中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (10): 1979-1994.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.10.010
房康睿1(), 龙世平2, 彭斯文2, 陈山2, 廖育林2, 徐新朋1, 赵士诚1, 仇少君1(
), 何萍1, 周卫1
收稿日期:
2023-07-09
接受日期:
2023-09-05
出版日期:
2024-05-16
发布日期:
2024-05-23
通信作者:
联系方式:
房康睿,E-mail:82101225245@caas.cn。
基金资助:
FANG KangRui1(), LONG ShiPing2, PENG SiWen2, CHEN Shan2, LIAO YuLin2, XU XinPeng1, ZHAO ShiCheng1, QIU ShaoJun1(
), HE Ping1, ZHOU Wei1
Received:
2023-07-09
Accepted:
2023-09-05
Published:
2024-05-16
Online:
2024-05-23
摘要:
【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%、39.5 kg·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。
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. 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[J]. 中国农业科学, 2024, 57(10): 1979-1994.
FANG KangRui, LONG ShiPing, PENG SiWen, CHEN Shan, LIAO YuLin, XU XinPeng, ZHAO ShiCheng, QIU ShaoJun, HE Ping, ZHOU Wei. Response of Soil-Crop System to Different Nitrogen Fertilization Practices Under Maize and Rice Cropping System in the Paddy Soil of Dongting Lake Plain[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(10): 1979-1994.
表1
土壤基本理化性质"
土壤 Soil | 试验地点 Site | pH | 有机碳 Soil organic C (g·kg-1) | 全氮 Total N (g·kg-1) | 全磷 Total P (g·kg-1) | 全钾 Total K (g·kg-1) | 速效磷 Olsen P (mg·kg-1) | 速效钾 NH4Ac extracted K (mg·kg-1) | 容重 Bulk density (g·cm-3) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
紫潮泥 Purple clayey soil, PS | 南县 Nanxian county | 7.7 | 29.8 | 3.5 | 1.2 | 35.5 | 13.1 | 75.7 | 1.06 |
红黄泥 Reddish clayey soil, RS | 长沙县 Changsha county | 5.8 | 19.9 | 2.4 | 0.6 | 29.6 | 6.9 | 48.5 | 1.02 |
表2
2015—2021年不同处理及不同土壤的作物产量"
处理 Treatment | 玉米产量 Maize yield (t·hm-2) | 水稻产量 Rice yield (t·hm-2) | 全年产量 Annual yield (t·hm-2) | 6年平均产量 Average yield in six years (t·hm-2) | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米 Maize | 水稻 Rice | 年总产量 Annual | ||
施肥 Fertilization | CK | 1.7dD | 2.9cA | 2.7cB | 2.3bC | 2.6cB | 0.8E | 5.9dA | 5.1bBC | 4.8cC | 4.5cC | 5.9cA | 4.6bC | 5.4cAB | 6.8cC | 7.7cAB | 7.2cBC | 8.2bA | 7.2cBC | 6.2dD | 2.2d | 5.0c | 7.2c |
NPK | 4.6cC | 5.7bB | 7.0abA | 6.3aB | 4.9bC | 4.3aC | 7.4cB | 7.2aBC | 6.5bD | 7.1bBC | 7.9bA | 7.0aBC | 6.9bCD | 11.0bC | 12.0bB | 14.0bA | 14.0aA | 11.bB | 11.2cC | 5.5c | 7.1b | 12.6b | |
NPKS | 4.6cE | 5.4bC | 6.6bA | 6.3aB | 5.1bD | 4.4aE | 7.7abA | 6.9aA | 6.8abA | 7.2bA | 7.9bA | 6.9aA | 7.0abA | 11.0bC | 12.0bB | 13.0bA | 14.0aA | 12.bB | 11.6cC | 5.4c | 7.1b | 12.5b | |
NPKM | 5.7aC | 6.8aB | 7.6aA | 6.3aB | 5.6aC | 4.3aD | 7.8aAB | 7.3aCD | 6.7abE | 7.7aBC | 8.1abA | 7.1aDE | 7.5aBC | 13.0aCD | 13.0aC | 15.0aA | 14.0aB | 12.aD | 11.8bE | 6.0a | 7.4a | 13.5a | |
NPKB | 5.1bD | 6.4aB | 7.5aA | 5.7aC | 5.2bCD | 4.6aE | 7.5bcBC | 7.4aBC | 7.0aCD | 7.7aB | 8.6aA | 6.8aD | 7.5aBC | 12.0aD | 13.0aC | 15.0aA | 14.0aB | 12.bD | 12.0aD | 5.7b | 7.5a | 13.2a | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 4.7bCD | 6.3aB | 7.4aA | 6.3aB | 5.0aC | 4.5aD | 7.3bB | 7.8aB | 6.8aC | 7.5aB | 8.3aA | 7.3aB | 7.2aB | 12.1aC | 13.1aB | 14.9aA | 14.7aA | 12.3aC | 11.7aC | 5.7a | 7.5a | 13.1a |
红黄泥 RS | 5.3aC | 5.9aBC | 7.0aA | 6.0aB | 5.4aBC | 4.3aD | 8.0aA | 7.0bCD | 6.7aDE | 7.3aB | 8.0bA | 6.6bE | 7.2aBC | 12.3aB | 12.6aB | 14.3aA | 13.9bA | 12.0aBC | 11.6aC | 5.6a | 7.1a | 12.7a | |
平均 Average | 5.0C | 6.1B | 7.2A | 6.2B | 5.2C | 4.4D | 7.6B | 7.2CD | 6.8E | 7.4C | 8.1A | 6.9E | 7.2CD | 12.2C | 12.9B | 14.6A | 14.3A | 12.1C | 11.6C | 5.7b | 7.3b | 12.9a |
表3
2015—2021年不同处理及不同土壤的地上部生物量"
处理 Treatment | 玉米地上部生物量 Maize aboveground biomass (t·hm-2) | 水稻地上部生物量 Rice aboveground biomass (t·hm-2) | 全年总生物量 Annual aboveground biomass (t·hm-2) | 6年平均生物量 Average aboveground biomass in six years (t·hm-2) | |||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米 Maize | 水稻 Rice | 年总生物量 Annual | ||
施肥 Fertilization | CK | 3.8bA | 6.4cA | 6.8cA | 5.7bA | 6.0cA | 2.0bA | 11.0cA | 9.9bB | 9.0bBC | 8.8cC | 11.5bA | 8.0bC | 8.7cD | 13.7bC | 15.3cB | 15.6dB | 17.3bA | 14.0cC | 10.7cD | 5.1c | 9.3c | 14.7d |
NPK | 10.1aBC | 10.9bB | 13.3bA | 12.6aA | 10.0bBC | 8.7aC | 14.0bB | 13.3aBC | 13.4aBC | 13.5bBC | 15.1aA | 13.1aC | 11.6aD | 23.5aB | 24.3abB | 26.8cA | 27.7aA | 23.1bB | 20.3bC | 11.0b | 13.3b | 24.4c | |
NPKS | 9.4aB | 10.5bB | 13.5abA | 12.5aA | 10.4bB | 9.4aB | 15.1aA | 13.4aC | 13.6aC | 14.1abB | 15.4aA | 13.1aC | 12.0aD | 22.8aBC | 24.1bB | 27.6bcA | 27.9aA | 23.5bB | 21.4aC | 10.9b | 13.6ab | 24.8bc | |
NPKM | 9.8aD | 12.7aB | 14.9aA | 12.9aB | 11.4aC | 9.0aD | 14.8aA | 13.9aA | 13.5aA | 14.6aA | 15.4aA | 13.1aA | 12.5aA | 23.6aC | 26.2bB | 29.5aA | 28.3aA | 24.6aC | 21.4aD | 11.8a | 13.8ab | 25.7a | |
NPKB | 9.6aC | 12.4aB | 14.1abA | 12.1aB | 10.0bC | 9.5aC | 14.0bBC | 14.2aBC | 13.3aCD | 14.7aB | 16.4aA | 13.1aCD | 12.4aD | 23.8aC | 25.6abB | 28.8abA | 28.5aA | 23.1bCD | 21.9aD | 11.3ab | 14.0a | 25.3ab | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 9.6aCD | 12.0aB | 14.5aA | 12.1aB | 9.8bC | 9.0aD | 14.2bBC | 13.8aCD | 13.3aD | 14.5aB | 15.6aA | 12.6bE | 11.6bF | 23.5aBC | 25.2aB | 29.1aA | 27.7aA | 22.3bC | 20.6bC | 11.2a | 13.6a | 24.7a |
红黄泥 RS | 9.8aC | 11.3aB | 13.4aA | 13.0aA | 11.1aB | 9.3aC | 14.8aA | 13.6aB | 13.6aB | 13.9bB | 15.5aA | 13.7aB | 12.6aC | 23.4aC | 24.9aB | 27.3bA | 28.5aA | 24.8aB | 21.9aC | 11.3a | 13.8a | 25.1a | |
平均 Average | 9.7D | 11.6C | 14.0A | 12.5B | 10.5D | 9.2E | 14.5B | 13.7D | 13.4D | 14.2C | 15.6A | 13.1E | 12.1E | 23.4C | 25.0B | 28.2A | 28.1A | 23.6C | 21.3D | 11.2b | 13.7b | 24.9a |
表4
2015—2021年不同处理及不同土壤化肥氮素回收率"
处理 Treatment | 玉米季氮素回收率 N recovery efficiency in maize (%) | 水稻季氮素回收率 N recovery efficiency in rice (%) | 6年平均回收率 Average N recovery efficiency in six years (%) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米季 Season maize | 水稻季 Season rice | ||
施肥 Fertilization | NPK | 33.6bAB | 30.6cB | 41.0bA | 43.0bA | 33.4bAB | 36.9bAB | 23.6bB | 30.2bAB | 31.5bAB | 35.0bA | 34.9BA | 26.2bB | 31.3abAB | 36.4c | 31.3b |
NPKS | 32.2bB | 32.1cB | 42.2bA | 42.1bA | 35.0bAB | 41.3bA | 33.8abA | 33.9abA | 33.4bA | 33.3bA | 35.3bA | 29.7bA | 30.2abA | 37.5bc | 32.7b | |
NPKM | 50.9aB | 70.4aA | 75.9aA | 75.1aA | 63.5aAB | 62.2aAB | 40.3aC | 48.8aBC | 59.45aAB | 67.0aA | 55.9aAB | 53.1aABC | 40.2aC | 66.3a | 53.8a | |
NPKB | 33.8bB | 42.8bAB | 45.8bA | 41.0bAB | 33.3bB | 37.3bAB | 27.5bAB | 37.2bAB | 31.6bAB | 40.1bA | 37.9bAB | 35.8bAB | 22.8bB | 39.0b | 34.1b | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 29.6bB | 42.1aA | 51.4bA | 55.0aA | 48.4aA | 45.1aA | 22.5bD | 32.0bABC | 35.3bABC | 40.4bA | 37.7bAB | 27.6bCD | 29.9bBCD | 45.3a | 33.6b |
红黄泥 RS | 45.6aA | 45.8aA | 51.0aA | 45.6aA | 34.2aB | 43.7aA | 40.1aA | 43.0aA | 42.7aA | 47.3aA | 44.3aA | 44.9aA | 32.4aA | 44.3a | 42.4a | |
平均Average | 37.6B | 44.0B | 51.2A | 50.3A | 41.3B | 44.4B | 31.3C | 37.5ABC | 39.0AB | 43.9A | 41.0AB | 36.2BC | 31.1C | 44.8a | 38.0b |
表5
2015—2021年不同处理及不同土壤的化肥氮素农学效率"
处理 Treatment | 玉米季氮素农学效率 N agronomic efficiency in maize (kg·kg-1 ) | 水稻季氮素农学效率 N agronomic efficiency in rice (kg·kg-1 ) | 6年平均农学效率 Average N agronomic efficiency in six years (kg·kg-1 ) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米季 Season maize | 水稻季 Season rice | ||
施肥 Fertilization | NPK | 15.8bC | 15.3cC | 23.7bA | 22.0cAB | 12.7cC | 19.4cB | 8.5cB | 12.0bAB | 9.8bB | 14.3bA | 11.2bAB | 13.6bA | 8.5bB | 18.2d | 11.5c |
NPKS | 10.4cD | 17.2bcC | 22.2bB | 30.3bA | 15.9bC | 24.6bB | 10.4bBC | 10.3bBC | 10.9bBC | 15.3bA | 10.8bBC | 13.1bAB | 9.3bC | 20.1c | 11.6c | |
NPKM | 27.3aD | 41.4aBC | 46.3aAB | 51.3aA | 31.3aD | 39.3aC | 18.0aB | 20.8aB | 18.2aB | 29.3aA | 20.0aB | 23.3aAB | 20.0aB | 39.5a | 21.9a | |
NPKB | 13.2bcD | 22.7bB | 26.8bA | 27.2bA | 16.9bC | 25.4bA | 9.3bcC | 13.0bBC | 12.4bBC | 17.8bA | 14.8bAB | 12.2bBC | 11.7bBC | 22.0b | 13.6b | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 13.0bD | 26.4aBC | 36.7aA | 34.8aAB | 20.2aCD | 27.7aBC | 12.8aBC | 14.6aAB | 13.0aABC | 17.3bA | 9.23bC | 15.0aAB | 12.0aBC | 26.5a | 13.5b |
红黄泥 RS | 20.3aB | 21.9aAB | 22.9bAB | 30.5aA | 18.2aB | 26.7aAB | 10.3aC | 13.5aBC | 12.6aBC | 21.0aA | 19.2aA | 16.1aAB | 12.7aBC | 23.4a | 15.8a | |
平均 Average | 16.7C | 24.1C | 29.8B | 32.7A | 19.2C | 27.2C | 11.5B | 14.0B | 12.8B | 19.2A | 14.2B | 15.6AB | 12.3B | 24.9a | 14.7b |
表6
2015—2021年不同处理及不同土壤化肥氮素偏生产力"
处理 Treatment | 玉米季氮素偏生产力 N partial productivity in maize season (kg·kg-1) | 水稻季氮素偏生产力 N partial productivity in rice season (kg·kg-1) | 6年平均偏生产力 Average N partial productivity in six years (kg·kg-1) | |||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米季 Season maize | 水稻季 Season rice | ||
施肥 Fertilization | NPK | 25.4bC | 31.6bB | 38.9bA | 34.9bB | 27.3bC | 23.9bC | 41.1cB | 40.1bBC | 36.3bD | 39.2cBC | 44.0bA | 39.9bBC | 38.2cCD | 30.3c | 39.5c |
NPKS | 25.5bE | 30.1bC | 36.8bA | 34.7bB | 28.0bD | 24.6bE | 42.9bA | 38.5bC | 37.5bC | 40.2bcB | 43.6bA | 38.5bC | 39.0cBC | 30.0c | 39.6c | |
NPKM | 52.5aC | 63.0aB | 70.7aA | 58.7aB | 51.6aC | 39.3aD | 72.2aAB | 67.7aCD | 62.4aE | 70.8aBC | 74.7aA | 65.6aDE | 69.6aBC | 56.0a | 68.6a | |
NPKB | 28.4bD | 35.6bB | 41.4bA | 31.6bC | 29.0bCD | 25.4bE | 41.8bcBC | 41.1bBC | 39.0bCD | 42.7bB | 47.7bA | 37.5bD | 41.4bBC | 31.9b | 41.6b | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 30.5bC | 41.2aB | 48.5aA | 41.2aB | 32.3bBC | 28.6aC | 47.4bA | 48.3aA | 44.0aA | 48.8aA | 53.8aA | 47.7aA | 46.9aA | 37.0a | 48.3a |
红黄泥 RS | 35.4aB | 38.9bB | 45.3aA | 38.8bB | 35.7aB | 28.0aC | 51.7aA | 45.4aA | 43.6aA | 47.6aA | 51.3aA | 42.5bA | 47.2aA | 37.0a | 46.3a | |
平均 Average | 33.0C | 40.1B | 46.9A | 40.0B | 34.0C | 28.3D | 49.5B | 46.9DE | 43.8F | 48.2C | 52.5A | 45.1EF | 47.1D | 37.0b | 47.3a |
表7
2015-2021年不同处理及不同土壤有机碳含量"
处理 Treatment | 玉米季土壤有机碳 SOC in maize season (g·kg-1) | 水稻季土壤有机碳 SOC in rice season (g·kg-1) | 全年有机碳年平均值 Annual average SOC (g·kg-1) | 平均有机碳 Average SOC (g·kg-1) | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2019 | 2020 | 2021 | 2016 | 2017 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米季 Season maize | 水稻季 Season rice | 总平均 Average | ||
施肥 Fertilization | CK | 26.3aA | 25.6aA | 24.7aA | 23.0aA | 23.1aA | 23.6aA | 25.3aA | 25.1aA | 25.1aA | 23.1aA | 23.2aA | 24.1aA | 25.7aA | 25.3aA | 23.1aA | 23.1aA | 23.8aA | 24.4a | 24.3a | 24.2a |
NPK | 24.0aA | 24.1aA | 23.4aA | 23.2aA | 22.8aA | 22.3aA | 25.2aA | 24.9aA | 24.4aA | 23.4aA | 23.1aA | 23.1aA | 24.4aA | 24.3aA | 23.3aA | 23.0aA | 22.7aA | 23.3a | 24.0a | 23.5a | |
NPKS | 25.1aA | 25.2aA | 25.5aA | 24.5aA | 23.4aA | 23.5aA | 25.6aA | 25.0aA | 24.9aA | 23.3aA | 22.3aA | 23.5aA | 25.1aA | 25.0aA | 23.9aA | 22.8aA | 23.5aA | 24.4a | 24.1a | 24.1a | |
NPKM | 26.7aA | 26.6aA | 25.4aA | 25.46aA | 25.2aA | 25.1aA | 27.5aA | 26.0aA | 26.5aA | 24.2aA | 23.4aA | 24.2aA | 26.4aA | 26.5aA | 24.8aA | 24.3aA | 24.7aA | 25.7a | 25.3a | 25.3a | |
NPKB | 25.7aA | 26.2aA | 24.5aA | 24.60aA | 24.5aA | 22.9aA | 26.4aA | 25.3aA | 24.9aA | 23.7aA | 23.5aA | 24.1aA | 25.5aA | 25.5aA | 24.1aA | 24.0aA | 23.5aA | 24.7a | 24.6a | 24.5a | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 30.3aA | 30.9aA | 29.2aABC | 29.3aAB | 28.0aBC | 27.4aC | 32.1aA | 30.7aB | 30.4aB | 27.6aC | 27.7aC | 28.6aC | 30.5aA | 30.7aA | 28.5aB | 27.8aB | 28.0aB | 29.2a | 29.5a | 29.1a |
红黄泥 RS | 20.5bA | 20.1bA | 19.7bA | 19.6bA | 19.9bA | 19.6bA | 20.3bA | 19.9bA | 19.9bA | 19.7bA | 18.3bC | 18.8bBC | 20.2bA | 20.0bAB | 19.6bAB | 19.2bB | 19.2bB | 19.9b | 19.5b | 19.6b | |
平均 Average | 25.4A | 25.5A | 24.4AB | 24.4AB | 24.0B | 23.5B | 26.2A | 25.3B | 25.2B | 23.1C | 23.2C | 23.7C | 25.3A | 25.3A | 23.7B | 23.6B | 23.6B | 24.5a | 24.5a | 24.4a |
表8
2015—2021年不同处理及不同土壤全氮含量"
处理 Treatment | 玉米季土壤全氮 TN in maize season (g·kg-1) | 水稻季土壤全氮 TN in rice season (g·kg-1) | 全年全氮年平均值 Annual average TN (g·kg-1) | 平均全氮 Average TN (g·kg-1) | |||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | 2015 | 2016 | 2017 | 2019 | 2020 | 2021 | 2016 | 2017 | 2019 | 2020 | 2021 | 玉米季 Season maize | 水稻季 Season rice | 总平均 Average | ||
施肥 Fertilization | CK | 3.03aA | 2.85aA | 2.88aA | 2.76aA | 2.85aA | 2.70aA | 2.99aA | 3.12aA | 2.80aA | 2.83aA | 2.78aA | 2.71aA | 3.07aA | 2.83aA | 2.80aA | 2.81aA | 2.70aA | 2.85a | 2.87a | 2.84a |
NPK | 2.97aA | 3.08aA | 2.88aA | 2.80aA | 2.82aA | 2.63aA | 2.99aA | 3.07aA | 2.80aA | 2.86aA | 2.85aA | 2.59aA | 3.02aA | 2.94aA | 2.83aA | 2.84aA | 2.61aA | 2.86a | 2.86a | 2.85a | |
NPKS | 2.89aA | 2.87aA | 2.91aA | 2.84aA | 2.92aA | 2.72aA | 2.96aA | 3.03aA | 2.97aA | 2.99aA | 2.55aA | 2.71aA | 2.96aA | 2.92aA | 2.91aA | 2.74aA | 2.72aA | 2.86a | 2.87a | 2.85a | |
NPKM | 3.02aA | 3.01aA | 2.97aA | 2.92aA | 3.03aA | 2.91aA | 3.17aA | 3.05aA | 2.96aA | 2.95aA | 2.71aA | 2.70aA | 3.03aA | 2.98aA | 2.93aA | 2.87aA | 2.81aA | 2.97a | 2.92a | 2.93a | |
NPKB | 2.95aA | 3.09aA | 2.81aA | 2.71aA | 2.85aA | 2.67aA | 3.08aA | 2.99aA | 2.88aA | 2.77aA | 2.61aA | 2.65aA | 2.97aA | 2.99aA | 2.74aA | 2.73aA | 2.66aA | 2.85a | 2.83a | 2.82a | |
土壤 Soil | 紫潮泥 PS | 3.42aA | 3.45aA | 3.32aAB | 3.20aBC | 3.16aBC | 3.11aC | 3.69aA | 3.58aA | 3.34aB | 3.19aBC | 3.06aC | 3.16aC | 3.50aA | 3.40aA | 3.20aB | 3.11aB | 3.13aB | 3.28a | 3.34a | 3.27a |
红黄泥 RS | 2.49bABC | 2.57bAB | 2.46bBC | 2.44bBC | 2.66bA | 2.36bC | 2.41bB | 2.49bB | 2.47bB | 2.59bA | 2.30bC | 2.17bD | 2.49bA | 2.52bA | 2.51bA | 2.48bA | 2.26bB | 2.50b | 2.40b | 2.45b | |
平均 Average | 2.96A | 3.01A | 2.89AB | 2.82BC | 2.91AB | 2.73C | 3.05A | 3.03A | 2.91B | 2.89B | 2.68C | 2.66C | 3.0A | 3.0A | 2.9B | 2.8BC | 2.7C | 2.89a | 2.87a | 2.86a |
表9
2015—2021年不同处理及不同土壤碳、氮平衡"
处理 Treatment | 碳平衡 C balance | 氮平衡 N balance | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
碳输入 C input (t C·hm-2·a-1) | 土壤有机碳损失 SOC loss (t C·hm-2·a-1) | 氮输入 N input (kg N·hm-2·a-1) | 作物氮吸收 Crop N uptake (kg N·hm-2·a-1) | 土壤全氮损失 TN loss (kg N·hm-2·a-1) | 肥料氮素盈余量 Fertilizer N surplus (kg N·hm-2·a-1) | |||
施肥 Fertilization | CK | 1.9e | 0.81a | 32.5e | 141.3c | 138.9a | -108.8e | |
NPK | 3.2d | 0.72a | 426.5d | 258.7b | 134.0a | 167.7c | ||
NPKS | 8.0b | 0.69a | 526.4b | 272.2a | 118.1a | 254.2b | ||
NPKM | 14.5a | 0.48b | 787.2a | 274.2a | 94.7b | 513.0a | ||
NPKB | 4.1c | 0.71a | 447.6c | 274.5a | 129.8a | 155.0c | ||
土壤 Soil | 紫潮泥PS | 7.4a | 0.80a | 536.6a | 253.8b | 175.5a | 278.4a | |
红黄泥RS | 7.5a | 0.51a | 557.3a | 286.1a | 62.8b | 266.6a |
[1] |
|
[2] |
|
[3] |
杜文婷, 雷肖肖, 卢慧宇, 王云凤, 徐佳星, 罗彩霞, 张树兰. 氮肥减量施用对我国三大粮食作物产量的影响. 中国农业科学, 2022, 55(24): 4863-4878. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.24.007.
|
|
|
[4] |
|
[5] |
doi: 10.1038/s43016-023-00740-x pmid: 37117544 |
[6] |
|
[7] |
李少昆, 赵久然, 董树亭, 赵明, 李潮海, 崔彦宏, 刘永红, 高聚林, 薛吉全, 王立春, 王璞, 陆卫平, 王俊河, 杨祁峰, 王子明. 中国玉米栽培研究进展与展望. 中国农业科学, 2017, 50(11): 1941-1959. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.11.001.
|
|
|
[8] |
FAO. The state of the world’s land and water resources for food and agriculture—Systems at breaking point (SOLAW 2021). Rome, 2021. http://www.fao.org/ag/agl/agll/key2soil.stm.
|
[9] |
周楠, 崔俊杰. 种双季稻!南方一些稻田20年来头一回. 新华每日电讯, 2021-03-31(12). http://mrdx.cn/content/20210331/Page12DK.htm.
|
|
|
[10] |
刘少文, 殷敏, 褚光, 徐春梅, 王丹英, 章秀福, 陈松. 长江中下游稻区不同水旱轮作模式和氮肥水平对稻田CH4排放的影响. 中国农业科学, 2019, 52(14): 2484-2499. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.14.008.
|
|
|
[11] |
张顺涛, 任涛, 周橡棋, 方娅婷, 廖世鹏, 丛日环, 鲁剑巍. 油/麦—稻轮作和施肥对土壤养分及团聚体碳氮分布的影响. 土壤学报, 2022, 59(1): 194-205.
|
|
|
[12] |
崔宏卓, 廖世鹏, 张洋洋, 李小坤, 丛日环, 任涛, 鲁剑巍. 干湿交替下氮肥施用对土壤有机氮库转化的影响. 中国土壤与肥料, 2022(6): 39-47.
|
|
|
[13] |
|
[14] |
|
[15] |
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
吴传发, 熊超, 韩燕来, 张勤斌, 李培培, 张丽梅. 秸秆还田结合减氮调控旱地土壤硝化潜势维持作物产量的机理. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(10): 1782-1793.
|
|
|
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
李永华, 武雪萍, 何刚, 王朝辉. 我国麦田有机肥替代化学氮肥的产量及经济环境效应. 中国农业科学, 2020, 53(23): 4879-4890. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.23.013.
|
|
|
[22] |
都江雪, 韩天富, 曲潇林, 马常宝, 柳开楼, 黄晶, 申哲, 张璐, 刘立生, 谢建华, 张会民. 中国主要粮食作物磷肥偏生产力时空演变特征及驱动因素. 植物营养与肥料学报, 2022, 28(2): 191-204.
|
|
|
[23] |
姜桂英. 中国农田长期不同施肥的固碳潜力及预测[D]. 北京: 中国农业科学院, 2013.
|
|
|
[24] |
|
[25] |
|
[26] |
|
[27] |
杨竣皓, 骆永丽, 陈金, 金敏, 王振林, 李勇. 秸秆还田对我国主要粮食作物产量效应的整合(Meta)分析. 中国农业科学, 2020, 53(21): 4415-4429. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.21.010.
|
|
|
[28] |
|
[29] |
于滨杭, 姬建梅, 王丽学, 刘静, 高欢, 刘丹. 中国主粮作物生物炭产量效应的Meta分析. 环境科学, 2023, 44(1): 520-530.
|
|
|
[30] |
|
[31] |
王永壮, 陈欣, 史奕. 农田土壤中磷素有效性及影响因素. 应用生态学报, 2013, 24(1): 260-268.
|
|
|
[32] |
doi: 10.1038/s41598-021-87851-2 pmid: 33883629 |
[33] |
|
[34] |
仇少君, 李宁, 何萍, 魏丹, 金梁, 赵士诚, 徐新朋, 周卫. 典型黑土春玉米化学肥料养分利用效率变化研究. 中国农业科学, 2019, 52(16): 2824-2834. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.16.008.
|
|
|
[35] |
周卫, 丁文成. 新阶段化肥减量增效战略研究. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(1): 1-7.
|
|
|
[36] |
|
[37] |
张福锁, 王激清, 张卫峰, 崔振岭, 马文奇, 陈新平, 江荣风. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径. 土壤学报, 2008, 45(5): 915-924.
|
|
|
[38] |
高静, 李建华, 张强, 郑必昭, 王瑞, 蒙秋霞, 郜春花, 徐明岗. 黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素. 土壤学报, http://Kns.cnki.net/kcms2/detail/32.1119.P.20230526.1313.004.html.
|
|
|
[39] |
doi: 10.1038/s41598-018-24864-4 pmid: 29695748 |
[40] |
|
[41] |
|
[1] | 范虹, 殷文, 胡发龙, 樊志龙, 赵财, 于爱忠, 何蔚, 孙亚丽, 王凤, 柴强. 绿洲灌区密植对氮肥减量玉米产量的补偿潜力[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1709-1721. |
[2] | 韩潇杰, 任志杰, 李双静, 田培培, 卢素豪, 马耕, 王丽芳, 马冬云, 赵亚南, 王晨阳. 不同施氮量对土壤团聚体碳氮含量及小麦产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1766-1778. |
[3] | 何永强, 张金盔, 徐劲松, 丁晓雨, 程勇, 许本波, 张学昆. 14-羟基芸苔素甾醇生长调节剂对油菜生长和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1444-1454. |
[4] | 李永飞, 李战魁, 张战胜, 陈永伟, 康建宏, 吴宏亮. 氮肥后移对高温胁迫下春小麦旗叶生理特性和产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(8): 1455-1468. |
[5] | 刘泽厚, 王琴, 叶美金, 万洪深, 杨宁, 杨漫宇, 杨武云, 李俊. 人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1255-1266. |
[6] | 任强, 徐珂, 樊志龙, 殷文, 范虹, 何蔚, 胡发龙, 柴强. 小麦玉米间作氮肥后移利于减少土壤蒸发提高水分利用效率[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1295-1307. |
[7] | 杨启睿, 李岚涛, 张潇, 张倩, 张银杰, 张铎, 王宜伦. 施钾对夏花生产量、品质及光温生理特性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(7): 1335-1349. |
[8] | 党建友, 姜文超, 孙睿, 尚保华, 裴雪霞. 旱地小麦产量和水分利用对翻耕时间和降水量及其分布的响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6): 1049-1065. |
[9] | 赵凯男, 丁豪, 刘阿康, 姜宗昊, 陈广周, 冯波, 王宗帅, 李华伟, 司纪升, 张宾, 毕香君, 李勇, 李升东, 王法宏. 氮肥减量后移改善植株光合特性提高麦-玉周年产量及经济效益[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 868-884. |
[10] | 周浩露, 申朝阳, 罗新宇, 黄英惠, 王可心, 王云浩, 高小丽. 氮肥对垄沟集雨种植谷子氮素利用效率及产量的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 885-899. |
[11] | 麻碧娇, 陈桂平, 苟志文, 殷文, 樊志龙, 胡发龙, 范虹, 何蔚. 河西灌区减氮条件下小麦复种绿肥的水分利用及经济效益[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 740-754. |
[12] | 李法计, 程敦公, 余晓丛, 闻伟锷, 刘金栋, 翟胜男, 刘爱峰, 郭军, 曹新有, 刘成, 宋健民, 刘建军, 李豪圣. 冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 627-637. |
[13] | 王月梅, 田海梅, 王西娜, 郝雯悦, 吕喆铭, 于金铭, 谭军利, 王朝辉. 引黄灌区连续减施化肥对春小麦产量稳定性的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(3): 539-554. |
[14] | 曹文茁, 于振文, 张永丽, 张振, 石玉, 王永军. 不同施氮量下黑土地春玉米籽粒淀粉积累动态及产量形成差异[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4431-4443. |
[15] | 张永莉, 张宁, 徐姣, 许豆豆, 成芳, 张成龙, 吴碧波, 巩养仓, 贺云新, 魏尚职, 屠小菊, 刘爱玉, 周仲华. 不同带状间作模式对棉花生长发育和生产力的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4444-4458. |
|