基于黄潮土长期定位试验的作物产量演变特征分析

为探讨徐淮地区黄潮土长期施肥条件下作物持续高产、稳产的途径,利用始于1980年的肥料长期定位试验,对连续32 a作物产量的演变特征、可持续性以及与土壤有机质含量的相关关系进行分析。结果表明,长期施肥条件下,受气候等因素的影响,作物产量年际间存在波动,不同处理间小麦(Triticum aestivum)和玉米(Zea mays)历年产量由高到低均表现为化肥与有机肥配施(MNPK),施N、P、K肥(NPK),施N、P肥(NP),施有机肥(M),施N肥(N)和不施肥(CK),而甘薯(Ipomoea batatas)产量年际间和处理间的变化差异较大。在小麦和玉米的施肥处理中,N处理产量最低,随施肥年限增加产量下降速度快,可持续性指数分别比CK低0.161和0.063;MNPK处理比NPK和M处理分别增产14.9%和102.3%、11.5%和24.4%,且产量变异系数低,可持续性好。玉米产量的稳定性整体上高于小麦和甘薯。平衡施肥或有机肥与无机肥配施可降低作物产量对基础地力的依赖程度。增施有机肥处理(M和MNPK)土壤有机质含量呈递增趋势,积累速度为0.31~0.37 g·kg-1·a-1,小麦和玉米轮作制下砂壤质黄潮土有机质含量的适宜平衡值约为15.0 g·kg-1。化肥配施有机肥具有培肥土壤和促使作物高产、稳产的效果。     

不同轮作制度下施肥对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响

为探讨不同轮作制度下长期施肥对冬小麦Triticum aestivum L.田间杂草及小麦生长的影响,我们在三个长期田间肥效试验定位点,研究3种轮作制度下(冬小麦-大豆Glycine max (L.) Merr.(WS)、冬小麦-夏玉米Zea Mays L.(WM)、冬小麦-中稻Oryza sativa(WR))长期不同施肥模式对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响.研究表明,在3种轮作制度下,平衡施加N、P、K肥或者NPK肥配施有机肥均可以显著降低冬小麦田杂草密度、地上生物量和田间光照透过率,促进冬小麦生长,并提高冬小麦产量和地上生物量;而且在冬小麦-大豆轮作和冬小麦-中稻轮作的冬小麦田中平衡施加N、P和K肥可以在控制杂草密度的同时保持一个较均一的杂草群落.3种轮作制度下各指标相对值比较发现,3种轮作制度改变施肥对冬小麦田间光照透过率影响程度的顺序与3种轮作制度改变冬小麦田中施肥对杂草密度和地上生物量影响程度的顺序相同;另外,在冬小麦-大豆轮作和冬小麦-中稻轮作制度下杂草密度与冬小麦田间光照透过率之间的相关系数也很高(R≥0.7906),说明施肥对冬小麦田间光照透过率的改变可能是施肥影响冬小麦田间杂草群落的主要途径之一.轮作制度改变冬小麦田中施肥对优势杂草种类数和杂草生物多样性影响的程度差别不大,这可能是因为轮作改变施肥对田间杂草的影响并没有达到引起田间杂草物种消亡的程度.结果表明,在3种轮作制度中施肥对冬小麦田间杂草群落及小麦生长的影响虽有差异,但都显示出施肥在抑制田间杂草发生、维持杂草生物多样性和提高作物产量上的作用.     

小青菜对不同施肥模式的响应及其生态化学计量学特征

在大田小区试验条件下,研究了小青菜(3茬)对不同施肥模式的响应及其生态化学计量学特征.试验共设5个处理:不施肥对照、有机无机肥配施模式1(含氨基酸肥料)、有机肥施肥模式、无机肥施肥模式和有机无机肥配施模式2.结果表明,与其他处理相比,有机无机肥配施模式1能够提高小青菜产量,光合速率,可溶性总糖、蔗糖、维生素C和游离氨基酸含量,且这些指标与其地上部C/N和C/P比值之间存在显著正相关关系,而与施肥模式所提供肥料中C/N和C/P比值之间存在正相关趋势,但相关性未达显著水平.此外,有机无机肥配施模式1能够降低小青菜地上部硝酸盐含量,且该指标与其地上部和施肥模式所提供肥料中N/P、C/N、C/P和P/K比值之间均不存在相关关系.可见,在田间试验条件下,有机无机肥配施模式1能够促进小青菜地上部生长,改善小青菜品质;合理搭配肥料可提高小青菜的光合固碳能力,进而提高小青菜体内C/N、C/P比值,有利于提高小青菜的产量和品质.     

红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素

在红壤双季稻田上采用密闭气室法测定了施用等氮量化肥(尿素)、有机肥(猪粪)及化肥有机肥(有机氮无机氮各占一半)配施下氨挥发及其田间表面水NH4 -N含量、温度和pH动态变化,研究氨挥发损失及影响因素.结果表明,与施用尿素相比,单施有机肥及化肥有机肥配施显著降低了稻田氨挥发,施用尿素的早稻和晚稻氨挥发损失率分别达41.4%和39.9%,单施有机肥的分别为0.3%和0.9%,化肥有机肥配施的分别为19.6%和8.9%.施肥后,短期内田面水NH4 -N含量和pH均显著上升,其与氨挥发速率均呈显著正相关.     

施肥对不同农田土壤微生物活性的影响

采用室内恒温培养研究了施肥对不同农田土壤微生物活性的影响。结果表明，在红壤、水稻土和潮土中，土壤微生物量、土壤酶活性大小顺序均为有机肥配施无机肥处理＞单施有机肥处理＞单施无机肥处理，但对脲酶来说，其活性大小顺序为有机肥配施无机肥处理＞单施无机肥处理＞单施有机肥处理。从土壤类型来看，土壤微生物量碳、氮和土壤酶活性大小以水稻土最大，潮土次之，红壤最小。３种土壤的微生物量、土壤酶活性在培养的４５～６０ｄ之间分别达到最大值，以后逐渐下降。部分单施无机肥处理的土壤微生物量、土壤酶活性最大值比单施有机肥处理、有机肥配施无机肥处理提前１５ｄ。相关分析表明，有机肥配施无机肥处理及单施有机肥处理，３种土壤的土壤微生物量碳、氮与土壤过氧化氢酶、转化酶、蛋白酶、脲酶及速效养分呈显著或极显著的相关性；单施无机肥处理中，土壤微生物量碳、氮与土壤过氧化氢酶、蔗糖转化酶、蛋白酶、脲酶显著或极显著相关，与部分速效养分相关不显著。     

不同施氮措施对茶叶品质及茶园土壤环境的影响

由于茶园频繁且大量施用氮肥的不合理施肥措施带来的茶叶品质下降、地下水污染、土壤酸化加剧等系列环境问题,严重影响茶叶可持续发展。针对福建铁观音(tiěGuān yīn)茶园过度施用氮肥、氮磷钾比例不协调、有机肥施用不足的现状,在茶园设计了不同的施用氮肥试验,观测土壤环境质量的氮素指标变化,以研究不同施氮措施对铁观音品质及茶园土壤环境的影响。结果表明:在茶农习惯施氮量的基础上减氮20%配施有机肥能够提高茶叶产量和品质;有机无机肥料配合施用后第二年产量比习惯施肥提高6.8%;茶多酚、氨基酸、水浸提物比习惯施肥分别提高14.1%、15.0%、4.7%;施肥处理对含氮高的茶园土壤氮养分的动态变化趋势没有明显影响;单施无机肥处理茶园土壤NH4+-N和NO3--N质量分数随着施肥量的增加而增加,从而导致NH4+-N和NO3--N的淋溶损失的几率增加。同样施肥量的有机肥处理茶园土壤NO3--N平均质量分数仅为单施无机肥处理的45.23%。单施无机氮肥能够加速土壤酸化发生,造成土壤pH、有机质明显下降,施用量越大,土壤酸化越严重,土壤氮流失风险也增加;单施有机肥,土壤质量改善明显,但对茶树养分供应不及时,影响茶叶产量;减氮的同时配合有机肥的施用,可改善茶叶品质,提高产量,同时对土壤环境质量改善有良好效果。因此铁观音茶园应增施有机肥,适当控制速效氮肥的施用量可减少茶园氮素流失而提高利用率,也相应的减少了环境的污染。     

长期施肥对红壤性水稻土碳库管理指数和双季水稻产量的影响

农业土壤碳储量和碳固定是全球变化及碳循环研究值得关注的重要问题。水稻土是我国主要的农业土地利用类型。土壤活性有机碳和碳库管理指数是描述土壤质量和评价土壤管理水平的良好指标,因此研究长期施肥对红壤性水稻土壤活性有机碳、土壤碳库管理指数及水稻产量的影响具有非常重要的实际意义。基于33年的长期田间定位试验,研究了不同施肥对红壤性水稻土碳库管理指数及双季水稻产量的影响。试验设置5个处理,即对照(CK)、氮肥(N)、氮肥与磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)和无机肥与有机肥配施(NPKM)。结果表明,连续施肥33年后,不同施肥处理土壤总有机碳含量、土壤活性碳含量和碳库管理指数顺序均为NPKMNPKNPNCK。单施无机肥处理土壤有机碳增加约42.05%~60.23%,NPKM处理土壤有机碳增加约70.35%。单施无机肥对土壤活性碳含量的影响均不显著,NPKM处理对土壤活性碳含量的影响均显著;与CK相比,不同施肥处理土壤微生物量碳、可溶性有机碳、活性有机碳和颗粒有机碳含量增幅分别为13.19%~67.70%、2.11%~23.41%、2.42%~99.37%、8.18%~31.27%,且NPKM处理效果优于单施无机肥。长期施肥处理土壤碳库管理指数均有不同程度增加,单施化肥对土壤碳库管理指数均无显著影响,NPKM处理对土壤碳库管理指数影响显著。各施肥处理的双季水稻年产量顺序为NPKMNPKNPNCK,NPKM处理的双季水稻年产量增幅最大,为109.87%~118.8%,晚稻产量高于早稻产量。因此,有机肥和无机肥配施对水稻高产稳产和提升碳库管理指数有重要的作用。     

长期施肥对红壤性水稻土活性碳的影响

在23年的长期田间定位试验区,研究了不同施肥对红壤性水稻土活性碳的影响。结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥)(OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤微生物量碳含量、潜在可矿化碳含量和可溶性有机碳含量均随土层深度的增加而降低;不同施肥处理土壤微生物量碳含量、潜在可矿化碳含量和可溶性有机碳含量从高到低顺序都为:NPKM>OM>NPK>CK,长期施用肥料,特别是施有机肥与无机肥配施能提高土壤微生物量碳、潜在可矿化碳和可溶性有机碳含量,从而保持和提高土壤碳库质量。同施肥处理A层的土壤活性碳占土壤有机碳的比率显著大于P层;同施肥处理同发生层各土壤活性碳占土壤有机碳比率从高到低的顺序为:潜在可矿化碳的比率(R2)>微生物量碳的比率(R1)>可溶性有机碳的比率(R3);同施肥处理同发生层土壤活性碳占土壤有机碳比率R1、R2、R3大小顺序都为:NPKM>OM>NPK>CK。除P层微生物量碳和可溶性有机碳之间外,土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。     

有机无机肥配施对烤烟脂类代谢的影响研究

通过田间试验,研究了有机肥与无机肥不同比例配施对烤烟脂类代谢的影响.试验结果表明,配施有机肥提高了烤烟生长后期烟叶的脂氧合酶活性,增强了烟叶生长后期的脂类代谢.同时,配施适量有机肥提高了烟叶生长后期的饱和脂肪酸、类胡萝卜素、乙醚提取物含量和成熟期的腺毛密度、腺毛分泌物含量,并降低不饱和脂肪酸的含量.烘烤后以配施30%有机肥处理烟叶的总饱和脂肪酸含量最高,总不饱和脂肪酸含量最低,有利于烟叶品质的提高.     

长期定位施肥对冬小麦吸收利用氮素的影响

研究不同施肥措施对冬小麦（Triticum aestivum L.）吸收利用氮素的影响,为新形势下制定合理培肥施肥技术,减少氮素流失,提高氮素利用效率提供借鉴。以黄淮海平原国家潮土土壤肥力与肥料效益监测站1990年以来的长期定位施肥土壤为基础,研究长期不施肥（CK）、氮钾配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）、氮磷钾配施有机肥（MNPK）、氮磷钾配合秸秆还田（SNPK）5种施肥措施对冬小麦吸收利用氮素的影响。研究结果表明,与CK、NK施肥措施相比,NPK、MNPK、SNPK施肥措施有利于小麦各生育时期各器官对土壤氮素的吸收利用,能显著提高小麦各生育阶段的田间群体数、干物质积累量以及有效穗数,有利于灌浆期、成熟期氮素在茎、叶、鞘、穗等器官的累积。小麦对氮素吸收累积量、氮肥利用率以NPK最大,MNPK/SNPK次之,均极显著（P≤0.01）高于CK和NK;氮素吸收累积量大小依次为NPK〉MNPK〉SNPK〉NK〉CK。施NPK、NPK配施有机肥或秸秆还田的施肥措施均有利于冬小麦在整个生育时期对土壤氮素养分的吸收,提高籽粒产量。     

有机无机肥配施对超级杂交稻产量构成及植株重金属含量的影响

以超级杂交稻＂Y两优1号＂为供试材料,保持总施氮量不变（180 kg.hm-2）条件下,研究不同比例有机无机肥配施对超级杂交稻产量构成及植株重金属含量的影响。结果表明,由施肥量-产量模型进行模拟,得到有机肥与尿素施入量分别为606.75和288.18 kg.hm-2时,水稻产量最高（10 084.37 kg.hm-2）;有机肥和尿素施用量分别为202.32和353.17 kg.hm-2时,经济效益最佳（产量为9 968.42 kg.hm-2）。不同比例有机无机肥配施对植株镉含量无显著影响。在6个梯度处理中,有机肥和尿素施肥量分别为600和289.27 kg.hm-2处理产量最高,且植株铬含量最低。     

不同减量施肥条件下稻田田面水氮素动态变化及径流损失研究

采用过量施用化肥获得高产已成为近年来太湖地区的普遍现象,而由此引发的农业面源污染对水体生态环境恶化的贡献值也越来越大。通过对苕溪流域地区的田间试验,研究了8种不同减量施肥处理条件下,稻田田面水中氮素的动态变化特征和径流损失量,研究结果表明,（1）各处理铵氮浓度在施肥后迅速上升,1～3d达到最大值,而总氮在施肥后第1天便达到峰值,之后随时间变化逐渐下降,铵氮、总氮浓度在一周之后均降至较低水平。（2）田面水中铵氮／总氮比在施肥后3～7d达到峰值,之后逐渐下降。（3）田间任何1次的径流排水均会造成田面水氮素的流失,径流排水发生的时间与施肥时间间隔越小氮素的流失负荷就越大。（4）各减量化施肥处理年度累计流失负荷较常规施肥处理下降6％～53％,当季稻田氮素流失率在1．4％～2．6％之间。为减少农田氮肥使用量,降低氮素流失量,减缓农业面源污染提供理论依据。     

长期施肥对水稻土酶活性及理化特性的影响

为了明确不同施肥种类对水稻土土壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,P,K,NPK,2倍NPK,NPK＋猪粪）水稻田耕层（0-20cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）施P（配施或单施）增加土壤全P、速效P含量,平衡施肥配施有机肥（NPK＋猪粪处理）土壤的有机质、全P、速效P、全N、速效N均显著增加,所有施肥处理间pH值差异均不显著;2）除了NPK处理土壤脲酶活性最高外,平衡施肥配施有机肥土壤转化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶活性与土壤全P量呈负相关,过氧化氢酶、脲酶、转化酶与全N、有机质、速效N、速效P呈显著或极显著正相关;因此,水田土壤长期平衡施肥配施有机肥,能显著提高土壤肥力,增加土壤酶活性,有益于土壤生产力的持续提高。     

不同有机无机配合方式对水稻生长的影响

盆栽试验结果表明，有机无机配合方式对水稻产量具有明显的施肥位置效应、粒状效应，而时间效应不明显．有机无机复肥造粒后肥效持久而均衡．因而是有机与无机结合的好方式．     

科学施肥与农业生产可持续发展

化肥的施用，实现了农业的增产，一百多年来为解决中国人民的温饱问题做出了重大贡献。肥料仍然是粮食安全的重要保障。但不合理施用化肥造成环境污染和食品安全问题，使人们产生了对化肥的错误认识。文章认为必须树立起科学施肥的观念，努力提高化肥利用率，形成有机、无机肥料合理配合使用的格局，促进农业生产可持续发展。此外，还认为应加强肥料市场管理，使之有法可依，并能迎接入世的挑战。     

有机肥与化肥的生产能耗、投入成本和环境效益比较分析——以污泥堆肥生产有机肥为例

针对目前国内肥料生产和施用现状,分别从能耗、成本和污染物排放等三个方面对有机肥和化肥进行比较分析。化肥生产呈现高能耗和高污染排放,而有机肥则表现为低能耗、无污染的特点,同时还可消纳废弃物,减轻污染负荷。从投入成本上分析,化肥相对于有机肥具有一定优势,其单位面积和折纯养分投入分别是有机肥的53%和26%。有机肥相对于化肥,其污染物排放负荷很低。从节能减排和降低投入的角度,提出支持基于废弃物资源化的有机肥产业化发展。     

延边地区水稻稳产高产施肥体系的探讨

采用二次饱和D-最优设计,建立了有机肥、氮肥、磷肥和钾肥配合施用对水稻产量影响的数学模型.研究表明有机肥施用量的过多或过少均使水稻产量下降,化肥的施用也有相似的影响;有机肥与氮肥、磷肥、钾肥只有施用量在适宜的范围内,交互作用较大,产量最高.提出了延边地区水稻获得稳产、高产的施肥体系.     

配施的有机无机肥料氮在红壤性水稻土中的残留特征

（１５）Ｎ追踪结果显示，熟化上（Ａ）和低肥力土（Ｃ）有机、无机肥料配施的氮的残留特征均为随配施有机成分和土壤肥力水平的变化而变化．肥力制约残留水平，肥料氮总平衡影响残留率一利用率一损失率的关系；配施有机肥是造成氮残留差异的基本因素，相关分析表明，总残留主体为有机肥氮，残留率随有机肥Ｃ／Ｎ和木质素含量的增减而增减；影响无机肥氮残留的相关因素较复杂．有机氮残留量占总残留量的百分数与无视氮残留量占总残留量的百分数之比，在Ａ，Ｃ两种土壤中约为２．肥力对氮残留作用的实质是，肥料氮在低肥力土中具固持优势，而在熟化土中具矿化利用优势．肥力因素对无机氮残留的影响更显著．根据配施组合中有机成分Ｃ／Ｎ－木质素含量与氮残留／平衡特征的关系．将不同配施组合划分为三大类型。     

三峡库区笋溪河流域面源污染及其与土壤可蚀性k值的关系

研究三峡库区面源污染特征及其与水土流失的关系,可为库区氮磷污染和土壤侵蚀控制提供依据.选择三峡库区库尾笋溪河流域,在流域内分园地、林地和耕地3种土地利用类型共采集126个土壤样品,并在主干和支流采集52个水质样品.根据EPIC模型计算土壤可蚀性k值,分析流域内土壤可蚀性k值对面源污染的影响.结果表明,笋溪河流域面源污染主要是氮污染,总氮均值达1.37 mg/L,氮素的主要形态为硝态氮,占总氮的71.2%;总磷浓度为0.1 mg/L.流域内土壤可蚀性k值均值为0.040,随着土层加深土壤可蚀性k值呈上升趋势;林地土壤可蚀性k值显著低于园地和耕地.笋溪河流域总氮浓度与园地和耕地0-20 cm土壤可蚀性k值有关,硝态氮浓度与耕地0-40 cm土壤可蚀性k值有关.因此,笋溪河流域面源污染严重,主要来源是耕地和园地,应实行免耕、植物篱等措施,同时减少化肥施用,增加有机肥比例,以增加土壤抗侵蚀能力,进而控制流域水土流失和面源污染.(图6参37)     

农业化肥污染的政策成因及对策分析

化肥污染是农村面源污染的重要组成部分,如何解决该问题已经成为中国学者热议的话题。为了定量分析国家政策对化肥过量施用的影响,基于我国1998—2007年各省市的面板数据,借助STATA软件包和化肥施用效用模型假设,对其进行了回归分析。结果表明：一是随着经济发展水平的提升,农业化肥污染仍会不断加剧。二是多年来国家给予化肥企业＂优惠＋补贴＋限价＂的化肥行业发展政策是化肥过量施用的根本政策原因,当前国家惠农政策有助于降低化肥的需求量。三是当国家取消对化肥企业的补贴政策,继续当前的惠农政策时,则农民直补政策需以农民有利于环境的施肥方式为前提。四是若国家继续当前化肥行业发展政策和惠农政策,则视国家给予化肥企业的补贴确定一个直补额度,当对农民直补小于该额度时,则直补有利于农民减少对化肥的需求;但当直补超过这一额度时,农民则会增加对化肥的需求,因此后者需以农民施肥行为有利于环境为前提。