长期有机无机外源氮素配施作物氮肥利用率及土壤剖面氮分布特征

探究有机无机外源氮素配施对小麦-玉米轮作体系作物产量和土壤剖面氮素分布的影响,为华北平原潮土区合理减少氮肥使用、提高氮肥利用率和科学管理土壤氮素资源提供参考。基于28年肥料定位试验,选择不施肥(CK)、单施化肥(CF)、化肥与有机肥配施(CFM)、化肥与秸秆配施(CFS)4个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源氮素长期配施对作物可持续生产能力、氮肥利用率、施肥后效及潮土氮素剖面分布的影响。结果表明,投入外源氮素能提高作物产量,小麦季CF、CFM、CFS处理平均分别增产280.49%、276.02%、286.73%,玉米季平均分别增产160.15%、170.86%、178.45%。CF、CFM、CFS处理小麦季、玉米季产量变异系数均高于CK处理,小麦季增幅更大。小麦季CFS处理产量可持续指数最高,为66.32%,玉米季CFM、CFS处理产量可持续指数基本一致,高于CF处理。与CF处理相比,CFM、CFS处理平均氮素吸收量分别提高2.11%、4.29%。CF、CFM、CFS处理氮肥累积利用率分别为61.12%、62.91%、64.78%,后效分别为0.72%、0.90%、0.60%,化肥与有机肥配施效果高于单施化肥、化肥与秸秆配施。与CF处理相比,CFM处理0~40 cm土层土壤全氮含量提高22.08%~35.94%,碱解氮含量提高12.05%~38.17%。综上,投入外源氮素可提高作物产量和氮素吸收量、提升产量稳定性和可持续性。在小麦-玉米轮作体系下,化肥配施秸秆最有利于维持可持续生产能力。化肥与有机肥配施、化肥与秸秆配施提高了土壤氮含量。

减水减氮对黑土设施茄子产量与土壤剖面氮素盈余的影响

黑土设施蔬菜生产中普遍存在施肥过量和灌水频繁的问题,通过研究减水减氮对黑土设施大棚蔬菜产量、土壤剖面硝态氮累积以及土壤-蔬菜系统氮素盈余的影响,可以为优化黑土设施蔬菜生产中的氮素养分管理技术、减少氮素损失、减轻环境污染提供科学依据。以典型黑土菜地为研究对象,设不施氮肥处理(CK)、常规水肥处理(WF)、80%常规水处理(80%WF)、80%常规肥处理(W80%F)4个处理,研究减水减氮对设施茄子产量、氮素利用效率、土壤剖面硝态氮累积和土壤-蔬菜系统的氮盈余状况的影响。与CK处理相比,WF、80%WF、W80%F处理产量均显著提高。与WF处理相比,W80%F处理茄子产量无显著变化,但80%WF处理茄子产量显著降低6.44%~8.40%;减水减氮处理的果实吸氮量较WF处理无显著变化;与WF处理相比,80%WF处理的氮肥利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力显著降低11.00%、56.66%、6.21%,W80%F处理的氮肥农学效率、氮肥偏生产力显著提高11.22%、24.69%;同时,与WF处理相比,80%WF处理的0~100 cm土层的硝态氮累积量显著提高3.90%~7.73%,W80%F处理显著降低3.60%~6.07%,各处理土壤氮素盈余量维持在195.24~234.69kg/hm^(2)。此外,土壤氮素盈余与灌溉量、施氮量和硝态氮累积量显著相关。减水减氮处理可以显著增加0~60 cm土壤中的氮素盈余并将硝态氮有效保存在100 cm内的土层中,减少淋失风险,达到高效生产和减少环境污染的双重目的。

滴灌施肥条件下不同土层硝态氮的分布规律

【目的】对于农田指定地头模拟滴灌施肥,研究不同灌水和施氮处理下硝态氮的分布规律。【方法】设置4种灌水方式:27(W1)、54(W2)、81(W3)、108(W4)mm;4种施氮方式:0(N0)、52.5(N1)、105(N2)、157.5(N3)kg/hm2。【结果】常规施氮(52.5 kg/hm2)时,灌水量达81和108 mm会引起硝态氮在70 cm土层大量积累,容易造成淋失;常规灌水(54 mm)时,施氮量低于或高于常规处理(52.5 kg/hm2)同样引起硝态氮在同一土层深度的显著降低。【结论】常规灌水条件下不同氮肥处理硝态氮平均含量在垂直方向随土层深度增加而减小,70 cm处硝态氮残留量为N1<N2<N3;水平方向0～30 cm硝态氮平均含量逐渐减小,在湿润峰处未发现硝态氮累积现象。常规施氮条件下,W1(27 mm)和W2(54 mm)处理硝态氮平均含量分别随土层深度的增加而减小,主要集中在0～30 cm土层;当灌水量达W3(81 mm)和W4(108 mm)时硝态氮含量沿土层竖直方向逐渐增大,70 cm处残留量大小为W3<W4,发生了严重的淋洗下渗;增大灌水量在水平方向湿润峰附近同样出现硝态氮累积现象。

我国苹果园施肥现状、土壤剖面氮磷分布特征及减肥增效技术

【目的】全面认知我国苹果园施肥现状,明确苹果园土壤剖面氮磷分布特征,探究减肥增效和地力提升的果园管理技术,为我国苹果产业高质量发展提供理论依据和技术支撑。【方法】基于文献资料,制定我国苹果合理化肥施用量;采用实地调查和文献数据相结合的方法,明确和评价我国苹果主产区化肥施用现状;通过田间采样与室内分析,明晰灌区和非灌区苹果园土壤硝态氮和Olsen-P剖面变化特征;基于文献资料,集成苹果园减肥增效、地力提升和优质高产的管理技术。【结果】我国苹果园化肥合理施用量为N 150~420 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)90~330 kg/hm^(2)和K2O 120~420 kg/hm^(2)。目前我国苹果园化肥平均施用量分别为N 905 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)570 kg/hm^(2)和K_(2)O 675 kg/hm^(2),氮、磷、钾过量施肥现象普遍且较为严重;施肥结构上,重化肥轻有机肥现象明显,有机肥养分占比仅7.0%。旱作体系下,8年生苹果园土壤与农田相比,0—600 cm土壤剖面硝态氮含量差异不显著,25年生苹果园土壤在20—500 cm土层硝态氮含量显著高于农田,且在120 cm土层出现215 mg/kg的硝态氮峰值;灌区25年生苹果园0—800 cm土壤剖面硝态氮含量均高于100 mg/kg,在380 cm土层出现265 mg/kg的硝态氮峰值,且140—600 cm土层硝态氮含量显著高于旱作25年生苹果园土壤。土壤Olsen-P含量整体表现为0—100 cm土层下降、100—400 cm土层增加和400—600 cm土层基本稳定的趋势;旱作体系下,土壤Olsen-P含量在0—60 cm土层表现为25年生苹果园土壤>8年生苹果园土壤≈农田土壤,而在60—600 cm土层Olsen-P含量差异不显著;灌区25年生苹果园在60—120 cm土层土壤Olsen-P含量高于旱作25年生苹果园,且在80—100 cm土层出现一个14.5 mg/kg的峰值,460—560 cm土层也表现为灌溉果园的Olsen-P含量高于雨养果园的趋势。水肥一体化和推荐施肥是现实苹果园减肥增效的关键技术,有机无机肥配施、果园生草、施用生物炭是提高苹果园肥料利用效率及土壤肥力的重要途径。【结论】我国苹果园过量施肥和不平衡施肥问题严重;高量施肥背景下长期苹果种植导致土壤深层剖面硝态氮和有效磷累积,无效化风险高,且灌溉加剧了氮、磷的淋溶风险;水肥一体化和苹果养分专家系统等推荐施肥,以及有机无机肥配施、果园生草、施用生物炭等是实现我国苹果园减肥增效和地力提升的关键技术,在今后苹果园管理方面,应加强不同生态区适宜的综合技术研究。

长期施用畜禽粪便稻田土壤氮素养分的剖面分布特征研究

通过采样调查,分析比较了江苏省海安县长期施用畜禽粪便稻田和施化肥稻田土壤氮素养分的剖面分布特征。结果表明:与邻近施化肥的稻田相比,长期施用畜禽粪便能显著提高土壤的全氮、碱解氮、硝态氮等养分含量,土壤剖面中的氮素分布呈上高下低的分布特征,耕层养分富集现象较为严重。长期大量施用畜禽粪便在提高稻田土壤氮素水平的同时,累积在土壤剖面中的硝态氮呈明显向下淋失的趋势。