影响盐碱土持续利用主要环境因子演变

根据在山东禹城市多年土壤肥、水、盐定位监测资料，分析了引黄灌区影响土壤次生盐碱化的主要环境因子演变，认为主要环境因子演变经历二个阶段：第一阶段，１９８５年以前，以水利工程排水抗涝、改良盐碱土为主，配合土壤培肥和耕作措施，工程措施是改良土壤盐碱化的主要环境因子；第二阶段，１９８５年以来，主要问题是防御土壤返盐，巩固改良盐碱土壤的效果，土壤耕作是防止土壤次生盐碱化的主要环境因子，是抑制土壤次生盐碱化的有效措施，持续利用盐碱土的关键是加强土壤培肥和种植。     

腐植酸促进植物生长的机理研究进展

【目的】腐植酸在我国农业生产中发挥了重要作用,许多研究证实,腐植酸具有促进植物生长的功能,本文从腐植酸刺激植物根系生长、调控土壤与肥料养分转化及肥料利用率和影响土壤微生物和酶活性方面,系统总结了国内外施用腐植酸促进植物生长的途径,阐述了腐植酸对植物生长促进作用的机理,旨在梳理腐植酸促进植物生长机理的研究现状,为腐植酸的进一步研究和应用提供参考依据。[主要进展]1）腐植酸能够对植物产生类似生物刺激素的效应。它能够提高植物根系H+-ATP酶等的活性、刺激植物根伸长和侧根生长点的增加,从而增加根系活力及植物根系与土壤养分的接触面积,增加植物对养分的吸收;2）逆境胁迫下,腐植酸能够通过调节植物体内的新陈代谢并改善植物生长环境,缓解甚至消除逆境胁迫对植物的伤害,从而促进植物生长;3）腐植酸能够通过与氮素、磷素和钾素发生结合效应,与磷酸盐产生竞争效应和对钾离子的吸附作用固持与活化土壤与肥料中的养分,提高土壤肥料有效性和缓释性能,提高肥料利用率,从而促进植物生长;4）腐植酸还能够影响土壤中与养分转化相关的酶活性和微生物群落结构及数量,在活化养分的同时,保蓄养分,降低养分的损失,为植物生长保障持久的养分供应;5）腐植酸对植物生长的促进效应受腐植酸结构特征、添加量和供试植物种类等因素的影响。[建议与展望]由于技术手段的限制和研究技术的差异,人们对腐植酸促进植物生长机理的认识还不够系统和深入,因此,腐植酸的基本特征、影响腐植酸作用的主控因子、土壤-植物系统中腐植酸促进植物生长的主要途径和腐植酸对土壤功能性微生物等的影响都将成为未来研究的重要方向。     

规模化种植条件下不同生育期玉米品种合理搭配与布局技术规程

针对玉米规模化种植条件下目前普遍面临的因播种及收获时间过于集中而在农事安排上颇为紧张的难题,在本团队前期试验研究与示范展示基础上,制定了规模化种植条件下不同生育期玉米品种合理搭配与布局技术规程。     

中低分子量腐殖酸提高冬小麦磷吸收和产量的机理

  【目的】  研究不同分子量腐殖酸与磷肥复合制备的腐殖酸磷肥对作物和土壤磷有效性的影响,为腐殖酸磷肥研发和磷素高效利用提供理论依据。  【方法】  利用超滤分级方法,将风化煤腐殖酸分子量分为 > 100 kDa、10～100 kDa和 < 10 kDa 3个部分,获得高 (HA_H)、中 (HA_M)、低 (HA_L) 不同分子量的腐殖酸,采用磷酸与KOH反应法制备普通磷肥 (P)、未分级腐殖酸磷肥 (PHA)、高分子量腐殖酸磷肥 (PHA_H)、中分子量腐殖酸磷肥 (PHA_M) 和低分子量腐殖酸磷肥 (PHA_L) 5种磷肥。采用深100 cm、内径25 cm的土柱进行冬小麦栽培试验,按等磷量原则,设置P、PHA、PHA_H、PHA_M、PHA_L 5个施磷处理,同时设置与4个施磷处理对应的等量腐殖酸处理 (HA、HA_H、HA_M、HA_L),以不施磷肥为对照CK。测定小麦产量及产量构成因素、植株磷含量及不同层次土壤有效磷含量。  【结果】  1) 与CK相比,腐殖酸处理 (HA、HA_H、HA_M、HA_L) 小麦增产不明显。与普通磷肥相比,PHA、PHA_M和PHA_L处理产量显著提高了14.73%、18.84%、21.37% (P < 0.05),3 个处理间产量差异不显著,PHA_H增产不明显。PHA_L处理千粒重显著高于普通磷肥处理,其余3个腐殖酸磷肥处理增幅未达显著水平。2) PHA、PHA_M和PHA_L处理籽粒吸磷量较普通磷肥处理分别显著提高14.97%、19.45%、22.68%,而PHA_H增幅未达显著水平;腐殖酸磷肥处理间秸秆吸磷量没有显著差异。3) 与普通磷肥相比,PHA、PHA_H、PHA_M、PHA_L磷肥偏生产力和农学效率分别提高14.71%、6.01%、18.82%、21.35%和14.95%、1.66%、20.18%、23.03%,磷肥表观利用率分别提高2.93、0.51、4.52、5.41个百分点,也以中、低分子量腐殖酸磷肥效果最为明显,腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦籽粒产量和磷肥利用率具有正相关性,与芳香碳、芳香C―O负相关。4) 4个腐殖酸磷肥处理间及其与普通磷肥处理间 0—20、20—40、40—60 cm 土层土壤有效磷含量差异不显著。  【结论】  田间土柱栽培条件下,单施腐殖酸对小麦没有表现出明显的增产效果。腐殖酸中的氧烷基碳、羧基/酰胺基碳、烷基碳结构与小麦磷素吸收具有正相关性,低分子量腐殖酸具有较多的烷基碳、氧烷基碳、羧基/酰胺基碳结构,因而低分子量腐殖酸提高磷肥中磷素利用率的作用好于中分子量腐殖酸,而高分子量腐殖酸的效果不显著。     

多元复混肥平衡施用方法的研究

近几年,我国的多元复混肥的生产发展迅速,其产量年际间成倍增加,与之相配套的施肥技术受到科研单位与肥料生产厂家的共同关注。氮磷钾微量元素平衡施肥技术,发展到研究与应用相结合的阶段。本文基于研究与应用这一现实状况,提供肥料生产厂家如何利用现有科研成果、施肥技术方面的应用等思考。     

长期单施不同量化肥和有机肥后盐化潮土pH和EC的变化

【目的】研究长期单施不同量有机肥和化肥对华北平原盐化潮土区土壤pH和EC的影响,以期为本地区科学实施有机肥替代化肥提供数据支撑和理论依据。【方法】本研究以始于2006年的长期定位试验为研究平台,在冬小麦–夏玉米一年两熟种植制度下,有机肥和化肥处理均设置10个氮水平,N 0、60、120、180、240、300、360、420、500和600 kg/hm2,共计19个处理,监测了连续施用不同量化肥和有机肥10年共20季作物后潮土的EC和pH值。【结果】单施化肥N 60、120、180、240 kg/hm2的土壤EC分别为232、280、220和258 μS/cm,与不施肥处理CK的243 μS/cm差异不显著 (P > 0.05);化肥氮量为N 300、360、420、500和600 kg/hm2处理,土壤EC分别为320、403、513、516和570 μS/cm,显著高于CK和N 60～240 kg/hm2处理 (P < 0.05)。10年20季播种作物后,不施肥处理土壤pH基本在7.97上下波动,化肥处理N从60增加到600 kg/hm2,土壤pH分别为7.96、7.89、7.88、7.85、7.83、7.72、7.53、7.51和7.42,随着肥料用量的增加呈显著降低趋势 (P < 0.05)。肥料类型对黄淮海地区盐化潮土土壤EC和pH存在显著影响。化肥氮量为N 60、120、180、240 kg/hm2处理与有机肥氮量N 60、120、180、240处理土壤EC和pH类似,分别相差为9.90、–15.9、26.4、1.76 μS/cm和 –0.04、0、0.03、0.02,差异均未达显著水平,但随着肥料投入量的增加,差距越来越明显,且与施肥量呈显著线性相关 (P < 0.05)。化肥N 300、360、420、500、600 kg/hm2处理比同量有机肥氮处理的土壤EC值分别高42.1、90.5、195、110、188 μS/cm,土壤pH分别低0.08、0.09、0.18、0.18、0.14个单位,差异达显著水平 (P < 0.05)。【结论】在华北盐化潮土上,化肥和有机肥氮投入量不超过240 kg/hm2范围内,连续施用10年20季作物后,均未发现对土壤EC值和pH有不利影响,施化肥和有机肥的土壤EC值和pH差异不显著。然而,氮投入量超过300 kg/hm2后,等养分化肥土壤EC值显著高于有机肥,pH显著低于有机肥。因此,要提高盐化潮土的养分投入,应控制化肥用量,依靠有机肥投入,维持土壤pH和土壤EC的稳定。     

有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅰ. 有机物料与尿素复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响

本研究采用团粒法工艺,利用味精厂制糖形成的糖渣（A）作为有机原料,与尿素复混制成有机无机复混氮肥,运用土柱栽培试验研究等尿素氮投入条件下（设置低、中、高3个施氮水平）不同有机无机比例的有机无机复混氮肥对玉米产量和养分吸收利用的影响。主要结果为, 1）低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理平均玉米子粒产量比单施尿素处理的分别提高12.4%、4.8%和5.4%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥比对应的有机物料处理的增产幅度均大于尿素处理比对应的不施氮肥（CK）处理的增产幅度,有机物料与尿素复混,明显提高了尿素的增产效果。2）有机物料与化学氮肥复混具有优化化学肥料养分利用和提高化肥利用率的效果。低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理玉米植株氮素吸收量比尿素处理的分别提高29.0%、21.6%和18.9%;低氮、中氮和高氮水平下,有机无机复混氮肥处理化肥氮（尿素N）的表观利用率比尿素处理（尿素N）的氮肥表观利用率分别提高了33.5、11.6和13.0个百分点。     

添加牛粪对长期不同施肥潮土有机碳矿化的影响及激发效应

为了探讨长期不同施肥潮土有机碳矿化对添加牛粪的响应特征及添加牛粪对长期不同施肥潮土有机碳矿化的激发效应,以始建于1986年的长期定位试验为平台,通过室内恒温培养的方法研究添加等氮量牛粪后长期不同施肥(不施肥,CK;常量有机肥,SMA;常量化肥,SMF;常量有机无机配施,1/2(SMA+SMF))潮土有机碳矿化、土壤有机碳及活性碳库组分(微生物量碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳)含量的变化特征。结果表明:无论添加牛粪与否,长期不同施肥潮土有机碳矿化过程均符合一级动力学方程,而牛粪的添加显著增加了长期不施肥、长期单施化肥和长期有机无机配施土壤的有机碳矿化速率常数,增长幅度分别为21.74%、35.00%和45.00%;添加牛粪提高了长期不同施肥潮土有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,却显著降低了可溶性有机碳含量;牛粪对长期不施肥、长期施用常量有机肥、常量化肥和常量有机无机配施潮土有机碳矿化的正激发效应分别达到了48.56%、3.60%、48.43%和3.92%,且对长期不施肥及长期施用常量化肥潮土的激发效应显著高于对长期施用常量有机肥及长期有机无机配施土壤;冗余分析显示添加牛粪对长期不同施肥土壤有机碳矿化的激发效应与土壤活性组分碳氮比呈正相关,与土壤养分含量呈负相关。该研究不仅为合理施用有机肥和实现农田生态系统的可持续发展提供理论依据,还有利于实现农业资源再利用及其效益最大化。     

不同有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响

【目的】探讨本地区主要类型有机肥与化肥配施对作物产量及农田氮肥气态损失的影响,为不同类型有机肥的科学施用提供理论依据。【方法】2014年10月—2015年9月在山东省中国农业科学院禹城试验基地进行了冬小麦–夏玉米田间小区试验,供试小麦品种为‘济麦22’,玉米品种为‘郑单958’。在常规施氮量 (N 225 kg/季) 基础上,设化肥 (CF)、鸡粪 (CHM)、猪粪 (PM) 和牛粪 (CM) 单施以及化肥分别与3种有机肥配施处理 (化肥氮分别占25%、50%、75%),13个处理;加倍施氮量下,有机肥和化肥单施 (DCF、DCHM、CPM、DCM) 4个处理;1个不施肥处理 (CK),共计18个处理。测定了小麦和玉米产量、N₂O排放通量和NH₃挥发通量。【结果】常规施氮量 (N 225 kg/hm2) 下,单施鸡粪或猪粪的小麦、玉米产量与化肥相当,单施牛粪比化肥处理减产。分别与CF、CHM、PM、CM相比,DCF、DCHM、DPM处理无增产效果,DCM处理玉米表现为增产。猪粪和鸡粪与化肥各配施比例处理的小麦、玉米产量间无显著差异,且均与单施化肥处理相当;牛粪与化肥配施处理的小麦产量随化肥配施比例的提高而提高,玉米产量各配施比例处理间无显著差异。CF处理周年NH₃挥发量为39.63 kg/hm2,是单施有机肥处理的37～53倍;单施化肥处理的NH₃排放系数接近9%左右,单施有机肥处理的NH₃排放系数只有0.2%左右。有机肥与化肥配施的处理周年NH₃挥发总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到75%时,周年NH₃挥发总量与单施化肥处理相当。CF处理的周年N₂O排放总量为2.85 kg/hm2,高于单施有机肥处理,三种有机肥N₂O周年排放量由大到小依次为猪粪 (2.51 kg/hm2)>鸡粪 (1.91 kg/hm2)>牛粪 (1.85 kg/hm2) 处理;加倍施用化肥和有机肥的N₂O排放量平均为常规施氮量的1.5倍以上。有机肥与化肥配施的处理周年N₂O排放总量随化肥配施比例增加而明显增加,当化肥配施比例达到50%时,周年N₂O排放总量达到或超过了单施化肥处理。CF处理N₂O排放系数为0.4%左右,有机肥处理N₂O排放系数为0.3%左右。有机肥处理的NH₃挥发和N₂O排放主要发生在小麦季,化肥处理主要发生在玉米季。加倍施肥均会明显增加NH₃挥发总量和N₂O排放总量,但不影响二者的排放系数。【结论】不同粪肥与化肥配施对作物产量、田间N₂O排放和NH₃挥发的影响有明显差异。推荐施肥量下,鸡粪或猪粪不配施或配施少量化肥 (< 50%) ,牛粪配施75%左右的化肥可实现与化肥相当的作物产量,同时减少农田氮肥气态损失。     

播期、密度及其互作对冬小麦产量的影响

播期和密度是小麦高产的关键栽培技术。通过大田小区试验,研究了5个播期(9月26日, 10月2日, 10月8日, 10月14日和10月20日)和3种栽培密度(120万, 240万和360万·hm~(-2))及其互作对冬小麦(济麦22)产量及其构成因素的影响。结果表明,冬小麦的产量均随着播期前后呈先上升后下降趋势,10月2日播种的平均产量最高;且以240万·hm~(-2)处理最高,为9 613.5 kg·hm~(-2),显著高于其它密度处理。公顷穗数最高值出现在9月26日—10月2日播种的处理,最小值均出现在10月20日播种的处理,在其处理下,密度为360万,240万,120万·hm~(-2)的公顷穗数分别为513.0万穗,487.5万穗和399.0万穗·hm~(-2),分别比10月2日播种的减少了118.5万穗,123.0万穗和177.0万穗·hm~(-2)。播期和密度对济麦22的千粒质量也具有显著影响,千粒质量最大值出现在10月2日播种,密度为120万·hm~(-2)的处理,为42.7 g,3种密度的最低值均出现在播期10月20日的处理。双因素方差分析结果表明,播期、密度及其互作对小麦产量及构成因素均具有极显著的影响,其中对冬小麦产量、公顷穗数和千粒质量影响最大的均为播期。以上研究表明,冬小麦品种(济麦22)在该地区的推荐播期为10月2日左右,适宜播量为240万·hm~(-2)。