【目的】以甜玉米作为填闲作物,探讨不同的根层调控措施对消减土壤剖面累积硝态氮及下茬黄瓜生长的影响。【方法】在华北平原传统棚室蔬菜的休闲季种植甜玉米,针对甜玉米设置添加土壤调理剂和秸秆还田2种根层调控措施,以甜玉米传统种植作为对照,进行田间小区试验。试验于2008年5月至2011年5月进行,共3次甜玉米-黄瓜轮作,6季作物。每年6月初至9月底种植甜玉米,10月初至次年1月底扣棚育黄瓜苗,当年2月初种植黄瓜。在甜玉米季,共3个处理,随机排列,重复3次。小区面积为4 m×2 m,小区间隔0.3 m,区组之间布设1 m的保护行。【结果】甜玉米种植季,调理剂处理的玉米籽粒产量最高,2008、2009和2...

【目的】本研究以甜玉米(Zea mays L.)作为填闲作物,探讨根层调控措施对填闲作物消减土壤剖面累积NO3--N的影响。【方法】通过设置休闲、传统种植、土壤调理剂和秸秆还田4个处理,进行田间小区试验。【结果】在本试验条件下,施用土壤调理剂的甜玉米总生物量最大,其吸氮量与秸秆还田处理没有差异,但均明显高于传统种植;填闲季结束后0-100cm土层NO3--N消减量显著高于100-200cm土层,2种根层调理处理0-100cm土层残留NO3--N显著低于传统种植,100-200cm三者之间未表现差异,休闲导致土壤NO3--N高量残留且下移趋势严重;秸秆还田、土壤调理剂处理的30-60cm和60-...

通过6年田间小区定位试验研究小麦-玉米轮作体系中不同施氮量对土壤硝态氮分布、累积以及作物产量的影响。结果表明:保证河北省山前平原小麦高产的适宜施氮量为250 kg/hm2,玉米高产的适宜施氮量为150kg/hm2。从施氮量对土壤硝态氮的分布和累积特征分析,在小麦-玉米季施氮量均低于150 kg/hm2的处理,基本上能控制土壤硝态氮向深层土壤的淋失,进而能明显降低土壤硝态氮向地下水淋失的风险。从不同施氮量对作物偏生产力的影响来看,随着施氮量的增加,小麦和玉米的偏生产力明显降低,在小麦-玉米轮作体系中施氮量均为150kg/hm2的处理,小麦和玉米的偏生产力最大,分别为43.09%,56.76%。综...

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作区高产田水肥资源利用效率低、氮素累积严重的问题,探索不同根层调控措施对作物氮素利用及土壤NO3--N残留的影响。【方法】以华北平原高产粮田为对象,设置传统水氮、水氮调控、调控+土壤调理剂(Agh)、调控+CRU(用含量为43%的缓释尿素代替氮肥)和调控+植物生长调节剂(GGR)田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同根层调控措施对氮素利用的效果。【结果】在控水减氮前提下,调理剂和GGR处理的小麦玉米周年产量、吸氮量均高于传统水氮。小麦拔节期GGR处理80—100 cm土层根系分布较多,表明GGR能促进中下层根系的发育;玉米大喇叭口期,藁城调理剂...

【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...

一季不施氮对冬小麦产量影响显著,对夏玉米产量影响不大;连续二季和三季不施氮使冬小麦和夏玉米产量都大幅度减产;连续四季以上不施氮使冬小麦和夏玉米产量分别稳定在1693～1807kg/hm2和4575～4782kg/hm2范围的较低水平。不施氮条件下,冬小麦的减产幅度大于夏玉米。不施氮主要通过降低两种作物的穗粒数影响产量。一季和连续两季不施氮使土壤无机氮含量迅速下降,连续两季以上不施氮使土壤无机氮含量稳定在较低水平。

【目的】研究残留肥料氮在不同肥力土壤中的去向。【方法】采用15N标记田间微区试验法研究小麦-玉米轮作下,施用的肥料氮在3种长期(19年)不同施肥处理土壤(不施肥土壤,No-F;施用氮、磷、钾化肥土壤,NPK;有机无机配施土壤,MNPK)连续3季作物收获后的去向。【结果】NPK和MNPK处理土壤3季作物对标记氮肥总利用率分别为57%和65%,均显著高于No-F处理土壤(28%)(P<0.05)。No-F、NPK和MNPK处理土壤随后两季(第二季和第三季)作物对第一季收获后残留氮肥的利用率分别为17%、15%和8%,其中No-F处理土壤第三季作物对残留肥料氮的利用率为7%,显著高于NPK(2%)和...

为研究引入豆角的轮作模式对设施土壤硝态氮淋失的影响及机理，2018—2020年采用田间定位试验对比番茄-甜瓜、豆角-甜瓜、番茄-豆角3种轮作模式下设施土壤硝态氮淋失量的变化特征，并探讨驱动硝态氮淋失差异的关键因子。结果表明，相对于传统番茄-甜瓜轮作，引入豆角的轮作模式显著降低硝态氮淋失，其中，番茄-豆角轮作2 a总硝态氮淋失量比番茄-甜瓜显著下降39.74%,豆角-甜瓜轮作硝态氮淋失量比番茄-甜瓜降低6.32%。3种轮作模式中，番茄-豆角环境效益最佳，为推荐种植模式。Spearman相关分析表明，设施土壤硝态氮淋失量受0～100 cm土壤储水量、硝态氮累积量和温度影响最大，呈极显著正相关；与0～100 cm有机碳储量和全氮累积量显著正相关，与0～60 cm土壤pH值显著负相关。与传统番茄-甜瓜轮作相比，推荐种植模式(番茄-豆角)主要通过显著降低0～100 cm土壤储水量、硝态氮和全氮累积量并提高土壤pH值，从而改变土壤理化性质，以及缓解氮淋失敏感季节有机氮矿化等作用引起的背景氮淋失从而改变氮循环过程等途径降低硝态氮淋失。

【目的】探究不同垄沟种植模式对旱地玉-麦轮作体系作物生产力、土壤性状及土壤硝态氮累积量的影响，为改善旱地土壤肥力，提高作物产量和效率，降低环境风险提供科学依据。【方法】基于中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2004年的长期定位试验，设置6行固定道垄沟种植（6RPRF）、6行每年起垄垄沟种植（6REYRF）、4行固定道垄沟种植（4RPRF）、4行每年起垄垄沟种植（4REYRF）和传统平作（CF）5个处理，分析了2015—2021年度玉米、小麦及其周年的产量、水分利用效率，2020年玉米收获期0—40 cm不同土层的容重、养分含量和酶活性，以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层土壤硝态氮累积量。【结果】与CF相比，4种垄沟种植下玉米、小麦、周年的6年平均产量分别显著提高8.6%—32.1%、12.5%—25.6%、11.3%—29.6%，水分利用效率分别显著提高8.6%—31.4%、12.5%—31.1%、12.8%—30.3%;0—5 cm和20—40cm土层的容重分别显著降低7.3%—11.3%和4.9%—11.5%;0—40 cm土层平均有机质、全氮、有效磷和速效钾含量及脲酶活性分别提高6.0%—19.8%、80.8%—100.0%、28.5%—80.9%、58.5%—141.2%和24.0%—46.9%,0—100 cm土层的硝态氮累积量显著提高38.8%—116.0%，其中，总体以4RPRF处理效果最优，其还可以在硝态氮累积量总量维持在CF水平的同时使0—100cm土层显著提高38.8%、200—380 cm土层显著降低15.0%，具有提高根层、降低深层土壤硝态氮累积量的作用。固定道垄作模式（PRF）与每年起垄模式（EYRF）相比，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高10.6%和9.1%，垄面种植6行模式（6R）下玉米、垄面种植4行模式（4R）下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高21.1%、15.2%和8.2%，土壤养分含量表层提高、下层降低，0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低4.9%—30.2%。4行模式较6行模式，玉米和周年的6年平均产量分别显著提高9.9%和6.8%,EYRF下玉米、PRE下小麦和周年的6年平均水分利用效率分别显著提高7.4%、16.5%和6.7%，土壤特性有改善趋势，但其效应因指标而异，且在不同起垄模式和不同土层表现不同。【结论】4行固定道垄沟种植（4RPRF）既可降低土壤容重，提高土壤有机质、全氮和速效钾含量，又可使玉米、小麦、周年的产量和水分利用效率在多数条件下表现最优，还可以有效降低200—380 cm土层的硝态氮累积量，是协同实现旱地雨养玉-麦轮作区作物高产高效和环境友好生产的种植模式。

【目的】研究长期施用化肥钾、秸秆还田、有机肥配施化肥钾结合秸秆还田及其深翻对玉米高粱轮作体系作物钾利用效率、土壤钾形态及非交换性钾释放的影响，为合理使用钾肥和提高钾养分资源高效利用提供理论依据。【方法】于2011—2022年在山西省晋中市进行长期定位试验，共设6个处理：不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、秸秆还田结合有机肥（MS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田（NPKMS）、氮磷钾肥配施有机肥结合秸秆还田和深翻（NPKMSD），研究不同施肥处理对作物籽粒产量、地上部钾吸收量、钾利用效率、土壤钾形态和土壤非交换性钾释放特征的影响。【结果】与NP和NPK比较，MS、NPKMS和NPKMSD提高籽粒产量6%—8%，地上部钾吸收量提高22%—43%。NPKMS和NPKMSD处理钾素农学利用效率仅为NPK和MS的50%；施肥改变了土壤剖面钾形态，2022年收获后与CK、NP和NPK处理相比，MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层速效钾含量分别提高了2.2—2.8倍，缓效钾提高了8%—10%；与NPKMS比较，NPKMSD提高了20—40 cm土层速效钾含量。基于随机森林回归模型分析表明，0—20和20—40 cm土层的速效钾与缓效钾含量能解释地上部钾吸收量的64.1%,0—20 cm土层速效钾、缓效钾含量和20—40 cm土层的速效钾含量是影响植株钾吸收的关键因子。用氯化钙浸提时NPK、MS、NPKMS和NPKMSD处理0—20 cm土层非交换性钾累积释放量分别是NP的1.04、1.77、1.99和1.81倍，柠檬酸浸提时则分别为1.05、1.41、1.85和1.63倍。与NPKMS处理比较，NPKMSD处理20—40 cm土层柠檬酸浸提的非交换性钾累积释放量提高17.8%，而氯化钙浸提对其非交换性钾累积释放量没有显著影响。【结论】与施用相当量的化肥钾比较，秸秆还田和有机肥能明显活化土壤钾，提高土壤有效钾和缓效钾的含量，提高钾肥利用效率。化肥钾配施有机肥结合秸秆还田会造成作物钾奢侈吸收降低钾利用效率。深翻提高根层下土层速效钾含量但对产量影响不显著。秸秆还田和有机肥明显促进土壤非交换性钾的释放速率和累积释放量，长期秸秆还田结合适量有机肥能够替代化学钾肥。

在有机栽培条件下,研究了以番茄为后茬作物的不同蔬菜轮作体系对土壤化学指标,土壤微生物和土壤线虫的影响。结果表明:经过一年的轮作后,各处理土壤的pH值均有所下降,EC值变化不大。除了对照的有效磷含量降低以外,其他轮作体系土壤有机质和速效养分含量与基础土样相比都有一定提高,其中葱-萝卜与番茄轮作处理积累的有机质和全氮最多,花椰菜与番茄轮作处理的速效养分含量最高。对照的土壤细菌数、固氮菌数、放线菌数量与基础土壤相比显著降低,而真菌数量明显增加。每个处理的土壤线虫总数均比基础土样增加,其中菊花处理的土壤线虫总数最多,根结线虫最少。

【目的】采用大田覆膜栽培技术，研究西北黄土塬区覆膜和施肥量对玉米产量、根层土壤硝态氮分布和去向的影响，为西北黄土塬区合理施氮和农业可持续发展提供理论依据。【方法】试验共设置６个处理，分别为：（１）对照组（ＣＫ）：不施肥、不覆膜；（２）覆膜和不施肥处理（ＭＮ０）；（３）施基肥（氮肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２），磷肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２））和不覆膜处理（ＢＮ１）；（４）施基肥（氮肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２），磷肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２））和覆膜处理（ＭＮ１）；（５）施基肥（氮肥８０Ｋｇ·ｈＭ～（－２），磷肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２））、追施氮肥（氮肥８０ Ｋｇ·ｈＭ～（－２））和不覆膜处理（Ｂ．．．

为研究甜玉米轮作配施万寿菊秸秆返田模式对白菜根肿病的防治机理，并为该种植模式提供理论基础和技术支撑，通过荧光定量PCR技术、非靶标代谢组学技术、高通量测序技术和田间试验验证，探究了甜玉米轮作配施万寿菊秸秆返田处理（CrMs）对白菜根肿病的田间防效、休眠孢子数量以及白菜根际土中代谢物和微生物种类的影响。结果表明：CrMs处理对白菜根肿病的田间防效为61.11%；土壤中根肿菌休眠孢子数量由轮作前的1×10~(5.92)个/g降到了1×10~(3.73)个/g;CrMs处理改变了白菜根际土中的代谢物组分，提高了脱氧鹅胆酸（Chenodeoxycholic acid）、α-亚麻酸（Alpha-Linolenic acid）和4-异丙基苯甲酸（4-Isopropylbenzoic acid）等代谢物含量，降低了油酸酰胺（Oleamide）和蜜二糖（Melibiose）等代谢物含量；相关性分析表明，α-亚麻酸和脱氧鹅胆酸等与根肿菌属（Plasmodiophora）相对丰度负相关，油酸酰胺等与根肿菌属相对丰度正相关；CrMs处理丰富了白菜根际微生物多样性，改善了土壤微生物群落组成，显著提高了芽胞杆菌属（Bacillus）、慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、溶杆菌属（Lysobacter）和链霉菌属（Streptomyces）等的相对丰度，降低了根肿菌属、镰刀菌属（Fusarium）和螺旋线虫属（Helicotylenchus）的相对丰度。综上，甜玉米轮作+万寿菊秸秆返田的新模式是防治白菜根肿病的重要栽培措施，可为根肿病的绿色防治提供关键的技术参考。

以大豆连作(CS)、玉米连作(CM)、玉米—大豆轮作(MS)、玉米—玉米—大豆(MMS)和玉米—大豆—大豆(MSS)为研究对象,利用荧光定量PCR和高通量测序分析种植制度对土壤固氮菌丰度和群落结构的影响。结果表明:轮作中土壤有机质(SOM)、全磷(TP)、有效氮(AN)和有效磷(AP)的含量显著高于连作;轮作固氮菌丰度显著高于CM,显著低于CS;MMS与MSS固氮菌多样性显著高于CM;轮作和连作土壤固氮菌群落结构差异明显,全氮(TN)是固氮菌群落结构变化的主要驱动因子,种植制度通过土壤化学性质间接影响固氮菌丰度和多样性。这说明,在吉林省西部半干旱区,MSS与MMS更有利于土壤固氮菌繁殖,可以从微生物学的角度为合理种植和氮素调控提供科学依据。

【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量，但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象，于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和红黄泥两种双季稻田上设置不施氮肥（CK）、单施化肥（NPK）、NPK+秸秆还田（NPKS）、NPK+有机肥（NPKM）、NPK+生物炭（NPKB)5种处理，探讨在两种土壤上不同施肥处理的作物产量、养分利用效率和土壤碳氮含量及平衡的变化。【结果】紫潮泥和红黄泥6年试验的平均玉米产量、水稻产量和年总产量分别为5.7、7.3和12.9 t·hm~(-2)，三者在紫潮泥中的产量都略高于红黄泥，但差异都不显著。与NPK处理相比，NPKM处理使两种土壤的玉米和水稻平均产量分别显著（P<0.05）提高10.6%、4.20%。在所有处理中，NPKM处理玉米产量最高，为6.0 t·hm~(-2);NPKB处理水稻产量最高，为7.5 t·hm~(-2)。NPKM和NPKB处理的6年平均年总产量分别显著（P<0.05）高于其他处理，但NPKM和NPKB处理间差异不显著。与其他处理相比，NPKM处理显著（P<0.05）提高了玉米水稻的化肥氮素回收率、农学效率和偏生产力，玉米季6年平均值分别为66.3%、39.5kg·kg~(-1)、56.0 kg·kg~(-1)，水稻季6年平均值分别为53.8%,21.9 kg·kg~(-1)、68.6 kg·kg~(-1)。NPKB处理较NPK、NPKS显著（P<0.05）提高了玉米水稻的化肥氮素农学效率和偏生产力，较NPK处理显著（P<0.05）提高了玉米化肥氮素回收率。两种土壤有机碳、全氮含量从第4年（2019年）开始显著下降。与试验开始前（2015年）相比，2021年紫潮泥和红黄泥施氮处理年平均有机碳含量分别下降了1.8、0.7 g·kg~(-1)，全氮含量分别下降0.4、0.1 g·kg~(-1)；两种土壤NPKM处理的土壤有机碳平均含量下降幅度最小、NPKB处理次之。NPKM处理的碳、氮投入量最高，平均土壤有机碳、全氮损失量最小，分别为0.48 t C·hm~(-2)·a~(-1)、94.7 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。【结论】双季稻田水旱轮作后，化肥与有机肥、生物炭配施能提高作物产量和延缓土壤有机质下降，试验期间化肥配施有机肥处理玉米平均产量最高，化肥配施生物炭处理水稻平均产量最高。