我国麦田有机肥替代化学氮肥的产量及经济环境效应

【目的】有机肥替代是在维持作物产量的同时减少化学氮肥用量的关键措施之一。然而,有机肥替代化学氮肥的小麦产量效应、环境代价和经济效益的复杂联系尚不清楚。本研究通过系统分析,量化了有机肥替代的农学、环境和经济效应,旨在为有机肥替代技术在我国小麦生产中的应用提供参考。【方法】本研究利用文献调研方法,对2019年12月前经同行评议发表的涉及有机肥替代化学氮肥在小麦生产上应用的文献通过Meta分析,从农学、环境和经济角度评估有机肥替代的综合效益。【结果】有机肥替代处理在化学氮肥用量平均减少43%的条件下,未降低小麦产量。有机肥替代比例对小麦产量有巨大影响。在替代化肥比例<15%和15%—30%时,有机肥替代处理分别增产8%和5%,而在替代化肥比例>30%时,未显著增产。小麦生产的净经济效益受替代比例和替代有机肥类型影响。当有机肥替代比例<30%时,净经济效益无显著性差异;而当替代比例>45%时,牛粪和商品有机肥作为替代有机肥时,净经济效益减少18%和68%。有机肥替代使小麦生长季的NH₃挥发减少24%、小麦收获期的土壤硝酸盐残留量减少16%,但使小麦...     

饼肥在植烟土壤中的矿化速率和腐殖化系数分析

砂滤管试验结果表明,烟田土壤中饼肥的有机C、N分解快、易释放,前期(50 d内)释放N 71.03%~85.93%,占烟草全生育期N素释放量的79.67%~90.49%,满足了烟草最大吸收期对氮的需要;后期释放出较少的N量,既有利于烟叶成熟期落黄,又不会因缺肥造成烟叶早衰而影响品质,因此经发酵腐熟的饼肥N素释放规律符合烤烟对N素需求规律。饼肥的腐殖化系数较小。     

长期秸秆配施化肥下土壤团聚体碳氮分布、微生物量与小麦产量的协同效应

【目的】研究秸秆配施化肥对暗棕壤团聚体组成、团聚体碳氮含量、土壤微生物量特征及小麦产量的影响,揭示长期秸秆配施化肥下土壤肥力和生产力的协同提升机制。【方法】依托长期定位40年施肥试验,选取4个处理：单施化肥(NP)、秸秆配施化肥(S+NP)、秸秆配施1/2化肥(S+1/2NP)、秸秆配施1/4化肥(S+1/4NP),其中秸秆为麦秸隔年还田,用量为3 000 kg·hm^-2,氮磷化肥用量为150 kg N·hm^-2、150 kg P₂O₅·hm^-2。采集0—20 cm土层土样,利用湿筛法得到不同粒级的水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳(SOC)、氮含量及土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)含量。【结果】(1)长期秸秆配施化肥显著降低土壤容重并提高了团聚体稳定性,和NP相比,S+NP处理土壤容重降低4.7%,>2 mm团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何重量直径(GWD)分别提升254.4%、76.5%和91.3%。(2)S+NP、S+1/2NP处理>2...     

长期不同施肥措施下潮土冬小麦农田基础地力演变分析

农田基础地力提升对于减施肥料和作物稳产高产有着重大现实意义,该文依托潮土长期定位试验,采用DSSAT(decision support system for agro-technology transfer)模型分析了长期不同施肥条件下冬小麦农田基础地力的演变规律及其影响因素。结果表明,不同施肥显著影响冬小麦的农田基础地力产量,18a连续施用氮磷钾化肥(NPK)、NPK配施有机肥(NPKM)、高量NPK配施有机肥(1.5NPKM)和NPK配施秸秆还田(NPKS)的农田基础地力均得到提升,其基础地力产量分别增加了721、1033、2108和1306kg/hm2,增长率分别为29.6%、42.4%、86.6%和53.7%,平均每年提高1.6%、2.4%、4.8%和3.0%,其中以1.5NPKM处理更能有效提高冬小麦农田基础地力产量。1991-2008年冬小麦的基础地力贡献率在36.5%～70.9%,各处理18a年均基础地力贡献率分别为42.5%、59.9%、58.9%和52.5%,大小顺序为NPKM>1.5NPKM>NPKS>NPK,说明有机肥或秸秆与化肥配施比单施化肥更能有效提高农田基础地力产量及地力贡献率。基础地力贡献率与土壤全钾、全磷含量无显著相关性,与土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量均达到了极显著相关,其中有机碳和全氮与基础地力贡献率相关度最高,说明土壤有机碳和全氮是潮土区基础地力的主要影响因素,是潮土区基础地力的主要评价指标。     

负压水肥一体化灌溉对黄瓜产量和水、氮利用效率的影响

【目的】本试验采用自行设计的新型负压水肥一体化灌溉系统,进行了系统供水负压对土壤硝态氮分布和黄瓜水氮利用效率影响的研究,以期为实际应用和管理提供理论依据和技术参考。【方法】在遮雨网室内进行了供水和施氮双因素盆栽试验。以常规灌溉为对照(CK),设4个供水水平:0(W1)、–5(W2)、–10(W3)和–15 k Pa(W4),2个施氮水平(N1,N 0.3 g/kg土;N0,不施氮),共10个处理。分析检测了黄瓜生育期内0—25土壤水分变化动态、土壤硝态氮的空间分布特征,计算了黄瓜的水、氮利用效率。【结果】随着黄瓜耗水量的增加,系统供水量也增大,系统累计供水量与黄瓜累计耗水量之间存在极显著线性关系y=0.96x+3.4(R2=0.99,P0.01)。不同供水负压对同一时期土壤含水量变化有极显著影响(P0.01),当供水负压设定在0、–5、–10和–15 k Pa时,土壤平均质量含水量分别为28.7%、22.7%、20.0%和15.6%,而在同一系统供水负压下黄瓜整个生育期土壤含水量保持相对稳定,其变化属于弱变异(变异系数CV≤0.1)。负压灌溉水肥一体化能显著提高0—25 cm土壤氮素分布的均匀性,土壤硝态氮沿垂直方向的平均变差系数分别比常规灌溉降低了58.6%~71.2%。同一系统供水负压下,施氮处理(N1)黄瓜植株干物质量、产量和水分利用效率比不施氮处理(N0)分别提高了4.6%~256.1%、12.6%~196.6%和7.76%~86.27%。当供水负压为–5 k Pa时,黄瓜植株平均干重和产量均为最高,分别为153 g/pot和1406 g/pot,黄瓜平均水分利用效率和氮肥表观利用率分别比常规灌溉提高了136.8%和52.32%。【结论】适宜的供水负压下,负压灌溉系统通过土壤水分平衡供应机制,实现了作物对水分的连续自动获取,黄瓜整个生长期间,灌溉系统可以保持平稳均匀与适时适量供水,因而,负压灌溉水肥一体化显著提高了黄瓜的水、氮利用效率。本试验条件下,系统供水负压为–5 k Pa更有利于黄瓜的产量和氮素利用率的提高。     

施肥对土壤腐殖质总碳和氨基酸氮含量的影响

采用盆栽试验研究,对比了不施肥、施化肥、施芝麻饼肥、芝麻饼肥+化肥4个处理对烟草根际土壤腐殖质总碳、酸解性氨基酸氮和微生物C、N含量的影响.结果表明,施用饼肥可使土壤腐殖质含量得到一定的提高.施用饼肥可以明显提高土壤中酸解性氨基酸氮含量,与不施肥相比,增幅最大的是中性氨基酸(增加了830 μg/kg)和碱性氨基酸(增加了300 μg/kg),再次是酸性氨基酸(增加了80 μg/kg),而含硫氨基酸含量基本稳定.饼肥与化肥配施可明显提高根际土壤微生物C、N含量,比单施化肥分别提高79.88%～97.14%和29.73%～74.96%.土壤酸解性氨基酸氮与土壤微生物N含量呈极显著的正相关关系,在烟草不同生育期,根际土壤微生物C、N含量动态变化不同,反映出土壤微生物C、N在协调土壤C、N供应方面的重要作用,适量饼肥与化肥配合施用,有利于平衡烟草C、N营养,改善烟叶品质.     

滴灌水肥一体化条件下番茄氮肥适宜用量探讨

利用田间小区7年定位试验,研究了滴灌水肥一体化条件下,不同化肥施氮量结合基施有机肥对番茄产量、品质、硝态氮累积、土壤电导率及土壤p H值的影响。结果表明:1)与不施氮相比,施肥可显著提高番茄产量,但过量施肥不仅不会提高番茄产量,还会降低番茄品质; 2)施氮量对土壤硝态氮的累积有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20 cm土层硝态氮累积量的影响最为显著; 3)土壤硝态氮含量与土壤电导率呈极显著相关关系,表明施氮量越高,电导率随之增加越显著,土壤的次生盐渍化风险越高; 4)除CK处理外,其它处理土壤硝态氮含量与p H值呈极显著负相关关系。综合考虑产量、品质与土壤环境质量,推荐华北温室秋冬茬番茄施用200 kg/hm~2有机N+250 kg/hm~2无机N,P2O575 kg/hm~2,K2O 450 kg/hm~2为宜。     

氮肥对麦-玉轮作体系产量和氮肥效率的影响

为了评价氮肥周年运筹对冬小麦-夏玉米连作体系产量和氮肥效率的影响,为合理利用氮肥提供科学依据。2015～2017年在山西运城通过田间小区试验研究不同施氮肥水平下两季作物氮肥配比对小麦-玉米轮作体系中产量、干物质积累及养分利用效率的影响。试验设置3个周年氮肥投入水平(300、450、600kg/hm~2),3种小麦玉米氮肥分配比例(4∶6、5∶5、6∶4),共9个处理。结果表明:冬小麦、夏玉米单季作物产量均以450 kg/hm~2水平最高,且施肥量过多均不利于单季作物粒重的增加。周年作物产量以中氮水平450kg/hm~2下氮肥按5∶5分配在麦、玉两季时产量最高;随着施肥量的增加作物生物量、植株总吸氮量不断增加,而氮素利用效率、氮素吸收效率、氮素收获指数、氮肥偏生产力反而降低。氮肥利用率以施氮450 kg/hm~2水平最高,且在中高氮水平下,氮肥一半或重施在小麦上,更有利于作物周年生物量的增加和作物氮素吸收与利用。综合考虑产量和氮肥利用效率,在本试验条件下,周年施氮以450 kg/hm~2而且小麦玉米分配比例为5∶5效果最佳。     

不同供氮方式和施氮量对烤烟生长和氮素吸收的影响

2005年5月至9月在云南玉溪采用田间试验和微区试验相结合的方法,研究了传统施肥和优化施肥2个施氮水平对烤烟生长和氮素积累的影响。结果表明,施N.120.kg/hm2的烟株在打顶以后以吸收土壤氮为主;施N52.5.kg/hm2的烟株在团棵期以后以吸收土壤氮为主,该施氮量能够保证烟株从移栽至打顶(即移栽后60.d)阶段的生长需要。但与施N.120.kg/hm2相比,植株氮素营养略有不足,烟株各部位及整株的干物重和氮素积累量略有降低;各时期干物重的分配比例没有区别。另外,打顶期和成熟期,两施氮处理植株所吸收的肥料氮绝对量差异达显著水平,施氮量越高,吸收量也越大。同时,施氮量越多,各个时期各部位和整株中肥料氮的比例越大,且均在团棵期达到最大值;之后呈下降趋势,施氮越多,下降幅度越小。两处理植株都呈现肥料氮比例随叶位上升而减少的规律,施氮量越高,部位间差异越小。     

有机肥替代化肥不同比例对黑土土壤微生物学性质及春麦产量品质的影响

有机肥替代化肥对于提高土壤质量、改善农村和农业生产环境具有十分重要的现实意义.研究通过分析有机肥不同比例替代化肥对黑土土壤微生物生物量碳氮、土壤酶活性以及春麦籽粒产量品质等方面的影响,探讨该地区适宜的有机肥替代化肥减施比例.试验设置了不施肥(CK)、100％化肥(100％NPK)、25％有机肥+75％化肥(25％M)、...