【目的】近年来化学磷肥的过量施用不仅造成了磷矿资源的浪费,还增加了环境污染的风险。畜禽粪便是一种很好的化肥磷替代资源,但由于其成分复杂,转化过程影响因素较多,畜禽粪便中磷素相对化肥磷素的有效性一直存在不同结论。明确畜禽粪便中磷素替代化肥磷当量,能够确定有机肥磷素替代化肥磷素的准确比例,为有机肥磷素的合理施用提供数据支撑。【方法】选取腐熟的猪粪、鸡粪、牛粪和化肥为材料,施磷(P2O5)量均设置6个水平,分别为0、20、40、60、80、100mg·kg-1干土,利用土柱栽培试验在冬小麦上研究粪肥磷和化肥磷对小麦产量、磷素吸收利用及土壤速效磷含量的影响,并对3种粪肥中磷素替代化肥磷素的相对替代当量进行统计分析。【结果】(1)3种粪肥中有机磷和无机磷含量存在较大差异,猪粪、鸡粪和牛粪中有机磷占总磷的比例分别为25.9%、17.6%和56.5%。从磷组分看,牛粪中磷素形态主要以活性磷(H2O-P和NaHCO3-P)为主,而鸡粪和猪粪以高稳定态磷(HCl-P)为主。(2)等磷施用粪肥和化肥条件下,各处理间小麦产量无显著差异。化肥处理的小麦磷素吸收量略高于3种粪肥处理。(3)本试验条件下,若以磷素的当季回收率作为参考指标,鸡粪、猪粪和牛粪中磷素相对化肥磷素的等效值分别为80.3%、84.3%和90.4%。以化肥磷用量与籽粒产量、生物量、籽粒吸磷量及地上部吸磷量的回归关系函数计算的3种粪肥磷素的相对替代当量,猪粪的相对替代当量分别为90.0%、93.6%、80.6%、80.2%,鸡粪的相对替代当量分别为78.4%、87.9%、73.4%、67.6%,牛粪的相对替代当量分别为89.6%、99.9%、90.0%、87.3%。(4)粪肥磷和化肥磷均可提高土壤中速效磷含量,但短期内粪肥磷对土壤中速效磷含量的提高稍弱于化肥磷。【结论】本试验条件下综合几种计算磷素相对替代当量的方法,猪粪能够替代85.7%的化肥磷素,鸡粪能够替代77.6%的化肥磷素,而牛粪能够替代91.4%的化肥磷素。

【目的】不同类型畜禽有机肥氮素在组分和有效性方面存在明显差异，以化肥氮为参考标准，明晰不同畜禽有机肥氮素相对化肥氮的有效性，可为有机肥合理施用及有机无机科学配施提供理论依据。【方法】选取腐熟风干基猪粪、鸡粪、牛粪及化肥为材料，施氮（N）量均设置6个水平（0、40、80、120、160、200 mg·kg-1干土），采用田间土柱栽培试验，分析不同肥料处理对冬小麦产量和氮素吸收量的影响，利用作物吸氮量或产量与化肥施氮量之间的响应关系，研究估算3种畜禽有机肥氮素对化肥氮的相对替代当量。【结果】（1）化肥处理和有机肥处理的小麦籽粒和地上部生物量均随施氮水平的提高而增加。在40—120 mg·kg-1干土施氮水平下，化肥和猪粪处理对籽粒和生物产量的提升幅度高于鸡粪和牛粪；在160—200mg·kg-1干土施氮水平下，化肥、猪粪和鸡粪的籽粒产量无显著差异，但均显著高于牛粪处理。（2）等氮条件下，化肥处理对小麦籽粒/地上部氮吸收量的提升幅度高于有机肥处理；3种有机肥相比，小麦地上部氮吸收量由大到小的顺序为猪粪、鸡粪、牛粪；有机肥处理的氮素回收率随施氮水平增加呈先升高后降低趋势，而化肥处理呈逐渐降低的趋势。（3）不同氮水平下，猪粪、鸡粪和牛粪氮的相对替代当量分别为37.7%—84.2%、23.1%—71.0%、11.3%—34.2%（以小麦籽粒产量为参考指标）；49.2%—91.3%、23.3%—78.3%、7.4%—42.2%（地上部生物产量）；31.1%—76.3%、19.8%—67.1%、6.0%—35.7%（籽粒吸氮量）；以及30.8%—97.1%、19.8%—75.6%、7.8%—43.8%（地上部吸氮量）。畜禽有机肥氮的相对替代当量与施氮量之间呈正相关关系（P

【目的】计算作物秸秆、畜禽粪尿资源数量及养分总量，分析其替代化肥潜力，为统筹与合理利用全省有机肥资源提供数据支撑。【方法】对不同作物（小麦、玉米、水稻/稻谷、大豆、马铃薯、花生和棉花）和畜禽（牛、猪、羊、家禽和兔），利用草谷比和排泄系数法，估算山东省2016—2020年作物秸秆和畜禽粪尿资源总量及养分总量，分析变化趋势，计算不同区域和种类有机肥替代化肥潜力。【结果】（1)2020年全省作物秸秆资源总量为7 616.8×10~4 t，养分总量为163.2×10~4 t,N、P_2O_5、K_2O养分量分别为63.6×10~4、9.2×10~4和90.5×10~4 t。秸秆养分资源理论替代化肥潜力为42.9%，实际替代化肥潜力为20.9%；秸秆中N、P_2O_5、K_2O资源理论替代化肥潜力分别为35.3%、9.0%和92.2%，实际替代化肥潜力分别为12.5%、4.2%和53.7%;2016—2020年作物秸秆资源总量增加了16.8%。（2)2020年全省畜禽粪尿资源总量为9 131.2×10~4 t，养分总量为82.7×10~4 t,N、P_2O_5、K_2O养分量分别为35.2×10~4、11.7×10~4和35.7×10~4 t。畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为21.7%，实际替代化肥潜力为19.5%；畜禽粪尿中N、P_2O_5、K_2O资源理论替代化肥潜力分别为19.6%、11.4%和36.4%，实际替代化肥潜力分别为17.7%、10.3%和32.9%;2016—2020年畜禽粪尿资源总量减少了25.4%。（3）不同区域作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力大小为鲁西和鲁北>鲁南>鲁中南>鲁中>鲁东地区。鲁西和鲁北、鲁南地区最高，分别为77.0%和75.6%；鲁东地区最低，为46.5%。其中德州潜力最大，为95.3%，其次是东营、滨州，分别为92.6%和91.2%；烟台和威海最小，分别为35.5%和40.6%。（4）不同作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力分别为玉米秸秆（16.7%）>小麦秸秆（16.2%）>马铃薯秸秆（4.9%）>花生秸秆（3.6%）>水稻秸秆（0.7%）>棉花秸秆（0.4%）、大豆秸秆（0.4%），牛粪尿（8.7%）>猪粪尿（6.5%）>羊粪尿（3.2%）、家禽粪（3.2%）>兔粪（0.1%）。【结论】2020年全省作物秸秆和畜禽粪尿资源总量为16 748.0×10~4 t，养分总量为245.9×10~4 t。作物秸秆和畜禽粪尿养分资源理论替代化肥潜力为64.6%，实际替代化肥潜力为40.4%。作物秸秆和畜禽粪尿中氮（N）、磷（P_2O_5）和钾（K_2O）资源理论替代化肥潜力分别为54.8%、20.4%和128.6%，实际替代化肥潜力分别为30.2%、14.5%和86.6%。鲁西、鲁北以及鲁南地区作物秸秆和畜禽粪尿有机肥资源非常丰富，鲁中、鲁东地区相对较少；玉米和小麦等作物秸秆有机肥资源较多，牛和猪等畜禽粪尿有机肥资源较多，高效合理利用作物秸秆和畜禽粪尿等有机肥资源，是实现化肥减施增效的重要保障。

有机肥部分替代氮肥是实现作物可持续发展的途径之一，探索了小麦有机氮部分替代化肥氮的适宜配比，以及替代后氮素累积、运转以及利用的特征，以期为河北地区冬小麦氮肥减量增效技术提供依据。2021—2023年在河北宁晋进行小麦大田试验，设置9个处理。T1,无氮，单施化肥磷钾肥；T2,高效施肥，单施化学氮磷钾肥；T3～T7,有机肥分别替代T2的20%,40%,60%,80%,100%的氮肥；T8,传统施肥，单施化学氮磷钾肥；T9,有机肥替代T2 100%的氮肥+液态氮肥。2 a试验结果表明，100%替代率+液态氮处理可获得较高的小麦产量；其次是40%替代率处理，其产量与高效施肥处理相当，且试验第2年远高于传统施肥处理。100%替代率+液态氮处理通过起身期补充速效氮，提高了茎叶中氮素含量，植株氮素累积量与高效施肥和传统施肥处理相当；40%,80%替代率处理同样获得与高效施肥处理相当的氮素累积量。20%～100%替代率处理(包括液态氮处理)可以实现较高的茎叶氮素运转率和对籽粒氮的贡献率，其中100%替代率+液态氮处理肥料氮吸收利用效果好，获得了较高的肥料氮累积量、氮肥利用率和氮收获指数，其效果与高效施肥处理相当或略高；其次是40%替代率处理，其效果与高效施肥处理相当或略低。综上，100%替代率+液态氮处理小麦产量、植株氮素累积量、氮素运转率、籽粒氮素累积量及氮效率俱佳，其次是40%替代率处理。

为探明生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤生物学特性及产量的影响,通过田间试验,采用生理生化手段、高通量测序技术和产量调查,分析生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤养分、土壤酶活、根际土壤细菌群落结构和小麦产量的影响。结果表明,生物有机肥合理替代化肥,土壤养分含量与酶活均有增加的趋势,且化肥减量10%+生物有机肥处理效果最佳,与常规施肥相比,土壤有机质、总氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性分别提高了17.4%,12.4%,16.2%,19.2%和19.0%,9.7%,18.3%。高通量分析发现,生物有机肥替代10%,20%化肥后,鞘氨醇单胞菌属、溶杆菌属、硝化螺旋菌属、马赛菌属等一些具有生物防治与促生作用的功能菌属出现明显的富集现象;冗余分析结果显示,土壤中的环境因子与根际土壤细菌群落结构密切相关。生物有机肥替代10%,20%化肥后,小麦产量分别增加9.3%,4.4%。因此,生物有机肥合理替代化肥可提高土壤酶活性和土壤养分含量,增强土壤的可持续生产力,是目前改变高投入、高污染农业生产方式的主要手段。

为削减农业源污染负荷,通过不同菌肥配施下化肥不同程度减量或与有机肥结合大田试验,设置5个处理:CK(N为200 kg/hm~2,P_2O_5为120 kg/hm~2)、B_1N_2P_2(菌肥1为7.5 kg/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量25%)、B_1ON_1P_1(菌肥1为7.5 kg/hm~2,有机肥为3 t/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量50%)、B_2N_2P_2(菌肥2为7.5 kg/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量25%)、B_2ON_1P_1(菌肥2为7.5 kg/hm~2,有机肥为3 t/hm~2,N、P_2O_5比CK分别减量50%),研究了复合菌肥配施下山东滨州冬小麦地上吸氮量和吸氮速率及产量和氮素利用率的变化特征。结果表明:施用菌肥能增加拔节、灌浆和成熟期冬小麦地上吸氮量,菌肥配施下化肥减量25%能提高拔节和灌浆期地上吸氮速率和叶片SPAD值,并提高冬小麦的产量和氮素籽粒分配比例;B_2N_2P_2的氮素吸收效率显著高于菌肥1和CK,收获时B_2N_2P_2的地上吸氮量、籽粒吸氮量和产量均最高。由此可见,与CK相比,菌肥配施下化肥减量25%能促进冬小麦吸氮并提高氮素吸收效率、氮素收获指数和氮肥偏生产力。

磷是作物生长所需的大量元素之一,同时在水体富营养化形成过程中也起着决定性作用。畜禽有机肥磷作为作物生长所需磷的来源之一,近20年来,随着集约化养殖业的不断发展,畜禽有机肥磷的产生量也在相应增加,引起了磷在养殖区域附近的土壤中富集,增加了磷的流失风险。目前,有关畜禽有机肥磷如何引起面源污染研究越来越多。本文回顾了畜禽有机肥磷的形态及其分析方法、磷的含量和衡量磷流失能力的标准、控制磷流失的技术措施等研究进展,对不同方法标准进行了比较,提出我国在现有畜禽有机肥控制管理措施的基础上,开展畜禽有机肥磷流失的相关基础研究以控制畜禽有机肥磷对水体质量的影响。

以豫南砂姜黑土区冬小麦–夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象，基于大田试验，采用小麦、玉米周年轮作模式，在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理，即T0(0)、T20(20%)、T40(40%)、T60(60%)、T80(80%)和T100(100%)，玉米季各小区均正常施用化肥，在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标，在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量，在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明：与T0相比，有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化；第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加；T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数；在玉米拔节期、吐丝期、成熟期，有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加，均以T60处理的含量最高；有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加，T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见，前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量，以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。

以豫南砂姜黑土区冬小麦–夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象，基于大田试验，采用小麦、玉米周年轮作模式，在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理，即T0(0)、T20(20%)、T40(40%)、T60(60%)、T80(80%)和T100(100%)，玉米季各小区均正常施用化肥，在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标，在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量，在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明：与T0相比，有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化；第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加；T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数；在玉米拔节期、吐丝期、成熟期，有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加，均以T60处理的含量最高；有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加，T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见，前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量，以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。

【目的】探讨施用有机肥和炭基肥对甘薯Ipomoea batatas坡耕地土壤氮磷径流流失量及形态的影响，探索径流养分流失量和土壤化学性质之间的关系【方法】采用随机区组设计，共设置4种施肥处理：不施肥、常规化肥、50%质量分数有机肥+50%质量分数化肥(有机肥50%替代)、炭基肥，在5个时间点测定甘薯坡耕地径流及土壤中不同形态氮磷质量浓度及质量分数，计算氮磷流失量与流失系数。【结果】径流总氮、颗粒态氮、硝态氮和铵态氮质量浓度存在峰值效应，不同径流的产流中有机肥50%替代和炭基肥效应不同。与常规化肥处理相比，有机肥50%替代和炭基肥分别减少了每年总氮径流流失量的48.1%和39.6%，而总磷则降低了26.1%和32.7%。有机肥50%替代和炭基肥处理改变了径流氮磷形态组成，减少了肥料径流流失系数。总氮(R2=0.49)和总磷(R2=0.48)径流流失量与土壤硝态氮呈显著正相关(P<0.05)。土壤有效磷分别能解释总氮和总磷径流流失量的60%和41%。【结论】有机肥50%替代和炭基肥是减少坡耕地养分径流损失的有效措施，有机肥50%替代更适合用于减少甘薯坡耕地径流氮流失，而炭基肥更适用于减少径流磷流失。图7表2参33

为控制设施蔬菜管理体系中有机肥用量、降低设施土壤氮磷负荷、减少设施氮磷面源污染风险，以研究区域农民习惯有机肥用量为对照处理(FP),农民习惯有机肥用量减施50%为有机肥减量处理(FP-M),在有机肥减量处理基础上，利用夏季揭棚休闲季种植饲草玉米(FP-M+C)、饲草高粱(FP-M+S)和草黑豆(FP-M+L),且在下茬蔬菜定植前将其原位还田作为填闲处理，采用原位收集淋洗液的方法，通过3 a田间定位试验，研究填闲作物替代有机肥对设施土壤氮磷淋洗量、有机质含量及其剖面硝态氮、有效磷含量和蔬菜产量的影响。结果表明，与农民习惯有机肥用量处理(FP)相比，有机肥减量(FP-M)及其填闲饲草玉米(FP-M+C)、饲草高粱(FP-M+S)和草黑豆处理(FP-M+L)对蔬菜产量无显著影响，FP-M+C和FP-M+S处理显著提高了0～40 cm土壤有机质含量；与FP处理相比，FP-M、FP-M+C、FP-M+S和FP-M+L处理在设施休闲季总氮淋洗量最高降幅分别为13.9%,59.5%,65.4%和54.5%,在蔬菜生长季最高降幅分别达38.3%,48.5%,39.0%和24.0%;与FP处理相比，FP-M、FP-M+C、FP-M+S和FP-M+L处理在设施休闲季总磷淋洗量最高降幅分别为42.3%,53.9%,45.4%和49.1%,在蔬菜生长季最高降幅达37.7%,33.8%,27.7%和26.3%;与FP处理相比，FP-M、FP-M+C、FP-M+S和FP-M+L处理显著降低了80～200 cm土层硝态氮(NO_3~--N)和20～80 cm土层有效磷(Olsen-P)含量。利用设施休闲季种植填闲作物并将其原位还田，不仅能提升0～40 cm土层土壤有机质含量，起到替代有机肥效果，而且可降低土壤氮磷淋洗、减少设施蔬菜氮磷面源污染风险。

【目的】探讨有机肥替代化肥在茄Solanum melongena生产中的作用。【方法】以单施化肥为对照(ck),设置有机肥替代基肥中50%化肥氮(T_1)和有机肥替代基肥中100%化肥氮(T_2)2个处理,测定分析不同处理对露地茄产量、品质及土壤肥力的影响。【结果】相比ck,处理组土壤pH显著升高(P<0.05),土壤速效钾、有机质、微生物碳氮质量分数均显著增加(P<0.05);单果质量和单株结果数均显著提高(P<0.05),茄外表皮紫红颜色更深;果实中镁和硫质量分数显著增加(P<0.05),可溶性糖、可溶性蛋白质和维生素C质量分数和氨基酸质量摩尔浓度均有不同程度提高,其中T_1综合效果更优。【结论】选择有机肥替代基肥中50%的化肥可以有效地提高露地茄产量,改良品质,并改善土壤肥力。表9参40

[目的] 蔬菜作物不合理施肥和过量施用化肥，不仅影响作物产量与品质提升，还带来资源浪费，影响农田生态环境。推进蔬菜有机肥替代化肥技术意义重大，本研究以期为蔬菜种植户对有机肥替代化肥技术推广、激励农户积极参与投资绿色农资提供重要的科学依据。[方法]基于三省市北京市、山东省和安徽省的4个县（区）328户设施蔬菜种植户调研数据，通过构建二元Logistic和Tobit回归模型分别对有机肥替代化肥施用技术蔬菜种植户的支付意愿和支付意愿价值进行分析。[结果] 78.7%的受访蔬菜种植户对有机肥部分替代化肥技术具有支付意愿，且支付意愿价值平均值为E（WTP）=31.51元/亩。农户学历、蔬菜种植收入占比、有机肥替代后蔬菜售价、施肥配套设施和接受过科学施肥指导对农户的支付意愿有显著影响。农户蔬菜种植收入占比、家庭劳动力人数、对有机肥替代化肥技术改善生产环境的认知、对有机肥替代化肥技术后蔬菜品质的认知、有机肥替代后蔬菜售价和接受过科学施肥指导对农户的支付意愿价值有显著影响。[结论] 技术带来的利润增加与相关技术指导对蔬菜种植农户采用有机肥替代化肥技术具有重要的影响。提出了推进设施蔬菜有机肥替代化肥技术实施的加强政策宣传、完善产业扶持、强化精准服务、抓好生产配套等建议措施。

【目的】研究新建日光温室土壤中畜禽有机肥氮素的有效性，为科学施肥提供理论依据。【方法】以＂金鹏一号＂番茄为材料，采用盆栽试验，以不施氮肥（对照，ＣＫ）和施用化肥（Ｃ－Ｆ）为参照，利用生物耗竭法研究了７个鸡粪和３个牛粪对番茄生长的影响，分析了不同施肥处理番茄的氮素携出量、氮素利用率及氮素当量有效含量（ＭＦＥ－Ｎ），最后分析了不同施肥处理对土壤氮素含量的影响。【结果】以ＣＫ相比，不同畜禽有机肥均能显著增加番茄的地上部分和根系生物量，鸡粪和牛粪处理分别使番茄氮素携出量平均提高了８４．４％和５３．６％。鸡粪处理平均氮素利用率和ＭＦＥ－Ｎ分别为３３．７１％和３９．６３％，显著高于牛粪（２３．１３％和２７．．．

【目的】通过连续3年定位监测华北平原冬小麦-夏玉米轮作区商品有机肥部分替代化肥施用后作物产量和土壤肥力的变化,探究商品有机肥替代化肥对作物产量及土壤肥力的影响,以期为该区域商品有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】试验开始于2011年,于山东禹城设置3个不同施肥处理:不施肥对照(T1);单施化肥(T2);等养分条件下,有机肥部分替代化肥(T3)(氮、磷和钾替代比例分别为11.3%、13.7%和58.8%)。于2011—2014年连续3年进行田间取样,分析冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对作物产量、产量构成以及土壤有机碳、全氮、速效磷、速效钾含量的影响。【结果】(1)商品有机肥部分替代化肥施用后,冬小麦和夏玉米3年平均产量分别为7 700和9 175 kg·hm~(~(-2)),与当地栽培条件下高产水平相当,但与单施化肥处理相比差异不显著。(2)与单施化肥相比,商品有机肥替代化肥处理对产量构成因素(有效穗数、穗粒数和千粒重)未表现出显著影响。(3)商品有机肥部分替代化肥施用3年后,与单施化肥相比,土壤有机碳增加了19.5%、土壤全氮提高了12.3%,显著高于单施化肥处理。【结论】商品有机肥部分替代化肥能保证华北平原小麦-玉米轮作体系的作物稳产、高产,并且能够培肥地力,有利于土壤可持续利用。