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月刊
主管：中华人民共和国农业部
主办：中国植物营养与肥料学会
承办：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
地址：北京市中关村南大街12号
国内统一刊号：CN 11-3996/S
国际标准刊号：ISSN 1008-505X
电话：010-82108653
E-mail：zwyf@caas.cn
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doi: 10.11674/zwyf.2022507
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摘要:
目的 探究东北黑土长期免耕及不同秸秆覆盖还田量下玉米光合性能及产量的变化规律，为科学应用免耕秸秆覆盖还田技术提供理论支撑。 方法 东北黑土区保护性耕作定位试验始于2007年，设置5个处理，分别为传统垄作秸秆不还田(对照， CT)及免耕配合当季收获玉米秸秆量的0、33%、67%和100% (NT-0、NT-33%、NT-67%、NT-100%)还田。于2021年玉米苗期、拔节期和抽雄期，测定玉米叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数，调查叶绿素含量、叶面积；于成熟期，测定籽粒产量和百粒重等产量构成因素。 结果 与CT处理相比，4个免耕秸秆覆盖处理不同程度地提高了苗期的Pn，以及拔节期和抽雄期玉米叶片的Pn、Gs和Tr；NT-67%和NT-33%、NT-100%处理还显著降低了拔节期和抽雄期的胞间二氧化碳浓度，显著提升了抽雄期叶片的叶绿素含量(P<0.05)。NT-100%处理在拔节期和抽雄期的光合效率最高，光合性能显著优于其他处理，NT-67%处理有个别指标略低于NT-100%，但仍与CT、NT-0和NT-33%处理差异显著。免耕结合秸秆覆盖还田提高了玉米穗的行粒数、百粒重和籽粒产量，NT-33%、NT-67%、NT-100%处理的籽粒产量均显著高于NT-0和CT处理，而后二者间差异不显著。净光合速率与产量之间存在显著正相关关系(P<0.01)。 结论 免耕结合秸秆覆盖还田能够提高玉米抽雄期的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，降低玉米光合作用的非气孔限制，提高对胞间CO2的利用能力。当秸秆覆盖量为67%～100%时提高净光合速率和叶绿素含量，以及提高玉米行粒数和籽粒产量的效果突出，因而是东北黑土区较为理想的耕作模式。
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doi: 10.11674/zwyf.2022656
摘要:
目的 研究云南大理烟区土壤有效磷的时空变异特征及分区，为优质烟草生产磷素管理和面源污染控制提供科学依据。 方法 试验在云南大理开展，该区年均烤烟种植面积3.23万hm2左右，分别于1999、2012、2018和2022年选取5个典型植烟片区的代表性烟田256、633、1244和2332个，利用地统计学及GIS技术，分析近40年5个时间段(1982、1999、2012、2018和2022年)大理5个植烟县域土壤有效磷时空变异特征，依据土壤有效磷含量现状进行合理施磷分区。 结果 烟区土壤有效磷含量呈逐渐升高趋势，1982～2022年有效磷含量由8.09 mg/kg升高到43.92 mg/kg，升高4.42倍。1982年有效磷含量均处“低”等级(<20 mg/kg)，1999—2022年以“中等”为主(20～40 mg/kg)，面积占比50%以上。近40年土壤有效磷块金效应由<25%上升至41.45%，表明地形等自然因素影响减弱，施肥等人为因素影响增强。根据当前有效磷含量，高磷区和极高磷区面积占比34.21%，主要分布于弥渡北部、祥云西部及宾川西南和东北。 结论 近40年大理烟区土壤有效磷提升明显，人为因素作用增强，总体有效磷含量较高，大部分烟田可减用或不用磷肥，应分区施磷。
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doi: 10.11674/zwyf.2022510
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目的 真菌在根际土壤养分循环中发挥重要作用，探究磷肥施用方法对甘薯根际土壤真菌群落的影响，以减少施肥可能对甘薯根际土壤微生态环境的不利影响。 方法 甘薯–小麦轮作长期肥料定位试验位于江苏南京，始于2011年。2020年选择该定位试验中的3个处理：不施磷肥(NK)、单施化肥(NPK)和有机无机化肥配合(NPKM)，在甘薯膨大期采集储藏根与纤维根根际土壤，测定化学性质，并利用Illumina Novaseq高通量测序技术，分析真菌群落相对丰度、群落组成与多样性，及其与根际土壤化学性质的关系。 结果 1) 施肥处理改变了两类根根际土壤化学性质，储藏根和纤维根的根际土壤有机碳、溶解性有机碳、速效钾含量均为NPKM>NPK>NK处理，有效磷(AP)含量为NPK>NPKM>NK (P<0.05)，同一处理两类根际间只有有效磷含量差异显著；纤维根和储藏根的根际土壤pH均以NPKM处理最高，NPK处理最低且显著低于NK，NPKM处理的纤维根根际pH显著高于储藏根根际0.81个单位。2) 3个施肥处理两类根际土壤的优势真菌类群均为子囊菌门(Ascomycota, 70.2%～77.9%)、担子菌门(Basidiomycota, 5.9%～8.5%)和被孢霉门(Mortierellomycota, 1.8%～8.1%)。3个处理的储藏根根际土壤子囊菌门的相对丰度无显著差异，而纤维根NK处理显著高于NPKM处理(P<0.05)；担子菌门和被孢霉门的相对丰度在NPK和NPKM处理间以及两类根的根际土壤间均无显著差异，而NK处理的储藏根根际土壤担子菌门和被孢霉门的相对丰度较NPK处理分别低70.4%和62.9%，较NPKM处理分别低44.0%和151% (P<0.05)。3) 储藏根际特有的真菌OTUs数NPKM和NPK处理分别为122和113个，而NK处理为86个，远少于NPKM和NPK处理。纤维根际NPKM处理的特有真菌OTUs数最高(160个)，而NPK和NK处理分别为114和127个。NK处理的纤维根根际土壤观察到的物种数和Shannon多样性指数显著高于储藏根(P<0.05)，NPKM处理两类根际的观察到的物种数和Shannon指数在3个处理中最高。拓扑网络分析表明，储藏根根际土壤真菌类群关系较纤维根更为复杂，而纤维根根际土壤真菌群落具有更强的相互作用关系。冗余分析(RDA)结果表明，根际土壤有效磷、有机碳和pH与根际土壤真菌群落显著相关(P<0.05)。 结论 长期施用磷肥降低了甘薯两类根际土壤的pH，但显著提高了有机碳和有效磷、速效钾含量，磷肥配施有机肥还避免了pH的降低，因而较单施化肥更有效地提高了根际土壤的真菌数量和多样性。
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doi: 10.11674/zwyf.2022607
摘要:
目的 秸秆腐解产物具有改善土壤酸度、提高土壤抗酸化能力等作用。研究不同秸秆腐解产物对红壤复酸化的阻控效果及对作物生长的促进作用，为有效阻控酸性土壤复酸化提供新思路。 方法 供试土壤为花岗岩和玄武岩发育的赤红壤(pH 4.75)和砖红壤(pH 5.02)，处理土壤样品为分别添加2%的水稻和豌豆秸秆腐解产物(RSD、PSD)，对照为两类型土壤中添加Ca(OH)2至pH分别与RSD和PSD相同(RCK、PCK)，共8个样品，在黑暗处培养30天，用于盆栽试验处理。盆栽试验作物为玉米，在玉米收获后，分析土壤酸度、阳离子交换量、有机质、有效养分含量、微生物多样性，以及玉米植株地上部、根系生长及养分吸收量。 结果 赤红壤中RSD、RCK、PSD、PCK处理玉米收获后土壤的pH较播种前分别下降了0.11、0.60、0.92、1.04个单位，RCK、PSD、PCK处理的降幅达到显著水平；砖红壤中RSD处理玉米收获后的pH较播种前升高了0.22个单位，而RCK、PSD、PCK处理分别下降了0.13、0.16、0.36个单位，PSD、PCK处理的降幅达到显著水平。在赤红壤中，4个处理间土壤交换性H+差异不显著交换性Al3+含量有所差异，在砖红壤中，RSD处理的交换性Al3+含量显著高于RCK，PSD处理的交换性Al3+则显著低于PCK。赤红壤上RSD和PSD处理的土壤阳离子交换量(CEC)分别比其石灰对照增加了27.11%和17.69%，砖红壤上则分别增加了10.10%和6.40%。秸秆腐解产物处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均较石灰处理提升。施用秸秆腐解产物提升了厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的物种丰度，增加了玉米地上部和根部的生长及养分吸收。赤红壤中豌豆秸秆腐解产物处理的玉米株高、生物量、总根长、根表面积和根体积分别较其石灰对照增加了59.51%、738.43%、280.00%、392.87%、404.31%，砖红壤上分别增加了29.82%、72.04%、23.43%、11.05%、5.79%。 结论 与石灰相比，水稻和豌豆秸秆腐解产物能够有效阻控土壤复酸化，提升土壤肥力，改善土壤微生物群落多样性，促进玉米生长，且豌豆秸秆腐解产物的提升效果更佳。
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doi: 10.11674/zwyf.2022616
摘要:
我国农田土壤大多存在耕层浅、易板结、土壤紧实等结构性障碍，严重影响作物产量形成，威胁粮食安全。传统调控土壤结构的措施如深耕深松、施用有机肥、秸秆还田和添加生物炭等，尽管改良效果明显，但成本较高，并可能带来环境风险。相比传统的土壤结构障碍消减措施，植物可通过根系生长和根分泌物的释放改变土壤孔隙特征，进而改变土壤结构，因此，利用植物学特征进行根区土壤结构调控是消减土壤障碍的“绿色”方式，具有重要的理论和实践意义。本文综述了根区土壤结构特点及现有土壤结构障碍消减措施的优势和不足之处，并基于根际生命共同体理论，探讨挖掘和强化根系–土壤互作，利用植物根系重塑土壤结构的可行性。重点从土壤孔隙角度讨论理想土壤结构的设计与构建，不同直径的土壤孔隙对应着不同的功能。通过选择具有特定根表型的植物来重塑土壤孔隙网络，进而构建理想的根区土壤结构，实现土壤结构和功能的耦合。
我国农田土壤大多存在耕层浅、易板结、土壤紧实等结构性障碍，严重影响作物产量形成，威胁粮食安全。传统调控土壤结构的措施如深耕深松、施用有机肥、秸秆还田和添加生物炭等，尽管改良效果明显，但成本较高，并可能带来环境风险。相比传统的土壤结构障碍消减措施，植物可通过根系生长和根分泌物的释放改变土壤孔隙特征，进而改变土壤结构，因此，利用植物学特征进行根区土壤结构调控是消减土壤障碍的“绿色”方式，具有重要的理论和实践意义。本文综述了根区土壤结构特点及现有土壤结构障碍消减措施的优势和不足之处，并基于根际生命共同体理论，探讨挖掘和强化根系–土壤互作，利用植物根系重塑土壤结构的可行性。重点从土壤孔隙角度讨论理想土壤结构的设计与构建，不同直径的土壤孔隙对应着不同的功能。通过选择具有特定根表型的植物来重塑土壤孔隙网络，进而构建理想的根区土壤结构，实现土壤结构和功能的耦合。
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doi: 10.11674/zwyf.2022691
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目的 禾豆混作可显著改变作物根系形态，影响作物对养分的吸收利用量，提高系统产量。我们研究了不同施肥水平下单作和混作体系中青稞和豌豆的根系形态与养分利用之间的关系。 方法 两因素三水平盆栽试验和田间试验在青海大学试验基地进行，供试青稞、豌豆品种分别为(Hordeum vulgare var. coeleste Linnaeus)、(Pisum sativum L)。种植模式因素包括：青稞单作(Q)、豌豆单作(W)、青稞豌豆混作(Q×W)3种模式；施肥因素包括：不施肥(N0P0)、低氮磷(N1P1)、高氮磷 (N2P2) 3个水平。分析了青稞和豌豆在单、混作模式下的根系形态，生物量，氮、磷含量，计算了养分利用效率。 结果 与单作青稞相比，混作青稞地上和地下部干重增加了32.1%和15.3%，根冠比降低了13.1%，总根长、根表面积、根总体积和根尖数增加了21.7%、43.7%、79.6%和44.8%，根系含氮量和总吸氮量增加了75.8%和72.7%，根系含磷量和总吸磷量显著增加了56.3%和60%(P<0.05)。与单作豌豆相比，混作豌豆地上和地下部分干重和根冠比显著降低了19.3%、27.9%和9.7%，地上部、根系含氮量和总吸氮量分别显著降低了24.7%、32.5%和28.0%，地上部、根系含磷量和总吸磷量分别显著降低了2.6%、12.8%和6.9%(P<0.05)。混作青稞在分蘖期、拔节期和灌浆期地上部氮吸收累积量较单作显著增加了9.8%、34.6%、39.6%，磷吸收累积量显著增加了11.6%、18.7%、16.5%。混作豌豆在分枝期、开花期和结荚期的地上部氮吸收累积量较单作显著降低了13.8%、18.0%和17.5%，地上部磷吸收累积量显著降低了26.1%、15.8%和19.9%(P<0.05)。多元线性回归分析结果表明，根表面积、根体积和平均根直径显著影响青稞植株的氮、磷素吸收量。N1P1下，混作青稞根长和根表面积显著提高，促进了对氮、磷养分的吸收，而混作豌豆根系变化与青稞相反。 结论 青稞、豌豆氮、磷吸收量均与根表面积、根体积呈显著正相关。在养分供应不充足条件下，青稞和豌豆混作改变了根系形态，青稞的根表面积、根体积等形态指标相对于单作显著提高，而豌豆的根系主要形态指标显著降低，青稞为“受益者”，豌豆为“贡献者”。混作体系获得了高氮、磷养分竞争率和土地当量比，混作优势明显。而高肥条件下，混作在改变根系形态、养分吸收竞争的优势相对于单作不显著。
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doi: 10.11674/zwyf.2022528
摘要:
目的 探究染病柑橘叶片中光合产物积累、矿质元素运转与病菌侵染的内在联系，为通过营养调节防控黄龙病提供理论基础。 方法 柑橘样品采集于位于广西阳朔的中国柑橘黄龙病研究中心，选取柑橘园中长势一致的健康、染病柑橘植株各6株，取中部有6～8个叶片的枝条为试材，采用X射线荧光光谱(XRF)离子显影方法，分析叶片病原菌数量、叶片温度，枝条同化物运输及分配，采用定量电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定叶片养分含量及分布。 结果 韧皮部杆菌(C. Las)侵染柑橘叶片后，主要定殖于叶片中的筛管、伴胞附近(即叶中脉)，叶中脉中病菌扩增阈值循环数(cycle threshold，Ct值)显著下降。与健康柑橘叶片相比，染病叶片斑驳黄化，叶绿素含量显著降低，叶片温度显著升高；病叶叶肉、叶中脉、韧皮部中淀粉、可溶性总糖、果糖显著高于健康叶片。营养元素在叶片各部位的聚集发生显著变化，Ca、Fe在叶肉明显聚集，K在叶中脉明显聚集，Zn、Cu、Mn在叶肉明显减少。叶肉中Ca与Cu、Cu与Zn呈显著正相关，叶中脉中Ca与Mn、Cu呈显著负相关，线性混合效应模型中病原菌浓度对K、Ca、Fe、Cu、Mn、Zn影响显著，其中对K、Cu、Mn为正效应，对Ca、Fe为负效应(P<0.05)。 结论 黄龙病病原菌主要定植在叶中脉，导致碳水化合物和Ca、Fe运输受阻，叶肉细胞中叶绿素含量下降，叶肉、叶中脉中淀粉、可溶性总糖含量显著升高。矿质元素间通过协同或拮抗关系平衡柑橘叶片的营养条件，病原菌数量与叶肉中K、Cu、Mn含量为正相关，与Ca、Fe含量为负相关，因此，注意协调Ca、Fe营养可作为抵抗病原菌生长的策略。
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doi: 10.11674/zwyf.2022495
摘要:
目的 尿素表面改性是提高包膜质量和养分控释能力的关键措施之一。我们研究了不同磨料对肥料核芯表面的改性效果，以及改性提高肥料养分控释的效果。 方法 供试肥芯为大颗粒尿素(直径3～5 mm，N 46%)，供试磨料包括白刚玉、棕刚玉、高铝瓷球、高铝瓷柱和氧化锆球。经测量不同磨料研磨后尿素的休止角，证明采用堆密度1.336 g/cm3直径6 mm球形高铝瓷在10 min内对尿素表面改性效率最高，故用作后期的试验磨料。将1.5 kg的高铝瓷球与1 kg大颗粒尿素加入转鼓中，采用离散元仿真软件 (EDEM) 模拟磨料摩擦与尿素颗粒自摩擦的粒子运动、碰撞、受力和分布特征；使用扫描电子显微镜分析磨料、表面改性尿素和包膜尿素的表面和切面结构特性，采用原子力显微镜测试包膜尿素膜表面结构微观特征与粗糙度；采用静水溶出率法测定纳米SiO2改性蓖麻油基聚氨酯的表面改性尿素的养分释放特征。 结果 EDEM仿真结果表明，转鼓底部颗粒运动快(1.125 m/s)，边缘运动慢(0.00309 m/s)，转动过程中，小颗粒物聚集在转鼓底部产生偏析。尿素自摩擦力约0.035 N，加入密度大于尿素的球形高铝瓷磨料后，混合体系的摩擦力变大(约0.042 N)，尿素颗粒间的碰撞次数较自摩擦体系高出13.0%，因此改性效率得以提高。表面改性显著改善了颗粒表面粗糙度，在1 μm2检测范围内，粗糙度(Ra)平均降低了79.2%。由扫描电镜图可以看出，普通尿素表面粗糙，膜材料填充在凹陷部位，包膜耗费的膜材料较多，且膜与尿素贴合不紧密，在运输或长期储存过程中易发生膜破损，失去养分控释能力；改性后的尿素表面光滑，减少了无功能的膜材浪费，且膜厚均匀，膜层与核芯结合紧密，膜切面结构均匀，不易破损。养分释放结果表明，以5%包膜率的纳米SiO2改性蓖麻油基聚氨酯对尿素包膜，表面改性尿素相较普通尿素可使养分释放期延长6倍，由表面改性前的24天提升至169天。 结论 依据EDEM离散元软件模拟，球形高铝瓷作为磨料与尿素混合后，提高了尿素颗粒的摩擦效率，大大降低了尿素表面的粗糙度。表面改性后的尿素作为控释肥核芯，不仅节省了膜材料的用量，且膜层与肥芯结合紧密均匀，延长了等膜量下的养分释放期。
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doi: 10.11674/zwyf.2022572
摘要:
目的 研究过表达黑曲霉AngdhA基因对水稻生长、氮代谢关键酶基因表达、碳–氮元素含量变化、氮素利用效率、产量与耐盐性的影响，为水稻节本增效、高产和高抗多目标育种提供科学参考。 方法 以水稻转基因株系TG3、TG13与野生型(Wild-type，WT)为材料进行了水培试验。常规生长试验在水稻幼苗三叶期取样，进行谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶编码基因的表达，碳和氮含量检测，成熟期取样调查产量、碳和氮含量及氮素利用效率。抗盐胁迫试验以3叶期幼苗为试材，设置营养液盐胁迫浓度0、50、100 mmol/L NaCl，在胁迫开始后0、2、4天，取样分析水稻幼苗相对生长速率和脯氨酸含量，调查叶片萎蔫率和各部位生物量。 结果 PCR扩增和电泳检测证实黑曲霉AngdhA基因成功导入水稻TG3和TG13株系，qRT-PCR荧光定量分析发现TG3和TG13株系中黑曲霉AngdhA基因表达量分别为内参UBI基因的248倍和41倍。但TG3和TG13株系中氮代谢关键酶基因OsGS1;1、OsGS1;2和OsGOGAT表达量与WT差异不显著，仅TG13的OsGS2表达量极显著低于WT。同时，导入黑曲霉AngdhA基因并未明显影响转基因株系TG3和TG13苗期叶片、根和成熟期籽粒、茎叶、根中碳、氮含量和碳/氮比值，但TG3和TG13植株体内碳和氮元素的积累量增加，其中籽粒碳和氮元素的积累量均显著高于WT。另外，转基因株系TG3和TG13的氮素利用率较WT分别提高14.67%和44.12%，氮素籽粒生产效率较WT分别提高26.96%和39.83%，氮偏生产力较WT分别提高24.53%和39.67%。转基因株系TG3和TG13的穗粒数、穗数和单株产量显著或极显著提高，其中单株产量较WT增产分别达到29.18%和43.95%。不同盐浓度胁迫下转基因株系TG3和TG13的相对生长速率极显著高于WT，尤其是在50 mmol/L NaCl条件下TG3和TG13相对生长速率甚至高于对照条件(0 mmol/L NaCl)。盐胁迫下水稻脯氨酸含量明显提高，其中TG3和TG13脯氨酸含量在50 mmol/L NaCl下显著高于WT，但在100 mmol/L NaCl下极显著低于WT。 结论 水稻TG3和TG13株系中的外源AngdhA基因不扰乱转基因水稻体内的碳-氮平衡，能促进水稻对氮素的吸收、利用和再活化，提高水稻氮素利用效率、产量和耐盐能力，但TG3中AngdhA基因的超量表达可能增加谷氨酸合成与分解途径的底物循环，使转基因水稻对氮素的吸收、利用和产量增幅下降。盐胁迫下脯氨酸的差异积累可能与水稻对胁迫程度的响应与耐受度存在差异有关。
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doi: 10.11674/zwyf.2022516
摘要:
目的 本研究基于福建稻区连续11年的黄泥田定位试验，研究了长期翻压紫云英条件下，化肥不同减施比例对黄泥田水稻产量、稻米质量以及土壤肥力的影响。 方法 试验从2009至2019年，共进行了11年。设7个施肥处理：不施肥(CK)、常规用量化肥 (100%F)，以及紫云英翻压条件下，施用常规化肥用量的100% (M+100%F)、80% (M+80%F)、60% (M+60%F)、40% (M+40%F)、不施化肥(M)。种植制度为种植翻压紫云英–单季稻。每年水稻成熟期，采集水稻籽粒与秸秆样品，测定N、P、K含量，并对水稻进行测产、考种。2017—2019年，在水稻分蘖盛期，采集水稻植株样品，测定了N、P、K含量。2019年分蘖期和成熟期采集0—20 cm土壤样品，测定容重、pH、有机碳、微生物生物量、可溶性氮等指标含量。 结果 与CK处理相比，施肥处理水稻籽粒历年平均产量增幅为11.4%～21.3%，秸秆产量增幅为17.1%～39.0%，处理间差异均达显著水平。与100%F处理相比，M+100%F和M+80%F处理的水稻籽粒历年平均产量分别提高3.7%与3.0%，秸秆产量分别增幅5.1%与5.6%；M+60%F处理的籽粒与秸秆产量无显著变化；第11年(2019年)M+80%F处理的分蘖期植株氮素含量提高22.5%，成熟期籽粒氮含量提高5.1%；M+100%F处理的籽粒必需氨基酸与氨基酸总量含量显著提高5.2%与6.7%，其他压青绿肥+化肥处理籽粒必需氨基酸和氨基酸总量没有显著变化。与100%F处理相比，翻压紫云英各处理的土壤微生物量碳提高7.3%～14.3%，微生物量氮提高0.3%～23.5%，全氮提高9.4%～14.1%，有机质含量提高7.9%～12.0%。 结论 在中低产稻田，翻压紫云英18000～22500 kg/hm2基础上，施用60%的常规化肥用量，可维持水稻地上部生物量和籽粒产量不降低；如施用80%的常规化肥用量，不仅可改善土壤化学与生物学特性，提高籽籽氨基酸含量，且显著提高地上部生物产量和籽粒产量，因而是实现化肥减量提质增效的最佳养分管理措施。
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doi: 10.11674/zwyf.2022519
摘要:
目的 研究免耕条件下，长期采用不同的土壤覆盖方式及配合施用生物炭对渭北旱塬农田土壤团聚体稳定性和腐殖质性质的影响，为选择适合的耕作管理措施提供理论依据。 方法 基于连续18年田间定位试验，选择其中免耕条件下的无覆盖(NT)、施用生物炭(NB)、秸秆覆盖(NS)、地膜覆盖(NP)、秸秆地膜二元覆盖(NSP) 5个处理，采集0—10、10—20 cm土壤样品，通过干筛+湿筛法分为粉黏粒(<0.053 mm)、微团聚体(0.053～0.25 mm)、细大团聚体(0.25～2 mm)、粗大团聚体(>2 mm)共4个团聚体粒级，并测定了各粒级团聚体中有机碳和腐殖质组分含量。 结果 1)与无覆盖对照(NT)相比，NS处理各粒径团聚体胡敏酸含量(0.93%～92.6%)和富里酸含量(1.8%～327.5%)显著增加且增幅最大，NSP处理各粒径团聚体有机碳含量显著提高了1.6%～30.5%；NB处理各粒径团聚体有机碳含量(39.90%～161.8%)及胡敏素含量的增幅最大，0—10 cm土层胡敏素含量显著提高了87.2%～271.7%。NS、NSP和NB处理均提高了土壤团聚体的稳定性和玉米籽粒产量，其中NSP处理的提升效果最显著，团聚体平均重量直径(MWD)0—10、10—20 cm土层较NT分别增加了48.6%和73.5%，几何平均直径(GMD)在0—10、10—20 cm土层分别增加了59.2%和63.1%，玉米籽粒产量2021年增加了25.8%。2)各粒径水稳性团聚体有机碳中，均以胡敏素的比例最高，达37.6%～91.3%。NB处理显著提高了大部分粒径水稳性团聚体腐殖质的胡敏酸与富里酸之比(HA/FA)，其中在0—10 cm土层微团聚体提高幅度最大，为80.2%，地膜覆盖(NP和NSP处理)降低了腐殖质HA/FA (6.8%～27.6%)，各处理粉黏粒胡敏酸E4/E6值显著降低(4.2%～6.6%)。 结论 免耕条件下，秸秆覆盖和施用生物炭(NS、NSP和NB)可提升各粒径团聚体的有机碳含量，提高团聚体的稳定性和玉米产量，但对有机碳的腐殖化程度影响不同。单独秸秆覆盖(NS)提升黑垆土腐殖质的胡敏酸和富里酸含量效果最大，生物炭施用主要提升了各粒径团聚体有机碳中的胡敏素含量和胡敏素比例，秸秆和地膜二元覆盖(NSP)对团聚体的稳定性和玉米籽粒产量的提升幅度最大，而且能够提高有机碳含量，是免耕条件下最佳处理。
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doi: 10.11674/zwyf.2023116
摘要:
目的 水稻专家推荐系统早期版本没有区分水稻种植类型，有时会降低推荐的精准性。我们优化并建立了基于不同种植类型水稻的产量反应和农学效率的水稻推荐施肥方法，并采用大量田间试验验证了其普遍性和可行性。 方法 收集汇总来自于国际植物营养研究所中国项目部、团队研究以及公开发表的多年多点水稻田间试验，建立产量和养分吸收数据库，采用QUEFTS模型分析不同种植类型水稻养分吸收特征，建立水稻产量反应和农学效率的内在联系，构建施肥模型，开发水稻养分专家系统。于2013—2020年在水稻主产区8个省份开展了452个田间试验对系统进行校正和改进。每个试验包括6个处理：水稻养分专家系统推荐施肥(NE)、农民习惯施肥(FP)、土壤测试施肥(ST)以及基于NE的不施氮、不施磷和不施钾处理。调查了水稻产量、经济效益、养分回收率和肥料农学效率。 结果 QUEFTS模型分析水稻产量与养分吸收关系结果显示，生产1 t籽粒产量地上部所需氮、磷和钾养分一季稻分别为14.2、3.9和14.3 kg，早中晚稻分别为16.9、3.3和20.9 kg。我国水稻主产区施用氮、磷和钾肥的平均产量反应一季稻分别为3.1、1.1和1.0 t/hm2，早稻分别为2.3、1.0和1.0 t/hm2，中稻分别为2.3、0.9和1.0 t/hm2，晚稻分别为1.9、0.8和0.8 t/hm2。氮、磷和钾化肥的平均农学效率一季稻分别为17.6、15.3和9.8 kg/kg，早稻分别为14.6、15.3和10.1 kg/kg，中稻分别为11.4、12.4和9.1 kg/kg，晚稻分别为11.5、14.8和9.2 kg/kg。与FP处理相比，NE处理氮、磷和钾肥施用量分别减少了12.6%、9.6%和21.4%；与ST处理相比，NE处理氮肥用量减少了7.6%，钾肥用量减少了15.6%。与FP和ST处理相比，NE处理产量分别增加了0.5和0.3 t/hm2；经济效益分别增加了1627和893元/hm2；氮肥回收率分别增加了13.1和9.3个百分点，农学效率分别增加了4.1和2.7 kg/kg；磷肥回收率分别增加了7.8和5.0个百分点，农学效率分别增加了6.6和3.3 kg/kg；钾肥回收率分别增加了14.6和9.5个百分点，农学效率分别增加了5.6和4.9 kg/kg。 结论 以田间试验大数据为支撑，优化并建立不同种植类型水稻的养分专家推荐施肥系统，提高了系统的可操作性和针对性。连续3年不同种植类型水稻的田间试验结果充分证明，优化后的水稻养分专家系统具有优化肥料种类和用量、提高水稻产量和肥料利用率、增加农民收入的功能，是实现我国小农户推荐施肥行之有效的智能技术系统。
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doi: 10.11674/zwyf.2022440
摘要:
目的 研究灌水量和施氮量对滴灌棉田土壤有机碳、氮含量及有机碳库稳定性的影响，为实现新疆棉花高效生产和可持续发展提供理论依据。 方法 采用两因素三水平完全试验设计进行棉花田间滴灌施肥试验，设置3个灌水量(W)，分别为360 mm (低量)、480 mm (适量)、600 mm (高量) ，3个施氮(N)水平分别为0 kg/hm2、300 kg/hm2 (适量)和450 kg/hm2 (高量)，共9个处理组合。棉花收获后，采集0—20 cm土层土壤，测定土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)和稳定态有机碳(NOC)含量，测定土壤脲酶(URE)、β-葡萄糖苷酶(BG)、N-乙酰基-β-D葡萄糖苷酶(NAG)活性 。 利用田间原位填埋尼龙网袋法测定各处理土壤有机物料(秸秆)分解率(OMDR)，计算土壤碳库管理指数(CPMI)。 结果 与W600N450处理相比，W480N300处理土壤有机碳2015和2016年分别提高了8.9%和10.9%，C/N分别提高了16.2%和16.3%，EOC和NOC含量分别提高了11.8%～15.4%和14.3%～20.8%，WSOC含量分别降低了35.5%和21.8%。表明合理的水氮管理有利于提高土壤有机碳和稳定态有机碳含量，降低水溶性有机碳含量，提高土壤碳库的稳定性。与W480处理相比，W360处理MBC含量显著降低了13.1%，W600处理降低了WSOC和NOC含量；W360处理EOC含量两年分别降低了2.1%和5.3%，W600处理分别降低了4.1%和7.6% (P<0.05)。与N300处理相比，N0处理MBC含量降低了41.8%，N450处理降低了NOC含量，N0处理两年EOC含量分别降低了20.2%和16.7%，N450处理分别降低了3.8%和2.4%。表明施氮量对土壤有机碳组分含量的影响大于灌水量。同时，过量的灌水和施氮会降低稳定态有机碳含量，提高微生物生物量碳含量，不利于土壤有机碳的积累。高水(600 mm)和高氮(450 kg/hm2)显著提高了土壤酶活性，降低了土壤碳库管理指数。W480N300处理脲酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰基-β-D-葡萄糖苷酶活性较W360N0分别提高了1.0%、22.4%和32.6%。W480N300处理下土壤CPMI最高。相关性分析结果表明，CPMI与活性有机碳(MBC、EOC)含量之间存在不同程度的正相关关系，与NOC含量存在负相关关系。 结论 在新疆滴灌施肥条件下，过高的灌水量和施氮量会降低土壤有机碳和稳定态有机碳含量，降低土壤碳库活度和碳库管理指数，提高微生物生物量碳含量以及酶活性，不利于维持土壤有机碳的稳定。本试验条件下，灌水480 mm配合施氮300 kg/hm2的水氮管理有利于促进滴灌棉田土壤有机碳积累，提高有机碳活性。
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doi: 10.11674/zwyf.2022553
摘要:
目的 我国大多数农田土壤有效钾含量偏低，缺钾胁迫已经成为一些地区油菜生产的主要限制因子。探明不同钾肥用量对油菜产量及籽粒品质的影响，为冬油菜生产中钾肥合理施用实现油菜高产、优质提供理论支撑。 方法 于2019—2021年在湖北省武穴市开展了连续2年田间试验，设置5个K2O施用水平，分别为0 (K0)、60 (K60)、120 (K120)、180 (K180)和240 (K240) kg/hm2，分析了油菜产量、产量构成、含油量、蛋白质含量、脂肪酸组成、硫甙含量、籽粒氮钾含量、角果氮钾含量动态变化以及光合特征参数等。 结果 1)钾肥施用显著提高了油菜产量，与K0处理相比，施钾处理2020年、2021年油菜产量分别提高了62.9%～103.7%和31.0%～59.2%，随着K2O用量的增加油菜产量显著增加，当K2O施用量达到120～180 kg/hm2后，继续增施钾肥增产效果不显著。施钾增加了油菜单株角果数和每角粒数，进而提高油菜产量。2)钾肥施用改善了油菜籽的营养和饲用品质，与K0处理相比，2020年K180处理、2021年K120处理油菜籽含油量显著提高了4.8%和6.9%；蛋白质含量则随着K2O用量的增加呈现降低的趋势，2020年的K180和K240处理、2021年的K240处理蛋白质含量的降幅达到显著水平，较K0处理分别降低了9.1%和14.2%、12.1%；随着K2O用量的增加，油菜籽油酸含量呈上升趋势，而硫甙含量呈下降趋势。施钾显著提高了油菜籽油分和蛋白质产量，随着K2O用量的增加油分产量显著增加，当K2O施用量达到180 kg/hm2后，继续增施钾肥油分产量不再显著增加，施钾处理间蛋白质产量没有显著差异。施钾显著降低了籽粒氮含量，与K0处理相比，施钾处理2020年、2021年籽粒氮含量分别降低了13.1%～21.9%和15.9%～22.0%；籽粒钾含量随着K2O用量的增加而显著增加，与K0处理相比，施钾处理2020年、2021年籽粒钾含量分别增加了8.1%～37.8%和6.3%～27.1%。分析角果发育过程中籽粒氮钾含量的动态变化发现，K0处理籽粒氮含量始终高于K120处理，而籽粒钾含量始终低于K120处理。施钾还显著提高了角果的光合能力，与K0处理相比，K120处理角果的净光合速率(An)提高了21.1%。 结论 钾肥施用能够显著提高油菜单株角果数和每角粒数进而提高籽粒产量。施钾显著降低了籽粒的氮含量，提高了籽粒钾含量以及角果的光合能力，促进了籽粒油分的合成，提高了籽粒油分及蛋白质产量，同时改善了脂肪酸的组成，降低了硫甙含量。钾肥用量控制在K2O 131～160 kg/hm2范围内，能够在获得较高油分和蛋白质产量的同时，改善油菜籽的营养和饲用品质。
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doi: 10.11674/zwyf.2022480
摘要:
目的 通过探究近15年(2004—2019)中国水稻相对产量差的时空变异特征、驱动因素以及不同地力水平下相对产量差对氮肥的响应，为实现水稻增产和氮肥合理施用提供理论依据。 方法 2004—2019年间农业农村部耕地质量监测保护中心在全国主要稻区设置了408个监测点，分别为东北地区24个，长三角地区110个，长江中游地区138个，西南地区56个，华南地区80个。以各监测点施肥区与不施肥区水稻产量之差代表由肥料投入和由此引起的土壤性质改变所贡献的相对产量，利用高产农户统计法获取最高相对产量(HRY)和平均相对产量(ARY)，HRY和ARY之差为相对产量差(GRY)。根据不施肥区产量，将各区域土壤地力划分为低、中、高3个水平，结合随机森林模型探讨不同区域GRY的主要驱动因素，计算不同地力水平下GRY与氮肥用量的关系。 结果 近15年，全国水稻的HRY为4.98～6.86 t/hm2，ARY为3.06～3.47 t/hm2， GRY为1.92～3.41 t/hm2。不同区域相比，HRY和GRY均是西南(水稻–其他作物轮作)>长三角(水稻–其他作物轮作)>华南(早稻)> 东北(单季稻)>长江中游(水稻–其他作物轮作)>华南(晚稻)>长江中游(早稻)>长江中游(晚稻)。GRY在低、中地力土壤上随着氮肥施用量的增加先显著降低后趋缓，而在高地力土壤上下降不显著。除西南稻区低、中地力和东北稻区低地力土壤外，其他区域的低、中地力上均出现了氮肥施用量的转折点：长江中游早稻和晚稻分别为187.5、165.0 kg/hm2和183.5、152.5 kg/hm2，华南早稻和晚稻分别为195.0、153.0 kg/hm2和169.0、157.0 kg/hm2，长江中游和长三角水稻–其他作物轮作体系下分别为199.5、184. 5 kg/hm2和202.0、171.0 kg/hm2，东北中地力土壤上为146.5 kg/hm2。整体而言，低、中地力土壤上，氮肥用量(NF)、土壤有机质(SOM)和全氮(TN)是影响GRY相对重要的因素；高地力土壤上，SOM和TN对GRY的影响较大，同时钾肥施用量(KF)显著影响长江中游和华南早稻的GRY。 结论 西南地区水稻的相对产量差最高，长江中游地区晚稻最低。氮肥施用量、土壤有机质和全氮含量是影响水稻相对产量差的重要因素。高地力土壤上，氮肥用量对相对产量差影响不显著，建议适当减施氮肥。低、中地力土壤上，在氮肥用量转折点(146.50～202.00 kg/hm2)之前，增施氮肥可显著降低相对产量差，提高产量潜力。长江中游和华南高地力土壤上的早稻应注重钾肥的施用。
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doi: 10.11674/zwyf.2022526
摘要:
目的 研究了钾、镁浓度及其互作对番茄养分吸收的影响，并探讨高浓度钾与各养分间的关系，为设施番茄养分调控提供理论依据。 方法 以樱桃番茄‘碧娇’为供试作物进行了水培试验。以山崎营养液为基础，设置两个镁水平0和1.5 mmol/L (Mg0、Mg1.5) 及3个钾水平4、40和200 mmol/L (K4、K40、K200)，组成6个处理，在番茄苗期、开花期和坐果期测定了根、茎、叶生物量及钾、钙、镁含量。 结果 3个生育期番茄根、茎、叶平均生物量均表现为K4>K40>K200，开花坐果期根、茎、叶平均生物量均表现为Mg1.5>Mg0。全生育期番茄各器官钾含量均表现为K40>K4，坐果期两个镁浓度水平下，各器官钾含量均为K40显著高于K4，而严重过量钾K200处理番茄植株耗竭衰亡。全生育期钙、镁含量均表现为K4>K40>K200，坐果期Mg1.5K4处理各器官钙含量均高于其他处理。Mg1.5处理全生育期各器官镁含量均高于Mg0处理。开花坐果期K40处理各器官均发生钾奢侈吸收现象。钾镁互作极显著影响全生育期茎部钾含量、坐果期叶片钙含量和开花坐果期各器官镁含量 (P<0.01)。不同钾浓度水平下，苗期、开花期番茄钾积累量均表现为K40>K4>K200，全生育期各器官钙积累量、镁积累量均表现为K4>K40>K200。不同镁浓度水平下，坐果期Mg1.5处理各器官钾积累量均高于Mg0处理，全生育期Mg1.5处理各器官钙积累量、镁积累量均高于Mg0处理。钾镁浓度处理对开花坐果期番茄钾积累量、钙积累量以及镁积累量均产生极显著的互作效应 (P<0.01)。与苗期相比，开花期、坐果期叶片中钾的分配比例呈减少的趋势，开花期严重过量钾K200根部中镁的分配比例呈减少的趋势。开花坐果期Mg1.5K4处理养分积累主成分得分高于其他处理。 结论 过量钾浓度抑制番茄对钾、钙、镁元素的吸收、积累和在各器官中的合理分配，严重过量甚至导致番茄在坐果期死亡。营养液中适宜的镁浓度，促进番茄生物量及对钾、钙、镁养分的吸收积累。缺镁加重钾过量对番茄植株，特别是坐果期的负效应，而过量钾也会抑制镁的吸收，进而影响钙的吸收。因此，番茄栽培中不仅要保证矿质营养充足，更要重视钾、镁元素间的平衡关系。
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doi: 10.11674/zwyf.2022511
摘要:
目的 相比于普遍使用的树脂包膜材料，新型水基聚合物包膜材料具有环境友好性和多功能性等特点。本文研究了水基聚合物包膜材料包膜尿素减量并一次性基施对山东省夏玉米全生育期氮素营养的供给，为实现夏玉米稳产高效提供依据。 方法 采用田间释放率测定方法，研究了供试水基聚合物包膜氮肥(WF)和树脂包膜氮肥(PF)的控释性能，计算了理论最佳掺混比例。于2018～2020年在山东青州和桓台开展三年田间试验，试验设置常规用量 (N 225 kg/hm2) 和减施30%氮量 (N 157.5 kg/hm2) 两个氮素水平，分别采用普通尿素 (BF)、水基聚合物包膜尿素 (WF)、树脂包膜尿素 (PF)、WF和PF按1∶0.52质量比例掺混 (MF) 4种氮肥，以不施氮肥为对照(CK)，共9个处理。普通尿素BF采用基施加追施方法，包膜尿素均为一次性基施。调查了土壤氮素、有机质含量、氮素利用率、氮素累积吸收量和夏玉米产量。 结果 WF、PF2个包膜尿素在2个试验点的总释放率分别超过了90%和80%，WF的田间释放率高于PF且其释放特征更符合夏玉米生育前期对氮素的需求。常量和减量氮肥用量下，青州、桓台两地3季夏玉米平均产量WF、PF和MF 6个处理间均无显著差异，与BF1处理也均无显著差异，但BF2处理的产量显著低于BF1处理，且只有WF2处理的产量显著高于BF2处理。与BF1处理相比，青州和桓台三季夏玉米的6个包膜肥处理均显著增加了氮肥利用率；青州WF2和PF2处理的氮肥农学效率增加49.0%和32.5%，桓台只有WF2处理显著增加了40.9%。在青州点，抽雄期和成熟期，WF1、WF2、PF1和PF2处理的NH4+-N含量均显著高于BF1处理，WF1和PF1处理的NO3−-N含量显著高于BF1处理；在桓台，抽雄期和成熟期各处理土壤NH4+-N含量均无显著差异，PF和WF处理的土壤NO3−-N含量均显著高于BF1处理。 结论 新型水基聚合物包膜尿素的氮素释放总量高，且前期释放特征更符合夏玉米拔节期至抽雄期的氮素需求。氮肥减施并一次性基施条件下，两种包膜尿素均可提高夏玉米抽雄期和成熟期的土壤无机氮水平，维持稳定的夏玉米产量，提高氮肥利用率和农学效率。新型水基聚合物包膜尿素提升产量和氮肥农学效率的效果优于树脂包膜尿素，也优于二者掺混尿素。
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doi: 10.11674/zwyf.2022522
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摘要:
目的 研究间作条件下不同粒径团聚体中真菌群落结构和多样性变化，从微生物学角度探究间作优势的机理。 方法 长期定位试验位于云南农业大学试验基地，始于2013年。供试玉米品种为乔单6号，大豆品种为滇豆7号，共设置4个处理：大豆玉米间作(MD)、玉米单作(MM)、大豆单作(DD)、裸地(CK)。在2021年8月玉米抽雄期，采集0—20 cm土壤样品，利用湿筛法筛分出2～1 mm、1～0.25 mm、<0.25 mm 3个粒径团聚体，测定各粒径团聚体含量和平均质量直径(MWD)，分析各粒径团聚体中有机碳、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量。采用高通量测序法，测定3个粒径团聚体中的真菌群落结构特征。 结果 与CK、DD、MM处理相比，MD处理显著提高了2～1 mm团聚体的含量及MWD，显著提高了2～1 mm团聚体中有机碳含量及1～0.25 mm、<0.25 mm团聚体中碱解氮含量。MD处理提高了2～1 mm和1～0.25 mm团聚体中真菌群落的Chao1指数和OTU数。在2～1 mm和1～0.25 mm团聚体中，MD处理的担子菌门(Basidiomycota)相对丰度较DD分别提高了85.7%和133.3%，较MM处理分别提高了194.1%和69.7%；壶菌门(Chytridiomycotal)相对丰度较MM处理分别提高了20.0%和333.3%。MD处理2～1 mm、1～0.25 mm和<0.25 mm团聚体中毛壳菌属(Chaetomium)相对丰度较MM处理分别提高了68.7%、80.0%和53.2%；2～1 mm团聚体中被孢霉菌门(Mortierellomycota)和被孢霉菌属(Mortierella)的相对丰度较MM处理分别增加了60.0% 和72.4%。PCoA分析显示，真菌群落结构不同粒径间、处理间均存在显著差异(P<0.01)。RDA分析显示土壤有机碳、碱解氮、全氮与α多样性指数显著相关，热图表明团聚体中的担子菌门与土壤全氮、碱解氮、有机碳显著相关。 结论 土壤有机碳、碱解氮、全氮是改变真菌群落结构和多样性的主要驱动因子。与单作相比，大豆玉米间作促进了大团聚体的形成和稳定，显著提高大团聚体中有机碳含量和微小团聚体中的碱解氮含量，增加了大粒径团聚体中优势菌的相对丰度及多样性。因此，间作模式改变了团聚体的粒径分布，同时伴随着土壤真菌群落和多样性的改变，有利于改善土壤微环境，提升土壤质量，保持土壤健康。
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doi: 10.11674/zwyf.2022470
摘要:
目的 研究施用硼肥提高油菜籽产量、改善油菜籽品质的效果，确定适宜硼肥用量，同时探究油菜产量、各品质指标、脂肪酸组分和籽粒硼含量间的相关关系，以期为直播冬油菜优质高产栽培研究和生产提供理论依据。 方法 2020—2021年在安徽池州、重庆万州和江西南昌布置3个硼肥用量田间试验，供试油菜均为双低品种。设置4个硼砂(含B 10%)用量处理，分别为0 (B0)、4.5 (B4.5)、9.0 (B9.0) 和13.5 kg/hm2 (B13.5)。测定了油菜产量、籽粒硼含量、主要品质指标及脂肪酸组分，并分析各因素之间的相关关系。 结果 3个试验点产量均在B13.5处理达到最大，硼肥用量超过4.5或9.0 kg/hm2，产量基本不再显著增加。与B0处理相比，施用硼肥在池州、万州和南昌试验点最高可分别增加油菜籽产量296、818和715 kg/hm2，增产率分别达到20.7%、42.6%和38.3%。施硼均显著增加了各试验点油菜的单株角果数和每角粒数，其中单株角果数的增幅最高，与B0处理相比，B4.5、B9.0和B13.5处理分别平均增加20.0%、20.4%和35.0%，每角粒数分别增加7.3%、13.1%和11.1%。收获密度和千粒重在南昌和万州分别增加30.5%和7.4%。与B0相比，施硼显著提高了油菜籽的含油量、油酸和亚麻酸含量，最高增幅分别为10.3%、15.8%和22.7%；降低了亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量，最高降幅分别为19.4%、36.1%和14.1%；蛋白质含量仅南昌试验点显著提高了19.1%，但产油量和蛋白质产量均显著提高，最高增幅分别为53.4%和53.2%。施硼处理芥酸和硫甙均有增加的风险，与B0相比，B4.5处理的芥酸含量增加了19.1%，硫甙含量降低了3.0%，B13.5处理的芥酸和硫甙含量分别增加了57.3%和35.8%。虽然芥酸和硫甙增加显著，依然低于国家规定的双低油菜食用菜籽油和饲用饼粕的限量。施硼显著增加了油菜籽硼含量，且籽粒硼含量随着施硼量的增加而增加，在万州、池州和南昌试验点均是B13.5处理硼含量最高，分别较B0增加了56.9%、26.3%和33.8%。籽粒硼含量与含油量、蛋白质含量、油酸和亚麻酸呈显著正相关关系，与亚油酸和棕榈酸呈显著负相关关系。籽粒硼含量对产量和含油量有较大的直接正作用，籽粒硼含量和含水率是通过增加产量、含油量来间接提高产油量(或蛋白质产量)。 结论 施硼可以提高双低油菜单株生产力，提高油菜产量，提高籽粒含硼量。较高的硼含量不仅有利于提高含油量，还可以增加油酸和亚麻酸含量，改善油分品质，兼顾提升蛋白质产量，增产提质效果较好。结合考虑籽粒芥酸和硫苷含量，推荐硼肥用量4.5～9.0 kg/hm2。
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doi: 10.11674/zwyf.2022582
摘要:
目的 碱性盐含量高是碱化土壤中制约水稻生长发育的主要障碍因子。研究3种常用外源植物调节物对碱胁迫下水稻幼苗生长、生理特性及相关基因表达的调节效应，以筛选可缓解水稻受碱胁迫的外源调节物。 方法 试验采用水培方法，供试水稻品种为‘中花11’，外源调节物为甜菜碱(GB)、硝普钠(SNP)和褪黑素(MT)。以正常营养液为对照(CK)，CO32−和HCO3−浓度为20 mmol/L、pH 8.65的碱性营养液为碱胁迫(AS)。水稻幼苗生长至21天后，在CK和AS条件下，分别喷施蒸馏水(DW)、GB、SNP和MT，共8个处理。连续处理3天，收获，测定表型、生理指标、基因表达量。采用主成分分析、隶属函数结合权重综合评价等方法，评价外源调节物对水稻碱胁迫伤害的缓解效应。 结果 与AS+DW处理相比，AS+GB、AS+SNP和AS+MT处理均显著降低了叶片卷曲度，提高了幼苗存活率，增加了地上部和根部的干鲜重；显著降低了水稻幼苗丙二醛(MDA)和活性氧(H2O2、\begin{document}$\rm{O}_{\small 2}^{\overline {\,\cdot\,}} $\end{document} ![]()
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结论 GB、SNP和MT这3种外源物均能通过调节水稻幼苗形态、生理特性及基因表达的变化，从而缓解水稻碱胁迫伤害并增强水稻的耐碱性。其中，SNP的缓解效应最大，GB次之，MT最小。
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doi: 10.11674/zwyf.2022487
摘要:
目的 青钱柳是我国重要的药用植物之一，探究不同类型诱导子对青钱柳生长、抗性、药用品质的影响，以期为其叶用林定向培育提供理论依据。 方法 以2年生青钱柳苗为试材进行盆栽试验，供试生物诱导子包括真菌诱导子棘孢木霉(Trichoderma asperellum，F)处理、细菌诱导子解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens，B)处理，非生物诱导子壳聚糖Chitosan (C)处理，以及生物与非生物诱导子组合FC和BC处理，以等量清水处理(CK)为对照。在青钱柳幼苗定植5个月后进行诱导子处理，处理45天后收获。收获时调查青钱柳幼苗株高和地径，根、茎、叶生物量，分析叶片中碳、氮、磷含量，超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性，以及生物活性物质含量和产量。同时，取栽培基质样品，分析其pH、全氮和有效氮磷含量。 结果 与对照相比，诱导子处理对青钱柳苗的相对生长率没有显著影响，但都显著提高了青钱柳的叶片生物量(P<0.05)，其中F处理的提升效果显著高于其他处理，B、C、FC处理的效果相当，但均显著高于BC处理。5个诱导子处理均显著提高了叶片中SOD活性，提升效果为FC>F≈C>BC>B>CK，但只有F与FC处理提升叶片POD活性的效果达到显著水平。不同处理提升叶片中活性物质含量和产量的效应不同，F、FC、B和BC处理显著提高了叶片总黄酮、总三萜与总多酚含量和产量，提升效果为F处理远大于FC处理，B处理远大于BC处理；F、C处理对总多糖有显著提升效果，且C处理的效果显著高于F处理。青钱柳酸B为青钱柳所特有的三萜类单体，F和B处理的叶片青钱酸B含量分别高出对照77.8%和200%。施用诱导子影响了栽培基质的化学性质。壳聚糖C由于采用叶面喷施方法，对栽培基质的直接影响不显著。F、FC、BC处理显著提高了栽培基质的pH，提高顺序为FC>F>BC (P<0.05)；B、BC、F处理提高了基质的有效氮含量，B和BC处理的提升效果又显著高于F；B和BC处理提高有效磷含量的效果也最佳，F、FC处理其次。相关性分析表明，叶片N、P、总黄酮、总三萜含量与土壤有效氮、磷含量呈显著正相关；叶片总三萜含量与磷含量显著正相关；总多酚与SOD、POD活性呈极显著正相关，与叶片N/P呈极显著负相关；总多糖与SOD活性显著正相关。 结论 真菌、细菌和壳聚糖类诱导子提高青钱柳叶片产量和品质的效果及机理均不同。真菌类诱导子可提高栽培基质的pH值和全氮含量，提高植株抗氧化酶活性，促进青钱柳叶片养分和叶生物活性物质积累。细菌诱导子的效果不如真菌，但在土壤有效养分方面表现最优，在生物活性物质积累方面也有一定的效果。壳聚糖对大部分活性物质的积累无显著作用，但有利于叶多糖的积累。综合产量和品质，木霉菌为青钱柳最适诱导子，且尽量避免生物诱导子与非生物诱导子同时使用。
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doi: 10.11674/zwyf.2022465
摘要:
目的 研究添加木质素的腐植酸液体肥料(即木质素基腐植酸液体肥料：LHF)对南方红壤的养分、酶活性和微生物及香蕉幼苗生长的影响，在提高土壤肥力的同时为造纸工业副产物资源化利用提供参考依据。 方法 采用盆栽试验培育香蕉幼苗。供试土壤为广州赤红壤，供试香蕉为五叶一心香蕉幼苗。设置不施肥(CK)、常规液体肥料(CF)、腐植酸液体肥料(HF)及木质素添加量分别为10 g/L (LHF10)、30 g/L (LHF30)、50 g/L (LHF50)的LHF处理，共6个处理，肥料的氮磷钾含量保持一致。香蕉种植3个月后，分别对植株和土壤采样保存，测定植株生长生理指标及土壤理化性质、土壤酶活性和土壤微生物数量。 结果 1)与CK处理相比，各施肥处理均显著提高了土壤全氮、铵态氮、速效磷和速效钾的含量。土壤铵态氮、硝态氮和全氮含量均随木质素添加量的增加而呈现下降的趋势。与CF处理相比，低浓度的木质素可显著提高土壤铵态氮和全氮的含量，而高浓度的木质素可显著降低土壤氮素的含量。随木质素添加量的增加，土壤速效钾含量降低，其中LHF30和LHF50处理显著低于CF和HF处理。HF和LHF处理均显著提高了土壤速效磷含量(10.45%～22.43%)，而LHF50处理的速效磷含量显著高于HF处理。土壤有机质含量随木质素添加量的增加而增加，而木质素基腐植酸液体肥料的有机质含量均低于HF处理。2)在土壤酶活性方面，与CF处理相比，LHF处理的脲酶活性显著降低(17.84%～31.29%)。同时，LHF处理提高了蔗糖酶活性和酸性磷酸酶活性，其中对于蔗糖酶活性，LHF30处理较CF处理显著增加了49.35%。对于酸性磷酸酶活性，LHF处理均高于CF处理，而低于HF处理。除LHF50处理的硝酸还原酶活性低于CF处理外，其余施肥处理均高于CF处理，且HF和LHF10处理分别较CF处理显著提高了40.00%和32.00%。3) 3种土壤微生物数量均表现为CK<CF<HF<LHF。LHF30处理的细菌和放线菌数量均最多，而LHF50处理的真菌数量最多。无论是细菌、真菌还是放线菌，LHF处理的数量均高于CF和HF处理。4)对于香蕉幼苗的株高和茎粗，LHF处理均比CF处理有所提高，其中株高有显著差异，而茎粗差异不显著。无论是植株鲜重还是干重，LHF处理均高于CF处理，其中LHF处理地上部的鲜重和干重均高于HF处理。无论地上部还是地下部，木质素基腐植酸液体肥料处理的磷吸收积累量和钾吸收积累量均高于CF和HF处理。 结论 施加木质素基腐植酸液体肥料提高了土壤矿质氮、全氮、速效磷含量以及蔗糖酶、酸性磷酸酶和硝酸还原酶的活性，而显著降低了土壤脲酶的活性，其对土壤微生物的生长繁殖也有显著的促进作用。对作物而言，施用木质素基腐植酸液体肥料可促进香蕉生长发育，促进香蕉幼苗对养分的吸收和积累。
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2023, 29(4): 591-601.
doi: 10.11674/zwyf.2022430
摘要:
【目的】 研究氮锌肥配施对南方香粳稻产量和外观加工品质、蒸煮食味品质、香气的影响，为南方香粳稻的调优栽培提供科学依据。 【方法】 田间试验于2020和2021年在扬州大学试验基地进行，供试粳稻品种为宁香粳9号和南粳46。在施锌(+Zn)和不施锌(Zn0）条件下，分别设3个施氮水平：0 (N0)、180 kg/hm2（N180)、270 kg/hm2（N270)，共6个处理。于收获期，测定产量和产量构成因素，分析籽粒加工外观、食味和香气品质。 【结果】 提高氮肥用量可显著增加香粳稻产量，而施用锌肥对香粳稻产量无显著影响，+ZnN270处理宁香粳9号和南粳46产量均最高，分别达10.48 t/hm2和10.40 t/hm2；相同氮肥用量下，增施锌肥对产量没有显著影响。宁香粳9号和南粳46的最佳稻米加工和外观品质均以+ZnN270处理最优。在相同氮肥用量下，施用锌肥改善了香粳稻的加工和外观品质。与N0处理相比，在N180和N270处理下两品种的直链淀粉含量下降了8.44%～13.16%，蛋白质含量增加了9.79%～23.89%，食味值显著下降。相同氮肥用量下，增施锌肥显著增加了稻米蛋白质含量，提升了食味值。香粳稻的消减值随氮肥用量的增加而增加，其余稻米米粉黏滞性谱(RVA谱)指标随氮肥用量的增加而降低；相同氮肥用量下，+Zn处理对香粳稻的RVA无显著影响。提高氮肥用量可增加香粳稻糙米和精米中氮含量和2-乙酰基-1-吡咯啉 (2AP) 含量，N180处理宁香粳9号和南粳46糙米中氮含量较N0处理分别增加了4.64%和4.87%，精米中氮含量分别增加了9.80%和12.88%；糙米中2AP分别增加了8.91%和41.38%，精米中2AP分别增加了7.91%和5.88%。N270处理两品种糙米中氮含量较N0处理分别增加了12.17%和11.00%，精米中氮含量分别增加了23.89%和22.98%；糙米中2AP分别增加了12.16%和91.28%，精米2AP分别增加了16.24%和120.78%。N270处理下，与Zn0处理相比，+Zn处理宁香粳9号和南粳46糙米中锌含量分别增加了1.00%和3.01%，2AP含量分别增加了0.47%和15.27%；精米中锌含量分别增加了9.75%和2.19%，2AP含量分别增加了5.71%和52.04%。 【结论】 较高的氮肥施用量能有效提高香粳稻产量，提升加工、外观和香气品质。高氮水平配合锌肥不仅获得更好的加工品质和外观品质，还能显著增加香气物质含量和食味值。本试验条件下，施用氮270 kg/hm2并配施锌肥是实现香粳稻产量高、加工外观品质好、蒸煮食味品质佳的施肥方式。
2023, 29(4): 602-613.
doi: 10.11674/zwyf.2022474
摘要:
【目的】 利用9年设施番茄定位试验，研究施氮量以及有机无机肥配施对土壤硝化潜势和pH的影响，为提高设施土壤供氮能力和减缓设施土壤酸化的施肥管理提供理论依据。 【方法】 设施番茄栽培定位施肥田间试验位于辽宁沈阳，始于2013年，每年种植一季番茄。设置施用尿素N 0、187.5、375.0、562.5 kg/hm2 4个水平(N0、N1、N2、N3)，在每个氮水平下又设置施有机肥75000 kg/hm2处理(MN0、MN1、MN2、MN3)，共8个处理。2021年，于番茄第一穗果膨大期(S1)、第二穗果膨大期(S2)、收获期(S3)和休耕期(S4)，采集0—10和10—20 cm土层土壤样品，测定土壤硝化潜势(NP)、pH、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3−-N)含量，以及休耕期土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量，计算矿质氮(Nmin)占TN的比例(Nmin/TN)。 【结果】 化学氮肥施用量、施用有机肥及二者交互作用均显著影响土壤NP、pH和NO3−-N含量。与单施化肥相比，有机无机肥配施降低了S1期土壤NP，但提高了S2～S4期土壤NP。N1处理土壤pH与N0处理无显著差异，N2、N3处理显著降低了0—20 cm土层pH，且N3处理降幅显著大于N2处理(P<0.05)；4个有机无机肥配施处理土壤pH在S1、S2期无显著差异，在S3、S4期随化学氮肥施用量增加而逐渐降低，但降低幅度明显小于单施化肥处理。单施化肥和有机无机肥配施处理土壤pH下降速率分别为0.00～0.20 ∆pH/a和0.00～0.08 ∆pH/a。有机无机肥配施显著增加番茄生长期土壤NO3−-N含量及收获期和休耕期土壤NH4+-N含量，单施化肥和有机无机肥配施处理土壤NO3−-N含量分别为4.43～197.35 mg/kg和35.16～400.04 mg/kg。与单施化肥相比，有机无机肥配施显著提高土壤SOC和TN含量，显著降低土壤Nmin/TN (P<0.05)。单施化肥处理土壤NP与NO3−-N含量和pH呈正相关，与NH4+-N含量呈负相关；有机无机肥配施处理土壤NP与SOC、TN和S2期NO3−-N含量均呈正相关，与S2期pH和休耕期Nmin/TN呈负相关。单施化肥处理土壤pH在S3和S4期与NH4+-N、NO3−-N 含量呈显著负相关，有机无机肥配施处理土壤pH在S1、S2和S4期与NH4+-N、NO3−-N 含量呈显著负相关，单施化肥和有机无机肥配施处理土壤pH在休耕期均与Nmin/TN呈显著负相关，有机无机肥配施处理土壤pH还与TN含量呈显著负相关。 【结论】 与单施化肥相比，有机无机肥配施提高土壤有机碳、全氮含量以及番茄生长中后期土壤NO3−-N含量(硝化潜势)，同时降低土壤Nmin/TN，有效减缓土壤pH下降速率。尿素N 187.5 kg/hm2与有机肥75000 kg/hm2配施处理提高设施土壤供氮能力、减缓土壤酸化的效果最突出。
2023, 29(4): 614-627.
doi: 10.11674/zwyf.2022472
摘要:
【目的】 研究耕作模式对旱地雨养夏玉米–冬小麦(以下简称玉–麦)两熟体系生产力的影响，并对深松、翻耕在轮耕模式中的作用进行评价。 【方法】 定位试验于2015—2021年在中国农业科学院洛阳旱农试验基地进行。设置夏免耕秋免耕(SNAN)、夏深松秋免耕(SSAN)、夏免耕秋3年免耕1年翻耕(SNA3N1P)、夏深松秋3年免耕1年翻耕(SSA3N1P)和传统夏秋季均翻耕(CT) 5种耕作模式，调查了玉米、小麦的产量和水分利用效率，2020年测定了玉米收获期0—40 cm土层土壤容重、养分含量和酶活性，以及2019—2020年度小麦收获期0—380 cm土层的硝态氮累积量。 【结果】 1)与CT处理相比，SNAN、SSAN、SNA3N1P和SSA3N1P处理的玉米、小麦和周年产量分别显著提高了28.4%～33.5%、23.7%～25.0%和27.1%～30.3%，水分利用效率分别显著提高了19.6%～39.2%、20.2%～29.3%和29.5%～34.5%，0—5 cm和20—40 cm土层土壤容重显著降低，0—5 cm土层的有机质含量以及0—40 cm多数土层的全氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蔗糖酶活性均显著提高；0—80 cm土层硝态氮累积量显著提高了44.3%～104.8%，120—380 cm土层硝态氮累积量显著降低了22.1%～34.1%。2)与夏免耕(SN)处理相比，夏深松(SS)处理对玉米和小麦产量没有显著影响，但显著降低了玉米水分利用效率，提高了10—20 cm土层有机质含量、0—20 cm土层全氮含量、0—5 cm和10—20 cm土层有效磷含量、10—20 cm土层速效钾含量、5—40 cm土层脲酶活性、0—40 cm土层蔗糖酶活性，也提高了20—40 cm土层容重和0—380 cm土层硝态氮累积量。3)与秋免耕(AN)处理相比，秋3年免耕1年翻耕(A3N1P)处理降低了0—5 cm土层的土壤养分含量，增加了5—20 cm各土层有机质含量、5—40 cm各土层速效钾含量、0—40 cm各土层脲酶和蔗糖酶活性；SN处理下的小麦水分利用效率6年均值显著提高了7.1%，SS处理下0—380 cm土层的硝态氮累积量显著降低了12.4%。4)虽然SSA3N1P处理的产量和水分利用效率与其他轮耕模式无显著差异，但其改善土壤性状和提高根层(0—80 cm)、降低深层(120—380 cm)土壤硝态氮累积量的效果最优。 【结论】 夏深松相比夏免耕、秋季3年免耕1年翻耕相比秋免耕均可改善土壤性状。夏深松秋3年免耕1年翻耕的改土、增产增效和优化土壤硝态氮分布的效果总体最优，是适宜雨养玉–麦两熟体系的耕作模式。
2023, 29(4): 628-639.
doi: 10.11674/zwyf.2022350
摘要:
【目的】 土壤有机氮组成和有效性影响土壤肥力的高低。研究不同施氮量下土壤有机氮组分含量的变化规律，及其与冬小麦氮素吸收之间的关系，为科学开展氮肥减施提供理论依据。 【方法】 冬小麦–夏玉米轮作田间试验在河南温县进行，试验历经3季冬小麦和两季夏玉米。小麦设置5个施氮(N)量处理：300 kg/hm2 (N300)、225 kg/hm2 (N225)、195 kg/hm2 (N195)、165 kg/hm2 (N165)、0 kg/hm2 (N0)，从第2季冬小麦开始，调查冬小麦产量和吸氮量，小麦播种前和收获后测定0—20 cm土层土壤全氮、有机氮组分含量。 【结果】 实现冬小麦稳产的最低施氮量为165 kg/hm2，满足冬小麦对氮素需求的最低施氮量为195 kg/hm2。酸解氮(TNex)是土壤中主要的有机氮组分，占全氮的59.06%～92.26%。随着试验时间的延长，N165和N195处理降低了TNex在有机氮中的比例，而N0、N225 和N300维持了稳定的TNex比例。在酸解氮中，酸解氨基糖态氮(ASN)、酸解铵态氮(ANN)、酸解氨基酸态氮(AAN)分别占TNex的18.40%～46.62%、8.91%～34.40%、13.43%～28.52%。5季后N0、N165处理土壤酸解态氮的所占比例表现为ANN>AAN>ASN，而N195、N225和N300处理的所占比例表现为ASN>ANN>AAN。冗余分析表明，冬小麦播种前ASN、ANN、AAN和施氮量对土壤有机氮组分含量变化的贡献分别为19.11%、18.19%、9.80%和17.45%，它们共同调节土壤有机氮组分的变化。结构方程分析表明，施氮量影响土壤有机氮间的转化关系及对冬小麦氮素吸收量的贡献。AAN是中、低施氮量条件下影响冬小麦氮素吸收量的关键组分，对冬小麦地上部氮吸收量的贡献为19.11%。ASN是高施氮量条件下影响冬小麦氮素吸收量的关键组分，对冬小麦地上部氮吸收量的贡献为8.65%。 【结论】 土壤中有机氮的主要组分是酸解氮，施氮量影响土壤中各有机氮组分的含量及转化。低施氮量导致土壤全氮含量下降，并降低全氮中酸解态氮的比例，高施氮量可维持酸解态氮的稳定。低施氮量提高了酸解铵态氮的比例，降低了氨基糖态氮的比例。在中低施氮量下，酸解氨基酸态氮是土壤供氮的关键组分；在高施氮量下，酸解氨基糖态氮是土壤供氮的关键组分。
2023, 29(4): 640-650.
doi: 10.11674/zwyf.2022394
摘要:
【目的】 竞争和恢复是间作群体优势的重要机理。本研究分析比较玉米与不同豆科作物间作共生期对氮的竞争，单独生长期氮吸收的恢复效应，以及氮竞争和恢复效应对间作模式氮吸收间作优势的影响。 【方法】 田间试验于2018—2019年在甘肃省农业科学院张掖试验站进行。共设置玉米/豌豆间作 (maize/pea，M/P)、玉米/蚕豆间作 (maize/faba bean，M/F)、玉米/大豆间作 (maize/soybean，M/S) 3个间作体系和单作豌豆 (sole pea，SP)、单作蚕豆 (sole faba bean, SF)、单作大豆 (sole soybean，SS)、单作玉米 (sole maize，SM) 4个单作体系。测定豆科作物和玉米收获期作物的干物质量和氮浓度，计算间作体系作物的偏氮吸收当量比 (partial nitrogen uptake equivalent ratio，pNER) 和间作体系的氮吸收当量比 (nitrogen uptake equivalent ratio，NER)，玉米相对于豆科的氮竞争比率(competitive ratio of maize to legume，CRml)，豆科作物收获后玉米的氮素吸收量和吸收速率。 【结果】 M/P、M/F和M/S的NER均大于1，两年平均分别为1.33、1.26和1.38。3个间作体系中，豆科作物的pNERl无显著差异，M/S中玉米的pNERm显著高于M/P和M/F。间作豆科作物的氮浓度与其单作相比无显著差异，但氮吸收量显著低于单作。M/P、M/F和M/S体系中玉米植株的氮浓度无显著差异，而玉米氮吸收量分别相当于单作玉米的62.2%、51.0%和79.9%，M/S体系玉米氮吸收量较M/P和M/F分别提高了33.4%和62.6%。M/S体系CRml大于1，M/P和M/F的CRml值均小于1。各间作体系玉米恢复效应2019年高于2018年，但值均小于1。CRml与NER和pNERm呈显著正相关，与pNERl呈显著负相关。 【结论】 两年的试验结果表明，河西走廊灌区玉米/豌豆、玉米/蚕豆和玉米/大豆间作体系的氮吸收当量比均大于1，相对单作具有氮吸收间作优势。玉米/豌豆、玉米/蚕豆和玉米/大豆体系共生期存在氮竞争，豌豆和蚕豆对氮的竞争强于玉米，大豆的氮竞争弱于玉米。豆科作物收获后，各体系玉米单独生长期无氮吸收恢复效应。
2023, 29(4): 651-663.
doi: 10.11674/zwyf.2022503
摘要:
【目的】 研究青海高原麦秸和豆科绿肥混合添加下土壤温室气体排放规律及其碳氮转化机制，为该地区农田系统秸秆和绿肥科学利用提供依据。 【方法】 采用室内模拟试验，设无添加对照(CK)、单独添加毛叶苕子(VS)、单独添加麦秸(WS)、麦秸与毛叶苕子混合添加(VWS)，共4个处理。测定了温室气体排放速率、土壤活性碳氮组分、土壤酶活性、细菌、古菌、真菌、amoA、nirK和narG基因丰度。 【结果】 VWS处理与VS处理相比，CO2和N2O的累积排放量分别减少24.8%和74.6%，CH4累积吸收量增加9.1%，综合增温潜势(global warming potential， GWP)显著降低76.1% (P<0.05)；与WS处理相比，CO2累积排放量增加33.7%，CH4累积吸收量与N2O累积排放量分别降低12.0%和43.1%，GWP降低49.4%。有机物料添加可调节土壤pH，增加土壤碳氮含量。VWS处理的土壤pH显著高于CK和VS处理；土壤水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(SMBC)含量较VS处理分别增加了21.6%和4.9%，无机氮(Nmin)、土壤水溶性有机氮(DON)和微生物量氮(SMBN)含量分别降低了77.3%、59.5%和6.3%；土壤Nmin、DOC、DON、SMBC和SMBN含量较WS处理分别增加64.0%、22.5%、56.5%、23.2%和27.8%。VWS处理较其他处理，α-葡萄糖苷酶(AG)和β-葡萄糖苷酶(BG)活性显著提高，亚硝酸还原酶(NIR)活性显著降低。VWS处理的真菌和古菌群落丰度较WS处理分别提高83.8%和69.8%，较VS处理分别降低62.6%和20.3%；VWS处理细菌群落丰度较VS处理降低33.4%。VWS处理下，AOB amoA、nirK和narG基因丰度较VS处理分别降低56.6%、41.4%和16.3%，较WS处理分别降低30.3%、25.9%和12.0%。相关分析结果表明，CO2和CH4排放与土壤有机碳、全氮、DOC、SMBC和SMBN含量，AG、NAG和NR活性，真菌、细菌、nirK和narG基因丰度呈显著正相关；N2O排放与土壤全氮、DON、SMBC和SMBN含量、真菌、AOB amoA和nirK基因丰度呈显著正相关，与土壤pH和BG活性呈显著负相关。偏最小二乘路径模型分析(PLS-PM)表明，AOB amoA是调控土壤N2O排放的主要功能菌群。 【结论】 麦秸、毛叶苕子单独添加以及二者混合添加均可促进土壤CO2排放，减少CH4吸收。相较于二者单独添加，混合添加可通过降低土壤AOB群落丰度等途径，实现N2O减排和综合增温潜势下降，可作为青海高原旱地土壤温室气体减排的一项有效措施。
2023, 29(4): 664-676.
doi: 10.11674/zwyf.2022493
摘要:
【目的】 研究生物炭性质与氮肥用量对河套灌区春玉米田温室气体排放和产量的影响，为河套灌区高效利用生物炭固碳减排提供理论支撑。 【方法】 试验采用室内培养与田间试验相结合的方法，供试材料为秸秆生物炭和竹炭。田间试验设常规施氮300 kg/hm2对照(N)、常规氮量配施秸秆炭(SB+N)、常规氮量配施竹炭(BB+N)、减氮50%配施秸秆炭(SB+50%N)、减氮50%配施竹炭(BB+50%N)。采用静态暗箱–气象色谱法测定春玉米田温室气体排放量，并测定玉米产量。室内培养试验中分别制备热解温度为200℃、400℃和600℃的秸秆炭(S)和竹炭(B)加入土壤中，平衡3天后施入N 300 kg/hm2开始恒温恒湿培养，共培养14天。监测了不同培养时间土壤中N2O、CO2及CH4气体的排放通量。 【结果】 与N处理相比，SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理0—5 cm深土壤温度分别提高了0.50℃、1.84℃、0.35℃和1.37°C，0—10 cm深土壤温度分别提高了0.43℃、1.83℃、0.39℃和1.11°C；0—10 cm土壤含水率分别提高13.70%、8.90%、12.33%和8.90%。与N处理相比，在春玉米整个生育期内SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理的土壤N2O累积排放量分别减少了21.91%、23.16%、25.98%和28.17% (P<0.05)；SB+N和BB+N处理的CO2累积排放量分别提高了7.96%和9.94% (P<0.05)，而SB+50%N和BB+50%N处理的分别降低了11.54%和10.74% (P<0.05)；整个春玉米生育期各生物炭处理的CH4累积排放量为负值，显著低于N处理(P<0.05)；SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%N处理土壤的全球增温潜势(GWP)分别降低了23.26%、23.98%、27.00%和29.14%，温室气体排放强度(GHGI)分别降低了27.24%、28.97%、32.57%和34.68% (P<0.05)。生物炭添加能够提高玉米产量，SB+N、BB+N、SB+50%N和BB+50%处理较N处理分别增加5.47%、7.01%、8.26%和8.47% (P<0.05)。培养试验发现生物炭能够减少土壤N2O和CO2的排放。N2O和CO2的排放通量随生物炭热解温度升高而减少，在相同热解温度下，竹炭的减排效果优于秸秆炭。各处理下土壤CH4的排放均表现为碳汇，其中600°C制备的竹炭对CH4的吸收量最高。 【结论】 施用生物炭能够改善土壤温度和土壤含水率，并显著降低N2O和CH4累积排放量，但常规施氮量下施用生物炭会提高CO2累积排放量。施用生物炭能够显著提高春玉米的产量并降低春玉米田GWP和GHGI。培养试验进一步说明了竹炭的减排效果优于秸秆炭，高热解温度的生物炭减排效果优于低热解温度生物炭，综合考虑田间与室内培养试验的结果、环境效益和经济效益，减氮50%配施竹炭的处理是河套灌区春玉米田提高产量并减少温室气体排放较为合适的措施。
2023, 29(4): 677-689.
doi: 10.11674/zwyf.2022450
摘要:
【目的】 石灰性复垦土壤磷素含量极低且易被其他离子吸附固定，严重影响作物的吸收与利用。研究不同有机肥对石灰性复垦土壤磷吸附解吸特征的影响，为加速培肥煤矿复垦土壤提供技术和理论依据。 【方法】 在山西省孝义市采煤塌陷区进行了4年的定位培肥试验，共设置了6个处理：不施肥、施鸡粪、施猪粪、施牛粪和氮钾肥、施氮磷钾肥。采集各处理土壤样品进行吸附动力学试验，测定复垦土壤磷最大吸附量、最大缓冲容量、吸附饱和度、解吸率，并分析影响磷吸附解吸的关键因素。 【结果】 采用Langmuir等温吸附方程可以极好地拟合复垦土壤对磷的吸附(R2=0.924～0.992)。复垦年限和施肥处理以及二者的交互作用均对复垦土壤磷吸附解吸产生显著影响。随复垦年限的增加，土壤磷最大吸附量显著降低，而土壤磷吸附饱和度和解吸率显著增加。与复垦第1年相比，复垦第4年各施肥处理的土壤磷最大吸附量降低了12%～26%，土壤磷吸附饱和度增加了218%～885%，土壤磷解吸率增加了86%～118%。与两个化肥处理相比，3种有机肥处理下土壤磷最大吸附量显著降低了30%，最大缓冲容量降低了31%，土壤磷吸附饱和度增加了34%，磷解吸率增加了16%～24%。而且不同有机肥处理间也存在显著差异，有机肥对磷吸附的影响表现为猪粪>鸡粪>牛粪，对磷解吸的影响表现为鸡粪>猪粪>牛粪。冗余分析(RDA)结果表明，全磷和有机质是影响磷吸附–解吸的主要因素，贡献率分别为74%和13% (P<0.01)。 【结论】 施肥可以降低采煤塌陷复垦土壤对磷的吸附，增加磷的解吸能力，同一磷水平下有机肥的影响效果显著好于化肥。土壤对磷的吸附–解吸主要受土壤全磷和有机质含量的影响。在增加土壤磷有效性方面，鸡粪的效果优于猪粪和牛粪。随着施肥年限的增加磷吸附饱和度逐渐增加，建议持续监测土壤磷吸附–解吸特性，以警惕有机肥长期施用引起的环境磷流失风险。
2023, 29(4): 690-703.
doi: 10.11674/zwyf.2022208
摘要:
【目的】 探讨不同磷效率紫花苜蓿(Medicago sativa L.)叶片光合性能对低磷胁迫的响应，从光能转化和利用的差异来揭示品种适应磷胁迫的机理。 【方法】 试验采用砂培法，供试材料为2个磷高效紫花苜蓿品种甘农6号(G6)、极光(JG)和2个磷低效品种Bara 310SC (B310)、甘农4号(G4)。以1/4霍格兰营养液为基础，设置磷浓度为0.5 mmol/L (正常对照)和0.05 mmol/L (低磷)两个处理水平，紫花苜蓿幼苗处理30天后，测定苜蓿幼苗叶片叶绿素荧光参数，将样品烘干后，测定生物量和磷含量。 【结果】 与对照相比，低磷胁迫下4个苜蓿品种的生物量和磷利用效率均降低，相对可变荧光诱导曲线J点和I点的荧光强度上升，初级醌受体(QA)被还原的最大速率(Mo)显著增加，受体库容量(Sm)等参数下降，PSⅡ受体侧受损；活性反应中心数目(RC/CSo)降低，光能的吸收(ABS/RC、ABS/CSo)、捕获(TRo/RC、TRo/CSo)、传递(ETo/RC)和耗散(DIo/RC、DIo/CSo)显著增加，性能指数(PIabs和PItotal)降低，光合电子传递受阻，PSⅠ和PSⅡ的整体性能降低。从品种间差异来看，磷高效利用型品种G6和JG这些参数的变化幅度均小于磷低效利用型品种B310和G4，且在相同磷处理下具有较高的生物量和磷利用效率。 【结论】 低磷胁迫主要抑制苜蓿叶片受体侧及反应中心电子传递链性能，使PSⅠ和PSⅡ性能下降，光合电子传递受阻，最终导致生物量和磷利用效率降低。与磷低效利用型品种相比，磷高效利用型品种具有较高的光合电子传递活性，能较好的维持光合系统的稳定性；与其他荧光参数相比，PIabs对低磷胁迫最为敏感，且与磷利用效率显著正相关，能有效的反映PSⅡ光能转化效率、活性反应中心和受体侧的状况，是评估低磷胁迫下苜蓿光合活性的有效指标。
2023, 29(4): 704-711.
doi: 10.11674/zwyf.2022448
摘要:
【目的】 研究镉(Cd)处理下水稻根系细胞壁果胶对Cd胁迫的响应，进一步深化Cd安全水稻材料根系细胞壁Cd的固持机制。 【方法】 以Cd安全水稻材料D62B为研究对象，普通材料Luhui17为对照进行水培试验。设4个Cd质量浓度处理：0 mg/L (CK)、0.5 mg/L (Cd0.5)、1.0 mg/L (Cd1)、2.0 mg/L (Cd2) 。在水稻分蘖期采集根系样品，分析细胞壁多糖中果胶、半纤维1、半纤维2以及残渣部分的Cd含量，测定果胶糖醛酸含量、果胶酯化度、果胶甲酯酶(PME)活性、根系过氧化氢(H2O2)含量以及细胞壁过氧化物酶(POD)活性，进而分析根系细胞壁果胶对Cd的响应特征。 【结果】 1) Cd胁迫下，D62B和Luhui17根系细胞壁果胶合成增加，根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量均表现为D62B高于Luhui17。Cd处理下D62B根系细胞壁低酯化和高酯化果胶糖醛酸含量较对照分别增加了13.21%～71.82%和22.10%～64.27%，Luhui17分别增加了24.14%～137.86%和13.12%～41.26%。2) Cd1、Cd2处理下D62B和Luhui17根系细胞壁果胶酯化度和PME活性较CK处理均升高；相同Cd处理下D62B根系细胞壁PME活性显著高于Luhui17。3) Cd诱导两类水稻材料根系H2O2积累、影响细胞壁POD活性；Cd胁迫下，D62B根系H2O2含量和细胞壁POD活性较Luhui17更低，PME对果胶去甲酯化作用更强。 【结论】 Cd胁迫下，Cd安全水稻材料D62B根系细胞壁中低酯化和高酯化果胶合成能力均强于普通材料，且具有更高的PME活性，进而可提供更多的Cd结合位点，表现出较强的Cd结合能力，有利于D62B根系滞留Cd。
2023, 29(4): 712-721.
doi: 10.11674/zwyf.2022466
摘要:
【目的】 研究喷施硅肥对茶树生长和茶叶品质的影响，以及硅在茶树中的累积和分布，为优质安全茶叶生产提供依据。 【方法】 采用室内盆栽与田间试验相结合的方法，供试硅肥为硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)。室内盆栽试验设置7个硅喷施浓度：0、50、150、300、500、750、1500 mg/L，每7天喷施一次，共喷施3次。通过测定茶苗生物量、SPAD值、叶绿素荧光特性、植保素含量及气孔特性，以确定最佳喷施硅肥浓度。然后，以该最佳喷施浓度进行室内茶苗盆栽和田间试验，在室内试验中测定了茶苗不同部位和组织的硅含量，在田间试验中测定了茶园春、夏、秋季茶叶产量及新梢品质成分。 【结果】 喷施硅300、500 mg/L处理的茶苗地上部和根部生物量高于其他处理，幼苗叶绿素含量、叶片光化学猝灭系数(qP)、非光化学荧光淬灭系数(qNP)、表观电子传递速率(ETR)及植保素含量也高于Si0和其他处理，综合茶苗生长和生理指标结果，选用500 mg/L作为最佳硅喷施浓度。第一次喷施硅肥7天后，硅主要积累在叶部，从顶芽往下数的不同叶位硅含量分布为第3叶>第5叶>第1叶；第三次喷施7天后，第5叶硅含量显著高于第1叶、第3叶，根部积累的硅多于叶和茎。喷施硅显著提高了春、夏、秋3个季节茶树的百芽重和芽头密度；春茶、夏茶、秋茶中游离氨基酸含量分别显著提高了17.49%、94.48%、15.06%，可溶性糖含量分别显著提高了2.72%、91.69%、3.33%；咖啡碱分别显著降低了7.07%、32.91%、16.59%。 【结论】 喷施硅浓度为500 mg/L的硅肥有益于茶苗生长，采摘前喷施硅肥有利于提高茶叶特别是夏茶的品质和产量。喷施硅肥后，硅主要累积在茶苗根部和成熟叶片中。
2023, 29(4): 722-731.
doi: 10.11674/zwyf.2022429
摘要:
【目的】 研究不同类型复合生态茶园经济效益及茶园土壤肥力的差异，为茶园管理与决策优化提供科学指导。 【方法】 试验地位于浙江省，始于2012年。供试茶园包括单一种植(CK)、茶草复合(GT)、茶菌复合(BT)和茶禽复合(PT) 4种生态模式，均已持续经营10年。2019—2021年调查了茶叶产量、收入与支出明细，2021年采集0—60 cm茶园土壤测定pH、有机质、养分含量等指标，利用模糊综合评判法对土壤进行了综合肥力评价。以茶园收入作为经济指标，土壤pH、土壤有机质(SOM)、综合肥力作为生态指标，对不同类型茶园经济与生态效益进行了对比分析。 【结果】 1）CK模式茶园3年茶叶平均产量为189 kg/hm2，净收入为65000 元/hm2。GT、PT和BT模式的茶叶平均产量分别较CK模式提高了63.5%、79.4%和99.2%，3年平均净收入提高了66.7%、99.7%和83.7%，BT模式中的黑木耳和PT模式中的散养鸡带来的附加收入，分别占该模式总收入的40.9%和22.1%。CK、GT、PT和BT模式下茶园的产投比分别是2.57、3.23、3.69和2.51，GT和PT模式的产投比高于CK模式，而BT模式产投比与CK模式相当。2）CK模式0—20 cm土层土壤pH由10年前的4.23下降至3.69，而GT、PT和BT模式的土壤pH分别上升至6.93、4.55和5.41，GT模式缓解茶园土壤酸化的效果最佳，BT模式其次，PT模式也有一定的效果。与CK模式相比，GT、PT和BT模式茶树根区土壤0—20 cm土层SOM无显著差异，20—40和40—60 cm土层SOM显著提升，0—60 cm土层SOM含量GT、PT和BT模式分别较CK提高了39.5%、21.8%和7.54% (P<0.05)，GT模式增加土壤有机质的效果明显优于PT模式，后者又明显优于BT模式；GT、PT和BT模式下0—20 cm土层土壤肥力指数较CK模式下分别提高了77.6%、68.3%和44.8%，GT和PT模式提升表层土壤肥力指数的效果优于BT模式。CK模式下40—60 cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量显著高于0—20 cm土层，分别是表层土壤的1.58和2.57倍，而其他3个复合生态模式下40—60 cm土层土壤铵态氮和硝态氮含量多低于0—20 cm土层，降低了养分淋溶风险。 【结论】 与单一种茶模式相比，复合生态栽培模式在茶园经济效益和生态效益方面有明显优势，调查的3个复合模式各有优势。茶禽、茶菌复合模式较茶草模式提高茶叶产量的效果更大，还通过茶、菌收入显著提高了茶园净收入，茶禽模式的产投比最高。而茶草复合模式缓解茶园土壤酸化问题、增加茶园土壤有机质含量、提升土壤肥力、降低氮淋溶风险的生态效益大大高于茶菌和茶禽复合模式。
2023, 29(4): 732-744.
doi: 10.11674/zwyf.2022426
摘要:
【目的】 研究滴灌施肥条件下不同马铃薯品种的滴灌量和施肥量优化组合，以建立马铃薯生长、产量、品质、水肥利用效率和经济效益最优的水肥管理组合技术。 【方法】 采用正交试验设计方法布置马铃薯小区试验。试验设3个滴灌水平：W1 (100%ETc)、W2 (80%ETc)、W3 (60%ETc)，其中ETc为作物蒸散量；3个施肥(N–P2O5–K2O)水平：F1 (240–120–300 kg/hm2)、F2 (180–90–225 kg/hm2)、F3 (120–60–150 kg/hm2 )；3个马铃薯品种：V1 (费乌瑞它)、V2 (陇薯7号)、V3 (青薯9号)，设1个不施肥对照处理(W3F0V1)，共10个处理。在主要生育期测定了马铃薯光合指标和耗水量，在成熟期测定马铃薯产量、产量组成和品质，分析水分利用效率(WUE)、肥料偏生产力(PFP)和经济效益。 【结果】 滴灌量、施肥量和品种对马铃薯产量组成、WUE、PFP和净收益有极显著影响(P<0.01)。F2水平下马铃薯产量、干物质累积量、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量和净收益比F1水平的下分别提高了19.28%、1.13%、1.62%、3.79%、8.79%和34.64%，比F3水平下提高了21.48%、3.07%、6.27%、6.08%、11.18%和27.94%。随着滴灌量的增加，产量、产量组成、淀粉含量、维生素C含量、粗蛋白含量、PFP和经济效益呈单峰曲线变化趋势，还原糖含量随着灌水量的增加呈先减少后增加趋势。青薯9号的叶片叶绿素含量、淀粉含量、粗蛋白含量、维生素C含量、WUE、PFP均高于其余两个品种。通过熵权法和TOPSIS分析得出排名前三的优化处理依次为：F2W2V3、F1W1V1和F3W2V1。F2W2V3处理的产量、单株块茎重、商品薯重、最大单个块茎重、粗蛋白含量、WUE和净收益最大，分别为49.22 t/hm2、1096.7 g、794.3 g/plant、433.9 g、0.214 mg/g、20.21 kg/m3和44832元/hm2。F1W1V1 和F3W2V1 依次排在第二和第三，其产量分别为41.79和37.67 t/hm2，单株块茎重分别为906.5和836.7 g, 商品薯重分别为711.4和607.3 g/plant，最大单个块茎重分别为395.6和357.1 g, 净收益分别为34584和32023元/hm2。 【结论】 在陕北旱区春季马铃薯生产中，3个马铃薯品种的最优灌溉和施肥组合均为80%ETC和N–P2O5–K2O 180–90–225 kg/hm2，该组合可同时兼顾高产、优质、高水肥利用效率和高经济效益的多重目标，其中品种青薯9号各指标均优于其他两个品种。
2023, 29(4): 745-755.
doi: 10.11674/zwyf.2022363
摘要:
【目的】 研究嗜热复合菌对畜禽粪污堆肥理化特性和腐熟度的影响，探讨嗜热菌影响堆肥过程的微生物机制。 【方法】 堆料由75%羊粪和25%养鸡发酵床垫料构成，初始原料C/N为28，堆料量1.2 t，高度70～90 cm，开放条垛式堆沤。处理组为堆肥添加0.1%嗜热菌B. fordii FJAT-51578和U. thermosphaericus FJAT-51579等比混合的发酵液，对照组为添加1%市售枯草芽孢杆菌堆肥菌剂(Bacillus subtilis)。堆肥时间为2021年9月18日—10月14日，每两天检测1次温度。堆肥前15天，每两天进行一次翻抛，后期每5天进行一次翻抛，保持堆肥含水量50%～60%，直至高温期结束。在堆肥开始后第1、9和26天取堆肥样品，分析氮磷含量、硝化指数和种子发芽指数。结合扩增子测序，分析堆肥细菌群落结构变化，并揭示其主要环境影响因子。采用PICRUSt分析堆肥有效氮和有效磷代谢的微生物机制。 【结果】 嗜热复合菌添加促进堆肥硝化指数的降低和种子发芽指数的升高，促进堆肥腐熟；堆肥产物碱解氮和有效磷的含量分别比市售菌剂组高11.8%和7.7%。同时，嗜热复合菌的添加改变了细菌群落的分布，降低了堆肥细菌的多样性和丰富度，提高了糖单胞菌、链霉菌和嗜热葡萄孢菌等降解菌的丰度。RDA分析表明，pH和C/N是影响堆肥微生物群落多样性的主要因素，碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度正相关，有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。氮、磷代谢相关京都基因和基因组百科全书同源基因(KO)的PICRUSt分析显示，微生物氮磷循环相关KO的丰度随着堆肥进程均有所增加。添加嗜热菌剂提高了氨化、铵同化、硝酸盐同化、同化/异化硝酸盐还原等氮循环相关KO，及无机磷溶解、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等磷循环相关KO。 【结论】 在畜禽粪污堆肥中添加嗜热复合菌剂加快并延长了高温期，降低了C/N，提高了堆肥中碱解氮和有效磷含量，其中C/N、硝化指数和GI指数等指标在堆肥中期达腐熟程度标准，促进堆肥腐熟。堆肥中添加嗜热复合菌剂增加了细菌氮磷代谢相关KO的表达，提高了腐熟中期堆肥中嗜热菌的丰度和种类，碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度呈正相关，有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。因此，添加嗜热复合菌促进了堆肥有效氮磷的含量。
2023, 29(4): 756-766.
doi: 10.11674/zwyf.2022529
摘要:
土壤有机碳(SOC)的稳定是陆地生态系统碳循环的关键过程之一，对维持土壤肥力和减少温室气体排放具有重要意义。以往认为植物残体中难降解性物质的物理保护和腐殖质影响土壤中有机碳库的稳定性。最近的研究结果表明，微生物介导的碳循环过程在土壤有机碳稳定中发挥着重要作用。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)作为土壤中一类重要的共生微生物，参与植物光合碳向土壤的转运和分配，是陆地生态系统碳循环的重要一环，但其在土壤有机碳稳定中的作用潜力还未得到充分挖掘。基于此，本文估算了植物光合碳在AMF根外菌丝的分配量；总结了AMF介导的土壤有机碳稳定机制，主要包括AMF活体菌丝对碳的截留，分泌物及残体的分子结构抗性和土壤矿物吸附，提高植物源碳的质量和数量，菌丝分泌物及残体的激发效应和稳定土壤团聚体；探讨了影响AMF介导的稳定性有机碳形成的非生物(气候因子、土壤养分和土壤矿物)和生物因子(植物和AMF种类)；提出了AMF与土壤有机碳周转互作机理进一步的研究方向，包括探究菌根植物光合碳转化为稳定性SOC的机制，解析不同生态系统中AMF对稳定性SOC的贡献及影响因素，并厘清不同管理措施下AMF生物量、多样性与稳定性SOC的关系。以期为更好地利用AMF提升陆地生态系统碳汇和缓解全球气候变化提供理论依据。
土壤有机碳(SOC)的稳定是陆地生态系统碳循环的关键过程之一，对维持土壤肥力和减少温室气体排放具有重要意义。以往认为植物残体中难降解性物质的物理保护和腐殖质影响土壤中有机碳库的稳定性。最近的研究结果表明，微生物介导的碳循环过程在土壤有机碳稳定中发挥着重要作用。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi，AMF)作为土壤中一类重要的共生微生物，参与植物光合碳向土壤的转运和分配，是陆地生态系统碳循环的重要一环，但其在土壤有机碳稳定中的作用潜力还未得到充分挖掘。基于此，本文估算了植物光合碳在AMF根外菌丝的分配量；总结了AMF介导的土壤有机碳稳定机制，主要包括AMF活体菌丝对碳的截留，分泌物及残体的分子结构抗性和土壤矿物吸附，提高植物源碳的质量和数量，菌丝分泌物及残体的激发效应和稳定土壤团聚体；探讨了影响AMF介导的稳定性有机碳形成的非生物(气候因子、土壤养分和土壤矿物)和生物因子(植物和AMF种类)；提出了AMF与土壤有机碳周转互作机理进一步的研究方向，包括探究菌根植物光合碳转化为稳定性SOC的机制，解析不同生态系统中AMF对稳定性SOC的贡献及影响因素，并厘清不同管理措施下AMF生物量、多样性与稳定性SOC的关系。以期为更好地利用AMF提升陆地生态系统碳汇和缓解全球气候变化提供理论依据。
2023, 29(4): 767-776.
doi: 10.11674/zwyf.2022433
摘要:
【目的】 探究同一施肥量下注射施肥次数对薄壳山核桃生长发育及品质的影响，为薄壳山核桃科学施肥提供技术依据。 【方法】 以13年生薄壳山核桃成年树‘马罕’为试材，在浙江金华进行田间试验。设置3个处理，分别为不注射对照、在树干基部距地面l5～25 cm处钻孔进行一次注射处理、多次(5次)注射处理，一次和多次注射处理的总施肥量相同。测定果实成熟期叶片和果实生物量及不同部位的养分含量，并调查果实外观和营养质量指标。用PLS-DA方法确定施肥处理对果实各指标差异的贡献。 【结果】 矿质元素在叶片中积累较多，其次是种仁，在木质部和韧皮部中积累较少。多次注射处理薄壳山核桃单果质量、单果径和核果高较对照分别显著增加了16.99%、7.52%和6.79%，较一次性注射处理分别提高了13.03%、4.50%和6.26% (P<0.05)；种仁不饱和脂肪酸含量以及不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值均显著高于一次性注射处理 (P<0.05)；薄壳山核桃叶片Ca和Fe含量，种仁Mg、Mn、Cu和Zn含量，韧皮部Fe含量及木质部N和Ca含量均显著高于对照和一次注射处理(P<0.05)；施肥处理对矿质元素在树体不同部位的分配没有显著影响。PLS-DA结果表明，一次和多次注射处理间存在显著差异，导致薄壳山核桃品质差异的主要物质为棕榈酸、棕榈油酸和种仁Cu含量。 【结论】 同一施肥量下，多次(5次)注射处理促进薄壳山核桃的生长，改善种仁品质，有助于树体各部位矿质营养元素的积累。
2023, 29(4): 777-788.
doi: 10.11674/zwyf.2022449
摘要:
【目的】 切花菊生产中普遍存在施肥过量和施肥方式不当的问题，通过比较4种施肥处理对切花菊形态指标、品质和养分吸收的影响，筛选最适切花菊生产的施肥体系，为切花菊减肥增效栽培提供理论依据。 【方法】 以切花菊‘白扇’为试材，设置分别在智能水肥一体化机设备和施肥罐机器下，追施水溶肥7次(S1、S2)和追施4次(T1、T2) 4个处理，每次追肥量相同(75 kg/hm2)。在定植后35、62和85天，调查切花菊农艺指标、花部性状、植株氮磷钾含量及土壤氮磷钾含量。 【结果】 与施肥罐机器施肥(S2、T2处理)相比，定植62天时，采用智能水肥 一体化机设备施肥 (S1、T1处理) 提高了切花菊的株高、茎粗、地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干重，T1处理的效果又好于S1处理；定植85天时，T1处理切花菊株高高于S2和T2处理，花径和出花率与S1和S2处理无显著差异。定植35天时，T1处理的植株钾含量高于其他3个处理；定植62天时，T1处理植株茎叶中磷、钾含量高于其他3个处理；定植85天时，T1处理植株根中的磷、钾含量均最高。T1处理也增加了定植62和85天后土壤有效磷和速效钾含量。 【结论】 采用智能水肥一体化机设备条件下，将追施肥次数由7次减至4次，施肥量由525 kg/hm2降低到375 kg/hm2，改善了切花菊‘白扇’的农艺性状和花部性状，促进了植株对养分的吸收利用，并提高了土壤有效磷和速效钾含量，而使用施肥罐机器的减肥增效效果不明显。因此，切花菊生产中应推广利用智能水肥一体化机设备，以实现减肥增效。
摘要：
肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用，同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战；对国家种植业发展对肥料的需求，有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述；提出了区域用量控制与田块微调相结合的推荐施肥的理念和技术路线；形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系；同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上，提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策，建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。
肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用，同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战；对国家种植业发展对肥料的需求，有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述；提出了区域用量控制与田块微调相结合的推荐施肥的理念和技术路线；形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系；同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上，提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策，建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。
摘要：
氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮，包括施氮量、 施氮方法和时期，也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量，与田间试验合理施氮量对比分析表明，过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量，与作物平均推荐施氮量对比分析表明，全国过量施氮面积占播种面积20%、 合理面积占70%、 不足面积占10%。总体而言，过量施氮现象还相当普遍，特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法，可估算出全国合理需氮量范围，称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国1980~2010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明，如仍然依照现在的粗放施肥习惯，应该为现在的实际氮肥使用量，5年平均为N 27.9106 t 左右，正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上，我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6106 t 左右；用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明，如果改善施肥技术，我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0106 t、 21.7106 t、 23.1106 t；如施肥技术得不到实质性改善，依然粗放施氮，则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线，分别为N 30.4106 t、 31.4106 t、 33.4106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异，我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。
氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮，包括施氮量、 施氮方法和时期，也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量，与田间试验合理施氮量对比分析表明，过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量，与作物平均推荐施氮量对比分析表明，全国过量施氮面积占播种面积20%、 合理面积占70%、 不足面积占10%。总体而言，过量施氮现象还相当普遍，特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法，可估算出全国合理需氮量范围，称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国1980~2010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明，如仍然依照现在的粗放施肥习惯，应该为现在的实际氮肥使用量，5年平均为N 27.9106 t 左右，正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上，我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6106 t 左右；用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明，如果改善施肥技术，我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0106 t、 21.7106 t、 23.1106 t；如施肥技术得不到实质性改善，依然粗放施氮，则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线，分别为N 30.4106 t、 31.4106 t、 33.4106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异，我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。
摘要：
通过田间随机区组设计试验，研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明，秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失，提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果，增加土壤微生物量C/N，提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析，进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区，施N 138 kg/hm2，玉米秸秆还田量9000 kg/hm2，能有效提高土壤肥力，可使接茬冬小麦显著增产7.47%。
通过田间随机区组设计试验，研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明，秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失，提高土壤微生物碳、氮的固持和供给效果，增加土壤微生物量C/N，提高土壤供肥水平。从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析，进一步明确在黄土高原有灌溉条件的地区，施N 138 kg/hm2，玉米秸秆还田量9000 kg/hm2，能有效提高土壤肥力，可使接茬冬小麦显著增产7.47%。
摘要：
本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥，有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥，猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物，鸡粪中铬（Cr）含量高；污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥，Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明，氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加，施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确，而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量，影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡； 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势； 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限； 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。
本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥，有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥，猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物，鸡粪中铬（Cr）含量高；污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥，Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明，氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加，施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确，而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量，影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡； 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势； 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限； 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。
摘要：
2004年至今，在国家支农政策的推动下，农业种植结构大幅度调整，粮食产量连续增加，而且启动了全国测土配方施肥项目。采用2008年的农户调研数据与2001年进行对比，揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化。结果表明，过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%和29.0%，而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3106 t，但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP（粮食产量除以化肥用量）表征化肥效率，发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻＞小麦＞玉米; 7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg, 13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg, 玉米的化肥偏生产力从13.8 kg/kg下降到11.5 kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大。粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮食作物化肥效率，但经济作物播种面积仍在大幅增加，这将对全国化肥效率变化带来变数。
2004年至今，在国家支农政策的推动下，农业种植结构大幅度调整，粮食产量连续增加，而且启动了全国测土配方施肥项目。采用2008年的农户调研数据与2001年进行对比，揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化。结果表明，过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%和29.0%，而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3106 t，但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP（粮食产量除以化肥用量）表征化肥效率，发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻＞小麦＞玉米; 7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg, 13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg, 玉米的化肥偏生产力从13.8 kg/kg下降到11.5 kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大。粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮食作物化肥效率，但经济作物播种面积仍在大幅增加，这将对全国化肥效率变化带来变数。
摘要：
本文以中国农业科学院山东禹城长期定位施肥试验为平台，研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分［颗粒有机氮（POM-N）、 可溶性有机氮（DON）、 微生物量氮（SMBN）及轻组有机氮（LFOM-N）］及土壤酶活性的影响。结果表明，与不施肥相比，长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物量氮以及轻组有机氮的含量，长期施有机肥效果好于化肥，施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥。常量施用量下，50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当。长期施化肥处理土壤全氮及活性有机氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高，且明显受施肥方式的影响，LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式的改变而变化。长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加，它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或极显著相关性，脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性； 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥
本文以中国农业科学院山东禹城长期定位施肥试验为平台，研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分［颗粒有机氮（POM-N）、 可溶性有机氮（DON）、 微生物量氮（SMBN）及轻组有机氮（LFOM-N）］及土壤酶活性的影响。结果表明，与不施肥相比，长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物量氮以及轻组有机氮的含量，长期施有机肥效果好于化肥，施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥。常量施用量下，50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当。长期施化肥处理土壤全氮及活性有机氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高，且明显受施肥方式的影响，LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式的改变而变化。长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加，它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或极显著相关性，脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性； 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥
摘要：
目的 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量，旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 方法 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象，通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算，同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计，分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 结果 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t，所含的氮 (N)、磷 (P2O5)、钾 (K2O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大，分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%，其他作物以油菜秸秆养分数量最高，占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高，分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P2O5)；钾养分数量以水稻最高，占36.9% (K2O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多，分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省，其次为河南和山东，分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2，产量为6.3亿t，作物理论N、P2O5和K2O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田，带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P2O515.5 kg/hm2和K2O 88.1 kg /hm2，相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P2O5) 和85.5% (K2O)。 结论 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大，依据地域秸秆特点，充分合理利用秸秆养分资源，是实现化肥减施增效的重要途径。
摘要：
在湖南祁阳典型红壤上进行不同施肥长期定位试验18年，观测了土壤pH、作物产量和氮、磷、钾养分吸收量的变化。结果表明，长期施用化学氮肥（单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施）红壤pH明显下降，其中以单施氮肥降幅最大，18年降低了1.5个单位; pH降低主要发生在施肥的前8～10年，当pH下降到4.5时，其下降速度趋于缓慢并相对稳定。施用有机肥（化学肥料配施有机肥和单施有机肥），土壤pH保持稳定或较试验开始有所升高，以单施有机肥处理pH升幅最大，升高1.0个单位。不施肥和施用化学氮肥的作物产量随着施肥年限均显著降低，其中小麦产量平均每年下降11～104 kg/hm2,玉米产量平均每年下降 24～210 kg/hm2; 而施用有机肥的作物产量保持稳定或稳定增加，其中化学肥料配施有机肥的玉米产量平均每年增加 101 kg/hm2。施用化学氮肥处理（除氮磷钾配施处理的玉米外）作物产量和氮、磷、钾养分吸收量与土壤pH均存在极显著正相关。可见，pH降低是作物产量和氮、磷、钾养分吸收降低的主要原因之一; 而施用有机肥能改善红壤酸度，尤其是化学肥料配施有机肥能获得持续高产，是红壤区的最佳施肥模式。
在湖南祁阳典型红壤上进行不同施肥长期定位试验18年，观测了土壤pH、作物产量和氮、磷、钾养分吸收量的变化。结果表明，长期施用化学氮肥（单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施）红壤pH明显下降，其中以单施氮肥降幅最大，18年降低了1.5个单位; pH降低主要发生在施肥的前8～10年，当pH下降到4.5时，其下降速度趋于缓慢并相对稳定。施用有机肥（化学肥料配施有机肥和单施有机肥），土壤pH保持稳定或较试验开始有所升高，以单施有机肥处理pH升幅最大，升高1.0个单位。不施肥和施用化学氮肥的作物产量随着施肥年限均显著降低，其中小麦产量平均每年下降11～104 kg/hm2,玉米产量平均每年下降 24～210 kg/hm2; 而施用有机肥的作物产量保持稳定或稳定增加，其中化学肥料配施有机肥的玉米产量平均每年增加 101 kg/hm2。施用化学氮肥处理（除氮磷钾配施处理的玉米外）作物产量和氮、磷、钾养分吸收量与土壤pH均存在极显著正相关。可见，pH降低是作物产量和氮、磷、钾养分吸收降低的主要原因之一; 而施用有机肥能改善红壤酸度，尤其是化学肥料配施有机肥能获得持续高产，是红壤区的最佳施肥模式。
摘要：
针对部分地区水稻生产中氮肥用量过高及水稻移植密度越来越低的状况，选择2个早稻和2个晚稻品种为试验材料，设置施氮水平和移植密度互作试验，分析两因素及其互作对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明，氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响，但其互作效应不显著； 氮水平、移植密度及其互作对氮素利用率的影响均达显著水平。其中，低氮水平处理平均氮素利用率比高氮水平增加2.1%～5.6%； 高密度的氮素利用率比低密度增加10.1%～45.7%。说明提高移植密度，减少氮肥用量，既可通过大幅度增加有效穗来实现高产，又能显著提高氮素利用率。在资源日益短缺、生产成本渐高及面源污染越来越严重的形势下，密植少氮应是值得推广的水稻栽培技术。在本试验条件下，早稻移植密度在29.3～36.0万穴/hm2的基础上施N 153.1～169.4 kg/hm2、晚稻移植密度在23.1～30.0万穴/hm2的基础上施N 161.5～190.1 kg/hm2氮素是高产高效节氮的合理组合。
针对部分地区水稻生产中氮肥用量过高及水稻移植密度越来越低的状况，选择2个早稻和2个晚稻品种为试验材料，设置施氮水平和移植密度互作试验，分析两因素及其互作对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明，氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响，但其互作效应不显著； 氮水平、移植密度及其互作对氮素利用率的影响均达显著水平。其中，低氮水平处理平均氮素利用率比高氮水平增加2.1%～5.6%； 高密度的氮素利用率比低密度增加10.1%～45.7%。说明提高移植密度，减少氮肥用量，既可通过大幅度增加有效穗来实现高产，又能显著提高氮素利用率。在资源日益短缺、生产成本渐高及面源污染越来越严重的形势下，密植少氮应是值得推广的水稻栽培技术。在本试验条件下，早稻移植密度在29.3～36.0万穴/hm2的基础上施N 153.1～169.4 kg/hm2、晚稻移植密度在23.1～30.0万穴/hm2的基础上施N 161.5～190.1 kg/hm2氮素是高产高效节氮的合理组合。
摘要：
【目的】近年,华北小麦-玉米轮作系统秸秆全量还田已逐步普及,但秸秆还田下土壤氮库组成的变化并不清楚。本文利用肥料定位试验,研究了长期秸秆还田(32年)对华北潮土肥力、 氮库组分和作物产量的影响。【方法】研究选用河北省衡水旱作试验站长期定位试验的不施肥(对照CK)和等量氮、 磷肥用量下的0kg/hm2(S0)、 2250 kg/hm2(S1)、 4500 kg/hm2(S2)和9000 kg/hm2(S3)秸秆还田处理。于2012年小麦收获后采集各处理020 cm土样,利用新鲜土样测定微生物量氮、 NH+4-N和NO-3-N;风干土壤用常规方法测定氮磷钾全养分、 有机质和pH,用Bremner法测定有机氮(酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮、 氨基糖氮和酸解未知态氮),用Silver-Bremner法测定固定态铵。同时结合长期试验数据, 分析长期秸秆还田下有机质和作物产量的变化。【结果】与试验开始前(1981年)相比,长期施用化肥处理的土壤全磷和有机质显著增加,全氮没有明显变化,而全钾出现降低趋势(-3.2%);秸秆用量的增加提高了全氮、 全磷和有机质,降低了pH值,但对全钾没有影响。酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和未知态氮为潮土有机氮的主要组分;与CK相比,长期施肥提高了土壤有机氮含量,酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和氨基糖氮均随秸秆用量的增加而增加,而不同施肥处理对酸解未知态氮和非酸解氮没有明显影响。长期化肥施用提高了微生物量氮和晶格固定态铵,秸秆用量的增加进一步提高了微生物量氮,但降低了固定碳铵。施肥没有明显影响NH+4-N含量,但长期施用化肥提高了NO-3-N含量,且高量秸秆还田对NO-3-N含量的提高具有促进作用。施肥显著提高了作物产量,在施用化肥基础上增施秸秆进一步提高了小麦和玉米产量,且玉米产量随秸秆用量的增加而增加,而高量秸秆还田对小麦产量并没有显著影响。【结论】长期化肥(氮、 磷肥)和秸秆结合施用提高了土壤肥力(主要为氮、 磷), 增加了土壤碳固持,但仅玉米秸秆还田导致了土壤钾消耗,增加钾肥投入维持土壤钾平衡是必要的。长期秸秆还田对酸解氨基酸态氮的贡献高于酸解氨态氮;高量秸秆还田提高了微生物量氮和NO-3-N含量,但降低了固定态铵含量。长期秸秆还田提高了作物产量,而为保证秸秆还田后茬的作物高产,与之配套的还田方法和田间管理是很必要的。
【目的】近年,华北小麦-玉米轮作系统秸秆全量还田已逐步普及,但秸秆还田下土壤氮库组成的变化并不清楚。本文利用肥料定位试验,研究了长期秸秆还田(32年)对华北潮土肥力、 氮库组分和作物产量的影响。【方法】研究选用河北省衡水旱作试验站长期定位试验的不施肥(对照CK)和等量氮、 磷肥用量下的0kg/hm2(S0)、 2250 kg/hm2(S1)、 4500 kg/hm2(S2)和9000 kg/hm2(S3)秸秆还田处理。于2012年小麦收获后采集各处理020 cm土样,利用新鲜土样测定微生物量氮、 NH+4-N和NO-3-N;风干土壤用常规方法测定氮磷钾全养分、 有机质和pH,用Bremner法测定有机氮(酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮、 氨基糖氮和酸解未知态氮),用Silver-Bremner法测定固定态铵。同时结合长期试验数据, 分析长期秸秆还田下有机质和作物产量的变化。【结果】与试验开始前(1981年)相比,长期施用化肥处理的土壤全磷和有机质显著增加,全氮没有明显变化,而全钾出现降低趋势(-3.2%);秸秆用量的增加提高了全氮、 全磷和有机质,降低了pH值,但对全钾没有影响。酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和未知态氮为潮土有机氮的主要组分;与CK相比,长期施肥提高了土壤有机氮含量,酸解氨基酸态氮、 酸解氨态氮和氨基糖氮均随秸秆用量的增加而增加,而不同施肥处理对酸解未知态氮和非酸解氮没有明显影响。长期化肥施用提高了微生物量氮和晶格固定态铵,秸秆用量的增加进一步提高了微生物量氮,但降低了固定碳铵。施肥没有明显影响NH+4-N含量,但长期施用化肥提高了NO-3-N含量,且高量秸秆还田对NO-3-N含量的提高具有促进作用。施肥显著提高了作物产量,在施用化肥基础上增施秸秆进一步提高了小麦和玉米产量,且玉米产量随秸秆用量的增加而增加,而高量秸秆还田对小麦产量并没有显著影响。【结论】长期化肥(氮、 磷肥)和秸秆结合施用提高了土壤肥力(主要为氮、 磷), 增加了土壤碳固持,但仅玉米秸秆还田导致了土壤钾消耗,增加钾肥投入维持土壤钾平衡是必要的。长期秸秆还田对酸解氨基酸态氮的贡献高于酸解氨态氮;高量秸秆还田提高了微生物量氮和NO-3-N含量,但降低了固定态铵含量。长期秸秆还田提高了作物产量,而为保证秸秆还田后茬的作物高产,与之配套的还田方法和田间管理是很必要的。
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