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2014-2016年我国种植业化肥施用状况及问题 被引量：55
1
作者 徐洋 杨帆 +2 位作者 张卫峰 孟远夺 姜义 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期11-21,共11页
【目的】种植业化肥施用量的变化不仅影响着我国化肥的供销平衡,还与环境安全密切相关。掌握种植业化肥施用状况是贯彻新发展理念,推进农业供给侧结构性改革的重要前提保障。【方法】本研究利用农业农村部339个国家级基层肥料信息网点... 【目的】种植业化肥施用量的变化不仅影响着我国化肥的供销平衡,还与环境安全密切相关。掌握种植业化肥施用状况是贯彻新发展理念,推进农业供给侧结构性改革的重要前提保障。【方法】本研究利用农业农村部339个国家级基层肥料信息网点调查数据,计算2014—2016年我国种植业化肥施用总量,并对主要农作物和不同区域化肥施用量和化肥施用品种分别进行统计分析。【结果】2014—2016年我国种植业化肥施用量分别为5989.7万t、6052.6万t和6041.4万t,其中三大粮食作物小麦、玉米、水稻年均化肥施用总量分别为728.3万t、1214.2万t和887.1万t,合计占到化肥施用总量的46.9%,华北、华中南和华东三个区域年均化肥施用总量分别为1603.1万t、1156.8万t和978.7万t,合计占到化肥施用总量的62.0%,复合(混)肥和尿素是农民最常购买的两种肥料,年均购买比例分别为76.8%和65.1%。【结论】我国种植业化肥施用量在2016年首次实现了零增长,化肥减量工作取得重要进展,但区域养分供应不平衡现象突出,主要表现为华北、华中南养分盈余较大,西南、西北养分供应不足。不同作物体系也存在施肥不平衡的问题,小麦、水稻基本合理,玉米和花生投入过量,甘蔗和棉花投入不足。建议国家加大力度推进测土配方施肥、机械施肥、有机肥替代化肥等高效施肥模式,促进化肥减量增效,助力乡村振兴战略实施。 展开更多
关键词 化肥 种植业 施用状况
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近30年中国主要农田土壤pH时空演变及其驱动因素 被引量：47
2
作者 韩天富 柳开楼 +7 位作者 黄晶 马常宝 郑磊 王慧颖 曲潇林 任意 于子坤 张会民 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2137-2149,共13页
【目的】研究中国农田土壤pH时空变化特征及其主要的驱动因素,为土壤酸化阻控、土壤质量提升和土地可持续利用提供理论基础。【方法】基于农业农村部布置在全国主要农田区域的耕地质量监测点数据(950个),分析旱地、水旱轮作、水田等不... 【目的】研究中国农田土壤pH时空变化特征及其主要的驱动因素,为土壤酸化阻控、土壤质量提升和土地可持续利用提供理论基础。【方法】基于农业农村部布置在全国主要农田区域的耕地质量监测点数据(950个),分析旱地、水旱轮作、水田等不同土地利用类型下土壤pH时空变化特征,并利用提升回归树模型探究影响土壤pH变化的主要驱动因素。【结果】就全国而言,土壤pH及其变异系数表现为旱地(6.74±1.19和17.63%)>水旱轮作(6.54±0.93和14.26%)>水田(5.80±0.81和13.95%),其中华南地区农田土壤pH表现为水田(5.74±0.79)大于水旱轮作(5.47±0.56)和旱地(5.45±0.91)。从监测初期(Ⅰ阶段,1988—2000)到监测中期(Ⅱ阶段,2001—2010),旱地和水田土壤pH整体上随时间呈降低趋势,下降速率分别为0.065和0.054/年(P<0.01),而水旱轮作土壤pH无显著变化;从Ⅱ到Ⅲ阶段(2001—2018),旱地和水旱轮作土壤pH整体上随时间呈上升趋势,上升速率分别为0.022和0.016/年(P<0.05),而水田土壤pH无显著变化。东北、华北、西南、长江中下游地区的旱地土壤pH随时间均呈线性下降趋势(P<0.05),而华南地区从Ⅱ到Ⅲ阶段呈线性上升趋势(P<0.01);西南、长江中游和华南地区水田土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势(P<0.01),而东北、西南和长江下游地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势(P<0.01);西南地区水旱轮作土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势(P<0.01),而华北、长江下游和华南地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势(P<0.05)。通过Pearson和提升回归树分析发现,年均降雨量是造成土壤pH空间尺度上差异的最主要因素,其次是土壤质地、容重和有机质含量。此外,在旱地土壤上长期的氮肥投入和在水田和水旱轮作土壤上钾肥的投入对pH变化的影响较大。【结论】整体而言,我国旱地和水田土壤pH从监测初期到中期呈快速下降趋势,而旱地和水旱轮作土 展开更多
关键词 土壤PH 土地利用类型 时空演变 驱动因素 提升回归树模型
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基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征 被引量：44
3
作者 韩天富 马常宝 +7 位作者 黄晶 柳开楼 薛彦东 李冬初 刘立生 张璐 刘淑军 张会民 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1918-1929,共12页
【目的】定量分析近30年施肥对中国水稻产量的综合效应和影响机制,为水稻种植区域肥料的科学施用提供依据。【方法】以全国水稻土长期监测点为平台,将相应的监测数据按照种植区域、试验时间、种植制度、作物类型、施肥类型、土壤质地、... 【目的】定量分析近30年施肥对中国水稻产量的综合效应和影响机制,为水稻种植区域肥料的科学施用提供依据。【方法】以全国水稻土长期监测点为平台,将相应的监测数据按照种植区域、试验时间、种植制度、作物类型、施肥类型、土壤质地、土壤p H、土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量、土壤缓效钾含量进行分组,以不施肥处理作为对照,利用Meta-analysis方法探究施肥对水稻产量的综合效应及其影响因素。【结果】近10年(2008—2017)以来,无论施肥与否,水稻产量均显著高于1988—1997和1998—2007年对应的水稻产量。与不施肥相比,施肥显著提高水稻产量,其提高幅度平均为80.8%。在西南地区施肥对水稻产量的提高幅度最高(98.5%),显著高于华北地区(70.3%)。不同试验时间下,施肥比不施肥处理在1988—1997年对水稻产量提高的幅度(99.1%)高于1998—2007年(84.2%)和2008-2017年(78.1%)。不同种植制度下,施肥较不施肥处理能显著提高一年三熟水稻产量(92.0%),且提高幅度均高于一年一熟(76.2%)和一年两熟(81.9%)。与不施肥相比,双季稻施肥对水稻产量的提高幅度(85.9%)高于单季稻区(75.9%)和水稻-其他作物(79.5%)。与不施肥相比,有机肥与无机肥配合施用对水稻产量提高幅度(88.3%)高于化肥单施处理(76.6%)。施肥较不施肥处理能显著提高黏质土壤水稻产量(92.0%),提高幅度显著高于砂质土壤(58.0%)和壤质土壤(77.5%)。随着土壤有机质和有效磷含量的增加,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度呈降低趋势。在较高的土壤p H(>7.5)、较低土壤全氮(<1.5g·kg-1)和缓效钾(<150 mg·kg-1)情况下,施肥较不施肥处理水稻产量提高的幅度较高。随机森林分析结果表明:施肥对水稻产量提高幅度主要受水稻种植区域、土壤全氮和种植制度的影响。此外,肥料的农学效率与施肥对 展开更多
关键词 施肥 水稻产量 META-ANALYSIS 响应比 农学效率
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东北黑土地保护利用取得的主要成绩、面临挑战与对策建议 被引量：35
4
作者 韩晓增 邹文秀 杨帆 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第10期1194-1202,共9页
经过各地多部门采取有效措施、积极推进,东北黑土地保护利用取得了显著成效。目前,东北黑土地保护利用已经上升到国家战略,被纳入相关国家规划或纲要中,科学研究取得了重大进展。通过实施东北黑土地保护利用试点项目,黑龙江省、吉林省... 经过各地多部门采取有效措施、积极推进,东北黑土地保护利用取得了显著成效。目前,东北黑土地保护利用已经上升到国家战略,被纳入相关国家规划或纲要中,科学研究取得了重大进展。通过实施东北黑土地保护利用试点项目,黑龙江省、吉林省、辽宁省和内蒙古自治区已经将黑土地保护利用纳入重要工作日程,因地制宜、分区域制定了黑土地保护利用措施,建立了“梨树模式”和“龙江模式”;黑土地6个土壤类型耕地地力得到提高,黑土地保护利用工作达到预定目标,社会和民众参与意识明显提升。此外,各级政府通过不断完善相关条例规范,实现黑土地保护利用有章可循,下一步逐步完善国家层面相关法规制度,让黑土地保护利用有法可依。然而,东北黑土地保护利用仍然面临着现有耕作方式能否保持住黑土层厚度、浅薄层黑土能否通过技术创新恢复至中厚层黑土、如何通过低成本投入实现白浆土障碍消减与培肥、黑土区可容忍的风蚀和水蚀量是多少等一系列问题。在未来的工作中,应该加强顶层设计,充分发挥《东北黑土地保护规划纲要(2017—2030年)》和《国家黑土地保护工程实施方案(2021—2025年)》对东北黑土地保护利用的指导作用,在北纬45°以北的黑土带上建立大于4×104 km2黑土地保护区,实现中厚层黑土的永续利用;集中力量破解浅薄层黑土耕地地力提升与粮食产能高效的肥沃耕层构建技术瓶颈;建立以长坡为研究对象的水土流失长期观测场,重点攻关坡耕地区域内系统降能排水技术和沟蚀控制技术;设立土壤风蚀监测站点,形成监测网络,进行实时观测,为制定防风蚀技术对策提供重要参考。 展开更多
关键词 黑土地保护工程 黑土层保育 肥沃耕层构建 控蚀增肥 梨树模式 龙江模式
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肥沃耕层构建对东北黑土区旱地土壤肥力和玉米产量的影响 被引量：34
5
作者 邹文秀 韩晓增 +6 位作者 陆欣春 陈旭 严君 宋宝辉 杨宁 林青华 贺宇 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4134-4146,共13页
有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层... 有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层构建方式的响应特征,以期为实现东北黑土区旱地保护性利用和农业可持续发展提供科学依据。采用小区试验与大区示范相结合的方式,在黑龙江省、吉林省和辽宁省选取9个生态类型区作为试验点,土壤类型包括黑土(中厚黑土和薄层黑土)、草甸土、黑钙土、白浆土、棕壤、暗棕壤和褐土。每个试验点均设置了玉米秸秆深混构建肥沃耕层(CFⅠ)、秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层(CFⅡ)和无有机物料还田(CK)3个处理。其中,CFⅠ、CFⅡ处理的小区试验和大区示范的秸秆还田量分别为10000 kg·hm-2和全量还田,CFⅡ处理的有机肥施用量为30000 t·hm-2;CFⅠ和CFⅡ处理中有机物料的还田深度均为0~35 cm。结果表明:不同土壤类型旱地的土壤肥力差异较大,不同土层表现为亚耕层土壤肥力小于耕层土壤,其中暗棕壤和白浆土尤为突出;棕壤、褐土耕层和亚耕层的土壤肥力均偏低;黑土和草甸土的质地比较黏重和犁底层较厚。在试验时间为两年以上的5个试验点中,与CK相比,CFⅠ和CFⅡ处理耕层的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加1.85 g·kg-1、20.16 mg·kg-1、1.56 mg·kg-1和17.2 mg·kg-1,亚耕层较耕层增加了2.09 g·kg-1、12.06 mg·kg-1、2.18 mg·kg-1和3.84 mg·kg-1。与CK相比,CFⅠ处理显著增加了耕作层和亚耕层土壤有机质和速效磷含量,CFⅡ处理显著增加了耕作层和亚耕层的全部土壤肥力指标,说明肥沃耕层构建是提高土壤肥力的重要途径,其中玉米秸秆配施有机肥是快速提升土壤肥力的有效方法。受不同地区水热条件和土壤类型等的影� 展开更多
关键词 肥沃耕层构建 玉米秸秆深混 玉米秸秆配合有机肥深混 土壤有机质 产量
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中国稻田土壤有效磷时空演变特征及其对磷平衡的响应 被引量：26
6
作者 都江雪 柳开楼 +7 位作者 黄晶 韩天富 王远鹏 李冬初 李亚贞 马常宝 薛彦东 张会民 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期476-486,共11页
以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称“长三角”)、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻... 以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称“长三角”)、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻田土壤磷素时间演变和空间差异特征,为稻田土壤磷素科学管理提供理论依据。结果表明,全国主要稻作区土壤有效磷含量平均为21.18 mg·kg^(-1),各区域间稻田土壤有效磷含量存在显著差异,其中华南区最高(33.71 mg·kg^(-1)),西南区最低(12.49 mg·kg^(-1))。除长江中游外,其他稻作区土壤有效磷含量均随施肥年限的延长而增加,全国平均年增速为0.36 mg·kg^(-1)。随施肥年限的延长,各区域均表现为磷素盈余状态,全国土壤磷素盈余量年均为35.03 kg·hm^(-2),其中华南区磷素盈余速率最高(51.31 kg·hm^(-2)·a^(-1))。土壤有效磷含量与磷素累积盈余量呈显著正相关关系(P<0.05),平均每盈余磷素100 kg·hm^(-2),土壤有效磷含量增加0.82 mg·kg^(-1)。各稻作区磷肥回收率和磷肥农学效率均随施肥年限的延长而显著升高(P<0.05),其中以西南区最高,分别为35.92%和69.02 kg·kg^(-1)。近30 a来,各稻作区土壤有效磷含量和磷素累积盈余量随施肥年限的延长而显著升高,土壤磷肥回收率和农学效率表现出区域差异,应根据当地磷素平衡状况适当调整施磷制度,西南区应增施磷肥,保证作物的正常磷素需求;华南区可减少磷肥施用量,提高磷素利用率,降低面源污染风险。 展开更多
关键词 稻田 有效磷 磷肥回收率 磷肥农学效率 磷平衡
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西部地区紫色土近30年来土壤肥力与生产力演变趋势分析 被引量：25
7
作者 王齐齐 徐虎 +4 位作者 马常宝 薛彦东 王传杰 徐明岗 张文菊 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1492-1499,共8页
【目的】紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889×104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期... 【目的】紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889×104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征,为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。【方法】利用时间趋势分析和中值分析的方法,分别总结了紫色土土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势,分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势;运用主成分分析和冗余分析方法,分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析,探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。【结果】与初始监测阶段相比,29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化,但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在2011—2016监测阶段的平均值为15.34 mg/kg,比初始监测阶段(6.10 mg/kg)显著提高了151.4%;土壤速效钾含量在2011—2016年的平均值比初始监测阶段(1988—1992年)增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势,比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明,紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明,影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH,对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷,对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。【结论】近29年来,在常规施肥管理� 展开更多
关键词 紫色土 土壤养分 土壤肥力 常规施肥 产量 演变特征
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中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系 被引量：23
8
作者 李冬初 黄晶 +7 位作者 马常宝 薛彦东 高菊生 王伯仁 张杨珠 柳开楼 韩天富 张会民 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期252-258,共7页
对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析,为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个,统计分析全国及7大区域(东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西... 对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析,为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个,统计分析全国及7大区域(东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW)耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明,全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著(p<0.05),MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为(6.90±1.20),(1.30±0.15)g/cm^3。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地,旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系(R^2=0.09,RMSE=0.17,n=759),以及土壤pH对土壤有机质含量响应(R^2=0.16,RMSE=1.24,n=886)。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低,呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系,可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。 展开更多
关键词 土壤有机质 国家级耕地监测点 土壤利用方式 土壤容重 土壤PH
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中国稻田土壤有效态中量和微量元素含量分布特征 被引量：22
9
作者 张璐 蔡泽江 +7 位作者 王慧颖 于子坤 韩天富 柳开楼 刘立生 黄晶 文石林 张会民 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第16期62-70,共9页
基于全国282个水稻土监测点,分析土壤有效态中、微量元素含量及区域特征(东北、长三角、长江中游、西南、华南),结合丰缺标准,揭示中、微量元素丰缺程度。结果表明:东北水稻土交换性镁和有效硼含量高于其他地区,有效锌含量最低;长三角... 基于全国282个水稻土监测点,分析土壤有效态中、微量元素含量及区域特征(东北、长三角、长江中游、西南、华南),结合丰缺标准,揭示中、微量元素丰缺程度。结果表明:东北水稻土交换性镁和有效硼含量高于其他地区,有效锌含量最低;长三角有效锰含量最高、有效硫含量最低;长江中游有效铜含量最高,有效态铁、锰和钼含量最低;西南交换性钙含量高于其他地区,有效铜含量则低于其他地区;华南有效态铁、钼含量均高于其他地区,而交换性钙、镁含量低于其他地区。中国水稻土交换性钙、镁及有效铁、锰、铜含量整体丰富;长三角和华南缺硫水稻土比例分别为42.2%和41.8%;东北、长三角、长江中游、西南和华南缺锌水稻土比例分别为75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%,缺硼分别为38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%,缺钼28.6%、60.4%、82.6%、42.0%和33.4%。可见,东北和长三角水稻土以缺锌为主;长江中游以缺硼、钼为主;西南以缺硼为主;华南以缺硼为主。研究可为全国和区域尺度水稻土中微量元素的管理和合理施用提供依据。 展开更多
关键词 水稻土 中量和微量元素 区域分布 丰缺 中国
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盐碱地资源分析及利用研究展望 被引量：19
10
作者 胡炎 杨帆 +2 位作者 杨宁 贾伟 崔勇 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期489-494,共6页
我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现,我国盐碱耕地面积呈增长趋势,而优质可垦资源呈减少趋势,但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据,底数不清问题突出。建议结合第三次全... 我国高度重视盐碱地治理和农业高效利用。通过梳理分析现有盐碱地资源相关资料发现,我国盐碱耕地面积呈增长趋势,而优质可垦资源呈减少趋势,但盐碱地的数量、分布、质量等缺乏更加精准、全面的数据,底数不清问题突出。建议结合第三次全国土壤普查尽快摸清盐碱地“家底”,构建盐碱地资源合理利用长效机制,转变治理观念,推进以种适地,从而促进盐碱地有序开发和综合利用。 展开更多
关键词 盐碱地 盐渍土 变化趋势 利用
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基于红壤稻田肥力与相对产量关系的水稻生产力评估 被引量：20
11
作者 柳开楼 黄晶 +9 位作者 张会民 韩天富 黄庆海 余喜初 李大明 胡惠文 叶会财 胡志华 马常宝 薛彦东 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1425-1434,共10页
【目的】土壤肥力是水稻产量提升的基础,研究土壤肥力质量指数与水稻产量的量化关系可以为稻田土壤培肥和产量提升提供理论参考。【方法】本研究基于位于江西省南昌市进贤县的红壤稻田长期肥料定位试验和县域尺度样点调研,长期试验包括... 【目的】土壤肥力是水稻产量提升的基础,研究土壤肥力质量指数与水稻产量的量化关系可以为稻田土壤培肥和产量提升提供理论参考。【方法】本研究基于位于江西省南昌市进贤县的红壤稻田长期肥料定位试验和县域尺度样点调研,长期试验包括不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、单施钾肥(K)、氮磷肥配施(NP)、氮钾肥配施(NK)、氮磷钾肥配施(NPK)、2倍氮磷钾肥配施(2NPK)和有机无机肥配施(NPKM)处理,收集1981年、1985年、1989年、1995年、2002年、2005年、2012年和2017年的土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和水稻产量;并于2017年在进贤县布置了58个代表性点位,获取土壤pH、有机质、有效磷、速效钾和晚稻产量数据。采用Fuzzy方法对长期试验不同施肥处理的土壤肥力质量指数进行计算,构建和验证土壤肥力质量指数与水稻相对产量的量化关系,并在进贤县进行了验证。【结果】在红壤性双季稻田,不同施肥处理显著影响水稻产量和土壤肥力质量指数,与CK处理相比,NPKM、2NPK和NPK处理的年平均产量分别增加了71.6%、59.1%和36.5%;土壤肥力质量指数分别增加了64.1%、47.3%和27.7%,且NPKM处理的水稻产量和土壤肥力质量指数分别比NPK处理增加了25.6%和28.5%;同时,NP和NK处理的水稻产量和土壤肥力质量指数也显著低于NPKM处理,而N、P和K处理的水稻产量和土壤肥力质量指数则与CK没有显著差异。线性拟合方程发现,红壤稻田的土壤肥力质量指数增加0.1个单位,水稻相对产量增加7.2%～22.6%。县域尺度的验证结果表明,基于土壤肥力质量指数预测的水稻相对产量与实际相对产量高度吻合(R^2=0.5268,P <0.01,RRMSE <25%),表明基于土壤肥力质量指数可较准确地评估该区域的水稻生产能力。【结论】在红壤稻田上,化肥配施有机肥是提升土壤肥力质量和水稻产量的关键技术途径,且利用土壤肥力质� 展开更多
关键词 红壤稻田 长期施肥 土壤肥力质量 相对产量
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近30年中国稻区氮素平衡及氮肥偏生产力的时空变化 被引量：20
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作者 黄晶 刘立生 +8 位作者 马常宝 薛彦东 韩天富 柳开楼 刘淑军 张璐 李冬初 都江雪 张会民 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期987-998,共12页
【目的】中国的稻作模式和区域条件复杂多样,研究和推荐各稻区氮肥合理施用量,为提高氮肥利用效率和维持土壤氮素平衡提供参考。【方法】基于1988―2017年开展的全国水稻土长期监测平台,分析主要稻区(包括东北、西南、长江中游、华南、... 【目的】中国的稻作模式和区域条件复杂多样,研究和推荐各稻区氮肥合理施用量,为提高氮肥利用效率和维持土壤氮素平衡提供参考。【方法】基于1988―2017年开展的全国水稻土长期监测平台,分析主要稻区(包括东北、西南、长江中游、华南、长三角稻区,322个土壤监测点)氮肥施用水平、氮肥偏生产力、土壤氮素平衡的时空演变特征,并进一步探究各稻区氮肥的合理用量。【结果】近30年来,我国东北、西南、长江中游(早稻)、华南(双季)和长三角稻区水稻氮肥平均施用量分别为N 159、173、179、284和279 kg/hm^2,全国稻区氮肥平均施用量为N 215 kg/hm^2。西南和长三角稻区氮肥施用量随施肥年限的增加而显著增加(P<0.05),增加速率分别为N 0.4和2.5 kg/(hm^2·a)。整体而言,全国稻区氮肥施用量随施肥年限的增加无显著变化。30年间,各稻区之间氮素表观平衡量差异显著(P<0.05)。东北、西南、长江中游(早稻)、华南(双季)和长三角稻区氮素年均盈余量分别为N 35、5、20、69和109 kg/hm^2,氮素盈余量分别占氮肥平均施用量的22%、3%、11%、24%和39%。各稻区氮素盈余量均随着氮肥施用量的增加而显著增加(P<0.0001)。东北、西南、长江中游(早稻)、华南(双季)和长三角各稻区水稻氮肥偏生产力分别为54、51、42、44和35 kg/kg,全国平均为45kg/kg,仅东北和长江中游(早稻)稻区水稻氮肥偏生产力随施肥年限增加而显著提高(P<0.05)。各稻区氮肥偏生产力均随着氮素盈余量的增加而呈指数下降趋势(P<0.0001)。【结论】除西南稻区,其他稻区氮素施用量偏高。综合考虑维持土壤氮平衡和提高氮肥偏生产力,建议东北、西南、长江中游(早稻)、华南(双季)和长三角稻区的适宜施氮量分别为N 131、167、156、244和151 kg/hm^2。 展开更多
关键词 中国稻区 氮素表观平衡 氮肥偏生产力 时空变化 氮肥推荐施用量
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1988-2018年中国水稻秸秆资源时空分布特征及还田替代化肥潜力 被引量：17
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作者 刘淑军 李冬初 +9 位作者 黄晶 马常宝 王慧颖 于子坤 曲潇林 张璐 韩天富 都江雪 柳开楼 张会民 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期151-161,共11页
中国的水稻秸秆资源丰富,但不同地区水稻秸秆及养分资源量,还田替代化肥潜力以及随时间的变化特征尚不清楚。该研究基于农业农村部1988-2018年在全国稻作区的水稻土长期监测数据,分析了中国各地区不同年份的水稻秸秆和养分资源量及还田... 中国的水稻秸秆资源丰富,但不同地区水稻秸秆及养分资源量,还田替代化肥潜力以及随时间的变化特征尚不清楚。该研究基于农业农村部1988-2018年在全国稻作区的水稻土长期监测数据,分析了中国各地区不同年份的水稻秸秆和养分资源量及还田替代化肥潜力,为水稻秸秆资源的合理利用提供依据。结果表明:全国近10 a(2009-2018年)水稻秸秆和氮磷钾(NPK)养分资源年均量分别达到1.69×108 t和452.09×10^(4) t,比1988-1998年增加0.23×108 t和61.50×10^(4) t,东北增幅最高。全国水稻秸秆及养分资源随种植年限的延长呈增长趋势,第一阶段(1990s-2000s)和第二阶段(2000s-2010s)水稻秸秆资源年变化速率分别为18.11×10^(4) t/a和211.47×10^(4) t/a,N、P、K养分资源年变化速率分别为(0.15×104)、(0.02×104)、(0.31×104)t/a和(1.76×104)、(0.25×104)、(3.66×104)t/a。70%以上的水稻秸秆和养分资源分布在长三角、长江中游和西南,以长三角最高(4.15×107 t,NPK 111.05×10^(4) t),华南最低(2.20×107 t,NPK 58.54×10^(4) t)。30 a来,全国单位耕地面积水稻秸秆还田带入农田的氮(N)、磷(P)、钾(K)养分量持续稳定增加,占化肥年均施用量的比例为10.88%~12.53%、11.83%~17.13%、116.22%~122.62%。全国水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥年均可替代量为(28.90±0.14)、(5.80±0.03)、(180.46±0.52)kg/hm2,各区以长三角最高(N:(34.44±0.20)kg/hm2、P:(6.91±0.04)kg/hm2、K:(129.23±0.74)kg/hm2),华南最低(N:(25.80±0.23)kg/hm2、P:(5.18±0.05)kg/hm2、K:(96.83±0.87)kg/hm2)。充分利用水稻秸秆资源,是实现化肥减施增效的重要保障。 展开更多
关键词 时空分布 秸秆还田 化肥替代 水稻秸秆 养分资源量
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中国农田小麦和玉米产量时空演变及驱动因素 被引量：16
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作者 韩天富 李亚贞 +8 位作者 曲潇林 马常宝 王慧颖 黄晶 柳开楼 都江雪 张璐 刘立生 张会民 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期100-108,共9页
探究中国小麦和玉米产量的时空变化特征和关键驱动因素,为粮食安全战略决策提供理论依据。基于农业农村部近30年(825个点位,1988-2019年)全国农田监测数据,分析了小麦和玉米产量的时空变化特征,利用逐步回归和随机森林模型探究施肥、气... 探究中国小麦和玉米产量的时空变化特征和关键驱动因素,为粮食安全战略决策提供理论依据。基于农业农村部近30年(825个点位,1988-2019年)全国农田监测数据,分析了小麦和玉米产量的时空变化特征,利用逐步回归和随机森林模型探究施肥、气候和土壤属性对产量变化的影响,最后通过偏最小二乘法探究各指标影响产量变化的主要调控路径。结果表明,近30年,小麦、玉米单作和二者轮作下平均产量分别为5.05、9.05、6.01和7.08 t/hm^(2),相应的变异系数为36.6%、26.2%、32.1%和28.0%,相应作物产量随时间的增加速率分别为100、159、46和98 kg/(hm^(2)·a)(P<0.05)。同其他作物轮作下的小麦产量、变异系数和变化速率分别为5.29t/hm^(2)、28.6%和67kg/(hm^(2)·a)(P<0.001)。高产玉米主要分布在西北(单作)和华北地区(与小麦轮作);高产小麦主要分布在同玉米轮作下的长江下游和华北地区。西南地区小麦和玉米产量最低。除了西南和长江中游地区小麦玉米轮作下的小麦产量随监测时间延长呈负增长,其他各区域及全国尺度上的产量均呈正增长。逐步回归结果表明:氮肥对小麦和玉米产量的调控作用均达到极显著水平(P<0.01),而土壤pH的调控作用均未达到极显著水平。针对不同区域而言,随机森林结果显示:除了气候和氮肥的重要性以外,有机质在大部分区域(尤其是西南地区)对产量变化的重要性较大,而钾肥对华北和西北地区的玉米产量变化的重要性较大。通过偏最小二乘法分析发现,土壤属性、肥料投入和气候三者对产量调控的总效应分别为47.6%、29.4%和23.0%,气候主要是通过影响土壤属性和施肥进而调控作物产量。近30年中国小麦和玉米产量整体上呈不断增加趋势,但是西南和长江中游地区小麦玉米轮作下小麦产量随时间呈降低趋势,需引起重视。土壤性质对小麦和玉米产量变化的影响高� 展开更多
关键词 农田 土壤 肥料 气候 产量 时空演变
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有机替代对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响 被引量：16
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作者 任科宇 陆东明 +4 位作者 邹洪琴 王慧颖 许发辉 卢昌艾 段英华 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期716-725,共10页
为探明有机替代对我国长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响,本研究通过搜集已发表的文献,建立了207组包含不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥替代部分化学氮肥(NPKM)处理下水稻产量和籽粒含氮量的数据库。采用整合分析的方法,定量计算... 为探明有机替代对我国长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响,本研究通过搜集已发表的文献,建立了207组包含不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和有机肥替代部分化学氮肥(NPKM)处理下水稻产量和籽粒含氮量的数据库。采用整合分析的方法,定量计算了有机替代在不同施肥措施、土壤性质和气候因素下对长江流域水稻产量和籽粒含氮量的影响;采用随机森林模型明确了影响有机替代效果的主控因素。结果表明,施肥能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量,NPK处理下产量和籽粒含氮量较CK处理分别提高了2.3 t∙hm^(-2)和1.2 g∙kg^(-1)。与NPK相比,NPKM处理下水稻的产量和籽粒含氮量分别显著提升了3.7%和1.9%。NPKM处理对产量和籽粒含氮量的影响存在区域差异。NPKM处理在总施氮量低于250 kg∙hm^(-2)、替代比例30%~60%时能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。NPKM处理在土壤养分含量较高的条件下有利于水稻产量的提升,在土壤养分含量较低的条件下有利于籽粒含氮量的提升。在年均降雨量≤1200 mm、年日照时数>1800 h、年均温>15℃条件下,NPKM处理能够显著提高水稻的产量和籽粒含氮量。影响NPKM处理水稻产量的主要因素是替代比例、土壤pH和年均降雨量,而影响籽粒含氮量的主要因素是土壤有效磷、全氮含量以及土壤pH。综上所述,有机肥替代部分化学氮肥能够显著提高我国长江流域水稻的产量和籽粒含氮量,在中游地区提升效果更佳,有机替代总氮施用量应低于250 kg∙hm^(-2),替代比例以30%~60%为宜。 展开更多
关键词 有机肥 籽粒品质 土壤性质 气候因素 整合分析 随机森林
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中国水稻土酸化时空变化特征及其对氮素盈余的响应 被引量：15
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作者 叶英聪 孙波 +2 位作者 刘绍贵 李文西 杨帆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期246-256,共11页
针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中... 针对水稻土酸化造成作物减产和严重污染环境的问题,收集了1979—1985年全国第二次土壤普查成果和2015—2017年水稻土质量等级调查成果,结合2005—2015年全国测土配方施肥数据,采用空间分析和统计分析方法,分析了1979—2017年,39年间中国水稻土pH值空间分布的变化;计算了39年间不同水稻土pH值分级和区域的水稻土酸化速率,探讨了39年间氮肥投入变化量和土壤理化性质与水稻土酸化速率的关系;估算了2015—2017年水稻土单位面积氮素盈余量,并进一步量化了氮素盈余量与水稻土pH值变化量的关系。结果表明:39年间水稻土受土壤酸胁迫程度加剧,特别是水稻土由酸性(pH值为5.5~6.5)转变成强酸性(pH值小于等于5.5)的面积比例增加,这主要集中在长江中下游中部、南部和华南区中部、南部。39年间水稻土平均pH值下降了0.26,其中,东北区、长江中下游区、华南区平均pH值分别下降了0.34、0.29和0.58,西南区平均上升了0.14。39年间水稻土酸化速率从大到小依次为碱性水稻土、中性水稻土、酸性水稻土、强酸性水稻土,区域上水稻土酸化速率从大到小依次为东北区、华南区、长江中下游区、西南区。39年间,氮肥投入量和土壤容重变化量与水稻土酸化速率存在极显著的正相关关系,有机质含量和耕层厚度变化量与水稻土酸化速率存在极显著的负相关关系。2015—2017年,氮素盈余量与水稻土pH值变化量呈显著的负相关关系,氮素盈余量增加会造成水稻土酸化加剧。划定了3类水稻土治理分区,提出“治酸、防酸、控酸”的总体策略,并分区域制定了治理措施,可为水稻土酸化阻控和地力提升提供参考。 展开更多
关键词 水稻土 酸化 时空变化 氮素盈余
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中国稻作区土壤速效钾和钾肥偏生产力时空变化 被引量：14
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作者 柳开楼 韩天富 +7 位作者 黄晶 李亚贞 马常宝 薛彦东 都江雪 王远鹏 李文军 张会民 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期202-212,共11页
基于农业农村部布置在全国的水稻土监测样点(1988—2017),分析不同稻作区水稻土的速效钾、钾肥偏生产力和钾素表观平衡的时空变化趋势。在30 a间,东北区水稻土速效钾含量显著高于长江三角洲(长三角)、长江中游、华南和西南地区。随试验... 基于农业农村部布置在全国的水稻土监测样点(1988—2017),分析不同稻作区水稻土的速效钾、钾肥偏生产力和钾素表观平衡的时空变化趋势。在30 a间,东北区水稻土速效钾含量显著高于长江三角洲(长三角)、长江中游、华南和西南地区。随试验年限的延长,除了长江中游的水稻土速效钾为先增加后稳定的趋势外,东北、长三角和华南区的水稻土速效钾含量均呈现出先稳定后增加的趋势,而西南区的水稻土速效钾含量则无显著变化。线性拟合方程表明,土壤速效钾含量每增加10 mg·kg^(–1),30 a间东北、长三角、长江中游、华南的钾肥偏生产力提升幅度分别为0.31、1.51、0.26和0.49 kg·kg^(-1)。除西南区域外,其他区域的钾素表观平衡与土壤速效钾含量均存在显著的正相关关系(P<0.05)。因此,1988—2017年,全国尺度上水稻土的速效钾含量呈增加趋势,但不同稻作区土壤速效钾含量及年均增幅则差异较大。土壤速效钾含量的增加显著促进了水稻钾肥偏生产力的提升,而长期进行水稻种植导致的钾素表观盈余则进一步有利于土壤速效钾含量的提升。 展开更多
关键词 土壤速效钾 水稻土 区域 钾肥偏生产力 钾素表观平衡
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长期施用有机肥潮土细菌的多样性及功能预测 被引量：13
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作者 练金山 王慧颖 +3 位作者 徐明岗 魏文良 段英华 刘树堂 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2073-2082,共10页
【目的】细菌作为土壤中最多的微生物物种,其多样性是土壤质量和土壤健康的标志。施肥不仅为土壤细菌提供了矿质养分,也为细菌提供了不同的碳源。探究长期不同施肥下潮土细菌的多样性及其功能,对于深入理解土壤养分转化的微生物驱动过... 【目的】细菌作为土壤中最多的微生物物种,其多样性是土壤质量和土壤健康的标志。施肥不仅为土壤细菌提供了矿质养分,也为细菌提供了不同的碳源。探究长期不同施肥下潮土细菌的多样性及其功能,对于深入理解土壤养分转化的微生物驱动过程及优化施肥管理措施具有重要意义。【方法】选取潮土上连续37年不施肥(CK)、单施化学氮肥(N)、单施有机肥(M)、有机肥和化学氮肥配施(MN)的4个处理,采用高通量测序方法分析土壤细菌丰度(16S rRNA基因拷贝数)、α多样性和β多样性,采用FAPROTAX功能预测的方法分析主要功能种群的丰度在处理间的差异,采用Mantel检验分析细菌多样性等与产量、土壤养分含量间的相关关系。【结果】长期施用有机肥显著提高了土壤细菌丰度,MN和M处理下土壤中的16S rRNA基因拷贝数分别是CK和N处理平均值的11.8和10.7倍(P<0.05)。土壤细菌多样性指数(Shannon index)和丰富度指数(Chao1index)均在M处理下最高。潮土中变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为优势菌门。与CK相比,施肥处理均提高了潮土拟杆菌门、厚壁菌门和疣微菌门的相对丰度。与N处理相比,MN处理显著提高了潮土变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门的丰度,降低了酸杆菌门的丰度。潮土细菌生态功能以化能异养、有氧化能异养、发酵作用、硝化作用和硝酸盐还原为主,相应种群丰度均在1%以上。MN处理下化能异养功能细菌的丰度较其他处理显著提高2.2%~4.2%。MN和M处理中起发酵作用的种群相对丰度是其他处理的3倍以上。与CK相比,3个施肥处理均显著增加了光异作用和光异养作用功能种群的相对丰度。土壤细菌β多样性和功能结构均与土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、硝态氮(NO3--N)含量及作物产量呈显著(P <0.05)或极显著(P <0.01)相关。【结论】长期施用有机肥提高了潮土中细菌的数量和多样性,� 展开更多
关键词 长期施肥 细菌α多样性 细菌β多样性 细菌功能结构 作物产量
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土壤微生物量氮对小麦各生育期氮素形态的调控 被引量：13
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作者 李俊杰 邹洪琴 +4 位作者 许发辉 张水清 岳克 徐明岗 段英华 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1321-1329,共9页
【目的】土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。【方法】试验基于河南新乡的“国家潮土土壤肥力与肥料效益... 【目的】土壤中氮素的有效性很大程度上影响着作物对氮的吸收。明确各形态氮素对作物吸氮量的贡献,研究调控土壤氮素形态的因素,为培育氮素高效和作物高产的土壤提供理论依据。【方法】试验基于河南新乡的“国家潮土土壤肥力与肥料效益监测基地”长期定位试验,以不施肥(CK)、施NPK化肥(NPK)和1.5倍NPK化肥并配施有机肥(1.5MNPK)3个处理的土壤作为低肥力(F1)、中肥力(F2)和高肥力(F3)土壤进行小麦盆栽试验。3个肥力土壤处理施肥方法相同,盆钵埋于土壤内,盆钵顶部露出地面5 cm。分别在小麦拔节期、孕穗期和成熟期采集土壤和植株样品,测定小麦产量、各生育期吸氮量,分析土壤有机氮、矿质氮(铵态氮和硝态氮)、固持氮库(微生物量氮和固定态铵)含量差异,并通过结构方程模型(SEM)建立各形态氮素与小麦吸氮量的相关关系。【结果】3个肥力水平土壤矿质氮含量在小麦生长期内总体呈下降趋势,收获期土壤矿质氮含量在F1、F2、F3中分别比播种前显著下降了2.9、1.8和6.8 mg/kg。从拔节期到收获期,土壤微生物量氮在F1先增加后降低,在F3中持续增加,在F2中先降低后增加。土壤固定态铵含量在拔节期前和孕穗期后均无显著变化,但从拔节期到孕穗期,3个肥力土壤中固定态铵含量均显著提高。而固持氮库在不同肥力土壤间差异明显,其从播种前到拔节期在F1中增加了10.6 mg/kg,而在F2和F3中分别降低了14.3和32.2 mg/kg;从拔节期到孕穗期都显著增加;从孕穗期到收获期在F1中降低了2.4 mg/kg,而在F2和F3中分别增加8.2和8.7 mg/kg。小麦的产量和吸氮量均在F3中最高,F1中最低;氮素表观平衡在F1中最高,F3中最低。SEM分析结果表明,固持氮库可直接正向调控小麦吸氮量,有机氮库通过固持氮库和矿质氮库之间的变化而间接调控小麦吸氮量。【结论】包含微生物量氮和固定态铵的固� 展开更多
关键词 产量 氮吸收 矿质氮 固定态铵 微生物量氮
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我国区域性耕地质量退化问题及改良培肥对策措施 被引量：14
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作者 许发辉 杨宁 +1 位作者 赵明 胡炎 《中国农技推广》 2020年第10期3-7,共5页
加强耕地质量建设对于保障我国粮食安全、农产品质量安全、促进农业高质量发展具有十分重要意义。本文通过对东北黑土水土流失和有机质下降、西北地区及沿黄灌区盐渍(碱)化、华北及黄淮海地区耕层变浅、南方水稻种植区及其他部分地区土... 加强耕地质量建设对于保障我国粮食安全、农产品质量安全、促进农业高质量发展具有十分重要意义。本文通过对东北黑土水土流失和有机质下降、西北地区及沿黄灌区盐渍(碱)化、华北及黄淮海地区耕层变浅、南方水稻种植区及其他部分地区土壤酸化、设施农田土壤连作障碍及土壤养分严重失衡等问题的讨论,分析我国耕地质量区域性退化问题及其成因,并基于现实状况提出相应培肥改良对策措施。 展开更多
关键词 耕地质量 土壤退化 对策措施
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