构建县域早稻氮磷钾施肥的系统聚类方法研究

【目的】 为建立县域早稻氮磷钾施肥类别,探讨多点肥效试验资料的定量分类方法。 【方法】 以仙游县 26 个早稻“3414”设计的氮磷钾肥试验结果为例,探讨不同系统聚类分析方法的适用性及其类别间差异显著性。 【结果】 对生产条件和生产技术水平差异较小的县域肥效试验资料,以能使类别间距离空间扩展范围较大的欧氏距离–离差平方和法为最佳系统聚类分析方法,可将 26 个试验资料清晰地分成 3 类,分别对应于该县的高产、中产和低产稻田类型;两两类别间的空白区产量和平衡施肥产量均达到差异显著水平,且在 95% 置信区间下,稻谷产量水平在 3 个类别间几乎不出现交叉重叠。在此基础上,根据 3 种施肥类别对应的试验点资料,分别建立三元二次多项式类特征肥料效应方程,进而得到这 3 个施肥类别的推荐施肥量。 【结论】 欧氏距离–离差平方和法系统聚类分析是县域多点肥效试验资料的一种有效定量分类方法,可将仙游县早稻分为具有统计显著性差异的 3 个氮磷钾施肥类别。      

养分专家系统推荐施肥提高梨果产量及品质

  【目的】   养分专家系统推荐施肥方法是基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法,简便易行。我们应用该方法进行了梨树的优化推荐施肥,并通过田间试验验证了该方法的可行性。   【方法】   在河北省保定市伍仁桥镇开展了3年 (2017—2019年) 田间实验,供试黄冠梨 (Pyrus bretschneideri Rehd. var. Huangguan) 采用养分专家推荐施肥 (Nutrient Expert,NE)、农户习惯施肥 (farmers’ practice,FP) 和当地农技部门测土配方推荐施肥 (soil test,ST) 3种施肥技术,研究黄冠梨叶片和果实氮磷钾养分含量、果实产量、主要品质指标、肥料农学效率、偏生产力及经济收益的变化。   【结果】   供试黄冠梨3年平均氮、磷和钾施肥量NE施肥处理与FP施肥处理相比分别降低35.96%、28.8%和57.92%。与FP施肥处理相比,NE施肥处理下叶片中的氮、磷含量3年平均分别增加了8%、26%,果实中的氮、磷、钾含量3年平均分别增加了26%、68%和18%。NE施肥处理梨果3年平均最高产量和产值分别为45.80 t/hm2和18.61万元/hm2,NE施肥处理的果实产量3年比FP与ST施肥处理分别增加了15.56%～26.91%和10.24%～15.23%;NE施肥处理3年经济效益比FP与ST施肥处理分别增加了17%～29%和11%～16%。与FP施肥处理相比,NE施肥处理3年果实中的平均可溶性糖含量和固酸比分别显著提高了27%和10%;与ST施肥处理相比,NE施肥处理下可溶性糖含量显著提高了21%。而其它果实品质如可滴定酸、可溶性固形物在3个施肥处理之间没有显著差异。同时,与FP施肥处理相比,虽然NE处理施肥量有所降低,而氮、磷、钾肥的3年平均农学效率和偏生产力分别提高了13.76、19.95、24.07 kg/kg和36.52、42.21、76.81 kg/kg。   【结论】   基于产量反应和农学效率的养分专家推荐施肥能够显著提高梨果产量、品质、肥料利用率及经济效益,证明该优化施肥方案适用于河北省梨树生产。但是在推荐方案中能否以部分有机肥替代无机肥,以及是否能长期维持土壤养分平衡等问题还需要进一步探究。     

福建甘薯氮磷钾施肥指标研究

根据近年来在甘薯主产区完成的118个氮磷钾肥效田间试验结果,建立甘薯氮磷钾施肥指标体系,包括甘薯施肥效应和土壤肥力分级、土壤速效氮磷钾丰缺指标、不同产量水平的氮磷钾最佳用量和比例、土测值与最佳施肥量关系式以及施肥时期和施肥方法等5个方面内容。结果表明,土壤对甘薯产量的平均贡献率为62.5%,氮磷钾平均增产效果是N>K>P,均达显著水平;土壤碱解氮、Olsen-P和速效钾的高产临界指标分别为176 mg kg-1、17 mg kg-1和106 mg kg-1;平均经济施肥量是N165kg hm-2、P2O5 63 kg hm-2、K2O 204 kg hm-2,比例为1∶0.38∶1.24,但不同土壤肥力等级的推荐施肥量存在较大差异;土壤速效氮磷钾土测值与最佳施肥量之间满足指数模型,该式实现了根据土测值预测具体地块推荐施肥量的目的。研究结果为福建甘薯高效施肥提供了科学依据。     

减量施肥下小麦产量、肥料利用率和土壤养分平衡

【目的】我国化肥过量施用现象普遍,不利于生态环境保护和农业可持续生产。研究化肥减量施用对小麦产量、籽粒灌浆和肥料利用率的影响,可以为我国化肥高效施用和零增长目标提供理论依据。【方法】在四川盆地进行了两个大田试验,以习惯施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 180、120、45 kg/hm2) 为对照,设置减量施肥 (N、P₂O₅、K₂O 分别为 96、60、45 kg/hm2) 处理,测定了小麦产量及构成、籽粒灌浆、花后干物质转运、旗叶叶绿素含量、养分平衡和肥料利用率。【结果】与习惯施肥相比,减量施肥下小麦产量、穗数、穗粒数没有显著变化,小麦–玉米轮作田块小麦千粒重显著提高 5.8%。根据 Logistics 方程拟合结果,减量施肥显著提高了小麦–玉米轮作田块小麦理论最大千粒重,渐增期、缓增期籽粒净增重,对其他灌浆参数影响不显著。减量施肥下小麦干物质转运量、转运率及其对籽粒灌浆的贡献率增加 28.5%、17.5% 和 20.7%,但花后旗叶叶绿素含量下降速度加快。习惯施肥和减量施肥土壤氮素盈余分别为 22.6 和 –30.2 kg/hm2,土壤磷盈余分别为 80.4 和 22.8 kg/hm2。减量施肥后氮肥偏生产力、农学效率和表观回收率比习惯施肥提高 79.2%、69.1% 和 27.9%,磷肥偏生产力、农学效率和表观回收率提高 91.1%、72.7% 和 68.5%。【结论】本试验的两年时间内,减量施肥可以维持小麦产量,促进小麦干物质转运及其对籽粒灌浆的贡献,但花后功能叶衰退加速。减量施肥下肥料利用率提高,土壤磷素盈余降低,土壤氮素亏缺,需要在确保维持小麦产量、土壤肥力和养分平衡的基础上,继续优化减氮量。     

基于杂交谷子产量及其构成因素的最优养分用量和施肥位置研究

【目的】探讨氮、磷、钾不同施肥量和基施位置对杂交谷子产量及其构成因素的影响,为杂交谷子生产减肥增效和可持续发展提供优化施肥方案。【方法】试验于2016—2017年在山西中部太谷县的山西农业大学创新园区进行,以张杂谷10号为试验材料,选择氮、磷、钾施用量和施肥水平距离及施肥深度5个因素,采用五因素五水平二次回归正交旋转组合设计,进行地膜覆盖田间小区试验。所有肥料全部作为底肥,氮肥为尿素,磷肥为过磷酸钙,钾肥为硫酸钾。收获前各小区选取有代表性的10穴植株用于考种,测定千粒重和单穗粒数。谷子成熟后,在各试验小区内均选取一个具有代表性的3 m × 3行测定最终成穗数。10月上旬收获,脱粒风干后称重、计产,用以研究施肥量和施肥位置对产量及产量构成因素（单位面积穗数、单穗粒数、千粒重等）的影响。【结果】产量与单穗粒数、千粒重呈极显著正相关,与单位面积穗数呈显著正相关。氮、磷、钾、施肥水平距离和施肥深度对产量均有极显著影响,且影响程度为氮>磷>钾>施肥水平距离>施肥深度。氮对单穗粒数的影响达到显著水平,磷对单位面积穗数的影响达到极显著水平,对千粒重的影响达显著水平,钾对单位面积成穗数和单穗粒数的影响达到极显著水平,对千粒重的影响达到显著水平,施肥水平距离和施肥深度对单位面积穗数、单穗粒数有显著影响。氮和磷的互作对产量有显著影响;氮和钾的互作对单穗粒数、千粒重、产量均有显著影响;磷和钾的互作对单位面积穗数有显著影响。5个因素与产量及其构成因素间回归关系极显著,拟合程度较高,可用于实际生产预测。【结论】对于张杂谷10号,施肥量对其产量的影响大于施肥位置,氮肥提高穗粒数,磷肥提高单位面积成穗数和千粒重,而钾肥对单位面积成穗数、穗粒数和千粒重的影响均极为显著。综合考虑,最佳农艺方案为:施N 225 kg/hm2、施P₂O₅ 136～154 kg/hm2、施K₂O 93.6～109 kg/hm2,施肥水平距离16.8～18.8 cm、施肥深度20.8～23.8 cm。     

吉林省玉米施肥效果与肥料利用效率现状研究

【目的】本研究通过收集整理2005~2013年国家测土配方施肥项目在吉林省布置的1110个“3414”田间试验,分析了施用氮、磷、钾肥对玉米产量、经济效益的影响,测算了氮、磷、钾肥的利用效率,目的在于明确当前生产条件下吉林省玉米的施肥效果与肥料利用效率,为肥料的合理施用与配置提供依据。【方法】选取玉米“3414”田间试验的处理1（N₀P₀K₀）、处理2（N₀P₂K₂）、处理4（N₂P₀K₂）、处理6（N₂P₂K₂）和处理8（N₂P₂K₀）,分别记为不施肥（CK）、不施氮（-N）、不施磷（-P）、氮磷钾配施（NPK）和不施钾（-K）处理,研究不同施肥处理下的玉米产量、产值、施肥利润和产投比,比较增施氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率、偏生产力和肥料贡献率。另外,分析不施肥处理（缺素处理）玉米产量与相应肥料贡献率之间的关系,并利用模型进行模拟。【结果】不施肥条件下,当前吉林省玉米的平均产量和产值分别为6.6 t/hm2和1.21×103 yuan/hm2。施肥可显著提高玉米的产量和经济收益,其中以NPK处理的玉米产量和施肥利润最高,平均分别为10.1 t/hm2和5.07×103 yuan/hm2,其后分别为-K处理（8.9 t/hm2、3.27×103 yuan/hm2）、-P处理（8.7 t/hm2、2.83×103 yuan/hm2）和-N处理（7.7 t/hm2、1.39×103 yuan/hm2）。在其他养分施用基础上,增施氮、磷、钾肥可平均分别增产2.36 t/hm2（35.1%）、1.39 t/hm2（18.0%）和1.18 t/hm2（14.9%）,平均施肥利润分别为3.68×103、2.24×103和1.80×103 yuan/hm2。当前生产条件下,吉林省玉米在氮磷钾配施条件下的肥料农学效率、偏生产力和肥料贡献率分别为11.4 kg/kg N、32.8 kg/kg和34.7%,而增施氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为14.3 kg/kg N、20.5 kg/kg P₂O₅和17.2 kg/kg K₂O,平均偏生产力分别为61.1、146.4和142.4 kg/kg,平均肥料贡献率分别为23.4%、14.1%和11.9%。分析发现,氮磷钾肥配施（或某一肥料）的肥料贡献率随不施肥处理（或相应缺素处理）玉米产量的提高而显著下降,且关系符合对数函数模型,说明提高基础地力可减少对外源肥料的依赖。【结论】吉林省玉米氮磷钾肥的增产效果和肥料利用率相比全国平均水平较高,但仍需重视氮肥管理以稳产增效,继续大力推广平衡适量施肥理念及相应技术,在实现作物增产的同时提高肥料利用效率并促进土壤培肥。     

60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施

【目的】缓释肥料是一次性施肥及减量化施肥的重要载体,探讨缓释尿素对水稻养分吸收动态及产量形成的影响,为新型肥料的研发以及水稻产量的进一步提高提供重要的理论指导。 【方法】早稻及晚稻的大田试验共设5个处理:1）不施氮（CK）;2）普通尿素分次施用（PU1,基肥50%、返青肥20%、拔节肥30%）;3）普通尿素一次性基施（PU2）;4）60天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU60）;5）90天型养分释放期的缓释尿素一次性施用（PCU90）。除不施氮处理外,其他处理氮肥用量均为N 150 kg/hm2,所有处理磷钾的用量分别为P₂O₅ 55 kg/hm2、K₂O 130 kg/hm2,肥源分别为过磷酸钙及氯化钾。田间小区随机排列,各处理重复4次。在早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期采集植株样品进行养分分析,在灌浆期采集剑叶及籽粒样品进行养分分析,并测定灌浆期伤流液中氮的含量以及灌浆期剑叶SPAD值的变化;在早稻及晚稻采收后记录产量和产量构成要素。 【结果】早稻产量以60天型缓释尿素处理及分次施肥处理最高,其次为普通尿素一次性施用处理及90天型缓释尿素处理,不施氮对照产量最低;而在晚稻上90天型缓释尿素处理、60天型缓释尿素处理与分次施肥处理之间水稻产量没有显著性差异。90天型缓释尿素养分释放期过长,导致了灌浆期氮素供应过剩,水稻贪青导致灌浆不足,降低了千粒重。90天及60天型缓释尿素的处理提高了早稻拔节期、孕穗期、抽穗期及灌浆期地上部及地下部氮、磷的含量,其中以90天型缓释尿素处理最高。在早稻灌浆期,90天及60天型缓释尿素的处理水稻剑叶及籽粒氮含量、茎导管伤流氮含量以及剑叶SPAD值均高于其他处理。一次性施用60天及90天缓释尿素还可以提高土壤碱解氮的含量。 【结论】缓释尿素可以用于水稻一次性施肥,但在水稻上90天型缓释尿素的养分释放期过长,而60天型缓释尿素养分释放期适中。缓释尿素可以促进水稻对氮素的吸收并且可以用于减量化施肥,缓释尿素对磷的吸收有显著的协同作用,在施用缓释尿素时还可以适当减少磷的施用量。     

等养分条件下稻草还田替代双季早稻氮钾肥比例的研究

【目的】研究等量氮磷钾养分投入条件下,长期稻草原位全量还田配施化肥对双季早稻氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 养分吸收累积、转运及养分利用的影响,为南方稻区稻草资源有效利用,维持并提高土壤肥力及水稻合理施肥提供理论依据。【方法】以江西温圳国家级耕地质量监测点长期定位试验为研究对象,陆两优 996 为供试材料,在不施化肥和施用化肥基础上设稻草还田、稻草烧灰还田和稻草不还田共 6 个处理,除空白对照外,所有处理养分投入量相等。于 2015 年在早稻移栽期、分蘖期、幼穗分化期、抽穗期和成熟期取地上部植株样,分析水稻植株不同部位的 N、P、K 含量和累积量以及转运比例,并计算 N、P、K 养分利用效率。【结果】稻草还田提高了水稻产量,施肥条件下稻草还田处理比稻草烧灰还田和稻草不还田处理平均增产 2.9%～ 6.4%,比不施肥区产量增幅高达 23.8%～ 26.0%,且差异达显著水平。无论是施肥区处理,还是无肥区处理,与稻草烧灰还田和稻草不还田处理相比,稻草还田植株中 K 含量及 N、P、K 积累量在整个生育期均较高,而 N、P 含量在生育后期较高,N、P、K 积累量以施肥区处理大于相应的无肥区处理;稻草还田提高水稻 N、P、K 养分农学效率、回收率和养分偏生产力,且 N、K 差异达显著水平,同时显著增加 K 的收获指数;稻草还田还提高了抽穗至成熟期茎鞘中 N、P、K 的转运量、转运率及转移养分对籽粒的贡献率,而叶片各处理间差异不显著。【结论】稻草还田配施化肥能提高水稻产量,同时还可以调节 N、P、K 养分的积累和转运,提高养分的吸收利用效率。本试验条件下,稻草还田可替代化肥氮肥 (N) 29.5%、磷肥 (P₂O₅) 4.0% 和钾肥 (K₂O) 50.0%。综合考虑,稻草还田相比稻草烧灰还田而言是南方稻区土壤养分管理实现高效利用的有效途径之一。     

长期不同施肥对黄潮土区冬小麦产量及土壤养分的影响

【目的】分析长期施肥方式下小麦产量的变化规律,以探明黄潮土区小麦产量稳定性对不同施肥方式的响应机制,为黄潮土区合理施肥的管理及其土壤生态系统的改善提供依据。【方法】以 35 年长期定位试验为研究平台,设 5 种施肥方式:不施肥 (CK)、单施氮肥 (N)、氮磷钾配施 (NPK)、单施有机肥 (M)、有机无机配施 (MNPK),测定小麦的平均产量及土壤养分状况。【结果】小麦产量和肥料贡献率以有机无机配施 (MNPK) 最高,平均产量为 6393 kg/hm2;其次为 NPK 处理,与当年不施肥处理相比,产量提高了 374.2%;单施有机肥增产幅度位居第三;单施氮肥处理增产效果最低。单施氮肥处理小麦产量变异系数 (CV) 偏高 (26.72%～38.72%)、可持续性产量指数 (SYI) 偏低 (0.32～0.51),产量稳定性最低,MNPK 处理的CV 最低 (4.86%～7.76%)、SYI 最高 (0.79～0.89),产量稳定性最高,而单施有机肥处理 (CV = 5.44%～15.87%,SYI = 0.60～0.87) 的产量稳定性和生产可持续性不及 NPK 处理 (CV = 5.72%～9.67%,SYI = 0.75～0.83)。施用有机肥显著提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,其中 MNPK 处理 35 年土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾平均含量分别较 CK 处理提高 1.20、1.18、16.13、0.95 倍,增加幅度最为显著。通过相关分析可得,小麦产量与土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈极显著正相关关系 (P < 0.01)。【结论】施肥处理均可有效提高黄潮土区小麦产量,以有机无机配施增产效果最佳,最有利于促进小麦产量稳定性、提高产量可持续性指数,提升土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。因此,有机无机配施的施肥方式最为合理,有利于保持黄潮土养分均衡,促进农田生产力稳定。     

吉林春玉米氮磷钾养分需求与利用效率研究

【目的】 明确吉林春玉米的氮、磷、钾养分需求和利用效率,为区域春玉米的高效合理施肥提供技术参数。 【方法】 整理2005—2013年国家测土配方施肥项目在吉林省开展的680个 “3414”田间试验,选取N₀P₀K₀、N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₂和N₂P₂K₀ 5个处理,研究氮、磷、钾肥对春玉米籽粒产量、植株养分吸收量的影响,明确产量、养分吸收量与土壤基础养分供应能力的关系,评估春玉米的氮、磷、钾养分需求量和利用效率。 【结果】 吉林春玉米在氮磷钾配施处理 (N₂P₂K₂) 获得最高的籽粒产量和植株养分吸收量,平均产量达9.6 t/hm2,玉米氮、磷、钾养分平均吸收量分别为N 190.8 kg/hm2、P₂O₅ 87.0 kg/hm2和K₂O 215.1 kg/hm2。与不施肥处理相比,氮磷钾配施处理平均增产42.5%,植株氮、磷、钾养分吸收量平均分别提高57.5%、64.2%和49.5%。在其他养分充分供应基础上,增施氮、磷、钾肥平均分别增加吸收N 57.2 kg/hm2 (42.9%)、P₂O₅ 19.2 kg/hm2 (28.4%) 和K₂O 32.1 kg/hm2 (17.5%)。以缺素处理植株养分吸收量表征土壤养分基础供应能力,发现氮磷钾配施处理玉米产量和养分吸收量均随土壤基础养分供应能力的提高而逐渐上升,变化趋势均符合显著的对数关系。经测算,吉林春玉米氮磷钾配施处理生产百公斤籽粒平均需吸收N 1.98 kg、P₂O₅ 0.90 kg和K₂O 2.24 kg,比例为1∶0.45∶1.13。减氮、减磷和减钾处理的百公斤籽粒氮、磷、钾素需求量平均分别为N 1.69 kg、P₂O₅ 0.79 kg和K₂O 2.11 kg,与氮磷钾配施处理相比均显著下降,而且试验点间变异也明显增大。目前,吉林春玉米生产中氮、磷、钾肥的平均养分回收利用效率分别为33.7%、27.5%和45.3%,而平均生理利用效率分别为28.8、52.8和28.3 kg/kg。 【结论】 吉林春玉米对肥料养分的依存度较高,合理施肥是保持高产高效的重要前提。      

硅基材料包膜肥对红壤区双季稻生长和土壤肥力的影响

选择了高肥力田、低肥力田,通过早、晚双季稻连续2年4季的大田试验,研究了施用硅基材料包膜肥对双季稻动态生长、产量、土壤肥力、微生物量、酶活性的影响。结果表明:不论是高肥力田还是低肥力田,与传统施肥相比,一次性基施硅基材料包膜肥能提高双季稻的最大分蘖数3~6枝·兜~(-1),提高成熟期叶片的叶绿素含量,提高成熟期双季稻的生物产量7.8%~22.4%,提高年均产量3.0%~14.7%,并且在低肥力田上效果显著。与传统施肥处理相比较,施硅基材料包膜肥可以显著提高双季稻成熟期土壤中的矿质态氮含量,提高幅度为28.3%~37.7%。包膜肥对土壤中微生物群落没有影响,在低肥力田施用80%的包膜肥其土壤酶活性综合指数最高。由此可见,施用硅基材料包膜肥在南方水稻上完全可以替代分次施用常规肥料,并且在高肥力田减少20%肥料用量的情况下仍然等效,达到了减肥增效和节本省工的目的。     

有机–无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响

【目的】利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台,系统分析长期不同施肥措施下土壤质量状况,明确提升红壤性双季稻田土壤质量的优化施肥措施。 【方法】长期定位试验设置 8 个处理,分别为不施肥处理 (CK),施磷钾肥处理 (PK),施氮磷肥处理 (NP),施氮钾肥处理 (NK),施氮磷钾肥处理 (NPK),施 70% 化肥 + 30% 有机肥处理 (70F + 30M),施 50% 化肥 + 50% 有机肥处理 (50F + 50M),施 30% 化肥 + 70% 有机肥处理 (30F + 70M),于 2012 年晚稻收获后测定 2 个土壤物理性质指标 (容重和总孔隙度)、7 个基础化学性质指标 (有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和 pH 值) 及 3 个生物学性质指标 (细菌、真菌和放线菌数量),分析长期不同施肥对各土壤性质的影响,并运用主成分分析对各处理土壤质量进行综合评分,最后将综合得分进行聚类分析,以评价长期不同施肥措施对红壤性双季稻田土壤质量的影响。 【结果】经 28 年连续不同施肥处理后,各土壤性质在处理间均产生显著差异,但各土壤性质在处理间的变化趋势并不完全一致。化肥配施有机肥处理较化肥处理土壤容重降低 12.7%～20.6%,土壤孔隙度增加 2.3%～17.4%,有机质增加 22.5%～41.8%,全氮和碱解氮分别提高 9.8%～20.9% 和 11.1%～30.3%,全磷和有效磷分别提高 11.1%～71.7% 和 1.31～1.75 倍,pH 值提高 0.19～0.48 个单位;主成分分析方法将原 12 个土壤性质指标降维、提取出 2 个主成分,反映了原信息量的 87.4%,有机质、容重、真菌、全氮、有效磷、放线菌、总孔隙度、细菌、全磷和碱解氮在第一主成分上有较高载荷值,pH 值和速效钾在第二主成分上有较高载荷;各施肥处理下土壤质量综合水平高低排序为:30%F + 70M > 50F + 50M > 70F + 30M > NPK > NP > NK > PK > CK;聚类分析方法将长期不同施肥制度下稻田土壤质量划分为一级 (30F + 70M),二级 (50F + 50M、70F + 30M),三级 (NPK、NP),四级 (NK、PK、CK) 4 个等级。 【结论】与单施化肥相比,有机无机配施可有效增加土壤养分含量,改善土壤物理性质,缓解土壤酸化,提高土壤微生物数量,是提高红壤性双季稻田土壤质量的有效施肥措施。     

优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应

【目的】 优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。 【方法】 以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于 2014～2015 连续进行了 4 季大田定位试验,设处理:1) 不施氮肥 (T1);2) 当地农民习惯施氮 (T2),早稻、晚稻各施 N 165 和 195 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为 60∶40∶0、40∶30∶30;3) 在 T2 处理基础上减施氮肥 20% (T3),即早稻施 N 135 kg/hm2,晚稻施 N 165 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为 40∶30∶30,并以 20% 有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了 0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤 pH、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。 【结果】 1) 各处理土壤综合肥力指数 (IFI) 值由高到低为 T3 > T2 > T1;与 T2 处理相比,优化氮肥用量和基追比例的 T3 处理 IFI 值提高 2.34%,土壤微生物量碳含量提高了 4.37%～25.39%,土壤微生物量氮含量提高了 17.85%～29.24% (P < 0.05)。2) 与 T2 处理相比,2014–2015 年 T3 处理累计氮肥农学效率显著提高了 29.66% (P < 0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了 28.82% (P < 0.05);2014 年各处理水稻总产量无显著差异,2015 年水稻总产量 T3 处理比 T2 处理提高了 5.26%,两年水稻总产量,T3 处理提高了 2.38%。3) 对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014～2015 年 T3 处理关联度最大,分别为 0.9999 和 1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。 【结论】 在当地农民习惯施氮的基础上减施 20% 化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。      

统计分区施肥系统模型的建立及应用

通过对一定区域内耕地产量和土壤养分含量进行统计分析,建立统计分区模型(Statistic Division Fertilization Model,简称SDFM),并依据模型参数划分高、中、低产量区间和土壤养分含量区间。在区域内进行多点实验,获取它们的区域适宜施肥量。然后在区域适宜施肥量的基础上,利用决策点实际产量和土壤养分值进行调整,得到最终施肥推荐结果,从而对施肥量进行决策。以农安县2006~2011年产量和养分采样点数据为原始数据,利用目标产量养分平衡法和统计分区施肥模型进行了决策对比。结果显示:统计分区模型决策结果出现异常值的概率只有2%,而目标产量法对氮肥、磷肥和钾肥的决策结果异常值出现概率分别为45%,47%和47%。可见统计分区施肥很大程度地提高了决策结果的精度,可在县级以下的测土配方施肥中进行推广。     

长期施肥对水稻土不同功能有机质库碳氮分布的影响

土壤有机质(SOM)对于维持农业生产力、提高土壤质量和增加土壤固碳均具有非常重要的意义。以红壤水稻土35年的长期定位试验为依托,借助近期发展的物理―化学联合分组方法,探讨了长期施肥对水稻土不同功能SOM库含量、SOM库碳氮含量变化和分配比例的影响。结果表明,长期施肥尤其是有机无机配施处理显著增加了未保护游离SOM库(c POM和f POM)和纯物理保护SOM库(i POM)在土壤中的含量以及它们的土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量。未保护游离SOM库的SOC和TN含量占总有机碳和全氮比例在有机无机配施处理下最高,分别达35.9%和33%。与CK相比,有机无机配施使生物化学保护库非水解游离粉粒组(NH-d Slit)和非水解游离黏粒组(NH-d Clay)含量分别降低了15%和9.5%(p0.05)。物理―化学保护SOM库、物理―生物化学保护SOM库以及化学保护SOM库含量受长期施肥影响不显著。综上,研究表明土壤不同功能SOM库对长期施肥的响应不同。有机无机配施是提升红壤水稻土SOM数量和质量的最佳培肥措施。     

长期有机无机肥配施对东北黑土真菌群落结构的影响

【目的】分析长期有机无机肥配施对土壤真菌丰度、多样性及其群落特征的影响,探讨东北黑土真菌群落变化与施肥的相关性,为进一步调节土壤微生物结构,改善其生态功能提供参考依据。【方法】依托黑龙江省农业科学院36年长期定位试验站,选取4个不同施肥处理:不施肥处理（CK）、有机肥处理（M）、氮磷钾无机肥处理（NPK）和有机肥配施无机肥处理（MNPK）的耕作层土壤为研究对象,以真菌ITS基因为分子标靶借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同施肥处理对黑土中真菌群落丰度、多样性和组成的影响,并与土壤化学性质进行偶联分析,揭示群落与施肥的相关性。【结果】长期施用无机肥显著降低土壤pH,而有机无机配施可以有效缓解土壤酸化。NPK处理的ITS基因丰度显著高于MNPK;MNPK处理的细菌/真菌比值（26.91104）显著大于NPK,各处理比值由高到低为MNPK M CK NPK。细菌/真菌比值与土壤pH正相关;MNPK处理的真菌多样性指数值略大于NPK。Ascomycota和Zygomycota为土壤中主要真菌门,不同施肥处理之间真菌组成的相对丰度存在显著差异,对照处理Ascomycota的相对丰度为45.35%,MNPK和NPK处理分别为50.93%和56.16%。有机肥有利于降低病原真菌相对丰度,具有高度侵染性的Cochliobolus在MNPK（0.41%）和M（0.39%）中的相对丰度显著小于CK（3.25%）和NPK（2.08%）。CCA分析表明,土壤理化性质共解释土壤真菌群落结构变化的73.3%,有效磷（贡献量为32.4%,P=0.002）、铵态氮（贡献量为14.8%,P=0.01）和硝态氮（贡献量为16.2%,P=0.048）是3个重要的影响因子。【结论】不同施肥条件下土壤真菌丰度、多样性,以及菌群组成特征不同。与无机肥相比,有机肥无机肥配施能够有效改善真菌群落结构,降低真菌的丰度,增加真菌多样性,并提高土壤pH,减缓土壤酸化。土壤有效磷、铵态氮和硝态氮含量是影响黑土土壤真菌群落结构变化重要因素。     

长期施肥稻田土壤基础地力和养分利用效率变化特征

【目的】 研究长期不同施肥措施对土壤基础地力和氮磷钾养分吸收利用效率的影响,探明土壤基础地力和氮、磷、钾养分吸收利用效率的相互关系。 【方法】 采集双季水稻种植制度下 33 年长期定位施肥试验的不施肥 (CK)、施氮磷钾肥 (NPK) 和氮磷钾肥配施稻草 (NPKS) 3 个处理的土壤,设置施肥与不施肥盆栽试验,监测水稻产量、土壤基础地力产量和基础地力贡献率、水稻氮磷钾养分吸收量、氮磷钾养分利用效率,分析氮、磷、钾利用效率对土壤基础地力贡献率的响应。 【结果】 早晚稻土壤基础地力产量和基础地力贡献率三个处理土壤大小顺序均为 NPKS > NPK > CK,NPKS 处理土壤早晚稻两季平均基础地力产量和基础地力贡献率较 CK 处理土壤分别增加 113.8% 和 93.7%,NPK 处理分别增加 100.7% 和 81.9%。在同一施肥水平条件下,早、晚稻均以土壤基础地力较高的 NPKS 处理氮、磷、钾肥偏生产力,土壤养分依存率,氮、磷、钾素收获指数较高,氮、磷、钾肥回收利用率,肥料农学效率,肥料对产量的贡献率则较低。回归分析表明,氮、磷肥回收利用率,氮、磷、钾肥农学效率,氮、钾素生理利用率均随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著降低;氮、磷、钾肥偏生产力,氮、磷、钾素土壤依存率随土壤基础地力贡献率的提高呈显著或极显著提高。 【结论】 长期施氮磷钾肥或长期氮磷钾肥配施稻草均能提高土壤基础地力,以长期氮磷钾肥配施稻草的效果更显著。在较高基础地力土壤上生产,可以在保证作物高产稳产的情况下实现减量化施肥,实现农业生产的可持续性。