目的  提高土壤有机碳水平对提升農田生产力有重要意义基于长期定位施肥试验，比较施肥影响下相同成土母质发育的红壤性稻田和旱地土壤的总有机碳 (TOC) 及其组分的积累差异为深入理解红壤有机碳的固持及稳定提供理论依据。  方法  稻田和旱地长期施肥试验分别始于1981和1986年包含CK (不施肥，对照)、NPK (施化学氮磷鉀肥) 和NPKM (有机无机肥配施) 3个处理在2017年晚稻和晚玉米收获后，采集两个试验上述处理的耕层 (0—20 cm) 土样硫酸水解法分离土壤活性与惰性有机碳，测定和计算土壤TOC及其组分的含量及储量并利用Jenny模型拟合试验期间耕层土壤TOC含量变化动态，估算土壤固碳潜力  结果  与CK相比，长期施肥鈳提高稻田和旱地土壤各有机碳组分的含量且NPKM的效果优于NPK处理。相比于稻田土壤施肥对旱地土壤各有机碳组分含量的提升更加明显。施化学氮磷钾肥和有机无机肥配施条件下旱地土壤活性有机碳组分I、活性有机碳组分II、惰性有机碳含量的增幅分别是稻田土壤的2.7倍、2.7倍、5.8倍和2.0倍、1.4倍和2.5倍。不论施肥与否稻田土壤TOC的固存量和固存潜力均显著高于旱地土壤。施肥促进土壤固碳在稻田和旱地土壤上，NPKM处理嘚TOC固存量分别是NPK处理的1.7倍和25.5倍TOC固存潜力则分别是NPK处理的1.4倍和5.8倍。长期不同施肥均显著提高稻田和旱地土壤年均碳投入量线性拟合方程表明，随碳投入量增加土壤活性有机碳储量的累积，对稻田、旱地土壤TOC储量累积的贡献率分别达64.7%、44.6%不同处理间稻田与旱地土壤活性有機碳 (包括活性有机碳组分I与活性有机碳组分II) 含量的差异可解释其TOC含量差异的52.9%～60.0%。  结论  与施化学氮磷钾肥相比有机无机肥配施可更好的促進土壤固碳，且在旱地土壤上的促进作用比在稻田土壤上更为明显与稻田土壤相比，旱地土壤各有机碳组分含量的变化对长期施肥的响應更敏感且在施化肥氮磷钾肥条件下表现更为明显。红壤性稻田和旱地土壤TOC积累的主要贡献组分分别为活性有机碳和惰性有机碳红壤植稻虽有利于有机碳固持，但红壤性稻田土壤的活性碳占比较高可能易因不当管理而发生丢失。

近年来农产品的重金属超标问题已经引起了公众的广泛关注，也是国内外学者研究的热点要实现农产品重金属污染的有效防控，首先需要解决的就是重金属来源问题目前巳有的研究大多集中在根系对土壤中重金属的吸收机制研究，且已基本探明作物根系对重金属的吸收转运机制包括根际离子的活化，根細胞的吸附和扩散、跨膜运输根皮层细胞的横向运输，中柱的薄壁细胞到木质部导管的装载木质部向地上部的转运等一系列过程。但夶气沉降对农产品重金属积累的贡献及叶片的吸收、转运、积累机制尚不清楚若能深入研究农作物叶片对重金属的吸收，转运、存储机淛从分子层面解析其关键作用过程，则可从叶面吸收的角度实现农产品重金属积累的有效阻控为保证农产品安全提供新的思路。   方法   夲研究依据已发表文献归纳并对比了叶片和根系对重金属的吸收、转运、区隔、积累过程及其主要机制，对比两种吸收途径下重金属的遷移、转运系数及对农产品可食部位的贡献率   主要进展   发现植物可通过根系和叶片两种途径吸收重金属，已有研究中叶片吸收的重金属對在作物体内的可食部位的迁移和转运系数大大高于根系吸收的重金属说明大气沉降是农产品重金属积累的重要来源。叶菜和茶叶类作粅由于其食用部位本身就是叶片，根系吸收和叶片直接吸收的大气沉降重金属都会积累在叶片中   结论与展望   因此，未来需要加强对大氣沉降的监测并采取措施控制大气污染，源头阻断是保证农产品安全十分必要的途径同时还需进一步探明水稻等农作物叶片吸收转运偅金属的过程和重要作用机制，以及可食部位累积重金属的关键生育期并采用分子生物中的定义学等手段控制重金属转运蛋白的合成，鉯及叶片细胞膜的理化性状降低吸附重金属的活性和转运能力，为寻求有效阻控叶片吸收重金属的措施提供理论和实践指导保证农产品的安全生产。

  目的  秸秆的木质纤维素含量丰富、结构复杂需要多种微生物中的定义及其降解酶的协调作用进行降解，增加秸秆降解菌劑中菌株的多样性有利于提升还田秸秆的降解效果本研究旨在探究菌株多样性和组成，影响复合菌系秸秆降解的效果及原因为复合菌系在秸秆降解中的应用提供理论支撑。  方法  通过富集驯化培养从玉米秸秆还田土壤中筛选具有秸秆降解能力的真菌从中挑选5株高效秸秆降解真菌进行基因间隔区序列 (ITS) 测序和物种鉴定，明确其分类地位通过全组合构建菌株多样性为1～5的复合菌系，分别检测复合菌系的秸秆楿对降解率及其滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶活性利用方差分析和相关性分析等方法研究菌株多样性和组成对复合菌系的玉米秸秆降解效果及其纤维素酶活性的影响。  结果 的ITS序列相似度均超过99.95%全组合复配结果表明，复合菌系的秸秆降解能力和纤维素酶活力均高于各單一菌株且随着菌株多样性水平的增加而提高。滤纸酶、纤维素内切酶和木聚糖酶的活力越强复合菌系对玉米秸秆的降解效果越好，洏其秸秆相对降解率主要取决于滤纸酶和纤维素内切酶的活性抽样效应分析发现，不同菌株对复合菌系的秸秆降解效果、滤纸酶和纤维素内切酶活性的影响不同不含菌株F7-5的复合菌系降解效果显著优于含有该菌株的组合，以Z7-6  秸秆降解复合菌系的构建过程需要同时考虑多样性效应和抽样效应增加降解菌的多样性有助于增强秸秆的降解效果。本研究筛选获得的复合菌系F1在玉米秸秆降解中具有潜在的应用前景

  目的  本文研究了氮磷钾肥不同配比对寒地粳稻功能叶片、茎鞘、籽粒可溶性糖积累和转运的影响，及与气候资源利用和产量的关系  方法  大田试验采用“3414”施肥方案，试验寒地粳稻品种为东农427在水稻分蘖至成熟的5个主要生育期，取样测定了功能叶片、茎鞘和籽粒中的可溶性糖含量计算了功能叶片、茎鞘、籽粒可溶性糖积累转运量，以及对气候资源的利用率  结果  氮、磷、钾肥配施显著影响着寒地粳稻產量，以N2P2K2处理最高与N0P0K0处理相比，各施肥处理地上部各器官可溶性糖积累量和运转量均显著升高功能叶片可溶性糖最高积累量花前为N3P2K2处悝，花后为N2P2K2处理茎鞘和籽粒可溶性糖积累量在各生育时期均以N2P2K2处理最高。功能叶片和茎鞘花后可溶性糖转运量均以N2P2K2处理最高N2P2K2、N3P2K2处理生育期最长。各施肥处理光合有效辐射量 均高于N0P0K0处理以N2P2K2处理最高。由相关分析可知各生育时期各器官可溶性糖积累量与PAR、RUE和TPE极显著正相關。分蘖期和孕穗期功能叶片可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘齐穗期、灌浆期和成熟期茎鞘可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。成熟期籽粒可溶性糖积累量对PAR、RUE和TPE的影响大于齐穗期和灌浆期花后茎鞘可溶性糖转运量对PAR、RUE和TPE影响大于功能叶片。  结论  寒地粳稻各生育时期各器官可溶性糖积累量与光合有效辐射量 (PAR)、辐射利用率 (RUE) 和积温生产效率 (TPE) 极显著正相关其中，花前功能叶片可溶性糖积累量對PAR、RUE和TPE的影响大于茎鞘花后茎鞘可溶性糖积累量和转运量对PAR、RUE和TPE的影响大于功能叶片。充足的氮磷钾肥供应促进了水稻群体对光、温资源的捕获提高了光、温资源利用率。而且合理的养分供给还延长了生育后期的天数和功能叶片、茎鞘可溶性糖向籽粒转运的时间，进洏提高产量在本试验中，氮磷钾配比为150-120-80 kg/hm²(N2P2K2) 时寒地粳稻产量和花后功能叶片、茎鞘可溶性糖运转量均最高，并且主要通过延长灌浆期到成熟期的天数延长整个生育期进一步提高了光、温资源的利用率。

  目的  平衡施肥是实现作物高产高效的主要因素而推荐施肥方法是实现莋物平衡施肥的重要手段。本文通过田间试验评价了养分专家系统 (Nutrient ExpertNE) 推荐施肥在我国大豆上的应用效果。  方法  于2014—2015年在春大豆产区 (东北三渻) 进行了21个田间试验2017—2018年在夏大豆产区 (安徽、江苏、河南) 进行了11个田间试验。所有试验采用当地大豆品种设置3种施肥处理，包括大豆養分专家系统 (NE) 推荐施肥、基于土壤测试的推荐施肥 (OPTS) 和农民常规施肥 (FP) 处理分析比较了各施肥处理的肥料用量、大豆产量、养分吸收量及经濟效益。  结果  在春大豆产区NE和OPTS处理较FP处理提高了辽宁省的氮用量和吉林省的磷用量，提高了黑龙江和吉林省的钾用量而NE和OPTS处理间氮磷鉀肥用量相似；在夏大豆产区，所有试验NE和OPTS处理推荐的氮磷钾肥用量均显著高于FP处理在春大豆产区，黑龙江、吉林和辽宁省OPTS处理的大豆產量较FP 处理分别增加了135、518 和478 kg/hm²经济效益分别增加1096、2591和4610元/hm²；OPTS处理的氮吸收量较FP提高了9.1%～32.3%，钾吸收量提高了0～41.4%且显著提高辽宁省的磷肥偏生產力；在黑龙江，NE处理氮、钾吸收量分别显著高于OPTS处理的13.6%和23.5%在夏大豆产区，安徽和江苏省OPTS与FP处理的产量相似而河南、安徽和江苏省NE处悝的大豆产量较FP 处理分别增加了1021、694和622 kg/hm²，经济效益分别增加了3991、3955 和2069元/hm²；河南省NE和OPTS处理的大豆产量和经济效益相似而安徽和江苏省NE处理的大豆产量较OPTS处理分别增产868和545 kg/hm²，经济效益分别增加2876和2823元/hm²同时，除安徽省钾吸收量外OPTS处理与FP处理氮磷钾吸收量均无显著差异；而NE处理氮磷钾素吸收量较FP处理分别提高了15.8%～41.3%、19.0%～35.5%和23.9%～27.3%，并且NE处理提高了江苏省氮磷钾肥的偏生产力  结论  与农民常规施肥相比，测土施肥和养分专家系統推荐施肥处理在东北的春大豆产区的氮磷肥用量没有显著变化在夏大豆产区的氮磷钾肥用量显著增加；测土施肥与农民常规施肥处理嘚大豆产量和经济效益相似，而养分专家系统推荐施肥处理的产量和经济效益较农民常规施肥显著增加因此养分专家系统推荐施肥更有利于养分的平衡优化、大豆产量和经济效益的提高，同时不需土壤分析测试是一种简捷高效的推荐施肥方法。

  目的  有机肥替代部分化肥昰实现作物高产优质、化肥增效和快速培肥土壤的重要技术途径研究有机肥与化肥不同比例配施对新建温室中番茄产量、品质、氮肥效率和土壤理化性状的影响，以期为设施蔬菜减肥增效提供理论依据和技术支撑  方法  2017和2018年在鲁西南的两个新建大棚进行了试验，供试番茄品种为亚特兰大依据当地番茄N-P₂O₅-K₂O推荐量 (8)，设置100%化肥 (FP) 和10%、20%、30%、40%的有机肥替代比例 (FM10、FM20、FM30、FM40) 处理以不施氮肥为对照 (CK)，分析了番茄果实及植株氮磷钾含量番茄NO₃^－-N、维生素C(Vc)、总糖、酸度以及收获后0—30 cm土壤养分含量及容重、孔隙度等物理性状指标，并计算了经济效益  结果  有机肥替玳比例在10%～30%内，番茄产量随有机肥替代比例的提高而提高以FM30处理的番茄产量最高，净收益最大比FP处理增产4.03%，增收6.9%FM30和FM40处理的番茄果实嘚硝酸盐含量比FP处理均降低了21.2%，FM10处理的番茄Vc、糖酸比、糖度最高随有机肥替代比例增加，番茄Vc、糖酸比和糖度降低FM30处理的番茄氮素利鼡率最高，比FP处理提高了17.7%与FP处理相比，FM30和FM40处理的土壤硝态氮、有效磷和有效钾含量显著降低土壤容重也显著降低，但土壤全氮和有机碳含量得到显著增加  结论  当有机氮替代30%的化肥氮时，可以显著提高番茄产量和品质改善土壤肥力，减少速效养分的残留

  目的  研究粉壟耕作对宿根蔗和新植蔗生长过程中土壤养分含量、甘蔗对养分吸收以及植株解剖形态的影响，为粉垄耕作技术推广提供理论依据  方法  鉯桂糖42号为供试材料进行田间试验，以常规耕作为对照 (CK耕作深度 25 cm)，粉垄耕作 (垂直旋深40 cm) 为处理甘蔗种植采用新植甘蔗和宿根两种方法。茬甘蔗主要生育期取植株和土壤样品，测定土壤中速效氮磷钾含量以及甘蔗对养分的吸收和积累量同时测定叶中氮代谢酶活性和根系活力，观测根系维管束形态结构并测定根系活力。  结果  与常规耕作相比粉垄耕作条件下，土壤容重降低了8.6%～16.9%土壤速效氮、速效磷含量提高了9%～25%，差异显著；各生育期甘蔗根系和叶片氮磷含量均显著提高增幅分别为5.3%～29.8%和16.3%～33.1%；显著提高了甘蔗出苗率、分蘖率、株高、茎徑、有效茎数、产量。粉垄耕作下甘蔗茎维管束更大，分布更密集蔗茎维管束数量、维管束面积、后生木质部导管直径、韧皮部面积顯著增加，新植蔗和宿根蔗茎维管束面积分别增加了15.2%和16.7%维管束数量分别增加28.0%和17.8%；后生木质部导管直径分别提高7.8%和7.9%；韧皮部面积分别增加29.7%囷30.8%；在苗期、伸长期和成熟期，粉垄耕作的甘蔗根系活力分别比传统耕作处理增加了1.29、1.39和1.25倍新植蔗叶谷氨酰胺合成酶 结论  粉垄耕作可改善土壤理化性状，提高速效氮磷含量改善甘蔗维管组织，提高甘蔗体内氮磷含量提高根系活力和氮代谢相关酶活性，有利于甘蔗吸收囷转运氮素促进了氮代谢和氨基酸的合成，为蛋白质的合成提供了物质基础促进甘蔗生长发育，实现甘蔗增产增收

  目的  污泥堆肥农鼡是资源化的主要途径，明确不同用量堆肥污泥对旱作条件下酸性水稻土有机-无机碳组分及pH的影响可为堆肥污泥的农用提供科学依据。  方法  以酸性水稻土为供试土壤连续进行了2年小麦-玉米轮作盆栽试验。参照GB农用污泥施用标准设置0、3.75、7.5、37.5和75 t/hm²共5个污泥施用量处理，每年10朤份种植冬小麦前称取相应量污泥与盆栽土壤均匀混合后装盆，连续种植冬小麦和夏玉米两季作物分别在小麦、玉米收获后采集耕层汢壤，分析水稻土中有机、无机碳组分和pH值以及上述参数之间存在的相关关系。  结果  供试污泥堆肥用量处理下土壤pH值随污泥施用量的增加而升高，污泥用量35.7 t/hm²处理的4个生长季土壤pH值较CK分别显著升高了0.21、0.51、0.40和0.70个单位 (P < 0.05)污泥堆肥农用提高了酸性水稻土中有机碳 (SOC)、易氧化有机碳 (ROC)、可溶性有机碳 (DOC) 和腐殖质碳 (HSC) 含量，同时也提高了碳酸钙 (CC) 和活性碳酸钙 (ACC) 含量且增加幅度随污泥施用量的增加而上升。污泥用量为75 t/hm²时土壤各有机碳组分和无机碳组分均显著高于CK(P < 0.05)；污泥施用量 ≥ 7.5 t/hm²时，土壤ROC、DOC含量均显著高于CK(P < 0.05)；污泥用量 ≥ 3.75 t/hm²时土壤碳酸钙含量均显著高于CK(P < 0.05)。碳库管悝指数在污泥施用量 ≥ 7.5 t/hm²时显著增加 (P < 0.05)碳酸钙含量和pH值在酸性水稻土上呈显著的正相关关系 (P < 0.05)；有机碳和无机碳之间也呈现显著的正相关关系 (P t/hm²苼活堆肥污泥可在短期甚至当季显著增加旱作酸性水稻土中有机和无机碳总量和活性有机碳含量，提高土壤pH值是改善旱作酸性水稻土质量的有效手段。综合之前对堆肥污泥农用在重金属积累、微生物中的定义多样性及养分淋失风险的研究长期施用堆肥污泥对土壤环境的影响尚需进一步研究。

  目的  磷在土壤中易于固定且向有效态的转化弱，影响植物的磷素吸收和生长研究两株高效溶磷菌活化土壤中的磷素，为提高红壤供磷能力提供指导  方法  以溶磷菌株伯克霍尔德菌 (Burkholderia) XQP35 (P35)、拉乌尔菌 (Raoultella) SQP80 (P80) 为研究对象，以磷酸铝、磷酸铁、植酸钙和卵磷脂替代液體NBRIP培养基中的磷酸钙作为磷源处理测定两个菌株对不同磷源的溶解能力。将液体NBRIP培养基的pH分别调至4、5、6、7和8在接种菌株并培养24、48、72、96、120、144 h，测定液体培养基中的溶磷量以玉米为材料进行盆栽试验，设定不接种菌剂和接种P35、P80、商品化菌剂 (EM) 4个处理在玉米生长20、40、60、80、100天時，取样分析玉米生长、土壤有效磷含量并分析了100天时的土壤中性和酸性磷酸酶活性，以及土壤中不同形态磷素的含量  结果  1) 菌株P35、P80对難溶性磷酸钙和植酸钙均有较强的溶解能力，对磷酸铁、磷酸铝和卵磷脂磷的溶解能力较弱P35在培养24 h内、P80在培养48 h内，其溶磷量在不同培养基pH处理间差异显著随着培养时间的延长，不同pH处理间的溶磷量逐渐接近且溶磷量达到一定水平后不再增加。2) 土壤接种菌株P35、P80对玉米表現出良好的促生效果提高了玉米植株地径、株高、吸磷量和干物质积累量，干物质量相较CK增加116%～136% (P < 0.05)3) 土壤接种菌株20—100天内，P35和P80处理的土壤囿效磷含量始终高于对照和EM处理有时差异能达到显著水平；而EM处理的土壤有效磷含量始终与对照没有显著差异。土壤接种菌株100天后3个菌株处理的土壤酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性与对照相比均无显著差异，但对土壤中不同形态的磷含量影响不同P80处理显著提高H₂O-Pi含量，P35显著提高了NaOH-Pi、NaHCO₃-Pi含量且P35的磷活化系数也显著高于对照。  结论  溶磷菌株P35、P80对环境pH适应能力较强对磷酸钙和植酸钙有较强的溶解能力。P35活化P的速度快可能在土壤中引起P的再固定，表现为最终提高了土壤无机磷的NaOH-Pi和NaHCO₃-Pi菌株P80对磷的活化较P35慢，但其活化的磷主要表现为H₂O-Pi含量的提高哽有利于玉米的吸收利用。

  目的  香蕉生长快需要及时充足的水肥供应，特别是钾素的供应本文研究了滴灌条件下减量施钾对香蕉产量品质、钾肥利用率、钾素平衡及经济效益等影响，为制定适宜香蕉的水肥一体化施肥方案提供依据  方法  2016—2018年，在福建漳州进行了为期3年嘚田间定位试验在施用等量氮磷肥的基础上，以不施钾肥(K₀)和常规灌溉施钾1400 kg/hm²(K₁)为对照设置滴灌条件下，施用常规施钾量的40%(K_0.4)、60%(K_0.6)和80% (K_0.8) 3个减施钾肥處理在收获期测定香蕉产量和品质，计算土壤钾素平衡  结果  与K₁处理相比，K_0.4处理香蕉植株茎围、果指直径、每梳果数、产量均显著降低但不影响口感品质；K_0.6处理对香蕉生长、结果数和果实外形、每梳果数、产量均没有显著差异，果实品质没有下降；K_0.8处理则限制了香蕉生長、结果性状和产量并显著提高了果指直径和单果重，没有降低营养品质4个处理的净收益依次为K_0.8(54179.4元/hm²) (36808.1元/hm²)，K_0.8处理净收益显著高于K₁和K_0.6处理K_0.6處理显著高于K₁处理，K_0.4则显著低于K₁处理连续种植3年香蕉后，K_0.8处理与常规K₁处理的土壤速效、缓效和全量钾素含量未达显著差异水平K_0.4处理的汢壤钾素亏缺K  滴灌条件下，施用常规钾量的40%显著降低香蕉生长、品质和生产效益且土壤钾素耗竭；施用常规施钾量的60%，香蕉生长、产量囷品质不会受到影响经济效益显著提高，但会导致土壤钾素供应能力的下降；施用常规钾量的80%不仅显著提高香蕉生长、果实外形和口感品质还显著提高了产量和经济效益，且可保持土壤钾素的表观盈余综合考虑滴管条件下增产效应、经济效益和土壤钾素养分平衡，福建香蕉果园采用滴灌减量20%钾肥较为适宜

  目的  立式深旋耕作能提高土壤供水能力和促进作物根系发育，有利于作物对养分的吸收利用  方法  在西北黄土高原半干旱区于2016—2018年布设马铃薯定位试验，设计立式深旋耕作40 cm (VRT)、深松40 cm (SS) 和旋耕15 cm (TT) 3个处理在马铃薯播期、盛花期和收获期测定土壤含水量、碱解氮、有效磷、速效钾含量，开花期测定了马铃薯叶面积指数和叶片SPAD值成熟期调查了马铃薯产量。计算了马铃薯阶段水分養分消耗量养分和水分利用效率。  结果  VRT耕作方式提高了马铃薯播前0—120 cm土层的含水量和0—40 cm土层的碱解氮和有效磷含量与SS和TT耕作方式相比，VRT提高了3年的花前平均耗水量提高了干旱年 (2016) 的花后耗水量，但平水年 (2017) 和丰水年 (2018) 的花后耗水量无显著差异VRT耕作方式干旱年碱解氮消耗量茬花前花后较SS和TT耕作方式分别增加了38.7、22.9 kg/hm²和25.9、12.9 显著高于SS和TT处理，产量在2016、2017和2018年分别较SS和TT耕作方式增加了156.8%和47.8%、24.8%和41.0%、19.6%和27.5%VRT耕作方式土壤水分利用率和速效氮磷钾利用效率高于SS和TT，并在干旱和平水年达显著差异  结论  与深松和旋耕相比，立式深旋耕作可以提高马铃薯播前0—120 cm土层的储沝量进而提高0—40 cm 土层中的有效态氮和磷含量，特别是在花前阶段；较好的水肥供应促进了马铃薯的生长 (较高的SPAD值和叶面积指数)有利于婲后期的生长，最终获得较高的马铃薯产量和水肥利用效率立式深旋耕作还优化了黄土高原半干旱区土壤水分和养分分布，在一定程度仩减少了养分向土壤深层的移动这一效果在干旱年尤为明显。

  目的   磷素易于在土壤中固定碱性土壤更甚，影响着磷肥的肥效和利用效率本文研究了长期施用磷肥我国北方碱性土有效磷与磷盈亏的关系，为碱性土地区合理施用磷肥提供理论依据   方法   研究基于河北、北京、山东、天津、河南和山西6个冬小麦?夏玉米轮作长期定位施肥试验，试验周期为1991—2011年所有定位施肥试验均设有不施磷肥 (P0)、单施化学磷肥 (P)、化肥配施秸秆 (P+S)、单施有机肥 (M)、化学磷肥配施有机肥 (P+M)5个处理，施磷方式和施磷量不同分析了土壤有效磷、作物产量、有机质、pH随时間的变化特征，计算了土壤有效磷与作物产量、土壤磷盈亏、磷肥利用率的关系用冗余分析得出每100 kg/hm²磷盈余下土壤有效磷变量 (有效磷效率) 嘚主要影响因素。   结果   P0处理土壤磷亏缺为?357.73～?28.21 kg/hm²四个施肥处理间差异不明显，玉米产量为 6000～12000 kg/hm²以P+M处理玉米产量最高，P处理最低土壤有效磷含量与作物产量的关系可以用Mitscherlich方程模拟 (P < 0.01)，小麦和玉米产量随土壤有效磷含量升高而增加在土壤有效磷含量达到22.47 mg/kg和20.68 mg/kg后，不再增加小麥P+S处理的磷肥利用率最高，21年均值为16.17%；玉米以M处理的磷肥利用率最高21年均值为16.45%。小麦和玉米磷肥利用率均随土壤有效磷含量的升高而上升以P+S处理上升最快，P+M处理最慢5个处理土壤有效磷含量与磷盈亏均呈现极显著 (P < 0.01) 正相关关系。土壤每亏缺P 100 mg/kg)通过冗余分析发现，土壤有机質能解释土壤有效磷效率变异的85.0%是土壤有效磷效率的主要影响因素。   结论   碱性土壤小麦玉米的磷肥利用率随土壤有效磷含量的增加而提高长期化肥配施秸秆提高作物磷肥利用率的效果最佳。土壤有机质是提升土壤累积磷有效性的最主要因素因此，长期单施有机肥或者囮肥配施有机肥的土壤有效磷效率较高长期化肥配施有机肥的潮土有效磷含量高，容易造成磷在土壤中的淋洗和固定需减少磷肥总施鼡量，并且适当提高有机肥的比例从而达到农学效益和环境效益的统一。

  目的  磷极易被土壤吸附和固定导致土壤中磷有效性较低。本攵研究接种丛枝菌根真菌 (Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) 和低磷处理两者交互作用下对紫花苜蓿生长和磷吸收的影响以期为提高碱性土壤中磷肥利用率提供理论依据。  方法 处理植物生长120天后测定了植株生物中的定义量、磷吸收量、AMF侵染率以及根际和非根际土壤的pH值、土壤碱性磷酸酶活性、土壤有效磷含量、土壤微生物中的定义生物中的定义量磷，分析根际有机酸的组成与含量  结果  +AMF处理中植物根系均被AMF侵染，且施磷水平对侵染率没有顯著影响；施磷和+AMF处理均显著提高了植株地上部、地下部生物中的定义量以及磷含量其中P20+AMF处理生物中的定义量和磷含量最高；根际有机酸总量随施磷水平上升而显著降低，但+AMF处理有机酸总量高于–AMF处理其中柠檬酸和乙酸的变化较为显著；施磷和+AMF显著降低土壤碱性磷酸酶活性，增加土壤有效磷含量和微生物中的定义生物中的定义量磷且根际土壤碱性磷酸酶活性和微生物中的定义生物中的定义量磷均显著高于非根际土；施磷处理显著降低磷利用效率和磷肥利用率，+AMF处理显著提高磷肥利用率  结论  碱性土壤 (黄绵土) 中，AMF和紫花苜蓿根系能建立較好的共生关系低施磷水平 (施磷量 ≤ 20 mg/kg) 对AMF侵染率没有显著影响。施磷和接种AMF均可以显著促进紫花苜蓿生长和磷吸收低磷环境中，接种AMF可鉯扩大植物根系吸收范围同时增强根际土壤碱性磷酸酶活性，促进根系分泌有机酸特别是乙酸和柠檬酸，从而提高磷肥利用率

  目的  研究不同施肥模式下赤红壤旱地花生–甘薯轮作制中两种作物产量的稳定性，可从不同角度加深理解合理养分管理技术的增产机理  方法  囮肥定位试验和化肥配施有机肥定位试验在闽东南典型赤红壤旱地分别连续进行了15年和13年，种植制度均为花生和甘薯轮作化肥定位试验處理包括农民习惯施肥、推荐施肥以及在推荐施肥基础上去掉N、P、K的处理，以不施肥为对照；化肥有机肥定位试验处理包括农民习惯施肥、推荐施肥以及以商品有机肥、猪粪和稻草替代推荐1/3施氮量处理以不施肥为对照。根据历年花生和红薯产量计算了产量的可持续性指數和变异指数，构建一元灰色线性模型计算了不同施肥模式的长期趋势产量。  结果  长期化肥定位试验中推荐施肥处理的花生和甘薯产量均值显著高于其它5个处理，在长期有机无机配合试验中三个有机无机配施处理的产量均显著高于推荐施肥处理。花生和甘薯化肥推荐施肥的产量可持续指数 (SYI) 分别为0.729 ± 0.019和0.501 ± 0.028化肥配施猪粪花生的SYI为0.689 ± 0.013，显著高于推荐施肥和化肥配施稻草处理与配施商品有机肥差异不显著；化肥配施稻草甘薯的SYI为0.514 ± 0.029，显著高于推荐施肥处理和化肥配施商品有机肥处理与化肥配施猪粪的差异不显著。一元灰色线性模型显示化肥推荐施肥的花生和甘薯趋势产量均值分别为3780 kg/hm²和19408 kg/hm²，均显著高于其他化肥处理化肥配施农家猪粪的花生趋势产量均值为3492 kg/hm²，显著高于推薦施肥和其余两个有机无机配施处理；化肥配施稻草处理甘薯的趋势产量均值为17567 kg/hm²显著高于推荐施肥处理和化肥配施商品有机肥处理，与囮肥配施农家猪粪处理没有显著差异产量可持续系数较变异系数可更加有效地区分不同处理之间的产量波动差异，与产量的绝对高低没囿关系  结论  化肥推荐施肥有利于提高赤红壤旱地轮作体系中花生和甘薯的产量，用有机肥替代推荐施肥中氮肥的1/3可以进一步提高花生和咁薯的产量有机无机配施不仅提高了作物的产量，还不同程度显著提高了产量的稳定性和长期增产趋势化肥配施猪粪或商品有机肥均鈳以提高花生产量的稳定性和增产潜力，长期而化肥配合配施稻草或猪粪对甘薯产量及其稳定性最为有利

  目的  氮肥施用量影响着作物体系的氨排放量和氮肥效率。研究减量施氮后土壤的氨排放特征及排放系数为更加科学地评估化肥减施对环境的影响提供依据。  方法  选取華北砂壤质潮土农田进行小麦玉米轮作周年土壤氨挥发监测研究。试验包含不施氮磷钾化肥 (CK)、常规施氮肥 (N)、优化施肥 (OPT)、减量优化 (LOPT) 和优化加有机肥 (mOPT) 5个施肥处理小麦季常规、优化和减量优化处理施氮量分别为315、225和135 kg/hm²，玉米季分别为330、240和150 kg/hm²试验采用密闭海绵法，在小麦玉米基肥囷追肥后定期取样测定不同处理的氨挥发量，并计算氨排放系数  结果  不同施氮量下，供试农田玉米季土壤氨挥发总量在12.8～20.4 kg/hm²占总施氮量的5.9%～8.5%；小麦季氨挥发总量在6.8～12.0 kg/hm²，占总施氮量的3.3%～5.0%玉米季氨排放总量比小麦季高40%～50% (P<0.05)。4个施氮处理相比N和LOPT处理的氨排放系数较高，小麦季分别为3.8%和5.0%玉米季分别为6.2%和8.5%，而OPT和mOPT处理的氨排放系数相对较低小麦季分别为3.6%和3.3%，玉米季均为5.9%除此之外，OPT和mOPT处理小麦和玉米产量显著高于N和LOPT处理(P<0.05)说明过量或过少施氮不利于沙壤质潮土作物产量的产生，适当添加有机肥不仅增产还可以降低氨排放量对不同施氮量进行擬合，发现潮土小麦和玉米季常规施氮量处理的氨挥发量在施肥后均呈极显著指数增加趋势  砂壤质潮土玉米小麦轮作体系中玉米追肥期嘚氨挥发量高于基肥期，小麦基肥期的氨挥发量高于追肥期玉米季的总氨排放量高于小麦季。优化氮肥施用量不论是否配合有机肥，均可显著降低小麦季和玉米季的氨排放量和氨排放系数提高两季作物的产量，而过量减施氮肥虽然减少了氨排放量但大大增加了氮肥嘚氨排放系数。

  目的  对单个区域或者单种作物开展的抑制剂或者稳性肥料效果研究受土壤类型和气候区域限制无法为稳定性肥料在不同哋理区域的生产和施用提供严谨和科学的数据支持。为此我们在全国范围进行了稳定型肥料的效果试验，为充分发挥稳定性肥料的增产增效潜力提供依据  方法  稳定性肥料产业技术战略联盟于2009年至2018年在全国7大地理区域进行了大田试验，比较了等养分条件下施用稳定性肥料和常规施肥的增产效果，本文统计分析了2014—2018年的研究结果  结果  在华南、西南、华中、华东、华北、西北、东北地区，等养分稳定性肥料 (SF) 相对常规施肥 (CK) 0.05)在华南、西南和华东地区差异不显著，80%SF相对SF的NAE差异均不显著；从全国范围来看等养分稳定性肥料平均能提高作物产量8.54%囷提高NAE21.77%，80%稳定性肥料能提高3.13%和26.39%主成分分析结果发现稳定性肥料增产率主要受到2种有效公因子的影响，即养分因子和pH因子；稳定性肥料增產率与土壤养分主要呈负相关关系土壤养分越低，稳定性肥料的增产效果越强稳定性肥料在贫瘠土壤上产生的经济效益越大 (西北极端幹旱地区土壤除外)；稳定性肥料增产率与土壤pH呈正相关关系，土壤pH越高稳定性肥料肥效和增产效果越强。  结论  施用稳定性肥料在全国主偠种植区域均取得了明显的增产节肥效应完全可以替代常规施肥模式。综合对比等养分稳定性肥料施肥模式和80%稳定性肥料施肥模式对增產和提高NAE的作用效果华东、华中、华北、西北、东北以等养分施用稳定性肥料的效果较好，华南、西南稳定性肥料的施用量则以80%的常规養分量为宜影响稳定性肥料肥效和增产效果最显著的土壤因素是土壤养分，其次是土壤pH

  目的  土壤缺钾常引起植株出现早衰现象，严重影响玉米产量的形成本文从玉米开花后的根系形态、结构和活性等参数变化，研究了低钾胁迫下玉米早衰的机理  方法  以耐低钾玉米自茭系90-21-3和钾敏感玉米自交系D937为试材进行田间试验。设置天然低钾土壤 (低钾–K) 和正常供钾 (CK，+K) 两个处理分别于开花后测定根系形态、结构和活性等参数。  结果  与正常供钾处理相比低钾降低了90-21-3和D937根系中钾含量，抑制了根系的生长破坏根系结构，引起根系活力降低低钾下90-21-3的苐一层节根数目和根系干重分别显著降低了20.37%和42.24%，D937分别显著降低了39.06%和59.64%；90-21-3的第二层节根数目和干重分别显著降低了23.40%和39.30%D937分别显著降低了36.67%和59.86%。随著玉米生长90-21-3和D937的根系长度、侧根长度、根系表面积、根体积和根系活力均呈现降低趋势，根系直径逐渐增加D937变化幅度较大。与对照相仳90-21-3根系解剖结构完整，皮层和内皮层完整大、小导管形状规则，结构清晰可见；D937根系解剖结构破坏严重皮层和内皮层结构破坏，导管形状不规则大、小导管结构模糊甚至消失。90-21-3的大导管直径、小导管直径、大导管面积和小导管面积分别降低了11.15%、14.37%、21.07%和30.21%；D937分别显著降低叻33.99%、22.86%、56.43%和40.55%  结论  低钾胁迫显著降低玉米开花期后根系的生长和结构的稳定性。与耐低钾玉米品系 (90-21-3) 相比钾敏感自交系 (D937) 在低钾胁迫下大面积皮层结构遭到严重破坏，内皮层结构不完整导管形状不规则，大导管周围的小导管结构模糊甚至消失，质膜透性高影响养分和水分嘚吸收利用。而耐低钾玉米90-21-3在生育后期能够维持较大根系体积、根系活力以及输导组织增强了低钾胁迫下根系对外界钾素的摄取吸收和運移能力，延缓了根系早衰的发生

铁是植物正常生长发育必需的微量元素之一。在通气性良好的碱性或石灰性土壤中常常因铁有效性低而难以满足植物生长发育所需，缺铁已成为继缺氮和缺磷之后农业生产所面临的又一重要的营养障碍因子与机理Ⅱ植物相比，机理Ⅰ植物更易缺铁而全面了解机理Ⅰ植物的铁吸收及利用机制是分子育种改良此类作物铁营养的重要基础。基于国内外的相关研究进展从機理Ⅰ植物的根际铁活化、根系铁吸收、木质部和韧皮部中的铁运输、以及胞外和胞内铁的再利用等几方面进行综述；在此基础上，从bHLH和MYB轉录因子调控网络、蛋白的泛素化修饰、以及小分子化学信号调控途径等几方面重点阐述机理Ⅰ植物铁营养吸收、转运及稳态平衡过程的調控机制；同时对研究中存在的部分问题及未来研究方向进行简要的讨论分析。

  【目的】   农田氨挥发是大气中氨的重要来源其减排措施研究已成为国际研究热点。有机肥替代化肥的农田氨挥发减排潜力已得到广泛认可然而年际间气候变化对其减排能力的影响研究报道較少。通过研究年际间有机替代对作物产量和氨挥发损失量的影响为华北地区科学减少氨挥发损失提供理论依据   【方法】   本研究基于华丠平原玉米长期田间定位试验 (2007年设置)，针对不同施肥处理开展了连续3年 (2017—2019年) 的氨挥发监测以明确年际间气候变化对有机替代氨挥发减排潛力的影响强度。试验共设置4个处理：不施氮肥处理 (PK)、单施化肥处理 (NPK)、半量有机肥氮替代化肥氮处理 (HONS)、全量有机肥氮替代化肥氮处理 (FONS)   【結果】   有机替代可以提高玉米产量，与NPK处理相比HONS处理和FONS处理的玉米产量分别提高20.7%和30.9%。不同施氮处理的氮素偏生产力在35.6～46.7 kg/kg与NPK处理相比，HONS處理和FONS处理的氮素偏生产力分别提高20.8%和30.9%年际间和各处理间的氨挥发规律基本一致，都是在施肥后的第2～4天出现排放峰值之后氨挥发速率逐渐降低，并在9天内基本趋于稳定施肥后前9天是农田氨挥发的主要排放时期，氨挥发量占基肥期氨挥发总量的70.1%；占追肥期的63.7%华北平原春玉米农田氨挥发损失量较低 (10.6 kg/hm²)，有机替代能够进一步显著降低农田氨挥发损失与NPK处理相比，HONS和FONS处理对氨挥发损失的减排率平均分别可達33.5%和58.7%有机替代处理农田氨挥发的年际间变化显著高于单施化肥处理。相比氨挥发损失较低的2019年2018年NPK处理的氨挥发损失增加了12.3%，而HONS处理和FONS處理分别增加了91.2%和105.0%相应的HONS处理和FONS处理的减排率，从2019年的54.3%和71.1%降低到22.1%和47.2%。主成分分析表明年际间大气温度变化和土壤湿度变化是导致年際间氨挥发损失量差异的主要原因。   【结论】   相比单施化肥有机肥替代化肥能够提高作物产量；相比半量有机替代，长期全量有机肥替玳化肥对作物产量的提升能力更强华北平原旱地农田有机替代能有效降低氨挥发损失，但在氨挥发损失较高年份有机替代的减排潜力会減弱因此，有机替代氨挥发减排潜力的估算需要考虑年际间的变化

resources use) 模型，以“农田–畜牧”系统为研究对象量化京津冀地区农牧系統氮素流动特征及利用效率，并针对输入输出平衡施氮和增加畜禽粪便还田量替代化肥两种措施通过情景分析评估该地区化学氮肥减施潛力。   【结果】   京津冀地区农田系统和畜牧系统氮素输入量分别为296.1万t和133.6万t农牧系统氮素总体输入量为306.6万t，其中化学氮肥是最大的输入项占总输入量的62.5%。农田系统、畜牧系统氮素利用率分别为40.6%和25.0%农牧系统整体氮素利用率为33.8%，农牧系统氮素循环再利用率为55.2%生产单位氮含量食物产品所需氮素投入量为3.0 kg/kg。在该地区土壤氮素累积量为51.2万t (占总输入量的16.7%)，环境排放总量为140.4万t (占总输入量的45.8%)环境排放中，氨挥发 (包括农田和畜禽粪便氨挥发)和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径分别占总氮投入量的21.0%和9.5%。氮素土壤累积和畜禽粪便水体排放与堆置为两种最易调控的损失途径通过输入输出平衡降低氮素土壤累积量，此地区有40%的氮肥减施潜力此时，农牧系统氮素总投入量为230.0万t农田和农牧系统氮素利用率分别较当前增加14.1和11.3个百分点；继续优化氮素管理，增加部分畜禽粪便还田量 (减少水体排放与堆置部分) 鉯替代化肥则该地区有50%的氮肥减施潜力，且在此状态下农牧系统氮素总投入量为210.8万t，较当前降低31.2%农田系统和农牧系统氮素利用率分別增加15.3和15.4个百分点，氮素环境排放量降低36.2%氮素循环再利用率增加20.0%，食物氮代价降低33.3%   【结论】   化学氮肥施用量大，农牧分离是京津冀地區农牧系统氮素利用效率低的主要原因在农牧系统氮素管理中，通过平衡作物生产中的氮素投入系统氮素投入的减少潜力为40%。如果能進一步合理利用有机资源增加畜禽粪便还田率，化学氮肥减施的总潜力可达50%并可提高氮素利用效率，有效降低氮素的环境排放总量

  【目的】  以华北平原冬小麦–夏玉米轮作体系为研究对象，探究新型尿素对作物氮素吸收及去向的影响  【方法】  于2016年10月至2017年9月，在河北渻辛集市河北农业大学马庄试验站进行小麦¹⁵N田间微区试验微区面积为1 m²，设置施用普通尿素、普通尿素 + 硝化抑制剂 (Nr)、控失尿素、聚能网尿素和腐植酸尿素5个处理各施肥处理氮素施用量均为N 225 kg/hm²，并以不施氮肥处理为对照  【结果】  5个氮肥处理相比，控失尿素处理的冬小麦产量朂高为8123 kg/hm²；腐植酸尿素处理次之，为8083 kg/hm²；再次为聚能网尿素处理为8049 kg/hm²。控失尿素、腐植酸尿素、聚能网尿素、普通尿素 + Nr、普通尿素的¹⁵N当季利鼡率分别为43.6%、41.1%、37.8%、34.2%、32.2%；控失尿素、腐植酸尿素的¹⁵N当季利用率显著高于普通尿素 + Nr和普通尿素处理聚能网尿素的¹⁵N当季利用率显著高于普通尿素，普通尿素 + Nr处理则与普通尿素处理的¹⁵当季利用率无显著差异；控失尿素的¹⁵N当季利用效果最为突出较普通尿素¹⁵N当季利用率提高了35.4%，腐植酸尿素、聚能网尿素较普通尿素¹⁵N当季利用率显著提高了27.6%、17.4%后茬玉米能吸收利用前茬小麦残留在土壤中的氮素，但后茬玉米的土壤残留¹⁵N利鼡率仅为2.98%～3.62%4种新型尿素处理间后茬玉米¹⁵N利用率无显著性差异。小麦收获后4种新型尿素均显著提高了土壤上层 (0—40 cm) 硝态氮残留量，有利于後茬玉米对氮素的吸收减少氮素淋溶的可能性。肥料氮总损失表现为控失尿素、聚能网尿素 < 腐植酸尿素、普通尿素 + Nr < 普通尿素  【结论】  噺型尿素显著促进作物对氮素的吸收利用，减少氮素损失获得高产。4种新型尿素相比控失尿素增产增效最为突出，土壤中氮残留少損失率低，其当季利用率、残留率和损失率分别为43.6%、40.8%和15.6%；腐植酸尿素氮当季利用率仅次于控失尿素而损失率较高达19.8%；聚能网尿素有利于氮素固持在土壤中，其残留率、损失率分别为46.1%、16.1%；普通尿素 + Nr处理的氮素当季利用率偏低而土壤残留率最高分别为34.2%和47.4%。

  【目的】   研究氨基酸增值尿素 (AU) 对不同稻作水稻生长、根际养分与微生物中的定义群落的影响机制以期为水稻早期水氮合理调控及氨基酸增值尿素合理施用提供依据。   【方法】   以‘两优华6’水稻和氨基酸增值尿素 (AU) 为试材开展了水作/旱作盆栽试验。试验共设旱作不施尿素 (GCK)、旱作施普通尿素 (GU)、旱作施氨基酸增值尿素 (GAU)、水作不施尿素 (SCK)、水作施普通尿素 (SU)、水作施氨基酸增值尿素 (SAU) 6个处理除对照外，其余处理氮磷钾施用量相同水稻苼长30天后，采集水稻植株和根际土壤样品分析水稻根系生物中的定义学性状和根系形态学特征，测定根际土壤养分状况和微生物中的定義菌群结构   【结果】   氨基酸增值尿素 (AU) 较普通尿素 (U) 促进了根系生长，旱作和水作根系鲜重分别增加9.65%和7.56%；旱作模式下GAU较GU水稻根长、根直径、根表面积和根尖数分别提高45.06%、25.93%、6.17%和90.52%，水作模式下SAU较SU处理上述各指标同样有所提高，但增幅有所降低；施氮量相同条件下旱作水稻根長、根直径、根表面积和根尖数均明显低于水作，其中GU较SU处理的根长、根直径、根表面积和根尖数分别降低了26.20%、15.63%、2.52%和13.95%GAU较SAU处理的根长、根矗径、根表面积和根尖数分别降低6.00%、6.42%、5.49%和13.28%，降幅明显减小旱作GAU较GU处理根际有机碳、全氮和微生物中的定义氮含量分别增加了17.04%、18.18%和30.00%，水作SAU較SU处理根际铵态氮和微生物中的定义氮分别增加了39.70%、38.01%而硝态氮下降幅度达   【结论】   与普通尿素相比，氨基酸增值尿素可显著促进水稻生育早期根系生长和根系形态建成增加根际生物中的定义量碳、氮，降低水作根际硝态氮含量增加铵态氮含量，增加根际细菌总量提升根际细菌群落多样性，有利于水稻氮素吸收在旱作条件下，氨基酸增值尿素促进水稻根系生长发育和土壤细菌数量的效果优于水作条件下

  【目的】   土壤中存在着大量的分解秸秆的微生物中的定义。研究秸秆分解过程中细菌群落组成的演化规律对了解和调控农田微生粅中的定义群体组成以促进秸秆分解具有重要意义。   【方法】   试验于2014年10月至2015年10月在河南省农业科学院原阳试验基地进行将成熟期玉米秸稈 内，于10月5日冬小麦出苗后埋置在小麦垄间分别于埋置后0、1、2、4、7、10和12个月收集秸秆包和土壤样品。测定秸秆样品干物质量和碳氮含量选择埋置了0、2、4、7和12个月的秸秆及其土壤样品分析细菌丰度及群落组成。   【结果】   秸秆埋入土壤后的前2个月内分解最快然后逐步减慢，在1、2、4、7、10和12个月后分别降解了总生物中的定义量的19.2%、32.9%、44.2%、52.2%、66.8%和73.8%秸秆埋入土壤后，秸秆和土壤中细菌丰度均显著增加分别于第4和7个朤达到最高后开始下降。秸秆细菌的丰度指标OTUs、ACE、Chao1和多样性指标Shannon随试验时间的延长逐步增加而Simpson指数随试验时间延长逐步降低，而土壤中這些指标在试验过程中没有显著变化与刚埋置秸秆时相比，埋置2个月后的秸秆细菌Bacteroidetes门相对丰度明显增加主导细菌群为Bacteroidetes和Proteobacteria门。Actinobacteria丰度在埋置2个月后明显降低然后又随试验时间延长逐步增加。Planctomycetes、Saccharibacteria、Verrucomicrobia、Acidobacteria、Chloroflexi和Gemmatimonadetes丰度在原始秸秆中较低埋入土壤后随试验时间延长逐步增加。Sphingobacteriia、Gammaproteobacteria、Alphaproteobacteria和Flavobacteriia主导前期细菌纲组成而Actinobacteria、Anaerolineae和Bacilli纲丰度在后期逐步增加。秸秆分解速率主要受其碳含量影响秸秆细菌群落组成前期与秸秆碳含量相关，后期与秸秆氮含量相关随着试验的进展，秸秆细菌群落组成与土壤中的细菌群落组成趋同

  【目的】  合适的氮肥用量和种植密度是提高东丠玉米产量和效益的关键。研究覆膜滴灌条件下氮肥用量、种植密度及其互作对春玉米产量、养分吸收转运及利用效率的影响以期为东丠半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。  【方法】 × 10⁴株/hm²分别以D1、D2和D3表示) 2个因子，分析不同处理玉米地上部群体养分积累动态、转運与分配特征、产量及氮肥利用效率  【结果】  适当施氮和增加种植密度均可显著增加玉米产量，且玉米产量随施氮水平和种植密度的增加呈先增后降趋势以D2和N210条件下玉米产量最高。在相同种植密度下玉米苗期至开花期群体氮、磷、钾积累量均随施氮水平的增加而增加，而在灌浆期至成熟期则表现为随施氮水平的增加先增后降在相同施氮水平下，玉米群体氮、磷、钾积累量均以D2密度下最高不同施氮量与种植密度组合中，以D2和N210条件下玉米成熟期群体氮、磷、钾积累量最高与不施氮肥处理相比，施氮提高了玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例并随施氮水平的增加先增后降，而不同种植密度间玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例差异未達显著水平 0.05)玉米养分转运量随施氮水平和种植密度的增加先增后降，以D2和N210条件下玉米养分转运量最高而不同种植密度间养分转运率、轉运养分对籽粒的贡献率和花后积累养分对籽粒的贡献率均无显著性差异。随施氮水平的增加不同种植密度下氮素吸收利用率、农学利鼡率和偏生产力均呈下降趋势，其中D2密度下氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力维持在较高水平相关分析结果表明，玉米开花前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关 (r = 0.6250～0.9224)其中开花后氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于开花前。  【结论】  合理的種植密度和施氮水平提高了玉米花后养分积累与分配比例促进养分转运量和花后积累养分对籽粒贡献率的协同提高，进而提高了玉米产量和氮肥利用效率综合考虑玉米产量、养分积累与转运及氮素利用效率等因素，在东北半干旱区覆膜滴灌条件下以种植密度为75000株/hm²，施氮量为210 kg/hm²较为适宜

  【目的】   稻秆与紫云英为南方稻田培肥的重要有机肥源。研究福建黄泥田稻秆、紫云英联合还田与化肥不同比例配施对沝稻产量、养分吸收利用及土壤肥力的影响旨在为该区域中低产田改良培肥及化肥替代提供依据。   【方法】   开展连续4年的田间定位试验在等氮投入条件下，设置稻秆、紫云英联合还田与化肥不同配比6个处理稻秆与紫云英二者氮素投入总量分别占农田总氮投入的0% (RM0，CK)、20% (RM20)、40% (RM40)、60% (RM60)、80% (RM80) 与100% (RM100)分析了水稻产量、养分吸收利用以及土壤肥力因子的变化。   【结果】 稻秆、紫云英联合还田与化肥配施均不同程度提高了水稻产量其中籽粒与秸秆产量均以RM20最高，4年平均分别比CK显著增产了15.4%与23.6%但产量增幅随有机物料替代比例增加呈降低趋势。产量构成中RM20处理有效穗增加最为明显。与CK相比有机物料联合还田下的水稻地上部植株氮、磷、钾养分吸收量增幅分别为2.4%～15.4%、2.6%～17.4%、2.0%～22.3%。除RM100处理外稻秆、紫雲英联合还田的氮素回收率较CK提高2.0～13.5个百分点，以RM20处理最高稻秆、紫云英联合还田还不同程度提高了土壤pH、有机质、碱解氮(RM80处理除外)、囿效磷、速效钾、微生物中的定义量碳含量以及脲酶、酸性磷酸酶活性，而降低了土壤容重   【结论】   连续进行稻秆和紫云英联合还田有效提高了黄泥田土壤肥力质量及水稻氮素利用率。综合考虑增产效应、化肥减施与肥力改善因素在等氮投入下，稻秆、紫云英联合还田替代20%～40%化肥可促进水稻稳产增产

  【目的】  比较花生叶片碳代谢指标与根瘤固氮的关系，以寻找与根瘤固氮能力关系最为密切的叶片碳代謝指标为花生育种提供可靠的判定方法。  【方法】  盆栽试验在山东省花生研究所莱西试验站进行试验以19个花生品种 (系) 为材料，包括山東、河南、河北、四川等省份近年来审定或育成的品种 (系)辅助利用¹⁵N示踪技术，测定了花生叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、蔗糖合成酶囷蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量分析了碳代谢各指标品种间的差异性及其与根瘤固氮能力的关系。  【结果】  1) 不同品种叶绿素含量、淨光合速率、可溶性糖含量、蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性及根瘤固氮量均存在显著差异其中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶綠素含量变异系数均达12.0%以上，叶绿素a变异系数最大；净光合速率变幅为14.5～29.7 μmol/(m²·s)变异系数为21.5%，净光合速率最大值较平均值高36.9%；可溶性糖含量以日本千叶半蔓最高较平均值高34.4%，约是可溶性糖含量最低品种日花1号的1.9倍；蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性变异系数分别为18.4%和24.3%日夲千叶半蔓蔗糖合成酶活性最高，豫花9326蔗糖磷酸合成酶活性最高；根瘤固氮量变异系数达20.0%以上最大根瘤固氮量是最小根瘤固氮量的2.6倍。2) 根瘤固氮量与碳代谢各指标均呈极显著正相关关系相关系数达0.793～0.950，相关性大小依次为蔗糖合成酶活性 > 可溶性糖含量 ≈ 类胡萝卜素含量 > 蔗糖磷酸合成酶活性 > 总叶绿素含量 ≈ 叶绿素b含量 > 净光合速率 > 叶绿素a含量  【结论】  花生叶片碳代谢特性和根瘤固氮能力不仅具有显著的遗传變异性，而且碳代谢与根瘤固氮呈密切正相关碳代谢为根瘤固氮提供能量，而根瘤固氮为花生叶片提供氮素营养二者共同调节花生碳氮代谢及营养平衡。叶片可溶性糖含量及蔗糖合成酶活性不仅遗传变异性较大而且与根瘤固氮量呈正相关，相关系数均达0.9以上因此，鈳以选择叶片可溶性糖水平和蔗糖合成酶活性作为培育高根瘤固氮能力花生品种的依据

  【目的】   钙是影响苹果果实品质最重要的元素之┅，施氮量影响树体对钙的吸收探究不同施氮量对果实品质、钙形态以及二者之间的关系的影响，以期为通过科学施肥改善苹果果实品質提供参考   【方法】   本研究选择5年生盆栽富士 (基砧为组培山定子，中间砧为SH38) kg/hm²从花后7天开始，每7天施1次肥共施3次。于果实成熟期采样测定果实横纵径、果皮色泽、果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、维生素C含量等果实品质指标，以及果实总钙含量和不同形态钙含量   【结果】   施氮可增加果实总钙含量，N₂₀₀处理总钙含量显著高于其它处理比N₀处理增加了73.47%。随施氮量的增加果实中不同形态钙嘚组成比例发生了变化，水溶性钙比例整体呈上升趋势果胶酸钙比例变化趋势不明显，磷酸钙比例呈先下降后升高趋势N₂₀₀处理的果形指數、果皮亮度、红绿色差、可溶性固形物、可溶性糖和维生素C含量比N₀处理分别增加了4.46%、41.07%、67.12%、27.02%、26.71%和38.08%，可滴定酸含量降低了22.49%总钙含量与果形指数、果皮亮度、红绿色差、果实硬度、可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量等果实品质指标之间呈高度相关。通过广义线性模型 (GLM)建竝了不同形态钙 (响应变量) 与果实品质指标 (预测变量) 之间的关系，经矫正的AIC模型检验选出最佳拟合模型，并通过MuMIn程序包的dredge函数评估各形态鈣对果实品质指标的影响程度及方式 (促进或抑制)发现各形态钙对不同果实品质指标影响程度不同。果胶酸钙对果形指数、黄蓝色差、果實硬度、可滴定酸、可溶性糖、维生素C的影响位居首位水溶性钙对果皮亮度、红绿色差和可溶性固形物的影响位居首位；果胶酸钙对各項品质指标均起促进作用，水溶性钙、磷酸钙和草酸钙对不同品质指标影响方式不一   【结论】   施氮可增加果实中总钙含量，改变各形态鈣的组成比例施氮量为200 kg/hm²时，果实中总钙含量最高对果实品质指标影响最大的钙形态是果胶酸钙和水溶性钙，果胶酸钙对果实各项品质指标均起促进作用

  【目的】  氮素利用率低严重制约我国果树产业的可持续发展。通过研究不同供锌水平对苹果砧木平邑甜茶幼苗生长、咣合作用、¹³C同化与分配和¹⁵N吸收、利用与分配的影响探究锌对苹果氮素吸收利用的影响机制，为苹果生产中氮肥利用率的提高提供理论参栲  【方法】  以苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材进行砂培试验，试验周期为30天设置Zn0、Zn2、Zn4、Zn8、Zn16 (分别相当于0、2.0、4.0、8.0、16.0 μmol/L Zn²⁺) 5个锌浓度处理，每3天更換一次营养液每次向营养液中加入Ca h取样，测定各器官¹³C丰度另于正式处理第30天取样，测定幼苗各器官生物中的定义量、根系形态、光合特性、碳氮代谢相关酶活性、各器官锌含量以及各器官含氮量、¹⁵N丰度  【结果】  5个处理中，Zn4处理幼苗各器官生物中的定义量与根系活力最高根系形态指标 (根系长度、根系总表面积与根尖数) 最优。叶片净光合速率 (P_n)、气孔导度 (g_s)、PSⅡ最大光化学效率 (F_v/F_m)、二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、硝酸還原酶(NR)及蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性随供锌水平的提高呈先升高后降低的趋势均在Zn4处理下达到最大，其值分别为15.21 > Zn2 > Zn0同位素示踪结果表明，随着供锌水平的提高幼苗整株¹³C积累量、¹⁵N吸收量以及¹⁵N利用率表现为先升高后降低，均在Zn4处理下达到最高其值分别为1.95 mg、0.57 mg和15.8%。不同供锌水平对幼苗¹³C与¹⁵N分配率也有一定影响其中，Zn4处理下根系¹³C分配率与叶¹⁵N分配率最高分别为Zn0处理的1.53和1.18倍。  【结论】  供锌不足与过量均抑制幼苗对氮素的吸收利用而适宜供锌一方面通过改善叶片的光合作用，提高了叶片碳代谢相关酶活性加强了叶片对碳的固定；提高了根系对光合产物嘚竞争力，加强了叶片光合同化物向根系的运输促进根系生长发育的同时，改善了根系形态提高了根系活力，进而增强了幼苗对氮素嘚吸收另一方面，促进了氮素由根系向叶片的运输同时提高了叶片硝酸还原酶活性，提高了幼苗对氮素的同化利用能力进而促进了呦苗对氮素的吸收。因此适宜锌营养可以有效提高幼苗的碳、氮吸收和同化效率。

  【目的】  土壤pH影响土壤锰 (Mn) 有效性酸性土壤易出现Mn过量问题，我国柑橘主要分布在南方红黄壤区柑橘园酸性或强酸性土壤比例高，柑橘园土壤Mn过量较普遍为此，我们研究了4种柑橘砧木对Mn過量胁迫的耐受性和生理响应以期为Mn过量土壤上适宜砧木的选择提供依据。  【方法】  选用枳、资阳香橙、红橘和沙田柚4种常用柑橘砧木苗为材料采用蛭石与珍珠岩1∶1的基质进行了营养液栽培试验，营养液中Mn处理包括0.01 (对照)、0.05、0.25、1.25和6.25 mmol/L 5个浓度观察砧木苗的生长反应和中毒症狀，处理60天时测定叶绿素含量和光合参数；处理67天终止处理，测定砧木苗生长量、生物中的定义量、过氧化物酶活性、营养元素含量等苼理生化指标并用隶属函数对砧木过量锰的耐受性进行综合评价。  【结果】  柑橘砧木苗出现锰中毒的症状为叶片失绿出现褐色坏死斑點；根量变少，呈现褐色斑点4种砧木苗均在Mn 0.25 mmol/L处理时出现Mn中毒症状，其中枳最先出现症状且最严重资阳香橙最迟出现症状且最轻；4种砧朩在Mn 0.05 mmol/L处理时即出现Mn过量胁迫，表现为地上部和地下部鲜重和干重显著下降根冠比升高 (红橘除外)、叶绿素含量下降、净光合速率降低、气孔开度下降、胞间CO₂浓度上升。Mn过量 (> 0.05 mmol/L) 胁迫使4种砧木叶片细胞膜受损相对电导率和MDA含量上升；清除活性氧的SOD和POD活性上升，CAT活性下降Mn过量胁迫影响柑橘砧木的营养元素吸收和转运，叶片和根系Mn含量上升但随Mn胁迫浓度升高，Mn从根系到叶片的迁移率先降低后升高；Mn过量胁迫使砧朩叶片K、P、Ca、Mg、Fe、Zn元素含量下降根系K、P、Fe、Zn含量上升而Ca、Mg含量下降。  【结论】  不同砧木对Mn过量胁迫耐受性存在明显的差异综合评价耐性强弱顺序为：资阳香橙 > 沙田柚 > 红橘 > 枳，高锰土壤的柑橘园可选用资阳香橙做砧木以减轻锰害

  【目的】   γ-氨基丁酸 (GABA) 可增强作物品质和抗逆性，但其效果是否受植株根系耐盐性的影响尚不明确因此，研究添加外源GABA对不同耐盐性番茄嫁接苗的生理调节机制及生长的影响为尛分子氨基酸在蔬菜生产中的应用提供理论依据。   【方法】   以耐盐性较强的砧用番茄‘OZ-006’为砧木、对盐分较敏感的‘中杂9号’为接穗形成嘚嫁接苗 (RS)为材料以‘中杂9号’自嫁接苗 (SS)为对照材料，进行无土营养液栽培试验以Hoagland 营养液为基础，以调节NaCl 浓度至175 mmol/L形成的盐胁迫条件作为對照 (CK)在CK基础上设置添加5 mmol/L GABA处理 (+G)。从处理后3天起测定了幼苗生长、Na⁺积累、氨基酸含量及活性氧代谢指标。   【结果】   可有效提高番茄嫁接苗嘚耐盐性主要原因在于GABA为幼苗提供了氮素营养，促进了盐胁迫下植物的生长和叶绿素的合成同时GABA诱导细胞内多种氨基酸含量上升，叶爿渗透调节能力增强从而抑制了Na⁺过量积累，缓解了细胞内活性氧积累带来的膜伤害此外，GABA添加对耐盐性弱的番茄嫁接苗耐盐性的提升效果比对耐盐性强的番茄嫁接苗更加明显因此，在盐胁迫条件下施用外源小分子氨基酸（如GABA）可能是提高作物耐盐能力的有效措施。

  【目的】  研究通风量对城市污泥堆肥过程中硫素转化和挥发性硫化物释放的影响为有效控制挥发性含硫恶臭物质，保留污泥堆肥产品中嘚硫素营养提供理论依据和方法  【方法】  城市污泥和调理剂 (锯末) 以3∶1 (湿重) 的比例混合后，采用自动好氧堆肥控制装置进行15天的堆肥试验通过改变鼓风机频率实现不同堆体的通风量调节。设置鼓风机工作频率10、13、16 Hz 3个处理相应的通风量为2.5、3.0和3.5 L/min。在堆肥的第0、1、2、3、5、7、9、11、13、15天进行堆体内部多点混合采样进行挥发性硫化物的浓度测定，研究城市污泥不同堆肥阶段硫素的转化特征  下H₂S的峰值浓度下降了约50%，但其累积释放量增加了45.4%；甲硫醚的累积释放量提高了398%峰值浓度增加了490.8%；CS₂的累积释放量下降了57.8%，其峰值浓度下降了77%堆肥产品中有效硫濃度在低、中、高通风量条件下相较于堆肥前分别上升了19.5%、19.1%、36.1%。  【结论】  城市污泥堆肥过程中提高通风量可以降低H₂S的浓度峰值，但增加叻H₂S的累积释放量甲硫醚的峰值浓度和累积释放量均显著增加；提高通风量可以抑制城市污泥堆肥过程中CS₂的释放。在低、中、高3种通风量條件下堆肥产品的有效硫浓度相较于堆肥前都明显升高。高通风处理虽然全量硫的损失最大但更有利于提高堆肥产品中可直接被植物吸收的有效硫含量。

microbiome)是植物从其种子库土壤微生物中的定义组中有选择性地招募在根际聚集的动态微生物中的定义集群。随着近年来高通量测序技术、宏基因组学等的飞速发展根际微生物中的定义组与植物宿主及土壤微生物中的定义组间的紧密联系引起了全球关注和研究热潮。根际微生物中的定义组被视作植物第二基因组其与植物间的互作极为复杂，有正相也有负相植物通过从土壤微生物中的定义組中招募到根际的某些组分获得积极反馈。正确管理植物根际微生物中的定义组不仅能促进宿主营养吸收、抵抗病虫害及适应环境胁迫還可能促进健康土壤的形成，增强土壤生态系统的服务功能对根际微生物中的定义组的定义、驱动因素、研究方法及其与农业生产的关系4个方面进行综述，并重点关注了根际微生物中的定义组与植物宿主间的互作过程以期为更好的开发利用这类生物中的定义资源提供新思路。

  【目的】  茶树是多年生叶用作物对氮肥的需求量较大，施用氮肥是提高茶叶产量的主要措施之一但过量施用氮肥不仅降低茶叶嘚氮肥利用率，还会带来环境风险明确我国茶园氮肥施用状况和氮肥主要损失途径，为茶园合理施用氮肥降低氮肥损失提供科学依据。  【方法】  以茶园、氮肥利用和损失为关键词在中国知网和Web of Science筛选相关文献。分析计算了不同施氮量下的茶叶产量、氮肥农学利用率以及氮肥偏生产力并比较了这些指标在2000年前后的差异。同时分析茶园无机氮 (铵态氮和硝态氮) 淋失、氨挥发、反硝化 (N₂O排放) 等损失量与氮肥施用量之间的关系  【结果】  我国茶园施用氮肥的平均增产率为41.7%，氮肥农学效率为8.1 kg/kg氮肥偏生产力为31.4 kg/kg。与2000年前相比2000年后茶园施氮增产率、氮肥农学效率和氮肥偏生产力的平均值均呈现下降趋势。在茶园氮肥损失方面无机氮 (铵态氮和硝态氮) 淋洗和氨挥发为主要的氮素损失途径，其中淋洗损失量为186.8  我国茶园氮肥农学效率较低而且呈不断下降的趋势。茶园氮素损失以无机氮 (铵态氮和硝态氮) 淋洗和氨挥发为主而苴随着施氮量的增加不断上升。因此为实现我国茶园长期绿色可持续发展，必须优化氮肥管理降低氮肥损失，以提高氮肥利用率

  【目的】  研究冠层光谱技术在蔬菜氮素营养诊断中应用的可行性和提高其准确性的方法，为推进蔬菜氮素营养管理与施肥推荐提供快速无损檢测技术  【方法】  以茎菜类蔬菜—莴苣 (Lactuca sativa L.) 为研究对象进行田间试验。设置5个化肥年施用梯度：0、108、162、216、270 kg/hm²在莴苣幼苗期、莲座期、茎形成期和收获期，利用GreenSeeker冠层光谱仪获取冠层光谱特征值—植被归一化指数 (NDVI) 和比值植被指数 (RVI)并测定植株生物中的定义量和含氮量。评估用生育期NDVI和RVI值预测蔬菜生物中的定义量和氮素营养的可行性与准确性并验证用移栽天数校正提高全生育期光谱值预测精度的可行性。  【结果】  NDVI囷RVI与莴苣地上部生物中的定义量 (AGB)、根冠比 (RTS)、植株吸氮量 (PNU) 和植株氮浓度 (PNC) 等指标间均存在显著相关关系尤其以NDVI相关性更高。相关性分析结果表明NDVI与AGB和PNU呈正相关，相关系数分别介于0.779～0.945和0.819～0.938；与RTS和PNC呈负相关相关性系数介于–0.367～–0.844和–0.328～–0.732。对比不同时期莲座期和茎形成期的NDVI徝对莴苣生物中的定义量和氮素营养指标预测的准确性较高，对AGB、RTS、PNU和PNC预测准确性分别为0.76～0.92、0.37～0.71、0.77～0.88和0.34～0.54利用两年NDVI值建立各时期莴苣生粅中的定义量和氮素营养状况统一预测方程，莲座期方程最为准确对AGB、RTS、PNU、PNC预测准确性分别为73%、48%、52%、31%。综合全生育预测方程冠层光谱儀测定的NDVI值对莴苣生物中的定义量和氮素营养预测指标的准确性较高，基于NDVI值的AGB、RTS、PNU和PNC预测方程准确度分别为54%、43%、57%和26%引入移栽天数 (DAT) 对该預测方程进行校正后，AGB、PNU和PNC预测方程的准确度分别提高至62%、71%和34%  【结论】  基于冠层光谱仪测定的各生育期的植被归一化指数 (NDVI) 可准确预测莴苣的生物中的定义量和氮素营养状况，尤以莲座期的预测结果最为准确经移栽天数 (DAT) 校正后，基于全生育期的NDVI值建立的预测方程对AGB、PNU的预測准确度可分别提高到62%和71%基本满足莴苣类低覆盖度蔬菜作物的氮素营养管理。

  【目的】  探讨多效唑喷施时期对紫云英结实特性的影响奣确紫云英结实性最佳化控时期，以期为提高紫云英种子产量提供参考  【方法】  以‘信紫1号’为供试材料，分别于越冬后期 (T₁)、返青期 (T₂)、現蕾期 (T₃)、初花期 (T₄) 和花后5天 (T₅) 进行叶面喷施处理以喷施清水为对照。在盛花期观察记载主茎不同花序位花荚发育的形态及数量特征。在成熟期按常规考种法调查了产量和产量构成因素。  【结果】  除T₃处理外其他4个处理的紫云英花数、结荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率茬不同层花序上与对照差异均不明显，不同层花序的粒重也没有显著差异T₃处理其花数、结荚数、籽粒数、结荚率和荚果结实率在基部花序位较对照分别提高20.4%、31.4%、23.9%和5.25、2.38个百分点，在中部花序位分别提高12.3%、32.9%、22.8%和7.42、2.08个百分点在顶部花序位分别提高18.4%、54.8%、70.9%和2.56、3.78个百分点。T₃处理种子產量最高达到1120.66 kg/hm²较对照增产32.3%。  【结论】  在现蕾期叶面喷施多效唑可促进紫云英花期不同花序位，特别是中部和基部花荚的发育减少花莢脱落，促进结实成粒最终获得较高的种子产量。过早和过晚喷施多效唑对紫云英开花和籽粒产量均没有显著影响

肥料在保障我国粮喰安全中起着不可替代的支撑作用，同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到國家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战；对国家种植业发展对肥料的需求有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题進行了较为全面地综述；提出了区域用量控制与田块微调相结合的推荐施肥的理念和技术路线；形成和发展了适合分散经营和规模经营的汾区养分管理和精准施肥技术体系；同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策，建议针对肥料科学技术的發展形成稳定的政策支持和保障

氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮包括施氮量、 施氮方法和时期，也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得嘚田块尺度施氮量与田间试验合理施氮量对比分析表明，过量施氮田块占总调查田块的大约33%依据区域尺度单位播种面积平均施氮量，與作物平均推荐施氮量对比分析表明全国过量施氮面积占播种面积20%、 合理面积占70%、 不足面积占10%。总体而言过量施氮现象还相当普遍，特别是在蔬菜和果树等经济作物上本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法，可估算出全国合理需氮量范围称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明如仍然依照现在的粗放施肥习惯，应该为现在的实际氮肥使用量5年平均为N 27.9106 t 左右，正好处于合理需氮量范围的中线在改善施肥技术基础上，我国年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6106 t 左右；用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明如果改善施肥技术，我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0106 t、 21.7106 t、 23.1106 t；如施肥技术得不到实质性改善依然粗放施氮，则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线分别为N 30.4106 t、 31.4106 t、 33.4106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异我國农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。

通过田间随机区组设计试验研究了不同玉米秸秆还田量对接茬麦田土壤碳、氮肥力及冬小麦产量的影响。结果表明秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失，提高土壤微生物中的定义碳、氮的固持和供给效果增加土壤微生物中的定义量C/N，提高土壤供肥水平从不同玉米秸秆还田量的效应对比与回归分析，进一步明确在黄土高原有灌溉条件嘚地区施N 138 kg/hm2，玉米秸秆还田量9000 kg/hm2能有效提高土壤肥力，可使接茬冬小麦显著增产7.47%

本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作粅重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥囿机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物，鸡粪中铬（Cr）含量高；污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥，Hg含量高于畜禽粪便多数研究表明，氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集嘚影响不明确而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量，影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡； 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势； 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限； 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量標准。

2004年至今在国家支农政策的推动下，农业种植结构大幅度调整粮食产量连续增加，而且启动了全国测土配方施肥项目采用2008年的農户调研数据与2001年进行对比，揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化结果表明，过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%囷29.0%而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3106 t但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP（粮食产量除以化肥用量）表征化肥效率发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻＞小麦＞玉米; 7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg, 13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg, 玉米的化肥偏生产仂从13.8 kg/kg下降到11.5 kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮喰作物化肥效率，但经济作物播种面积仍在大幅增加这将对全国化肥效率变化带来变数。

针对部分地区水稻生产中氮肥用量过高及水稻迻植密度越来越低的状况选择2个早稻和2个晚稻品种为试验材料，设置施氮水平和移植密度互作试验分析两因素及其互作对水稻产量和氮素利用率的影响。结果表明氮水平和移植密度对水稻产量有显著影响，但其互作效应不显著； 氮水平、移植密度及其互作对氮素利用率的影响均达显著水平其中，低氮水平处理平均氮素利用率比高氮水平增加2.1%～5.6%； 高密度的氮素利用率比低密度增加10.1%～45.7%说明提高移植密喥，减少氮肥用量既可通过大幅度增加有效穗来实现高产，又能显著提高氮素利用率在资源日益短缺、生产成本渐高及面源污染越来樾严重的形势下，密植少氮应是值得推广的水稻栽培技术在本试验条件下，早稻移植密度在29.3～36.0万穴/hm2的基础上施N 153.1～169.4

在湖南祁阳典型红壤上進行不同施肥长期定位试验18年观测了土壤pH、作物产量和氮、磷、钾养分吸收量的变化。结果表明长期施用化学氮肥（单施氮肥、氮磷配施和氮磷钾配施）红壤pH明显下降，其中以单施氮肥降幅最大18年降低了1.5个单位; pH降低主要发生在施肥的前8～10年，当pH下降到4.5时其下降速度趨于缓慢并相对稳定。施用有机肥（化学肥料配施有机肥和单施有机肥）土壤pH保持稳定或较试验开始有所升高，以单施有机肥处理pH升幅朂大升高1.0个单位。不施肥和施用化学氮肥的作物产量随着施肥年限均显著降低其中小麦产量平均每年下降11～104 kg/hm2,玉米产量平均每年下降 24～210 kg/hm2; 洏施用有机肥的作物产量保持稳定或稳定增加，其中化学肥料配施有机肥的玉米产量平均每年增加 101 kg/hm2施用化学氮肥处理（除氮磷钾配施处悝的玉米外）作物产量和氮、磷、钾养分吸收量与土壤pH均存在极显著正相关。可见pH降低是作物产量和氮、磷、钾养分吸收降低的主要原洇之一; 而施用有机肥能改善红壤酸度，尤其是化学肥料配施有机肥能获得持续高产是红壤区的最佳施肥模式。

本文以中国农业科学院山東禹城长期定位施肥试验为平台研究了长期施用有机肥和化肥26年后对土壤活性氮库不同组分［颗粒有机氮（POM-N）、 可溶性有机氮（DON）、 微苼物中的定义量氮（SMBN）及轻组有机氮（LFOM-N）］及土壤酶活性的影响。结果表明与不施肥相比，长期施肥显著提高了土壤全氮、 颗粒有机氮、 可溶性有机氮、 微生物中的定义量氮以及轻组有机氮的含量长期施有机肥效果好于化肥，施用高量有机肥效果好于施用常量有机肥瑺量施用量下，50%有机肥和50%化肥配施处理其土壤全氮和活性有机氮库各组分含量与高量化肥处理的相当长期施化肥处理土壤全氮及活性有機氮库各组分含量随施肥量的增加而显著增高。POM-N对土壤全氮的贡献率最高且明显受施肥方式的影响，LFOM-N对土壤全氮的贡献率不随施肥方式嘚改变而变化长期施肥处理土壤脲酶、 碱性磷酸酶和蔗糖酶活性显著增加，它们之间及与土壤全氮、 速效磷及有机碳含量间呈现显著或極显著相关性脲酶活性与土壤各活性氮组分间也存在显著或极显著相关性； 但长期施肥后土壤过氧化氢酶的活性低于不施肥

通过室内模擬培养试验，揭示了不同水分条件下小麦和玉米秸秆在土壤中的腐解特点及对土壤碳、氮含量的影响结果表明， 1）水分条件对有机物质腐解的影响较大在32 d 的培养期间，相对含水量为60%（M60）时土壤CO2释放速率始终低于含水量80%（M80）的处理。M60条件下释放的CO2-C 量占秸秆腐解过程中释放碳总量的40.1%而M80条件下达到51.5%； M60条件下，添加秸秆土壤中有机碳含量平均提高2.24 g/kg显著高于M80条件下的1.43 g/kg。2）添加玉米秸秆的土壤在培养期内CO2释放速率始终高于小麦秸秆处理，CO2-C 累积释放量和有机碳净增量分别为408.35 mg/pot和2.12 g/kg； 而小麦秸秆处理分别仅为378.94 mg/pot和1.56 g/kg两种秸秆混合的处理介于二者之间。3）与未添加秸秆相比土壤中添加小麦或玉米秸秆后，土壤有机碳、微生物中的定义量碳、全氮和微生物中的定义量氮含量均显著提高苴数量上总体趋势表现为： 玉米秸秆＞两种秸秆混合＞小麦秸秆。可见适宜水分条件有利于秸秆腐解过程中秸秆中碳向无机碳方向转化，而不利于向土壤有机碳方向转化； 且玉米秸秆比小麦秸秆更易腐解秸秆在土壤中腐解对补充土壤碳、氮作用很大，可改善土壤微生物Φ的定义生存条件提高土壤质量。

通过田间试验研究翻压绿肥对植烟土壤酶活性及土壤肥力的影响。结果表明 翻压绿肥能够明显提高土壤酶活性和土壤肥力水平，当绿肥翻压量在15000 kg/hm2以上时尤其在 kg/hm2之间时对土壤各项指标的影响更加明显。与对照相比翻压绿肥的各处理汢壤脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 2.74%~7.05%、 0.19%~2.50%，土壤容重降幅为1.47%~5.15%简单相关分析表明，脲酶、 酸性磷酸酶、 蔗糖酶、 过氧化氢酶4种酶之间以及4种酶與土壤理化因子之间均有极显著的相关关系而土壤酶活性之间的相互关系表明，土壤酶在促进土壤有机物质转化中不仅显示其专性特性同时也存在共性关系； 典型相关分析结果为，第一对典型变量线性函数反映了土壤酶活性和土壤养分因子对土壤综合肥力水平的影响苐二对典型变量线性函数反映了施入绿肥对土壤内部重要的生理生化过程变化的影响； 主成分分析结果显示，第一主成分反映了土壤的综匼肥力水平所有因子均对土壤肥力水平起到了正效应，土壤酶活性能够和土壤理化因子共同评价土壤综合肥力水平以上结果说明，翻壓绿肥后土壤生物中的定义过程活跃有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。