生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响

以湖南省华容县低产稻田为例,采用小区试验,分别用2.5 t·hm-2、7.5 t·hm-2、15.0 t·hm-2、22.5 t·hm-2生物有机肥替代50%的无机肥,研究不同用量生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果表明:用有机肥替代部分无机肥能有效提高土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量;土壤各养分随着生物有机肥施用量的增加呈上升趋势;影响水稻产量的各指标均表现为先减后增的趋势;从综合效益来看,推荐施肥方式为有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥。     

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。     

轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤微生物特性的影响

通过田间试验,探讨轮作与施用生物有机肥对菠萝连作土壤理化性质、酶活性及微生物群落的影响。结果表明：与菠萝连作处理相比,菠萝-甘蔗轮作和菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理的菠萝产量分别显著提高18.56%和39.07%;土壤pH值分别升高0.50和0.66,明显缓解土壤酸化;土壤硝态氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别显著增加28.49%和57.67%、20.49%和39.77%、20.78%和45.23%、10.38%和23.10%;土壤微生物量碳含量较菠萝连作分别显著提高12.10%和29.56%,土壤微生物量氮含量分别显著提高17.99%和61.45%,而微生物量碳/微生物量氮值均降低。此外,轮作与轮作配施生物有机肥处理均显著增加了土壤细菌与放线菌数量,显著降低了真菌数量,并促进土壤微生物对碳源的利用;增强了土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性。本试验条件下,轮作与增施生物有机肥能够显著改善土壤酸化状况与土壤微生物群落结构,提高土壤肥力,以菠萝-甘蔗轮作配施生物有机肥处理效果最好。     

不同栽培方式对温室连作黄瓜土壤微生物量碳氮和作物产量的影响

以连作8年温室连作黄瓜土壤为材料,试验设5个不同轮作方式处理, 1）早春茬黄瓜夏茬休闲秋冬茬黄瓜（CK）; 2）早春茬黄瓜夏茬休闲秋冬茬黄瓜间作大蒜（CS1）; 3）早春茬黄瓜夏茬茼蒿秋冬茬黄瓜（CS2）; 4）早春茬番茄夏茬菠菜秋冬茬黄瓜（CS3）; 5）早春茬黄瓜夏茬大蒜秋冬茬黄瓜(CS4),进行了5年的盆栽试验,采用后3年的数据,评价不同栽培方式对土壤微生物量碳氮和主栽作物产量的连年影响,探讨栽培方式对连作黄瓜土壤的修复效果。研究结果表明,相对CK,CS3在第三和四年早春茬显著增加微生物量碳、 氮以及碳/氮,CS2和CS3在三至五年夏茬显著增加微生物量碳和碳/氮, CS2显著增加三至五年早春茬、 早春茬+秋冬茬产量,CS4显著增加第3和4年早春茬、 早春茬+秋冬茬产量和第三至五年秋冬茬产量; 微生物量碳和碳/氮与秋冬茬产量呈显著正相关,与早春茬+秋冬茬产量呈极显著正相关; 处理与季节均对微生物量碳和碳/氮产生极显著影响,且两者有极显著交互作用; 季节、 处理季节对微生物量氮有显著影响,处理、 季节、 处理季节对作物产量有极显著影响。总之,CS2提高微生物量碳、 碳/氮、 作物产量效果最佳。     

生物发酵肥对温室黄瓜土壤微生物组成的影响

以大棚黄瓜根区土壤为研究对象,测定了不同施肥方式下温室黄瓜地土壤微生物3大类群和主要功能群组成及土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC),研究了温室中不同施肥方式对黄瓜根区土壤微生物组成及土壤MBC(土壤微生物生物量碳)的影响,探讨了微生物发酵有机肥对土壤肥力的影响。结果表明,土壤中细菌、真菌、放线菌数量由高到低的顺序依次为:发酵肥>发酵肥+50%化肥>常规施肥>普通有机肥>CK;土壤微生物综合指标Shannon-Wiener指数以生物发酵肥最高;氨化细菌、固氮菌及纤维素分解菌数量以生物发酵肥最高,硝化细菌数量以发酵肥+50%化肥处理最高;生物发酵肥和发酵肥+50%化肥两处理的MBC均显著高于常规施肥。施用微生物发酵有机肥可显著增加土壤微生物数量及微生物的群落多样性,并有助于提高土壤综合肥力。     

有机肥部分替代化肥对滴灌棉田氮素转化及不同形态氮含量的影响

在滴灌条件下,采用连续3年定位增施有机肥小区试验,研究了不同有机无机肥配比对滴灌棉田土壤铵态氮、硝态氮、微生物量氮、全氮以及土壤矿化和硝化特性的影响,旨在明确滴灌棉田增施有机肥条件下土壤氮素转化与各形态氮素特征。结果表明,增施有机肥各处理均可显著增加土壤NH+4-N和NO-3-N含量(P0.05),且明显增加NH+4-N占总氮(TN)比例。在各施肥处理中,以配施6 000 kg·hm-2生物有机肥处理(60%CF+BF2)的矿质氮含量最高;3年连续增施有机肥3 000~6 000 kg·hm-2可明显增加滴灌棉田全氮和微生物量氮含量(P0.05),其中生物有机肥(CF+BF)对提高微生物量氮(MBN)/TN的效果显著,其土壤全氮分别比对照(CK)和单施化肥处理(CF)提高了24.7%~37.1%和13.3%~24.5%,微生物量氮分别增加53.8%~98.5%和32.2%~70.5%。有机无机肥配施可明显提高土壤硝化势和矿化能力。土壤增施3 000~6 000 kg·hm-2有机肥对促进滴灌棉田氮素转化,调节不同形态氮素比例及提高氮素肥力有显著效应。     

配施有机肥减氮对川中丘区土壤微生物量与酶活性的影响

通过田间减施氮肥试验,设置减氮20%+不施有机肥(N_1O_0),减氮20%+普通有机肥(N_1O_1),减氮20%+生物有机肥(N_1O_2),减氮40%+不施有机肥(N_2O_0),减氮40%+普通有机肥(N2O1),减氮40%+生物有机肥(N_2O_2)处理,以不施肥(CK0)和全氮100%(N_(100))为对照,研究配施有机肥减氮对川中丘区玉米土壤微生物量碳、土壤酶活性及玉米产量的影响,为玉米生产减氮增效提高玉米氮素利用率提供理论依据。结果表明:随施氮量减少土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及微生物量碳含量逐渐降低,较N_(100)相比,N_1O_0、N_2O_0分别吐丝期微生物量碳降低25.6,35.08mg/kg;大喇叭口期脲酶降低11.1%和14.1%;蔗糖酶降低30.4%,97.1%;产量降低921.98,1 719.62kg/hm~2。配施有机肥提高了土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性及微生物量碳含量和玉米产量。与N_1O_0相比N_1O_1、N_1O_2,土壤微生物量碳增加38.57%和54.45%;脲酶活性提高9.73%和14.82%;蔗糖酶提高42.75%和64.26%;过氧化氢酶提高11.05%和11.93%;增产2%和6%,且N_1O_2较N_1O_1产量提高4.0%。配施生物有机肥减氮20%降低了玉米秃尖长、增加了穗长、穗粒数、百粒重,玉米产量为8 710.83kg/hm~2。土壤微生物量碳、酶活性与玉米产量呈显著或极显著相关。说明配施生物有机肥减氮20%,可以提高玉米生育期土壤微生物量碳、土壤酶活性,改善植株根系生长环境,促进玉米产量增加。     

施用生物有机肥对红壤水稻土中重金属及微生物量的影响

研究了施用生物有机肥对红壤性水稻土中重金属含量、养分含量以及微生物量碳、氮的影响,以期为改善红壤性水稻土重金属污染状况提供科学依据。通过田间小区定位试验,一次性施入不同量的生物有机肥为:0、10、20、30和40 t·hm-2,于2017年9月水稻成熟期采集各处理表层土壤,研究土壤养分和重金属含量及微生物生物量的变化。施用生物有机肥可以提高土壤养分含量和微生物量碳、氮含量,降低土壤中全量Cd、DTPA-Cd和DTPA-Pb含量,而对土壤全量Pb则没有显著的影响。相关分析表明,在红壤性水稻土中施用生物有机肥后,土壤中的CEC、pH和全氮以及有效磷含量这4种养分显著影响土壤全量Cd、DTPA-Cd以及DTPA-Pb的含量;而通径分析则表明,土壤DTPA-Cd与土壤全氮关系最为密切,土壤有效磷对土壤DTPA-Pb含量的影响为最大。施用生物有机肥可以改善土壤重金属污染的状况,提升土壤肥力。     

设施土壤微生物结构和酶活性对减量化肥配施有机肥的响应

通过两年三季田间定位小区试验,研究减量20%化肥配施精制有机肥(COF)、减量20%化肥配施生物有机肥(CBIO)、常规施肥(CCF,100%NPK)和不施肥(CK)处理对设施菊花产量、土壤微生物区系和酶活性的影响。结果表明,连续种植3季后,与CK处理相比,CCF、COF和CBIO处理均显著提高了设施菊花产量、产值、土壤养分含量和酶活性,并改变了土壤微生物区系。与CCF处理相比,COF和CBIO处理均显著增加了土壤细菌、放线菌数量和细菌/真菌值,并降低了真菌数量,且CBIO处理还显著提高了土壤速效养分含量和土壤酶活性并稳定提升土壤酶活性,同时显著提高了设施菊花产量和产值,连续效应明显。CBIO处理的设施菊花产值、土壤碱解氮、速效钾和脲酶活性均显著高于COF处理。除蔗糖酶和中性磷酸酶活性仅受施肥处理影响外,土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶活性和土壤微生物数量均受种植时间和施肥处理的交互作用影响,但主要受施肥处理影响。减量化肥配施生物有机肥对于提高作物产量,调控土壤微生物区系和提升土壤肥力作用显著,有利于土壤微生物态环境的发展。     

有机肥和秸秆还田对河套灌区盐渍化土壤养分及微生物数量的影响

为探讨施用有机肥和秸秆还田对盐渍化耕地土壤的培肥效果及改土效应,以河套灌区典型盐渍化土壤为研究对象,对比分析了不施肥（CK）、化肥（CF）、化肥+有机肥（CFM）、化肥+秸秆还田（CFS）对土壤pH、有机碳、全氮含量、速效氮磷钾含量和微生物数量的影响,并通过简单相关分析和冗余分析研究等氮条件下浅层（0～20 cm）土壤化学性质与土壤微生物数量间的相关关系,揭示不同培肥措施下土壤微生物数量差异的驱动因子,明确施用有机肥和秸秆还田这2种主要培肥措施下土壤肥力的变化特征。结果表明：与CK处理相比,CFM和CFS处理的土壤p H分别降低了1.36%～1.78%和1.02%～1.44%,土壤盐渍化得到改善;CFM和CFS处理提高了土壤有机碳和全氮含量,土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量也显著增加,且施用有机肥的提升效果优于秸秆还田;在土壤微生物方面,CFM处理可显著提高土壤细菌数量（53.44%～59.78%）和放线菌数量（10.08%～16.79%）,CFS处理可显著提高土壤真菌数量（29.99%～49.06%）。综上所述,增施有机肥和秸秆还田可有效降低土壤pH,增加土壤有机碳和速效养分;同时改善...     

稻-油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据.试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20％化肥(CFM1)及有机肥替代40％化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外...     

不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分、养分及棉花产量的影响

为了分析比较不同有机肥对盐渍化土壤盐分及养分改良效果,通过田间试验研究了不同有机肥对盐渍化耕地土壤盐分含量、土壤肥力指标及棉花产量的影响。结果表明:各有机肥处理对土壤盐分的影响在吐絮期效果最好,其中30—90 cm土层中油渣处理表现最为明显,较对照低了69.55%。等量供肥条件下,不同有机肥与化肥对棉花产量的贡献无明显差异。施用不同有机肥对土壤各肥力指标有不同程度的提升,施用油渣能促进盐渍化棉田土壤有机质的积累,尤其在耕层（0—30 cm）较对照处理高出了18.78%～36.85%;同时,油渣对土壤碱解氮提升也有促进作用,苗期时较对照增幅最大,达到32.70%～35.90%;各有机肥处理土壤速效磷含量较对照有不同程度的增加,其中在0—30 cm土层中羊粪和油渣在不同生育期较对照增幅分别为27.20%～47.14%,4.80%～38.57%;羊粪对于土壤速效钾的释放在苗期有良好的效果,较对照提高了5.20%～70.94%。     

不同施肥模式下设施菜田土壤团聚体养分和微生物量特征

【目的】针对设施蔬菜生产中普遍存在的化肥施用严重超量、化肥与有机肥配施模式不合理等现象,利用日光温室蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜地土壤团聚体养分、微生物量碳氮含量的影响,为设施蔬菜优质高效生产和减量施用化肥提供科学依据。【方法】将25%或50%的无机氮肥用玉米秸秆或猪粪中氮替代,进行温室蔬菜田间定位试验。试验共设5个处理(各处理等氮、等磷、等钾):1)全部施用化肥氮(4/4CN);2) 3/4化肥氮+1/4猪粪氮(3/4CN+1/4MN);3) 2/4化肥氮+2/4猪粪氮(2/4CN+2/4MN);4) 2/4化肥氮+1/4猪粪氮+1/4秸秆氮(2/4CN+1/4MN+1/4SN);5) 2/4化肥氮+2/4秸秆氮(2/4CN+2/4SN)。在定位试验第6年冬春茬黄瓜季拉秧期采取耕层土壤样品,分析土壤团聚体分布规律和稳定性,并测定各粒级团聚体中土壤养分和微生物量碳、氮含量。【结果】设施菜地土壤团聚体以250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体为主,其含量分别平均为32.0%和38.4%。较4/4CN模式,有机肥/秸秆替代化肥模式提高了土壤大团聚体(> 250μm)比例。配施秸秆模式对土壤团聚体分布影响相对较大,并显著提高土壤团聚体机械稳定性,平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)分别提高6.1%和11.2%。在<250μm团聚体、250~1000μm团聚体、1000~2000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,不同有机肥化肥配施模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN)土壤有机碳含量较4/4CN模式分别增加36.8%~89.6%、34.9%~100.3%、29.5%~69.2%和21.7%~72.1%,分别平均增加69.8%、76.6%、56.9%和49.2%。不同施肥模式对有机碳、全氮、硝态氮、速效磷的影响规律基本一致。土壤有机碳、全氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,平均分别占土壤有机碳储量的34.1%、35.2%和土壤全氮储量的34.0%、36.4%。土壤硝态氮在250~1000μm团聚体与1000~2000μm团聚体中含量较高,土壤速效钾、微生物量碳氮含量表现为随土壤团聚体直径的增大而提高,而速效磷则随土壤团聚体直径的增大而降低。【结论】设施菜田土壤团聚体优势粒级为> 2000μm团聚体和250~1000μm团聚体,配施秸秆模式显著提高土壤团聚体的机械稳定性。有机肥/秸秆替代化肥模式提高土壤各级团聚体有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量。设施菜地土壤有机碳氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,而微生物量碳、氮含量随土壤团聚体直径的减小而呈增加的趋势。     

有机无机肥配施对黄壤烟田有机碳组分的影响

采用长期田间试验,研究有机无机肥不同比例配施对土壤有机碳各组分含量的影响。结果表明,长期有机无机肥配施相比于对照增加了土壤总碳量和活性有机碳库,但未达到显著影响水平。有机肥提供30%氮结合化肥提供70%氮处理,与仅施用化肥相比,显著提高了土壤中可溶性有机碳、微生物生物量碳、轻组有机碳和颗粒有机碳含量,提升比例分别是61.19%、96.03%、52.17%和33.55%。有机肥提供30%氮量处理与对照相比,显著增加了黄壤中可溶性有机碳、微生物生物量碳、轻组有机碳和颗粒有机碳含量,再增加有机肥投入量,这些活性有机碳没有显著增加。综上说明,本地黄壤烟田采取有机肥提供30%氮结合化肥提供70%氮施肥措施,长期施用可显著培育黄壤烟田基础地力,同时提高烟叶的产质量,这对于保证我国烟叶生产的可持续发展具有非常重要的意义。     

新乡市大棚菜田土壤养分及盐分的演变

为了研究大棚菜田土壤养分及盐分演变特征,采集了不同种植年限(0、5、10、15、20、25、30a)的大棚菜田0～20、>20～40cm土壤样品,测定了主要土壤养分指标、水溶性盐分以及土壤pH值。结果表明:新乡市大棚菜田土壤的培肥期在0～15a,培肥后(15a)土壤有机质质量分数在30g/kg以上,达到较理想状态,碱解氮和速效磷含量表现为富集,质量分数分别在150、90g/kg以上。但是速效钾却在100g/kg以下,较缺乏,并且15a以后还在继续流失。各养分含量随着土壤深度的增加逐渐下降。土壤碱解氮、速效磷含量与有机质呈极显著相关。新乡市大棚菜田土壤中氮磷钾的比例严重失调,出现磷素过量而钾素供应严重不足。土壤盐渍化从大棚种植15a开始发生,与种植年限呈极显著正相关,并且与土壤pH值下降表现同步性。该研究结论期望给新乡市蔬菜大棚土壤的施肥决策提供参考。     

氮素有机替代对东北黑土区土壤微生物碳磷资源限制的影响

  【目的】  土壤微生物数量和结构普遍受到碳 (C),氮 (N)、磷 (P)等养分有效性的影响,研究不同施肥措施对东北黑土区土壤理化性质、微生物量和酶活性的影响,深入了解土壤微生物养分资源限制状况及其变化规律,为提高土壤生物肥力提供理论依据。  【方法】  试验设在黑龙江省哈尔滨市,土壤类型为黑土,种植制度为玉米单作。试验开始于2019年,共设9个处理:不施肥 (CK)、习惯施肥 (FP)、推荐施肥 (OPT)、推荐施肥不施氮 (–N);有机氮替代推荐施氮量的10% (M1)、20% (M2)、30% (M3)、40% (M4) 和50% (M5)。玉米收获后,采集0—20 cm土壤样品,测定土壤含水量、pH、有机质、全氮、速效磷、速效钾、可溶性有机碳、可溶性有机氮、微生物量碳、微生物量氮和4种土壤酶 (酸性磷酸酶、β-D-葡萄糖苷酶、L-亮氨酸氨基肽酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶) 活性。  【结果】  与OPT处理相比,有机氮替代化肥氮处理提高了土壤速效养分含量 (可溶性有机碳、有效磷、速效钾) 和微生物量 (微生物量碳、微生物量氮),其中可溶性有机碳、有效磷和速效钾的含量随替代比例的增加分别增加了15.5%～46.6%、1.4%～18.5%和2.4%～18.8%;MBC和MBN的含量随有机替代比例的增加分别增加了1.4%～19.9%和0.04%～22.7%。PCA分析显示出CK、化肥处理 (FP、OPT、–N) 和有机氮替代化肥氮处理 (M1、M2、M3、M4、M5) 下的土壤酶活性具有显著差异;RDA分析进一步表明有效磷 (F = 14.1,P = 0.002) 是影响酶活性变化的主要理化因子,解释了不同处理间酶活性差异的36.1%。酶化学计量散点图显示出试验点的土壤微生物均受到磷的限制,FP处理下的土壤微生物还受到碳的限制。此外,与CK相比,有机氮替代化肥氮显著提高了β-D-葡萄糖苷酶与酸性磷酸酶的比值,但是矢量角度在不同有机替代处理间并无显著差异。  【结论】  在本试验区中,未施肥处理下土壤微生物受到碳和磷的共同限制,习惯施肥和优化施肥均会加剧微生物的碳限制。有机氮替代化肥氮可以显著提高土壤的养分含量与生物肥力,解除土壤微生物的碳限制,并显著减轻土壤微生物的磷限制。但是磷限制的减轻效果并未随有机氮替代化肥氮比例的增加而显著增加,考虑到有机肥养分释放较为缓慢,具体的有机替代比例还需开展长期试验。     

长期外源有机物料添加对川中丘陵区农田土壤养分和有机碳组分的影响

有机肥和秸秆等有机物料添加是调控土壤肥力的重要手段，可促进农田土壤有机碳的数量和质量发生变化。研究选取盐亭紫色土农业生态试验站长期（16a）6种不同施肥处理试验小区，探究两种形式的外源有机物料（猪粪堆肥和秸秆还田）添加对土壤有机碳及总氮、总磷、硝态氮和速效磷养分含量的影响，并基于固态13C核磁共振波谱技术(13C-NMR)分析其对土壤有机碳化学组分的影响。研究发现，添加有机物料可显著增加0~30 cm土壤有机碳和各养分含量；猪粪堆肥施用对土壤总磷、速效磷和硝态氮含量的影响大于秸秆还田。结果还表明两种有机物料添加改变了耕层土壤有机碳化学组成及其稳定性，有机物料添加增加了0~10 cm表层土壤有机碳中烷氧基碳和羧基碳的比例，降低了烷基碳的比例，同时降低了10~20 cm土层羧基碳比例，增加了烷基碳比例。本研究可为区域旱耕地有机碳库稳定性及其碳汇功能评估提供科学依据。     

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。      

有机肥替代化肥氮素对麦田土壤碳氮迁移特征的影响

利用小麦田间试验,设置控释尿素(CRU)、有机肥(OF)替代30%,50%,70%控释尿素氮量处理,并以普通尿素(Urea)为对照,研究等氮条件下有机肥替代不同比例化肥氮素对土壤碳氮迁移特征及小麦产量的影响。结果表明:有机肥处理小麦总生物量较Urea显著增加13.83%～17.57%,籽粒产量增加1.6%～10.5%,随有机肥替代化肥氮素比例增加,籽粒增产效应降低,70%OF与Urea无显著差异,但显著低于CRU处理。CRU、30%OF和50%OF处理氮素农学效率较Urea显著提高90.2%～124.4%,70%OF与Urea相比差异不显著。有机肥比例增加,土壤总碳含量呈上升趋势,且高于CRU和Urea;全氮含量大致呈下降趋势,整个生育期先增加后降低,30%OF自灌浆期至成熟期含量高于其他施氮处理。随土层深度增加,硝态氮和铵态氮含量减少,有机肥比例增加,各层土壤硝态氮减少,铵态氮增加(尤以返青期最为显著);整个生育期土壤无机氮呈下降趋势,但与Urea相比,有机肥处理的硝态氮主要集中在0—40 cm土层,且0—100 cm土壤铵态氮含量高于Urea和CRU(苗期除外)。因此,用30%～50%有机肥替代化肥氮素,配合控释尿素施用,可显著增加土壤总碳和铵态氮含量,减少60—100 cm土壤硝态氮淋溶,提高小麦氮素利用率和籽粒产量。