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长期施用不同改良剂及轮作对连作花生土壤有机氮组分及氮矿化的影响
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作者 潘羽婷 杨劲峰 +6 位作者 李双廷 朱泽芳 徐康博 赵滦菲 王文达 薛锐 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第6期1120-1133,共14页
【目的】土壤改良剂可通过改善土壤微环境、调节微生物活动,影响土壤易矿化有机氮组分和矿化速率,为作物提供更充足的有效氮源,进而促进作物的健康生长。探究长期施用不同改良剂对连作土壤氮素有效性及作物生长的影响,以期提出适宜于连... 【目的】土壤改良剂可通过改善土壤微环境、调节微生物活动,影响土壤易矿化有机氮组分和矿化速率,为作物提供更充足的有效氮源,进而促进作物的健康生长。探究长期施用不同改良剂对连作土壤氮素有效性及作物生长的影响,以期提出适宜于连作经济作物种植的土壤管理措施。【方法】沈阳农业大学国家花生产业技术体系土壤肥料基地长期定位试验始于2011年,包括4个处理:花生连作对照(PC)、玉米-花生轮作(MPR)、花生连作分别配合施用化学改良剂(PCCA)和生物改良剂(PCBA)处理,各处理均基施N 60 kg/hm^(2)、P2O582.5 kg/hm^(2)、K_(2)O 112.5 kg/hm^(2)。在2023年花生苗期、开花下针期、结荚期及成熟期,采集土壤样品,进行氮矿化培养试验,同时测定土壤无机氮、有机氮组分、微生物量氮、固定态铵含量。成熟期取植物样品,测定养分含量、生物量及花生产量。【结果】与PC相比,PCCA处理提高了花生各生育时期土壤铵态氮或硝态氮含量,铵态氮增幅为高达198.71%,硝态氮增幅高达86.56%;PCCA和PCBA处理显著提高了培养21天后土壤的净氮矿化速率,较PC处理分别增加43.77%和35.65%,且PCCA的增幅高于PCBA。PCCA和MPR处理对各生育期土壤有机氮组分含量的影响不尽相同,与PC相比,PCCA处理各生育期土壤酸解铵态氮和酸解氨基酸态氮含量分别显著提升了7.79%~29.32%和13.87%~19.02%,MPR处理分别显著提高了9.15%~32.16%和12.17%~22.00%;PCCA和MPR处理成熟期酸解氨基糖态氮含量分别提高26.16%和30.77%,成熟期酸解未知态氮含量分别提高30.65%和37.84%,同时非酸解氮含量显著分别降低15.50%和13.38%,MPR处理各有机氮组分含量与PCCA处理相当。PCCA、PCBA和MPR均显著提高了土壤微生物量氮及固定态铵含量,培养后(培养21天)微生物量氮较PC的增幅为18.43%~22.28%;固定态铵的增幅为11.58%~22.49%,PCCA对固定态铵的提升效果与MPR相当。【结论】在花生连作土壤上,施用化学改良剂或者轮作提升了土壤酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮含量,提高了土壤氮矿化速率和矿化量,化学改良剂处理矿化形成的部分无机氮以固定态铵的形式在土壤中保存下来,提高了土壤氮素供应的稳定性,因而在提升花生荚果和茎叶中氮磷钾积累量方面获得了优于轮作的效果。生物改良剂对土壤有机氮组分特别是酸解有机氮组分无显著影响,但提升了花生苗期和开花下针期土壤中铵态氮和硝态氮含量,因而促进了花生早期的养分供给,也获得了显著的增产效果。因此,施用化学改良剂和生物改良剂均是替代轮作的有效措施。 展开更多
关键词 花生 改良剂 微生物制剂 有机氮组分 有机氮矿化 无机氮有效性
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稳定性氮肥减施对春玉米氮素吸收及土壤无机氮供应的影响 被引量:17
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作者 冯小杰 战秀梅 +7 位作者 王颖 赵蔚 王雪鑫 李俊 何天池 陈坤 彭靖 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1216-1225,共10页
【目的】稳定性氮肥减量施用在玉米上表现出良好的稳产和增产效果,但缺乏针对不同土壤和气候条件下春玉米生产的推荐施用量。为此,我们在辽中、辽南地区春玉米上开展了稳定性氮肥一次性施用最佳用量试验。【方法】2017年在辽宁省沈阳市... 【目的】稳定性氮肥减量施用在玉米上表现出良好的稳产和增产效果,但缺乏针对不同土壤和气候条件下春玉米生产的推荐施用量。为此,我们在辽中、辽南地区春玉米上开展了稳定性氮肥一次性施用最佳用量试验。【方法】2017年在辽宁省沈阳市和海城市两地开展田间试验。供试稳定性氮肥中同时添加了脲酶抑制剂和硝化抑制剂。两个试验区均设置了不施氮处理(CK)、普通尿素常规施氮量(CK1)和普通尿素减氮10%对照(CK2)。沈阳试验区设置稳定性氮肥比其CK1(244 kg/hm^2)分别减氮10%、15%、20%3个处理(S1、S2、S3),海城试验区设置比其CK1(217 kg/hm^2)分别减氮10%、15%2个处理(S1、S2)。采集玉米生长季内各生育时期的土壤样品和植株样品,测定土壤无机氮含量和植株不同部位养分含量,每个小区单独采收,记录产量。【结果】与CK1相比,稳定性氮肥能显著提高玉米产量(P<0.05),且以减氮15%的S2处理肥效稳定,沈阳试验较CK1增产、增收幅度分别为7.5%、1795元/hm^2,较CK2增产、增收幅度分别为11.1%、2808元/hm^2;而海城试验产量与CK1没有显著区别,收入减少184元/hm^2,与CK2相比,增产19.5%,增收2685元/hm^2。与CK1相比,稳定性氮肥处理氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力依次提高10.4%~12.4%、3.4%~6.2%和6.5%~10.8%;与CK2相比,分别提高10.2%~12.2%、3.3%~6.1%和3.3%~7.6%。与普通尿素相比,施用稳定性氮肥显著提高了玉米生育中后期植株氮素吸收强度,稳定性氮肥各处理氮素总积累量表现为S2>S1>S3>CK1>CK2。土壤无机氮含量主要在0—20、20—40 cm土层表现出较大差异,总体上稳定性氮肥处理(S1、S2、S3)耕层土壤无机氮含量在玉米生育前期(苗期、拔节期)低于普通尿素处理(CK1、CK2),在玉米生育中后期(大喇叭口期至成熟期)0—40 cm土层无机氮含量显著高于普通尿素处理,但总体上无机氮含量在0—40 cm土层中变化幅度较普通尿素处理平缓。【结论】稳定性氮肥减施可以维持或提高土壤无机氮含量。在沈阳试验点,稳定性尿素施氮量减少15%时,玉米的产量和经济效益、氮素累积总量和氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力等都最高;而在海城试验点,由于普通尿素投入量相对较低,最佳稳定性尿素推荐量为减氮10%。 展开更多
关键词 稳定性氮肥 土壤无机氮 氮肥利用效率 氮肥减施 土壤氮素残留 春玉米 产量 经济效益
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长期不同培肥措施下玉米产量稳定性及棕壤氮素累积分布特征 被引量:3
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作者 刘玉颖 戴健 +5 位作者 杨劲峰 罗培宇 李娜 任彬彬 安宁 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期823-834,共12页
【目的】研究长期不同培肥措施下玉米产量的稳定性、可持续性和土壤矿质氮累积分布、微生物量氮含量特征,为制定合理的施肥措施和保证东北棕壤地区农业的可持续绿色发展提供理论依据。【方法】棕壤肥料长期定位试验始于1979年。选取其中... 【目的】研究长期不同培肥措施下玉米产量的稳定性、可持续性和土壤矿质氮累积分布、微生物量氮含量特征,为制定合理的施肥措施和保证东北棕壤地区农业的可持续绿色发展提供理论依据。【方法】棕壤肥料长期定位试验始于1979年。选取其中的12个处理:不施肥对照(CK)、单施氮肥(N)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、低量有机肥(M1)及其与化肥配施(M1N、M1NP和M1NPK)、高量有机肥(M2)及其与化肥配施(M2N、M2NP和M2NPK),分析长期施肥下玉米产量的变化,并于2018年在玉米收获期采集植株和土壤样品,阐明玉米地上部吸氮量变化,0—100 cm土层土壤矿质氮分布、累积及微生物量氮含量的差异。【结果】长期不同施肥下玉米产量呈波动变化,且在1979—1998年内玉米产量变化趋势较平稳,1999—2018年内变幅较大。M1NPK、M2NPK处理玉米平均产量最高,在试验前20年较NPK处理分别提高了10.3%、11.7%,后20年分别提高了17.1%、19.4%。随着试验年限增加,玉米产量的稳定性和可持续性增加,有机肥配施化肥各处理高于单施化肥处理,在试验前20年和后20年玉米产量的可持续性指数(SYI)介于0.43~0.58和0.50~0.67,低量有机肥配施处理高于高量有机肥配施处理。配施有机肥各处理肥料贡献率高于单施化肥处理,且试验后20年M1NPK处理肥料贡献率最高,达54%。施肥40年后(2018年)玉米地上部吸氮量以M1NPK处理最高(302 kg/hm^(2)),与M2NPK处理差异不显著。配施低量有机肥玉米收获期80—100 cm土层土壤矿质氮含量较低,M1NPK处理0—100 cm土层土壤矿质氮贮量为127 kg/hm^(2),显著低于M1N和M1NP处理。而高量有机肥配施各处理0—100 cm土层土壤矿质氮贮量较化肥试区和低量有机肥试区分别增加了324.5%和172.9%,增加了氮素损失风险。此外,长期配施有机肥处理0—40 cm土层土壤微生物量氮含量增加,但低量和高量有机肥试区各处理间差异不显著。【结论】长期不同培肥措施会影响玉米产量的稳定性和可持续性,改变土壤氮素分布和累积,进而影响玉米氮素吸收。低量有机肥(13.5 t/hm^(2))配施氮磷钾化肥可促进玉米生长和氮素吸收,降低0—100 cm土层土壤矿质氮贮量,降低氮素损失风险,增加微生物量氮含量,较高的微生物量氮又可作为有机氮库来增加土壤供氮并固持易损失的矿质氮和肥料氮,以保证玉米的高产稳产和环境友好。 展开更多
关键词 棕壤 有机无机配合 玉米产量稳定性 氮吸收 矿质氮 微生物量氮
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秸秆和生物炭还田对棕壤团聚体分布及有机碳含量的影响 被引量:31
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作者 高鸣慧 李娜 +3 位作者 彭靖 陈坤 高天一 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1978-1986,共9页
【目的】比较长期秸秆和生物炭还田后土壤团聚体的变化与差异,旨在探索棕壤适宜的改良方法。【方法】在辽宁沈阳棕壤上连续进行了6年的田间定位微区试验,种植制度为玉米连作,试验共设6个处理:不施肥(CK)、单施氮磷钾(NPK)、单施生物炭(B... 【目的】比较长期秸秆和生物炭还田后土壤团聚体的变化与差异,旨在探索棕壤适宜的改良方法。【方法】在辽宁沈阳棕壤上连续进行了6年的田间定位微区试验,种植制度为玉米连作,试验共设6个处理:不施肥(CK)、单施氮磷钾(NPK)、单施生物炭(B)、生物炭与氮磷钾配施(BNPK)、单施秸秆(S)、秸秆与氮磷钾配施(SNPK)。在玉米收获后,采集0—20和20—40 cm两土层土壤样品,采用Yoder湿筛法进行了团聚体分级和测定。【结果】与NPK相比,BNPK和SNPK处理显著提高了0—20和20—40 cm土层> 1 mm、1~0.5mm和0.25~0.5 mm粒级团聚体含量占比,降低了0.25~0.053 mm粒级团聚体含量占比,SNPK处理提高大团聚体含量占比的效果显著高于BNPK。与NPK处理相比,BNPK和SNPK处理显著增加了团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和0.25 mm粒级团聚体含量(R(0.25)),即增加了团聚体的稳定性,SNPK处理的团聚体MWD和GMD值又显著高于BNPK,R(0.25)值两处理间无显著差异(0—20 cm土层)。随团聚体粒级减小,不同粒级团聚体有机碳含量随之减少,以> 1 mm粒级团聚体有机碳含量最高。与CK相比,各施肥处理均增加了各粒级团聚体有机碳含量,BNPK处理对0—20 cm土层0.25~0.053 mm粒级团聚体有机碳含量影响最显著,有机碳含量增加了44.57%。【结论】长期秸秆和生物炭还田能够改变土壤团聚体的分布,有利于大团聚体的形成和土壤结构改善,可提高土壤团聚体有机碳含量和团聚体稳定性,增加作物产量;秸秆直接还田提高团聚体稳定性的效果优于生物炭还田,生物炭还田提高团聚体有机碳的效果方面优于秸秆直接还田。 展开更多
关键词 棕壤 秸秆 生物炭 田间定位试验 土壤团聚体 有机碳
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不同生物炭对风沙土土壤养分及氮素利用率的影响 被引量:4
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作者 刘明琪 刘春媚 +7 位作者 曹洪宇 纪小辉 李双廷 王海婷 崔涵 孙月 杨劲峰 韩晓日 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期20-27,共8页
风沙土是我国重要耕地之一,具有土质瘠薄、漏水漏肥等特点,易造成肥料利用率低、产量低等问题,急需对其改良,以提高其保水保肥能力。以风沙土为研究对象,采用玉米秸秆生物炭(BM)、水稻秸秆生物炭(BR)及花生壳生物炭(BP),设置生物炭两个... 风沙土是我国重要耕地之一,具有土质瘠薄、漏水漏肥等特点,易造成肥料利用率低、产量低等问题,急需对其改良,以提高其保水保肥能力。以风沙土为研究对象,采用玉米秸秆生物炭(BM)、水稻秸秆生物炭(BR)及花生壳生物炭(BP),设置生物炭两个不同施用量:0.5%土重和1%土重。采用盆栽试验,研究添加不同来源和数量生物炭对土壤养分和氮素利用率的影响。结果表明:不同种类生物炭均可以提高风沙土土壤pH、有机碳、速效钾含量。随着生物炭用量的增加,增加效果越明显;与未施生物炭处理(CK)相比,高量水稻秸秆生物炭处理对土壤有机碳、全氮、有效磷、速效钾含量提升效果最显著,分别提高了101.70%、20.30%、14.92%、88.36%;高量花生壳生物炭处理对土壤p H提升效果最显著,提高了0.46个单位。不同种类的生物炭均提高了土壤氮素残留率和利用率,随着生物炭用量的增加,土壤氮残留率提高,其中以高量水稻秸秆生物炭处理和高量花生壳生物炭处理提升幅度最大,与CK相比,分别提高了45.47%、36.10%。而氮素利用率随着生物炭用量的增加却出现降低趋势,低量玉米秸秆生物炭的处理氮素利用率最高,为51.32%。土壤氮残留率与花生籽粒产量、土壤pH、有机碳、有效磷、速效钾呈显著正相关关系,与氮肥利用率呈显著负相关关系。综上所述,施加生物炭能显著改变风沙土土壤有效养分含量。高量水稻秸秆生物炭和花生壳生物炭短期内可以显著提高氮残留率,而在氮肥利用率提升方面不如玉米秸秆生物炭,高量花生壳生物炭增产效果最好。 展开更多
关键词 生物炭 风沙土 ~(15)N 氮素利用率
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