有机肥等氮量替代化肥对土壤养分及酶活性的影响

通过5年定位试验,研究有机肥等氮量替代化肥对玉米地土壤养分及酶活性的影响,探索有机肥等氮量替代化肥,实现化肥减量增效。田间试验设置5个不同施肥处理：（1）100%化肥氮（CK）;(2)25%有机肥氮+75%化肥氮（M25）;(3)50%有机肥氮+50%化肥氮（M50）;(4)75%有机肥氮+25%化肥氮（M75）;(5)100%有机肥氮（M100）。研究结果表明：与CK相比,有机肥替代处理的土壤全氮和碱解氮含量在2019年（施肥第4年）和2020年（施肥第5年）均无显著差异,全磷含量在2019年无显著差异,但在2020年有机肥替代处理的土壤全磷含量均比CK少,其中M50、M75、M100处理为0.89、0.91、0.90 g/kg,与CK相比分别显著减少17.87%、15.24%、16.47%,M25处理与CK相比差异不显著。在2019和2020年试验中,M100处理的土壤有效磷含量为31.03～36.37 mg/kg,与CK相比,M100处理显著提高了土壤有效磷含量;在2020年试验中,各有机肥替代处理的土壤有效磷含量显著大于CK。与CK相比,有机肥替代处理的土壤脲酶活性和磷酸酶活性...     

有机肥氮替代化肥氮和土壤改良剂对盐碱地棉花产量和土壤养分的影响

为探讨有机肥氮替代化肥氮对南疆盐碱地棉花产量及土壤养分状况的影响,在南疆漫灌条件下,设置不施肥(CK)、单施化肥(A)和有机肥氮替代15%(B)、30%(C)和45%(D)的化肥氮处理,对棉花产量和土壤肥力的变化进行了田间试验研究。结果表明,不同有机肥氮替代化肥氮处理中,有机肥氮替代15%化肥氮的增产效果明显,尤其是在秸秆还田加施土壤改良剂条件下,有机肥氮替代15%化肥氮较单施化肥增产15.18%。在秸秆还田条件下,有机肥氮替代45%化肥氮的处理中,土壤有效磷和速效钾含量显著高于其他处理;在加施土壤改良剂条件下,土壤有机质和碱解氮含量显著高于其他处理。有机肥替代化肥使土壤盐分含量下降,下降程度随着土壤剖面深度增加而降低。研究结果表明:有机肥氮替代化肥氮,在保持棉花稳产的同时减少了化肥氮的施     

有机-无机肥不同配施比例对水稻氮素吸收利用率的影响

在等氮量替代条件下,以武运粳29号为供试材料,设置不施氮肥(M0)作为空白对照,单施化肥(M1),以及25%有机肥(M2)、50%有机肥(M3)、75%有机肥(M4)、100%有机肥(M5)替代化肥6个处理,研究有机-无机肥不同配施比例对水稻氮素吸收利用率的影响。结果表明:(1)在水稻生育前期,化肥施用比例高的处理土壤速效氮含量高;到水稻生育后期,有机肥替代比例高的处理土壤速效氮含量高。(2)50%有机肥替代化肥水稻产量最高。(3)50%有机肥替代化肥能够显著提高水稻的氮素累积量。(4)100%有机肥替代化肥处理水稻氮素籽粒生产效率最低,单施化肥处理水稻氮素籽粒生产效率最高。(5)50%有机肥替代化肥,在保证水稻高产的同时,显著增加水稻氮素累积量,并使水稻氮肥农学利用率、氮肥吸收利用率、氮肥偏生产力均得到明显提高。说明提高水稻氮素吸收利用效率,在等氮量替代条件下,50%有机肥替代化肥是一种相对适宜的比例。     

有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响

为综合评价有机肥替代化肥应用效果,指导南方稻田科学施肥,研究了不同比例有机氮部分替代化学氮肥对土壤有机氮组分的影响。试验地位于湖南省长沙县高桥镇湖南省农业科学院科研试验基地,共设置5个处理：单施化肥（NPK）;15%有机肥替代（15M）;30%有机肥替代（30M）;45%有机肥替代（45M）;60%有机肥替代（60M）。2021年晚稻收获后,测定0～20 cm土层土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮、有机氮组分含量。结果表明：相比单施化肥,有机氮部分替代化学氮肥显著提高了稻田耕层土壤的全氮含量,在等量氮磷养分投入条件下,15M、30M、45M和60M处理相比单施化肥处理土壤全氮分别提高了2.73%、10.93%、11.47%和20.77%;有机氮部分替代化学氮肥提高了土壤可溶性有机氮和微生物生物量氮含量,其中可溶性有机氮提高了24.53%～72.89%,微生物生物量氮提高了0.92%～44.42%;有机氮部分替代化学氮肥增加了土壤酸解氨基酸氮、酸解铵态氮和酸解氨基糖氮含量,降低了土壤非酸解氮含量;土壤全氮与可溶性有机氮、微生物生物量氮呈极显著正相关,可溶性有机氮、微生物生物量氮均与土...     

2022. 基于RF和连续小波变换的露天煤矿土壤锌含量高光谱遥感反演

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a（2014—2020年）复垦定位肥料试验基地,设置不施肥对照（CK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、单施有机肥（M）和有机肥配施无机肥（MNPK）4个处理,采集0～20 cm土层土壤样品,研究不同施肥处理对作物产量、土壤化学指标（包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁锰铜锌含量）、土壤物理指标,即团聚体分布比例及其碳氮含量以及土壤生物指标,即与碳循环相关的土壤酶活性的影响。结果表明,施化肥及有机肥较CK均显著提高了玉米籽粒产量,且以M处理的增幅最大。M处理显著提高了土壤有机质、全氮、速效钾及有效锰含量,增幅分别为21.50%、12.50%、98.37%及20.19%;MNPK处理改善了土壤的基本性质,显著提高了大粒径团聚体（> 2 mm）中有机碳和全氮含量,增幅分别达68.68%和471.43%,但是显著降低了土壤有效铜和有效锌含量,降幅分别为16.67%和16.46%。而且施加有机肥后,加速了大团聚体（0.25～2 mm）的破碎,伴随着粉黏粒组分（< 0.053 mm）数量的增加。此外,NPK处理显著提高了β-葡萄糖苷酶活性,增幅为29.17%,但是显著降低了脲酶活性,降幅为29.79%,施有机肥（M和MNPK）显著提高了蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,增幅分别为45.87%～73.39%、54.98%～60.73%、43.09%～80.32%和51.52%～54.97%。进一步通过主成分分析以及土壤肥力综合指数评价,表明单施有机肥是该复垦区域耕地质量提升和维持土地生产力较好的农田管理措施。结合冗余分析结果可知,β-葡萄糖苷酶是评价土壤肥力的敏感性指标,它对玉米籽粒产量和土壤有机质含量的贡献率高达72.40%。因此,在现有的农田管理条件下,单施有机肥主要通过增强β-葡萄糖苷酶活性进而促进复垦土壤肥力的形成,最终提高了作物产量,是维持该复垦区作物高产稳产和培育耕地质量的有效措施。

     

连续7年施有机肥和化肥提高复垦土壤上玉米产量的驱动因子

研究长期施肥对玉米连作体系下采煤塌陷区复垦土壤肥力变化和玉米产量的影响,明确玉米产量提高的驱动因素和最佳施肥处理,可为该区域培肥土壤和耕地质量提升提供理论依据。该研究依托7 a（2014—2020年）复垦定位肥料试验基地,设置不施肥对照（CK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、单施有机肥（M）和有机肥配施无机肥（MNPK）4个处理,采集0～20 cm土层土壤样品,研究不同施肥处理对作物产量、土壤化学指标（包括有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效铁锰铜锌含量）、土壤物理指标,即团聚体分布比例及其碳氮含量以及土壤生物指标,即与碳循环相关的土壤酶活性的影响。结果表明,施化肥及有机肥较CK均显著提高了玉米籽粒产量,且以M处理的增幅最大。M处理显著提高了土壤有机质、全氮、速效钾及有效锰含量,增幅分别为21.50%、12.50%、98.37%及20.19%;MNPK处理改善了土壤的基本性质,显著提高了大粒径团聚体（> 2 mm）中有机碳和全氮含量,增幅分别达68.68%和471.43%,但是显著降低了土壤有效铜和有效锌含量,降幅分别为16.67%和16.46%。而且施加有机肥后,加速了大团聚体（0.25～2 mm）的破碎,伴随着粉黏粒组分（< 0.053 mm）数量的增加。此外,NPK处理显著提高了β-葡萄糖苷酶活性,增幅为29.17%,但是显著降低了脲酶活性,降幅为29.79%,施有机肥（M和MNPK）显著提高了蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,增幅分别为45.87%～73.39%、54.98%～60.73%、43.09%～80.32%和51.52%～54.97%。进一步通过主成分分析以及土壤肥力综合指数评价,表明单施有机肥是该复垦区域耕地质量提升和维持土地生产力较好的农田管理措施。结合冗余分析结果可知,β-葡萄糖苷酶是评价土壤肥力的敏感性指标,它对玉米籽粒产量和土壤有机质含量的贡献率高达72.40%。因此,在现有的农田管理条件下,单施有机肥主要通过增强β-葡萄糖苷酶活性进而促进复垦土壤肥力的形成,最终提高了作物产量,是维持该复垦区作物高产稳产和培育耕地质量的有效措施。     

长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响

通过对26年长期定位试验结果的统计分析,结果表明:绿肥与化肥长期配合施用有利于水稻稳产增产,减少化肥的使用量,提高化肥NPK养分的农学利用效率达60%以上。26年水稻平均产量以OM3处理(紫云英+猪粪)最高,比CK增产64.47%,比NPK处理增产6.86%;其化肥养分农学效率为16.33kg/kg,比NPK处理化肥养分农学效率高118.9%。绿肥与化肥长期配合施用土壤有机质、全氮和全磷均有所积累,积累的量与肥料施用量及有机肥种类相关,以紫云英+猪粪处理最优。土壤钾素均表现亏缺,土壤全钾和速效钾均低于试验前,亏缺幅度最小的是紫云英+稻草处理,其土壤全钾和速效钾分别比对照高4.28%和13.94%。通过对土壤有机质、全氮、全磷和全钾与水稻产量关性分析,相关系数最高的为土壤全钾(r=0.808**),说明缺钾已成为限制红壤稻田高产的主要肥力因子。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

化肥减量下有机肥配施土壤调理剂和生物菌肥对 玉米连作土壤的生态修复效应

河西走廊玉米制种田连作障碍影响逐年加剧,如何有效缓解连作障碍、提升耕地质量和生产力是目前亟待解决的问题。采用田间随机区组设计,在连作 18 年的玉米制种田,以 100% 传统施化肥(N 375.0 kg/hm²、 P2O5 150.0 kg/hm²、K2O 120.0 kg/hm²)+ 有机肥 15000.0 kg/hm² 为基础,设置对照 CK(70% 化肥 + 有机肥)、 T1(70% 化肥 + 有机肥 + 土壤调理剂)、T2(70% 化肥 + 有机肥 + 生物菌肥)、T3(70% 化肥 + 有机肥 + 土壤 调理剂 + 生物菌肥)共 4 个处理,研究化肥减量 30% 配施有机肥、生物菌肥和土壤调理剂对玉米制种田连作土 壤理化性质、微生物种群变化和土壤酶活性及产量的影响。结果表明,不同处理对制种玉米长期连作土壤的生 态修复效应不同。T1、T2、T3 较 CK 处理对土壤碱解氮、有效磷、速效钾影响不明显,T2 和 T3 处理与 CK 比 较,土壤容重和 pH 显著降低,土壤总孔隙度、团聚体和饱和持水量显著增加,土壤有机质、有机碳和供碳量 显著增加,土壤阳离子交换量、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性显著增加,真菌显著减少,而细菌和 放线菌显著增加。T1、T2、T3 与 CK 处理比较,对玉米茎粗、穗粒数和千粒重有一定影响。其中 T2 和 T3 处理 的茎粗显著增加 13.28% 和 17.84%;穗粒数显著增加 13.32% 和 17.22%;千粒重显著增加 3.53% 和 4.07%;产 量显著增加 9.91% 和 11.45%。本试验条件下 T3 处理对玉米制种田连作土壤生态修复和增产效果最佳。     

有机肥部分替代化肥氮对叶菜产量和环境效应的影响

针对叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的最佳替代比例及对经济效益和环境效应综合评价较缺乏等问题,本研究采用田间试验,对包心菜和小青菜进行等氮水平下不同比例有机肥替代化肥处理,包括:纯化肥氮(0M),25%、50%、75%和100%有机肥替代化肥(25%M、50%M、75%M和100%M),研究不同处理下蔬菜产量、经济效益、土壤氨挥发和氧化亚氮排放。结果表明, 25%M处理下包心菜和小青菜产量均达最高,且与0M处理相比包心菜和小青菜的产量分别增加15.0%(P0.05)和16.3%(P0.05)。25%M比0M处理经济效益分别增加11.7%和5.4%,但在50%M、75%M和100%M处理下经济效益为负增长。25%M处理下,氨挥发累积排放量在包心菜和小青菜季分别为42.1kg·hm~(-2)和12.9kg·hm~(-2),比0M处理分别降低23.4%(P0.05)和41.6%(P0.05); 0M和25%M处理间氧化亚氮累积排放量无显著差异, 25%M处理在包心菜和小青菜季的氧化亚氮累积排放量分别为0.74 kg·hm~(-2)和3.06 kg·hm~(-2);与25%M处理相比, 50%M、75%M和100%M处理下氧化亚氮排放分别增加33.7%～60.8%(P0.05)、50.0%～134.3%(P0.05)和56.8%～185.6%(P0.05)。基于此,提出叶菜类蔬菜有机肥氮替代化肥氮的适宜替代比例在25%左右时可实现最佳的增效减排效果。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究(Ⅱ)——有机物覆盖对土壤孔隙度的影响

土壤孔隙度表明土壤中空隙的体积，与含水量一起共同决定土壤中空气的含量，进而影响土壤中各种变化的进程和作物的生长。利用有机物覆盖地面可影响土壤孔隙度的变化并改善土壤的特性。通过田间实验，确定了在不同厚度有机物覆盖层下土壤孔隙度的变化。与无覆盖对照处理相比，有机物覆盖使０至５ｃｍ土壤表层的孔隙度降低，却使５至２０ｃｍ土壤层的孔隙度增加。     

有机物覆盖地面对土壤物理因素影响的研究（Ⅲ）——有机物覆盖层下土壤温度变化的机制

以田间实验为基础，分析了在不同厚度的有机物覆盖层下土壤温度变化的机制并与未覆盖条件下的土壤温度进行了比较。实验结果表明，有机物覆盖使土壤的日最高温度和日平均温度降低，但却使土壤的日最低温度得以提高。     

Soil Cover with Organic Mulch and Its Influences on Soil Physical Parameters (Ⅲ)——Soil Temperature Regime under Organic Mulch

以田间实验为基础，分析了在不同厚度的有机物覆盖层下土壤温度变化的机制并与未覆盖条件下的土壤温度进行了比较。实验结果表明，有机物覆盖使土壤的日最高温度和日平均温度降低，但却使土壤的日最低温度得以提高。     

Effects of traditional and biodynamic farmyard manure amendment on yields,soil chemical,biochemical and biological properties in a long-term field experiment

We studied the effects of applications of traditionally composted farmyard manure (FYM) and two types of biodynamically composted FYM over 9 years on soil chemical properties, microbial biomass and respiration, dehydrogenase and saccharase activities, decomposition rates and root production under grass-clover, activity and biomass of earthworms under wheat, and yields in a grass-clover, potatoes, winter wheat, field beans, spring wheat, winter rye crop rotation. The experiment was conducted near Bonn, on a Fluvisol using a randomised complete block design (n=6). Our results showed that plots which received either prepared or non-prepared FYM (30 Mg ha^–1 year^–1) had significantly increased soil pH, P and K concentrations, microbial biomass, dehydrogenase activity, decomposition (cotton strips), earthworm cast production and altered earthworm community composition than plots without FYM application. Application of FYM did not affect the soil C/N ratio, root length density, saccharase activity, microbial basal respiration, metabolic quotient and crop yields. The biodynamic preparation of FYM with fermented residues of six plant species (6 g Mg^–1 FYM) significantly decreased soil microbial basal respiration and metabolic quotient compared to non-prepared FYM or FYM prepared with only Achillea. The biodynamic preparation did not affect soil microbial biomass, dehydrogenase activity and decomposition during 62 days. However, after 100 days, decomposition was significantly faster in plots which received completely prepared FYM than in plots which received no FYM, FYM without preparations or FYM with the Achillea preparation. Furthermore, the application of completely prepared FYM led to significantly higher biomass and abundance of endogeic or anecic earthworms than in plots where non-prepared FYM was applied.     

长期外源有机物料添加对川中丘陵区农田土壤养分和有机碳组分的影响

有机肥和秸秆等有机物料添加是调控土壤肥力的重要手段，可促进农田土壤有机碳的数量和质量发生变化。研究选取盐亭紫色土农业生态试验站长期（16a）6种不同施肥处理试验小区，探究两种形式的外源有机物料（猪粪堆肥和秸秆还田）添加对土壤有机碳及总氮、总磷、硝态氮和速效磷养分含量的影响，并基于固态13C核磁共振波谱技术(13C-NMR)分析其对土壤有机碳化学组分的影响。研究发现，添加有机物料可显著增加0~30 cm土壤有机碳和各养分含量；猪粪堆肥施用对土壤总磷、速效磷和硝态氮含量的影响大于秸秆还田。结果还表明两种有机物料添加改变了耕层土壤有机碳化学组成及其稳定性，有机物料添加增加了0~10 cm表层土壤有机碳中烷氧基碳和羧基碳的比例，降低了烷基碳的比例，同时降低了10~20 cm土层羧基碳比例，增加了烷基碳比例。本研究可为区域旱耕地有机碳库稳定性及其碳汇功能评估提供科学依据。     

土壤有机碳密度及储量的统计研究

阐明了土壤有机碳密度及储量统计的重要意义 ,介绍了国内外有关土壤有机碳储量研究的最新进展 ,探讨了一种较为精确的土壤有机碳密度计算方法并列举了计算实例 ,为全面而细致地统计我国土壤有机碳储量提供了一条可能途径     

Long-term Development of Organic Matter of Sandy Soils Under Influence of Fertilization and Climate

The Static Nutient Deficiency Experiment at the location of Thyrow/Germany exists since 1937 and remained unchanged in its management during the whole period of experimentation. From the beginning of the 60th soil samples were collected every year in the autumn and the organic carbon content was determined constantly using the same method. For the period 1965-2000 a decrease of carbon content could be found in an order of 15% (average of all variants in the experiment). The air and soil temperatures showed rising tendencies. Since 1965 the average air temperature annually increased by 0.03°C and the soil temperature in the depth 0.1-0.2m by 0.02°C, respectively. According to the rising temperatures in this period the number of days with a soil temperature higher than 6°C increased by 3.8 days per decade of years. The evaluation of data by regression analysis revealed that in average the organic carbon content is reduced by 1.5mg per 100g soil each day which shows a higher soil temperature than 6°C.     

The influence of variation in soil copper on the yield and nutrition of cauliflower grown in organic soil microplots

Abstract

Cauliflower (Brassica oleracea Botrytis cv. Snow Crown) was grown in field microplots of an organic soil containing residual fertilizer Cu varying from 81 to 1063 ppm (w/w) as a result of three levels of Cu applications made in the previous two seasons. The variation in soil‐Cu was found to have no significant influence on the yield, nutrition or copper status of the crop.     

有机种植模式土壤动物多样性的调查研究

为了明确有机种植对土壤动物的保护作用,在2013—2014年期间,对全国范围内的9个样点的有机种植和常规种植模式下土壤动物的多样性进行比较研究。在本次调查中,共发现土壤动物30目,其中大型土壤动物鉴定出20目,其中地表层19目,土壤层16目。总体而言,从数量上和类群上来看,有机种植模式下土壤动物(5.9×10~5头/m~2,7目)显著多于常规种植(4.3×10~5头/m~2,5目)。从多样性指数上来看,密度–类群指数(DG)有机显著优于常规,而香农多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和优势度指数(C)在有机和常规之间没有显著差异。土壤动物数量与土壤肥力存在显著的相关关系。     

土壤光学遥感研究进展

土壤是一个时空连续的变异体,传统土壤参数测定与监测方法难以揭示土壤的时空间异质性规律;土壤光学遥感可以实现土壤主要参数的快速、宏观测定。本文综合评述了土壤不同理化参数(有机质、土壤水分、矿物组成、土壤质地、土壤结皮)在光学波段的光谱特征与遥感反演,光学遥感在土壤分类与制图方面的应用;分析了土壤线的各种影响因素(外部因素及相关土壤理化参数),以及土壤线对植被指数定量监测植被状况的重要性;归纳了土壤光学遥感存在问题与发展趋势。