮20%(SR)。采集水稻生长期不同时间的田面水、径流水和田间渗漏水,分析了不同形态氮素浓度的动态特征和氮素损失。结果表明:增效复合肥减氮处理(AR、HR和SR)明显降低了田面水TN和NH_4~+-N浓度峰值,峰值分别维持在37.1～49.7 mg·L~(-1)和26.0～28.8 mg·L~(-1),以SR处理田面水TN和NH_4~+-N浓度峰值最低,较CR处理分别降低了38.4%和14.3%,其他减肥处理之间未见显著差异;施肥一周后,田面水TN与NH_4~+-N浓度逐渐降低至峰值的15%后趋于稳定;各施肥处理NO_3~--N浓度变幅较小,峰值未见明显差异。SR处理0～20 cm土层渗漏液TN浓度最低为16.5 mg·L~(-1),较CR、HR和AR处理分别降低了60.8%、50.1%和54.0%,氮素形态以NH_4~+-N为主,随土层深度增加,渗漏液TN和NH_4~+-N递减。施氮肥处理的氮素流失率大小顺序依次为CFCRHRARSR,SR处理氮素径流损失量最低为6.22 kg·hm~(-2),较CR处理降低了58.5%;增效复合肥氮素减施均明显降低氮素渗漏损失,施氮肥处理氮素淋失率大小顺序依次为ARCFCRHRSR,SR处理渗漏损失最低为7.70 kg·hm~(-2),较CR处理氮素淋失率降低了18.1%;稻田水氮素损失总量也以SR处理为最低,达13.9 kg·hm~(-2),较CR处理降低了22.8%。研究表明,增效复合肥减氮施用对稻田田面水、土壤渗漏液不同形态氮素浓度有明显影响,可减少稻田水氮素损失风险,以海藻酸增效复合肥减氮处理效果最佳。     

矿物质调理剂用量对酸性土壤养分状况和油菜生长的影响

铁尾矿和副产品云母、白云石经煅烧制备的矿物质调理剂呈碱性,且富含植物生长所需的钾钙镁硅等有益元素,具有改良酸性土壤的潜在作用。为探究矿物质调理剂在酸性土壤地区的应用效果,通过一年两地田间小区试验,研究了推荐施肥配施不同用量矿物质调理剂对土壤pH和碱解氮、有效磷、速效钾等有效养分含量及油菜生长和产量的影响。田间试验设有5个处理,分别为空白对照(T1)、当地推荐施肥(T2)、当地推荐施肥配施750 kg/hm²调理剂(T3)、当地推荐施肥配施1500 kg/hm²调理剂(T4)和当地推荐施肥配施2250 kg/hm²调理剂(T5)。两地试验结果均表明:(1)与推荐施肥相比,配施矿物质调理剂油菜各生育期土壤pH、有效磷和速效钾含量显著增加(P<0.05),且随着施用量的增加呈增加趋势;而土壤碱解氮含量变化无显著差异。(2)与推荐施肥相比,配施矿物质调理剂能促进油菜生长,有利于产量构成要素一级分枝数、单株角果数和千粒重的形成,进而提高籽粒产量,且当施用量为1500 kg/hm²时籽粒产量显著增加(P<0.05)。(3)综合考虑改善土壤和作物产量及成本,当矿物质调理剂施用量为1500 kg/hm²时,较750 kg/hm²施用量效果好,较2250 kg/hm²施用量效果也较好且更经济,可作为最佳推荐施用量。由此可见,铁尾矿及副产品云母、白云石制备的矿物质调理剂在酸性土壤地区施用,可以改善土壤酸化状况、补充土壤有效养分、实现作物增产。     

复合氨基酸增效剂与尿素配施对水稻幼苗生长及土壤氮素的影响

为探讨氨基酸作为肥料增效剂在水稻生长过程中的增效作用，以复合氨基酸溶液为主要材料，通过室内盆栽试验，研究复合氨基酸增效剂与普通尿素配施对水稻幼苗生长及土壤养分的影响。结果表明，与不施肥(CK1)相比，施用 5%复合氨基酸增效剂(A)，水稻幼苗株高、叶绿素含量(SPAD)、根系生长指标、地上部干重和氮磷钾累积吸收量均随移栽时间延长呈显著增加趋势，其中株高增幅为 11.1%～ 18.1%，地上部干重增幅为 9.03%～24.00%，地上部氮磷钾累积吸收量分别增加了 32.3%～57.0%、50.7%～ 74.0%和 19.0%～40.5%。与单施普通尿素(U)相比，复合氨基酸增效剂与普通尿素配合施用(AU)，移栽前期水稻幼苗株高、根系生长指标增加显著，移栽后期 SPAD增加显著，地上部干重和氮磷钾累积吸收量均随移栽时间延长呈增加趋势。在同等氮素条件下，AU处理不同取样期氮肥利用率为 8.24%～31.50%，均高于 U处理(6.08%～28.10%)。此外，AU处理根际土壤全氮含量随移栽时间延长由 0.93 g/kg降至 0.91 g/kg，降幅低于 U处理；AU处理根际土壤全氮和有效磷含量均高于非根际土壤，表明添加氨基酸能够促进非根际土壤全氮和有效磷向根际土壤转化，并使根际土壤氮含量维持在较高水平。综上所述，施用复合氨基酸增效剂，可明显促进水稻幼苗生长，复合氨基酸增效剂与普通尿素配合施用，可显著提高尿素氮肥利用率，并利于土壤全氮的积累。     

稻田氨挥发和水稻产量对增效复合肥减氮施用的响应

通过田间试验研究3种增效复合肥(腐植酸、氨基酸及海藻酸复合肥)减氮施用对稻田氨挥发、氮素利用率和产量的影响,为探究增效复合肥的高效利用并评价其环境效应提供科学依据。田间试验设不施肥(CK)、常规施肥(CF)、常规施肥减氮20%(CR)、腐植酸复合肥减氮20%(HR)、氨基酸复合肥减氮20%(AR)和海藻酸复合肥减氮20%(SR)6个处理。采用密闭式间歇通气法测定施肥后氨挥发通量,于水稻成熟期测产,测定植株吸氮量并计算氮素利用率。结果表明:氨挥发主要发生在基肥和分蘖肥施用后。与CF处理相比,CR、HR、AR、SR处理均显著降低了稻田氨挥发损失总量(P0.05),降低幅度为38.9%～54.7%;且与CR处理相比,增效复合肥减氮处理AR与SR的氨挥发损失总量分别显著降低20.5%和25.8%。此外,田面水NH_4~+-N浓度是影响氨挥发的重要因素,减氮条件下田面水NH_4~+-N浓度降低,其中3种增效复合肥减氮处理田面水NH_4~+-N平均浓度较CR处理降低了5.5%～18.7%。减氮条件下,增效复合肥处理(HR、AR与SR)的植株吸氮量较CR处理显著提高20.0%～31.8%(P0.05)。而且,HR、AR与SR处理的氮素利用率均显著高于CF和CR处理(P0.05)。对比CF处理的产量,3种增效复合肥减氮处理的产量没有显著降低;同一减氮水平下,HR、AR与SR的产量均显著高于CR处理,增幅为4.4%～4.8%(P0.05)。研究表明,增效复合肥减氮施用均可有效降低稻田氨挥发损失,并具有较好的稳产效应,其中以氨基酸和海藻酸增效复合肥效果更为明显。     

砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应

土壤水溶性有机物（DOM）是土壤有机碳动态变化的敏感指标,为了探究砂姜黑土水溶性有机物对秸秆还田配施化肥的响应特征,为砂姜黑土区土壤培肥和土壤有机质提升提供科学依据。基于砂姜黑土区麦玉轮作制度下的3年田间定位试验（2018—2021年）,田间试验设置不施肥（CK）,单施秸秆（S）、推荐施肥（F）、秸秆+推荐施肥（SF）4个处理,采用常规测定以及光谱学分析方法,对水溶性有机碳含量及其组分的变化进行分析。结果表明,施肥处理土壤溶解性有机碳（DOC）、溶解性总氮（TDN）、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量较对照或单施秸秆均显著提高（P < 0.05）;SF处理DOC含量显著高于F处理（P < 0.05）,增加18.9%;而TDN、NH₄⁺-N和NO₃^--N含量显著低于F处理（P < 0.05）,分别降低55.0%、64.1%和51.3%。通过紫外-可见、三维荧光和红外光谱分析表明,秸秆还田和施肥不同程度上提升了土壤DOM中类腐殖质物质含量,使结构相对简单的类蛋白质物质含量减少,类腐殖质物质占比依次为SF（59.6%）> S（57.5%）> F（55.9%）> CK（55.1%）,类蛋白质物质占比依次为CK（44.9%）> F（44.1%）> S（42.5%）> SF（40.4%）,其中以秸秆配施化肥效果最明显,且其DOM中类腐殖质物质结构趋于复杂化。     

滴喷灌施肥方式对土壤养分空间分异及茶苗根系生长的影响

探究滴灌和喷灌对土壤理化和生物学性状及茶苗根系生长的影响,为科学灌溉施肥提供理论依据。土壤培养设置土施(SA)、喷施(FA)和滴施(DA)3种施肥方式,15,30,45,60天后,选取培养钵表土中心点为参照,根据距中心点水平和垂直方向距离差异,将培养土壤划分3个空间区域,观测pH、电导率、养分和生物学性质;茶树盆栽试验设置2个氮水平和土施、喷施、滴施3种施肥方式共6个处理,观测茶苗根系生长和形态。土培试验结果表明,FA与SA处理不同空间土壤区域无明显差异,而DA与FA之间差异明显,60天后离中心点水平5 cm、垂直0—10 cm的土壤区域内,其电导率、pH、碱解N、速效K和速效P含量DA较FA分别增加35.6%,30.7%,40.6%,34.3%和74.8%,区域内细菌、真菌和放线菌分别增加174.6%,167.0%和289.0%,脲酶和酸性磷酸酶活性呈相反变化,DA较FA分别降低42.5%和31.4%。盆栽试验结果表明,茶树根系生长整体表现为FA＞SA＞DA,FA较DA的茶苗根鲜重、根总长、根体积、根尖数、分支数和交叉数均明显提高,不同N水平之间的促根效应差异不明显。综上,施肥方式对土壤养分空间分布、土壤生物学特性及茶苗根系生长影响明显。DA滴头中心点微域土壤的电导率、养分含量和微生物数量较SA和FA增加显著,存在明显的微域集聚效应,而脲酶、酸性磷酸酶活性降低。DA施肥方式明显抑制茶苗根系生长,而FA则显著促进茶苗根系生长和形态建成。     

氨基酸增值尿素对水稻苗期生长及根际微生物菌群的影响

  【目的】   研究氨基酸增值尿素 (AU) 对不同稻作水稻生长、根际养分与微生物群落的影响机制，以期为水稻早期水氮合理调控及氨基酸增值尿素合理施用提供依据。   【方法】   以‘两优华6’水稻和氨基酸增值尿素 (AU) 为试材，开展了水作/旱作盆栽试验。试验共设旱作不施尿素 (GCK)、旱作施普通尿素 (GU)、旱作施氨基酸增值尿素 (GAU)、水作不施尿素 (SCK)、水作施普通尿素 (SU)、水作施氨基酸增值尿素 (SAU) 6个处理，除对照外，其余处理氮磷钾施用量相同。水稻生长30天后，采集水稻植株和根际土壤样品，分析水稻根系生物学性状和根系形态学特征，测定根际土壤养分状况和微生物菌群结构。   【结果】   氨基酸增值尿素 (AU) 较普通尿素 (U) 促进了根系生长，旱作和水作根系鲜重分别增加9.65%和7.56%；旱作模式下，GAU较GU水稻根长、根直径、根表面积和根尖数分别提高45.06%、25.93%、6.17%和90.52%，水作模式下，SAU较SU处理上述各指标同样有所提高，但增幅有所降低；施氮量相同条件下，旱作水稻根长、根直径、根表面积和根尖数均明显低于水作，其中GU较SU处理的根长、根直径、根表面积和根尖数分别降低了26.20%、15.63%、2.52%和13.95%，GAU较SAU处理的根长、根直径、根表面积和根尖数分别降低6.00%、6.42%、5.49%和13.28%，降幅明显减小。旱作GAU较GU处理根际有机碳、全氮和微生物氮含量分别增加了17.04%、18.18%和30.00%，水作SAU较SU处理根际铵态氮和微生物氮分别增加了39.70%、38.01%，而硝态氮下降幅度达 33.70%。旱作和水作条件下，氨基酸增值尿素、普通尿素处理的细菌总数分别为1.88 × 107、1.59 × 107 cfu/g和1.93 × 107、1.57 × 107 cfu/g，分别增加18.23%和22.93% (P < 0.05)，氨化细菌数量分别为1.62 × 107、8.14 × 106 cfu/g和2.26 × 107、8.46 × 106 cfu/g，硝化细菌数量分别为1.96 × 103、1.13 × 103 cfu/g和1.64 × 103、1.08 × 103 cfu/g，增加幅度在0.52～1.67倍。旱作优势种群为鞘氨醇单胞菌属 (Sphingomonas)，相对丰度为18.78%～22.59%；水作则以气单胞菌属 (Aeromonas) 和黄杆菌属 (Flavobacterium) 为优势种群，相对丰度分别为43.09%～52.72%和14.86%～18.87%。与普通尿素处理相比，SAU处理根际土壤Aeromonas和旱作根际土壤Sphingomonas显著降低，而GAU处理uncultured_bacterium_c_Subgroup_6显著增加；土壤全氮、铵态氮和有机碳含量与微生物群落结构显著相关。   【结论】   与普通尿素相比，氨基酸增值尿素可显著促进水稻生育早期根系生长和根系形态建成，增加根际生物量碳、氮，降低水作根际硝态氮含量，增加铵态氮含量，增加根际细菌总量，提升根际细菌群落多样性，有利于水稻氮素吸收。在旱作条件下，氨基酸增值尿素促进水稻根系生长发育和土壤细菌数量的效果优于水作条件下。     

复合微生物肥对植烟根际土壤团聚体稳定性和酶活性的影响

【目的】探讨施用复合微生物肥对植烟土壤的改良效果,为优质烤烟复合微生物肥的研制与应用提供科学依据。【方法】通过连续2年4季白菜—烟草轮作微区定位施肥试验,以不施肥为对照(CK),研究施用无机复合肥(CF)、生物有机肥(OF)和复合微生物肥(MF)对植烟根际土壤团聚体稳定性和关键酶活性的影响。【结果】连续种植4季后,各施肥处理>0.25 mm粒级水稳性团聚体累积含量、平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较初始土壤均明显增加,表现为OF>CF>MF,与CF和MF处理相比,OF处理>0.25 mm粒级水稳性团聚体累积含量分别显著增加6.8%和14.5%(P<0.05,下同),MWD分别增加7.9%和36.1%,GMD分别增加10.5%和32.2%,随机森林分析表明2~5 mm和>5 mm粒级团聚体含量是影响团聚体MWD和GMD最主要的因子。连续种植4季,各施肥处理土壤脲酶和蔗糖酶活性呈上升趋势,而土壤过氧化氢酶活性呈先升后降趋势,与CF处理相比,OF和MF处理均可显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,第4季增幅分别为11.9%~18.4%、62.7%~129.1%和6.7%~6.8%。Pearson相关分析表明,3种土壤酶活性与2~5 mm和1~2 mm粒级团聚体含量、MWD及GMD呈正相关,与0.25~0.5 mm和<0.25 mm粒级团聚体含量呈负相关。【结论】与施用无机复合肥相比,连续2年4季施用生物有机肥对植烟根际土壤团聚体稳定性和关键酶活性有协同改善效应,施用复合微生物肥对植烟根际土壤团聚体稳定性改善作用不明显,而对土壤酶活性有明显促进效应。     

增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响

为了探明增效复合肥减氮施用对小麦-玉米产量和养分效率的影响, 2017-2020年度在安徽省涡阳县布置不同增效复合肥及其减氮施用的田间试验。试验共设置9个处理,分别为不施肥（CK）、常规复合肥（CF）、腐殖酸复合肥（HF）、氨基酸复合肥（AF）、海藻酸复合肥（SF）、常规复合肥减氮20%（CR）、腐殖酸复合肥减氮20%（HR）、氨基酸复合肥减氮20%（AR）和海藻酸复合肥减氮20%（SR）。结果表明：不减氮处理小麦和玉米3年的平均产量高低顺序分别为AF > SF> HF > CF、SF > HF> AF> CF;减氮处理小麦和玉米3年的平均产量分别为AR > SR > HR > CR、HR > SR > AR > CR;周年平均产量SF > AF > HF > AR > SR > HR > CF > CR,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理周年产量下降6.37%,较CF处理周年产量增加3.51%,较CR处理周年产量增加10.40%。施用增效复合肥的处理小麦穗粒数较CF处理平均增加19.30%,施用增效复合肥的处理玉米穗粒数较CF处理平均增加5.80%,增效复合肥减氮处理较增效复合肥不减氮处理小麦、玉米穗粒数分别下降3.40%和2.60%。养分效率是衡量小麦、玉米吸收利用肥料效果的重要指标,小麦季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥利用率较CF处理平均提高了10.32%,增效复合肥减氮处理与CR处理相比,氮、磷和钾肥吸收利用率平均提高了7.94%,增效复合肥处理小麦季平均肥料农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了3.19和3.17 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理肥料农学效率、偏生产力较CR处理分别提高3.10和3.15 kg·kg^-1;玉米季增效复合肥不减氮的处理氮、磷和钾肥吸收利用率较CF处理平均提高了7.35%,增效复合肥处理玉米季肥料的农学效率、偏生产力较CF处理分别提高了0.97和0.66 kg·kg^-1,减氮20%后,施用3种增效复合肥的处理较CR处理氮、磷和钾肥吸收利用率分别提高了4.87%、4.71%和9.03%。综上,试验条件下增效复合肥较普通复合肥等养分条件下能显著提高小麦、玉米的产量和养分效率,增产主要体现在增加小麦和 玉米穗粒数;增效复合肥减氮施用条件下,小麦季较普通复合肥处理呈现增产,玉米季呈现减产,而周年产量表现为减肥稳产。     

氨基酸增效磷肥对黄褐土磷有效性的影响

我国当季的磷肥利用率较低,因此,提高磷肥的利用率是迫切需要解决的技术难题。拟通过土壤培养试验,探明氨基酸增效磷肥对土壤磷有效性的影响。设置不施肥组(CK)、单施磷肥组(P)、1%氨基酸+磷肥组(AP_1)和5%氨基酸+磷肥组(AP_2),在实验室进行90 d的黄褐土培养试验,研究氨基酸增效磷肥对土壤中速效磷含量、磷形态转化和磷酸酶活性等的影响。与单施磷肥组相比,氨基酸增效磷肥可以显著提高培养过程中前期(培养3 d)、后期(培养90 d)土壤的速效磷含量,提升幅度约为6%～8%。氨基酸增效磷肥提高土壤速效磷含量的原因包括3个方面:首先,氨基酸可以促进土壤磷酸钙盐(Ca-P)向磷酸铝(Al-P)、磷酸铁(Fe-P)转化,减少土壤中磷的固定;其次,氨基酸增效磷肥可以提高土壤中磷酸二酯酶、碱性磷酸单酯酶的活性,从而促进土壤中有机磷向无机磷转化;再次,氨基酸增效磷肥降低了土壤的pH值。研究结果为氨基酸增效磷肥的推广提供了理论依据。