长期不同施肥条件下黑土的有机质含量变化特征

以吉林公主岭黑土有机肥化肥配施30年长期定位试验结果为材料,分析了长期不同施肥下黑土有机质的变化特征。结果表明,长期不施肥或单施化肥(M0区)土壤有机质含量呈下降趋势,30年下降幅度为2.1%～7.9%;施用常量有机肥(M2区)和高量有机肥(M4区)的土壤有机质含量呈增加趋势,30年M2区和M4区有机质累积增加幅度分别为42.2%～50.0%和81.5%～94.7%。M2区和M4区有机质增加幅度因施用有机肥中有机质含量的变化可分为两个阶段,1980～1992年增加幅度分别平均为2.4%和9.3%,12年后随着有机肥中有机质含量增加,后18年M2区和M4区有机质累积增加幅度分别平均为41.4%和71.5%。施用相同化肥条件下配施不同水平有机肥,各处理间土壤有机质含量差异达到显著水平;而在施用相同有机肥条件下配施不同化肥时,各处理间有机质含量差异不显著。由此可以得出,有机肥的数量和有机质含量是影响土壤有机质含量变化的主要因素,因此,选择合适的有机肥数量和有机质含量是提升土壤有机质的主要措施,在东北黑土上施用优质高量有机肥可迅速提高土壤有机质含量。     

长期施肥下黑土活性有机碳变化特征

观测分析了黑土长期不同施肥30年后不同形态的活性有机碳含量(易氧化有机碳>轻组有机碳>微生物量碳>水溶性有机碳)的变化特征。结果表明,长期施用氮、氮磷和氮磷钾化肥对土壤活性有机碳无显著影响;长期施用有机肥以及有机肥配施化肥均显著提高了土壤活性有机碳含量,与不施有机肥相比,有机肥区组中土壤轻组有机碳和水溶性有机碳含量增幅较大,分别在122%～258%和237%～351%之间,而土壤易氧化有机碳和微生物量碳含量增幅分别在72%～98%和83%～112%。黑土不同形态活性有机碳对施肥的响应灵敏度为,轻组有机碳>水溶性有机碳>微生物量碳≈易氧化有机碳。因此,轻组有机碳是指示土壤有机碳变化的较好指标。     

长期施肥下黑土有机肥替代率变化特征

探索长期施肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力提升的关系,可为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。对吉林省公主岭黑土32年的长期肥力试验定位观测数据进行系统分析,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程探讨高产条件下施用不同量有机肥的黑土有机肥替代率的变化特征。研究表明,作物产量随着有机肥施用年限增加逐渐提高,32年的持续施肥,施用有机肥的作物产量趋同甚至高于NPK化肥处理的作物产量。基于作物氮素吸收量,高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关(P0.01),高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率高于常量有机肥处理(M1);且有机肥施用29年后,高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率达到100%,并保持稳定不变。基于土壤氮素供需方程估测的常量和高量有机肥处理(M1和M2)的有机肥替代率与基于作物氮素吸收量得到的有机肥替代率相关系数(R2)达到0.78和0.84(P0.01),相对均方根误差(RMSE)均小于15%(分别为10.4%和14.6%),表明土壤氮素供需方程可以较好地估测土壤有机肥替代率。基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程能够准确反映长期有机培肥下黑土有机肥替代率的变化规律。本研究结果表明,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程两种方法验证,高产条件下有机肥替代率是土壤肥力的函数;随着有机肥施肥年限的增加,土壤肥力提升,有机肥替代率逐渐增加。     

长期施肥黑土微生物区系及功能多样性的变化

Black soil （Mollisol） is one of the main soil types in northeastern China. Biolog and polymerase chain reactiondenaturing gradient gel electrophoresis （PCR-DGGE） methods were used to examine the influence of various fertilizer combinations on the structure and function of the bacterial community in a black soil collected from Harbin, Heilongjiang Province. Biolog results showed that substrate richness and catabolic diversity of the soil bacterial community were the greatest in the chemical fertilizer and chemical fertilizer＋manure treatments. The metabolic ability of the bacterial community in the manure treatment was similar to the control. DGGE fingerprinting indicated similarity in the distribution of most 16S rDNA bands among all treatments, suggesting that microorganisms with those bands were stable and not influenced by fertilization. However, chemical fertilizer increased the diversity of soil bacterial community. Principal com- ponent analysis of Biolog and DGGE data revealed that the structure and function of the bacterial community were similar in the control and manure treatments, suggesting that the application of manure increased the soil microbial population, but had no effect on the bacterial community structure. Catabolic function was similar in the chemical fertilizer and chemical fertilizer＋manure treatments, but the composition structure of the soil microbes differed between them. The use of chemical fertilizers could result in a decline in the catabolic activity of fast-growing or eutrophic bacteria.     

黑土区玉米组合施肥技术试验研究

试验研究有机、生物、化学肥料组合施肥技术及其对土壤肥力、籽实产量和经济效益的作用结果表明,连续2年试验各处理的土壤肥力、籽实产量和经济效益之间呈正相关,施用组合肥实较单施化肥土壤有机质增加0.01%-0.3%,籽实产量提高10％－16.9%,将增收932.6-1496.6元／hm^2。     

东北黑土区耕地系统变化机理

耕地系统变化直接影响耕地生产能力和国家粮食安全.该研究以东北黑土区典型地域克山县为研究区,重构耕地系统的科学内涵,运用GIS、RS手段和Matlab计算机编程,采用地理探测器模型,识别研究区1986年、2010年和2018年耕地系统变化关键影响因子,测算关键影响因子、各因子间交互作用对耕地系统变化的作用关系,揭示研究区...     

淮北砂姜黑土区玉米高产施肥的理论与实践

本文通过对淮北砂姜黑土区玉米高产施肥的研究，提出了适合该地区的玉米高产高效施肥原则和计算模式，并从土壤供肥特点，作物需肥特点及其人对肥料的反应规律等方面阐述了制定玉米高产施肥方案的依据，在生产实践中取得了较大居效，证明有较广泛的应用价值。     

黑土长期施肥对土壤磷的影响

经过１５年长期施肥试验,结果表明,黑土在产量３．７－４．２ｔ／ｈｍ＾２条件下,平均每年施Ｐ２Ｏ５１００ｋｇ／ｈｍ＾２,就可以满足作物生长发育对磷的需要,并且磷在土壤中有积累。土壤全磷含量平均增加０．３１１％－４．６７％,有效磷平均增加３．９２－１４．２５ｍｇ／ｋｇ。     

长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2MNPKNPKM,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

长期不同施肥对缕土肥力及作物产量的影响

在陕西关中典型土壤——蝼土进行了连续25年的定位施肥试验。通过对25年来不同施肥小区土壤肥力差异的分析研究表明，多年连续施肥，可以明显提高土壤中有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量以及作物产量，即单施化肥或有机-无机肥料配合施用，都可以增强土壤养分容量及其供应强度，有利于培肥土壤，提高作物产量，其中又以有机-无机肥料配合施用的效果更好。     

长期不同施肥对土壤和玉米锌含量的影响

利用棕壤肥料长期定位试验,研究不同施肥处理对耕层土壤pH值、有机质、不同形态Zn和玉米茎秆、籽粒中Zn含量的影响,揭示长期施肥条件下,Zn在土壤-植物系统中的迁移规律及其影响因素。试验开始于1979年,采用玉米-玉米-大豆轮作体系,试验处理为:N1P、N1PK、N1、N2、CK、M1N1P、M1N1PK、M1N1、M1N2、M1、M2N1P、M2N1PK、M2N1、M2N2、M2,其中CK为不施肥处理,N1和N2施氮量分别为120和180kg/hm2,M1和M2施有机肥量分别为13.5和27 t/hm2。在2015年玉米收获期,采集了不同施肥处理0~20 cm耕层土壤样品,分析了土壤pH值、有机质,测定了土壤不同形态Zn和玉米籽粒、茎秆中Zn含量。与1979年原始土壤相比,绝大多数处理土壤pH值都显著降低,化肥处理降低1~2个单位,有机肥和化肥配施降低0.5~0.8个单位,单独施用有机肥pH值有所增加。不施肥处理土壤有机质、全量Zn和有效态Zn均下降,施用化肥绝大多数处理土壤有机质、全量和有效态Zn含量基本保持不变;施用有机肥处理,土壤有机质、全量和有效态Zn含量均显著增加。施用有机肥也显著增加有机结合态和交换态Zn含量。玉米籽粒和茎秆中Zn含量也表现为不施肥处理最低,施用化肥或有机肥配施化肥处理显著增加。pH值与土壤有效锌之间没有显著负相关关系,土壤有机质与有效态Zn、全Zn、籽粒以及茎秆Zn之间均呈现显著性正相关关系。经过长期耕作和施肥,土壤pH值显著下降,施用氮肥是引起土壤pH值下降的主要原因。长期不施肥土壤和植物中Zn含量下降,而施用有机肥显著增加土壤和植物中Zn含量。施用有机肥主要是通过增加土壤有机质含量,从而提高有机结合态和可交换态Zn的储量来为土壤和植物提供更多的Zn。pH值降低对土壤锌的活化作用不显著。     

变量施肥对玉米产量及土壤养分影响的试验

采用自主开发设计的基于GPS和GIS技术的自动变量施肥系统,于2003、2004年间进行了玉米种植条件下变量施肥田间试验。与相邻传统施肥地块相比,变量施肥在一定程度上增加了玉米产量,在合理控制化肥用量的情况下,可以达到既减少投入又增加产量的目的。土壤养分分析结果表明：两年试验前后,变量区与传统施肥区土壤中的碱解氮含量均有所增长,但变量区碱解氮含量的变异系数较传统区减少;变量区和传统施肥区速效磷的含量都有所下降,且变量区较传统区下降明显,变异系数减少;速效钾含量均增加,增加幅度基本一致,但变量区变异系数下降。说明变量施肥具有一定均衡土壤养分的作用。     

长期施肥对黄壤有机碳平衡及玉米产量的影响

基于长期定位试验,以黔中典型黄壤为研究对象,采用单因素方差分析、可持续性指数、稳定性指数等方法对长期定位试验获取的数据进行分析和比较,以探讨长期不同施肥处理对黄壤有机碳含量、有机碳平衡量、玉米产量稳定性、可持续性及其相互关系的影响。结果表明:(1)与施化肥和对照处理相比,施有机肥处理土壤有机碳含量明显升高,按大小排序依次为:MMNPK1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPK;(2)施有机肥处理黄壤有机碳平衡量为正值,且随有机肥施用量增加而增加,相反,施化肥和对照处理均为负值,大小依次为:MNPK、M1/2M+1/2NPK1/4M+3/4NPKNPKNKNPN、CKPK,各处理差异显著;(3)有机肥与化肥配施、有机肥单施及氮磷钾化肥协调施用更有利于提高玉米产量,排序为:MNPK1/4M+3/4NPK、1/2M+1/2NPKNPK、MNPNK、PK、NCK;(4)适量有机肥与化肥配施可提高玉米产量稳定性和可持续性(可持续性指数0.6,变异系数0.3),其中,1/4M+3/4NPK处理玉米产量稳定性和持续性最好;(5)玉米年产量与黄壤有机碳平衡量相关度较高,而玉米可持续性、稳定性则主要受有机碳含量影响。综上,有机肥与化肥配施有利于黄壤有机碳含量提升、玉米维持高产稳产。按适量"减肥"原则,以25%有机肥配施75%氮磷钾化肥效果最佳。     

中国南方红壤上作物产量和土壤性质对长期施肥的响应

A 15-year fertilization experiment with different applications of inorganic N, P and K fertilizers and farmyard manure (M)was conducted to study the yield and soil responses to long-term fertilization at Qiyang, Hunan Province, China. Average grain yields of wheat and corn (1 672 and 5 111 kg ha^-1, respectively)for the treatment NPKM were significantly higher than those (405 and 310 kg ha^-1)of the unfertilized control and single inorganic fertilizer treatments. Compared with the corresponding initial values of the experiment, all treatments showed a yield decline of 9 to 111 kg ha^-1 year^-1 in wheat and 35 to 260 kg ha^-1 year^-1 in corn, respectively, and a significant pH decline of 0.07 to 0.12 pH year^-1, except for the treatments PK and NPKM. After long-term fertilization, the soil organic C, soil available P, exchangeable Ca²⁺ and Mg²⁺ and available Cu²⁺ and Zn²⁺ contents were higher in the treatment NPKM than in the treatments applied with inorganic fertilizer only. Compared to the treatment NPK, the treatment NPKM, where manure partially replaced inorganic N, had a positive impact on arresting the decline of soil pH. This improved grain yields of wheat and corn, suggesting that application of NPK fertilizer in combination with farmyard manure is important to maintain soil fertility and buffering capacity in red soil.     

长期施肥对黑土有机质及其组成的影响

以农业部哈尔滨黑土生态环境重点野外科学观测试验站长期定位试验为平台,研究了长期施肥对黑土有机质的影响.结果表明,长期施用不同肥料对土壤有机质含量的影响有较大差异,有机无机肥配合处理＞有机肥处理＞无机肥处理＞无肥处理.长期施肥对深层土壤有机质含量也有影响,施用有机肥作用尤其明显,并随着土层的加深施肥对土壤有机质含量的影响呈下降趋势.施用有机肥对有机质不同密度组分影响很大,对有机质含量增加最有效,而施用无机肥则有机质含量有所降低.     

长期有机无机肥配施对东北黑土真菌群落结构的影响

【目的】分析长期有机无机肥配施对土壤真菌丰度、多样性及其群落特征的影响,探讨东北黑土真菌群落变化与施肥的相关性,为进一步调节土壤微生物结构,改善其生态功能提供参考依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院36年长期定位试验站,选取4个不同施肥处理:不施肥处理（CK）、有机肥处理（M）、氮磷钾无机肥处理（NPK）和有机肥配施无机肥处理（MNPK）的耕作层土壤为研究对象,以真菌ITS基因为分子标靶借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同施肥处理对黑土中真菌群落丰度、多样性和组成的影响,并与土壤化学性质进行偶联分析,揭示群落与施肥的相关性。【结果】长期施用无机肥显著降低土壤pH,而有机无机配施可以有效缓解土壤酸化。NPK处理的ITS基因丰度显著高于MNPK;MNPK处理的细菌/真菌比值（26.91104）显著大于NPK,各处理比值由高到低为MNPK M CK NPK。细菌/真菌比值与土壤pH正相关;MNPK处理的真菌多样性指数值略大于NPK。Ascomycota和Zygomycota为土壤中主要真菌门,不同施肥处理之间真菌组成的相对丰度存在显著差异,对照处理Ascomycota的相对丰度为45.35%,MNPK和NPK处理分别为50.93%和56.16%。有机肥有利于降低病原真菌相对丰度,具有高度侵染性的Cochliobolus在MNPK（0.41%）和M（0.39%）中的相对丰度显著小于CK（3.25%）和NPK（2.08%）。CCA分析表明,土壤理化性质共解释土壤真菌群落结构变化的73.3%,有效磷（贡献量为32.4%,P=0.002）、铵态氮（贡献量为14.8%,P=0.01）和硝态氮（贡献量为16.2%,P=0.048）是3个重要的影响因子。【结论】不同施肥条件下土壤真菌丰度、多样性,以及菌群组成特征不同。与无机肥相比,有机肥无机肥配施能够有效改善真菌群落结构,降低真菌的丰度,增加真菌多样性,并提高土壤pH,减缓土壤酸化。土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量是影响黑土土壤真菌群落结构变化重要因素。     

长期不同施肥棕壤玉米地的酶活性之时空变化

为揭示长期不同施肥对棕壤玉米地酶活性时空变化的影响,利用31年长期肥料定位试验研究了玉米生育期内3种主要土壤酶活性的时空变化及其与土壤理化性质的关系。结果表明,棕壤上各种酶随玉米生育期推进而有规律地变化。土壤脲酶、转化酶活性高峰出现在玉米拔节期,酸性磷酸酶活性高峰出现在玉米大喇叭口期;玉米收获后,土壤转化酶、脲酶均高于播前或与播前相当,而酸性磷酸酶活性则低于播前。在同样化肥水平上增施有机肥能增加脲酶、转化酶活性,而降低酸性磷酸酶活性;3种酶活性的空间分布规律均遵循随土层深度加深而不断减小的规律,长期培肥对深层土壤酶活性亦有影响。相关分析结果显示,土壤脲酶同转化酶呈极显著正相关（r=0.636**）;脲酶、转化酶同土壤有机碳、pH、含水量、碱解氮、速效磷基本呈极显著正相关;酸性磷酸酶同各因子无显著关系。土壤酶与土壤肥力因素关系密切,可作为衡量土壤肥力的敏感指标。