溶磷细菌对复垦土壤养分、酶活性及磷解析的影响

为了探索溶磷细菌在复垦土壤上对磷素的作用效果,采用室内摇瓶培养的方法,研究了磷细菌及其组合对磷酸三钙的溶解能力,确定了最佳组合磷细菌。拉恩式菌(W2)+荧光假单胞菌1(W3)+荧光假单胞菌2(W4)培养液的有效磷含量最高,为609.1mg/L,故最佳磷细菌组合为W2+W3+W4。将筛选出的最佳组合磷细菌在采煤塌陷地复垦土壤上进行玉米大田试验,研究其对土壤养分、酶活性、磷解析特性及玉米产量的影响。结果表明:磷细菌可以增加土壤养分含量和改善土壤酶活性;磷细菌处理土壤有效磷和速效钾含量,以及磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别比基质对照处理增加了2.80,25.43,7.41,4.21,7.15mg/kg;与空白处理相比,磷细菌处理土壤最大吸磷量和吸附常数降低幅度最大,分别显著减少114mg/kg和0.021(p0.05);磷细菌处理土壤平均解吸率为14.7%,显著高于其他处理;磷细菌处理玉米产量最高,为8 036kg/hm~2,显著高于其他处理。因此在复垦土壤上施用磷细菌,可以改善土壤磷素解析特性,有利于土壤快速培肥,对作物增产也有积极作用。     

短期化肥减施后玉米产量的响应及其驱动因素分析

新时期绿色农业发展的一个重要方面是实现化肥零增长,减少过量和不合理施用化肥带来的环境问题。我国有机肥和秸秆资源巨大且未被充分利用,化肥减施后配施有机肥和秸秆还田成为实现化肥零增长的主要管理措施之一,近年来受到越来越多的关注。然而,作物产量对短期化肥减施后的响应及其驱动因素尚不清楚,有待进一步研究。以冬小麦-夏玉米典型种植区华北平原开展的田间定位试验（2010～2016年）为平台,研究化肥减施后配施有机肥和秸秆对玉米产量、土壤有机质、养分、pH及酶活性的影响。试验地点位于河北曲周县,共设置4个处理,包括不施肥（CK）、100%化肥（NPK）、70%化肥+30%有机肥（NPKM）、70%化肥+30%有机肥+秸秆（NPKMS）。结果表明：经过6年短期施肥后,施肥处理较CK显著提高了玉米产量,且NPKMS较NPK显著提高了玉米产量8.3%。与NPK相比,NPKM未显著改变土壤有机质含量,NPKMS则显著提高了土壤有机质含量20.6%。与NPK相比,NPKM和NPKMS未显著改变土壤全氮、有效磷和p H。与CK相比,NPK未显著改变土壤酶活性,NPKM和NPKMS则显著提高了土壤酶活性。通过结构...     

长期施肥对植烟土壤微生物的影响

【目的】微生物是土壤的重要组成分,与土壤养分转化供应密切相关。本研究利用12年肥料定位试验研究了云南植烟土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）、微生物种群特征及有益微生物的变化。【方法】试验设置不施肥（CK）、单施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CFM）处理,在烟株旺长期,采集020 cm耕作层土壤,测定了微生物量碳、氮含量,微生物标记磷脂脂肪酸（PLFAs）含量和可培养微生物数量;鉴定自生固氮菌、磷细菌和钾细菌的数量;根据PLFAs计算了微生物种群特征值。【结果】有机无机肥配施处理的土壤中,可培养细菌比不施肥土壤增加了6.14倍、 真菌增加了2.30倍、 放线菌增加了1.56倍,增幅显著高于化肥处理;施肥显著提高土壤微生物量碳、氮量。化肥和有机无机肥配合处理土壤的微生物量碳分别比CK增加了71.8%和246%;不同施肥处理土壤微生物量碳/氮比值显著不同,分别为14.8（CK）、13.3（CF）和11.2（CFM）。微生物标记性PLFAs含量以化肥有机肥配合处理最高,化肥处理次之,CK最低。化肥、化肥配施有机肥处理土壤细菌PLFAs比对照分别增加了25.41%和87.66%,真菌PLFAs分别增加了15.59%和39.24%,化肥处理代表放线菌的PLFAs降低了24.63%,化肥配施有机肥处理增加了83.86%,表明施肥尤其是化肥配施有机肥改善了土壤环境,促进了微生物的生长繁殖,并改变了土壤微生物种群结构;施肥处理土壤中微生物群落多样性指数上升,化肥处理还提高了微生物的优势度指数,说明施肥有益于增加微生物的种群数量, 化肥配施有机肥处理显著提高了无机磷细菌和钾细菌的数量,两者分别比对照增加了1.15倍和1.02倍,化肥处理则相反,自生固氮菌和无机磷细菌数量分别比CK降低了56.69%和41.30%;化肥配施有机肥处理土壤中的自生固氮菌、磷细菌和钾细菌共有20个属,CK土壤有19个属,化肥处理土壤仅16个属。 【结论】CFM促进微生物生长繁殖,增加种群多样性,有益于微生物固氮、溶磷、解钾,对于提高肥料利用率和保持土壤健康有重要意义。在烟叶栽培过程中,提倡化肥与有机肥配合施用很有必要。     

苏丹草—黑麦草轮作中不同施肥措施对饲草产量及土壤性质的影响

在盆栽试验条件下研究了苏丹草—黑麦草轮作中不同施肥措施对饲草产量、养分吸收及土壤性质的影响。结果表明:各施肥处理均可显著提高饲草产量,整个轮作期,单施化肥（NPK）、石灰和化肥配施（NPK+Lime）、有机肥和化肥配施（NPK+OM）处理的鲜草产量分别比不施肥处理（CK）增加6.1倍、6.8倍和7.3倍;在化肥基础上配合施用石灰和有机肥,鲜草分别增产9.5%和17.2%。养分吸收结果显示,不同施肥处理明显提高饲草N、P、K含量并促进饲草对养分的吸收。土壤养分分析结果表明,与CK及NPK处理相比,增施石灰和有机肥提高酸性土壤pH值,促使其向中性靠近;在NPK基础上配合施用石灰,轮作结束时土壤有效钙含量比NPK处理提高了20.7%,有效铁和有效锰含量降低了26.5%和41.2%;在NPK基础上增施有机肥,能显著提高了土壤中的氮、磷、钾养分含量。     

不同施肥条件下生物腐植酸对磷的转化效果分析

在实验室利用4个土槽分别施入复合化肥（CF）、普通有机肥（OF）、生物有机肥（BF）和不施肥（CK）来改变土壤中磷的基础含量,另取4个土槽在相应处理中配施相同的生物腐植酸,以15°角放入自制的降雨淋溶装置下进行试验,观测径流液中的全磷含量,以分析研究生物腐植酸对土壤和不同施肥条件下磷的转化效果.结果显示,施用复混肥、普通有机肥和生物有机肥降雨3h后,径流液中磷（P）流出量分别为不施肥处理（CK）的2.90、1.32和9.73倍,而相同处理配施生物腐植酸后,复混肥、普通有机肥、生物有机肥处理的径流液中P含量有增有减,分别为CK的7.09、2.32和5.00倍.表明在施用复混肥、普通有机肥的土样中加入生物腐植酸能够有效释放肥料中的磷素,使之转化为更利于植物吸收的可溶性磷,其转化率分别为0.76％和0.37％;而在施用生物有机肥的土样加入生物腐植酸反而抑制磷的转化,其转化率为-0.85％.不仅如此,加施生物腐植酸还能改变磷的转化进程,使CK和OF处理的磷含量峰值由出现在第3小时变为出现在第2小时,使CF处理的磷含量峰值由出现在第2小时变为出现在第1小时,加速了磷释放.由此可得,生物腐植酸能有效释放肥料中的磷素、使之转化为更利于植物吸收的可溶性磷并加速其转化进程.研究结果可作为推广生物腐植酸的依据和有关作物磷吸收研究的基础.     

长期施肥对棕壤铁形态及其有效性的影响

【目的】利用沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对耕层土壤酸碱度（pH）、氧化还原电位（Eh）和有机质的影响,探讨不同施肥条件下土壤游离态氧化铁、无定形氧化铁、亚铁总量和有效铁含量的变化以及与pH、Eh和有机质的关系。 【方法】本文选取试验处理为CK（不施肥）、N（氮肥）、NP（氮磷肥配施）、NPK（氮磷钾肥配施）、M（有机肥）、MN（有机肥与氮肥配施）、MNP（有机肥与氮磷肥配施）、MNPK（有机肥与氮磷钾肥配施）。在2014年大豆收获期,采集了不同施肥处理0-20 cm耕层土壤样品,分析了土壤pH、Eh、有机质含量以及游离态氧化铁、无定形氧化铁、亚铁和有效铁含量。 【结果】与1979年原始土壤相比,所有处理土壤pH显著降低了0.6~1.4个单位。不施肥处理土壤有机质下降了11.5%,化肥处理有机质略有下降,而有机肥处理有机质含量显著增加。所有处理有效铁含量显著增加,化肥有机肥配施增加幅度更大;与2014年不施肥处理相比,施用氮肥处理土壤pH最低,而氮肥配施磷、钾和有机肥中的一种或几种pH又有所上升,其中配施有机肥效果最明显;施用化肥处理土壤Eh增加,而施用有机肥处理Eh则下降。施用化肥土壤游离态氧化铁和有效铁含量增加,亚铁含量下降,而施用有机肥土壤游离态氧化铁降低,亚铁总量及有效铁含量增加。 【结论】经过长期耕作和施肥,土壤pH显著下降,有效铁含量显著增加。长期不施肥土壤有机质显著下降。施用氮肥土壤酸化趋势明显,磷、钾和有机肥配施能够缓解氮肥引起的酸化现象。施用有机肥显著降低土壤氧化还原电位,有利于氧化态铁向还原态铁转化,更有利于增加土壤有效性铁的含量。     

不同培肥方式对复垦土壤玉米养分吸收及肥料利用率的影响

为研究不同培肥处理对平朔露天煤矿复垦土壤作物养分含量及肥料利用率的影响,进行了玉米盆栽试验,结果表明:不同培肥处理对玉米植株的N,P,K含量均有提高作用,玉米N,P,K在根、茎、叶器官分配顺序为叶 > 茎 > 根;有机肥、菌肥和配施低浓度化肥处理对玉米N素含量增加最明显,有机肥、菌肥和化肥配施各处理对玉米P和K含量增加最明显,其次对玉米N,P,K含量增加较明显的为有机肥配施菌肥处理,而单施有机肥处理对玉米N,P,K含量增加效果最差;有机肥、菌肥和化肥配施处理对玉米N,P,K肥利用率高于有机肥配施菌肥处理更高于单施有机肥处理,此研究为恢复矿区复垦土壤肥力水平提供理论依据。     

化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响

阐明化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响,有助于农田氮的高效利用及科学管理。采用盆栽试验方法,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFB)、有机肥配施生物炭(MB)、新鲜有机肥配施生物炭(FMB)6个处理,通过测定根际及非根际土壤养分含量和土壤氮赋存形态,阐明不同施肥处理对氮形态转化的影响。结果表明：与CK处理相比,MB处理提高非根际及根际土壤pH0.32和0.28个单位,FMB处理提高根际土壤pH0.63个单位；MB和FMB处理分别提高根际土壤有机质含量25.37%和84.88%,同时显著提高根际土壤全氮含量25.42%和50.93%。配施生物炭(CFB、MB和FMB)处理能促进土壤非可转化态氮(NTF-N)向铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)和有机硫化物结合态氮(OSF-N)这两种活性更高的氮形态转化,其中IMOF-N和OSF-N分别占可转化态氮的35.85%~61.72%和26.65%~46.56%,是根际及非根际土壤可转化态氮(TF-N)的主要成分。因此,有机肥配施生物炭是改善根际及非根际土壤养分和调控氮转化最有效的方式。     

长期有机无机配施下烤烟-玉米轮作优化土壤微生物活化无机磷

采集遵义市15年长期施肥定位试验的土壤,包括撂荒地（对照）、烤烟连作—单施化肥、烤烟连作—化肥有机肥配施、烤烟玉米轮作—单施化肥和烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施等处理,通过土壤悬浊液与培养液混合培养技术、微生物高通量测序及常规分析,研究长期施肥对土壤无机磷活化的影响。结果表明,烤烟玉米轮作、施用有机肥和撂荒地的土壤可培养微生物（细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌）数量增多,种群多样性增加,说明土壤生态环境改善。将土壤悬浊液接种至微生物培养液中,培养期间混合液中的有效磷含量以烤烟玉米轮作高于烤烟连作,化肥有机肥配施和撂荒地高于单施化肥,其中以烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施最高,烤烟连作—单施化肥最低,说明合理种植和科学施肥有益于土壤无机磷的活化,在遵义烟区提倡烤烟玉米轮作—化肥有机肥配施很有必要。在混合液中,氢离子与溶解钙磷、有机酸与溶解铁磷和铝磷显著相关。与溶磷微生物的纯培养技术相比,土壤悬浊液培养既能反映微生物的溶磷特征,又更接近土壤微生物菌群复杂的溶磷状况。在供试土壤微生物中,存在柠檬酸合酶、蛋白葡萄糖脱氢酶和苹果酸合酶等的合成通路,处理间的差异可从分子生物学角度解释合理轮作和化肥有机肥配...     

有机肥长期施用对设施土壤全镉和有效态镉含量的影响

应用长期田间定位试验方法,比较研究了长期有机肥不同施肥方式（不施肥、有机肥常量、有机肥减量及有机肥减量配施化肥）对设施土壤镉（Cd）全量及有效态含量的影响,同时考察了其对土壤特性的影响及二者的相关性。结果表明：与不施肥的设施土壤（对照）相比,长期定量施用有机肥土壤表层（0～20 cm）Cd全量显著降低,且随着施用量下降,这种效果更显著,但对亚表层（20～40 cm）Cd全量无显著影响。长期施用有机肥会提高设施土壤表层Cd有效态含量,特别是0～10 cm土壤有效态Cd含量显著高于对照,但与有机肥常量处理相比,有机肥减量和有机肥减量配施化肥处理土壤有效态Cd含量分别显著降低了17.56%和14.04%;同时,有机肥减量配施化肥对设施土壤有机质、全氮、表层有效磷均有大幅提升,且pH偏高于有机肥常量。相关分析表明,设施土壤有机质、有效磷含量均与土壤Cd全量和有效态含量之间呈显著或极显著正相关,土壤全氮含量与Cd有效态含量呈显著正相关,pH与有效态含量之间呈极显著负相关。上述结果表明有机肥适当减施,同时辅以适量化肥,可进一步改善设施土壤特性,进而控制设施土壤表层Cd累积。     

不同有机肥及用量对矿区复垦土壤有效磷含量及供磷特性的影响

为研究有机肥培肥复垦土壤过程中磷的有效性如何变化、不同有机肥在什么施磷水平下能使作物取得最大生产效率以及合理培肥土壤,依托采煤塌陷定位培肥试验基地(山西省孝义市偏城村),在4个磷水平下(0,25,50,100 kg/hm²)研究不同肥料(鸡粪、猪粪、牛粪和化肥)对玉米产量及土壤速效磷含量的动态变化。经过2年的田间试验,结果表明:(1)施用有机肥和化肥均能显著提高玉米籽粒产量,随着施磷量的增加,玉米籽粒产量呈先增加后基本不变的趋势,通过构建2年磷肥效应方程发现,化肥、鸡粪、猪粪和牛粪处理的最佳施磷量范围分别为67.54~83.02,24.91~38.65,26.10~29.26,50.33~58.38 kg/hm²,可见,3种有机肥推荐施磷量均小于化肥处理;(2)玉米吸磷量和磷肥利用率在各施磷水平下均表现为鸡粪≥猪粪>牛粪>化肥。玉米吸磷量随施磷水平的增加呈先增后基本不变的趋势,磷肥当季回收率表现为随施磷水平的增加呈下降趋势;(3)连续施肥2年后,不同施肥处理在采煤塌陷区复垦土壤上影响的土壤有效磷深度不同。其中,化肥处理在50,100 kg/hm²磷水平下显著提高0—60 cm土层Olsen-P含量;鸡粪处理在50 kg/hm²磷水平下显著提高0—40 cm土层Olsen-P含量,而100 kg/hm²磷水平下显著提高Olsen-P含量到60 cm土层;猪粪处理在50,100 kg/hm²磷水平下显著提高0—40 cm土层Olsen-P含量;牛粪处理仅对表层Olsen-P含量有影响。总之,不同有机肥处理之间对作物生长和土壤Olsen-P含量的影响均表现为鸡粪≥猪粪>牛粪,且不同有机肥对于新复垦土壤的推荐施肥量不同,鸡粪和猪粪的推荐施磷量最少,其次为牛粪处理。     

长期不同施肥下潮土磷素演变特征及其对磷盈亏的响应

以"国家潮土土壤肥力与肥料效益长期监测站"的定位试验为平台,选取试验中的5个处理,即1)NK(不施磷肥);2)NPK(施氮磷钾化肥);3)MNPK(NPK化肥+有机肥);4)1.SMNPK(MNPK处理施肥量的1.5倍);5)SNPK(NPK化肥+秸秆还田),分析不同施肥下土壤全磷(TP)和有效磷(Olsen-P)的演...     

有机无机外源磷素长期协同使用对潮土磷素有效性的影响

【目的】 施入外源磷素是提升土壤有效磷的重要途径,不同磷源在土壤中的化学行为和存在形态对土壤磷素有效性起决定作用。研究有机无机外源磷素长期配合使用的协同关系及其对潮土磷素有效性的影响,可为合理减少磷肥施用,提高磷肥利用率和科学管理土壤磷素资源提供理论依据。 【方法】 本研究基于25年肥料定位试验,选取不施磷肥 (P0)、单施化肥 (FP)、化肥与有机肥配施 (FP+M)、化肥与秸秆配施 (FP+S) 四个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源磷素长期协同使用对作物可持续生产能力、磷肥利用效率、施肥后效及潮土磷素形态和有效性的影响。 【结果】 连续处理25年后,P0、FP、FP+M、FP+S处理小麦产量变异系数分别为 49.0%、14.8%、17.2%、15.4%,玉米产量变异系数分别为 28.7%、27.1%、24.4%、23.2%,产量的稳定性均比不施磷提升,尤其是小麦产量稳定性显著增加;P0、FP、FP+M、FP+S处理产量的可持续性指数小麦依次为 0.23、0.62、0.60、0.64,玉米依次为0.45、0.47、0.53、0.52,施磷对小麦产量的可持续指数影响比玉米更大。FP、FP+M、FP+S处理的磷素累积生理效率分别为188.3、163.2和177.6 kg/kg,平均后效分别为1.30%、0.71%和1.16%,单施化肥磷素的效果高于磷肥配施有机肥、秸秆。长期不施磷肥,土壤无机磷各组分含量均降低,且主要消耗了土壤中无效态的O-P,P0处理减少的O-P占无机磷减少量的41.3%。长期投入化学磷素,降低了无效态磷的比例,但土壤对化学磷素的固定作用仍较强,FP处理Ca₈-P含量由12.0%提升到21.1%,无效态的O-P和Ca₁₀-P由77.7%减少为62.9%(占比仍超过60%),土壤Olsen-P由6.4 mg/kg提升到20.7 mg/kg。化学磷素与有机肥磷素协同使用可促使无效态磷向有效态磷及缓效态磷转化,提升土壤磷素有效性,FP+M处理Ca₂-P占比由2.0%提升到5.4%,缓效态的Al-P、Ca₈-P、Fe-P占比增加25.6个百分点,无效态的O-P和Ca₁₀-P占比减少29.0个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到51.8 mg/kg。秸秆磷素增加了具有缓冲作用的Ca₈-P含量,降低了无效态磷含量,提升了土壤潜在供磷能力,与FP相比,FP+S处理Ca₈-P占比增加7.9个百分点,Ca₁₀-P占比减少6.5个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到21.7 mg/kg。 【结论】 投入外源磷素均可显著提高作物产量、提升产量稳定性和产量可持续性指数。在小麦玉米轮作体系下,磷肥加秸秆最有利于维持土地的可持续生产能力。单施磷肥,磷素的后效和累积生理效率最高,但在土壤中的固定也高;有机无机磷协同使用可快速提升土壤磷素的有效性,对维持磷素组分结构和土壤质量作用显著;无机磷素与秸秆磷素协同使用对土壤磷素具有较强的激发效应,可减弱土壤对磷素的固定作用,提升土壤潜在供磷能力。      

磷肥减施对玉米根系生长及根际土壤磷组分的影响

【目的】 我国农业过量和不合理施用磷肥现象普遍存在,导致磷资源的浪费,对环境也造成潜在威胁。研究减少磷肥用量对玉米产量、根系形态及根际中磷转化特征的影响,为集约化农业生产体系中磷肥合理施用提供技术基础。 【方法】 在河北省衡水小麦玉米轮作体系下连续三年进行了田间试验,在冬小麦季设置4个P₂O₅用量处理:0、112.5、150.0、187.5 kg/hm2,收获后在原处理小区免耕播种夏玉米。利用WinRHIZO根系分析系统分析获取根长、直径等数据,测定玉米籽粒产量、生物量和地上部磷含量及根际土壤中磷形态等指标。 【结果】 与农民习惯磷肥用量(P₂O₅187.5 kg/hm2)相比,3年磷肥用量减施20%~40%处理(P₂O₅150和112.5 kg/hm2),玉米籽粒产量、根系长度与直径和土壤有效磷含量尚未发生明显变化。但3年不施磷处理,根际土壤有效形态磷含量和玉米籽粒产量开始出现下降趋势。2009年和2010年玉米收获期,不施磷肥处理根际土壤有机磷含量低于非根际土壤。2008年玉米苗期和收获期土壤有机磷分组中,中等活性有机磷含量最高;磷肥减施20%~40%处理苗期根际中中等活性有机磷含量显著低于非根际土壤。土壤无机磷形态分组研究发现:从玉米苗期到收获期,各磷肥处理根际和非根际土壤中Ca₂-P下降明显;而不同磷肥处理间土壤中Ca₁₀-P、Ca₈-P、O-P (闭蓄态磷)、Al-P和Fe-P含量差异不显著。减施磷肥处理2008年玉米苗期根际土壤微生物量P含量较非根际土壤高;与习惯施肥量相比,磷肥减施未明显降低根际土壤微生物量磷。 【结论】 在华北小麦玉米轮作种植体系下,在土壤肥力水平较高地区,连续3年将小麦季磷肥的习惯用量减少20%~40%,对夏玉米产量、根系形态以及根际土壤无机磷、有机磷、微生物量磷含量影响尚不明显,因此,该地区磷肥施用量可从习惯用量的P₂O₅180 kg/hm2减至112.5 kg/hm2。     

长期弃耕降低红壤稻田土壤磷库

【目的】施用磷肥会显著提升土壤磷的活性,弃耕不仅导致土地资源浪费还会带来环境风险。探讨弃耕后稻田土壤全磷、各磷素组分的变化规律及趋势,为弃耕土壤管理提供理论依据。【方法】红壤稻田弃耕长期定位试验于2007—2014年在湖南桃源进行,弃耕前(1991—2006年)为双季稻定位试验,包括不施肥对照(CK)、施氮钾(NK)和氮磷钾(NPK)化肥3个处理。分析了弃耕前后(2006和2014年)土壤全磷、速效磷(Olsen-P)、微生物生物量磷(MBP)及各个磷组分(Hedley法)含量。【结果】弃耕8年后,土壤全磷较弃耕初期下降了19.3～160.8 mg/kg,Olsen-P下降了0.7～14.1 mg/kg,下降幅度分别为5.4%～23.4%和11.0%～45.4%,其中NPK处理的全磷和Olsen-P分别显著下降了23.4%和45.4%(P<0.05)。Hedley-P分级结果表明,弃耕前、后稻田土壤各磷组分的含量高低均为Residual-P>NaOH-P_o>NaOH-P_i>Sonic-P_i>...     

小麦?大豆?玉米轮作体系长期不同施肥黑土磷素平衡及有效性

【目的】 黑土具有肥力高、养分供应能力强等特点,研究长期施肥措施下黑土磷素的平衡及其有效性变化,为黑土区磷肥的科学施用和管理提供理论依据。 【方法】 以黑龙江哈尔滨 (1979—2015年) 长期肥料定位试验为平台,试验包括10个处理,即,不施肥 (CK)、氮肥 (N)、磷肥 (P)、氮磷肥 (NP)、氮磷钾肥 (NPK)、有机肥 (M)、有机肥 + 氮肥 (MN)、有机肥 + 磷肥 (MP)、有机肥 + 氮磷肥 (MNP) 和有机肥 + 氮磷钾肥 (MNPK),分析了土壤全磷、有效磷的变化特征和土壤磷素盈亏状况。 【结果】 长期施用磷肥处理 (P、NP、NPK、MP、MNP和MNPK) 的黑土全磷、有效磷含量增加;不施磷肥处理 (CK、N、M和MN),土壤全磷、有效磷含量随施肥年限的延长而降低。不施磷肥处理的土壤磷素活化系数 (PAC) 总体呈年际下降趋势,施肥处理为上升趋势;有机肥与磷肥配施处理的PAC整体高于单施化学磷肥处理。在土壤盈余条件下,土壤全磷每盈余100 kg/hm2,P、NP、NPK、MP、MNP 和MNPK 处理土壤中Olsen-P分别提高1.56、1.45、1.69、0.63、0.53和0.96 mg/kg,而M和MN处理的土壤Olsen-P分别降低1.38和1.24 mg/kg。在土壤磷素亏缺状况下,每亏缺磷100 kg/hm2,CK、N处理有效磷分别减少1.83和1.46 mg/kg。 【结论】 施用磷肥及磷肥与有机肥配施可维持黑土的磷盈余,增加磷的有效性。单施氮肥和有机肥 (马粪) 会导致土壤磷的亏缺,降低土壤有效磷的含量。与单施化肥相比,有机肥磷肥配合施用能够更加有效地增加磷素活化系数。      

有机物料循环对红壤稻田系统磷素营养的影响

采用动态采样结合室内分析方法,比较研究了中国科学院桃源农业生态实验站的长期田间定位试验中长期施与不施磷肥、有机物料循环再利用和在有机物料循环再利用的基础上配施磷肥等几种施肥模式对土壤Olsen-P含量、水稻不同生育期茎叶和子实磷含量、以及各生育期累积吸收和利用磷的影响。结果表明,长期不施磷肥土壤速效磷(Olsen-P)降低到小于5.mg/kg;施磷肥或有机物料循环再利用模式,土壤Olsen-P维持在5～10mg/kg之间的中等水平;在保持系统内有机物料循环再利用的基础上配施磷肥,土壤Olsen-P迅速提高,超过10.mg/kg。稻田系统内有机物料循环再利用可促进水稻对磷的吸收,增加水稻各生育期茎叶和子实的磷含量,提高各生育期水稻累积吸收磷量和磷的利用率。     

有机肥和化肥长期施用对土壤活性有机氮组分及酶活性的影响

本文以中国农业科学院山东禹城长期定位施肥试验为平台,研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分［颗粒有机氮（POM-N）、 可溶性有机氮（DON）、 微生物量氮（SMBN）及轻组有机氮（LFOM-N）］及土壤酶活性的影响。结果表明,与不施肥相比,长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物量氮以及轻组有机氮的含量,长期施有机肥效果好于化肥,施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥。常量施用量下,50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当。长期施化肥处理土壤全氮及活性有机氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高,且明显受施肥方式的影响,LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式的改变而变化。长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加,它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或极显著相关性,脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性; 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥     

农业废弃物对黑土有机磷形态长期动态影响

针对农业废弃物在土壤中腐解时间较长,探究增施不同种类农业废弃物对黑土土壤各形态有机磷影响的长期动态变化规律,开展5a盆栽试验并根据Bowman-Cole法测定有机磷形态。试验设置5个处理,分别为:增施猪粪、秸秆、树叶、菌渣和单施化肥。结果表明:与单施化肥相比,增施猪粪可大幅提高土壤活性有机磷(L-OP)含量,5a时仍显著高于单施化肥;增施秸秆和树叶分别于3a和2a后出现最高值。增施猪粪、秸秆和菌渣后土壤中等活性有机磷(ML-OP)含量显著增加;猪粪处理ML-OP含量逐年降低,其余处理逐年上升。增施农业废弃物均可显著增加土壤中稳态有机磷(MR-OP)含量,总体呈逐年降低趋势;增施秸秆5a内MR-OP含量始终最高。增施农业废弃物对土壤高稳性有机磷(HR-OP)含量的降低作用一般在2~3a后开始显现,5a后HR-OP含量均低于单施化肥。增施猪粪可大幅提高活性较强的有机磷形态且影响时间最长;增施秸秆和菌渣变化趋势相似,增施秸秆更趋向于增加L-OP和MR-OP含量,增施菌渣更趋向于增加HR-OP含量;增施树叶降低HR-OP含量能力最强,但对其余有机磷形态影响较小。施用农业废弃物均可不同程度活化稳定态有机磷,单施化肥处理促使中稳态有机磷向高稳态有机磷转化。     

不同有机肥对设施土壤有效磷累积与淋溶的影响

采用田间试验,研究了不同有机肥对设施土壤有效磷累积、淋溶及季节性变化的影响。结果表明,等磷量条件下,鸡粪、猪粪处理与化肥处理相比,更能增加土壤Olsen-P的累积量和淋溶量,且施用量越大作用越明显。鸡粪TC3、猪粪TS3土壤表层Olsen-P累积量分别比化肥高出50.60%、70.29%;20 cm以下淋溶量分别比化肥处理高出159.5%、111.6%。商品有机肥与化肥相比降低了表层Olsen-P含量,且用量越大作用越明显;商品有机肥土壤淋溶量也低于化肥处理,但用量越大,淋溶量有上升趋势。设施土壤Olsen-P含量高低与施肥时期密切相关,周年呈现"M"形变化规律。不同肥料影响不同,影响大小顺序为猪粪>鸡粪>化肥>商品有机肥。因此,为减少设施土壤Olsen-P的累积与淋溶,鸡粪、猪粪施用量要适当减少,商品有机肥可适当增加。