阐明叶面肥不同施氮量对玉米氮素积累转运利用的影响。试验时间为2021—2022年,采用随机区组设计,以玉米品种利禾1号为研究对象,设置不施肥处理(CK)、常规根部施肥处理(CF)、叶面减氮20%处理(LF1)、叶面常规施氮处理(LF2)、叶面增氮20%处理(LF3),分析叶面氮肥不同施用量与不施肥及常规根部施肥对玉米氮素积累转运利用的差异。结果表明,玉米茎氮素积累量和叶氮素积累量随生育期的推进呈先升高后降低的趋势,于抽雄吐丝期达到最大值。单株氮素积累量随生育期的推进逐渐升高,于成熟期达到最大值,LF2处理的单株氮素积累量最高。吐丝期前叶片中氮素分配占比最高,吐丝期后籽粒氮素分配占比逐渐升高,于成熟期达到峰值;CK的籽粒氮素积累占比最低,2021年LF1处理的籽粒氮素分配占比最高,2022年LF3处理的籽粒氮素分配占比最高。氮素转运率和氮素转运对籽粒的贡献率随施氮量的增加先升高后降低,氮素收获指数、氮素利用率随施氮量的增加而降低;2021,2022年LF1处理、LF2处理、LF3处理的氮素利用效率均高于CF处理,且LF1处理的氮素利用率最高。2 a叶面施氮处理的氮素吸收效率均高于CF处理。各处理的穗长、穗粗、穗行数无显著差异,CK的秃尖长最长,各施氮处理的行粒数和百粒质量均大于CK,CF处理的生物产量最高,LF1处理的籽粒产量和收获指数最高,各处理的籽粒产量显著高于CK,收获指数随施氮量的增加而降低。因此,在内蒙古中西部地区玉米以LF1叶面施氮处理下能获得较好的生长效果。

为探明施氮量对花后弱光胁迫下软质小麦氮素吸收与转运特性、氮肥利用效率及产量品质形成的影响机制,在盆栽条件下,以软质小麦品种荃麦725(QM725)为材料,采用¹⁵N示踪法,试验共设置2个氮素水平,即N1(N 120 kg/hm²)、N2(N 180 kg/hm²),每个施氮水平下于小麦灌浆期(开花后7~35 d)设置2个遮光处理,即CK(不遮光),SH(遮光30%)。分析施氮量与花后弱光条件下软质小麦籽粒产量和品质之间的形成关系,研究不同氮肥用量对花后弱光条件下软质小麦氮素积累、转运及籽粒产量与品质的影响。结果表明,与对照相比,N1和N2条件下,花后弱光处理显著降低了开花期植株以及成熟期营养器官氮素积累量,且来源于肥料氮的比例显著高于土壤氮,而成熟期籽粒氮素积累量来源于土壤氮的比例显著高于肥料氮,其肥料氮在相同施氮量条件下,基施氮肥比例大于追施氮肥。在相同弱光处理条件下,N2较N1相比,提高了开花期肥料氮积累量、成熟期总氮与肥料氮积累量和成熟期籽粒总氮、肥料氮与土壤氮积累量。在N1和N2处理水平条件下,随着花后光照强度的降低,小麦氮素收获指数、氮肥收获指数、氮肥生产效率、穗粒数、千粒质量和籽粒产量均显著下降。软质小麦籽粒蛋白质、淀粉含量及其积累量随着氮肥用量的增加显著提高。但在相同施氮量条件下,弱光胁迫降低了籽粒淀粉含量、蛋白质和淀粉积累量。花后弱光胁迫显著影响了软质小麦植株氮素积累,降低了小麦花后营养器官贮藏物质向籽粒的转运效率,导致营养器官对籽粒的贡献率降低,从而不利于植株整体的氮素转运效率。随着施氮量的提高,小麦的氮素收获指数、氮肥收获指数、氮肥生产效率及氮素利用效率均显著提升。在相同施氮量N1和N2处理条件下,花后弱光胁迫显著降低了软质小麦籽粒蛋白质和淀粉积累量,进而影响了粒质量的形成,从而导致产量降低。

为了明确氮肥减量后移对黄淮海平原麦-玉两熟体系生产力的调控效应,于2020年6月至2023年6月在山东省农业科学院济南济阳试验基地设置夏玉米、冬小麦周年氮肥试验,分析了传统农户处理(F₄₀₀,周年施氮400 kg/hm²)、周年减氮10%(FN)、周年减氮20%(FH)、周年减氮30%(FL)4种氮肥处理对麦-玉两熟体系籽粒产量、地上部氮素积累特性、氮肥利用效率、收获后0~200 cm 土层土壤硝态氮积累特性的影响,为进一步优化黄淮海平原施氮制度提供依据。结果表明,氮肥后移提高了氮肥减量条件下夏玉米、冬小麦和周年总产,与F₄₀₀和FN处理相比,FL处理3 a均值分别显著提高9.2%~18.1%,13.5%~20.5%,11.1%~19.1%。氮肥后移量改善了麦-玉两熟体系各生育阶段地上部植株氮素积累强度,促进了地上部植株氮素的积累,3 a均值夏玉米季吐丝和成熟期植株氮素积累量FL较F₄₀₀、FN、FH分别显著提高5.7%~12.3%,5.0%~12.8%,籽粒氮素积累量显著提高8.2%~17.2%;冬小麦季,拔节、开花和成熟期FL与FH处理连续3 a地上部氮素积累量显著高于F₄₀₀和FN处理,3 a均值分别提高23.4%~28.1%,20.7%~26.3%,12.6%~20.8%,籽粒氮素积累量FL较F₄₀₀、FN和FH处理分别显著提高16.4%,15.0%和5.8%。优化施氮制度能够改善麦-玉两熟体系氮肥利用效率,其中,夏玉米和冬小麦氮肥吸收效率3 a均值FL较F₄₀₀、FN、FH处理分别显著提高4.8%~57.7%,32.0%~72.4%;氮肥偏生产力夏玉米FL较F₄₀₀和FN处理分别显著提高68.8%,40.4%,冬小麦季FL较F₄₀₀、FN和FH显著提高38.4%~71.8%。4种施氮处理下夏玉米、冬小麦收获后0~40 cm土层均具有较高的土壤硝态氮富集,其中夏玉米3 a均值分别占0~200 cm土层总积累量的40.0%,38.9%,44.9%,42.5%,冬小麦分别占37.3%,36.9%,46.7%,38.3%;随着种植年限的增加,夏玉米和冬小麦收获后传统农户处理(F₄₀₀)和周年减氮10%(FN)处理0~200 cm土层土壤硝态氮较试验起始时均出现了累积效应,而FL和FH施氮处理下实现了土壤硝态氮残留的相对平衡。可见,周年减氮 30%处理下通过增加氮肥后移量,改善了植株氮素积累特性,实现了夏玉米、冬小麦籽粒产量和氮素利用效率的协同提高,是实现黄淮海平原麦-玉两熟体系籽粒高产、氮肥高效和环境友好的较优施氮制度。

为明确不同形态氮素与镁肥配施对阴山北麓马铃薯的影响,于内蒙古呼和浩特市开展田间试验,设置2种形态氮素(硝态氮、铵态氮)和2个镁肥用量水平(0,45 kg/hm²),共4个处理,分析不同处理对全生育期马铃薯产量及其构成因素、干物质量、氮含量、镁含量、钾含量、氮积累量、镁积累量、钾积累量、氮素养分效率差异的影响。结果表明,与单施硝态氮相比,硝态氮与镁肥配施显著提高了块茎形成期至收获期马铃薯叶干物质量(21.24%~75.60%)、块茎干物质量(22.04%~62.36%),苗期至收获期全株干物质量(32.54%~70.28%),块茎形成期、淀粉积累期、收获期块茎氮积累量(44.01%~69.84%),全生育期全株镁积累量(37.66%~84.21%),块茎形成期至收获期全株钾积累量(24.30%~54.95%),全生育期氮素吸收效率(30.77%~66.67%),收获期氮肥偏生产力(35.13%)。指标间相关性分析显示,全生育期内,马铃薯干物质量、全株氮积累量、全株镁积累量、全株钾积累量与氮素吸收效率呈显著正相关关系(r均大于0.78);收获期,全株钾含量与产量呈极显著负相关关系(r为-0.78)。主成分分析进一步证实,全生育期不同处理间总变异量高度分散,说明不同形态氮素配施镁肥与不施用镁肥相比具有显著差异。该试验结果能够为阴山北麓马铃薯田间氮肥高效利用与氮镁合理搭配提供新策略。

为明确水肥耦合对口感番茄果实品质及滋味物质积累的调控效应,以豫甜优六口感番茄和2442普通番茄为试材,构建6组水肥耦合处理(W1F1:70%~75% ETc+180-90-150 kg/hm²;W1F2:70%~75% ETc+240-120-200 kg/hm²;W1F3:70%~75% ETc+300-150-250 kg/hm²;W2F1:80%~85% ETc+180-90-150 kg/hm²;W2F2:80%~85% ETc+240-120-200 kg/hm²;W2F3:80%~85% ETc+300-150-250 kg/hm²),研究其对设施番茄产量、营养品质、糖酸组分及可溶性固形物动态积累的调控效应。结果表明:灌溉量与施肥量对产量影响极显著,W2处理使豫甜优六和2442分别增产22.3%,19.6%;F3处理下产量最高,分别为33 720,33 480 kg/hm²。品质指标呈现品种特异性响应:豫甜优六维生素C含量在W1F2时最优(0.383 mg/g),2442在W1F3时最优(0.224 mg/g);可溶性蛋白含量受施肥主导,豫甜优六在W2F2处理达峰值(7.02 mg/g)。糖酸组分积累模式存在品种差异:豫甜优六的葡萄糖、柠檬酸和苹果酸均在W2F2处理下最优,果糖在W2F1时最高,糖酸比峰值为8.326(W2F1);而2442的糖酸积累对水分响应较弱,其糖酸比峰值达9.346(W2F2)。可溶性固形物(Brix)呈前期速增、后期平稳的动态特征,W1F2处理表现最佳协同效应,豫甜优六峰值为10.19%,且较W2F1节水12.5%~17.6%、节肥20%。综上,适度水分亏缺配合优化施肥可同步提升产量与品质,豫甜优六适宜高水低肥模式(W2F1),2442适宜高水中肥模式(W2F2)。

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。

为探究秸秆隔层对盐碱地改良过程中土壤呼吸及有机碳化学结构稳定性的影响,于山东省东营市农高区盐碱地改良试验示范基地设置隔层处理S(35 cm土层处增设5 cm秸秆隔层)和对照处理CK(不设秸秆隔层)2组试验种植苜蓿。通过监测不同处理的土壤呼吸特征,并结合剖面土层土壤pH值、电导率(EC)、有机碳组分含量和化学结构特征进行综合讨论。结果表明:与CK相比,S处理显著提高了苜蓿生长期的土壤呼吸速率,增幅最高可达79.84%;S处理较CK降低了秸秆隔层(35~40 cm)及其上部(0~35 cm)土层的EC,阻导盐分上行;S处理使40~50 cm土层土壤有机碳(SOC)显著增加、颗粒有机碳(POC)和可溶性有机碳(DOC)含量极显著提升,较CK分别提升了16.67%,208.07%,83.41%。40~50 cm土层是土壤有机碳转化的关键土层,对40~50 cm土层土壤有机碳分子结构进行表征发现,S处理较CK降低了DOC中碳的不饱和度(30.60%)和芳香度(4.84%)的加权平均值,降低了DOC中不稳定态碳的占比;S处理增加了POC中烷基碳(10.32百分点)和烷氧碳(8.39百分点)的相对含量,降低了羧基碳(14.24百分点)的相对含量,使POC结构稳定性增强;然而,S处理降低了SOC的烷基碳(3.14百分点)和芳香碳(3.38百分点)占比,增加了烷氧碳(5.17百分点)和羧基碳(1.56百分点)占比,难降解碳比例下降和易降解碳比例上升,使SOC的结构稳定性降低。由相关性分析可知,土壤呼吸的显著增加与关键土层POC和SOC含量分别呈极显著和显著正相关关系,而SOC化学组成中的烷氧碳(易降解碳组分)的增加,使有机碳稳定性降低,是导致土壤呼吸升高的主要原因。综上,增设秸秆隔层在短期内显著提高了土壤呼吸,这与关键土层有机碳化学结构稳定性的降低密切相关,在未来“碳中和”策略下应考虑隔层材料的筛选研究及其长期效应。

为探究不同灌溉方式与氮肥运筹对双季晚稻生长发育、产量形成与氮肥利用率的影响,于2022-2023年,在湖南益阳市赫山区,以Y两优911为试材,设2种灌溉方式(W1.淹水灌溉;W2.湿润灌溉)和3种氮肥运筹(N1:基肥∶蘖肥∶穗肥=5∶3∶2;N2:基肥∶蘖肥∶穗肥=3∶4∶3,N3:基肥∶蘖肥∶穗肥∶粒肥=3∶4∶2∶1),不施氮肥为对照(CK1.淹水灌溉;CK2.湿润灌溉),测定各处理组合下水稻的叶面积指数、叶片SPAD值、干物质积累量、产量形成及氮素利用率。结果表明,与W1相比,W2处理下水稻LAI在生育前期LAI较低,生长中后期W2处理LAI整体表现较高;SPAD值以W1处理较高,但生育后期SPAD值差异不显著;在相同的灌溉条件下,与N1相比,N2、N3处理能够延缓水稻生育后期LAI与SPAD值的下降;W2处理能显著提高水稻干物质积累量,较W1处理增加6.61%~16.37%,氮肥运筹下生育前中期干物质量以N1较高,生育后期干物质量以N1、N3较高;W2模式比W1模式增产7.59%~10.47%;2种灌溉模式下均以N3处理产量表现最佳,W2N3处理要比其他处理增产3.24%~14.53%,W2N3处理虽然有效穗数较低,但穗粒数、结实率、千粒质量有所提高,从而使产量提高;2 a间,氮素总积累量、氮肥吸收利用率以W2N2与W2N3较高,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力与氮素收获指数均为W2N3较高,氮肥生理利用率以W1N3处理较高。综上,灌溉方式和氮肥运筹显著影响水稻产量和氮素吸收利用,以W2(湿润灌溉)耦合N3(基肥∶蘖肥∶穗肥∶粒肥=3∶4∶2∶1)的氮肥运筹方式更有利于水稻干物质的积累、产量的提高和氮肥的高效利用,既能满足高产,也能起到节水的作用,为最佳水肥耦合方式。

为探究不同施氮量对甜菜碳氮代谢与产质量形成的影响,试验在内蒙古自治区呼和浩特市内蒙古农业大学科技园区试验地进行,设置5个施氮处理,施氮量分别为0(N0),60(N60),120(N120),180(N180),240 kg/hm²(N240),分析不同处理下甜菜全生育期主要光合生理指标以及碳氮代谢关键酶及其产物的动态变化。结果表明,施氮对甜菜光合特性、碳氮代谢关键酶活性及产物的影响在不同生育期存在显著差异。光合特性上,6月17日、7月2日各施氮处理SPAD值较N0分别提高10.06%~32.45%,4.19%~26.98%;8月20日SPAD值、Fv/Fm以N180处理最高,且9月20日SPAD值和Fv/Fm较高。碳氮代谢关键酶活性方面,N180处理下,7月17日蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性均最高,较N0分别提高17.20%,20.37%,18.39%,31.30%;9月20日SPS活性、8月5日SS活性最高,分别达15.51,21.59 μg/(g·min)。碳氮代谢物质方面,随着生育进程的推进,块根可溶性糖含量、叶片全氮含量整体呈升高的变化趋势,N180处理在8月5日叶片和块根全氮含量最高,在9月20日叶片可溶性糖含量最高。产质量方面,随着施氮量的增加,块根产量整体呈升高的变化趋势,含糖率整体呈降低的变化趋势;N180处理下块根产量为106.46 t/hm²(较N0提高31.00%),含糖率为13.43%(较N0下降0.63百分点),产糖量最高,为14.30 t/hm²(较N0提高25.11%)。相关性分析表明,碳代谢关键酶(SPS、SS)活性与产糖量整体呈正相关关系,碳代谢物质与产糖量整体呈负相关关系,氮代谢关键酶(NR、GS)活性与产糖量均呈正相关关系,块根全氮含量与产糖量整体呈正相关关系。综上,施氮量为180 kg/hm²时可通过优化甜菜叶片光合性能,促进叶片和块根碳氮代谢的协调,平衡块根产量与含糖率,提高产糖量。

土壤氮循环酶活性可作为表征土壤肥力水平和氮素转化的重要指标。为明确长期施肥对南方双季稻区稻田根际土壤氮循环酶活性的影响,依托长期(37 a)定位施肥试验田,系统分析了4种施肥处理(不施肥(CK)、单施化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)和30%有机肥+70%化肥(OM))根际土壤氮循环相关酶活性以及其与土壤化学性质的相关性。结果表明:OM和RF处理较MF和CK处理显著增加了根际土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮和微生物量氮含量,提高了水稻产量。OM和RF处理根际土壤脲酶和亚硝酸还原酶活性均显著高于MF和CK处理;RF处理根际土壤羟胺还原酶活性最大,分别比CK、MF和OM处理增加了21.7%,13.0%,8.7%;OM处理根际土壤蛋白酶、固氮酶、硝酸还原酶和氧化亚氮还原酶活性最大,较MF处理分别显著增加了20.0%,26.1%,426.1%,26.7%;CK处理稻田根际土壤一氧化氮还原酶活性显著高于MF、RF和OM处理。相关性分析结果表明,根际土壤硝酸还原酶、固氮酶、氧化亚氮还原酶、脲酶、蛋白酶活性与土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮、微生物量氮含量以及水稻产量之间均呈极显著正相关,而根际土壤一氧化氮还原酶与土壤全氮、有机碳、铵态氮、硝态氮、微生物量氮含量和水稻产量之间均呈显著或极显著负相关,表明土壤化学特性、产量与根际土壤氮循环酶活性密切相关。冗余分析(RDA)表明,第一排序轴能解释根际土壤酶活性的93.34%,土壤硝态氮、全氮和有机碳含量是驱动根际土壤氮循环酶活性变化的关键因素。因此,长期采用有机物料(有机肥和秸秆)替代部分化肥通过改善土壤化学和生物学特性,促进土壤氮循环酶活性,达到培肥稻田土壤的效果。

为明晰缓释氮肥不同施用量下玉米光合日变化特征及生长发育规律,利用光响应曲线拟合,以期为农牧交错区春玉米丰产栽培和氮肥高效利用提供理论依据。以广德5号为研究对象,在2018年长期定位试验基础上,于2019,2020年分别测定分析了玉米抽雄—吐丝期穗位叶在N 0(N0,CK),120(N8),180(N12),240 (N16),300(N20),360(N24) kg/hm² 6个氮肥梯度下的SPAD值、胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率、蒸腾速率日变化、光响应曲线及干物质积累规律。2 a结果表明,随着氮肥施用量的增加,玉米穗位叶SPAD值和净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化呈先增加后降低的趋势,均以N16处理最高,且胞间二氧化碳浓度最低。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化均呈单峰曲线变化趋势。光响应曲线拟合分析得出,N16处理的最大净光合速率最高,2019,2020年N16处理分别比N0、N8、N12、N20、N24处理提高37.48%,29.51%,31.85%,18.17%,37.32%和80.04%,59.73%,50.30%,6.42%,62.51%。全株干物质及穗部干物质积累与最大净光合速率、SPAD值呈极显著正相关。综合分析得出,内蒙古西部地区最适宜的氮肥施用量为240 kg/hm²。

旨在明确内蒙古中部地区秸秆还田减施氮肥对绿豆叶绿素含量、干物质积累及产量的影响,为绿豆栽培中秸秆资源合理利用以及科学施氮提供参考。以科绿1号绿豆品种为试验材料,采用2因素裂区设计,设置2种栽培措施:秸秆还田(ST)和秸秆不还田(NST),4个施氮水平:0(N0),45(N45),90(N90),135(N135)kg/hm²,共8个处理组合,分析各处理对不同时期绿豆叶绿素含量、地上部各器官干物质量以及成熟期主要农艺性状、产量及其构成因素的影响。结果表明,不同时期各处理绿豆叶绿素含量、地上部各器官干物质量、主要农艺性状、产量及其构成因素均表现为 ST + N90 > ST + N135 > ST + N45 > NST + N90 > NST + N135 > NST + N45 > ST + N0 > NST + N0。 ST+N90处理结荚期绿豆叶绿素含量、开花期叶片干物质量、成熟期茎秆干物质量、结荚期豆荚干物质量、成熟期籽粒干物质量、主茎分枝数、主茎节数、荚长、荚宽,单株荚数、单荚粒数、百粒质量、产量均最高,分别较NST+N0增加24.33%,30.56%,26.83%,28.58%,43.85%,6.13%,7.03%,5.62%,16.35%,13.22%,4.45%,8.90%,23.46%。秸秆还田配施90 kg/hm²氮肥处理能够提高绿豆叶绿素含量,促进植株地上部各器官干物质积累,提高产量,是绿豆栽培中较为理想的措施。

为探明半干旱雨养农业地区,覆盖措施(如秸秆还田、地膜覆盖)对土壤团聚体和有机碳的影响。以陇中旱地马铃薯-小麦轮作体系为研究对象,系统分析了秸秆碎秆覆盖还田(SR)、秸秆带状覆盖还田(SM)、地膜覆盖(PM)及露地(CK)对土壤有机碳组分(SOC、POC、MAOC)、团聚体稳定性及团聚体碳贡献率的影响,通过评估不同覆盖措施的土壤改良效应,整合土壤有机碳组分动态、团聚体稳定性等关键指标与文献报道的作物生产力及水分利用效率数据,筛选出能够协同提高有机碳和团聚体稳定性的最优覆盖模式。结果表明:马铃薯-小麦轮作中,3种覆盖措施均提高了马铃薯和小麦有机碳含量及团聚体稳定性,以SR处理效果最佳,与CK处理相比,SR和SM处理SOC含量增加了15.38%,7.78%,PM处理的SOC含量无显著变化,SR和SM处理增加了0~20 cm土层中POC含量18.54%,16.62%,PM降低了0~20 cm土层中POC含量3.06%;各处理对MAOC增加整体趋势表现为SR>SM>PM>CK。与CK处理相比,SR和SM处理增加了MWD、GMD、>2 mm团聚体占比及其SOC含量,而PM显著降低了MWD和GMD;SR增加0~20 cm土层中>2 mm粒级SOC富集系数17.26%,SR和SM处理显著增加>2 mm团聚体SOC贡献率。综上所述,在本试验条件下,3种覆盖措施均能增加土壤有机碳含量,而秸秆碎秆覆盖还田在提升土壤有机碳含量和团聚体稳定性方面表现最佳、效果更好,有效提升土壤地力。

为提高生物炭在盐碱地的适用性,研究改性生物炭对盐碱地的作用效果及微生态机理。通过2 a的大田试验,设置普通生物炭、富氮改性生物炭、富磷改性生物炭3种处理,3种生物炭用量分别为4.5,7.5,15.0 t/hm²,研究作物产量性状、土壤理化性质、土壤微生物多样性的响应情况。结果发现,添加生物炭可以改良土壤盐碱地,其中富氮改性生物炭和富磷改性生物炭效果更突出。生物炭可以提高盐碱地作物产量,降低土壤含盐量,改善土壤结构,降低土壤容重。3种生物炭影响并不一致,其中15.0 t/hm²磷改性生物炭对作物增产效果最好,其产量为(8.92±0.12)t/hm²,比对照组提高了110%。生物炭影响土壤微生物多样性,普通生物炭增加了土壤微生物多样性,但磷改性生物炭降低土壤微生物多样性。随着生物炭施用量的增加,土壤理化性质对土壤微生物和植物结构关系受到影响,三者之间的联系被削弱。综上,推荐施用15 t/hm²磷改性生物炭用于改善盐碱农田生态系统。

为探究沿淮地区不同类型小麦光合特性、干物质积累分配、产量及品质对不同氮磷钾配比复合肥的响应,选用中科166、烟农999、淮麦43、山农17为试验材料,设置高氮复合肥(N-P₂O₅-K₂O=26-13-7)与等比例复合肥(N-P₂O₅-K₂O=18-18-18)2种复合肥处理,分析了不同复合肥处理对各小麦品种光合特性、干物质积累分配、产量与品质的影响。结果表明:相较于等比例复合肥,高氮复合肥显著提升4个小麦品种的LAI、SPAD值、净光合速率和光化学效率,延缓叶片衰老,延长光合作用时间;同时增加开花和成熟期干物质积累量,优化干物质分配比例,最终使籽粒产量提高4.5%~14.9%,蛋白质和湿面筋含量分别提升了1.36%~8.17%,3.55%~9.36%。不同品种对高氮复合肥的响应程度略有差异,烟农999综合表现最优,其SPAD值和LAI增幅最大,净光合速率和产量均居首位,成熟期籽粒干物质分配比例最高,品质提升显著;中科166产量增幅最大,蛋白含量和湿面筋含量最高;淮麦43籽粒干物质积累量增幅最高;山农17对高氮复合肥响应最弱,但其产量较等比例复合肥仍提升9.3%。综上,高氮复合肥在不同类型小麦光合特性、干物质积累分配、产量及品质上均表现出一定优势,且供试品种烟农999综合表现最优。

土壤盐渍化是影响农田生产力提高的重要制约因素。针对滨海盐化土壤质量差、生产力低等问题,设置盆栽试验,探究不同用量和配比的有机土壤调理剂施用对滨海盐化农田大豆生长及土壤性状的影响。结果表明,综合分析SOD、CAT、MDA等抗盐生理指标状况来看,T3(乳糖肽用量225 kg/hm²,乳糖肽:肌醇=10:1)、T5(乳糖肽用量225 kg/hm²,乳糖肽:肌醇=20:1)处理改善效果较好;综合对比前期和中期长势来看,以T5处理长势状况较好,其次是T2(乳糖肽用量225 kg/hm²,乳糖肽:肌醇=5:1)处理;干物质积累量和养分吸收方面以T16(乳糖肽用量900 kg/hm²,乳糖肽:肌醇=15:1)、T17(乳糖肽用量900 kg/hm²,乳糖肽:肌醇=20:1)与T2处理较好,明显高出对照处理;偏生产力和农学效率在T2处理均最高,为1.11,0.87 g/kg,同时复配比例在5:1~15:1时改善土壤水溶性离子的效果较好。综合来看,以乳糖肽用量225 kg/hm²,乳糖肽与肌醇复配比例为5:1~10:1的T2和T3处理在节省成本投入,保持改良效果方面最佳。

明确不同施氮水平对内蒙古中西部地区玉米田土壤有机氮组分及氮素利用效率的影响,为农田土壤氮素科学管理和现代农业高效可持续发展提供参考。共设置6个施氮水平,分别为N0(0 kg/hm²)、N8(120 kg/hm²)、N12(180 kg/hm²)、N16(240 kg/hm²)、N20(300 kg/hm²)、N24(360 kg/hm²),分析在玉米田播前和收获后不同土层下各施氮水平对土壤全氮、颗粒有机氮、轻组有机氮和重组有机氮含量动态变化规律以及玉米产量、氮素利用效率的影响。结果表明,随土层加深同一施氮水平下,土壤全氮、颗粒有机氮、轻组有机氮和重组有机氮含量呈下降趋势。同一土层下播前土壤全氮含量随施氮水平升高呈上升趋势;收获后N16、N20和N24处理土壤全氮含量显著高于N0、N8和N12处理。播前0~10 cm,10~20 cm,20~40 cm土层N16处理土壤颗粒有机氮含量均最高,分别为0.14,0.13,0.09 g/kg;收获后10~20 cm,20~40 cm,40~60 cm土层最高,分别为0.19,0.10,0.09 g/kg。N16处理土壤轻组有机氮含量增加量最高,为37.27%;N24处理土壤重组有机氮含量增加量最高,为7.35%,其次是N16处理,为6.84%。N16处理玉米生物产量最高,为31 443.50 kg/hm²;玉米经济产量最高,为18 526.47 kg/hm²;氮素利用效率指标随着氮肥施用水平升高而降低,N16处理下氮收获指数最高,为79.20%。综上,240 kg/hm²为内蒙古中西部地区较适宜的氮肥施用水平,在该水平下土壤氮素管理和作物产量较佳。

为探究秦琼(Q)燕麦和梦龙(M)燕麦在盐碱胁迫处理下根际土壤细菌群落多样性和土壤酶活性相互关系,采用细菌16S rRNA高通量测序技术和土壤酶活比色分析法,对秦琼和梦龙在盐碱胁迫处理0,6,12,24,48 h下根际土壤细菌群落结构和土壤酶活性进行对比分析。结果显示,在门水平上,秦琼根际土壤中放线菌门、变形菌门相对丰度占比高于梦龙。在属水平上,秦琼根际土壤中的芽孢杆菌属、节杆菌属相对丰度占比高于梦龙,但假单胞菌属相对丰度占比低于梦龙。盐碱胁迫48 h后,秦琼根际的土壤多酚氧化酶(S-PPO)、土壤过氧化氢酶(S-CAT)、土壤脱氢酶(S-DHA)、土壤转化酶(S-AI)活性是梦龙的1.32,1.53,1.38,1.28倍。且S-CAT活性与细菌ACE、Chao多样性指数呈显著正相关。秦琼可以通过改变优势菌群的相对丰度占比,影响细菌群落结构变化,提高细菌群落多样性指数与土壤酶活性,而梦龙根际的细菌群落变化不显著。土壤微生物群落多样性是决定燕麦品种耐盐碱能力的重要因素。

为了明确气候变化和有机肥配施对土壤氮素转化的影响,于2023年6-11月在安徽合肥进行大豆田间试验,利用红外辐射增温设备模拟田间增温,设置2个温度水平(T0:环境温度;T1:增温)和2种施肥模式(SF:单施无机肥;OF:有机肥配施),通过分析土壤理化性质、硝化势和氨氧化细菌(AOB)与古菌(AOA)对硝化势的相对贡献率、反硝化能力和N₂O/(N₂O+N₂)产物比以及土壤呼吸,结合相关酶活性的测定研究增温和有机肥配施对硝化和反硝化过程的影响及其驱动因子。结果表明,增温显著降低了土壤含水率(2.3百分点)、有机碳(22.7%)、全磷(23.8%)和铵态氮含量(17.5%),而显著提高了硝态氮含量(52.8%);有机肥配施使土壤含水率、有机碳、全磷和铵态氮分别显著提高了1.2百分点,26.5%,31.3%,17.0%。增温显著提高了土壤呼吸(26.4%)、硝化势(31.7%)、AOB贡献率(16.4百分点)、反硝化能力(49.1%)以及N₂O/(N₂O+N₂)产物比(10.5百分点);而有机肥配施使硝化势、AOA贡献率、反硝化能力以及N₂O/(N₂O+N₂)产物比分别显著降低了39.3%,18.2百分点,24.7%,16.2百分点。增温和有机肥配施均显著提高了土壤脲酶、亚硝酸还原酶及羟胺还原酶活性;同时,相关分析结果表明,硝态氮含量、脲酶、亚硝酸还原酶及羟胺还原酶活性与AOB贡献率和反硝化能力呈显著正相关。综上,增温提高了土壤硝态氮含量以及脲酶、亚硝酸还原酶、羟胺还原酶的活性,进而增加了AOB硝化贡献、反硝化能力和N₂O/(N₂O+N₂)产物比,导致N₂O损失增加;而有机肥配施可以提高土壤养分,调节AOA和AOB在硝化过程中的作用,减小AOA贡献率、反硝化能力以及N₂O/(N₂O+N₂)产物比,降低N₂O损失,在一定程度上缓解增温的不利影响。

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。

研究施氮量对不同烟草品种上部叶生长发育及碳氮代谢的影响,为生产优质上部烟叶提供参考。采用双因素裂区试验,研究了不同施氮水平(37.5,75.0,112.5 kg/hm²)NC89、云烟87品种上部叶农艺性状、光合特性、叶片组织结构、碳氮代谢关键酶活性及化学成分等指标。随着施氮量的增加,两品种上部叶叶长、叶宽、叶面积、单叶干质量均显著增加,移栽后115 d,高氮处理的NC89和云烟87的叶面积分别比低氮处理显著提高了63.10%,68.43%。增加施氮量提高了NC89叶绿素含量,高氮处理的叶绿素含量比低氮处理高6.67%~37.50%;增加施氮量显著提高了云烟87的净光合速率,移栽后70,80 d尤为显著。移栽后85~115 d栅栏组织、海绵组织、叶片厚度均随施氮量增加而显著增大,低氮和中氮处理的栅栏组织、海绵组织厚度在移栽后95~115 d趋于稳定,而高氮处理仍分别提高了9.82%~14.08%和10.72%~13.72%。随着施氮量的增加,两品种叶片碳含量和C/N显著降低,氮含量显著增加;两品种转化酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶、谷氨酸合成酶活性升高,高氮处理降低了云烟87淀粉酶活性,提高了NC89淀粉酶活性,移栽后115 d,高氮处理的云烟87比中氮处理显著降低了27.53%,高氮处理的NC89比低氮和中氮处理分别显著提高了33.86%,21.74%。云烟87谷氨酰胺合成酶活性随施氮量增加显著增加,NC89则无规律变化,差异不显著。增加施氮量降低了烤后叶片还原糖和总糖含量,提高了烟碱和总氮含量。同一施氮水平下,云烟87烟碱、总氮、钾含量高于NC89,还原糖、总糖含量(除低氮水平外)及糖碱比、氮碱比低于NC89。不同烟草品种上部叶对施氮量的响应不同,增加施氮量能够促进NC89上部叶片生长发育和碳代谢,降低糖碱比、氮碱比,提高化学成分协调性,但会造成云烟87氮代谢旺盛,难以适时向碳积累代谢转变,延缓叶片衰老,造成云烟87贪青晚熟。

旨在探究氮肥减施配施有机肥对香梨园0~60 cm土壤碳氮含量变化以及香梨产量、品质的影响,提出最佳氮肥减施用量与有机肥配比。以10~12 a生库尔勒香梨树为试验材料,连续3 a设置常规施氮(表示为N,300 kg/hm²)处理,3个氮肥减施处理(分别表示为N1、N2、N3,较常规施氮处理减少10%,20%,30%)配施2个有机肥处理(表示为OF1、OF2,施用羊粪22 500,33 750 kg/hm²),并形成氮肥减施配施有机肥处理:N1F1、N2F1、N3F1、N1F2、N2F2、N3F2,对库尔勒香梨园土壤碳氮含量、土壤碳氮比以及香梨产量、品质进行测定与分析。结果表明:N1F1、N1F2、N2F2、N3F2显著促进香梨园土壤全碳、有机碳、无机碳、微生物量碳(SMBC)及硝态氮、铵态氮含量,提高土壤碳氮比和香梨果实中的可溶性糖、维生素C的含量,降低香梨果实中的总酸含量,并对产量无显著影响;N2F1对土壤硝态氮、铵态氮含量有显著促进作用,对香梨产量和品质无显著影响;N3F1显著抑制土壤碳组分含量以及香梨产量,并降低果实中可溶性糖含量。土壤硝态氮、铵态氮、有机碳、无机碳、全氮、全碳、SMBC、微生物量氮(SMBN)与香梨品质呈现显著或极显著正相关关系,土壤C/N与香梨产量、品质呈现显著或极显著负相关关系,其中土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮对香梨产量、品质的作用更为显著,在后续的施肥处理中,通过促进土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量,调节土壤C/N,更好地提高库尔勒香梨产量,提升果实品质。10~12 a生库尔勒香梨树的经营过程中,在常规施氮的基础上减氮20%~30%,同时配施有机肥33 750 kg/hm²处理,有利于调节土壤碳氮含量,增加香梨品质,降低化肥施用量,减少土壤污染,保证土壤环境健康。

为探明长期施肥对双季晚稻产量形成的影响及其生理调控机制,基于进贤红壤稻田化肥长期定位试验(1981年设),选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、两倍氮磷钾肥(HNPK)、有机无机配施(NPKM)4个典型处理,比较了长期施肥后第42年双季晚稻产量、干物质积累、叶绿素动态特征、齐穗期和灌浆期叶片基因表达差异。结果表明,长期施肥下晚稻产量表现为NPKM>HNPK>NPK>CK,其中HNPK和NPKM处理显著高于NPK处理,增幅分别为29.63%,57.18%。与NPK处理相比,NPKM和HNPK处理显著改善晚稻产量构成,有效穗、穗粒数和着粒密度分别增加了16.98%~46.42%,8.68%~15.26%,3.69%~7.37%。在干物质积累方面,与NPK相比,NPKM和HNPK均显著提高了晚稻各时期干物质质量,同时促进了齐穗期至成熟期茎叶干物质向穗的转运。NPKM和HNPK处理各时期叶绿素含量均显著高于CK和NPK处理,其中NPKM处理延缓了灌浆期至成熟期叶绿素的衰减;相关分析表明,长期施肥下晚稻产量与分蘖期至齐穗期干物质积累量(△DM1)和灌浆期至成熟期干物质积累量(△DM3)呈极显著正相关,与灌浆期至成熟期叶片叶绿素减少量(△S3)呈极显著负相关。叶片转录组分析结果表明,长期施肥显著影响晚稻齐穗期、灌浆期叶片基因表达,差异表达基因主要富集于光合作用、碳代谢、氮代谢、信号转导及逆境相关的代谢途径。综上所述,长期施肥调控双季晚稻基因表达,有机无机配施改善了产量构成,促进了早期干物质积累,增强了灌浆期至成熟期茎叶干物质向穗的转运,同时,提高了晚稻各时期叶片叶绿素含量,并延缓了灌浆期后叶片的衰老,对水稻增产起到强源(提高光合生产力)、扩库(增加干物质储存容量)和畅流(促进同化物转运)的作用。

为明确气候变暖和有机无机肥配施对大豆生长发育和产量的影响,通过红外辐射增温设备模拟田间增温,设置不同温度水平(T0: 环境温度;T1: 增温2.9 ℃)和不同施肥措施(SF: 单施无机肥;OF:有机无机肥配施),探究增温和有机无机肥配施对大豆干物质积累、光合速率、叶片酶活性和产量的影响。结果表明: 相比于环境温度,增温造成2023—2024年大豆花前和花后生育期分别缩短3~4 d,5~6 d;增温降低盛荚期叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性,降低大豆叶面积和净光合速率,导致花后株高和地上部干物质积累分别降低9.0%~13.7%,4.1%~19.3%;相比于单施无机肥,有机无机肥配施显著提高了叶片硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶的活性,增加了花后光合速率,促进了大豆的生长发育,干物质积累显著增加4.1%~15.3%。硝酸还原酶和谷丙转氨酶活性存在显著交互作用。产量结果表明,增温条件下单株荚数和单株粒数分别下降9.7%~16.6%,13.3%~19.0%,造成产量显著降低13.7%~21.1%;而有机无机肥配施条件下,单株粒数显著增加12.5%,单株荚数显著增加9.9%~10.5%,导致增产7.6%~10.8%。同时,叶面积、光合速率、氮代谢酶活性与产量之间存在显著正相关关系。综上,气候变暖会抑制大豆花后光合特性和地上部生长发育,造成产量下降,而有机无机肥配施一定程度上弥补增温带来的不利影响。

为研究不同施氮量对水稻产量、吸氮量、土壤肥力情况的影响,以水稻品种富源4号为试材,在2021—2023年研究不同施氮水平对引黄灌区水稻产量和氮肥利用效率及土壤耕层肥力的影响。施氮360 kg/hm²处理较其他处理产量有显著增加,平均产量9.4 t/hm²,较不施氮处理增加182.94%,较施氮210,240 kg/hm²产量增加40.72%,26.34%。从产量构成因子来看,产量增加主要是穗粒数及有效穗数增加,过量施氮会造成千粒质量降低。对3 a结果进行平均,氮肥利用率以施氮240 kg/hm²处理最高达26.93%,氮肥偏生产力随着施氮量增加而降低。各处理有机质以施氮210 kg/hm²处理平均值最高为18.60 g/kg。各施氮处理较不施氮处理土壤全氮含量增加7.61%~15.67%,随着试验年份增加,施氮360 kg/hm²处理土壤全氮含量降低。施氮360 kg/hm²处理土壤全磷含量逐渐降低,其他施氮处理维持在0.85 g/kg左右。施氮处理随着施氮量增加,全钾含量逐渐降低,施氮360 kg/hm²处理较施氮120,210,240 kg/hm²处理分别降低23.74%,22.16%,8.85%。 土壤速效磷随试验年限呈上升趋势,各处理间随时间变化幅度增加,随着施氮量增加呈先升高后降低趋势,施氮240 kg/hm²处理在2023年较其他处理土壤速效磷显著增加。各处理土壤速效钾随试验年限变化不明显。综合考虑作物产量、氮肥利用率和土壤肥力,施氮240 kg/hm²可平衡环境和生产要求。

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。

探究化肥减量配施有机肥对植烟土壤理化性质和微生物群落结构的影响,为烟草生产上肥料减量和有机肥的合理施用提供理论参考。以常规施肥不配施有机肥为对照(CK),采用Illumina高通量测序技术,结合生物信息学,分析化肥减量10%(T1)、化肥减量10%+芝麻饼肥(T2)、化肥减量10%+腐殖酸肥(T3)、化肥减量10%+芝麻饼肥+腐殖酸肥(T4)等不同处理下土壤理化性质和微生物群落结构的变化特征。结果表明,与CK相比,T1处理的植烟土壤养分含量和土壤酶活性均下降、土壤物理特性略有改善,配施有机肥使土壤养分和物理特性得到进一步改善,容重降低、含水率和孔隙度增加,T2和T4处理的有效磷、速效钾含量显著高于CK和T1处理,所有配施有机肥处理的土壤酶活性均显著增加。配施有机肥增加了植烟土壤中的细菌和真菌门类,其中优势细菌门类均为变形菌门和放线菌门,其次是厚壁菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、酸杆菌门,优势真菌门类为子囊菌门、子囊菌门盘菌亚门、被孢霉门、绿藻门、纤毛虫门、担子菌门。Alpha多样性指数表明,化肥减量降低了微生物群落的丰富度,但配施有机肥处理增加了细菌和真菌群落多样性指数,其中细菌群落丰富度提高更明显。RDA分析表明,影响土壤微生物群落结构与多样性的重要土壤理化因子包括有机质、速效钾、碱解氮、有效磷和土壤物理特性等,相对而言土壤理化因子对细菌群落结构的影响更大。综上,化肥减量配施有机肥对土壤养分、物理特性、土壤酶活性及微生物群结构有显著改善效果,尤其以同时配施芝麻饼肥和腐殖酸肥处理的效果更佳。

为了探究硅改性生物炭(MSC)对酸性土壤化学特性、有机碳组分、硅化学形态及有效性和番茄生长的影响,以入侵植物为原料制备生物炭,研究硅改性生物炭对酸性土壤碳、硅化学形态转化及有效性的影响,评估其对番茄植株生长、土壤酶活性的影响。结果表明,硅改性生物炭显著提升土壤pH值、CEC(阳离子交换量)、EC(电导率)、速效磷和速效钾含量,同时提高土壤水溶性钠和铁的含量,以及增强过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,从而提高土壤质量。生物炭改性与未改性均显著增加土壤碳不同组分的含量;与未改性生物炭相比,硅改性生物炭显著增加土壤微生物生物量碳(21.9%)和水溶性有机碳(898.3%)的含量。硅改性生物炭增加土壤有效硅、水溶性硅、游离态硅、活性硅、铁锰结合态硅和无定形硅含量,增幅分别为362.6%,158.9%,18.1%,34.9%,193.8%,74.1%。与此同时,生物炭处理促进番茄植株生长和硅素养分吸收,其中改性生物炭效果更为明显,植株干物质积累、硅含量与吸收量分别增加82.0%,98.9%,261.5%。综上所述,硅改性生物炭显著影响土壤的碳、硅化学形态及转化,增加土壤的有效性和酶活性,从而促进了作物的养分吸收和生长,显示出其在农业生产中具有良好的应用潜力。

探究翻耕深度和有机肥用量对潮土麦田光合特性、产量形成的影响,为潮土或相近土壤类型下小麦高产稳产提供理论依据和技术支撑。于2022-2024年小麦季,在山东省德州市齐河县的典型潮土区麦田开展双因素裂区试验,主区为2种翻耕深度,包括15~20 cm(D1)与30~35 cm(D2);副区为3种有机肥施用量,分别为800(L),1 200(M),1 600 kg/hm²(H)。分析了不同翻耕深度与有机肥施用量下潮土麦田光合特性、地上部干物质积累特性、产量构成。D2M和D2H较其他处理均利于提高小麦产量及构成要素,穗数、穗粒数、千粒质量与籽粒产量的2 a均值分别显著提高了5.5%~8.5%,3.5%~12.1%,6.7%~13.2%和6.6%~12.8%。D2M和D2H处理还通过提升各生育时期的地上部干物质积累速率,不同程度地提升了拔节、开花与成熟期小麦地上部干物质积累量,较其他处理2 a均值分别提高了9.0%~22.1%,8.9%~25.8%和10.7%~24.3%。与D1翻耕深度相比,D2处理进一步提升了有机肥对各生育时期叶片SPAD的促进作用,且D2M和D2H处理在灌浆中期至后期时仍能保持较高的叶绿素含量;在M和H有机肥用量下,D2翻耕深度各生育时期叶片Pn均显著高于D1,在拔节、孕穗、开花、灌浆中期和灌浆后期,2 a均值分别显著提高12.0%~16.7%,13.7%~16.8%,13.8%~19.7%,20.2%~25.8%,24.6%~44.8%;相同有机肥用量条件下,叶片LAI 在2种耕作深度间的差异随着生育进程的推进逐渐增加,在开花和灌浆中期均以D2M和D2H表现最佳,2 a均值分别提高13.2%~27.2%,13.4%~29.4%。D2M和D2H处理均能改善植株光合特性和地上部干物质积累能力,进而优化产量构成要素实现小麦产量的大幅提升,但因D2M和D2H处理在各指标间差异均不显著,因此,基于资源节约的前提,认为翻耕深度30~35 cm和有机肥用量1 200 kg/hm²组合即可实现潮土麦田籽粒高产。

为解决设施土壤碳氮平衡及减排问题,通过田间试验,研究了夏填闲甜玉米与生物炭协同对设施土壤氮吸收减排及碳减排的影响。试验设计4个处理,即对照(T1)、填闲作物(T2)、生物炭(T3)、填闲作物+生物炭(T4)。结果表明:T4处理的玉米干生物量和氮吸收量分别比T2处理提高10.18%和9.49%;T3、T4处理的表层土壤有机碳较试验前分别增加25.26%和50.01%,T4处理的表层全氮降低10.13%,C/N升至14.9;T4处理的60~80 cm与80~100 cm土层硝态氮较试验前分别下降13.02%与5.68%,降幅显著高于其他处理;T4处理的非根际微生物量碳、氮较T1分别增加26.00%和20.33%,根际增幅低于非根际;CO₂排放量以T4处理最低,为603.90 mg/m³,较T1降低24.61%。综上,填闲甜玉米与生物炭协同显著促进氮吸收,提高微生物量碳氮,减少碳氮淋失与排放,改善土壤C/N,为设施农田夏季休闲期碳氮管理提供理论依据支撑。

为给杂交小麦高产栽培过程中合理的氮肥运筹提供理论依据和技术支撑,研究施氮量对二系杂交小麦产量形成、干物质积累分配、氮素吸收利用以及对小麦肥料氮吸收比例的影响,于2020—2021年以3个二系杂交小麦组合和1个常规品种作为材料,采取裂区设计,氮素处理(¹⁵N标记尿素)为主区,品种为副区,设置N0、N120、N180、N240这4个施氮水平试验,分析测定了开花期和成熟期不同处理下小麦各器官的干物质积累分配、植株氮素吸收利用以及籽粒产量。结果表明,施氮量、组合(品种)对小麦产量和产量构成要素的影响达极显著水平。与常规品种京冬17相比,京麦21、BH9613的平均产量分别增加10.47%,4.07%,主要原因是其穗数和穗粒数较高。氮肥施用显著提高了小麦穗数和穗粒数,但降低了千粒质量。4个组合(品种)增施氮肥均显著提高了小麦开花期和成熟期干物质积累量,开花期小麦各器官干物质量表现为茎秆>叶>穗,成熟期为籽粒>茎秆>颖壳+穗轴>叶。不同施氮量下组合的氮素农学利用率、氮素偏生产力平均值表现为:京麦21>BH9613>京冬17>BH3606,与产量趋势一致。4个组合(品种)的¹⁵N原子百分超、来自肥料氮含量及占比均表现为:籽粒>秸秆,并随着施氮量的增加而显著增加。与京冬17相比,3个杂交组合(品种)来自土壤氮的占比显著提高,从氮利用角度说明杂交小麦耐瘠薄性更强。综合分析,N240施氮量综合表现优于其他施氮量的表现,京麦21和BH9613这2个杂交组合(品种)的综合表现优于对照京冬17。

为探明有机肥部分替代化肥对青东黄土高原土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,利用2022年建立的有机肥部分替代化肥马铃薯(青薯9号)连作田间定位试验,研究了有机肥部分替代化肥对青东黄土高原马铃薯农田土壤生态化学计量特征的影响,试验共设置不施肥(CK)、100%化肥(T1)、30%有机肥+70%化肥(T2)、50%有机肥+50%化肥(T3)、70%有机肥+30%化肥(T4)5个处理,测定土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和微生物量碳、氮、磷含量及土壤-微生物量生态化学计量学特征。结果表明,相比2022年,2023年各施肥处理的土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和微生物量碳、氮、磷含量均表现为增加趋势,而不施肥处理则呈降低趋势。不同土层间,各指标含量均随土层深度增加而逐渐降低。不同处理间,按各指标含量高低排序均为T3>T4>T2>T1>CK。在0~30 cm土层,T3处理下土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和微生物量碳、氮、磷含量比CK平均分别提高6.88%,17.65%,17.88%,84.71%,77.01%,65.67%,80.07%,54.91%。而各土层的土壤C∶N和C∶P均为CK处理最高。在4种施肥处理中,土壤C∶N、微生物量C∶N和C∶P均表现为T3处理最低;除2023年0~10 cm土层外,各土层土壤C∶P也表现为T3最低,而T1处理微生物量N∶P在所有施肥处理中最低。随土层加深土壤C∶N和C∶P呈升高趋势。相关性分析表明,有机碳、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和微生物量碳、氮、磷相互之间均呈极显著正相关关系。综上,有机肥替代化肥不仅能够提高土壤养分和土壤微生物量含量,还能使土壤生态化学计量学特征产生改变,且以50%有机肥+50%化肥配施处理效果最好。

为明确大兴安岭沿麓黑土区秸秆还田条件下不同耕作方式对土壤水分动态变化规律及玉米产量的影响,基于连续6 a耕作定位试验,分析秸秆全量粉碎深翻还田(SCD)、秸秆全量粉碎深松浅翻还田(SSS)、秸秆全量粉碎深松还田(SCS)、秸秆全量粉碎重耙还田(SCR)、秸秆全量粉碎旋耕还田(STR)、秸秆全量粉碎免耕还田(NTS)、秸秆不还田常规耕作(CK)7种耕作方式对2022年和2023年玉米不同生育时期0~60 cm土层土壤水分特征、耗水量、水分利用效率及玉米农艺性状和产量影响的差异。结果表明,2022年和2023年土壤质量含水率呈双峰型变化。0~10 cm土层土壤质量含水率显著高于CK,NTS处理在多个时期土壤质量含水率最高;10~20 cm土层中,SSS、NTS处理拔节期土壤质量含水率低于CK;20~40 cm和40~60 cm土层中,各处理土壤质量含水率较CK均有提升。2022年和2023年,不同生育期除NTS处理外,各处理玉米株高显著高于CK;成熟期SCD处理玉米株高最高,NTS处理最矮。各处理玉米苗期叶面积指数差异较小,拔节期后STR处理叶面积指数最大,大喇叭口期各处理叶面积指数均显著高于NTS处理。除SCS、NTS处理外,各处理干物质积累量均显著高于CK,成熟期SCD处理干物质积累量最高,NTS处理最低。与CK相比,各处理均可提高玉米产量和水分利用效率,但SCD处理显著高于CK。综合各指标分析,大兴安岭沿麓黑土区秸秆全量粉碎深翻还田和秸秆全量粉碎深松浅翻还田2种耕作方式有利于改善土壤结构、提升玉米产量和水分利用效率。

明确滴灌水肥一体化条件下施磷量对新疆密植高产玉米生长、产量形成和磷肥利用率的影响机制,以期为新疆玉米高产稳产和化肥减量增效绿色可持续提供理论依据。试验于2023—2024年在新疆奇台农场玉米高产示范基地开展,在滴灌水肥一体化条件下设置不施磷肥(P₀)、纯磷60 kg/hm²(P₆₀)、 90 kg/hm²(P₉₀)、120 kg/hm²(P₁₂₀)、150 kg/hm²(P₁₅₀)和180 kg/hm²(P₁₈₀,CK)6个施磷水平,分析了密植滴灌水肥一体化玉米的叶面积指数(LAI)、光合势(LAD)、干物质积累、收获指数(HI)、穗部性状、产量及产量构成的变化,明确了施磷量对新疆密植滴灌玉米产量和磷肥利用率的影响。结果表明,在滴灌水肥一体化分次施磷条件下,2 a玉米产量随施磷量的增加均呈先增加后趋于平稳的趋势,在P₁₂₀处理时产量达到最大(18.79~20.94 t/hm²)。施磷量可显著影响玉米的千粒质量和穗粒数。施磷量主要影响了玉米果穗秃尖的长度,与P₁₅₀、P₁₈₀处理比较果穗秃尖长差异不显著。玉米关键生育期的LAI随磷肥用量的增加表现出先上升后平稳的变化趋势,其中吐丝期P₁₂₀处理下玉米的LAI最大为7.56~7.81,与P₁₅₀、P₁₈₀处理比较LAI差异不显著,与P₁₂₀处理相比,P₀处理显著降低了21.54%。此外,P₁₂₀处理的玉米花前、花后干物质累积量与P₁₅₀、P₁₈₀处理比较差异不显著,较P₀分别提高了37.91%,93.88%。综上所述,滴灌水肥一体化分次施磷显著影响了密植滴灌玉米的LAI、LAD、花前与花后干物质积累以及HI,缩短秃尖长度,提高了穗粒数和千粒质量进而提高玉米产量和磷肥利用效率,实现了玉米产量和磷肥利用效率的协同提高。

为探究牛粪源炭基有机肥替代部分化肥对夏玉米田N₂O排放的影响及其调控机制,于2023—2024年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站开展大田小区试验。试验设置4种施肥处理:CF,常规施用氮磷钾化肥;COF1、COF2和COF3分别为牛粪源炭基有机肥等氮量替代15%,30%,45% CF处理中的化学氮肥量。研究分析了不同施肥模式对夏玉米田N₂O排放、植株氮素吸收、土壤理化性质、氮循环相关功能基因丰度及产量的影响。结果表明:(1)与CF相比,COF1、COF2与COF3处理N₂O累积排放量分别显著降低39.4%,42.5%,43.8%;COF1与COF2在减排的同时,植株氮素吸收量分别提高45.9%,24.5%,产量分别增加10.6%,11.7%;(2)COF1与COF2显著促进土壤水稳性团聚体(WSA)形成(分别较CF增加12.7%,16.5%),并降低反硝化关键功能基因(norB、norC、narH)丰度,同时增强硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程基因(napA、napB等)表达,促进土壤硝态氮与铵态氮积累;(3)COF1与COF2提高根系生物量及根-叶系统中硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶的活性,从而协同促进植株氮素吸收利用。相关分析进一步表明,土壤WSA形成与关键反硝化基因(norB/C、narH)丰度呈显著负相关,而与植株氮吸收、根系生物量及植株氮代谢酶活性呈显著正相关。综上,牛粪源炭基有机肥替代15%~30%化肥可通过促进水稳性土壤团聚体形成直接抑制反硝化过程并降低N₂O排放,同时通过增强植株氮素吸收能力与DNRA途径可与反硝化过程竞争底物硝态氮间接调控农田N₂O减排。

为探究有机肥对胡麻生理生长和根际细菌群落的影响,探索旱地胡麻的绿色高产栽培技术,基于大田试验,以坝选三号为材料,研究4个不同施肥处理(T0:不施;T1:低量牛粪;T2:中量牛粪;T3:高量牛粪)对胡麻生理生长、氮素利用、干物质积累的影响,解析根际细菌群落多样性、群落组成、共现网络和代谢途径变化,探讨驱动细菌群落差异的环境因素。结果表明,T3处理胡麻产量较高,与对照相比,该施肥条件下株高、单株有效蒴果数、千粒质量和氮肥利用效率指标也最高,这是施用有机肥后产量稳定的生理基础。胡麻根际土壤细菌的多样性和丰富度受有机肥施用的显著影响,根际细菌菌群结构也存在显著差异。胡麻根际细菌的菌群结构受有机质、全氮、速效钾的影响,不同处理胡麻根际细菌均具有相同的优势菌群,但各优势菌群的相对丰度存在较大差异。胡麻根际以变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和拟杆菌门为优势菌门。变形菌门和放线菌门随着有机肥施用量的增加而增加,放线菌门随有机肥施用量的增加而降低。WGCNA分析鉴定15个共表达模块,其中Red和Pink模块与有机质(OM)显著正相关。有机肥的施用增加了细菌网的复杂度,结合WGCNA分析鉴定出7个关键OTUs。综上,有机肥的施用促进了胡麻的生长,改变了胡麻根际土壤的细菌群落结构和网络复杂度。

为探讨优化基肥追肥比例结合氮肥用量对烤烟氮代谢和氮素吸收利用的影响,以烤烟品种粤烟97为试验材料,设置常规基追比6∶4+常规氮肥用量(CK)、基追比4∶6+常规氮肥用量(T1)、基追比4∶6+氮肥减量10%(T2)、基追比4∶6+氮肥减量20%(T3)、基追比4∶6+氮肥减量30%(T4)等5个处理,分析不同基追比结合氮肥用量对烤烟氮代谢、光合特性、干物质积累与氮素吸收、氮肥利用率及氮素平衡的影响。结果表明:基追比优化为4∶6后,谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷草转氨酶(AST)、Fd-谷氨酸合成酶(Fd-GOGAT)等氮代谢关键酶活性均高于传统基追比6∶4的处理,结合减氮处理的氮代谢酶活性有所降低,其中减氮10%的T2处理与CK差异不大,但减氮20%~30%的T3、T4处理降低幅度较大,与CK差异显著。基追比优化为4∶6后,烤烟的光合速率、SPAD、干物质和氮素积累都明显增加,尤其是在大田生长后期处理间差异显著。基追比优化为4∶6后,烤烟的氮肥吸收利用效率大幅提高,氮肥农学效率、氮肥偏生产力、氮素当季回收率和氮肥经济利用效率分别比CK增加20.68%,6.89%,4.06,3.78百分点,结合氮肥减量各处理的土壤氮素平衡率比CK分别下降17.04~33.36百分点。综上所述,在南方烟区,将基追肥比例从6∶4优化为4∶6,可以促进烤烟大田中后期氮代谢,改善光合特性,增加物质积累和氮素吸收,提高氮肥利用率,结合肥料减量10%还可减少肥料投入,降低土壤氮素盈余,防范环境风险。

为探明实现芝麻进一步增产的调控途径,选用豫芝ND837为材料,设置施用三元复合肥(M1:675 kg/hm²)、三元复合肥与生物有机肥配施(M2:三元复合肥405 kg/hm²、生物有机肥4 500 kg/hm²)2个处理,研究了有机肥和化肥配施对芝麻冠层垂直分布上不同部位冠层光合特性及产量形成的调控效应。结果表明,M2处理显著增加了植株上、中、下3个部位的叶面积指数,提高了上部和中部叶片的光合有效辐射截获率(PARi),但降低了下部的PARi。M2处理显著提高了各部位的光合速率、SPAD值和光合势,从而显著增加了各部位及总的干物质积累量。这使得上部和中部单株蒴数分别增加10.99%,7.55%,千粒质量分别增加5.69%,4.96%,籽粒产量分别增加16.77%,10.61%,总产量增加289.42 kg/hm²,增幅达14.43%。综上所述,与传统单施化肥相比,生物有机肥与化肥配施能够提高芝麻冠层各部位的光合能力,特别是上部冠层的光合效率,从而提升整个冠层的光合效率,最终带来更高的产量。

为探讨绿肥种植对盐碱地淡水淋盐下土壤及淋溶液碳氮含量的影响,于2021年10月至2022年5月设置冬闲(T1)、冬牧70黑麦(T2)和油菜(T3)3个处理进行大田试验,测定土壤及淋溶液有机碳(SOC)、硝态氮($\mathrm{NO}_{3}{ }^{-}-\mathrm{N}$)、铵态氮($\mathrm{NH}_{4}^{+}-\mathrm{N}$)空间分布情况。结果表明,T1、T2、T3处理0~30 cm土层中土壤有机碳分别由淋盐前的6.20,6.58,7.24 g/kg增加到淋盐后的6.48,7.39,8.06 g/kg,增幅分别为4.41%,12.20%,11.23%。淋盐前后0~60 cm土层中T1处理土壤硝态氮含量显著高于T2和T3,淡水淋盐后,0~30 cm土层各处理分别降低42.42%,3.85%,10.84%;60~90 cm土层中减少了1.38%,7.96%,18.11%。淋盐前各土层土壤铵态氮含量不同处理之间无显著差异,淋盐后各土层土壤铵态氮含量均以T2含量最高。综上,淋盐灌溉后,相较于淋盐前各处理不同土层土壤有机碳均呈增加趋势,而土壤氮素则呈明显降低趋势,通过对土壤及淋溶液氮素含量分析发现,淋盐灌溉造成的氮素淋失主要以硝态氮为主。相较于冬闲田,种植油菜绿肥对土壤氮素提高有明显效果,而种植冬牧70绿肥对减少土壤氮素淋失具有最佳效果。

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。

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。

为探究不同解磷细菌组合接种的解磷效果及其对玉米生长和磷素吸收的影响,以3株分类地位和解磷能力均存在差异的菌株-弗雷德里克斯堡假单胞菌P4-5、水稻节杆菌P5-41和阿氏芽孢杆菌P3-50为研究对象,以不接种处理为空白对照(CK),设置单接种P4-5(Pf)、单接种P5-41(Ao)、单接种P3-50(Ba)、双接种P4-5和P5-41(Pf×Ao)、双接种P4-5和P3-50(Pf×Ba)、双接种P5-41和P3-50(Ao×Ba)、组合接种P4-5、P5-41和P3-50(Pf×Ao×Ba)处理,利用盆栽试验分析不同接种处理对玉米根系形态、地上部生长、磷素吸收及菌株吲哚乙酸(IAA)分泌能力的影响。结果表明,与CK相比,接种解磷细菌均可显著提高玉米茎粗、叶片SPAD值、地上部生物量、吸磷量,同时也显著激活了根际碱性磷酸酶活性(单接种Pf和Ba处理除外),降低了土壤有效磷含量(单接种Ba处理除外)。其中,组合接种Pf×Ao×Ba处理整体表现最优,能够分泌高浓度的IAA,优化玉米根系形态(增加根长、体积、表面积及根尖数),还能显著提高根际碱性磷酸酶活性,促进土壤有机磷矿化,进而高效促进玉米生长和磷素吸收。综上,复合接种Pf×Ao×Ba处理可通过分泌IAA优化玉米根系形态(增加根系长度、体积、表面积及根尖数),提升碱性磷酸酶活性有效活化土壤有机磷的双重机制,显著促进玉米生长并改善磷营养状况。

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。

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。

探究蓖麻饼粕肥对土壤肥力及花生产量、品质的影响。以东北地区花生品种四粒红为试验材料,开展2 a田间定位试验(2022,2023年),设置不施肥(CK)、施蓖麻饼粕肥(B1:2 520 kg/hm²、B2:5 040 kg/hm²、B3:10 080 kg/hm²)、施化肥(F1:175 kg/hm²、F2:350 kg/hm²、F3:700 kg/hm²)、施牛粪(N1:3 724 kg/hm²、N2:7 448 kg/hm²、N3:14 896 kg/hm²)10个处理,分析不同处理对土壤肥力及花生产量、品质的影响。结果表明,2022,2023年施用蓖麻饼粕肥均能不同程度地改善土壤养分,B3处理可显著降低土壤pH值,土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、碱性磷、速效钾含量提升效果最佳,分别较CK平均提高67.58%,64.56%,70.55%,11.33%,75.76%,149.97%,116.84%;与CK相比,施化肥和牛粪处理土壤有机碳含量分别平均提高5.94%和11.48%,全磷含量分别平均提高16.67%,16.67%,碱性磷含量分别平均提高33.35%和23.94%。B3处理花生单株饱果质量、百果质量、百粒质量优于施化肥和牛粪处理,分别平均提高105.43%,127.91%,19.54%和22.75%,16.79%,24.17%。B3处理花生产量最高,2023年较2022年提高1 876.22 kg/hm²。B1处理提高了花生脂肪、油酸含量并降低了亚油酸和棕榈酸含量,花生脂肪和油酸含量分别较CK平均提高6.07,4.23百分点,亚油酸和棕榈酸含量分别较CK平均降低1.79,0.89百分点。土壤有机碳、全氮、碱解氮含量与花生脂肪含量呈显著正相关,土壤有机碳、全氮、碱解氮含量与花生产量呈极显著正相关。综上所述,蓖麻饼粕肥可改良土壤,并能够提升花生产量、品质。