Carbon sequestration rate,nitrogen use efficiency and rice yield responses to long-term substitution of chemical fertilizer by organic manure in a rice–rice cropping system

Combined application of chemical fertilizers with organic amendments was recommended as a strategy for improving yield,soil carbon storage,and nutrient use efficiency.However,how the long-term substitution of chemical fertilizer with organic manure affects rice yield,carbon sequestration rate(CSR),and nitrogen use efficiency(NUE)while ensuring environmental safety remains unclear.This study assessed the long-term effect of substituting chemical fertilizer with organic manure on rice yield,CSR,and NUE.It also determined the optimum substitution ratio in the acidic soil of southern China.The treatments were:(i)NPK0,unfertilized control;(ii)NPK1,100%chemical nitrogen,phosphorus,and potassium fertilizer;(iii)NPKM1,70%chemical NPK fertilizer and 30%organic manure;(iv)NPKM2,50%chemical NPK fertilizer and 50%organic manure;and(v)NPKM3,30%chemical NPK fertilizer and 70%organic manure.Milk vetch and pig manure were sources of manure for early and late rice seasons,respectively.The result showed that SOC content was higher in NPKM1,NPKM2,and NPKM3 treatments than in NPK0 and NPK1 treatments.The carbon sequestration rate increased by 140,160,and 280%under NPKM1,NPKM2,and NPKM3 treatments,respectively,compared to NPK1 treatment.Grain yield was 86.1,93.1,93.6,and 96.5%higher under NPK1,NPKM1,NPKM2,and NPKM3 treatments,respectively,compared to NPK0 treatment.The NUE in NPKM1,NPKM2,and NPKM3 treatments was higher as compared to NPK1 treatment for both rice seasons.Redundancy analysis revealed close positive relationships of CSR with C input,total N,soil C:N ratio,catalase,and humic acids,whereas NUE was closely related to grain yield,grain N content,and phenol oxidase.Furthermore,CSR and NUE negatively correlated with humin acid and soil C:P and N:P ratios.The technique for order of preference by similarity to ideal solution(TOPSIS)showed that NPKM3 treatment was the optimum strategy for improving CSR and NUE.Therefore,substituting 70%of chemical fertilizer with organic manure could be the best management option for increasing CSR and NUE in the paddy fields of southern China.

Partial organic substitution weakens the negative effect of chemical fertilizer on soil micro-food webs

Soil biotic communities play vital roles in enhancing soil nutrient cycling and soil fertility.Long-term excessive nitrogen(N)application is disadvantageous to the stability of soil food webs and affects arable soil health and sustainable utilization.Proper organic substitution is essential to improve soil health and alleviate the disadvantages of excessive chemical fertilization.However,the biological effects of various organic amendments on soil micro-food webs are poorly understood.In order to explore the effects of various organic amendments including stover,biochar and manure on soil micro-food webs(microbial and nematode communities),a field plot experiment with maize having five treatments viz.,100%urea(100%N),70%urea(70%N),70%urea plus stover(Stover),70%urea plus cattle manure(Manure)and 70%urea plus biochar(Biochar)was conducted.Manure treatment increased the carbon(C)to N use efficiency of soil microbes,which contributed to the retention of soil C,while Biochar treatment elevated soil organic C(SOC)and soil p H.Additionally,Biochar treatment mitigated the negative effects of soil acidification on the soil micro-food web and reduced the abundance of plant parasites.Overall,the biological effect of organic amendments was distinguished from chemical fertilization(100%N and 70%N)through principal co-ordinates analysis.Negative relationships among soil properties,microbial and nematode biomass in the 100%N treatment were diminished in treatments where chemical fertilizer was reduced.The bottom-up effects on soil food webs were observed in organic substitution treatments.In conclusion,organic amendments improved soil fertility by regulating soil microbial and nematode communities in the cropland ecosystem,alleviated the negative effects of chemical fertilizer on the micro-food webs and controlled the trophic cascades among soil biota.

Effect of Long-Term Fertilization on Organic Nitrogen Forms in a Calcareous Alluvial Soil on the North China Plain

In order to illustrate the change of nitrogen (N) supply capacity after long-term application of manure and chemical fertilizer, as well as to properly manage soil fertility through fertilizer application under the soil-climatic conditions of the North China Plain, organic N forms were quantified in the topsoil with different manure and chemical fertilizer treatments in a 15-year fertilizer experiment in a Chinese calcareous alluvial soil. Soil total N (TN) and various organic N forms were significantly influenced by long-term application of chemical fertilizer and manure. TN, total hydrolysable N, acid-insoluble N, amino acid N and ammonium N in the soil increased significantly (P < 0.05) with increasing manure and fertilizer N rates, but were not influenced by increasing P rates. Also, application of manure or N fertilizer or P fertilizer did not significantly influence either the quantity of amino sugar N or its proportion of TN. Application of manure significantly increased (P < 0.05) hydrolysable unknown N, but adding N or P did not. In addition, application of manure or N fertilizer or P fertilizer did not significantly influence the proportions of different soil organic N forms.

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。

化肥减量配施有机肥对花生土壤有机碳及其组分的影响

为了探究化肥减量配施两种不同黄腐酸钾有机肥对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,采取盆栽试验模拟大田花生种植,以不施肥、纯施化肥为对照,设置100%化肥配施100%有机肥、75%化肥配施25%有机肥、50%化肥配施50%有机肥、25%化肥配施75%有机肥和施用100%有机肥处理,探讨了SOC、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(LOC)和惰性有机碳(ROC)在花生不同生育期内的含量特征。结果表明:化肥减量配施有机肥各处理SOC及其组分含量在花生各生育期均表现为:花针期显著高于结荚期和成熟期,其中DOC和MBC含量结荚期显著高于成熟期(P<0.05);各处理SOC及其组分含量均表现为:25%化肥配施75%生化黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理,50%化肥配施50%矿源黄腐酸钾处理显著高于不施肥、单施化肥和单施有机肥处理;其中花针期25%化肥配施75%生化黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOC和ROC含量分别为133.0 g/kg、284.4 mg/kg、269.7 mg/kg、30.76 g/kg和111.2 g/kg,50%化肥配施50%矿源黄腐酸钾处理SOC、DOC、MBC、LOC和ROC含量分别为130.9 g/kg、250.5 mg/kg、251.7 mg/kg、29.86 g/kg和110.8 g/kg。综上,化肥减量配施生化黄腐酸钾对SOC及其组分含量的影响整体优于配施矿源黄腐酸钾,化肥减量配施黄腐酸钾花针期含量显著高于结荚期和成熟期(P<0.05),其中25%化肥配施75%生化黄腐酸钾处理对提升SOC及其组分含量效果最佳。

磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质和棉花产量及其构成的影响

新疆有机肥资源丰富,探索磷肥有机替代、秸秆还田的外源肥料投入对土壤化学变化、棉花产量及其构成的影响,为深入了解当前棉田肥力和确定棉花减磷增效的技术服务着力点提供参考依据。经国家灰漠土肥力与肥料效益监测基地5年田间微区定位试验,在膜下滴灌条件下设置7个施肥处理,T1:不施肥,T2:不施磷,T3:常规施化肥磷100%,T4:有机肥磷替代25%化肥磷,T5:有机肥磷替代50%化肥磷,T6:化肥磷100%+25%有机肥磷,T7:化肥磷100%+秸秆还田。于2022年采集土壤样品,探明不同比例磷肥有机替代、秸秆还田对土壤化学性质、磷素有效性特征和棉花产量及其构成的影响。研究结果表明:(1)在外源肥料投入量(有机肥和化肥)均为等氮磷用量的条件下,磷肥有机替代、秸秆还田有利于加速土壤养分转化,增加土壤速效养分、全量养分含量。速效氮、有效磷、速效钾含量增幅分别在3.0%~25.3%、29.2%~120.1%、70.1%~99.1%之间,各速效养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T5、T5处理相比,年均分别增长3.12、1.69、30.75 mg·kg^(-1)。全氮、全磷、全钾含量增幅分别在21.1%~43.9%、1.59%~41.3%、9.3%~33.6%之间,各全量养分含量依次与外源肥料投入后增量最高的T6、T6、T5处理相比,年均分别增长0.04、0.05、1.36 g·kg^(-1)。整体上有机替代、增施有机肥和秸秆还田对促进土壤养分的转化效果比单施化肥好,且长期施用有机肥的效应优于秸秆还田。(2)耕层土壤有机质含量随有机肥替代量的增加而增加,50%的有机替代其有机质含量显著最高(12.21 g·kg^(-1)),年均增长0.4 g·kg^(-1),最小增量T1~T2与最大增量T1~T5相比,增加1.04~3.44 g·kg^(-1),增幅为11.86%~39.22%,总体表现为正效应。相对较高的土壤pH和盐含量是限制棉花高效生产的主要因素,有机肥和秸秆还田对土壤pH和含盐量整体起到降低的作用,最大降幅pH的T1与T5、盐含量T5与T3相比分别下降3.07%、24.48%,总体表现为负效应。配施有机肥和秸秆还田增强了土壤供氮能力和磷素活化能力,土壤磷活化系数从1.52%提升到2.78%。由于受新疆石灰性土壤自然特性及气候条件限制,综合C/N、C/P、N/P表明,灰漠土有机质处于缺乏状态。(3)磷肥有机替代和秸秆还田均能够维持或促进棉花增产,在密度为24万株·hm^(-2)的试验种植模式下,连续5年常规施肥、25%的有机替代、50%的有机替代、增施有机肥、秸秆还田其籽棉产量分别达4173.13、4196.72、4805.10、5035.51、4830.98 kg·hm^(-2),综合土壤养分指标、肥料投入、棉花产量分析,50%的有机替代在节约磷肥用量的前提下对棉花增产效果最佳,与T1、T2、T3相比,分别显著增产20.49%、18.62%、15.14%。因此,研究认为当下应用50%的有机替代技术,即施磷(P_(2)O_(5))60 kg·hm^(-2)和配施羊粪9784 kg·hm^(-2),较为可行。

有机肥与化肥配施对夏播玉米产量和土壤肥力的影响

为探索有机肥与化肥配施对全株玉米产量和土壤肥力的影响,以乐玉1号玉米为试材,通过田间试验,设置不施肥(CK)、全部化肥(HF)、牛粪单施(N1)、牛粪替代20%化肥(N2)、牛粪替代30%化肥(N3)、羊粪单施(Y1)、羊粪替代20%化肥(Y2)、羊粪替代30%化肥(Y3)共8个处理,测定全株玉米干草产量、氮磷钾素积累量和重金属含量以及土壤理化性质等相关指标。结果表明,Y2和Y3处理的全株玉米干草产量和氮磷钾积累量优于其他处理;N2处理的Cu积累量和Y1处理的Zn积累量最高;0~20cm土层以N3处理的有机质、速效磷、铵态氮、硝态氮和阳离子交换含量最高。可见,低总氮水平下,羊粪替代20%和30%化肥处理对全株玉米生长及养分积累有积极作用,牛粪替代30%化肥改良土壤肥力效果较好。

社会资本、技术感知对茶农有机肥替代化肥技术采纳行为影响研究——基于江苏省茶叶主产区溧阳市茶农调研数据

基于江苏省茶叶主产区溧阳市365位茶农的调研数据,通过结构方程模型分析社会资本、技术感知与茶农有机肥替代化肥技术采纳行为之间的关系,并揭示了不同个人特征和家庭禀赋对茶农技术采纳行为存在异质性影响,以期促进溧阳市茶业绿色化、有机化。结果发现:①社会资本和技术感知正向促进茶农有机肥替代化肥技术采纳行为。②社会网络在技术易用性感知;社会信任在技术有用性感知和易用性感知;社会规范在技术有用性感知对茶农技术采纳行为存在中介作用。③茶农个人特征和家庭禀赋对其有机肥替代化肥技术采纳行为影响有着显著差异性,主要表现在性别、年龄、种植年限和茶园种植面积四个方面,受教育程度、家庭从事茶叶种植人数、茶叶生产年收入占家庭年收入的比值这三个方面并没有表现出显著差异。

太湖地区稻麦轮作系统有机氮肥替代率的演变特征及其影响因素

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)3个处理,研究有机氮肥替代率与土壤碳氮关系。其中,化肥采用尿素、过磷酸钙和氯化钾,年均施氮225~300 kg/hm^(2),年均施磷(P2O5)119.4 kg/hm^(2),年均施钾(K2O)179.1 kg/hm^(2);有机肥采用猪粪和菜籽饼,年均折合施氮103.1 kg/hm^(2),折合施磷(P2O5)82.7 kg/hm^(2),折合施钾(K2O)70.1 kg/hm^(2)。测定指标包括土壤有机碳、总氮,计算有机氮肥替代率和土壤碳氮比。结果表明,长期施肥提高了土壤有机碳水平,OM、NPK和CK处理土壤有机碳含量可用米氏方程拟合,且前10 a内快速累积、后30 a趋近平衡,平均含量分别为16.8、15.8、15.1 g/kg。长期施肥处理线性提高了土壤总氮含量,OM、NPK和CK处理土壤平均总氮含量分别为1.71、1.64、1.47 g/kg。有机氮肥替代率的时序演变可用分段线性模型拟合,有机氮肥替代率前期略降低后期增加,稻麦两季有机氮肥替代率的时间拐点分别出现在第11年和第15.5年。线性回归分析表明,有机氮肥替代率与土壤总有机碳无显著关系,但与土壤总氮和碳氮比显著线性相关。在太湖地区稻麦轮作系统中,长期施用有机肥可有效提高土壤碳氮库容,具有较高水平土壤有机碳(>17.0 g/kg)是提升有机氮肥替代率的前提,但在有机碳趋近饱和后,土壤总氮和碳氮比是限制有机氮肥替代率提升的主要因素。

前茬小麦有机肥替代化肥氮对后茬玉米抗倒伏性状的影响

以豫南砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作体系下的玉米为研究对象,基于大田试验,采用小麦、玉米周年轮作模式,在前茬冬小麦季设置6个有机肥替代化肥氮处理,即T0(0)、T20(20%)、T40(40%)、T60(60%)、T80(80%)和T100(100%),玉米季各小区均正常施用化肥,在玉米吐丝期测定玉米抗倒伏相关表观性状、力学指标,在玉米拔节期、吐丝期、成熟期测定土壤可溶性氮含量,在玉米成熟期测定产量及其构成因素。结果表明:与T0相比,有机肥替代化肥氮处理的玉米吐丝期的株高、重心高度、穗位高度及穗位系数均无显著变化;第3、4、5节间直径、节间干物质质量、单位茎长干物质质量、压碎强度和抗倒指数增加;T60处理能显著提高玉米茎秆抗倒指数;在玉米拔节期、吐丝期、成熟期,有机肥替代不同比例化肥氮处理的土壤可溶性氮含量均有不同程度的增加,均以T60处理的含量最高;有机肥替代化肥氮处理的玉米产量、百粒质量均有所增加,T60处理的玉米产量增加了15.61%。可见,前茬有机肥替代化肥氮能够提高后茬玉米的抗倒伏性及产量,以有机肥替代60%化肥氮的效果最好。

不同比例有机肥替代化肥对夏玉米氮肥利用率及N_(2)O排放的影响

2022—2023年连续2 a设置不施肥(CK)、常规施肥(CF)、有机肥替代10%化肥(FM1)、有机肥替代30%化肥(FM2)和有机肥替代50%化肥(FM3),共5个处理,探究有机肥替代不同比例化肥对玉米产量和植株氮素吸收利用的影响。结果表明,与CF处理相比,FM1、FM2、FM3处理的2 a平均土壤容重分别降低1.43%、2.15%、4.67%,2 a平均土壤孔隙度分别增加2.07%、2.60%、5.51%,2 a平均硝态氮含量分别增加9.67%、14.86%、11.01%。与CF处理相比,FM1处理玉米植株2 a平均干物质累积量和产量分别增加3.41%、3.42%,FM3处理分别减少3.25%、6.73%。与CF处理相比,FM1处理2 a平均氮素累积量增加4.49%,2 a平均氮肥利用率和氮肥农学利用率分别增加13.62%、6.11%,2 a平均经济效益增加2.87%,2 a平均一氧化二氮(N_(2)O)排放量减少16.41%,且FM1处理增加了茎秆、叶片的氮素累积量。当有机肥替代化肥比例在30%及以上时(FM2、FM3处理),产量和氮肥利用率明显降低,经济效益减少。综上,有机肥替代10%化肥可以显著提高氮肥利用率,减少N_(2)O排放量,是实现氮肥减施和农业绿色高产的推荐有机肥替代化肥比例。

磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收和磷肥利用效率的影响

为探究磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收、磷肥利用效率及棉花产量的影响,本研究基于国家灰漠土肥力与肥料效益监测站5年田间微区棉花连作定位试验,以7种施肥措施为样本,于2022年棉花成熟期开展棉田土壤田间调查研究。结果表明,磷肥有机替代和秸秆还田均能提升棉株氮磷钾养分吸收,各器官氮素平均含量在1.75~40.90 g·kg^(-1)之间,磷素平均含量在1.46~11.28 g·kg^(-1)之间,钾素平均含量在3.11~25.03 g·kg^(-1)之间。综合肥料投入和养分吸收,50%的磷肥有机替代和秸秆还田最能增强棉株吸氮能力和促进干物质积累,50%的磷肥有机替代对棉株吸磷能力最强且最有利于实现棉花节肥增钾的效果。棉株各器官N:P变化范围为1.20~12.01,磷肥有机替代和秸秆还田使茎、叶、蕾/铃/壳的N∶P明显降低,棉株生物量、籽棉产量随茎、叶、蕾/铃/壳N∶P的降低而增加,本试验棉花生长更倾向于受N、P共同限制。磷肥利用率随有机替代量的增加从12.54%提升到33.04%,土壤磷素盈余量随有机替代量的增加从28.20 kg·hm^(-2)降低到19.66 kg·hm^(-2)。研究表明,在北疆灰漠土棉区采用50%磷肥有机替代,即施磷(P2O5)60.0 kg·hm^(-2)和配施羊粪9 784.8 kg·hm^(-2),对棉花产量、生物量、养分吸收的综合效应最优,值得推广应用。

有机肥部分替代化肥对河套灌区土壤有机碳和向日葵产量的影响

【目的】揭示河套灌区不同种类和比例有机肥替代化肥对土壤肥力和向日葵产量的影响,筛选土壤有机碳与向日葵产量协同提升的有机无机肥配施模式。【方法】设置不施肥(CK)、常规施化肥氮(MN)、20%羊粪有机肥氮+80%化肥氮(SN1)、40%羊粪有机肥氮+60%化肥氮(SN2)、20%牛粪有机肥氮+80%化肥氮(CN1)、40%牛粪有机肥氮+60%化肥氮(CN2)、20%猪粪有机肥氮+80%化肥氮(PN1)、40%猪粪有机肥氮+60%化肥氮(PN2)8个处理,分析不同种类和比例有机肥替代化肥对土壤有机碳含量、全氮含量、铵态氮浓度、硝态氮浓度、无机氮浓度、团聚体组成以及向日葵植株性状、地上部生物量、产量、氮肥利用率的影响。【结果】与MN处理相比,施用羊粪有机肥氮对土壤有机碳含量无显著影响(P>0.05),牛粪或猪粪有机肥氮可显著提高土壤有机碳含量(P<0.05),且提升效应随有机肥用量的增加而增加;CN1处理土壤铵态氮、硝态氮和总无机氮浓度分别显著增加9.7%、6.0%和7.6%(P<0.05);PN2处理土壤大团聚体质量比例显著提高29.3%(P<0.05)。与MN处理相比,CN1和PN1处理向日葵盘径和千粒重显著提高5.8%和4.0%(P<0.05);向日葵地上部生物量显著增加4.6%和12.8%(P<0.05);产量和氮肥利用率显著提高(P<0.05),其中CN1处理增幅最高,为14.3%和66.1%。【结论】20%牛粪/猪粪有机肥氮+80%化肥氮处理有利于土壤有机碳含量的提高以及向日葵盘径、千粒重、产量、氮肥利用率的增加,能够实现土壤有机碳含量和向日葵产量的同步提升,可作为河套灌区低肥力耕地的适宜有机无机肥配施技术模式。

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%。

有机氮替代化肥氮对设施菠菜品质·土壤肥力及根际细菌群落的影响

为明确有机肥替代化肥对菠菜生长的影响,以等氮量替代为原则,设置配方施肥和有机肥等氮替代不同比例化肥处理,通过大田试验研究有机氮肥替代化肥氮对设施菠菜产量、品质、土壤肥力和根际细菌群落的影响。结果表明,有机肥替代20%最有利于提升菠菜的产量和品质,鲜干重、维生素C和可溶性糖含量均显著高于配方施肥处理。有机肥替代可显著增加土壤的pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,显著降低土壤的容重。有机氮肥替代比例为20%~80%时,土壤碱解氮含量均显著低于配方施肥处理。施用有机肥可显著增加土壤细菌的α多样性,降低其β多样性。菠菜有机酸含量和土壤碱解氮含量对β多样性贡献率最高,分别为12.80%和-4.71%。施用有机肥可提高好氧菌群、耐胁迫菌群等有益菌群的相对丰度,但也会增加潜在致病菌群的相对丰度。综上,有机氮肥部分替代化学氮肥可改善菠菜品质,提升土壤肥力和抗性。

有机肥部分替代化肥对玉米产量和氮素利用率的影响

为明确浙南地区黄红壤土玉米有机肥替代化肥方案,进行有机肥替代化肥对玉米产量及氮素利用率的影响试验。田间试验分别设置不施肥处理(CK)、氮磷钾肥处理(NPK)、磷钾肥处理(PK)、15%基施有机肥等氮替代化肥处理(T15)、30%基施有机肥等氮替代化肥(T30)处理。结果表明:与NPK处理相比,T30处理的秸秆产量降低17.11%,T15和T30处理的籽粒氮含量分别降低16.73%和17.83%,T15和T30处理的籽粒吸氮量分别降低15.00%和20.30%,T30处理的秸秆吸氮量降低31.75%,T15和T30处理的氮素内部利用率分别提高23.10%和28.61%,T30处理的土壤铵态氮含量降低24.61%。本研究表明,有机肥氮替代15%~30%化肥氮可保持玉米不减产,提高土壤肥力和氮素利用率,减少化肥施用量,适宜在浙南玉米生产中推广应用。

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。

化肥有机替代对鲜食玉米产量品质及土壤肥力的影响

有机肥替代部分化肥是实现化肥使用零增长和作物稳产增产的重要途径,也是化肥减施增效的重要措施之一。探究适宜的有机肥替代率是有机肥配施首要解决的难题之一。该研究以鲜食玉米为实验材料,于2022年5月在龙游县布置田间小区试验,比较不施肥(CK)、常规施肥(RF)、15%有机肥替代(15%M)和30%有机肥替代(30%M)对鲜食玉米产量及土壤养分状况的影响。研究表明,CK对照组土壤pH值、土壤各肥力指标都明显低于常规施肥及有机替代处理组。与常规施肥(RF)相比,有机替代处理提高土壤pH值,抑制了土壤酸化的趋势。与常规施肥相比,有机肥配施增加了土壤有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷和速效钾含量。因此,有机肥替代部分化肥可以提高土壤肥力,改善土壤性状,且改善土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、土壤蔗糖酶的活性。与常规施肥相比,有机肥替代处理化肥施用量减少,但鲜食玉米产量分别增加6.0%和2.3%。有机肥替代15%化肥更有利于提高土壤生产力。建议生产中注重肥料的投入,合理配施有机肥,定期进行土壤培肥,实现节肥增效的目标。

长期施肥对黄泥田土壤团聚体中氮素积累和有机氮组成的影响

【目的】氮是南方黏瘦型中低产田重要的限制因子。研究长期施肥对黄泥田团聚体中氮素累积及有机氮组成的影响,为合理培肥及土壤氮库管理提供依据。【方法】采集黄泥田36年定位试验中不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+牛粪(NPKM)、化肥+全量稻秸还田(NPKS)4种处理耕层土壤,采用湿筛和Bremner有机氮分级方法,分析团聚体氮素累积与有机氮组分含量及分配的变化。【结果】施肥处理>2 mm团聚体全氮含量较CK显著增加12.7%—51.9%(P<0.05);NPKM与NPKS处理>2 mm团聚体对原土全氮累积贡献率较CK分别显著提高24.7与20.0个百分点(P<0.05)。施肥处理>2 mm团聚体酸解性氮与非酸解性氮含量分别较CK增加10.1%—36.3%与20.7%—100.5%,并相应提高两组分对原土全氮累积贡献率,NPKM与NPKS处理增加尤为明显。对于>2 mm团聚体,施肥处理酸解铵态氮含量较CK显著增加17.2%—40.4%(P<0.05),以NPKM处理增加最为明显;酸解氨基酸态氮与酸解未知态氮含量分别以NPKS与NPKM处理增加最为明显,分别较CK显著提高24.0%与52.1%(P<0.05)。>2 mm与0.25—2 mm团聚体的非酸解性氮及酸解铵态氮与相应粒级团聚体中的碱解氮含量呈显著正相关(P<0.05)。配合稻秸还田较配施牛粪更有利于>2 mm团聚体非酸解性氮的累积。配施牛粪对提高>2 mm团聚体酸解铵态氮、酸解未知态氮含量与对原土全氮累积贡献率最为明显,配合稻秸还田则对提高酸解氨基酸态氮含量及对原土全氮累积贡献最为明显。冗余分析表明,水稻氮吸收量受>2 mm与0.25—2 mm团聚体非酸解性氮组分影响较大,NPKM和NPKS处理水稻氮吸收量受土壤有机氮组分影响高于NPK与CK处理。【结论】长期施肥增加了黄泥田耕层土壤>2 mm团聚体全氮含量及对原土全氮累积贡献率,有机无机肥配施尤为明显。>2 mm团聚体中非酸解性氮、酸解性氮及酸解铵态氮含量与该团聚体中碱解氮含量以及水稻氮吸收量关系密切,是重要的有效氮库。

宁夏潮土区有机肥替代化学氮肥对玉米产量及氮素利用效率的影响

有机肥替代化肥是实现化肥零增长的重要技术途径之一。在宁夏潮土区开展田间单因素试验,设置不施氮肥处理(CK)、常规施氮肥处理(N 285 kg/hm^(2),T1)及有机肥替代10%(T2)、20%(T3)、30%(T4)的化学氮肥,共5个处理,研究不同用量有机肥替代化学氮肥对潮土土壤理化性质和玉米生长、产量及氮肥利用效率的影响,旨在为潮土区玉米高产高效栽培提供理论与技术依据。结果表明:(1)不同用量有机肥替代化肥的处理即T2、T3、T4在玉米收获后土壤容重、全盐含量均显著低于常规施氮处理T1,有机质及碱解氮、有效磷、速效钾均显著高于T1;T2、T3、T4处理间土壤碱解氮、有效磷、速效钾均表现为T4>T3>T2。(2)在玉米抽雄吐丝前各生育期,T2、T3、T4玉米株高、茎粗、SPAD值均显著高于T1,其均值较T1分别高12.7%、6.3%和3.7%。(3)所有施肥处理籽粒产量均显著高于CK,其平均较CK高55.8%;3个替代处理相比,T4籽粒产量最高,T4、T3、T2分别较T1提高7.4%、2.71%和1.01%;T3、T4百粒质量显著高于T1,其平均较T1高8.3%。(4)所有替代处理玉米各器官全氮含量均显著高于T1,各处理氮素累积量表现为T4、T3>T2>T1>CK,T4处理氮肥利用效率最大,达57.15%。由此可见,潮土区种植玉米在总施氮量为285 kg/hm^(2)时,有机肥替代10%~30%的化学氮肥均能显著促进玉米生长,提高玉米产量、品质及氮肥利用效率,相比之下有机肥替代30%化学氮肥时能够获得最大的产量。