长期施肥大麦生育期双季稻田土壤微生物和酶活性动态变化特征

施肥与土壤微生物和酶活性关系密切,为探明大麦-双季稻三熟制种植模式下不同施肥处理对大麦(Hordaum vulgare L.)各个生育时期稻田土壤微生物和酶活性的影响,本研究以湖南宁乡长期定位试验为平台,分析了5种施肥处理之间[化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)、30%有机肥+70%化肥(OM1)、60%有机肥+40%化肥(OM2)和无肥(CK)]稻田土壤微生物和酶活性动态变化特征。大麦各主要生育时期,长期施肥促进了部分生理功能土壤微生物数量。土壤甲烷细菌和甲烷氧化菌数量均以OM2和OM1处理最高,均显著高于其他处理(P0.05);各施肥处理土壤硝化细菌和反硝化细菌数量大小顺序分别表现为OM2OM1RFMFCK和OM2OM1CKRFMF;固氮菌和氨化细菌数量均表现为OM1OM2RFMFCK;纤维素分解菌数量表现为OM1MFOM2RFCK。大麦各个主要生育时期,施肥显著提高了土壤酶的活性,各施肥处理土壤脲酶活性大小顺序表现为RFOM2OM1MFCK;过氧化氢酶活性以OM2处理为最高,与RF、MF和CK处理的差异达显著水平(P0.05);OM2处理的蔗糖酶和脱氢酶活性均为最高,均显著高于CK处理(P0.05);纤维素酶活性均以RF处理最高,均显著高于MF和CK处理(P0.05)。长期施肥促进了部分生理功能土壤微生物数量和土壤酶活性,其中以有机无机肥配施效果最为明显。     

长期不同施肥处理对麦季土壤酶活性的影响

为了明确长期不同施肥方式下麦季土壤酶对肥力水平的响应机制,基于中科院常熟农业生态实验站的长期定位试验,研究了不同施肥处理（无肥、化肥、化肥+中量猪粪、化肥+高量猪粪）对小麦拔节期和收获期土壤脲酶、转化酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性的影响。结果表明,施肥能有效提高土壤脲酶、转化酶和酸性磷酸酶活性,降低多酚氧化酶活性,化肥+中量猪粪处理效果最佳,与无肥对照区的差异达到显著水平。相关分析表明,土壤酶活性与小麦产量的相关性优于土壤养分,不同施肥处理小麦拔节期和收获期各种土壤酶活性变化趋势一致。     

化肥减施配合生物有机肥对土壤特性和燕麦产量的影响

针对燕麦生产中肥料施用过量的问题,在大田试验条件下,设置减施50%化肥(50D)、减施25%化肥(75D)、100%化肥(CK)、减施50%化肥+生物有机肥(50DM)、减施25%化肥+生物有机肥处理(75DM)等5个处理,分析了土壤3种酶活性、土壤养分含量和燕麦产量,研究减量磷酸二铵并配施生物有机肥对土壤特性和燕麦产量的影响。结果表明：在燕麦开花期和收获期75DM处理下0~20 cm土壤蔗糖酶、脲酶活性和过氧化氢酶活性显著提高,在收获期较CK分别提高7.6%、12.6%和25.2%;与CK相比,化肥配施生物有机肥处理有效增加了燕麦收获期土壤碱解氮含量,增幅为9.8%~22.9%,且以75DM处理最优。化肥配施生物有机肥处理下燕麦有效穗数、穗粒数和千粒重显著增加,其中以75DM处理籽粒产量最高,分别较75D和CK提高24.5%和9.3%。相关性分析表明,土壤酶活性、土壤养分与燕麦产量呈显著正相关。在大田生产条件下,减施25%化肥并配施600 kg/hm²生物有机肥可提高土壤酶活性,增加土壤中有效性氮、磷、钾的含量,从而改善土壤肥力和土壤养分状况,有利于燕麦增产。     

生物炭与有机肥施用对黄褐土土壤酶活性及微生物碳氮的影响

研究了生物炭与有机肥配施对土壤酶及其微生物生物量碳氮的影响,为黄褐土障碍因子改良及合理施肥提供参考。在等氮条件下设置了6 个施肥处理：不施肥(CK)、单施生物炭(B)、氮磷钾配合施用(NPK)、氮磷钾+生物炭(NPK+B)、氮磷钾+有机肥(NPK+M)、氮磷钾+有机肥+生物炭(NPK+B+M)。采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法和化学分析法分别对土壤微生物量碳氮、酶活性和土壤化学性质和作物产量进行测定分析。结果表明：在黄褐土条件下,生物炭与有机肥处理均能显著提高土壤脲酶活性和土壤微生物生物量碳、氮含量,其中以NPK+M+B处理效果最好。有机肥能够促进β-葡萄糖苷酶酶活性,而生物炭与其作用相反。土壤微生物量碳氮、脲酶和β-葡萄糖苷酶与产量之间存在显著或极显著正相关关系。本试验条件下,生物炭与有机肥的添加能够提高土壤酶活性,提高土壤有机碳和全氮含量,以NPK+B+M处理对酶活性提升效果最好。     

有机无机肥配施对强筋小麦产量和植株生理特征及土壤性质的影响

为探讨强筋小麦高效营养调控措施,以郑麦366为试材,通过田间试验研究有机无机肥料配施对冬小麦籽粒产量和植株生理特征以及土壤理化和生化性质的影响。田间试验共计4个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、鸡粪和化肥配施(CF+CM)、豆秸和化肥配施(CF+SS)。结果表明,施肥处理较不施肥籽粒产量显著增加20.90%~28.36%,有机无机肥配施处理较单施化肥相比籽粒产量无显著差异。在产量构成要素上,有机无机肥配施处理较单施化肥处理均无显著变化。有机无机肥配施处理较单施化肥处理灌浆期旗叶叶绿素含量显著增加8.19%~10.86%,但在净光合速率上无显著差异。同不施肥和单施化肥处理相比,有机无机肥配施处理下土壤有机质和全氮含量以及碳氮比均无显著变化,但土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均有显著增加。此外,有机无机肥配施处理较不施肥和单施化肥处理相比,土壤可培养微生物数量和细菌/真菌显著增加。整体来看,有机无机肥配施能够改善冬小麦植株生长发育,增加土壤养分供应,也能够显著改善土壤微生物区系特征,对于豫北地区优质强筋小麦生产具有重要现实意义。     

长期定位施肥对设施番茄土壤酶活性及土壤养分动态变化的影响

为探究不同施肥处理对设施大棚土壤微环境的影响,以寿光市长期定位设施番茄试验大棚为基础,设置4种施肥处理,不施肥(CK)、鸡粪+秸秆施肥(M+S)、鸡粪+尿素施肥(M+U)及鸡粪+尿素+秸秆施肥(M+U+S),对设施番茄生长期内土壤养分及酶活性的动态变化进行了研究和分析。结果表明,番茄生长期内,土壤酶活性和土壤养分含量动态变化,蔗糖酶和纤维素酶活性高峰出现在番茄生长的初果期;脲酶、酸性磷酸酶活性高峰出现在盛果期;拉秧期土壤有机质含量最高。增施高碳氮比作物秸秆显著降低了土壤盐分浓度,明显缓解土壤p H值的下降,番茄生长各时期内土壤全氮、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量显著提高,增幅分别为8.92%~40.71%,9.54%~18.52%,23.65%~27.87%,13.53%~58.81%,13.20%~18.25%,各时期土壤蔗糖酶、纤维素酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别显著提高了13.95~17.93,79.35~103.56,11.50~15.73,4.30~8.00个酶活力单位;相较于不施肥处理,长期氮肥的投入,显著加剧了M+U处理土壤次生盐渍化水平,明显降低了土壤酸碱度,并使该处理土壤脲酶活性显著降低;施用有机肥显著提高了土壤全氮、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量,明显增强了土壤蔗糖酶、纤维素酶和酸性磷酸酶活性。土壤酶活性之间相关性较好,其中蔗糖酶、纤维素酶、脲酶、过氧化氢酶之间极显著正相关。蔗糖酶、纤维素酶、酸性磷酸酶活性与全氮、有机质、速效磷、速效钾、碱解氮含量之间,脲酶活性与全氮、碱解氮含量均呈极显著正相关,而过氧化氢酶活性与土壤养分含量无明显相关性。     

有机无机氮肥配施对典型菜地土壤微生物和酶活性的影响

为了比较不同种类有机无机氮(N)肥配施后典型菜地土壤微生物和酶活性的差异,揭示施用有机物料后微生物在调节土壤肥力中的作用,以猪粪、沼渣沼液和猪粪堆肥为供试材料,采用田间小区试验,设置不施肥(CK)、不施N肥(PK)、纯施化肥(NPK)、有机无机肥配施1(20%猪粪N+80%化肥N,NPKM1)、有机无机肥配施2(20%沼渣沼液N+80%化肥N,NPKM2)和有机无机肥配施3(20%猪粪堆肥N+80%化肥N,NPKM3)等6种施肥模式,连续3年(2011-2013年)研究不同有机无机N肥配施对典型菜地土壤微生物和酶活性的影响。结果表明:小白菜季和莴苣季生育期间土壤细菌数量呈上升趋势,土壤真菌、放线菌数量呈先升后降趋势,且栽培后季较前季高。与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2、NPKM3处理土壤细菌数量提高2.27%~26.16%(小白菜季),15.06%~40.82%(莴苣季);真菌数量提高33.62%~47.10%(小白菜季),39.64%~52.27%(莴苣季);放线菌数量提高6.59%~38.21%(小白菜季),20.97%~29.66%(莴苣季)。有机无机N肥配施可以促进菜地土壤微生物大量繁殖。与NPK处理相比,NPKM1、NPKM2、NPKM3处理提高土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶、纤维素酶的活性。有机无机N肥配施可以促进菜地土壤酶活性的提高。各处理蔬菜产量分别为6.73~22.50 t/hm2(小白菜),21.54~47.79 t/hm2(莴苣),大小均表现为NPKM3NPKM1NPKM2NPKPKCK。相关分析表明,小白菜和莴苣产量与土壤微生物数量和酶活性之间均存在密切关系。总之,有机无机N肥配施可以有效提高土壤中微生物数量和酶活性,维持菜地较高的土壤肥力,有利于蔬菜种植的可持续和高效生产,以猪粪堆肥配施效果最佳。     

长期不同施肥模式对双季稻田土壤养分及水稻产量的影响

为探明不同施肥处理对双季稻田土壤养分和水稻产量的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用常规试验分析方法系统分析了定位长达31年5种施肥处理(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)对双季稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果显示,长期有机无机肥配施均有利于改善土壤养分含量。有机肥配施化肥处理明显增加了稻田土壤有机质含量,以60%有机肥处理增加效果为最高;30%和60%有机肥处理均有利于增加土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量,与化肥和无肥处理均达显著差异(P0.05);不同处理间土壤全钾含量和p H值均无显著性差异。有机无机肥连续配施有利于增加水稻产量;早稻产量以60%和30%有机肥处理为最高,分别比无肥处理增加97.67%和95.01%;晚稻产量以秸秆还田和30%有机肥处理为最高,分别比无肥处理增加103.64%和93.97%。相关性分析结果表明,土壤有机质与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷均具有极显著的正相关(r=0.993**,0.971**,0.950**,0.950**),与土壤速效钾具有显著的正相关(r=0.802*)。有机肥与化肥配合施用有利于培肥土壤和获得较高的水稻产量。     

优化施肥对滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应特性的影响

通过2年大田试验,研究优化施肥对东营滨海盐渍土棉花生长及土壤养分供应能力的影响。设不施肥、农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥4个处理。结果表明:与农民传统施肥对比,优化施肥及优化施肥+有机肥处理有效提高了棉花产量、肥料农学利用率、偏生产力;施肥改变了土壤盐基离子组成,农民传统施肥、优化施肥、优化施肥+有机肥处理Na+及Cl-所占比分别减少2.29%,3.45%,6.15%,K+、Ca2+、Mg2+、SO_2-4有不同程度的提高;优化施肥+有机肥处理能明显提高土壤微生物和酶活性,其中脲酶、碱性磷酸酶活性分别比传统施肥和优化施肥高7.8%~17.0%和5.0%~13.3%;施肥提高了土壤速效养分,优化施肥+有机肥处理速效P和速效K含量总体处于较高水平,而N0-3-N、NH+4-N含量总体表现为传统施肥优化施肥+有机肥优化施肥不施肥,这说明优化施肥能有效降低土壤NO-3-N、NH+4-N含量,进而NO-3-N、NH+4-N的流失风险也随之减小。采用N、K肥基施+蕾期花期2次追施的优化施肥处理,不仅减少了肥料用量,而且提高了产量,配合施用有机肥增产效果更为显著。     

不同施肥处理对辣椒根际土壤微生物区系和酶活性的影响

以单施有机肥(CK)为对照,研究了单施生物菌肥、单施化肥及化肥+生物菌肥混合施用等3种不同处理对辣椒根际土壤微生物组成和酶活性变化的影响。结果表明,单施菌肥处理中,辣椒根际土壤细菌和真菌数量较CK显著增加,增幅分别达到49.46%和40.25%,放线菌数量有所下降;菌肥+化肥处理中,细菌数量较CK增加了16.55%,放线菌和真菌数量有所减少;纯化肥处理中,细菌、真菌和放线菌数量均显著下降。施用菌肥后土壤过氧化氢酶、脉酶、蛋白酶和磷酸酶活性均较CK显著增加。其中单施菌肥处理土壤中,过氧化氢酶、腥酶和蛋白酶活性均较CK大幅增加,分别增加了33.9%,396.4%和30.1%。施用生物菌肥可增加土壤微生物功能群数量,改善土壤微生态环境和土壤氮素营养循环,提高土壤酶活性和土壤肥力。     

不同施肥方式对甘肃陇中黄土丘陵区土壤养分及春小麦产量的影响

为探讨不同施肥方式对土壤养分含量和春小麦产量的影响,设置不施肥（T）、化学氮肥（N）、有机肥（M）、有机肥和氮肥配施（NM）4个处理,分析不同施肥方式下陇中黄土丘陵区土壤养分含量和春小麦产量的变化特征。结果表明,不同施肥处理下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及化学计量特征有一定差异。NM处理下SOC、TN含量及碳磷比（C:P）、氮磷比（N:P）均为最高,显著高于N和M处理;土壤碳氮比（C:N）和TP含量在各施肥处理间无显著差异。春小麦产量在不同施肥处理下有一定差异。NM处理下春小麦产量最高,显著高于N和M处理。春小麦产量与土壤SOC、TN、C:P、N:P和C:N呈显著或极显著相关关系,产量与TP含量无显著相关性。综上,在黄土高原丘陵区,有机肥和氮肥配施可以有效增加土壤养分含量和春小麦产量。     

沼肥在有机高梁种植上的应用研究

为探索沼肥在有机农业生产上的施用效果,进行了沼肥施用于有机高粱的生产试验。结果表明,全程施用沼肥比未施用沼肥作对照的产量高17．43％,使农户增收达439元／667m2,发病虫率低4％。在有机高梁生产施用沼肥中结合沼液喷施叶面,增产效果更明显。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

本研究于2015—2019年以晋杂34、辽杂27、晋饲2号、晋糯3号和汾酒粱1号为研究对象,设0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)、300(N300)、450 kg hm^-2(N450)6个氮素水平,调查其对产量性状、淀粉含量和土壤硝态氮以及氮素利用特性指标的影响,以探讨高粱合理的氮素施用方案。结果表明,高粱的产量、穗粒数及植株地上部氮素累积量,随施氮水平的增加呈先增加后趋于稳定的趋势,其中以N75处理增幅最大,较N0处理最大增幅分别可达23.68%、48.05%和51.86%;籽粒淀粉含量、5年叠加氮肥利用率、5年叠加氮肥农学效率和氮素5年叠加表观回收率随施氮水平的增加都存在不同程度的降低,其中N75处理下5年叠加氮肥利用率为63.01%,较N150处理提高了76.91%;籽粒淀粉产量则随施氮水平的增加呈先增加后降低的趋势。连续施氮4~5年后,施氮量≥225 kg hm^-2,残留的硝态氮在60~200 cm土层逐年累积,且在0~200 cm土层存在明显的累积峰,硝态氮淋失风险加剧。施氮量75~150 kg hm^-2之间,在满足高粱植株基本生长需求的同时,可以弥补了土壤氮库的消耗,有效降低了土壤硝态氮的淋失,亦有利于高粱产量和籽粒淀粉产量的形成。     

粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应

基于2011—2012年在山西省农业科学院东阳农业试验基地的大田定位试验,2013年在高粱/玉米轮作体系下,以晋杂23高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]为试料,设置NPK、PK、NK、NP和CK(不施肥)5个施肥处理,每个处理3次重复,采用随机区组排列,研究土壤养分耗竭条件下氮磷钾肥对粒用高粱生长、养分吸收、产量和品质的影响。结果表明,出苗后76 d,NPK、PK、NK和NP处理最大叶叶面积分别比CK增加18.7%、4.1%、17.9%和16.6%,单株总功能叶面积分别比CK处理增加54.1%、18.4%、47.4%和48.2%;整个生育期施肥处理对叶片生物量有显著影响。自出苗后121 d,各施肥处理对茎干物质累积具有显著影响。NPK、PK、NK和NP处理籽粒产量分别比CK增加了93.8%、35.5%、91.2%和78.1%。自出苗后100 d,CK和PK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理,此时CK和NK处理显著降低了叶片中P含量。在收获期,CK处理显著降低了籽粒中N含量。CK、PK和NP处理提高了直链淀粉含量,而支链淀粉含量下降,导致直链/支链比值相应增加。施氮肥处理(NPK、NP、NK)的籽粒蛋白质含量明显高于CK和PK处理;NPK处理分别提高了73.9%和40.3%。NPK处理籽粒单宁含量比CK和PK处理分别提高15.6%和22.7%。研究表明,不施肥和不施氮肥显著降低了粒用高粱植株生长、干物质积累、籽粒产量、氮磷养分吸收以及籽粒中支链淀粉、蛋白质和单宁含量,不施肥和不施氮对高粱的影响明显大于不施磷或不施钾,平衡施肥有利于粒用高粱产量的提高和品质的改善。     

不同的施肥用药组合对黄瓜产量及成本效益影响的研究

为了黄瓜种植时合理的施用肥料和农药提供参考,缓解当前严重的环境污染和蔬菜农药残留超标问题,探讨不同的施肥用药情况对黄瓜产量以及成本投入的影响。以黄瓜为试材,设置4个不同的处理,分别为T1(习惯施肥+习惯用药,CK)、T2(习惯施肥+推荐用药)、T3(推荐施肥+习惯用药)、T4(推荐施肥+推荐用药)。结果表明:T4处理在肥料和药剂的种类数量上比对照处理少得多,并且对黄瓜的产量还起到了增产的作用,在黄瓜全采收期增产了7003.5 kg/hm~2,增产率达到了19.25%;在节本增效上效果也显著,跟对照相比,T4处理节本达到10941元/hm~2,增效达到31951.5元/hm~2。该试验获得了理想的结果,以较低的投入得到了较高的收益,可以为黄瓜种植者在肥料选择和喷施农药时提供参考,为缓解现在日趋严重的农田土壤生态环境奠定基础。     

长期定位施肥对土壤氮素矿化与作物产量的影响

揭示长期施用有机肥及配施氮肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响,探索其与作物产量间的关系。以始于_1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,采用田间原位-离子交换树脂法(ISC-IERB)研究了长期定位施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并对其与产量进行了相关分析。结果表明:长期施用有机肥及其配施氮肥可显著提高非石灰性潮土全氮、矿质氮、净氮矿化量、冬小麦或夏玉米吸氮量和产量,且在同一有机肥(氮肥)水平下,均随氮肥(有机肥)投入量的增加呈增加趋势,其中高量有机肥配施高量氮肥(M_2N_2)处理的增加幅度最高,冬小麦、夏玉米产量分别为6 803,_1_1 935 kg/hm_2;长期施肥使夏玉米季土壤氮净矿化量、净氮矿化率明显大于冬小麦季,施肥处理(M_1、M_1N_1、M_1N_2、M_2、M_2N_1、M_2N_2)的增幅分别为7.1%-2.7%,16.2%-76.0%;相关分析表明,冬小麦-夏玉米产量与当季冬小麦、夏玉米播前土壤全氮、矿质氮含量、氮净矿化量均存在极显著相关性,但与氮素表观淋失量相关不显著。研究表明,施用有机肥、氮肥是提高土壤供氮潜力、作物产量的有效手段,作物与季节是影响土壤氮素矿化的重要因素。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

To determine a suitable nitrogen fertilizer application rate, an experiment was conducted using Jinza 34, Liaoza 27, Jinsi 2, Jinnuo 3, and Fenjiuliang 1 with six nitrogen (N) fertilization levels, including 0 (N0), 75 (N75), 150 (N150), 225 (N225), 300 (N300), and 450 kg hm^-2 (N450). The effects of long-term nitrogen fertilization with different levels on sorghum grain yield, nitrogen use characteristics and soil nitrate nitrogen distribution were investigated. The grain yield, grain number and N accumulation of sorghum increased initially and then tended to be stabile with the increase of nitrogen fertilizer application. Among them, the maximum increase of sorghum under N75 treatment compared with that under N0 treatment was 23.68%, 48.05%, and 51.86%, respectively. With the increase of nitrogen fertilizer application, the grain starch content decreased, while the grain starch yield increased firstly and then decreased. Nitrogen apparent recovery rate, nitrogen fertilizer agronomic efficiency and nitrogen use efficiency which were accumulated for five years were reduced significantly with the increase of nitrogen fertilizer application. Compared with the N150 treatment, nitrogen use efficiency accumulated for five years under N75 treatment, which was 63.01%, was increased by 76.91%. When nitrogen fertilizer application was beyond 225 kg hm^-2, after four to five years later, nitrate nitrogen residue was increased rapidly in the 60-200 cm soil layer year by year, NO₃^--N accumulation peaks distributed in the 0-200 cm soil layer and the risk of nitrate nitrogen leaching was increased. In view of the yield, starch yield, nitrogen utilization and environmental benefit, the reasonable nitrogen fertilizer application for sorghum was between 75 kg hm^-2 and 150 kg hm^-2.