15N示踪法研究生物炭施用对水稻—土壤系统氮肥去向的影响

为探究施用水稻秸秆生物炭对水稻产量、氮肥利用率、氮肥残留及损失的影响,采用盆栽试验结合¹⁵N示踪技术,分析了施用水稻秸秆生物炭对水稻生物量、氮素积累量、肥料氮去向以及氨氧化微生物的影响。研究共设置5个处理:不施氮肥(N0)、单施化肥(CF)、施化肥配施0.5%生物炭(BC1)、施化肥配施1%生物炭(BC2)和施化肥配施2%生物炭(BC3)。结果表明:与CF处理相比,BC2和BC3处理均显著提高水稻产量,增产率分别为19.3%和22.0%。施用生物炭显著增加水稻氮素积累量和表观利用率。施用生物炭的水稻籽粒肥料氮积累和总肥料氮积累量较CF处理分别提高18.6%~23.4%和18.5%~26.5%。然而,施用生物炭处理与CF处理之间的籽粒土壤氮吸收量没有显著差异。BC1、BC2和BC3处理的氮肥利用率分别为30.4%,28.5%和29.3%,均显著高于CF处理(24.1%)。施用生物炭有利于肥料氮在土壤中的 残留,从而减少损失。因此,施用生物炭的肥料氮损失率(25.7%~27.5%)显著低于单施化肥处理(38.4%)。与CF处理相比,高量施用生物炭(BC3)显著降低氨氧化细菌的amoA基因拷贝数,但施用生物炭对氨氧化古菌丰度没有显著影响。综上表明,施用水稻秸秆生物炭是提高水稻产量和氮肥利用率,同时还是有效减少氮素损失的一种有效措施。     

化肥氮减量配施生物炭和菜籽饼对玉米-白菜养分吸收、氮素利用及产量的影响

为探究化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼在贵州黄壤区轮作玉米-白菜生产中的增产增效作用,采用盆栽试验,研究了不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥氮减量20%配施生物炭(RF+B)、化肥氮减量20%配施菜籽饼(RF+O)及化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼(RF+BO)对玉米和白菜干物质量、养分吸收量、氮素利用效率及产量的影响。结果表明:3种配施处理中RF+BO处理的总体效果最佳,RF+BO处理能满足玉米和白菜生育期养分的需求,有效提高氮、磷、钾养分的吸收量,与CF处理相比,其玉米氮、磷和钾养分吸收量分别提高27.59%、37.21%和30.34%,白菜氮、磷和钾养分吸收量分别提高26.64%、35.56%和33.44%;RF+BO处理有利于提高玉米和白菜当季氮素利用效率,就氮肥贡献率、农学效率、偏生产力和氮素表观利用率而言,与CF处理相比,玉米季分别提高1.64%、9.88%、8.36%和26.21%,白菜季分别提高2.99%、35.70%、33.71%和31.78%;增产效果显著,玉米和白菜较CF处理分别增产9.72%和39.26%。综上,化肥氮减量20%配施生物炭和菜籽饼可为贵州黄壤区玉米-白菜的化肥减量增效施肥技术提供理论依据。     

减施化肥配施有机肥对荔枝生长、产量品质及肥料利用率的影响

针对我国荔枝园化肥施用量过高而存在的土壤质量下降、酸碱失衡和产量下降等问题，综合考虑荔枝施肥养分投入与带走量，研究减施化肥配施有机肥对荔枝生长、产量品质及肥料利用率的影响，旨在为荔枝提质增效提供施肥指导。以妃子笑荔枝为研究对象，设置单施化肥（CF）、减施化肥30%分别配施普通商品有机肥5kg/株（OF5）和10kg/株（OF10）、减施化肥30%配施生物有机肥5 kg/株（BIO5）和10kg/株（BIO10）5个处理，比较不同施肥处理对荔枝生长、养分供应、产量品质、肥料利用率及经济效益的影响。结果表明：（1）化肥减施30%的情况下，配施有机肥未明显减缓荔枝梢期生长。与CF相比，OF5显著促进新梢生长，BIO5显著提高梢期叶片叶绿素含量（SPAD值）；有机肥处理的百叶重及梢粗较化肥处理显著降低。（2）总体来看，在梢期与果实成熟期，各处理间叶片养分含量无显著差异，在二蓬梢期及末次梢期，OF10与BIO5叶片氮含量显著高于CF处理；各处理叶片氮含量均处于适宜范围，各养分含量与变化趋势均符合荔枝生长规律。（3）与CF相比，BIO5、OF10、BIO10处理均显著提高荔枝单株产量，其增幅分别为44.77%、35.81%、18.23%；有机肥处理均有提高荔枝单果重、纵径与横径的趋势；有机肥处理下荔枝果实内在品质高于CF处理，可溶性固形物含量平均增加1.76%-3.22%，可溶性糖含量平均增加11.96%-21.84%，可滴定酸含量平均降低15.38%-35.35%；产量品质综合评价BIO5>BIO10>CF>OF10>OF5。（4）各有机肥处理氮素偏生产力均显著高于化肥处理，BIO5与OF10氮、磷、钾肥偏生产力与农学利用率均显著高于其它处理。OF10、BIO5、BIO10均能显著提高荔枝收益。综合考虑荔枝生长、果实产量及品质、肥料利用效率以及经济效益，该园区在减少30%化肥养分投入下株施5kg生物有机肥处理表现最佳，其次是株施10kg普通商品有机肥。     

烟秆生物炭与化肥配施对烟草生长及产量的影响

为探讨烟秆生物炭与化肥配施对烤烟经济性状和农艺性状的影响,筛选烟田烟秆生物炭适宜施用量。2018年4～8月在云南省玉溪市采用大田小区试验,设置了4个生物炭水平和3个氮肥水平的双因素试验,研究不同用量的生物炭与化肥配施对烤烟的经济性状、农艺性状和病虫害的影响。结果表明:(1)烟草产量随着施肥量的增加呈增加趋势,施用96和120 kg·hm-2化肥较不施化肥可分别提高烟草产量26.82%和32.91%,烟草产量随生物炭用量的增加呈先增加后减小趋势,当生物炭用量为6000 kg·hm-2时烟草产量达到最大值;(2)肥料用     

生物炭和AM真菌配施对连作辣椒生长和土壤养分的影响

研究生物炭和丛枝菌根(arbuscularmycorrhizal,AM)真菌对连作辣椒生长和土壤养分的影响,可为辣椒连作土壤改良和新型肥料的开发提供理论依据。采用温室盆栽试验,设置4个生物炭添加水平(0、1%、2%、3%), 2个接菌水平[接菌(+AM)和不接菌(-AM)]。辣椒生长60 d后收获并测定其生理指标、土壤酶活性及土壤养分含量。结果表明,施加生物炭和接种AM真菌处理促进了连作辣椒的生长,提高了辣椒叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量。接种AM真菌对辣椒的促生效果弱于生物炭,而生物炭和AM真菌配施的促生效果最佳。接种AM真菌促进辣椒对P吸收的效果优于生物炭;但对于K吸收来说,施加生物炭的效果优于接菌。生物炭(3%)和AM真菌配施条件下,辣椒根部N、P、K含量分别较对照(0生物炭和-AM处理)显著提高74.04%、106.42%和78.82%。生物炭(3%)与AM真菌配施处理菌根侵染效果最佳,侵染率高达58.96%,较0生物炭+AM处理提高41.59%。土壤pH随生物炭添加量的增加呈增加趋势,但差异不显著。土壤脲酶、蔗糖酶活性随生物炭添加量的增加呈增加趋势,且差异显著,接种AM真菌处理对其影响不显著。土壤速效钾、有效磷、有机质含量随生物炭添加量的增加而增加,接种AM真菌对土壤有机质含量、阳离子交换量(CEC)无显著影响。土壤速效钾、有效磷、碱解氮含量均在生物炭(3%)和AM真菌配施条件下达最大。与单一处理相比,生物炭和AM真菌配施在促进连作辣椒生长、改善连作土壤养分方面具有显著的协同增效作用,尤其是3%生物炭与AM真菌配施条件下效果最佳。     

黄淮海地区绿肥与化肥配施对棉花生长和肥料利用率的影响

采用田间土柱模拟试验,研究了绿肥翻压与不同比例化肥配施对棉花生长和肥料利用效率的影响。结果表明: 翻压绿肥处理的棉花花铃期叶片SPAD值较不翻压绿肥显著提高,说明翻压绿肥对棉花叶片叶绿素含量有显著影响; 翻压绿肥有助于棉花氮、 磷和钾素的吸收。翻压绿肥处理与不翻压绿肥相比,籽棉产量增加近30%; 翻压绿肥与70%的化肥配施,不会降低棉株养分积累量、 籽棉产量和肥料利用率,且棉花的化肥农学效率明显高于配施100%和85%的化肥处理。     

酒糟生物炭与化肥配施对土壤理化特性及作物产量的影响

【目的】以酿酒废弃物(酒糟)为原料热解制备可燃气体和生物炭,研究生物炭对土壤及作物产量的影响,为酒糟的无害化处理与资源化利用,以及合理施用生物炭提供理论依据。【方法】利用电子显微镜观察比较400°C、480°C和600°C裂解得到的生物炭表面结构,分析其理化性质。在四川泸州设置油菜–高粱轮作田间试验,研究不施肥(CK)、单施化肥(CF)和化肥与生物炭配施(CF+BC)处理的作物产量和土壤理化性质及生物学性状。【结果】在480°C热裂解条件下,酒糟生物炭的表面孔隙结构最佳,pH 10.1,阳离子交换较大(33.41cmol/kg),保蓄了较多的碳、氮、磷、钾,理化性质最优。在CF+BC处理中,田间土壤碳含量增加,土壤微生物生物量碳氮提高,蔗糖酶和磷酸酶活性及有效氮、磷、钾含量显著高于或相似于CF,说明部分生物炭能被微生物利用,促进其生长繁殖,增强土壤酶活,提高土壤养分的生物有效性。与单施化肥相比,化肥配施生物炭使油菜和高粱产量分别增加9.3%和9.5%,油菜磷和钾的经济效率分别提高15.1%和30.7%。【结论】采用480℃低温热裂解制备的酒糟生物炭理化性质优良,与化肥配施有利于提高油菜...     

肥料配施枯草芽孢杆菌对夏玉米产量及养分利用的影响

目的枯草芽孢杆菌能增加土壤养分、改善土壤结构、提高化肥利用率,并能促使土壤中的有机质分解,促进作物生长,提高产量。研究枯草芽孢杆菌与肥料配施对夏玉米产量、肥料吸收利用的影响,为提高肥料的增产效果、降低农业面源污染提供理论指导。方法2016和2017年以登海605(DH605) 为试验材料,设置不施氮肥 (CK)、单施化肥 (N)、单施牛粪 (M)、牛粪 + 枯草芽孢杆菌 (MB)、化肥 + 枯草芽孢杆菌 (NB) 5个处理,分析了夏玉米产量和肥料吸收利用状况。结果牛粪配施枯草芽孢杆菌处理的籽粒产量及肥料利用效率最高,显著高于单施牛粪处理。与单施牛粪相比,牛粪配施枯草芽孢杆菌两年产量平均增幅为20.2%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为30.8%、63.5%、30.8%,肥料偏生产力平均提高20.7%;化肥配施枯草芽孢杆菌两年产量平均值比单施化肥提高2.55%,植株氮、磷、钾积累量平均增幅分别为12.5%、10.6%、3.84%,肥料偏生产力平均提高3.18%。牛粪配施枯草芽孢杆菌的经济效益比单施牛粪提高16.9%,化肥配施枯草芽孢杆菌的经济效益与单施化肥基本相同。分析表明,植株干物质积累量和氮素积累量,尤其是花后干物质和氮素积累的增加是增产增效的主要原因。其中牛粪配施枯草芽孢杆菌的效果要优于化肥配施枯草芽孢杆菌。结论肥料配施枯草芽孢杆菌能显著增加夏玉米的干物质积累量及产量,促进肥料的吸收利用。在施用氮肥的基础上,配施适量的枯草芽孢杆菌不仅能实现增产增效的目的,还能提高玉米的经济效益。有机肥配施枯草芽孢杆菌是实现夏玉米节肥增效的有效措施之一。     

不同生物有机肥用量对韭菜产量、品质及养分利用的影响

针对蔬菜生产中施用化肥养分单一、供肥不平衡等问题,研究化肥配施不同量生物有机肥对韭菜产量、品质及养分利用的影响,为韭菜生产合理配施生物有机肥提供理论及技术依据。试验采用随机区组设计,设不施肥(CK)、常规施肥(T1)、2 400 kg/hm2生物有机肥+常规施肥(T2)、3 600 kg/hm2生物有机肥+常规施肥(T3)、4 800 kg/hm2生物有机肥+常规施肥(T4)共5个处理。结果表明,与单施化肥相比,配施生物有机肥可显著提高韭菜产量,同时提高了氮、磷、钾肥利用率及其吸收量。与配施2 400 kg/hm2生物有机肥处理相比,配施3 600、4 800 kg/hm2生物有机肥处理的韭菜干物质积累量和产量均显著提高,但两者之间产量无显著差异。与常规施肥相比,配施2 400、3 600、4 800 kg/hm2生物有机肥处理的韭菜产量和经济收益均显著提高,分别提高13.2%、19.2%、19.9%和10.2%、13.1%、10.1%;配施3 600、4 800 kg/hm2生物有机肥处理均显著提高了韭菜干物质积累量。配施3 600、4 800 kg/hm2生物有机肥处理较常规施肥均能够显著提高韭菜叶片可溶性糖和维生素C含量,分别提高25.0%、28.0%和7.5%、22.0%,硝酸盐含量分别降低19.4%和25.9%,对可溶性蛋白含量均无显著影响。配施3 600、4 800 kg/hm2生物有机肥处理的可溶性糖、维生素C含量均显著高于2 400 kg/hm2生物有机肥处理。各生物有机肥处理氮、磷肥利用率随着生物有机肥用量的增加而提高,钾肥利用率以2 400 kg/hm2生物有机肥处理最高。在保证韭菜高产的同时,配施3 600 kg/hm2生物有机肥能够获得最大经济效益,显著改善韭菜的营养品质,提高韭菜干物质积累量及氮、磷、钾肥的利用率。     

添加生物黑炭对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响

为了寻找一种既能使作物高产、优质又环境友好的施肥模式,在天然降雨条件下,通过田间小区试验,研究了5种不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响。结果表明:与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施和有机无机肥配施对玉米产量无明显影响,有机无机肥配施添加生物黑炭可使玉米产量显著提高21.14%;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可提高粗蛋白含量和氮、磷肥利用率,其中对粗蛋白含量提高幅度为12.14%~19.64%,并以有机无机肥配施添加生物黑炭对其提高幅度最大;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著减少氮、磷径流损失量,降幅分别为30.47%~59.69%和12.08%~31.22%,其中,有机无机肥配施添加生物黑炭的氮素径流损失降幅最大,生物黑炭与化肥共施的磷素径流损失降幅最大。因此,从提高玉米产量、品质,氮、磷肥利用率以及减少土壤氮、磷径流损失的角度综合考虑,在旱地作物种植施肥模式中推荐有机无机肥配施添加生物黑炭施肥模式。     

不同施肥模式对结球甘蓝产量、养分吸收利用及土壤酶活性的影响

采用大棚栽培试验方法研究不同施肥模式对结球甘蓝产量、养分吸收利用及土壤酶活性的影响,以期为结球甘蓝合理施肥提供理论依据。结果表明:与当地常规施肥(CF)相比,在化肥减量45.3%的条件下,用缓释肥部分替代化肥,并配施6000 kg·hm-2生物有机肥处理效果最佳,可显著提高产量,增加整株干物质与氮、磷、钾养分积累量,有效提高土壤酶活性,促进叶球某些中微量矿质元素吸收;具体表现为:较CF处理,增产12.9%,叶球Zn、Mg、Cu、Mn、Ca含量分别提高61.2%、7.2%、5.4%、12.5%、10.7%,Na含量降低39.9%,整株干物质积累量增加15.8%,氮、磷、钾养分积累量分别提高45.3%、17.1%、41.9%,肥料利用率分别提升24.3、8.8、33.3个百分点,脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别提高15.9%、80.0%、9.9%和121.3%。综合上述结果,以缓释肥部分替代化肥配施6000 kg·hm-2生物有机肥处理较为合适。     

化肥减施配施微生物菌剂对鲜食玉米生长和土壤肥力的影响

本试验研究了化肥减施配施EM微生物菌剂对鲜食玉米产量、品质和土壤肥力的影响。共设置不施加任何肥料和菌剂（CK）、全量化肥（依据当地化肥施用量,CF）、减施40%化肥（RCF）、减施40%化肥和灌施加喷施EM菌剂（RCF+EM）、减施40%化肥和灌施加喷施清水（RCF+W）5个处理。结果表明,RCF+EM处理的玉米产量高于CF处理,但未达到显著水平;玉米可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量都高于CF处理,其中可溶性蛋白含量达到显著水平,增幅为11.79%;RCF+EM处理下的土壤pH、有机质、速效养分和微生物碳氮均高于CF处理,其中pH、速效钾和微生物氮达到显著水平,增幅依次是20.08%、15.81%、59.96%;RCF+EM处理的土壤真菌数量显著低于CF处理,而细菌、放线菌数量则显著高于CF处理,增幅分别达到153.42%和124.17%。综上,减施化肥配施EM菌剂对使鲜食玉米产量无显著影响,但可显著提高果实品质,改善土壤肥力、提高土壤微生物菌群数量。     

生物有机肥部分替代化肥对莴笋及土壤理化性质和微生物的影响

以莴笋为试材,通过田间试验,以不施肥(CK)和常规施肥(CF)为对照,研究常规施肥总施肥量减量20%(F1)和30%(F2),配施3000kg/hm^2(B1),6000kg/hm^2(B2)生物有机肥对莴笋干物质积累、养分吸收、肥料利用率及土壤理化性质和土壤微生物数量的影响,为莴笋合理施肥提供科学依据。结果表明,与CF相比,F1B2处理莴笋根、茎、叶干物质积累量分别增加5.74%,22.19%和17.82%,氮、磷、钾养分积累量分别提高128.81%,113.19%和23.15%。化肥减量配施生物有机肥使氮、磷、钾肥的吸收利用率、农学利用率和偏生产力均显著提高,常规施肥的土壤氮素、磷素、钾素依存率均最高。生物有机肥显著提高土壤养分含量,F1B2和F2B2处理土壤有机质含量比CF处理分别增加71.65%和58.51%,全氮、磷、钾含量分别增加84.53%,75.41%,19.94%和70.17%,72.13%,9.28%,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别增加75.90%,17.06%,24.35%和42.94%,13.48%,11.42%。生物有机肥部分替代化肥可增加莴笋根际土壤细菌数和放线菌数,抑制真菌的生长。同CF相比,F1B2处理的好氧自生固氮菌、厌氧自生固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量分别增加了1.36,6.10,47.50,23.76倍。细菌数量与有机质、碱解氮、速效磷、全氮含量呈显著正相关性,放线菌数量与全磷含量呈显著正相关,固氮菌和氮转化细菌的数量与碱解氮、全氮含量呈显著或极显著正相关。主成分分析综合得分表明,不同施肥处理土壤肥力次序为F1B2>F2B2>F1B1>F2B1>CF>CK。生物有机肥部分替代化肥不仅能提高莴笋养分积累量和肥料利用率,还能显著提高土壤养分含量,调节土壤微生物结构,改善莴笋根际土壤理化性状,综合对莴笋养分吸收积累和肥料利用效率的提高及土壤的培肥效果,F1B2处理最好,是实现肥料资源合理利用和改善土壤环境的良好施肥模式。     

不同有机物施用对油菜-红薯轮作模式下养分吸收利用的影响

探讨不同有机物施用对土壤肥力与作物养分吸收利用的影响,以达到农田培肥和提升作物养分利用效率的目的。2015年在江西省红壤研究所布置田间施肥试验,设置不施肥(CK)、常量化肥(CF)、减量化肥(RF)、全量化肥配施秸秆(CFR)、减量化肥配施秸秆(RFR)、全量化肥配施生物黑炭(CFB)、减量化肥配施生物黑炭(RFB)、减量化肥配施猪粪(RFP)、减量化肥配施蚓粪(RFV)9种不同施肥处理,研究全量化肥和减施40%化肥条件下配施不同有机物对土壤肥力及作物养分利用效率的影响。结果表明:施用有机物的各处理油菜籽粒和红薯产量较CF处理都有所增加,其中以RFP和RFV处理增产效果最为显著,其增幅分别为76.69%,75.01%和84.73%,69.72%;有机物的施用提升了土壤中有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量,在连续施肥下,土壤养分水平进一步提升;在红薯和油菜季,不论全量化肥还是减量40%化肥,配施有机物处理相比CF处理均不同程度提高了氮肥、钾肥的表观利用率和偏生产力,其中红薯季RFP处理提升效果最佳,分别达到43.22%,48.55%和22.00,21.45kg/kg,但其磷肥表观利用率和磷肥偏生产力较低,仅为1.91%和3.25kg/kg;油菜季RFV处理的肥料贡献率最高,达到80.41%,但其农学效率较低,为0.67kg/kg。因此,有机物的施用可以达到土壤培肥、增加作物产量和提高作物肥料养分利用率的目的,对于农业生产有重要意义。     

生物炭与脲酶抑制剂及保水剂配施对贵州辣椒的影响

为探究生物炭与不同土壤添加剂配施在贵州黄壤辣椒上的施用效果,采用大田试验,选用酒糟生物炭、脲酶抑制剂和保水剂作为供试材料,研究增施生物炭(FB)、生物炭与脲酶抑制剂(FBU)或保水剂(FBW)两两配施、生物炭与脲酶抑制剂和保水剂(FBUW)三者同时施用对辣椒产量、品质、养分吸收累积、肥料利用率和经济效益的影响。结果表明,与常规施肥(F)相比,增施土壤添加剂可显著增加辣椒鲜产,增加幅度17.91%~28.74%,产值增加20 351~29 700元·hm^-2,增幅为167.14%~243.93%,其中以三者同时施用(FBUW)效果最佳,达到20 938 kg·hm^-2;生物炭与脲酶抑制剂或(和)保水剂配施可降低辣椒果实中硝酸盐含量6.32%~34.00%,以FBUW降幅最大,且三者同时施用还可显著提高果实中的游离氨基酸含量;与F相比,增施土壤添加剂使氮、磷、钾肥的表观利用率分别提高了4.13~10.80个百分点、-0.98~8.72个百分点和6.36~27.56个百分点,而氮、磷、钾肥的农学效率则分别提高了8.09~12.98、16.18~25.97和8.99~14.42 kg·kg^-1,均以FBUW最佳;与F相比,增施土壤添加剂后的辣椒纯收入提高了0.83%~23.21%,以FBUW效果最佳。综上,在常规施肥基础上,生物炭、脲酶抑制剂和保水剂三者同时配施产生的协同效应优于单独施用或两两配施。本研究结果为土壤添加剂在贵州黄壤辣椒高产栽培技术中的应用提供了理论依据。     

化肥减施配施微生物菌剂对鲜食玉米生长和土壤肥力的影响

本试验研究了化肥减施配施EM微生物菌剂对鲜食玉米产量、品质和土壤肥力的影响。共设置不施加任何肥料和菌剂(CK)、全量化肥(依据当地化肥施用量,CF)、减施40%化肥(RCF)、减施40%化肥和灌施加喷施EM菌剂(RCF+EM)、减施40%化肥和灌施加喷施清水(RCF+W)5个处理。结果表明,RCF+EM处理的玉米产量高于CF处理,但未达到显著水平;玉米可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量都高于CF处理,其中可溶性蛋白含量达到显著水平,增幅为11.79%;RCF+EM处理下的土壤pH、有机质、速效养分和微生物生物量碳氮均高于CF处理,其中pH、速效钾和微生物生物量氮达到显著水平,增幅依次是20.08%、15.81%、59.96%;RCF+EM处理的土壤真菌数量显著低于CF处理,而细菌、放线菌数量则显著高于CF处理,增幅分别达到153.42%和124.17%。综上,减施化肥配施EM菌剂对鲜食玉米产量无显著影响,但可显著提高果实品质、改善土壤肥力、提高土壤微生物菌群数量。     

连续三年不同有机肥替代率对小麦产量及土壤养分的影响

  【目的】  探究不同有机肥替代化肥比例对土壤养分含量、植株养分吸收量、肥料利用率以及作物产量的影响，为实现作物高产稳产、土壤培肥提供科学施肥方案。  【方法】  2018—2020年，以新春38号小麦为供试作物，在新疆石河子大学农学院连续进行了3年定点大田试验，试验土壤为灰漠土。试验设置不施肥 (CK)，常规施化肥 (CF) 和以有机肥分别替代化肥氮磷投入量的6%、12%、18%、24%，共6个处理。有机肥全部基施，追施氮磷养分量不变，小麦收获后秸秆全部还田。于2020年，在6个小麦生育期取植株样，分析氮、磷含量和干物质积累量，在收获期测定产量和产量构成因素。同时取0—20 cm土壤样品，分析速效氮、磷和有机质含量。  【结果】  连续3年施用不同量有机肥后，土壤速效氮、磷、钾养分和有机质含量均随有机肥替代比例的增加而增加，有机肥替代率18%和24%处理的土壤速效养分和有机质含量在灌浆期和收获期显著高于对照和CF。小麦扬花期、灌浆期和收获期的干物质积累量和养分积累量均随有机肥替代率提高而增加，有机肥替代率18%和24%处理显著高于CF处理。氮磷肥料利用率、偏生产力和农学利用效率同样有所提高，有机肥替代率18%处理和24%处理高于其他处理。有机肥替代率6%、12%和24%处理的小麦穗数、千粒重、产量与CF相比差异不显著，而有机肥替代率18%显著高于CF。  【结论】  连续使用有机肥替代部分化肥可增加小麦生育后期土壤中速效养分含量，提高肥料利用率，最终实现稳产甚至显著增产。有机肥替代化肥的比例不能过低，本试验条件下，有机氮磷替代率为18%～24%时，可在实现作物高产稳产的同时，增加土壤速效养分含量、提高肥料利用率，但小麦产量受有机肥替代比例的影响较小。从肥料低投入高回报的角度，推荐有机肥替代18%的化肥氮磷养分较为可行。     

化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响

阐明化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响,有助于农田氮的高效利用及科学管理。采用盆栽试验方法,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFB)、有机肥配施生物炭(MB)、新鲜有机肥配施生物炭(FMB)6个处理,通过测定根际及非根际土壤养分含量和土壤氮赋存形态,阐明不同施肥处理对氮形态转化的影响。结果表明：与CK处理相比,MB处理提高非根际及根际土壤pH0.32和0.28个单位,FMB处理提高根际土壤pH0.63个单位；MB和FMB处理分别提高根际土壤有机质含量25.37%和84.88%,同时显著提高根际土壤全氮含量25.42%和50.93%。配施生物炭(CFB、MB和FMB)处理能促进土壤非可转化态氮(NTF-N)向铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)和有机硫化物结合态氮(OSF-N)这两种活性更高的氮形态转化,其中IMOF-N和OSF-N分别占可转化态氮的35.85%~61.72%和26.65%~46.56%,是根际及非根际土壤可转化态氮(TF-N)的主要成分。因此,有机肥配施生物炭是改善根际及非根际土壤养分和调控氮转化最有效的方式。     

生物质炭与氮肥配施对土壤氮素变化和烤烟氮素利用的影响

为探明生物炭与氮肥配施对土壤中氮素循环和烤烟氮素利用的影响,采用盆栽试验,设置四个处理：5 g/盆纯氮（CK）,5 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T1）,3.5 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T2）,2 g/盆纯氮+100 g/盆生物炭（T3）,利用15N标记的氮肥,测定生物炭与氮肥配施条件下烤烟生长不同时期土壤中15N的残留量、不同形态氮素的含量、土壤微生物量氮和移栽后90 d烟叶对不同氮源氮素的累积量。试验结果表明：相同施氮量时,生物炭的施用可以提高土壤中15N残留量、土壤无机氮、碱解氮、微生物量氮的含量和叶片对氮素的累积量。生物炭与氮肥配施时提高了肥料氮在烟叶中的占比,使15N利用率也提高了25.4%-63.3%。与对照相比,T2处理植烟土壤中铵态氮、硝态氮、碱解氮在移栽后75 d比对照分别提高了17.3%、8.0%、7.2%,碱解氮和微生物量氮的含量在移栽后90 d时也高于对照。在本试验条件下,生物炭与氮肥配施对土壤氮素的影响是显著的,施用生物炭时减少30%氮肥用量是可行的。     

生物炭与氮肥对稻田甲烷氧化菌和产甲烷菌数量和潜在活性的影响

基于稻田中氮肥配施生物炭的田间定位试验,研究了施用生物炭与氮肥对旱季稻田土壤理化性质、甲烷氧化与产生潜势及甲烷氧化菌和产甲烷菌丰度的影响。田间试验共设置5个处理：单施生物炭、单施氮肥、氮肥配施生物炭（生物炭设置两个水平）以及对照。结果表明：施用生物炭三年后显著提高了有机碳和微生物生物量碳含量（p﹤0.05）,与单施氮肥处理相比,氮肥配施生物炭后可显著提高土壤pH。与对照相比,单施生物炭显著提高土壤甲烷氧化潜势。在施氮条件下,甲烷氧化潜势与生物炭施用量之间存在正相关关系,与氮肥配施20 t hm-2处理相比,40 t hm-2生物炭处理甲烷氧化潜势增长53.8%。氮肥配施高倍生物炭与配施低倍生物炭处理相比产甲烷潜势由0.001提高至0.002 mg kg-1 h-1;氮肥施用一定程度上抑制了甲烷氧化菌数量的增长,单施氮肥处理中产甲烷菌数量较对照处理显著增加了3.0%;单施或配施低水平生物炭显著增加土壤甲烷氧化菌数量。氮肥显著降低了甲烷氧化菌与产甲烷菌基因丰度比（pmoA/mcrA）。而在同氮肥水平下施加生物炭显著增加了土壤pmoA/mcrA比值,即生物炭对甲烷氧化菌的促进作用显著高于产甲烷菌,提高了旱季稻田土壤的甲烷氧化能力,因此有助于减少稻田土壤甲烷的排放。