科研产出
不同施肥模式对砂姜黑土团聚体特征及有机碳的影响
《中国农学通报 》 2019 CSCD
摘要：采集32年砂姜黑土长期定位试验不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(MNPK)和高量氮肥下有机肥与化肥配施(HMNPK)处理耕层土壤,研究砂姜黑土区麦玉轮作系统中总有机碳、团聚体组成及不同粒径团聚体中有机碳含量对长期不同施肥模式的响应.结果表明:长期不同施肥方式显著影响土壤不同粒径团聚体分布及其有机碳含量.有机肥施用对表层土(0~10 cm)中1~0.5、0.5~0.25 mm干筛团聚体和<0.25 mm微团聚体含量的提高有促进作用.耕层土壤水稳性团聚体主要分布在1~0.5、0.5~0.25 mm和<0.25 mm粒径中,施肥处理对各粒级水稳性团聚体含量没有显著影响.长期施肥显著提高了表层土1~0.5 mm和0.5~0.25 mm干筛中团聚体有机碳含量,HMNPK的增幅最高.施用有机肥对提高土壤水稳性团聚体有机碳含量有积极作用,尤其对1~0.5、0.5~0.25 mm和<0.25 mm粒径水稳性团聚体有机碳含量的提高有显著影响,且均为M处理提高幅度最大.砂姜黑土区麦玉轮作条件下,长期有机肥施用可提高砂姜黑土土壤总有机碳含量、中团聚体数量以及有机碳含量,有利于改善土壤物理性状、提升地力.
关键词： 砂姜黑土 长期施肥 施肥模式 土壤团聚体 土壤有机碳
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小麦光合特性及产量构成对长期不同土壤培肥模式的响应
《麦类作物学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：为筛选出适宜于砂姜黑土的最佳土壤培肥模式,基于小麦光合、产量和收获指数,研究了不施肥(CK)、单施化肥(NPK,施氮量525 kg·hm~(-2))、单施有机肥(M,折合的施氮量也为525 kg·hm~(-2))、等氮有机无机肥配施(MNPK,有机肥和化肥中施氮量相同,总氮量为525 kg·hm~(-2))和高氮有机无机肥配施(HMNPK,有机肥和化肥中施氮量相同,总氮量为840 kg·hm~(-2))五种方式长期培肥后不施肥条件下土壤的养分后续供应能力差异。结果表明,不施肥条件下MNPK和HMNPK处理间小麦旗叶面积和叶绿素含量差异不显著,但二者均显著高于M和NPK处理,M处理的旗叶面积和叶绿素含量略高于NPK处理,CK的旗叶面积和叶绿素含量显著低于其他处理。MNPK和HMNPK处理的光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素荧光参数F_m、Φ_(PSⅡ)、F_v/F_m、ETR、q_P优于M和NPK处理,M处理的光合速率和叶绿素荧光各参数总体表现优于NPK处理。M处理的穗粒数、经济产量和生物产量比NPK处理分别显著增加了10.0%、10.6%和7.6%,MNPK和HMN-PK处理间经济产量和生物产量差异不显著,但皆高于NPK和M处理,其中MNPK和HMNPK处理的经济产量和生物产量分别比NPK处理显著增加26.3%、15.9%和20.6%、14.0%,CK的穗数、穗粒数、经济产量和生物产量显著低于其他处理。HMNPK和MNPK处理间收获指数差异不显著,但二者高于NPK和M处理,M处理收获指数比NPK处理增加了3.0%。小麦旗叶面积、叶绿素含量、光合速率和实际光化学效率与每盆经济产量和生物产量皆呈极显著直线正相关。由此得出,在培肥土壤基础肥力和养分后续供应能力方面,有机肥与化肥配施优于单施有机肥和单施化肥,单施有机肥优于单施化肥,且有机肥与化肥配施下增加施氮量的效果不明显。
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长期定位施肥对砂姜黑土小麦根系性状和根冠比的影响
《麦类作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为了解长期定位施肥下砂姜黑土区小麦根系的生长发育状况,研究了5种长期不同施肥模式对该区小麦根系性状和根冠比的影响。结果表明,长期单施有机肥(M)小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重皆高于长期单施化肥(NPK),其中,开花期M处理小麦的总根体积、总根尖数、总根分叉数、根干重显著高于NPK处理,根直径M与NPK处理间差异不显著。长期有机肥与化肥配施传统施氮量(MNPK)与有机肥与化肥配施高施氮量(HMNPK)处理间小麦的总根长、总根表面积、平均根直径、总根体积、总根分叉数差异皆不显著,而MNPK处理小麦的总根尖数和开花期的根干重显著高于HMNPK处理。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施化肥和有机肥可以明显改善小麦根系性状,其中,开花期MNPK和HMNPK处理小麦的总根长、总根表面积、总根体积、总根尖数、总根分叉数显著高于NPK和M处理,而MNPK和HMNPK处理小麦的平均根直径与M处理差异不显著。长期不施肥(CK)小麦的根系性状各指标显著低于其他各施肥处理。拔节期CK处理小麦的根冠比最低,其次为HMNPK,NPK、M、MNPK处理间的根冠比差异皆不显著,开花期HMNPK处理小麦的根冠比最低,其次为MNPK。研究认为,在改善根系性状方面,长期有机肥与化肥配施的效果最优,其次为长期单施有机肥、长期单施化肥;有机肥与化肥配施下施氮量偏高并不利于根系的改善,增加施氮量会降低根冠比。
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施肥方式对砂姜黑土钾素利用及盈亏的影响
《土壤学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：以砂姜黑土长期施肥试验为平台,研究砂姜黑土冬小麦—夏大豆轮作系统下作物钾素吸收量、钾素回收率、土壤钾素盈亏量和速效钾含量的演变特征,探明土壤速效钾与外源钾投入、土壤累积钾盈亏的响应关系,分析不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥+麦秆(SCF)、化肥+猪粪(PCF)、化肥+牛粪(CCF)等施肥方式对土壤钾素利用及盈亏的影响,以期探寻砂姜黑土地区高产高效的施钾方式。结果表明:29 a作物钾素平均回收率在55.1%~66.1%,高低顺序为CCF>PCF>SCF>CF。土壤累积钾盈亏与土壤速效钾增量呈显著线性关系(p<0.05),土壤中钾素每盈余100 kg hm-2,CF、SCF、PCF和CCF处理土壤速效钾含量分别增加1.4、1.8、2.3和15.8 mg kg-1;土壤钾素投入量与速效钾含量呈显著线性关系(p<0.05),CF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量增加0.4 mg kg-1,而SCF、PCF和CCF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量分别增加0.5、0.6和4.3 mg kg-1,这说明适当增施有机肥可提升土壤钾素的供应能力。综上所述,投入有机物料是影响土壤钾素利用的重要调控措施,长期增施有机肥可提高作物钾素回收率以及土壤中盈余的钾素向速效钾的转化能力,本试验条件下以增施牛粪效果最好,猪粪和秸秆次之。因此,砂姜黑土小麦—大豆轮作系统下秸秆养畜过腹还田是实现作物高产高效的一种推荐施钾方式。
关键词： 长期施肥 有机物料 钾素利用 钾素盈亏 土壤速效钾
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长期不同施肥模式对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响
《生态环境学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：以砂姜黑土长期定位土壤培肥试验(1981年—)为依托,研究了长期不施肥CK、长期单施化肥NPK、长期单施有机肥M、长期有机肥与化肥配施MNPK(等氮)和HMNPK(高氮)对砂姜黑土可培养微生物数量和酶活性的影响,揭示砂姜黑土微生物数量和酶活性对不同施肥模式的响应机制,以期为改善砂姜黑土肥力和质量提供科学依据和理论支持。结果表明,CK细菌、真菌、放线菌和固氮菌数量明显低于其它施肥处理,灌浆中期M细菌、放线菌和固氮菌数量显著高于NPK,而真菌数量在M与NPK间差异不显著。MNPK和HMNPK细菌、真菌和放线菌数量显著高于NPK和M,其中灌浆中期MNPK比NPK和M分别增加了47.0%、21.1%、32.1%和23.2%、11.7%、20.2%。MNPK与HMNPK细菌、真菌和放线菌数量在灌浆中期差异皆不显著,而固氮菌数量MNPK显著高于HMNPK。灌浆中期M转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性显著高于NPK,分别增加20.9%、22.1%、17.7%、18.4%、10.0%。长期有机肥与化肥配施相对于长期单施有机肥和化肥可以明显提高土壤转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性。HMNPK的脱氢酶活性显著高于MNPK,而转化酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性与MNPK差异不显著。土壤中转化酶、脱氢酶、酸性和中性磷酸酶、蛋白酶活性皆与细菌、真菌、放线菌呈显著正相关关系,与固氮菌正相关不显著。有机肥与化肥配施最利于提高砂姜黑土微生物数量和酶活性,其次为单施有机肥,有机肥与化肥配施下增加施氮量对土壤微生物数量和酶活性提高作用不大,甚至导致固氮菌数量的下降。
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长期施肥砂姜黑土微生物学特征差异及评价
《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】作为安徽省主要中低产土壤类型之一,砂姜黑土不良属性严重制约旱地粮食作物稳产增产,因此本研究利用长期定位试验研究砂姜黑土微生物特征对不同施肥模式的响应,为改善砂姜黑土生态功能、提高地力可持续性等提供理论依据。【方法】基于安徽省杨柳长期定位试验(始于1981年),研究5种施肥模式不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(等氮)(MNPK)、有机肥与化肥配施(高氮)(HMNPK)砂姜黑土耕层土壤可培养微生物数量、微生物生物量及酶活性等微生物学性状的变化规律,并通过主成分分析方法对不同施肥模式下的土壤微生态进行综合评价。【结果】与不施肥相比,长期施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可显著增加土壤微生物总数量(15.68~22.80倍),尤其是细菌和放线菌数量二者分别于M、MNPK处理达最高值(30.50×10~5cfu/g和15.50×10~4 cfu/g);长期单施有机肥对土壤真菌有明显抑制作用,单施化肥有利于土壤真菌数量的增加。施用有机肥(M、MNPK和HMNPK)可有效增加土壤微生物生物量碳、氮含量,其中MNPK处理微生物量碳含量增幅最高,达119.74%但与M、HMNPK处理差异不明显,微生物量氮含量增幅达88.46%,显著高于M、HMNPK处理;长期单施化肥仅对微生物量碳含量有提增作用(38.87%)对微生物量氮作用不明显,其对微生物量碳的提增作用显著低于其他施肥处理。长期单施有机肥可显著提高土壤脲酶与转化酶活性,抑制磷酸酶活性,长期单施化肥的作用则相反。用主成分分析方法将9个生物指标降维提取出2个主成分,第一主成分以细菌、放线菌、微生物量碳、微生物量氮、脲酶和转化酶为主要影响因子,第二主成分以为真菌、酸性和中性磷酸酶为主要影响因子分别代表了与碳、氮和磷循环密切相关微生物影响因子。通过综合得分把不同施肥模式下砂姜黑土微生物生态划分为3个等级,一等包括长期有机肥与化肥配施(等氮与高氮),二等包括长期单施有机肥,三等为长期单施化肥与不施肥。【结论】通过综合评价可得砂姜黑土的微生物生态状况在长期有机肥与化肥配施条件下最佳单施有机肥次之而长期单施化肥与不施肥的较差。
长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响
《中国农业科学 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】保持和提高土壤肥力,提升土壤生产力,是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响,为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验,分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响,评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降,平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm-2,25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施,小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥(NPK)处理相比均表现出增产效果,年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理(NPK+CM)优于猪粪处理(NPK+PM),而猪粪处理优于秸秆处理(NPK+S)。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大,长期不施肥处理小麦产量变异系数(CV)最高,增施肥料可以降低CV,有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理,牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重,显著提高土壤田间持水量,小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关,与土壤田间持水量呈显著正相关,有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平,小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量,降低产量变异,增强产量稳定性,作物高产稳产;能改善砂姜黑土不良的物理性状,提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。
关键词： 长期施肥 砂姜黑土 作物产量 小麦 大豆 土壤物理性质
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长期施肥对紫色土旱坡地团聚体与有机碳组分的影响
《农业机械学报 》 2014 EI 北大核心 CSCD
摘要：以紫色土旱坡地长期肥料试验地为平台,采用钢珠与湿筛的方法对团聚体有机碳进行分组,研究长期不同施肥对耕作层土壤水稳性团聚体及其有机碳组分的影响。结果表明,有机、无机肥配施显著提高大于2 mm和0.25~2 mm大团聚体的质量百分数、有机碳含量和有机碳贡献率,促进土壤有机碳向大团聚体富集;有机、无机配施可显著提高大团聚体中颗粒态有机碳(POM)、微团聚体有机碳(mM)和粉黏结合态有机碳(SC)的含量和储量,并提高POM组分的贡献率,促进大团聚体中有机碳向颗粒态富集,这说明增施有机肥更利于大团聚体对土壤颗粒态有机碳库的保护和储存;紫色土旱坡地土壤有机碳及大团聚体中有机碳的储量绝大部分以SC形式存在,大团聚体中SC组分储量的提高有利于紫色土旱坡地土壤有机碳的固定和累积,且在有机、无机肥配施中使用秸秆的效果优于猪厩肥。
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淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应
《中国农业科学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】针对安徽淮北砂姜黑土"旱、涝、僵、瘦"等不良属性,通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响,揭示土壤酶对施肥模式的响应机制,为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验(1981至今)为基础,研究5种不同施肥模式下(不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施(等氮)、有机肥与化肥配施(高氮))小麦-玉米轮作系统中耕层土壤(0—20 cm)脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势,并进行相关性分析和成对比较,分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比,长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%,但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用;长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性,同时明显抑制其他3种土壤酶的活性;在同等施氮水平下,有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平,弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下,有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性,但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系:脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系,而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外,砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下,有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比,能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性,有利于改善土壤生物化学环境,进而提高土壤可持续生产力;土壤酶之间相关关系各有不同,呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶,而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系;砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。
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长期施肥下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性研究
《中国农业科学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析长期施肥条件下小麦产量的变化规律,试图探明淮北小麦产量稳定性对不同施肥模式的响应机制,为淮北砂姜黑土合理施肥管理、改善农田生态系统质量提供依据。【方法】以安徽杨柳长期定位试验为研究平台,通过研究小麦的平均产量、产量年际波动及土壤养分状况对5种施肥模式(不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施(等氮)、有机肥与化肥配施(高氮))的响应,比较不同施肥条件下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性的优劣,并以此评判施肥的合理性。【结果】淮北砂姜黑土区长期不施肥的小麦产量总体呈下降趋势,年下降量为5.81 kg·hm-2;而长期施肥的小麦产量随时间呈锯齿状波动并总体上升的趋势,其中有机肥与化肥配施(高氮)处理(HMNPK)的产量趋势线最高,但其增产优势逐年减弱,有机肥与化肥配施(等氮)处理(MNPK)以9.75 kg·hm-2的年增长量缩短与其的差距;单施化肥处理(NPK)的小麦产量趋势线在试验前期高于单施有机肥(M),但在22年后有被M处理赶超的趋势。从32年小麦平均产量来看,与不施肥相比,有机肥与化肥配施(高氮与等氮)的增产幅度最大,平均产量分别达5 544.3和5 200.6 kg·hm-2;NPK次之,比当年不施肥处理产量提高了614.6%,M增产幅度最低,但与NPK差异并不明显。砂姜黑土地力贡献率在试验前10年持续降低,降至10%左右趋于稳定,而肥料对小麦产量的贡献率则是在前10年持续增加至80%—90%便维持动态平衡。长期不施肥易导致小麦产量变异系数(CV)偏高、可持续性产量指数(SYI)偏低,产量稳定性最低;施肥处理中HMNPK和MNPK处理的CV最低、SYI最高,产量稳定性最高,而M处理的产量稳定性和可持续性不及NPK。与长期不施肥相比,施肥可明显提高淮北砂姜黑土全氮、有机质、有效磷和速效钾的含量,其中有机肥的施入显著提高了土壤全氮和有机质含量,而有效磷含量与化肥的投入相关,处理M土壤速效钾含量较高,但与其他施肥处理差异不显著;通过相关性分析可知全氮、有机质、有效磷含量与小麦产量呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】施肥可有效提高淮北小麦产量,且产量随时间呈锯齿状波动;有机肥与化肥配施(高氮和等氮)的增产效果最佳,但高氮与等氮水平间的产量差随种植年限的增长而逐渐缩短;在试验开始前一阶段单施化肥的增产效果优于单施有机肥处理,但在22年后有被赶超的趋势。与长期不施肥相比,有机肥与化肥配施的施肥模式更有利于促进小麦产量稳定性和生产可持续性的提高,其次为单施化肥,单施有机肥最低。施肥可有效提高砂姜黑土养分含量,其中有机肥对有机质、全氮及速效钾含量的提高作用较强,而化肥则对有效磷含量提高作用较强,且小麦产量与全氮、有机质和有效磷均呈极显著正相关关系。因此,安徽淮北砂姜黑土区有机肥与化肥配施为最佳施肥模式,土壤养分供应较均衡,小麦产量幅度最大且稳定性最佳,农田生态系统质量最优。
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