有机肥减量配施外源碳基肥对设施菜地氨挥发及黄瓜产量的影响

针对我国农业源氨排放过高的问题,本研究通过探究有机肥减量配施外源碳基肥(生物炭及腐植酸)对设施菜地土壤氨挥发及黄瓜产量的影响,并结合高通量qPCR基因芯片技术,研究影响氨挥发的微生物学机制,明晰设施菜地有效的氨减排措施。以天津市武清区设施菜地为研究对象,本研究共设置5个处理:不施氮CK、推荐施肥量N1(37500 kg·hm^(-2)有机肥)、推荐施肥量配施腐植酸N1F(37500kg·hm^(-2)有机肥+2250kg·hm^(-2)腐植酸)、推荐施肥量配施生物炭N1B(37500kg·hm^(-2)有机肥+40t·hm^(-2)生物炭)、农民常规用量N_(2)(60000 kg·hm^(-2)有机肥)。结果表明:不同处理氨挥发动态基本一致,N_(2)处理氨挥发速率处于较高水平。随着施肥量的增加,土壤氨挥发累积量逐渐增加,氨挥发累积量从高到低依次为N_(2)、N1、N1B、N1F、CK,N1F处理和N1B处理较N_(2)处理显著降低了24.5%和21.0%的氨挥发累积量(P<0.05)。N_(2)处理土壤在末果期铵态氮含量显著高于其他处理;N1、N1F、N1B处理在盛果期和末果期土壤硝态氮含量显著高于N_(2)处理。施肥以及配施生物炭和腐植酸均能显著增加AOA-amoA基因丰度,与CK相比,N1、N_(2)的AOA-amoA基因丰度显著提高(P<0.05);与N_(2)、N1相比,N1F和N1B处理AOA-amoA基因丰度显著提高(P<0.05)。推荐施肥量增加了土壤AOB-amoA的基因丰度,配施腐植酸和生物炭无显著影响。Mantel test+结果表明,NH4-N含量、AOA-amoA、AOB-amoA能够显著影响设施菜地土壤氨挥发。减量施肥配施生物炭和腐植酸能够在一定程度上降低设施菜地土壤的氨挥发量,且腐植酸配施效果更好,并能够有效固持土壤的无机氮。N1、N1F、N1B各处理保证了作物产量并较N_(2)处理显著提高了氮素利用率。综合考虑农学和环境效益,有机肥减量配施腐植酸N1F为适宜的施肥方式。

不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的影响

为探究不同比例化肥减量配施有机肥影响植烟土壤有机碳固存的长期效应,基于连续9年的田间定位试验,设置不施肥(CK)、100%化肥(CF-1,当地常规推荐施肥)、80%化肥(CF-2)、80%化肥配施有机肥(OF-1)、60%化肥配施有机肥(OF-2)、70%化肥配施有机肥+生物有机肥(BOF)处理,对植烟土壤有机碳储量盈亏、固碳速率、有机碳组分含量、有机碳敏感指数、土壤碳库活度和土壤碳库管理指数进行对比,探讨不同比例化肥减量配施有机肥对植烟土壤有机碳固存的长期效应。与CF-1处理相比,连续不施肥(CK)处理植烟土壤有机碳组分、储量和土壤碳固存速率显著下降。不同比例化肥减量配施有机肥的OF-1、OF-2和BOF处理,植烟土壤有机碳含量分别增加9.6%、20.9%和13.9%,土壤活性有机碳含量分别增加43.4%、68.0%和41.7%,土壤可溶性有机碳含量分别增加14.8%、19.1%和25.4%,土壤微生物量碳含量分别增加22.8%、37.2%和36.4%,土壤有机碳储量分别增加15.3%、30.2%和31.2%,年平均固碳速率分别提高191.3%、382.6%和391.3%,碳库管理指数分别提高100.8%、159.8%和79.6%。不同比例化肥减量配施有机肥显著提升土壤活性有机碳敏感指数。与CF-1相比,OF-1、OF-2和BOF处理的烟叶产量分别提高10.3%、33.5%和35.3%,中上等烟叶比例分别提高14.6%、22.0%和18.0%。连续9年化肥减量配施有机肥显著提高植烟土壤有机碳组分含量和土壤有机碳固存速率,促进烟叶产质量提升,是烟叶绿色优质生产、农田土壤固碳增效的有效途径,以OF-2和BOF效应更好。

化肥减量配施有机肥对玉米产量、养分吸收及氮素利用效率的影响

【目的】探讨山西旱地玉米化肥减量配施有机肥的可行性与适宜化肥减量比例。【方法】于2021—2023年进行田间定位试验,研究CK(不施任何肥)、NPK(全化肥)、化肥减量(40%、30%、20%)生物炭有机肥替代(SWC40、SWC30、SWC20)和精致有机肥替代(JZ40、JZ30、JZ20)对玉米产量、养分吸收及氮素利用效率的影响。【结果】适当比例下化肥减量配施有机肥能显著增加玉米籽粒产量和地上部生物量,提高养分累积吸收量及氮素利用效率。与NPK处理相比,2021、2022、2023年,SWC40处理籽粒产量分别显著提高14.69%、9.88%、25.62%,JZ30处理籽粒产量与NPK处理无显著差异。2023年,SWC40处理籽粒氮、磷、钾素累积吸收量分别为145.64、38.30、38.07kg/hm^(2),与NPK处理相比,SWC40处理玉米籽粒氮、磷、钾素累积吸收量显著增加38.36%、56.14%、46.59%;SWC40处理地上部氮、磷、钾素累积吸收量分别为311.79、69.49、204.22 kg/hm^(2),较NPK处理显著增加了64.08%、84.32%、84.43%。SWC40处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率和氮肥表观利用率为6.80kg/kg、15.64kg/kg、43.53%、31.01%,较NPK处理显著提高了49.78%、16.80%、29.48%、165.49%。【结论】化肥减量配施生物炭有机肥相较精致有机肥效果更佳,化肥减量40%配施生物炭有机肥为最优处理,化肥减量30%配施精致有机肥化肥次之,可作为玉米增产、氮肥增效的合理施肥方案。

化肥减量配施有机肥对土壤理化性质及水稻产量的影响

通过大田试验分析化肥减量配施有机肥对土壤理化性质、水稻产量构成因素与产量的影响,并探究其对水稻经济效益的影响。结果表明,与单一化肥相比,化肥减量配施有机肥能有效改善土壤pH(0.98%~2.60%),降低土壤容重(3.50%~6.29%),提升土壤肥力,其中有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别增加了2.81%~9.55%、1.30%~6.44%、1.88%~9.77%、0.55%~7.82%,土壤有机质、有效磷与速效钾呈显著正相关,碱解氮与速效钾呈极显著正相关。化肥减量配施有机肥能改善水稻产量构成因素,增加水稻的产量与经济效益,而过量化肥减量也会导致其经济效益降低。从土壤改良效果、水稻产量与经济效益等因素综合考虑,化肥减量20%配施1 500 kg/hm^(2)有机肥对水稻增产效果最佳,水稻的产量由对照组的6 858.67 kg/hm^(2)增加到7 417.67 kg/hm^(2),增产幅度为8.15%。