不同生物有机肥配施化肥对大豆植株生长、抗病及产量的影响

【目的】研究不同生物有机肥配施化肥对大豆植株性状、抗病性及产量和效益的影响。【方法】在大田条件下采用小区试验方法,设置常规施肥和不同生物有机肥配施化肥处理,研究大豆干物质、根瘤、抗病性及其产量变化。【结果】与常规施肥相比,不同生物有机肥配施化肥提高了苗期和盛花期大豆的地上部干物质、根干重和根瘤数,干物质提高幅度为5.31%~12.86%,根干重提高幅度为10.35%~20.24%,根瘤数提高幅度为12.34%~37.50%,差异均达到显著水平(P<0.05);不同生物有机肥配施化肥显著降低了苗期根腐病发病率和病情指数;显著提高大豆的株高、株荚数、株粒数及提高百粒重,提高大豆产量,2019~2020年产量提高幅度分别为7.25%~8.67%和6.50%~8.82%,与对照相比差异均达显著水平(P<0.05);与对照相比,不同生物有机肥配施化肥处理均提高了大豆的产值和效益值,效益值最高增加1 066.16元/hm^(2)。【结论】生物有机肥配施化肥能够促进大豆植株生长,降低病害,提高产量,提高经济效益。

黑龙江省有机农业发展面临的问题及对策

为了巩固黑龙江省大粮仓的“绿色”基础,彰显“有机”本质,通过阐述有机农业的相关概念,深入分析了黑龙江省有机农业的发展现状,并对黑龙江省有机农业产业发展中土壤退化的生态环境问题以及企业、有机市场和技术质量等缺陷加以总结,针对上述问题提出了优化区域布局、提高企业知名度、保障有机产品品质安全、加大政府扶持力度、完善有机认证体系、加强技术创新的对策及建议。

黑龙江省肥料减施增效技术应用现状及展望

黑龙江省农业生产中存在轻简化智能施肥技术缺乏、高效智能化施肥机械装备不足、缺少绿色环保增效肥料、有机替代技术推广困难、秸秆肥料化利用率低等问题。针对这些问题,黑龙江省开展了化肥减量增效行动计划,取得了积极成效。本文从化肥减施、肥料增效、秸秆还田、有机肥还田、生物炭施用、科学轮作、机械施肥等方面总结了黑龙江省肥料减施增效技术实施情况,概述黑龙江省肥料减施增效相关举措,并从强化政府部门统筹管理职能、强化科技支撑、加强宣传引导等方面提出肥料减施增效研究展望及建议。

三江平原地区不同有机物料腐解规律的研究

利用网袋法模拟田间还田方式,研究不同还田方式下玉米、大豆秸秆的腐解特征。结果表明:经过150d的分解,玉米和大豆秸秆残留率在33.7%～61.1%之间,秸秆还田分解趋势为:土埋处理>露天处理,土埋玉米秸秆>土埋大豆秸秆,露天条件下大豆和玉米秸秆分解速率一致。从细胞结构上看,玉米秸秆随着还田时间的延长,基本组织和维管束遭到破坏,细胞壁变薄,细胞内物质消失,细胞排列疏松;大豆秸秆组织结构变化不明显。露天和土埋处理各有机物料有机碳分解率分别为39.9%～48.9%、49.6%～65.8%,土埋玉米和大豆秸秆腐解速度明显高于露天处理。两个处理氮、钾分解率无太大差异,分别为51.1%～67.7%、74.6%～91.7%,而磷素变化比较明显,露天和土埋处理玉米秸秆的磷释放率平均比大豆秸秆高49.4%、56.7%。作为还田物料玉米秸秆要好于大豆秸秆。

3种腐熟剂促进玉米秸秆快速腐解特征

为筛选出适宜东北寒冷区快速腐解秸秆的腐熟剂,通过网袋腐解试验明确施入3种秸秆腐熟剂对玉米秸秆生物量及养分释放的影响。结果显示：经过100 d的腐解,玉米秸秆生物量失重率随着时间的延长逐渐增加,玉米秸秆失重率为57.1%-64.1%,其中以施用3号秸秆腐熟剂的玉米秸秆生物量失重率最高,为64.1%。施入不同秸秆腐熟剂后玉米秸秆氮、磷、钾释放率分别为35.1%-57.2%、44.2%-59.6%、77.4%-89.7%,其中以3号腐熟剂的秸秆磷、钾素释放率最高。各处理有机碳矿化率呈相同的趋势,均随时间的延长逐渐增加,取样末期有机碳矿化率在65.3%-69.1%之间,且各处理间差异不明显。综上,以3号秸秆腐熟剂腐解秸秆的效果最好。

耕地方式与有机肥配施对大豆产量及土壤养分特征的影响

为探明不同耕地方式与有机肥配施对大豆产量及土壤养分的影响特征,选取3种不同耕作措施(免耕、浅翻、深翻)与有机肥相结合,分析不同层次土壤的养分、大豆根系形态以及与大豆产量间的差异。结果表明:经过两个轮作周期,各处理的大豆产量无明显差异,仅表现为深翻和深翻+有机肥处理略高于其它处理。施入有机肥后大豆总根长、根系平均直径、根系表面积和根系体积分别增加了-1.2%~41.8%、5.0%~13.9%、3.7%~61.0%和8.9%~82.7%。有机肥配的施用,均不同程度提高了0~20 cm和20~40 cm土层土壤微生物量碳、微生物量氮的含量,同时还有增加土壤速效养分含量的趋势,尤其是20~40 cm土层,但对碱解氮的影响不明显。深翻与有机培肥相结合时,利于增加深层土壤的养分含量,促进大豆根系发育,提高其自身缓冲性能。

叶面喷硒对不同作物籽粒硒含量及产量的影响

分析了黑龙江省主栽作物(水稻、大豆、玉米和小麦)叶面喷硒的效果。结果表明:原始籽粒含硒量以大豆最高,玉米最低,顺序为大豆>小麦>水稻>玉米;而施入等量的硒后,4种作物籽粒硒含量都有明显的提升,提升幅度与喷硒量呈正相关,其中以小麦和水稻增加最高,大豆次之,玉米最少,且硒含量均在安全补硒值的范围之内。叶面喷硒后作物增产效果不明显。确定了叶面喷硒的浓度范围为11.25~22.50 g·hm^(-2),即可使水稻、大豆、玉米和小麦籽粒中硒含量满足低硒区居民补硒的需要;施硒时期综合比较,水稻的最佳喷硒时期是在扬花后期,玉米的最佳喷硒时期是在抽雄期,大豆是在初花期,小麦是在孕穗期。腐植酸硒降低了高浓度硒对作物的毒害作用,在生产实际中更具有安全性。

不同条件下有机物料在黑土中分解规律的研究

通过在土壤中埋置砂滤管的方法明确不同积温、水分、pH以及有机物料与黑土不同配比条件下有机物料的分解情况。结果表明:小麦和草木樨秸秆分解不受温度高低的影响,低温条件下分解较快,分解速率为草木樨>小麦秸秆;在浇水条件下小麦和草木樨秸秆易于分解,表现为第一年分解速率较高,比正常条件下分解率高出20%左右,第二年分解缓慢平均分解率只有10%左右;玉米秸秆加入量最少分解最快。当加入量为1%时,第一年就分解了75.6%,第二年达88.8%;小麦秸秆在pH7时分解率为63.1%,在pH8.7时的分解率为75.6%,其余也都相差10%左右。埋管第二年,各种物料分解速率趋于平稳。因此,土壤有机物质的分解不仅因有机物料的种类而有差异,而且也受土壤的某些性质(如水分,pH)和气候(如温度)以及还田数量等因素影响。

不同材料覆盖对玉米生长及水分利用效率影响

采用随机区组试验,对比研究了光降解地膜覆盖(M)、聚乙烯地膜覆盖(J)、秸秆整棵覆盖(S)、液体地膜地面喷洒(Y)、黄腐酸蒸腾抑制剂叶喷(FA)等不同减蒸方式在不同蒸发量地区(嫩江和大庆)的土壤水分、温度的变化和玉米生长状况及水分利用效率。结果表明:不同处理水分差异较大,地表有覆盖物均可提高土壤含水量。拔节期,J、M、S覆盖都高于对照,嫩江和大庆试验区依次高出88.2%和64.5%、32.2%和27.2%、24.0%和13.6%,嫩江达到差异显著水平(p<0.05);开花期,2个试验区只有S与其他处理差异达到显著水平(p<0.05)。地膜覆盖提高土壤温度0.6℃~0.9℃(嫩江)、1.2℃~1.5℃(大庆),秸秆覆盖降低温度0.5℃~1.0℃(嫩江)、0.3℃左右(大庆)。FA叶面喷施后嫩江和大庆玉米叶面蒸腾速率与对照相比减少29.5%、24.3%,气孔导度减少30.6%、15.5%,净光合速率增加16.7%、10.9%。M和J覆盖的产量最高,而S覆盖减产幅度为6.2%~10.0%。水分利用效率与产量呈正相关趋势,利用率最高的为J和M覆盖,分别比对照提高了19.0%和18.1%(嫩江)、20.2%和19.5%(大庆);水分利用率最低的为S覆盖,比对照降低了5.4%(嫩江)和9.2%(大庆)。覆盖减蒸技术对于蒸发量大的地区效果明显。

不同改土物料对白浆土磷吸附解吸的影响

向白浆土各层次土壤施入不同改土物料,比较不同处理土壤对P的吸附解吸情况。结果表明:各土层土壤对P的吸附量均随着平衡液浓度的增加而增加;不同土层间土壤吸附P量大小顺序为淀积层>混拌层>白浆层>黑土层;随着平衡液浓度的增大,P吸附的增加率递减;施Ca加大了土壤对P的吸附,其中黑土层增加220.16%,白浆层增加54.50%,淀积层增加52.36%;而施有机肥减弱了土壤对P的吸附,其中黑土层降低70.16%,白浆层降低45.50%,淀积层降低55.27%。Ca有降低土壤P解吸率的趋势,有机肥能大幅度地提高其解吸率。

不同耕作方式与有机物料配施后对土壤主要特性的影响

为了揭示东北黑土区不同耕作措施对玉米农田土壤主要特性的早期影响,在2016-2017年设免耕(No tillage(NT))、浅翻(Shallow tillage(ST))、深翻(Deep tillage(DT))3种耕作措施,分别施用不同有机物料(单施化肥处理(CK)、施用有机肥(Manure(M))和秸秆还田(Straw(S)),调查玉米出苗率、土壤温度,分析了玉米拔节期土壤有关特性。结果显示:从3种耕作措施来看,玉米苗期土壤温度随着土层深度的加深而降低,ST处理显著提高了10 cm土层的土壤温度,而DT将20 cm深度的土壤温度提高了16%,在25 cm层次无明显差异。NT处理的出苗率仅为40%,ST和DT达到了70%左右。玉米拔节期,无论0~20 cm还是20~40 cm土层,施用有机肥和秸秆均能明显提高DT处理土壤有效磷含量,DTM和DTS分别提高了30.3%~40.9%,58.9%~86.1%,碱解氮和速效钾含量变化不明显。耕作措施对于短期内提高土壤有机碳的效果不明显,施入有机肥和秸秆还田均显著提高了土壤中0~20 cm、20~40 cm土层游离态轻组有机碳的含量。3种耕作措施对土壤微生物量碳、氮的影响较小,但是施入秸秆和有机肥影响微生物量碳和氮的含量,影响程度分别介于-3.9%~288.6%和-30.3%~124.4%,其中20~40 cm土层提升效果优于0~20cm土层。不同处理显著提高了0~20 cm和20~40 cm土层有效磷、土壤有机碳和游离体态轻组的含量,同时秸秆还田对于提升土壤游离态轻组、微生物量碳和氮的效果显著,这些敏感指标受到有机物料与耕作方式的交互作用影响明显。

黑土层厚度及心土培肥对大豆产量的影响

在盆栽试验条件下,以典型岗地白浆土土层结构为基础,通过改变黑土层的厚度研究了心土层对大豆产量的贡献;并通过混施磷肥和钙肥,研究了心土培肥的效果。结果表明:随着黑土厚度的增加,大豆株高和产量显著增加,白浆土心土对大豆产量的贡献很低,仅为4.7%;各心土培肥处理比心土混层增产9.7%～18.1%,比白浆土原状土壤增产16.0%～34.1%,土壤施磷后增加了Ca2-P、Ca8-P和Al-P的含量。因此,白浆土心混施钙磷肥对大豆有显著的增产效果。

黑土肥料长期定位试验冻土分割搬迁后土壤融合效果评价

为了明确黑土长期定位试验土壤搬迁后与新址的融合效果,以一个搬迁土块为研究对象,明确搬迁土块间的接缝处土壤与距接缝处不同距离的中心土壤在理化特性上的不同。结果表明,0~20 cm层次土体中心50 cm处的田间持水量比接缝处高5%,容重低4%,变异系数均明显高于其他层次;20~40 cm层次,土壤的固相率和容重高于其他层次,田间持水量降低,土块横切面各部位物理性质均无明显差别;剖面底部80~100 cm层次接缝处土壤松散缝处的固相率比30 cm和土体中心处低4.3%,液相率低3.1%,气相率高出7.6%,容重下降8.3%。0~40 cm土层的缝处、距缝30 cm和距缝50 cm处的孔隙率均低于40~100 cm层次,其中80~100 cm层次的孔隙率最大,20~40cm孔隙率最低为44.2%;土壤饱和导水率0~20 cm层次为35.3~38.0 cm/d,随着深度的加深呈下降趋势,均小于20cm/d;而80~100 cm层次缝处的饱和导水率值高达144.4 cm/d,是表层土壤的4倍。同一层次搬迁土块缝处与土块中心土壤速效养分无明显差别,缝处全氮含量均高于土块的其他位置,且与距缝30 cm和50 cm处的数值差异均达到显著水平(P<0.05);pH随着土层的加深逐渐增大,碱解氮和土壤有机碳含量随着土层的加深而下降。长期定位土壤搬迁5 a后,深层土壤接缝处还处于疏松状态,下层土壤的融合要弱于上层土壤。

不同还田方式下大豆秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟秸秆还田方式,研究不同还田方式不同阶段大豆秸秆有机碳、氮、磷、钾养分释放特征。结果表明:经过150d的分解,大豆秸秆生物量有39.2%～55.9%被分解,埋于土壤的大豆秸秆分解速度明显高于露天处理。腐解后大豆秸秆从组织结构上变得松散。露天与土埋处理秸秆有机碳分解率均随着时间的延长而增加,150d时大豆秸秆分解了40.7%～59.2%,加入腐熟剂效果不明显。经150d腐解后,大豆秸秆的氮、磷、钾养分释放率分别为60.1%～65.4%、18.3%～39.4%和74.6%～86.4%。

不同材料覆盖对土壤温度、水分及玉米水分利用效率的影响

为了选出适合嫩江县玉米生产的节水保墒、环保无污染的覆盖减蒸技术，采用随机区组试验，对比研究了秸秆整棵覆盖（处理1）、液体地膜地面喷洒（处理2）、光降解地膜覆盖（处理3）、聚乙烯地膜覆盖（处理4）、黄腐酸蒸腾抑制剂叶喷（处理5）等不同减蒸技术条件下土壤水分、温度的变化和玉米的水分利用效率及生长状况。结果表明：不同材料间水分差异较大，地表有覆盖物均可提高土壤含水量。拔节期，处理4、3、1覆盖的土壤水分都高于对照，依次高出8．2、6．0和3．0百分点，均达到差异显著水平（P〈0．05）；灌浆期后，只有处理1与对照差异达到显著水平（P〈0．05）。与对照相比，拔节期地膜覆盖提高土壤温度0．6～0．9℃，扬花期和蜡熟期秸秆覆盖降低温度1．0和0．5℃，FA（处理5）叶面喷施后玉米叶面蒸腾速率减少29．5％、气孔导度减少30．6％、净光合速率增加16．7％。拔节期的株高以处理4和处理3最高，与其它处理达到差异极显著水平（P〈0．0I），处理1最低。处理3和处理4的产量与其它处理达到差异极显著水平（P〈0．01），比对照增产18．3％和17．6％；处理1造成了减产，减产幅度为6．20％。水分利用效率与产量呈正相关趋势，最高的为处理3和处理4，分别比对照提高了19．0％和18．1％；水分利用率最低的为处理1，比对照降低了5．40％。

玉米和毛苕子间种轮作对土壤水分及硬度的影响

为探讨玉米与绿肥作物间种轮作后土壤物理性质的变化,对玉米与毛苕子的间种轮作模式进行试验以明确间种绿肥作物并翻压绿肥对土壤水分和硬度的影响。结果表明:6月25日3个模式0～20cm土层土壤含水量在14.9%～17.5%;20～60cm土层土壤含水量在18.5%～23.0%;7月27日0～60cm土层以模式一土壤平均含水量最低,为14.1%,模式二的为14.8%,模式三的最高,为16.2%;9月25日,0～60cm土层土壤平均含水量达到了25%左右。模式一和模式二0～30cm土层的土壤硬度均小于不种绿肥的模式三。说明玉米、绿肥作物间种并翻压绿肥能够很好地改善土壤的物理性质,提升土壤自身的蓄水保墒能力。

秸秆还田深度对土壤微生物碳氮的影响

采用网袋的方法明确秸秆还田到不同深度(0、10、20、30、40cm)后对土壤微生物碳、氮的影响。结果表明:秸秆经过120d还田腐解,不同深度的微生物量碳、氮均呈现波浪型趋势。表层覆盖的微生物量碳含量最低在76~250mg·kg^(-1),10cm处理各层次最高,在133~422mg·kg^(-1),20cm处理各层次在134~328mg·kg^(-1),30cm处理各层次101~245mg·kg^(-1),40cm处理各层次在71~294mg·kg^(-1);各处理微生物量氮含量以表层覆盖和10cm处理最高,在2~83mg·kg^(-1),20cm处理和30cm各层次微生物量氮在11~50mg·kg^(-1),40cm处理各层次微生物量氮最低在4~33mg·kg^(-1)。在秸秆还田到各深度土壤后,比较每一深度秸秆的上层、中层、下层土壤的微生物碳氮含量,均以下层土壤微生物量碳、氮的含量高于中、上层土壤。

心土培肥改良白浆土后效调查

试验于2002年采用心土培肥犁进行大田作业处理,将白浆土的白浆层和淀积层混拌,并向混拌层施入改土物料钙肥和磷肥。4年后调查土壤理化性质,结果表明：心土混层改土区与对照区相比20-35 cm土层土壤固相比例降低,液气比例有所上升;孔隙度20-50 cm机械处理区平均比对照高5.00%-6.68%,说明机械处理4年后改土效果仍然十分明显。白浆土心土有效磷含量随施磷量的增加而增加,心土施钙提高土壤pH。连续3年产量调查结果,磷和钙配施增产效果最好,比对照平均增产20.27%。

黑龙江省苏打碱土pH和EC与盐分组成的关系

通过对比苏打碱土上无植被"碱斑"和临近有植被的"草地"土壤水分、离子变化规律,研究了碱土各种离子及其与土壤pH、EC的关系。结果表明:即使在极端干旱的气象条件下,地下水对地表水补给能力仍然很强,地下水参与土壤盐分运动的现象明显。碱斑土壤pH高于草地;在高水分条件下,pH的峰值出现位置在地表下30 cm,土壤干旱过程,pH峰值位置上移至10～20 cm亚表层内。不同时期EC随土层的加深逐渐降低,且EC的峰值出现在亚表层0～20 cm。碱斑EC值高于草地;土壤pH和EC均与CO32-、SO23-、K+、Na+离子浓度呈显著正相关,而与HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+相关性不显著。

砂滤管条件下不同有机物料的分解规律

采用砂滤管法研究不同有机物料中有机碳及氮、磷、钾分解规律。结果表明：不同有机物料中有机碳在埋管初期分解较快,后期分解较慢,分解趋势为玉米秸秆〉大豆秸秆〉玉米根茬〉大豆根茬;经过150 d的分解,氮、磷、钾有79.9%-90.2%、93.7%-99.0%、50.6%-78.4%被释放出来。与不调节C/N相比较,各有机物料调节C/N后有机碳分解速率加快,玉米秸秆、玉米根茬、大豆秸秆、大豆根茬平均提高22.8%、19.4%、13.9%、18.7%,尤其埋管后45 d,调节C/N能明显提高秸秆的分解速度。经过150 d的分解,有72.3%-78.1%的氮被释放出来,磷素有90%左右被释放,C/N的调节对钾素影响不大。