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植物营养与肥料学报 2018年第06期杂志 文档列表

近30年我国典型水稻土肥力演变特征1416-1424

摘要：【目的】水稻土是我国面积最大、分布最广的耕地土壤类型，水稻产量约占全国粮食总产量的二分之一，明确水稻土养分演变规律对其质量建设和生产力输出有重要意义。本研究拟以136个部级水稻土长期定位监测点为平台，对20世纪80年代以来近30年的水稻土肥力和生产力水平进行分析，以期探明我国水稻土肥力和生产力的演变特征，为水稻土合理培肥管理提供科学依据和指导。【方法】利用时间趋势分析结合平均值及中值分析的方法对水稻土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析，分别总结了水稻土有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH以及作物产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势；运用主成分分析和冗余分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析，得出水稻土肥力演变的主要贡献因子和影响水稻土作物产量的主控肥力因子。【结果】近30年常规施肥下水稻土肥力监测结果显示，与监测初期相比，水稻土有机质（313～322g／kg）和全氮f188～192g／kg）含量基本稳定，土壤速效养分含量明显升高。2012—2016年间水稻土有效磷平均含量（201mg／kg），比监测初期平均值（15．2mg／kg）显著提高了322％；2012-2016年间水稻土速效钾平均含量（921mg／kg）比监测初期（778mg／kg）提高了184％。经过近30年施肥，水稻土pH值下降了035个单位。主成分分析结果表明，水稻土肥力提高的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷。冗余分析结果表明，影响作物产量的主要肥力因子是土壤速效钾、有效磷和有机质。【结论】近30年农民习惯施肥管理模式下，水稻土整体肥力略有提高，生产力水平明显提高，但土壤pH值降低，有酸化趋势；水稻土肥力演变的主要障碍因子是土壤有机质和全氮，所以水稻土培肥应该在平衡施用氮磷钾肥的

基于红壤稻田肥力与相对产量关系的水稻生产力评估1425-1434

摘要：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（R2=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�

潮土区29年来土壤肥力和作物产量演变特征1435-1444

摘要：潮土是我国重要的农业土壤，是小麦和玉米的主产区。本研究对29年来全国潮土长期定位试验监测的数据进行了分析，明确了潮土区土壤养分状况、肥力水平以及产量变化特征，为潮土区的养分管理和合理施肥提供科学依据。[方法] 基于分布在我国12个省、市、自治区的51个潮土肥力长期监测基地，整理分析了潮土29年来5个肥力指标（有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH）以及作物产量随监测年限的变化。监测期10～29年，监测区种植的作物主要为小麦和玉米，种植方式包括小麦-玉米、冬小麦-夏玉米、春小麦-夏玉米轮作。本研究将监测时间分为监测初期（1988—1997年）、监测中期（1998—2003年）和监测后期（2004—2016年）三个阶段，并进行了三个监测时期各肥力指标和产量平均值的比较，运用主成分分析法分析了土壤综合肥力的主要贡献因子。[结果] 潮土有机质、全氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势，而pH呈下降趋势。土壤有机质和全氮从监测初期到监测中期分别显著提升了47.1%、37.8%，中期到后期提升未达到显著水平；土壤有效磷从监测初期到监测后期逐步提升226%，监测初期与后期差异显著；土壤速效钾从监测初期到中期略有下降，监测中期到后期显著提升了30.4%；土壤pH呈下降趋势，尤其从监测中期的8.14到监测后期的7.78；潮土区常规施肥下小麦和玉米产量的变化随时间呈现出明显上升的趋势，监测中期小麦的平均产量比监测初期显著增加了87.6%，监测中期与后期产量差异不显著；玉米的平均产量从监测初期到监测中期显著提升了111%。主成分分析结果表明，潮土区土壤全氮和有机质是潮土综合肥力的主要影响因素。[结论] 经过10～29年的常规施肥，潮土区土壤的单一肥力、综合肥力以及作物产量先后都得到了显著提高，虽

长期施肥下褐土生产力的演变及其影响因素1445-1455

摘要：土壤生产力提升和稳定是农业可持续发展的基础。研究过去30年间常规施肥条件下，褐土生产力的变化，厘清影响褐土生产力水平的主要因素，为褐土的培肥改良和生产力提升提供理论依据。[方法] 基于全国28个长期定位试验点的褐土定位试验，分析了29年（1988—2016）不施肥和常规施肥两个处理的土壤肥力指标，并运用主成分分析方法分析了地力和施肥因素对产量的影响。[结果] 1）不施肥处理小麦和玉米产量均为先降低后缓慢升高，均值分别为3175和4056 kg/hm2；常规施肥处理小麦产量逐渐升高，玉米产量趋于平稳，均值分别为6124和7432 kg/hm2；小麦和玉米的增产量先升高后降低，均值分别为2901和3429 kg/hm2。施肥提高了作物产量的可持续性指数（SYI），小麦和玉米SYI值分别为0.57和0.54，分别提高了54.82%和52.49%；降低了变异系数（CV），小麦和玉米分别降低了44.70%和40.77%。2）褐土区小麦季和玉米季地力贡献率分别为53.0%和54.2%，变异系数分别为41.2%和37.6%。肥料总量的农学效率，小麦先升高后降低，均值为6.36 kg/kg，玉米先降低后趋于平稳，均值为13.89 kg/kg。氮肥农学效率随施肥年数增加而降低。3）主成分分析结果表明，影响小麦产量的5个主成分的累积贡献率为71.729%，影响玉米产量的4个主成分的累积贡献率为67.948%，对于两种作物，有机肥用量的影响最大，其次是土壤全氮和有机质含量。[结论] 褐土区土壤生产力受有机肥用量和土壤全氮、有机质含量的影响最大，因此褐土区生产力的提高与地力的提升和肥料的科学施用密切相关。地力提升可以采取秸秆还田、施用有机肥等措施；肥料施用需要适当提高磷肥的比例，降低氮肥的比例，同时适当提高有机肥的比例。

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征1456-1464

摘要：[目的]东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地，明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个部级黑土长期定位试验监测点为平台，对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析，以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征，为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。[方法] 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析，分别总结了黑土有机质（SOM）、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势；运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析，得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。[结果] 与初始监测阶段相比，黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高，土壤速效养分含量增幅明显，2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg，较监测初期的平均值（17.38 mg/kg）显著提高了117.1%；土壤速效钾含量也显著升高，2012—2016年速效钾的平均含量（224.31 mg/kg）较监测初期（171.50 mg/kg）提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势，经过近30年长期施肥，黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明，黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷，主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明，影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。[结论] 在农民习惯施肥管理模式下，近30年黑土肥力和生产力水平整体提高，但持续提升肥力后效不足，同时土壤pH值降低，存在酸化的风险；黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含�

黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子1465-1474

摘要：土壤养分是农业生产的必要条件，了解土壤养分的空间变化，对指导精准施肥有一定意义。[方法] 本文以地统计学为基础，利用ArcGIS软件，对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值，得到土壤养分的空间分布图，并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子，在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。[结果] 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg，有机质与全氮的变异系数均为0.09，属于弱变异强度，而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11，属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系（P〈0.01），其中，有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响，与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间，旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田，而有效磷显著低于水田，全氮含量差异不显著。[结论] 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小，而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响，尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。

长期施肥下我国灌淤土粮食产量和土壤养分的变化1475-1483

摘要：灌淤土是我国西北地区重要的粮食和经济作物土壤。了解灌淤土上作物产量的变化，及其对长期施肥的响应，以及灌淤土生产力的变化与其氮磷钾含量的关系，为西北地区作物增产和灌淤土培肥与可持续利用提供理论依据。[方法] 1988到2004年间，在宁夏银川市、吴忠市、石嘴山市和新疆和田市典型灌淤土区域陆续建立了7个国家耕地质量监测点。2016年，利用时间趋势分析法，探讨了作物产量随时间的变化趋势，分析了长期不施肥和常规施肥条件下，玉米、小麦和水稻产量、产量变异系数、可持续性指数、增产率及地力贡献指数的变化特征，并进一步探讨了增产率与土壤养分的关系。[结果] 灌淤土上小麦产量随时间呈现递增的趋势，在2004年达到最高（7.58 t/hm2），之后保持稳定，2016年约为初始年产量的3倍；玉米产量随时间一直呈递增趋势，2016年平均产量为9.8 t/hm2，约为初始年的两倍；水稻产量近年来变化不大。与不施肥相比，常规施肥下小麦、玉米（28年间）和水稻（8年间）分别平均增产3.43倍、3.20倍和1.21倍，产量可持续性指数分别提高了18.8%、148%和13.9%。监测以来，小麦和玉米农田的地力贡献指数略有下降，但变化不显著。水田的地力贡献指数以每年0.0125的速率增加。28年间，常规施肥使土壤全氮含量从0.4 g/kg提高到1.1 g/kg，有效磷和速效钾含量变化不大。小麦与玉米的增产率与土壤全氮含量呈显著直线正相关关系，小麦、玉米和水稻的平均氮肥农学效率分别为9.8、16.8和27.4 kg/kg。[结论] 灌淤土上常规施肥（主要是氮肥）有效提高了玉米、小麦和水稻的产量。土壤全氮含量呈增加趋势，有效磷和有效钾含量基本平稳。土壤肥力对玉米和小麦产量的贡献呈下降趋势，对水稻产量的贡献高且平稳。因此，灌淤土应在合理施用氮肥的�

长期不同施肥下黄壤综合肥力演变及作物产量响应1484-1491

摘要：评价长期不同施肥下黄壤综合肥力的演变特征及其与作物产量的响应关系，寻求黄壤综合肥力提升和作物高产、稳产和可持续生产的科学施肥模式，为黄壤耕地保育和地力提升提供依据。[方法] 依托农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站的黄壤肥力与肥料效益长期定位试验，采集10个不同施肥处理2011～2016年的作物产量和耕层土壤样品，包括：不施肥（CK）、施氮肥（N）、施氮磷肥（NP）、施氮钾肥（NK）、施磷钾肥（PK）、氮磷钾肥（NPK）、3/4化肥 ＋ 1/4有机肥（3/4NP ＋ 1/4M）、1/2化肥 ＋ 1/2有机肥（1/2NP ＋ 1/2M）、有机肥（M）、氮磷钾肥 ＋ 有机肥（NPK ＋ M），运用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价。采用相关分析和通径分析评估土壤性质指标与土壤综合肥力的关联性。采用稳定性指数和可持续性指数评估不同施肥管理下土壤综合肥力对作物高产、稳产和可持续生产的影响。[结果] 通过20年的不同施肥管理，黄壤综合肥力发生了显著（P 〈 0.01）的变化，土壤综合肥力指数以NK处理最低，NPK ＋ M处理最高；长期不施肥（CK）或者偏施化肥各处理（N、NP、NK、PK）土壤综合肥力指数显著低于施用有机肥的各处理（3/4NP ＋ 1/4M、1/2NP ＋ 1/2M、M、NPK ＋ M）。相关分析和通径分析表明，土壤综合肥力指数与土壤性质指标均呈显著正相关关系，pH值、碱解氮、全磷和全钾含量极显著地直接影响土壤综合肥力指数的高低。土壤综合肥力指数与作物产量呈极显著的直接正相关，相关系数达0.704＊＊，通径系数达0.716＊。分析不同施肥处理维持作物高产、稳产和可持续性表明，长期施用有机肥各处理具有高综合肥力和作物高产，不施肥或偏施化肥各处理具有低综合肥力和作物低产；NPK和NPK ＋ M处理作物在获得高产的同时，能够维持�

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1492-1499

摘要：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�

西南紫色土不同施肥措施下土壤综合肥力评价与比较1500-1507

摘要：为探求长期不同施肥处理对作物产量的影响和土壤综合肥力的演变，寻求合理评价西南紫色土区域土壤综合肥力的方法。[方法] 本研究以7年的定位试验的数据为基础，运用内梅罗指数法、相关系数法和因子分析法对不施肥对照（CK）、化肥优化施用（OP）、在化肥优化基础上有机肥氮替代50%化肥氮（MF）、在化肥优化基础上有机肥氮替代100%化肥氮（OM）4个处理的土壤肥力进行综合评价。[结果] 不同施肥处理下蔬菜和玉米的平均产量均表现为MF处理最大。在蔬菜季，MF处理显著提高了产量，相比OP和OM处理，榨菜分别增产27.8%和16.0%，大白菜分别增产28.6%和8.7%；在玉米季，MF处理的产量最大，为9907 kg/hm2，显著高于OP和OM处理，分别增产1199 kg/hm2和1273 kg/hm2。通过分析土壤单项肥力指标与作物产量的相关关系表明，土壤有机质、全氮和有效磷与作物产量均存在显著或极显著正相关关系，表明土壤有机质、全氮和有效磷对紫色土土壤肥力贡献大，是表征紫色土土壤肥力的重要指标。用3种评价方法计算的不同施肥处理的土壤综合肥力指数值（IFI）均表现为OM 〉 MF 〉 OP 〉 CK，施用有机肥处理（MF和OM）处理IFI值要显著高于优化施肥处理。3种评价方法的IFI值与作物产量均呈显著或极显著关系，但3种评价方法的相关系数平均值从大到小表现为相关系数法（0.5292） 〉 内梅罗指数法（0.5252） 〉 因子分析法（0.5130），表明相关系数法比内梅罗指数法和因子分析法更可靠。[结论] 在蔬菜-玉米轮作体系下，有机肥氮替代部分化肥氮能增加作物产量，提高土壤综合肥力水平。从3种评价方法的精确性来看，相关系数法比内梅罗指数法和因子分析法更可靠，在实践中优先使用。

不同土地利用方式对土壤有机无机碳比例的影响1508-1519

摘要：土壤有机碳（SOC）和无机碳（SIC）对全球碳循环和减缓气候变化具有重要作用，进一步明确二者之间相互转化关系，对准确估算土壤碳储量具有重要意义。现有研究对SOC和SIC相互关系缺乏系统量化，研究结果不一。因此，明确SOC和SIC之间相互关系，可为准确估算和模拟土壤碳的转化过程提供理论基础。[方法] 本研究搜集了我国1990—2018年已发表的文献共41篇，从不同气候区、不同土地利用方式、不同土层深度探究了SOC和SIC比例的变化，进一步量化了二者之间的相互关系。[结果] 不同气候区、不同土地利用方式下土壤SOC/SIC值在0—20 cm土层均大于20—100 cm土层。具体来说，在温带大陆性气候区，草地0—20 cm土壤SOC/SIC值最小（0.53），林地（0.90）和农田（0.80）土壤较高，且三种土地利用方式下SOC和SIC呈极显著正相关关系；而在温带季风性气候区，0—20 cm土壤SOC/SIC值表现为草地（0.82）≈ 农田（1.05） 〉 林地（0.29），且SOC和SIC在林地、农田土壤中呈正相关关系，但在草地土壤中二者为负相关关系。另外，温带大陆性气候区20—100 cm以林地土壤SOC/SIC值最高，草地和农田次之，而在温带季风性气候区三种土地利用方式下无显著差异；SOC和SIC在林地和农田土壤中呈正相关关系，然而在草地土壤中为负相关关系。温带大陆性气候区SOC/SIC值总体以林地较大，农田、草地次之。温带季风性气候区，0—20 cm土层SOC/SIC值以草地较大，农田和林地分别次之。这可能是因为植被覆盖不同，导致了作物碳的归还量不一。同时，不同的植被覆盖还影响了土壤中的各种生物化学进程，改变了碳在土壤中的循环转化过程，进而影响了SOC和SIC含量，使得SOC/SIC值产生较大差异。[结论] SOC和SIC之间存在循环转化关系，且不同气候条件、不同土地利用方式、不同土壤类�

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应1520-1527

摘要：探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系，为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。[方法] 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据，选取其中的4个处理即不施肥（CK）、单施化学氮磷钾肥（NPK）、单施常量有机肥[30 t/（hm2·a），M1]和单施高量有机肥[60 t/（hm2·a），M2]，试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾，年施用N 150 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量，探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征，在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上，进一步探讨两者之间的数量化关系。[结果] 基于作物氮素养分吸收量，长期高产条件下高量有机肥处理（M2）的有机肥替代率高于常量有机肥处理（M1），且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关（P 〈 0.01）；通径分析和多元逐步回归分析结果表明，土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应，是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素，决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理（M1和M2），黑土土壤有机碳含量显著增加（P 〈 0.01）；土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关，并达到了极显著水平（P 〈 0.01）。[结论] 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量，在提升土壤肥力的同时，提升了有机氮对玉米吸收的贡献，减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时，有机肥对化肥的替代率趋近95%，达到最大值。

东北三省典型春玉米种植区土壤剖面碳库变化特征1528-1538

摘要：[目的]农田土壤碳储量及变化影响着农田肥力、生产力以及地力的可持续性。本文研究了东北三省典型春玉米种植区在0—90 cm土层土壤碳库的变化特征，分析了东北三省典型春玉米种植区农民习惯施肥措施下土壤的碳贮存情况。[方法] 于2012年春玉米全生育期定点跟踪了黑龙江、吉林和辽宁省各17户，总计51户农民习惯施肥处理，测定了0—30、30—60、60—90 cm土层中全碳（TC）、有机碳（SOC）、无机碳（IC）、颗粒有机碳（POC）、微生物生物量碳（SMBC）以及可溶性有机碳（DOC）含量。[结果] 黑龙江、吉林、辽宁省典型春玉米种植区0—90 cm土层全碳储量分别为159.8、128.5、108.1 t/hm2，有机碳储量分别为141.7、120.5、90.2 t/hm2，无机碳储量分别为18.2、8.0、17.9 t/hm2。三个省份间0—90 cm土层SOC储量差异均达显著性水平（P 〈 0.05），黑龙江的储量显著高于吉林的，吉林的储量又显著高于辽宁的。关于0—30 cm土壤TC、SOC储量，黑龙江、吉林、辽宁三省间差异均达显著水平（P 〈 0.05），在30—60 cm、60—90 cm土层，黑龙江的TC、SOC储量显著高于吉林和辽宁的（P 〈 0.05），吉林和辽宁间差异不显著；土壤剖面TC、SOC储量表现为 0—30 cm 〉 30—60 cm 〉 60—90 cm深。在土壤活性碳库方面，0—30 cm土层中，随着纬度的降低，黑龙江、吉林、辽宁省内POC、POC/SOC、SMBC/SOC、DOC/SOC呈增加趋势，而SMBC则呈降低趋势，三省间POC/SOC、SMBC、DOC/SOC平均含量差异均达显著性水平（P 〈 0.05），黑龙江POC平均含量显著低于吉林、辽宁的（P 〈 0.05），吉林的DOC平均含量显著高于黑龙江、辽宁的（P 〈 0.05）；30—60 cm土层，黑龙江、吉林、辽宁省内POC、POC/SOC、DOC/SOC随着纬度的升高而降低，且三省间POC/SOC平均值差异达显著性水平，黑龙江POC、DOC/SOC显著低于吉林、辽宁的（P 〈 0.05），但

不同气候和施肥条件下保护性耕作对农田土壤碳氮储量的影响1539-1549

摘要：土壤有机碳氮是影响土壤肥力与作物产量的重要物质，而耕作是影响土壤碳氮储量的重要因素。通过分析不同耕作措施对我国东北、华北地区农田土壤碳氮储量的影响，为优化农田耕作管理、实现固碳减排、保护土壤提供科学依据。[方法] 基于山西寿阳（SSY）、山西临汾（SLF）、河北廊坊（HLF）和吉林公主岭（GZL）四个长期定位试验，选择传统耕作（CT）、免耕（NTN）和浅旋耕（NTD）三个耕作处理，分析了0—80 cm土壤剖面有机碳、氮的储量分布。[结果] 1）与传统耕作相比，浅旋耕显著降低褐土（寿阳）容重，免耕增加黑土（公主岭）容重，保护性耕作对沙性土（临汾）和潮土（廊坊）的影响很小。2）耕作影响0—60 cm土壤有机碳储量。与传统耕作处理相比，黑土（公主岭）采用免耕和浅旋耕可显著提高0—60 cm土壤中的有机碳含量；免耕可提高褐土（寿阳）0—50 cm的有机碳含量；沙性土（临汾）、潮土（廊坊）免耕由于表层秸秆覆盖可提高0—15 cm土壤有机碳含量，但降低15—50 cm层土壤碳储量；潮土（廊坊）15—60 cm土层，浅旋耕可增加土壤有机碳储量，而免耕则相反。3）免耕处理的潮土（廊坊）土壤氮储量比传统耕作高出260 kg/hm2，差异不显著；黑土（公主岭）免耕和浅旋耕土壤氮储量则分别高出112 kg/hm2和207 kg/hm2，差异显著，保护性耕作降低临汾和寿阳1 m深土壤的氮储量。4）保护性耕作加剧了0—20 cm沙性土和潮土壤氮储量的分层，对黑土（公主岭）和褐土（寿阳）土壤碳储量的层间分布影响很小。[结论] 耕作影响0—60 cm土壤有机碳储量，免耕可以增加褐土的碳储量和潮土的氮储量，免耕和浅旋耕配合秸秆覆盖可显著增加黑土的碳、氮储量。因此，免耕适用于褐土和潮土，免耕和浅旋耕适用于黑土，沙性土采用保护性耕作的效果

2050年农田土壤温室气体排放及碳氮储量变化SPACSYS模型预测1550-1565

摘要：优化华北平原农田土壤的施肥措施，实现维持农田作物产量、提升土壤肥力的同时减少温室气体排放。[方法] 基于长期定位试验观测数据，选取氮磷钾化肥（NPK）、有机肥配施化肥（NPKM）和单施有机肥（OM）三个试验处理来评价和验证过程模型（SPACSYS）对不同施肥措施下的作物产量、土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）储量及土壤CO2和N2O排放动态变化的模拟效果，并预测至2050年不同施肥情景和肥料配施情景下作物产量、SOC、TN储量及土壤CO2和N2O排放量。[结果] 统计分析结果表明，SPACSYS模型的小麦和玉米产量模拟值与实测值的相关系数R2为0.63～0.78，RMSE为3.78%～4.86%，EF为0.59～0.73；土壤有机碳和全氮储量模拟值与实测值的R2为0.73～0.89，RMSE为2.69%～3.79%，EF为0.67～0.82；土壤CO2和N2O排放量模拟值与实测值的R2为0.16～0.80，RMSE为4.03%～9.99%，EF为0.24～0.78，相关性均达到显著水平，表明SPACSYS模型模拟值的可靠性和准确性较高。利用该模型进行预测，结果显示到2050年，在当前施氮水平下，减氮50%会显著降低玉米产量约9%；减氮25%，与单施化肥处理相比，有机肥配施化肥处理和单施有机肥处理分别显著提高SOC年均储量约31%和62%，提高TN年均储量约18%和6%，而CO2和N2O年均排放量均没有显著增加。[结论] SPACSYS模型可以模拟中国华北平原典型农田冬小麦-夏玉米轮作体系的农作物产量、SOC和TN储量以及土壤CO2和N2O的排放情况。但是模型低估了OM处理的全氮储量，下一步研究需对模型做相应改进。至2050年，施用化肥和有机肥均可不同程度地提高有机碳和全氮储量，且该地区可适当降低氮肥施用量（减氮25%），并采用有机肥配施化肥或单施有机肥的方式来维持作物产量、提升土壤肥力，同时降低温室气体排放。

有机肥和秸秆炭分别替代部分尿素和秸秆降低黑土温室效应的效果1566-1573

摘要：农田条件下研究用有机肥替代部分尿素、用秸秆生物炭替代秸秆对黑土有机质提升和温室气体排放的影响，为秸秆有效还田和“固碳减排”提供理论依据。[方法] 2013—2015年在东北典型春玉米区进行田间定位试验，所有处理采用相同方法施用同量磷钾化肥，磷肥为磷酸氢二铵（P5O2 60 kg/hm2），钾肥为硫酸钾（K2O 75 kg/hm2），在施用4 t/hm2玉米秸秆前提下，设置：1）不施尿素氮（N0）；2）尿素氮100%（N 165 kg/hm2，N1）；3）尿素氮60% ＋ 有机肥氮20% ＋ 缓释氮20%（N2）。另外，处理4）除了用2 t/hm2玉米秸秆炭替代4 t/hm2玉米秸秆外，其他与N2一致（N3）。各生育期测定生态系统温室气体（CO2、N2O和CH4）排放量，收获期测定作物产量和地上部生物量。[结果] N1、N2、N3处理间玉米产量差异不显著。在等氮条件下，N1、N2、N3处理生态系统CO2排放分别为13170、10521、9994 kg/hm2，N2和N3处理降低CO2排放的效果显著好于N1，N2和N3处理差异不显著（P 〈 0.05），N1、N2、N3处理N2O累积排放分别为6.092、6.597、3.604 kg/hm2，N3降低N2O累积排放的效果显著好于N1和N2处理；N1、N2、N3处理CH4累积排放分别为0.694、1.652、-2.107 kg/hm2，N3处理降低CH4累积排放的效果显著好于N1和N2处理。农田系统净碳收支（NECB，除土壤固碳外，作物-土壤系统产生的碳收支，如作物光合、呼吸和产量移出等），N2处理为C 766.5 kg/hm2，是碳汇，而N1和N3处理是碳源（C -621.3 kg/hm2和-673.3 kg/hm2）。当季作物尺度上用NECB估算的土壤固碳效应N1、N2和N3处理分别为C -142.9、176.3、1385.1 kg/hm2，N3处理土壤固碳效应显著好于N2和N1处理。在化肥生产和运输以及农事操作等投入产生的间接碳排放量方面，化肥氮是农业投入的主要碳源，分别占N1、N2和N3处理农业投入的73%、71%和66%。综合考虑农事操作带来的碳排放，化学品投入�

秸秆与氮肥不同配比对红壤微生物量碳氮的影响1574-1580

摘要：秸秆碳氮比是影响其养分释放和还田利用的主要因素之一。秸秆还田条件下，如何合理施用氮肥是秸秆利用的关键问题。研究玉米秸秆还田配施不同量氮肥后土壤微生物特性的变化，对于指导秸秆还田和培肥土壤有重要意义。[方法] 在中国农业科学院衡阳红壤实验站旱地试验田进行尼龙袋大田填埋试验，供试土壤为红壤。尼龙袋装土200 g（以风干土计），共设置6个处理：CK、低量尿素0.157 g（N1）、高量尿素0.939 g（N2）、玉米秸秆9 g（S）、玉米秸秆 ＋ 低量尿素（SN1）、玉米秸秆 ＋ 高量尿素（SN2）。S、SN1和SN2处理中混合物的碳氮比分别为53：1、37：1、15：1。填埋后分别于7、14、21、28、49和150 d取样，分析不同碳氮比秸秆还田后土壤有机碳（SOC）、微生物生物量碳和氮（SMBC和SMBN）、微生物熵（SMBC/SOC）及微生物量碳氮比（SMBC/SMBN）等随时间的变化及处理间差异。[结果] SMBC和SMBN均随时间先增加后降低，分别在21 d和14 d达到最大值。还田150 d时与CK相比，秸秆还田各处理SMBC增加了4～5倍，SMBN增加了6～8倍。S、SN1和SN2处理的SMBC 6次取样的平均值分别为1425、1379和1462 mg/kg，约为其他处理的10倍；SMBN分别为172、181和193 mg/kg，约为其他处理的8倍；微生物熵分别为3.57、3.41和3.57，约为其他处理的2.8倍，S、SN1和SN2处理间差异不显著。N1、N2的SMBC/SMBN显著低于S处理。在28 d前，S、SN1和SN2处理间SMBC/SMBN值差异不显著，28 d后S处理显著高于SN1和SN2；150 d时S处理SMBC/SMBN值约为10，SN1和SN2处理约为6。[结论] 玉米秸秆还田显著提高了SMBC、SMBN和微生物熵。秸秆还田和氮肥施用均会降低SMBC/SMBN值，且氮肥用量越大比值越低。当秸秆还田时，将碳氮比调整到37：1不能满足微生物对氮的需求，因此在南方红壤秸秆还田时要补充氮素。

长期施肥下黑土不同团聚体氮组分的植物有效性差异1581-1587

摘要：土壤团聚体组分形成机制不同，其所含有的氮的转化和有效性也不同。阐明不同团聚体中氮素有效性差异，可为科学施肥、培育高效的土壤结构、提高氮肥利用率提供重要的理论依据。[方法] 依托吉林黑土长期定位试验，于2014年进行了室内土壤培养试验和黑麦草盆栽试验。供试土壤选择的定位试验处理包括不施肥（CK）、氮磷钾（NPK）、氮磷钾 ＋ 秸秆（NPKS）、氮磷钾 ＋ 农家肥（NPKM）。采集1000 g土样于2 L塑料瓶内，加入15N丰度为20.12%的尿素0.247 g，置于25℃培养箱中恒温控湿培养40天。培养完成后将土样风干，将有机物分为粗游离颗粒有机物（cfPOM，〉 250 μm）、微团聚体有机物（iPOM，53～250 μm）和矿物结合有机物（MOM，〈 53 μm），矿物结合有机物又进一步分为团聚体内矿物结合有机物（MOMi）和团聚体外矿物结合有机物（MOMo），分析了不同团聚体组分中15N的固持量。称取各粒级土壤样品40 g，分别与20 g细石英砂混匀，于80 mL小塑料盆中，每盆黑麦草定苗7株于温室内培养，20天时加入适量磷、钾营养液。培养30天后，分别采集黑麦草地上部和根系，烘干、称重、研磨，测定养分含量及15N丰度。[结果] 在NPK处理和NPKM处理的土壤中，植株生物量分别在MOMo和cfPOM下最高，分别为每盆100.2 mg和99.8 mg。黑麦草尿素氮含量在MOMo的NPK处理最大，在其他三个组分均表现为CK 〉 NPK 〉 NPKS 〉 NPKM，其中cfPOM组分氮固持量与黑麦草氮含量表现一致；黑麦草吸收的氮素主要来自cfPOM和MOMo组分中（0.1～0.21 mg/pot），在其他组分下不足0.05 mg/pot；cfPOM、iPOM、MOMi和MOMo中的氮素利用率分别为14.1%～19.3%、5.5%～15.4%、3.1%～4.9%和12.7%～23.6%，在NPKM处理下，以cfPOM组分中最高，为19.3%，在NPK处理下以MOMo组分最高，为23.6%。[结论] 施用有机肥可促进外源氮肥保存在粗游离�