基于沈阳农业大学棕壤长期定位试验(始于1987年),研究31年化学氮肥和有机肥施用(单施化学氮肥为尿素135kgN·hm~(-2)·a~(-1)和尿素270kgN·hm~(-2)·a~(-1);化学氮肥与有机肥配施为尿素135kgN·hm~(-2)·a~(-1)+猪厩肥135kgN·hm~(-2)·a~(-1);单施有机肥为猪厩肥270kgN·hm~(-2)a~(-1))对棕壤肥力指标(pH值、容重、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、全磷和全钾)的影响,为指导化学氮肥和有机肥的合理施用提供理论依据。结果表明:(1)施用化学氮肥和有机肥均提高了玉米产量。单施化学氮肥比有机肥增产效果低,并且单独提高化学氮肥施用量不会促进产量的提升,而有机肥与化学氮肥配施增产最多;长期不施肥、单施化学氮肥,易造成酸化、板结,养分含量下降,不利于培肥土壤。(2)长期施用有机肥能够缓解单施化学氮肥造成的不良性状,并且有机肥与化学氮肥配施可以促进土壤肥力指标均衡增长,有利于培肥土壤。(3)主成分分析显示,单施化学氮肥对容重、碱解氮正相关调控以及对pH值的负相关调控较强,而有机肥的施用对除容重外的其他肥力指标的正相关调控较强,且有机肥和化学氮肥配施增强了对产量的正相关调控作用,为有机肥替代化肥奠定理论基础。

采用5年定位试验,研究秸秆还田、有机肥对辽宁北部棕壤土壤速效养分及有机质含量的影响。结果表明:与2005年相比,有机肥、秸秆还田处理增加了土壤有效氮和速效磷含量,速效钾含量有增有降,有机质含量持平或下降;增加有机肥数量可提高土壤有效氮、速效磷、速效钾含量,增加秸秆还田数量可提高土壤速效钾含量;施用有机肥的土壤有效氮、速效磷、速效钾含量比秸秆还田处理分别增加了7.06%~13.77%、7.48%~7.99%和37.65%~45.35%;全量秸秆还田、全量有机肥处理的土壤有机质含量相近,半量秸秆还田和半量有机肥的土壤有机质含量高于全量处理,平均分别增加了24.45%和16.53%,半量秸秆还田和半...

【目的】作物根茬还田不仅促进作物吸收的养分归还农田系统,而且可以培肥土壤。然而,在双季稻区,有关不同施肥措施下根茬生物量的变化及养分积累特征则仍不明确。【方法】基于1981年开始的进贤双季稻长期定位试验,于2012年分别采集早晚稻成熟期不施肥(CK)、氮磷钾肥(NPK)、2倍的氮磷钾肥(2NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)处理的水稻秸秆、籽粒、根茬和土壤样品,分析不同施肥处理下根茬生物量及氮磷钾养分积累量的变化趋势,探讨影响根茬生物量及养分积累量的关键肥力因子。【结果】根茬生物量和养分积累量及占

采用土柱培养的模拟试验方法,研究在不同磷水平土壤上大量施用磷肥和有机肥对土壤测试磷、土壤磷渗漏的影响及机理。结果表明,不同磷水平土壤施用磷肥和有机肥后,土壤CaCl2-P、Olsen-P和土壤渗漏液中可溶性磷均显著增加;单位量磷肥或有机肥所增加土壤各形态磷量随土壤磷水平的增加而增大;随着磷肥和有机肥用量的增加,单位量磷肥或有机肥所增加各形态磷量也逐渐增大,差异均达到显著和极显著水平;施用磷肥和有机肥土壤磷的最大吸磷量(Qm)和土壤磷吸持指数(PSI)逐渐减少,土壤磷的吸附饱和度(DPS)逐渐增加;单位量磷肥或有机肥所增加的土壤磷的吸附饱和度随着土壤磷水平的增加而增加。随磷肥和有机肥用量的增加,...

在高肥力植烟土壤上研究施用小麦秸秆对烤烟主要农艺性状、产量、品质和病害发生率的影响。结果表明 ,施氮 30kg/hm2 及 6 0kg/hm2 时 ,加秸秆处理比不加秸秆处理分别增产烟叶 12 .2 %和 13.9% ,增加净收益 4 7.6 5 %和 39.2 5 % ,差异均达显著水平。在不同氮水平下 ,加秸秆处理比不加秸秆处理增加烟株茎围和可采收叶片数 ,降低烟株炭疽病及赤星病发生率 ,还可提高下、中、上部烟叶中总糖含量 ,降低烟碱、总氮及蛋白质含量 ,并使香气质、香气量、杂气、余味和刺激性等指标优于不加秸秆处理 ,使评吸总分值高于不加秸秆处理 0 .5～2 .5分 ,高于对照处理 4 ...

在高肥力植烟土壤上研究施用C/N高的小麦秸秆对土壤理化性状的影响。结果表明 :在烟株上、中、下部叶成熟期等 3个生育期 ,不同施氮水平下加秸秆处理可明显提高土壤 0 .2 5～ 10mm水稳性团粒数量 ,降低小于 0 .2 5mm小团粒数量 ,显著增加土壤水分含量 ,提高土壤 pH。同时 ,施用秸秆可显著降低烟株不同成熟期土壤中NH4 N和NO3 N含量 ,还使土壤有效钾明显上升 ,土壤P、Ca、Mg明显下降 ,S及B、Cu、Zn、Fe、Mn等元素有升高趋势。可见 ,高肥力植烟土壤上施用C/N比高的秸秆可以调控土壤养分供应 ,改善土壤理化性质。

为了探究长江下游地区稻麦轮作体系下有机肥等氮替代无机肥对稻麦产量及土壤肥力的影响,在大田条件下,设置有机氮依次替代10%(Y1W9),20%(Y2W8),30%(Y3W7),40%(Y4W6),50%(Y5W5)无机氮等处理,同时以100%施用无机氮(W100)为对照,连续3 a定位监测稻麦产量、土壤肥力及团聚体稳定性的变化。结果表明,3 a间有机肥等氮量替代无机肥比单施无机肥平均轮作年产量增加了0.8%～2.7%;3 a小麦平均产量较单施无机肥处理提高了5.6%～13.2%,水稻平均产量提高了0.2%～14.0%,稻麦轮作总产量平均提高了0.4%～24.5%。与单施无机肥相比,团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和>0.25 mm水稳性团聚体的含量随着有机肥替代比例的增加而提高;Y4W6和Y5W5处理下>0.250 mm粒径团聚体的含量百分比分别为74.3%和78.8%,高于其他几个处理下>0.250 mm粒径团聚体的含量百分比,分别比单施无机肥处理高出了5.6和10.1百分点。有机肥与无机肥不同比例配施提高了土壤有机质和全氮的含量,缓解了土壤酸化程度。综上所述,有机肥长期替代无机肥能够培肥土壤,有助于长江下游地区稻麦稳产,20%有机氮替代无机氮最有利于长江下游地区稻麦稳产、高产和土壤肥力提升。

【目的】研究长期施用氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥和稻草(RS)对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土(分类为普通简育水耕人为土)上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性...

【目的】作为土壤肥力的重要指标,土壤有机碳及其组分在耕地生产力和作物产量方面发挥着重要作用。论文以4年定位施肥试验为依托,分析连续施用炭基肥及生物炭对土壤有机碳含量及其组分的影响,为调控农田土壤肥力及棕壤有机碳库的管理提供科学依据。【方法】田间试验始于2011年,设置5个处理:不施肥(CK)、低量生物炭(C15)、高量生物炭(C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基肥(BBF)。其中C15与BBF是等碳量处理,NPK与BBF是等氮磷钾养分处理。于第4年花生收获后(2014年秋季)采集各处理耕层(0—20 cm)土壤样本,测定土壤有机碳总量、各组分含量及花生产量。【结果】施用炭基肥和生物炭均可以显著增加耕层土壤总有机碳含量,比试验起始年土壤(简称起始土)分别提高10%、8%;而在相同碳素(C15和BBF)或氮磷钾养分投入(NPK和BBF)条件下,施用炭基肥提升土壤总有机碳含量的效果最好,提升幅度为2%—15%。施入炭基肥及生物炭显著提高了游离态颗粒有机碳和闭蓄态颗粒有机碳含量;在等碳量投入条件下,炭基肥处理的提升幅度分别为43%、17%;等氮磷钾养分投入条件下,炭基肥处理的提升幅度更大,分别为40%、43%。无论施入炭基肥或生物炭,对于矿物结合态有机碳含量影响均不大,但都比起始土略高。土壤可溶性有机碳含量变化规律与总有机碳相似,即施入炭基肥或生物炭均提高了其含量,但等碳量投入条件下无显著差异。各施肥处理花生产量在199.4—232.9 kg/667m~2,均显著高于不施肥处理,其中施用炭基肥产量最大,比等碳量处理(C15)高17%,比等养分处理(NPK)高10%,且差异显著。【结论】连续多年施用炭基肥或生物炭均能明显提高土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳含量;提升效果显著优于投入等量碳素或等量氮磷钾养分。连续多年施肥可以提高土壤中水溶性有机碳含量,但炭基肥与生物炭、氮磷钾配施处理间无明显差异。无论施用炭基肥还是生物炭对土壤矿物结合态有机碳含量影响不大。连续施用炭基肥对花生产量的提升效果最好,显著高于等氮磷钾养分和等碳量处理。

【目的】化肥配施有机肥是提高作物氮肥利用率(NUE)的重要措施之一。但由于作物的氮肥利用率受到施氮量、土壤性质和气候条件等因素的影响,且多数研究只在某一特定区域或条件下进行,对于全国不同区域施用有机肥对氮肥利用率影响的研究缺乏系统分析和比较。因此,探明化肥配施有机肥对氮肥利用率的影响,量化不同土壤和气候条件下氮肥利用率对有机肥施用的响应,可指导区域性的有机肥施用,为化肥减施增效提供重要的理论依据。【方法】本研究收集了公开发表的文献110篇,建立了412组包含化肥配施有机肥(NPKM)和单施化肥(NPK)处理的氮肥利用率的数据库。采用整合分析(Meta-analysis)和随机森林(Random Forest)方法分析了全国不同区域的氮肥利用率在NPK和NPKM处理下的差异,定量化了施氮量、土壤性质和气候条件等因素对有机肥正效应的贡献率。【结果】全国来说,相比NPK,NPKM处理下氮肥利用率提高了3.6个百分点。除东北地区外,在其他地区NPKM均显著提高了氮肥利用率,提高幅度依次为西北>华北>南方>华东。土壤性状中影响有机肥"增效"作用的主要因素是有机质、pH、速效钾和全氮含量,其中土壤有机质含量越低,配施有机肥后氮肥利用率的提高幅度越大;在碱性土壤上配施有机肥对氮肥利用率的提高幅度分别是中性土壤和酸性土壤的1.3和1.8倍。另外,不同气候类型下配施有机肥对氮肥利用率的提高幅度存在差异,表现为温带大陆性气候区>温带季风性气候区>亚热带季风性气候区。【结论】施用有机肥可显著提高作物的氮肥利用率,且在有机质含量较低、降雨量较少的西北地区配施有机肥后氮肥利用率的提高幅度最大。

为了研究不同施肥处理对冬小麦产量、土壤酶活性、土壤可培养微生物数量和微生物多样性等指标的影响。以河北省辛集市马庄乡保高丰农场为试验地点,在增施生物有机肥的基础上,设置化肥减量10%,30%,50%,100%的施肥处理。与常规施肥处理(T5)相比,生物有机肥处理+化肥减量30%处理(T3)、生物有机肥+化肥减量10%处理(T2)、生物有机肥+化肥减量50%处理(T4)的冬小麦产量分别为6 510.65,6 237.30,6 084.15 kg/hm~2,显著高于常规施肥处理(T5)和仅施用生物有机肥处理(T1),其中生物有机肥处理+化肥减量30%处理T3产量最高,比常规施肥处理(T5)增产13.42%。从土壤酶活性变化看,与常规施肥处理(T5)相比,单施生物有机肥处理(T1)、生物有机肥+化肥减量10%处理(T2)、生物有机肥处理+化肥减量30%处理(T3)、生物有机肥+化肥减量50%处理(T4)的土壤碱性磷酸酶活性分别提高了14.33%,15.60%,14.08%,9.12%,脲酶活性分别提高了8.22%,7.22%,10.47%,5.41%,纤维素酶活性分别提高了63.89%,30.35%,66.45%,57.19%。分析土壤微生物多样性发现,增施生物有机肥所有处理与常规施肥处理(T5)相比,土壤中可培养微生物的总量、细菌、真菌数量升高,但真菌占比降低。从土壤微生物的种群分析,增施生物有机肥的所有处理的土壤微生物多样性增加,其中生物有机肥+化肥减量30%处理(T3)的Shannon指数、Chao1指数、ACE指数分别比常规施肥处理(T5)提高了3.61%,19.74%,22.43%,土壤微生物菌群含量发生变化。

为了解长期施用有机肥对洱海流域蔬菜地生产力的影响。通过田间长期定位试验的方法,详细对比分析了连续10茬作物在不施肥处理、有机肥处理、习惯施肥处理和优化施肥处理的产量数据和0~20 cm土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾的动态变化。试验结果表明,洱海流域蔬菜地地力肥沃,在不施任何肥料的条件下作物的产量仍然能达到优化施肥产量的40%以上;长期施用有机肥可以实现作物持续稳产,同时提升土壤肥力,洱海流域蔬菜当前的习惯施肥量为579 kg/hm2,超过了作物吸收量,施肥量降低30%也能满足作物的正常生长。长期施用有机肥具有扩充土壤氮库、活化土壤磷素的作用,对提升蔬菜地的生产力具有显著作用。

【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。

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