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璀璨星河,深邃学海,奋楫飞笔,共绘未来——创刊30周年纪念专刊序言

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植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 I0001-I0002页

作者：周卫中国工程院中国农业科学院农业资源与农业区划研究所河南农业大学中国植物营养与肥料学会《植物营养与肥料学报》

时光荏苒,《植物营养与肥料学报》伴随着我国农业科技的蓬勃发展,已走过了三十个春秋。这三十年,是农业科技日新月异的三十年,更是学报见证并推动植物营养与肥料学科不断前行的三十年。回顾发展历程,《植物营养与肥料学报》始终站在学... 详细信息

时光荏苒,《植物营养与肥料学报》伴随着我国农业科技的蓬勃发展,已走过了三十个春秋。这三十年,是农业科技日新月异的三十年,更是学报见证并推动植物营养与肥料学科不断前行的三十年。回顾发展历程,《植物营养与肥料学报》始终站在学科发展的前沿,坚持学术性和应用性,致力于记录和传播最新科研成果,为我国农业科技进步做出了重要贡献。

关键词：科研成果农业科技进步时光荏苒应用性发展历程专刊学术性

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除臭菌的筛选及其在堆肥中的应用效果

中国农业科学 2024年第13期57卷 2623-2634页

作者：魏启航冯瑶王晓醒朱宏岗方昭李兆君中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室中国农业大学有机循环研究院(苏州)

【目的】筛选新型除臭菌，解决以鸡粪为主要原料的有机肥厂的臭气排放问题，为好氧堆肥生物除臭技术提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪为筛菌样品，利用定性初筛、驯化富集、分离纯化、定量复筛、拮抗试验以及耐药性试验筛选能够满足... 详细信息

【目的】筛选新型除臭菌，解决以鸡粪为主要原料的有机肥厂的臭气排放问题，为好氧堆肥生物除臭技术提供理论依据和支撑。【方法】以鸡粪为筛菌样品，利用定性初筛、驯化富集、分离纯化、定量复筛、拮抗试验以及耐药性试验筛选能够满足多重目标的除臭菌，并通过形态观察与16S rDNA测序鉴定菌株。将筛选获得的除臭菌株制成复合菌剂BH并应用于鸡粪堆肥，共设置3个处理，分别为对照CK（原料中不添加菌剂）、DT1（原料中添加1%除臭菌剂BH）、DT2（原料中添加1%的市售商品除臭菌剂）。在堆肥不同时期，分析测定堆体温度、pH、电导率（EC）、庆大霉素（GM）含量以及NH3排放量等指标，探讨耐药性除臭菌剂BH对堆肥过程的影响。【结果】初步筛选分离获得15株细菌，命名为BH1—BH15，未筛选到真菌；经复筛发现，菌株BH2、BH5、BH9、BH11、BH12和BH15对NH3的去除率较高，分别为48.8%、49.4%、45.8%、48.3%、51.0%和51.8%，且各菌株间无拮抗作用。对除臭菌株耐药性研究发现，菌株BH11和BH12对庆大霉素具有较强的耐受性；经形态学特征与分子生物学鉴定，菌株BH11为Bordetella sp.,BH12为Weeksella massiliensis。将菌株BH11和BH12制成复合菌剂BH，其除臭效果显著优于单一菌剂，NH3去除率高达65.8%。堆肥试验中，各处理高温期均持续9 d以上，实现了鸡粪的无害化处理；堆肥结束时各处理的pH稳定在8.4左右，处于5.5—8.5之间，EC在2.73—3.43 mS·cm-1之间，低于4 mS·cm-1，表明物料可用作植物肥料且符合有机肥标准。研究发现，DT2处理的GM降解效率显著高于CK处理，表明商品菌剂能够促进庆大霉素降解。此外，堆肥过程中NH3的排放主要发生在堆肥升温期与高温期，且高温期的排放量高于升温期；与CK处理相比，菌剂BH显著抑制升温期NH3的排放，且除臭效果优于商品菌剂；而进入高温期后，商品菌剂除臭效果优于菌剂BH。【结论】筛选获得2株耐药性除臭菌，对NH3的去除率分别为48.3%（BH11）和51.0%（BH12），制成的复合菌剂BH对NH3的去除率高达65.8%。将菌剂BH应用于鸡粪堆肥，可以有效减少堆肥过程中NH3的排放，且各指标均符合堆肥腐熟标准。

关键词：除臭菌耐药性筛选复合菌剂鸡粪堆肥

覆膜年限和有机肥施用对花生田耕层土壤微塑料赋存特征的影响

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环境科学 2024年第3期45卷 1684-1691页

作者：宋宁宁李梦佳王学霞刘君王芳丽宗海英黄小丽王斌梁丽娜青岛农业大学资源与环境学院青岛266109 北京市农林科学院植物营养与资源研究所北京100097 青岛农业大学中心实验室青岛266109 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091

地膜和有机肥料的大量投入已导致我国农田土壤微塑料污染日趋严重.为研究调查山东德州花生农田微塑料污染状况,分析了该区域不同覆膜年限(0、3、5和8 a)和有机肥施用对农田土壤中微塑料的丰度、粒径、颜色和形状等赋存特征的影响.结果表... 详细信息

地膜和有机肥料的大量投入已导致我国农田土壤微塑料污染日趋严重.为研究调查山东德州花生农田微塑料污染状况,分析了该区域不同覆膜年限(0、3、5和8 a)和有机肥施用对农田土壤中微塑料的丰度、粒径、颜色和形状等赋存特征的影响.结果表明,覆膜0、3、5和8 a后花生耕层土壤微塑料丰度的平均值分别为65.33、316.00、1 098.67和1 346.34 n·kg^(-1).随着土层深度的增加微塑料丰度降低,0~10、10~20和20~30 cm耕层中的土壤微塑料丰度分别为1 076.00、603.50和440.25 n·kg^(-1),并且增加覆膜年限和施加有机肥都显著增加了微塑料的丰度(P0.05),但覆膜年限显著增加了透明微塑料的占比.微塑料类型主要包括纤维类、薄膜类、碎片类、泡沫类和颗粒类,其占比分别为:49.77%、25.41%、19.15%、3.26%和2.41%.耕层土壤微塑料的主要聚合物类型包含聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS),分别占总量的21.37%、18.57%和19.77%.由此,山东德州花生田耕层土壤中普遍存在微塑料,且地膜和有机肥施用是其主要来源,这可为花生田耕层土壤微塑料污染物防控提供重要依据.

关键词：农田微塑料赋存特征有机肥覆膜

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潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

植物营养与肥料学报 2024年第1期30卷 87-98页

作者：郭斗斗张珂珂黄绍敏宋晓张水清岳克郭腾飞河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所河南郑州450002

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基... 详细信息

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(***-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(***-Pi)在全磷中的比例基本维持在66%。有效磷水平高于农学阈值(L2处理)之后,Resin-P组分才开始增加,增加量占有效磷库增加量的17.3%~22.6%。磷库耗竭过程中,有效磷库是作物吸收的第一磷库,且以Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi的先后顺序被利用。Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi每消耗1 mg/kg,Olsen-P分别减少1.3、0.7和1.0 mg/kg。有效磷库组分与缓效磷库、难利用磷库组分可以互相转化。5年耗竭过程中,L1处理有18.0 mg/kg难利用磷转化为***-Pi,L2、L3处理分别有22.3和7.2 mg/kg ***-Pi转化为有效态磷,提升了土壤累积磷素的生物有效性;而L4、L5处理分别有29.9和43.1 mg/kg有效态磷组分转化为***-Pi,降低了土壤累积磷的生物有效性。【结论】随着土壤Olsen-P水平的提高,有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt占比增加,难利用磷库占比减少,而缓效磷库占比高且稳定。有效态Resin-P在Olsen-P超过农学阈值后才开始累积。作物吸收可促进缺磷土壤难利用磷库组分转化为缓效磷库组分,中磷土壤缓效磷库组分转化为有效磷库组分,最终土壤累积磷素均被活化利用;而高磷土壤中30%以上的有效磷库组分被转化为缓效磷库组分,作物奢侈吸磷量显著增加,造成一定的磷肥养分浪费。中磷土壤是维持磷资源高效利用和作物高产的最佳磷库组成状态。

关键词：潮土累积磷有效性磷转化缓效磷库生物耗竭磷地力

控释掺混肥对麦玉轮作体系农田温室气体排放和硝态氮残留的影响

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农业工程学报 2024年第7期40卷 240-250页

作者：曹兵高玮李洪杰王学霞王玉霞周晓琳陈延华倪小会赵萌董淑祺邹国元李子双北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 德州市农业科学研究院德州253015 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控... 详细信息

为阐明控释肥对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量、温室气体排放和硝态氮残留的影响,该研究以郑单958(夏玉米)和济麦22(冬小麦)为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含50%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF1)、含50%控释尿素的控释掺混肥(夏玉米)和含70%控释尿素的控释掺混肥(冬小麦)(CRBF2)共5个处理,对比分析了不同处理的冬小麦、夏玉米及周年产量、温室气体排放和土壤硝态氮残留的差异。结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P0.05)。施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P室气体排放强度(GHGI)。CRBF1和CRBF2处理的周年GHGI较FFP处理降低了5.6%~8.6%(P>0.05)。与FFP相比,CRBF1和CRBF2处理的100~200 cm土层硝态氮残留降低30.6%~34.3%(P室气体排放和土壤硝态氮残留方面具有积极作用,研究结果可为麦玉轮作体系的轻简高效氮肥管理提供数据支持和理论支撑。

关键词：产量温室气体排放冬小麦-夏玉米轮作控释掺混肥硝态氮残留

添加脲酶/硝化抑制剂条件下基于^(15)N示踪的夏玉米当季肥料氮去向研究

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植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1092-1102页

作者：辛苏宁王磊卢艳丽白由路王玉红江晗王洛斌北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】以华北平原夏玉米为研究对象,利用高丰度15N同位素示踪方法,探究添加脲酶/硝化抑制剂条件下肥料氮的去向。【方法】于2022−06−25至2022−10−09在河北省廊坊市进行试验。设置5个处理:不施氮肥对照(CK)、单施尿素(U)、尿素+脲酶抑... 详细信息

【目的】以华北平原夏玉米为研究对象,利用高丰度15N同位素示踪方法,探究添加脲酶/硝化抑制剂条件下肥料氮的去向。【方法】于2022−06−25至2022−10−09在河北省廊坊市进行试验。设置5个处理:不施氮肥对照(CK)、单施尿素(U)、尿素+脲酶抑制剂(UI)、尿素+硝化抑制剂(NI)、尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(UI+NI),测定了氮素吸收量,监测了累积NH3挥发和N_(2)O排放量,并计算了肥料氮的气态损失量和土壤氮肥残留量。【结果】与单施尿素处理相比,3个添加抑制剂处理UI、NI和UI+NI的地上部吸氮量分别显著提高了39.7%、33.1%和41.8%,氮肥利用率分别显著提高12.5、6.8和12.3个百分点,UI和UI+NI的提升效果显著高于NI。与U和NI相比,UI处理的土壤中肥料氮残留量分别提高了35.6%和27.9%,UI+NI分别提高了45.7%和37.4%。与U处理相比,NI处理的NH3挥发累积量无显著差异,而UI和UI+NI处理土壤的NH3挥发累积量分别显著减少了14.3%和11.6%;UI、NI和UI+NI处理土壤的N_(2)O累积排放量分别显著降低了17.2%、19.9%和34.5%,UI+NI处理土壤的N_(2)O累积排放量又比UI和NI处理分别显著降低了20.9%和18.2%。【结论】尿素配合脲酶/硝化抑制剂施用显著提高了夏玉米的氮素吸收量,添加脲酶抑制剂显著提高了土壤中肥料氮残留量,减少了累积NH3挥发量和N_(2)O累积排放量,而添加硝化抑制剂增加土壤中肥料氮的残留量和减少NH3挥发的效果不显著,但降低了N_(2)O累积排放量。同时配施脲酶抑制剂和硝化抑制剂处理增加了土壤中肥料氮的残留量,降低NH3挥发量和N_(2)O累积排放量的效果显著优于配施一种抑制剂,肥料氮的损失率降至3.7%。因此,在华北平原典型潮土区,夏玉米生产中推荐尿素同时配施脲酶抑制剂和硝化抑制剂,以减少肥料氮的气态损失,提高氮肥当季利用率。

关键词：夏玉米高丰度15N尿素脲酶抑制剂硝化抑制剂氮肥当季吸收量土壤残留率气态损失肥料氮当季损失率

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禾本科作物联合固氮研究进展

植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 1307-1321页

作者：艾超赵远征张俪予张美玲黄抒语王诗雨周卫北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

生物固氮是唯一能将空气中“免费”的氮气转化为化合态氮的生物学过程。一般认为豆科作物具有共生固氮能力,间套种豆科作物已成为补充农田氮素的重要方式。越来越多的证据证明禾本科作物也具有较高的联合固氮潜力,大量联合固氮菌不仅定... 详细信息

生物固氮是唯一能将空气中“免费”的氮气转化为化合态氮的生物学过程。一般认为豆科作物具有共生固氮能力,间套种豆科作物已成为补充农田氮素的重要方式。越来越多的证据证明禾本科作物也具有较高的联合固氮潜力,大量联合固氮菌不仅定殖在根际、根内,还可以定殖在植株地上部如茎维管束、叶际中,表明禾本科作物固氮微生物可能为避免复杂的土壤环境,开辟了一条“体内高效固氮”的新途径。本文回顾了近年来玉米、小麦、水稻、甘蔗等禾本科作物在联合固氮部位、调控途径、菌群构建等方向取得的创新进展,重点介绍了固氮菌除了与宿主植物存在互作关系外,还与其他功能细菌、真菌和病毒之间存在潜在的相互作用。基于生物固氮多功能合成菌群在植物营养和促生等领域表现出的巨大应用前景和潜力,提出了当前禾本科作物联合固氮研究的前沿热点和难点,即如何综合利用“自上而下”和“自下而上”策略,筛选关键功能类群并结合基因组尺度代谢模型,构建群落稳定、功能多样、效果显著的合成菌剂,为生物固氮在农业生产中广泛应用提供强有力的技术支撑。

关键词：禾本科作物生物固氮固氮菌秸秆分解合成菌群

蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥氨挥发和温室气体排放的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1151-1162页

作者：刘尚斌郑祥洲王煌平吴一群吕健张玉树福建农林大学资源与环境学院/福建省土壤环境健康与调控重点实验室福州350002 福建省农业科学院土壤肥料研究所/福建省植物营养与肥料重点实验室福州350013

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH3挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH3挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组(无... 详细信息

为明确蝇蛆预处理及辅料添加对鸡粪堆肥过程中NH3挥发及温室气体排放的影响,本研究分别将风化褐煤、厨余垃圾、蘑菇渣与鸡粪混合,在进行蝇蛆预处理后堆肥,研究试验过程中NH3挥发和温室气体的排放规律。试验设置8个处理,分别为对照组(无蝇蛆预处理):纯鸡粪(CK1)、30%风化褐煤+70%鸡粪(CK2)、30%厨余垃圾+70%鸡粪(CK3)、30%蘑菇渣+70%鸡粪(CK4);试验组(蝇蛆预处理):纯鸡粪(T1)、30%风化褐煤+70%鸡粪(T2)、30%厨余垃圾+70%鸡粪(T3)、30%蘑菇渣+70%鸡粪(T4)。结果表明:蝇蛆预处理能够延长堆肥高温期,≥50℃天数均达到10 d以上,相比CK1增加5~9 d;在整个试验期间试验组NH3挥发集中在堆肥第2天,试验组NH3累积排放量显著低于对照组,降幅达到42.7%~61.1%,菇渣添加处理的NH3累积排放量在对照组中最低;风化褐煤的添加能够显著降低N2O排放,T2相比于T1降低84.2%,CK2相比于CK1降低51.7%。蝇蛆预处理能够显著降低CO_(2)排放当量,相比CK1降低32.1%~73.2%,其中,T4的CO_(2)排放当量最低。研究表明,蝇蛆预处理能够提高堆肥温度、延长堆肥高温期、显著降低NH3排放和CO_(2)排放当量,若从堆肥温度及CO_(2)排放当量方面考虑蝇蛆预处理和菇渣组合为最优处理。

关键词：蝇蛆预处理好氧堆肥厨余垃圾温室气体减排氨挥发

洞庭湖区典型稻田玉米水稻轮作下土壤—作物系统对施氮措施的响应

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中国农业科学 2024年第10期57卷 1979-1994页

作者：房康睿龙世平彭斯文陈山廖育林徐新朋赵士诚仇少君何萍周卫中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室/农业农村部植物营养与肥料重点实验室湖南省农业科学院

【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量，但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象，于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和... 详细信息

【目的】双季稻田水旱轮作后能够提高作物产能降低土壤有机质含量，但水旱轮作后化肥氮素配施不同有机物料对作物产量、氮素利用效率及有机质含量影响的报道较少。【方法】以玉米水稻轮作为研究对象，于2015—2021年在洞庭湖区紫潮泥和红黄泥两种双季稻田上设置不施氮肥（CK）、单施化肥（NPK）、NPK+秸秆还田（NPKS）、NPK+有机肥（NPKM）、NPK+生物炭（NPKB）5种处理，探讨在两种土壤上不同施肥处理的作物产量、养分利用效率和土壤碳氮含量及平衡的变化。【结果】紫潮泥和红黄泥6年试验的平均玉米产量、水稻产量和年总产量分别为5.7、7.3和12.9 t·hm-2，三者在紫潮泥中的产量都略高于红黄泥，但差异都不显著。与NPK处理相比，NPKM处理使两种土壤的玉米和水稻平均产量分别显著（P<0.05）提高10.6%、4.20%。在所有处理中，NPKM处理玉米产量最高，为6.0 t·hm-2;NPKB处理水稻产量最高，为7.5 t·hm-2。NPKM和NPKB处理的6年平均年总产量分别显著（P<0.05）高于其他处理，但NPKM和NPKB处理间差异不显著。与其他处理相比，NPKM处理显著（P<0.05）提高了玉米水稻的化肥氮素回收率、农学效率和偏生产力，玉米季6年平均值分别为66.3%、39.5kg·kg-1、56.0 kg·kg-1，水稻季6年平均值分别为53.8%,21.9 kg·kg-1、68.6 kg·kg-1。NPKB处理较NPK、NPKS显著（P<0.05）提高了玉米水稻的化肥氮素农学效率和偏生产力，较NPK处理显著（P<0.05）提高了玉米化肥氮素回收率。两种土壤有机碳、全氮含量从第4年（2019年）开始显著下降。与试验开始前（2015年）相比，2021年紫潮泥和红黄泥施氮处理年平均有机碳含量分别下降了1.8、0.7 g·kg-1，全氮含量分别下降0.4、0.1 g·kg-1；两种土壤NPKM处理的土壤有机碳平均含量下降幅度最小、NPKB处理次之。NPKM处理的碳、氮投入量最高，平均土壤有机碳、全氮损失量最小，分别为0.48 t C·hm-2·a-1、94.7 kg N·hm-2·a-1。【结论】双季稻田水旱轮作后，化肥与有机肥、生物炭配施能提高作物产量和延缓土壤有机质下降，试验期间化肥配施有机肥处理玉米平均产量最高，化肥配施生物炭处理水稻平均产量最高。

关键词：玉米水稻轮作产量施肥措施土壤类型氮肥利用效率土壤碳氮