期刊,植物营养与肥料学报 2020年卷2期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

植物营养与肥料学报

主　　编：白由路

出版周期：双月刊

国际刊号：1008-505X

电子邮箱：zwyf@caas.ac.cn

电　　话：010-82108653

邮政编码：100081

地　　址：北京中关村南大街12号

植物营养与肥料学报/Journal Plant Nutrition and Fertilizer ScienceCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是中国植物营养与肥料学会主办，中国农科院土壤肥料研究所协办的植物营养与肥料学科方面的专业性学术期刊，是土壤学、肥料学的核心期刊。报道本学科具有创见性的学术论文，新技术和新方法研究报告、简报、文献评述和问题讨论等。其主要内容包括土壤、肥料和作物间关系，养分变化和平衡；各种肥料在土壤中的变化规律和配施原理；农作物遗传种质特性对养分反应；作物根际营养；施肥与环境；施肥与农产品品质；农业生物和生物化学应用；肥料的新剂型新品种的研制、应用及作用机理；本学科领域中新手段、新方法的研究以及与本学科相关联的边缘学科等。稿件采编系统

正式出版

收录年代

我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

柴如山安之冬马超王擎运...

201-211页

查看更多>>摘要：[目的]粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据.[方法]基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力.[结果]2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6％、25.4％和22.8％.水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4％、28.2％和22.0％.各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K2O 115.0～209.5 kg/hm2.小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1％,钾肥替代潜力为K2O 82.3～97.1 kg/hm2.对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K2O 67.2～170.7 kg/hm2.从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为K2O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2.[结论]我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K2O 449万t、193万t和479万t.我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K2O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡.

关键词：

水稻小麦玉米秸秆还田钾肥替代

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早稻、晚稻和中稻干物质积累及氮素吸收利用的差异

叶廷红李鹏飞侯文峰邢烈火...

212-222页

查看更多>>摘要：[目的]阐明早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律及其差异,为水稻科学施用氮肥提供理论依据.[方法]以2000—2016年各年份及田间试验、籼稻、目标产量最佳施肥处理等关键词,搜集了中国知网、维普科技期刊网等数据库中发表的论文和结果.分析了早稻、晚稻和中稻的产量、氮素积累量和百千克籽粒吸氮量.基于分析结果,于2016和2017年在湖北省武穴市大金镇布置田间试验,测定水稻关键生育时期的干物质量及氮含量,计算氮积累量,采用Logistic方程y=K/(1+ae-bt)拟合水稻干物质积累和氮素积累过程,分析早稻、晚稻和中稻的干物质积累和氮素吸收利用规律.[结果]符合筛选标准的早稻、晚稻、中稻产量样本数分别为92、116、132个,氮素积累量样本数分别为55、56、55个,百千克籽粒吸氮量样本数分别为50、48、54个.试验省份包括湖北、湖南、江西、广西、江苏、安徽、浙江、福建、四川.数据分析结果显示,早稻、晚稻和中稻平均产量分别为7.40、7.84、8.67 t/hm2;平均氮素积累量分别为140.8、148.9、157.7 kg/hm2;平均百千克籽粒吸氮量分别为2.00、1.92、1.79 kg.两年田间试验结果表明,早稻、晚稻和中稻干物质积累均表现为"慢—快—慢"的增长趋势.早稻、晚稻、中稻的干物质快速积累期分别在移栽后28～54、24～54、30～63天,均在拔节期—灌浆期;干物质快速积累持续时间分别为26、30、32天左右,表现为中稻>晚稻>早稻.早稻、晚稻和中稻氮素积累也表现为"慢—快—慢"的增长趋势.早稻、晚稻、中稻氮素快速积累期分别在移栽后17～41、14～46、11～43天;氮素快速积累持续时间分别为24、33、32天,中稻和晚稻氮素快速积累持续时间比早稻长.早稻、晚稻、中稻氮素籽粒生产效率分别为50.5～54.4、54.6～57.9、62.7～64.8 kg/kg,中稻显著高于早稻和晚稻;稻氮肥偏生产力分别为41.4～47.8、56.1～58.8、61.8～62.1 kg/kg,表现为中稻显著高于早稻.[结论]早稻、晚稻、中稻的干物质积累和氮素积累均呈"S"型曲线增长,但其特征值不同,中稻和晚稻的干物质快速积累持续时间和氮素快速积累持续时间比早稻长,有助于吸收较多的养分,积累较多的干物质.3种水稻的产量水平和氮素积累量均表现为中稻>晚稻>早稻,因此在施肥决策时应考虑早稻、晚稻、中稻的生长情况和养分需求特点,中稻氮肥投入要比早稻和晚稻略高.

关键词：

早稻晚稻中稻氮素积累氮素利用效率

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玉米叶片经济和水力性状及其关联性对氮肥和水分的响应

徐慧敏蔡明蕾李秧秧

223-232页

查看更多>>摘要：[目的]研究叶片经济性状和水力性状的变异性及权衡策略是揭示植物适应环境变化机制和水碳模拟的基础.分析不同氮(N)肥和水分供给下玉米叶片经济性状和水力性状的变异性及相关性,及这些叶片性状与整株植物行为间的关系,以揭示同一物种内不同氮、水有效性下叶片经济性状和叶水力性状间的关系,并探讨叶片性状预测整株生物量和水分利用特征的可能性.[方法]采用二因素三水平的盆栽试验,其中氮肥水平包括不施氮肥(N0)、播种前施N 0.2 g/kg干土(N1)、播种前和五叶期各施N 0.2 g/kg干土(N2);水分供应水平包括充分灌水(W2)、中度水分胁迫(W1)和重度水分胁迫(W0),土壤含水量分别维持在田间持水量的75％～80％、50％～55％和30％～35％约3周,共9个处理.主要测定项目包括叶经济性状[比叶质量(LMA)、叶厚度(LT)、组织密度(TD)、质量基础上的氮含量(Nmass)和面积基础上的氮含量Narea]及水力性状[叶脉密度(VD)、气孔密度(SD)、气孔长度(SL)和最大气孔导度(gwmax)].[结果]施氮显著增加了LMA、Nmass、Narea、VD、SD、SL和gwmax(P<0.05),灌水显著提高了LMA、TD和Narea(P<0.05);在3种氮水平下,W2处理的LMA和TD均较W0处理增加;在N0和N1下,W2处理的SD和gwmax亦较W0处理增加,但在N2下,W2处理的SD和gwmax则低于W0处理,氮、水间的交互作用对LMA、TD、SD和gwmax的影响达到显著水平(P<0.05).不同氮、水条件下叶经济性状和水力性状间是紧密耦联的,表现在Nmass和SD、gwmax之间、Narea与gwmax之间呈显著正相关(P<0.05).影响生物量的主要叶性状为Narea、Nmass和VD,影响耗水量的主要为Narea、Nmass、gwmax和LT;影响水分利用效率的主要为Nmass、LMA、LT和VD.[结论]玉米叶片氮含量与气孔密度、最大气孔导度间存在高度协调性,这种协调性增加了玉米对不同资源有效性的适应性;利用叶片性状可预测不同氮、水供给下玉米的生物量和水分利用特征.

关键词：

氮肥水分叶经济性状叶水力性状玉米

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基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

惠晓丽马清霞王朝辉张翔...

233-244页

查看更多>>摘要：[目的]探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化,及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化,为旱地小麦合理施用氮肥,保持土壤肥力,提高产量和改善品质提供理论依据.[方法]本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验,2015—2017连续3年取样,研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量,小麦氮磷钾素吸收利用,籽粒氮、磷、钾含量,地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响.[结果]与不施氮相比,长期施氮小麦平均增产67.1％,生物量提高52.0％,收获指数提高9.5％;穗数和穗粒数平均分别提高32.5％和40.0％,千粒重下降7.1％.施氮量与产量、生物量呈抛物线关系,获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2.籽粒氮含量随施氮量增加而增加,磷含量降低,钾含量变化较小.土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关,小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg;有效磷含量随施氮量增加而降低,速效钾含量变化较小.氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低.[结论]综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量,研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2,施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P2O5100 kg/hm2,播前或收获期表层(0—20 cm)土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg.

关键词：

旱地冬小麦氮用量硝态氮产量养分含量

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硫磺树脂包膜尿素氮素释放与小麦、玉米需氮规律的匹配性及最佳配施比例

张玉凤沈玉文王江涛杨力...

245-255页

查看更多>>摘要：[目的]研究小麦、玉米专用硫磺树脂包膜尿素(SRCU)在水中和土壤中的氮素释放规律及其与作物氮素吸收的匹配性,并研究现有条件下其与普通尿素的配施比例,为调整该产品的氮素释放特征、提高其利用效率提供依据.[方法]本研究包括氮素静水、土壤释放规律试验以及缓控释尿素与普通尿素最佳配比试验.供试缓控释肥料静水释放期分别为3个月(SRCU3)和2个月(SRCU2).静水氮素释放试验取10.00 g SRCU于孔径为0.15 mm的尼龙袋中,置于200 mL无离子水内,在25℃ 恒温培养,定期取样,测定水中氮素含量,直至80％以上氮素释放;土壤氮素释放规律试验在小麦、玉米播种后第1天,将20.00 g SRCU装入尼龙网袋,埋入20 cm深土壤中,从第1天起,定期取出肥料袋,称量肥料袋质量,以相邻取样时期的质量差作为氮素释放量.肥料配比试验设不施氮肥(CK)、普通尿素常规施用(FP)、普通尿素全部基施(100％U)和100％、70％、50％、30％SRCU分别与普通尿素配合一次性基施,共7个处理.在小麦、玉米收获期取植株和籽粒样品,测定氮素含量、产量,调查了小麦、玉米产量构成,计算氮肥表观利用率和经济效益.[结果]1)SRCU2和SRCU3在静水中第1天氮素累积释放率分别为9.29％和7.09％,28天的氮素累积释放率分别为63.45％和43.86％;SRCU2在64天的氮素累积释放率为89.77％,SRCU3在90天的氮素累积释放率为85.70％.2)埋入土壤中的SRCU2在玉米苗期(1—14天)、拔节期(14—42天)、大喇叭口期(42—56天)、开花期(56—70天)、灌浆期(70—94天)的氮素累积释放率分别为8.96％、25.28％、9.54％、21.77％、15.82％;氮素日均释放率在拔节期较高,至开花期最高.埋入土壤中的SRCU3在小麦越冬期(1—128天)、返青期(128—170天)、拔节期(170—201天)、开花—收获期(201—239天)的氮素累积释放速率分别为21.54％、7.60％、26.96％、26.24％;氮素日均释放率在拔节期、灌浆期较高.3)与常规施肥(FP)相比,100％SRCU和70％SRCU处理玉米产量显著升高,70％SRCU处理小麦产量显著升高;经济效益的增减与产量结果一致,施用100％SRCU、70％SRCU、50％SRCU处理玉米经济效益分别提高1107.82、1348.70、1065.80元/hm2,70％SRCU、50％SRCU处理小麦经济效益分别提高1609.98、683.71元/hm2,效益最高的均是70％SRCU处理.70％SRCU处理在玉米、小麦上的氮肥表现利用率分别提高8.97、7.10个百分点.[结论]小麦和玉米专用硫磺树脂包膜尿素的氮素释放率符合行业标准要求,但还需根据作物需求调整.目前SRCU3的氮素释放量在小麦返青期和拔节期不足,SRCU2需要增加玉米开花期后的释放量.本试验条件下,硫磺树脂包膜尿素在玉米和小麦上适宜的一次性配施比例为70％.

关键词：

硫磺树脂包膜尿素氮素释放规律土壤埋袋法掺混比例产量经济效益

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东北典型县域稻田土壤肥力评价及其空间变异

王远鹏黄晶柳开楼韩天富...

256-266页

查看更多>>摘要：[目的]明确东北典型县域稻田土壤肥力空间变异特征,为该区域稻田土壤合理培肥管理提供科学依据.[方法]以黑龙江省方正县为研究区域,2017年在该研究区域采取114个代表性点位的稻田土壤,选取容重、pH、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有机质含量和阳离子交换量作为土壤综合肥力评价指标,采用相关系数法确定各个指标的权重,根据东北稻田土壤特征,选择隶属度函数曲线,并确定隶属度函数转折点,依据模糊数学法的加乘原理,利用各土壤肥力指标的权重值和隶属度值计算土壤综合肥力指数;采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的空间变异特征和分布格局;通过主成分分析探究土壤肥力差异的主控因子.[结果]描述性统计分析表明,方正县稻田土壤综合肥力指数在0.18～0.99,平均值为0.60.土壤容重和pH的变异系数分别为9.15％和5.69％,属于弱变异强度,其他肥力指标的变异系数在20.01％～36.18％,属于中等变异强度.地统计学研究表明,土壤容重、全氮含量、有机质含量和阳离子交换量的块金系数在39％～50％,它们具有中等强度的空间自相关性,土壤pH、有效磷含量、速效钾含量和综合肥力指数的块金系数均在25％以下,它们具有强烈的空间自相关性.方正县土壤综合肥力指数值在0.70以上的稻田占16％,在0.60～0.70的稻田占45％.各个肥力指标中,土壤有效磷含量和速效钾含量的分布特征与综合肥力指数相似,呈南高北低的分布格局;土壤pH和阳离子交换量由稻区中部向南北方向逐渐降低;土壤容重由西北向东南呈逐渐降低的趋势;土壤有机质和全氮含量均表现为由东南向西北逐渐降低的趋势,土壤有机质含量在30 g/kg以上的稻田占比为97％,土壤全氮含量在1.5 g/kg以上的稻田占比为84％;其中北部蚂蚁河沿岸土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量相对较低.利用主成分分析得到各项肥力指标的综合得分值由大到小依次为:土壤有效磷含量、速效钾含量、有机质含量、阳离子交换量、全氮含量、pH和容重.[结论]方正县61％的稻田土壤肥力处于中等及以上水平,稻田土壤肥力整体呈现出南高北低的分布格局.土壤有效磷和速效钾含量是造成土壤肥力差异的主要因子.

关键词：

方正县稻田土壤肥力评价地统计学主成分分析

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辽西褐土区高产土壤理化性质及影响玉米产量的主要因子

李嵩韩巍张凯依艳丽...

267-275页

查看更多>>摘要：[目的]土壤耕层结构与肥力水平是影响玉米生长及其产量的重要因素.厘清辽西褐土区不同产量玉米田的土壤结构与肥力水平及其与玉米产量之间的关系,进而提出土壤合理耕层构建的评价指标,最终为该地区玉米产量的提高提供理论基础.[方法]本研究在辽西褐土区选取不同产量玉米田共56块,将其分为产量<6000、6000～9000和>9000 kg/hm23个水平,分析调查土壤耕层与犁底层厚度、紧实度、容重、孔隙度、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮含量和玉米根系生长状况.采用预测变量重要性分析方法明确影响玉米产量的主要因素,提出辽西褐土区玉米高产所需的土壤耕层结构与肥力特征.[结果]玉米产量随土壤耕层厚度增加而增加,随犁底层厚度增加而减小.不同产量玉米田的紧实度、容重和孔隙度在0—10 cm土层差异不大,而在10 cm—犁底层和犁底层差异较大,即产量>9000 kg/hm2玉米田的各项结构指标均优于产量<9000 kg/hm2玉米田.土壤有机质、有效磷、速效钾和碱解氮等肥力状况在产量>9000 kg/hm2玉米田同样优于产量<9000 kg/hm2玉米田.不同产量地块的玉米根系生长情况出现明显差异.产量>9000 kg/hm2玉米田的根干重和根长均明显高于产量<9000 kg/hm2玉米田.分土层来看,所有玉米田的根系都主要分布在0—20 cm土层,产量<6000、6000～9000和>9000 kg/hm2玉米田在0—20 cm土层的根干重分别占0—40 cm总量的83.3％、79.8％和81.1％,根长分别占83.0％、74.6％和71.7％.这不但说明根系对水分和养分的吸收主要集中在0—20 cm土层,同时也表明产量>9000 kg/hm2玉米田在20—40 cm土层的根系分布仍然比产量<9000 kg/hm2玉米田要丰富.所有结构性质与肥力因素中,耕层厚度和有效磷含量是影响辽西玉米高产的最重要因素.[结论]辽西褐土区高产玉米田具有以下特征:耕层厚度18～26 cm,平均23 cm;紧实度低于1000 kPa;耕层土壤容重处于1.14～1.39 g/cm3,平均1.27 g/cm3;耕层土壤总孔隙度为47.4％～58.5％,平均52.2％,毛管孔隙度平均33.5％,通气孔隙度平均18.7％;耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为14.8 g/kg、34.7 mg/kg、21.2 mg/kg、159.9 mg/kg.提高土壤有效磷含量、增加耕层厚度是培肥中低产田最迫切的任务.

关键词：

耕层结构肥力褐土玉米产量预测变量重要性

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深耕结合秸秆还田提高作物产量并改善耕层薄化土壤理化性质

韩上武际李敏陈峰...

276-284页

查看更多>>摘要：[目的]小麦-玉米轮作区土壤耕层变薄,直接深耕往往导致土壤肥力降低.在存在该类问题的土壤上,研究不同耕作方式和秸秆还田对作物产量和土壤理化性质的影响,以期实现在增加耕层厚度的同时维持作物产量,并提升土壤肥力.[方法]试验于2012—2016年在华北平原南部濉溪县进行,供试土壤为砂姜黑土.在人工剥离5 cm土层的耕层薄化土壤上开展试验,设旋耕(RT)、深耕(DT)、旋耕+秸秆还田(RTS)、深耕+秸秆还田(DTS)4个处理.在每年玉米和小麦成熟期进行田间测产;在第4季小麦收获后采集0—10和10—20 cm土层土样,分析土壤有机碳各组分和土壤养分含量、土壤团聚体分布.[结果]与旋耕(RT)相比,单纯深耕(DT)不能明显提高玉米和小麦产量,显著降低土壤总有机碳含量、0—10 cm土层有机碳各组分含量和土壤速效钾含量,并显著降低10—20 cm土层胡敏酸与富里酸比值及各土层粒径>0.25 mm水稳性团聚体的比例.深耕配合秸秆还田(DTS)处理玉米和小麦4季平均分别增产7.72％和8.06％,旋耕配合秸秆还田(RTS)处理分别增产7.55％和7.05％.在0—10 cm土层,DTS和RTS处理均明显提升土壤胡敏酸与富里酸比值,提高总有机碳及多数组分碳含量、提高土壤养分含量,RTS处理效果好于DTS处理;而在10—20 cm土层,DTS处理显著提高土壤胡敏酸、全氮和有效磷含量,效果好于RTS处理.DTS和RTS处理均可以显著提高粒径>0.25 mm水稳性团聚体的比例,在0—10 cm土层,以DTS处理效果最高,比RT处理增加23.09％,而在10—20 cm土层,以RTS处理效果最好,相比RT处理增加6.32％.[结论]在耕层薄化处理的土壤上,单纯深耕提升作物产量的效果不显著,也不利于土壤有机碳及各组分含量、土壤养分含量的提升,还破坏了土壤团粒结构.秸秆还田配合深耕或者旋耕均能显著提高作物产量,秸秆还田配合旋耕能有效培肥0—10 cm土层土壤,但对10—20 cm土层土壤肥力改善效果有限;秸秆还田配合深耕在增加耕层厚度的同时,还改善了土壤养分状况,明显减弱了单纯深耕对10—20 cm土层土壤结构稳定性的不利影响.

关键词：

耕层厚度耕作方式土壤有机碳组分土壤团聚体玉米-小麦轮作

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施用小麦秸秆或其生物炭对烟田土壤理化特性及有机碳组分的影响

王毅张俊清况帅管恩森...

285-294页

查看更多>>摘要：[目的]以2年田间定位试验为依托,研究小麦秸秆及其生物炭连续施用对植烟土壤理化性状和有机碳组分的影响,为烟区土壤质量提升提供依据.[方法]田间试验在山东省诸城市潮褐土烟田上进行.试验设4个处理,分别为:常规施肥且秸秆不还田(CK),常规施肥+小麦秸秆还田(FS),常规施肥+小麦秸秆生物炭2.25 t/hm2(FB1)和4.50 t/hm2(FB2).在烟叶收获后,采集0—20 cm耕层土样,测定了土壤基础理化指标和总有机碳(TOC)、微生物生物量碳(MBC)、热水溶性有机碳(HWC)、活性有机碳(LOC)及轻组有机碳(LFOC)含量,并计算土壤碳库管理指数(CPMI).[结果]连续施用小麦秸秆或其生物炭2年后,FB1和FB2处理TOC含量显著高于CK,增幅分别为74.9％和116.0％,而FS与CK处理间差异不显著.LFOC含量的变化趋势与TOC类似,FB1和FB2处理LFOC含量分别较CK处理显著增加154％和326％.FS处理HWC含量显著高于CK和FB1处理,而与FB2处理差异不显著.与CK相比,FS处理HWC含量增加了107％.FS和FB2处理MBC含量较CK分别增加了252％和144％,而FB1处理与CK相比差异不显著.FS处理LOC含量较CK显著增加了68.9％,而FB1、FB2处理LOC含量与CK相比差异不显著.FS处理还能显著降低土壤容重、增加土壤含水量及有效磷含量,其对部分土壤理化特性的改良效果优于生物炭处理(FB1和FB2).此外,CPMI也以FS处理最高,较CK显著增加了73.5％,而FB1、FB2处理与CK处理差异不显著.[结论]连续秸秆还田有利于提升烟田土壤活性有机碳(MBC、HWC和LOC)含量,降低土壤容重,提高有效磷含量,提高土壤CPMI.而同量秸秆转化为生物炭后连续还田能够提高土壤总有机碳和轻组有机碳含量,更有利于土壤有机碳的长期固存.

关键词：

小麦秸秆生物炭土壤理化特性有机碳组分碳库管理指数

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秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同时期土壤酶活性及细菌群落结构的影响

张鑫周卫艾超黄绍敏...

295-306页

查看更多>>摘要：[目的]通过研究秸秆还田下氮肥运筹对夏玉米不同生育期土壤酶活性和细菌群落结构的影响,揭示土壤细菌群落对不同施肥措施的响应规律,为调节土壤养分,提高作物产量,改善土壤生物功能提供科学依据.[方法]基于河南农业科学院原阳试验基地5年连续定位试验,选取不施肥(CK)、单施化肥(氮肥基追比1:1,N)和秸秆全量还田下氮肥基追比1:1(SN1)、1:1.5(SN2)和1:2(SN3)共5个处理,于2016年夏玉米抽丝期和收获期采集0—20 cm土壤样品,采用常规方法测定土壤基础理化性质,采用荧光微型板酶检测技术测定土壤酶活性,采用Illumina Miseq高通量测序方法测定土壤细菌群落结构.[结果]秸秆还田下氮肥基追比对玉米产量及氮肥利用率产生明显影响,相比于N处理,SN1处理显著增产9.98％;SN1和SN2处理氮肥利用率分别提高9.83、5.10个百分点.在夏玉米抽丝期和收获期,相比于N处理,秸秆还田下各氮肥运筹处理不同程度地提高了土壤pH、有机碳、全氮和速效钾含量,其中均以SN1处理增幅最为明显.在玉米抽丝期,除土壤磷酸酶外,SN1处理土壤酶活性均为最高;SN1处理对收获期土壤β-葡萄糖苷酶、纤维二糖甘酶、β-木糖苷酶、α-葡萄糖苷酶和酚氧化酶活性的促进最明显.细菌群落除抽丝期SN1与CK处理Shanno指数显著高于N处理而Simpson指数显著低于N处理外,其余处理间差异不显著.各施肥处理下门水平和纲水平的主要优势种群均为变形菌门、放线菌门和α-变形菌纲和放线菌纲.线性判别效应分析(LEfSe)显示,不同生育期比较,抽丝期最大LDA(linear discriminant analysis)值为酸杆菌纲,收获期为芽单胞菌纲;而同一生育期各处理间比较,抽丝期各处理最大LDA值均为变形菌门的α-变形菌纲,收获期均为γ-变形菌纲.典范对应分析表明,抽丝期土壤pH(P=0.002)、有机质含量(P=0.004)和收获期土壤pH(P=0.03)、硝态氮(P=0.036)、速效钾(P=0.044)含量对细菌群落结构产生显著影响.[结论]土壤pH、有机碳、硝态氮和速效钾含量是影响细菌群落结构变化的主要因素.秸秆还田条件下,氮肥运筹显著影响土壤酶活性和细菌群落结构,氮肥基追比为1:1时可显著提升土壤养分含量和酶活性,提高δ-变形菌纲、绿弯菌纲和TK10(未分类)相对丰度,从而更有效地促进秸秆分解和转化,发挥有机质调节土壤养分释放、减少养分损失的作用,最终提高玉米产量和氮肥利用率.

关键词：

秸秆还田小麦-玉米轮作体系氮肥运筹高通量测序土壤酶活性细菌群落

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