“双碳”背景下我国长期肥料定位试验的研究进展

农业具备碳源和碳汇的双重功能,是实现碳达峰、碳中和“双碳”目标的重要途径。长期肥料定位试验具有代表性、连续性、稳定性、数据丰富等特点,不仅有助于探索土壤质量演变规律,而且对于应对气候变化、实现“双碳”目标具有重要作用。通过文献分析,论述了我国长期肥料定位试验的发展、重要作用以及与实现“双碳”目标的本质关系,发现长期肥料定位试验存在重视程度和支持力度不足、试验设置落后、数据资料利用率低等问题。并在建立长期肥料定位试验研究网络、加强跨学科间的交叉、深入分析土壤固碳效应的内在机制、强化政策和经费支持等方面提出了相应建议。

23年肥料定位试验0～100cm土壤剖面中各形态磷之间的关系研究

采用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系和Bowman-Cole建议的土壤有机磷分组方法对长期定位试验0～100cm土层土壤无机、有机磷的形态组成进行了分级测定,并运用相关分析、通径分析和逐步回归分析对土壤磷各组分与速效磷之间的关系进行了研究,结果表明,对速效磷贡献(通径系数)的相对重要性依次为:Ca2-P(0.8941)>Ca8-P(0.1603)>Al-P(-0.0683)>O-P(-0.0297)>Fe-P(0.0248)>活性有机磷(0.0193)>高稳性有机磷(-0.0187)>中稳性有机磷(-0.0178)>中活性有机磷(0.0077)>Ca10-P(0.0029)。由逐步回归分析得出Ca2-P、Ca8-P是速效磷的主要磷源。

长期肥料定位试验栗钙土中磷肥在莜麦上的产量效应及行为研究

研究了高寒半干旱区8年肥料定位试验中,磷肥和有机肥在莜麦上的产量效应、土壤磷素的平衡、土壤Olsen-P及各形态无机磷的变化。结果表明,单施磷肥(N0P1)莜麦增产30.8%、单施氮肥(N1P0)增产109.4%、氮肥和磷肥配合(N1P1)施用莜麦增产314.0%;NP间表现出显著正交互作用,NP(N1和P1)交互作用增产86.9%;施用22.5和45.0 t/hm2有机肥分别比N0P0处理增产115.1%和220.1%;施用有机肥基础上增施磷肥无明显增产效应。不同施肥处理土壤Olsen-P和各形态无机磷的增减取决于土壤磷素的积累与消耗量,7年不施磷肥土壤Olsen-P降低3.3mg/kg。施用磷肥和有机肥土壤各形态磷库均有不同程度的积累;土壤磷素积累以无机磷为主,其中Ca2-P和Ca8-P的积累量分别占土壤无机磷变化总量的19.3%和25.4%,Al-P和Fe-P分别占23.8%和14.8%,O-P和Ca10-P共占13.0%。依据土壤磷素收支平衡状况计算出维持土壤磷素平衡的P2O5用量为45.0 kg/hm2。根据肥料效应函数计算出有机肥用量为0、22.5 t/hm2时,P2O5的最高产量用量分别为98.4 kg/hm2和87.4 kg/hm2。

长期肥料定位试验中土壤肥力的演变

利用定位研究方法,在浙江省渗育水稻土上,比较了不同的施肥模式下对稻田土壤肥力演变规律的影响。结果表明,稻田不均衡养分管理对土壤养分演变具有突出的影响,配施有机肥不仅使土壤养分积累明显,同时也具平衡土壤酸碱度的作用。主成分分析表明,从施肥对作物产量和土壤肥力的综合影响,以MNPK处理为最优,此项分析结果与方差分析结果相互印证,结果完全一致。

提高黄土高原旱地抗逆减灾能力的肥料定位试验研究

黄土旱塬连续 5年的定位试验结果表明 ,单施有机肥能增加土壤有机质及全氮含量 ,随施用年限延长 ,作物产量呈上升趋势 ;单施氮肥易造成土壤磷失调 ,单加磷则造成氮失调 ;氮磷肥配施增产效果显著 ,并有较好的培肥作用 ;有机肥与氮磷肥配合施用具有较好的增产和土壤培肥作用 。

肥料定位试验中处理与年份互作效应分析

由于处理与年份交互作用存在 ,各处理效应在不同年份表现不一致 ,影响了施肥处理效应的正确估计。本文用 5年肥料定位试验数据为材料 ,由 Finlay和 Wilkinson回归模型和 AMMI模型分析了处理×年份交互作用 ,并用二维平面图图示

中低产田肥料定位试验研究

河南省中低产田占总耕地面积的70％左右,粮食作物一年两熟,年亩产仅600～750kg。为了探讨中低产田的合理施肥及地力演变,从1991年麦播开始,布置了有机肥及氮磷化肥的配合定位试验。现将近两年试验结果整理如下,以供参考。

小麦—玉米两熟轮作肥料定位试验研究

经7年小麦—玉米一年两熟轮作肥料定位试验,得到了潮土长期施肥情况下的肥料利用率和作物养分需要量;在有机肥的基础上无机氮磷配合使用,无论是对作物的稳产、高产和经济效益,还是对土壤肥力的培养提高,其效果都优于其它方法;氮磷化肥每年每公顷最佳施量分别为240kg(16kg/666.7m^2)和60kg(4kg/666.7m^2)

水稻肥料定位试验中土壤各形态磷的变化动态研究

研究了水稻长期定位肥料试验土壤各形态磷的动态变化及其对水稻生长的影响．长期定位试验设有CK（不施肥）和施NK、NP、NPK4个肥料处理，采用修正的Hedley法对水稻长期定位肥料试验土壤各形态磷进行了研究，结果表明，在集约种稻条件下，土壤活性磷很快发生了变化，从试验第2季开始，不施磷处理（CK、NK）水稻产量明显下降，树脂-P和NaHCO3-Pi均表现出明显的下降趋势，在试验结束时树脂-P含量下降到了其初始含量的30％～60％左右，处于极低的水平状态，而且，随着活性磷的移走，NaOH—Pi、HCl-P和残留-P开始下降补充有效磷．在施磷处理（NP，NPK）中，NaOH—Pi和HCl-P也有下降，而残留-P却有所积累，试验结束时比试验前增加了51％．在水稻的连续种植下，NaHCO3-Po量以每年1～3mg·kg^-1速度下降而NaOH—Po基本上没有变化，表明NaHCO3提取的有机磷比NaOH提取的有机磷对植物更有效．同时也表明，用中等有效磷和稳定性磷来补充活性磷十分有限，在磷肥管理中必需合理增加磷肥的投入来维持土壤磷供应能力从而增加水稻产量。

兴安盟燕麦高产栽培及肥料定位试验

通过对燕麦品种(A)、播期(B)、密度(C)、施N肥(D)、施P肥(E)、灌水(F)等6因素5水平正交试验设计,结果表明:6因素对产量的影响顺序为品种>灌水>施N肥>施P肥>播期>密度,最优组合是A2B1C2D3E4F5,其产量为3383.33kg/hm2,并能获得8750.01kg/hm2干草,即品种为白燕2号,4月23日播种,密度35万株/667m2,施N(纯N)60kg/hm2,施P(纯P2O5)67.5kg/hm2,在拔节-抽穗、抽穗-灌浆和乳熟期各灌水1次。

太湖地区黄泥土三要素肥料定位试验

氮、磷、钾为农作物生长需要仰给于土壤的三种主要植物养分。为了研究太湖地区三要素肥料的效果,我们于1963—1964年,在本所黄泥土(高平原的中性潴育性水稻士)上进行了三要素肥料定位试验。

长武旱塬轮作与肥料长期定位试验

较为详细的介绍了位于陕西省长武县旱塬上 ,规模宏大的两个长期定位试验——长武轮作定位试验 (36个处理 ,10 8区 ,占地 874 1m2 )和肥料定位试验 (2 4个处理 ,72区 ,占地 2 2 0 0 m2 )的设计方案与管理方法。试验布设于 1984年 ,过去的 18年里在旱作产量效应、肥料合理施用、土壤培肥机理、硝态氮的累积规律、土壤干层形成理论等方面 。

棕壤肥料长期定位试验中有机肥的后效研究

棕壤肥料长期定位试验结果表明 ,有机肥残留养分对粮豆作物的增产效果至少在 3年以上。长期施入的有机肥 ,提高了土壤有机质的含量。施有机肥在增加磷养分的同时 ,还通过有机质的调节作用促进了土壤磷有效性的发挥。

长期肥料试验对土壤和水稻微量元素及重金属含量的影响

长期肥料试验会影响土壤中微量元素和重金属状况以及作物对微量元素和重金属的吸收。本文研究了长期的不同施肥处理对土壤、糙米中微量元素Cu、Zn、Fe、Mn和重金属Pb、Cd含量的影响,结果表明:经17a连续施用猪粪及秸秆还田显著增加了土壤Cu、Zn和Cd全量,而土壤Fe、Mn和Pb全量在不同施肥处理间没有显著差异;施肥增加了土壤有效态Cu、Zn和Fe含量,其中施用猪粪及秸秆还田的3个处理显著增加了土壤有效态Cu、Zn和Cd含量,而土壤有效态Pb含量在不同施肥处理间没有显著差异。不同处理糙米Cu、Zn、Fe、Mn和Pb含量变化较小或没有显著性差异,而在3个施猪粪和秸秆还田处理中,糙米Cd含量均超过国家食品卫生标准(>0.2 mg kg-1)。水稻地上部吸收积累Cu、Zn、Fe、Mn、Pb和Cd总量与其地上部生物量呈正相关,土壤Cu、Zn、Cd有效态与全量含量呈极显著相关关系,而糙米中的镉含量与土壤镉含量有较好的相关关系。长期施用畜粪导致土壤Cd污染问题应引起高度重视。

灌漠土定位试验结果

198 6～ 2 0 0 1年定位肥料试验结果表明 ,有机肥与化肥配合使用 ,对于稳定作物产量 ,提高土壤养分供应强度 ,特别是减少氮素挥发损失 ,稳定土壤钾素供应水平及速效磷的积累具有单施化肥不能替代的作用。在连年试用一定数量有机肥的基础上 ,适当减少磷肥投入 ,仍可获得较高的产量和稳定土壤供磷强度。单施单元素化肥 。

长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和土壤氮积累的影响

利用河西走廊中部临泽绿洲2005年开始的长期定位肥料试验,研究新垦绿洲砂质土壤长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和利用以及土壤氮积累的影响,为区域砂质农田玉米生产合理施肥运筹提供技术方案。试验共设9个处理:单施高量有机肥(M3:有机肥2.4 t·hm^(-2))、高量氮磷化肥(NP3:N 300 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)225kg·hm^(-2)),低量氮磷化肥配施高量有机肥(NP1M3:N 150 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)90 kg·hm^(-2),有机肥2.4 t·hm^(-2))、低量氮磷钾化肥(NPK1:N 150 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)90 kg·hm^(-2),K_(2)O 90 kg·hm^(-2))、中量氮磷钾化肥(NPK2:N 225 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)135 kg·hm^(-2),K_(2)O 135 kg·hm^(-2))、高量氮磷钾化肥(NPK3:N 300 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)225 kg·hm^(-2),K_(2)O 225 kg·hm^(-2),为区域农户施肥水平)、低量氮磷钾化肥配施高量有机肥(NPK1M3:N 150 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)90 kg·hm^(-2),K_(2)O 90kg·hm^(-2),有机肥2.4 t·hm^(-2))、中量氮磷钾化肥配施中量有机肥(NPK2M2:N 225 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)135 kg·hm^(-2),K_(2)O135 kg·hm^(-2),有机肥1.8 t·hm^(-2))、高量氮磷钾化肥配施低量有机肥(NPK3M1:N 300 kg·hm^(-2),P_(2)O_(5)225 kg·hm^(-2),K_(2)O 225 kg·hm^(-2),有机肥1.2 t·hm^(-2)),玉米-玉米-大豆轮作。2021年取样分析长期不同施肥处理下玉米产量及氮素吸收、转运和利用特征。研究结果如下:(1)连续17年不同施肥处理,NP3、NPK3和NP1M3处理比较,玉米产量无显著差异,表明开垦利用年限较短的砂质农田,钾素并不是主要限制因素,有机肥施用可以提供作物需要的钾素营养;高量氮磷化肥和氮磷钾化肥配施有机肥玉米产量显著高于中低量化肥和单施有机肥;长期单施有机肥处理(M3)与单施化肥的4个处理(NP3、NPK1、NPK2、NPK3)比较,玉米产量与秸秆生物量已无显著差异,M3处理的产量甚至超过NPK1和NPK2处理;NPK1M3、NPK2M2和NPK3M1处理的玉米产量和秸秆生物量最高,三者之间差异很小。(2)玉米地上部吐丝期氮素积累量各处理之间表现出较高的变异性,但高量化肥氮投入处理(NP3、NPK3M1)显著高于其他处理,M3处理最低;而成熟期氮素积累量施有机肥的处理高于单施化肥处理,NPK1M3处理最高,表明有机肥能提供较化肥更持久的氮素供应。各处理吐丝期氮素转运量对籽粒贡献率(62.95%~80.41%)显著高于花后氮素积累率对籽粒的贡献率,吐丝前积累的氮素是玉米植株氮素的主要来源。(3)单施有机肥和有机无机配施处理0~20和20~40 cm土层硝态氮积累显著高于单施化肥处理。综上所述,新垦绿洲砂质农田高量化肥投入能够获得较高的产量,但有机肥的持续投入对作物产量的持续提升起重要的调控作用,增施有机肥可以替代部分化肥投入;长期有机无机肥配施有利于土壤保肥性能的提升和肥沃耕层的形成。

不同施肥条件下黄土麦地杂草生物多样性

采用倒置“W”9点取样法,研究了黄土区9种不同施肥处理长期肥料定位试验小麦田间杂草的生物多样性.结果表明,不同施肥条件下小麦田间杂草组成有一定差异,试验区共有杂草16种,隶属10科16属,约占陕西省麦田杂草种数的34%.随着土壤养分状况的改善,杂草的物种多样性逐渐减少,氮磷钾及其与有机物料配合施用处理（NPK、SNPK、M1NPK、M2NPK）的杂草种群为3～5个,对照及氮、氮磷、氮钾处理（CK、N、NP、NK）杂草种群为6～8个;不同施肥处理杂草相对丰度为0～73%,Shannon多样性指数为0.2～1.08,Shannon均匀度指数为0.05～0.26,Margalef物种丰富度指数为0.26～1.26.不平衡施肥处理的3个多样性指数都高于平衡施肥处理,且大部分达到显著水平.

长期秸秆还田对潮土土壤各形态磷的影响

基于黄淮海低平原区潮土上33年长期肥料定位试验,采用蒋柏藩―顾益初的石灰性土壤无机磷分级方法,研究冬小麦―夏玉米轮作中长期不同氮磷用量下秸秆还田对土壤全磷、有效磷(Olsen-P)及各形态无机磷的影响。结果表明:黄淮海低平原区潮土上冬小麦―夏玉米轮作中P2O5用量0~240 kg hm^(-2),随磷肥用量的增加,土壤全磷、Olsen-P、无机磷总量及无机磷中Ca2-P、Ca8-P、Al-P和Fe-P均显著增加,O-P和Ca10-P无显著变化;当土壤输入磷量低于作物输出磷量时,无论秸秆还田与否,土壤全磷、无机磷总量、Olsen-P和无机磷中除Ca8-P外的其他各形态磷均无显著变化;当土壤输入磷量高于作物输出磷量时,随秸秆用量的增加土壤全磷、Olsen-P和无机磷中的Ca2-P、Ca8-P、Al-P均显著增加,其中以Olsen-P增幅最大,无机磷中以Ca2-P增幅最大,其次为Ca8-P,再次为Al-P;土壤磷素盈余和亏缺量与土壤中各磷形态含量均呈显著正相关关系。

长期施肥对水稻土耕层微生物生物量氮和有机氮组分的影响

以亚热带2个国家级稻田土壤肥力变化长期定位监测点的土样为对象,研究了长期施肥对土壤微生物生物量氮(BN)和有机氮组分的影响.采用氯仿熏蒸-K2SO4提取法和酸水解-蒸馏法分别对耕层土壤微生物生物量氮和有机氮组分进行了测定.结果表明,经过17a的有机无机肥配合施用,土壤氮含量水平较低的宁乡点,土壤全氮平均每年增加约40 mg.kg-1,而土壤氮含量水平较高的南县点,平均每年增加约55 mg.kg-1.有机无机肥长期配合施用也提高了土壤微生物生物量氮和微生物生物量氮占全氮的比例;同时也显著增加酸解性氮及氨基酸态氮、酸解未知氮的含量.此外,土壤酸解性氮及其组分均与微生物生物量氮存在极显著的正相关关系,其中氨基酸态氮和酸解未知氮对微生物生物量氮的影响最大.研究表明,有机无机肥配施是使稻田土壤氮素含量提高的重要措施,有机无机肥配施促进了土壤氮库的积累,即易矿化和较难矿化2部分氮库同时增加.

长期不同施肥对旱地小麦土壤氮素供应及吸收的影响

【目的】评价长期不同施肥处理土壤中氮素固持、供应和损失情况。【方法】以连续19年不施肥(NF)、施用化学氮、磷、钾肥(NPK)和有机肥与化学氮、磷、钾配施(MNPK)田间定位试验处理为对象,设置施氮和未施氮微区,研究了小麦生长期间土壤矿质态氮、土壤微生物量氮(SMBN)及小麦氮素吸收的动态变化。【结果】施用氮肥显著提高长期不施肥土壤(NF)矿质态氮含量(P<0.05),小麦拔节期、开花期和收获期增幅分别为239%、70%和62%,在小麦收获时施用的氮肥约50%淋溶到30 cm土层以下。氮肥施用使NPK处理土壤小麦拔节期和开花期矿质态氮含量分别显著增加46%和90%(P<0.05),但对MNPK处理土壤矿质态氮含量无显著影响。施用氮肥对NF处理SMBN无影响,使拔节期NPK和MNPK处理土壤SMBN含量分别显著增加1.8和3.4倍(P<0.05)。从拔节期到开花期,施用氮肥处理NPK和MNPK土壤SMBN显著降低49%和63%(P<0.05)。MNPK处理土壤小麦氮肥的利用率(69%)显著高于NF、NPK处理土壤(分别为5%和40%)。【结论】有机无机长期配施增强了土壤对氮肥的缓冲能力,协调了土壤中氮素固持、释放与作物吸收之间的关系,提高氮肥利用率。