“化肥使用量零增长行动”[1]有力推动了化肥减施增效的发展进程。畜禽粪便与化肥配合施用可以改善土壤理化特性，提高土壤碳、氮和磷养分含量，同时增强土壤微生物活性。在保证产量前提下施用有机肥，对解决过量施用化肥带来的环境污染问题具有重要意义。因此，有机无机配施已成为当今农业生产研究的热点问题。
目前，有关有机肥替代化肥的研究主要集中在氮素方面。有机肥替代无机氮肥有助于促进作物的生长发育和光合作用[4-5]。长期配施有机肥既能够增加土壤有效养分、增强土壤肥力，还能降低土壤容重[6]。然而，有机肥种类及其替代比例、气候条件和土壤质地等因素均对有机肥替代化肥在作物生长与土壤改良方面的作用效应产生显著影响。在水稻种植中，有机物料替代的总氮施用量宜控制在低于250 kg/hm²的水平，且替代比例以30%~60%为宜[7]。青稞生产中有机肥替代20%处理综合性得分最高，可作为推荐施肥模式[8]。研究[9-
1 材料与方法
1.1 试验地概况与试验材料
试验于山西农业大学修文基地（37°62′ N，112°71′ E）进行，该地属于暖温带半湿润大陆性季风气候，年均气温9.8 ℃，年日照时数2662 h，无霜期158 d，年均降水量418~483 mm。土壤类型为褐土，0~20 cm土壤基本理化性质为pH 9.01、有机质11.2 g/kg、全氮0.82 g/kg、碱解氮49.6 mg/kg、有效磷35.3 mg/kg、速效钾230.6 mg/kg。供试高粱品种为红糯16号。
1.2 试验设计
试验共设6个处理：不施肥（CK）、100%化肥（HF）、化肥减量配施25%有机肥氮（NF25）、化肥减量配施50%有机肥氮（NF50）、化肥减量配施75%有机肥氮（NF75）和100%有机肥氮（NF100）。
采用随机区组设计，重复3次，小区面积48.0 m2，行距50 cm，株距20 cm。在高粱播种前先人工均匀撒施有机肥，再将化肥混匀后撒施，两者均作为基肥结合旋耕一次性施入土壤。除CK处理外，各处理等量施用氮、磷、钾，所有处理减量配施率均基于氮含量相同，磷和钾不足时添加无机肥料。施用的N、P2O5和K2O总量分别为225、140和140 kg/hm2。试验所施用的化肥为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O5 16%）、硫酸钾（K2O 50%）。供试有机肥为商品牛粪，其N、P2O5和K2O含量分别为1.67%、0.43%和0.95%（以风干基计）。各处理养分投入量见表1。高粱生长期为2022年5月5日-10月2日。
表1 不同处理有机肥和化肥的施用情况
Table 1
| 处理 Treatment | 化肥Chemical fertilizer | 有机肥Organic fertilizer | 总养分Total fertilizer | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | |||
| CK | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| HF | 225 | 140 | 140 | 0 | 0 | 0 | 225 | 140 | 140 | ||
| NF25 | 169 | 125 | 108 | 56 | 15 | 32 | 225 | 140 | 140 | ||
| NF50 | 113 | 111 | 76 | 113 | 29 | 64 | 225 | 140 | 140 | ||
| NF75 | 56 | 96 | 44 | 169 | 44 | 96 | 225 | 140 | 140 | ||
| NF100 | 0 | 82 | 12 | 225 | 58 | 128 | 225 | 140 | 140 | ||
采用五点法采集高粱收获后期表土（0~20 cm）样品。将收集到的土壤样品去除石头和杂草，过2 mm筛后风干，以备后续测定。
1.3 测定项目与方法
1.3.1 土壤养分、土壤容重及pH
参照《土壤农化分析》[16]测定土壤养分含量，采用硫酸―重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量；采用浓H2SO4消煮凯氏定氮法测定全氮含量；采用碱解扩散法测定碱解氮含量；采用0.5 mol/L NaHCO3浸提―钼锑抗比色法测定有效磷含量；采用醋酸铵浸提―火焰光度计法测定速效钾含量；采用环刀法测定土壤容重；采用容重换算法测定土壤孔隙度：土壤孔隙度（%）=（1-土壤容重/土壤密度）×100，土壤密度取值2.65 g/cm3；采用土壤与水比为1:2.5的方法测定土壤pH。
1.3.2 土壤酶活性
参照《土壤酶及其研究法》[17]测定土壤酶活性，采用苯酚―次氯酸钠比色法测定土壤脲酶活性；采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定蔗糖酶活性；采用磷酸苯二钠比色法测定碱性磷酸酶活性。
1.3.3 产量
于2022年10月2日收获，每个小区单打单收，最后折算成每公顷的产量。
1.4 数据处理
使用Microsoft Excel 2010对试验数据进行计算及绘图，采用SPSS 20.0进行统计分析（单因素方差分析和Pearson相关性分析）。
2 结果与分析
2.1 不同有机肥替代比例对土壤理化特性的影响
表2为不同施肥处理下土壤各理化特性变化。与CK处理相比，所有施肥处理均不同程度增加了土壤养分含量。随着有机肥替代比例增加，土壤有机质呈增加趋势，排序为NF100>NF75>NF50，与CK处理相比，NF100、NF75和NF50处理分别显著增加了16.2%、14.6%和9.7%；土壤全氮含量HF处理比CK显著增加17.1%，其余处理较CK处理均显著增加。土壤碱解氮以HF处理最高，比CK处理显著增加25.6%，NF50处理次之，比CK处理显著增加19.2%；土壤有效磷变化规律与碱解氮较一致，以HF和NF25处理较高，NF50处理次之；HF处理土壤速效钾较CK处理显著增加了22.8%，其余各处理均显著提高。与CK处理相比，不同有机肥替代处理均降低了土壤容重。随着有机肥替代比例增加，土壤容重降低幅度在0.8%~4.0%，以NF75和NF100处理降幅较大，均较CK显著降低4.0%。而土壤孔隙度变化趋势与之相反，随着有机肥替代比例增加，孔隙度平均增幅为2.2%。
表2 不同施肥处理对土壤理化因子的影响
Table 2
| 处理 Treatment | 有机质 Organic matter (g/kg) | 全氮 Total nitrogen (g/kg) | 碱解氮 Alkaline hydrolyzed nitrogen (mg/kg) | 有效磷 Available phosphorus (mg/kg) | 速效钾 Available potassium (mg/kg) | 土壤容重 Soil bulk density (g/cm3) | 土壤孔隙度 Soil porosity (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CK | 10.32±0.39c | 0.82±0.05b | 47.46±1.01c | 31.09±2.01c | 222.7±7.01c | 1.28±0.02a | 51.60±2.13b |
| HF | 10.55±0.51c | 0.96±0.04a | 59.60±1.21a | 41.29±1.78a | 273.4±3.75a | 1.28±0.03a | 51.74±3.02b |
| NF25 | 10.75±0.28c | 0.95±0.02a | 55.38±2.02b | 40.30±1.33a | 248.2±7.87b | 1.27±0.01ab | 52.23±1.34ab |
| NF50 | 11.32±0.67b | 0.95±0.03a | 56.58±3.01ab | 38.98±1.72ab | 241.7±2.56b | 1.26±0.03ab | 52.59±1.11ab |
| NF75 | 11.83±0.47ab | 0.94±0.02a | 55.12±2.79b | 36.75±1.69b | 241.1±2.31b | 1.23±0.02b | 53.53±3.47a |
| NF100 | 11.99±0.72a | 0.93±0.03a | 53.61±1.12b | 35.64±2.07b | 237.4±1.91b | 1.23±0.01b | 53.61±2.91a |
不同小写字母表示差异达到显著水平（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters indicate significant difference (P < 0.05), the same below.
2.2 不同有机肥替代比例对土壤酶活性的影响
由图1所示，不同有机肥替代化肥处理对土壤酶活性均有显著影响。土壤碱性磷酸酶活性随有机肥替代比例增加呈先升高后降低趋势，变化范围在0.65~1.20 mg/(g·d)，以HF和NF25处理较高，比CK处理分别显著增加78.1%和84.3%；土壤脲酶活性随有机肥替代比例增加呈逐渐上升趋势，变化范围在0.69~0.81 mg/(g·d)，有机肥替代处理NF50、NF75和NF100比CK分别显著增加15.2%、17.4%和15.7%，但三者之间差异不显著；土壤蔗糖酶活性变化范围在28.24~51.49 mg/(g·d)，以NF50、NF75和NF100较高，比CK处理分别增加65.9%、80.9%和87.0%。
图1
图1
不同有机肥替代比例对土壤酶活性的影响
不同小写字母表示差异达到显著水平（P < 0.05）。
Fig.1
Effects of different organic fertilizer replacement ratios on soil enzyme activities
Different lowercase letters indicate significant difference (P < 0.05).
2.3 不同有机肥替代比例对高粱产量变化及其与土壤理化特性和酶活性的关系
由表3可知，碱性磷酸酶与碱解氮、有效磷和速效钾均呈极显著正相关，与土壤全氮呈显著正相关；脲酶与全氮呈极显著正相关；与有机质和碱性磷酸酶呈显著正相关；蔗糖酶与有机质、土壤孔隙度和脲酶呈极显著正相关，与土壤容重呈极显著负相关。由此可知，土壤氮、磷、钾养分的有效化过程与相关酶活性同步变化，土壤养分循环并不是独立的，而是由微生物活动共同驱动。
表3 土壤理化特性与土壤酶活性相关关系
Table 3
| 指标 Index | 总氮 Total nitrogen | 有机质 Organic matter | 碱解氮 Available hydrolyzed nitrogen | 有效磷 Available phosphorous | 速效钾 Available potassium | 土壤容重 Soil bulk density | 土壤孔隙度 Soil porosity | 碱性磷酸酶 Alkaline phosphates | 脲酶 Urease | 蔗糖酶 Sucrase |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 碱性磷酸酶Alkaline phosphates | 0.562* | -0.283 | 0.754** | 0.724** | 0.723** | 0.193 | -0.194 | 1.000 | ||
| 脲酶Urease | 0.712** | 0.570* | 0.466 | 0.344 | 0.319 | -0.383 | 0.382 | 0.551* | 1.000 | |
| 蔗糖酶Sucrase | 0.384 | 0.764** | 0.273 | 0.054 | -0.088 | -0.720** | 0.719** | -0.204 | 0.670** | 1.000 |
“*”和“**”分别表示在P < 0.05和P < 0.01水平显著和极显著相关。下同。
“*”and“**”indicate significant and extremely significantly correlation at P < 0.05 and P < 0.01 levels, respectively. The same below.
由图2可知，各有机肥用量处理均能增加高粱产量，NF50处理增产幅度最高为21.8%，增产幅度最低的NF100处理为10.2%。不同牛粪纯氮量与高粱产量可以用抛物线方程来进行拟合，其相关性达到显著水平（P<0.05），拟合一元二次方程为y=-0.0479x2+8.8596x+9267.4，计算出理论上施用有机肥纯氮为92.5 kg/hm2时高粱产量最高。本试验中，50%有机肥替代化肥量是较为适宜的用量。
图2
图2
不同有机肥替代比例下高粱产量
Fig.2
Sorghum yield under different organic fertilizer replacement ratios
由表4可知，所有土壤理化特性中土壤全氮、碱解氮和有效磷与产量的相关性较高，三者的相关系数均达极显著水平（P<0.01）；其次土壤速效钾对产量也有显著影响；3种土壤酶中碱性磷酸酶和脲酶活性对产量有显著影响，相关系数分别为0.549和0.541。说明土壤养分中全氮、碱解氮和有效磷是影响产量的主导因子，土壤碱性磷酸酶和脲酶活性是重要的生物驱动因子。
表4 高粱产量与土壤理化特性、土壤酶的相关关系
Table 4
| 指标 Index | 总氮 Total nitrogen | 有机质 Organic matter | 碱解氮 Available hydrolyzed nitrogen | 有效磷 Available phosphorous | 速效钾 Available potassium | 土壤容重 Soil bulk density | 土壤孔隙度 Soil porosity | 碱性磷酸酶 Alkaline phosphates | 脲酶 Urease | 蔗糖酶 Sucrase |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 产量Yield | 0.798** | 0.323 | 0.731** | 0.795** | 0.529* | -0.195 | 0.195 | 0.549* | 0.541* | 0.385 |
3 讨论
施用有机肥可以改善土壤理化性质。本试验结果表明，土壤有机质随着有机肥替代比例增加而上升，NF100处理比CK处理显著增加16.2%；土壤全氮变化规律与土壤有机质一致，但各有机肥替代处理间差异不显著。NF25、NF50、NF75和NF100处理下，与CK处理相比，土壤碱解氮分别提高16.7%、19.2%、16.1%和13.0%；有效磷分别提高29.6%、25.4%、18.2%和14.6%；速效钾分别提高11.6%、8.6%、8.6%和6.7%。不同有机肥替代处理不仅提高了土壤养分含量，而且降低了土壤容重，以NF75和NF100处理降幅较大，土壤孔隙度变化趋势与土壤容重相反。Song等[18]研究发现，长期施用有机肥可以提高水稻土肥力水平，马力等[19]研究表明，长期施有机肥处理使0~20 cm土层含氮量普遍高于施化肥处理。王俊红等[13]研究表明，减量10%以上的化肥配施生物有机肥处理较常规施肥土壤有机质、总氮、速效磷和速效钾含量分别提高17.4%、12.4%、16.2%和19.2%。总之，多项研究[8,20]发现有机肥部分替代化肥后，可不同程度提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量。本研究发现，不同比例有机肥替代氮肥处理较CK处理均提高了土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤孔隙度，降低了土壤容重，主要因为牛粪本身有机质含量较高，增加了土壤有机物料输入，再加之其矿化率也较高，促进了土壤养分元素的循环[21-22]，而且较高的有机质含量可以改善土壤容重和土壤孔隙度，但在进行有机肥替代时应注意其比例，本研究中NF100处理仅在土壤有机质、土壤容重和土壤孔隙度上表现较好，鲁伟丹[12]也认为，如果有机肥替代比例过大，短时间内不易分解矿化，可导致有机肥替代化肥处理没有明显效果。
增施有机肥另一个显著作用就是增强土壤酶活性，有利于调节土壤环境[23]。蔗糖酶主要影响土壤有机碳积累与转化，因而与土壤中氮、磷、有机碳含量密切相关，作为植物和微生物的首要营养来源，直接关系到作物生长。脲酶和碱性磷酸酶是分别参与土壤氮、磷循环的关键酶。本试验中，不同有机肥替代化肥处理对土壤各酶活性均有显著影响。土壤碱性磷酸酶活性随有机肥替代比例增加呈先升高后降低趋势，而土壤脲酶和蔗糖酶活性随有机肥替代比例增加呈逐渐上升趋势。这可能是有机肥用量增加后，提供了大量有机碳，通过改善微生物营养环境，促进其代谢，进而提高土壤酶活性[24]。蔡惠君等[25]研究表明，氮肥与牛粪配施与未施牛粪处理相比，土壤蔗糖酶活性随着施氮量增加而升高，郭天财等[26]研究结果与其相似。其他研究者[8]认为脲酶受尿素施用量影响较大，替代比例大的处理尿素施用少，进而导致脲酶活性下降，表明脲酶活性高低受有机肥和尿素共同调控，同时也说明土壤酶活性对有机肥替代响应也存在一个最佳比例。关于土壤碱性磷酸酶活性变化，可能因为有机肥不仅为土壤微生物提供生长所需能量，而且向土壤中输入有机磷，增加了土壤磷酸酶的底物量，进一步刺激磷酸酶活性[27]。另外，本研究中碱性磷酸酶、脲酶和蔗糖酶分别与土壤有机质、全氮、碱解氮等土壤性质存在显著或极显著相关性，而且3种酶之间也存在一定的相关性，说明氮素有机替代处理可以通过影响土壤性质而改善土壤酶活性。总之，有机肥能提供丰富碳源，对土壤微生物起到活化作用，最终提高土壤酶活性[20]。
丁维婷等[28]分析了有机肥不同比例替代对黑土土壤的影响，认为有机肥的施用存在最佳比例，这与本研究结果基本一致。吕凤莲等[29]在塿土2年试验结果表明，小麦产量在75%有机肥替代率时最高；有机肥部分替代化肥后，18%和24%替代比例可保证小麦稳产甚至增产[12]；邢鹏飞等[30]在华北农田棕壤进行试验，结果发现连续4年猪粪有机肥替代比例为30%的小麦产量均与单施化肥相当。侯红乾等[31]在湖南红壤双季稻系统25年试验表明，最初化肥处理增产幅度高于70%有机肥替代处理，但随着时间增加后者增产幅度反而增加，30%有机肥替代下增产变化规律与之相反。间接表明了作物生长季内有机氮替代率必须适宜，否则会出现氮素不足而导致减产[32]。
本研究中，土壤全氮、碱解氮、有效磷和速效钾对产量均有极显著影响，而土壤酶中碱性磷酸酶和脲酶活性对产量有显著影响。适量的有机肥替代一方面可通过直接供给高粱养分改善其营养状况，另一方面通过提升土壤肥力和增加土壤酶活性，进一步促进高粱生长达到增产效果。仅从提高土壤肥力指标的角度来看，NF50处理对土壤肥力提高的贡献居中，再综合产量结果考虑，NF50处理可以保证较高产量水平。因此，在本试验条件下，可将50%牛粪替代化肥量作为适宜推荐量。谢军等[33]8年定位试验研究也发现，有机肥氮替代50%化肥氮是西南紫色土地区玉米增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。需要关注的是，今后高粱进行氮素有机肥替代时，应考虑控制磷用量，因高粱需磷较少，而有机肥中含有较多磷素，长期施用容易造成磷的盈余。
4 结论
不同比例有机肥替代对土壤理化特性均有一定的改善作用，NF75和NF100处理对土壤养分提升较明显，并对与土壤碳、氮、磷代谢相关度较高的3种酶活性均有不同程度的活化作用。高粱产量与土壤各理化性质相关性分析表明，高粱产量主要受土壤全氮、碱解氮、有效磷、碱性磷酸酶和脲酶影响较大。因此，通过合理施用有机肥，既能培肥土壤又能达到增产目的。不同比例有机肥替代量与高粱产量呈二次抛物线关系，在有机肥纯氮量为92.5 kg/hm2下产量最高。在本试验条件下，生产中可将50%有机肥替代化肥量作为适宜的推荐量。
参考文献
半干旱区减氮增钾、有机肥替代对全膜覆盖垄沟种植马铃薯水肥利用和生物量积累的调控
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.05.005
[本文引用: 1]
【目的】减氮增钾和有机肥替代是提高中国作物生产中资源利用效率、改善农田生态环境、提升农产品质量和降低作物生产病害风险的有效途径。研究明确半干旱区全膜覆盖垄沟种植马铃薯减氮追施、有机肥替代和增施钾肥对马铃薯干物质积累和水分利用的影响，为该区域实施水肥高效管理提供依据。【方法】在4年大田定位试验基础上，通过测定全膜覆盖垄沟种植条件下传统施肥（PM）、减氮25%并花期追施和增施钾肥（PMN）和减氮50%与有机肥替代并花期追施（PMO）的土壤贮水量、马铃薯的生物量和产量等指标，计算不同施肥模式的耗水量、生长速率、水分利用效率和肥料偏生产力，以明确不同养分管理模式对马铃薯耗水过程的调控及其对干物质积累和水肥利用效率的影响。【结果】2011—2014年PMN花前耗水量较PM分别降低了17.4、28.7、26.8和34.2 mm，花后耗水量增加了31.1、34.7、36.7和49.2 mm；PMO没有显著降低马铃薯花前耗水，而花后耗水量分别增加了17.8、24.3、11.2和10.3 mm。与PM相比，PMN在盛花期后显著提高马铃薯地上地下生物量和生长速率，使马铃薯产量在2012 —2014年平均增加2 595.1 kg·hm<sup>-2</sup>，并使水分利用效率（WUE）在2013—2014年分别增加了14.4%和6.3%，达到显著差异；PMO显著提高马铃薯各生育期的地上地下生物量和生长速率，4年平均马铃薯块茎产量增加了2 945 kg·hm<sup>-2</sup>，而且WUE在2012—2014年显著高于PM。PMN和PMO较PM均能显著提高马铃薯肥料偏生产力、化肥偏生产力、氮素偏生产力和化肥氮素偏生产力，表明PMN和PMO能协同提高作物的养分和水分利用效率，实现以肥调水和以水促肥的目标。2011年为严重干旱年份，虽然PMN和PMO能调节马铃薯花前花后耗水，提高地上地下生物量和生长速率，显著提高养分偏生产力，但产量和水分利用效率无显著提高。【结论】PMN和PMO均能显著调节马铃薯花前花后耗水量，增加生物量和提高生长速率，使得马铃薯块茎产量、水分利用效率和养分利用效率增加。与PMN相比，PMO对马铃薯产量、WUE和养分偏生产力的增加幅度更大，是资源更加高效和作物增产的养分管理模式。
羊粪有机肥与化肥配施对烤烟生长及土壤肥力特性的影响
DOI:10.11869/j.issn.100-8551.2021.10.2423
[本文引用: 1]
为探讨羊粪有机肥与化肥配施对烤烟(Nicotiana tabacum L.)生长和土壤肥力特性的影响,以烤烟品种中烟101为试验材料,设置不施加肥料为对照(CK),研究了等量施肥条件下羊粪有机肥与化肥不同配施比例(T0:100%无机肥N;T20:20%羊粪有机肥N+80%无机肥N;T40:40%羊粪有机肥N+60%无机肥N;T60:60%羊粪有机肥N+40%无机肥N;T80:80%羊粪有机肥N+20%无机肥N;T100:100%羊粪有机肥N)对烟株农艺性状、根系形态参数、叶片光合特性、土壤养分含量及土壤酶活性的影响。结果表明,T0和T20处理在烟株移栽后30 d土壤速效养分含量较高,能更好地促进移栽后0~30 d烟株的生长,但在烟株移栽后60 d土壤速效养分含量明显降低,烟株生长势减弱,且土壤中有机质含量和土壤蔗糖酶活性较低;T80和T100处理土壤有机质含量较高,但在烟株移栽后30 d时土壤蛋白酶和脲酶活性弱,土壤速效养分含量低,不利于移栽后0~30 d烟株的生长;T40和T60处理在烟株移栽后30 d土壤速效养分的供应略低于T0处理,但在移栽后60 d能够显著提高土壤蔗糖酶、蛋白酶和脲酶活性,增加土壤速效养分的供应,既能保障烟株移栽后0~30 d的生长势,也有利于烟株移栽后30~60 d根系发育和地上部分的生长。与T0处理相比,T40和T60处理在烟株移栽后60 d的最大叶面积提高了11.9%和10.7%,地上部干重提高了11.9%和9.6%,根干重提高了12.1%和26.8%,净光合速率提高了17.6%和16.2%。综合来看,配施40%和60%羊粪有机肥N更有利于满足烟叶生长和维持烟区土壤肥力,该研究为洛阳烟区合理利用羊粪有机肥提供了理论依据。
Effects of long-term organic and mineral fertilizers on bulk density and penetration resistance in semi-arid Mediterranean soil conditions
DOI:10.1016/j.geoderma.2010.09.028 URL [本文引用: 1]
耕层调控与有机肥处理下麦田土壤和小麦冠层结构特性及其相互关系
DOI:10.13287/j.1001-9332.201802.029
本研究基于5年的耕作定位试验,设置深耕(DT)、深耕有机肥(DTF)、浅耕(ST)、浅耕有机肥(STF)、免耕(NT)和免耕有机肥(NTF)处理,以期通过改良耕层土壤结构,优化小麦冠层结构特性.结果表明: 同一耕作处理下,增施有机肥可降低土壤容重、提高土壤孔隙度,提高20～40 cm土层2～5和0.25～2 mm粒级土壤团聚体含量,降低>5 mm粒级团聚体含量、>0.25 mm粒级团聚体的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD).与其他处理相比,NTF处理改善了0～20 cm土层土壤容重、增加土壤孔隙度;DTF处理降低了40～60 cm土壤容重和>0.25 mm粒级机械团聚体的稳定性,增加了土壤透气性.花后各时期,有机肥处理的叶片角度指数降低,叶面积指数(LAI)和旗叶净光合速率(P<sub>n</sub>)提高.STF处理的角度指数最低,DTF处理的P<sub>n</sub>最高,显著大于其他处理.通径分析表明,自变量容重、孔隙度、>0.25 mm粒级团聚体的数量(R<sub>0.25</sub>)和MWD对因变量角度指数、LAI和P<sub>n</sub>的直接通径系数均达到极显著水平.0～20 cm土层,MWD值增大有利于P<sub>n</sub>和LAI的提高;20～40 cm土层,土壤容重在一定范围内的增加可优化叶夹角,提高冠层透光率;40～60 cm土层,高的土壤容重和低的孔隙度限制了LAI和P<sub>n</sub>的增加.综上,豫中补灌区增施有机肥下的深耕或浅耕处理有利于改良土壤结构、增加土壤通透性,优化冠层结构,提高冠层受光率、叶面积指数和光合速率.
Long-term effects of different organic and inorganic fertilizer treatments on soil organic carbon sequestration and crop yields on the North China Plain
DOI:10.1016/j.still.2014.06.011 URL [本文引用: 1]
生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤环境的影响
DOI:10.7668/hbnxb.20191894
[本文引用: 2]
为探明生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤生物学特性及产量的影响，通过田间试验，采用生理生化手段、高通量测序技术和产量调查，分析生物有机肥替代化肥对小麦根际土壤养分、土壤酶活、根际土壤细菌群落结构和小麦产量的影响。结果表明，生物有机肥合理替代化肥，土壤养分含量与酶活均有增加的趋势，且化肥减量10%+生物有机肥处理效果最佳，与常规施肥相比，土壤有机质、总氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性分别提高了17.4%，12.4%，16.2%，19.2%和19.0%，9.7%，18.3%。高通量分析发现，生物有机肥替代10%，20%化肥后，鞘氨醇单胞菌属、溶杆菌属、硝化螺旋菌属、马赛菌属等一些具有生物防治与促生作用的功能菌属出现明显的富集现象；冗余分析结果显示，土壤中的环境因子与根际土壤细菌群落结构密切相关。生物有机肥替代10%，20%化肥后，小麦产量分别增加9.3%，4.4%。因此，生物有机肥合理替代化肥可提高土壤酶活性和土壤养分含量，增强土壤的可持续生产力，是目前改变高投入、高污染农业生产方式的主要手段。
How does recycling of livestock manure in agroecosystems affect crop productivity, reactive nitrogen losses, and soil carbon balance
DOI:10.1021/acs.est.6b06470 URL [本文引用: 1]
Effects of cattle manure compost combined with chemical fertilizer on topsoil organic matter, bulk density and earthworm activity in a wheat-maize rotation system in Eastern China
Effects of long-term fertilization with different substitution ratios of organic fertilizer on paddy soil
DOI:10.1016/S1002-0160(21)60047-4 URL [本文引用: 1]
Impacts of organic fertilization with a drip irrigation system on bacterial and fungal communities in cotton field
DOI:10.1016/j.agsy.2020.102820 URL [本文引用: 1]
高粱生长及其土壤环境对不同培肥措施的响应
DOI:10.7668/hbnxb.2017.02.032
[本文引用: 1]
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。
有机肥氮替代化肥氮提高玉米产量和氮素吸收利用效率
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.20.008
[本文引用: 1]
【目的】有机肥替代部分化肥是实现中国化肥零增长的重要技术途径之一。利用在紫色土上8年定位试验研究有机肥氮连续替代化肥氮玉米生产力和氮素吸收利用效率的变化，为紫色土区合理利用有机养分资源和玉米施肥结构的调整提供科学依据。【方法】本试验为8年定位试验，试验施肥模式有5种：不施氮肥对照（CK）、农民常规施肥（FP）、化肥优化施用（OP）、在化肥优化的基础上有机肥（鸡粪）氮替代50%化肥氮（MF）、有机肥（鸡粪）氮替代100%化肥氮（OM）。试验研究了不同施肥处理下玉米产量、生物量和氮素吸收利用的变化。【结果】有机肥氮替代部分化肥氮能够显著增加玉米籽粒产量和生物量。相比常规施肥（FP）、有机肥氮替代100%化肥氮（OM）和化肥优化施用（OP），有机肥氮替代50%化肥氮处理（MF）的8年玉米籽粒平均增产率分别为13.7%、13.5%和12.5%，地上部生物量增产11.3%、7.0%和8.6%。与对照相比，各施肥模式均降低了玉米产量年度变异系数，提高了可持续指数和收获系数，其中有机肥氮替代50%化肥氮（MF）年度变异最小、可持续指数和收获指数最高。有机肥氮替代部分化肥氮促进了玉米对氮的吸收累积和向籽粒的转运。与化肥优化施（OP）和有机肥氮替代100%化肥氮（OM）处理相比，有机肥氮替代50%的化肥氮处理（MF）籽粒中氮素累积吸收量增加7.0%和29.6%，氮的总表观利用率提高2.5个百分点和26.5个百分点。有机肥氮替代50%化肥氮处理（MF）的氮肥偏生产力、氮收获指数和氮肥贡献率分别比OP提高6.2 kg·kg<sup>-1</sup>、3.5个百分点和6.3个百分点，比OM提高6.6 kg·kg<sup>-1</sup>、0.8个百分点和5.8个百分点。不同施肥处理每生产1 t玉米对氮素的需求量存在明显差异，化肥优化（OP）和有机肥氮替代50%的化肥氮（MF）处理生产1 t玉米籽粒对氮素的需求量（9.4 kg和10.8 kg）明显低于FP和OM处理（14.5 kg和12.9 kg），提高了氮素的生产效率。【结论】有机肥氮替代50%化肥氮显著提高了玉米经济产量和生物产量，提高了产量的稳定性和可持续性；促进了玉米对氮素的吸收和向籽粒的转运，提高了氮的利用效率。有机肥氮替代部分化肥氮是西南紫色土地区玉米增产稳产、氮肥增效的合理施肥方式。
