两种添加剂对牛粪堆肥中氮转化及相关微生物的影响

采用强制通风静态堆肥装置研究了添加木霉和鸡粪对牛粪高温堆肥过程中氮素形态及其相关微生物的影响。结果表明:加入木霉和鸡粪均使堆体高温期延长,高温期pH增加幅度减小。对照、加木霉和加鸡粪处理中高温期氨气释放量最高分别为413、197和216 mg/(kg.d);加木霉使高温期的氨态氮最高含量比对照低18.0%,加鸡粪使高温期氨态氮最高含量比对照多10.5%;在高温期,加木霉和加鸡粪处理中硝态氮最高含量分别是对照的1.85倍和1.71倍;堆肥结束时,对照中有机氮含量比初始减少19.1%、总氮含量减少21.6%,加木霉和加鸡粪处理中有机氮含量分别比初始增加4.5%和2.2%、总氮含量分别增加1.7%和5.5%,加木霉和鸡粪均有利于氨基糖态氮和氨基酸态氮的积累,有利于有机氮的形成和保留。整个堆肥过程中氨化细菌数量最大,氨化细菌和硝化细菌数量在加木霉和加鸡粪处理中均比对照多;高温阶段,反硝化细菌数量在加木霉处理中较对照多,固氮菌在加鸡粪处理中较对照多;降温阶段,固氮菌数在加木霉处理中较对照多。     

麦玉两熟秸秆还田对作物产量和农田氮素平衡的影响

为探讨秸秆还田对作物产量和农田氮素平衡的影响,于2006~2007生长季在河南省滑县进行了田间小区定位试验。研究结果表明,与单施纯氮90、1802、70和360 kg/hm2相比,秸秆还田配施同量氮肥能够增加作物产量,冬小麦分别增产7.1%、8.4%、11.1%和10.2%,夏玉米籽粒产量分别增产5.8%、9.5%、10.1%和9.0%,其中,秸秆还田配施N 270 kg/hm2的冬小麦-夏玉米产量最高。为保持周年农田氮素平衡,冬小麦-夏玉米秸秆还田配施纯N不要超过360 kg/hm2。麦玉两熟秸秆还田配施纯N以360~540 kg/hm2为宜。     

不同秸秆与氮肥管理措施对夏玉米产量及氮素利用的影响

为探讨不同秸秆还田模式下,氮肥管理对夏玉米产量和氮素利用的影响,试验设置施氮措施和秸秆还田模式2个因素。施氮措施设稳定性氮肥施氮量F1（180 kg·hm^-2）、尿素减量施氮量F2（180 kg·hm^-2）和尿素农户传统施氮量F3（270 kg·hm^-2）3个水平;秸秆还田模式设秸秆不还田（N）和秸秆还田（S）2个水平,共6个处理。结果表明：在不同秸秆还田模式下,各施氮措施的玉米产量在8 708.16~9 626.71 kg·hm^-2之间,处理间无显著性差异（P>0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的产量均高于秸秆不还田（N）,增幅为4.96%~8.94%（P>0.05）。施氮措施对土壤N₂O排放量有显著影响（P<0.05）,在不同秸秆还田模式下,稳定性氮肥措施F1和尿素减量措施F2的土壤N₂O排放量显著低于F3尿素农户施氮措施,降幅为29.26%~68.52%,且F1和F2之间存在显著差异（P<0.05）。在不同施氮措施下,除了SF2和NF2处理之间的N₂O排放量有显著性差异(1.53 kg·hm^-2和1.91 kg·hm^-2),其他秸秆还田模式处理之间均无显著性差异（P>0.05）。不同秸秆还田模式下,各施氮措施的氨挥发累积量在1.61~15.40 kg·hm^-2之间,表现为：F3氨挥发累积量最高（14.37 kg·hm^-2和15.40 kg·hm^-2）,F2氨挥发累积量次之（11.80 kg·hm^-2和12.49 kg·hm^-2）,F1氨挥发累积量最低（1.61 kg·hm^-2和1.79 kg·hm^-2）,各施氮措施间达到显著水平（P<0.05）。在不同施氮措施下,秸秆还田（S）的氨挥发累积量较秸秆不还田（N）提高5.85%~11.18%,但除了SF3和NF3的氨排放量有显著性差异,其他处理间均无显著性差异。不同秸秆还田模式下,各施氮措施0~100 cm土层硝态氮含量均表现出F3>F2>F1;秸秆还田处理（SF1、SF2和SF3）的土壤硝态氮含量显著低于无秸秆还田（NF1、NF2和NF3）,分别显著降低了65.65%、144.79%和128.48%。因此,综合考虑作物产量和农田氮素损失,秸秆还田+稳定性氮肥处理（SF1）是本研究地区夏玉米稳产减排的最优试验处理组合。     

粉煤灰和猪粪好氧混合堆肥过程中铜锌化学形态的变化

以猪粪为堆肥原材料,以玉米秸秆粉为调理剂,并添加干质量比为0％、2.5％、5.0％、7.5％和10％的粉煤灰进行90d好氧堆肥,研究了不同用量粉煤灰对猪粪堆肥过程中Cu、Zn总量、有效态含量、化学形态和雪里蕻种子发芽的影响.结果表明:随着堆肥时间的延长,堆体Cu和Zn总量的浓度水平逐渐增加,但DTPA提取态Cu和Zn在其总量浓度水平中所占的比例则逐渐降低,且以添加5％粉煤灰最为明显.Sposito法形态分析显示,堆体中Cu的各种形态比例为Cu-NaOH＞ Cu-HNO3＞ Cu-EDTA＞ Cu-Residue＞ Cu-KNO3＞ Cu-H2O,Zn各种形态比例为Zn-HNO3＞ Zn-EDTA＞ Zn-NaOH＞ Zn-Residue＞ Zn-KNO3＞ Zn-H2O,随着堆肥时间的延长,Cu-KNO3、Cu-H2O、Zn-KNO3和Zn-H2O在总量中所占的比例则逐渐降低,但Cu和Zn的不同形态所占比例在不同处理之间差异不大.雪里蕻种子萌发指数表明,增加粉煤灰用量会对雪里蕻种子萌发产生抑制,尤其是当粉煤灰用量超过5％时更是如此.研究认为,虽然猪粪和粉煤灰好氧混堆可以降低Cu、Zn的生物有效性,但考虑到粉煤灰对雪里蕻种子萌发产生抑制,添加5％粉煤灰是较合适的添加比例.     

秸秆还田形态和还田量对水稻氮素积累与转运及产量品质的影响

秸秆还田是目前广泛应用的秸秆处理方式,但存在腐解效率低、易发生病虫害和释放有机酸等问题。汽爆膨化技术具有破坏秸秆纤维间聚合力,增大秸秆比表面积,使其更易被微生物降解、消灭秸秆自身携带的病虫卵的作用。故采用膨化秸秆和常规秸秆两种形态还田,于2020—2021年进行盆栽试验,探究两种还田形态在不同还田量下对水稻氮素积累与转运、产量以及稻米品质的影响。以‘垦粳8号’水稻为供试材料,秸秆不还田作为对照（CK）,以当地秸秆还田7 500 kg·hm^-2为基准,各还田形态分别设置4种还田量,即25%、50%、75%和100%,共9个处理,采用单因素完全随机设计。结果表明：氮素积累量在齐穗期表现为膨化还田＞CK＞直接还田,并随还田量的增加而降低,25%秸秆膨化还田2 a间较CK分别提高了10.92%和11.66%,秸秆直接还田较CK略有降低;在成熟期,25%秸秆膨化还田处理地上部氮素积累最多,2 a间分别较CK增加1.11%和10.54%,75%直接还田处理在2020年试验中较CK显著提高4.99%,在2021年50%直接还田处理最佳,较CK增加了8.51%。2 a间秸秆还田均提高了水稻产量,秸秆膨化还田表现为25%还田量处理增产效果最佳,较CK分别增加5.54%和8.93%;秸秆直接还田以75%还田量处理增产效果最佳,较CK分别增加6.65%和9.14%;2 a间秸秆膨化还田处理和秸秆直接还田处理均改善了稻米的加工品质、营养品质和食味品质,其中25%、50%秸秆膨化还田稻米的食味评分均高于同施用量下秸秆直接还田处理,但各处理间差异未达显著水平。综上,秸秆膨化还田量为25%的处理有利于水稻产量和品质的提高,秸秆直接还田量为75%的处理次之。     

秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量及氮素调控的影响

以周麦23为供试材料,采用裂区设计的大田试验研究了关中地区秸秆还田配施不同氮肥水平对冬小麦产量及氮素调控的影响。结果表明：相较于单施氮肥处理,秸秆还田配施氮肥处理冬小麦产量在低施氮量处理时有降低的趋势,在高施氮量处理时有增加的趋势,但两者间的差异不显著;秸秆还田配施氮肥能有效提高冬小麦的氮素利用效率,冬小麦的氮肥表观利用率提高了1．6％～9．1％;秸秆还田措施配施适量的氮肥有降低冬小麦百公斤籽粒需氮量的趋势。综合考虑到生产成本及潜在环境污染的可能性因素,在秸秆还田条件下,试验地区冬小麦施氮量以252～321 kg·hm-2为宜。     

牛粪与秸秆类废弃物配比好氧发酵新工艺对堆肥效果的影响

以牛粪为主料,玉米秸秆、枸杞枝条及葡萄枝条为辅料进行碳氮配比,添加微生物菌剂,通过自制式全封闭旋转通气加氧装置进行有机物料好氧发酵,比较不同有机辅料与牛粪配比腐熟发酵新工艺对堆肥腐熟效果的影响。试验共设置3个处理:T1(牛粪+玉米秸秆)、 T2(牛粪+枸杞枝条)、 T3(牛粪+葡萄枝条),以物理、化学、生物指标为考核标准进行各项指标的评价。结果表明:利用植物秸秆替代风化煤与糠醛渣进行好氧腐熟发酵完成后,T1、T2及T3处理有机质含量在45.47%～47.80%,且60℃以上温度维持均超过14 d,首先达标;含水率为28.21%～30.75%,pH值在8.29～8.49、粪大肠杆菌群数均小于3.60 MPN·g^-1,蛔虫死亡率97.04%～98.34%,重金属Cd、Cr、As及Pb含量分别在0.809～0.842、5.34～17.37、4.26～4.72、1.64～2.15 mg·kg^-1,轻易达标;N+P₂O₅+K₂O在3.94%～4.70%,接近NY525-2012有机肥标准...     

氮肥与作物秸秆配施对小麦生长及氮素利用的影响

通过盆栽试验研究了氮肥及其与不同作物秸秆配施对冬小麦生物量、籽粒产量以及氮素吸收利用的影响。本试验共8个处理,不施肥对照（CK）、单施尿素（100%U,150 mg·kg^-1）、尿素+大豆秸秆（UB）、尿素+玉米秸秆（UM）、120%尿素+玉米秸秆（120%UM）、110%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（110%UBM）、100%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（100%UBM）和80%尿素+大豆秸秆+玉米秸秆（80%UBM）,其中玉米秸秆及大豆秸秆的用量均为2 g·kg^-1。结果表明,在返青期,U处理小麦生物量显著高于尿素与秸秆配施各处理。收获期,尿素用量相同的处理相比,秸秆与尿素配施处理的小麦生物量均高于U处理,但差异均未达显著水平;UM和UBM处理小麦籽粒产量均显著高于U处理;降低氮肥用量（80%UBM）小麦籽粒产量与U处理相比,无显著差异;尿素与一种秸秆配施处理小麦氮素利用率均高于单施尿素处理和尿素与两种秸秆配施处理。说明尿素配施秸秆有利于提高小麦生物量、籽粒产量和氮素利用率。     

缓释尿素对土壤和玉米植株氮素及干物质和产量的影响

试验在等量普通尿素、磷、钾肥(纯N 60、P_2O_5120、K_2O 90 kg·hm~(-2))作种肥一次性施入玉米种下8 cm基础上,在拔节期前施入不同类型缓释尿素(纯N记160 kg·hm~(-2)),采用随机区组设4个施氮处理:树脂包膜尿素(A);硫包膜尿素(B);植物油包膜尿素(C);普通尿素(CK)。测定玉米整个生育期0～20 cm土层中硝态氮、铵态氮和全氮含量,测定植株不同器官干物质量和氮含量。结果表明缓释尿素可以提高玉米生育后期土壤硝态氮和铵态氮含量,与普通尿素相比处理A、B、C灌浆期分别提高硝态氮20.37、29.76、5.18 mg·kg~(-1)和铵态氮8.19、2.31、1.85 mg·kg~(-1),成熟期分别提高硝态氮5.50、5.93、2.04 mg·kg~(-1)和铵态氮7.12、3.39、1.02 mg·kg~(-1);土壤全氮含量灌浆期提高0.22、0.11、0.05 mg·kg~(-1),成熟期提高0.20、0.20、0.01 mg·kg~(-1);与对照相比树脂包膜尿素(A)、硫包膜尿素(B)、植物油包膜尿素(C)干物质积累量和氮素积累量分别提高89.41、60.92、48.97 g·株-1和73.12、51.60、34.84 kg·hm~(-2),成熟期籽粒氮素吸收量提高56.98、43.58、29.36 kg·hm~(-2);缓释尿素处理较普通尿素处理增产2.22%～18.82%。三种缓释尿素处理相比较,树脂包膜尿素施用有效提高了生育后期土壤氮素含量、植株干物质积累、氮素积累和产量,施用效果最佳。     

氯化苦熏蒸处理对土壤氮素和微量元素转化的影响

利用室内培养试验研究农药市场使用广泛的氯化苦熏蒸剂对土壤氮素和微量元素转化的影响。结果表明,低中高三种浓度的氯化苦药剂熏蒸处理后均能显著增加土壤中无机氮总量和有效态锰素、钴素的含量,对无机氮的影响主要是增加土壤中铵态氮(NH~+_4-N)含量,而对硝态氮(NO~-_3-N)影响较小。相比于对照组,氯化苦低量、常量和高量处理后土壤中无机氮总量分别增加了17.25、30.8 mg/kg和34.16 mg/kg;氯化苦低量、常量和高量处理后土壤中有效态锰素含量分别增加了18.21、22.84 mg/kg和26.92 mg/kg;氯化苦低量、常量和高量处理后土壤有效态钴素含量分别增加了50.06、66.98μg/kg和87.36μg/kg。显然,氯化苦药剂熏蒸处理短期内会增加土壤中植物易于利用形态氮素、锰素和钴素含量,出现"肥料效应"。     

不同麦秸覆盖量对夏玉米田棵间土壤蒸发和地温的影响

采用微型蒸渗仪(Micro-lysimeter)和曲管地温表观测了不同麦秸覆盖量下夏玉米田的棵间土壤蒸发和土壤温度,试验设置5个处理(秸秆覆盖量分别为0(对照)、1 500、4 500、7 500、10 500 kg/hm2),分析了不同秸秆覆盖量下夏玉米田棵间土壤蒸发和土壤温度的动态变化规律.结果表明,麦秸覆盖夏玉米田有效抑制了棵间土壤蒸发,平抑了地温的变化幅度;夏玉米生育期内,4种覆盖处理(由高覆盖量至低覆盖量)棵间土壤蒸发比对照依次减少了63.51%、60.98%、52.94%、34.07%,0～20 cm的地温平均日变幅比对照分别降低了3.14℃、2.93℃、2.32℃、2.02℃.麦秸覆盖处理的抑蒸稳温效应,促进了夏玉米生长,提高了夏玉米的产量和水分利用效率.     

秸秆集中深还田两年后对土壤主要性状及玉米根系的影响

采用翻转犁开沟的方式,在秋收后将秸秆集中深还田,探讨该模式实施两年后对土壤主要理化性质及玉米根系的影响。结果表明,随着秸秆还田量的增加,各层次土壤容重较CK处理降低了2.42%~10.67%;土壤含水量较CK处理增加了3.99%~14.68%;土壤有机质及全氮含量较CK处理均有显著提高,提高幅度分别为4.34%~97.97%、1.53%~44.36%;玉米根系总根长、总根表面积、总根体积以及平均根系直径均大于CK处理,以12 000 kg·hm-2处理效果最为显著。综上,秸秆集中深还田对降低土壤容重,提高土壤蓄水量、有机质和氮素含量,促进根系生长效应明显。     

氮素水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素含量及品质的影响

以间套作小麦玉米、单作小麦和单作玉米为研究对象,通过田间试验研究了氮素水平对单作和间套作小麦玉米叶片叶绿素及品质的影响。主要结果为:在同一施氮水平下,间套作小麦旗叶叶绿素含量大于相应单作;单作和间套作小麦开花期旗叶叶绿素含量和蛋白质含量、沉淀值之间都呈显著正相关(r分别为0.960*,0.948*,0.968*,0.957*)。在相同施氮水平下,单作玉米叶绿素含量高于相应间套作玉米;单作和间套作玉米孕穗期叶绿素含量与其蛋白质含量之间也呈显著正相关(r分别为0.861*和0.870*)。     

牲畜粪便和秸秆混合厌氧发酵的试验研究

以猪粪和麦秆为发酵原料,在实验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,研究了在物料浓度一定的情况下,不同接种物浓度对反应器启动、pH值、COD、产气量及产气速度的影响。结果表明:接种量高的厌氧反应系统甲烷菌群和产酸菌群会较快地达到平衡,维持系统的pH值在有利于甲烷菌生长的范围内。在物料浓度(6%)一定的条件下,随着接种物浓度的增加,COD去除率、产气速率和产气量增加,但当原料接种量高于30%的试验组启动时间相同,产气量增加不再明显。发酵原料的接种量等于30%为最佳,此时,既不浪费接种物和运行费用,又可以有效地产气。该项研究对牲畜粪便和秸秆资源化利用提供了有益的参考。     

有机肥无机肥配施对玉米生长期土壤水解酶活性的影响

为了探讨有机无机肥配施对土壤水解酶活性动态变化的影响以及土壤水解酶活性之间的相关性,在陕西省眉县进行田间试验,研究和分析土壤水解酶活性变化。结果表明,玉米生育期内,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶在拔节期出现活性高峰,土壤脲酶活性在大喇叭口期达到玉米生育期最高峰。单施低量有机肥处理(M1N0)、单施中量氮肥处理(M0N2)和有机无机肥配施处理(M1N2、M2N2、M3N2),土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性比不施肥处理(M0N0)高,其中M2N2处理蔗糖酶活性最高26.56 mg glucose/(g土.24h),比M0N0处理高出48.63%,M3N2处理脲酶活性最高0.80 mg NH3-N/(g土.24h),比M0N0处理高出25.00%,碱性磷酸酶活性以M2N2处理最高2.21mg酚/(g土.24h),比M0N0处理高出0.16 mg酚/(g土.24h)。蔗糖酶与碱性磷酸酶活性、脲酶与碱性磷酸酶活性之间的相关性均达显著水平(P0.05),而蔗糖酶与脲酶活性之间的相关性未达显著水平(P0.05)。     

间作绿肥饲草与减施氮肥对河西绿洲灌区玉米产量和土壤肥力的影响

通过3年定位试验,在河西绿洲灌区,研究不同比例减少化学氮肥用量的情况下,间作针叶豌豆和毛叶苕子2种豆科绿肥饲草对玉米产量、经济效益和土壤肥力的影响。结果表明,间作针叶豌豆时,施用农民习惯化学施氮量90％的效果最好,虽然该模式下玉米籽粒产量下降了0．63％,但是差异不显著,而且可以多收针叶豌豆籽粒1987．34 kg?hm －2、针叶豌豆干草1374．35 kg?hm －2,同时经济效益最高,为36364元?hm －2,高于农民习惯施肥18．05％。间作毛叶苕子时,虽然所有化学氮肥减施处理的玉米籽粒产量均低于农民习惯施肥,但是在施用农民习惯化学施氮量90％的情况下减产幅度最低,只有2．76％,达到了14263 kg?hm －2,与农民习惯施肥处理之间的差异不显著,而且可以多收毛叶苕子干草3175．47 kg?hm －2,同时经济效益最高,为32136元?hm －2,高于农民习惯施肥4．33％。而且这2种种植体系下的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量与农民习惯施肥处理之间的差异不显著。可见,在河西绿洲灌区进行玉米种植时,间作收获籽粒为主的针叶豌豆和间作以收获豆科饲草为主的毛叶苕子,均能减少10％的化学氮肥用量,其中间作针叶豌豆的经济效益高于间作毛叶苕子。     

带膜还田时玉米秸秆的腐解率和还田层的温湿度变化趋势

采用尼龙网袋法对河西绿洲灌区带膜还田时玉米秸秆的腐解率及其还田层的温、湿度变化趋势进行分析,旨在为当地玉米秸秆还田提供理论依据和技术支撑。结果表明,秸秆还田在早晨8∶00左右可以提高土壤表层温度,在傍晚8∶00左右可以减缓土壤温度降低,其中翻压带膜还田时,秸秆还田层的日均相对湿度、最大相对湿度和最小相对湿度均高于覆盖带膜还田,但是相对湿度的日较差却低于覆盖带膜还田。同时,还田层的日最低温度高于覆盖带膜还田,而日均温度、最高温度和温度日较差却低于覆盖带膜还田。还田层温度、相对湿度和腐解时间是还田秸秆腐解的主要影响因子,其中还田层的温度影响最大,相对湿度和腐解时间其次。秸秆覆盖带膜还田时,还田层温度和相对湿度对还田秸秆的腐解起主要作用,腐解时间起次要作用。秸秆翻压带膜还田时,还田层温度、相对湿度和腐解时间三者对还田秸秆的腐解率均起主要作用。翻压带膜还田30天进入秸秆腐解高峰期,月腐解率达15%~16%,覆盖带膜还田60天进入腐解高峰期,月腐解率达11%~16%。经过180天的腐解后,翻压带膜还田的秸秆累积腐解率为72.5%,覆盖带膜还田秸秆的累积腐解率为56.0%。可见,在河西绿洲灌区进行秸秆带膜还田时,翻压带膜还田要好于覆盖带膜还田。