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长期水稻秸秆及生物炭还田替代等养分量化肥对寒地水稻产量和氮肥利用率的影响 被引量：10
1
作者 刘雅仙 安宁 +3 位作者 吴正超 杨劲峰 韩巍 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1771-1782,共12页
【目的】秸秆还田是改善土壤质量、提高作物生产力和减少化肥用量的重要措施之一。探讨水稻秸秆或秸秆生物炭替代部分化肥对寒地水稻生长、产量和氮肥利用率的影响,为寒地水稻秸秆资源优化管理提供理论依据。【方法】位于沈阳农业大学... 【目的】秸秆还田是改善土壤质量、提高作物生产力和减少化肥用量的重要措施之一。探讨水稻秸秆或秸秆生物炭替代部分化肥对寒地水稻生长、产量和氮肥利用率的影响,为寒地水稻秸秆资源优化管理提供理论依据。【方法】位于沈阳农业大学的水稻秸秆生物炭长期定位试验始于2013年,在等氮磷钾施用量下,设置5个处理:单施氮磷钾化肥处理(NPK)及低量生物炭(1.5 t/hm^(2),LB)、高量生物炭(3.0 t/hm^(2),HB)、低量秸秆(4.5 t/hm^(2),LS)、高量秸秆(9.0 t/hm^(2),HS)分别替代等养分量化肥处理。调查水稻主要生育期的生长动态指标(茎蘖数、叶绿素含量和株高),测定籽粒产量及其构成因素(有效穗数、穗粒数、结实率和千粒重),并计算水稻氮肥偏生产力。【结果】低量LB和LS处理的水稻分蘖数显著高于对应的高量HB和HS处理,整个分蘖期平均提高27.1%,且在分蘖末期,LB处理的分蘖数显著高于LS处理(13.9%)。在水稻分蘖期,低量LB和LS处理的叶绿素含量(CCI值)、株高显著高于对应的高量HB和HS处理,CCI值和株高分别平均提高25.7%和10.4%,且LB处理CCI值和株高均高于LS处理,分别提高了9.9%和5.9%。然而,从拔节期到成熟期,LS处理的CCI值和株高均高于LB处理,分别平均增加11.5%和4.0%。LB和LS处理的水稻籽粒产量分别较NPK处理显著提高了6.5%和6.2%,HS处理产量与NPK处理无显著差异,HB处理较NPK处理显著降低了20.3%。LB、LS和HS处理的氮肥偏生产力分别显著高于NPK处理11.7%、26.7%和49.0%,而HB处理显著低于NPK处理11.7%。相关性分析结果表明,与NPK处理相比,LB处理产量增加主要是由于提高了水稻分蘖数(25.2%)、有效穗数(2.1%)和结实率(0.8%),LS处理则主要是由于提高了株高(5.2%)和千粒重(2.7%)。【结论】连续多年施用低量秸秆或低量生物炭替代等量养分的化肥,可以促进寒地水稻分蘖和生长,提高籽粒产量和氮肥偏生产力。连续高量秸秆替代等养分量化肥的增产潜力有限,但可以较大幅度地提高氮肥偏生产力,而高量生物炭替代等养分量化肥存在降低产量的风险。 展开更多
关键词 水稻秸秆 秸秆生物炭 水稻生长 水稻产量 产量构成因素 氮肥偏生产力
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施用炭基缓释肥对花生光合功能的影响 被引量：21
2
作者 杨劲峰 鲁豫 +4 位作者 刘小华 王月 李娜 黄玉茜 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期408-415,共8页
【目的】本研究旨在通过田间定位试验,开展不同用量生物炭及炭基缓释肥对花生关键生育时期功能叶荧光动力学影响研究,探明不同条件下叶片光系统变化规律,以期为新型肥料增产机理及研制开发提供理论依据。【方法】定位试验始于2011年,试... 【目的】本研究旨在通过田间定位试验,开展不同用量生物炭及炭基缓释肥对花生关键生育时期功能叶荧光动力学影响研究,探明不同条件下叶片光系统变化规律,以期为新型肥料增产机理及研制开发提供理论依据。【方法】定位试验始于2011年,试验设5个处理:不施肥(CK)、单施生物炭(C15和C50)、氮磷钾配施(NPK)、炭基缓释肥(TJHS)。C15和TJHS为等碳量,NPK和TJHS为等氮磷钾养分。于2013年花生开花下针期采集功能叶片,利用MPEA-2型植物效率仪进行荧光动力学曲线、光系统Ⅰ和光系统Ⅱ性能测定。【结果】施用炭基缓释肥引起花生叶片OJIP曲线中K、J和I点的荧光强度降低,其中J点降幅最大。炭基缓释肥对提高花生功能叶电子由QA传递到QB概率的效果要好于等碳量处理,ψo值增加了6.56%;与等养分处理效果相当。炭基缓释肥对提高花生功能叶以吸收光能为基础的性能指数的效果好于等碳量或等养分处理,PIABS值分别提高了12.27%、17.62%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光Fj占Fo-Fp振幅比例(Vj)效果要好于等碳量或等养分处理,Vj值分别降低了10.26%、5.41%。炭基缓释肥对降低功能叶叶绿素可变荧光Fk占Fo-Fp振幅比例(Wk)效果与等碳量投入或等养分投入条件下无明显差异。施用炭基缓释肥对花生叶片光合系统Ⅰ(PSⅠ)指标也具有明显影响,花生功能叶片820 nm相对吸收值(It)呈"V"型变化,且ΔIt值变化较为平稳,处于逐步上升趋势;炭基缓释肥对花生功能叶的最大氧化还原活性作用要好于氮磷钾配施,ΔI/Io提升了4.3 0%。【结论】施用炭基缓释肥可以引起花生营养生长阶段叶片荧光诱导曲线显著变化,具有提高叶片光合性能作用,尤其在电子传递和光能吸收方面优于生物炭或氮、磷、钾配施。 展开更多
关键词 炭基缓释肥 光合系统 叶绿素荧光 820 nm吸光值
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长期不同量秸秆炭化还田下水稻土孔隙结构特征 被引量：18
3
作者 安宁 李冬 +5 位作者 李娜 吴正超 任彬彬 杨劲峰 韩巍 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2150-2157,共8页
【目的】生物炭被认为是一种能够提高土壤固碳能力、改善土壤结构和减缓全球气候变化的土壤改良剂。土壤孔隙结构直接影响土壤中水、气、热的运动,因此,研究长期施用生物炭对土壤孔隙结构特征的影响,以期为秸秆炭化还田提供理论依据。... 【目的】生物炭被认为是一种能够提高土壤固碳能力、改善土壤结构和减缓全球气候变化的土壤改良剂。土壤孔隙结构直接影响土壤中水、气、热的运动,因此,研究长期施用生物炭对土壤孔隙结构特征的影响,以期为秸秆炭化还田提供理论依据。【方法】研究基于2013年建立的水稻秸秆炭化还田长期定位试验,选取在等氮磷钾条件下不施用生物炭(C0)、施用低量生物炭(1.5 t/hm^2,C1.5)、高量生物炭(3.0 t/hm^2,C3.0)的3个处理。利用X射线CT扫描和图像处理技术,分析了土壤孔隙结构参数,包括土壤孔隙度、土壤孔隙大小分布、孔隙连通性指数(欧拉特征值)、各向异性、分形维数、最紧实层孔隙度和最紧实层平均孔隙直径等参数。【结果】C1.5和C3.0处理均能显著增加土壤有机碳含量和土壤总孔隙度,降低土壤容重,平均增加或降低比例分别为15.5%、10.5%和7.4%。C1.5与C3.0处理之间的总孔隙度没有显著差异,但孔隙大小分布存在差异。C1.5处理显著增加了大孔隙中当量孔径为100~500μm和>500μm的孔隙度,增幅分别为81.6%和275.3%,而C3.0处理显著降低了大孔隙中当量孔径100~500μm的孔隙度,降幅为32.9%。C3.0处理当量孔径<25μm的孔隙度显著大于C0处理和C1.5处理,增幅分别为13.8%和16.3%。C1.5处理的欧拉特征值最低,分形维数、最紧实层孔隙度和平均孔隙直径最大。各处理土壤孔隙的各向异性没有显著差异。【结论】长期施用水稻秸秆生物炭能够显著增加稻田土壤有机碳含量和总孔隙度,降低土壤容重。施用适量生物炭会增加土壤大孔隙度和土壤孔隙的连通性,但是过量施用生物炭可能会降低土壤大孔隙度和土壤孔隙的通气导水能力。炭化秸秆还田量与孔隙结构之间的定量关系还需深入研究。 展开更多
关键词 生物炭 土壤孔隙结构 显微CT 特征描述
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长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响 被引量：5
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作者 马凌云 王月 +4 位作者 蔡芳芳 张诗雨 罗培宇 杨劲峰 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期824-831,共8页
【目的】氨氧化微生物是氨氧化过程的主要驱动者,氨氧化过程作为硝化作用的限速步骤对氮循环具有重要作用。本研究以沈阳农业大学棕壤含氯化肥长期定位试验的土壤为研究对象,探讨了连续34年施用高氯和低氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微... 【目的】氨氧化微生物是氨氧化过程的主要驱动者,氨氧化过程作为硝化作用的限速步骤对氮循环具有重要作用。本研究以沈阳农业大学棕壤含氯化肥长期定位试验的土壤为研究对象,探讨了连续34年施用高氯和低氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物的影响。【方法】该长期试验在等量氮、磷、钾条件下,设置高氯和低氯处理,共8个处理:T1(不施肥);T2(单施尿素);T3(尿素+氯化钾);T4(尿素+过磷酸钙);T5(尿素+过磷酸钙+氯化钾);T6(尿素+磷酸一铵+氯化钾);T7(尿素+氯磷铵+氯化钾);T8(硝酸磷肥+过磷酸钙+氯化钾),T7为高氯处理。采集0—20cm土壤样品,利用荧光定量PCR技术测定氨氧化细菌(AOB)和古菌(AOA)丰度,并结合土壤硝化潜势和基本化学性质,分析长期施用含氯化肥对棕壤硝化作用及氨氧化微生物丰度的影响及影响氨氧化微生物丰度的主要环境因素。【结果】长期施肥降低了土壤pH值,高氯处理降低得最多,显著低于其他处理;高氯处理的土壤硝化潜势也显著低于其他处理,且除高氯处理外,配施磷肥的处理土壤硝化潜势显著高于不施磷处理。各处理土壤中AOA丰度均显著高于AOB,高氯处理土壤中AOA、AOB丰度均显著低于其他处理,土壤硝化潜势与AOA和AOB均呈显著正相关关系。【结论】连续施用高氯化肥34年显著降低了棕壤AOA和AOB丰度,抑制了硝化潜势。该结果可为通过含氯化肥的合理施用来调节土壤AOA和AOB,进而调控土壤氮素循环提供参考。 展开更多
关键词 棕壤 含氯化肥 长期施肥 硝化作用 氨氧化古菌 氨氧化细菌
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长期施肥棕壤有机硫矿化特征及其驱动力 被引量：2
5
作者 韩萌 杨劲峰 +5 位作者 谢芳 李娜 戴健 王月 鲁豫 韩晓日 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期460-469,共10页
[目的]探究长期不同施肥对土壤有机硫矿化量、动力学特征和酶活性的影响,揭示玉米–大豆轮作体系中棕壤有机硫矿化特征及其主要驱动因子。[方法]沈阳农业大学长期定位试验于1979年建立,为玉米–玉米–大豆(一年一熟)轮作模式。试验设置1... [目的]探究长期不同施肥对土壤有机硫矿化量、动力学特征和酶活性的影响,揭示玉米–大豆轮作体系中棕壤有机硫矿化特征及其主要驱动因子。[方法]沈阳农业大学长期定位试验于1979年建立,为玉米–玉米–大豆(一年一熟)轮作模式。试验设置15个处理,本研究选取了其中7个处理,分别为:CK(不施肥)、N_(1)(低量化学氮肥)、N_(2)(高量化学氮肥)、N_(1)P(低量化学氮肥+磷肥)、N_(1)PK(低量化学氮肥+磷钾肥)、M_(1)(低量有机肥)和M_(1)N_(1)PK(低量有机肥配施化学氮磷钾肥)。不同作物有机肥投入量相同,氮磷钾化肥投入量不同。选取2014和2015年的耕层(0—20 cm)土壤样品,测定土壤基本理化指标(pH、有机碳和全氮含量)、有机硫矿化量、土壤中性蛋白酶及土壤芳基硫酸酯酶活性。同时,进行矿化培养试验,分析不同温度下有机硫矿化特征。于玉米、大豆收获后测定产量。[结果]长期施肥处理均提高了土壤有机硫的矿化量,7个处理总体表现为M_(1)N_(1)PK>M_(1)>N_(1)PK、N_(1)、N_(2)>N_(1)P>CK。单施化肥条件下,增加氮肥用量对有机硫矿化作用无显著影响;单施有机肥或有机肥与化肥配施均可明显促进土壤有机硫矿化。与CK相比,M_(1)N_(1)PK处理有机硫矿化量提升幅度最大,提高了57.30%。利用一级动力学方程进行拟合,长期施肥均提高了有机硫矿化势,无机肥处理(N_(1)、N_(2)、N_(1)P和N_(1)PK)的提升幅度均较低,提升效果最优的是M_(1)处理,比CK提高了45.27%。环境温度和作物种类均显著影响有机硫矿化量和矿化势,随着环境温度的升高,有机硫的矿化量和矿化势均明显增加;玉米种植季有机硫矿化量和矿化势均高于大豆种植季。土壤中性蛋白酶活性和芳基硫酸酯酶活性均以M_(1)N_(1)PK处理最高,与单施化肥相比分别提高了96%~220%、264%~986%。有机硫累积总矿化量在种植玉米的年份与土壤有机碳(r=0.7693)含量和全氮(r=0.7554)含量呈显著正相关(P<0.05)。[结论]土壤的有机碳和全氮含量是棕壤有机硫矿化的主要驱动力。只施用无机肥对土壤有机硫的矿化没有显著影响,而有机无机肥配合施用可显著提高土壤芳基硫酸酯酶、中性蛋白酶活性,进而提高有机硫矿化势和矿化量。玉米因其较高的生物量也成为有机硫矿化的主要驱动力。 展开更多
关键词 棕壤 长期施肥 有机硫矿化 有机碳 土壤酶活性 玉米季 大豆季
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