农肥和化肥对黑土土壤氮素转化功能菌的动态影响

通过3年定位试验对不同培肥方式下黑土土壤中与氮素转化有关的功能菌动态变化进行了研究。结果表明,农肥处理和农肥化肥等量配比处理提高了土壤中好气性自生固氮菌数量,单施化肥的处理抑制了好气性自生固氮菌生长;农肥高量处理土壤中氨化细菌数量最高,是对照的108.87%,化肥低量处理氨化细菌数量最低,平均比对照高43.79%;农肥处理土壤亚硝酸盐细菌数量显著高于化肥处理,纯化肥处理土壤中反硝化细菌数量高于农肥处理,因此长期合理地施用农肥对降低土壤的反硝化作用,从而减少黑土氮素的损失有良好的作用。     

利用DGGE-cloning技术分析农肥和化肥施用对黑土细菌多样性的影响

本试验以东北黑土为研究对象,采用DGGE-cloning测序技术,研究了不同施肥制度和肥料用量对黑土土壤细菌多样性的影响.本实验共设六个处理,分别为:对照,施用农肥低量,施用农肥高量,施用化肥低量,施用化肥高量和农肥和化肥1:1的处理.试验得出的DGGE图谱分析表明,施用较高量的农肥处理中土壤细菌16SrDNA条带数、多样性指数及均匀度指数均要高于其他处理,聚类分析显示,施用化肥的土壤与其他处理相比土壤细菌群落结构差异较大,相似性只有53%,说明施用化肥与施用农肥比较,可以显著的改变土壤细菌的群落结构.从DGGE凝胶上切取9条带进行DGGE-cloning测序,结果表明,施用农肥和化肥均可对土壤的细菌群落结构产生影响,且施肥制度对细菌群落结果的影响要大于施肥量,施用农肥可以提高细菌多样性.     

添加改性生物炭对黑土氮素吸附及淋溶特性的影响

【目的】探究金属离子改性生物炭对黑土氮素吸附和迁移特性的影响。【方法】以玉米秸秆为原材料,在450 ℃煅烧1.5 h条件下制备生物炭(BC),分别用KCl、ZnCl₂、FeCl₃溶液对其进行金属离子负载改性(分别命名为K-BC、Zn-BC和Fe-BC),并进行表征分析和氮素吸附试验,筛选出最佳改性生物炭;然后在黑土中添加质量分数0.3%的最佳改性生物炭(TB),以黑土作为对照(CK),探究这2个吸附体系的氮素吸附和迁移特性。【结果】Fe-BC对NO^-₃N和NH⁺₄-N的吸附量分别为24 632.79和5 253.68 mg/kg,确定Fe-BC为最佳金属离子改性生物炭。Fe-BC的比表面积和平均孔径较BC提升了9.35和6.67倍。CK和TB在pH为3时对NO^-₃-N的吸附量最大,CK在pH为9时对NH⁺₄-N的吸附量最大,TB在pH为5时对NH⁺₄-N的吸附量最大。相较于准二级动力学方程,Elovich方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附动力学特征;相较于Freundlich方程,Langmuir方程均能更好地描述CK、TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附等温线;CK、TB对NO^-₃-N的吸附反应是自发、放热且无序的,对NH⁺₄-N的吸附反应是自发、吸热且无序的。在氮素迁移试验中,TB对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的累积淋失量分别比CK减少53.19%和30.54%。【结论】黑土中添加Fe-BC可以有效增加对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的吸附量,降低黑土中NO^-₃-N和NH⁺₄-N的淋失量,从而有效减少黑土中氮素的流失。     

不同培肥方式对黑土肥力持续效应影响的研究Ⅰ.土壤氮素持续效应

通过长期定位试验（1986－1997年），采用正交旋转回归设计，在黑土地区不同培肥方式条件下，对土壤氮素持续应进行研究，研究表明：培肥阶段除不施肥区外，土壤全氮量都有所增加。进入耗竭阶段后，土壤全氮又不同程度的下降，只是不同处理变化速度不同而已。不同培育肥方式的N变化，在培肥阶段的贡献和耗竭阶段的残效，均依次为农肥＞化肥＞秸秆。     

农肥与化肥配合模式的研究

通过农肥与化肥不同模式配施对提高玉米产量和质量效果的分析,筛选出农肥与化肥配施的优化模式。     

农肥与化肥配施改土增产的探讨

分析了不同施肥对土壤物理性状及产量的影响 ,同时也分析了前作玉米施肥对后作大豆产量及子粒外观品质的影响。结果表明 ,单施化肥能提高作物产量 ,但土壤结构有变劣的趋势 ,有机农肥与化肥配施不仅能提高作物产量 ,而且土壤有机质含量呈增加趋势 ,有利于土壤物理环境的改善。前作玉米施农肥对后作大豆提高产量及改善子粒外观品质都有促进作用     

沙柱淋溶法改进前后化肥氮素释放特性比较

[目的]实现对化肥养分释放特性的准确、可靠评价。[方法]以石英砂作为淋洗介质,以硫酸铵、普通复合肥和控失肥为供试肥料,改变沙柱长度、化肥形状和加水方式,测定淋溶法改进前后淋洗液中的铵氮浓度。[结果]淋溶法改进前硫酸铵、复合肥和控失肥的铵氮溶出分别为（0．6253±0．2187）、（O．0544±0．0233）、（0．0400±0．0154）g,离散系数分别为35％、43％、39％;淋溶法改进后硫酸铵、复合肥和控失肥的铵氮溶出分别为（0．5658±0．0672）、（0．0397±0．0051）、（0．0312±0．0233）g,离散系数分别为12％、13％、9％;硫酸铵铵氮溶出3次重复间的试验误差由36．7％降至3．3％。[结论]以石英砂为介质,改进后模拟淋溶试验的稳定性和可重复性得到显著改善．试验误差从35％～45％降低到10％左右。     

农肥与化肥配施施土增产的探讨

分析了不同施肥对土壤物理性状及产量的影响,同时也分析了前作玉米施肥对后作大豆产量及子粒外观品质的影响,结果表明,单施化肥能提高作物产量,但土壤结构有变劣的趋势,有机农肥与化肥配施不仅能提高作物产量,而且土壤有机质含量呈增加趋势,有利于土壤物理环境的改善,前作玉米施农肥对后作大豆提高产量及改善子粒外观品质都有促进作用。     

长期施用有机肥和化肥对土壤有机质和氮素的影响

有机肥与化肥长期(7～9年)配合施用,可提高土壤有机质和全氮含量.在肥力较低的红棕紫泥上,有机质增加10.7%～11.9%,全氮提高18.3%～20.2%;在肥力较高的灰棕紫泥上,有机质也略有增加,为1.7%～4.4%。在提高稻田土壤有机质的作用中,有机氮与化肥氮桉1:1配施,效果最好,且细绿萍优于猪粪和胡豆青.故在申低产紫色水稻土上,稻田养萍,是培肥地力和节月巴高产的一个途径.     

猪粪化肥配施对双季稻稻田土壤活性碳氮含量及水稻产量的影响

以湖南省长沙典型红壤性水稻土为对象,采用田间定位试验,设置了不施氮(CK)、常规氮肥减半(50%N)、常规全量氮肥(100%N)、猪粪替代50%氮肥(50%N+PM)四个氮肥处理,研究猪粪部分替代化学氮肥对双季稻田土壤活性碳氮含量和水稻产量的影响。2012年结果表明,在早稻整个生长期和晚稻孕穗期以前,50%N+PM与100%N处理相比,其对土壤NH4+-N含量无明显影响,而在晚稻完熟期,50%N+PM处理土壤NH4+-N含量增加了65%。50%N+PM处理在早稻移栽期、晚稻孕穗期、早稻晚稻乳熟期和完熟期较100%N处理显著提高了土壤可溶性有机氮(DON)含量,增幅在50%-102%之间。在整个水稻季,50%N+PM处理与100%N处理相比,提高了土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBM)含量,提高幅度为21.5%-22.8%和5.3%-7.1%,而对水稻产量差异不显著,但明显高于50%N和CK处理。与CK处理相比,猪粪化肥配施和100%N处理的年产量分别提高了47.0%和32.9%。表明猪粪化肥合理配施可以维持水稻产量和土壤无机氮水平,同时可提高土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮,改善土壤肥力。     

生物炭对冻融黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响

为了深入研究冻融条件下生物质炭对东北黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响效果,为解决冻融作用下黑土中无机氮素的淋失问题提供科学依据,采用室内模拟土柱淋溶实验方法研究了生物质炭对经过不同冻融循环次数处理土壤中铵态氮和硝态氮淋失的影响。研究结果表明:冻融会增加土壤氮素的淋失,且淋失量与冻融次数有关,施加生物质炭可以有效降低土壤因冻融作用引起的氮素淋失;玉米秸秆炭对无机氮素淋失降低率在76.15%~85.79%之间,树枝炭在55.26%~68.09%之间,可以看出玉米秸秆炭持氮效果较树枝炭更好;在冻融次数分别为3和1时,玉米秸秆炭和树枝炭持氮能力最强;两种生物质炭对铵态氮的固持能力均优于硝态氮。     

秋闲期沼液施用对黑土区土壤氮素损失的影响

为探讨非种植期施用沼液的可行性,采用喷施加深翻及注施方式于2018年10月和2019年10月将不同氮素替代量的沼液施于东北黑土中,研究了黑土区作物收割后（秋闲期）沼液施用对玉米土壤有机质含量的影响,考察了黑土区玉米土壤铵态氮挥发和铵态氮及硝态氮淋溶特性。结果表明：沼液施用能够增加土壤有机质含量,注施沼液对土壤有机质的升高幅度要高于喷施处理。秋闲期在低温条件下以喷施加深翻的方式施用沼液能够减少土壤氨挥发量。秋闲期当喷施氮素替代量在135 kg·hm^-2·d^-1以下时可以施用沼液,此时未发生铵态氮和硝态氮淋溶风险,而采用注施方式时,即使沼液氮素替代量为90 kg·hm^-2·d^-1时仍有潜在发生铵态氮淋溶的风险。两年试验结果初步表明,黑土区秋闲期采用合理的氮素替代量及施用方式施用沼液是可行的。     

不同有机肥配施对植烟黄壤氮素的影响

采用田间网袋取样的方式,在等氮量、有机氮占20%条件下,研究牛粪、鸡粪、沼渣、秸秆等有机肥与化肥配施对植烟土壤氮素的影响。结果表明,有机肥施用达到明显的缓释效果,各有机肥处理中,土壤全氮含量无秸秆处理相对于有秸秆处理呈现前高后低的趋势,而仅配施秸秆处理整个时期变化不大,处于相对较低水平。有机肥处理相对于纯化肥处理土壤全氮提高0.01%~0.52%。试验前期,有机肥处理中土壤铵、硝态氮含量相对于纯化肥处理高出0.26%~33.95%,差异明显。施肥后180d,各处理铵态氮含量均高于纯化肥处理0.88%~25.97%,除鸡粪处理硝态氮含量比纯化肥处理低出3.41%外,各处理均高出0.63%~25.37%。结果还表明厩肥类与秸秆类配施可为作物提供更长效的高肥力供应,优于其他处理,相对于纯化肥可多持续40d以上。     

施用有机肥对黑土区农田大型土壤动物群落的影响

为了解有机肥施用对耕作黑土区大型土壤动物群落结构的影响,2016年6—9月在内蒙古兴安盟扎赉特旗农业科技示范园区种植基地进行定点试验,研究有机肥不同施用量0 (OM1)、15 000 (OM2)、30 000 (OM3)和45 000 kg/hm~2(OM4)对大型土壤动物的群落结构的影响。共捕获大型土壤动物2 628只,隶属于46个类群。结果表明:隐翅甲科、正蚓科和象甲科幼虫等类群对有机肥施用变化适应性最高。OM4处理显著提高大型土壤动物的个体密度(P0.05),OM3处理提高大型土壤动物类群数,但未达到显著差异(P0.05)。OM1处理下多样性指数和均匀度指数最大,OM3处理提高丰富度指数,但均无显著差异(P0.05)。有机肥处理后大型土壤动物具有明显的表聚性,并且随着有机肥施用量的增加表聚性增强。大型土壤动物功能类群以腐食性为主,并且随着有机肥施用量的增加其个体数增加。主成分分析表明,线蚓科、隐翅甲科、长足虻科幼虫和金龟甲科幼虫等土壤动物个体数及类群数对外界环境的变化最为敏感,可以作为考察东北黑土区农田有机肥施加效应与缓解黑土地退化的评价指标。     

黑土生态系统氮循环研究进展

黑土是我国重要的土地资源,近年来黑土肥力日益退化,而黑土肥力的退化必然影响土壤氮循环。文章根据黑土区生态系统氮素输入、转化与输出及其影响因素,分析氮循环模式通过降水、人工施用含氮化肥、作物根及秸杆还田输入黑土生态系统氮素,土壤中氨化作用、硝化作用对黑土生态系统氮素转化,以及反硝化作用、淋失、作物产出等氮素输出阐述黑土区生态系统氮循环特点。     

猪粪化肥配施对稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响

化肥有机肥在农田的配施对改良土壤性质、提高养分利用率具有较好的效果,还提升了有机废弃物的循环利用效率。为此,为明确猪粪化肥配施对南方典型双季稻田土壤氮素含量及氮肥利用效率的影响,在双季稻田系统进行田间定位试验。试验共设置了4个处理,即不施氮肥处理(N0)、50%化学氮肥处理(1/2N)、100%化学氮肥处理(N)和猪粪替代50%氮肥处理(1/2N+M)。测定了稻田土壤全氮、有效氮(铵态氮和硝态氮)、微生物生物量氮、水稻氮含量并计算氮吸收量。结果表明:在定位试验开展后第5~6年,猪粪替代50%氮肥处理土壤全氮含量较100%化学氮肥处理显著提高15%;而不施氮肥导致土壤全氮含量显著下降达20%。猪粪化肥配施显著增加晚稻季土壤铵态氮含量。水稻氮肥吸收主要与氮肥用量、土壤全氮含量、铵态氮含量和微生物生物量氮成正相关。2年内猪粪化肥配施较全量氮肥显著提高了晚稻季水稻氮素吸收及氮肥利用率,提升幅度分别为9.2%~18.0%和19.6%~43.0%,且水稻产量略有提升。早稻季猪粪化肥配施较全量氮肥水稻籽粒产量、水稻氮素吸收及氮肥利用率无显著差异或出现显著下降。研究表明,双季稻体系猪粪替代50%氮肥可提高晚稻季稻田土壤氮素有效性,减少化肥施用并提高氮肥利用率。     

秸秆还田与有机肥对黑土区土壤团聚性的影响

土地长期处于过度开垦状态,化肥大量施用,使土壤肥力下降,有机碳含量下降,作物产量降低。通过两组试验,1组施用有机肥,另1组秸秆全量还田,2组均以单施化肥处理(CK)作为对照。结果表明,秸秆还田和施用有机肥可增加黑土5 mm粒径大团聚体含量,有效缓解土壤大团聚体减少;有机肥和秸秆还田处理下机械稳定性团聚体平均重量直径(MWD)和水稳性团聚体MWD均高于CK;施用有机肥和秸秆还田显著提高土壤有机碳含量SOC,增幅2.4%～40.8%;施用有机肥和秸秆还田可有效提高作物产量,秸秆还田平均增产17.09%,施用有机肥平均增产23.41%。     

生物炭用量对模拟土柱氮素淋失和田间土壤水分参数的影响

利用土柱模拟试验和田间试验,把由果树废枝干制备的生物炭以0,20,40,60 t·hm^-2和80 t·hm^-2的用量施入土壤,以探明不同用量的生物炭对土壤硝铵态氮素淋失和土壤水分的影响。结果表明,施用生物炭可降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N累积淋溶量,其中用量为80 t·hm^-2处理较对照分别降低了41%和18.6%（P＜0.05）;NO₃^--N淋溶主要集中在前三次,其淋溶量占总量的97.3%～98.8%,生物炭能增加NO₃^--N在土壤中的滞留时间,延缓淋失;在整个淋洗过程中,氮素主要以NO₃^--N的形式淋失,其累积淋溶量占NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶总量的97.3%～98.14%;施用生物炭种植春玉米后,土壤含水率和总孔隙度增加不显著。