生草覆盖下有机无机肥配施对苹果园土壤磷形态分布的影响

依托13年长期定位试验采取裂区设计,主处理为行间生草覆盖和清耕,副处理为4个施肥处理,具体为不施肥(CK)、单施有机肥(M)、氮磷钾配施(NPK)、有机无机肥配施(MNPK),采用修正的Hedley磷分级方法浸提和测定各磷形态。结果表明：石灰性土壤0—20,20—40 cm土层各形态磷含量以盐酸态磷(D.HCl—P)和残留态磷(Residual—P)为主,水溶性磷(H₂O—P)与碳酸氢钠无机磷(NaHCO₃—Pi)比例较低。经过13年生草覆盖和不同施肥处理,生草覆盖条件下有机无机肥配施提高土壤中无机磷的含量和占比,降低残留态磷的含量。比例在0—20,20—40 cm土层无机磷比例分别由68.5%和66.1%上升到75.8%和69.7%,残留态磷的比例由26.8%和27.0%下降到18.3%和23.5%。生草覆盖下有机无机肥配施可显著提高土壤有效磷和无机磷的含量以及H₂O—P、NaHCO₃—Pi活性磷在土壤中的比例,生草覆盖结合有机无机肥配施能够增加土壤活性磷含量,保持高比例有效磷库,是提高当前苹果园...     

咸阳灌区冬小麦推荐施肥指标体系研究

【目的】建立陕西咸阳灌区冬小麦推荐施肥指标体系,为指导该区科学施肥提供参考。【方法】于2006-2009年,在陕西省咸阳市的秦都区、渭城区、武功县、兴平市、乾县、泾阳县和三原县共布置了112个冬小麦"3414"田间试验,即设置氮、磷、钾3个因素,每个因素4个水平,共14个处理。根据"3414"田间试验结果和冬小麦相对产量,划分了土壤养分含量的丰缺指标,然后对不同养分丰缺指标下的最佳推荐施肥量进行了计算。【结果】咸阳灌区冬小麦N、P2O5、K2O的平均农学效率分别为5.7,5.6和5.5kg/kg,增产率分别为25.1%,14.7%和7.9%,增产作用依次为氮肥磷肥钾肥,随着冬小麦相对产量水平的降低,肥料的增产率和肥料贡献率呈下降趋势,土壤贡献率呈上升趋势。建立的咸阳灌区冬小麦的土壤养分丰缺指标为,碱解氮:低(17~≤47mg/kg)、中(47~≤86mg/kg)、高(86~≤105mg/kg)、极高(105mg/kg);速效磷:低(1~≤8mg/kg)、中(8~≤28mg/kg)、高(28~≤41mg/kg)、极高(41mg/kg);速效钾:低(4~≤45mg/kg)、中(45~≤117mg/kg)、高(117~≤180mg/kg)、极高(180mg/kg)。构建了咸阳冬小麦氮、磷、钾肥推荐施肥量与土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量测定值之间的数学模型,当土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量的测定值为17~105,1~41和4~180mg/kg,氮、磷、钾推荐施肥量分别为407~69,220~67和216~66kg/hm2。【结论】成功构建了咸阳灌区冬小麦推荐施肥指标体系,为该地区冬小麦合理、科学施肥有一定参考价值。     

陕西省苹果主产区土壤有机质、氮磷钾养分含量与分布特征

【目的】研究陕西省苹果主产区土壤养分状况,为陕西省苹果主产区施肥策略的合理制定及土壤养分管理提供科学依据。【方法】自2012～2016年,在陕西省延安、铜川、渭南、咸阳和宝鸡5个苹果主要生产地区选取典型果园,样点数依次为17208、2634、8589、14723和303个,采集0—40 cm土层土壤样品,测定土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,并利用现有果园土壤养分分级标准,比较分析各地区土壤养分分布状况。【结果】目前,陕西省苹果主产区土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量平均值分别为11.5 g/kg、57.1 mg/kg、13.0 mg/kg和160.4 mg/kg,较低和低等水平所占比例分别为33.3%、61.8%、85.0% 和50.4%。不同地区土壤养分存在一定差异,从全区来看,基本呈西、南高,东、北低的分布特征,即宝鸡是果园土壤养分含量最高的地区,咸阳、渭南和铜川次之,延安果园土壤养分含量最低。延安地区果园土壤平均有机质含量9.5 g/kg、碱解氮49.4 mg/kg、有效磷9.0 mg/kg和速效钾140.0 mg/kg,处于较低和低等养分水平的果园百分比分别为61.6%、77.7%、99.3%和67.5%。铜川地区果园土壤有机质平均含量为14.2 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占88.9%;碱解氮含量均值为62.0 mg/kg,46.4%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为13.9 mg/kg,75.3%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为181.6 mg/kg,处于中等及以上水平的果园所占比例为67.2%。渭南地区果园土壤有机质含量均值为13.1 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占83.2%;碱解氮含量均值为61.6 mg/kg,54.6%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为13.7 mg/kg,81.0%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为170.1 mg/kg,42.6%的果园处于较低和低等水平。咸阳地区果园土壤有机质含量均值为12.3 g/kg,有机质达中等及以上水平的果园占85.7%;碱解氮含量均值为62.7 mg/kg,49.4%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为16.7 mg/kg,74.2%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为173.2 mg/kg,处于中等及以上水平果园所占比例为60.9%。宝鸡地区果园土壤有机质含量均值为17.5 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占97.4%;碱解氮含量均值为78.3 mg/kg,21.7%的果园在较低和低等水平;有效磷含量均值为23.4 mg/kg,64.9%的果园在中等及以上水平;速效钾含量均值为179.2 mg/kg,处于中等及以上水平果园所占比例为70.0%。【结论】陕西省苹果主产区土壤养分含量总体较低,不同地区苹果园土壤有机质和氮磷钾有效养分含量差异较大,需因地制宜确定合理的施肥方案。     

渭北旱地麦田配施有机肥减量施氮的作用效果

为了探讨陕西渭北旱地冬小麦有机无机配施的减氮效应及机理,于2011年10月至2014年6月在陕西省渭南市白水县进行了连续三年的田间小区定位试验,探究不同氮肥用量(0、75、150、225、300 kg N·hm~(-2))与有机肥(猪粪30 t·hm~(-2))配施对冬小麦产量、氮肥利用率(NUE)、土壤硝态氮残留及土壤养分的影响,明确当地最适宜的有机无机配施比例。结果表明:有机无机配施处理的产量、地上部吸氮量和NUE较单施化肥处理分别提高6.9%、29.3%和34.3%,且以有机肥与150 kg N·hm~(-2)氮肥配施处理效果最佳;有机无机配施显著改善0~20 cm土壤养分状况,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾含量分别较单施化肥处理提高6.1%、8.2%、90.4%和94.8%,但当施氮量大于150 kg N·hm~(-2)时,配施有机肥显著增加0~200 cm硝态氮残留量(43.7~188.8 kg·hm~(-2)),加大硝态氮淋溶风险;有机肥分别与75、150 kg N·hm~(-2)氮肥配施相比单独施用150、225 kg N·hm~(-2)氮肥处理在产量上无显著差异,却显著提高了NUE(27.4%和45.3%),并降低60 cm土层以下硝态氮含量。综合上述研究结果,在渭北旱地冬小麦生产中,在有机肥(猪粪)30 t·hm~(-2)的基础上配施75~150 kg N·hm~(-2)的氮肥(有机氮∶无机氮=1∶0.46~0.91),可以保证小麦高产优质,并降低氮素淋溶风险。     

旱地不同绿肥品种和种植方式提高土壤肥力的效果

【目的】黄土高原旱地土壤贫瘠,夏闲期雨热资源难以被充分利用。本研究通过田间试验研究不同夏季绿肥品种及其种植方式对绿肥鲜重、绿肥养分还田量、土壤养分含量、土壤酶活性、土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量的影响,旨在筛选出适宜当地夏闲期种植的绿肥品种及种植方式,为促进黄土高原地区农业可持续发展提供理论依据和技术支持。 【方法】本研究采用随机区组设计,以夏季裸地休闲为对照,设绿肥 (绿豆、长武怀豆、毛叶苕子、油菜) 和绿肥种植方式 (麦后播种、麦田套种) 为研究因素,共 9 个处理。绿肥盛花期全区齐地收割地上部并称重计鲜草产量,分析绿肥地上部氮磷钾含量;每个小区采集 50 株绿肥下长、宽、深均为 20 cm 的土体中的根系,称重并进行分析;绿肥收获翻压 20 天后,于各小区采集 0—20 cm 土壤样品,测定土壤养分含量,土壤微生物量碳,土壤水溶性有机碳含量以及主要酶含量。【结果】绿肥麦后播种生物量要高于麦田套种;麦后播种以怀豆和油菜生物量较高,套种以油菜生物量显著高于其他处理。不同种植方式下绿肥总养分还田量与生物量规律类似;麦后播种长武怀豆显著提高了氮素和磷素还田量,麦后播种油菜显著提高了磷素和钾素还田量;套种时氮、磷和钾还田量由高到低顺序为油菜 > 毛叶苕子 > 绿豆 > 长武怀豆,不同绿肥间差异达到显著水平。翻压油菜土壤有机质、速效磷及速效钾含量都要显著高于休闲处理;麦后播种长武怀豆并翻压 2 年后,0—20 cm 土壤有机质、总氮、矿质氮、速效磷及速效钾含量较休闲分别提高了 12.4%、22.2%、95.9%、28.6% 和 11.2%。种植绿肥与休闲相比,土壤水溶性有机碳和微生物量碳含量均有所提高,其中套种油菜增加达显著水平,麦后播种各绿肥间土壤微生物量碳含量差异不显著,但都显著高于休闲。与休闲相比,麦后播种绿肥均提高了土壤酶活性;套种绿肥除绿豆处理的脲酶和过氧化氢酶低于休闲外,其他处理均提高了土壤酶活性。土壤各测定指标与绿肥生物量之间均有显著或极显著的正相关关系,表明土壤肥力的提高主要取决于还田绿肥的生物量。【结论】长武怀豆和油菜翻压入土后,能够增加土壤的养分含量和酶活性,培肥效果优于绿豆和毛叶苕子。麦后播种绿肥的生物量、养分还田量显著高于套种,土壤养分含量及土壤酶活性也较高。所以在黄土旱塬地区可选择麦后播种长武怀豆和油菜可有效改善土壤肥力。     

减氮结合覆盖下冬小麦养分累积及转移规律研究

研究减施氮肥结合不同覆盖措施下旱地冬小麦养分累积和转移规律,以期为西北旱地冬小麦优质高效生产提供理论依据和实践经验.于2012年至2017年进行大田试验,以不施氮肥为对照,设置农户模式(施氮量为195 kg/hm~2)、农户减氮(150 kg/hm~2),在施用氮肥150kg/hm~2的基础上设置垄覆沟播、全膜穴播、秸秆覆盖3种地表覆盖处理,共6个处理,测定了5季冬小麦籽粒产量和生物量. 2016年至2017年测定各处理的氮磷累积量、转移量、转移率、转移氮磷对籽粒的贡献率,钾累积量、转移量、花后钾损失量及籽粒钾占转移钾比例.据2012-2017年5季产量和生物量平均值来看,农户减氮较农户模式籽粒产量及生物量有下降趋势,但未达到显著水平,在减氮基础上垄覆沟播有增产趋势,全膜穴播、秸秆覆盖较农户减氮分别增产8.4%, 5.0%,垄覆沟播、全膜穴播、秸秆覆盖处理的生物量较农户减氮分别增加7.1%, 15.5%, 10.0%.据2016-2017年数据显示,较农户模式,农户减氮处理氮磷的累积量、转移量、转移率、转移氮磷贡献率、钾素累积量和转移量,花后钾损失量以及籽粒钾占转移钾比例均无显著差异.较农户减氮处理, 3种覆盖处理下氮素累积量、转移量、转移率及转移氮贡献率无显著差异,垄覆沟播与全膜穴播处理促进了磷、钾的累积和转移,但对磷转移率及转移磷贡献率无明显影响,钾的花后损失量较高,籽粒钾占转移钾的比例有下降趋势,秸秆覆盖处理下磷钾累积量显著增加,磷的转移量、转移率及转移贡献率有下降趋势,钾的转移量和损失量均较低,但籽粒钾占转移钾的比例较高. 150 kg/hm~2氮肥用量基本满足旱地冬小麦生长需求,可见减施氮肥可行.全膜穴播及秸秆覆盖处理下产量有增加趋势,垄覆沟播与全膜穴播处理促进磷钾累积及转移,秸秆覆盖提高了籽粒钾占转移钾比例,因此地表覆盖很有必要.     

施氮对不同基因型夏玉米生理特性的影响

在黄土高原南部的红油土上,以陕单16(SD16)、陕单9号(SD9)、户单4号(HD4)、陕资1号(SZ1)、掖单19号(YD19)、中单2号(ZD2)、豫玉22号(YY22)、陕单902号(SD902)、农大108号(ND108)和户单2000(HD2000)等10个当地农业生产中常用的夏玉米品种为供试材料进行了大田试验,研究了不同氮肥水平对不同基因型夏玉米生理特性的影响。结果显示,与不施氮处理相比,灌浆期施氮处理的叶片硝酸还原酶活性、穗位叶叶绿素含量和光合速率分别提高2.63倍、27.7%和25%;且不同基因型生理特性对氮肥反应不一致,叶绿素含量变异系数为21%,ZD2施肥后光合速率稍有降低,而ND108则提高56%,SD16则提高46%;不论氮肥水平如何,气孔导度、蒸腾速率和光合速率三者之间两两显著相关。     

不同施肥与间套绿肥对果园水热特征及硝态氮累积的影响

为了研究不同施肥与覆盖措施下苹果园水热特征及硝态氮累积量,于2012—2015年在陕西渭北旱塬白水县田家洼村进行了田间试验,探究单施化肥（农户模式FM）、推荐施肥配合树盘覆黑色膜（现有模式EM）、增施有机肥配合树盘覆黑色膜行间种植小油菜（优化模式OM）对果园水分含量、温度及硝态氮含量的影响。结果表明,与现有模式、农户模式相比,优化模式能显著提高0~200 cm土层土壤贮水量,分别平均增加6.1%、14.6%;优化模式能提高0~60 cm土层含水量随时间变化的稳定性,缓解深层（140~300 cm）土壤干燥化现象,降低土壤剖面水分垂直变异,提高土壤剖面水分垂直分布的稳定性;优化模式的三年平均产量较现有模式、农户模式分别增加20.1%、33.6%,水分利用率较农户模式、现有模式分别提高42.6%、28.9%;不同果园管理措施对土壤热量状况的影响差异显著,优化模式较现有模式能显著降低极端高温,缓冲不同时间段温度变异性,提高土壤的保温性。此外,优化模式能增加成熟期0~120 cm土层硝态氮累积量,较农户模式、现有模式分别增加277.9、183.7 kg·hm-2,优化模式可降低120~300 cm土层硝态氮累积量,较农户模式、现有模式分别降低71.3、30.0 kg·hm-2。综上所述,优化模式可明显改善土壤水热状况,降低深层硝态氮的累积量,是渭北旱地果园缓解水分和温度胁迫、改善果园生态环境、获得高产的最优果园管理模式。     

有机无机肥配施对旱地冬小麦产量及土壤物理性质的影响

通过研究有机无机肥配施对西北旱地冬小麦产量和土壤物理性质的影响,在保证冬小麦高产稳产基础上兼顾土壤物理性质,明确西北旱地麦田配施定量有机肥的最佳施氮量,为农业可持续发展提供参考。以冬小麦为供试作物,在西北旱区麦田连续5年进行了田间定位试验,采用裂区设计,主处理为施氮量分别为0,75,150,225,300 kg/hm²的5个氮水平,副处理为是否配施有机肥（30 t/hm²）。于2019年6月收获小麦后取0—10,10—20,20—40 cm土层的样品,测定其土壤容重、饱和导水率以及水稳定性团聚体等相关指标。结果表明,有机无机肥配施较单施化肥能使冬小麦产量显著增加,5年内平均提高13%,且效果最好为N150+M处理。配施有机肥后,供试土壤容重降低,在0—10,10—20,20—40 cm土层施加有机肥较不施有机肥容重分别降低4%,2%和4%。在0—10 cm土层有机无机肥配施较单施化肥降低了各处理的土壤饱和导水率,但未达到显著差异。与N0处理相比,N0+M处理下>2 mm的水稳性团聚体含量在0—10,10—20,20—40 cm土层中分别增加224%,105%,3%。无论是否配施有机肥,0—40 cm土层中土壤团聚体的MWD和GMD值均无明显变化,但整体看来,施氮量为150 kg/hm²对供试土壤水稳性团聚体的MWD和GMD值更为有利,对水稳性团聚体的稳定有一定的促进作用。综上可知,当施氮量为150 kg/hm²时,与施用量为30 t/hm²的有机肥配施有利于西北旱地冬小麦增产及土壤结构的稳定。     

基于不同降水年型渭北旱塬小麦–土壤系统氮素表观平衡的氮肥用量研究

【目的】 研究渭北旱区不同降水年型氮肥用量对小麦–土壤系统氮素表观平衡的影响规律,以实现作物稳产、平衡土壤氮素携出、避免过多氮肥残留累积为目标,通过3年田间定位试验,探讨渭北旱区冬小麦稳产增效的最佳氮素投入量。 【方法】 2011年7月—2012年6月降水量为710.1 mm,高于年均降水量 23.1%,属于丰水年;2012年7月—2013年6月降水量为391.4 mm,低于年均降水量 32.2%,属于欠水年;2013年7月—2014年6月降水量为603.8 mm,高于年均降水量 4.6%,属于平水年。本研究设置5个氮肥水平 N 0、75、150、225、300 kg/hm2,分别以N0、N75、N150、N225、N300表示,研究不同施氮量对冬小麦产量、吸氮量、氮素表观平衡及收获后土壤硝态氮残留量的影响。通过保证土壤氮素的输入和携出平衡确定氮肥用量,并通过该施氮量下吸氮量、产量及收获后100 cm土层硝态氮累积量加以验证。 【结果】 连续3年的定位试验结果表明,产量随降水量的增加而提高。相同降水量条件下,产量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,3年小麦产量均在N225水平达到最大值,但N225与N150水平之间差异不显著,小麦地上部吸氮量与籽粒产量有相似的规律;小麦收获后0—100 cm土层硝态氮残留量也随施氮量的增加而升高。其中50.8%～75.5%的集中在0—40 cm,并且随着年限的延长逐渐减少,3年平均值分别为63.8%、66.1%和53.6%,而40—100 cm土层硝态氮残留量逐年升高且有向下淋溶的趋势;3种降水年型,土壤氮素盈余量 (土壤氮素输入 – 输出) 为0 kg/hm 2的氮素盈余指标下的氮素投入量有所不同:丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为127、54和103 kg/hm2;在考虑到维持作物产量和土壤肥力而允许氮素表观盈余指标为N 40 kg/hm2时,丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为170、99和150 kg/hm2。此时的作物吸氮量 (130、59、110 kg/hm2) 和产量 (6267、2309、4502 kg/hm2) 均能保持在较高水平,与理论最高吸氮量和最高产量值接近,而施氮量与理论最高吸氮量和产量时的施氮量相比有不同程度降低,分别减少了4.7%、142%、21.3%和5.3%、120%、30.7%。小麦收获后100 cm土层硝态氮累积量分别为101.4、104.2和113.7 kg/hm2,不仅可以保持土壤氮库的稳定,还能将残留硝态氮基本维持在安全阈值内 (N 90～100 kg/hm2)。 【结论】 综合考虑不同降水年型氮肥用量下冬小麦–土壤系统氮素表观平衡的变化,建议在渭北旱区丰水年、欠水年和平水年施氮量分别为170、99和150 kg/hm2,以保证作物稳产和氮素高效吸收利用。