不同施肥模式下潮棕壤稻田的速效养分状况和水稻的养分分配

研究了不同施肥模式下下辽河平原潮棕壤稻田土壤速效养分的供应能力及水稻的养分分配.结果表明:各处理0～20 cm速效养分供应能力均高于20～40 cm,其变异也大于20～40 cm(速效氮除外);有机、无机肥相结合有利于提高土壤速效养分的供应能力;水稻氮和磷的分配主要集中在籽实中,钾的分配则主要集中在秸秆中.采用秸秆还田措施有利于缓解钾肥资源的不足,保持钾素的循环再利用,维持土壤钾库,减少钾肥投入,降低农业生产成本,减轻环境污染.     

不同施肥模式对下辽河平原水稻生态系统生产力及养分收支的影响

采用田间肥料试验,研究了不同施肥模式对稻田生态系统的生产力和养分收支的影响。结果表明:随养分配施均衡程度的增加,系统的生产力逐渐提高,其中氮磷钾处理的生产力最高;氮肥对水稻生产力的贡献最大(对生物量的贡献约20%,对籽实产量的贡献约34%),磷肥和钾肥的贡献相当;在水稻各部位对氮、磷、钾养分的吸收中,氮的吸收主要集中在籽实和秸秆中,磷的吸收则主要集中在籽实中,钾的吸收主要集中在秸秆中;在各施肥处理中,土壤全量养分和有机质的变化不大,而速效养分的变化较大,特别是速效磷库和速效氮库;单施化肥处理的土壤,其速效养分含量不高,而施有机肥处理土壤的速效养分含量较高,表明有机肥较有利于土壤养分的积累。     

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.     

施肥和秸秆还田对黑土农田土壤剖面养分分布的影响

以东北黑土区玉米田为对象,利用田间原位小区试验,结合亮蓝染色示踪技术,研究不施肥(CK)、常量化肥(T1)、化肥减施秸秆还田(T2)、化肥减施秸秆还田配施有机肥(T3)条件下,土壤剖面的养分分布特征及其对施肥措施和秸秆还田的响应机理.结果 表明:与CK相比,各施肥处理均显著增加了玉米产量,但不同处理之间耕层土壤全量养分...     

长期施肥对红壤性水稻土有机氮组分的影响

通过16年的田间定位试验,研究了长期不同施肥模式对红壤性水稻土有机氮组分的影响.结果表明：长期化肥处理对土壤各氮素含量的作用不明显;有机物料循环特别是有机肥和化肥配施显著提高了土壤矿质氮和有机氮含量,提高幅度分别为55.2%和38.8%.有机物料循环处理显著提高了酸解性氮组分,其对土壤铵态氮、氨基糖氮和未知氮含量的提高幅度分别为36.5%、68.4%和73.9%;有机物料与化肥配施后,氨基酸氮含量也显著提高,提高幅度达71.1%,但是降低了未知氮含量,降低幅度为34.5%.此外,各施肥处理土壤累积矿化氮量均随培养时间的延长呈增加趋势,有机物循环或配施化肥处理土壤矿化氮量均高于单施化肥处理.     

长期不同施肥下水稻产量及土壤有机质和氮素养分的变化特征

利用开始于1982年的湖南祁阳官山坪水稻长期(1982-2010年)定位试验,研究不同施肥条件下水稻产量及土壤有机质、氮素养分的动态变化特征,试验设置NPK、NPKM(M为牛粪)、 NPM、NKM、PKM、M和CK等7个处理.28年长期不同施肥处理结果表明：肥料的施用均能提高土壤有机质、全氮、碱解氮含量和水稻产量.氮、磷、钾化肥+有机肥(NPKM)处理的水稻产量一直保持最高水平,氮、磷、钾化肥(NPK)处理随着试验年限的延长呈下降趋势,其水稻产量逐渐低于其他施肥处理.单施有机肥或有机无机肥配施各处理土壤有机质含量在试验开始后的前16年有一个快速增加的过程,之后略有下降,然后仍保持增长趋势;NPK化肥处理土壤有机质含量仅在试验开始后的前8年增加较快,之后在一个相对稳定的范围内波动.各施肥处理在试验开始后的前8年内土壤全氮含量均呈快速积累趋势,以NPKM处理增幅最大.各施肥处理土壤碱解氮含量在试验开始后的前12年增加较慢,平均每年增加0.66～2.25 mg·kg^-1,1994-1998年增加较快,平均每年增加6.45～32.45 mg·kg^-1;1998年之后,各施肥处理土壤碱解氮含量均略有下降,其中,有机无机肥配施处理增加较快,单施化肥处理增加较慢.表明有机肥的施用是红壤性水稻土有机质和氮素营养水平稳定提升的关键措施,是红壤稻田土壤可持续利用的重要保障.     

有机肥对陇东黄土旱塬冬小麦产量和土壤养分的调控效应

以冬小麦'陇鉴301'为材料,在大田条件下于2005～2008年在甘肃陇东旱塬研究了不同有机肥料对旱塬冬小麦产量、水分利用效率及土壤肥力的影响.结果表明:不同化肥有机肥料配施处理对旱塬冬小麦产量、水分利用效率和土壤养分含量有明显的调控效应,并以氮磷化肥与生物有机肥配施处理表现最佳,其籽粒产量、水分利用效率和土壤养分含量最高.与单施化肥对照相比,氮磷化肥配施生物有机肥处理3年平均籽粒产量和水分利用效率分别显著增加17.53%和16.42%,3年平均土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量分别提高11.4%、8.9%、0.2%、19.7%.因此,氮磷化肥与生物有机肥配施可以有效改善陇东黄土旱塬区农田土壤肥力,提高冬小麦水分利用效率,显著增加冬小麦产量,可能是该区农田目前最佳的施肥方式.     

长期不同施肥处理对苹果产量、品质及土壤肥力的影响

通过连续7年(2003-2010年)的田间定位试验,研究了不同施肥处理\[不施肥对照,CK;不施N肥只施PK肥,PK;不施P肥只施NK肥,NK;不施K肥只施NP肥,NP;单施NPK化肥,NPK;单施有机肥(猪粪),M;化肥有机肥配施(化肥有机肥氮各占一半),NPKM\]对渭北旱塬富士苹果产量、品质及果园土壤养分含量变化的影响.结果表明: 施肥可以提高苹果产量,连续7年不同施肥处理苹果平均产量较对照提高14.4%～63.8%,各处理苹果年平均产量顺序为:NPKM＞NPK≥M＞NP≥NK＞PK＞CK.NPKM、M、NPK处理随着试验时间的推移,果实可溶性糖、维生素C、可溶性固形物含量呈上升趋势,NPKM、M处理不同年际间波动相对较小;NPKM处理糖酸比5年较对照提高了30.9%,维生素C含量提高了17.5%.长期合理施肥有利于提高土壤有机质,NPKM、M处理0～20 cm土层有机质含量提高幅度最大,分别提高了28.8%和29.3%. NPK、NPKM、M处理土壤各层速效氮、有效磷、速效钾含量较试验前均有显著提高,NPK处理0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm土层速效氮含量分别提高了22.7%、37.3%和53.4%.与NPK处理相比,NPKM处理的土壤速效磷含量提高了18.7%,且不同处理土壤速效磷含量上层显著大于下层.
     

长期不同耕作与秸秆还田对土壤养分库容及重金属Cd的影响

于2005—2013年在湖南宁乡双季稻田开展免耕秸秆还田(NTS)、翻耕秸秆还田(CTS)、翻耕秸秆不还田(CT)、旋耕秸秆还田(RTS)4种不同耕作方式与秸秆还田试验,分析不同耕作方式与秸秆还田对土壤养分含量、养分库容量及重金属Cd的影响,为稻田合理耕作与重金属Cd污染修复提供理论依据.结果表明:耕作措施与秸秆还田主要影响0~10 cm耕层土壤性状;长期翻耕和旋耕提高了土壤养分含量,增强了土壤通气性,但耕层变浅,养分库容降低,土壤Cd含量显著偏高,水稻植株地上部分富集Cd能力相对较低;长期免耕增加了表层土壤容重,土壤养分含量较低,但养分库容相对较高,水稻植株地上部分富集Cd能力较强;秸秆还田显著增加了土壤养分含量和阳离子交换量,增加了耕层深度和土壤养分库容量,增强了土壤的保肥能力,但同时也将秸秆中富集的Cd重新归还到稻田土壤中,不利于土壤Cd的转移修复.因此,长期单一耕作方式和长期秸秆还田均存在一定弊端,需改进耕作和秸秆还田方式,如实行翻耕、旋耕与免耕相结合的土壤轮耕或深松耕,以及减少秸秆还田量或实行秸秆轮还,在改善土壤肥力的同时,实现土壤污染的有效修复.     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验Ⅳ.土壤肥力变化

经12年田间试验,各施肥处理耕层土壤的肥力变化表明,在保持农业系统养分循环再利用基础上,施用适量化肥以平衡土壤养分收支,不仅可实现作物高产,减少过剩养分进入环境,并可改善土壤肥力,表现为明显提高了耕层的有机C,N浓度,不过,在本例中欲保持较高的土壤有效P水平,恐需在平均土壤P收支基础上适当增加P肥施用量。     

Trade-offs between the short- and long-term effects of residue quality on soil C and N dynamics

The decline of soil organic matter (SOM) and its associated fertility is one of the most important constraints to enhanced crop productivity in sub-Saharan Africa. Integrated soil fertility management recognizes the potential benefits of the combined use of organic residue and mineral fertilizer inputs for improved crop yield and SOM build up. However, these benefits may be controlled by residue quality. We examined the short- to long-term C and N dynamics following application of different quality residues with and without N fertilizer in a series of experiments comprising different timescales of measurement in a Kenyan Humic Nitisol. The combined results of these studies indicate that residue quality and fertilizer additions alter short-term C and N mineralization. Combining low quality residue and fertilizer inputs immobilized a greater amount of fertilizer-N than high quality residue. Under field conditions, this reduction in available N induced by the combination of low quality residue and fertilizer reduced environmental N losses and created a positive interactive effect on crop N uptake. While input management manipulated short-term nutrient dynamics, it did not influence long-term SOM stabilization. The input of residue, regardless of quality, contributed to long-term soil fertility improvement. In conclusion, organic residue quality can be manipulated to optimize short-term nutrient dynamics while still conferring the same benefits to long-term SOM contents.     

平衡施肥对缺磷红壤性水稻土的生态效应

为了研究平衡施肥对缺磷水稻土的生态效应,对长期缺施磷肥水稻土进行了3.5年平衡施肥试验。试验采取盆栽水稻的方式,在长期缺施磷肥的红壤性水稻土上比较不施磷肥（NK）、平衡施用氮磷钾无机肥（NPK）、无机氮磷钾肥配施硅肥（NPKSi）、无机氮磷钾肥配施有机肥（无机肥占3/5）、NPK基础上增施磷肥（NKhP）、NPKM基础上增施磷肥（NKhPM）处理的土壤肥力、土壤微生物特性、土壤磷的渗漏量以及地上部水稻产量、养分利用率、磷肥利用率的变化。试验表明,平衡施肥处理NPK、NPKSi、NPKM、NKhPM显著提高水稻产量,比不施磷肥（NK）平均增产147%,其中NPKM提高152%;能提高土壤肥力,比不施磷肥土壤有机质含量平均提高18.5%,其中NPKM提高30.1%;显著提高土壤微生物生物量,比不施磷肥土壤微生物生物量碳（MBC）平均提高57.2%,其中NPKM提高87.1%;提高氮素、钾素养分利用率,比不施磷肥平均分别提高120.3%、33.6%,其中NPKM分别提高152%、43%。而长期重施无机磷肥处理（NKhP）虽然水稻产量比不施磷肥处理提高125.1%,但因土壤中磷酸根离子含量过高影响土壤微生物正常生长,土壤微生物活度比不施磷处理降低9.4%,土壤微生物量碳（MBC）降低2.4%,稻田土壤微生物生态系统质量劣化。此外,重施磷肥处理（包括NKhP、NKhPM）易导致稻田水体的磷污染。各处理比较,NPKM综合生态效应最佳,以下依次是NKhPM、NPKSi、NPK,NKhP,NKhP对稻田土壤微生物生态系统产生负效应。根据试验结果,平衡施肥是恢复缺磷水稻土的有效措施,其中在平衡施用氮磷钾化肥的基础上增施有机肥或硅肥效果较好。     

Pathways of soil organic matter formation from above and belowground inputs in a Sorghum bicolor bioenergy crop

When aboveground materials are harvested for fuel production, such as with Sorghum bicolor, the sustainability of annual bioenergy feedstocks is influenced by the ability of root inputs to contribute to the formation and persistence of soil organic matter (SOM), and to soil fertility through nutrient recycling. Using ¹³C and ¹⁵N labeling, we traced sorghum root and leaf litter‐derived C and N for 19 months in the field as they were mineralized or formed SOM. Our in situ litter incubation experiment confirms that sorghum roots and leaves significantly differ in their inherent chemical recalcitrance. This resulted in different contributions to C and N storage and recycling. Overall root residues had higher biochemical recalcitrance which led to more C retention in soil (27%) than leaf residues (19%). However, sorghum root residues resulted in higher particulate organic matter (POM) and lower mineral associated organic matter (MAOM), deemed to be the most persistent fraction in soil, than leaf residues. Additionally, the overall higher root‐derived C retention in soil led to higher N retention, reducing the immediate recycling of fertility from root as compared to leaf decomposition. Our study, conducted in a highly aggregated clay‐loam soil, emphasized the important role of aggregates in new SOM formation, particularly the efficient formation of MAOM in microaggregate structures occluded within macroaggregates. Given the known role of roots in promoting aggregation, efficient formation of MAOM within aggregates can be a major mechanism to increase persistent SOM storage belowground when aboveground residues are removed. We conclude that promoting root inputs in S. bicolor bioenergy production systems through plant breeding efforts may be an effective means to counterbalance the aboveground residue removal. However, management strategies need to consider the quantity of inputs involved and may need to support SOM storage and fertility with additional organic matter additions.     

不同施肥对退化稻田土壤肥力恢复的影响

为了探明不同施肥修复措施对退化水稻土壤肥力的修复作用,自2005年起采用盆栽试验连续3年对长期缺肥退化水稻土进行了土壤肥力培肥试验研究。结果表明:6种施肥修复措施均可以显著地改善退化水稻土的肥力特征,土壤有机质含量最多提高了14.0%,土壤有效磷显著增加,最高增加量达到39.0mg.kg-1,土壤速效钾均恢复到中等水平(80mg.kg-1)以上,但土壤碱解氮除水稻专用复合肥(ZY)处理基本维持试验前水平外,其他施肥措施均有所下降;不同施肥修复措施均可明显地提高土壤微生物数量、微生物活性以及微生物生物量C、N、P含量,但以有机无机肥配合效果最佳;有机无机肥配合还可以促进稻谷产量和显著提高肥料农学效率;对于长期不施肥导致的退化稻田土壤肥力的修复以在施用水稻专用复合肥的基础上配施有机肥的效果最佳。     

有机类肥料对土壤养分含量的影响

绿色、可持续是我国发展现代农业的必然要求,肥料投入是关键之一。基于有机肥培肥土壤、生态友好的优势,发展和推广有机肥已经成为我国农业生产的一项基本国策。我国有机肥来源广泛、种类繁多,农业生产条件千差万别。本文分析了我国有机肥产品种类及标准现状、理化性质差异、碳氮矿化特性差异及影响因素,评述了施用有机肥对提高耕地基础地力的作用。因来源、制作工艺不同,不同有机肥的有机碳组分含量、全氮和活性氮含量、碳氮比等基本性质差异明显,这四者是影响有机肥碳氮矿化率、碳氮矿化量、碱解氮释放量等碳氮供应特性的主要内在因素;加之土壤环境等外界因素的影响,不同有机肥表现出不同的养分供应特性。总体上,有机肥一方面对提高土壤有机质含量,尤其是活性有机质含量和碳库管理指数效果明显,另一方面可增加土壤氮磷钾养分容量,减少作物生长消耗带来的土壤养分亏损,促进土壤质量良性发展。今后,应加强有机肥在耕地培肥中的应用,并加强有机肥肥效理论的基础研究和安全高效有机肥新产品的开发,促进有机肥资源的高效循环利用,使其成为重要的农业资源。     

长期施肥黄土旱塬农田土壤-微生物-植物系统碳氮磷生态化学计量特征

探讨长期不同施肥制度对农田土壤、植物生态系统的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示该系统能量平衡和养分循环,实现农业生态系统元素平衡及可持续发展提供参考意义。以位于黄土高原半干旱地区的长武国家黄土高原农业生态实验站长期施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,分析了黄土旱塬典型农田土壤-微生物-植物生态系统中C、N、P含量及其生态化学计量变化规律。研究结果表明:1)长期单施有机肥和化肥配施有机肥处理可显著提高土壤和有机质C、N、P含量。2)氮、磷肥的输入显著降低了土壤和小麦C∶N、N∶P,施P显著降低了有机态C∶P和小麦C∶P;有机肥配施对微生物生物量和小麦C∶N∶P的影响更为明显。3)长期有机肥配施条件下土壤养分和小麦化学计量比存在较强的相关关系。微生物生物量碳与有机C、N、P呈显著正相关,土壤微生物生物量氮与土壤N、P总量呈显著正相关,微生物生物量磷与土壤C、N、P总量含量呈显著负相关;植株碳含量与微生物...     

长期施肥对双季稻田土壤微生物学特性的影响

为探明不同施肥处理对早稻和晚稻各个生育时期稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的影响,以湖南宁乡长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K_2SO_4提取法和化学分析法系统分析了定位长达29年5种施肥处理之间(化肥、秸秆还田+化肥、30%有机肥+70%化肥、60%有机肥+40%化肥和无肥)双季稻田土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵的差异。结果表明,早稻和晚稻各主要生育时期,长期施肥均能提高土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,各施肥处理土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均随水稻生育期推进呈先增加后降低的变化趋势,均于齐穗期达到最大值,成熟期达到最低值;其中,以60%有机肥和30%有机肥处理双季稻田土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵均为最高,均显著高于其他处理,其大小顺序表现为60%有机肥30%有机肥秸秆还田化肥无肥。长期有机无机配施可以提高土壤微生物生物量碳、氮和微生物熵,有机肥与化肥配施对提高土壤肥力效果最好。土壤微生物生物量碳、氮及微生物熵可以反映土壤质量的变化,可作为评价土壤肥力的生物学指标。     

Comparison of crop productivity and soil microbial activity among different fertilization patterns in red upland and paddy soils

Soil enzyme activity and microorganism community can be changed through different long-term fertilization patterns. However, the effect of different fertilization practices on soil microorganisms might differ among crop systems. The objective of the study was to reveal the change of soil enzyme activity and soil microorganism community in different fertilizations both in upland and paddy soils. Therefore, based on long-term fertilization experiments in upland soil started in 1986 and adjacent paddy soil experiment commenced in 1981, with both consisting of 4 treatments: Control (no fertilization), N (only nitrogen fertilizer), NPK (nitrogen, phosphate and potassium fertilizers) and NPKM (nitrogen, phosphate and potassium fertilizers plus organic manure), grain yield, soil fertility, activities of soil urease, catalase, acid phosphatase, microorganism community (the number of bacteria, fungus and actinomycete) were analyzed. The result showed that: the highest grain yield was attained under the application of chemical fertilizers plus manure, as compared with Control, NPKM significantly increased the grain yield by 908.63% in corn and 118.80% in rice (p < 0.05). Meanwhile, NPKM treatment increased significantly soil organic matter and nutrient contents in upland and paddy soils. Interestingly, there was no significant difference in soil pH among all the treatments of paddy soil, but in upland, NPKM increased pH in comparison to Control by 23.06% (1.15 units of pH). Compared with Control, soil urease, catalase activities, bacteria and actinomycete numbers of NPKM were increased by 321.39%, 129.64%, 229.79%, 85.81% in upland soil, and 25.11%, 251.12%, 292.83%, 196.34% in paddy soil. However, in paddy soil, the soil acid phosphatase activity of Control, NPK and NPKM treatments were higher than upland soil by 34.87%, 44.81%, 52.73% and 30.11%. Then, the soil fungus and actinomycete numbers of paddy soil were lower than upland soil by 20.20% and 88.29%. Therefore, it indicated that long-term application of chemical and organic fertilizers delivered highest productivity in both experiment but the effect of fertilizer practices differed between land uses.     

桂西北喀斯特移民区土地利用方式对土壤养分的影响

利用典型喀斯特峰丛洼地主要土地利用方式（灌草地、次生林地、果园、牧草地、旱地）的土壤养分测定数据,研究土地利用变化对土壤养分的影响.结果表明：土壤有机碳、全氮、有效氮含量随土地利用强度的增加而降低,灌草地和次生林地比果园、牧草地和旱地土壤有机质含量高86%～155%、全氮含量高62%～119%、有效氮含量高66%～215%（P<0.05）;全磷和全钾含量主要受养分来源的影响,受土地利用方式影响较小;速效磷含量主要受施肥的影响,有效钾含量则主要受植被覆盖和水土流失状况的影响.土地利用方式是影响土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷、有效钾等养分含量变化的重要因素.粗放的农业耕作降低了土壤养分并引起土壤退化,而植被恢复等措施可以培肥土壤.因此,喀斯特区域应改变粗放的农业耕作方式,加强施用有机肥和平衡施肥,对坡度≥25°的坡耕地采取“退耕还林还草”措施,以恢复和重建喀斯特地区生态环境,实现土地资源的可持续利用.     

长期施肥对红壤水稻土磷脂脂肪酸特性和酶活性的影响

对中国科学院红壤生态实验站长期定位试验中不同施肥处理红壤水稻土磷脂脂肪酸(PLFA)特性及酶活性进行了分析.结果表明:不同施肥处理的土壤酶活性、养分、微生物生物量及微生物群落多样性差异较大;施肥处理增加了PLFA的种类和微生物量;施肥土壤的真菌PLFA量大于不施肥土壤,细菌PLFA量小于不施肥土壤,说明真菌较细菌更能适应养分贫瘠的条件.NPK平衡施肥和施有机肥处理的PLFA总量均高于施无机氮肥和未施肥处理,两者分别比未施肥处理高222%和79%,表明NPK平衡施肥和施有机肥更有利于作物生长.施肥还可增加土壤酶活性,其中,土壤脲酶和磷酸酶活性可以作为衡量土壤肥力水平的指标.