多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响

为促进玉米秸秆腐解、提高土壤肥力,本试验采用盆栽方法,设置对照、水、水+N、水+微生物、水+N+微生物共5个处理,研究了多因素交互作用下玉米秸秆腐解对土壤速效养分的影响。试验结果表明：添加微生物和氮肥能促进秸秆腐解,加快土壤中有机态磷的矿化,提高土壤速效磷含量;补施氮肥一方面增加了土壤碱解氮含量,另一方面提供了微生物的氮素营养,提高其活性,促进了秸秆后期养分释放,加速有机态钾矿化分解,土壤速效钾含量提高12.62%-28.19%;适宜的水分、氮素和微生物配合有利于增加土壤有机质含量,四个月后增加了7.62%-9.45%。综合比较各个处理对土壤速效养分和有机质含量的影响,水+N处理效果较好。     

氮肥运筹对夏玉米产量、氮素利用率及土壤养分残留量的影响

通过2年定位试验,在山西省临汾市采用大田随机区组试验法,在等氮磷钾施肥条件下,研究氮肥运筹对夏玉米产量及其构成因素、不同生育期植株氮磷钾吸收量,并监测0~40 cm土壤速效养分含量动态变化。结果表明,施氮肥处理均使不施氮肥处理(CK)夏玉米显著增产,2014,2015年增产幅度分别为5.72%~27.71%和6.05%~27.84%;其中,一次性施用缓控释肥处理BBF和CRF的夏玉米产量接近或高于常规尿素3次施肥(U3)和2次施肥(U2),增产效果优于一次性基施等量普通复合肥(CF)处理;BBF和CRF处理夏玉米穗粒数、单穗粒重和百粒质量等产量构成因素指标均较优,与U3处理间差异不显著;BBF和CRF处理下植株氮磷钾养分积累量高是产量提高的基础,2年氮肥表观利用率平均达29.59%和28.95%,高于CF处理(22.27%)。常规尿素分次施肥处理施肥次数越多,玉米产量和氮肥利用率越高。各施氮肥处理对土壤速效养分残留量影响在不同生育期各异。BBF和CRF处理0~20 cm土层碱解氮含量随玉米生育期表现为先低后高再低的趋势,这与玉米整个生育期氮素吸收形成一定协同效应,且生育后期残留量低。各施氮肥处理20~40 cm土壤碱解氮含量在苗期变化不大,大喇叭口期和成熟期以U1和U2增加明显。与CK相比,各施氮处理玉米收获后0~40 cm土壤碱解氮残留量均增加。0~20 cm和20~40 cm土壤速效磷和缓效钾含量在生育期的差异较施氮处理间的差异更明显。因此,一次性基施缓控释肥可达到接近或增加常规尿素2次或3次施肥对夏玉米的增产效果,较好地协调养分供应与夏玉米养分吸收,提高氮素养分利用率,后期土壤养分残留量低,实现夏玉米一次性施肥高产高效的效果。     

氮磷配施对玉米-大豆带状套作系统中土壤酶活性及速效养分的影响

为了探究玉米-大豆带状套作体系下不同施肥处理对玉米养分积累、土壤酶活性及土壤速效养分的影响,应用田间小区试验设置不同供氮(0, 120, 180, 240 kg/hm~2,记为N0、N1、N2、N3)和供磷水平(0, 35, 70, 105 kg/hm~2,记为P0、P1、P2、P3),以单作玉米(施氮水平:N0、N2,施磷水平:P0、P2)为对照。结果表明,玉米-大豆带状套作模式较玉米单作施氮磷的增效作用更明显,分别提高了20.16%和20.60%。套作玉米中,各氮磷处理对土壤酶活性及速效养分有影响,相同磷素水平下,土壤脲酶活性和碱解氮含量随施氮量的增加先增后减,于施氮180 kg/hm~2时最高,土壤磷酸酶活性则受到抑制,有效磷含量较不施氮降低;相同氮素水平下,随施磷量的增加,土壤脲酶、土壤酸性磷酸酶活性及土壤有效磷含量呈增加趋势,碱解氮含量先增后减。相关分析表明,氮磷互作下土壤脲酶活性与土壤碱解氮含量呈极显著正相关关系(r=0.636～0.812),与玉米氮磷积累呈正相关;土壤酸性磷酸酶活性与土壤有效磷及植株吸磷量呈正相关,尤其与有效磷含量存在极显著关系(r=0.634～0.851)。综上,玉米-大豆带状套作模式下,由于种间效应和氮磷互作共同作用,活化了根际土壤脲酶、酸性磷酸酶,提高土壤碱性氮含量和土壤有效磷含量,利于玉米植株氮、磷素的累积。本试验研究范围内,套作模式下玉米氮磷配施以氮减至180 kg/hm~2、磷减至70 kg/hm~2时,效应最佳。     

不同氮素营养水平对茶树根际土壤微生物的影响及其在养分调控中的作用

为茶园氮肥的科学施用提供理论依据,通过盆栽试验探讨4个不同氮素营养水平(N0、N1、N2、N3)下茶树根际土壤养分、微生物种群组成的变化以及二者的内在联系。结果表明:与不施氮(N0)处理相比,适宜施用氮肥可以增加茶树根际土壤的细菌、放线菌、真菌数量以及微生物总量,促进了土壤微生物群落多样性的改善;亦提高了茶树根际土壤碱解氮、速效磷、速效钾及有机质含量,并且均在N1或者N2处理时达到最大值。相关分析结果显示,不同氮素水平下茶树土壤微生物数量与土壤各养分含量之间存在着极显著的相关关系。合理施用氮肥对于茶园土壤微生物数量及其群落中细菌、放线菌及真菌数量与土壤中有效态养分含量具有良好的调节作用。     

氮磷钾施用方式对夏玉米植株和土壤养分及产量的影响

采用大田试验,研究等氮水平下不同肥料、分配方式及与磷、钾配施对夏玉米植株氮磷钾和土壤速效氮磷钾含量及产量的影响。结果表明：在常规施氮（底施和大口追施）、常规优化施氮（底施和大口、吐丝2 次追施）和控释氮素配施2 种磷钾水平用量（P2O5 105-K2O 120 kg/hm2和P2O5 157.5-K2O 180 kg/hm2）组合中,各处理大口期前植株干质量、氮磷钾含量、氮磷钾累积量以常规施氮高于控释尿素;成熟期穗粒数、千粒重和产量以控释尿素处理高于常规优化施氮处理,后者又高于常规施氮处理。等氮处理下,增施磷钾提高了植株磷、钾含量和累积量,植株含氮和氮累积量明显增加。各处理土壤速效氮、磷含量随生育进程不断降低,速效钾含量表现为“V”字型特征;土壤速效养分与植株养分含量表现趋势相反,生育后期控释尿素低于常规优化施氮,后者又低于常规处理。增施磷钾明显提高各时期土壤速效磷、钾含量,但使土壤氮含量降低。与对照相比,各处理单位氮、磷、钾生产籽粒能力降低;各处理中,单位养分生产籽粒以常规施氮高于常规优化施氮,后者又高于控释尿素。肥料养分利用率以控释尿素处理最高,其次为常规优化施氮,常规施氮最低。表明与常规施氮相比,控释尿素结合磷钾底施,能协调生育期间养分供应,改善植株中后期氮磷钾吸收、积累和物质生产,是改善养分利用效率、穗部性状和产量的优化施肥技术。     

硫包膜尿素在轻度盐碱土壤中释放特点及肥效研究

应用水中溶出率法和轻度盐碱土壤玉米根下土埋法,研究硫包膜尿素在轻度盐碱土壤的释放特征及其对春玉米氮吸收和产量的影响,并且与腐植酸包膜尿素和普通尿素进行了比较。结果表明,硫包膜尿素在静水中初期养分释放率大,后期明显出现养分"锁定效应"和"尾留效应"现象,仅能释放出59.33%左右的养分;在轻度盐碱土壤中,其释放与静水释放趋势一致,但在玉米收获时养分释放率达87.9%,在玉米全生育期,其累积释放呈现逐渐递增的趋势,与玉米吸氮曲线相吻合;而与之相比较,腐植酸包膜尿素和普通尿素的释放规律与玉米吸氮曲线吻合度较差。硫包膜尿素处理与腐植酸包膜尿素和普通尿素2个处理相比,玉米成熟期氮吸收总量分别增加26.97%和44.32%,产量分别增加8.73%和22.43%,差异均显著;苗期耕层土壤pH值分别降低0.66,0.51。硫包膜尿素处理的穗长、百粒质量分别比腐植酸包膜尿素处理和普通尿素处理高1.33%,4.65%和2.69%,8.41%,硫包膜尿素处理的秃尖和穗粒数与普通尿素处理的差异显著。说明硫包膜尿素在轻度盐碱地上应用可降低土壤pH值、增强玉米植株氮素吸收利用能力,释放特征更符合玉米氮素养分的吸收规律。     

氮磷钾施用方式对夏玉米植株、产量和土壤养分的影响

采用大田试验,研究等氮水平下不同肥料、分配方式及与磷、钾配施对夏玉米植株氮磷钾和土壤速效氮磷钾含量及产量的影响。结果表明:在常规施氮(底施和大口追施)、常规优化施氮(底施和大口、吐丝2次追施)和控释氮素配施2种磷钾水平用量(P2O5105-K2O 120 kg/hm~2和P2O5157.5-K2O 180 kg/hm~2)组合中,各处理大口期前植株干质量、氮磷钾含量、氮磷钾累积量以常规施氮高于控释尿素;成熟期穗粒数、千粒重和产量以控释尿素处理高于常规优化施氮处理,后者又高于常规施氮处理。等氮处理下,增施磷钾提高了植株磷、钾含量和累积量,植株含氮和氮累积量明显增加。各处理土壤速效氮、磷含量随生育进程不断降低,速效钾含量表现为"V"字型特征;土壤速效养分与植株养分含量表现趋势相反,生育后期控释尿素低于常规优化施氮,后者又低于常规处理。增施磷钾明显提高各时期土壤速效磷、钾含量,但使土壤氮含量降低。与对照相比,各处理单位氮、磷、钾生产籽粒能力降低;各处理中,单位养分生产籽粒以常规施氮高于常规优化施氮,后者又高于控释尿素。肥料养分利用率以控释尿素处理最高,其次为常规优化施氮,常规施氮最低。表明与常规施氮相比,控释尿素结合磷钾底施,能协调生育期间养分供应,改善植株中后期氮磷钾吸收、积累和物质生产,是改善养分利用效率、穗部性状和产量的优化施肥技术。     

花铃期棉田速效养分时空变异特征及对棉花产量品质的影响

试验于2004年在河南安阳(黄河流域黄淮棉区)和江苏南京(长江流域下游棉区)大田进行。氮素设0、120、240、360和480 kg hm^-2(分别用N0、N1、N2、N3、N4表示) 5个水平, 磷、钾施用量分别为185 kg hm^-2和118 kg hm^-2, 研究花铃期棉田土壤速效养分时间、空间变异特征及对棉花产量品质的影响。结果表明, 随着生育进程, 两试点N0处理0~60 cm土壤各层碱解氮呈先降低后升高的趋势, 其他4个处理先呈现下降趋势, 棉田追肥后, 含量明显增加, 之后明显降低, 吐絮后又开始回升; 两试点速效磷、速效钾含量均表现为先降低后升高的趋势。0~60 cm土壤各层速效养分含量随深度的增加呈下降的趋势。相同土层碱解氮、速效磷含量随距棉株水平距离的增加, 南京N1、N2、N3、N4处理呈下降趋势, N0处理水平变异特征不明显; 南京碱解氮含量时空变异较安阳显著, 安阳速效磷含量时空变异较南京显著。南京0~60 cm、安阳20~60 cm土层速效钾含量表现为随距棉株水平距离的增加均呈下降趋势, 而安阳0~20 cm呈现相反趋势。安阳、南京分别以360 kg hm^-2和240 kg hm^-2施氮水平棉花产量构成相对合理、皮棉产量最高、纤维长度和比强度较优。因此, 不同生态区应根据花铃期棉田速效养分时空变异特征, 确定适宜施肥量, 提高棉花产量品质。     

土壤温度对不同施肥方式下辣椒生长及土壤理化性质的影响

为了探讨土壤温度和肥料利用率间的关系,进一步提升冬春季设施辣椒生产力。通过大田小区试验,设计土壤温度(对照不加温、加温土壤)和施肥方式(不施肥CK、常规尿素施肥N60和常规尿素减N24)2个因素对辣椒生长、养分吸收和土壤理化性状的影响。结果表明,土壤不加温条件下,常规尿素施肥处理比CK辣椒植株总干质量、株高、成活率和产量不同程度增加,在较高氮肥用量的N60处理中增加程度较高;土壤加温条件下,N60和N24处理对辣椒生长的促进作用更明显,产量最高,且2个施肥处理间差异不显著。土壤加温有助于氮素养分的持续释放,在开花期处于低峰状态,这与加温条件下辣椒植株对养分的需求量较大有关;结果期,不加温条件碱解氮含量有所降低,但加温条件下持续升高。2种温度条件下,速效磷和速效钾含量随生育期延长呈增加趋势,其中,CK处理在结果期明显增加,可能是由于氮元素亏缺状态下磷钾元素补充供应。土壤适宜加温使脲酶活性持续增加。因此,提高土壤温度比增施氮肥更有利于辣椒养分吸收和产量提高,使肥料得到有效发挥,有助于设施蔬菜增产增效。     

尿素类型与灌溉管理对玉米节水保肥的影响

水分和氮素管理对提高作物产量具有重要作用。笔者研究尿素类型与灌溉管理对玉米节水保肥的影响以达到玉米高氮肥利用效率和高产田的生产目标。本研究在2016—2017年开展2年完全随机区组设计试验,讨论了尿素类型（普通尿素和控释尿素）及灌溉对玉米土壤和氮素利用的影响。每种尿素类型设置2种氮素水平,分别为75、150 kg N/hm ²,以不施氮肥为对照。水分设置2种灌溉水平,分别为全生育期不灌水和灌浆阶段灌水85 mm。结果表明：在灌溉与施氮水平相同下,0~40 cm土层应用控释尿素处理氮含量较高,但在更深的土壤层低于普通尿素处理;相对于不灌溉,灌溉增加了硝态氮的损失,但施用控释尿素的处理硝态氮损失低于施用普通尿素处理;灌溉条件下施用控释尿素可以提高玉米氮素吸收,并使更多的氮向籽粒中转移;与普通尿素相比,控释尿素提高了氮肥利用率,降低土壤对氮需求的依赖。控释尿素低氮的释放可以减少硝态氮在土壤中的存留时间而迅速被玉米吸收,从而降低硝态氮的损失风险,提高了土壤氮肥利用效率。综上,控释尿素与少量灌溉相结合适用于华北半湿润地区达到玉米高氮肥利用效率和高产田的生产目标。     

控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮含量及产量的影响

为了探讨控释氮肥施用的最佳用量比例,在大田条件下,试验设6个处理：T1不施氮肥、T2常规施肥（基施）、T3常规尿素（基施+追施）、T4控释尿素100%、T5控释尿素90%、T6控释尿素80%。研究控释氮肥对土壤硝态氮和玉米植株全氮及产量的影响。结果表明：土壤硝态氮和秸秆全氮含量随着生育期的推进呈下降趋势,且拔节期含量最高。控释氮肥处理灌浆期到成熟期不同氮素含量高于常规施肥处理。控释氮肥处理提高了玉米不同生育时期的地上部干物重,而从拔节期到成熟期,控释尿素100%、控释尿素90%处理地上部干物重高于普通尿素处理,且控释尿素90%处理最大。控释氮肥合理用量提高了玉米的茎粗、穗粒数,减少了玉米秃尖长度,但对百粒重影响不大。控释尿素90%处理产量最高,达到8637.6 kg/hm2,与不施氮肥和常规施肥相比差异达到显著水平。     

不同施用方式下保水剂浓度对作物成苗的影响

针对内蒙古干旱地区农业生产实际和保水剂在节水农业中的应用前景,对干旱条件下保水剂浓度对作物出苗和生长的影响进行了研究。通过盆栽试验,研究了保水剂不同施用方式下,浓度对萝卜、玉米和糜子的出苗率和幼苗生长的影响。结果表明：施用保水剂可显著提高作物出苗率并改善幼苗生长状况,但其效果因施用方式不同,差异较大。对萝卜而言,5cm施用深度下,沟施时对应浓度在0．10％～0．50％范围内,出苗率比对照提高25．3～44．0个百分点,混施在浓度小于1．00％时,皆能提高出苗率,但提高幅度明显低于沟施;10cm施用深度下,混施时浓度在0．10％～0．50％范围内,出苗率比对照高30个百分点左右,而沟施则不明显。对于玉米和糜子,混施浓度低于0．30％时,玉米出苗率提高5～7倍,糜子出苗率提高2～4倍。从幼苗生长看,萝卜在试验最低浓度0．10％,玉米和糜子在0．10％～0．30％,各处理株高明显优于对照。总体上保水剂和土壤混施优于沟施,施用深度对作物成苗的影响在不同施用方式下不一致,这种差异与保水剂和土壤的相互作用有关。     

聚丙烯酰胺型保水剂对土壤水分及秋糯玉米生长的效应

通过探讨PAM保水剂在伏秋干旱条件下对糯玉米土壤的保水效应,可为玉米高产优质栽培管理提供理论依据。以‘沪玉糯3号’鲜食糯玉米为试验材料,采用拌种、沟施与穴施PAM方式,研究了PAM保水剂不同施用量及施用方式对土壤水分及鲜食糯玉米生长、产量的效应。结果表明：0~40 cm土层PAM保水剂处理的土壤含水量总体高于对照并随保水剂用量的增加而增加,5个处理中,以沟施60 kg/hm2 PAM保水剂处理的保水、增产效果最好;30 kg/hm2 PAM保水剂不同施用方式条件下,穴施好于沟施,但两者产量差异性不显著。由此得出,施用PAM保水剂可以提高土壤的含水率和促进作物生长,并改善玉米的产量构成因子,从而提高鲜棒产量和地上鲜生物量。     

适用于半干旱气候条件下的微水溶性缓释肥料在夏玉米上的肥效研究

为了探明一种适用于半干旱气候条件下的微水溶性缓释肥料（北京市农林科学院研制,简称W,下同）在常规灌溉和减量灌溉条件下对夏玉米生长状况的影响,应用砂壤土盆栽玉米试验,设置了常规灌溉不施肥处理(CK)、常规灌溉的尿素处理(N)、常规灌溉的L型包衣尿素控释肥处理(L)、等量施肥与常规灌溉的微水溶性缓释肥处理(W1)、等量施肥与减量灌溉的微水溶性缓释肥处理(W2)5个处理。研究结果表明：与CK相比,所有施肥处理植株全氮、磷、钾含量与土壤残留硝态氮及速效钾含量均显著提高。各施肥处理相比,植株全氮含量为1.98%~2.37%,含量顺序依次为W2>W1>L>N,W2与N处理差异显著,其他处理差异均不显著;植株全钾含量为4.26%~4.84%,含量顺序依次为W1>W2>L>N,各处理差异不显著;土壤硝态氮含量为165~314 mg/kg,含量顺序依次为W2>W1>L>N,W2与W1、N、L 3个处理差异显著,其他处理间差异不显著;土壤速效钾含量为231.7~318.1 mg/kg,含量顺序依次为W2=W1>N>L,W2与W1差异不显著,N与L差异不显著,其他处理间差异均显著。结果说明微水溶性缓释肥料养分释放具有一定的微水溶性与缓释性能,可以显著促进玉米植株氮素吸收,降低养分流失风险。     

包膜尿素在盐碱土壤中氮素转化及其对玉米增产效应的研究

为探究包膜尿素一次性基施提高玉米氮素利用效率及增产机制。采用田间小区试验,比较施用不同材料包膜尿素和施用普通尿素对土壤氮素转化特征及玉米增产效应的差异。结果表明,与施用普通尿素相比,包膜尿素在玉米生长发育前期可抑制土壤中的脲酶活性,处理3、处理4、处理5对土壤脲酶抑制率分别达到27.06%、28.36%和39.50%;施用包膜尿素还可以延缓氮肥在土壤中的释放进程,保证在玉米生长后期,有充足的氮素释放。在玉米抽穗期,处理3、处理4、处理5的土壤碱解氮含量分别比对照(施用普通尿素)高出40.33%、66.64%和53.89%,同时施用缓释包膜尿素还可显著提高玉米籽粒产量。处理4(2#包膜尿素)效果最佳,比普通尿素处理增产26.87%,氮素偏生产力、氮农学效率和氮素利用率分别比对照增加13.13 kg grain/kgN、6.76 kg grain/kgN和10.33%。     

玉米秸秆基纤维素保水剂对土壤持水性能及冬小麦根系生长的影响

为探讨自制的玉米秸秆基纤维素保水剂(SAP)在农业生产上的应用潜力,利用扫描电镜表征了SAP吸水前后形貌变化,探究了SAP施用量对土壤持水性能和不同程度水分胁迫下冬小麦根系生长的影响。结果表明：SAP在土壤中吸水膨胀后降低了土壤容重,土壤最大水分含量较不施SAP显著提高19.1%~67.6%,同时降低了前3天土壤水分蒸发速率。轻度（60%~70%田间持水量）和中度（40%~50%田间持水量）水分胁迫下,施用0.4% w/w SAP处理冬小麦总根长提高15.9%和24.7%,根系活力提高29.6%和43.5%,但充足供水（75%~90%田间持水量）时施用SAP对冬小麦根系活力无显著影响。因此,玉米秸秆基纤维素保水剂施入土壤后能够改善土壤持水性能,从而缓解水分胁迫对冬小麦根系生长的抑制效应。     

控释氮肥对玉米生长发育和产量及其效益的影响

为了探讨控释氮肥施用的最佳用量,在大田条件下,试验设6个处理：T1不施氮肥、T2常规施肥（基施）、T3常规尿素（基施+追施）、T4控释尿素100%、T5控释尿素90%、T6控释尿素80%。研究控释氮肥对玉米生长发育和产量及其效益的影响。结果表明：整个生育期控释氮肥处理提高了玉米株高、地上部干物重,且从拔节到成熟期,控释尿素100%、控释尿素90%处理地上部干物重高于普通尿素处理,且控释尿素90%处理最大。控释氮肥合理用量提高了玉米的茎粗、穗粒数,减少了玉米秃尖长度。控释尿素90%处理产量最高,达到8637.6 kg/hm2,与不施氮肥相比产量提高16.7%,与常规施肥（基施）相比产量提高9.5%,差异达到显著水平。从产量和经济效益分析,控释尿素90%:处理是比较理想的肥料用量选择。     

控释氮肥对盆栽棉花产量及土壤养分状况的影响

通过盆栽试验,研究了硫加树脂包膜尿素(PSCU)和树脂包膜尿素(PCU)2种控释氮肥及普通尿素对棉花产量及土壤养分变化的影响。结果表明:控释氮肥一次基施较等氮量普通尿素一次基施子棉产量显著增加6.78%~28.91%,但与等氮量尿素基施40%加追施60%处理产量差异不显著。基施控释氮肥较尿素增加了棉花铃重,但对衣分和单株成铃数没有显著影响;且显著提高了盛花期和始絮期土壤中的硝态氮和铵态氮含量,同时也显著提高了初花期和盛花期土壤中的速效钾含量,但不同处理间有效磷含量差异不显著。因此,在盆栽条件下,控释氮肥一次基施既可满足棉花全生育期对氮素的需求,又在保障产量的前提下减少了追肥次数。     

氮肥对镉污染土壤镉氮含量变化的影响研究

为了探讨氮肥种类和用量对土壤无机氮及土壤有效态镉含量的影响,采用恒温培养的方法,研究不同尿素用量及硫酸铵、硝酸钙、控释尿素和双氰胺（硝化抑制剂,简称DCD）对土壤镉氮含量变化的影响差异。结果表明,高施氮量的尿素处理具有较高的铵态氮和硝态氮含量。DCD能明显抑制硫酸铵的硝化作用。控释尿素通过自身包膜的作用,减缓了尿素向铵态氮和硝态氮转化的趋势。氮素施入土壤后,在微生物的作用下,会发生水解反应和硝化反应,使土壤pH发生变化,从而使土壤中有效态镉含量升高或降低。