Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Black Soil Fertility and Maize Yield

By two years （2007-2008） located fertilizer experiment, the effect of long-term combined application of organic and inorganic fertilizers on black soil fertility and crop yield was investigated in Shuangcheng City, Heilongjiang Province. The results showed that the combined application of organic and inorganic fertilizers could increase the organinc matter, alkaline nitrogen, available phosphorus and available potassium. At the same time, the increasing application of organic fertilizer could reduce the soil bulk density and improve the field moisture capacity. Field moisture capacity and organic matter of the combined application of high quantities of organic manure and inorganic fertilizers AtB5 treatment increased the fhstest, organic matter increased by 3.33 g. kg and field moisture capacity increased by 11.25% than the beginning of the experiment. Under the same fertilization, the combined application of organic and inorganic fertilizers＇ increasing production range was higher than the single chemical fertilizers＇ which was from 0.8% to 9.4%. The results showed that the combined application of organic and inorganic fertilizers could increase the nutrient contents of soil and also was the highest productivity contribution to black soil fertility. It was the best fertilization structure of increasing productivity level and improving the soil fertility.

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。

有机-无机肥配施对新疆核桃园土壤和叶片养分的影响

[目的]研究有机-无机肥配施对核桃园土壤和叶片养分的影响,筛选影响叶片养分的主要土壤化学因子,为新疆核桃园土壤养分资源高效管理提供科学依据。[方法]以新疆喀什地区叶城县核桃主栽区的10年生‘温185’核桃为研究对象,采用单因素完全随机区组设计,以当地主要的化肥施用类型(磷酸氢二铵和硫酸钾,YD)为对照,探究有机-无机肥配施(矿源黄腐酸钾和中量元素水溶肥,YZ)对核桃园土壤化学特性和叶片矿质元素的影响。[结果]与YD施肥措施相比,YZ处理显著降低了土壤pH、盐离子含量,提高了叶片矿质元素含量,但具有季节性差异。其中,5月,YZ处理显著提高了土壤NO_(3)^(-)-N(460.22%)、AK(46.46%)和叶片N(12.16%)、K(17.46%)、Zn(21.88%)元素含量;7月,YZ处理显著降低了土壤pH(2.21%)、EC(27.25%)、Cl^(-)-S(23.37%)、NH_(4)^(+)-N(61.09%)、AP(30.03%)、Na^(+)(13.24%)和叶片Cl^(-)-L(15.94%)元素含量(p<0.05),相反,显著提高了叶片N(4.16%)、P(13.25%)、Ca(20.73%)、Mg(44.04%)、Na(66.67%)、Fe(24.62%)、Mn(52.47%)、B(31.85%)元素含量(p<0.05);9月,YZ处理显著降低了土壤EC(20.45%)、NH_(4)^(+)-N(37.31%)、AP(21.74%)、Na^(+)(11.36%)含量(p<0.05),相反,显著提高了OM(22.17%)、NO_(3)^(-)-N(59.09%)、AK(56.47%)含量(p<0.05)。线性回归分析结果表明,土壤pH、Na+和Cl^(-)-S是新疆核桃园中影响核桃叶片矿质元素含量的重要土壤化学因子,增施有机肥并且降低土壤pH,有利于叶片N、P、K、Na、Fe、Zn元素的积累。[结论]YD处理提高了土壤EC、Na^(+)、Cl^(-)-S、NH_(4)^(+)-N等盐离子含量,长期施用可能会加剧新疆核桃园的土壤盐渍化水平;YZ处理可显著降低土壤pH、Na^(+)、EC、NH_(4)^(+)-N等盐离子含量,提高了叶片N、P、K、Fe等矿质元素含量,建议在新疆核桃主栽区核桃园,7月之前可通过有机-无机肥配施降低土壤盐渍化水平来减轻盐碱危害,同时平衡叶片矿质元素含量,而应尽量避免长期单一施用化肥。

灌溉与有机肥处理对冬小麦水分利用效率的影响

探究不同灌溉量和有机无机肥配施的组合处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响,为冬小麦的科学施肥管理提供参考。以关中地区冬小麦‘小偃22’为研究对象,通过田间试验,采用等氮原则对有机肥与无机肥进行不同比例配施(F1,100%无机肥;F2,24%有机肥+76%无机肥;F3,48%有机肥+52%无机肥),结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),共设计6个灌溉施肥组合处理(W1F1、W1F2、W1F3、W2F1、W2F2和W2F3)。通过测定冬小麦的生长指标(植株株高和叶面积指数)、0~200 cm土层土壤体积含水率(以20 cm为深度间隔)和小麦的产量及构成要素(干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量和籽粒产量),分析灌水量与有机无机肥配施对冬小麦生长及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:(1)充分灌溉(W1)条件下,F2、F3处理株高较F1处理分别提高3.4%~21.2%和0.8%~15.9%,叶面积指数提高5.7%~18.5%和16.8%~47.4%,干物质量提高12.1%~26.1%和21.1%~36.0%,穗长提高12.5%和14.5%,有效穗数提高6.6%和9.3%,千粒质量提高18.3%和24.4%,籽粒产量提高14.8%和28.6%,WUE提高14.6%和27.5%;亏缺灌溉(W2)条件下,与F1处理相比,F2、F3处理株高分别提高8.5%~16.2%和0.5%~10.6%,叶面积指数提高4.9%~20.7%和17.0%~50.0%,干物质量提高7.7%~25.7%和15.0%~34.6%,穗长提高12.3%和18.5%,有效穗数提高7.4%和18.0%,千粒质量提高15.3%和25.1%,籽粒产量提高13.1%和31.8%,WUE提高21.4%和35.2%。在相同灌溉水平下,有机无机肥配施处理可以提高土壤体积含水率。(2)W2F2处理对冬小麦株高增长最有效,灌浆期达最大值,较W1F1处理增长10.4%;W2F3处理对冬小麦叶面积指数、干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量影响最大,成熟期较W1F1处理分别提高23.6%、39.0%、20.3%、18.4%和33.1%。(3)W2F3处理对冬小麦籽粒产量和WUE的影响最为显著,W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理籽粒产量分别提高了35.5%、18.0%、5.3%、31.8%和16.6%;W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理WUE分别提高了52.6%、33.2%、19.7%、35.2%和21.4%。亏缺灌溉与48%有机肥+52%无机肥组合处理的冬小麦籽粒产量和WUE最高,该灌溉施肥管理方案为关中平原及环境相似地区冬小麦的科学施肥管理提供了科学依据。

有机无机肥配施对西北地区不同土壤类型氮素矿化影响

为揭示不同施肥措施和土壤类型对我国西北地区典型农田土壤氮素矿化特征的影响,通过室内恒温好气培养法,分别研究不施肥(CK)、单施尿素(U)、单施有机肥(M)和尿素配施有机肥(U+M)施肥模式对土壤氮素矿化动态过程的影响,并对土壤累积矿化氮量进行一级动力学方程拟合及相关性分析。结果表明,施肥和土壤类型均显著影响土壤铵态氮含量、硝态氮含量和累积矿化氮量,且两者之间存在显著的交互作用。不同类型土壤累积矿化氮量和矿化速率由大到小依次为塿土、黄绵土、黄河灌淤土、灰棕漠土。与CK处理相比,不同施肥处理显著增加土壤累积矿化氮量、矿化速率常数(k)和矿化势(N0),处理间差异显著(P<0.05)。单施尿素和尿素配施有机肥处理的累积矿化氮量和矿化速率分别较CK处理增加2.83~6.71倍和3.83~7.70倍。相关分析表明,土壤累积矿化氮量与土壤有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系。研究结果表明,有机无机肥配施处理可显著促进西北地区不同土壤类型氮素矿化,提高氮素有效性和供氮能力,有利于保持土壤矿质氮含量,对农田氮素高效利用有重要作用。

化肥减量配施有机肥对粤西地区水稻产量和养分利用的影响

针对水稻生产过程中化肥施用过量、养分吸收利用率低和面源污染风险高等问题,通过研究化肥减量配施有机肥对植株养分吸收量、肥料偏生产力、土壤养分平衡以及水稻产量的影响,提出稳产条件下适宜的化肥施用量以及有机无机肥配比措施,以期为水稻化肥减量增效与土壤培肥提供理论依据。本研究于2021年在粤西地区早稻生长季开展田间试验,研究了当地4种优化施肥方式:优化施肥处理(OPT)、增有机肥处理+化肥减量处理1(OM1)、增施有机肥处+化肥减量处理2(OM2)、增施有机肥处+化肥减量处理3(OM3)对水稻产量、肥料偏生产力以及养分平衡的影响,从生产目标、环境效应和土壤肥力进行综合评价。结果表明:不同施肥方式下水稻籽粒产量和谷杆比分别在5667~5967 kg/hm^(2)和1.09~1.31之间,氮肥、磷肥、钾肥偏生产力分别在30.4~47.2、96.0~122.1、47.2~105.9 kg/kg之间;农田氮素、磷素、钾素表观平衡在54.2~115.3、17.1~29.8、1.2~67.0 kg/hm^(2)之间。4种施肥措施氮素、磷素和钾素平衡均处于盈余状态。在增施有机肥的处理中,随着化肥施用量的降低,水稻籽粒产量、谷杆比、氮肥、磷肥、钾肥偏生产力、磷素吸收率、钾素吸收率逐渐增加,氮素、磷素、钾素表观平衡逐渐降低。各有机肥替代处理秸秆钾素含量、钾肥偏生产力均显著高于OPT处理(P<0.05)。与农户常规施肥措施相比,优化施肥和增施有机肥措施均可以起到稳产效果,并且谷杆比、籽粒和秸秆含磷量、含钾量均较农户常规施肥措施提高。结合谷杆比、磷、钾肥偏生产力考虑,OM3处理效果最好;从氮肥偏生产力、氮素吸收率、土壤中氮素表观盈余率和产投比考虑OPT处理效果最好。

牛粪有机肥与化肥配施对土壤重金属形态的影响

为缓解畜牧业产能的提高和日益严峻的畜禽粪污污染之间的矛盾,充分挖掘畜禽粪污肥料化利用的潜力,避免过量施用对环境带来的潜在重金属危害,本试验采用牛粪有机肥为研究对象进行盆栽试验,根据牛粪有机肥和化肥的不同配施比例,设置5个处理,测定收获后不同处理土壤中重金属铜、锌各形态质量分数,并进行土壤有机碳和pH的测定。结果表明,与CK组相比,配施牛粪有机肥可以降低土壤中重金属Cu、Zn的总质量分数,DF1处理组降低幅度最大,分别下降了25.54%、39.20%;与CK组相比,DF1和DF2处理组可交换态Cu分配率从15.86%分别提高至28.13%、42.02%,促进残渣态向可交换态转化,DF2处理组对分配率的提高幅度最大;与CK组相比,CD和DF1处理组残渣态Zn分配率分别降低至39.27%、38.40%,DF2处理组变化幅度最大,降低至24.33%。配施牛粪有机肥后,土壤pH、有机碳含量有上升趋势,其中土壤有机碳与土壤中有效态铜、锌的分配率变化趋势呈正相关,相关性显著(P<0.05),同时土壤有效态锌与土壤pH的变化趋势呈正相关,相关性显著(P<0.05),但重金属铜的有效态与pH的相关性不显著(P>0.05)。施用牛粪有机肥时应严格遵循测土配方算出的实际需求量,避免过量施用,增加土壤环境的重金属污染风险。

旱作区农田土壤AM真菌对长期有机无机施肥的响应

AM真菌群落动态变化对于长期有效的土壤生态系统管理非常重要。为揭示旱作区农田土壤丛枝菌根(AM)真菌对长期有机、无机培肥管理的响应机制,利用单因素随机区组设计,基于连续11年的定位试验及高通量测序方法,研究了不施肥(T0)、长期单施化肥(T1)、长期化肥与牛粪有机肥(T2)和长期化肥与羊粪有机肥(T3)对土壤的影响,比较了土壤AM真菌群落组成及多样性间的差异,探究了驱动土壤AM真菌群落组成及多样性变化的土壤环境因子及其相互作用效应。结果表明:随培肥时间延长,与T0处理相比,T2、T3处理的土壤全氮、有机质含量显著增加,pH显著下降(P<0.05);与2018年相比,2021年的T0、T1和T3处理土壤全磷和速效钾含量显著下降。有机无机肥配施下,球囊霉属(Glomus)和类球囊霉属(Paraglomus)是土壤AM真菌的优势属,但近明球囊霉属(Claroideoglomus)的相对丰度显著下降,从优势属变为非优势属。近明球囊霉属较球囊霉属和类球囊霉属相对丰度而言,更容易受长期培肥影响而发生显著改变。连续有机无机肥配施到2018年后,T2、T3处理的土壤近明球囊霉属和两性球囊霉属(Ambispora)的相对丰度与T0间有显著差异(P<0.05);培肥至2021年后,T2、T3处理土壤近明球囊霉属和两性球囊霉属的相对丰度与T0处理间无显著差异。随培肥时间延长,不同处理间土壤AM真菌群落的α多样性差异消失。NMDS分析结果表明:长期培肥改变了土壤AM真菌群落的β多样性,但T2与T3处理间土壤AM真菌群落相似性较一致。连续培肥改变了土壤AM真菌群落结构组成和多样性,驱动AM真菌群落变化的土壤环境因子由土壤全氮、pH转变为土壤全磷。长期有机无机培肥没有同步提升土壤全磷、速效钾等主要理化性状。随培肥年限增加,驱动土壤AM真菌群落结构和多样性变化的土壤因子发生了显著改变,AM真菌群落会随土壤环境因子的变化倾向于更加敏感的驱动因子。

扬州市农田肥料投入现状调查及对策分析

为精准评估扬州市主要农作物肥料投入量,摸清其投入现状及存在问题,提出平衡施肥的丰产对策。基于统计数据和实地调查数据,分析了“十三五”期间(2016—2020年)扬州市各县(市、区)氮、磷、钾肥投入量变化、各县(市、区)化肥和有机肥施用总量(氮、磷、钾肥总量)变化等特征。结果表明,“十三五”期间(2016—2020年)扬州各县(市、区)肥料施用量总体呈下降趋势。其中有机肥施用量以2017年为转折点,呈先逐年增加后下降趋势。宝应县平均有机肥施用量最高,广陵区平均有机肥施用量最低。化肥施用量总体呈下降趋势,广陵区化肥平均施用量最低,江都区化肥平均施用量最高。整体上扬州市氮肥施用总量呈逐年下降,磷和钾肥施用总量呈逐年上升趋势。在此基础上,阐述了扬州市当前存在的化学肥料比例偏高、化肥氮肥总量投入居高不下、肥料运筹简单化等问题,并提出了优化施肥结构,充分利用有机肥;调整施肥比例,合理平衡施肥;科学研判墒情,提高施肥效率等化肥使用的建议,以确保“十四五”期间进一步提高耕地质量,促进农业高质高效绿色可持续发展。

有机无机肥配施对水稻产量·品质及土壤养分状况的影响

为了阐明水稻生长中有机肥与化肥配施对水稻产量及品质的影响,在湖北武汉开展大田试验,研究了不同有机肥替代化肥比例对水稻产量、品质及土壤养分含量的影响。结果表明,优化施肥(包括推荐施肥和不同梯度有机肥替代化肥)可以促进水稻增产3.49%~18.43%,等养分量条件下,有机肥替代化肥水稻增产5.63%~14.43%,有机肥替代30%化肥氮可以达到较高的产量水平。不同施肥对水稻品质指标无明显影响,优化施肥促进氮素、磷素和钾素的积累量分别增加1.03%~6.21%、16.32%~65.87%和2.11%~19.92%。有机肥替代30%化肥氮素时,水稻植株氮素和磷素积累量最大,有机肥替代15%化肥氮时,植株钾素积累量最大。优化施肥之后,化肥施用量降低0.89%~46.66%,与推荐施肥处理相比,施用有机肥的化肥施用量降低了15.37%~46.16%,综合考虑各方面经济因素,有机肥替代30%化肥经济效益最高,比农民习惯施肥增收6140.38元/hm^(2)。

不同有机无机肥配施对烤烟品种NC297产量、质量的影响

为有效解决烟叶生产上有机肥施用量日益减少,不同有机肥与无机肥配施比例不当,导致烟叶产量和品质提高受限,不能适应卷烟工艺需要等问题,进行了楚雄烟区4种不同有机无机肥配施对烤烟品种NC297产量、质量的影响研究。结果表明:不同有机无机肥配施处理中,以30%有机肥+70%无机肥的处理优于其他处理,能促进烤烟生长发育,有助于上部叶片开片,烟叶产量、产值、均价、上等烟比例最高,分别为2785.3 kg·hm^(-2)、76038.7元·hm^(-2)、27.5元·kg^(-1)、69.6%,能改善烟叶内在化学成分,提高烟叶内在品质,评吸综合总分为83.73分,经济效益增长显著。本研究为烤烟NC297品种不同有机无机肥配施在楚雄烟区的应用推广提供了理论依据。

种下分层施用有机肥和化肥对花生产质量的影响

采用花生营养分层调控-起垄-播种一体机,通过研究花生种下分层施用有机肥与化肥对花生生长发育、养分积累、产量和品质、土壤理化性状的影响,旨在为砂姜黑土区夏花生微域土壤调理、高效施肥提供科学依据。结果表明,与有机肥和化肥撒施相比,种下施肥能改善花生农艺性状、提高经济性状,改善土壤理化性状,增加花生养分积累量,油酸含量平均增加1.94个百分点,产量平均增加554.0 kg/hm^(2),增产11.2%,其中,花生种下5和8 cm分层施用有机肥600 kg/hm^(2)和化肥600 kg/hm^(2)产量最高,为5759.4 kg/hm^(2)。花生种下5和8 cm分层施用有机肥和化肥的产量比种下5 cm同层施用有机肥和化肥的产量平均增加175.7 kg/hm^(2),平均增产3.3%,油酸含量平均增加0.89个百分点。化肥减施25%时,花生种下施用有机肥和化肥比有机肥和化肥撒施产量平均增加258.1~419.4 kg/hm^(2),平均增产5.2%~8.5%,油酸含量平均增加0.75~1.71个百分点,其中花生种下5和8 cm分层施用有机肥和化肥的增产提质效果最好。总之,花生种下5和8 cm分层施用有机肥600 kg/hm^(2)和化肥450 kg/hm^(2),与撒施有机肥600 kg/hm^(2)和化肥600 kg/hm^(2)相比,化肥减施25%,花生增产419.4 kg/hm^(2),增产8.5%,能实现有机肥和化肥协同增效,达到化肥减施和大面积均衡增产的目的,应在夏花生主产区推广应用。

生物有机肥配施缓释肥对连作马铃薯提质增产效果研究

针对马铃薯连作障碍问题,探索生物有机肥配施缓释肥对马铃薯连作土壤速效养分、马铃薯养分吸收量、产量及品质的影响。以威芋5号原种为材料,在减施25%缓释肥的基础上,配施不同生物有机肥及组合,测定其出苗率、农艺性状、产量及品质、土壤生化性状等。结果表明,生物有机肥配施缓释肥对马铃薯的农艺性状、出苗率、土壤养分、产量以及薯块品质均有改善作用。生物有机肥的配施可以不同程度地提高土壤中有效养分的含量,调节土壤的酸碱度。其中T4处理增产效果最明显,较单施缓释肥的处理增产16.80%,且马铃薯薯块的养分吸收量最高。从品质来看,T4处理的粗蛋白、淀粉、还原性糖以及Vc含量最高,分别较对照提高26.97%、51.67%、166.94%和39.63%。因此,生物有机肥配施缓释肥可以增加土壤中的有效养分含量,提高连作区马铃薯的产量和品质,其中以混合施用生物有机肥Ⅰ和生物有机肥Ⅱ的T4处理效果最好。

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。

化肥减施下橡胶树有机肥替代用量研究

为实现橡胶树种植化肥减量增效的目的,在云南东风农场橡胶林开展不同有机肥替代化肥用量试验研究。结果表明:与单施配方肥相比,有机肥替代提高了土壤pH值及团聚体、有机质、全氮、有效氮含量。其中,60%配方肥+15 kg有机肥处理的pH、有机质、水解氮、团聚体指标显著高于单施配方肥处理,但有效磷、速效钾含量与单施配方肥处理差异不显著;叶片N、P、K、Mg养分含量与单施配方肥处理相当;年增产干胶5%,减少配方肥投入144 kg·hm^(-2)。通过综合评价,推荐60%配方肥+15 kg有机肥为橡胶树有机肥替代化肥的最佳用量。

有机无机肥配施对旱地冬小麦产量和氮素吸收利用的影响

为探究有机无机肥配施对旱地冬小麦减肥增效的内在机制,依据7年长期定位试验,采用裂区设计,设5个氮水平(0、75、150、225、300 kg·hm^(-2))为主处理,配施有机肥(用量30 t·hm^(-2))和不施有机肥为副处理,单施化肥处理分别记为N0、N75、N150、N225、N300,配施有机肥处理分别记为MN0、MN75、MN150、MN225、MN300。在分蘖、拔节、开花、灌浆、成熟期采集植株地下(0~20 cm根系)和地上部分,对籽粒产量及其构成因素、氮素吸收利用状况进行研究。结果表明,随施氮量增加,冬小麦有效穗数、穗粒数先增加后减少,而千粒质量则逐渐下降。配施有机肥处理有效穗数较单施化肥处理整体提高7.1%。MN150处理籽粒产量最高,达到6311 kg·hm^(-2)。单施化肥处理籽粒对氮素的吸收主要通过花前氮素转运,而配施有机肥处理花前氮素转运和花后吸收对籽粒氮素积累作用同等重要。与单施化肥相比,有机无机肥配施花前氮素转运量、花后氮素积累量分别提高9.80%、33.10%。花前氮素转运以茎秆为主,花后氮素积累量在MN150处理最高。配施有机肥显著提高氮素利用率和农学效率,降低施氮量在增加氮素利用率与农学效率的同时提高了氮素收获指数。适量增施氮肥显著提高叶片硝酸还原酶活性,单施化肥和配施有机肥分别在N225、MN150处理达到最高,有机无机肥配施下,硝酸还原酶活性在分蘖、拔节、开花和灌浆期分别提高25.94%、12.88%、9.90%和12.35%。综合来看,有机无机肥配施下施氮量为150 kg·hm^(-2)时既能促进冬小麦植株对氮素的吸收利用,又有利于保证西北旱地冬小麦稳产高产。

化肥与有机肥配施对再生稻稻田土壤容重、pH和碳氮代谢的影响

再生稻模式在我国粮食生产中具有重要地位,研究化肥与有机肥配施对再生稻稻田土壤肥力性状的影响,可为土壤肥力维持和再生稻高效生产提供科学依据。大田试验于2020—2021年进行,各试验处理磷(P2O5)、钾(K2O)养分施用量分别为75 kg∙hm^(-2)和150 kg∙hm^(-2),氮(N)施用量200 kg∙hm^(-2)(不包括不施氮处理N0)。按化肥与有机肥施用情况分为5种基肥处理:不施氮肥(N0);基肥氮(N 75 kg∙hm^(-2))全部来自常规尿素(CK);两种物料配施时,基肥氮由2种物料各提供一半,两种物料配施包括缓释尿素与常规尿素(T1)、生物炭与常规尿素(T2)、畜牧粪便与常规尿素(T3)。T2处理区在2021年不再施入生物炭,施肥与CK处理相同。结果表明:T2和T3处理均可降低土壤容重,以T2处理效果更佳;T2处理第1年,土壤pH、有机碳和总氮显著提高;在第1年头季稻分蘖期、抽穗期和再生稻抽穗期,土壤无机氮含量分别以CK、T1和T3处理最高;T3和T2处理可提高土壤微生物量碳和微生物量氮含量,其中在头季稻拔节期前T2处理的效果较好,拔节期后以T3处理的效果较好。此外,在T3处理下,β-葡萄糖苷酶和脲酶活性较高。比较而言,T3处理在降低土壤容重、提高有机碳和总氮的效果上次于T2处理,在提高无机氮、微生物生物量和土壤酶活性上效果优于T2处理,因此,建议基肥采用畜牧粪便与化肥配施,由畜牧粪便取代其中50%的化肥氮。

化肥与有机肥配施对设施土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量的影响

为探究设施栽培条件下化肥与有机肥配施对0~20 cm土层土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量的影响。以设施栽培连续7年定位施肥田间试验为依托,选择4个施用化肥处理(N0PK、N1PK、N2PK和N3PK)和4个化肥与有机肥配施处理(N0PKM、N1PKM、N2PKM和N3PKM),其中,N0、N1、N2和N3氮用量分别为0、187.5、375.0和562.5 kg·hm-2,磷(P2O5)和钾(K2O)用量分别为225.0和450.0 kg·hm-2,有机肥(M)为75000kg·hm-2,研究单施化肥及化肥与有机肥配施土壤团聚体稳定性及其有机碳、全氮含量。结果显示,与单施化肥相比,化肥与有机肥配施显著提高了土壤有机碳和全氮含量(P<0.05),提高幅度分别为93.21%~119.13%和106.69%~139.42%,均以N2PKM处理提高幅度最大,但单施化肥和化肥与有机肥配施的有机碳、全氮含量受施用化学氮量的影响均不显著。化肥与有机肥配施可使土壤大团聚体(>0.25 mm)的比例上升,微团聚体(<0.25 mm)的比例下降,提高了土壤团聚体平均重量直径及其稳定性,其中N1PKM、N2PKM、N3PKM处理土壤团聚体稳定性提高显著(P<0.05)。化肥与有机肥配施提高了大和微团聚体的有机碳和全氮含量,其含量的增幅以>2 mm团聚体为最大(285.30%和470.83%),其次为0.25~2 mm团聚体(235.32%和267.25%)和0.053~0.25 mm团聚体(113.69%和130.54%),<0.053 mm团聚体为最小(35.13%和34.10%);土壤有机碳(全氮)含量与各粒级团聚体有机碳(全氮)含量关系密切(P<0.05),但0.25~2和0.053~0.25 mm团聚体是赋存有机碳(全氮)的主要粒级,也是土壤有机碳(全氮)提升的关键。设施栽培田间试验条件下,连续7年化肥与有机肥配施促进了土壤大、微团聚体的形成,提高了土壤团聚体的稳定性,同时也显著增加了大团聚体(>0.25 mm)有机碳和全氮含量,提高了土壤有机碳(氮)库。

有机物料与化肥长期配施对小麦玉米轮作潮土细菌群落和酶活性的影响

【目的】研究有机物料与化肥长期配施对土壤细菌群落和酶活性的影响,揭示土壤养分、胞外酶活性与细菌群落之间关系,为制定潮土区小麦玉米轮作制度下长期且合理的施肥策略提供理论依据。【方法】连续10年的定位试验,设置不施肥(NF)、单施化肥(NPK)、化肥配合秸秆还田(NPKS)、50%的化肥配施6000 kg·hm-2猪粪(NPKP)和50%的化肥配施6000 kg·hm-2牛粪(NPKC)等5个处理。【结果】(1)有机物料与化肥长期配施(NPKS、NPKP和NPKC)可显著提高土壤肥力和胞外酶活性,其中NPKC处理提升效果最为显著,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量和碱性磷酸酶活性较NPK处理提升幅度为13.8%—15.4%、9.7%—15.5%、7.2%—15.9%、13.6%—38.5%和2.5%—13.1%。(2)有机物料与化肥长期配施显著改变了细菌群落结构和组成。与NPK处理相比,小麦季NPKS处理显著上调物种为Aggregatilinea和Parachlamydia,NPKP处理显著提高Pseudomonas、Nonomuraea和Flexilinea丰度,NPKC处理仅Luteitalea丰度显著升高。玉米季NPKS处理显著上调的物种为Phycisphaera和Syntrophothermus,NPKP处理显著提高Gemmatimonas丰度;NPKC处理Aquipuribacter和Desulfosoma丰度显著升高。(3)功能预测结果表明,长期有机物料与化肥配施较单施化肥对土壤碳、氮循环功能有促进作用,尤其NPKC处理对硝化作用、尿素溶解、芳香族化合物的降解、木聚糖分解、纤维素降解作用均有较强的影响。(4)蒙特尔分析表明,土壤pH是潮土细菌群落结构和生态功能的主要调控因素。【结论】有机物料与化肥长期配施(尤其是化肥配施牛粪)可提高土壤肥力和胞外酶活性,增加有益菌群丰度,显著改变细菌群落结构和组成,有利于碳、氮、磷循环,从而促进潮土形成适合作物和细菌生长的环境。

肥水蚓坑措施下不同施肥对土壤养分和山地苹果生产的影响

陕北黄土高原丘陵沟壑区是山地苹果重要产区,为提升山地果园土壤养分和果实品质及产量,以“肥水蚓坑”措施为基础,通过田间试验探讨不施肥、单施化肥、有机无机肥配施(牛粪+化肥、菇渣+化肥、牛粪+菇渣+化肥)等不同施肥对山地果园土壤养分、叶片营养、苹果产量与品质的影响。结果表明:(1)不施肥处理的土壤有机质含量和速效养分含量均低于施肥处理,其中,单施化肥处理低于有机无机肥配施处理,牛粪+菇渣+化肥处理的效果优于其他施肥处理。(2)施肥处理的苹果叶片不同生育期的全氮、磷、钾含量均显著高于不施肥对照,有机无机肥配施处理优于单施化肥处理。(3)不施肥处理与施肥处理的苹果果实硬度和果形指数无显著差异,施肥处理均可显著提高苹果产量和果实可溶性固形物、可溶性糖及维生素C含量,牛粪+菇渣+化肥优于其他处理,单施化肥的果实可滴定酸含量显著高于不施肥和有机无机肥配施。单施化肥的果实糖酸比与不施肥无显著差异,却显著低于有机无机肥配施。综上,“肥水蚓坑”结合有机无机肥配施可以减少化肥的施用,提高土壤养分含量,确保苹果提质增产,牛粪+菇渣+化肥(牛粪∶菇渣=1∶1)是山地苹果提质增产的优质管理模式,值得在陕北黄土丘陵沟壑区山地果园推广应用。