为了解不同施肥措施对氮素淋溶风险的影响,为河套地区基础农田的化肥面源污染防治提供参考,本试验采用田间原位渗漏计法,对河套灌区盐化潮土玉米季连续2年氮素淋溶状况进行监测,研究5种不同施肥措施(不施肥(NF)、农民常规施肥(CK)、农民常规施肥+膨润土(B)、农民常规施肥+生物炭(C)、农民常规施肥+有机肥(F))对氮素淋溶及玉米产量的影响.结果表明:B、C处理下淋溶水总量均较低,比CK平均分别减少了16.4％、15.9％,F处理淋溶水量相对较高;在氮素养分淋溶损失中,硝态氮、铵态氮浓度均在第二次灌水后出现了峰值,B、C处理峰值较低,F处理稍高;除NF外,B处理的无机氮累积淋溶量最低,平均为65 kg·hm-2,比CK处理下降了41.3％;C、F处理依次为73.4kg·hm-2、96.4 kg·hm-2,分别比CK下降了33.7％、12.9％.淋溶水中全氮、可溶性总氮的淋溶量大小顺序均为NF＜B＜C＜F＜ CK;B、C、F的表观淋溶率平均分别为15.3％、16.5％,18.5％,均低于CK处理的25.5％;F、B、C处理的玉米产量显著高于CK(P＜0.05),其增产率依次为9.8％、8.4％、6.6％,且2年各处理表现出增产的趋势.考虑到F处理下氮素淋溶损失量较大,而膨润土、生物炭有效地抑制了氮素的淋溶损失,提高了氮肥利用率,在一定程度上减少了河套灌区化肥面源污染,故B处理推广施用的可行性较大,C处理次之.

研究长期不同施肥下黄壤性稻田稗草发生特征,明确稗草发生与长期不同施肥水稻产量和土壤性质变异的响应关系.基于农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站的一项连续23年不同施肥管理水稻试验,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、磷钾肥(PK)、氮磷肥(NP)、氮钾肥(NK)、常量化肥(NPK)、1/4有机肥替代化肥(1/4MNP)、1/2有机肥替代化肥(1/2MNP)、单施有机肥(M)和常量有机肥化肥配施(MNPK) 10个处理,采用田间调查法调查各处理稗草发生密度、单株穗数、总穗数、穗粒数、千粒重和穗粒重等植物学参数;采用方差分析明确不同处理稗草发生差异,采用直线拟合、相关分析和通径分析明确杂草发生特征对水稻产量和土壤性质的响应.结果表明:长期不同施肥处理导致黄壤性稻田稗草发生特征显著变异,稗草的密度、单株穗数和总穗数均以MNPK处理最高,其次是1/4MNP处理.相较常量化肥处理,长期不施肥(CK)和不平衡施肥(N、PK、NK、NP)各处理稗草发生的密度显著降低,施用有机肥各处理(1/4MNP、1/2MNP、M、MNPK)稗草的单株穗数显著增加.稗草的发生密度和总穗数与水稻产量呈极显著的正相关性,拟合直线的决定系数分别为0.622和0.624.土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾与稗草发生参数之间存在显著至极显著的相关性;通径分析表明,土壤全氮含量对稗草单株穗数发生有直接正效应,全磷含量是影响稗草密度和总穗数的主要因素,速效钾含量对穗粒数和穗粒重影响最大.长期不同施肥导致黄壤性稻田稗草发生特征变异,施用有机肥提高了稗草的发生密度、单株穗数和总穗数.土壤全磷含量是黄壤性稻田稗草密度和总穗数发生变异的直接影响因素.

为探讨鄱阳湖流域不同施肥措施的土壤基础地力变化规律,基于长期施肥定位试验(始于1981年),采集定位30年时的不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)土壤,于2012-2014年进行连续3年的施肥和不施肥试验,分析水稻产量和土壤基础地力贡献率的差异及关键影响因子.结果表明:不论施肥与否,3年的水稻产量均表现出NPKM处理显著高于NPK和CK处理,尤其是在不施肥条件下,NPKM处理的年产量分别比CK和NPK处理增加37.7％～ 143.9％和20.8％ ～66.7％.3年间,CK、NPK和NPKM处理的土壤基础地力贡献率分别为41.8％～53.1％、45.2％ ～ 62.6％和59.1％～88.1％,且NPKM处理的土壤基础地力贡献率均显著高于NPK和CK处理.进一步分析发现,土壤有机质和有机碳平衡量与土壤基础地力贡献率呈显著正相关.总之,在鄱阳湖流域的双季稻田,长期有机无机肥配施有利于该地区土壤基础地力的提升,且土壤有机质和有机碳平衡是土壤基础地力变化的关键因子.

应用大田定位试验方法,研究了连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳和易氧化有机碳的分布特征,并与相应的重金属含量进行了相关性分析.结果 表明:连续4年施用不同类型有机肥后,土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳主要累积在0～15 cm土层,其含量随土层深度的增加而降低.施用高量鸡粪时,有机碳可迁移到15～ 30 cm土层,易氧化有机碳可迁移到60～ 90 cm土层;施用猪粪和污泥时,有机碳均未发生明显的迁移现象,但高施用量处理下易氧化有机碳可迁移至60～ 90 cm土层.施用猪粪和污泥后,土壤剖面各层中易氧化有机碳占总有机碳的比例显著增加,且均高于施用鸡粪.施用不同有机肥后土壤剖面中有机碳、易氧化有机碳分布和Cu、Zn、Cd具有显著正相关.

目的:探究有机肥与中微肥(钙、锌、硼)对三七产量及品质的影响,为三七栽培合理施肥提供理论支撑.方法:设置对照(CK)、有机肥(OM)、锌肥(ZF)、硼肥(BF)、石灰(LF)5个施肥处理,进行两年连续田间小区试验,测定三七生物学性状、产量与皂苷含量.结果:有机肥使用对三七生物学性状无显著影响;微肥显著提升三七花茎长,其中ZF显著提升单花重但降低花序直径,BF作用与ZF相反;LF显著提升茎粗并降低株高.各处理均极显著提高三年七存苗率,提升幅度以LF(20.49％)最高,ZF(16.80％)和OM(16.40％)次之,BF(13.08％)较小.虽然OM、ZF、BF会造成三七单株根重下降,但各处理最终产量均优于对照组,其中BF与LF增产超过17％,达极显著水平.除OM造成总皂苷产出量下降外,其余处理总皂苷产出量均显著高于对照组.结论:在本试验条件下,在常规施肥基础上增施有机肥与中微肥有助于三七产量提高,但有机肥造成的三七总皂苷产出量降低不可忽视.

农业生产中常采用深耕、秸秆还田和施用土壤改良剂等措施促进生土熟化.本研究旨在探索施肥与降水配合对生土棉花根、苗、土及微生物间的相互影响机制,为不同降水年型下生土作物合理施肥提供科学依据.试验连续3年以黄土母质生土为供试土壤,探讨施肥深度在0 ～ 20 cm,施氮肥(N)、磷肥(P)、氮磷钾复合肥(NPK)、有机肥(ORG)以及干旱、平水、丰水三个降水年型下在40 ～ 60 cm施ORG和ORG +NPK分别对生土熟化的效果.研究结果表明,生土地0 ～ 20 cm施有机肥显著增加棉花杆重、棉桃总重和地上部总重量,施有机肥或含磷肥对生土棉花根际土壤养分、根系养分含量和酶活性有明显促进作用.施有机肥明显改善了土壤微生物多样性和丰富度;相同施肥条件下,降水对土壤熟化的效果至关重要.其中,干旱年和丰水年施有机肥均显著增加棉花产量,在平水年施有机肥和氮磷钾复合肥,干旱年或丰水年单施有机肥能更有效的提高土壤微生物多样性.综合分析得出,生土地快速改良熟化土壤的施肥措施为有机肥加磷肥.结合降水的条件下,加快生土熟化、提高土壤微生物多样性的最佳施肥方式为:平水年配施有机肥和氮磷钾复合肥,干旱年和丰水年单施有机肥.

为揭示土壤真菌群落对免耕、覆盖及有机肥施用的响应机制,在宁夏南部山区冬小麦农田连续3年采用免耕覆盖+施有机肥(NF)、免耕覆盖+不施有机肥(NC)、传统耕作不覆盖+施有机肥(TF)和传统耕作不覆盖+不施有机肥(TC)4个处理,依托Illumina MiSeq高通量测序平台,研究了土壤真菌群落组成、多样性及其与土壤环境因子间的关系.结果 表明:4个处理共获得3490个可操作分类单元(OTUs),其中含有一些未知真菌.在已知的真菌群落中,子囊菌门和担子菌门为优势菌门,其相对丰度占总丰度的82.1％～94.2％,且TF处理下子囊菌门座囊菌纲的相对丰度最高,NF处理下担子菌门银耳菌纲的相对丰度最高.4个处理真菌群落多样性指数(Shannon和Simpson指数)依次为NC＞TC＞NF＞TF.多元分析结果表明,微生物生物量碳是影响担子菌门和接合菌门相对丰度的主要因素,而土壤全磷、速效钾和速效磷含量高低是驱动子囊菌门真菌相对丰度变化的关键因素.在宁夏南部山区推广以免耕覆盖并施用有机肥的保护性耕作措施有利于提高土壤真菌群落多样性.

利用已设置14年的黑土成土母质(表层以下2.0～3.0 m深)培肥定位试验,研究不同农艺措施培肥后土壤肥力指标的变化特征,结合小麦盆栽耗竭试验评估土壤供肥能力,综合评价不同农艺措施对黑土母质培肥的效应.与初始母质相比,黑土母质培肥14年后,土壤总有机碳、全氮、团聚结构稳定性和其他养分含量均不同程度提高,土壤肥力水平的高低直接影响盆栽试验中土壤对小麦的供肥能力.主成分分析发现,母质经过14年的培肥,碳投入量较大的农田秸秆还田处理和苜蓿培肥处理与表层(0～20 cm)黑土更接近,其次是农田有机肥和自然草地培肥处理,农田单施化肥和不施肥处理培肥效果最差.14年连续的外源碳输入通过改善土壤团聚结构和进入土壤的碳分解转化,影响土壤的物理和生物化学性质,促进母质土壤肥力发育.农田秸秆还田、施用有机肥和种植苜蓿对黑土母质肥力提升效果最好,是保证黑土肥力和土壤培肥的有效措施,研究结果可为东北黑土区退化土壤培肥提供理论依据和指导.

[目的]探索稻田施用有机肥对稻田节肢动物群落、捕食性天敌与水稻害虫的影响,是否会引起水稻重要害虫发生风险.[方法]2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田中施用有机肥(Rice paddy field used organic manure,RPOM),以常规施用化肥稻田(Rice paddy field used chemical fertilizer,RPCF)为对照,调查RPOM与RPCF的土壤肥力、稻田水生昆虫、捕食性天敌总体、稻田蜘蛛、稻田捕食性昆虫(地上部分)、水稻害虫及捕食性天敌的补偿猎物等功能团的发生时间动态与相关性,计算物种益害比与个体数量益害比.[结果]土壤中的碱解氮、有效磷、全磷、全钾的含量为RPOM显著高于RPCF(P＜0.05),全氮与有机质含量RPOM极显著高于RPCF(P＜0.01).RPCF中水生昆虫的个体数量明显低于RPOM.摇蚊与弹尾虫的总个体数量RPOM与RPCF没有显著差异.2017年在RPOM中采集到水稻害虫17种,887头;在RPCF中采集到水稻害虫18种,917头,群落相似系数0.86.2018年在RPOM中采集到水稻害虫13种,1 226头,在RPCF中采集到水稻害虫15种,2 035头,群落相似系数0.71.RPCF的害虫个体数量显著高于RPOM.2017年在RPOM中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1 316头,在RPCF中采集到捕食性天敌31种,总个体数量989头,群落相似性0.83,Bray-Curtis距离为0.15.2018年在RPOM稻田中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1 537头,在RPCF稻田中采集到捕食性天敌36种,总个体数量1 031头,群落相似性0.78,Bray-Curtis距离为0.31.连续2年捕食性天敌的物种丰富度为RPOM明显高于RPCF,且在2018年差异极显著(P＜0.01),个体数量RPOM显著高于RPCF(P＜0.05).个体数量益害比值,2017年RPOM为1.86,RPCF为1.09,RPOM明显高于RPCF,但无显著差异(P＞0.05);2018年RPOM为1.64,RPCF为0.62,RPOM显著高于RPCF(P＜0.05).[结论]复合微生物菌肥明显提高稻田土壤肥力;对捕食性天敌补偿猎物的个体数量没有明显影响;降低水稻害虫功能团的个体数量,显示了以土壤肥力为驱动的自下而上(Bottom-up)效应;显著提高捕食性天敌物种丰富度与个体数量,显著提高个体数量益害比,显示了自上而下(Top-down)效应.同时表明施用有机肥可预期捕食性天敌生态控害效能明显增强.

采用田间定位试验和室内培养试验相结合的方法,研究了一次性施用生物有机肥对黄瓜连作土壤有机碳组分、有机碳矿化和酶活性的持续效应.结果表明:连续种植4季黄瓜过程中,与对照处理(CK)相比,施用生物有机肥可明显增加黄瓜连作土壤总有机碳、活性碳库、缓效碳库和惰性碳库的有机碳含量,且随着黄瓜连作季数的增加,土壤惰性碳库比例逐渐增加;连续种植4季黄瓜后,施用生物有机肥处理中土壤有机碳累计矿化量和日均矿化量与CK相比分别增加了17.3％～31.0％和7.8％ ～43.0％,且在同一季黄瓜成熟期,施用生物有机肥还能提高黄瓜连作的土壤脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和磷酸酶(中性)的活性,增幅分别为10.5％～62.1％、4.8％～25.5％、3.9％～21.4％和4.6％ ～ 66.4％.相关分析和通径分析结果表明,黄瓜连作过程中4种酶的活性与土壤有机碳各组分动态变化均呈显著相关,且黄瓜连作过程中土壤脲酶和蔗糖酶活性是影响有机碳矿化的主要生物酶.施用生物有机肥可提高黄瓜连作过程中土壤有机碳各组分含量和酶活性,增加土壤惰性碳库比例、有机碳累计矿化量和矿化速率,从而增强土壤固碳能力.