旱地玉米秸秆还田对土壤肥力的影响

 研究探讨了玉米秸秆还田方式 (直接或过腹还田 )与化肥配施对土壤养分变化的影响。研究表明 ,秸秆过腹还田对提高耕层土壤速效 N贡献较大 ;耕层土壤速效 P含量主要与化肥施用量有关 ;耕层土壤速效 K含量与秸秆直接还田有关。该试验条件下 ,秸秆直接还田和秸秆过腹还田的土壤有机质含量基本保持平衡。产量统计分析表明 ,化肥对提高玉米产量及水分利用效率有明显影响 ,其次为秸秆直接翻压还田。适宜的秸秆直接还田量、秸秆过腹还田量与化肥 N配比 (试验中每公顷用量分别为 60 0 0、1 50 0和 1 0 5kg) ,其产量、水分利用效率和肥料 N的利用效率较高。研究为该区玉米秸秆作为饲源和有机肥源的合理再分配利用 ,秸秆、牛粪与化肥平衡配施 ,以及秸秆还田对土壤肥力的贡献和对作物产量的影响提供了依据。     

Nitrogen Uptake by Corn and N Recovery in Grain in Dry Farmland

There have been considerable concerns with the reduced beneficial yield response to fertilizer and the less efficient use of fertilizers with the fast growth in fertilizer consumption in China, as well as problems with low and unstable fertilizer use effectiveness in dry farmland. The paper discusses the effect of precipitation, corn stover incorporation and fertilizer management on N uptake by corn and fertilizer N use efficiency in dry farmland. The results showed that in the areas with 520 mm rainfall under the cropping system of one crop of spring corn per year, N uptake and N recovery by corn, and yields were higher at rates of 105 kg fertilizer N, 1 500 kg cattle manure and 6 000 kg corn stover incorporated per hectare. N uptake was significantly affected by precipitation during growing periods and soil moisture at sowing, fertilizer N apparent recovery varied from 58% in a rainy year to 7% in the year with a very dry soil, and the average of 7 years (1993-1999) was about 30%. The 15N tracer experiment showed that around 40% of N uptake was derived form fertilizer N and 60% from soil N. The results from 3-year 15N tracer study (1997-1999) indicated that the 1st years N recovery in grain with and without stover incorporated was about 24% and 17%, respectively, the accumulative 3-year total about 36% and 25%,the percentage of N recovery with stover incorporated increased about 11. The accumulative 3-year N loss with and without stover incorporated was about 26% and 45%, respectively, the percentage of N loss with stover decreased about 19. The studies supply information on land applications of fertilizer N and corn stover in dry farmland.     

旱地玉米N吸收及其N肥利用率研究

 针对我国目前化肥大量使甲中出现的施肥效益下降和化肥利用率不高．以及旱地肥效低而不稳等问题．主要探讨了旱地农田降水、秸秆还田、施肥等对作物Ｎ吸收和肥料Ｎ利用率的影响。研究表明。在年降水５２０ｍｍ的一年一作春玉米区，化肥Ｎ用量以１０５ ｋｇ·ｈａ－１为宜·配施牛粪和秸秆还田各１５００和６０００ｋｇ·ｈａ－１，作物Ｎ吸收、肥料Ｎ利用率和产量均较高；旱地玉米Ｎ吸吹明显受生育期降水和土壤底墒水含量的影响，肥料Ｎ的表观利用率从丰水年约 ５８％可降到土壤严重干旱年约 ７％．７年（１９９３～１９９９年）平均约为 ３０％。１５Ｎ示踪研究表明，肥料Ｎ和土壤Ｎ对当季作物Ｎ吸收的贡献分别约占４０％和６０％。１５Ｎ示踪年度内（１９９７～１９９９年），秸秆还田和秸秆未还田处理的当季肥料Ｎ利用率分别为２４％和１７％，３年累计肥料Ｎ利用率分别为３６％和２５％，秸秆还田提高Ｎ利用率约１１个百分点；３年累计肥料 Ｎ损失分别为 ２６％和 ４５％．秸秆还田减少 Ｎ损失约 １９个百分点。     

施用不同粪肥对土壤理化性质及玉米产量的影响

在比较分析鸡、牛、猪三种粪肥养分和污染物含量基础上,以玉米为试材,研究不同粪肥与化肥配施对土壤理化性质及玉米产量变化的影响。试验结果表明：农田配合施用粪肥能够明显提高玉米产量,改善土壤结构,减少化肥的施用量。其中试验以施用鸡粪效果最好,土壤理化性质明显提高,与对照相比,全氮量、速效氮、全磷量、速效磷、速效钾含量及有机质含量分别提高39.33%、84.8%、27.65%、109.7%、12.9%和11.35%。玉米产量比对照增产12.81%,化肥施用量减少30%以上。     

有机无机肥配施对城郊设施甜玉米地N2O排放的影响

本文以长沙近郊设施菜地为研究对象,设置不施肥（CK）、常规施肥（CON）、30%牛粪有机肥氮+70%无机肥氮（CM）、30%鸡粪有机肥氮+70%无机肥氮（NM）4个处理,采用静态暗箱—气相色谱法监测甜玉米（Zea mays var. rugosa Bonaf.）生长季土壤氧化亚氮（N2O）的排放通量,同时测定土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳（DOC）含量和作物产量及吸氮量,探讨有机肥与化肥配施对甜玉米季N2O排放的影响。结果表明,甜玉米季表现出较高的N2O排放量,为24.6~33.6 kg/hm2。与CON处理相比,CM处理单位面积N2O累积排放量显著减少了26.9%,而NM处理减排不显著;CM和NM处理单位产量N2O排放量分别减少了35.7%和19.0%。与CON处理相比,CM和NM处理土壤铵态氮含量分别减少60.7%和50.1%,NM处理土壤硝态氮含量显著减少了40.4%, 而CM和NM处理土壤DOC含量无显著变化。随机森林模型和主成分分析结果表明,N2O排放通量与土壤铵态氮、硝态氮和DOC含量呈显著正相关,表明化肥配施有机肥能通过降低土壤无机氮供给,减少N2O产生。另外,较CK处理而言,CON、CM和NM处理的玉米产量分别增产了156.5%、191.8%和188.2%,且CM、NM处理较CON处理分别增加了13.8%和12.4%,CM的氮肥利用率相较于CON处理提高了15.2%。综上,30%有机肥+70%化肥能有效降低甜玉米地N2O排放和增加产量,且牛粪较佳。     

化肥有机肥配合对水稻产量和氮素利用的影响

通过对不同施肥下水稻产量和氮肥利用率连续4年的定位观测研究,结果表明:在红壤丘陵区稻田上,土壤氮素来源以施肥带入为主,占土壤氮素总收入95%以上,氮素带出以作物吸收和氨挥发损失为主要途径;水稻对氮素吸收利用与氮素形态关系密切,早稻对无机氮吸收利用好于有机氮,晚稻对有机氮利用优于无机氮;对水稻4年产量统计分析,单施有机肥(M)处理与化肥(NPK)处理具有同等的产量效果,但有机肥料处理提高土壤有机质含量,提升了土壤生产力;单施有机肥(M)处理氮肥利用率达37.8%,化肥有机肥配施(NPKM)处理氮肥利用率为35.1%,而单施化肥(NPK)处理氮肥利用率仅为25.7%.     

有机无机肥配施对夏玉米根系分布及产量形成的调控

研究有机无机肥配施对夏玉米根系空间分布及产量形成的影响,探讨玉米根系对产量形成的作用,以期促进根土互作、加强根系与水肥的耦合性,提高产量及氮素利用效率。以‘郑单958’(ZD958)为试验材料,设置单施无机肥(U)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(U+M)和不施肥作对照(CK),进行大田试验,研究有机无机肥配施对氮素吸收效率的差异。结果表明：有机无机肥处理增加根系干重、根长密度,尤其增加40～80 cm土层根长密度,使其根系空间分布合理并且深层根系多,深层根系与养分的协调性较好,根系功能期长,既能满足前期养分的需要又能够为玉米后期的生长提供足够的养分,因此有机无机肥配施的总氮素积累量、氮肥偏生产、氮肥农学利用效率均高于其他施肥处理,有利于籽粒的形成、产量的增加。单施有机肥和单施无机肥处理增加表层土壤根系,不利于产量的形成。通过有机无机肥配施在不降低谷物产量且降低环境风险的情况下维持较好的氮素平衡,提高氮素利用效率,可为黄淮海玉米生产提供理论基础。     

化肥及有机肥配施定位试验的研究——作物产量及土壤养分含量的变化

1981～1990年在关中塿土进行了肥料定位试验的研究,结果表明:氮与磷或厩肥配施具有显著的增产作用,氮与厩肥配施产量高于氮磷配施。长期施用厩肥显著地提高了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮及有效磷等养分含量。施用化肥对土壤有机质和全氮含量无明显影响,但施用氮肥和磷肥分别显著地提高了土壤碱解氮和有效磷含量。     

长江中下游冬油菜产区有机无机肥配施下减氮增效潜力分析

【目的】评估长江中下游冬油菜主产区化肥减施增效的潜力与区域适宜性,为该区域油菜产业减肥增效提供科学依据。【方法】于2018年在江苏（高淳）、湖南（安仁）、湖北（沙洋）、安徽（休宁和当涂）四省（共5个地点）布置以有机肥（M）用量（0、2 250 kg·hm^-2）和施氮（N）水平（0、90、135、180、225、270 kg·hm^-2）为控制因素的冬油菜田间试验,分析有机无机肥配施对油菜产量、化学氮肥利用率和经济效益的影响,并评估不同区域冬油菜最佳产量和施肥效益下适宜的有机无机配施技术模式及其减肥潜力。【结果】相比于单施化肥,增施有机肥显著提升油菜产量,增产幅度达7.7%—43.3%。以最高产量为目标,各试验点在增施有机肥的基础上推荐化肥氮施用量分别为：高淳195 kg·hm^-2,安仁199 kg·hm^-2,沙洋195 kg·hm^-2,休宁179 kg·hm^-2,当涂185 kg·hm^-2。通过模型拟合发现各试验点达到单施化肥最高产量时,有机肥施用可替代26.7%—45.9%的化肥氮投入,且随着土壤基础肥力提高,化肥氮减施潜力增加。不同有机肥用量下,油菜化学氮肥利用率均随施氮量的增加呈下降趋势,但有机无机配施能够有效提高各氮肥梯度下油菜的化学氮肥偏生产力和农学效率,各试验点化学氮肥偏生产力增幅为24.4%—53.0%,化学氮肥农学利用效率增幅为26.3%—89.9%。与不施氮处理（N₀）相比,安仁、休宁和当涂试验点在施用180 kg N·hm^-2并配施有机肥处理下增收效益最大,依次为8 915、10 358和6 569元/hm²;而高淳和沙洋试验点在单施化肥（225 kg N·hm^-2）处理下增收效益最大,分别为11 252、8 500元/hm²。【结论】长江中下游部分冬油菜产区采用有机无机肥配施技术可实现减化肥氮26.7%—45.9%的同时提高籽粒产量、化学氮肥利用率及氮肥或有机肥增收效益,实现减氮增效。     

不同施肥措施对黄泥田土壤养分及水稻产量的影响

为农业有机废弃物的合理科学利用提供参考,在湖北省孝昌县单季稻区利用田间试验研究6种施肥措施对黄泥田土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明:不同施肥措施对黄泥田土壤有效磷与速效钾含量的影响显著,对有机质、全氮及碱解氮含量的影响不明显。在6种施肥措施中,以化肥+畜禽粪肥配施黄泥田土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量最高,分别为23.06 g/kg、1.34 g/kg、111.66mg/kg、30.77mg/kg和148.33mg/kg,且有效磷和速效钾含量显著高于其他施肥措施(P0.05);稻谷和稻草产量也最高,分别为9 638.38kg/hm~2和11 118.39kg/hm~2,也显著高于其他施肥措施(P0.05);水稻的综合农艺性状好。因此,在黄泥田水稻生产过程中,采用化肥和畜禽粪肥配施可有效培肥其土壤,提高水稻产量。     

Partial organic substitution weakens the negative effect of chemical fertilizer on soil micro-food webs

Soil biotic communities play vital roles in enhancing soil nutrient cycling and soil fertility. Long-term excessive nitrogen (N) application is disadvantageous to the stability of soil food webs and affects arable soil health and sustainable utilization. Proper organic substitution is essential to improve soil health and alleviate the disadvantages of excessive chemical fertilization. However, the biological effects of various organic amendments on soil micro-food webs are poorly understood. In order to explore the effects of various organic amendments including stover, biochar and manure on soil micro-food webs (microbial and nematode communities), a field plot experiment with maize having five treatments viz., 100% urea (100% N), 70% urea (70% N), 70% urea plus stover (Stover), 70% urea plus cattle manure (Manure) and 70% urea plus biochar (Biochar) was conducted. Manure treatment increased the carbon (C) to N use efficiency of soil microbes, which contributed to the retention of soil C, while Biochar treatment elevated soil organic C (SOC) and soil pH. Additionally, Biochar treatment mitigated the negative effects of soil acidification on the soil micro-food web and reduced the abundance of plant parasites. Overall, the biological effect of organic amendments was distinguished from chemical fertilization (100% N and 70% N) through principal co-ordinates analysis. Negative relationships among soil properties, microbial and nematode biomass in the 100% N treatment were diminished in treatments where chemical fertilizer was reduced. The bottom-up effects on soil food webs were observed in organic substitution treatments. In conclusion, organic amendments improved soil fertility by regulating soil microbial and nematode communities in the cropland ecosystem, alleviated the negative effects of chemical fertilizer on the micro-food webs and controlled the trophic cascades among soil biota.     

长期定位施肥对土壤养分与作物产量的影响

 【目的】研究探讨长期施用有机肥、化肥、有机无机结合等不同施肥条件下的作物增产效果与土壤养分演变规律。【方法】以在山东禹城连续22年的长期施肥定位试验为依据,对历年土壤养分和作物产量测试结果进行系统总结。试验采用冬小麦－夏玉米一年二熟栽培制度,分别设置①无肥对照,②常量有机肥无机肥配施,③常量有机肥,④常量化肥,⑤高量有机肥,⑥高量化肥,共6个施肥处理。【结果】在作物产量方面,试验之初的8～10年间表现为化肥对冬小麦的增产作用优于有机肥,而在夏玉米上则表现出相反结果,有机无机结合处理大部分年份作物产量处于较高水平;随着试验时间的延长,各施肥处理产量逐渐趋于一致;22年间土壤有机质含量始终表现出随有机肥施用量的增加而增高,且有逐年增长之趋势;化肥在提高土壤有机质、全氮等营养方面受生物产量和根茬残留量影响而与施肥量无明显关系,增施化肥可以迅速提高速效养分含量,并在一定水平上保持相对稳定。【结论】长期施用有机肥与化肥均表现出持续提高作物产量的良好作用,且二者效果不相上下,常规栽培条件下,当产量提高到一定水平后,继续高量施肥无助于作物产量的提高;有机肥与化肥均表现出持续提高土壤有机碳、氮含量之作用,有机肥效果明显优于化肥,且表现出随有机肥用量的增加而增加。而继续提高化肥施用量无助于土壤有机碳、有机氮的积累;一向被认为钾素含量的黄淮海平原土壤在连续施用氮磷化肥5～8年左右作物即表现明显缺钾现象,由此揭示出高产条件下氮磷钾平衡施肥的重要作用;在对提高土壤速效养分效果方面的差异表现在,化肥可以迅速提高速效养分含量并在这一水平上保持相对稳定,而有机肥则具有持续提高土壤速效养分含量的作用。     

黑土有机培肥对土地生产力及土壤肥力影响研究

20年定位监测结果表明,有机肥与化肥配施处理,可显著提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量。其中,高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施处理耕层有机质与全氮含量比试验前分别增加39.0%和30.7%。化肥与有机肥长期配施对土地生产力贡献优于相应化肥单施。N素化肥生产力贡献率72.9%,与有机肥配施对土地生产力贡献率92.2%,增产贡献率86.0%,比氮、磷、钾化肥处理增产贡献率高1.8%。有机肥对土地生产力贡献为80.3%,无肥处理贡献率为39.6%。高量有机肥与氮、磷、钾化肥配施对土地生产力贡献居首,能有效增加土壤养分含量,是提高生产力水平和培肥地力的最佳施肥结构。     

砂壤质潮土定位试验30年的肥效演变

利用建立于1980年的砂壤质潮土肥料长期定位试验,对30年的肥效演变进行了研究与分析.结果表明,长期不同施肥处理,小麦、玉米历年产量顺序基本趋势为NPK＞ NP＞N＞CK;有机肥与化肥配合,作物产量大幅度提高,均高于相对应的化肥,且稳产性好.单施化肥前3年,氮肥养分效率明显,磷、钾肥效果不明显,3年后氮效下降,而磷、钾效上升;磷肥连续施用有明显的残效迭加效应,比一次足量施用具有更好的增产效果,且小麦的磷肥肥效高于玉米;砂壤质潮土增施钾肥有明显和稳定的增产效果,配施有机肥后肥效明显下降.有机肥与化肥配合,有机肥肥效随N、P、K配合比例的增加而降低,有机肥长期施用有明显的后效.养分供应不协调会引起作物缺素而严重影响生长发育,以致减产.     

连续施用商品有机肥对耕地质量及蔬菜产量的影响

本试验采用连续3茬蔬菜种植试验,研究无肥、纯化肥、化肥配施不同量有机肥对耕地质量及各蔬菜产量的影响。结果表明,长期施用商品有机肥可导致砷、铅、铬在蔬菜地表层土壤中积累,且积累量随有机肥施用量的增加而增加;施用商品有机肥能降低碱性土壤的pH值,有利于作物正常生长;施用化肥配商品有机肥不仅能显著增加土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,还能显著增加包心菜、小青菜和玉米的产量,且随商品有机肥用量的增加而增加,表明肥料投入与土壤肥力和蔬菜产量呈正比。     

有机肥对新建日光温室番茄产量及土壤养分质量分数的影响

以日光温室科学施肥为目的,采用田间小区试验,研究新建日光温室施用有机肥对番茄产量和土壤养分质量分数的影响。结果表明:增施有机肥显著提高番茄产量、耕层土壤的电导率、有机质质量分数、硝态氮和有效磷的累积量。一季番茄对有机肥氮素的利用率为11.94%。在有机肥和化肥经验用量基础上,氮、磷及钾肥用量分别降低16.03%、23.10%及5.28%,对番茄产量无显著影响,土壤养分及盐分累积有所缓解。     

长期不同施肥对水稻产量及土壤肥力的影响

 【目的】研究化肥、有机肥对水稻产量、土壤有机质的影响,以及化肥氮磷钾、有机肥氮磷钾提高土壤养分的异同。【方法】依托祁阳站有机无机、肥水稻长期定位试验,分析历史样品及数据。【结果】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳定有显著作用;长期施用化肥和有机肥对提高土壤有机质都有显著作用,但施用化肥只能提高土壤有机质含量至28.1 g?kg-1,与试验开始时相比只提高了42%。凡施用牛粪能使土壤有机质平均最高增加到41.6 g?kg-1,比试验开始时提高了91%;有机肥氮提高土壤全氮、碱解氮含量的效果优于化肥氮,土壤全氮、碱解氮含量比化肥处理提高了30%和16%。而施入的有机肥磷在土壤中累积较少,土壤全磷、速效磷提高较少, 施入的化肥磷在土壤中累积较多, 土壤全磷、速效磷含量提高幅度较大。与有机肥相比,化肥提高土壤全磷30%,提高速效磷115%。【结论】有机肥与化肥氮磷钾配合施用对水稻高产稳产和提升土壤肥力有重要的作用。     

有机无机肥料配施对土壤酶活性、微生物量及玉米产量影响

以玉米为供试作物,田间试验在黑龙江省海林农场玉米种植区完成,探讨有机肥与无机肥不同配比对玉米产量、土壤酶活性和微生物量影响。试验设5个处理,100%有机肥N+PK肥(T1)、20%有机肥N-80%无机肥N+PK肥(T2)、30%有机肥N-70%无机肥N+PK肥(T3)、100%无机肥N+PK肥(T4)和不施肥(T5)。结果表明,有机无机肥配施有利于玉米增产,T2产量为11 206.33 kg·hm-2,T3为10 862.25 kg·hm-2,分别较T1高62.1%和57.2%,较T4高10.5%和7.1%。T2和T3均有利于提高土壤酶活性及微生物碳、氮含量,其中T2处理土壤酶活性及微生物碳、氮含量均最高。可知,20%有机肥与无机肥配施是适宜的施肥方式,可通过调控土壤微生物区系提高作物产量。     

豆科绿肥及施氮量对旱地麦田土壤主要肥力性状的影响

通过2a田间定位试验,研究渭北旱塬地区夏闲期插播并翻压不同豆科绿肥(长武怀豆、大豆和绿豆)以及小麦生长季不同施氮量(0,108,135,162 kg/hm2)对麦田土壤肥力性状的影响,以期为提高旱地土壤质量提供理论依据.试验结果表明:(1)种植豆科绿肥能显著提高土壤有机质、活性有机质和全氮含量,增加土壤碳库管理指数(CPMI),对土壤速效钾含量没有显著影响;(2)绿豆还田量高于长武怀豆和大豆,然而土壤培肥效果逊于长武怀豆和大豆;(3)夏闲期种植绿肥明显消耗了土壤水分,导致绿肥翻压前、小麦播前直至收获后,0-200 cm土壤贮水量显著低于休闲处理,但耗水量与休闲没有明显差异,由于小麦产量显著增加,因此豆科绿肥显著提高了水分生产效率;(4)与不施氮相比,小麦生长季施用氮肥能显著增加土壤水分生产效率,却对土壤各肥力性状的影响均不显著.夏闲期种植并翻压豆科绿肥是旱地培肥土壤、提高水分生产效率的有效途径.     

有机肥氮替代化肥氮对盐碱地玉米氮素利用率及土壤理化指标的影响

针对宁夏银北盐碱地玉米种植存在重施氮肥、不施有机肥、产能低下、土壤结构板结等问题。基于常规施肥，建立有机肥氮替代不同比例化肥氮的田间试验，研究其对玉米生长发育、产量、氮素利用率及土壤理化性质的影响。结果表明：与常规施肥比较，有机肥氮替代处理对玉米株高、茎粗产生抑制作用，但提高了叶片SPAD值。随着有机肥氮替代比例减少，植株氮素总积累量表现为明显增加趋势，替代比例为20%处理下氮素积累量与生物产量分别较常规施肥显著增加26.02%、12.46%。有机肥氮替代处理显著提高氮素生理利用率，替代比例为20%的处理下氮素偏生产力与氮素农学效率最高。有机肥氮替代处理下土壤pH与全盐含量较常规施肥有所降低，但差异不显著，土壤有机质含量明显增加，替代比例为100%处理下土壤有机质含量较常规施肥增加11.05%，同时，该处理增加水稳性团聚体平均质量直径。产量与植株氮素及土壤理化指标相关性表明，籽粒产量与生物产量均与植株氮素积累量、土壤全氮相关性显著，而籽粒产量与水稳性团聚体平均质量直径、大团聚体含量、破坏率相关性显著。因此，本试验条件下，有机肥氮替代20%化肥氮处理对产量及氮素利用率提升效果显著，且对土壤理化性质改善也较为明显。