Evaluating the Effects of Aquaculture Wastewater Irrigation with Fertilizer Reduction on Greenhouse Tomato Production,Economic Benefits and Soil Nitrogen Characteristics

The utilization of aquaculture wastewater as irrigation is an effective way to recycle and reuse water and nitrogen fertilizer resources because it contains numerous nutrients.However,it is still unclear that the pattern of substituting aquaculture wastewater irrigation for fertilizer supplementing is conducive to improving the soil nitrogen status,fruit yield and water-fertilizer use efficiency for tomato production.In this context,the experiment was intended to establish the appropriate irrigation regime of aquaculture wastewater in tomato production for freshwater replacement and fertilizer reduction to ensure good yields.Pot experiments were conducted with treatments as farmers accustomed to irrigation and fertilization used as control(CK),1.75 L aquaculture wastewater with base fertilizer(W1),2 L aquaculture wastewater with base fertilizer;and 2.25 L aquaculture wastewater with base fertilizer(W3).We examined the effects of aquaculture wastewater irrigation on soil nitrogen distribution,Nrelated hydrolases,tomato yield,and economic benefits.The results showed that the control treatment had the highest N input,about 24.68%higher than the W3 treatment,while the yield was only about 7.81%higher than W3.This indicated that the overuse of chemical fertilizer was present in the current tomato production.Although the reduction of fertilizer in aquaculture wastewater irrigation caused a decrease in tomato production,this economic loss can be compensated by cost savings in the wastewater disposal.Among aquaculture wastewater treatments,the W3 treatment had the highest overall benefit,achieving 62.63%freshwater savings,37.50%fertilizer input reduction,and an economic return of approximately 19,466 Yuan per hectare higher than the control.Additionally,increasing the irrigation volume of aquaculture wastewater could provide more available nutrients to the soil,which were more prevalent in the form of organic nitrogen.The lower soil nitrate reductase activities(NR)under aquaculture wastewater treatments after harvesting also proved that this pattern was beneficial to reduce soil nitrate nitrogen residues.Overall,the results demonstrate that aquaculture wastewater irrigation alleviates the soil nitrate residues,improves nutrient availability,and results in more economic returns with water and fertilizer conservation for the greenhouse production of tomatoes.

Effects of Postponing N Application on Metabolism,Absorption and Utilization of Nitrogen of Summer Maize in SuperHigh Yield Region

[Objective] The aim was to explore effects of application postponing of N fertilizer and the mechanism of yield increase in order to provide references for N fertilizer application in a rational way. [Method] In a super-high yielded region of summer maize, field experiment was conducted to research effects of N fertilizer postponing on key enzymes of N metabolism, yield of maize and N fertilizer use. [Result] After application of N fertilizer was postponed, NR, SPS and GS activities of ear-leaf of summer maize increased by 11.99%-34.87%, 8.25%-10.64% and 10.00%- 16.81% on the 28^th d of silking; content of soluble sugar in leaves enhanced signifi- cantly and accumulated nitrogen increased by 5.00%-9.74% in mature stage. The postponing fertilization of ＂30% of fertilizer in seedling stage＋30% of fertilizer in flare- opening stage＋40% of fertilizer in silking stage meets N demands of summer maize in late growth period. Compared with conventional fertilization, the maize yield, agro- nomic efficiency and use of N fertilizer all improved by 5.05%, 1.75 kg/kg and 6.87%, respectively, after application postponed. [Conclusion] Application postponing of N fertilizer maintains activity of NR, GS and SPS higher and coordinates metabolism of C and N in late growth period, to further improve yield of maize.

Effects of Grape Balanced Nutrition Fertilizer on Yield and Quality of Wine Grapes

In this study,the wine grapes balanced nutrient fertilizer(BNF)was designed according to the wine grape nutritional requirements in different growth stages,and objected to reduce fertilizer application rate of wine grape cultivation,improve fertilizer utilization rate,achieve stable yield and improve the quality of wine grapes.The experiment was carried out at the Great Wall Sanggan Winery,and the Aristocratic Winery.The experiment was designed with two treatments:Namely BNF treatment,and the traditional fertilization(CK).We investigated the effects of BNF on the quality of wine grapes by examining the plant traits of wine grapes in different experimental areas during the growing season,the fruit traits at maturity,and determined the contents of VC,organic acids,amino acids,flavonoids,soluble total sugars,soluble solids,tannins,total phenols and catechins.The results show that:①The application of grape BNF greatly reduced the application amount of nitrogen,phosphorus and potassium,while the vine had no fertilizer deficiency phenomenon;②It increased the single fruit weight,the ear weight and yield to varying degrees,and the yield increase range was between 12% and 41%;③The wine grapes with BNF had the following characteristics:tight infructescence,even color,small fruit less,no fruit dropped,strong fruit colloid feeling,better aroma and taste;④It greatly improved the quality of wine grapes,and increased the content of soluble solids,soluble total sugar,organic acids,VC,total phenols,flavonoids,amino acids and tannins in fruits;⑤It greatly increased the total catechin content of"Riesling"and"Syrah",and had no significant effects on the catechin content of"Merlot"and"Cabernet Sauvignon".In summary,the application of grape BNF has certain practical significance for guiding the production of local wine grapes,ensuring the yield while improving the quality,increasing the income and reducing the environmental pollution caused by excessive fertilization.

小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率

【目的】针对绿洲灌区小麦玉米间作水分高效利用潜力挖掘不足,制约多熟种植稳定发展的问题,拟通过探明不同氮肥后移比例对小麦玉米间作耗水特性及水分利用的影响,为绿洲灌溉区水分高效利用麦玉间作模式创建提供理论依据。【方法】试验于2020—2021年在甘肃农业大学绿洲农业综合试验站开展,设小麦玉米间作、单作小麦和单作玉米3种种植模式,针对玉米设不施氮(N0)、氮肥后移20%(N1)、氮肥后移10%(N2)和传统施氮氮肥不后移(N3)4个处理,间作玉米和单作玉米各施氮处理下总施氮量分别为210和360kg·hm^(-2),研究不同种植制度及氮肥后移比例对小麦和玉米的土壤蒸发、耗水特性及水分利用的影响。【结果】小麦、玉米独立生长阶段间作处理的棵间蒸发量大于单作,间作小麦棵间蒸发较单作小麦增大15.9%—16.7%,间作玉米棵间蒸发较单作玉米增大5.4%—14.7%,麦玉共生期间作棵间蒸发量较单作加权降低4.6%—6.1%;全生育期棵间蒸发总量表现为:小麦玉米间作最大、单作玉米次之、单作小麦最小,在间作模式中,氮肥后移20%处理棵间蒸发量较传统施氮降低6.5%,且小麦带棵间蒸发量较玉米带增大12.6%—17.3%,是间作系统棵间蒸发的主要来源。间作系统中氮肥后移20%和后移10%处理全生育期耗水量较传统施氮分别降低34.3和18.9 mm,E/ET与传统施氮差异不显著。间作系统籽粒产量较单作加权平均提高21.1%—39.0%,间作系统氮肥后移20%处理籽粒产量较传统施氮提高28.8%,其中间作小麦、间作玉米氮肥后移20%处理较传统施氮分别提高24.3%、30.8%。间作种植模式氮肥后移处理水分利用效率较单作加权平均显著提高15.0%、12.3%,其中氮肥后移20%处理较传统施氮提高35.9%,氮肥后移10%处理较之提高19.3%。【结论】小麦玉米间作种植模式结合氮肥后移20%能减少土壤蒸发和全生育期耗水量,提高产量和水分生产力,是绿洲灌区小麦玉米间作高产高效生产可采用的施氮制度。

降氮增施有机肥对烤烟生长发育和产量的影响

为了提高烤烟质量和经济效益,以龙江986为供试品种进行随机区组试验,设置5个处理,对不同处理烤烟农艺性状、干物质积累、叶绿素含量及经济性状进行测定,以此分析不同施肥配比条件下烟株生长发育及经济性状的变化情况。结果表明,施用肥料的处理其各项农艺性状指标均优于未施肥的对照处理,其中F3(硝酸钾+精制有机肥)和F5(硝酸钾+烟秆有机肥)处理效果最好。增施有机肥及仅施硝酸钾均能够促进烟株的生长,但仅施硝酸钾的效果没有配合施用有机肥的效果好。有机肥与硝酸钾配合施用有利于增加烟株根、茎、叶的干物质积累,与F2(只施硝酸钾)处理相比,团棵期效果最好的为F4(硝酸钾+蚯蚓有机肥)处理,根增加0.40 g,茎增加0.86 g,增加叶重2.25 g;始采期效果最好的为F3处理,茎增加6.64 g,叶增加3.67 g。有机肥与硝酸钾配合施用能够提高烟株叶绿素含量,与F2处理相比,F3处理SPAD值增加1.0,F4处理增加1.6,F5处理增加0.9。此外,有机肥与硝酸钾配合施用能够提升烟株的产量及品质,与F2处理相比,F4处理的单叶质量最大,为5.71 g;产量最高,为1 465.95 kg·hm^(-2),对提高烟株的单叶质量及增产作用效果较好;F5处理的上等烟率最高,为7.05%,可明显改善烟株的品质。综合来看,降氮增施有机肥对烤烟生长发育和产量存在正向促进的作用。F3处理有利于改善烟株农艺性状,F4处理在干物质积累、提高叶绿素含量、单叶质量和产量方面存在一定优势,F5处理有利于提高上等烟率。在生产过程中可以结合具体需求筛选合适的处理或者搭配使用。

施肥方式和减施氮肥对寒地水稻抗倒性的影响

为明确施肥方式和减施氮肥的主效及互作效应对寒地水稻产量及抗倒性的影响,以水稻‘垦粳8’为材料,比较不同施肥方式和减施氮肥对寒地水稻产量、株高、以及各节间长度、直径、鲜重、茎壁厚度及抗折力的影响差异。结果表明:侧深施肥产量、第三节间长度、重心高度分别显著或极显著高于全层施肥7.49%、7.02%、2.54%。侧深施肥第一节间直径、茎壁厚度、鲜重、抗折力分别显著或极显著低于全层施肥7.85%、14.18%、4.13%、2.03%;第二节间直径、茎壁厚度、抗折力分别显著或极显著低于全层施肥8.15%、9.18%、18.61%;第三节间茎壁厚度和抗折力分别极显著低于全层施肥16.00%、16.15%。侧深施肥的抗倒伏指数极显著低于全层施肥16.60%。减施氮肥条件下重心高度、各节间长度、茎壁厚度、节间鲜重及节间抗折力变化多利于提高水稻抗倒性,减氮15%和减氮30%处理的抗倒伏指数较常规施氮分别极显著提高6.19%和9.52%。全层施肥条件下抗倒伏指数随施氮量下降呈增加趋势,而侧深施肥的减氮施肥水平间差异不显著。

微生物菌肥对结球生菜产量和品质的影响

针对京郊结球生菜生产中化肥用量偏多的问题,以北京地区春大棚结球生菜为研究对象,通过设置常规施肥(T1)、减氮施肥(T2)和微生物菌肥部分替代化肥(T3)3个处理,探究微生物菌肥部分替代化肥对结球生菜产量和品质的影响。结果表明,与常规施肥相比,减氮施肥阻碍了结球生菜的生长,降低了产量,而微生物菌肥部分替代化肥促进了结球生菜的生长,显著提升了结球生菜的单株质量和产量,改善了结球生菜的品质,显著降低了硝酸盐含量,提升维生素C含量。T3处理投入养分最少,但是N肥偏生产力达到了730.92 kg/kg,较T1提高了57.17%。因此,施加微生物菌肥,不仅能减少化肥投入,而且能够提升结球生菜的产量和品质,可以作为京郊结球生菜生产中推荐施肥的措施之一。

减氮和侧深基施缓混肥对‘南粳5055’产量、品质及氮素吸收利用的影响

旨在探讨减氮和侧深基施缓混肥对水稻产量、品质和氮素吸收利用的影响,本研究以当地主推粳稻‘南粳5055’为材料,设置不施氮肥(0N)、当地常规施肥(CK)、一次性侧深基施缓混肥(S1)、侧深基施缓混肥+追施速效氮肥(S2) 4个处理,分别在如皋市东陈镇和白蒲镇两地的水稻田开展试验。两地的试验结果均表明:与CK相比,在减氮25%情况下,S1和S2均明显改善了稻米的外观品质和蒸煮食味品质,但两者的水稻产量和总吸氮量均有所降低,平均分别减少了5.12%、1.27%和9.53%、2.77%。其中S1明显减产主要由于每穗粒数的显著降低,而S2则与CK无显著差异。另外,S2也较CK显著提高了氮肥的吸收利用率、农学效率和偏生产力。表明在氮肥大幅减少的情况下,采用侧深基施缓混肥+追施速效氮肥更有利于实现水稻的绿色优质高效生产。

钾肥和氮肥配施对北疆棉花干物质积累分配及产量的影响

为探究不同钾肥用量对氮肥减量下棉花干物质积累分配及产量的影响,采用裂区试验设计,设置施钾量为主区,分别为0、120.0、240.0 kg/hm^(2)3个水平;施氮量为副区,分别为地方常规施氮(375.0 kg/hm^(2))、10%减量施氮(337.5 kg/hm^(2))、20%减量施氮(300.0 kg/hm^(2))、30%减量施氮(262.5 kg/hm^(2))和不施氮(0 kg/hm^(2))5个水平,共15个处理。于2023年在沙湾市大泉乡进行田间试验,研究分析了减氮增钾对棉花产量、净光合速率、SPAD、干物质积累及分配的影响。结果表明,施钾240.0 kg/hm^(2)、施氮337.5 kg/hm^(2)处理棉花产量达7704.51 kg/hm^(2),较常规施氮不施钾处理显著提高28.05%,减氮10%~20%、配施240.0 kg/hm^(2)钾肥较不施钾肥常规施氮处理显著提高了棉花的净光合速率、单株干物质积累量,营养器官干物质积累量、生殖器官干物质积累量,提高了单铃重和单株铃数。增施240.0 kg/hm^(2)钾肥和减施10%氮肥(337.5 kg/hm^(2))可实现减氮增产的效果。

减施氮肥对富士苹果园土壤养分及酶活性的影响

【目的】以20 a树龄的富士苹果树为试验对象,研究减少氮肥,配合施用微生物菌肥对富士苹果园土壤养分及微生物活性的影响。【方法】试验设置传统施肥(CK)、减少施氮10%(T_(1))、20%(T_(2))、30%(T_(3))和40%(T_(4)),配合施用8 kg/棵的微生物菌肥5种试验处理,以传统施肥为对照CK,分析富士苹果园土壤的全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量等土壤肥力指标,土壤蛋白酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶等土壤微生物活性指标,并对土壤肥力指标和微生物活性指标进行相关性分析。【结果】所有处理的土壤含水率和土壤养分,20~40 cm的土层深度比0~20 cm土层高,其中T_(2)和T4 0~20 cm的土层深度明显高于CK的土壤含水率高,所有处理20~40 cm的土层深度土壤含水率低于CK;所有处理的土壤养分,0~20 cm土层深度比20~40 cm高。0~20 cm和20~40 cm的土壤全氮含量、全磷含量、全钾含量、速效氮含量、有效磷含量和速效钾含量以T_(2)最高。所有处理0~20 cm和20~40 cm土层深度的土壤有机质含量和pH以T_(2)最高,且显著高于对照CK。T_(2)处理苹果园的土壤蛋白酶和蔗糖酶含量最高,所有处理的富士苹果园土壤脲酶和碱性磷酸酶含量均比CK高,T_(2)处理富士苹果园土壤脲酶和碱性磷酸酶含量最高。【结论】在本研究区域内减氮20%配施8 kg/棵的微生物菌肥的肥效最佳。

减氮配施生物炭对土壤肥力和水稻产量的补偿效应与机制

氮素是水稻生长所必需的营养元素。为了提高产量往往过量施加氮肥,这不仅导致氮肥利用率低,还破坏了土壤质量,减少氮肥施用则会导致水稻减产。为探究土壤改良剂(生物炭)能否补偿减氮带来的负面影响,本研究采用盆栽试验,设置常规施氮(氮肥施用量110 kg/hm^(2),CK)、减氮10%(C1)及减氮10%条件下配施2.5%生物炭(C2)和5%生物炭(C3)4个处理,探讨在减少氮肥使用条件下生物炭对土壤肥力及水稻产量的补偿效应及机制。结果表明:减氮10%对土壤综合肥力无显著影响,施加生物炭可有效地提高土壤肥力,且添加5%生物炭对土壤肥力的提升效果优于添加2.5%生物炭。减氮10%导致水稻产量显著降低,而生物炭施加可一定程度补偿减氮造成的减产,其中添加2.5%生物炭对水稻产量的补偿效果优于添加5%生物炭,但仍未恢复到常规施氮水平。采用结构方程探究减氮和施加生物炭条件下水稻产量的驱动因素,结果表明,减氮配施生物炭通过改变土壤pH值、全钾含量、铵态氮含量和硝态氮含量,进而直接或间接影响水稻产量,其中铵态氮含量和硝态氮含量是主要的调控因子,其不仅直接影响水稻产量,还可通过调控每穗粒数、有效穗数和千粒质量间接影响水稻产量的形成;pH值和全钾含量对水稻产量有负面效应。本研究可为东北黑土区水稻种植业化肥减量和生物炭的高效利用提供科学依据。

氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益

【目的】针对黄淮海平原传统施氮技术下,小麦-玉米两熟体系作物生育后期土壤氮肥供应不足导致籽粒减产等问题,探讨氮肥减量后移对植株光合特性、干物质积累及周年籽粒产量和经济效益的影响,为进一步优化施氮制度提供理论依据。【方法】2020—2023年,于山东济阳典型麦-玉两熟种植区,设置周年施氮400 kg·hm^(-2)传统农户处理(CK,小麦季200 kg·hm^(-2):65%基肥+35%返青肥,玉米季200 kg·hm^(-2):100%基肥)、周年减氮10%(SN,小麦季180 kg·hm^(-2):50%基肥+50%返青肥,玉米季180 kg·hm^(-2):100%基肥)、周年减氮20%(NH,小麦季180 kg·hm^(-2):22.2%基肥+33.3%返青肥+44.5%抽穗肥,玉米季140 kg·hm^(-2):28.6%基肥+71.4%大喇叭口肥)和周年减氮30%(NL,小麦季140 kg·hm^(-2):43%返青肥+57%抽穗肥,玉米季140 kg·hm^(-2):100%大喇叭口肥)4种施氮制度,研究不同施氮制度下麦-玉两熟体系的光合特性、籽粒产量和经济效益。【结果】氮肥后移优化了氮肥减量条件下作物光合特性,其中,叶面积指数3年均值,小麦拔节和开花期NL较CK、SN和NH处理分别显著提高19.0%—40.1%和21.6%—36.7%,夏玉米吐丝期NL较CK和SN处理显著提高6.8%—7.3%;叶片SPAD值3年均值,冬小麦拔节和开花期NL较CK、SN处理分别显著提高7.7%—10.0%和7.4%—12.9%,灌浆中期NL较CK、SN和NH处理显著提高5.2%—16.2%;夏玉米大喇叭口期NL和NH较CK、SN处理3年均值分别显著提高9.0%—9.4%和6.7%—7.1%,吐丝和灌浆中期NL较CK、SN和NH分别显著提高5.1%—9.4%和4.1%—9.2%;净光合速率3年均值,小麦拔节、开花和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高8.9%—13.3%、14.0%—18.1%和20.1%—24.4%;夏玉米大喇叭口、吐丝和灌浆中期NL较CK、SN处理分别提高4.2%—5.7%、8.7%—13.4%和7.7%—12.8%。NL处理通过增加氮肥后移量,改善了各生育阶段地上部干物质积累强度,稳定或提高了各生育时期地上部干物质积累量,冬小麦拔节、开花和成熟期地上部干物质积累量的3年均值较CK分别显著提高26.7%、27.4%和18.1%,夏玉米吐丝期显著提高14.4%。氮肥后移通过改善氮肥减量条件下光合特性,促进了各生育时期地上部干物质积累,最终实现冬小麦、夏玉米及周年籽粒产量的3年均值,NL较CK处理分别显著提高20.5%、18.1%和19.1%,经济效益分别显著提高32.4%、23.8%和27.9%。【结论】黄淮海平原麦-玉两熟体系,周年减氮30%制度下通过增加氮肥后移量,改善了作物光合特性(叶面积指数、叶片SPAD值和净光合速率),优化了各生育阶段地上部干物质积累强度和干物质积累量,从而促进冬小麦、夏玉米及周年总产和经济效益的提高。

东北黑土区典型县域农牧系统养分流动特征分析

在保障粮食安全的前提下,东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进了农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究区域,以农牧系统为研究边界,通过实地调研、统计数据和文献,结合食物链养分流动模型(NUFER:NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)定量分析1990—2020年农牧系统氮磷养分流动、利用效率和环境损失,探究气候和社会经济因素对氮磷排放的驱动作用,并设置平衡施肥(减少化肥施用)和有机肥替代(提升有机物料替代)两种情景评估该县减排潜力。结果表明,相对于1990年,2020年农安县农牧体系氮磷输入量分别下降45%和23%,其中化肥施用是最大的输入项。作物和农牧系统养分利用率波动增加,而畜禽系统养分利用率下降并逐渐趋于稳定。农牧体系氮磷损失量较1990年分别减少41%和增加29%。农田氨挥发、径流侵蚀和畜禽粪便直排为主要排放途径。通过平衡施肥和有机替代,土壤氮磷积累处于较低水平,至2030年农安县化学氮肥有80%的减施潜力,化学磷肥有85%的减施潜力,且氮磷养分环境排放均减少67%,作物和农牧系统养分利用率均增长50%以上。综上,农安县农牧体系未来可通过增加秸秆和粪便还田量提升化肥减施潜力。东北黑土区应继续深化化肥零增长政策,推行有机废弃物资源化利用,实现农牧系统协同优化发展。

“紫云英×油菜”混播还田及减施氮肥对双季稻田温室气体排放的影响

为探究绿肥“紫云英×油菜”混播还田及氮肥减施对双季稻田温室气体排放的影响,在冬季种植“紫云英×油菜”并还田的条件下,设双季稻不施氮肥(CK)、施100%氮肥(150 kg·hm^(-2),N1MR)、减施20%氮肥(120 kg·hm^(-2),N2MR)、减施40%氮肥(90 kg·hm^(-2),N3MR)和减施60%氮肥(60 kg·hm^(-2),N4MR)共5个处理。在双季稻生育期内平均每7 d采用静态暗箱—气相色谱法测定稻田温室气体排放,分析绿肥混播还田条件下氮肥减施对双季稻田水稻产量、温室气体排放通量、累积排放量、全球增温潜势(GWP)及温室气体排放强度(GHGI)的影响。结果表明,氮肥减施20%~40%能显著提高水稻产量,减施20%和40%处理水稻产量分别较CK显著提高24.2%和23.8%(P<0.05)。在双季稻生育期,所有施氮处理均较CK显著降低了CH_(4)排放,增加了N_(2)O排放(P<0.05)。氮肥减施20%处理的GWP和GHGI两季总量均为最低,且均显著低于CK、施100%、减施40%和减施60%氮肥处理(P<0.05),GWP分别降低57.9%、16.5%、23.4%和40.8%,GHGI分别降低63.9%、17.8%、24.6%和43.2%。综上,氮肥减施20%对水稻增产和温室气体减排效果最佳。因此,“紫云英×油菜”混播还田配合氮肥减施20%是一种适合当地推广的低碳稳产施肥管理模式。本研究结果为实现南方稻区农业绿色可持续发展提供了理论依据和决策基础。

微生物菌剂与氮肥配施对紫花苜蓿生长及土壤性质的影响

为获得河西地区紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地上的最佳施肥组合。以‘惊盛’紫花苜蓿品种为试验材料,研究微生物菌剂与氮肥减量配施对紫花苜蓿植株生长、营养品质及土壤理化性质的影响,结果表明:与全量氮肥(CK)相比,微生物菌剂与氮肥减量处理的紫花苜蓿株高、干草产量无显著差异;与CK相比,C8,G8,C7和G7处理的紫花苜蓿粗蛋白、粗脂肪、中性和酸性洗涤纤维含量无显著差异,其中G7处理的紫花苜蓿粗蛋白含量最高;微生物菌剂与氮肥减量处理增加了土壤铵态氮含量(P<0.05),而土壤有机质、速效磷、含水率和pH值差异不显著;与CK相比,G7处理显著增加了土壤碱性磷酸酶活性(P<0.05)。通过对不同施肥处理的紫花苜蓿生长、营养和土壤指标的综合分析,综合表现最好的为G7(根瘤菌剂与氮肥减量30%),有利于减少河西地区氮肥用量,为河西地区紫花苜蓿的科学施肥提供依据。

有机肥部分替代氮肥的盐碱土壤改良与水稻增产效应研究

本研究旨在揭示利用有机肥部分替代氮肥实现作物增产和土壤改良的可能性及其机理。以南粳9108为供试水稻品种,设置4个处理:常规施肥(T1),低量自配有机肥部分替代氮肥(T2),高量自配有机肥部分替代氮肥(T3),不施肥(CK),T1、T2和T3采用等氮量设计(315 kg/hm^(2)),开展田间试验。研究结果表明:较常规施肥,有机肥部分替代氮肥能够显著降低土壤pH、提升土壤有效磷和速效钾、增强脲酶和碱性磷酸酶活性、增加土壤有机质和碱解氮;能够显著增加收获时的水稻干物质积累量,一定程度地提升水稻株高,促进水稻分蘖并且增加穗粒数、结实率和千粒重。有机肥部分替代氮肥能够实现土壤改良和水稻增产。

减氮下不同肥料配施对麦玉复种体系作物氮素积累分配及产量的影响

为探索陕西关中地区冬小麦-夏玉米复种体系氮肥减量增效潜力,构建适宜的作物养分管理体系,于2018-2019年采用田间试验研究了减氮并配施不同肥料对麦玉复种体系作物生长状况、植株氮素积累分配、作物产量以氮素利用效率的影响。试验设置5个处理:常规施氮(225 kg·hm^(-2),N 100);减氮20%(180 kg·hm^(-2),N 80);减氮配施生物炭(180 kg·hm^(-2),生物炭22500 kg·hm^(-2),N 80+BC);减氮配施缓释肥(180 kg·hm^(-2),尿素∶缓释肥=1∶1,N 80+S);减氮配施微生物菌肥(180 kg·hm^(-2),微生物菌肥3600 kg·hm^(-2),N 80+BF)。结果表明:减氮及其配施不同肥料对夏玉米大喇叭口期后株高、干物质和氮素积累没有显著影响;而N 80+BF促进了夏玉米氮素向籽粒中的分配;N 80+BC提高了夏玉米产量和收获指数,且较N 80处理分别显著提高8.3%和20.1%;减氮下三种配施处理均能提高夏玉米氮农学利用率和氮肥偏生产力,且以N 80+BC处理表现最佳,较N 100分别显著提高43.3%和29.0%,较N 80分别显著提高45.8%和8.3%;N 80+BC和N 80+BF还能显著提高夏玉米氮肥表观表观回收率,二者较N 100显著增加18.1%和10.7%,较N 80处理显著增加26.9%和19.0%。与N 80相比,N 80+BF有效提高了冬小麦扬花期和成熟期分蘖数、茎蘖成穗率以及成熟期干物质和氮素积累量,并能显著提高冬小麦穗数和产量,增幅分别为13.7%和16.2%。减氮下3种配施处理均能提高冬小麦氮农学利用率、氮肥偏生产力和氮素利用率,其中氮农学利用率和氮肥偏生产力在N 80+BF处理表现最佳,较N 100分别显著提高了31.2%和28.4%,较N 80分别显著提高了33.7%和16.2%,氮素利用率在N 80+S处理表现最佳。综上所述,减氮及其配施处理中,180 kg·hm^(-2)配施生物炭(22500 kg·hm^(-2))和180 kg·hm^(-2)配施微生物菌肥(3600 kg·hm^(-2))更有利于作物生长,促进氮素积累与分配,提高作物产量和氮素利用效率,实现关中地区麦玉复种体系氮肥管理的“减量增效”。

侧深施控释氮肥运筹方式对水稻产量、NH_(3)挥发和温室气体排放的影响

为建立机插稻高产低碳减排的控释氮肥施用技术,以迟熟中粳南粳9108、泰香粳1402为材料,选用控释期100 d、43%树脂包膜缓释氮肥与46%速效尿素为氮肥,分别设置基穗氮肥比例为100(NM1)∶、82(NM2)∶、73∶(NM3)与64(NM4)∶不同运筹方式处理,基肥采用侧深施肥方法,控释氮肥与速效尿素比例均为55,∶穗氮肥为尿素,并设置常规施肥(FFT)与不施氮肥(0N)对照处理,研究不同氮肥运筹方式对水稻产量、NH_(3)挥发和温室气体排放的影响。结果表明:与FFT处理相比,侧深施控释氮肥推迟NH_(3)挥发峰值出现,避免分蘖期NH_(3)挥发峰值产生,穗期追施尿素后的NH_(3)挥发通量和平均NH_(3)挥发通量显著降低,NH_(3)累积损失总量降低25.33%~48.76%,NH_(3)排放系数降低29.14%~60.81%,单位产量NH_(3)排放强度显著降低29.60%~56.01%。与FFT处理相比,侧深施控释氮肥分蘖期和抽穗后的CH_(4)排放通量显著降低,搁田期和穗期追施尿素后的N_(2)O排放通量显著降低,CH_(4)排放累积总量降低20.20%~55.04%,CH_(4)减排率随基穗氮肥比例变小而降低,N_(2)O排放累积总量降低25.56%~61.56%,N_(2)O减排率表现为NM1>NM3>NM2>NM4,GWP和GHGI分别降低20.96%~53.35%、25.91%~55.40%。品种间NH_(3)挥发和温室气体规律一致,减排效果均表现为NM1>NM3>NM2>NM4。综合考虑经济、生态效益,NM1处理氨挥发和温室气体减排效果最佳,且比NM3和FFT处理减少施肥次数1~2次,利于水稻绿色轻简规模化生产;NM3处理增产率最高且NH_(3)挥发和温室气体减排效果仅次NM1,实现丰产减排协同进行。综上,本文探索出一套适配迟熟中粳减排增产的控释氮肥施肥方式,重点发现“轻简+减排”型施肥方式NM1和“丰产+减排”型施肥方式NM3。

绿肥还田结合减氮对麦田土壤呼吸及其温度敏感性的影响

研究绿肥还田结合氮肥减施对麦田土壤呼吸动态及小麦产量的影响,以期为干旱绿洲灌区农田碳减排技术研发提供理论依据。试验于2021—2022年在甘肃河西绿洲灌区开展,以常规施氮无绿肥还田(N100)为对照,设施用15000 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(1)N_(85))、22500 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(2)N_(85))、30000 kg∙hm^(−2)绿肥+85%氮肥(G_(3)N_(85))、15000 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(1)N_(70))、22500 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(2)N_(70))和30000 kg∙hm^(−2)绿肥+70%氮肥(G_(3)N_(70))共7个处理。探讨小麦生育期的土壤呼吸速率、碳排放量、产量及碳排放效率,分析土壤呼吸对土壤温度的响应。结果表明:不同处理下麦田土壤呼吸速率均呈先升高后降低的单峰趋势,全生育期内变化范围为0.8~6.2μmol∙m^(−2)∙s−1。绿肥还田结合氮肥减施显著提高麦田土壤呼吸速率及土壤碳排放总量,与N100相比,平均增幅分别为7.2%~19.8%和5.7%~18.8%;其中G_(3)N_(85)和G_(3)N_(70)较其他处理土壤呼吸速率分别增加2.3%~16.0%和3.3%~19.8%,土壤碳排放总量分别增加2.9%~15.2%和3.1%~18.8%;与G_(3)N_(85)相比,G_(3)N_(70)处理两年平均土壤呼吸速率及土壤碳排放总量分别增加3.3%和3.1%(P<0.05)。绿肥还田结合氮肥减施处理显著降低土壤呼吸温度敏感性(Q10),与N100相比,Q10值降幅为10.4%~18.1%(P<0.05)。绿肥还田结合氮肥减施显著影响了小麦产量和土壤碳排放效率,其中G_(3)N_(85)处理分别显著高于其他处理4.2%~45.6%和0.3%~26.4%(P<0.05)。可见,绿肥还田结合氮肥减施在增强麦田土壤呼吸的同时,显著降低土壤呼吸温度敏感性,提高小麦产量和碳排放效率,其中翻压绿肥30000 kg∙hm^(−2)配合氮肥减量15%处理(G_(3)N_(85))是河西绿洲灌区小麦田节氮减排和提高农田土壤生产力的有效途径。

有机肥替代氮肥对银北灌区盐化灌淤土理化性质及玉米生长的影响

次生盐渍化已成为宁夏银北灌区灌淤土壤退化的主要形式,制约着宁夏农业持续高质量发展。为了给宁夏地区盐化灌淤土的施肥管理及提高作物产量提供科学依据,以银北灌区典型盐化灌淤土为研究对象、玉米品种先玉335为指示品种,研究了不同施肥水平对盐化灌淤土土壤理化性质及玉米生长的影响。结果表明,各施肥处理均能有效地增加盐化灌淤土的速效养分含量,进而优化玉米产量构成要素,提高玉米产量。各施肥处理除常规施肥处理(施N 375.0 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2))的玉米总根长、根表面积最高外,有机肥替代常规施肥量50%氮肥(施N 187.5 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)100.0 kg/hm^(2)、K_(2)O 100.0 kg/hm^(2)、有机肥7.3 t/hm^(2))处理的土壤理化性质及玉米生长指标最高。与对照不施肥相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了34.5%、25.9%、120.5%、23.7%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了40.5%、15.2%、80.5%、104.8%,秃尖长降低了78.0%;与常规施肥处理相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了36.5%、21.4%、13.7%、8.6%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了0.6%、1.9%、5.3%、3.1%,秃尖长降低了57.7%。综合分析,不同施肥水平均可改善盐化灌淤土理化性质进而提升玉米产量,且以有机肥替代部分氮肥施用的处理效果较好,其中以有机肥替代常规施肥量50%氮肥的施肥水平效果最好。