餐厨有机肥对设施菜地土壤理化性质的影响

为探讨餐厨有机肥对设施菜地土壤理化性质的影响,使用商品有机肥料为对照,开展了设施菜地餐厨有机肥的田间试验。结果显示,施用餐厨有机肥料可提高蔬菜产量5.3%~11.6%,增产效果和商品有机肥无显著差异。餐厨有机肥可提高设施菜地土壤有机质含量25.5%~31.8%、土壤速效氮含量8.6%~11.3%、土壤有效磷含量3.1%~12.6%、土壤速效钾含量6.5%~8.2%,但餐厨有机肥和商品有机肥处理间土壤有机质、速效氮、有效磷和速效钾含量均未出现显著差异;餐厨有机肥处理的菜地土壤可溶性总盐含量提高4.0%~5.8%,但餐厨有机肥和商品有机肥处理间无显著差异;餐厨有机肥可以提高土壤水稳性大团聚体(R0.25)含量9.9~14.5百分点,餐厨有机肥和商品有机肥处理之间无显著差异。总的来看,餐厨有机肥料和普通商品有机肥的肥效基本类似;餐厨有机肥可提高设施菜地土壤有机质、速效养分和土壤水稳性大团聚体(R0.25)含量,其效果和商品有机肥料基本相似;餐厨有机肥料可导致土壤可溶性总盐含量小幅上升,但上升幅度和商品有机肥料无明显差异。

旱作区化肥减量配施有机肥对粮饲兼用玉米生长及产量的影响

为了实现旱作区化肥减量增效的可行性,研究化肥配施有机肥对玉米生长及产量的影响。2019—2020年,以粮饲兼用玉米品种‘金凯5号’为供试材料,设不施肥(CK)、单施商品有机肥(T_(1))、单施化肥(T_(2)常规用量)、化肥配施商品有机肥(T_(3))、化肥减量15%配施有机肥(T_(4))及化肥减量30%配施有机肥(T_(5))共6个处理。结果表明:2年各施肥处理与CK相比,施肥均能促进玉米生长,显著增加营养器官干物质累积量,提高玉米产量肥料农学效率与偏肥生产力,对生长与产量影响大小依次为:T_(3)>T_(4)>T_(5)>T_(2)>T_(1)>CK。其中,化肥减量配施有机肥(T_(4)、T_(5))与单施化肥(T_(2))相比,增加玉米株高0.24%~3.12%,穗位高增加0.28%~3.27%,叶面积指数增加2.36%~8.91%,不同生育期玉米干物质累积量增加4.14%~24.40%,玉米产量增加4.38%~11.20%,水分利用效率提高9.06%~13.20%,氮、磷、钾肥力农学效率提高0.44%~24.80%。综上所述,商品有机肥替代部分化肥能显著促进玉米生长与提高玉米产量,即便化肥减量30%(T_(5))也不会对玉米产量产生不利影响,同时能提高水分利用效率、肥料农学效率与氮肥偏生产力,是旱作区玉米一种节肥增效的施肥技术模式。

半干旱区减氮增钾、有机肥替代对全膜覆盖垄沟种植马铃薯水肥利用和生物量积累的调控

【目的】减氮增钾和有机肥替代是提高中国作物生产中资源利用效率、改善农田生态环境、提升农产品质量和降低作物生产病害风险的有效途径。研究明确半干旱区全膜覆盖垄沟种植马铃薯减氮追施、有机肥替代和增施钾肥对马铃薯干物质积累和水分利用的影响,为该区域实施水肥高效管理提供依据。【方法】在4年大田定位试验基础上,通过测定全膜覆盖垄沟种植条件下传统施肥(PM)、减氮25%并花期追施和增施钾肥(PMN)和减氮50%与有机肥替代并花期追施(PMO)的土壤贮水量、马铃薯的生物量和产量等指标,计算不同施肥模式的耗水量、生长速率、水分利用效率和肥料偏生产力,以明确不同养分管理模式对马铃薯耗水过程的调控及其对干物质积累和水肥利用效率的影响。【结果】2011—2014年PMN花前耗水量较PM分别降低了17.4、28.7、26.8和34.2 mm,花后耗水量增加了31.1、34.7、36.7和49.2 mm;PMO没有显著降低马铃薯花前耗水,而花后耗水量分别增加了17.8、24.3、11.2和10.3 mm。与PM相比,PMN在盛花期后显著提高马铃薯地上地下生物量和生长速率,使马铃薯产量在2012—2014年平均增加2 595.1 kg·hm-2,并使水分利用效率(WUE)在2013—2014年分别增加了14.4%和6.3%,达到显著差异;PMO显著提高马铃薯各生育期的地上地下生物量和生长速率,4年平均马铃薯块茎产量增加了2 945 kg·hm-2,而且WUE在2012—2014年显著高于PM。PMN和PMO较PM均能显著提高马铃薯肥料偏生产力、化肥偏生产力、氮素偏生产力和化肥氮素偏生产力,表明PMN和PMO能协同提高作物的养分和水分利用效率,实现以肥调水和以水促肥的目标。2011年为严重干旱年份,虽然PMN和PMO能调节马铃薯花前花后耗水,提高地上地下生物量和生长速率,显著提高养分偏生产力,但产量和水分利用效率无显著提高。【结论】PMN和PMO均能显著调节马铃薯花前花后耗水量,增加生物量和提高生长速率,使得马铃薯块茎产量、水分利用效率和养分利用效率增加。与PMN相比,PMO对马铃薯产量、WUE和养分偏生产力的增加幅度更大,是资源更加高效和作物增产的养分管理模式。

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。

长期不同施肥下塿土有机碳和全氮在团聚体中的分布

【目的】研究小麦/玉米轮作体系不同施肥方式下土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）在（？）土不同水稳性团聚体中的分布特征,以期深入理解不同施肥方式对土壤碳、氮固持的机制。【方法】采集（？）土21年长期肥料定位试验不同施肥处理0-10 cm和10-20 cm土层土样,分析其水稳性团聚体（〉2 mm、2-1 mm、1-0.5 mm、0.5-0.25 mm以及〈0.25 mm）有机碳和全氮的分布特征。试验设不施肥（CK）,化肥氮磷钾配施（N、NP、NK、PK、NPK）和秸秆还田配施氮磷钾（SNPK）以及两个水平有机肥与氮磷钾配施（M1NPK、M2NPK）9个处理。【结果】长期施肥0-10 cm土层土壤团聚体SOC和TN含量明显高于10-20 cm,平均增幅20%以上。2-1 mm或1-0.5mm团聚体中SOC和TN的含量最高,〈0.25 mm团聚体最低。长期不施磷肥处理的土壤团聚体SOC和TN含量均与CK相似。NP、NPK以及SNPK处理,0-10 cm土层SOC较CK分别增加16%-43%、9%-40%和22%-47%;TN增幅分别为28%-48%、39%-61%和39%-91%。10 20 cm土层,NP、NPK以及SNPK处理〉2mm、2-1 mm、1-0.5 mm土壤团聚体SOC较CK增幅分别为35%-49%、17%-40%和45%-46%,TN增幅分别为44%-47%、39%-54%和54%-64%。长期有机肥与氮磷钾配施处理（M1NPK、M2NPK）,0-10 cm土层的团聚体SOC平均较CK分别增加68%-122%和61%-163%,TN平均分别增加84%-133%和97%-175%;10-20 cm土层,SOC较CK平均增幅分别为20%-61%和39%-118%,TN增幅平均分别为43%-86%和107%-136%。SOC和TN主要储存于〈0.25 mm团聚体中（〉40%）2-1 mm团聚体储存最少（〈10%）。长期不施氮或不施磷对SOC和TN在团聚体中的储存比例基本没有影响。长期NP、NPK以及M1NPK、M2NPK均降低了各土层SOC和TN在〉2 mm或2-1 mm的储存比例增加了在1-0.25 mm团聚体储存比例。〉2 mm或2-1 mm团聚体的C/N比值高于微团聚体（〈0.25 mm）,而与CK相比,长期施肥降低了土壤团聚体的C/N比值。【结论】关中地区（？）土长期偏施化肥对有机碳和全氮在团聚体的含量及分布没有显著影响而长期氮磷或氮磷钾化肥配合、氮磷钾与有机物配合均明显增加土壤团聚体的有机碳及全氮含量,特别是长期氮磷钾配合有机肥能显著增加土壤1-0.25 mm团聚体对土壤有机碳和全氮的固存比例,提高土壤有机碳和全氮储量减少温室气体的排放。

化肥减量配施有机肥对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响

探讨有机肥与化肥配施对旱地小麦产量、品质和水分利用率的影响,为黄土丘陵区旱地麦田有机肥替代化肥比例和减小年际间产量波动提供理论依据。于2017—2019年,定位研究了常量化肥(B)、猪粪替代常量化肥(A_(1)B_(1),替代20%;A_(1)B_(2),替代30%;A_(1)B_(3),替代40%)和羊粪替代常量化肥(A_(2)B_(1),替代20%;A_(2)B_(2),替代30%;A_(2)B_(3),替代40%)对旱地小麦产量及其构成、籽粒营养品质和面粉加工品质、水分利用率的影响。结果表明,与仅施常量化肥相比,化肥减量配施有机肥可提高旱地小麦产量、籽粒容重、硬度指数、蛋白质含量和面粉沉降值,有机肥替代适量化肥可提高水分利用率。猪粪和羊粪在不同年型下对产量和水分利用率效应有差异,其中猪粪在丰水年但生育期阶段性干旱且春季遭遇冻害年型下,可提高旱地小麦成穗数和穗粒数,较羊粪配施化肥增产,且提高了水分利用率;羊粪在干旱年份但关键生育期均有降水且休闲期贮水量较高的年型下,可提高成穗数,较猪粪配施化肥增产,水分利用率也提高。有机肥替代常量化肥比例因有机肥种类而有差异,其中猪粪替代20%常量化肥最好,2年度分别较仅施常量化肥增产39.76%和2.46%,2018年度水分利用率提高4.91 kg/(hm^(2)·mm);羊粪替代40%常量化肥最好,2年度分别较仅施常量化肥增产18.88%和2.28%,水分利用率分别提高2.57,12.68 kg/(hm^(2)·mm)。本试验的2个年型下,化肥减量配施猪粪或羊粪可提高旱地小麦产量和水分利用率,改善小麦品质,同时耕层土壤有机质含量提高。山西南部丘陵区雨养旱地麦田,猪粪替代20%常量化肥或羊粪替代40%常量化肥,是实现小麦高产稳产及提质增效的化肥减施和有机替代模式。

有机无机配施对旱地春玉米产量及土壤水分利用的影响

通过田间试验,研究夏旱发生年份有机无机配施对旱地春玉米产量及水分利用状况的影响。结果表明,施肥处理显著提高旱地春玉米产量(1.49～2.63 t/hm2)和水分利用效率WUE(41.3%～72.3%)、降水利用效率PUE(45.7%～80.7%)。以有机无机配施的处理产量(5.89 t/hm2)和WUE〔13.15 kg/(hm2.mm)〕、PUE〔14.39 kg/(hm2.mm)〕最高。增施有机肥极显著降低了表层(0～40 cm)土壤容重,增加了土壤总孔隙度,提高了土壤的蓄水保墒能力。在夏旱发生前期,由于降雨和土壤贮水稳定,施肥处理尤其是有机肥处理能够提高表层(0～60 cm)土壤含水量,60～200 cm土层土壤含水量变化不明显。随着夏旱发生程度的加剧,0～200 cm土层含水量持续降低,各处理的表层土壤含水量无明显差异。同时,施肥处理条件下由于作物生长耗水量持续增加,对深层土壤贮水消耗增加,导致40 cm以下的土壤含水量较无肥处理下降较快。

农户以商品有机肥替代化肥的行为分析——基于江苏南通市228户调查数据

基于南通市通州区228户农户的调查数据,对农户商品有机肥认知、施用行为与影响因素进行了研究。数据分析表明:86.84%的农户使用过商品有机肥;基于改善农产品品质和降低种植成本的双重考虑,农户在棉花、西瓜、葡萄、蔬菜等经济作物中施用商品有机肥的积极性更高;农户对于肥料的认知局限于与自身经济利益密切相关的指标上,如作物产量、作物品质、土壤肥力。选取了农户经营决策者的年龄、对肥料认知、信息渠道、农业收入占比、土地规模等变量,模型估计结果分析表明:对肥料的认知、信息渠道、土地规模均对农户商品有机肥的使用有着正向的影响作用,其中对肥料的认知、土地规模影响显著;农户经营决策者的年龄对商品有机肥的使用呈负相关,年龄越大的农户经营决策者越不倾向于施用商品有机肥;农业收入占比对商品有机肥使用的影响具有不确定性。

施肥对板栗林土壤水溶性有机氮的影响

In order to investigate effect of fertilization on water-soluble organic N (WSON) in the soils under chestnut stands,a fertilization experiment was carried out in Lin-an county in Zhejiang province. The results of this study showed that fertilization increased WSON in the soils under chestnut stands. Excessive chemical fertilizer addition or combined application of chemical fertilizers and organic manure had most strong effects by increasing the concentrations of WSON in the soils respectively by 5.68 and 1.94 times,compared with the unfertilized control,There was no difference in WSON concentrations in the soils among the treatments with routine chemical fertilizer rate,organic manure alone and unfertilized control. Excessive fertilizer application induced the highest ratio of WSON/total N (5.76%),which was markedly greater than that done by other three treatments. The ratio of WSON/hydrolyzed N ranged from 9.34% to 37.04% with average value of 26.78%. The highest ratio of hydrolyzed N/total N (37.04%) was found from the treatments of excessive fertilizer application and the ratio was markedly greater than that of other three treatments. The correlation analysis showed that there were significant correlations between WSON and soil total N,hydrolyzed N,water soluble total N,water soluble NH4+-N or water soluble NO3-N. The corresponding correlation coefficients were 0.565 1,0.918 6,0.998 6,0.9939 and 0.5401,respectively.

有机无机肥配施对砂田西瓜产量、品质及水氮利用率的影响

【目的】促进黄土高原干旱半干旱区砂田西瓜水氮高效利用和可持续性生产,探索适宜的有机氮替代无机氮水平。【方法】2016—2017年在甘肃省皋兰县砂田西瓜主产区进行了连续2 a的大田试验,设置了6个处理:单施化学氮肥不施有机肥(OF-0%)、有机肥25%替代化学氮肥(OF-25%)、有机肥50%替代化学氮肥(OF-50%)、有机肥75%替代化学氮肥(OF-75%)、有机肥100%替代化学氮肥(OF-100%)和不施氮肥对照(CK),研究了有机氮替代无机氮对砂田西瓜生长、产量、品质及水氮利用效率的影响。【结果】在200 kg·hm^-2施氮水平下,有机肥氮替代处理对砂田西瓜增产增效作用显著,与单施化肥相比,50%~100%替代处理西瓜成活率提高了26.47%~34.16%,增产63.2%~156.6%,果实可溶性糖含量提高18.1%~27.1%,氮素利用率提高了16.5%~18.5%,水分利用效率提高了93.5%~176.3%。【结论】在相等的总氮量投入下,50%~100%是该地区20 a砂田西瓜有机氮替代无机氮的适宜水平,建议在生产中推广应用。

广东柑橘化肥农药减量增效技术模式

广东是我国柑橘重要产区,柑橘产业受黄龙病影响严重,在柑橘生产中,果农高度依赖化肥、农药的投入。近些年随着品种改良和产业结构优化调整,广东柑橘生产水平逐年提高,但仍存在施肥过量、施肥方式不合理、管理粗放、农药滥用、肥药利用率低等问题,并由此带来了生态环境污染及柑橘果品质量安全等问题。目前,广东柑橘产区化肥、农药用量高,施用方式不合理,具有较大的减施和改进潜力。为改善广东产区柑橘施肥施药现状,按照“科学用量、替代减量、协同增量”的橘园科学用量的思路,通过多年田间关键技术筛选、集成与示范,优化整合相关配套措施,构建了广东产区柑橘化肥农药减量增效技术模式。该技术模式明确了水肥一体化、有机肥替代化肥、病虫害精准测报、同适期多病虫害协同防治、合理配施增效助剂、地面覆盖除草等技术要点,已经在广东柑橘产区应用推广,有效地减少了橘园化肥、农药的用量,并且在主要病虫害防控、产量及品质上取得效果良好,为广东产区柑橘的健康可持续生产提供了科学技术支撑。

农业规模经营对农户化肥投入水平的影响——基于河南省H县的农户调查

采用河南省粮食主产区H县350个样本农户的调查数据研究农业规模经营对农户化肥投入水平的影响。研究结果表明:耕地面积的扩大降低了样本农户在单位面积耕地的化肥投入水平,但参加分散经营的农民合作社却提高了样本农户在单位面积耕地的化肥投入水平。这揭示出当前我国农村不同形式的新型农业经营主体发展对农户在单位面积耕地化肥投入水平的影响并不一致,以统一生产为基础的规模化经营更有利于降低农户的化肥投入水平。进一步的分析表明,上述结论仅在与县城距离较近的农户样本中成立。在此基础上提出如下建议:一是鼓励农户通过土地流转实现农业适度规模经营;二要鼓励农民合作社内部更高程度的统一生产经营;三要加强县域偏远农村地区的农业施肥新技术推广。

有机肥替代氮肥及节水对设施番茄和辣椒菜田氮淋溶的影响

降低设施菜田的氮素淋溶对于缓解菜区农业面源污染具有重要意义。通过有机肥替代氮肥及节水研究了设施番茄和辣椒农田氮素淋溶变化特征。试验设置:化肥(HF)处理、有机肥替代化学氮肥40%(TDN)处理、有机肥替代化学氮肥40%+节水30%(TDN+JS)处理。研究结果表明:两个监测年度不同蔬菜季所有处理淋溶液硝态氮平均浓度为70.4~202.4 mg/L。一个番茄辣椒轮作周期HF、TDN和TDN+JS硝态氮平均淋溶量分别为130.9、116.2和97.2 kg/hm~2。TDN处理硝态氮淋溶量比HF处理平均降低11.4%。TDN+JS处理硝态氮淋溶量比HF处理显著降低25.9%。硝态氮淋溶是氮淋溶的主体,占总氮淋溶的69.1%~73.1%,可溶性总氮占总氮淋溶的77.2%~79.3%。两季番茄产量为33.0~50.8 t/hm~2,辣椒产量为17.6~19.8 t/hm~2,不同处理之间差异不显著。说明有机肥替代氮肥及适当节水灌溉是降低设施菜田氮素淋溶的有效途径。

不同化肥减施技术对设施辣椒产量及养分吸收利用的影响

针对苏北地区设施辣椒生产中化肥施用过量的问题,在淮安市设施辣椒主产区通过连续2季的田间小区试验研究了2种化肥减施技术对辣椒产量及养分吸收利用的影响。化肥减施技术包括:以商品有机肥替代基肥化肥(OF)、追肥中施用滴灌专用水溶肥以减施化肥(RD)。研究结果表明,连续2季应用化肥减施技术后,OF和RD处理的产量较常规施肥处理分别增加了12.6%和30.2%。在第一季辣椒种植中,不同处理对辣椒植株各器官中氮、磷、钾养分含量未有显著影响;在第二季OF和RD处理均显著增加了辣椒果实中氮、磷、钾含量;且OF处理茎和叶中的氮、磷、钾含量都高于其他两个处理。在两季辣椒栽培中,两种化肥减施处理的化肥总养分偏生产力都显著高于常规施肥,其中OF处理的最高。以上结果说明,在本试验条件下,通过以商品有机肥替代基肥中部分化肥或者在追肥中以滴灌方式施用专用水溶肥均可在减施化肥条件下增产。

山东省化肥面源污染EKC再检验——基于农户分化的视角

基于农户分化的视角,以2002—2017年的面板数据为支撑,采用EKC模型和固定效应回归模型,探究了山东省农业化肥面源污染与农民收入、农民收入结构、技术进步、种植面积等因素的关系,以期在农民收入结构不断改善的背景下找到破解化肥面源污染的途径。实证结果表明:山东省的农民收入、农民收入结构与农业面源污染之间均存在倒“U”型的EKC曲线关系,即农民收入、农民收入结构越过拐点之后,农民会自发减少化肥投入量。因此,农户分化背景下,有效缓解化肥面源污染,关键在于提高农民的非农就业收入,改善农民的收入结构。

水分亏缺下有机无机肥配施比例对棉花水氮利用效率的影响

【目的】探究不同水分条件下有机无机肥配施对棉花水氮利用效率和产量的影响,为河西走廊棉区合理利用有机肥提供理论依据。【方法】于2020-2021年进行田间定位试验,采用裂区试验设计,主区为充分灌溉(W1)和亏缺灌溉(W2);副区为不施肥(CK)、单施化肥(CF)、25%有机肥+75%化肥(OF1)、50%有机肥+50%化肥(OF2)和75%有机肥+25%化肥(OF3),分析不同水分条件下施肥对棉花生育期土壤含水量、阶段耗水量、干物质和氮素积累及转运分配、水氮利用效率、籽棉产量和经济效益的影响。【结果】棉花籽棉产量和水氮利用特征受不同水肥处理及交互作用的显著影响。亏缺灌溉下棉田土壤含水量、总耗水量、植株干物质积累量、氮素积累量和籽棉产量显著下降,而水分利用效率显著提高。适宜的有机无机肥配施处理能够提高0-40 cm土层土壤含水量,降低棉花苗期和蕾期耗水,增加花铃期耗水量,提高棉花干物质和氮素积累量,并促进其向生殖器官中分配。充分灌溉条件下,25%有机肥配施处理(OF1)籽棉产量最高,两年平均较单施化肥(CF)提高10.5%;50%有机肥配施处理(OF2)与单施化肥(CF)无显著差异,但75%有机肥配施处理(OF3)显著降低。25%有机肥配施处理在各施肥处理中水氮利用效率最高,其中水分利用效率、氮素利用率和氮肥农学利用率分别较单施化肥提高8.9%、14.3%和28.9%。亏缺灌溉条件下,有机无机肥配施处理籽棉产量均高于单施化肥,其中50%有机肥配施处理表现最高,两年籽棉平均产量较单施化肥提高12.9%,同时50%有机肥配施处理水氮利用效率也表现为最高,其中水分利用效率、氮素利用率和氮肥农学利用率分别较单施化肥提高6.3%、35.5%和31.6%。【结论】适宜比例的有机无机肥配施能够协调土壤-作物水分养分供需关系,提高棉花籽棉产量和水氮利用效率。综合考虑产量、水氮利用效率和植棉效益,25%有机肥配施处理为河西走廊棉区适宜的有机肥配施模式。

秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留

【目的】研究长期秸秆和有机肥配合替代部分化肥对小麦玉米一年两熟种植制度下农田生产力及氮肥残留的影响,为改善旱地土壤肥力,提高作物产量,降低环境风险提供科学依据。【方法】依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位培肥试验,选取不施肥对照(CK)、常规氮磷钾化肥(NPK)、秸秆和有机肥配合替代1/3的氮磷钾养分(SOR)3个处理。调查了2015—2020年度夏玉米、冬小麦及周年产量、生育期耗水量、水分利用效率;分析了2020年冬小麦收获期0—60 cm土层土壤养分含量,以及硝态氮在0—380 cm土层剖面的分布积累量。【结果】与2007年试验开始时相比,2020年CK处理0—20 cm土层土壤养分(除速效钾外)含量显著下降,而NPK和SOR处理不同程度地提高了土壤养分含量。与NPK处理相比,SOR处理0—60 cm土层土壤有机质含量显著提高了10.4%~16.4%,0—40 cm土层全氮含量显著提高了16.7%~20.0%,0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量分别显著提高了12.9%和15.4%。与NPK处理相比,SOR处理夏玉米产量在干旱年(2015和2017年)及5年平均分别显著提高了35.3%和10.1%,水分利用效率在干旱年、平水年(2016年)及5年均值分别显著提高了42.7%、12.3%和18.5%,周年产量和水分利用效率在干旱年分别显著提高了20.5%和23.5%;冬小麦产量在不同降水年型下均未显著降低,但水分利用效率在平水年(2015—2016、2016—2017、2019—2020)及5年均值较NPK处理分别显著降低了9.8%和7.9%。NPK处理的硝态氮总累积量为732 kg/hm^(2),其中68.2%积累在100—230 cm土层;SOR处理的硝态氮总累积量为833 kg/hm^(2),其中74.8%积累在80—200 cm土层。与NPK处理相比,SOR处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,在200—230、260—290、320—350和350—380 cm土层分别显著降低了54.9%、21.1%、25.0%、57.9%。【结论】无论降雨多寡,秸秆和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高了干旱年夏玉米及周年产量及水分利用效率,并提高了0—60 cm土层土壤有机质和全氮含量,提高了0—20 cm土层土壤速效磷和速效钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低了200—380 cm土层土壤硝态氮积累量,是旱作麦玉两熟区兼顾产量、效率和环境的施肥模式。

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。

我国北方麦区小麦生产的化肥、农药和灌溉水使用现状及其减用潜力

【目的】化学品和灌溉水资源的不合理使用是限制小麦生产的重要因子。本研究旨在查明我国北方麦区小麦生产化肥、农药和灌溉水使用现状及其减施潜力,并尝试阐述农田经营规模对小麦生产的影响,为小麦可持续生产提供参考依据。【方法】于2018—2019年在我国北方七省开展的大范围小麦生产中化肥、农药和灌溉水使用现状,基于小麦产量形成的养分需求评估北方麦区的化肥减施潜力、基于标准推荐用药量评估农药减施潜力、基于Penman-Monteith估算节水潜力,并尝试分析农田经营规模对小麦产量、化肥和灌溉水投入成本的影响。【结果】各麦区产量间差异较大,春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区平均产量分别为3.0、7.6、4.7和7.4 t·hm^(-2)。春麦区氮磷钾用量分别为87 kg N·hm^(-2)、91 kg P_(2)O_(2)·hm^(-2)和1 kg K_(2)O·hm^(-2),汾渭平原灌区氮磷钾用量分别为280 kg N·hm^(-2)、133 kg P_(2)O_(2)·hm^(-2)和1 kg K_(2)O·hm^(-2),黄土高原旱地氮磷钾用量分别为178 kg N·hm^(-2)、117 kg P_(2)O_(2)·hm^(-2)和25 kg K_(2)O·hm^(-2),绿洲灌区氮磷钾用量分别为225 kg N·hm^(-2)、168 kg P_(2)O_(2)·hm^(-2)和15 kg K_(2)O·hm^(-2)。氮磷肥用量偏高,钾肥用量不足普遍存在。汾渭平原灌区的氮、磷肥减施潜力分别为25%和40%,黄土高原旱地的氮、磷肥减施潜力分别为24%和57%,春麦区和绿洲灌区的磷肥减施潜力分别为65%和54%。不同麦区农药喷施的次数差异较大。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的平均喷药次数分别为1.8、1.4、1.6和1.6次。春麦区、汾渭平原灌区、黄土高原旱地和绿洲灌区的减药潜力分别为40%—70%、54%—83%、40%—65%和50%—83%。施用农药的种类为杀虫杀菌剂和除草剂,杀虫杀菌剂的施用频次较高,占比为73%。杀虫杀菌剂中吡虫啉和三唑酮的用药频次较高,在杀虫杀菌剂中占比分别为32%和12%,除草剂中苯磺隆、2,4-D丁酯和二甲四氯钠用药频次较高,在除草剂中占比分别为48%、15%和19%。调研农户小麦生产的灌水次数多为2—4次,汾渭平原灌区灌溉次数较少,为2.2次,均采用河水灌溉;绿洲灌区灌溉次数最多,为3.5次,均采用井水灌溉。汾渭平原灌区和绿洲灌区的节水潜力分别为14%和42%。各麦区中小规模经营占比最大,经营碎片化现象明显。相对于农田小规模经营,大规模经营在增产7%—36%的同时可使肥料和灌溉成本降低17%—19%。【结论】本研究查明了我国北方麦区小麦产量及其生产过程中的化肥、农药和灌溉水使用现状,发现不同农户、不同区域间的用量存在较大变异,同时具有较大的减用潜力;并与农田经营规模结合,发现农田适度规模经营能在增产的同时减少投入成本,这为我国北方麦区优化经营规模提供参考。

宁夏贺兰山东麓洪积扇区酿酒葡萄对水肥一体化响应

按照有机农业生产要求,通过田间试验,研究水肥一体化条件下施用有机滴灌肥对宁夏贺兰山东麓洪积扇区酿酒葡萄产量、品质以及葡萄园土壤化学和生物学性状的影响,探索半干旱区高山下洪积母质发育的瘠薄粗骨性灰钙土水肥高效利用途径。结果表明:施用不同数量的有机滴灌肥各处理酿酒葡萄产量与品质差异显著(p<0.05),其中3.6t/hm^2处理产量最高,达到8.29t/hm^2。T4.5处理葡萄单果最重,果粒最大;与CK相比,3.6t/hm^2处理能显著提升酿酒葡萄果实可溶性固形物、可溶性糖、总酚和花色苷等关键品质指标的含量(p<0.05)。酿酒葡萄品质指标与施肥处理间的关系分析表明,3.6t/hm^2处理得分最高。在0—20,20—40,40—60cm土层,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等化学性质以及脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶均呈现出随施肥量的增加而增大的趋势,4.5t/hm^2处理达到最大值(p<0.05)。研究结果对地处大西北的宁夏贺兰山洪积扇生态脆弱区有限土肥水资源的高效利用,并生产最高端有机酿酒葡萄和葡萄酒,促进水土保持与经济效益的有机结合,实现农民增收、农业增效具有重要作用。