为给西北荒漠绿洲区紫花苜蓿测土施肥奠定科学基础,本研究采用"零散实验数据整合法"和"养分平衡-地力差减法",对该自然区域紫花苜蓿土壤氮素丰缺指标和推荐施氮量进行了研究。结果表明:西北荒漠绿洲区生长第1年紫花苜蓿土壤碱解氮第1～7级丰缺指标为≥77、57～77、42～57、31～42、23～31、17～23和

在19年长期定位施肥试验的基础上,研究了施肥后NO3--N在晋西北土壤中的残留效应,结果表明:单施低量有机肥后,NO3--N不会在土壤中累积,在土壤剖面的分布呈直线型;其他施肥处理都造成了NO3--N在土壤中的累积,且呈倒"S"型分布,在20~80,140~200 cm土层出现了2个NO3--N累积层,在80~140 cm土层形成了NO3--N累积的低值区域。单施氮肥大幅度提高了NO3--N的累积量,配施磷肥后,可显著减少NO3--N在土壤中的累积;配施低量有机肥后,NO3--N的累积量基本上与单施氮肥处理持平;配施高量有机肥后,加重了NO3--N在土壤中的累积。

归纳不同施肥条件下土壤养分和微生物量碳氮磷(CNP)化学计量特征及与之相关的酶活性变化，从施肥制度与土壤中养分平衡的关系着手制定出更加合理的施肥措施。通过数据整合分析，收集已公开发表施肥土壤中CNP化学计量比和酶活性变化的相关中、英文文献，提取有效数据，然后进行数据分析，通过绘制森林图明确土壤和微生物量CNP化学计量特征及土壤酶活变化对不同施肥方式的响应。结果表明：单一化肥、复合肥和化肥有机肥配施处理中C/N平均值分别为14.1,14.8和23.2,C/P分别为20.4,15.3和14.8,N/P分别为5.03,4.43和3.10。不同施肥措施下MBC/MBN和MBN/MBP无显著差异，MBC/MBP值排序为：化肥有机肥配施>单一化肥>复合肥。不同施肥制度均能提高土壤蔗糖酶、磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性，其中化肥配施有机肥效果最为显著。化肥配施有机肥时蔗糖酶活性增幅可高达100%。化肥有机肥配施能够显著影响土壤中CNP化学计量比，增强微生物活动，促使微生物释放更多有利于土壤养分矿化的酶，是农业生产中提高作物产量并保证土壤健康的有效途径；土壤酶活性受到土壤肥力状况和微生物过程的共同制约，CNP化学计量比与土壤酶活性存在一定相关性，而这同时也受到土地利用类型、土壤酸碱度和轮作制度等因素的影响。土壤养分-微生物-酶活性体系的研究可以为农田系统优化施肥管理提供一定的理论依据。

为探究湖南双季稻区早稻季防控稻田氮、磷养分流失污染的施肥模式,通过田间试验,设置了不施氮磷肥处理(CK)和常规施肥(CF)、有机肥替代(OM)、控释肥减施(CRF)、绿肥还田(GM)4种施肥模式,研究了不同施肥模式对稻田氮、磷养分径流流失的影响。结果表明:相较于常规施肥模式,有机肥替代、绿肥还田和控释肥减施模式稻田总氮径流流失量分别减少了12.80%、16.62%、28.55%,各施肥处理早稻总氮素流失率大小表现为:常规施肥>有机肥替代>绿肥还田>控释肥减施,氮素流失形态主要以可溶性氮为主,占流失总氮的80.48%～91.96%,可溶性氮中以铵态氮为主。控释肥减施和绿肥还田模式均能减少稻田磷素径流损失量,与常规施肥模式相比,总磷径流流失量分别减少了6.26%和28.30%;有机肥替代模式稻田总磷径流损失量较常规施肥模式增加26.33%;各施肥处理早稻总磷流失率表现为:有机肥替代>常规施肥>绿肥还田>控释肥减施,磷素流失形态前期以颗粒态磷流失为主,后期以可溶态磷为主。在4种施肥模式中,控释肥减施和绿肥还田模式能降低稻田氮磷径流流失量,在南方双季稻区推广这两种施肥模式可有效防控农田氮、磷流失污染风险。

目的系统探讨三江平原湿地开垦后不同种植年限对土壤剖面性质及碳、氮含量变化等的影响规律,分析其相互关系,为该地区现有种植方式下耕地质量建设提供参考依据。方法采用野外实地调查方法,系统调查了三江平原宝清县北部、抚远县东南部两个垦区中不同农业利用年限土壤剖面层次、容重、植被组成等的变化,并采集表层和亚表层土壤样品,测定相应的碳、氮含量,分析其含量变化与种植年限的相互关系。结果随着种植年限的延长,土体中相应层次的形成和分化愈明显,腐殖质层厚度愈变薄,二者间呈显著负相关;土壤容重则随种植年限延长而增加,且二者间呈直线相关;表层和亚表层土壤有机碳的含量均随种植年限的增加而减少,二者间的相互关系可用二次多项...

【目的】明确大田等氮量条件下,有机肥替代化肥对玉米农田土壤温室气体(N_2O和CO_2)排放及其增温潜势的影响,为稳定作物产量、减少化肥投入、减少氮肥流失、提高氮肥利用效率提供理论依据。【方法】2018和2019年大田采用静态箱-气相色谱法,以不施肥(CK)为对照,比较等氮量条件下常规单施化肥(NPK)、有机肥替代30%(化学肥料180 kg N·hm~(-2)+有机肥90 kg N·hm~(-2),NPKM30)、有机肥替代50%(化学肥料135 kg N·hm~(-2)+有机肥135 kg N·hm~(-2),NPKM50)对夏玉米生育期土壤N_2O和CO_2排放的影响,并估算玉米季农田温室气体排放量、全球增温潜势(global warming potential,GWP)和农业碳足迹(carbon footprint)。【结果】等氮量条件下NPK、NPKM30和NPKM50处理间的玉米籽粒产量没有显著差异。玉米整个生育期土壤N_2O排放通量呈动态变化,且3个施肥处理的N_2O排放通量均高于对照。与NPK相比,NPKM30处理两年N_2O累积排放量均值增加5.22%,而NPKM50处理降低7.92%。玉米生育期N_2O累积排放量占土壤全氮的12.91?—18.74?。3个施肥处理间CO_2排放通量的季节变化趋势基本一致,变幅为74.53—367.04 mg·m~(-2)·h~(-1)。施肥显著增加CO_2累积排放量,与NPK相比,NPKM30和NPKM50处理两年CO_2累积排放量均值分别增加0.91%和5.79%;GWP分别增加2.07%和2.10%。与NPK处理相比,NPKM30处理的温室气体排放强度(GHGI)和单位产量碳足迹降低2.46%和1.43%,而NPKM50处理增加3.37%和1.43%。【结论】部分有机肥替代化肥能够增加玉米田土壤温室气体排放量和全球增温潜势,但能够保持玉米产量稳定,同时有效降低温室气体排放强度和单位产量碳足迹,综合考虑玉米产量和生态效益,有机肥替代30%(NPKM30)是实现玉米稳产减肥减排较为理想的有机肥替代化肥比例。

在甘肃河西绿洲灌漠土上进行的长期定位试验表明,连续20年不施用任何肥料,导致农田土壤生产能力严重衰退。2001年不施肥的小麦产量仅是试验开始时(1982年)的25.7%,2000年的玉米产量为1984年的28.2%。肥料是影响农田土壤生产力的重要因素,不同肥料的影响程度依次是:氮肥>有机肥>磷肥>钾肥,其平均增产率分别为36.5%、27.3%、24.7%和2.9%。随着试验年限的延长,不施任何肥料的对照产量持续降低,故氮肥的增产效果增加;磷肥增产效果比较平稳;钾肥在试验开始后最初6年(1982～1987年)无显著增产效应,中期具有一定的增产作用(1988～1992年),后期8年(1993～20...

为了提高氮素的经济效益,减少氮素产生的农业面源污染,采用田间定位试验的方法,在子牙河流域研究不同氮肥用量和施肥措施对冬小麦-夏玉米轮作农田无机氮分布和累积以及对产量和氮肥利用效率的影响。结果表明,小麦-玉米轮作周期后,无机氮的分布和累积以均以硝态氮为主,从硝态氮分布看,土壤硝态氮含量随着施氮量的增加而显著增加,玉米收获期40 cm以下土层中习惯施肥显著高于优化施肥和对照处理;从小麦和玉米收获期1.2 m土层硝态氮残留来看,优化施肥、优化施肥+有机肥、优化施肥-秸秆还田、缓控肥+有机肥分别比习惯施肥减少43.55%,26.53%,40.82%和42.89%,28.96%,38.28%,32.52...

以水稻(Oryza sativa)为研究对象,进行大田试验,探讨在重金属镉污染土壤(总Cd含量为5.78 mg·kg-1)上施用不同硅肥对水稻产量、水稻不同部位镉含量的影响。结果表明:土施硅肥(750 kg/hm2)、喷施0.2%无机硅溶胶、喷施0.2%有机硅溶胶均增加了水稻产量,显著地降低了水稻根、茎叶和稻米中Cd的含量及其富集系数,其中,稻米Cd含量分别下降了49.04%、60.55%、62.19%。土施硅肥对水稻的增产效应高于喷施硅溶胶,而喷施硅溶胶对降低水稻Cd含量的效应优于土施硅肥。

为揭示区域尺度农田面源污染现状，以农作物及其化肥施用量研究对象，提出了农田面源污染风险等级(包括安全、微风险、低风险、中风险和高风险)与粮食作物当量概念，剖析了近20年主要作物与作物类型的农田面源污染风险及其变化过程，构建了区域尺度农田面源污染风险评价模型，在国家尺度、区域尺度与省域尺度开展了我国农田面源污染风险评价研究。结果表明：1)不同作物类型及作物农田面源污染风险有较大差异。粮食作物属氮低风险和磷微风险，油料作物属氮、磷微风险，棉花属氮高风险和磷低风险，麻类作物属氮高风险和磷微风险，糖料作物属氮、磷高风险，烟叶属氮安全与磷中风险，蔬菜属氮中风险和磷高风险，茶园属氮高风险和磷中风险，果园属氮、磷肥高风险；2)国家尺度农田氮、磷面源污染风险系数分别为1.14和1.45,属氮、磷低风险。区域尺度农田氮面源污染风险系数1.02～1.37,除华南属中风险外，其它区域均为属低风险；农田磷面源污染风险系数1.08～2.20,东北、华北、华中和华东属低风险、西南与西北属中风险，华南属高风险；3)省域尺度农田氮面源污染风险系数0.95～1.41,除广东等7省属中风险外，其它省均属低风险；农田磷面源污染风险系数1.16～2.99,除贵州等8省高风险、云南等4省中风险、以及黑龙江与吉林微风险外，其他17个省均属低风险。综上，作物类型及其种植面积对区域农田面源污染风险有重要影响，粮食作物比例越大，农田面源污染风险越低，如东北、华北、华东和华中地区；果园、蔬菜或茶园比例越大，农田面源污染风险越高，尤其是磷风险，如西南、西北和华南地区。