控释氮肥与尿素掺混比例对作物中后期土壤供氮能力和稻麦产量的影响

【目的】研究控释肥与尿素掺混比例对土壤氮含量及稻麦产量和经济效益的影响,旨在筛选综合效果最佳掺混比例,为稻麦轮作区控释氮肥推广应用提供科学依据。 【方法】采用稻麦轮作两季作物大田试验,以常规尿素施肥为对照,在稻、麦季施氮量均为150 kg/hm2的水平下,设定添加控释氮肥比例0、10%、20%、40%、80%、100% 6个处理,分别记为T1、T2、T3、T4、T5和T6。除T1（100%尿素）分基施和追施,其他处理氮肥均一次性基施。分析了土壤铵态氮、硝态氮含量,调查了稻麦株高与生物量、产量构成以及经济效益。 【结果】1）添加20%以上控释氮肥时稻麦生育中后期土壤无机氮含量有显著提升,以添加40%控释氮肥（T4）处理效果最明显。2）与T1相比,添加20%比例以上控释氮肥,稻麦生育中后期的生物量与成熟期产量均显著增加,以T4处理产量最高,稻、麦季分别比常规尿素处理增产11%和14%,显著提高小麦季穗长19.19%,显著提高水稻季穗粒数与千粒重13.79%和8.43%。3）随添加控释氮肥比例增加,稻麦季经济效益均先增加后下降,T4处理经济效益最佳,较常规尿素处理,小麦季增收1108.12 yuan/hm2,提高23.24%,水稻季增收2497.80 yuan/hm2,提高14.87%。 【结论】以40%控释氮肥与60%尿素掺混一次性基施,可有效增加作物中后期土壤氮素供应能力,促进稻麦生长并获得显著的增产效果,还可减少人工投入或材料成本,有效提高经济效益。     

氮肥与有机肥配施协调土壤固定态铵与可溶性氮的研究

【目的】 土壤固定态铵是肥料氮的一个“临时贮藏库”,可逐渐释放以供作物利用,土壤可溶氮则是土壤固定态铵的重要来源,因此研究设施条件下氮肥与有机肥配施对土壤固定态铵和可溶性氮含量的动态变化以及相互关系的影响,对于设施生产中安全高效的施肥管理有着重要意义。 【方法】 以番茄为试材,温室内连续两年进行田间小区试验,设不施肥(CK)、施N量0、187.5、375. 562.5 kg/hm2 (N0、N1、N2、N3)、单施有机肥(M,75000 kg/hm2)以及有机肥与氮肥配施处理(MN0、MN1、MN2、MN3)。分析了土壤固定态铵和可溶性氮(土壤矿质氮和可溶性有机氮)含量动态变化。 【结果】 施肥显著提高了0-30 cm土层土壤固定态铵和可溶性氮的含量(P < 0.01);各施肥处理均以第1穗果膨大期时含量最高。总体来看,不施有机肥条件下,土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮的含量均以施N 375.0 kg/hm2处理为最高,而在氮肥与有机肥配施条件下,以施N 375.0 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理和施N 562.5 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理的土壤固定态铵和矿质氮、可溶性有机氮含量为最高,但未发现氮肥施用量对土壤固定态铵含量产生显著影响;除收获期20-30 cm土层外,整个生长季内土壤固定态铵和矿质氮含量之间均有显著的正相关关系(P < 0.05),部分土层土壤固定态铵与可溶性有机氮之间也有显著的正相关关系(P < 0.05)。 【结论】 设施番茄栽培条件下,土壤固定态铵和可溶性氮在土壤氮素的固持与释放方面极显著相关,施无机N 375.0 kg/hm2配合有机肥75000 kg/hm2,可较好地提高土壤中的氮的有效性,更好地协调土壤供氮能力。     

生物有机肥提高设施土壤生产力减缓黄瓜连作障碍的机制

【目的】针对土壤连作障碍问题，探索高强度连作条件下生物有机肥在减缓土壤连作障碍发生、平衡土壤养分、调控土壤酶活性等方面的作用机制，为生物有机肥在改良土壤、防控黄瓜连作障碍、促进农业可持续发展等方面的应用奠定基础。【方法】以如皋市农业科学研究所设施蔬菜种植基地为试验平台，采用田间定位试验的方法，设置CK (空白对照)、B10 (生物有机肥施用量为10 t/hm2)、B20 (生物有机肥施用量为20 t/hm2) 3个处理，于第一季黄瓜种植前将生物有机肥一次性施入试验小区，于2016年12月5日、2017年6月28日和2017年11月26日，连续三季，在黄瓜成熟采集0—20 cm土壤样品。将土壤样品分成两份，一份放于4℃冰箱冷藏保存，用于测定土壤生物学性质；另一份风干后过筛处理，以供土壤理化性状分析。同时，调查黄瓜产量。【结果】随着黄瓜连续种植季数增加，CK处理中土壤容重和电导率呈增加趋势，土壤各肥力指标、酶活性、微生物量碳氮含量及黄瓜产量呈下降趋势；在同一季黄瓜成熟期，与CK相比，施用生物有机肥可降低土壤容重和电导率，增加土壤总孔隙度、pH、有机质、全氮、硝态氮和速效磷含量，其中连续种植3季黄瓜过程中，土壤有机质、速效磷和硝态氮含量分别增加了39.3%～83.9%、5.98～14.2%和10.0～22.0%，而土壤电导率降低了8.57%～12.7%。同一季黄瓜成熟期，不同处理中土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶活性由大到小排列均表现为B20 > B10 > CK，且连续种植3季黄瓜后B10和B20处理中4种土壤酶活性均高于第一季黄瓜成熟期CK处理；连续种植3季黄瓜期间，施用生物有机肥处理中土壤微生物量碳、氮含量均明显高于CK，B10和B20处理中微生物量碳、氮含量较CK分别增加了4.26%～23.2%和21.8%～56.2%。与CK相比，第一季、第二季、第三季B10处理黄瓜产量分别提高了3.93%、9.73%、10.6%，B20处理分别提高了12.9%、18.8%、20.2%。黄瓜连作过程中，土壤容重、有机质、硝态氮和速效磷与生物学指标和黄瓜产量相关显著，且土壤pH和电导率与土壤过氧化氢酶活性、蔗糖酶活性、微生物量氮含量和黄瓜产量呈显著相关关系。【结论】生物有机肥可改善黄瓜连作过程中土壤耕性变差、养分失衡和酸化等理化性质变劣的现象，缓解黄瓜连作土壤的次生盐渍化状况，还能提高土壤酶活性、微生物量碳氮含量和黄瓜产量，且黄瓜连作过程中土壤理化性质和生物学特性指标无明显变化，从而减缓黄瓜连作障碍的发生。     

3 种作物幼嫩茎叶干粉对连作辣椒幼苗生长及根际土壤生物特性的影响

【目的】探究3种作物幼嫩茎叶干粉施入对连作辣椒幼苗生长及根际土壤的影响,旨在寻找一种安全有效的缓解辣椒连作障碍的方式。【方法】以线椒‘辛香8号’为供试作物,在江西农业大学生态园蔬菜试验基地进行了盆栽试验。供试土壤取自江西省农业科学院试验基地辣椒连作5年的土壤,将芥菜、大麦苗和芹菜的幼嫩茎叶烘干粉碎后,用于处理连作土壤。设置4个处理,以不加任何作物幼嫩茎叶干粉的连作土为对照 (CK),按1∶50 (干重) 添加芥菜粉 (M)、大麦苗粉 (B) 和芹菜粉 (C)。定植30天后,测定辣椒叶绿素含量和光合效率,测量植株生长状况及生物量,并分析了土壤微生物种群数量。【结果】与CK相比,3个处理均能够促进辣椒幼苗的生长发育。其中以M和B处理效果最好,定植30 天时辣椒株高、茎粗、生物量以及壮苗指数均高于对照;同时3个处理可以促进辣椒根系生长,与对照相比,辣椒根系长度、根系表面积以及根系体积存在显著差异。处理后辣椒叶片PSⅡ最大量子产量 (Fv/Fm)、PSⅡ实际量子产量[Y (Ⅱ) ]和光化学淬灭系数 (qP) 均有所提高,但3个处理对非化学淬灭系数 (NQP) 影响不大。M处理的辣椒叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a + b含量均高于其他处理,较对照分别增加了25.3%、45.4%和30.6%。3个处理均能够提高辣椒土壤pH值,分别比CK提高了27.6%、24.5%和25.4%。3个处理均能增加土壤放线菌、细菌和总菌数量,其中放线菌数量比CK增加了71.9%、73.8%和67.5%,细菌数量比CK增加了1.18%、55.5%和30.4%,总菌数量比CK增加了4.55%、57.1%、33.9%。3个处理均能降低土壤真菌数量,降幅分别为69.8%、68.1%和75.8%。3个处理均能显著降低土壤电导率,分别比CK降低了44.2%、35.1%和48.0%。处理后的辣椒土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性显著提高,但土壤脲酶活性要显著低于对照。【结论】3种作物干粉处理均能促进连作辣椒的生长发育,提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和多酚氧化酶活性,增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量,有助于改善土壤环境和微生物结构,其中以芥菜粉处理效果最佳。     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

长期不同施肥设施菜地土壤酶活性与微生物碳源利用特征比较

【目的】探讨长期不同施肥条件下设施菜地土壤的酶活性与微生物碳源利用特征,旨在为推进耕地建设与健康质量保护提供理论依据和数据支持。 【方法】供试土壤采自沈阳农业大学番茄28年定位施肥设施菜地,选取其中6个处理:N₀、N₁、N₂、MN₀、MN₁、MN₂进行分析,其中M表示施腐熟马粪75000 kg/hm2,N₀为不施肥,N₁、N₂尿素施用量为652、1304 kg/hm2。采用Biolog-ECO法解析了土壤酶活性与微生物碳源利用特征的变化。 【结果】施用有机肥可以显著提高土壤有机质、速效磷、速效钾等养分含量,长期单施氮肥可增加土壤铵态氮和硝态氮含量,但有机质、速效磷和速效钾含量较对照下降。增施有机肥可以不同程度地提高土壤酶活性,而单施氮肥导致酶活性降低。增施有机肥可有效提高土壤微生物对碳源的利用能力,提高微生物群落功能多样性,单施氮肥作用相反。具体表现为:菜田微生物对六类碳源利用能力由高到低依次为氨基酸类、糖类、羧酸类、聚合物类、胺类、酚酸类;其中对L-丝氨酸、N-乙酰基-D-葡萄胺、L-天冬酰胺酸、L-精氨酸、丙酮酸甲脂、吐温80、D-纤维二糖、D-半乳糖醛酸、D-甘露醇利用率较高,而对α-环式糊精、2-羟苯甲酸、γ-羟基丁酸基本不利用;31种碳源对PC1和PC2贡献较大的分别有12种和6种（|r|>0.5）。综合比较,以有机肥配施一倍量氮肥（MN₁）处理效果最佳,长期施用可以为设施菜地微生物创造最适宜的生存环境,使其保持较高的群落功能多样性。 【结论】长期不同施肥使得土壤微生物群落形成了不同的碳代谢方式,这是土壤微生物适应环境变化的结果,也是土壤生态系统中“植物-土壤-微生物”互作的结果。     

生物炭–过氧化钙复合颗粒对酚酸胁迫下番茄生长和根际微生态的调控效应

【目的】酚酸胁迫是造成番茄连作障碍的主要因素之一。本研究探讨了生物炭–过氧化钙复合颗粒(简称复合颗粒)作为土壤改良剂缓解番茄酚酸胁迫的效果和机理。【方法】供试番茄品种为千禧圣女果,供试土壤为赤红壤。盆栽试验共设5个处理：常规栽培(CK),酚酸胁迫处理(T1),添加外源酚酸的同时分别添加生物炭–过氧化钙复合颗粒(T2)、生物炭颗粒(T3)、过氧化钙颗粒(T4),其中土壤酚酸胁迫浓度为140μg/g。在番茄移栽后30和120天,测定了番茄生长和生理指标。在收获期,调查果实产量与品质,分析根际土壤理化性状,并使用高通量测序技术解析番茄根际土壤中细菌和真菌的群落结构特征。【结果】施用复合颗粒(T2处理)能够增强番茄根系活力,促进植株生长发育;单株番茄果实产量、单果重和糖酸比分别比T1处理增加了13.8%、20.1%和52.6%。与T1处理相比,T2处理番茄收获期根际土壤中残余总酚酸含量下降了44.6%,电导体(EC)值下降17.7%,pH提高0.77个单位,有机质含量增加77.4%。复合颗粒处理能够改善酚酸胁迫下番茄根际土壤微生物群落结构,使细菌多样性提高,真菌多样性降低,并有效恢复微生物群落...     

不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响

【目的】研究盆栽条件下不同形态氮对苹果砧木—平邑甜茶幼苗生长以及对连作土壤微生物的影响,为连作建园时科学施肥、减轻苹果连作障碍提供依据。 【方法】试验于 2015 年露地进行,以平邑甜茶幼苗为试材,以连作土为对照1 (CK1) 和溴甲烷熏蒸为对照2 (CK2),设置施入铵态氮 (T1)、硝态氮 (T2) 和酰胺态氮 (T3) 3 个不同形态氮处理 (N 180 mg/L),于 2015 年 8 月测定平邑甜茶生物量、光合参数和土壤微生物等相关指标。 【结果】铵态氮 (T1) 和酰胺态氮 (T3) 处理均能明显提高连作条件下‘平邑甜茶’苹果幼苗的生物量,其中 T1 处理的株高、地径、鲜重、干重与 CK1 相比分别提高了 35.3%、24.4%、42.0%、57.7%。添加 3 种形态氮素均可不同程度地提高平邑甜茶幼苗叶片的净光合速率 (Pn)、气孔导度 (Gs) 和根系呼吸速率,其中 T1 处理的 Pn、Gs 和根系呼吸速率分别比 CK1 提高了 27.6%、35.6%、43.3%,却并未达到 CK2 的效果。实时荧光定量 PCR 结果表明,CK2 尖孢镰孢菌的基因拷贝数降低最为明显,比 CK1 降低了 52.6%,T1 也有效地降低了尖孢镰孢菌的基因拷贝数,而 T2 和 T3 处理尖孢镰孢菌的基因拷贝数与 CK1 没有显著性差异。T-RFLP 结果表明,T1 和 T3 处理的真菌群落结构与 CK1 有明显差异,T1 处理与 CK2 的真菌群落结构较为相似,T2 处理的真菌群落结构与 CK1 较为相似。 【结论】铵态氮处理可更好地提高连作平邑甜茶幼苗的生物量、净光合速率以及根系呼吸速率,降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,可作为减轻苹果连作障碍的措施。     

减施磷肥提高设施番茄氮磷钾生理效率并减少土壤速效磷累积

【目的】设施蔬菜生产中过量施肥现象普遍存在,本研究针对设施番茄磷肥过量施用问题,定位研究减施磷肥对番茄产量、干物质量、养分吸收、分配及土壤速效磷状况的影响,旨在为设施栽培磷肥减量提供科学依据。【方法】以习惯施肥为对照 (CK),2015年设磷肥减量50% (P1)、磷肥减量70% (P2) 2个减磷处理,2016年增设不施磷 (P0) 处理,共3个减磷处理。2016年在膨果期、盛果期采集植株样品,测定根、茎、叶、果干重,及各器官氮、磷、钾养分含量;在定植前、盛果期和拉秧期采集0—60 cm土层土壤样品,测定土壤速效磷含量。【结果】在基础速效磷含量较高 (约220 mg/kg) 的土壤,连续两年减磷70%或一年不施磷肥不影响番茄产量,2015年和2016年番茄产量分别为53.9～55.1 t/hm2和50.2～52.7 t/hm2。各减磷施肥处理与CK相比,均显著提高盛果期果实干物质量和N、P、K养分分配率,降低叶片干物质量、干物质分配率和N、P、K养分分配率。膨果期番茄植株62.8%～65.7%干物质分配于叶片,植株氮、磷、钾携出量分别为83.2～89.9 kg/hm2、10.3～11.1 kg/hm2、75.0～85.9 kg/hm2,此时番茄叶片和茎杆是养分的主要累积部位,茎叶氮、磷、钾分配率之和分别为84.4%～86.4%、79.4%～83.4%、76.9%～82.3%,番茄氮、磷、钾吸收比例为1∶0.12∶0.84～0.96。盛果期43.0%～44.6%和37.0%～44.6%的干物质分配于果实和叶片,此时番茄果实和叶片为养分主要累积部位,果实和叶片氮、磷、钾分配率之和分别为84.6%～86.7%、78.5%～82.7%、81.4%～83.9%,植株氮、磷、钾携出量分别为197～226 kg/hm2、33～37 kg/hm2、200～247 kg/hm2。CK处理番茄叶片、果实全钾含量及钾吸收量显著高于减磷处理,可见减施磷肥可降低番茄对钾素的奢侈吸收。经过两年的减磷处理,表层土壤速效磷累积量显著降低,但各处理土壤剖面出现磷素向下迁移,膨果期0—20 cm土层土壤速效磷含量较种植前减少27.0～60.9 mg/kg,20—60 cm土壤速效磷增量在11.8～50.1 mg/kg,减磷处理显著降低20—60 cm土壤速效磷增加量。【结论】在基础磷素含量较高的土壤上,较农民习惯施磷连续两年减少70%的磷肥用量没有影响番茄产量,降低番茄对钾素的奢侈吸收,减缓土壤速效磷累积。两年连续减施磷肥的土壤速效磷含量仍处于较高水平,可见该研究区域设施蔬菜生产减磷潜力仍较大。     

红壤旱地玉米开花期土壤酶活性对长期施肥的响应

【目的】 长期施肥条件下,土壤酶活性与土壤养分周转和作物生长密切相关,因此,研究驱动土壤速效氮磷钾养分和作物养分吸收的关键土壤酶活性因子十分重要。 【方法】 基于始于1986年的红壤旱地长期施肥定位试验,于试验进行31年时的早玉米开花期 (2017年6月18日) 采集不施肥 (CK)、氮磷钾化肥 (NPK)、两倍氮磷钾化肥 (2NPK)、氮磷钾化肥配施有机肥 (NPKM)、单施有机肥 (OM) 5个处理的土壤样品,分析土壤蔗糖转化酶 (INV)、脱氢酶 (DEH)、纤维素酶 (CEL)、脲酶 (UR)、多酚氧化物酶 (PHOX)、酸性磷酸酶 (ACP) 和β-葡萄糖苷酶 (BG) 的变化规律,并利用冗余分析 (RDA) 探讨了驱动红壤旱地速效养分和玉米氮磷钾含量的关键土壤酶活性因子。 【结果】 与CK处理相比,施肥可以显著增加红壤旱地的土壤酶活性,且以NPKM处理的土壤酶活性最高。NPKM处理下INV、DEH、UR、PHOX、ACP和BG活性分别比OM处理增加了13.7%、13.5%、10.6%、10.5%、5.6%和13.4%,比2NPK处理增加了32.4%、112.2%、22.8%、33.3%、27.6%和50.4%。但是,在氮磷钾化肥用量之间,呈现出2NPK处理的CEL和UR活性显著高于NPK处理 (增幅为26.0%和50.6%),而INV、DEH、PHOX、ACP和BG均无显著差异。土壤pH、有机碳、速效氮磷钾和植株氮磷钾含量也呈现出NPKM处理显著高于其他处理的规律。RDA结果表明,INV、CEL和UR是影响土壤速效氮磷钾和植株养分含量的关键酶活性因子 (R2 > 0.90, P < 0.001)。 【结论】 在红壤旱地上,玉米开花期土壤酶活性对不同施肥处理的响应规律不同,其中有机无机肥配施更有利于提高土壤酶活性,且纤维素酶和脲酶活性对氮磷钾化肥用量改变的响应比较敏感。土壤蔗糖转化酶、纤维素酶和脲酶可以作为关键酶活性因子表征玉米开花期红壤旱地的养分周转和迁移。      

生育期水分调控对甘肃河西地区滴灌春小麦氮素吸收和利用的影响

【目的】针对河西地区水资源短缺、作物水肥利用效率低等问题,研究滴灌施肥条件下生育期土壤水分调控对河西地区春小麦氮素吸收和利用的影响,以期探索提高氮肥利用效率的土壤水分调控模式。【方法】以春小麦‘永良 4 号’为试验材料进行田间小区试验,根据前期的滴灌施肥试验,施氮量为 N 180 kg/hm2,在春小麦生育期设置 5 个土壤水分下限 (W1、W2、W3、W4 和 CK) 控制水平,研究生育期土壤水分调控对河西地区滴灌春小麦氮素吸收、分配和转运及根区土壤硝态氮含量的影响。【结果】1) 一定的施肥水平下,土壤水分下限的增长会增加各处理小麦的生育期总灌水量,以充分灌溉 (CK) 处理最大,分别比 W1、W2、W3、W4 处理高 26.6%、15.0%、9.3% 和 4.8%。2) 灌水量的增加会促进小麦植株对土壤养分的吸收同化,与 W4 处理相比,W1、W2、W3 处理的氮素吸收量分别显著减少 29.3%、23.0% 和 15.5%,CK 与 W4 处理差异不显著 (P>0.05)。3) 成熟期各处理小麦营养器官中氮素吸收量以 CK 处理最大,分别比 W1、W2、W3、W4 处理高 28.2%、28.6%、19.2% 和 12.7%,但其子粒中的氮素吸收量比 W4 处理显著低 10.4%。开花期后营养器官中的氮素向子粒的转移量和转移率均以 W4 处理最大,分别比 W1、W2、W3、CK 处理显著增加 40.4%、28.0%、10.6%、10.0% 和 6.8%、3.5%、1.3%、6.9%,但 W4 处理小麦氮素转移量对子粒的贡献率最小 (76.2%)。随着土壤水分下限的增加,各处理氮素吸收效率、氮素生产效率及氮素收获指数呈先增加后减小的变化趋势,均在W4处理下获得最大值。4) 在一定施肥水平下,灌水量的增加会加大硝态氮向土壤深处运移,不利于小麦植株对土壤硝态氮的吸收利用。5) 生育期土壤水分调控对小麦根区土壤硝态氮含量有显著性影响,成熟期 0—100 cm 土层内土壤硝态氮累积量以 W4 处理最小,分别比 W1、W2、W3 和对照 (CK) 处理减少 9.6%、7.2%、6.6% 和 1.4%。【结论】适宜的土壤水分调控更有利于小麦植株对土壤养分的吸收,综合考虑氮素吸收、分配及土壤硝态氮等因素,W4 是基于本试验条件下河西地区滴灌春小麦最佳土壤水分下限处理。     

控释钾肥对大蒜-棉花套作体系产量和土壤钾素供应的影响

于2013-2015年在山东农业大学试验站进行连续3年5季的池栽试验,以硫酸钾基施(CK1)和氯化钾基施(CK2)为对照,探究氯化钾50%基施+50%盛花期追施(KCl D)、氯化钾配施硫磺基施(KCl S)、控释氯化钾基施(CRK)和控释氯化钾配施硫磺基施(CRKS)对棉花各生育期叶片光合特性和土壤速效钾含量变化以及蒜棉套作体系产量的影响,为棉花合理施用钾肥提供理论依据。结果表明,控释氯化钾在土壤中养分释放能够满足棉花各生育期钾素需求。CRKS较普通钾肥基施处理提高了铃期和始絮期土壤速效钾含量,提高了铃期后叶片SPAD值和净光合速率,增加了成铃数和单铃重,皮棉显著增产16.9%~30.9%。CRKS较KCl D和CRK皮棉分别增产12.2%~16.1%和8.7%~10.4%。大蒜蒜薹和鳞茎产量均以CRKS最高,较其余处理分别增产2.8%~27.9%和4.8%~23.5%。CRKS较CK2显著提高了纤维长度、整齐度指数和伸长率。经过3年施肥后,CRKS较普通钾肥基施显著提高了土壤水溶性钾和非特殊吸附钾含量。因此,控释氯化钾配施硫磺在棉花上一次基施代替硫酸钾和氯化钾提高了棉花生长后期土壤钾素供应和有效性,改善了叶片光学特性,提高了棉花产量和品质。     

不同覆盖方式对小麦产量和土壤水热状况的影响

[目的]研究不同覆盖方式对土壤水热变化特征及春小麦产量的影响,为该地区选择蓄水保墒的覆盖材料及方法提供理论依据。[方法]试验以传统无覆盖平作为对照(CK),设置秸秆覆盖量SW1(1 500kg/hm2),SW2(3 000kg/hm2),SW3(4 500kg/hm2),全膜覆土穴播(FT),全膜垄作(RT),共6个处理。[结果]与CK相比,RT能提早小麦出苗时间,缩短生育期时间(103d),而SW3推迟小麦出苗,延缓了生殖生长(生育期124d);小麦苗期FT,RT处理对0—5cm土层增温效果显著,以RT处理增温显著,较CK增温3.97℃,拔节至成熟期FT,RT处理增温效果逐渐减弱,SW1,SW2及SW3处理在小麦苗期对0—5cm土层具有降温作用,拔节至成熟期表现为增温效应,SW3增温效果最好;小麦苗期FT,RT处理0—100cm土层土壤水分含量显著高于CK,SW1,SW2及SW3处理,小麦拔节至成熟期SW1,SW2及SW3处理0—100cm土层土壤含水分量高于其他处理,以SW3处理最高;FT,SW3处理增产效果最佳(FT,SW3SW2SW1RTCK),比CK增产46.23%,且SW3可以显著降低小麦生育期耗水量(18.53%),改善水分利用效率(67.67%)。[结论]秸秆覆盖SW3(4 500kg/hm2)可以改善土壤水热状况,减少小麦耗水量,增加水分利用效率,提高小麦产量,与全膜覆土穴播可能造成的白色污染相比,适宜在旱作小麦生产中应用和推广。     

秸秆还田的小麦–玉米农田 N2O 周年排放的量化分析

【目的】N₂O 是重要的温室气体之一,主要来源于农田土壤。华北平原是我国的粮食主产区,秸秆还田是该地区主要的农田管理措施,明确不同秸秆还田量对小麦玉米农田周年土壤温度和含水量的影响以及与 N₂O 排放之间的量化关系,对发挥秸秆还田的生态效应,明确硝化和反硝化作用机制具有重要意义。【方法】以冬小麦、夏玉米为研究对象,设置 5 种不同秸秆还田量处理:小麦、玉米秸秆均不还田 (T0);小麦秸秆 1875 kg/hm2 + 玉米秸秆 2000 kg/hm2 还田 (T1);小麦秸秆 3750 kg/hm2 + 玉米秸秆 4000 kg/hm2 还田 (T2);小麦秸秆 5625 kg/hm2 + 玉米秸秆 6000 kg/hm2 还田 (T3);小麦秸秆 7500 kg/hm2 + 玉米秸秆 8000 kg/hm2 还田 (T4)。于 2014 年 10 月～2015 年 10 月,采用静态箱–气相色谱法对农田 N₂O 排放进行测定,探究不同秸秆还田量下小麦玉米农田 N₂O 排放的周年变化,并量化分析土壤温度、含水量与 N₂O 排放的关系。【结果】秸秆还田量显著影响 N₂O 的排放,随着秸秆还田量的增加,周年内 N₂O 排放总量呈增加的趋势,增加量为 1.33～3.50 kg/hm2,增加率为 32.3%～85.0%;通量增加量为 15.52～40.87 μg/(m2·h),增加率为 32.3%～85.1%。玉米季 N₂O 排放通量和总量分别是小麦季的 2.42～2.62 和 1.05～1.14 倍。秸秆还田可提高 0—10 cm 土壤温度和 0—20 cm 土壤含水量,增加范围分别为 0.63～2.14℃ 和 0.6%～1.8%。相关性分析表明,各处理土壤温度和 N₂O 排放通量无相关关系(P > 0.05)。T0、T1、T2 处理土壤含水量与 N₂O 排放通量呈显著正相关(P < 0.05),而 T3、T4 处理与 N₂O 排放通量之间不相关(P > 0.05)。【结论】随着秸秆还田量的增加,N₂O 排放通量和总量均呈现增加趋势,且玉米季高于小麦季。秸秆还田显著促进 N₂O 排放并可提高 0—20 cm 土壤含水量和 0—10 cm 土壤温度,周年秸秆还田量在 7750 kg/hm2 及以下时,N₂O 排放通量与土壤含水量之间呈显著正相关,而与土壤温度之间不相关。     

牛场肥水灌溉对冬小麦产量与氮利用效率及土壤硝态氮的影响

【目的】本研究利用田间小区试验,研究牛场肥水灌溉对冬小麦产量、 氮利用效率及土壤硝态氮的影响,以期为提高灌溉肥水中氮利用效率,降低养殖肥水灌溉的氮损失提供理论依据。【方法】通过田间小区定位试验,以华北平原典型冬小麦种植系统为研究对象,定量研究牛场肥水灌溉对冬小麦产量、 氮素积累、 氮效率及土壤硝态氮的影响。试验共设5个处理,分别为: 不施肥、 小麦各生育期进行清水灌溉(CK); 在冬小麦生育期内进行2次牛场肥水灌溉(越冬期和灌浆期,肥水灌溉带入氮量为160 kg/hm2),其他生育期清水灌溉(T1); 在冬小麦生育期内进行3次牛场肥水灌溉(越冬期、 拔节期、 灌浆期,肥水灌溉带入氮量为240 kg/hm2),其他生育期清水灌溉(T2); 在冬小麦生育期进行4次牛场肥水灌溉(越冬期、 拔节期、 抽穗期和灌浆期,肥水灌溉带入氮量为320 kg/hm2),不进行清水灌溉(T3); 农民习惯施肥,冬小麦播种时施复合肥(15-21-6)375 kg/hm2、 拔节期追肥尿素600 kg/hm2(氮投入量为332 kg/hm2),全生育期灌溉清水(CF)。每个处理重复3次,冬小麦全生育期灌水4次,灌水定额为830 m3/hm2,灌水量用超声波流量计计量。【结果】牛场肥水灌溉对冬小麦产量和氮的影响主要有以下几个方面: 1)连续三年冬小麦产量均随牛场肥水灌溉次数的增加表现为先增加后降低的趋势,肥水灌溉带入氮为240 kg/hm2(灌溉3次)时,冬小麦产量最高。2)牛场肥水灌溉显著增加冬小麦植株地上部氮积累量。2011年和2012年肥水灌溉的三个处理之间及与习惯施肥处理之间差异不显著,2013年T2和T3处理植株氮吸收量显著高于T1处理和习惯施肥处理。3)冬小麦肥水氮利用率和农学效率随肥水灌溉带入氮量的增加而降低。三年均以T1最高,分别为48.57%和37.15 kg/kg。4)每季冬小麦收获后,随着灌溉带入氮量的增加,0100 cm土层NO-3-N积累量增加。肥水灌溉带入氮为320 kg/hm2时,0100 cm剖面NO-3-N积累量显著高于肥水灌溉带入氮为160~240 kg/hm2处理。【结论】牛场肥水灌溉显著增加冬小麦产量,随肥水灌溉带入氮的增加冬小麦产量呈先增加后降低的趋势。冬小麦肥水氮表观利用率和农学效率均随肥水灌溉带入氮量的增加而降低,肥水灌溉带入氮为320 kg/hm2,80100 cm土层有大量NO-3-N累积,且有向下淋溶的趋势。本试验条件下,综合产量、 冬小麦植株氮积累量及氮效率等方面考虑,牛场肥水灌溉冬小麦适宜氮带入量为160~240 kg/hm2。     

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。      

水肥一体化配合硝化/脲酶抑制剂实现油菜减氮增效研究

【目的】研究水肥一体化方式下减氮施肥并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜生长及土壤硝态氮和铵态氮含量的影响,旨在筛选出配合硝化/脲酶抑制剂施用的最适减氮量,为减少氮素损失、提高蔬菜生产中氮素利用率和降低蔬菜硝酸盐含量提供理论依据。 【方法】采用盆栽试验,利用负压灌溉水肥一体化系统 [(–5 ± 1) kPa],设不施氮肥 (T1)、尿素 150 kg/hm2 (T2)、尿素 150 kg/hm2 + 10%DCD (双氰胺) + 1%HQ (氢醌)(T3)、尿素 127.5 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T4)、尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ (T5) 共 5 个处理。监测了油菜生长期间供水量、土壤含水量、油菜生长指标及土壤硝态氮与铵态氮含量的变化,分析调查了收获后油菜的产量、品质指标和养分含量。 【结果】在油菜生长期间,负压灌溉各处理的总出水量非常接近 (12174～13869 mL)。当施肥量相同时,与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,施用硝化和脲酶抑制剂 (T3) 能够有效抑制土壤中铵态氮向硝态氮的转化,提高叶长、叶宽和叶绿素含量,显著提高油菜产量 25.2%,提高氮肥利用率 85.2%,硝酸盐含量显著降低 51.9%。与不添加抑制剂处理 (T2) 相比,减氮 15%～30% 同时添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量、品质、养分吸收也均有不同程度的促进效果,并能够抑制硝化作用,减少土壤中硝态氮累积,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂的处理 (T5) 能将油菜产量提高 15.9%,氮、磷、钾含量分别提高 8.4%、21.5% 和 27.8%,氮肥利用率提高 1.26 倍,油菜体内硝酸盐含量降低 66.6%。 【结论】适当减氮并添加硝化和脲酶抑制剂对油菜产量和养分吸收均有明显的促进效果,而且能减少油菜硝酸盐含量和土壤中硝态氮累积。在本试验负压水肥一体化条件下,减氮 30% 并添加硝化和脲酶抑制剂,即尿素 105 kg/hm2 + 10%DCD + 1%HQ 不仅效果最佳,还降低了因氮肥投入高而造成硝酸盐累积的风险。     

育苗基质添加腐植酸促进番茄穴盘苗生长改善生理特性

【目的】以番茄为材料,研究穴盘育苗基质中腐植酸添加对幼苗生长及硝酸还原酶活性、光合参数等的影响,为培育优质壮苗和腐植酸的应用提供参考依据。【方法】番茄育苗基质以草炭、蛭石、珍珠岩按体积比4:3:2配成,其中腐植酸含量为54.5 g/L（约11.85%）,播种前在基质中分别添加折合纯腐植酸0（CK）、10 g/L（T1）、20 g/L（T2）、30 g/L（T3）、40 g/L（T4）,共5个处理,每处理3次重复,每个重复3个穴盘。待植株长到5叶1心（子叶展开后29~31天）时测定番茄幼苗的生长指标、根系活力、硝酸还原酶活性、光合色素含量、光合参数和叶绿素荧光参数。【结果】T1、T2、T3处理均显著提高了番茄幼苗的株高、茎粗,对番茄幼苗根干重的提高幅度大于地上部干重;T1、T2处理显著提高了根冠比和壮苗指数,T3处理与CK差异不显著;各生长指标均以T2处理表现最好,T4处理最差。T1、T2、T3处理显著提高了根系活力和硝酸还原酶活性,而T4处理二者明显降低。基质中适当提高腐植酸含量,可提高番茄幼苗叶片各种光合色素含量,但腐植酸含量过高,则会降低各光合色素含量。T1、T2、T3处理的Pn、Gs、Ci均显著高于CK,均以T2处理最高,T4处理的Pn、Gs显著低于CK,但其Ci高于CK;Tr表现为CK最高,随腐植酸添加量的增加,逐渐降低。T1、T2处理的Fo、NPQ均低于CK,且以T2处理的最低,T3、T4处理的均高于CK,且以T4处理的最高;各处理的Fv/Fm和ΦPSⅡ的大小顺序均为T2 > T1 > CK > T3 > T4,其中T1、T2处理显著高于CK,T3、T4处理则显著低于CK。【结论】番茄育苗基质中腐植酸在已含有54.5 g/L的基础上以添加20 g/L能够更好地促进番茄穴盘苗生长,改善其生理活动,对培育壮苗有更好的效果。