【目的】农田中施用腐秆剂能否有效地促进秸秆腐解和养分释放,进而提高作物产量一直存在争议。在全国尺度上,整合分析腐秆剂田间施用的秸秆促腐和作物增产效果,探明不同气候和土壤状况、秸秆特征以及还田条件下腐秆剂施用对还田秸秆降解和作物产量的影响,为科学合理地使用腐秆剂提供指导。【方法】本研究利用整合分析的方法(meta-analysis),系统分析了2001—2019年公开发表的腐秆剂田间应用相关研究论文(共89篇,含腐秆剂促腐秸秆数据63条、腐秆剂提高作物产量数据207条),探讨了气候类型、还田条件、秸秆种类、还田初始碳氮比(C/N)、土壤pH和土壤有机质(SOM)含量等6方面因素对腐秆剂促腐和增产作用的影响。【结果】研究发现,与不施腐秆剂相比,施用腐秆剂总体上可有效促进还田秸秆的降解,但在温带大陆性气候地区,秸秆还田初始C/N≤15以及土壤为中性时,腐秆剂的促腐效应却不显著,效应值的范围分别为-0.010—0.716、-0.302—0.568和-1.01—0.475;还田条件、秸秆种类和SOM含量会显著影响腐秆剂的促腐作用强度。类似地,腐秆剂的田间施用对作物产量的作用总体也表现为显著提升,但在土壤为中性时腐秆剂的增产作用并不稳定,其效应值范围为-0.284—0.751;除了还田环境、SOM含量外,其余4方面因素均会显著改变腐秆剂的增产幅度。此外,线性拟合结果显示秸秆促腐率与作物增产率之间呈现显著正相关关系(R~2=0.307,P

为明确免耕与秸秆还田对中国农田固碳和作物产量的影响,基于1995—2019年公开发表文献中的1 162对研究数据,综合分析免耕和秸秆还田的农田生态及生产效应。结果表明,在全国(不包括香港和澳门特别行政区、台湾省)范围内,仅考虑耕作影响,以翻耕为对照,免耕试验中,占比75.00%的试验研究表现出固碳速率提高,占比42.70%的试验研究表现出增产;仅考虑秸秆影响,以秸秆不还田为对照,秸秆还田试验中占比88.23%的试验表现出固碳速率提高,占比79.80%的试验表现出增产。与传统方式相比,免耕与秸秆还田技术充分推广后,其固碳潜力可分别增至2.22×10~(10)和7.00×10~(10) kg/年,增幅分别为63.90%和7.00%;全国主要粮食作物总产量分别增加-1.16%和3.72%。回归分析表明,免耕对作物产量和有机碳的影响分别与平均气温极显著相关,与土壤粘粒含量显著相关;秸秆还田对作物产量的影响与试验年限显著相关,与土壤pH极显著相关,而对有机碳的影响则与粘粒含量和土壤pH显著相关。总体上,免耕和秸秆还田可明显提高土壤的固碳能力,但存在地域上的差异,免耕和秸秆还田相对传统耕作在区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅳ等区域表现为固碳速率提高。未来应进一步挖掘免耕与秸秆还田的互作效应,进一步增强农田生态效益,提高作物产量。

【目的】大量研究表明农田施用具有特殊理化性质的生物质炭对作物产量具有显著影响,采用大样本统计方法量化生物质炭自身特性及施用管理措施对作物产量的影响程度。【方法】通过收集全球范围内公开发表的97篇生物质炭施用与土壤改良、作物生长有关的相对独立研究,共获得匹配数据819组。运用数据整合分析方法(Meta-analysis)量化生物质炭自身特性(原料、制备温度、C/N、pH)在人为施用管理(施用量与施用时长)、土壤属性(质地和酸碱度)等条件下对作物产量变化的影响。【结果】统计分析表明,与不施用生物质炭相比,施用

【目的】施用石灰是改良土壤酸度获得作物增产的传统而有效的方法之一,整合分析石灰增加作物产量的效应和原因,对科学合理施用石灰维持作物高产提供指导。【方法】收集已公开发表有关石灰改良酸性土壤的文献数据,建立土壤p H和作物产量/生物量数据库。分析土壤初始p H(3.1—6.6)、作物类型(粮食作物、经济作物)、石灰施入量(6 000 kg·hm-2)和石灰类型(生石灰、熟石灰、石灰石粉)下,作物的增产率。【结果】与不施石灰相比,酸性土壤上施用石灰可提高作物产量,增产幅度为2%—255%,粮食类作物和经济类作物

结合关中平原农业生产现状,通过对不同秸秆还田模式组合下土壤有机碳、活性有机碳含量和作物产量变化趋势的研究,揭示秸秆还田效应,为研究区筛选合理的还田模式以及农田土壤培肥和农业可持续发展提供理论依据。结果表明,小麦秸秆还田后经过一季夏玉米生长,能使耕层土壤(0～40 cm)有机碳有所提升;高留茬还田使0～20 cm土层土壤活性有机碳和碳库管理指数呈现降低趋势,而粉碎直接还田使其有所提高,但差异均未达到显著水平。随后对玉米秸秆进行还田,再经过一季小麦生长后,使得耕层土壤有机碳含量有所提高,其中连续两季进行秸秆粉碎直接还田使有机碳含量提高幅度最大,0～20,20～40 cm土层有机碳分别提高1.86,...

为合理利用秸秆资源,减少氮肥施用量,在前作油菜秸秆全量还田下,以玉米郑单958为材料,设置2个施氮水平N1(当地常规施氮)和N2(减氮20%),并配施不同秸秆腐熟剂T0(不配施)、T1(大华酵素菌速腐剂)、T2(宁粮牌秸秆速腐剂)、T3(九业牌秸秆腐熟剂),研究不同处理对夏玉米生长、产量及品质的影响。结果表明:配施秸秆腐熟剂和减氮能缩短夏玉米生长发育周期1～4d;所有处理叶面积指数均在吐丝期达到最大值,配施秸秆腐熟剂处理的叶面积指数均高于未配施秸秆腐熟剂处理的;施氮量过高会降低夏玉米叶面积指数;配施秸秆腐熟剂对于夏玉米干物质量积累有促进作用,且N1T2处理的促进效果最为明显,完熟期达到14 342.89 kg/hm~2;N2T3处理夏玉米产量比N1T0的提高了10.88%;配施秸秆腐熟剂有利于提高夏玉米籽粒蛋白质和游离氨基酸含量;减氮增加了夏玉米籽粒的可溶性糖含量,降低了游离氨基酸含量。

为合理利用秸秆资源,减少氮肥施用量,在前作油菜秸秆全量还田下,以玉米郑单958为材料,设置2个施氮水平N1(当地常规施氮)和N2(减氮20%),并配施不同秸秆腐熟剂T0(不配施)、T1(大华酵素菌速腐剂)、T2(宁粮牌秸秆速腐剂)、T3(九业牌秸秆腐熟剂),研究不同处理对夏玉米生长、产量及品质的影响。结果表明:配施秸秆腐熟剂和减氮能缩短夏玉米生长发育周期1～4d;所有处理叶面积指数均在吐丝期达到最大值,配施秸秆腐熟剂处理的叶面积指数均高于未配施秸秆腐熟剂处理的;施氮量过高会降低夏玉米叶面积指数;配施秸秆腐熟剂对于夏玉米干物质量积累有促进作用,且N1T2处理的促进效果最为明显,完熟期达到14 342.89 kg/hm~2;N2T3处理夏玉米产量比N1T0的提高了10.88%;配施秸秆腐熟剂有利于提高夏玉米籽粒蛋白质和游离氨基酸含量;减氮增加了夏玉米籽粒的可溶性糖含量,降低了游离氨基酸含量。

【目的】农业生态系统增温潜势是影响全球气候变化的重要部分。本研究通过田间试验明确施用生物炭和秸秆还田对农田增温潜势的影响，以期为减缓气候变化和农业废弃物资源化利用提供理论依据。【方法】在山东省桓台县农业生态系统试验站的冬小麦-夏玉米轮作农田中开展了3年田间定位试验，试验共设置4个处理：①对照（CK）；②施用生物炭9.0t·hm~(-2)·a~(-1)(C）；③全量秸秆还田（S）；④秸秆还田配施9.0 t·hm~(-2)·a~(-1)生物炭（CS）。4个处理均施等量的氮磷钾化肥，其中氮肥为尿素，用量为200 kg·hm~(-2)·a~(-1)，磷肥为过磷酸钙，用量为55 kg·hm~(-2)·a~(-1)，钾肥为硫酸钾，用量为40 kg·hm~(-2)·a~(-1)。采用静态暗箱-气相色谱法测定各处理温室气体（CO_2、N_2O和CH_4）的排放通量并计算净全球增温潜势（NGWP）和温室气体排放强度（GHGI），分析连续施用生物炭和秸秆还田对农田温室气体排放及增温潜势的影响。【结果】（1）综合3年的温室气体排放情况，与CK处理相比，S和CS处理的年平均生态呼吸排放量（Re）分别增加了47.8%和67.9%(P<0.05);C处理的年平均N_2O累积排放量降低了20.3%(P<0.05），而S和CS处理的N_2O年平均累积排放量分别增加了23.6%和41.4%(P<0.05）。（2）与CK处理相比，C、S和CS处理的土壤有机碳年平均变化量（ΔSOC）均有显著增加，其中CS处理增幅最大，增加了150.6%(P<0.05）。与第1年相比，C、S和CS处理第3年的ΔSOC均有显著增加（P<0.05），分别增加了21.7%、20.8%和17.8%。各处理的NGWP和GHGI均存在显著差异，与CK相比，C、S和CS处理的年平均NGWP分别降低了163.5%、171.7%和273.0%(P<0.05），与第1年相比，C、S和CS处理第3年的NGWP均有显著降低（P<0.05），分别降低了73.4%、58.8%和54.7%。与CK相比，C、S和CS处理的年平均GHGI分别降低了236.2%、253.3%和388.9%(P<0.05),C、S和CS处理第3年的GHGI较第1年分别降低了126.3%、98.2%和108.6%(P<0.05）。就产量而言，C、S和CS处理的作物产量保持相对稳定，有轻微增长，但与CK相比无显著差异。【结论】与单施化肥相比，在施化肥的基础上添加生物炭、秸秆还田、秸秆还田配施生物炭的措施均能够在不影响作物产量的前提下抑制增温潜势，其中秸秆还田配施生物炭能够最大程度地降低农田增温潜势，因此秸秆还田配施生物炭是增加农田固碳、缓解气候变化的一项有效措施。

【目的】施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。然而,在全国尺度上量化施用有机肥对农田土壤微生物生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)含量的影响研究极其缺乏。因此,探明不同气候和土壤条件下有机肥施用后农田SMBC和SMBN的变化规律,可为不同地区合理施用有机肥、提高土壤肥力和微生物活性提供理论依据。【方法】本研究搜集1990年至2017年已发表的文献共70篇(336和222个相对独立的数据分别涉及SMBC和SMBN),结合整合分析(Meta分析)从不同气候类型、土地利用类型和土壤p H

为了研究施用腐植酸肥对白芷产量和质量的影响,为腐植酸肥在白芷上的应用提供理论依据。试验采用单因素随机区组设计,收获后测定产量与主要有效成分含量。结果表明,不同处理对白芷的产量和质量均有一定影响。施用腐植酸类肥料均可提高白芷产量及质量,其中以1.0 g.L-1浓度的黄腐酸进行叶面喷施综合效果最好。

【目的】系统地研究华北平原冬小麦/夏玉米轮作体系对不同碳氮管理措施的响应,为作物增产、土壤培肥、环境友好的"三赢"局面提供数据支持和理论依据。【方法】分别采用Nmin测试法、尼龙网袋埋藏法、静态碱液吸收法研究不同碳氮管理对冬小麦/夏玉米不同时期0—1 m土层硝态氮累积量、秸秆腐解、土壤CO2排放的影响。【结果】基于Nmin测试法的优化碳氮(Nopt,C+Nopt)处理和平衡氮素的碳氮(C+M,C+W)处理在冬小麦产量上为传统碳氮(Ncon,C+Ncon)处理的100.8%—115.9%;在夏玉米产量上,为传统处理的96.0%—116.4%;且能够节省48.2%—70.4%的氮肥用量。传统处理0...

［目的］研究一次性、大量施用生物质炭对作物产量和养分吸收的影响及其影响的年际变化，为生物质炭农田施用提供科学依据。［方法］该试验是两因素随机区组设计，因素一为生物质炭，包括０（Ｃ０）、２０（Ｃ２０）和４０（Ｃ４０）ｔ·ｈｍ～（－２）３个施用水平；因素二是氮素施用，包括施用（Ｎ１）和不施用（Ｎ０）２个水平，共６个处理（Ｃ０Ｎ０、Ｃ２０Ｎ０、Ｃ４０Ｎ０、Ｃ０Ｎ１、Ｃ２０Ｎ１和Ｃ４０Ｎ１），每处理３个重复。观测了施用生物质炭后２０１０年水稻、２０１４年水稻和２０１５年小麦产量及氮、磷和钾养分吸收的变化。［结果］相同的生物质炭施用水平下，氮肥施用显著增加了２０１０年水稻、２０１４年水稻和２０１５年小麦．．．

为了研究长期施用生物有机肥对土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和小麦产量的影响,在中国农业大学曲周试验站进行了7年的施用15.0,7.5 t/hm2有机肥(包括EM堆肥、EM鸡粪肥和传统堆肥)、施用化肥和对照处理的田间试验。结果表明,随着有机肥用量的提高,土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶活性和小麦产量增加。施用化肥也可以提高作物产量与土壤脲酶的活性。土壤脲酶的活性在不同施肥处理中的变化趋势是:对照<化肥处理<堆肥处理。土壤碱性磷酸酶与过氧化氢酶活性在不同施肥措施中的变化趋势是:化肥处理<对照<堆肥处理。不同

【目的】华北平原地区是中国最重要的冬小麦和夏玉米生产基地,不同农田土壤基础性质差异是造成该地区农田生产力空间变异的基本原因。通过研究该地区冲积始成土冬小麦-夏玉米轮作农田土壤剖面性质对水氮过程以及作物产量形成的影响,以期为该地区高产农田的水氮利用与管理提供参考。【方法】选取位于山东省泰安市研究区3块具有不同土壤基础性质且产量存在显著性差异的农田,进行3年田间试验,测定土壤剖面的土壤基本性质,具体包括机械组成、饱和导水率、田间持水量、永久萎蔫点、有机碳、全氮;监测土壤剖面0—160 cm的水分和硝态氮的动态变化以及作物生物量、叶面积指数和产量等。运用根区水质模型(RZWQM)对各农田的水氮过程进...

为优化秸秆还田技术体系,采用2种快腐剂(腐秆灵、腐解菌)处理早稻还田秸秆,研究其对晚稻产量形成的影响。结果表明:快腐剂处理早稻还田秸秆,可促进晚稻分蘖,提高有效穗数;促进穗分化,提高每穗粒数与粒叶比;促进叶面积扩展,提高干物质积累量;对晚稻具有显著增产作用,增产幅度达8%~12%;腐解菌处理后的晚稻有效穗数、穗粒数、孕穗期叶面积指数、产量及茎鞘物质输出率比腐秆灵处理的分别提高1.7%、1.5%、4.3%、3.9%和17.45%,2种快腐剂处理的孕穗期叶面积指数和茎鞘物质输出率的差异显著。