山西省畜禽养殖粪尿及养分含量时空分布特征

根据迄今为止有记载的1987-2019年山西省畜牧业统计年鉴数据,从畜禽养殖数量规模及产污情况等方面简述山西省畜禽养殖业近年来的发展,采用排泄系数法估算畜禽粪尿产生量及其主要污染物含量的变化,分析了山西省不同种类畜禽养殖粪尿养分时空格局及演化特征.结果 表明,近30 a来,山西省畜禽养殖规模整体呈现阶段性上升趋势,分为1987-1996年全面发展期、1997-2006年结构调整期、2007-2014年发展方式转变期和2015年之后恢复增长期这4个时期;2007-2019年间,空间上由原来的南北高中间少变化为各地市分布均匀,太原市、阳泉市畜牧业不发达,畜禽养殖规模整体较小;将牛、家禽的养殖数量折算为猪当量后,山西省近30 a来牛的占比呈下降趋势,从63.8％降至31.4％,猪、家禽占比呈缓慢上升趋势;1987-2006年间,山西省畜禽养殖粪尿产生量年均达到3000.47万t,2007-2019年间,年均仅为2030.79万t,且近30 a来牛粪产生量最大;全省畜禽粪尿中COD、BOD、NH3-N、TN、TP含量年际变化趋势同畜禽养殖规模相似,全省畜禽粪尿中COD产生量均保持最高,年平均产生量64.3万t,占污染物产生总量的45.3％;TP产生量最低,平均仅占总量的2.5％;太原市、阳泉市由于畜牧业不发达,畜禽粪尿中养分产生量最低.运城市畜禽养殖业发展迅速,在推进产业结构调整时应侧重生猪和家禽的养殖总量及粪污控制工作.     

施肥对饲草高粱生长及营养品质的影响

研究施用氮、磷,钾肥对饲草高粱生长及营养品质动态的影响结果表明,氮肥、磷肥和钾肥配合施用可大幅提高饲草高粱生物产量,增加饲草高粱植株粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪的单位面积产出量;氮素是影响高粱生物产量的首要养分因素,其次为磷素,第三是钾素;饲草高粱植株高度以及粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量的变化规律,主要取决于品种特性;施肥主要通过影响饲草高粱生物产量,对饲草高粱植株粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪的单位面积产出量产生作用.从饲草高粱的生物产量和品质综合考虑,确定饲草高粱的适宜收割期,以开花末期至成熟中期之间为宜,过早收割饲草高粱生物产量较低,过晚收割则饲草高粱生物产量较低且品质变劣.     

不同缓控释氮肥对连作春玉米产量及氮肥去向的影响

在山西省连作春玉米区连续4年设置大田定位试验,设置不施氮肥(CK)、一次性基施尿素(CU1)、追施尿素(CU2)、树脂包膜尿素(PCU)、硫包衣尿素(SCU)、多酶金缓释尿素(MEU)6个施肥处理,研究施用缓控释氮肥对春玉米产量、氮肥去向及氮素平衡的影响,为春玉米氮素养分的科学管理技术提供参考。结果表明:(1)缓控释氮肥处理能够明显提高春玉米产量,促进氮素吸收。与CU1处理相比,SCU、MEU、PCU和CU2处理可分别提高春玉米产量17.51%,9.88%,9.62%,9.48%,同时氮肥农学利用效率分别提高7.5,4.2,4.1,4.1 kg/kg。(2)不同缓控释氮肥处理的作物吸收肥料氮以及肥料氮在0-100 cm土层残留量之间存在显著差异。SCU、MEU、PCU、CU2和CU1的氮肥表观利用率分别为36.1%,32.5%,26.5%,26.7%,19.5%,肥料氮在0-100 cm土层残留量分别占施氮量的28.5%,31.6%,35.7%,35.5%,39.1%。此外,与一次性基施尿素相比,缓控释氮肥能够显著降低肥料氮的损失,SCU、MEU、PCU和CU2分别降低了22.65%,18.81%,8.99%,8.47%。(3)综合分析不同氮肥处理的农田氮素平衡,SCU处理的春玉米吸氮量最高,为261.5 kg/hm^2,其次是MEU,为253.5 kg/hm^2。SCU的0-100 cm土层残留量在缓控释氮肥中最低,为124.1 kg/hm^2,MEU和PCU分别为131.04,140.09 kg/hm^2。SCU处理的氮表观损失量最低,为106.3 kg/hm^2,MEU和PCU分别为111.6,125.1 kg/hm^2。在山西省春玉米主产区土壤上,缓控释氮肥能够显著促进春玉米对氮素的吸收,减少氮素损失。硫包衣尿素和多酶金缓释尿素的效果相对较好。     

旱地春谷子不同生育期吸收氮、磷、钾养分的特点

研究了在施肥与不施肥处理情况下,半湿润偏旱区春谷子不同生育期氮、磷、钾养分的吸收特点.结果表明:在供试土壤条件下,施肥可明显提高春谷子产量、干物质累积量、体内氮、磷、钾含量及其累积量;施肥或不施肥,春谷子地上部干物质的累积量随生育期呈典型"S型"曲线增长,其中抽穗灌浆期为累积高峰期,占总累积量的50%左右;植株氮含量随生育期呈曲线下降趋势,整个生育期植株含磷量呈"W型"变化,植株含钾量呈单峰曲线变化,峰值出现在拔节期;植株氮、磷、钾累积吸收量随生育期的延长和施肥水平的提高而增加,但各生育期相对累积吸收比例,施肥与否差异不大;苗期氮、磷、钾的吸收量约占总吸收量的1%～3%,拔节期约占总吸收量的30%、20%、37%,是钾素吸收的高峰期,孕穗期约占22%、21%、34%,抽稳灌浆期约占43%、53%、23%,是氮、磷吸收的高峰期,籽粒形成期约占3%～5%;不论施肥与否,地上部氮、磷、钾累积吸收量与干物质累积量之间均呈极显著正相关,而与植株氮、钾含量之间呈极显著负相关.     

长期施肥对褐土土壤酶活性的影响

利用1992年布设在山西省寿阳县褐土区域的长期试验平台,开展了长期施肥对褐土土壤酶活性的影响研究。选择长期试验中的9个处理:不施肥对照(N_0P_0M_0)、4个不同氮磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0、N_3P_3M_0、N_4P_4M_0)、3个有机无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2)和单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6),于2018年秋季采集上述9个处理的0～20,20～40 cm土层土壤样品,分析测定各土壤样品的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性。结果表明,氮磷化肥配施的4个处理,脲酶活性均较对照有所增加,N_1P_1M_0、N_2P_2M_0、N_3P_3M_0、N_4P_4M_0处理增幅分别为0.33%,1.3%,5.21%和11.4%,且脲酶活性随氮肥施用量的增加呈增加趋势;随氮肥施用量的增加碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照有所减少,其中,碱性磷酸酶活性随磷肥施用量增加也呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥配施的脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性均较对照显著增加,且较单施氮磷化肥处理效果更显著。综合分析表明,合理的有机无机肥配施对褐土脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性的提高作用最显著。     

长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮量及酶活性的影响

通过对山西省寿阳长期定位试验田0―20 cm和20―40 cm的土壤测定和分析,探讨了长期有机无机肥配施下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物生物量C、N变化基本一致。褐土微生物生物量碳、氮从0―20 cm到20―40 cm土层均呈减少趋势;长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能提高褐土微生物生物量碳、氮;不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量C、N显著增加。脲酶和碱性磷酸酶活性从0―20 cm到20―40 cm土层呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有变大趋势,而碱性磷酸酶活性则呈变小趋势。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明,微生物生物量C、N和土壤酶活性可以判断褐土土壤有机质和N素状况,可作为评价褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标,同时也可为提高褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

长期施肥对土壤及玉米籽粒中Pb、As含量的影响

【目的】探究褐土区长期施肥农田土壤重金属Pb、As含量的动态变化规律。【方法】基于22年的氮磷化肥与有机肥配施长期定位试验,通过对0—20及20—40 cm土层及2013年玉米籽粒Pb、As含量的测定,分析褐土农田Pb、As的累积状况、年际变化特征、剖面分布特征及对玉米籽粒Pb、As含量的影响。【结果】不施肥处理土壤Pb、As含量均有所减少,其他施肥处理均有所累积;土壤Pb含量整体呈升高趋势,较基础土样升高了1.77—8.41 mg·kg-1,升高幅度为4.42%—20.95%;土壤As含量则呈下降趋势,较基础土样降低了17.10%—41.54%;Pb具有表聚性,As在20—40 cm土层的含量要高于耕层;2013年不同施肥处理土壤重金属Pb、As含量均未超过土壤环境质量二级标准;其中磷肥和有机肥对褐土中Pb、As含量的处理间差异影响不显著;2013年玉米籽粒中Pb、As含量低于国家食品安全限量标准。【结论】施肥处理均表现出重金属Pb累积现象,因此应注意控制肥料的施用量。     

长期不同施肥对褐土持水性质的影响

为了评价长期不同施肥对褐土土壤物理性状和土壤持水性质的影响,依托山西省寿阳旱地农业生态系统国家野外科学观测研究站长期进行氮磷肥与有机肥配合施用定点定位试验的褐土农田,设置不施肥（CK）、单施氮磷肥（NP）、氮磷肥与有机肥配施（NPM）和单施高量有机肥（M）等4个处理,并测定其土壤容重、孔隙度、紧实度、饱和导水率以及土壤水分特征曲线等指标。结果表明,与CK相比,NPM和M处理显著降低了土壤容重和紧实度,提高了土壤孔隙度和饱和导水率,同时水分累计入渗量也分别提高了20.00%和47.62%;土壤水分特征曲线表明,不同处理土壤持水能力从高到低为M>NPM>NP>CK;Van Genuchten模型拟合结果表明,M处理下田间饱和含水量（θs）和剩余含水量（θr）均最高,而CK最低。与CK相比,NPM和M处理田间持水率分别提高了11.97%和40.27%,土壤有效含水率分别提高了15.11%和21.35%。综上,长期施用高量有机肥（M）以及氮磷肥与有机肥配施（NPM）配合施用可以提高土壤持水能力,是褐土区较为适宜的施肥措施。     

旱地褐土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过17年大田长期定位试验,研究了在自然降水、一年一作春玉米种植制度下,有机无机肥配合施用时,0～300cm褐土剖面硝态氮分布与累积的特点及农田氮素平衡.结果表明,适量的氮磷肥及合理的有机无机肥配比可显著提高作物产量,土壤氮素基本平衡;过低量的氮磷肥配施,土壤氮素处于亏缺状态;过高量的氮磷肥配施、有机肥及有机无机肥料配...