不同有机肥替代化肥比对井冈蜜橘品质和土壤养分及酶活性的影响

通过研究不同有机肥替代化肥比例对井冈蜜橘生长、品质和土壤化学性状的影响,提出适宜的有机替代比,为井冈蜜橘化肥减量与提质增效技术提供理论依据。于2021年在新干县连续开展井冈蜜橘有机肥替代化肥田间试验,等养分条件下,设置单施化肥(CK)、单施有机肥(T1)、有机替代率为氮85%(T2)、有机替代率为氮70%(T3)、有机替代率为氮55%(T4)共5个处理。结果表明,有机肥替代化肥处理对提高井冈蜜橘果实品质和土壤养分含量有积极的作用。与CK相比,T3处理的土壤有机质、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别增加了9.64%、14.32%、12.45%和19.46%。各有机肥替代化肥处理能有效降低土壤中有效态铜、镉、铅、汞及砷含量,其中以T1处理土壤有效态重金属含量最低。土壤酶活性对不同有机肥替代比表现出不同的动态响应,T3处理显著提升了土壤纤维素酶和硝酸还原酶活性,较CK处理分别提升了65.17%和27.38%。T3处理对提高叶片养分含量的作用较显著,叶片氮素含量相比CK提高了16.11%。有机肥部分替代化肥与化肥配合施用不但降低了化肥用量,而且对井冈蜜橘品质以及土壤养分和酶活性具有提升作用。从兼顾土壤肥力、井冈蜜橘产量和品质等方面综合考虑,以有机肥替代化肥氮70%替代率为最佳。     

有机肥替代化肥比例对红心柚产量和品质及土壤养分的影响

研究等量氮磷钾养分下有机肥替代化肥处理对红心柚化肥减量配施管理及优质高效生产意义重大。2018年在重庆丰都连续开展3年田间试验,设置常规施肥(FP)、有机肥替代常规施肥25%(75%FP+25%OF,氮磷钾有机替代比例均为25%)、有机肥替代常规施肥50%(50%FP+50%OF)、优化施肥(OPT)、有机肥替代优化施肥25%(75%OPT+25%OF)、有机肥替代优化施肥50%(50%OPT+50%OF),共6个处理,分析各处理红心柚叶片果实养分状况、产量和土壤养分变化。结果表明:(1)相比于FP,有机肥替代处理显著提高土壤pH、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾和缓效钾含量,随替代比例的增加而增加。(2)有机肥替代处理叶片氮及果实磷、钾养分浓度较FP分别增加1.2%～8.5%及21.3%～48.9%、1.29%～14.8%,叶片磷、钾和果实氮无明显影响。(3)各有机肥替代处理产量增加1.2%～30.3%,产量构成上,单株挂果数增加了0.4%～32.2%,单果重无明显变化。(4)红心柚产量随有机替代比例增加呈先升后降的趋势,最优产量对应的有机肥替代比例为26%;肥料运筹上,最优产量对应的氮、磷、钾养分基施比例分别为52%、52%、50%。(5)相比于FP,有机肥替代处理的果实可滴定酸含量明显降低,而固酸比和糖酸比显著增加,随有机替代比例的增加均呈增加趋势。综上所述,等氮磷钾养分条件下,有机肥替代化肥处理通过优化红心柚生产的肥料运筹、提高叶片和果实养分状况、改善果园土壤化学性质,实现了植株地上部-地下部养分需求的系统高效匹配,进而提高红心柚的产量和品质。     

连续三年不同有机肥替代率对小麦产量及土壤养分的影响

  【目的】  探究不同有机肥替代化肥比例对土壤养分含量、植株养分吸收量、肥料利用率以及作物产量的影响，为实现作物高产稳产、土壤培肥提供科学施肥方案。  【方法】  2018—2020年，以新春38号小麦为供试作物，在新疆石河子大学农学院连续进行了3年定点大田试验，试验土壤为灰漠土。试验设置不施肥 (CK)，常规施化肥 (CF) 和以有机肥分别替代化肥氮磷投入量的6%、12%、18%、24%，共6个处理。有机肥全部基施，追施氮磷养分量不变，小麦收获后秸秆全部还田。于2020年，在6个小麦生育期取植株样，分析氮、磷含量和干物质积累量，在收获期测定产量和产量构成因素。同时取0—20 cm土壤样品，分析速效氮、磷和有机质含量。  【结果】  连续3年施用不同量有机肥后，土壤速效氮、磷、钾养分和有机质含量均随有机肥替代比例的增加而增加，有机肥替代率18%和24%处理的土壤速效养分和有机质含量在灌浆期和收获期显著高于对照和CF。小麦扬花期、灌浆期和收获期的干物质积累量和养分积累量均随有机肥替代率提高而增加，有机肥替代率18%和24%处理显著高于CF处理。氮磷肥料利用率、偏生产力和农学利用效率同样有所提高，有机肥替代率18%处理和24%处理高于其他处理。有机肥替代率6%、12%和24%处理的小麦穗数、千粒重、产量与CF相比差异不显著，而有机肥替代率18%显著高于CF。  【结论】  连续使用有机肥替代部分化肥可增加小麦生育后期土壤中速效养分含量，提高肥料利用率，最终实现稳产甚至显著增产。有机肥替代化肥的比例不能过低，本试验条件下，有机氮磷替代率为18%～24%时，可在实现作物高产稳产的同时，增加土壤速效养分含量、提高肥料利用率，但小麦产量受有机肥替代比例的影响较小。从肥料低投入高回报的角度，推荐有机肥替代18%的化肥氮磷养分较为可行。     

氮素有机替代对东北黑土区土壤微生物碳磷资源限制的影响

  【目的】  土壤微生物数量和结构普遍受到碳 (C),氮 (N)、磷 (P)等养分有效性的影响,研究不同施肥措施对东北黑土区土壤理化性质、微生物量和酶活性的影响,深入了解土壤微生物养分资源限制状况及其变化规律,为提高土壤生物肥力提供理论依据。  【方法】  试验设在黑龙江省哈尔滨市,土壤类型为黑土,种植制度为玉米单作。试验开始于2019年,共设9个处理:不施肥 (CK)、习惯施肥 (FP)、推荐施肥 (OPT)、推荐施肥不施氮 (–N);有机氮替代推荐施氮量的10% (M1)、20% (M2)、30% (M3)、40% (M4) 和50% (M5)。玉米收获后,采集0—20 cm土壤样品,测定土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮和4种土壤酶 (酸性磷酸酶、β-D-葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶) 活性。  【结果】  与OPT处理相比,有机氮替代化肥氮处理提高了土壤速效养分含量 (可溶性有机碳、有效磷、速效钾) 和微生物量 (微生物量碳、微生物量氮),其中可溶性有机碳、有效磷和速效钾的含量随替代比例的增加分别增加了15.5%～46.6%、1.4%～18.5%和2.4%～18.8%;MBC和MBN的含量随有机替代比例的增加分别增加了1.4%～19.9%和0.04%～22.7%。PCA分析显示出CK、化肥处理 (FP、OPT、–N) 和有机氮替代化肥氮处理 (M1、M2、M3、M4、M5) 下的土壤酶活性具有显著差异;RDA分析进一步表明有效磷 (F = 14.1,P = 0.002) 是影响酶活性变化的主要理化因子,解释了不同处理间酶活性差异的36.1%。酶化学计量散点图显示出试验点的土壤微生物均受到磷的限制,FP处理下的土壤微生物还受到碳的限制。此外,与CK相比,有机氮替代化肥氮显著提高了β-D-葡萄糖苷酶与酸性磷酸酶的比值,但是矢量角度在不同有机替代处理间并无显著差异。  【结论】  在本试验区中,未施肥处理下土壤微生物受到碳和磷的共同限制,习惯施肥和优化施肥均会加剧微生物的碳限制。有机氮替代化肥氮可以显著提高土壤的养分含量与生物肥力,解除土壤微生物的碳限制,并显著减轻土壤微生物的磷限制。但是磷限制的减轻效果并未随有机氮替代化肥氮比例的增加而显著增加,考虑到有机肥养分释放较为缓慢,具体的有机替代比例还需开展长期试验。     

不同有机（类）肥料替代化肥对椪柑生长发育与产量品质的影响

通过主成分分析和综合得分评判不同种类有机（类）肥料替代化肥的肥效,来明确不同有机（类）肥料替代化肥对椪柑生长发育、产量和品质的影响情况,为柑橘科学减施化肥、合理增施有机（类）肥料及其提质增效提供理论依据与技术支撑。以15年生枳砧台湾椪柑为试验材料开展田间试验,设置单施化肥（CK）、商品有机肥替代化肥（T1）、生物有机肥替代化肥（T2）、烟茎生物有机肥替代化肥（T3）、复合微生物肥料替代化肥（T4）和菜粕饼肥替代化肥（T5）共6个处理,分析不同处理对椪柑的生长发育、生理特性和产量、品质等的影响与综合性评价。结果表明,各有机（类）肥料处理的枝梢、根系生长总体上优于CK,以T3和T4处理的效果最佳,其中T3处理的总根长和根数分别比CK增加了24.8%和35.8%;且T2和T3处理改善根系分布比例的效果较好;各有机（类）肥料处理的果实干物质量比CK增加了20.2%～25.9%,以T2处理最大;5月椪柑根系活力最高,9月较小,以T2和T3处理的根系活力较强;椪柑叶片和果实的氮、磷、钾含量以T3和T4处理相对较高;2019、2020年均以T3处理的单果重最高,且各有机（类）肥料处理的产量分别比CK...     

新建大棚番茄有机肥替代化肥的适宜比例及效应

  【目的】  有机肥氮替代部分化肥是实现作物高产优质、化肥增效和快速培肥土壤的重要技术途径。研究有机肥与化肥不同比例配施对新建温室中番茄产量、品质、氮肥效率和土壤理化性状的影响,以期为设施蔬菜减肥增效提供理论依据和技术支撑。  【方法】  2017和2018年在鲁西南的两个新建大棚进行了试验,供试番茄品种为‘亚特兰大’。依据当地番茄N–P₂O₅–K₂O推荐量 (1108–955–1108),设置100%化肥 (FP) 和10%、20%、30%、40%的有机肥氮替代比例 (FM10、FM20、FM30、FM40) 处理,以不施氮肥为对照 (CK),分析了番茄果实及植株氮磷钾含量,番茄NO₃–-N、维生素C (Vc)、总糖、酸度以及收获后0—30 cm土壤养分含量及容重、孔隙度等物理性状指标,并计算经济效益。  【结果】  有机肥氮替代比例在10%～30%内时,番茄产量随有机肥氮替代比例的提高而提高,以FM30处理的番茄产量最高,净收益最大,比FP处理增产4.03%,增收6.9%。FM30和FM40处理的番茄果实的硝酸盐含量比FP处理均降低了21.2%左右,FM10处理的番茄Vc、总糖含量最高,随有机肥氮替代比例增加,番茄Vc、糖酸比和总糖含量降低。FM30处理的番茄氮素利用率最高,比FP处理提高了17.7%。与FP处理相比,FM30和FM40处理的土壤硝态氮、有效磷和速效钾含量显著降低,土壤容重也显著降低,但土壤有机碳含量得到显著增加。  【结论】  当有机氮替代30%的化肥氮时,可以显著提高番茄产量和品质,改善土壤肥力,减少速效养分的残留。     

有机氮替代部分无机氮对香蕉生产和土壤性状的影响

改善施肥方式,利用有机肥替代部分化肥是指导农业合理施肥、维持土壤可持续利用、保证我国农业可持续发展的必然趋势。本文研究了有机氮替代部分无机氮对香蕉产量、品质、枯萎病发病率及土壤微生物群落的影响,为香蕉生产中减少化肥使用提供理论依据。试验共设置4个施肥处理:常规氮、磷、钾化肥(T1),商品有机肥替代20%无机氮肥(T2),商品有机肥替代30%无机氮肥(T3);商品有机肥替代40%无机氮肥(T4)。测定香蕉长势、枯萎病的发病率、产量、品质以及土壤理化性质、土壤可培养微生物。结果表明,有机氮肥替代无机氮用量的20%～40%均能满足香蕉正常生长的需要,并且相比于单施化肥,替代处理香蕉枯萎病发病率显著降低,香蕉产量显著增加,有机氮替代无机氮显著提高土壤有机质,减缓土壤酸化以及提高土壤速效氮、磷、钾含量,同时降低土壤可培养尖孢镰刀菌数量和真菌数量,增加土壤可培养细菌数量,提高B/F,使土壤向细菌型土壤转化。并且香蕉枯萎病发病率与土壤有机质、速效氮磷钾和可培养细菌呈显著负相关,与可培养真菌和尖孢镰刀菌数量呈显著正相关,主成分分析显示T4、T3处理的土壤质量水平最高,T2处理的土壤质量水平次之,T1处理最低。综上,连续有机氮替代40%无机氮处理提高土壤质量和土壤微生物群落结构、提高土壤抑病性作用、满足香蕉生长、提高香蕉产量最为显著。     

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     

有机肥替代部分化肥对油菜产量和品质、 肥料利用率及土壤性质的影响

揭示化肥减量与有机无机肥配施对油菜产量、品质和土壤养分的影响规律,为油菜生产提质增效提供理论依据。以甘蓝型油菜“浙油938”和“赣油杂8号”为试验材料,设置对照不施肥（CK）、常规施肥（T1）、优化施肥（T2）、有机肥替代15%化肥（T3）、有机肥替代30%化肥（T4）5个处理,研究有机肥替代部分化肥对油菜产量及品质、肥料农学利用率和土壤理化性状的影响。结果表明,相比于常规施肥和优化施肥,施用有机肥能够显著提高油菜的产量和肥料农学利用率,当有机肥替代率达到30%时,油菜的增产率最高,为36.24%～46.36%;此时,油菜的品质较高,含油量和饱和脂肪酸含量分别为38.6%和5.77%。此外,T4处理能够提升土壤质量,改良土壤结构,活化有效养分,进而提高土壤肥力,碱解氮、有效磷和速效钾含量较常规施肥分别提高了6.70%～34.27%、9.25%～17.00%和32.45%～83.78%;土壤pH值和阳离子交换量较常规施肥分别提高了2.73%～4.22%和12.65%～55.33%,土壤容重降低了5.79%～16.30%。化肥减量与有机肥配施能够提高油菜产量,改善油菜品质,且提升土壤养分含...     

小麦产量与土壤养分对水生植物源有机氮替代率的响应

制作堆肥是太湖流域水体水生植物残体的主要利用途径之一,本文主要研究了水生植物堆肥对小麦产量及土壤养分的影响以促进水生植物残体的高效利用。在环太湖地区进行4a的田间定位试验,比较在等氮条件下水生植物有机氮不同替代率(0、20%、40%、60%、80%和100%)下小麦产量、氮磷钾吸收量、土壤氮磷钾含量和pH变化。结果表明:与单施尿素相比,当有机氮替代率为20%和40%时,小麦累积产量分别提高了14.0%和13.5%(P0.05),有机氮替代率继续增加后产量显著下降。与单施尿素相比,有机氮替代率超过60%时小麦籽粒和秸秆氮浓度和吸氮量均显著降低;有机氮配施均显著提高了籽粒磷钾浓度,随着有机氮替代率上升,小麦籽粒磷钾吸收量呈先增后降趋势。连续4 a施用水生植物有机肥后,耕层土壤全氮、有效磷钾含量和土壤pH均随有机肥的替代率增加而升高。兼顾小麦产量和土壤肥力,水生植物有机氮替代率控制在40%较为适宜,可提高小麦产量,增加作物对磷钾养分利用,提高土壤氮磷钾含量,减缓土壤酸化程度,是太湖农作区一项环保型施肥技术。     

有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质及温室气体排放的影响

【目的】通过连续5年田间试验,研究有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质以及果园温室气体排放及增温潜势的影响,以确定适宜的有机替代比例,为果园提质、增效、减排提供理论依据。【方法】田间试验于2016—2021年在河北省邢台市果园进行,供试材料为13年生富士苹果。试验设置4个处理,分别为农民传统施肥(CT)、推荐施肥(OPT)、推荐施肥基础上有机肥替代25%化肥氮(OPT25)、推荐施肥基础上有机肥替代50%化肥氮(OPT50),测定了历年苹果产量、品质,并在试验第5年监测了果园土壤的温室气体排放。【结果】1)与CT相比,OPT和OPT25处理苹果产量在后3年显著增加(P<0.05);OPT、OPT25和OPT50的苹果产量没有显著差异,产量均以OPT25最高,2021年相对CT处理显著增加28.42%(P<0.05)。2)有机肥替代处理的苹果品质优于传统施肥处理,且随试验年限的增加,较高比例的有机肥处理对苹果品质提升效果更显著;而施加有机肥显著提高了果实Vc含量、糖度与糖酸比,显著降低了果实酸度。3) OPT25处理土壤N₂O累积排放量最低,为2.40 kg...     

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照(CK)、常规氮磷钾化肥(NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分(SOR) 3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380cm土层剖面的分布积累量。【结果】与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%～16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%～20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年(2015和2017年)及5...     

基于产量反应和农学效率的白菜推荐施肥方法可行性研究

  【目的】  我国白菜生产中普遍存在施肥过量和不平衡的问题,采用基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法,研究优化施肥对白菜产量和肥料利用率的影响,旨在验证该方法的科学性和可行性。  【方法】  于2018年秋季分别在北京市大兴区魏善庄镇和长子营镇基地布置2个白菜田间试验,共设置6个处理:农民习惯施肥处理 (FP)、基于产量反应和农学效率的优化施肥处理 (OPT)、有机肥替代30%化肥氮处理 (OPT+OM)、基于优化施肥的减氮处理 (OPT-N)、基于优化施肥的减磷处理 (OPT-P)、基于优化施肥的减钾处理 (OPT-K)。测定比较了不同施肥管理措施对白菜产量、养分吸收量、肥料利用率和纯收益的影响。  【结果】  与FP处理相比,魏善庄镇和长子营镇两个试验地OPT处理的白菜产量分别增长了13.3%和18.0%;魏善庄镇试验地白菜植株氮、磷和钾养分吸收量分别增加了35.1、24.1和165.1 kg/hm2,长子营镇试验地分别增加了92.7、29.6和123.3 kg/hm2,均达显著差异水平。魏善庄镇试验地OPT+OM较FP处理白菜增产9.8%,与OPT处理产量相比略有降低;长子营镇试验地OPT+OM较OPT处理白菜产量显著减少22.3 t/hm2,比FP处理增产1.8%但差异不显著。两个试验地点OPT处理白菜纯收益较FP处理和OPT+OM处理提高了12.7%～58.5%。与FP处理相比,两个试验地OPT和OPT+OM处理的氮肥和磷肥偏生产力、回收利用率和农学效率均有所提高。由于FP处理施钾量偏低,导致其钾肥农学效率显著高于OPT处理和OPT+OM处理。除长子营镇OPT+OM处理的钾肥偏生产力显著高于OPT处理外,两个试验地OPT+OM处理的氮肥、磷肥和钾肥效率指标均与OPT处理相当或者显著低于OPT处理。  【结论】  在不同地力和施肥水平的两个地块上,采用基于产量反应和农学效率的优化施肥处理均取得了显著提高白菜产量、效益及氮磷肥利用率的效果,证明该方法是简便易行且效果良好的推荐施肥方法。如果用有机肥替代化肥氮,其推荐施肥方法还需进一步研究。     

基于产量反应的东北一季稻推荐施肥方法的可行性

  【目的】  推荐施肥是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。基于产量反应的养分专家系统 (Nutrient Expert for Rice,NE) 易于操作,便于推广。通过大量田间试验,验证了其在东北一季稻上的应用效果。  【方法】  于2013—2018年在东北水稻主产区黑龙江省和吉林省共开展了115个田间试验,每个试验包括6个处理:1) 基于水稻养分专家系统推荐施肥处理 (NE);2) 农民习惯施肥措施处理 (FP);3) 基于测土配方施肥或当地农技部门推荐施肥的处理 (ST);4)～6) 分别为基于NE的不施氮 (N)、不施磷 (P) 和不施钾 (K) 处理,用于计算养分利用率。水稻收获期调查产量,依据肥料成本,计算净效益和肥料利用率。  【结果】  NE、FP和ST处理间的水稻产量无显著差异 (P = 0.185),但以NE处理的产量较高,平均为9068 kg/hm2,与FP和ST处理相比,分别增加了344和196 kg/hm2,其产量差随着NE系统不断优化趋于稳定。虽然NE处理的肥料成本 (TFC) 最高,但其净效益 (GRF) 比FP和ST处理分别高1043和537元/hm2,这部分效益都来自于产量的增量。养分回收率 (RE) 均以NE处理最高,与FP和ST处理相比,氮素回收率分别提高了3.3和2.3个百分点,磷素回收率分别提高了3.5和3.6个百分点,钾素回收率分别提高了7.3和4.6个百分点。与FP处理相比,NE处理的氮和磷的农学效率 (AE) 分别显著提高2.7 kg/kg (P = 0.022) 和4.1 kg/kg(P = 0.030),3个处理的钾素农学效率无显著差异。肥料偏生产力 (PFP) 的大小与施肥量呈显著负相关,NE和ST处理N的偏生产力显著高于FP处理 (P = 0.004),ST处理磷素偏生产力显著高于NE和FP处理 (P = 0.001),但FP处理钾素偏生产力高于NE和ST处理,并与NE处理差异达到了显著水平 (P = 0.028)。  【结论】  与以常规测土施肥为基础的推荐施肥相比,基于产量反应的养分专家系统 (NE系统) 的推荐施肥量和比例更符合作物对养分的需求,在吉林和黑龙江两个省份的大田试验中均获得了相同或更高的水稻产量。由于NE系统无论是否进行土壤测试都可用来进行推荐施肥,因而是更加方便和可行的一季稻施肥推荐方法。     

有机肥替代化肥对陇中旱区玉米生长及农田碳排放的影响

  【目的】  为降低陇中旱农区化肥氮用量且确保该区玉米持续绿色高产,开展了有机肥替代化肥对玉米生长、农田碳排放影响及机理的研究。  【方法】  试验采用单因素随机区组设计,在等氮 (N 200 kg/hm2) 条件下,设5个有机肥氮替代化肥氮比例处理:0 (T1)、50.0% (T2)、37.5% (T3)、25.0% (T4)、12.5% (T5),同时设置一个不施肥处理 (T6)。在玉米拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期,取样测定玉米叶面积指数和干物质量,成熟期测产,并测定不同土层土壤pH、有机碳和全氮含量。在玉米播种后至收获,每隔15天测定一次CO₂通量。  【结果】  玉米叶面积指数、干物质积累量、生长率及籽粒产量表现为T1≈T5≈T3>T4>T2>T6。收获后,T3处理土壤pH与T1处理在0—5、5—10、10—30 cm土层差异均不显著。土壤有机质含量在0—5 cm土层中最高,T3较T1、T4、T5处理分别显著提高34.5%、9.9%、38.8%;5—10 cm土层内,T3处理的有机质含量与单施化肥T1处理差异不显著,T2、T3、T4处理间有机质含量差异不显著;10—30 cm土层T3较T1显著提高土壤有机质含量31.4%,较T5处理显著提高26.1%。全氮含量在5—10 cm土层中最高,T3较T1处理显著降低23.6%,各有机肥替代化肥比例处理间差异不显著。与T6处理相比,所有施肥处理均增加了玉米全生育期的总碳排放量,而在所有施肥处理中,T1、T3与T5碳排放总量较低且相互之间无显著差异。所有施肥处理较不施肥处理(T6)均提高了净生态系统生产力(NEP)和土壤碳平衡(SCB),T3处理2019和2020年2年平均SCB高于其他所有处理,玉米农田均为大气CO₂的“汇”,T3表现出最强碳汇效应。相关性分析结果表明,土壤碳排放与土壤有机质含量(r=0.56*)、土壤温度(r=0.93**)呈显著或极显著正相关;与土壤pH呈极显著负相关(r= –0.77**);叶面积指数(r=0.75**)、干物质(r=0.75**)、籽粒产量(r=0.93**)与土壤碳平衡呈极显著正相关;土壤理化指标中全氮 (r=0.72**)、温度(r=0.84**)与碳平衡间呈极显著正相关。  【结论】  在丰水年,陇中旱农区在施纯N 200 kg/hm2的水平下,37.5%左右有机肥替代化肥比例较单施化肥可使玉米稳产,改善土壤pH、提高土壤肥力,土壤CO₂排放总量较单施化肥处理没有显著增加,为陇中旱农区全膜双垄沟播玉米有机肥替代化肥的适宜比例。     

秸秆还田结合减氮调控旱地土壤硝化潜势维持作物产量的机理

  【目的】  氮肥过量使用所导致的氮素利用率低和环境污染等问题严重影响现代农业生产。研究秸秆还田改善旱地农田土壤性质、提升土壤肥力和氮素利用率的潜力和作用机理,为减少氮肥用量、提高作物氮素利用率和土壤肥力提供科学依据。  【方法】  本研究选取河南许昌潮土和云南曲靖红壤两种典型旱作农田,2016～2018年开展了田间玉米－大麦/小麦轮作定位试验,在两地同时设置以下4个处理:不施氮 (CK)、常规施氮 (N)、减氮20% (80%N)、减氮20%配合秸秆还田 (80%NS),研究不同处理对土壤养分、土壤硝化潜势和作物产量及氮肥利用率的影响。  【结果】  与N处理相比,80%NS处理可稳定保持麦季抽穗期和玉米季抽雄期两种旱地土壤可溶性有机碳氮养分含量,促进土壤中NH₄+-N的积累并降低了NO₃–-N含量;80%NS处理使潮土和红壤硝化潜势分别降低了5.5%～33.9%和7.8%～37.5%;3年连续减施20%氮肥配合秸秆还田能够稳定产量并表现出一定的增产效果 (11.2%～20.4%),提高氮肥利用率6.4%～10.3%;而80%N处理会使作物产量下降3.9%～13.4%,氮肥利用率降低1.8%～38.9%。  【结论】  连续3年减少常规氮施用量20%配合秸秆还田,不仅增加了土壤有机碳氮含量,还减缓了土壤的硝化作用,增加了土壤铵态氮积累,实现对作物所需养分的持续供应,因而在维持和提高作物产量的同时,提高了氮肥利用率。单纯降低氮肥用量则有降低作物产量的风险。     

好氧发酵猪粪部分替代化肥提高夏玉米氮素利用率和土壤肥力

  【目的】  化肥及畜禽粪便的不合理施用不仅影响作物增产,还严重威胁土壤健康和环境安全。探究不同发酵方式猪粪有机肥及有机肥替代化肥的比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳、氮含量的影响,为规模化养猪场粪便快速处理,及制定其与化肥的适宜配比提供理论依据。  【方法】  以‘先玉335’为供试材料,在中国农业大学丰宁动物试验基地进行田间试验。设置5个处理:不施肥 (CK),100%化肥氮 (CF),100%自然堆肥猪粪氮 (PM),100%好氧发酵猪粪氮 (PC),50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮 (FM)。分析猪粪不同发酵方式及有机氮替代比例对夏玉米氮素吸收及土壤碳氮的影响。  【结果】  在等氮条件下,与CF处理相比,FM处理产量、穗粒数、千粒重均以FM处理最高,其中FM处理显著增产13.2%,PC、PM处理与CF处理差异均不显著。FM处理玉米氮素积累量最高,两年平均为304.6 kg/hm2,较CF处理氮素累积量显著提高15.5%;PC、PM处理与CF处理氮素积累量差异不显著。与CF 处理相比,FM处理的氮素当季回收率、氮素农学利用率和偏生产力两年平均分别显著提高85.9%、59.5%和13.2% (P < 0.05),PC、PM处理与CF 处理之间无显著差异。在玉米拔节期和抽穗期,FM处理0—40 cm土壤无机氮含量均最高,与 CF 无显著差异;在成熟期,FM处理土壤无机氮含量较CF处理显著增加41.8%,而PC和PM处理与CF处理无显著差异。此外,施用有机肥可不同程度地增加土壤有机碳和全氮含量,与CF处理相比,PC和FM处理使有机碳含量分别显著提高13.3%和9.8%;FM处理土壤全氮含量显著提高33.4%。  【结论】  在等氮条件下与单施化肥相比,50%好氧发酵猪粪氮 + 50%化肥氮配施不仅显著提高了夏玉米产量和氮素累积吸收量,还提升了土壤全氮和有机碳含量以及0—40 cm土层土壤无机氮含量。单独施用自然堆肥、好氧发酵猪粪及化肥在产量和氮素积累方面没有显著差异,但可增加土壤全氮和有机碳含量,有利于土壤培肥,而施用好氧发酵猪粪的效果又优于施用自然堆肥。     

长期氮肥减量深施对双季稻产量和土壤肥力的影响

  【目的】  合理减少氮肥用量是解决我国当前稻田生态系统氮素损失量大、氮肥利用率低等问题的重要途径。然而,长期减少氮肥投入能否维持水稻产量和稻田土壤肥力还不清楚。以我国南方典型红壤双季稻田为研究对象,系统分析连续7年化肥深施结合不同氮肥用量措施下双季稻产量、氮肥偏生产力、根际土壤速效养分含量和土壤肥力的差异特征,探讨长期氮肥减量的可行性,为制定适宜的双季稻田氮肥管理措施提供科学依据。  【方法】  于2012年,在中国科学院桃源农业生态试验站开始设置氮肥减量深施长期定位试验,以常规施氮 (CF,早、晚稻施氮量均为N 150 kg/hm2,基追肥均为表层撒施) 为对照,基于化肥深施,设置3个氮肥水平 (N1,减氮30%;N2,减氮23%;N3,减氮16%)。每年早、晚稻收获计产,并于2018年早、晚稻分蘖期、拔节期和成熟期采集水稻根际土壤,测定土壤无机氮、有效磷和速效钾含量,同时测定晚稻成熟期根际土壤pH、有机碳和全量养分含量,研究长期氮肥减量深施对双季稻产量和稻田土壤肥力的影响。  【结果】  与CF处理相比,深施条件下,减氮16%～30%处理早、晚稻分蘖期根际土壤无机氮和速效钾含量无显著变化,但减氮23%和30%处理早稻分蘖期根际土壤有效磷含量显著降低;拔节期和成熟期根际土壤NH₄+-N和NO₃–-N含量分别提高了4.26%～109.00%和2.56%～65.50%,有效磷和速效钾含量分别提高了3.10%～32.60%和5.94%～42.40%,保证了双季稻生育中后期氮磷钾养分的稳定供应。在化肥深施基础上,连续7年减少16%～30%氮肥用量提高了氮肥偏生产力,早晚稻增产4.37%～32.70%,并维持土壤有机质和全量养分含量的稳定。  【结论】  结合化肥深施,在常规氮肥用量(150 kg/hm2)基础上减少30%氮肥投入,双季稻根际土壤速效养分含量不会降低,甚至高于撒施。因此,长期减施氮肥结合深施可以维持双季稻的产量和稻田土壤肥力的稳定,显著提高氮肥偏生产力。