为探讨科尔沁沙地生境下不同饲用燕麦品种叶片氮素代谢酶活性对施氮量的生理响应及差异，选择饲用燕麦品种牧王和甜燕1号，于燕麦的分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期按照15%，40%，25%，20%比例，对燕麦追施0（CK），100，200，300 kg/hm²纯氮，灌浆期取旗叶、倒二叶、倒三叶测定谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酰胺合成酶（GS）、硝酸还原酶（NR）、谷氨酸草酰乙酸转氨酶（GOT）和谷氨酸丙酮酸转氨酶（GPT）活性，分析不同饲用燕麦品种在不同施氮量处理下氮素代谢酶活性的差异及与干草产量的关系。结果表明，牧王和甜燕1号饲用燕麦干草产量分别在200，300 kg/hm²施氮水平下达到最大；牧王和甜燕1号饲用燕麦品种在不同部位叶片的GOGAT、GS、NR、GOT、GPT活性均随着施氮量的增加呈先增加后降低的变化趋势，且在N₂₀₀施氮处理下酶活性最强（除N₃₀₀处理倒三叶的GOT）；除N₁₀₀处理的倒三叶GS活性，不同氮肥处理下倒二叶GPT活性外，牧王叶片的GOGAT、NR、GS、GOT和GPT酶活性均高于甜燕1号，表明饲用燕麦品种牧王的氮素同化能力强于甜燕1号，在科尔沁沙地生境下种植牧王追施氮肥的适宜用量为200 kg/hm²，而种植甜燕1号追施300 kg/hm²氮肥可获得较高的干草产量，GOT、GPT活性是筛选氮高效利用饲用燕麦品种的关键酶。

为研究不同施肥条件对高粱生长、土壤养分、土壤酶活性和微生物的影响，以高粱-玉米轮作体系的高粱作为研究对象进行田间定位试验。结果表明，不同施肥均可显著提高高粱拔节期的株高、茎粗、可见叶片数和叶面积指数，以及高粱产量与单穗粒重（P<0.05）；各处理产量大小排序为IF+M+S > IF+M > M+S > IF > CK，相较于对照，高粱各施肥处理的产量增幅为80.6%~120.7%，均达到显著水平，其中，处理IF+M+S表现最好；无机肥处理（IF）各养分指标均高于不施肥（CK），但增幅不显著；与无机肥处理相比，各有机肥处理（IF+M、IF+M+S、M+S）的土壤养分及有机质含量均有提高，其中IF+M+S处理的全氮、有效磷、速效钾、有机质分别是CK的1.95，10.36，2.01，1.83倍，差异达显著水平（P<0.05）。各施肥处理在各生育时期的土壤酶活性均高于不施肥处理（CK），其中有机无机肥与秸秆配施处理（IF+M+S）表现尤为明显，拔节期和收获期的碱性磷酸酶、收获期的脲酶以及各时期的蔗糖酶活性均显著高于无机肥处理（P<0.05）。通过有机肥或与无机肥配施的方式，均可提高土壤中微生物的群落功能多样性指数及其利用碳源的能力，而且包含有机肥＋秸秆的处理相比于其他有机肥处理，更利于提高土壤微生物多样性。

为了明确不同施肥处理下甜高粱不同生育期光合特性的变化规律及最佳施肥方式，采用大田试验，研究了CK、NK、NP、PK、NPK、M（有机肥）、NPKM、1.5NPKM等8个不同施肥处理新高粱3号不同生育阶段的叶片气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）、净光合速率（Pn）、叶绿素（SPAD值）以及水分利用效率（WUE）的变化规律及其对产量的影响。结果表明，不同施肥处理下高粱叶片的Pn、Gs、WUE和SPAD值在不同生育阶段的变化，呈先升高后降低的趋势，灌浆期达到峰值。Tr与Ci从开花期-成熟期的变化呈先降低后升高的趋势，在灌浆期为最低值。同一生育阶段不同施肥处理的光合特性有差异，叶片光合特性受施肥处理的影响。NPKM施肥处理成熟期的Tr、Gs、Ci值均比其他处理高，分别为3.64 mmol/（m²·s），328 mmol/（m²·s），439 μmol/mol。相关性分析表明，开花期NPKM处理的Pn与Tr、WUE呈显著正相关，NPK处理的Pn与Gs、Ci呈正相关。所有施肥处理的生物产量显著高于CK，其中NPKM处理生物产量达到94.81 t/hm²，NPKM生物产量比CK、M、1.5NPKM、NK、PK、NPK、NP分别增加97.95%，26.65%，20.24%，19.57%，15.16%，14.98%，11.74%。施肥影响新高粱3号叶片的光合参数并且有利于产量的增加，因此，利用高光效育种来提高生物产量是可行的。使用不同施肥方式来缓解甜高粱连作障碍的过程中应当注重采取不同的肥料配比。综合来看，有机肥、无机肥混合施用（NPKM）可改善光合条件，使产量达到最大值，因此，初步确认NPKM处理是促进干旱区连作高粱生长发育的最佳施肥模式。

为潮土中硝态氮和铵态氮的运移、积累特征及其与夏玉米产量之间的关系,以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础,在2014,2015年夏玉米收获后,分别测定0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm土层硝态氮、铵态氮含量,并计算0~100 cm不同土层硝态氮、铵态氮积累量及夏玉米产量。结果表明:施用有机肥或化学氮肥均能提高土壤硝态氮或铵态氮含量及其积累量;在0~100 cm土层中各处理硝态氮的垂直迁移趋势不同,而铵态氮的垂直迁移趋势基本一致;与化肥相比,施用有机肥可滞缓硝态氮向土壤深层淋溶,但两者对铵态氮向土壤深层迁移趋势的影响不明显;长期施用有机肥、氮肥对硝态氮、铵态氮积累量的影响均达极显著水平,且对土壤硝态氮积累量存在极显著的交互效应;与长期不施肥M₀N₀(CK)相比,施肥处理(M₀N₁、M₀N₂、M₁N₀、M₁N₁、M₁N₂、M₂N₀、M₂N₁、M₂N₂)硝态氮积累量、铵态氮积累量分别显著增加112%~396%和69%~259%(P<0.05);在0~20,0~40,0~60,0~80,0~100 cm各土层中,硝态氮、铵态氮积累量与夏玉米产量具有不同线性关系。研究表明,合理的有机无机肥配施可以降低土壤硝态氮、铵态氮淋溶及其积累,从而有利于提高作物产量,维持农田土壤生态系统的稳定性,促进农业可持续发展并保护地下水源。

旨在探明氮肥减量配施土壤调理剂对水稻生长和Cd吸收的影响，为Cd污染稻田的安全利用与合理施肥提供科学依据。利用Cd污染稻田，采用田间小区试验，研究氮肥减量配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物肥对水稻产量和Cd含量的影响。结果表明，施用碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥的水稻产量分别比对照增产7.42%（P<0.05），8.59%（P<0.05）和4.59%，氮肥减量20%配施碱性缓释肥、生物有机肥的水稻产量分别比对照增产5.55%和7.61%（P<0.05），而氮肥减量20%配施微生物菌肥的水稻产量仅比对照降低2.48%，无显著差异，表明在氮肥一次性基施条件下实行氮肥减量20%可行。施用碱性缓释肥及其与氮肥减量20%配施皆可显著提高土壤pH值，降低土壤有效态Cd含量，并显著降低水稻秸秆及稻米Cd含量，其稻米Cd含量分别比对照降低31.29%（P<0.05）和26.58%（P<0.05）；施用生物有机肥也可有效提高土壤pH值，降低土壤有效态Cd含量，并显著降低水稻秸秆和稻米Cd含量，但生物有机肥与氮肥减量20%配施时降低水稻秸秆和稻米Cd含量的效果不明显，施用生物有机肥及其与氮肥减量20%配施的稻米Cd含量分别比对照降低31.27%（P<0.05）和11.96%；施用微生物菌肥及其与氮肥减量20%配施的水稻稻米及秸秆降Cd效果皆不明显。配施碱性缓释肥、生物有机肥、微生物菌肥时，氮肥减量20%皆减弱了其对水稻秸秆和稻米的降Cd效果。

为了提高玉米全生育期氮素利用率和玉米产量，为黑龙江地区玉米高产氮肥运筹模式提供参考，以玉米品种先玉335和天农9为试材，研究了相同施氮量下不同氮肥基追比（CK：空白对照；T1：50%基肥+50%开花肥；T2：30%基肥+40%拔节肥+30%开花肥；T3：20%基肥+60%拔节肥+20%开花肥；T4：10%基肥+60%拔节肥+30%开花肥）对玉米土壤无机氮含量变化、氮素平衡、不同生育时期氮素积累、氮素利用效率和玉米产量影响。结果表明，与对照组相比，T2、T3、T4有效提高了灌浆期-成熟期土壤耕层无机氮含量；对于氮素平衡，T2、T3、T4较T1处理显著降低了氮素表观损失量，其中T4氮素表观损失量最低。与T1相比，氮肥基追比T2、T3、T4显著提高了玉米开花期-成熟期氮积累量，其中灌浆期-成熟期氮积累量以T4处理最高；与T1相比，T2、T3、T4显著提高了玉米氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力，提高幅度依次为16.66%~22.47%，17.80%~35.76%，4.93%~9.90%（先玉335）和6.55%~24.46%，8.23%~36.94%，2.02%~5.44%（天农9）。氮肥基追比T2、T3、T4的产量显著高于传统施氮处理T1，其中T3的产量最高，较T1相比分别提高9.90%（先玉335）和8.86%（天农9）。综上所述，在本试验条件下，总施氮量210 kg/hm²时，20%基肥+60%拔节肥+20%开花肥为最佳氮肥基追比。

为了比较研究控失肥和普通化肥对夏玉米养分累积与生长发育的影响，于2014-2015年在河北农业大学辛集试验站进行了大田试验。采用玉米杂交种郑单958为试材，测定了不同时期玉米形态和生理性状及其养分吸收效率。结果表明：在施入相同养分含量（N 144 kg/hm²，P₂O₅ 72 kg/hm²，K₂O 72 kg/hm²）的控失肥和普通肥料后，玉米生长发育、干物质积累和营养元素累积量均发生了显著的变化，控失肥处理玉米产量显著高于普通肥料。与普通肥料相比，控失肥可提高玉米千粒质量、干物质和产量分别为12.3%，12.8%和6.9%；控失肥处理的器官营养元素含量高于对照肥料。控失肥处理提高了玉米灌浆期叶面积指数和光合强度。同时，控失肥处理增加了基部茎秆粗度和抗穿刺强度，抗倒伏性大为提高。控失肥作为一种新型肥料将对提高玉米产量、提高施肥效益和保护资源环境起到重要作用。

探究养分专家（NE）管理对小麦玉米轮作体系氮肥利用率和土壤有机碳固存的影响，可为小麦玉米轮作体系培肥增效提供理论基础。2009年开始在华北小麦玉米轮作体系中设置不同管理模式定位试验，将NE管理与农民习惯（FP）管理进行对比，通过9 a田间试验，对不同管理模式下作物产量、氮肥利用率、土壤有机碳含量、固碳速率及固碳效率进行测定和计算，解析长期NE管理在小麦玉米轮作体系中的优越性。结果表明：与FP管理相比，长期NE管理降低了氮肥施用量，但小麦和玉米籽粒产量均无显著差异。NE管理玉米平均氮素累积回收率、农学效率、偏生产力分别较FP管理提高7.4百分点，39.7%，28.4%；小麦分别提高8.0百分点，28.9%，32.8%。9 a后NE管理与FP管理表层土壤有机碳含量均有所提高，但NE管理较FP增长较快，NE处理0~5 cm，5~10 cm，10~20 cm土壤有机质含量年增长速率分别为0.28，0.27，0.34 g/（kg·a），较FP年增长速率提高7.7%，68.8%，126.7%。NE和FP处理秸秆还田年均碳投入量分别为8.5，8.7 t/（hm²·a），固碳速率分别为1.35，0.68 t/（hm²·a），固碳效率分别为18.6%，0.4%（处理间差异显著）。养分专家管理可提高氮肥利用率，增加土壤有机碳固存，长期养分专家管理是小麦玉米轮作体系减肥增效、土壤有机碳库提升的重要措施之一，可保障该体系粮食高产稳产，助力其绿色发展。

揭示长期施用有机肥及配施氮肥对非石灰性潮土氮素矿化特性的影响，探索其与作物产量间的关系。以始于1978年的莱阳长期定位施肥试验为基础，采用田间原位-离子交换树脂法（ISC-IERB）研究了长期定位施肥对土壤氮素矿化特性的影响，并对其与产量进行了相关分析。结果表明：长期施用有机肥及其配施氮肥可显著提高非石灰性潮土全氮、矿质氮、净氮矿化量、冬小麦或夏玉米吸氮量和产量，且在同一有机肥（氮肥）水平下，均随氮肥（有机肥）投入量的增加呈增加趋势，其中高量有机肥配施高量氮肥（M₂N₂）处理的增加幅度最高，冬小麦、夏玉米产量分别为6 803，11 935 kg/hm²；长期施肥使夏玉米季土壤氮净矿化量、净氮矿化率明显大于冬小麦季，施肥处理（M₁、M₁N₁、M₁N₂、M₂、M₂N₁、M₂N₂）的增幅分别为7.1%-62.7%，16.2%-76.0%；相关分析表明，冬小麦-夏玉米产量与当季冬小麦、夏玉米播前土壤全氮、矿质氮含量、氮净矿化量均存在极显著相关性，但与氮素表观淋失量相关不显著。研究表明，施用有机肥、氮肥是提高土壤供氮潜力、作物产量的有效手段，作物与季节是影响土壤氮素矿化的重要因素。

为了明确生物炭与传统土壤培肥方式对土壤中生物活性的影响,通过连续6年微区定位试验,以传统的土壤培肥方式作为对照,探究较长时间施用生物炭和炭基肥对土壤酶活性的影响,以更好地揭示施用生物炭对农业土壤微生态环境的影响,为生物炭农用提供理论参考。定位试验于2009年开始,连续6年进行了花生微区田间试验(2m²)。试验设4个处理,分别为秸秆还田+NPK(CS)、施用猪厩肥+NPK(PMC)、生物炭+NPK(BIO)和炭基肥(BF)处理。测定了2014年播前以及花生各生育时期土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶以及微生物量碳和可溶性有机碳含量等指标。结果表明,连续施用6年后,BIO处理中土壤过氧化氢酶活性除播前和成熟期与CS及PMC处理相近外,其他生育时期均显著(P<0.05)低于这2个处理;土壤蔗糖酶活性除成熟期外其他时期均高于CS和PMC处理。BF处理中土壤过氧化氢酶活性除播前处于较高水平,其他生育时期与CS和PMC相比均处于较低水平;土壤蔗糖酶活性除结荚期外其他生育时期均接近或者低于CS和PMC处理。与CS和PMC处理相比,BIO和BF处理对脲酶活性的影响没有表现出明显的规律性。BIO和BF处理除成熟期外,其他生育期中土壤微生物量碳含量均低于PMC处理。在花针期相对于CS和PMC处理,BIO处理中可溶性有机碳含量提高,BF中处理可溶性有机碳含量降低。与CS和PMC相比,施用生物炭会抑制土壤过氧化氢酶活性,提高蔗糖酶活性,提高了土壤可溶性有机碳含量;施用炭基肥抑制了过氧化氢酶、蔗糖酶活性,降低了可溶性有机碳含量,生物炭和炭基肥对脲酶活性的影响没有表现出明显规律性,对微生物活性提高的作用在秸秆还田和施用猪厩肥之间。

为明确多次微喷和氮肥用量对冬小麦籽粒灌浆特性及氮素吸收利用的影响，以主栽品种济麦22为材料，设置了微喷4次（S4，拔节期+孕穗期+开花期+灌浆期）和3个追施氮肥处理（N1、N2和N3分别为纯氮45，90，135 kg/hm²），氮肥随灌水等量分次施入，以漫灌作为对照（CK，拔节期750 m³/hm²+开花期750 m³/hm²，拔节期追施纯氮90 kg/hm²），考察了籽粒产量、灌浆期上三叶叶绿素含量和籽粒干物质积累动态、不同时期植株氮素积累、分配与运转及土壤硝态氮含量。结果表明，多次微喷灌提高了籽粒产量，尤以S4N2增加显著（P<0.05），相比CK提高10.5%~24.5%。微喷产量的增加主要归因于千粒质量的提高，2013-2014年和2014-2015年S4N2千粒质量比CK分别提高了3.47，5.97 g。微喷灌显著延长了籽粒灌浆天数，特别是推迟了最大灌浆速率出现日，延长了籽粒灌浆高峰持续期；S4N2最大理论千粒质量、最大灌浆速率、平均灌浆速率均高于其他处理。微喷灌处理灌浆中后期上三叶叶绿素含量显著高于CK，尤其以旗叶和倒二叶表现明显，叶片功能期延长，利于籽粒灌浆和粒重提高。微喷灌处理植株氮素积累量显著高于CK，成熟期表现为随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势。微喷灌植株花前贮藏氮素的转运量及其对籽粒氮的贡献率降低，花后同化氮素的贡献率提高，尤以叶片和茎鞘表现明显。同时，微喷灌提高了籽粒氮素积累量和氮肥偏生产效率。少量多次微喷灌使氮肥在冬小麦生育期内主要集中于0~80 cm土层，但施氮过多会导致硝态氮向深层土壤淋失。综合上述结果认为，在本试验条件下，微喷4次在适宜的追氮量（90 kg/hm²）条件下可实现冬小麦高产和氮肥高效利用。

为了探究施用有机肥对盐碱土壤脱盐效果的长期效应,以腐熟牛粪为改良材料,根据牛粪施用年限共设置4个处理,分别为:施用牛粪8,12,18 a,以未施用牛粪的作为对照。通过对土壤可溶性盐分组成、交换性盐基、有机质、容重、EC和pH值等指标的测定,定量化探讨牛粪对各个指标影响及其关系,阐明长期施用牛粪对盐碱土脱盐效果的影响。结果表明,长期施用牛粪显著降低了土壤HCO₃^-的含量,消除了CO₃^2-;降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度和土壤有机质;降低了Na⁺含量,增加了土壤交换性Ca²⁺、可溶性K⁺和Mg²⁺含量。相关性分析表明:土壤ESP和pH值与交换性Na⁺、HCO₃^-和CO₃^2-含量呈显著正相关,土壤pH值与土壤有机质呈显著负相关关系。回归分析表明:影响钠吸附比的主要因素是可溶性Mg²⁺,其次是可溶性Na⁺,即:施用牛粪后,SAR的降低主要是由于可溶性Mg²⁺的增加和可溶性Na⁺的降低而引起的。相关性分析表明:牛粪的累积施用量与土壤pH值、EC、ESP和SAR等呈显著负相关。综上所述,每年施用牛粪导致了土壤pH值、碱化度、电导率和钠吸附比显著降低,这是由于土壤胶体上的Na⁺被游离的Ca²⁺替换,并且促进了土壤可溶性盐从土壤表层淋溶,降低了可溶性盐的含量,也使得可溶性盐的离子组成发生了变化。这些可能是每年施用有机肥导致土壤钙镁离子含量以及土壤孔隙度增加,土壤容重降低的结果。

土壤酸化会降低玉米的产量和氮素积累量,但生理机制尚未明确。在大田设置中性(pH=7,CK)、弱酸(pH=6,T1)、中酸(pH=5,T2)和强酸(pH=4,T3)4种土壤酸度处理,比较各处理下玉米产量、氮素积累量、籽粒蛋白含量、叶片与茎秆中氮代谢相关酶活性、基因表达量以及硝态氮( {{\mathrm{NO}}_3}^{-})、铵态氮( {{\mathrm{NH}}_4}^{+})、可溶性蛋白、游离氨基酸含量的差异。结果表明,相比于CK,T1、T2、T3处理产量分别降低4.2%,30.7%,52.3%;穗粒数分别降低1.8%,28.1%,42.8%;籽粒蛋白质含量呈现下降趋势,其中T3处理显著降低14.5%。在大喇叭口期,随着酸度增加,叶片氮素积累量显示出下降趋势,其中T2和T3处理分别显著降低28.1%和56.2%;茎秆中氮素积累表现出先增加后降低的趋势,T1处理显著增加33.1%,T3显著降低65.4%。大喇叭口期,T3处理下叶片和茎秆中硝酸还原酶、谷氨酸脱氢酶、谷氨酸合成酶活性均显著高于CK,而叶片中谷氨酰胺合成酶活性显著下降;茎秆中氨基酸表现先下降后上升的趋势。转录组分析表明,随着土壤酸度的增加,ZmGln2与ZmFd-GOGAT表达量上调,促进了光呼吸释放 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}与 {{\mathrm{NO}}_3}^{-}还原产生 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}的同化;ZmGln1.2~ZmGln1.4、叶片中ZmNADH-GOGAT2和茎秆中ZmNADH-GOGAT1表达量下调,降低了蛋白质分解代谢释放产生 {{\mathrm{NH}}_4}^{+}的同化。玉米通过上调或下调相关基因表达,促进氮代谢产生更多的游离氨基酸、可溶性蛋白等渗透调节物质用以抵御酸胁迫,但也因此减少了氮积累量,导致产量、籽粒蛋白质含量降低。

为研究生物炭不同施用量对烟草根际土壤微生物多样性的影响。以烤烟品种云烟87根际土壤为研究对象，对不施用生物炭的对照处理，以及3个生物炭施用量递增处理的根际土壤ITS2区和16S rDNA-V4区进行高通量测序，对下机数据进行生物信息学分析，得到了各处理根际土壤微生物的OTU丰度、分布、α多样性、群落种类组成及丰度信息，并对群落组成及丰度分别进行了PCA聚类分析及UPGMA聚类分析。结果表明，在50~150 g/棵的施用范围内，增加生物炭的施用量提高了根际土壤细菌种类的多样性和分布的均匀程度，真菌则相反；施用生物炭50，100，150 g/棵处理后，变形菌门细菌的丰度相比不施用生物炭的对照稍有降低，分别降低了4.1%，2.7%，0.7%；酸杆菌门细菌的丰度相比对照分别增加了10.4%，8.1%，7.7%，蓝菌门细菌的丰度相比对照分别降低了11.4%，11.4%，11.2%，放线菌门细菌的丰度均低于对照，各处理间的芽单胞菌门细菌丰度差异甚微。施用生物炭50 g/棵处理后，接合菌门真菌丰度比对照（50.92%）下降了12.38%，之后随着生物炭施用量的提高，接合菌门真菌丰度逐渐上升至53.68%；与之相反，施用生物炭50 g/棵处理后，子囊菌门真菌丰度比对照（30.63%）升高了10.15%，之后随着生物炭施用量的提高，子囊菌门真菌丰度逐渐下降至29.11%；施用生物炭50 g/棵处理后，担子菌门和壶菌门真菌丰度基本不变，之后随着生物炭施用量的提高，担子菌门真菌丰度呈现出先上升后降低的趋势；各处理对球囊菌门真菌丰度影响不大。研究生物炭对烟草根际微生态的影响方式以及作用规律，可为生物炭在烟田的应用提供理论依据。

为了提高玉米产量、减少氮肥施用及提高氮肥利用效率,对氮高效玉米品种进行筛选和推广,研究氮肥管理对不同氮效率玉米品种氮吸收、利用和田间氮平衡的影响,探明氮肥运筹对不同氮效率玉米品种氮素吸收、利用及田间氮平衡的影响对于玉米的高效育种和栽培至关重要,因此,于2015-2016年在川中丘陵区开展了为期2 a的田间试验。结果表明:正红311(ZH311)在吐丝期和成熟期茎鞘和叶片氮分配比例均显著高于先玉508(XY508)。此外,ZH311花后籽粒氮积累量和花后氮籽粒贡献率显著高于XY508,而花前氮转运及花前氮转运贡献率显著低于XY508。氮高效品种ZH311营养器官中较高的氮分配比例使得其各阶段氮积累量均显著高于氮低效品种XY508,吐丝后氮素积累优势较吐丝前更明显。ZH311吐丝后氮的高效积累抑制了其吐丝前氮的转运,使得其吐丝前氮积累的转运率和对籽粒的贡献率均显著低于XY508,且ZH311的氮素吸收效率、氮素回收效率和氮素偏生产力均显著高于XY508。与XY508相比,ZH311根系能更有效地吸收和利用40~80 cm土层中的无机氮,减少氮沉降,显著减少表观氮损失,且2个品种氮素表观损失差异主要来自追肥后。综上所述,氮高效玉米品种ZH311较氮低效品种XY508不仅能提高单位面积产量,而且能减少氮损失,从而降低环境风险。

为探究典型的长期定位秸秆还田耕作模式对土壤微生物多样性的影响以及土地施肥变化与生态环境效应之间的关系，利用连续进行6年的长期定位秸秆还田试验，采用16S rDNA扩增子测序技术，分析土壤细菌群落结构组成的情况。结果表明，土壤长期施入秸秆和有机肥可提升土壤细菌群落多样性及物种丰富度。秸秆还田后土壤中细菌优势种群为变形杆菌和酸杆菌。主成分分析显示，各处理间微生物种类及含量有明显差别。WC与WCN处理N、P、K等速效养分含量有明显差别。WCN处理中的N、P、K等速效养分，有机碳含量与蔗糖酶、脲酶、纤维素酶活性显著高于WC。秸秆还田施用氮肥显著增加土壤养分含量，增强土壤酶活性，有利于土壤细菌群落的多样性和稳定性的提高，改善土壤生态环境，从而促进作物增产。

研究土壤改良剂对设施番茄根际土壤微生物群落、番茄品质及产量的影响，为合理施用土壤改良剂提供科学依据。选择设施番茄为研究对象，研究了不同土壤改良剂（石灰氮、福气多、阿维菌素和基质）下土壤细菌、真菌、放线菌、品质及产量等的变化。结果表明，4种不同土壤改良剂均能有效增加土壤中细菌、真菌、放线菌和拮抗菌数量，其中细菌和真菌数量在番茄生长后期较中期有所降低；基质栽培处理的番茄红素和维生素C产量最高，分别为8.75 mg/100g，78.60 mg/kg；可溶性糖含量为2.85%~3.29%；对照、基质栽培和阿维菌素处理糖酸比分别为7.57，6.91，7.70，口感最好；产量以基质栽培处理为最高，达139 059.30 kg/hm²，较对照增产21.18%。综合考虑口感品质和产量，初步明确了基质栽培番茄供生产参考。

为研究棉花秸秆还田对土壤微生物数量及酶活性的影响，于山东农业大学棉花科研基地德州市抬头寺经济开发区试验田进行试验，设棉花秸秆还田与未还田2个处理，研究连续4年棉花秸秆还田对0~60 cm土层土壤微生物数量及酶活性的影响。结果表明：棉花秸秆还田能够显著增加0~20 cm，20~40 cm，40~60 cm土层周年土壤微生物平均总数量，分别比未还田增加了19.87%，20.07%，56.15%；其中周年土壤细菌和真菌平均数量分别比未还田增加了20.91%、26.38%（0~20），20.59%、31.18%（20~40）和56.85%、32.30%（40~60），均达显著差异水平；周年土壤放线菌平均数量分别比未还田增加了4.29%，11.62%，54.00%，其中在20~40 cm和40~60 cm土层提高效果显著。棉花秸秆还田有利于提高土壤脲酶活性，0~20 cm，20~40 cm，40~60 cm土层土壤脲酶活性分别比未还田提高4.27%，13.43%和24.03%，其中对20~40 cm全部取样时期（9月除外）和除7月外40~60 cm土层其他取样时期的提高效果达显著差异水平；秸秆还田使土壤蔗糖酶活性在0~20 cm全部取样时期，除5月外20~40 cm土层其他取样时期，除8月外40~60 cm土层其他取样时期均得到了显著提高，分别比未还田提高了27.08%，46.96%，57.59%；除7，8月外，0~20 cm土层其他取样时期土壤过氧化氢酶活性在棉花秸秆还田条件下得到了显著提高，比未还田提高了8.73%，但除5，6月20~40 cm土层外，秸秆还田对20~40 cm和40~60 cm土层土壤过氧化氢酶活性的提高效果未达显著差异水平。以上结果说明持续棉花秸秆还田有利于保持和改善土壤的生物学特性。

为了探讨化肥减量配施有机肥对西南地区青贮玉米产量、品质以及土样养分的影响,于2019,2020年以青贮玉米渝青386为研究对象,连续2 a分析了化肥减量配施有机肥对青贮玉米农艺、产量品质以及土壤养分含量和肥料利用率的影响。结果表明,不同施肥处理对青贮玉米产量影响达显著水平,有机肥和缓控肥混施处理产量最高,达55 084.75 kg/hm²,干物质产量达24 192.11 kg/hm²。缓控肥常量和缓控肥减量20%青贮玉米产量差异不显著,表明采用缓控肥可实现化学肥料减施20%。缓控肥常量处理下玉米植株氮、磷、钾积累量均为最大,分别为234.83,173.75,35.72 kg/hm²。缓控肥与有机肥混施处理下青贮玉米氮肥偏生产力最大为166.46 kg/kg,缓控肥减量20%处理下氮素吸收效率最高为0.80 kg/kg,说明有机肥和无机肥混施可以提高青贮玉米生产力。缓控肥与有机肥混施处理下青贮玉米粗脂肪含量最高,有机肥的施用可以提高青贮玉米粗脂肪含量,同时也增加了酸性洗涤纤维的含量。青贮玉米产量与脲酶、过氧化氢酶、有效磷含量呈极显著正相关,相关系数分别为0.845,0.798,0.784。研究表明,在西南地区化肥减量配施有机肥能够显著提高青贮玉米产量和品质,减少化肥成本,增加农民收益,同时还有利于农田生态环境的保护和土壤肥力的可持续利用。

为了探明不同生物炭用量与氮肥配施对烤烟生长及烟叶主要化学成分的影响，以云烟87为试材，通过田间小区试验研究了9种不同的生物炭与氮肥配施比例对烤烟生长及烟叶主要化学成分的影响。结果表明：生物炭与氮肥配施能够调控烤烟的生长，促进烟株的生长发育，加快出叶速度，但施炭量与对烤烟生长的促进作用不呈正相关，当施炭量超过3 750 kg/hm²、施氮量超过112.5 kg/hm²时对烤烟生长的促进作用逐渐下降。生物炭与氮肥配施能够在一定程度上促进根系的发育，提高烤烟干物质积累量。生物炭与氮肥配施能够调节烤后烟叶的总糖与还原糖含量至最适范围内，降低烟叶淀粉含量，提高烟叶钾含量，有利于提高烟叶燃烧性。同时合理配施生物炭与氮肥也能改善烟叶的糖碱比、糖氮比、钾氯比使之趋近于适宜值，但当配施比例较低时即施炭量为3 000 kg/hm²、施氮量为75.0 kg/hm²的配施比例不利于改善烤烟糖氮比以及钾氯比。综合来看，以施炭量3 750 kg/hm²，施氮量112.5 kg/hm²的配施比例适宜，烟株的生长发育较快，烤后烟叶的主要化学成分含量适宜。

通过田间调查与室内分析相结合的方法研究了氮磷钾不同配施水平对花生产量、品质、结荚期叶片SPAD值和气体交换参数、土壤养分含量和后茬黑麦草产量与养分蓄积量的影响，旨在为黑麦-花生一体化种植体系中花生氮磷钾肥的合理施用提供科学依据。结果表明，花生荚果产量、百果重、百仁重、后茬黑麦草产量、蛋白产量等均随氮磷钾施肥水平的提高而增加，但过量施肥花生荚果增产不显著。施肥量增加到一定水平时，花生蛋白质含量、脂肪含量、O/L值才显著提高。提高施肥水平可相应提高花生结荚期叶片叶绿素含量、光合效率，能明显增加土壤有效磷、速效钾含量，但对土壤有机质含量、碱解氮含量影响不显著。黑麦地上部分碳、氮、磷、钾等养分蓄积量均随施肥水平的提高呈增加趋势。同一施肥水平下，碳蓄积量最大、磷蓄积量最小。黑麦-花生一体化种植体系中花生氮磷钾肥的合理用量应为纯氮（N）56.25 kg/hm²、磷（P₂O₅）243.75 kg/hm²、钾（K₂O）187.50 kg/hm²。因此，氮磷钾肥合理施用能提高花生及后茬黑麦的产量、品质，增强光合效率，增加土壤养分含量。

针对当前高产马铃薯普遍存在水肥资源的大量投入带来了水肥利用率低、养分损失量大等一系列问题，采用田间试验方法，以农民传统灌溉施肥处理CF（沟灌+复合肥1 500 kg/hm²）为对照，研究了膜下滴灌条件下不同施肥处理，即CK（不施肥）、D1（缓释肥1 245 kg/hm²）、D2（复合肥1 500 kg/hm²）和D3（水溶肥675 kg/hm²）对马铃薯生长、品质和养分利用率的影响。结果表明，滴灌条件下施用不同肥料均可促进马铃薯株高、根长、根体积、叶面积指数、叶绿素和植株鲜质量的增加，降低了丙二醛含量和SOD活性。试验同时表明，与传统沟灌施肥比较，膜下滴灌的D1、D2和D3处理促进了马铃薯对土壤养分的吸收与积累，使产量分别增加了18.4%，13.3%，26.0%；淀粉含量分别增加了10.3%，5.5%，15.1%；粗蛋白含量增加了12.9%，8.6%，13.8%；而可溶性糖则分别降低了5.6%，2.4%，15.3%。尤其是采用水肥一体化的D3处理，氮、磷和钾肥的利用率分别提高了22.7%，20.5%，23.5%。从农学利用效率和肥料偏生产力来看，磷肥要高于氮肥和钾肥。因此，马铃薯生产中需重视水肥一体化技术的推广和肥料的科学施用。

为明确不同生育时期花生根际土壤微生物群落结构变化对盐胁迫的响应，以花育25为试验材料，采用盆栽试验设置3个盐胁迫梯度处理，研究盐胁迫对花生产量的影响，通过高通量测序技术分析盐胁迫下花生开花期和收获期根际土壤微生物群落结构变化。结果表明：在不同盐胁迫处理下花生根际微生物组成基本相似，但其多样性和丰富度在开花期和收获期有明显差异。高盐胁迫下开花下针期根际细菌群落多样性和丰富度较高，而收获期土壤根际微生物种类丰富度和多样性均降低；不同胁迫处理花生根际土壤的优势菌门均为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、疣微菌门、拟杆菌门和Patescibacteria。盐胁迫明显提高了蓝细菌门及γ-变形菌纲、疣微菌纲、拟杆菌纲的相对丰度，尤以开花下针期明显；样本层级聚类结果显示，花生根际微生物菌群多样性差异受花生生长发育阶段和盐胁迫强度影响较大，盐胁迫处理下同一生育时期样本各聚为一类；KEGG代谢功能基因分析表明，所有处理菌群涉及碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢、辅助因子和维生素的代谢等功能基因丰度富集，而涉及信号转导、脂质代谢、复制和修复、异种生物的生物降解和代谢、其他氨基酸的代谢、折叠分类和降解等功能的丰度较低。盐胁迫处理使涉及物质和能量代谢、膜运输、翻译复制和修复以及信号转导等优势细菌功能基因丰度增加，花生百果质量和百仁质量降低，从而降低花生产量。因此，盐胁迫对花生根际细菌群落结构的变化和花生产量影响较大，通过改良土壤微生物环境来提高花生盐胁迫耐受性，为盐碱地区发展花生生产提供理论依据。

为探讨氮肥用量和栽插密度与鲜食型甘薯产量、品质及淀粉糊化特性的关系，以徐薯32和徐紫薯5号为试验材料，设置3个施氮量（N）水平和5个密度（D）水平，于2017，2018年进行了田间试验。结果表明：两品种的薯块产量随施氮量的增加呈下降趋势，随密度的增加呈先下降后上升趋势，总体上在N0（0 kg/hm²）和D1（43 785株/hm²）水平下薯块产量最高。施氮使2个甘薯品种的干物质率降低，而显著增加了蛋白质含量；随栽插密度的增加，干物质率、淀粉和蛋白质含量总体上呈先升高后降低的趋势，还原糖含量总体呈下降趋势，而可溶性糖含量呈波动变化，均在D3水平下最低。施氮总体上使两品种块根的淀粉最高黏度、最低黏度和崩解值明显降低，消减值均明显升高，造成蒸煮食味品质的下降；两品种的最高黏度、最低黏度、崩解值和最终黏度值均随着密度的增加呈波动变化，徐薯32在D3水平下最大，而徐紫薯5号在D2水平下最高；施氮量和栽插密度对甘薯淀粉RVA谱的影响存在品种间和特性间的差异。综合本试验结果，在土壤肥力较高的地块大量施氮使甘薯产量下降，并降低了薯块营养品质和食味品质；在43 785株/hm²的密度水平下薯块产量最高，但适当增加密度有利于营养品质和蒸煮食味品质的提高。

研究施用氮锌肥下夏玉米植株干物质、氮锌元素累积和分配的变化,为锌肥的合理利用及肥料配施提供理论依据。采用再裂区设计,主因素为90,180,225 kg/hm² 3个施氮水平,副因素为0,4.5 kg/hm² ZnSO₄·7H₂O 2个喷锌处理,副副因素为郑单958和谷神玉66 2个玉米品种,大田条件下研究施用氮锌肥对不同玉米品种籽粒产量、植株干物质累积动态和各器官氮锌元素吸收、累积、分配的影响。结果表明,施氮量为180,225 kg/hm²下夏玉米籽粒产量分别达9.77,10.42 t/hm²,较90 kg/hm²处理平均增加18.0%;吐丝后以施氮量225 kg/hm²下干物质量较高,成熟期以90 kg/hm²处理的穗轴和籽粒干物质量分配比例较高。成熟期施氮量225 kg/hm²处理各器官中氮含量、茎中锌含量以及叶和籽粒氮、锌累积量均表现出优势,而90 kg/hm²处理下鞘、苞叶、籽粒锌含量和籽粒氮、锌分配比例均较高。施锌处理对籽粒产量和干物质累积分配无显著影响,与不施锌相比,施锌显著提高了各器官中氮、锌含量和累积量,但分别降低籽粒中氮、锌分配比例6.93, 6.86百分点。郑单958籽粒产量和干物质占比较谷神玉66高,成熟期植株干物质量高出29.2%。郑单958籽粒氮、锌含量分别较谷神玉66低8.9%和5.3%,但籽粒累积量和分配比例均高于谷神玉66。相关分析表明,玉米籽粒产量和茎、叶、籽粒中氮含量呈显著正相关,叶片锌含量与鞘、籽粒氮含量也呈显著或极显著正相关,穗轴中锌含量与茎、穗轴和苞叶氮含量相关性达显著或极显著水平。因此,施用氮锌肥可以明显提高夏玉米产量和干物质累积量,促进植株各器官尤其是籽粒对氮、锌的吸收和累积,但同时降低籽粒中氮锌的分配比例。

为了探索耕作措施和秸秆还田对麦田土壤碳氮水的动态变化的影响，在田间定位试验的基础上，通过深耕（T1）、深耕+秸秆还田（T2）、浅耕（T3）、浅耕+秸秆还田（T4）4种不同耕作方式处理，对麦田碳储量、土壤含水量、全氮含量以及作物水氮利用效率的变化进行了研究。结果表明，秸秆还田在不同时期对土壤碳储量有一定的影响，与播前土壤有机碳储量相比，0～20 cm土层各处理在越冬期有较高的有机碳储量，20～40 cm土层则于拔节期有机碳储量达到最大值，40～60 cm土层除T1处理，其他处理皆为拔节期最大。综合来看，在整个生育期有机碳储量均表现为秸秆还田处理大于秸秆不还田处理。深耕处理提高了小麦生育前期的土壤含水量，T2处理的作物耗水量比T4处理高4.2%；秸秆还田提高了作物的水分利用效率，T2的水分利用效率、灌溉水利用效率分别比浅耕加秸秆还田高24.9%，27.6%。除开花期，T1处理的植株含氮量高于浅耕处理，T2处理能够显著提高冬小麦氮素积累量，较不还田处理提高了44%；T1处理的氮素利用效率比浅耕处理高57.2%。秸秆还田处理在生育前期抑制了小麦的生长，但后期促进了植株干物质量的积累。秸秆还田有利于穗粒数的提高，从而提高产量，T2处理较T3处理产量提高了22.1%，较T1处理增产6.7%；T1处理较T3处理增产14.4%。因此，秸秆还田和深耕有助于提高土壤碳储量，提高水分和氮素利用效率，进而提高作物产量。

为给滨海盐碱地区土壤培肥及作物高产高效提供一定的理论指导，采用随机区组试验设计，以滨海盐碱地冬小麦-夏玉米轮作模式为例，通过大田试验，研究了氮肥、高效有机肥、改良剂不同配比对小麦、玉米产量及土壤肥力的影响。结果表明，在滨海盐碱地上种植冬小麦施用氮肥、有机肥及土壤改良剂均可提高籽粒产量，且三者增产幅度分别为9.52%~29.52%，2.30%~17.82%，2.19%~11.48%；玉米季施用氮肥、有机肥均可提高玉米产量，增产幅度分别为29.37%~45.74%，1.69%~11.15%，小麦改良剂的后效对玉米也有明显增产效果，增产幅度为3.50%~8.33%。盐碱地施用氮肥、有机肥、改良剂对于提高土壤肥力效果明显，其中O3（N₂O₃A₂）效果最佳，土壤速效氮磷钾含量均最高；施用土壤改良剂能增加土壤有机质含量，且能降低土壤盐碱含量。通过建立施肥效应模型，获得本试验条件下周年小麦玉米总产量最高可达16 770.46 kg/hm²，对应的氮肥、有机肥、改良剂周年施用量分别为763，2 250，3 167 kg/hm²。因此，滨海盐碱地区冬小麦-夏玉米轮作模式施肥应重视氮肥、有机肥及土壤改良剂的配合施用，可获得一定的作物高产。

通过6年的田间定位比较试验，探究了小麦-玉米秸秆还田条件下不同施肥处理对土壤腐殖质含量变化的影响。结果表明：随着秸秆还田年限的增长，胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（HM）含量逐渐上升，与对照（CK）比较，3种秸秆还田模式土壤腐殖酸平均增幅为3.84%～62.16%，差异较明显。两季秸秆还田施氮肥（WCN）土壤腐殖质（HA、FA、HM）含量最高，比对照（CK）平均增加98.16%。一季秸秆还田施氮肥（WN）、两季秸秆还田施氮肥（WCN）以及有机肥（M）处理都可以提高土壤水溶性物质（WSS）的含量，两季秸秆还田（WC）处理土壤WSS含量稳定在（0.29±0.11）g/kg水平，两季秸秆还田配施氮肥处理（WCN）相较于对照（CK）增加89.29%。随着还田年限增加，两季秸秆还田施氮肥（WCN）处理HA/FA和PQ值到2014年达到最大，分别为1.08，0.52。说明两季秸秆还田与化肥配施能够提高土壤胡敏酸（HA）、胡敏素（HM）和富里酸（FA）的含量，还能够显著地提高土壤腐殖质腐殖化程度，增加腐殖酸含量并使之稳定增长。

为探究聚磷酸铵水溶肥对番茄的农学效应，该文采用田间小区试验，研究了聚磷酸铵水溶肥对秋冬茬设施番茄产量、品质、磷素吸收的影响。结果表明，当施磷（化肥磷P₂O₅）量为29 kg/hm²时，番茄单果重和产量均达到最高；番茄品质的各个指标均表现出随施磷量的增加先增加后降低的趋势，得到适宜施磷量为29 kg/hm²；不同施磷量处理之间番茄根的磷吸收量差异不显著；番茄叶、果实和全株的磷吸收量随施磷量的增加先增加后降低，呈二次多项式关系，经拟合，番茄果实和全株磷吸收量最高时对应的施磷量分别为21.17，25.79 kg/hm²。综合分析，该试验条件下秋冬季设施番茄产量为42.88 t/hm²时，聚磷酸铵水溶肥的适宜施磷量是29kg/hm²。

为促进绿肥在天津地区进一步推广种植，采用田间试验，以春季闲田为对照，种植并翻压了9个春油菜品种，研究不同品种春油菜对土壤钾素含量及玉米氮代谢的影响。结果表明：不同品种春油菜生物量及养分含量间存在差异，其中，中油肥1901（7 716.50 kg/hm²）、1804（6 577.02 kg/hm²）、1907（6 457.03 kg/hm²）品种油菜生物量高于其他供试品种。2 a间，土壤全钾、速效钾含量变化趋势相同，其中，中油肥1901、1804、1907品种春油菜处理不同时期土壤全钾及速效钾含量高于其他供试品种，且2020年各处理土壤全钾及速效钾含量均高于2019年。3个品种后茬玉米整株吸钾量及公顷玉米总吸钾量均高于其他供试品种，且相比于2019年，2020年不同春油菜处理玉米整株吸钾量增加了15.70%~24.34%。2 a间不同春油菜处理穗位叶NR、GS活性分别增加了2.16~14.22 nmol/（min · g），0.99~2.30 μmol/（h · g），玉米穗位叶NR、GS活性排在前3位的处理与玉米整株吸钾量结果相同。种植并翻压春油菜后茬玉米产量增加了10.02%~33.47%，是CK的1.09~1.41倍，2 a间产量最高为15 700.94 kg/hm²（2020年中油肥1901）。由通径分析可知，穗位叶硝酸还原酶活性对玉米籽粒蛋白质含量起主要直接作用，间接作用中，叶片蛋白质含量通过叶片硝酸还原酶活性对玉米籽粒蛋白质贡献最大。由相关分析可知，油菜全钾、土壤钾素、玉米吸钾量、玉米叶片氮代谢关键酶及玉米叶片蛋白质含量、玉米籽粒蛋白质含量间呈显著和极显著正相关。