长期不同施肥对玉米田间杂草种群组成的影响

通过田间小区试验,研究了长期不同施肥对玉米田间杂草种群组成的影响。结果表明:N、P、K平衡施用时,无论是施用有机肥,或是施用无机化肥,田间杂草的种群组成相似;不施用 P 肥能显著引起杂草种群组成的改变;不施用 N 肥也有一定的影响,但不施用 K 肥却无显著影响。主成分分析表明:土壤速效 P 是影响田间杂草种群组成最为重要的因子,而速效 N 则为第二重要因子。     

长期施肥对南方黄泥田冬春季杂草群落及其C、N、P 化学计量的影响

在福建黄泥田长期定位施肥试验的第27年,研究了不同施肥处理对冬春季稻田杂草群落及其C、N、P化学计量的影响。结果表明,与不施肥(CK)相比,化肥+牛粪(NPKM)、化肥+秸秆还田(NPKS)及单施化肥(NPK)处理的杂草Shannon均匀度指数(E)降低0.03~0.07个单位,NPKM与NPKS处理还同时降低了Margalef物种丰富度指数(DMG),而表征综合量度的Shannon多样性指数(H′)则降低0.02~0.16个单位。各施肥处理的杂草生物量较CK增加89.6%~214.7%。不同施肥处理还提高了杂草N、P、K养分含量,尤其是NPKM处理,各施肥处理养分积累顺序表现为:NPKM>NPKS>NPK。此外,各施肥处理降低了杂草C/N与C/P计量比值。植株C/N、C/P、N/P与土壤C/N、C/P、N/P及生物量间呈一定的显著相关。不同施肥处理影响杂草多样性及其养分吸收,施肥处理的杂草养分储量可观,培肥潜力大。杂草的C、N、P计量比一定程度上可反映土壤C、N、P计量特征。     

农田杂草土壤种子库对施肥模式的响应

通过对肥料长期定位试验点土壤(0~15 cm)的农田杂草种子库大小、物种组成等特征进调查,采用主成分分析法(PCA)和典范对应分析法(CCA)探讨了农田杂草土壤种子库对施肥模式的响应。结果表明,该试验地杂草土壤种子库主要以大豆种植季杂草种子为主,施氮肥的处理区杂草种子库密度极显著大于未施氮肥的处理区(P0.01);施肥明显降低杂草种类数,尤其是土壤速效磷含量的增大;PCA结果表明施肥模式引起土壤磷素含量的差异是影响杂草土壤种子库的物种组成的最重要因子,而土壤氮、钾也能在一定程度上对土壤种子库的物种组成产生影响;CCA结果表明不同种类的杂草种子对施肥模式的响应不同,不同种类的杂草适宜生长在不同的施肥区。本研究认为杂草的适应与竞争机制导致不同种类的杂草对施肥模式的响应不同,同一种杂草在不同施肥模式下种子的密度差异明显,影响农田杂草土壤种子库的物种组成与密度,最终形成各物种组合的杂草群落能够更好地适应环境并最大程度利用环境中的各种资源。     

施肥模式对晚稻田杂草群落的影响

【目的】长期不合理施化肥对生态环境的影响已经引起学者和公众的关注,有机肥的施用越来越受到重视。揭示有机肥对农田杂草群落影响的机制、预测有机农业环境下杂草群落的演替趋势十分困难。本文对比研究不同施肥模式下农田杂草的群落特征,探索晚稻田杂草群落结构演变趋势,以期为现代农业中有机肥的合理施用和农田生物多样性保护提供科学依据。【方法】通过田间长期定位施肥试验,运用群落生态学方法研究了晚稻种植季五种施肥处理区杂草群落的结构特征及其生物多样性。在每个小区随机设置5个面积为0.25 m2的样方,记录各样方内杂草物种种类、每个种类杂草的数量,调查杂草的盖度与频度;测定稻谷理论产量;使用照度计测量地表与水稻冠层顶部的光照强度,计算光照透过率;测定耕作层土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量。计算杂草的重要值,采用物种丰富度(S)和Shannon-Wiener指数(H)测定杂草群落的生物多样性;以15个处理小区中的11种常见杂草的重要值构成原始数据矩阵,应用SPSS16.0软件进行主成分分析和典范对应分析。【结果】晚稻田不同施肥处理土壤养分以及光照透过率差异显著,施有机肥的处理晚稻稻谷产量高于CK与NPK纯化肥处理。CK处理区优势种为野荸荠-节节菜-异型莎草-鸭舌草,NPK处理区优势种为双穗雀稗,NPK5/5和NPK3/7处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草,NPK7/3处理区优势种为双穗雀稗-鸭舌草-稗。主成分分析结果表明15个施肥处理小区的杂草群落可以分为三大类:第一类是CK处理;第二类是NPK3/7处理;第三类是NPK、NPK5/5、NPK7/3三个处理。主成分Factor 1与有机质、碱解氮以及有效磷呈极显著负相关(P0.01),与光照透过率呈极显著正相关(P0.01)。典范对应分析结果显示,节节菜、野荸荠与牛毛毡比较适宜生长在CK处理区,双穗雀稗适宜在NPK7/3处理区生长,鸭舌草、陌上菜以及四叶萍适宜生长在NPK3/7处理区。有机肥处理区的物种丰富度与物种多样性指数处于NPK与CK之间,且随着有机肥比例的增加物种数增加。物种丰富度以及物种多样性指数与有机质、碱解氮以及有效磷呈极显著正的"U型"相关(P0.01),与速效钾呈显著负相关(P0.05),与群落光照条件呈极显著正相关(P0.01)。【结论】晚稻田杂草群落特征与土壤有机质、碱解氮、有效磷含量以及地表光照透过率关系密切。均衡施用有机和无机肥可以显著降低杂草群落的优势种数量,将杂草群落的优势种数量以及生物多样性维持在不施肥与纯施化肥处理区之间。因此,可以通过调整有机肥的施用量来调控农田杂草生长及群落特性,实现农田杂草的科学综合管理。综合考虑晚稻稻谷产量和杂草群落生物多样性状况,NPK3/7(化肥30%+有机肥70%)施肥模式既可以保证作物的优质高产,也可以较好地维持杂草群落的生物多样性。     

长期施肥对红壤双季稻冬闲田春季杂草群落的影响

利用始于1982年的红壤双季稻田长期施肥定位试验,于2012年采用田间调查法研究了在无机肥(化肥NPK)与有机肥(M)氮磷钾养分等量条件下,长期施用有机肥、无机化肥和有机肥无机肥配施模式下红壤双季稻冬闲田春季杂草生物量及群落密度和群落多样性的变化。结果表明:有机肥无机肥配施改变了优势杂草种类,增加了杂草总密度和总生物量。化肥氮钾配施有机肥(NKM)处理的杂草种类数量最多,化肥氮磷配施有机肥(NPM)处理的最少。施肥处理中,M处理的杂草群落多样性指数、均匀度指数和优势度指数均最高,分别为1.118 6、0.732 3和0.629 7;其杂草总密度最低,为297.0株?0.25m?2。NPK处理的杂草总生物量最低,为58.0 g?0.25m?2。NPM处理的杂草群落多样性指数值、均匀度及优势度指数值均显著低于其他处理;其杂草总密度和杂草总生物量均最高,分别为539.7株?0.25m?2和109.5 g?0.25m?2;其优势杂草日本看麦娘的密度为428.0株?0.25m?2,相对密度为79.31%,明显高于其他处理优势杂草的密度和相对密度。春季杂草总干物质量与土壤碱解氮正相关(相关系数为0.703),与土壤p H负相关(相关系数为0.697),相关性不显著;与土壤有效磷显著正相关(相关系数为0.758*)。长期不同施肥模式下红壤稻田磷素是导致田间春季杂草群落特征变化的主要因素,通过改变土壤有效磷和碱解氮含量及土壤p H,能有效调控红壤双季稻冬闲田春季杂草生物量及群落密度和生物多样性。     

长期不同养分缺乏对冬油菜土壤微生物群落组成及多样性的影响

为探明长期不同养分缺乏对冬油菜根际与非根际土壤细菌和真菌群落组成结构及多样性的影响,以江汉平原中稻 -冬油菜田间定位试验为研究对象,选取施磷钾肥不施氮肥(-N)、施氮钾肥不施磷肥(-P)、施氮磷肥不施钾肥(-K)和施用氮磷钾肥(NPK)4个处理,于成熟期采集各处理冬油菜非根际土壤(标记为 0)和根际土壤(标记为 1)。基于 Illumina MiSeq高通量测序技术对土壤样本的细菌 16S rDNA和真菌 ITS进行扩增、测序,并结合生物信息学分析根际和非根际土壤中细菌和真菌群落组成和多样性。结果表明:长期养分的投入缺乏造成土壤 pH和养分含量均有不同程度的降低。相比非根际土壤,冬油菜根际土壤的有机质、有效磷和速效钾含量有富集的趋势,而缓效钾差异不显著。长期平衡施肥(NPK处理)条件下,油菜根际土壤的细菌多样性比非根际土壤高,而根际真菌多样性低于非根际土壤。门分类水平上,各处理土壤中的细菌优势物种是绿弯菌门、酸杆菌门和变形菌门,平均相对丰度分别为 30.9%、25.7%和 17.6%;真菌优势物种是子囊菌门和担子菌门,平均相对丰度分别为 52.0%和 6.3%。相比 NPK处理,-N、-P和 -K处理对冬油菜根际和非根际细菌、根际真菌群落分布有显著影响,但对非根际真菌群落分布无明显作用,从而导致各处理的优势属种类型和相对丰度差异显著。冗余分析结果表明,pH、速效钾和有效磷含量对土壤细菌群落结构的影响最为显著,而有机质和碱解氮含量对真菌群落结构的影响最为明显。可见,长期不同养分缺乏会显著改变冬油菜根际细菌和真菌群落的组成结构及其多样性,尤其是缺磷、缺氮,其次是缺钾。因此,平衡施肥仍是维持农田微生物生态系统平衡与稳定的重要措施。     

长期不同施肥措施下红壤稻田的养分循环与平衡

红壤丘陵地区荒地或旱地开垦为水田不仅可以治理土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文分析了长期不同施肥措施下垦自红壤荒地的稻田 2004-2007 年的养分循环和平衡特征及变化.结果表明:不同垦殖年限施肥措施对水稻产量的影响基本不变,都是 NPK+有机质循环 (8589 kg/hm2) ＞ NPK (7804 kg/hm2) ＞ N+有机质循环 (6626 kg/hm2) ＞有机质循环 (4525 kg/hm2) ＞无肥区 (2707 kg/hm2),且随着垦殖年限增加,不同施肥措施间产量差异有增大趋势.P 是中低肥力红壤稻田的主要限制因子,不施 P 肥对早稻产量的影响高于晚稻.有机物循环可以提高系统养分的再循环率,循环及循环配施化肥处理的养分都有盈余,单施化肥则会导致养分亏缺.高产稻田生态系统 N 素输入主要依靠化学 N 肥,有机肥是重要的 P 素资源,秸秆还田对于稻田 K 平衡有重要作用.     

长期不同施肥对玉米田间杂草生物多样性的影响

通过田间小区试验,研究了长期不同施肥对田间杂草总密度、优势杂草组成及生物多样性的影响。结果表明:综合施用N、P、K肥,不仅降低了田间杂草的总密度,降低了优势杂草在群落中的比重,而且有利于维持田间杂草的生物多样性;不施用N或P肥,田间杂草的总密度增大,优势杂草的比重也明显增强,但不利于维持田间杂草的生物多样性。所以,平衡施用N、P、K肥,有利于维持农田生态系统中的生物多样性,并能更好地进行杂草控制。     

江西进贤水田长期施肥模式对水稻养分吸收利用的影响

利用江西进贤26年的长期定位试验,研究了不同施肥模式下水稻不同器官养分分配及其与土壤养分的关系。结果表明：长期施用化肥对土壤有机C含量没有显著影响,但显著提高了土壤中有效养分含量;有机无机肥配施显著提高土壤有机C和有效养分含量。水稻各器官对N、P、K的吸收存在明显差异,籽实中N、P的吸收量占总吸收量的比例分别为56% ~ 73%和65% ~ 85%,K的吸收则主要集中在秸秆（49% ~ 60%）。籽实产量与N、P施肥量显著相关,施肥对根茬生物量的影响比对籽实、秸秆的影响更明显;土壤养分状况显著影响水稻籽实、秸秆与根茬的生物量。N、P、K化肥的均衡施用及有机-无机配施提高了水稻籽实产量,其中NPK+OM处理籽实产量最高,较对照增产73.4%,2NPK与NPK处理分别增产59.5% 和35.2%;配合施肥可以提高肥料表观利用率。水稻籽实、秸秆与根茬产量受土壤性质的影响显著,全P、速效P及碱解N与水稻总生物量极显著相关（相关系数分别为0.89,0.98和0.95）。     

生态平衡施肥模型与目标产量施肥模型比较研究

对目标产量施肥模型特点、弊端和预测施肥量精度等进行了综合研究,并与生态平衡施肥模型进行了比较。结果表明:尽管目标产量施肥模型构建合理,参数获得容易,但参数多,参数易变,参数准确测定困难,参数间存在相互影响关系,模型中没有考虑土壤有效养分平衡或变化,因此,它难以作为精确施肥模型使用;与其相比,生态平衡施肥模型将施肥系统中诸多变量统一在质量守恒定律之下,具有测土施肥模型和肥料效应函数模型的双重功能,参数变异小,参数易于获得和预测施肥量准确等诸多优点。     

长期不同施肥下小麦离子吸收对土壤酸化贡献能力的比较

农业生产中长期不合理施肥导致土壤严重酸化,除了硝化作用和硝酸盐淋溶,作物对阳离子吸收是另一个重要的土壤酸度来源。本研究基于湖南祁阳红壤实验站农田25年长期定位试验研究了长期不同施肥下小麦阴阳离子吸收对土壤酸化贡献能力的变化。结果表明:长期施用化学氮肥显著降低土壤pH,影响小麦生物量,而施用有机肥可缓解土壤酸化,提高小麦生物量;单位面积土壤中小麦吸收阴阳离子对酸化的潜在贡献能力,即小麦产生的总质子量的大小顺序为:有机肥处理(M)氮磷钾配施有机肥处理(NPKM)磷钾肥处理(PK)氮磷钾肥处理(NPK)不施肥处理(CK)氮磷肥处理(NP)氮钾肥处理(NK)。相关性分析显示,小麦产生的总质子量与土壤pH、有效磷含量和地上部总生物量均呈显著正相关,而土壤pH和有效磷含量均与小麦地上部生物量呈显著正相关。因此,长期施肥的农田土壤中,随着酸化程度的加深,作物通过阴阳离子吸收对土壤酸化的贡献能力减弱,主要原因在于低土壤pH和有效磷含量限制了作物的生长,降低了作物的生物量。     

肥效评价的生态平衡施肥指标体系的应用

本文以肥效评价的生态平衡施肥理论体系为基础,对生态平衡施肥指标体系进行了研究。（1）以肥料转化率为基础建立了全量养分通用施肥模型和参数体系：在Wj=Wi状态下,模型为Win=Wyield/Kyield,参数为产量和肥料转化率;在Wj〉Wi状态下,模型为Win=Wyield/Kyield,参数为产量和肥料转化率;在Wj〈Wi状态下,模型为Win=Wyield/Ks-yield＋（Wj-W）i,参数为产量、肥料转化率和（Wj-W）i。（2）以肥料离土率为基础建立了肥料离土估算模型和参数体系：在Wj=Wi状态下,全量养分通用离土模型为Wleave=Win×Kleave或Kleave=1-Kyield,参数为产量和肥料转化率;在Wj〉Wi状态下,模型为Wleave=Kleave×Win或Kleave=1-Kyield-Kfertilization,参数为产量、肥料转化率和（Wj-W）i或Kfertilization。（3）以肥料培肥率为基础建立了土壤培肥模型和参数体系：在Wj〉Wi时,肥料培肥率模型为Kfertilization=（Wj-W）i/Win,参数为产量和肥料培肥率。（4）以中长期定位试验为例说明了以上模型的应用方法和过程。     

生态平衡施肥模型与肥料效应函数模型关系研究

本文从理论上推导出生态平衡施肥模型及其特征参数模型的一般应用表达式,进而建立了区域生态平衡施肥模型和区域特征参数模型,最后介绍了区域生态平衡施肥模型和地块施肥模型参数的求解方法和预测施肥量方法。研究表明:肥料效应函数模型是生态平衡施肥模型在不考虑土壤有效养分因素情况下的特例;区域生态平衡施肥模型能够满足地块半定量施肥预测的需求。     

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。     

Biodiversity and Biomass Production of Weeds in a Long-Term Fertilization Experiment

A field experiment was carried out to study the influence of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) nutrient supply on weed flora in maize. The investigations were conducted in a long-term fertilization experiment launched in 2003 on a loamy chernozem soil with lime deposits, in Fejér County, Hungary. The composition, biomass weight, and density of weeds were determined in relation to different nutrient supplies. Seventy-five percent of weeds consisted of three species: Ambrosia artemisiifolia L., Datura stramonium L., and Helianthus annuus L. Density of weeds varied relative to the different nutrient treatments, with a range of 82–131 plants m^?2. The total weed density was significantly lower by 19.9–37.8 percent in the N-containing treatments (NP, NPK) than in non-N treatments. The density of the nitrophil D. stramonium L., Chenopodium album L., Chenopodium hybridum L., and Amaranthus blitoides S. Watson was higher when N supply was greater.     

Long-Term Fertilization Effects on Rice Productivity and Nutrient Efficiency in Korean Paddy

ABSTRACT

Long-term fertilization tests evaluated rice (Oryza sativa) productivity in relation to application of nitrogen (N)-phosphorus (P)-potassium (K) (120-34.9-66.7 kg ha^{? 1}, respectively) during 1967–1972 and N-P-K (150-43.7-83.3 kg ha^{? 1}, respectively) during 1973–2000. The comparison treatments (NP, PK, and NK) and the control (not fertilized) were selected for calculating nutrient efficiency. Rice grain yield increased at a 17.78 kg ha^{? 1} yr^{? 1} in the control, mainly due to development of improved cultivars. Phosphorus management was found to be important for indigenous fertility and rice productivity in this paddy soil. Yield increased significantly with P fertilization. Without N fertilization (PK), rice productivity increased 56.85 kg ha^{? 1} yr^{? 1} from 62% of NPK at the initial stage to 74% after passing 34 years, which might be affected by increasing biological N fixation with P accumulation in soil. In NK treatment, rice yield increased at a relatively low rate (37.82 kg hr^{? 1} yr^{? 1}) from the same rice productivity with that of NPK in 1967 to 91% after 34 years. In comparison, yield increased at a high rate (62.82 kg hr^{? 1} yr^{? 1}) without K fertilization (NP) from ca. 90% of NPK and might exceed the yield of NPK after 64 years of long-term fertilization. Therefore, K fertilization level might be readjusted after long-term fertilizing in paddy soil.     

填闲与减少施肥措施提高华北温室种植体系中的番茄产量及土壤养分

Overuse of fertilizers and the resultant pollution and eutrophication of surface and groundwater is a growing issue in China. Consequently, improved management strategies are needed to optimize crop production with reduced nutrient inputs. Conventional fertilization (CF), reduced fertilization (RF), and reduced fertilization with maize (Zea mays L.) as a summer catch crop (RF+C) treatments were evaluated in 2008 and 2009 by quantifying tomato (Lycopersicon esculentum) fruit yield and soil nutrient balance in a greenhouse tomato double-cropping system. Fertilizer nitrogen (N) application was reduced by 37% in the RF and RF+C treatments compared to the CF treatment with no significant reduction in fruit yield. Mean soil mineral N (N_min) content to a depth of 180 cm following tomato and maize harvest was lower in the RF and RF+C treatments than in the CF treatment. Residual soil Nmin content was reduced by 21% and 55% in the RF and RF+C treatments, respectively, compared to the CF treatment. Surplus phosphorus (P) and potassium (K) contents in the RF+C treatment were significantly lower than those in the RF treatment, mainly due to additional P and K uptake by the catch crop. We concluded that for intensive greenhouse production systems, the RF and RF+C treatments could maintain tomato fruit yield, reduce the potential for nitrate (NO₃^--N) leaching, and with a catch crop, provide additional benefits through increased biomass production.     

Effect of Different Fertilization Methods and Nitrogen Doses on the Weediness of Winter Wheat

The field study was conducted in April 2006 in a long-term fertilization experiment that was set up in 1983. The aims of this study are to compare the weediness in plots with nitrogen–phosphorus–potassium (NPK), NPK + farmyard manure (FYM), and NPK + stalk treatments and to study the effect of increasing N doses on the weeds and winter wheat plants. The bifactorial test was arranged in a split-plot design with three replications. The treatments were the following: 0, 50, 100, 150, and 200 kg ha^?1 N, 100 kg ha^?1 phosphorus pentoxide (P₂O₅), and 100 kg ha^?1 potassium oxide (K₂O). Three weed species were dominant in the experiment: Veronica hederifolia, Consolida regalis, and Stellaria media. The NPK treatment resulted in the smallest average weed cover. The significantly greatest weed cover was found on the plots treated with NPK + FYM, but the greatest biomass production of winter wheat was measured also in the NPK + FYM treatment, which resulted in a good crop competition. The weed cover was increased proportionally by the rising N doses. The effect of increasing N rates was positive on the winter wheat biomass and on wheat competition to the weeds. Results of our study show that we can manage weeds better using favorable plant nutrition.