农田中有机肥氮磷流失的研究

笔者综述了有机肥在现代农业中的土壤培肥作用及其增产效果,农田中施用有机肥对农田氮磷流失的影响,讨论了畜禽粪便、秸秆及沼液3种不同有机肥施用后农田氮磷流失情况,以及控制有机肥氮磷流失的技术及措施。研究表明:畜禽粪便施用初期硝态氮的流失量有所减少,但是随着长期的施用畜禽粪便,会加大硝态氮的流失量;长期施用畜禽粪便既增加田面水中磷的浓度,下渗水中磷的浓度也有所增加;秸秆还田能够有效减少农田氮磷流失,不同的秸秆类型,不同的还田方式以及不同的耕作方式其对氮磷流失的影响不同。沼液施入土壤后,会显著增加淋溶水中氮磷的浓度,对水体造成污染。今后还需要加强有机肥氮磷流失的机理以及不同地区施用有机肥农田氮磷流失特征的研究。     

河北露地蔬菜土壤硝态氮淋溶特征及影响因素研究

为提高氮素的利用率和经济效益,减少氮素对环境和地下水产生的污染,以河北露地蔬菜土壤为研究对象,采用田间定位试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮肥用量对甘蓝及白菜产量、氮肥利用效率、土壤硝态氮含量和硝态氮淋溶的特征及影响因素。结果表明:施氮量、降雨量和灌溉方式对硝态氮的淋失有显著影响,施氮量越高,土壤及淋溶液硝态氮含量越高、蔬菜产量及氮肥利用率越低、氮淋失风险越大。其中,优化施氮量OPT处理效果最明显,与农民习惯用量FP相比,产量增加9.2%、氮肥利用率提高8.3%~30.6%、土壤及淋溶液硝态氮的含量分别降低1.3%和43.2%。综合经济效益与生态效益,优化施氮量OPT处理最为合理,是增加农民收入和环境友好型的推荐施肥量。     

减水减肥对露天菜田黑土氮淋溶特征的影响

为探究减水减肥对露天菜田黑土氮素淋溶的影响,本研究以菜田黑土为研究对象,对比分析常规处理（常规施肥量和灌溉量常规处理）,减肥处理（80%常规施肥量）、减水处理（80%常规灌溉量）、减水减肥配施秸秆处理（80%水80%肥配施秸秆深埋处理）土壤氮素淋溶的变化特征。试验结果表明：4个处理的土壤铵态氮含量随土壤深度的增加而降低,土壤硝态氮含量在40-60 cm土层达到最低值,后缓慢升高;相较常规水肥处理,减水减肥配施秸秆与减水处理均显著降低了深层土中硝态氮与铵态氮的含量（p<0.05）,减少了氮素向下淋溶的风险。随白菜生育期的延长,所有水肥处理土壤淋溶液中硝态氮含量逐渐升高,铵态氮含量逐渐降低;在白菜的各生育期内,与常规处理相比其它3个处理均显著降低了淋溶液中硝态氮和铵态氮含量（p<0.05）,减水减肥配施秸秆降低铵态氮淋溶的效果最好。与常规处理相比,减水减肥配施秸秆显著降低了白菜产量,降低幅度为1.98% （p<0.05）,减水、减肥处理白菜产量变化幅度较小。综上,减水处理既有效减少了土壤铵态氮与硝态氮的淋溶,又未影响白菜产量,是经济收益最大和环境影响风险最小的可行水肥方案。     

秸秆还田条件下适量施氮对冬小麦氮素利用及产量的影响

2011—2012和2012—2013年生长季,通过田间定位试验,研究了秸秆还田配施氮肥对冬小麦干物质积累、氮效率、土壤硝态氮积累及产量的影响。与单施氮肥(对照)相比,秸秆还田显著提高冬小麦全生育期干物质积累总量,降低开花前干物质积累量及其占全生育期比例;秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2处理的氮肥偏生产力、氮素利用效率、氮素收获指数分别提高7.5%、6.4%和5.2%。秸秆还田显著降低了不同土层硝态氮积累量,尤其是0~30 cm和30~60 cm土层。秸秆还田配施纯氮225 kg hm–2的产量最高,且显著高于其他处理,增产幅度最大,因此可作为当地秸秆还田模式下适宜推荐的施氮量。     

棉秆和生物炭还田对棉田土壤理化性质及棉花水氮利用率的影响

通过探究棉秆及其生物炭还田对棉田土壤理化性质、硝态氮淋洗及水氮利用率的影响，为干旱区农业资源的合理利用及土壤地力提升提供理论依据。本研究在前期已连续开展了2年(2019—2020年)棉秆及其生物炭还田的基础上进行，试验设置4个处理：不施氮(N0)、施氮(N360)、施氮+秸秆(N360ST)和施氮+生物炭(N360BC)；其中氮肥用量为360 kg/hm²，棉花秸秆用量为6 t/hm²，生物炭用量为3.7 t/hm²(与棉花秸秆等炭量)。结果表明：与N0处理相比，N360、N360ST和N360BC处理显著增加土壤孔隙度、全氮、硝态氮淋洗量、棉花株高、总生物量、氮素吸收、籽棉产量和灌溉水利用率；显著降低土壤pH和水分淋洗量。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理显著增加土壤总碳、速效钾、速效磷和碳氮比的含量，N360ST处理土壤水分淋洗量和硝态氮淋洗量分别较N360处理增加33.00%和40.16%，而N360BC的硝态氮淋洗量较N360处理降低40.06%。与N360处理相比，N360ST和N360BC处理...     

玉米秸秆还田对白浆土氮素含量的影响

采用不同量玉米秸秆覆盖还田的方式,研究了玉米秸秆还田对白浆土氮素含量的影响。结果表明：玉米秸秆还田增加了土壤全氮含量,随着秸秆还田量的增大土壤全氮含量明显增加。土壤无机氮含量随着秸秆还田量的增加而增大,在大豆整个生育期表现一致;秸秆还田增加了土壤铵态氮和硝态氮含量,其变化趋势与无机氮含量相同。     

不同施肥处理对新成片麻岩土壤谷子生长及土层硝态氮的影响

为了探明片麻岩新成土中土壤硝态氮时空分布规律,通过田间肥效试验,研究在不同施氮水平下配施磷和有机肥对土壤中硝态氮含量的影响。结果表明,施肥可以显著提高作物产量。氮磷配施作物产量显著高于单施氮肥和有机肥,各处理不同施氮水平作物产量差异不显著。苗期各剖面土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而增大。拔节期随着土层深度的增加硝态氮含量先增加(0~60 cm)后降低(60~80 cm)。抽穗灌浆期单施氮肥,总体上随着施氮量的增加硝态氮含量升高,且各剖面的硝态氮含量高于其他2个处理。收获期土壤中各剖面硝态氮含量呈现单施氮肥>氮磷配施>配施有机肥的趋势。土壤中各剖面的硝态氮含量总体上苗期>拔节期>抽穗灌浆期>收获期,随着谷子生育期需氮量和降雨量的变化而逐渐减少。     

秸秆还田对冬小麦农田土壤无机氮和土壤脲酶的影响

为研究秸秆还田对冬小麦农田土壤无机氮和土壤脲酶的影响,2006-2007年小麦生长季在河南省滑县进行了田间小区定位试验。结果表明,冬小麦生长后期,10～30 cm土层,秸秆还田处理土壤硝态氮含量低于秸秆未还田的处理,秸秆还田有利于冬小麦对土壤硝态氮的吸收和利用。秸秆还田影响了土壤铵态氮的分布,提高了土壤铵态氮含量。冬小麦生长前期和成熟期,秸秆还田处理土壤脲酶活性较高,生产管理中应减少氮肥施用;进入抽穗期和灌浆期,秸秆还田处理土壤脲酶活性较低,应增加氮肥施用。     

秸秆还田与优化施氮对稻田土壤碳氮含量及产量的影响

针对滨海盐碱地稻田土壤有机质较低、氮肥投入过量,采用田间微区试验研究了秸秆还田与优化施氮对稻田土壤全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳、可溶性有机碳、微生物碳氮含量及水稻生长特征的影响。设秸秆还田与氮肥两因素,3个碳(秸秆还田)水平:C0:无秸秆还田; C1:秸秆还田4 500 kg/hm~2; C2:秸秆还田9 000 kg/hm~2; 2个氮水平:N1:255 kg/hm~2(优化施氮); N2:400 kg/hm~2(农民传统施氮)。结果表明,与C0、C1处理相比,C2处理时土壤有机碳含量分别增加了100. 46%,28. 06%;分蘖期时C2N2处理土壤全氮含量最高,而成熟期C1N1处理土壤全氮含量最高;秸秆还田与优化氮肥显著增加了DOC(可溶性有机碳)含量,分蘖期与成熟期土壤铵态氮、硝态氮含量均以C1N1最高,分蘖期与成熟期时,与未秸秆还田相比,土壤微生物量碳、氮含量显著增加,且C1N1、C1N2处理含量最高;秸秆还田量4 500 kg/hm~2与氮肥施用量255 kg/hm~2处理可有效增加水稻二次枝梗数、千粒质量、结实率及水稻产量,且高于其余处理。与农民传统施肥管理(C0N2)相比,秸秆还田与优化施氮(C1N1)处理水稻产量提高19. 02%,且显著提高滨海盐碱地稻田土壤碳氮含量。     

基于正交设计的玉米有机无机培肥模式优化研究

为优选有机无机培肥模式,采用L₉（3⁴）正交试验设计,研究不同氮磷钾施用量和秸秆还田量对土壤物理、化学性质及玉米产量的影响。结果表明：有机物料秸秆的施用对土壤物理性质的改善有极显著影响,而无机化肥用量对其影响不显著;秸秆和施氮量对土壤有机质和碱解氮含量影响显著;磷肥和钾肥用量分别对有效磷和速效钾含量影响显著,通过因素不同水平的综合平衡分析比较,在辽宁中部玉米主产区采用施氮量180kg/hm²、施磷量90kg/hm²、施钾量120kg/hm²、秸秆还田量6 000kg/hm²的玉米生产和土壤培肥技术模式,可达到改善土壤结构、提高土壤质量和增产增效的最佳效果。     

滨海盐碱地棉花秸秆还田对土壤理化性质及棉花产量的影响

在滨海盐碱地定点设置连续3年棉花秸秆还田和未还田2个处理,研究其对0~60 cm土层土壤理化性质和棉花产量的影响。结果表明,连续3年棉花秸秆还田显著降低0~30 cm土层土壤容重和0~10 cm土层0.25 mm土壤微团聚体含量;显著提高0~10 cm土层5 mm土壤大团聚体含量。在0~20 cm土层,3年秸秆还田显著提高棉花播前和各生育阶段土壤有机质、硝态氮、铵态氮和速效钾含量,平均分别比对照提高13.45%、18.57%、22.80%和22.57%;降低土壤速效磷和含盐量,平均分别比对照降低18.29%和16.59%。在20~40 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均比对照提高37.20%和31.62%;显著降低土壤含盐量,平均比对照降低19.06%。在40~60 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均分别比对照提高38.26%和24.83%。3年棉花秸秆还田分别比未还田显著提高棉花籽棉产量11.57%、19.01%和13.24%和皮棉产量18.56%、19.78%和18.73%,但对棉花单铃重和衣分无显著影响。     

施用椰壳生物炭对砖红壤氮素淋失和油麦菜吸收利用的影响

为明确施用生物炭对油麦菜生长、氮素利用和淋溶的影响,通过盆栽试验,测定了不同处理条件下砖红壤-油麦菜系统土壤淋溶液不同形态氮淋失量、油麦菜农艺形态指标以及植株吸氮量。结果表明:有机氮淋溶量占砖红壤总氮淋溶量的73.8%~77.5%。常规化肥处理铵态氮、硝态氮、有机氮和总氮淋溶量最高,分别为3.9,48.3,163.2,215.4 mg/盆。椰壳生物炭(1%,2%,5%,m/m)与腐植酸肥配施处理铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮和总氮淋失量分别比常规化肥处理降低40.6%~52.4%,28.8%~54.9%,22.7%~55.5%,24.4%~55.4%。添加椰壳生物炭油麦菜生物量、氮素利用率分别比单施腐植酸肥提高9.46%~26.44%,9.86%~13.61%;但是过量施用会影响生物量的积累,抑制根系的生长。椰壳生物炭施用量为3.2%(m/m)时油麦菜生物量最大。     

秸秆全量还田下土壤氮素特征对耕作措施的响应

为揭示北疆地区秸秆全量还田下不同耕作措施对土壤氮素特征的影响,进而筛选出适宜北疆复播大豆资源高效利用的耕作措施。于2019年进行了复播大豆田间试验,在冬小麦收获后秸秆全量还田条件下,设置了翻耕（TS）、翻耕覆膜（TPS）和免耕秸秆覆盖（NTS）3种耕作措施处理,研究不同耕作措施对复播大豆土壤铵态氮、硝态氮及氨挥发的影响。结果表明,复播大豆花期施肥后,土壤氨挥发速率和积累量表现为TPS>TS>NTS;不同耕作措施下土层0~20cm硝态氮和铵态氮含量差异显著,0~20cm耕层TPS和TS处理土壤硝态氮含量分别较NTS处理高17.12%和18.45%,铵态氮含量分别高82.76%和4.66%。综合考虑认为,秸秆全量还田下,北疆复播大豆适宜的耕作方式为翻耕覆膜。     

长期施肥对不同类型土壤中作物产量及土壤剖面硝态氮累积的影响

在潮土、褐土、砂盖黑土3种土壤上，分别自1980和1981年选点布置了氮、磷、钾定位试验。在各个处理中分别从0－20，20－40，40－60，60－80，80－100cm5个剖面层次中垂直取土样，然后进行室同内分析。结果表明：在不施肥处理、单施氮处理、氮磷配施处理、氮磷钾配施处理，NO3^--N累积量以砂盖黑土为最多，潮土次之，褐土最少。硝态氮在土壤中分布不仅与施氮量有关，而且还与土壤类型有直接关系。不同土壤类型直接影响硝态氮在土壤剖面中的移动。     

不同施肥模式对菜稻轮作产量和菜田氮磷平衡的影响

通过马铃薯-毛豆-晚稻轮作制2 年定位田间试验,研究不同施肥模式对菜稻轮作产量和菜田氮磷浓度的影响。结果表明：经济施肥使三季作物获得显著增产效果,一个轮作周期下净增收比CK处理增加23.7%,比习惯施肥处理增加10.5%。一个轮作制中,氮磷肥表观利用率分别达到60.5%和16.0%,比习惯施肥提高了15.6 个百分点和7.3 个百分点。马铃薯-毛豆连作在经济施肥下,土柱渗漏水硝态氮和总磷浓度分别比基础土壤提高了63.3%和30.6%,但与晚稻轮作后,土柱渗漏水硝态氮和总磷浓度与基础土壤大致持平。因此,菜稻轮作结合经济施肥是菜田养分管理的有效技术模式。     

有机无机肥料配施对设施番茄产量及土壤养分含量的影响

为研究有机无机肥减量及其配施等措施对设施栽培番茄产量及土壤养分含量的影响.在设施栽培条件下,以番茄为试验材料,采用田间小区试验方法研究了有机无机肥减量及其配施等措施对番茄产量及土壤养分含量的影响.与传统有机肥施用量105.00×103 kg/hm2相比,有机无机配施较番茄传统施肥模式增产12.99％;施用有机肥减量25％,50％时,番茄产量较传统施用有机肥分别增产8.55％,8.84％,施用无机肥减量至50％,番茄产量显著降低.在番茄生长中期,有机肥和无机肥减量施肥处理中土壤中各养分含量差异不显著,而当有机肥减量25％,土壤中有机质含量、全氮含量、速效钾含量较传统施用有机肥模式分别增加1.41％,2.64％,10.34％;在番茄收获后,各施肥处理土壤中养分含量随施肥量减少而降低,无显著性差异;与番茄生长中期相比,有机无机配施处理0～20 cm,20～40 cm土壤中硝态氮含量分别由67.33,28.93 mg/kg增至90.95,40.66 mg/kg,40～60 cm土壤中硝态氮含量由21.40 mg/kg降至14.97 mg/kg,而60～80 cm和80～100 cm土层中硝态氮含量基本持平;随施氮量减少,土壤中硝态氮累积量降低,也降低其淋溶风险.与传统施用量105.00×103 kg/hm2相比,当地设施番茄施肥总量可降低25％ ～50％,并适当采用有机无机肥料配施,既可使番茄略微增产、降低土壤中硝酸盐淋溶风险,也能使土壤养分含量更适宜作物生长,维持土壤生产力.     

免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响

为研究免耕条件下秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统土壤养分和酶活性的影响,于西北农林科技大学校内试验地进行试验,设3个秸秆还田水平:秸秆全量还田、秸秆半量还田、秸秆不还田,施肥和不施肥2个施肥水平,共6个处理,以秸秆不还田+不施肥作为对照,研究秸秆还田与施肥对小麦-玉米轮作系统一年内两季不同作物收获期0~40 cm土层土壤养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明,冬小麦和夏玉米收获期土壤不论是0~20 cm还是20~40 cm土层,秸秆全量还田+施肥和秸秆半量还田+施肥处理相比秸秆不还田+不施肥均能增加土壤有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾的含量,并且高于秸秆还田+不施肥处理;秸秆全量还田+施肥处理下的冬小麦土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层分别提高92.34%,87.91%,4.94%,62.41%;对于夏玉米而言,秸秆全量还田+施肥相比秸秆不还田+不施肥处理的0~20 cm土层提高了土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶,分别提高了68.54%,49.11%,149.84%,10.38%。可见,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶在秸秆全量还田+施肥的处理下活性最高,并且土壤脲酶与全氮和碱解氮相关性最好,碱性磷酸酶与全氮、速效钾和速效磷的相关性比较好,过氧化氢酶与速效钾和速效磷的相关性比较好,蔗糖酶与有机碳的相关性比较好,且均呈正相关。以上结果表明,秸秆还田配施化肥可以提高土壤质量。     

长期定位施肥土壤硝态氮和铵态氮积累特征及其与玉米产量的关系

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M_0N_0(CK)相比,施肥处理(M_0N_1、M_0N_2、M_1N_0、M_1N_1、M_1N_2、M_2N_0、M_2N_1、M_2N_2)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。     

有机物料还田对麦田土壤碳氮含量、小麦产量及经济效益的影响

设秸秆、猪粪、沼液和对照(CK,秸秆不还田)处理,通过长期的田间定位试验探究不同有机物料还田对小麦田土壤碳氮含量、植株氮素利用效率、产量和经济效益的影响。结果表明,成熟期与播前相比,除CK外,猪粪、秸秆还田和沼液处理的全氮和有机碳含量均增加,且氮素积累量、氮素偏生产力和氮素利用效率均大于CK,分别增加13.85%、3.23%、4.67%(2013-2014年)和10.25%、7.68%、0.48%(2014-2015年)。猪粪、秸秆还田和沼液处理的产量均显著大于CK(P<0.05),分别增加14.29%、11.12%、4.65%(2013-2014年)和26.61%、16.18%、10.96%(2014-2015年)。2013-2014年,猪粪和秸秆还田处理的经济效益显著大于CK(P<0.05),分别增加10.73%、12.34%;2014-2015年,猪粪、秸秆还田和沼液处理与CK相比分别增加31.04%、20.65%和10.86%。综上所述,有机物料还田不但可以提高土壤的基础肥力和小麦产量,而且可以提高经济效益。     

小麦玉米轮作体系氮、磷吸收与平衡研究

当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境,为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施,在几年水氮(水磷)定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植,设水氮和水磷试验,水分为主区,施氮(磷)量为副区,裂区试验设计。水分设置限水和适水2个处理,周年设置6个施氮水平,小麦+玉米氮肥用量分别为0+0,60+60,120+120,180+180,240+240,300+300 kg/hm2;3个施磷水平,小麦季磷肥用量分别为75,150,225 kg/hm2,玉米季不施磷。结果表明,施氮(磷)可提高作物地上部分吸氮(磷)量,小麦和玉米全年施氮量240 kg/hm2即可达到较高的地上部总吸氮量,限水和适水下施氮量分别为218.7,243.5 kg/hm2才能保证氮素盈余量为零。小麦和玉米全年施磷量75~150 kg/hm2可达到较高的地上部总吸磷量,但限水和适水下施磷量分别为49.4,69.9 kg/hm2才能保证磷素盈余量为零。冬小麦对氮和磷的生产效率低于夏玉米,限水和适水下百千克籽粒吸氮量小麦分别为2.4,2.3 kg,平均为夏玉米的1.42倍;百千克籽粒吸磷量小麦均为0.61 kg,平均为夏玉米的1.23倍。当限水和适水下土壤全氮含量分别达0.102%和0.097%、全磷含量分别达0.213%和0.209%时土壤即可保持养分盈余量为零。土壤水分含量较高使植株对氮磷的吸收量也较高,但百千克籽粒吸氮(磷)量却表现出相反的趋势。在华北山前平原区小麦玉米轮作体系周年施氮量218.7~243.5 kg/hm2、施磷量49.4~69.9 kg/hm2可实现氮磷盈余量为零。