有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究III.有机物料与钾肥复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

【目的】将有机物料与化学钾肥按不同比例复混制成有机无机复混钾肥,研究其对优化化肥钾的吸收利用效应和机理,可为复混肥的科学应用提供依据。【方法】以味精厂制糖形成的糖渣作为有机原料,与硫酸钾按照3:1、1:1、1:3(w/w)比例复混,采用团粒法制成含钾量分别为K2O 12.2%、24.7%和37.3%的有机无机复混钾肥。采用土柱栽培方法,设置K2O低(75 kg /hm2)、中(150 kg /hm2)、高(225 kg /hm2) 3个施钾水平,每个施钾水平下,采用不同含钾量的有机无机复混钾肥为供试肥料,以硫酸钾为对照,同时设置与钾处理等量的糖渣施用量处理作为对照,以消除有机物料可能带来的影响。以玉米为供试作物,玉米收获后,分别测定叶片、茎鞘、籽粒中的含钾量,并根据生物量计算钾的累积量和化肥钾的利用率。【结果】1)低钾、高钾水平下,复混钾肥比硫酸钾处理分别增产27.75%和10.77%;而中钾水平下,复混钾肥没有表现出明显的增产效果;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥玉米植株籽粒平均产量较硫酸钾增产11.36%。2)低钾、高钾水平下,复混钾肥玉米植株钾素吸收量比硫酸钾处理分别提高31.32%和16.11%;中钾水平下,复混钾肥植株钾素吸收量较硫酸钾处理没有明显增加;有机无机复混钾肥处理在低钾、中钾和高钾水平下的植株平均吸钾量较硫酸钾处理提高11.43%。3)低钾、中钾、高钾水平复混钾肥玉米植株平均吸钾量较等量有机物料处理提高11.92%,而硫酸钾处理较不施钾肥的对照处理(CK)仅提高3.31%,有机物料与钾复混后,显著提高了玉米植株吸钾量。4)低钾、高钾水平下,复混钾肥的平均化肥钾表观利用率比硫酸钾有所提高;中钾投入水平下,复混钾肥处理钾的表观利用率与硫酸钾处理基本相同;低钾、中钾和高钾水平,复混钾肥平均钾素表观利用率比硫酸钾处理提高17.92个百分点。【结论】有机物料与硫酸钾复混,可以优化硫酸钾的肥效和玉米对其中钾的吸收利用。综合考虑玉米产量和钾肥利用率,糖渣与硫酸钾的适宜复混比例可定为1:3(w/w),其施用量在与本试验类似的土壤条件下应低于硫酸钾的施用量。     

有机复混磷肥对石灰性土壤无机磷形态组成及其变化的影响

实验室培养条件下,研究了有机复混磷肥对石灰性土壤无机磷组成变化的影响。结果表明: 1）单独施用有机物料对提高土壤速效磷含量的影响不大,但施用磷肥,无论是磷酸一铵化肥还是有机复混磷肥,均显著提高了土壤速效磷含量;施用有机复混磷肥提高土壤速效磷的幅度（67.5mg/kg～80.4mg/kg）高于施用磷酸一铵化肥处理（62.3mg/kg）;有机复混磷肥中有机物料的含量高低对土壤速效磷含量的影响不大。2）单独施用有机物料具有提高土壤Ca2-P含量的作用,且明显提高了Ca8-P含量,但对Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P含量影响不大;施用无机磷肥和有机复混磷肥,显著提高了土壤Ca2-P、Ca8-P、Al-P含量,而对Fe-P、O-P、Ca10-P含量的影响很小;与磷酸一铵化学磷肥处理相比,施用有机复混磷肥对Ca2-P含量影响较小,但明显提高了Ca8-P含量,Fe-P含量也表现增加的趋势,而Al-P含量明显降低,O-P和Ca10-P含量的变化则没有明显规律;有机复混磷肥中有机物料的比例高低对土壤无机磷组成变化的影响没有表现出明显的规律性。3）施用磷肥引起速效态Ca2-P和缓效态Ca8-P的变化最大,其它形态无机磷的变化相对较小。与磷酸一铵化肥处理相比,有机复混磷肥处理Ca8-P的变异提高幅度增加,而Al-P的变异提高幅度减小,其它指标库容的变异幅度与之相近。4）施磷处理土壤速效磷含量与土壤Ca2-P、Ca8-P含量呈线性正相关,相关系数分别达到0.9888、0.9867,而Al-P、 Fe-P、O-P、Ca10-P与土壤速效磷相关性不显著,磷肥施入土壤后,土壤无机磷库中Ca2-P、Ca8-P的变化对土壤速效磷含量的贡献最大。     

生物有机无机复混肥的养分释放特征研究

通过好气培养间歇淋洗法和室内培养法,研究了生物有机无机复混肥的养分释放和氮素在土壤中的矿化规律。结果表明,生物有机无机复混肥的氮磷钾淋洗累积量呈现"S"型曲线,氮素淋洗释放量在第21 d达到最高峰,磷素在第28 d养分释放量达到高峰,钾素在28~35 d出现养分释放高峰,养分释放更加平缓;氮素在土壤中矿化率2.8%~3.2%,0~18 d表现为净固定过程,18 d以后开始矿化释放无机氮,第35 d达到高峰,硝化作用进行比较缓慢,硝化率表现为前期弱,后期强。     

长期施肥红壤钾素在有机无机复合体中的分布

【目的】土壤中的有机无机复合体是承载土壤养分的重要结构单元,土壤钾素含量的变化反映在不同粒级有机无机复合体中。本研究选用始于1990年(祁阳)和1986年(进贤)的旱地红壤长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤交换性钾、非交换性钾、全钾在不同粒级有机无机复合体中分布的影响。【方法】祁阳和进贤试验点均选择不施肥(CK)化学氮、磷肥配施(NP)、NP基础上施用化学钾肥(NPK)及NPK基础上配施有机肥(NPKM)四个处理,采集0-20 cm深度的土壤样品通过Stokes定律计算各粒级复合体沉降速率,采用虹吸管法分离出不同粒级有机无机复合体。采用1.0 mol/L中性醋酸铵浸提土壤交换性钾,1.0 mol/L沸硝酸浸提土壤非交换性钾,氢氧化钠710℃提取土壤全钾钾离子浓度采用火焰光度计测定。【结果】两试验点土壤96.4%~98.9%的交换性钾、87.9%~96.7%的非交换性钾和95.1%~96.7%的全钾存在0~50μm粒级复合体中,尤其2μm粒级复合体是三种形态钾素的主要贮存库76.3%~92.3%的交换性钾、45.8%~73.7%的非交换性钾和49.4%~70.6%的全钾集中在该粒级。两试验点NP处理与CK相比,2μm粒级复合体中非交换性钾含量降低5.4~8.3 mg/kg.降低幅度为8.2%~16.3%。施钾肥主要改变2 m粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量进贤NPK与NP处理相比分别增加36.7和9.5 mg/kg,增加幅度分别为64.5%和15.7%;而NPKM处理则较NP处理分别增加147.4和91.2 mg/kg增幅分别为258.9%和151.1%。祁阳NPK与NP处理相比,2μm粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量分别增加52.9和20.3 mg/kg增加幅度分别为104.9%和47.6%;NPKM与NP处理相比分别增加219.5和41.3 mg/kg增幅分别为435.9%和96.9%。长期施肥对两试验点各粒级复合体中全钾含量的影响不大。2、2~10及10~50μm粒级复合体三种形态钾素含量较高,是供给植物生长的主要钾源,其中2μm粒级复合体中交换性钾、非交换性钾含量与产量之间均存在显著正相关关系(P0.05)。【结论】2μm粒级复合体是土壤钾素的主要贮存库。在长期不施钾肥条件下土壤2μm粒级复合体中交换性钾和非交换性钾含量降低,施钾有利于该粒级复合体中交换性钾和非交换性钾积累。旱地红壤2、2~10及10~50μm粒级复合体钾素含量高且与产量之间存在显著的正相关关系是植物钾素主要供源。     

钾肥对烤烟体内钾素分配及微量元素含量的影响

本文用三种典型的植烟土壤研究了不同的钾肥用量对烟株含量及分配的影响，结果表明，烟叶含钾量随钾肥用量的增加而增加，两者符合二次曲线的关系。充分供钾时，钾在烟株体内的含量顺序为芽＞叶＞茎＞根，烟叶不同部位为下部＞中部＞上部；当烟株缺钾时，上部烟叶含钾量高于中下部。无率在哪种土壤上，钾在烟株中的分配比例顺序为烟叶＞茎＞根＞芽，当中部烟叶含钾量达到２．４％时钾在烟株中的分配趋向一稳定值，即在烟叶、茎、根、     

钾肥施用方式对烤烟钾素利用及土壤钾含量的影响

采用大田试验,在河南驻马店烟区研究了钾肥施用方式对烤烟钾素利用及土壤钾含量的影响。结果表明,在施钾量相同条件下,随着钾肥的追施比例和追施次数增加,不同部位的烟叶含钾量均增加,尤其是上部叶钾含量显著增加,2次或3次追钾比1次追钾处理上部叶钾含量分别提高18.9%～26.9%、35.0%～41.1%,使耕层土壤供钾能力在整个烤烟生育期内持续稳定在较高水平,并减少了土壤钾素下移,增加了烟株总吸收钾量,显著提高了钾素的利用效率,以钾肥基追比3∶7、分3次追钾处理钾素利用效率最高,达45.48%。     

长期秸秆还田下基于东北水稻高产和钾素平衡的钾肥用量研究

  【目的】  通过5年定位试验,系统研究东北稻区秸秆还田条件下不同钾肥用量对水稻产量、钾素利用率和土壤供钾能力的影响,为秸秆还田下水稻钾肥合理施用提供科学依据。  【方法】  于2015—2019年在东北水稻主产区吉林省前郭县开展田间定位试验。共设6个钾肥用量 (K₂O) 处理,分别为0 (K0)、30 (K30)、60 (K60)、90 (K90)、120 (K120) 和150 kg/hm2 (K150),水稻收获后,测定籽粒产量与生物产量、植株钾含量及0—20和20—40 cm土层土壤速效钾、缓效钾和全钾含量,并计算作物钾积累量、钾素利用效率和土壤-作物系统的钾素表观平衡状况。  【结果】  施钾可提高水稻籽粒产量和生物产量,与不施钾相比,平均增幅依次为7.6%～14.5%、6.3%～10.9%,以K60和K90处理籽粒产量和生物产量最高。不同施钾处理间收获指数没有显著差异。钾素表观回收率、农学利用率和偏生产力均随钾肥用量的增加而下降。K60、K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量高于K0和K30处理,全钾含量6个处理间没有显著差异。K90、K120和K150处理0—40 cm土壤速效钾和缓效钾含量间也没有显著差异。在5年试验中,K0和K30处理土壤钾素表观平衡均表现为亏缺,K60处理农田钾素投入量和输出量基本平衡,当钾肥用量增加至90 kg/hm2以上,农田钾素表观平衡呈现盈余状态,并随钾肥用量的增加显著增加。盈余率与钾肥用量、籽粒产量、土壤速效钾含量、钾素利用效率分别进行拟合得出,当盈余率为0时,钾肥用量为53.1 kg/hm2,籽粒产量为10035 kg/hm2,0—20和20—40 cm土壤速效钾含量分别为103.04和91.56 mg/kg,钾素表观回收率为40.4%,钾素农学利用率为21.2 kg/kg,钾素偏生产力为202.2 kg/kg。  【结论】  在秸秆还田条件下,施用钾肥对水稻依然有明显增产效果。年施K₂O 30 kg/hm2,土壤钾素处于亏缺状态;年施K₂O 60 kg/hm2增产效果最好,且土壤钾素处于基本平衡状态,土壤速效钾和缓效钾含量处于稳定状态;年施K₂O超过90 kg/hm2后,虽然钾盈余量增加,但对土壤速效钾和缓效钾含量没有进一步增加的效果,水稻产量甚至还有下降的趋势。以理论盈余率为0时钾肥用量的95%为置信区间,钾肥用量在50～56 kg/hm2范围内既可保证较高的水稻产量和钾素利用效率,又可维持土壤供钾能力,可作为东北稻区秸秆还田下水稻钾肥推荐用量。     

不同类型生态区稻-稻种植制度中钾肥效应及钾素平衡研究

研究了在丘陵生态区和洞庭湖生态区稻-稻种植制度中钾肥对水稻产量和钾肥效应及钾素平衡的影响。结果表明,在施钾量为0、112.5、150和187.5K2O kg hm-2的条件下,在丘陵生态区红黄泥田上,150K2O kg hm-2的施钾水平已达到较高的产量;洞庭湖生态区的紫潮泥田中缓效钾与速效钾含量均较高,目前施钾效应不明显。两种类型生态区土壤上施用氮肥的增产效果明显地大于施用钾肥。丘陵生态区红黄泥田上的3个施钾处理两季水稻吸收来自肥料钾的百分数比例均高于洞庭湖生态区的紫潮泥田。丘陵生态区红黄泥田上的3个施钾处理早稻钾素利用率平均为35.0%,晚稻为51.8%;洞庭湖生态区紫潮泥的3个施钾处理早稻钾素利用率平均为27.1%,晚稻为42.6%。肥料氮的利用率随钾肥施用量的增加而提高,这一趋势在晚稻上更为明显。在每季水稻施钾量为112.5、150、187.5 K2Okg hm-2的条件下,钾素平衡出现亏缺。在早稻施氮量165N kg hm-2(丘陵生态区),150N kg hm-2(洞庭湖生态区)和晚稻施氮量180N kg hm-2的条件下,两种类型生态区土壤上的氮素平衡中氮均出现盈余,且氮素盈余量随钾肥用量的增加而下降。     

棕壤和蛭石对外源钾的固定和释放特征

在外源钾施入量为2800mgkg-1条件下,供试耕地棕壤的固钾容量高达1450mgkg-1。在试验条件下,棕壤对钾素的固定量随外源钾施入量的增加而增加。蛭石对钾素的固定量具有随外源钾的施入量增加而呈线性增大的规律,其中0.3mm~0.1mm粒级蛭石对于钾素的固定量要高于1mm~0.3mm和<0.1mm两粒级蛭石对钾素的固定量。蛭石和棕壤对外源钾的固定率表现为随固钾量的增加而趋于降低的规律,但钾素释放量却随之提高。     

腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响

研究了腐殖酸钾对生姜生长、钾素吸收及钾肥利用率的影响。结果表明,生姜植株干物质积累量和钾素积累量随生姜生长发育而增加,变化动态可以用Logistic方程拟合。施用腐殖酸明显提高了根系活力,增加了植株钾素吸收量和干物质积累量,比空白对照增产8.88%。施用腐殖酸钾显著促进了根系生长发育,提高了钾素积累速率和钾素积累量,并最终提高产量,比空白对照增产61.29%,比等量氧化钾对照增产9.92%。施用腐殖酸钾显著提高了钾肥农学利用率和钾肥吸收利用率,而钾素干物质生产效率和钾素收获指数都有所降低。     

淀粉黏结剂对颗粒有机复混肥养分释放的影响

以自制的两种淀粉基黏结剂作为有机复混肥造粒黏结剂，以无机黏结剂硅酸钠为对照处理，以废物堆肥和市售无机化肥作为原料，经圆盘造粒获得3种不同颗粒有机复混肥。3种有机复混肥颗粒平均抗压碎力都达到了中国国家标准(≥6 N)的要求；无机黏结剂C颗粒经24 h的水浸泡后，其崩解率为6.1%；而A和B淀粉黏结剂颗粒保持完好，崩解率为0。通过168 h养分溶出试验发现，有机黏结剂A和B能明显降低颗粒肥中营养元素的释放速率；PVA(聚乙烯醇)改性淀粉黏结剂B作为有机复混肥造粒黏结剂，能明显延缓颗粒肥中NH⁺₄-N、全氮、全磷和全钾释放速率。虽然黏结剂A比黏结剂B延缓颗粒肥无机养分释放的效果差，但与无机黏结剂C相比，其延缓颗粒肥无机养分释放速率的效果要好的多。试验结果表明：用改性淀粉黏结剂作为有机复混肥造粒黏结剂，可以同步实现对速溶无机养分的控制释放，也为新型非包膜控施肥的研制和开发提供新的思路和参考。     

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅰ. 有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

本研究采用团粒法工艺,利用味精厂制糖形成的糖渣（A）作为有机原料,与尿素复混制成有机无机复混氮肥,运用土柱栽培试验研究等尿素氮投入条件下（设置低、中、高3个施氮水平）不同有机无机比例的有机无机复混氮肥对玉米产量和养分吸收利用的影响。主要结果为, 1）低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理平均玉米子粒产量比单施尿素处理的分别提高12.4%、4.8%和5.4%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥比对应的有机物料处理的增产幅度均大于尿素处理比对应的不施氮肥（CK）处理的增产幅度,有机物料与尿素复混,明显提高了尿素的增产效果。2）有机物料与化学氮肥复混具有优化化学肥料养分利用和提高化肥利用率的效果。低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理玉米植株氮素吸收量比尿素处理的分别提高29.0%、21.6%和18.9%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理化肥氮（尿素N）的表观利用率比尿素处理（尿素N）的氮肥表观利用率分别提高了33.5、11.6和13.0个百分点。     

缓释复合肥养分释放特性和黄连生物效应研究

采用连续恒温培养和大田试验研究了4种缓释复合肥在种植黄连的土壤(森林黄棕壤)中的养分释放特性及其对黄连产量和药用品质的效应。结果表明,20℃恒温模拟条件下缓释复合肥氮、磷、钾养分缓释性能较佳,3种养分释放的动力学过程可用Elovich方程St=a+blnt、双常数方程lnSt=a+blnt和抛物线扩散方程St=a+bt0.5表征,各方程参数b值均可用于描述缓释复合肥氮、磷、钾养分释放速率。在田间试验中4种缓释复合肥极显著提高3～5年生黄连产量,大幅度提高黄连小檗碱和生物碱产量,并以SRF3、SRF2和SRF13种缓释复合肥的效应大。     

液态缓释复配肥在日光温室蔬菜上的应用研究

节能日光温室蔬菜生产中,在农民自己施肥的基础上,于茄子、黄瓜采收前距离植株10 cm处,打直径为5~7 cm的孔,茄子地适宜孔深为40 cm,黄瓜地适宜孔深为20 cm,灌施液态缓释复配肥,间隔20 d时间灌施1次,连续灌施3次,茄子以每次每株灌施800 mL为宜,其增产率为35.8%。黄瓜每次每株灌施500 mL为宜,增产率为17.2%。茄子高效益期的产量占总计产时段产量的58.3%,而产值占总计产时段产值的71.5%。黄瓜高效益期的产量占总计产时段产量的64.3%,产值占总计产时段产值的86.5%。     

有机肥与化肥不同比例配施下水稻土铵态氮释放特征

采用淹水密闭培养-间歇淋洗法,研究了有机肥(猪粪和牛粪)与化肥(尿素)氮以不同比例配施后对水稻土铵态氮释放特征的影响。结果表明:与单施100%尿素处理相比,培养到28 d,配施有机肥处理(除80%尿素氮配施20%牛粪氮、70%尿素氮配施30%牛粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮处理)显著降低土壤铵态氮的累积释放量,且随有机肥配施比例的增加降幅增大,降低幅度为5.78%~41.20%(P0.05);培养28~90 d,配施有机肥处理(50%尿素氮配施30%牛粪氮处理除外)的土壤铵态氮释放量显著提高;至培养90 d,50%尿素氮配施50%猪粪氮和80%尿素氮配施20%牛粪氮处理的土壤铵态氮累积释放量显著高于单施100%尿素处理,提高幅度分别为4.81%和9.32%(P0.05)。培养结束时,氮素减施20%(单施80%尿素氮、50%尿素氮配施30%猪粪氮和50%尿素氮配施30%牛粪氮)处理的土壤铵态氮累积释放量与单施100%尿素处理无显著差异。本研究表明,50%尿素氮配施30%猪粪氮既可以降低土壤铵态氮前期释放速率,又可以增加水稻土持续稳定的供氮能力,对减少氮肥损失维持作物生产具有重要意义。     

有机-无机复混肥在日光温室无公害蔬菜上的应用

以茄果类蔬菜为供试材料,探讨有机-无机复混肥对日光温室无公害蔬菜产量、品质的影响。结果表明:施用有机-无机复混肥能显著提高日光温室无公害蔬菜的产量和品质,黄瓜、辣椒、西红柿三种蔬菜产量分别较不施化肥对照提高16 44%、17 23%和21 54%,硝酸盐含量分别下降111mg/kg、213mg/kg和223mg/kg。     

非包膜缓释复合肥养分释放特性及小麦对养分的吸收

采用土壤恒温培养模拟和盆栽试验方法研究了非包膜缓释复合肥(SRF)和普通复合肥(CCF)氮、磷、钾养分在土壤中的释放特性与小麦吸收氮、磷、钾养分的关系,以评价其在“土壤－作物”体系中的适应性。结果表明,非包膜缓释复合肥在土壤中氮、磷、钾养分的缓释能力优于普通复合肥,且各养分释放量以氮>钾>磷,与小麦的需肥特性相一致。盆栽小麦生育前期吸收普通复合肥的养分多于非包膜缓释复合肥,中、后期则相反,显示非包膜缓释复合肥的养分释放规律较普通复合肥能更好地符合小麦各生育期对养分的需求。与普通复合肥料相比,非包膜缓释复合肥肥效更好,分别提高小麦地上部、地下部、籽粒和总产量18.0%、7.55%、12.4%、14.9%;分别提高氮、磷、钾养分表观利用率23.6%,15.4%和63.7%。两种复合肥的3种养分累积释放量和小麦累积吸收量随时间变化的动态过程均可用三次回归方程表征(r＝0.9285^**～0.9968^**),非包膜缓释复合肥氮素养分释放的拟合度高于普通复合肥,非包膜缓释复合肥的作物适应性更优。     

北京都市农业区复混肥料与有机肥料质量监测分析及对策

近年来通过对北京市复混肥料和有机肥料产品的连续抽查监测分析表明,北京复混肥料产品质量良好,合格率87.2%,不合格项目随机性较大,主要为养分含量、水分和水溶磷占有效磷百分率。有机肥料质量相对较差,合格率仅为24.5%,具有不合格项次多、所占比例大、单项超标程度或不达标程度较高的特点,不合格项主要为有机质、pH、总养分和水分,这与当前企业自身的生产技术水平、管理机制和监管力度等因素密切相关,并针对这些问题提出了相应的对策和建议。