长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡,比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异,为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域[四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量,分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡,比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2,麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2,两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2,较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分,其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%,使得油菜季养分输入量明显高于小麦季;而小麦由于群体生物量大,两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2,分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2,占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2,略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物,两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中,NH₃挥发损失的氮所占比例最大,占各季施氮量的7.2%～18.4%;其次是氮的淋溶和径流损失,约为6.7%～12.7%;N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时,油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2,麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2),两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后,油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2,分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时,油?稻体系氮盈余,麦?稻体系氮持平或略有亏缺,两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时,两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余,说明秸秆还田能够增加养分输入,维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素,油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高,因此,油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。      

测土施肥技术对内蒙古通辽市玉米养分管理的影响现状与评价

【目的】 明确通辽市玉米施肥现状,对该地区玉米养分管理提供科学指导。 【方法】 对通辽市2005—2007年和2010—2012年两个时期的农户调查数据进行分析。 【结果】 1) 通辽市2010—2012年玉米化肥投入总量为333.5～383.5 kg/hm2,氮、磷、钾投入量分别为210.0～237.0 kg/hm2、85.5～106.5 kg/hm2、38.0～40.0 kg/hm2。与2005～2007年比,总养分投入量没有差异,其中氮肥投入量没有差异;磷肥投入量有所减少,旱地和水浇地分别减少28.5 kg/hm2、15.0 kg/hm2;钾肥投入量旱地和水浇地分别增加23.0 kg/hm2和20.0 kg/hm2。2) 与最佳施肥量比,目前玉米氮肥投入量偏高,磷肥和钾肥投入量偏低,特别是钾肥投入量明显不足。3) 通辽玉米施肥主要以基肥 + 1次追肥方式为主,旱地全部为基肥 + 1次追肥,水浇地90%为基肥 + 1次追肥,仅有10%为基肥 + 2次追肥。旱地和水浇地氮肥基追比例分别为1∶2.9和1∶3.3,较合理。4) 通辽市玉米基肥施用的化肥品种主要为磷酸二铵和复合肥,追肥为尿素。复合肥以通用型复合肥为主,其中旱地玉米施用的复合肥配方为15–15–15、18–18–18、17–17–17、19–19–19的占77.6%,水浇地玉米施用的复合肥配方为15–15–15、12–15–8、15–20–10的占78.1%。旱地和水浇地玉米施用的复合肥配方差异较大。5) 有机肥施用农户少,仅占27%。6) 玉米氮磷钾比例为1∶0.45～0.46∶0.10～0.22,氮磷比例较合理,氮钾比例与玉米的需肥规律差异较大。内蒙古通辽市玉米施肥存在氮肥施用过量、磷肥施用偏低、钾肥和有机肥投入不足等问题。      

陕西省商洛核桃产区施肥现状评价

【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。 【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。 【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P₂O₅、K₂O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P₂O₅投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K₂O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220～270 kg/hm2、P₂O₅ 110～140 kg/hm2、K₂O 150～190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。 【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。      

河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析

以河北省果园土壤地力调查、农户调查和统计数据为基础,采用氮盈余法从果树种类和区域角度分析了果园生产体系中的氮素输入输出特点及氮养分盈余状况。结果表明,河北果园平均化肥氮投入量为438.0 kg/hm2,主要品种为尿素和复合肥,有机肥氮为181.6 kg/hm2,以畜禽粪为主,其中禽粪占25.5%。京津东部区和冀中、南平原区的果园氮素投入、盈余量较高;葡萄园和桃园的氮素投入水平较高;果园氮素施用与养分盈余量之间存在极显著的正相关,过量施用氮肥是氮盈余量很高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤C/N均呈下降趋势,氮素盈余对土壤全氮的影响大于对土壤有机质的影响。     

江苏泰州市稻?麦轮作体系土壤氮磷钾养分平衡状况

【目的】本文旨在评价泰州市稻麦轮作耕地养分平衡情况,为推进耕地质量提升、减轻农业面源污染提供理论依据,对今后耕地质量建设与保护工作提出对策和建议。【方法】以江苏省耕地质量监测数据库中2012—2017年泰州市20个省级耕地质量监测点的肥料投入和作物产量数据为基础,根据不同作物产量与养分吸收的关系测算出各监测点养分投入和吸收数据,并据此计算养分平衡率,利用SPSS软件对不同农区、不同年度的上述数据进行统计分析。【结果】该市近年来氮肥投入总量基本稳定,磷肥、钾肥投入逐年上升,2017年增加显著。不同农区、不同年度的作物产量间没有显著性差异,年均产量为小麦籽粒4705.5 kg/hm2,小麦茎杆5220.3 kg/hm2,水稻籽粒7049.2 kg/hm2,水稻茎杆7511.5 kg/hm2。全市耕地土壤氮肥、磷肥盈余,钾肥亏损。氮肥年均盈余率为117.53%,磷肥年均盈余率为24.19%,钾肥年均亏缺率为?49.04%。土壤氮肥盈余率较为稳定,年度间变化不显著。磷肥盈余率呈现逐年上升趋势,但没有显著差异。钾肥亏缺率呈现逐年下降趋势,2017年钾肥亏缺率为?36.19%,显著低于其他年份。各区土壤养分盈亏情况均为氮、磷盈余,钾亏损。氮肥以里下河区盈余率最高,为139.53%,显著高于高沙土区(106.27%)和沿江区(106.71%)。磷肥盈亏率各区之间没有显著性差异。钾肥以高沙土区亏缺率最低,为?40.96%,显著低于里下河区(?57.73%)和沿江区(?48.19%)。【结论】泰州市近年来肥料投入整体符合“减氮控磷、补施钾肥”的原则,有效保证了当地作物的稳定高产,但各农区土壤养分盈亏状况不同,氮磷钾养分盈亏变化趋势也不完全相同。因此,应根据各区具体盈余及变化,调整氮磷钾施肥量。     

18-1目录

【目的】 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 【方法】 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P₂O₅);钾养分数量以水稻最高,占36.9% (K₂O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P₂O₅和K₂O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P₂O₅15.5 kg/hm2和K₂O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P₂O₅) 和85.5% (K₂O)。 【结论】 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。      

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。     

云南不同生态蔗区甘蔗施肥现状分析与评价

【目的】 云南省是我国第二大甘蔗和食糖生产基地,了解云南省不同生态蔗区甘蔗施肥现状及蔗农养分资源管理中存在的问题,提出解决问题的对策,对于提高甘蔗产量及品质、优化蔗农经济效益和甘蔗产业可持续发展具有重要意义。 【方法】 采用蔗农统一问卷实地走访调查的方法,对2013—2014年榨季的24个县1350户蔗农的甘蔗产量、施肥习惯及施肥量、施肥种类、施肥时间、施肥方式等进行了调查。根据蔗区的实际肥料投入量和各肥料产品中标注的有效养分含量,计算化肥中各养分的投入量,没有记录的按调查多数平均值计算。 【结果】 通过实际调查资料汇总,当甘蔗产量介于85.00～90.00 t/hm2 时,建议化肥用量分别为 N 285～350 kg/hm2、P₂O₅ 200～250 kg/hm2、K₂O 175～225 kg/hm2,N∶P₂O₅∶K₂O 养分比例约为1∶0.7∶0.6。蔗区养分调查结果表明,不同生态蔗区甘蔗平均产量表现为南亚热带湿润蔗区 > 中亚热带湿润蔗区 > 北热带半湿润蔗区,分别为81.40 t/hm 2、81.73 t/hm2 和75.44 t/hm2,全省甘蔗平均产量80.35 t/ hm2。南亚热带湿润蔗区以施基肥为主,施用基肥的蔗农比例为99.71%;中亚热带湿润蔗区和北热带半湿润蔗区以施追肥为主,施用追肥的蔗农比例分别为94.17%和93.94%;化学肥料品种以尿素、普通过磷酸钙和复合肥为主,且施用复合肥的比例较高,其施用的样本比例占到了总样本数的94.13%;有机肥以滤泥、酒精废液和蔗叶还田为主,且均作为基肥施用,施用比例小。全省化肥氮 (N)、磷 (P₂O₅) 和钾 (K₂O) 投入量分别是193.67 kg/hm2、116.79 kg/hm2 和95.86 kg/hm2。云南省各生态蔗区甘蔗化肥养分投入量均表现为氮肥 > 磷肥 > 钾肥。蔗区施肥以两次施肥 (基肥 + 追肥) 和一次施肥 (追肥) 为主。甘蔗下种时基肥随蔗种一起施入,进入拔节伸长期时进行追肥,追肥均在4 月份至6 月份完成。肥料施用方式以条施和穴施为主,施肥深度存在较大差异,施用追肥后不盖土的现象严重,中亚热带湿润蔗区追肥后不进行覆土的蔗农占样本总数的82.53%。 【结论】 云南不同生态蔗区存在以下问题:重追肥,轻基肥;重视化学肥料、复合肥,忽视有机肥;重视氮肥,轻钾肥;部分地区追肥不覆土现象严重。因此,针对不同生态蔗区应积极推广有机肥的投入,平衡氮肥与磷肥用量,提高钾肥的施用量,优化基肥追肥肥料投入比例,推广测土配方施肥,做到施肥覆土,提高肥料利用效率。      

典型乌龙茶产区氮素平衡状况及减排潜力研究

为探讨典型乌龙茶产区氮素平衡状况及温室气体减排潜力,基于2015—2017年在福建省安溪县和武夷山市茶园开展的355户农户调研数据和207个土壤数据,采用Boundary line方法,分析了典型乌龙茶产区的氮肥施用特征、氮素平衡状况以及温室气体减排潜力。结果表明:安溪县茶园平均氮肥投入量509.4 kg·hm~(-2),主要来源于复合肥和尿素,全年氮盈余量479.1 kg·hm~(-2);武夷山市茶园平均氮肥投入量218.1 kg·hm~(-2),主要来源于复合肥,全年氮盈余量189.8 kg·hm~(-2);氮素投入与氮养分盈余量之间具有极显著的正相关关系;随着氮素盈余量的增加,土壤全氮含量也随之增加,并且安溪茶园的土壤全氮含量比武夷山茶园更高;基于Boundary line方法,安溪县和武夷山市茶园的氮肥优化用量分别为411.3 kg·hm~(-2)和157.7 kg·hm~(-2);通过优化氮肥投入和管理水平可分别实现安溪县和武夷山市茶园温室气体减排62.0%和68.0%。在安溪县和武夷山市乌龙茶产区中,氮肥施用严重过量,导致氮素盈余量和温室气体排放量较高,应通过优化氮肥用量达到减少氮素过量盈余和降低茶园温室气体排放的目的。     

基于西瓜产量的推荐施肥量及化肥减施潜力分析

  【目的】  针对不同区域西瓜主产区养分管理存在的问题,查清不同区域西瓜不同产量水平下养分需求量,提出化肥减施增效的关键技术措施,为西瓜产业绿色持续发展提供理论依据和技术支撑。  【方法】  基于多点肥料试验数据及收集文献中西瓜产量和养分吸收数据,分析单位经济产量养分需求量。实地调研22个西瓜主产省、市及自治区主产地种植大户西瓜产量、有机肥、化肥施用种类和量及施肥和灌水方式,结合《中国统计年鉴(2020)》中各地西瓜产量水平,依据不同区域西瓜目标产量养分需求量、土壤肥力水平调整系数,文献推荐施肥量及田间试验验证,综合确定不同产量水平下推荐施肥量,评估不同区域化肥减施潜力。  【结果】  不同省、市、自治区西瓜平均产量为11.9～58.8 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为190.7～380.7、162.9～349.5及62.7～492.5 kg/hm2;南方省市区平均产量为32.1 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为250.2、217.0及236.9 kg/hm2;北方省市区产量平均45.6 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为264.1、245.8及291.9 kg/hm2。生产1 t西瓜N、P₂O₅及K₂O需求量分别为2.0、0.83、3.3 kg。产量水平30～40、40～50、50～60、60～70及70～95 t/hm2时推荐合理的化肥施N量分别为90～120、110～150、130～170、150～205、170～230 kg/hm2,P₂O₅施用量分别为45～65、55～75、65～85、70～95、80～110 kg/hm2,K₂O施用量分别为110～150、125～170、150～205、170～230、185～250 kg/hm2。不同地区农户平均施用氮、磷、钾化肥量分别是推荐量的1.3～3.0、1.9～5.5、0.3～2.5倍,氮、磷、钾化肥的减施潜力分别为22.7%～66.5%、47.8%～81.7%、–187.1%～59.4%,平均分别为43.0%、68.7%、12.2%;全国西瓜主产区化肥氮磷养分投入均普遍过量,钾养分过量和不足并存,氮磷钾养分投入中磷肥比例偏高,南方地区化肥减施潜力大于北方。  【结论】  不同区域西瓜产量水平、施肥现状和存在的主要问题不同,生产中亟待集成优化并建立与气候、栽培季节、栽培模式相匹配的综合技术模式,应在西瓜目标产量推荐施肥总量控制下根据不同生育期养分需求合理施肥运筹;同时需考虑有机肥投入可提供的有效养分量,针对性集成水肥一体化精准管理、有机肥合理替代、测土配方施肥等关键技术,建立模式并配套技术规程,规模化示范推广,实现西瓜化肥减施增效及产业绿色可持续健康发展的目标。     

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查,明确设施菜地施肥现状和存在问题,为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查,明确设施菜地施肥特征,估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2,显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源,对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中,化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看,N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%,塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%,P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量,天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量,甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%,化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主,其中化肥基施比例偏高,追肥养分比例过低,养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高,养分结构不合理。主要设施蔬菜中,茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量,化肥养分减施潜力较大,是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

有机肥替代化肥比例对椪柑生长发育、产量和土壤生物学特性的影响

  【目的】  通过研究等氮磷钾养分条件下,有机肥替代化肥比例对椪柑生长、养分吸收、产量和土壤微生物性状的影响,提出适宜的有机替代比,为柑橘化肥减量与提质增效技术提供理论依据。  【方法】  于2019、2020年在重庆连续进行田间试验,供试材料为15年生枳砧台湾椪柑(Citrus reticulata Blanco cv. Ponkan)。设置CK (不施肥)、FP (单施化肥)、T1 (有机替代率为氮10%、磷25%、钾18%)、T2 (有机替代率为氮15%、磷38%、钾27%)、T3 (有机替代率氮20%、磷51%、钾36%)、T4 (有机替代率为氮30%、磷76%、钾54%)共6个处理,除CK外,各施肥处理的氮、磷、钾养分一致。调查分析椪柑生长、养分吸收、产量和肥料贡献率及土壤微生物特性。  【结果】  1)与FP相比,有机肥替代处理(T1至T4)增加了根系量、根系活力和枝梢生长量,显著增加了细根(直径0～0.5 mm)比例,且增加幅度随有机替代比的增大而提高;有机替代处理的春梢叶片SPAD、P_n、PI_abs和PI_total等较FP处理均有不同程度的提高,并随有机替代比的增大呈先升后降的趋势;以T2和T3处理对椪柑生长发育较好;2) 2019和2020年有机肥替代处理的枝梢和果实N、P和K积累量相比FP有一定程度的增加,且随有机替代比的增加均呈先升后降的趋势;2019和2020年各有机肥替代处理较FP处理平均增产了7.2%～26.4%和2.0%～36.9%,肥料贡献率比FP处理分别提升了5.2%～45.4%和3.3%～54.9%,但随有机替代比的增加呈先升后降的趋势,以T2和T3处理促进养分积累和增产的效果较好;3)有机肥替代处理的根际土壤脲酶、蔗糖酶活性及可培养的细菌和放线菌数量较FP均有所增加,且随有机替代比的增大而增加,7月时达最大,而土壤可培养真菌数量表现出先增后减的趋势,以T3和T4处理对土壤微生物特性较好。  【结论】  等氮磷钾养分情况下,有机肥替代化肥促进了椪柑侧根根系特别是细根和春、秋枝梢的生长发育,改善了叶片的光合作用,提高了枝、叶、果对养分的积累和椪柑产量,改善了果园土壤生物学特性。本试验条件下,以有机替代15%～20%的氮肥、38%～51%的磷肥和27%～36%的钾肥的效果最好。     

适宜有机肥氮替代化肥氮比例提高甜瓜养分吸收、产量和品质

  【目的】  新疆有丰富的有机肥养分资源,我们研究了不同有机肥替代化肥比例对甜瓜氮磷钾养分吸收、积累及产量和品质的影响。  【方法】  2016和2017年连续进行了两年田间试验,供试甜瓜品种为‘黄皮9818’。试验设置不施氮肥(CK)、单施化肥(CF),和以100%、75%、50%、25%羊粪有机肥氮替代化肥氮素6个处理,对照除不施氮肥外,磷钾肥同其他处理,其他处理的氮磷钾养分投入量相同。在甜瓜主要生育期,取样分析了氮磷钾积累量,成熟期测定了甜瓜产量和可溶性固形物含量。  【结果】  与单施化肥相比,施用100%有机肥氮降低了甜瓜各生育期的氮磷钾积累量;施用75%有机肥氮降低了果实膨大期前的氮磷钾阶段积累量,但总积累量没有明显降低;施用25%和50%有机肥氮,除伸蔓期外,氮磷钾阶段积累量没有显著降低,总积累量甚至明显高于单施化肥处理。从阶段氮磷钾吸收量占全生育期的比例看,施25%～50%有机肥氮增加了伸蔓期—花果期磷钾积累量的占比和果实膨大期—成熟期氮素吸收量的占比,比单施化肥处理更能满合甜瓜对氮磷钾养分吸积累的需求。施25%～50%有机肥氮处理甜瓜产量和可溶性糖含量与单施化肥处理相比没有显著差异,而施用75%～100%有机肥氮与单施化肥处理相比显著降低了甜瓜产量。  【结论】  在新疆甜瓜生产中,有机肥氮超过总氮量的75%不能满足甜瓜对氮磷钾养分的吸收和积累需求,会不同程度地降低甜瓜产量和品质。施用25%～50%的有机肥氮(羊粪)替代化肥氮,其对养分的供应与甜瓜氮磷钾养分的吸收积累规律吻合,既可保证甜瓜营养生长期对磷钾的需要,又可促进果实膨大期后对氮素的吸收积累,进而提高甜瓜产量和品质。     

有机无机复混肥施用量对热带水稻土微生物群落和酶活性的影响

  【目的】  研究一次性施用不同量的有机无机复混肥对热带地区水稻产量及土壤微生物群落与酶活性的影响,为该区域水稻高效肥料管理提供科学依据。  【方法】  水稻田间试验连续进行了3季 (2018年早稻–晚稻,2019年早稻)。施肥设5个处理:不施肥对照 (CK),常规化肥分3次施用 (CF),采用一次性基施的等量、减10%和减20%氮磷钾养分投入量的有机无机复混肥处理 (OF、–10%OF和–20%OF)。2019年早稻收获后测产,同时取0—20 cm土壤样品,分析土壤理化性质和酶活性,采用Illumina高通量测序技术测定土壤细菌和真菌群落组成、多样性和结构。  【结果】  OF、–10%OF和 –20%OF处理的水稻产量没有显著差异,均与化肥处理 (CF) 相当。与CF相比,3个有机无机复合肥处理显著提高了土壤pH,对土壤全量氮磷钾没有显著影响;OF处理显著提高了土壤有机质含量;–20%OF处理显著提高了土壤碱解氮 (15.40%)、速效钾含量 (39.75%);OF和–10%OF处理显著提高了土壤有效磷 (49.82%、46.02%) 和速效钾含量 (91.40%和30.44%);有机无机复混肥处理对土壤酶活性没有显著影响。施用有机无机复混肥影响了真菌和细菌的多样性。其中–20%OF处理显著提高了细菌、真菌的Chao1指数和真菌的物种丰富度指数。在群落结构方面,–20%OF处理的土壤变形菌门和酸杆菌门的丰度显著高于CF处理,分别提高6.64%和8.37%,厚壁菌门丰度较CK显著降低了72.67%;–20%OF处理较CF处理显著增加土壤接合菌门丰度 (77.40%),而–10%OF土壤真菌球囊菌门较CK处理降低了117.38%。相关性分析表明,土壤细菌多样性与土壤速效磷呈正相关,真菌多样性与土壤碱解氮呈正相关。冗余分析表明,细菌群落的主要驱动因子为酸性磷酸酶、速效钾、有效磷和碱解氮,而碱解氮、全钾、有效磷和脲酶是土壤真菌群落的主要限制因子。  【结论】  施用有机无机复混肥能显著改善南方红壤水稻土速效养分含量和pH,减少10%～20%的常规养分投入量,对水稻产量没有明显影响,但是比施用化肥明显提高了土壤中有效磷、钾含量,同时提高了土壤细菌和真菌群落的数量和多样性。     

紫云英与水稻秸秆联合还田下双季稻田土壤氮磷平衡状况及化肥减施策略

  【目的】  稻草还田和冬种绿肥是维持稻田地力和化肥替代的重要方式。通过分析“紫云英–早稻–晚稻”模式各作物季和轮作周年农田土壤养分的平衡,为科学减施化肥提供依据。  【方法】  微区定位试验在湖南酸性红黄泥和碱性紫潮泥稻田进行了2年。两土壤试验处理一致,包括稻田冬闲 (FRR)、冬种紫云英 (MvRR) 及紫云英与水稻秸秆联合还田 (MvRR+ St) 3个处理。调查分析了土壤氮磷养分含量,紫云英和双季稻的生物量、氮磷含量及积累量,计算了稻田土壤的表观氮、磷平衡。  【结果】  两种典型稻田土壤上,紫云英生物量和氮、磷养分含量及积累量均表现为MvRR+St大于MvRR (P > 0.05)。与MvRR相比,MvRR+St未显著影响早、晚稻产量及水稻植株氮、磷积累量,但显著提高了稻田土壤速效磷含量,红黄泥和紫潮泥土壤速效磷含量较MvRR处理分别提高了29.7%和20.9% (P < 0.05)。在本研究氮、磷投入水平下,MvRR+St处理轮作周年和早稻季土壤氮、磷均盈余,晚稻季土壤氮亏缺、磷略有盈余且轮作周年和早稻季的紫潮泥盈余量均大于红黄泥。轮作周年氮、磷总盈余量在红黄泥田分别为43.32、31.57 kg/hm2,在紫潮泥田分别为70.28、33.96 kg/hm2;早稻季在红黄泥分别为88.06、21.26 kg/hm2,在紫潮泥分别为134.04、27.95 kg/hm2;晚稻季红黄泥和紫潮泥土壤氮亏缺量分别为29.70、30.02 kg/hm2。【 【结论】 】 在本研究氮、磷投入水平下,紫云英与水稻秸秆联合还田在两种典型水稻土上均没有进一步提升水稻产量,但轮作周年土壤总氮、磷量为盈余,土壤磷素处于积累状态。土壤氮、磷盈余主要发生在早稻季,而晚稻季土壤氮亏缺、磷基本平衡。因此,紫云英与双季稻秸秆联合还田条件下,应减少早稻季化肥氮、磷投入量,适当提高晚稻氮肥投入量,最终实现双季稻周年氮磷总投入量的适当降低。     

长期绿肥和秸秆还田替代部分化肥提升红壤性水稻土酸解有机氮组分比例及供氮能力

[目的]氮是限制土壤生产力的重要营养元素.研究长期施用绿肥和秸秆下,红壤性稻田土壤氮组分含量的变化及其与氮素供应容量和强度的关系,深化理解有机肥提高土壤肥力的理论.[方法]长期定位试验位于江西农业大学科技园内,始于1981年,供试土壤为第四纪红色粘土发育的潴育性水稻土.设置4个处理:无肥(CK);单施化肥(F);翻压紫...     

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。     

化肥减施下有机替代对小麦产量和养分吸收利用的影响

  【目的】  探讨化肥减施和氮肥有机替代对小麦产量、养分积累、运转和吸收利用的影响,为国家化肥零增长战略提供理论依据。  【方法】  于2017—2019年,定位研究了常规施肥 (CF)、等氮量有机替代 (有机替代30%N, CF+M)、化肥减施 (N、P₂O₅、K₂O分别减施25%、30%和16.7%,CFR)、减施替代 (有机替代30%N,CFR+M) 和单施有机肥 (M) 对小麦产量及其构成、生物量、不同生育期植株氮磷钾积累量、花前植株养分运转及花后养分积累、养分吸收利用的影响。  【结果】  与CF相比,CFR和CF+M处理小麦产量、成穗数和穗粒数均没有显著变化,千粒重有增加趋势;CFR提高了小麦拔节—开花阶段氮、磷、钾吸收量及其比例,CF+M与CF处理间各生育阶段尤其是拔节期后吸氮、钾量差异均不显著,而CFR处理开花—成熟期的氮磷吸收量显著降低,CF+M处理降低了花前茎叶氮运转量及花后氮磷积累量,CF+M、CFR和CF 3个处理间氮积累量差异不显著;CF+M提高了花前茎叶氮磷运转量对籽粒氮磷贡献率及花后氮积累量对籽粒氮的贡献率。籽粒氮素积累与各生育阶段氮素积累量、花前期茎叶氮素运转量及花后氮素积累量间呈显著或极显著正相关,籽粒磷素积累量仅与花后磷素积累量显著正相关,籽粒钾素积累量与返青—拔节阶段钾素积累量显著正相关,与花前颖壳+穗轴钾素运转量显著负相关。CFR和CF+M较CF提高了氮吸收、利用效率和氮肥偏生产力,CF+M较CF提高了钾素利用效率,降低了钾素吸收和钾素偏生产力。  【结论】  本试验的两年间,不同程度地减少氮磷钾化肥投入量,或不减少总氮量投入 (以30%有机氮替代化肥氮) 有利于花前期营养器官积累的养分向籽粒运转及籽粒对氮养分的吸收利用,都可以维持小麦产量。在减施氮肥量25%的前提下,用30%或者100%的鸡粪替代化肥则降低小麦各生育期干物质和氮磷钾养分的积累和运转,最终降低小麦的产量。因此,进行有机替代需要进一步研究适宜的氮肥减施比例。     

近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化

  【目的】  中国的稻作模式和区域条件复杂多样,研究和推荐各稻区氮肥合理施用量,为提高氮肥利用效率和维持土壤氮素平衡提供参考。  【方法】  基于1988―2017年开展的全国水稻土长期监测平台,分析主要稻区（包括东北、西南、长江中游、华南、长三角稻区,322个土壤监测点）氮肥施用水平、氮肥偏生产力、土壤氮素平衡的时空演变特征,并进一步探究各稻区氮肥的合理用量。  【结果】  近30年来,我国东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区水稻氮肥平均施用量分别为N 159、173、179、284和279 kg/hm2,全国稻区氮肥平均施用量为N 215 kg/hm2。西南和长三角稻区氮肥施用量随施肥年限的增加而显著增加 (P < 0.05),增加速率分别为N 0.4和2.5 kg/ (hm2·a)。整体而言,全国稻区氮肥施用量随施肥年限的增加无显著变化。30年间,各稻区之间氮素表观平衡量差异显著 (P < 0.05)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区氮素年均盈余量分别为N 35、5、20、69和109 kg/hm2,氮素盈余量分别占氮肥平均施用量的22%、3%、11%、24%和39%。各稻区氮素盈余量均随着氮肥施用量的增加而显著增加 (P < 0.0001)。东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角各稻区水稻氮肥偏生产力分别为54、51、42、44和35 kg/kg,全国平均为45 kg/kg,仅东北和长江中游 (早稻) 稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限增加而显著提高 (P < 0.05)。各稻区氮肥偏生产力均随着氮素盈余量的增加而呈指数下降趋势 (P < 0.0001)。  【结论】  除西南稻区,其他稻区氮素施用量偏高。综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,建议东北、西南、长江中游 (早稻)、华南 (双季) 和长三角稻区的适宜施氮量分别为N 131、167、156、244和151 kg/hm2。     

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。