明确当前我国柑橘产区农户施肥和产量现状,研究不同施肥措施对柑橘生产的影响,可为通过养分优化管理提高我国柑橘产量和品质提供科学依据.本研究在中国知网(CNKI)和Web of Science数据库中检索出柑橘施肥文献92篇,采用整合分析方法分析了农户常规施肥和专家优化施肥的氮(N)、磷(P或P2O5)、钾(K或K2O)肥用量与偏生产力,以及不同优化施肥措施对柑橘产量和品质的影响.结果表明:我国柑橘生产上常规施肥的N、P2O5和K2O用量分别为507.3、262.2和369.3 kg·hm-2.与常规施肥相比,优化施肥的N和P2O5分别降低了 14.7％和8.3％,而K2O增加了 6.6％;氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)肥偏生产力分别增加了 7.8％、18.4％和14.7％;柑橘产量提高了 11.9％,单果重增加了 2.8％;果实维生素C、可溶性固形物和总糖含量分别增加了 3.1％、5.9％和8.6％,可滴定酸和总酸含量分别降低了 3.4％和3.6％,进而使固酸比和糖酸比分别提高了 14.0％和9.5％.不同优化施肥方式中,NPK优化+中微肥方式增产提质的效果最好,且NPK优化中尤以减施≤25％效果最佳;NPK等量+有机肥的效果高于NPK等量+中微肥,但不同柑橘品种(宽皮柑橘、柚和橙类)对优化施肥的响应不同.优化施肥有助于柑橘产量、肥料利用率和果实品质的协同提升,我国柑橘种植区应因地制宜采取NPK肥减施、中微肥平衡施用和有机培肥土壤的综合养分优化管理措施.

[目的]黄淮海平原小麦玉米生产区主要实行冬小麦-夏玉米轮作种植模式.砂质潮土是广泛分布于黄淮海地区的土壤,属性和衍生障碍较多,包括结构性较差、蓄水保肥能力较弱等.为了提高肥料利用率、改善土壤肥力,综合实现作物产量提升和品质优化,筛选了一株多功能促生菌,并在该轮作体系验证其广谱促生效应.[方法]从玉米根际砂质潮土中筛选多功能促生菌,测定其产吲哚乙酸(IAA)、溶有机磷、解钾能力.通过形态学、生理生化及 16S rDNA序列分析方法对其种属进行鉴定.摇瓶条件下探究其产IAA的最适条件,通过玉米盆栽验证其促生能力,通过冬小麦-夏玉米大田试验验证其在轮作体系中的广谱性增产效果.[结果](1)试验筛选得到一株命名为YM3 的多功能根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其产IAA能力达到59.21 mg/L、解有机磷能力达到 0.72 mg/L、解钾能力达到 18.56 mg/L.当装液量为 25 mL/250 mL,pH 6-8 范围内,分别以麦芽糖、蛋白胨为碳、氮源时,YM3 产IAA能力最佳.(2)玉米盆栽试验结果可见,与接种灭活菌相比,接种YM3 菌水剂的土壤IAA、速效磷、速效钾含量分别显著提高 75.00%、48.66%、20.00%.玉米幼苗的根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数分别显著增加 67.95%、59.21%、51.13%、71.34%、92.06%.玉米植株的鲜重、株高、相对叶绿素含量、全氮、全磷、全钾分别显著提高了39.86%、23.51%、18.27%、17.68%、52.26%和 36.53%.(3)小麦玉米轮作大田试验结果表明,接种YM3 菌剂的小麦大田土壤有效氮、速效磷、速效钾分别显著增加了 9.08%、13.78%、16.66%,增产率达到 42.18%.玉米大田土壤速效磷和速效钾含量分别显著增加了 19.18%和 15.95%,增产率达到 13.22%.[结论]筛选得到的枯草芽孢杆菌YM3 菌株兼具产IAA、溶有机磷、解钾功能,在黄淮海平原小麦玉米轮作体系土壤中适应性强,广谱性强,能够提升砂质潮土土壤肥力,提高冬小麦-夏玉米轮作体系的产量.

控释肥作为一种能够提高肥料利用率、保障作物产量和节约劳动力的新型肥料已经在作物生产中得到广泛应用,而控释肥对土壤N2O排放影响结果的差异使其成为当前科学评估控释肥施用环境效应的焦点问题之一.因此,旨在探讨不同种类控释肥及氮素水平施用对华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N2O排放的影响,为科学评价控释肥施用的环境效应及其推广应用提供科学依据.本研究监测采用静态暗箱-气相色谱法对不同控释肥施用下土壤N2O排放、环境因素以及产量进行了周年监测,探讨了不同处理(对照处理(CK)、控释肥处理1(CRF1)、优化控释肥处理1(80％ CRF1)、优化控释肥处理2(80％ CRF2)和控释肥处理3(CRF3+尿素))下土壤N2O排放特征及土壤温湿度对其的影响.结果表明:控释肥施用下冬小麦/夏玉米轮作系统中土壤N2O排放峰高值主要出现在基肥施用并伴随灌溉(或降雨)后,一般持续时间约为7-10 d,小麦返青期灌溉以及玉米后期降雨会引起微弱的N2O排放峰.不同处理土壤N2O排放通量变化范围为-235.61-2625.01 μg N2O m-2h-1,平均排放通量为23.88-51.39 μg N2Om-2 h-1,与CRFI相比,80％ CRF1和80％CRF2处理能够减小施肥期的N2O排放峰值,但不改变轮作周期土壤N2O排放季节变化规律.CK处理和CRF3+尿素处理土壤N2O排放通量与5 cm深度土壤温度之间表现出显著的正相关性(r2=0.38,P＜0.01;r2 =0.30,P＜0.05);CRF1处理和80％CRF1处理在冬小麦生长季及整个轮作周期内与土壤孔隙含水率(WFPS)表现为显著的正相关关系(冬小麦生长季分别为r2=0.50,P＜0.01;r2=0.39,P＜0.05;整个轮作周期分别为r2=0.39,P＜0.05;r2=0.43,P＜0.05).80％CRF2处理N2O年排放总量最高,为(2.89±0.24) kg N/hm2.相同控释肥种类条件下,80％CRF1处理比CRF1处理减少了14.23％,但并未达到显著水平;相同施氮量水平下,CRF1处理与(CRF3+尿素)处理之间N2O年排放总量差异不显著,而80％CRF1处理比80％CRF2处理N2O年排放总量减少16.16％,并达到显著水平(P＜0.05).本研究不同处理之间N2O直接排放系数在0.29％-0.42％之间,均明显低于IPCC 1.0％的默认值.各控释肥处理产量与当地农民常规施肥量条件下产量没有显著性差异.因此在华北地区冬小麦/夏玉米轮作系统中应用控释肥技术可以在保证产量的前提下有效减少土壤N2O排放,并且仍存在一定的减排空间.

随着我国中药行业的迅速发展,大量中药药渣也随之产生,中药药渣中残留大量纤维素、蛋白质、脂质及多种微量元素,是一种可循环利用的生物质资源,可用于生产有新价值的产品.应用生物技术将中药药渣转化为生物有机肥料,提高中药药渣的利用率,是一种变废为宝的好方法.在查阅国内外文献的基础上,从生物有机肥研发的现实意义、中药药渣利用价值和主要方式、中药药渣生物有机肥肥效、发酵微生物菌群、功能微生物菌群等方面对利用中药药渣生产生物有机肥的研究进展进行综述.

采用室内培养方法,通过不同剂量和配比试验,研究脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)及其两者组合对黄泥田土壤氨(NH3)挥发速率、累积特征及动力学特性的影响.结果表明:尿素施用于黄泥田土壤后3天NH3挥发速率逐渐到达峰值,随后下降趋于平稳;与单施尿素处理相比,不同剂量CP处理会加剧土壤中NH3挥发,增加NH3挥发速率峰值10.9％;不同剂量NBPT处理延缓土壤中NH3挥发出峰时间,显著降低NH3挥发速率峰值35.0％;培养第24天,NBPT处理土壤NH3挥发累积量较单施尿素处理降低37.2％,而CP处理增加2.1％;NBPT抑制黄泥田土壤NH3挥发效果显著;与仅添加CP处理相比,两者组合表现出有效地对NH3挥发损失的协同抑制效应;NBPT+CP组合可以有效延缓施肥初期尿素水解,从而减少NH3挥发损失;土壤NH3挥发累积量(第24天)较单施尿素处理降低14.2％,而随着CP剂量的增加,损失量增大;NH3挥发累积量随时间(t)变化的动力学特性可用Elovich方程(qt=a+blnt)进行定量描述,且拟合值显著相关;其中,CP处理增加斜率b值,且随着剂量的增加而增大;NBPT处理降低斜率b值,且随着剂量的增加而减小;NBPT+CP组合可以有效降低斜率b值.相关性分析表明,黄泥田土壤中NH3挥发速率与pH值呈显著正相关.总体认为,在黄泥田土壤中施用NBPT,或与CP配施可以显著减少土壤NH3挥发损失量,降低土壤氮素损失,提高肥料利用率.

以黄土高原30年长期肥料定位试验为基础,依据降水将生育年划分为干旱年、平水年和丰水年,研究不同施肥方式对黄土高原冬小麦产量、肥料贡献率和降水利用率的影响.结果表明:小麦连续种植30年中,氮磷配施和氮磷钾配施下小麦产量、肥料贡献率和降水利用率显著高于不施肥和单施肥处理,氮磷钾配施下小麦产量、肥料贡献率和降水利用率分别达到3480 kg·hm-2、61.45 kg·kg-1、6.13 kg·mm-1·hm-2;不同降水年型下,丰水年小麦产量、肥料贡献率和降水利用率相对较高;使用逐步回归分析可知,不同降水年型下小麦产量主要受氮磷肥施用量、休闲期降水和越冬期降水影响.黄土旱塬可以通过提高氮磷用量同时适当施用钾肥,以及在休闲期做好蓄水保墒工作来提高小麦产量.

氮肥利用率是确定推荐施氮量和施氮效果评价的关键参数.本文通过黄土高原黄绵土区持续34年(1981-2015年)的长期定位试验,研究了长期不同施肥处理对氮肥当季利用率和累积利用率的影响及氮肥当季利用率与累积利用率的关系.结果表明:除试验起始年(1982)外,不同施肥处理对小麦、油菜和胡麻3种作物氮肥的当季利用率和累积利用率都有显著影响,其中小麦以氮磷钾配施(NPK)处理平均氮肥当季利用率最高,其次为氮磷配施(NP)处理,分别较单施氮肥(N)处理提高了77.7％和62.0％;油菜也以氮磷钾配施(NPK)处理平均氮肥当季利用率最高,其次为有机肥与氮磷钾配施(MNPK)处理,分别较单施氮肥处理提高了93.7％和65.6％.有机肥与氮肥配施(MN)处理氮肥当季利用率较单施氮肥(N)处理显著增加,而有机肥与氮磷配施(MNP)和氮磷钾配施(MNPK)处理氮肥当季利用率较相应氮磷配施(NP)和氮磷钾配施(NPK)处理明显降低.氮肥当季利用率与作物籽粒产量存在显著的线性正相关关系,而累积利用率与作物籽粒产量的相关关系不明显.表明与氮肥累积利用率相比,当季利用率能较及时地反映特定土壤肥力、作物种类、品种和环境条件下的肥料利用率特征.

通过野外原位试验, 采用 15N 标记技术和密闭室间歇通气法, 在青海省同德牧场高寒燕麦人工草地研究不施肥对照、单施尿素、尿素+脲酶抑制剂(NBPT)、尿素+硝化抑制剂(DMPP)、尿素+NBPT+DMPP处理下高寒人工草地氨挥发、草地初级生产力及 15N 标记肥料在牧草茎叶、根系和土壤中的回收率, 为高寒草地生态系统管理和可持续利用模式提供科学依据.结果表明: (1)不同处理下高寒人工草地土壤氨挥发速率表现为: 不施尿素对照处理总体上处于较低且稳定的水平(4.13—7.11g N·hm-2·d-1);单施尿素处理氨挥发速率第2天达到最大值343.43 g N·hm-2·d-1, 随后逐渐下降;尿素+DMPP处理氨挥发速率第2天达到最大值216.53 g N·hm-2·d-1;尿素+NBPT和尿素+NBPT +DMPP处理氨挥发速率均在第7天达到最大值, 分别为43.19 g N·hm-2·d-1、34.55 g N·hm-2·d-1.(2)不同处理下高寒人工草地土壤累计氨挥发量表现为: 尿素(727.77 g N·hm-2)＞尿素+DMPP(439.30 g N·hm-2)＞尿素+NBPT(94.85 g N·hm-2)＞尿素+NBPT+DMPP(80.01 g N·hm-2).统计结果表明, 除尿素+NBPT+DMPP和尿素+NBPT之间差异不显著外, 其余处理间累计氨挥发量差异显著(P＜0.05).(3)不同处理下高寒人工草地总初级生产力表现为: 不施肥对照处理总初级生产力为565.57 g·m-2·y-1,施尿素处理总初级生产力为652.36 g·m-2·y-1, 尿素+DMPP、尿素+NBPT、尿素+NBPT+DMPP处理总初级生产力为678.33—704.41 g·m-2·y-1.(4)不同处理下高寒人工草地 15N肥料在牧草茎叶、根系和土壤中的回收率看: 单施尿素处理 15N 总回收率(茎叶+土壤+根系)为 57.67%, 尿素+DMPP 处理 15N 总回收率为 58.08%, 尿素+NBPT、尿素+NBPT+DMPP处理 15N总回收率分别为68.74%和79.82%.统计结果显示尿素+NBPT+DMPP和尿素+NBPT处理显著提高高寒人工草地氮肥回收率.另外, 15N 标记肥料在牧草茎叶的回收率为 28.45%—37.62%, 在牧草根系中的回收率为 2.33%—2.68%, 土壤层(0—0 cm)中回收率为 25.90%—41.64%.可以看出, 尿素+NBPT+DMPP与尿素+NBPT是同德高寒人工草地降低氨挥发和提高氮肥利用率的最佳施肥措施.

以6年生库尔勒香梨为试材,在春季香梨萌芽前施用15N尿素,研究香梨施用15N尿素的吸收、分配和利用特性.结果表明:不同生育期香梨吸收的15N在各器官的分配率存在显著差异,盛花期15N优先分配在根中,其Ndff(从肥料中吸收的15N量对该器官全氮量的贡献率)最高,新稍次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的15N优先向新生器官(叶和新稍)运转,根部15N的分配率不断下降;果实成熟期果实成为新的分配中心,其Ndff最高,果实累积的15N量占香梨树体总的15N吸收量的19.8％.香梨树体对土施15N-尿素肥料的当季利用率随生育期的推进而不断提高,到果实成熟期达到最大值(18.5％).

以一年生盆栽豆梨、川梨、木梨实生苗为试材,采用15N同位素示踪技术,研究了不同供磷水平(P2O5分别为0、50、100、150、200 kg·hm-2,分别用Po、P1、P2、P3、P4表示)对3种梨砧木生长和15N-尿素吸收、利用特性的影响.结果表明:随着供磷水平的提高,砧木的株高、地径、干质量、根系总表面积、总根长、根尖数、根系活力、根系呼吸速率、Ndff值和氮素利用率均先升高后降低,但不同砧木升降幅度不同,且各指标出现峰值的磷水平不同.在同一磷素水平下,木梨的株高、地径、干质量均最高,川梨次之,豆梨最低,根系形态指标和根系呼吸速率呈相同规律,而Ndff值和氮素利用率表现不同.在不同磷素水平下,木梨在P3处理各指标均达到最高水平,而川梨和豆梨分别在P2和P1处理各指标均达到最高水平;砧木各器官的Ndff值在不同磷水平下均以茎最高;木梨的最高氮素利用率(种植季的肥料N回收率)为9.6％、川梨为8.9％、豆梨为8.3％.以上结果表明,不同梨砧木生长和氮素吸收利用特性在不同磷水平下响应不同,生产中应根据砧木需磷特性合理施磷.