辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验Ⅲ.磷和氮在堆腐过程中的循环率及有机肥料中养分利用率

9年的试验结果表明 ,农产品中N、P经堆腐后损失率平均为 30 % .在丰产条件下 ,6 0 %的收获产品直接堆腐回田 ,可循环回田的养分量为N 5 5～ 70kg·hm-2 、P 9～ 11kg·hm-2 ,相当于这一系统中每年化肥N用量的 37%～ 4 7%和P肥用量的 36 %～ 4 4 % .有机肥料中N和P的表观利用率随施肥年限延长而有增长趋势 ,表明有残效叠加效应存在 .有机肥料中N和P的当季表观利用率 8年平均分别为 2 3%～5 0 %和 37%～ 6 5 % .通过此项研究可以证明 ,农业生态系统养分的循环再利用是保持土壤肥力 ,提高养分利用效率 ,减少化学肥料消费的重要措施 .     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅲ.土壤养分收支

许了1985－1999年试验期间各模拟施肥模型的作物移出养分量和施肥输入养分量,结果表明,施用N肥可加剧土壤P收支赤字,而施用N,P肥则加剧土壤K收支赤字,实验展示了我国在20世纪70年代大面积贫P土壤和80年代大面积缺K土壤出现的原因,保持养分循环再利用可缓解土壤养分收支赤字,但不能满足丰产作物的养分需求,在保持养分循环利用基础上根据土壤肥力适当施用化肥,可满足丰产作物的养分需求和平衡土壤养分收支,不致发生大量过剩N进入环境。     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅱ.养分在作物体内分配

根据黑土长期肥料试验1985～1995年期间的作物分析资料,研究了施肥和作物生长状况对大豆、玉米、小麦3种作物体内养分浓度、养分在籽实和秸秆中分配比以及形成1000kg籽实产量的收获养分量等参数的影响,结果表明,在本试验的正常施肥条件下,上述参数十分稳定,受施肥和作物生长状况的影响不大,可直接用于这一地区养分收支的估算     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅱ、养分在作物体内分配

根据黑土长期肥料试验1985－1995年期间的作物分析资料,研究了施肥和作物生长状况对大豆、玉米、小麦3种作物体内养分浓度、养分在籽实和秸秆中分配比以及形成1000kg籽实产量的收获养分量等参数的影响,结果表明,在本试验的正常施肥条件下,上述参数十分稳定,受施肥和作物生长状况的影响不大,可直接用于这一地区养分收支的估算。     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅰ.作物产量

在一丰P黑土(Olsen P25.8mg·kg^-1)上进行13年中长期田间试验的结果表明,氮肥平均增产率为275%,年增产粮食(大豆、玉米、小麦混合)724kg·hm^-2,1kgN增产粮食9.4kg;磷肥前期增产不明显,13年平均增产率为7%,年增产粮食241kg·hm^-2,1kgP增产粮食12.7kg.每年施用循环回田猪圈肥(以处理区收获产品的80%喂猪、垫圈经堆制而成),粮食平均年增产量在不施化肥、施N、施NP基础上,分别为268、258、255kg·hm^-2,相应的增产率为9.8%、7.6%和7.0%.试验期间循环回田猪圈肥的增产效果有逐渐增长趋势,表明存在着猪圈肥残效的叠加效应.     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验Ⅴ.不同降水年景作物产量对施肥的反应和水肥交互作用

通过比较平水年 ( 1996年 ,作物生长期降水 4 5 6mm)和丰水年 ( 1998年 ,作物生长期降水 5 98mm)作物对施肥的增产反应 ,初步估算了辽西半湿润 半干旱地区水肥交互作用对作物增产的贡献 .结果表明 ,施氮肥并增加水分供给 (降水增加 ) ,作物增产 (玉米、大豆 ) 30 5 6kg·hm-2 ,其中 1996kg·hm-2 来自水肥交互作用 ,占 6 5 .3% .施NP和堆肥并增加水分供给 ,作物增产 4 70 3kg·hm-2 ,其中 15 5 4kg·hm-2 来自水肥交互作用 ,占 33% .     

农业生态系统养分循环再利用作物产量增益的地理分异

通过４个地点中长期田间试验联网比较获得以下结果,农业生态系统养分循环再利用的作物产量增益受气候的热量因素、化肥施用和养分循环再利用持续时间的长短等因素影响．在不施化肥情况下,保持０．８循环率养分循环再利用的平均粮食增产量自北向南分别是：温带黑龙江海伦２５３ｋｇ·ｈｍ－２（１０年平均）、暖温带辽宁沈阳１１２２ｋｇ·ｈｍ－２（６年）和喀左１３３２ｋｇ·ｈｍ－２（８年）、亚热带湖南桃源２８８４ｋｇ·ｈｍ－２（７年）;在施用ＮＰ化肥基础上保持养分循环再利用则分别为海伦２２５、沈阳６９４、喀左７８６、桃源１３２１ｋｇ·ｈｍ－２．循环回田的农家肥养分对作物增产有着明显的残效叠加作用,在施用ＮＰＫ化肥基础上保持养分循环再利用的作物增产率在试验期间的前３年平均为５％,后３年平均可上升至１４％．     

下辽河平原农业生态系统不同施肥制度的土壤养分收支

本试验是在潮棕壤上进行了10年的定位试验,研究了在养分循环再利用的基础上采取不同施肥制度下作物养分移出量,并结合施肥量计算出土壤中N,P,K养分收支。结果表明,在保持农业系统养分循环再利用的基础上,根据养分供给力设计化肥施用量,不仅可实现作物主产,而且可平衡土壤养分收支,避免土壤中肥料养分过剩（主要是N）进入环境,并揭示了我国我国在20世纪70年代以前大面积农田土壤缺P和80年代农田土壤大面积缺K的原因。     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力变化Ⅳ.有机碳组分的变化

应用长期定位试验研究了中国东北黑土长期施肥及养分再循环的土壤有机碳组分的变化.20年间变化趋势如下：不施肥处理黑土总有机碳(TOC)含量下降了7.83%;施用化肥N和NP处理,黑土TOC含量分别下降了4.56%和1.61%,NPK处理上升了0.33%.单一的循环处理下降了5.56%;N+循环、NP+循环和NPK+循环分别提高了0.35%、1.05%和0.64%.证明了无肥、单纯的氮、磷化肥和原始的有机农业循环方式不能保持黑土TOC,呈下降趋势;合理施用化肥和化肥加有机肥模式能保持黑土TOC稳定或略有增加.黑土易氧化有机碳含量(ROC)表现为施肥高于无肥,其增加幅度为8.64%～28.4%,循环加化肥处理ROC均高于对应的化肥处理,与秸秆产量关系Y=19032 X-7950.6 (R²=0.759),与TOC关系Y=14.192 X+23.9 (R²=0.802).轻组有机碳(LF-C)变化与ROC趋势相同.黑土非活性有机碳库胡敏酸和富里酸无论在何种施肥方式下均呈下降趋势或在一定范围内上下波动,与试验前土壤相比,胡敏酸下降幅度在1.64%～26.23%之间;富里酸下降幅度在2.33%～28.68%之间,化肥配施循环猪圈肥能够减缓二者的下降速度甚至能够稍有增加.     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验——V．不同降水年景作物产量对施肥的反应和水肥交互作用

通过比较平水年(1996年,作物生长期降水456mm)和丰水年(1998年,作物生长期降水598mm)作物对施肥的增产反应,初步估算了辽西半湿润,半干旱地区水肥交互作用对作物增产的贡献。结果表明,施氮肥并增加水分供给(降水增加),作物增产(玉米、大豆)3056kg·hm^-2,其中1996kg·hm^-2来自水肥交互作用,占65．3％,施NP和堆肥并增加水分供给,作物增产4703kg·hm^-2,其中1554kg·hm^-2来自水肥交互作用,占33％。