科研产出
基于Meta分析中国水稻产量对施肥的响应特征
《中国农业科学 》 2019
摘要：[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水稻产量增产幅度呈极显著正相关.[结论]虽然当前施肥对水稻产量增加的趋势在降低,但是适量的肥料投入(尤其是西南地区)是提高和维持水稻高产的重要措施,尤其是有机肥与无机肥配合施用增产效果更加显著.同时,在种植制度的基础上,各水稻种植区域应结合土壤质地、土壤氮素和钾素等方面作为肥料投入的主要依据.
关键词： 施肥 水稻产量 Meta-analysis 响应比 农学效率
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施用有机肥对中国农田土壤微生物量影响的整合分析
《中国农业科学 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。然而,在全国尺度上量化施用有机肥对农田土壤微生物生物量碳(SMBC)和氮(SMBN)含量的影响研究极其缺乏。因此,探明不同气候和土壤条件下有机肥施用后农田SMBC和SMBN的变化规律,可为不同地区合理施用有机肥、提高土壤肥力和微生物活性提供理论依据。【方法】本研究搜集1990年至2017年已发表的文献共70篇(336和222个相对独立的数据分别涉及SMBC和SMBN),结合整合分析(Meta分析)从不同气候类型、土地利用类型和土壤p H水平3个方面定量阐述了有机肥施用相比不施肥或化肥对中国农田SMBC和SMBN含量的影响程度。【结果】与不施肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN的含量分别提高128.1%和70.2%;与施用化肥比较,施用有机肥后土壤SMBC和SMBN含量分别提高57.1%和34.2%。与施用化肥比较,在亚热带季风区施用有机肥可以大幅度提高SMBC(66.7%)和SMBN含量(57.5%),且显著高于温带大陆气候区(SMBC:26.0%;SMBN:20.9%),而在温带季风气候区SMBC和SMBN含量则分别提高了37.0%和56.7%。不同土地利用类型下,施用有机肥比施用化肥能显著提高水田SMBC和SMBN的含量(69.1%和67.1%),且提高幅度均高于旱地(34.7%和26.4%)和水旱轮作(50.2%和63.9%)。此外,与施用化肥比较,中性土壤(6
8的碱性土壤和p H<6的酸性土壤(29.4%和44.4%);SMBN含量提高了63.7%,亦显著高于碱性和酸性土壤(分别为21.9%和45.5%)。同时,SMBC和SMBN含量分别与来自有机肥的年均碳、氮投入量呈显著正相关。【结论】施用有机肥可显著提高SMBC和SMBN的含量,但不同土地利用类型、气候类型和土壤p H下的提升幅度不同,因此,施用有机肥时应综合考虑不同地区的气候和土壤条件。
关键词： 有机肥 土壤微生物生物量碳 土壤微生物生物量氮 气候类型 土壤利用类型 土壤p H 整合分析
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