长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响

通过国家（公主岭）黑土肥力和肥料效益长期定位监测试验（1990～2012年）,研究长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响。结果表明,与试验初比较,施化肥处理土壤有机质和活性有机质均呈下降趋势,N处理土壤有机质和活性有机质分别下降了22.1%和13.8%;有机无机肥配施处理土壤有机质和活性有机质均呈增加趋势,秸秆还田（S+NPK）处理土壤有机质含量没有显著变化,土壤活性有机质增加了40.5%;M1+NPK和1.5（M1+NPK）处理活性有机质含量分别增加56.8%和62.5%。与试验初比较,施化肥处理土壤pH值呈下降趋势,其中NPK处理土壤pH值下降1.5个单位左右,有机无机配施处理土壤pH值没有下降,其中M2+NPK处理（2007年）土壤pH值比NPK处理高1.3个单位。施化肥处理玉米平均产量（1990～2012）排序为NPK>NP>NK>N>PK、CK;3个等氮量处理M1+NPK、S+NPK和NPK的玉米平均产量差异不显著。表明长期有机无机肥配施不仅能维持和提高土壤有机质的数量和质量,而且能防止土壤酸化,从而显著提高土壤肥力和持续生产力。     

长期定位施用化肥对作物氮素吸收利用的影响

基于连续进行33年的长期定位试验,利用15 N示踪,研究长期施用化肥对冬小麦-夏玉米轮作中氮吸收利用的影响。结果表明,长期氮磷肥配施氮素利用率最高,为55.63%,与对照相比较提高了13.2%;其次为氮磷钾肥配施,氮素利用率为55.21%;氮磷钾肥配施处理氮素损失率最低,为8.71%。长期单施氮肥和氮钾肥配施的处理氮素利用率最低,分别为36.21%、34.53%,损失率高达38.63%、38.31%。     

化肥减量配施不同肥料对燕山丘陵区春玉米水肥利用效率及土壤养分的影响

为了解决化肥过量使用导致的肥料利用率低、污染严重等问题,探索燕山丘陵区春玉米田化肥减量配施技术模式,采用随机区组设计方法,以赤单218为材料,设置常规施肥(NPK)、常规施肥基础上减氮20%(RN)、RN基础上有机肥替代总氮量的20%(RN+OM)、RN基础上缓控释肥替代总氮量的20%(RN+CRU)、RN基础上秸秆全量还田(RN+SR)和RN基础上生物炭基肥替代总氮量的20%(RN+BC)等6个施肥处理,研究化肥减量配施有机肥、缓控释肥、秸秆和生物炭对玉米水肥利用效率及土壤养分的影响。结果表明：秸秆还田、生物炭与化肥减量配施可以明显增加土壤含水量,降低土壤容重;化肥减量配施有机肥可以增加土壤中有机质含量;减氮配施有机肥、缓控释肥和秸秆还田处理均可增加氮肥利用率,其氮肥偏生产力分别较常规施肥处理提高了40.31%、39.42%和38.24%;水分利用效率以秸秆还田处理最高,其次为减氮处理、减氮配施缓控释肥处理和减氮配施有机肥处理,均显著高于常规施肥处理,增加幅度为6.63%～11.06%。综合分析,化肥减量配施不同肥料可以改良土壤、提高水肥利用效率。     

长期秸秆还田对黑土碳氮及玉米产量变化的影响

利用黑土长期定位试验,研究长期秸秆还田对黑土碳氮及玉米产量变化的影响。结果表明:与NPK处理比较,玉米秸秆还田处理没有显著促进黑土有机碳的积累。与试验初期相比,3个处理(CK、NPK和秸秆还田+NPK)土壤有机碳均同步增加,2006年与试验初比较均呈显著差异。与CK、NPK处理相比,秸秆还田+NPK处理能显著提高土壤N素的供应水平。各处理C/N比值在10.23～11.26之间。秸秆还田+NPK处理19年的玉米平均产量为8 958kg/hm2,与NPK处理基本一致,显著高于CK处理,表明施用有机氮(玉米秸秆还田)代替部分无机氮可以达到相同玉米产量水平。     

氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量及农学效率的影响

采用田间试验,设置5种施氮水平,研究不同氮肥用量对土壤养分含量、春玉米产量和氮肥利用的影响。结果表明,优化施氮(N150)、优化施氮配施有机肥(N150+M)处理可增加土壤速效养分含量;土壤水分和温度受不同氮肥用量影响较小。N150和N150+M处理玉米增产幅度较大,增产率分别为19.44%和16.67%;N150处理的氮肥农学利用率最高,高量施氮处理(N180)最低;减量施氮(N120)与N150处理的氮肥偏生产力较高。优化施用氮肥处理,不仅可以增加土壤速效养分含量,保障速效养分对春玉米的及时供给,同时还可以增加春玉米产量,提高氮肥利用效率。     

长期施肥对大豆生长状况及产量的影响

以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验为平台,选择了5个不同施肥处理,包括无肥(CK),单施氮肥(N),氮肥+有机肥(N+OM),氮、磷、钾配合施用(NPK),氮、磷、钾+有机肥(NPK+OM),研究了连续27年不同施肥处理对大豆生长和产量的影响。结果表明:长期施用有机肥能够明显增加大豆株高和荚数,并且能增加植株的生长速度,氮磷钾肥配合施用能增加大豆根瘤干重和根瘤数,而有机肥对根瘤的作用不显著。与单施化肥和无肥相比,施用有机肥处理大豆的根冠比较小,说明有机肥能够促进地上部干物质的积累。长期施肥对大豆产量构成因子的影响表现为:NPK+OM>NPK>N+OM>N>CK,大豆产量也表现出相似趋势,说明有机肥的施用能够改善大豆的产量性状,同时氮肥配施有机肥的大豆产量低于氮、磷、钾平衡施肥的处理,说明在东北黑土区有机肥不能代替磷钾肥施用。     

缓释尿素在玉米上的应用效果

利用大田小区试验,在赤峰市和鄂尔多斯市分别进行不同氮素处理对玉米产量、肥料吸收利用和土壤氮残留影响的研究。结果表明,施用氮肥玉米子粒产量和秸秆产量可分别增加13.3%～157.2%和6.9%～64.2%。减少20%施氮量同时配比75%的缓释尿素处理,玉米子粒氮含量、秸秆氮含量和氮积累量最大,与100%推荐施氮量无显著差异。缓释尿素占比60%以上时氮素回收率、氮肥偏生产力和氮肥农学效率达最大值,较普通尿素(RU)可分别提高14.3、4.5、61.7个百分点(赤峰市)和8.4、11.0、35.7个百分点(鄂尔多斯市)。玉米收获后耕层(0～20 cm)土壤矿质氮含量表现,赤峰市耕层土壤硝态氮含量远大于铵态氮且不同处理间差异显著(P0.05),100%推荐施氮量最大,80%推荐施氮量(RU80%)最小。鄂尔多斯市耕层土壤硝态氮含量和铵态氮含量基本相当,除各氮素处理与对照(CK)达显著差异外(P0.05),其他各处理间均未达显著差异。施氮量减少20%,缓释尿素占比30%以上与普通尿素配施即可替代100%推荐施氮量,且缓释尿素占比越大养分吸收利用越显著,玉米产量间无显著差异。     

施氮模式对砂质潮土氨挥发、夏玉米产量及氮肥利用率的影响

采用连续多年田间小区定位试验,在氮肥施用量200 kg/hm2下,观测夏玉米季不同施氮模式对夏玉米季土壤氨挥发、子粒产量及氮肥利用率的影响。结果表明,夏玉米季不同施氮处理土壤氨挥发损失量不同,当地常规施氮处理损失量最高,改变氮肥基追比处理次之,控释复合肥处理损失量最低。与不施肥对照相比,各施氮模式处理均能提高夏玉米产量,控释复合肥、改变氮肥基追比处理较当地常规施氮处理分别增产9.89%和7.14%。不同施氮模式下夏玉米季氮肥利用率以控释复合肥利用率最高,改变氮肥基追比处理次之,常规施氮最低。综合考虑,控释复合肥、改变氮肥基追比均可作为砂质潮土区推广的适宜氮肥施用模式。     

树脂膜控释尿素及普通尿素配施对强筋小麦产量、品质和氮肥利用率的影响

为给小麦高产优质栽培中控释尿素的合理应用提供理论依据,以控释期90 d的树脂膜控释尿素为材料,通过田间小区试验,研究了树脂膜控释尿素及普通尿素配施对强筋小麦产量、品质及氮肥利用率的影响.结果表明,与普通尿素(PU)全部底施相比,树脂膜控释尿素及普通尿素配施抑制剂处理均能显著提高小麦产量和氮肥利用率,增幅分别达5.6％～12.6％和32.4％～137.3％.与分次施用普通尿素相比,树脂膜控释尿素及普通尿素配施抑制剂处理使籽粒产量增加1.5％～8.2％;等氮量施用树脂膜控释尿素处理显著提高了籽粒蛋白质含量、沉降值及湿面筋含量;等氮量施用树脂膜控释尿素及普通尿素配施抑制剂处理显著提高了氮肥利用率,增幅达13.9％～42.6％.小麦籽粒产量、品质、土壤无机氮与氮肥利用率皆以树脂膜控释尿素70％+普通尿素30％处理最高,其中产量和氮肥利用率与其他施氮处理差异显著.     

长期定位施肥对玉米生育期内土壤酶活性的影响

以吉林省公主岭市的国家黑土肥力和肥料效益长期定位试验为平台,对2014年土样进行酶活性测定和分析,探讨长期定位施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化。结果表明,不同定位施肥处理过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性在玉米生育期内呈大致相同的变化规律,从苗期至拔节期上升,在拔节期出现峰值;随后下降,至灌浆期酶活性最低,收获后酶活性出现回升。蔗糖酶活性的动态变化与以上3种酶活略有不同,从苗期至开花期升高,开花期至收获后期呈下降趋势。在玉米相同生育期内不同施肥处理间比较,土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性变化规律为有机肥+化肥(NPK+1.5M1)有机肥+化肥(NPK+M2)有机肥+化肥(NPK+M1)有机肥+化肥+轮作(NPK+M1+R)化肥+秸秆还田(NPK+S)单施化肥(NPK)CK。长期有机肥配施化肥和秸秆配施化肥处理对酶活性的促进效果比氮磷钾处理明显。     

有机无机肥配施对冬水田水稻产量和耕层土壤性质的影响

在农业生产要求全面减施化肥农药的大背景下,综合评价四川冬水稻田区有机无机配施对水稻产量和土壤肥力的效应具有一定意义。本试验在冬水稻田区,比较了在等氮量替代条件下,无N(CK)、单施化肥N、P、K(T1)、30%有机肥N+70%化肥N(T2)、50%有机肥N+50%化肥N(T3)、100%有机肥N(T4)等处理的水稻产量、氮肥利用和土壤肥力变化情况。结果表明,有机无机肥配施处理的水稻产量较CK增加17.29%~31.43%,T2处理最高,且明显提高了氮肥利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力;有机无机肥配施具有提升土壤有机质、培肥地力的作用。可见,冬水稻田区适宜的有机肥替代方案为30%有机N+70%化肥N,既可稳定水稻产量、降低成本,又可提高氮素利用率和降低对农田环境的不良影响。     

长期施肥对氮素利用以及土壤剖面氮素分布、积累的影响

依托28年长期定位试验，采集不同施肥处理土壤剖面样品，测定土壤硝态氮含量，结合产量计算氮素利用效率。结果表明，长期施肥显著增加玉米子粒产量、地上部总吸氮量及氮收获指数。化肥+有机肥(NPKM)处理产量最高，较单施化肥(NPK)处理提高8.7%。各处理硝态氮含量随着土层的加深均呈先降低后升高的趋势，硝态氮主要积累在0～100 cm土体，NPK、NPKM处理硝态氮积累量占比高于55%。因此，有机肥替代部分化肥可显著提高子粒产量，增加氮素利用效率，减少氮素淋溶。     

施肥结构对茶园土壤氮素营养及茶叶产量品质的影响

通过设置施氮水平、有机肥与化肥配施比双因素田间试验,研究了不同施肥结构对茶园土壤有机质和氮素营养、春茶产量和品质的影响。结果表明,与不施肥处理相比,各种施肥处理均能有效提高茶园土壤有机质和全氮含量,且均在900βkg·hm^-2的施氮水平下75%有机肥+25%化肥处理效果最为显著;施肥可以显著提高春茶芽叶密度、百芽重等产量指标;有机肥比例高于25%的氮素处理能显著提高春茶的品质指标,有机肥比例50%以上时效果更好。     

秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响

分析2018～2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41～270.16 kg/hm2。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。     

长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收、转运及产量的影响

基于25年定位试验,设置6个大田试验处理（CK,不施肥;NPK,常规施用化肥;1/4M+3/4NPK,25%有机肥替代化肥;1/2M+1/2NPK, 50%有机肥替代化肥;M,100%有机肥替代化肥;MNPK, 100%化肥+100%有机肥）,研究了长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收和利用的影响。结果表明,水稻地上部N素总积累量与产量大小均表现为MNPK>1/4M+3/4NPK> NPK>1/2M+1/2NPK>M>CK,与NPK处理相比,MNPK和1/4M+3/4NPK处理的地上部氮素总积累量增加20.11%~27.86%、产量增加2.04%~12.42%。各处理花前N素转运量对籽粒贡献率（69.54%~84.60%）显著高于花后积累量对籽粒贡献率（15.40%~30.46%）,花前N素积累是水稻植株N素的主要来源。1/4M+3/4NPK处理的氮肥偏生产力及氮收获指数均高于NPK处理,分别提高16.42%、10.29%。有机无机肥配施比单施化肥处理显著改善了稻米品质,提高了籽粒氨基酸含量,其中,非必需氨基酸含量是必需氨基酸含量的2倍左右。长期施肥条件下,25%有机肥替代化肥处理在化肥减施基础上,可以提高肥料利用率、促进水稻养分吸收,是黄壤性水稻土地区实现水稻增产、品质提升的最佳施肥措施。     

施肥措施对黄土高原旱作玉米资源利用效率的影响

依托在黄土高原半干旱旱农区建立的不同培肥措施的田间定位试验,以不施肥(NA)为对照,研究4个等氮量的不同培肥措施单施化肥(CF)、单施商品有机肥(SM)、商品有机肥+化肥(SC)和单施玉米秸秆(MS)对旱作玉米水氮利用效率及经济效益的影响。结果表明,单施化肥和有机无机配施显著提高了玉米产量及水氮利用效率,与不施肥相比,单施化肥和商品有机肥+化肥配施处理子粒产量、生物产量和水分利用效率分别增加了148.8%、136.5%、70.8%和105.7%、70.8%、81.6%。与单施化肥相比,商品有机肥+化肥、单施商品有机肥、单施玉米秸秆处理氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力分别降低了20.37%、83.97%、12.19%和50.18%、73.78%、44.14%。单施化肥处理和施商品有机肥+化肥处理均可提高玉米产量、生长期耗水量、水分利用效率、氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力,施商品有机肥+化肥产投比低于单施化肥。     

培肥方式对陇中旱农区玉米光合特性和产量的影响

依托2012年设在陇中旱农区的田间定位试验,设置单施化肥(CF)、有机肥+化肥(SC)、单施有机肥(SM)、单施玉米秸秆(MS)和不施肥对照(NA)5个处理,研究培肥方式对全膜双垄沟播玉米叶绿素含量(SPAD)、光合特性、叶面积指数、干物质积累和产量的影响。结果表明,单施化肥和有机肥化肥配施显著增强了玉米光合作用,4种培肥方式均增加了玉米叶片叶绿素含量和叶面积指数,CF、SC、SM和MS处理较NA分别增加了74.6%和80.0%、64.5%和74.0%、18.9%和28.9%、12.9%和25.8%。在各生育时期,CF和SC处理干物质积累量显著高于NA处理。CF和SC处理显著提高了玉米产量,子粒产量较NA分别增加了148.7%和119.1%,生物产量较NA分别增加了118.4%和105.0%。在陇中旱农区应用全膜双垄沟播技术种植玉米,化肥单施和有机肥配施化肥均可通过增加叶片叶绿素含量和叶面积指数改善光合作用,从而提高玉米产量。要维持玉米产量的可持续提高,有机肥化肥配施更加适宜。     

生物炭与肥料配施对土壤养分及玉米产量的影响

采用田间试验的方法,设无生物炭无肥料(CK)、常规施肥(F1)、80%常规施肥(F2)、80%常规施肥+20%生物炭(F2B)、70%常规施肥(F3)以及70%常规施肥+30%生物炭(F3B)6个处理,研究生物炭和肥料配施对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾及玉米不同生育期干物质积累和产量的影响。结果表明,生物炭与肥料配施处理(F2B、F3B)较单施肥处理(F2、F3)在不同程度上提高土壤有机质、土壤全氮、有效磷、速效钾含量、玉米各生育期干物质量及产量。F2B处理的玉米产量略高于F1处理,二者差异不显著。与常规施肥相比,生物炭与化肥合理配施改善土壤养分状况。试验区最佳肥料-生物炭施用量效配比为80%常规肥+20%生物炭。