有机肥氮部分替代化肥氮对间作珠芽魔芋生长及养分积累利用的影响

为探索胶园间作珠芽魔芋的合理施氮方法,对有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋生理特性、产量、品质及养分积累利用的影响进行了研究。研究设6个处理,分别为不施氮对照(T1)、当地习惯化肥氮用量(N 450kg/hm^(2))(T2)、80%习惯化肥氮用量+20%有机肥氮用量(T3)、80%习惯化肥氮用量(T4)、60%习惯化肥氮用量+20%有机肥氮用量(T5)、30%习惯化肥氮用量+50%有机肥氮用量(T6)。成熟期测定珠芽魔芋叶片形态指标、叶面球茎数量及倒伏株数、地下球茎产量、可溶性糖、淀粉、葡甘聚糖含量、氮磷钾含量及氮肥利用率。结果表明:与纯施化肥氮相比,有机肥代替部分化肥珠芽魔芋株高、茎粗、叶面球茎数量、繁殖系数增加,抗倒伏能力增强,提高了地下球茎氮肥利用率、产量、单株鲜重、膨大系数及氮、磷、钾吸收量。胶园间作珠芽魔芋的合理施氮模式为80%化肥氮+20%有机肥氮或者30%化肥氮+50%有机肥氮。

有机肥氮替代部分无机氮下土壤的化学性状及毛白菜产量和品质的变化

为探究适宜武汉市毛白菜生产中有机肥替代化学氮肥的最佳用量,采用田间试验研究不同比例有机肥氮替代化肥氮下土壤的化学性状及毛白菜产量和品质的变化。结果表明,在推荐施肥(OPT)用氮量基础上,随着有机肥氮替代比例的增加毛白菜产量呈先增后减趋势,当有机肥氮替代30%化肥氮(OPT-30%M)时毛白菜产量最高,达52271.72 kg/hm^(2),与农民习惯施肥(FP)相比增产34.44%。有机肥氮替代化肥氮提高了土壤的pH、有机质和有效磷含量,但对土壤碱解氮和速效钾含量无明显促进作用。有机肥氮替代化肥氮显著提高了毛白菜的可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C含量,降低了毛白菜的硝酸盐含量,OPT-30%M处理毛白菜的营养品质最佳。在养分积累方面,有机肥氮替代15%化肥氮(OPT-15%M)、OPT-30%M处理的毛白菜植株的总氮含量和氮磷钾总养分量与OPT处理达相同水平,均显著高于其他处理,其中OPT-30%M处理的毛白菜氮磷钾总养分积累量最高。在武汉市毛白菜生产中,有机肥氮替代30%的化肥氮最适宜,既能在保持产量提升的基础上降低化肥用量,又能提高毛白菜的营养品质和土壤质量。

有机肥全量替代化肥对茶园土壤机械稳定团聚体无机氮分布特征的影响

为明确有机肥全量替代化肥对茶园土壤氮素肥力的影响机制。依托5 a茶园有机肥替代化肥试验,选取单施化肥(CF)和全量施用有机肥(OF)为处理,研究了以单施化肥(CF)对照,有机肥全量替代化肥对雨季和旱季茶园土壤理化性质、机械稳定性团聚体组成、团聚体无机氮分布特征的影响,并分析了团聚体无机氮分布的影响因素。结果表明:与CF处理相比,OF处理提高了雨季和旱季表层(0~20 cm)土壤pH值、有机质含量及全氮含量,2个处理雨季土壤pH值差异不显著(P>0.05);在雨季,OF处理下茶园表层土壤阳离子交换量、铵态氮和硝态氮含量低于或显著(P<0.05)低于CF处理,旱季则表现为OF处理显著高于CF处理(P<0.05),分别高27.02%,58.97%,266.84%。不同处理对0.25~2.00 mm和<0.25 mm团聚体质量百分比和GWD有显著影响(P<0.05);与CF处理相比,OF处理提高了0.25~2.00 mm团聚体质量百分比和GWD,降低了<0.25 mm团聚体质量百分比;季节对<0.25 mm团聚体质量百分比有显著影响(P<0.05)。不同处理团聚体铵态氮和硝态氮含量均表现为:<0.25 mm团聚体最高,0.25~2.00 mm团聚体次之,>2.00 mm团聚体最低;雨季OF处理各级团聚体铵态氮和硝态氮含量低于或显著低于(P<0.05)CF处理,而旱季OF处理显著高于CF处理(P<0.05);与雨季相比,旱季显著降低了CF处理下各级团聚体铵态氮和硝态氮含量(P<0.05),增加或显著(P<0.05)增加了OF处理下>2.00 mm团聚体铵态氮含量和各级团聚体硝态氮含量;不同处理下团聚体铵态氮和硝态氮储量占比均表现为0.25~2.00 mm团聚体最高(51.70%,51.14%),>2.00 mm团聚体次之(34.59%,35.51%),<0.25 mm团聚体最低(13.71%,13.34%);与CF处理相比,OF处理显著降低了雨季和旱季<0.25 mm团聚体铵态氮储量占比和旱季<0.25 mm团聚体硝态氮储量占比(P<0.05),显著提高了雨季0.25~2.00 mm团聚体铵态氮储量占比和旱季0.25~2.00 mm团聚体硝态氮储量占比(P<0.05)。相关性分析表明,茶园土壤团聚体铵态氮含量主要受土壤pH值、阳离子交换量和全氮含量的影响,茶园土壤团聚体硝态氮含量主要受土壤pH值、有机质含量和全氮含量的影响;进一步RDA分析表明,土壤pH值和阳离子交换量是土壤机械稳定性团聚体无机氮分布的主要影响因子。综上,茶园有机肥全量替代化肥有利于提高土壤有机质含量,协调雨季和旱季土壤氮素供应,促进大团聚体的形成和土壤无机氮的积累。

一次性减氮施有机无机复混肥对夏玉米产量、氮利用、土壤养分的影响

为鲁西北潮土区玉米增产增收和轻简化栽培技术提供理论依据,采用一次性减氮施有机无机复混肥技术,对玉米籽粒产量、可持续性指数、氮效率、土壤养分含量的变化进行研究。试验设置不施肥对照(CK)、常规氮磷钾肥(NPK)、猪粪有机无机复混肥1800 kg·hm^(-2)(OF)3个处理。结果表明:与NPK处理相比,OF处理的氮肥用量减少88 kg·hm^(-2)(35.2%),2017—2022连续6年的玉米平均产量为10549.56 kg·hm^(-2),增产3.94%,籽粒蛋白质产量提高8.22%,可持续性指数最高(0.74),氮素吸收率、氮素利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学效率与肥料利用率分别提高0.21%、67.63%、62.86%、71.85%、5.52%;OF处理相较NPK处理可有效降低土壤pH值,0~100 cm土层有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量显著提高6.58%~64.82%、7.22%~8.63%、24.66%~329.26%、14.81%~76.06%;OF处理的0~20 cm土层硝态氮含量比CK、NPK处理提高44.51%和3.68%,NPK处理的20~100 cm土层硝态氮比CK、OF处理提高78.66%~149.05%、23.57%~149.61%,增大了硝酸盐淋溶风险。综上,一次性减氮施有机无机复混肥通过提高土壤养分含量,促进玉米的养分吸收利用,实现夏玉米产量增产3.94%,提高可持续产量指数,是适宜鲁西北潮土区高产农田玉米轻简化生产的有效施肥措施。

有机肥氮替代部分无机氮对设施苋菜产量、品质和氮素利用率的影响

为探究适宜武汉市设施苋菜生产中有机肥替代化学氮肥的最佳用量,采用田间试验研究不同比例有机肥氮替代化肥氮对设施苋菜产量、品质和氮素利用率的影响。结果表明,在推荐施肥(OPT)用氮量基础上,随着有机肥氮替代比例的增加苋菜产量呈先增后减趋势,当有机肥氮替代30%化肥氮(OPT-30%M)时,苋菜产量最高,与农民习惯施肥(FP)相比,增产3.07%。有机肥的应用显著提高了苋菜的可溶性糖、可溶性蛋白质、维生素C含量,降低了苋菜的硝酸盐含量,OPT-30%M处理苋菜的营养品质最好。在氮素利用方面,OPT-15%M处理的苋菜的吸氮量和氮肥利用率最大,OPT-30%M处理的苋菜氮肥农学效率和氮肥偏生产力最高,分别达43.03 kg/kg和501.93 kg/kg。综上,在武汉市设施苋菜生产中,有机肥氮替代15%~30%的化肥氮较适宜,既能在保持产量提升的基础上降低化肥用量,又能提高氮肥利用效率。

有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量的影响及替代率研究

通过田间试验,研究了不同氮用量下有机肥料氮替代部分无机氮对水稻产量、氮肥利用率和土壤矿质态氮的影响,试图探索出有机肥料氮替代无机氮的最适替代率,并对有机肥与化肥配施的经济效益进行评价。结果表明:1)有机肥与化肥配施处理(8381～9810 kg/hm2)能获得与单施化肥处理(8381～10124 kg/hm2)更高或持平的产量;2)与单施化肥相比,氮用量在N240 kg/hm2内,有机肥料氮替代无机肥料氮的最适替代率为10%～20%(相当于施用1500～3000 kg/hm2商品有机肥),此时水稻产量、氮肥利用率和经济效益都达到最佳水平;3)与单施化肥相比,氮用量在N240 kg/hm2以内并且有机肥料氮占氮总量的10%～20%时可以获得较为平稳的氮素供应过程,改善了土壤供氮能力。上述结果可为研制有机无机复合肥提供理论基础。

豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田硝态氮累积、固氮基因和净收益的影响

为降低河北省设施蔬菜种植区土壤硝态氮盈余累积量,降低地下水硝酸盐污染风险,2018—2022年连续5年,在华北典型褐土区设施菜田中,采用田间小区试验和实验室分析试验相结合的方法,以分析豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田产量和土壤硝态氮累积的影响,试验设置对照(CK)、常规施肥(T1)、减量施肥+功能微生物(T2)、减量施肥+功能微生物+豆科作物(T3)共4个处理。结果表明:相比T1处理,T2和T3处理可使番茄产量增加5.3%和25.8%;T2处理下油菜产量增加3.0%;农户年净收益提高4.4%和34.4%。5年间T2、T3处理的氮肥表观利用率较T1处理,番茄季增幅为13.5%~17.0%、11.3%~18.1%;T2处理油菜季增幅9.3%~36.6%。实时荧光定量(qPCR)结果显示,T2和T3处理土壤根际土固氮功能基因nifH拷贝数相比T1处理显著提高了16.1%和58.9%;nifH基因拷贝数与作物产量呈显著正相关关系,二者之间的回归方程为y=0.000 2x+30 355(R=0.741 2)。T2和T3处理0~100 cm土体硝态氮周年平均累积量,相比T1处理降低了51.6%和58.3%;5个轮作周期后,与T1处理相比,T2和T3处理有效降低了0~100 cm土体中55.3%和71.0%的硝态氮累积。综上,在减量施肥的背景下,选择引入豆科作物进行合理优化轮作,与有机肥+功能微生物肥配施,可从源头上减少设施蔬菜的氮肥投入,降低设施菜田土壤硝态氮淋失风险,提高作物产量和肥料利用率。

施用不同有机肥对烤烟K326生长发育及土壤无机氮的影响

研究了施用不同肥料对烤烟K326的农艺性状、烟叶外观质量和经济性状的影响,结果表明:合理施用有机肥可以促进烟叶生长,改善烟株大田农艺性状,获得较好的经济效益。综合来看,施饼肥处理的烟株大田农艺性状表现较好,施用鸡粪能够改善烤后烟叶的外观质量,增加烤烟的经济性状;施纯化肥的处理成熟较快,但在农艺性状等方面表现最差。

添加无机氮磷与有机肥对土壤有机氮矿化的影响

研究分析黄土高原农家厩肥(有机肥)矿化量曲线表明,有机肥中有机氮对土壤供N能力仅在施用初期有一定效果,但其对土壤有效氮的贡献并不大。加入无机氮磷和有机肥后如除去带入的有效氮素,对土壤原有的有机氮分解无促进作用,且矿化量还有一定程度的减少。加入N、P肥后,仅粮草3年轮作处理矿化量有所增加,为+6.3％;其余裸地、玉米连作、粮饲豆4年轮作矿化量均减少,其减幅分别为35.3％、34.8％和44.6％。加入有机肥后,除有机肥84d矿化量外,仅裸地处理矿化量有所增加(171.6％),其余处理矿化量均减少。

有机无机肥配施对玉米土壤碳氮转化的影响

本文采用大田试验与室内土壤培养相结合的方法,研究了有机无机肥配施对玉米作物根区土壤碳、氮矿化作用等影响。研究结果表明,有机无机肥配施对土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量氮(MBN)、无机氮呈现出不同的变化趋势,不同有机肥与无机肥配施对玉米不同生育时期的根区土壤MBC含量呈现不同程度的影响,土壤MBC的整体变化呈现出先升高后降低的趋势,且在作物整个生长期内,猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥的处理土壤MBC含量高于单施无机肥的处理。从玉米整个生育期来看,土壤MBN的整体变化呈现出升高的趋势。苗期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN含量差异不显著,成熟期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN差异显著,且鸡厩肥+无机肥、猪厩肥+无机肥的处理对土壤MBN有积极的影响且土壤MBN的含量高于单施无机肥的处理。而且不同有机肥的施入对土壤无机氮含量的变化也有显著的影响。各个处理土壤无机氮含量均呈现出逐渐降低的趋势。而猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥处理的土壤无机氮含量比单施无机肥处理的土壤无机氮含量有所升高,但各个处理的土壤硝态氮含量变化不明显。

长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收、转运及产量的影响

基于25年定位试验,设置6个大田试验处理(CK,不施肥;NPK,常规施用化肥;1/4M+3/4NPK,25%有机肥替代化肥;1/2M+1/2NPK,50%有机肥替代化肥;M,100%有机肥替代化肥;MNPK,100%化肥+100%有机肥),研究了长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收和利用的影响。结果表明,水稻地上部N素总积累量与产量大小均表现为MNPK>1/4M+3/4NPK>NPK>1/2M+1/2NPK>M>CK,与NPK处理相比,MNPK和1/4M+3/4NPK处理的地上部氮素总积累量增加20.11%~27.86%、产量增加2.04%~12.42%。各处理花前N素转运量对籽粒贡献率(69.54%~84.60%)显著高于花后积累量对籽粒贡献率(15.40%~30.46%),花前N素积累是水稻植株N素的主要来源。1/4M+3/4NPK处理的氮肥偏生产力及氮收获指数均高于NPK处理,分别提高16.42%、10.29%。有机无机肥配施比单施化肥处理显著改善了稻米品质,提高了籽粒氨基酸含量,其中,非必需氨基酸含量是必需氨基酸含量的2倍左右。长期施肥条件下,25%有机肥替代化肥处理在化肥减施基础上,可以提高肥料利用率、促进水稻养分吸收,是黄壤性水稻土地区实现水稻增产、品质提升的最佳施肥措施。

基于APSIM模型的旱地春玉米施肥类型及氮肥用量研究

为探究玉米高产和减少硝态氮残留的合理施肥模式,通过山西寿阳旱地春玉米田间试验和APSIM模型模拟,研究不同施肥类型和施氮量对春玉米产量、硝态氮残留量和氮肥利用率的影响。田间试验设置3个施肥类型主处理,包括化肥单施、有机无机肥配施(配施比例1∶1)和有机肥单施;7个施肥梯度副处理,分别为0、50、100、150、200、250、300 kg·hm-2,并利用2019—2021年试验站点数据对模型进行校准验证。结果表明:APSIM模型可以较好地模拟当地玉米产量和硝态氮残留量状况。各降水年型下,随氮肥施用量的增加,玉米产量先增加后减少,硝态氮残留量显著增加,氮肥利用率有所降低;相同施肥类型及施肥量下,丰水年的春玉米作物产量最高,硝态氮残留量最低,氮肥利用率最高;相同降水年型及施肥量下,有机无机肥配施方式的春玉米产量最高,硝态氮残留量居中,氮肥利用率最高。相较于化肥单施和有机肥单施方式,有机无机肥配施对于干旱地区玉米产量提升效果更好,其土壤硝态氮残留量对降水变化的敏感性相对较低,其氮肥利用率受降水影响也更小。综上,当施氮量介于148~168 kg·hm-2时,有机无机肥配施方式下土壤硝态氮残留量维持在阈值内,春玉米产量可达到理论产量的95%左右,适宜在研究区域推广应用。

有机无机配施体系中有机肥腐熟程度对化肥氮利用率的影响机制

为探究有机肥腐熟度对配施化肥氮利用率的作用机制,利用^(15)N标记技术进行意大利生菜盆栽试验,从堆肥过程中选取不同腐熟度的有机肥[按照种子发芽指数(GI值)为50%、80%和100%进行堆肥的腐熟度区分],研究施^(15)NPK化肥(对照,CK)、^(15)NPK+GI 50%有机肥(GI50)、^(15)NPK+GI 80%有机肥(GI80)、^(15)NPK+GI 100%有机肥(GI100)4个处理对意大利生菜化肥氮的转化、吸收和利用的影响。结果表明,与CK处理相比,添加有机肥处理意大利生菜生物量、^(15)N吸收量与^(15)N利用率分别显著提高30.5%~56.1%、40.0%~91.0%和15.5%~41.8%(P<0.05),GI80处理较GI50处理生物量、^(15)N吸收量与利用率分别显著提高17.1%、31.8%和35.4%(P<0.05),GI100处理较GI50处理生物量、^(15)N吸收量与利用率分别显著提高19.6%、15.8%和22.8%(P<0.05)。试验期间,添加有机肥处理较CK处理土壤^(15)NH_(4)^(+)-N显著提高44.9%~74.2%(P<0.05),^(15)NO_(3)^(-)-N显著降低8.4%~38.1%(P<0.05),净硝化率显著降低10.8%~24.6%(P<0.05);GI80处理较GI50处理土壤^(15)NH_(4)^(+)-N提高7.9%~11.5%,^(15)NO_(3)^(-)-N显著降低18.5%~50.4%(P<0.05),净硝化率显著降低15.0%~28.2%(P<0.05);GI100处理较GI50处理土壤^(15)NH_(4)^(+)-N显著提高11.5%~26.9%(P<0.05),^(15)NO_(3)^(-)-N显著降低15.8%~22.7%(P<0.05),净硝化率显著降低12.5%~23.9%(P<0.05)。土壤微生物量氮(MB^(15)N)缓慢上升,添加有机肥处理较CK处理显著提高67.3%~94.1%(P<0.05),GI80处理较GI50处理提高6.0%~23.8%,GI100处理较GI50处理显著提高6.9%~25.5%(P<0.05)。各处理MB^(15)N占MBN的54.9%~71.6%(P<0.05)。相关分析结果表明,MB^(15)N、^(15)NH_(4)^(+)-N与^(15)N吸收量、^(15)N利用率呈现极显著正相关关系,且RDA分析结果说明MB^(15)N是影响化肥^(15)N吸收利用的关键驱动因子。因此,有机无机配施体系中适当增加有机肥的腐熟度(GI≥80%)能够明显增强土壤微生物的固氮能力,提高土壤氮素水平,减缓土壤铵态氮向硝态氮的转化速度,降低土壤净硝化速率,从而提高化肥氮的利用效率。

减氮及有机替代对新疆棉田土壤氮素有效性和利用效率的影响

【目的】“连作+棉秆全量还田+高氮肥投入”是新疆绿洲棉花生产的主要技术措施之一。研究该体系下减少化肥用量对棉田土壤氮素转化和有效性的影响,以及等量有机肥替代化肥的效果,为优化施肥方案,提高氮肥利用率提供依据。【方法】于2021和2022年在新疆石河子市二连农试场开展棉花连续定位施肥试验,设置常规施氮量(CF),减施常规氮量的8%(CF-8%)、16%(CF-16%)和24%(CF-24%),在常规氮量下以有机肥替代其中8%(8%OF)、16%(16%OF)和24%(24%OF)的化肥,以及不施氮肥对照(CK),共8个处理。分析不同土层p H、电导率(EC)值、有机质、无机氮和活性有机氮含量、氮转化相关酶活性变化,计算氮肥利用率,并测定棉花产量。【结果】2021和2022年在CF处理基础上减少化肥施氮量,0—20、20—40 cm土层颗粒有机氮(PON)、轻组有机氮(LFON)含量无明显变化,而CF-16%处理可溶性有机氮(DON)和微生物量氮(MBN)占全氮(TN)的比例较CF处理分别提升14.79%和19.88%,0—20 cm土层土壤蛋白酶活性也得到显著增强。CF-24%处理0—20 cm土层微生物量氮(MBN)含量、土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性较CF处理分别下降了10.78%、16.88%、6.25%。随着化肥施用量的减少,深层土壤中累积的NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N含量降低,减氮处理中CF-16%处理较CF处理的增产率最高,达6.59%。与CF处理相比,16%OF、24%OF处理显著提高了20—40 cm土层土壤p H,0—20和20—40 cm土层有机质含量分别提升了23.44%和12.99%、31.74%和20.14%,土壤EC值分别下降了7.74%和4.72%、5.64%和7.02%,能够改善棉田土壤环境。16%OF处理0—40 cm各土层颗粒有机氮和可溶性有机氮含量两年平均较CF处理分别增加了24.01%和29.15%、18.95%和55.32%,颗粒有机氮和可溶性有机氮在全氮中的占比分别增加了16.32%和32.42%,而24%OF处理的轻组有机氮含量、LFON/TN、MBN/TN、C/N在3个有机替代处理中均为最高。16%OF处理的氮肥农学利用率、氮肥偏生产力、氮肥贡献率、单铃重与产量均高于8%OF和24%OF处理,增产率达17.16%。【结论】适量减施无机氮肥能够减少土壤中无机氮的累积,提升棉花氮肥利用率和产量,以CF-16%处理表现较佳。有机肥替代部分化肥能够增加土壤中活性有机氮的含量和土壤氮转化酶活性,提高土壤供氮潜力,改善棉田土壤微环境,并通过降低20—60 cm深层土壤中的NO_(3)^(-)-N含量提升棉花氮肥利用率,增加棉花单铃重与籽棉产量,其中16%OF处理为本试验最优处理,棉花增产17.16%。

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。

有机无机肥配施对玉米产量及土壤氮磷淋溶的影响

【目的】氮、磷是农作物生长所必需的营养元素,对提高农作物产量和改善产品品质均有重要作用,但由于肥料不合理施用,农田土壤中养分大量盈余,在降雨或灌溉条件下易随水流失,导致水环境质量下降。因此,研究有机无机肥料配施对土壤氮、磷淋溶风险的影响,可为地下水环境质量保护提供依据。【方法】采用田间渗滤池法,对华北地区玉米季氮磷淋溶状况连续5年进行监测,具体施肥处理如下:对照(不施用氮肥,PK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(与NPK处理等氮量,SW)、有机肥无机肥料配施(用猪粪中氮替代50%NPK处理中氮用量,SNP)。采集120 cm处淋溶水,测定氮、磷含量,研究在总氮投入量相同条件下,有机无机肥料配施对华北地区玉米产量及土壤剖面120 cm处氮磷淋溶的影响。【结果】1)有机无机肥料配施(SNP)处理,可以保证玉米较高产量,5年平均产量较单施化肥处理(NPK)提高10.3%。2)有机无机肥料配施可以显著减少总氮(TN)淋溶量,SNP处理较NPK处理减少71.4%;NPK处理淋溶水中NO-3-N浓度显著高于SNP处理,其平均浓度分别为54.93 mg/L、13.47 mg/L。3)在等氮量投入条件下,有机肥的投入带入了大量磷素,单施有机肥(SW)较NPK处理总磷(TP)淋溶量增加了0.6倍,分别为0.056 kg/hm2、0.035 kg/hm2;淋溶水中TP浓度分别为0.09 mg/L、0.066 mg/L。在氮磷养分淋溶损失中,NO-3-N占淋溶水TN的80%以上,可溶性总磷(TDP)占淋溶水TP的70%左右。4)在监测淋溶水中,NPK处理NO-3-N平均浓度已超过我国地下水Ⅲ类水质量标准(GB/T 14848-9),SW处理TP平均浓度0.09 mg/L,也高于水体富营养化TP浓度(0.02 mg/L)的临界值,可对水体造成污染。【结论】在氮磷养分淋溶损失中,NO-3-N占淋溶水TN的80%以上,TDP占淋溶水TP的70%左右。采用猪粪氮替代50%化肥氮素的有机无机肥料配施处理,5年玉米平均产量显著高于单施化肥处理,证明该施肥方法不仅可以确保产量,还可降低氮素淋溶,基本保证淋溶水中NO-3-N浓度低于地下水Ⅲ类水质量标准(GB/T 14848-9)。

有机和无机烟草专用肥配合施用对烟草生产效益和肥料氮素利用率的影响

通过盆栽和田间试验方法,研究了烟草无机专用肥与烟草生物有机专用肥配合施用对烟草整个生育期土壤氮素水平、烟草地上部干物质累积量、产量及其氮素利用率的影响。研究结果表明,与单施烟草无机专用、烟草生物有机专用肥相比,70%无机专用肥氮+30%生物有机专用肥氮,总施氮量为60 kg/hm2时,烟草整个生育期土壤硝态氮和铵态氮含量分别显著提高了3.75%118.14%、0 16.35%、全氮含量提高了0.77%10.42%,烟草地上部分干物质累积量增加了0.76%51.88%,增产8.63%15.28%,土壤偏生产力提高了5.39%27.24%,烟草氮素利用率提高了3.21%208.38%,烟草的生产效益和氮素利用率均达到了最佳,而生物有机专用肥氮在总氮量中所占比例为5%时,对烟草整个生育期土壤有效氮含量、烟草产量和氮素利用率作用不明显。因此,70%无机专用肥氮与30%生物有机专用肥氮配施、总氮量为60 kg/hm2是值得推荐的配施比例和用量。

有机无机肥料配施对盆栽菠菜生长和土壤供氮特性的影响

通过盆栽试验研究了有机肥与无机肥配施对菠菜产量、品质及土壤供氮特性的影响。结果表明,收获时菠菜生物量由大到小依次为:处理4(5%(占施氮量百分比)尿素与95%有机肥配施)、处理5(10%尿素与90%有机肥配施)、处理3(有机肥)、处理2(无机肥)、处理1(不施肥);植株氮累积量以处理5最多,其他处理趋势与生物量相同。收获时,植株维生素C含量依次为处理4、处理3、处理5、处理2、处理1,并且所有处理菠菜可食用部分硝酸盐含量均达到直接食用标准(小于432 mg.kg-1);无机肥处理比有机肥处理矿质态氮释放速度快,有机无机肥配施处理能更好地调节土壤氮素的释放;有机无机肥配施处理与有机肥处理能增加土壤微生物量碳,且增加幅度大于单施无机肥处理。

节水控肥下有机无机肥配施对日光温室黄瓜-番茄轮作体系土壤氮素供应及迁移的影响

本试验以日光温室秋冬茬番茄-冬春茬黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间小区试验,研究了5季节水控肥(冬春茬黄瓜和秋冬茬番茄季N-P2O5-K2O总投入量分别为600-300-525 kg/hm2和450-225-600 kg/hm2)有机无机肥配施对0—40 cm(根区)土壤硝态氮供应、40—100 cm(根区以外)硝态氮残留和0—100 cm土体不同形态氮素淋失的影响,探索了设施蔬菜生产中节水节肥潜力,为构建设施蔬菜合理水肥管理下土壤肥力培育和土壤质量提升模式提供技术支持。试验结果表明,1)农民习惯水肥管理节水节肥潜力较大;节水控肥后0—100 cm土体硝态氮积累量、矿质氮和有机氮渗漏量均明显下降,种植蔬菜经济效益显著增加。2)商品有机肥猪粪与化肥在土壤无机氮供应方面的效果接近;节水控肥1/4～1/2猪粪氮替代1/4～1/2化肥氮后,0—40 cm土体硝态氮供应和40—100 cm土体硝态氮残留均无显著变化,但是随着猪粪氮配施比例的增加,土壤溶液渗漏量及养分淋失量呈增加趋势。3)施用秸秆促进了土壤无机氮固持,降低根区土壤硝态氮供应水平,提高土壤养分保蓄能力;节水控肥1/2秸秆氮替代1/2化肥氮后,0—40 cm土壤硝态氮供应量平均下降34.3%～56.2%,40—100 cm土体硝态氮残留量下降42.5%～87.8%,0—100 cm土体土壤溶液渗漏量下降65.0%,硝态氮淋失量下降82.0%,而产量和经济收入无显著差异。根据本试验结果,对于新建温室可采用单施化肥、化肥与猪粪配施方案,能在短时间内提高土壤无机氮供应强度,满足蔬菜氮素需求;对于种植了一段时间的温室,可采用冬春茬黄瓜季化肥配施猪粪—秋冬茬番茄季化肥配施秸秆方案,能固定积累于土壤中的无机氮,提高土壤养分容量,保证根层土壤氮素的稳定供应,降低环境风险,维护设施农业的可持续发展。

^(15)N交叉标记有机与无机肥料氮的转化与残留

有机无机肥配施能够培肥土壤,改善土壤氮素供给,但目前有机无机肥配施主要集中在化肥氮的研究,忽略秸秆氮对化肥氮转化的影响。为了解秸秆还田对不同氮源转化和残留的影响,采用15N对尿素和水稻秸秆进行交叉标记,在两种不同肥力水稻土(粘土矿物类型为1∶1型红黄泥和2∶1型紫潮泥)进行水稻盆栽试验。设置对照(CK),单施尿素(15NU)、标记尿素与稻草配施(15NU-S)和标记稻草与尿素配施(15NS-U)4个处理。结果表明,水稻吸收的氮素60%以上来自土壤氮,土壤氮素肥力相对较低的红黄泥较之紫潮泥对肥料氮的依赖更强;水稻生长期间微生物同化的尿素氮占标记底物的百分数红黄泥为1.8%-8.3%,紫潮泥为1.8%—19.2%;微生物同化的秸杆氮占标记底物的百分数红黄泥为1.7%-5.0%,紫潮泥为2.0%-6.2%。而粘土矿物固持的尿素氮占标记底物的百分数,红黄泥为0.3%-2.1%,紫潮泥为3.5%-18.7%;粘土矿物固持的秸杆氮红黄泥为0.2%-0.9%,紫潮泥为1.7%-5.0%。水稻成熟期尿素氮的残留率,红黄泥15NU处理、15NU+S分别为14.5%和17.0%,紫潮泥分别为16.9%和17.1%。秸秆氮的残留率分别为红黄泥38.8%、紫潮泥41.5%;有机无机肥配施提高了微生物同化化肥氮的能力,降低了粘土矿物晶格固持化肥氮的水平。有机无机配施提高了化肥氮利用率同时,提高了有机形态氮残留,降低了无机形态氮(矿质氮+固定态铵)的残留。