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不同有机肥施用模式下黄壤稻田根际和非根际土壤有机碳的矿化特征

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植物营养与肥料学报 2023年第3期29卷 449-458页

作者：张雅蓉刘彦伶黄兴成杨叶华朱华清熊涵李渝贵州省土壤肥料研究所贵州贵阳550006 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006

【目的】研究长期施用有机肥对土壤有机碳矿化特征的影响,为提高土壤碳库稳定性和培肥土壤提供理论依据。【方法】贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验始于1994年,种植制度为单季水稻。2021年水稻收获后,选取不施肥(CK),平衡施用化肥(NPK),... 详细信息

【目的】研究长期施用有机肥对土壤有机碳矿化特征的影响,为提高土壤碳库稳定性和培肥土壤提供理论依据。【方法】贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验始于1994年,种植制度为单季水稻。2021年水稻收获后,选取不施肥(CK),平衡施用化肥(NPK),25%和50%有机肥氮替代化肥氮(0.25MNPK、0.5MNPK)和单施有机肥(M)5个处理的水稻植株,用抖根法采集根际和非根际土壤样品,分析活性碳组分含量,以采集的土样进行室内培养试验,研究有机碳矿化特征。【结果】1)与NPK相比,3个有机肥处理的根际土壤有机碳(SOC)含量提升了26%~43%,非根际土壤SOC含量提高了24%~32%;根际土壤微生物量碳(MBC)含量提升了16%~31%,且比非根际土壤高148%;非根际土壤易氧化有机碳(LOC)含量显著提升了36%~75%;0.5MNPK处理非根际土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著提升了54%,且根际土壤的DOC含量平均高于非根际土壤10%。2)有机肥施用可明显增加黄壤稻田根际及非根际土壤有机碳矿化量,非根际土壤有机碳矿化量和矿化率分别高于根际土壤30%和33%;较CK和NPK处理,有机肥施用明显增加了根际土壤有机碳矿化量;与NPK处理相比,各有机肥处理有机碳矿化量增加了36%~63%,其与有机肥施用量成正比;NPK处理有机碳矿化量较CK降低,且在非根际土中更明显;非根际土壤中有机碳累计矿化率以CK最高,各有机肥处理较CK降低了19%~28%。3)土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化过程符合一级动力学方程。根际土壤中,M处理提升了有机碳累积矿化量(Ct),各施肥处理的潜在可矿化有机碳量(C0)提升了1.44~3.23倍;0.25MNPK和0.5MNPK处理明显降低了有机碳库日周转速率常数k。与NPK处理相比,其他处理均明显提升了非根际土壤Ct,0.25MNPK增加了C0,0.25MNPK和0.5MNPK明显降低了k值。4)根际和非根际土壤中,Ct与SOC、LOC、DOC含量均呈显著正相关关系,但与qMB(SMB/SOC)显著负相关。【结论】25%~50%有机肥氮替代化肥氮能显著提升土壤有机碳稳定性,增加土壤碳储量并减少碳损失,是黄壤稻田碳库管理及土壤培肥的优选施肥模式。

关键词：长期施肥有机肥黄壤稻田根际非根际有机碳矿化

氮肥减施对猕猴桃产量与果实品质及经济效益的影响

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中国果树 2023年第1期 47-51页

作者：朱华清杨叶华黄兴成李渝张雅蓉刘彦伶蒋太明贵州省农业科学院土壤肥料研究所贵阳550006 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站国家土壤质量贵阳观测实验站

以贵长猕猴桃为试验材料,研究不同氮肥减施处理对猕猴桃产量、果实品质、施肥效果及经济效益的影响。结果表明:氮肥减施10%处理的猕猴桃产量最高,较常规施肥处理增产11.4%;氮肥减施处理的猕猴桃大果率均有所增加;随氮肥施用量的减少,猕... 详细信息

以贵长猕猴桃为试验材料,研究不同氮肥减施处理对猕猴桃产量、果实品质、施肥效果及经济效益的影响。结果表明:氮肥减施10%处理的猕猴桃产量最高,较常规施肥处理增产11.4%;氮肥减施处理的猕猴桃大果率均有所增加;随氮肥施用量的减少,猕猴桃果实pH值呈先降低后升高的趋势,氮肥减施10%处理的果实糖度最高;氮肥减施20%处理的果实蛋白质含量最高,氮肥减施10%处理的果实磷、钾含量最高;氮肥减施10%处理的肥料农学效率和肥料偏生产力均高于常规施肥处理;与常规施肥处理相比,氮肥减施10%处理的猕猴桃利润率较高。总体来看,氮肥减施10%~20%对提高猕猴桃产量、果实品质、施肥效果及经济效益的效果较好。

关键词：氮肥减施猕猴桃产量果实品质施肥效果经济效益

长期不同施肥模式对黄壤旱地土壤细菌群落结构和土壤养分的影响

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应用生态学报 2023年第7期34卷 1949-1956页

作者：熊涵刘彦伶李渝张雅蓉黄兴成杨叶华朱华清蒋太明贵州省农业科学院土壤肥料研究所贵阳550006 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵阳550006 贵州省农业科学院贵阳550006

明确黄壤旱地细菌群落对长期不同施肥的响应,可为今后建立科学的施肥制度和培育健康土壤提供理论依据。本研究依托进行了25年的黄壤长期定位施肥试验,采集不施肥(CK)、平衡施用氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、常量有机无机肥配施(MNPK... 详细信息

明确黄壤旱地细菌群落对长期不同施肥的响应,可为今后建立科学的施肥制度和培育健康土壤提供理论依据。本研究依托进行了25年的黄壤长期定位施肥试验,采集不施肥(CK)、平衡施用氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、常量有机无机肥配施(MNPK)和1/2有机肥替代1/2化肥(MNP)处理0~20 cm土层土壤样品,采用Illumina MiSeq高通量测序技术研究了不同施肥模式对土壤细菌群落结构和土壤养分含量的影响,并探究土壤细菌群落的主要驱动因子。结果表明:与NPK处理相比,长期施用有机肥处理土壤pH和有机质含量分别显著提高了11.4%~13.5%和28.8%~52.0%。长期不同施肥模式并没有影响土壤细菌α多样性,但显著影响了细菌β多样性。与CK和NPK处理相比,M、MNP和MNPK处理显著改变了土壤细菌群落结构,浮霉菌门和匿杆菌门的相对丰度明显增加;与CK相比,4个施肥处理增加了拟杆菌门的相对丰度,降低了放线菌门和绿弯菌门的相对丰度。土壤pH是影响土壤细菌群落结构最关键的因子。施肥激发的稀有微生物类群(如浮霉菌门和匿杆菌门)对不同环境因子的变化敏感性更高,是形成群落多功能性的主要驱动力。综上,添加有机肥改善了土壤性质,提升了土壤肥力,显著改变了土壤细菌群落结构,有利于培育健康土壤。

关键词：长期施肥细菌多样性健康土壤

灌溉施肥模式对海南辣椒产量和水肥利用的影响

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灌溉排水学报 2022年第4期41卷 20-29页

作者：雷菲潘孝忠张治军符传良刘国彪曾建华张冬明海南省农业科学院农业环境与土壤研究所/农业农村部海南耕地保育科学观测实验站/海南省耕地保育重点实验室海口571100

【目的】探究与海南地区辣椒生产相适宜的高产高效灌溉施肥模式。【方法】采用田间小区试验,设置了沟灌不施肥CK、沟灌常规用肥F1处理(N 470.70 kg/hm^(2)+P_(2)O_(5)511.22 kg/hm^(2)+K_(2)O 526.39 kg/hm^(2))、沟灌减肥F2处理(N 376.... 详细信息

【目的】探究与海南地区辣椒生产相适宜的高产高效灌溉施肥模式。【方法】采用田间小区试验,设置了沟灌不施肥CK、沟灌常规用肥F1处理(N 470.70 kg/hm^(2)+P_(2)O_(5)511.22 kg/hm^(2)+K_(2)O 526.39 kg/hm^(2))、沟灌减肥F2处理(N 376.55 kg/hm^(2)+P_(2)O_(5)314.83 kg/hm^(2)+K_(2)O 526.39 kg/hm^(2))、膜下微喷灌减肥F3处理(N 376.55 kg/hm^(2)+P_(2)O_(5)314.83kg/hm^(2)+K_(2)O 526.39 kg/hm^(2))共4个处理,对比分析了不同灌溉与施肥模式的辣椒产量、叶片光合作用、根系生长、养分积累、土壤养分分布特征以及辣椒水肥利用状况。【结果】在土壤氮素和磷素本底值偏高的条件下,与F1处理相比,F2处理的辣椒产量、品质、根系生长、叶片光合作用和植株氮、磷、钾养分积累量均无显著差异。相同施肥量情况下,F3处理辣椒的产量、叶片蒸腾速率、根长、根表面积、根体积、氮积累量、磷积累量和钾累积量分别相比F2处理增加了8.03%、16.91%、60.69%、43.00%、40.37%、19.30%、14.19%、14.61%,但辣椒品质、叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO_(2)摩尔分数差异不显著。F2处理降低了收获后0~20 cm和20~40 cm土层中全氮量、铵态氮量、全磷量和有效磷量,减少了氮和磷的表观盈余量,提高了氮肥偏生产力和磷肥偏生产力。与F2处理相比,F3处理提高了0~20 cm土层中全氮量、硝态氮量、铵态氮量、全磷量和有效磷量,减少了氮和磷的表观盈余量,提高了灌溉水生产率。【结论】本试验条件下,采用膜下微喷灌减肥模式能提高辣椒的产量和水肥利用效率。

关键词：辣椒灌溉施肥模式产量土壤养分水肥利用

氮肥减量下长期间作毛叶苕子根茬还田对玉米产量及氮肥利用率的影响

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中国农业科学 2022年第12期55卷 2384-2397页

作者：卢秉林车宗贤张久东包兴国吴科生杨蕊菊甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所/农业农村部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站

【目的】通过探讨氮肥减量条件下长期间作毛叶苕子利用其根茬还田对玉米产量及氮肥贡献率的影响，旨为玉米毛叶苕子间作体系的氮肥替代及其氮素资源管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2019年在农业农村部甘肃耕地保育与农业环境科... 详细信息

【目的】通过探讨氮肥减量条件下长期间作毛叶苕子利用其根茬还田对玉米产量及氮肥贡献率的影响，旨为玉米毛叶苕子间作体系的氮肥替代及其氮素资源管理提供科学依据。【方法】试验于2014—2019年在农业农村部甘肃耕地保育与农业环境科学观测实验站进行。采用田间试验方法，在不施肥(CK)和习惯施氮(N100)水平下设置单作玉米处理，在90%(N90V)、80%(N80V)、70%(N70V)、60%(N60V)和0%(N0V)的习惯施氮水平下设置玉米毛叶苕子间作处理，共7个处理，3次重复，田间随机区组排列。研究不同氮肥减施条件下，玉米长期间作毛叶苕子后，作物产量、经济效益、氮肥偏生产力、氮肥农学效率和氮肥贡献率的变化规律。【结果】玉米长期间作毛叶苕子利用根茬还田对玉米具有明显的增产优势，而且这种增产优势随间作年限的延长呈增加趋势。相比习惯施氮处理(N100)，在化学氮肥减施20%条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田，可以在保证玉米稳产的情况下增收2 273.2 kg·hm毛叶苕子干草，合计收益增加0.9%，达29 686元/hm~2，同时，氮肥偏生产力和农学效率显著提高20.7%和14.7%；在化学氮肥减施30%的条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田，虽然玉米籽粒产量降幅明显，达7.7%，但是因为可以增收2 319.34 kg·hm毛叶苕子干草，合计收益与习惯施氮处理持平，达28 652元/hm~2，同时，氮肥偏生产力和农学效率显著提高31.8%和16.3%；在化学氮肥减施40%的条件下玉米长期间作毛叶苕子根茬还田，虽然可以增收2 303.09 kg·hm毛叶苕子干草，氮肥偏生产力和农学效率也显著提高48.8%和23.8%，但是因为玉米籽粒产量显著降低10.7%，合计收益只有27 929元/hm~2，显著低于习惯施氮处理。【结论】在甘肃河西绿洲灌区玉米生产过程中，氮肥减量条件下长期(9年)间作毛叶苕子利用其根茬还田，若只考虑玉米籽粒产量，则可以替代20%的化学氮肥用量，若考虑玉米和毛叶苕子的合计产值，则可以替代30%的化学氮肥用量。

关键词：玉米毛叶苕子间作根茬还田肥料贡献率产量氮肥利用率产值

有机土壤改良剂对猕猴桃产量、品质及经济效益的影响

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中国南方果树 2023年第3期52卷 112-115页

作者：黄兴成朱华清杨叶华李渝张雅蓉刘彦伶蒋太明贵州省农业科学院土壤肥料研究所贵阳550006 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站贵阳550006 国家土壤质量贵阳观测实验站贵阳550006

为了探究施用有机土壤改良剂对猕猴桃产量、品质及经济效益的影响,进而为低产猕猴桃园的增产提质增效提供参考,在贵州省修文县低产猕猴桃园进行了大田试验。设置不施改良剂对照(T1)、生物质炭改良剂、椰糠改良剂和自制复配改良剂I(75%... 详细信息

为了探究施用有机土壤改良剂对猕猴桃产量、品质及经济效益的影响,进而为低产猕猴桃园的增产提质增效提供参考,在贵州省修文县低产猕猴桃园进行了大田试验。设置不施改良剂对照(T1)、生物质炭改良剂、椰糠改良剂和自制复配改良剂I(75%生物质炭和25%椰糠复配)和自制复配改良剂II(25%生物质炭和75%椰糠复配)处理,比较猕猴桃产量、品质和经济效益。结果表明,与不施改良剂对照处理比较,施用自制改良剂II使单株结果数提高46.1%,增产32.1%,但单果质量降低,小果率增加,中果率降低。施用生物质炭和自制改良剂I的商品果率分别提升6.0和8.0百分点。施用生物质炭和椰糠改良剂的果实干物质率分别显著提升3.6和2.9百分点。施用生物质炭和自制复配改良剂I的猕猴桃产值和利润均有提升;利润率和投资回报率仅施用生物质炭的有提升,分别增长6.7和21.8百分点。总体来看,采用生物质炭改良剂能够实现贵州修文低产猕猴桃园的增产提质增效。

关键词：土壤改良剂生物质炭猕猴桃产量经济效益

玉米间作和施氮对土壤微生物代谢功能多样性的影响

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应用生态学报 2022年第3期33卷 793-800页

作者：王顶伊文博李欢陈林康赵平龙光强云南农业大学农业农村部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201 云南农业大学资源与环境学院昆明650201

微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用。本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N_(0),0kg·hm^(-2);N_(125),125 kg·hm^(-2);N_(250),250 kg·hm^(-2);N_(37... 详细信息

微生物功能多样性是土壤健康的重要指标,在多种生物地球化学过程中发挥关键作用。本研究基于多年田间小区定位试验,设置间作和单作2种种植模式和4个施氮水平(N_(0),0kg·hm^(-2);N_(125),125 kg·hm^(-2);N_(250),250 kg·hm^(-2);N_(375),375 kg·hm^(-2)),采用Biolog-Eco微平板法,分析了间作与施氮量对土壤微生物代谢活性、多样性和6类碳源利用率的影响。结果表明:施氮处理显著提高了间作和单作土壤的平均颜色变化率(AWCD)值、Simpson指数和Shannon指数,并在N;处理时达到最大值。施氮提高了微生物对氨基酸、胺类和酚类碳源的利用率,但降低了对聚合物的利用。与同一氮水平的单作相比,间作提高了微生物的AWCD值、Simpson指数和Shannon指数,并在N;处理下间作优势最大。间作和施氮均显著影响了6类碳源的代谢活性,且间作提高了微生物对氨基酸和碳水化合物类不稳定碳源的利用率。冗余分析和线性回归分析显示,土壤温度、含水率和土壤有机碳含量的升高是导致AWCD值增加的主要环境因素。因此,间作后土壤理化性状的改变是导致施氮调控下微生物代谢活性增强的主要原因。

关键词： Biolog 施氮量间作玉米土壤微生物功能多样性

添加不同类型秸秆对土壤CO_(2)排放和化学性质的影响

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农业环境科学学报 2022年第4期41卷 909-918页

作者：李欢赵平陈林康李连华向蕊龙光强云南农业大学资源与环境学院昆明650201 农业农村部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201

秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素,进而调控着秸秆还田后的土壤CO_(2)排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆(MS)、马铃薯秸秆(PS)及其等比例混合秸秆(CS)3种秸秆类型,分别添加到3种种植模式[玉米单作(MM)、马铃薯单作(... 详细信息

秸秆组成和土壤性质是秸秆腐解的重要影响因素,进而调控着秸秆还田后的土壤CO_(2)排放和土壤养分动态。本研究选取了玉米秸秆(MS)、马铃薯秸秆(PS)及其等比例混合秸秆(CS)3种秸秆类型,分别添加到3种种植模式[玉米单作(MM)、马铃薯单作(MP)和玉米马铃薯间作(I)]土壤中,进行105 d的室内恒温培养试验,以探究秸秆类型在不同环境中的CO_(2)排放及土壤化学性质变化。结果表明:土壤种植模式显著影响MS的CO_(2)累积排放量,而对CS、PS没有显著影响。与玉米和马铃薯单一秸秆的加权平均(WM)相比,秸秆混合分别增加了MM土壤中CO_(2)累积排放量和净累积排放量19.2%和19.9%。与培养前相比,MS在培养结束时增加了土壤pH和可溶性有机碳含量,但对速效磷和速效钾的影响较小,且显著低于PS和CS。当同一秸秆添加到不同作物种植模式土壤中,MP土壤的速效磷、速效钾和铵态氮含量的增幅(相对于培养前)均高于I和MM。研究表明,秸秆在土壤中的腐解与碳排放首先受碳氮比调控,而土壤种植模式的作用较小,同时这些因素均对腐解过程土壤化学性质产生显著影响。

关键词：秸秆还田 CO_(2)排放速率 CO_(2)累积排放量土壤养分

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玉米马铃薯秸秆混合腐解的非加性效应

植物生态学报 2024年

作者：陈林康赵平王顶向蕊龙光强云南农业大学农业农村部云南耕地保育科学观测实验站云南农业大学资源与环境学院

有机残体混合分解对陆地生态系统物质循环至关重要,但关于农田生态系统中混合秸秆分解过程的研究仍较缺乏。该研究在玉米(Zea mays)单作、马铃薯(Solanum tuberosum)单作和玉米马铃薯间作小区实验中,设置了为期6个月的玉米秸秆、马铃薯... 详细信息

有机残体混合分解对陆地生态系统物质循环至关重要,但关于农田生态系统中混合秸秆分解过程的研究仍较缺乏。该研究在玉米(Zea mays)单作、马铃薯(Solanum tuberosum)单作和玉米马铃薯间作小区实验中,设置了为期6个月的玉米秸秆、马铃薯秸秆和玉米马铃薯混合秸秆分解袋填埋实验,通过Biolog-Eco微平板法分析秸秆类型和分解环境对秸秆微生物碳代谢活性的影响。结果表明,马铃薯秸秆和玉米秸秆混合对分解过程产生了协同效应,混合秸秆的分解速率和微生物代谢活性高于单一秸秆,增加了微生物对碳水化合物和羧酸类底物的利用。这种协同效应随时间延长而削弱。随机森林模型和结构方程模型分析表明,土壤中溶解性有机碳、硝态氮、铵态氮含量以及秸秆碳氮比是驱动秸秆分解的重要因素。总之,秸秆混合促进秸秆分解。

关键词：混合秸秆间作微生物代谢活性有机物腐解非加性效应