Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Black Soil Fertility and Maize Yiel
不同施肥量和方式对小麦产量及土壤硝态氮的影响
不同施肥量和方式对小麦产量及土壤硝态氮的影响摘要:通过大田试验研究了不同氮素水平下有机无机肥料配施对小麦产量和土壤硝态氮累积量的影响｡结果表明,小麦产量随着氮素水平的提高而增加,同一施氮水平下,有机无机肥料配施方式下小麦的产量均显著高于单施有机肥或者单施无机肥｡土壤中的硝态氮累积量随施氮量增加而升高,同一施氮水平下不同配施方式之间土体中的硝态氮累积量随着配施方式中无机氮肥所占比例的增加而升高｡综合考虑冬小麦产量和土壤硝态氮累积量两个因素,纯氮施入量200 kg/hm2,75%的氮由有机肥提供､25%的氮由尿素提供的处理为较理想的氮素施用水平和配比组合｡关键词:冬小麦;施氮量;有机无机配施;产量;土壤硝态氮Effects of Nitrogen Fertilizer Rate and Combined Application of Organic Manure and Chemical Fertilizer on the Yield of Winter-wheat and Accumulation of NO3-N in SoilAbstract: The influence of combined application of organic and chemical fertilizer at different nitrogen levels on the yield of winter-wheat and the accumulation of NO3-N in soil were studied in this paper. The yield of winter-wheat increased with the increasing of nitrogen levels. At the same nitrogen level, the yield under the combined application condition of organic and chemical fertilizer were higher than that under single application conditon. The content of soil NO3-N increased with increasing of nitrogen application rate in different stages of winter wheat. Compared with the single application of chemical fertilizer, application of organic fertilizer and combined application of organic manure and chemical fertilizer could effectively decrease the content of soil NO3-N. Taking a comprehensive consideration on the yield of winter wheat and the accumulation of NO3-N in soil, the best nitrogen level was 200 kg/hm2 provided by organic fertilizer and chemical fertilizer with the proportion of 75% and 25% respectively.Key words: winter-wheat; nitrogen fertilizer rate; combined application of organic manure and chemical fertilizer;yield;soil NO3-N华北平原是典型的高产农区,也是我国的主要产粮区,冬小麦为该区主要的作物｡为了获得高产,该地区氮肥年用量在400 kg/hm2以上,有些区域甚至超过500 kg/hm2,硝态氮淋溶损失严重[1]｡氮肥过量施用会导致氮肥利用率显著下降,造成资源浪费,同时对生态环境构成潜在威胁,这不仅是农业生产经济效益的问题,更是关乎生态环境以及人类健康的问题[2,3]｡因而,在保证作物高产､优质的前提下,寻找控制氮素淋失途径显得尤为重要｡一些研究发现,过量施用氮素所导致的硝态氮吸收与还原转化不平衡是产生硝酸盐大量累积的根本原因[4-7]｡配方施肥对土壤肥力和作物产量的影响已多有报道[8-10]｡试验采用田间定位监测方法,分析冬小麦田不同氮肥施用量及有机无机肥配施条件下,小麦产量和土壤硝态氮含量的变化规律,为有机无机肥料配施提供科学依据｡1材料与方法1.1试验材料试验地点位于天津市西青区辛口镇,地处华北平原东北部,属暖温带半湿润气候｡耕作制度为冬小麦､夏玉米一年两熟｡冬小麦的生育期一般为10月上旬至翌年6月上旬｡土壤属中壤质潮土,土壤肥力水平基本一致｡供试土壤耕层容重 1.32 g/cm3,pH值8.4,有机质18.7 g/kg,全氮2.1 g/kg,有效磷7.5 mg/kg,速效钾107.9 mg/kg｡供试冬小麦为当地主栽品种京冬8号｡无机肥选用尿素(N≥46%),有机肥选用天津市宝坻区洲潮生物有机肥研究所生产的洲潮牌纯鸡粪有机肥,含氮量为2.50%｡1.2试验设计根据土壤的供肥能力､小麦需肥量以及吸收效率,设计施肥水平和配施比例｡纯氮施入量设100､200､300､400 kg/hm2 4个水平,每个施氮水平下设置了100%有机肥､75%有机肥+25%尿素､50%有机肥+50%尿素和100%尿素4个处理,共形成16个处理组合,分别为N11､N12､N13､N14､N21､N22､N23､N24､N31､N32､N33､N34､N41､N42､N43､N44(其中,N11指第一个氮素水平下的第一个有机无机肥料配比组合,其他同理)｡每个处理3次重复,随机区组排列,共48个小区｡设对照小区2个,每个小区面积20 m2｡氮肥基肥､追肥比为4∶6,追肥在冬小麦返青期施入｡生产期间灌水3次,即播种前浇足底墒水,返青期灌水1次,孕穗期浇水1次｡其他田间管理措施按常规进行｡1.3测定方法在播种期､拔节期､孕穗期､扬花期和收获期采集土壤样品｡取土深为2 m,1 m以内每20 cm为1层,1 m以下分2层(100~150 cm､150~200 cm)｡每个小区随机取5个点,混合制样｡将样品放入-20℃冰箱中冷冻保存,解冻后测定土壤硝态氮含量｡土壤硝态氮的含量采用2mol/L的KCl溶液浸提-紫外分光光度法测定｡不同施肥处理下0~200 cm土体硝态氮的累积量通过公式(1)计算:Naccumulate(kg/hm2)=∑ZρdC/10(1)式中,Z为土层厚度(cm),ρd为每层土壤容重(g/cm3),C为各层土壤硝态氮的含量(mg/kg)小麦产量测定:每小区收获3 m2,风干后进行室内考种并脱粒测产｡1.4数据处理方法数据处理使用Excel统计程序､DPS 2003和SigmaPlot软件进行统计分析｡2结果与分析2.1不同氮素水平下有机无机肥配施对小麦产量的影响施肥能够显著提高小麦产量｡由表1可以看出,小麦产量随着施氮水平的提高而增加,各施肥方式下,小麦产量均以400 kg/hm2 N水平下产量最高,不施肥的对照小麦产量最低｡各施肥处理与对照相比增产显著,增幅在27.2%~68.2%｡100､200 kg/hm2N水平下施肥增产效果明显,随着施氮水平的提高,小麦增产幅度较大,300､400 kg/hm2 N水平下虽然随着施氮水平的提高,小麦产量在逐步升高,但是产量增加幅度变化不大｡同一施氮水平下,有机无机肥料配施方式下小麦的产量均显著高于单施有机肥或者单施无机肥｡100､200､300 kg/hm2 N水平下,小麦产量以N12､N22､N32处理最高,分别为5 014.5､5 761.5､5 823.6 kg/hm2,以N11､N21､N31处理产量最低,分别为4 438.6､5 373.3和5 601.2 kg/hm2,400 kg/hm2 N水平下,小麦产量以N43处理最高,为5 870.6 kg/hm2,以N41处理的5 678.2 kg/hm2为最低｡各施肥处理与对照相比产量差异显著,高施氮水平下各施肥处理与低施氮水平下各施肥处理差异显著,施肥能够显著提高小麦产量｡在施氮量不大于300 kg/hm2 N时,以75%的N由有机肥提供､25%的N由尿素提供的配施比例增产效果最好,此时有机无机肥配施能显著提高小麦产量｡2.2不同氮肥施用量对土壤硝态氮累积量的影响影响农田土壤硝态氮淋失的因素有肥料的品种与用量､地面接水量､土壤质地､作物种类､土壤-植物系统的组合特征等｡其中,肥料的品种与用量是影响硝态氮淋失的主要因素[11]｡冬小麦收获后,不同施氮水平下各处理0~200 cm土体硝态氮累积量如图1所示｡由图1可见,同一施肥方式下冬小麦收获后0~200 cm土体中硝态氮累积量随着施氮量的增加而增加,均以400 kg/hm2 N水平为最高｡对各配施方式下0~200 cm土体中的硝态氮累积量与施入的氮肥量进行相关分析,得出100%有机肥施肥方式下氮肥施用量与该施肥方式下0~200 cm硝态氮累积量的相关系数为0.997 2, 75%有机肥+25%无机肥､50%有机肥+50%无机肥､100%无机肥施肥方式下相关系数分别为0.975 3､0.920 1､0.997 4,土壤中的硝态氮累积量均与施氮量显著相关｡对于冬小麦来说,90%以上的根系集中在0~90 cm土层,仅有少量根系可下扎到200 cm,深层的少量根系以吸收水分为主,对养分的利用很少,因此深层土壤硝态氮很难被作物吸收利用,通常将0~90 cm土壤称为根区土壤,90 cm以下为根区外土壤｡从试验结果可以看出,不施氮肥时,土壤硝态氮累积量较低,而90 cm以下土壤硝态氮累积量较高,淋失风险较大｡随着施氮水平的提高,同一施肥方式下90~200 cm土层土壤中的硝态氮累积量升高,硝态氮的淋失风险增大｡从图1可以看出,虽然随着施氮量的增加,根区以下土层中的硝态氮累积量也在增大,但是该层土壤中硝态氮累积量的增加量没有0~200 cm土体中的增加量大,因而,根区以外土壤中硝态氮占0~200 cm土体硝态氮累积量的比率却随着施氮量的增加而下降｡在高施氮水平下,根区以外土层中的硝态氮累积量比例基本低于50%,这说明高施氮水平下,冬小麦收获后根区土壤中的硝态氮含量较高,如不能合理利用,这部分硝态氮就有可能淋出根区,造成氮肥的损失｡2.3有机无机肥配施对土壤硝态氮累积量的影响无机肥与有机肥配合施用对作物高产､降低成本具有重要作用,并且可以改良土壤和提高肥力,有机质还可以调节土壤缓冲性,活化土壤微生物､促进植物的生理活性[12]｡试验结果表明(图1),冬小麦收获后,同一施氮水平下不同配施方式之间土体中的硝态氮累积量随着配施方式中无机氮肥所占比例的增加而升高,各施氮水平下冬小麦收获后土壤中的硝态氮累积量均以100%无机肥施肥方式为最高,以100%有机肥施肥方式为最低｡单施氮肥(100%无机肥)在施氮量为100､200､300､400 kg/hm2 N时,0~200 cm土壤剖面硝态氮累积量分别为836.32､1 011.61､1 215.15､1 457.59 kg/hm2,其中90~200cm根区以下土层中的硝态氮累积量分别为455.13､530.71､562.67､674.75 kg/hm2｡与单施无机氮肥相比,单施有机肥和有机无机肥料配施可以有效降低土壤剖面硝态氮的累积量,特别是深层土壤累积量｡100%有机肥施肥方式在施氮量分别为100､200､300､400 kg/hm2 N水平时根区外土壤中硝态氮含量分别为309.30､358.99､384.72和462.20 kg/hm2,比同施氮水平下单施无机肥分别下降32.04%､32.35%､31.62%和31.50%;75%有机肥+25%有机肥施肥方式下根区外土壤硝态氮含量比单施无机肥分别下降30.94%､32.36%､27.83%和40.55%;50%有机肥+50%无机肥施肥方式下根区外土壤硝态氮含量比单施无机肥分别下降 2.50%､21.09%､13.31%和16.78%｡下层土壤剖面硝态氮累积量少,表明来源于上层土壤中硝态氮淋失量少,淋失风险减弱｡下层土壤硝态氮累积量越高,农田硝态氮淋失风险越强,所造成的氮肥损失和对环境的污染也越强｡适量施用有机肥(75%有机肥+25%有机肥)可减少土壤中硝态氮的累积量,尤其是减少根区外土壤硝态氮累积量,降低硝态氮淋失风险｡3结论小麦产量随着施氮量的增加而增高,高施氮水平下各施肥处理与低施氮水平下各施肥处理差异显著,可显著提高小麦产量｡同等施氮水平下,有机无机肥料配施的增产效果明显,在施氮量不大于300 kg/hm2 N时,75%的氮由有机肥提供､25%的氮由尿素提供的配施比例能够显著提高小麦产量｡与单施无机氮肥相比,单施有机肥和有机无机肥料配施可以有效降低土壤剖面硝态氮的累积量,特别是深层土壤累积量｡施用有机肥可以保持土壤硝态氮含量持续供应,施用尿素在短时间内提高土壤硝态氮含量,有机肥与无机肥配合施用,既可保证土壤长期的氮素供应,又可保证作物短期内的营养需求,使养分需求与土壤的养分供应得到协调｡综合考虑冬小麦产量和硝态氮累积量两个因素,纯氮施入量200 kg/hm2,75%的N由有机肥提供､25%的N由尿素提供的处理在保证冬小麦优质高产的前提下,能有效降低土壤硝态氮淋失,减小了氮素损失和环境污染,可以作为较理想的氮素施用水平和有机无机肥料配比组合｡参考文献:[1] 胡春胜,高鹭,程一松.太行山山前平原冬小麦深层土体硝态氮累积特征研究[J].中国生态农业学报,2001,9(1):19-20.[2] 邓美华,谢迎新,熊正琴,等.长江三角洲氮收支的估算及其环境影响[J].环境科学学报,2007,27(10):1709-1716.[3] 宇万太,姜子绍,周桦,等.不同施肥制度对作物产量及肥料贡献率的影响[J].中国生态农业学报,2007,15(6):54-58.[4] 王月福,于振文,李尚霞,等.土壤肥力和施氮量对小麦氮素吸收运转及籽粒产量和蛋白质含量的影响[J].应用生态学报,2003,14(11):1868-1872.[5] 吴金水,郭胜利,党廷辉.半干旱区农田土壤无机氮积累与迁移机理[J].生态学报,2003,23(10):2040-2049.[6] 吕殿青,同延安.氮肥施用对环境污染影响的研究[J].植物营养与肥料学报,1998,4(1):8-15.[7] 李晓欣.华北平原小麦-玉米两熟制下土壤硝态氮运移及淋失研究[D].北京:中国科学院,2003.[8] 杨晶秋,姚腾云,王作尊.稳定型有机无机复合肥氮的释放[J].华北农学报,2001,16(4): 97-99.[9] 王慎强,李欣,徐福安.长期施用化肥与有机肥对潮土土壤物理性质的影响[J].中国生态农业学报,2001,9(2):77-78.[10] 马兴华,于振文,梁晓芳,等.施氮量和底追比例对小麦氮素吸收利用及子粒产量和蛋白质含量的影响[J].植物营养与肥料学报,2006,12(2):150-155.[11] 孙志梅,马志辉,彭正萍,等.影响土壤NO3-N淋失的因素及预防措施[J]. 河北农业大学学报,2001,24(3):95-99.[12] 林成谷.土壤学(北方本)[M].北京:中国农业出版社,1983.34-44.。
有机肥施肥方式和配施减氮肥对烟草生长·产量和质量的影响
有机肥施肥方式和配施减氮肥对烟草生长·产量和质量的影响作者：罗优韩天华张雪奇廖德智周寸伟童君和汝惠李佛琳贺彪来源：《安徽农业科学》2023年第21期摘要为研究精制烟用商品有机肥施用方式和配施减氮肥对丽江烟区烟草生长发育和品质特征的影响。
采用田间小区试验，随机设置有机肥施用方式和配施减氮肥小区试验，测定了烟草生长期的农艺性状、产量和化学性状。
结果表明，塘施拌匀施用有机肥后烟草株高、叶片数、茎围、中部叶长、中部叶宽、上部叶长和上部叶宽等农艺性状较CK对照分别提高了5.12%、15.54%、8.30%、6.71%、9.05%、6.59%和5.90%，25％有机肥＋施纯氮量75％烟草专用复合肥处理烟草农艺性状较CK对照分别提高了6.57%、1.76%、2.91%、6.98%、6.06%、4.93%、2.87%和13.30%。
塘施拌匀有机肥后烟草产量、产值、上等烟比例、中等烟比例和单叶重较CK分别提高了3.27%、3.20%、5.65%、5.73%和3.41%。
塘施（拌匀、环状）有机肥和增施有机肥减氮肥可提高烤后中部烟叶石油醚提取物含量。
塘施（拌匀、环状）有机肥和增施有机肥减氮肥促进烟草株高、茎围、叶长和叶宽等农艺性状，提高烟叶品质、产量、产值，改善烟叶质量，对指导丽江产区烟叶生产可持续发展具有重要意义。
关键词烤烟；施肥方式；农艺性状；化学性状；产质量中图分类号 S147.35；S572文献标识码 A文章编号 0517-6611（2023）21-0157-04doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.21.036Effects of Organic Fertilizer Application Methods and Combined Application of Reducing Nitrogen Fertilizer on Growth， Yield and Quality of TobaccoLUO You， HAN Tianhua， ZHANG Xueqi et al（Yunnan Tobacco Company Lijiang City Company， Lijiang， Yunnan 674100）Abstract Effects of refined tobacco commercial organic fertilizer application methods and combined application of reduced nitrogen fertilizer on the growth， development， and quality characteristics of tobacco in Lijiang tobacco region were studied. A field plot experiment was conducted to determine the agronomic， yield， and chemical characteristics of tobacco during its growth period， with randomly set organic fertilizer application methods and combined application of reduced nitrogen fertilizer. The results showed that the agronomic traits of tobacco， such as plant height， leaf number， stem circumference， middle leaf length， middle leaf width， upper leaf length， and upper leaf width， were increased by 5.12%， 15.54%， 8.30%， 6.71%， 9.05%，6.59% and 5.90% compared to the CK after evenly applying organic fertilizer in the pond. The agronomic traits of tobacco were increased by 6.57%， 1.76%， 2.91%， 6.98%， 6.06%，4.93%， 2.87% and 13.30% respectively， after applying 25% organic fertilizer and 75% pure nitrogen tobacco specific compound fertilizer. After applying mixed organic fertilizer in the pond，the tobacco yield， output value， proportion of top grade tobacco， proportion of medium tobacco， and single leaf weight increased by 3.27%， 3.20%，5.65%， 5.73% and 3.41%，respectively， compared to CK. Pond application （mixed， circular） of organic fertilizer and increased application of organic fertilizer to reduce nitrogen fertilizer could increase the content of petroleum ether extract in middle tobacco leaves after curing. The application of organic fertilizer in a pond （mixed and circular） and the application of organic fertilizer to reduce nitrogen fertilizer promoted the agronomic traits of tobacco such as plant height， stem circumference， leaf length，and leaf width， improved the quality， yield， and output value of tobacco， and improve the quality of tobacco. This was of great significance for guiding the sustainable development of tobacco production in the Lijiang production area.Key words Fluecured tobacco;Fertilizer application method;Agronomic traits;Chemical character;Yield and quality烟草作为云南省重要的经济作物，生态环境、耕作方式、品种和病虫害等诸多因素影响其质量、产量，进而影响其经济效益［1］。
水泥窑协同处置、异位化学氧化及抽出-处理技术联合应用——修复某重金属及有机物复合污染场地工程案例
水泥窑协同处置、异位化学氧化及抽出-处理技术联合应用——修复某重金属及有机物复合污染场地工程案例曹斌(岩土科技股份有限公司，浙江杭州310000)[摘要]杭州某生产历史近30年的大型油漆油墨厂搬迁后，遗留的退役场地土壤和地下水受到多种类型复合污染，包括重金属、苯系物及石油烃污染。
本案例采用水泥窑协同处置、异位化学氧化和抽出-处理多种修复技术联合应用，处置该场地污染土壤和地下水。
该案例证明，通过多种修复技术的联合应用可有效处置重金属及有机物复合污染场地，水泥窑协同处置、异位化学氧化结合抽出-处理是一种效率较高的修复技术选择。
[关键词]水泥窑协同处置；异位化学氧化；抽出处理[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)07-0124-06Co-processing in Cement Kiln &Ex-Situ Chemical Oxidization &Groundwater Pump and Treat Combined Application —Remediating Heavy Metal and OrganicPollution SitesCao Bin(Geotechnical Technology Co.,Ltd.,Hangzhou 310000,China)Abstract:An large paint and ink factory in Hangzhou have been relocated,which have nearly 30years history of production.The soil and groundwater of the retired site were polluted by various types of compound pollution,including heavy metals,BTEX and TPH.In this case,co-processing in Cement Kiln,ex-Situ Chemical Oxidization and Groundwater Pump and Treat are combined to treat the soil and groundwater.The case proves that the combined application of various remediation technologies can effectively dispose of the site polluted by heavy metals and organic compounds,and co-processing in Cement Kiln,ex-Situ Chemical Oxidization and Groundwater Pump and Treat isa efficient remediation technology choice.Keywords:co-processing in Cement Kiln ；ex-Situ Chemical Oxidization ；Groundwater Pump and Treat杭州某大型油漆油墨厂始建于1987年，2016年全面停产搬迁，主要从事醇酸树脂、各类成品油漆及辅助材料漆类的生产。
酵素菌剂与有机肥配施对丝瓜营养成分的影响
引用格式：吴景，唐灿辉，严潜，等. 酵素菌剂与有机肥配施对丝瓜营养成分的影响[J]. 湖南农业科学，2024（3）：19-22. DOI:10.16498/ki.hnnykx.2024.003.005丝瓜（Luffa aegyptiaca Mill.）为葫芦科（Cucur-bitaceae）丝瓜属（Luffa Mill.）的一年生攀绿性草本植物，起源于亚洲的热带地区，以嫩瓜食用为主，老熟果实纤维发达，可入药或做海棉的替代品[1]。
丝瓜有8个种，在中国主要分布有普通丝瓜（L. cylindrica Roem.）和有棱丝瓜（L.acutangula Roxb.）2种[2]。
白关丝瓜属于普通丝瓜，是湖南省著名的地方品种，原产于湖南省株洲市芦淞区白关镇，2021年6月获批国家地理标志农产品。
该品种在湖南省其他地方的年种植面积约2 000 hm2，占全省丝瓜种植面积的12%，除株洲地区外，湖南长沙、湘潭、益阳、常德等地均广泛种植，并成为这些地方主要的丝瓜消费品种；江西、广西、广东等省也有部分种植[3-4]。
白关丝瓜以烹饪后汤汁乳白、果肉不变色、口感丝滑沁甜、香气浓郁作为其风味特色。
但在推广过程中白关丝瓜的风味变化明显，主要原因是由肥水管理引起的果实营养成分变化[5]。
影响风味的营 酵素菌剂与有机肥配施对丝瓜营养成分的影响 吴景1，唐灿辉2，严潜1，张艳1，王安乐1，严小兵1，罗扬3，王冲勇4 （1.长沙市农业科学研究院，湖南长沙 410003；2.长沙市望城区植保植检站，湖南长沙 410299；3.长沙市农产品质量监测中心，湖南长沙 410003；4.长沙市农业技术推广中心，湖南长沙 410205）摘要：为分析酵素菌剂对丝瓜果实营养成分的影响，以国家农产品地理标志登记产品白关丝瓜为试验对象，通过液体酵素菌剂与有机肥的配合施用，分析比较果实中影响风味的主要营养成分的变化。
结果表明：液体酵素菌剂与有机肥配合施用后，样品中谷氨酰胺含量高达169.02 mg/100g，比单纯施用有机肥的对照样品提高了62.3%，呈甜、鲜、香味的游离氨基酸提高了38.3%~118.4%，尤其是对风味贡献显著的鲜味氨基酸天冬氨酸含量提高了87.2%、苦味氨基酸精氨酸含量降低了33.2%，蛋白质、可溶性固形物、钙元素、铁元素含量分别较对照提高了10.6%、5.7%、21.6%、62.5%。
基于低共熔溶剂的液液微萃取技术测定食用油中的新烟碱类杀虫剂
基于低共熔溶剂的液液微萃取技术测定食用油中的新烟碱类杀虫剂王素利，郭振福，庚丽丽（河北北方学院河北省农产品食品质量安全分析重点实验室，河北张家口075000）摘 要：利用合成的低共熔溶剂（deep eutectic solvent，DES）作为液液微萃取技术中的萃取剂，利用超声波辅助分散，建立高效液相色谱测定食用油中4 种新烟碱类杀虫剂（噻虫嗪、吡虫啉、啶虫脒、噻虫啉）的方法。
首先将合成的DES加入到含有目标分析物的食用油（正己烷稀释）中，进行超声辅助分散加速提取，然后离心，吸出上层液体，再用微量注射器吸取DES富集相（下层）进行液相色谱分析。
根据单一变量法，对影响萃取效率的一些因素进行优化，如DES的种类和体积、超声萃取时间、离心时间等。
在最佳条件下，回收率在81.9%～98.0%之间，相对标准偏差为5.5%～8.3%（n=5），检出限范围为3.2～5.3 μg/L，定量限范围为10.8～17.7μg/L。
并且应用所建立的基于DES超声辅助分散液液微萃取方法检测食用油实际样品大豆油、葵花籽油、亚麻籽油中的新烟碱类农药。
此方法提取和浓缩一步完成，避免了毒性较大的有机溶剂的使用，具有快速、简单、有效等显著优点。
关键词：低共熔溶剂；液液微萃取；新烟碱类杀虫剂；食用油Liquid Phase Microextraction with Deep Eutectic Solvent Combined with High Performance Liquid Chromatography for Determination of New Neonicotinoid Insecticide Residues in Edible OilWANG Suli, GUO Zhenfu, GENG Lili(Hebei Key Laboratory of Quality and Safety Analysis-testing for Agro-products and Food,Hebei North University, Zhangjiakou 075000, China)Abstract: In this study, a method for the determination of residues of four new neonicotinoid insecticides (thiamethoxam, imidacloprid, acetamiprid, and thiacloprid) in edible oil was developed using ultrasound-assisted liquid-liquid microextraction with deep eutectic solvent (UA-DES-LLME) followed by high performance liquid chromatography (HPLC).Samples were diluted with n-hexane and added with deep eutectic solvent (DES) before being subjected to ultrasonic-assisted dispersive liquid-liquid microextraction (UALLME). Then, the extract was centrifuged. The lower DES-rich phase was collected and injected into the HPLC system for analysis. Several important parameters influencing the extraction efficiency, such as the type and volume of DES, ultrasonication time, and centrifugation time, were investigated. Under the optimized conditions, the recoveries of the analytes were between 81.9% and 98.0%, with relative standard deviations (RSD, n = 5) of 5.5%–8.3%. The limits of detection (LODs) and limits of quantitation (LOQs) were3.2‒5.3 μg/L and10.8‒17.7 μg/L respectively. The method was successfully applied to real samples of soybean oil, sunflower seed oil and linseed oil.This method combined extraction and concentration in one step without the use of poisonous organic solvents.This method proved to be simple, rapid and efficient.Keywords: deep eutectic solvent; liquid-liquid microextraction; new neonicotinoid insecticides; edible oilDOI:10.7506/spkx1002-6630-20200423-294中图分类号：TS207.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2021）08-0277-06引文格式：王素利, 郭振福, 庚丽丽. 基于低共熔溶剂的液液微萃取技术测定食用油中的新烟碱类杀虫剂[J]. 食品科学, 2021, 42(8): 277-282. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200423-294. 收稿日期：2020-04-23基金项目：河北省自然科学基金项目（B2017405049）；河北省高等学校科学重点研究项目（ZD2016139）第一作者简介：王素利（1968—）（ORCID: 0000-0002-8800-393X），女，教授，博士，研究方向为农产品安全。
不同有机－无机肥配施模式对设施辣椒产量及养分利用的影响
ａｎｄＲｕｒａｌＡｆｆａｉｒｓ／ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＰｌａｎｔＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｓｏｌａｒｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｂｉｎｅｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｙｉｅｌｄ，ｎｕｔｒｉｅｎｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｏｉｌｎｕｔｒｉｅｎｔｓｏｆｃａｐｓｉｃｕｍ
ＺｈｅｎｇＦｕｌｉ，ＬｉＧｕｏｓｈｅｎｇ，ＬｉＹａｎ，ＷｅｉＪｉａｎｌｉｎ，ＴａｎＤｅｓｈｕｉ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆ ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷａｓｔｅｓＭａｔｒｉｘＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ
山东省植物营养与肥料重点实验室，山东 济南 ２５０１００）
摘要：通过日光温室小区试验研究了不同有机 －无机肥配施模式对设施辣椒产量、养分利用和土壤养分 的影响，探索适宜设施辣椒的有机 －无机肥配施模式，并对其经济效益进行评价。试验设置 ７个处理：常规用 量化肥配施常量有机肥（ＦＰ＋ＯＭ１），优化用量化肥（ＯＰＴ），优化用量化肥配施低量有机肥（ＯＰＴ＋ＯＭ２），优化 用量化肥配施中量有机肥（ＯＰＴ＋ＯＭ３），优化用量化肥配施高量有机肥（ＯＰＴ＋ＯＭ４），减施 １５％化肥配施中 量有机肥（ＯＰＴ１＋ＯＭ３），减施 ３０％化肥配施中量有机肥（ＯＰＴ２＋ＯＭ３）。结果表明：（１）等化肥用量条件下， 辣椒产量随有机肥用量增加而增加，ＯＰＴ＋ＯＭ４处理产量最高，比 ＦＰ＋ＯＭ１处理增产 ４９．９１％；ＯＰＴ１＋ＯＭ３ 和 ＯＰＴ２＋ＯＭ３处理的辣椒产量仍持平或略高于 ＦＰ＋ＯＭ１处理。（２）辣椒 ＮＯ３－ －Ｎ含量随有机肥用量的增 加而增加，随化肥用量 的 减 少 而 降 低，ＯＰＴ＋ＯＭ４处 理 ＮＯ３－ －Ｎ含 量 最 高，比 ＦＰ＋ＯＭ１处 理 高 ４６．５７％。 （３）ＯＰＴ＋ＯＭ３和 ＯＰＴ＋ＯＭ４处理的辣椒氮磷钾累积量和氮磷钾收获指数居高，ＯＰＴ２＋ＯＭ３、ＯＰＴ＋ＯＭ４处理 肥料偏生产力较高，分别比 ＦＰ＋ＯＭ１处理分别提高 ６７．８９％、６５．６６％。（４）不同施肥处理土壤养分差异很 大，ＯＰＴ＋ＯＭ３处理土壤中全氮、速效钾、有效磷和有机质含量居高，速效钾、有效磷含量分别比 ＦＰ＋ＯＭ１处 理提高 ３８．７８％和 ２２．２０％。（５）ＯＰＴ＋ＯＭ４施肥模式的纯收入最高，为 ４４．５０万元 ／ｈｍ２，ＯＰＴ＋ＯＭ３处理的产 投比最高，为 ４．９０。在本试验条件下，综合产量、效益和土壤培肥等因素，推荐每公顷施用 ２４２２．５～２８５０．０ｋｇ 化肥配合施用 ４５５６２．５ｋｇ有机肥为较优的施肥模式。
秸秆还田和有机肥配合替代1
第37卷第4期2023年8月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .4A u g.,2023收稿日期:2023-02-01资助项目:河南省旱地绿色智慧农业特色骨干学科群建设项目(17100001);河南省科技攻关项目(202102110087);国家自然科学基金项目(31801297) 第一作者:吴金芝(1978 ),女,博士,副教授,硕士生导师,主要从事旱地农田水肥高效及生理生态研究㊂E -m a i l :y y w u jz @126.c o m 通信作者:赵振欣(1966 ),男,大专,高级农艺师,主要从事作物水肥高效研究及推广工作㊂E -m a i l :m j x n jz w@163.c o m 李友军(1962 ),男,博士,教授,博士生导师,主要从事旱作节水高产栽培理论与技术研究㊂E -m a i l :l y j@h a u s t .e d u .c n 秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量㊁蛋白质含量和化肥利用效率影响吴金芝1,肖慧淑1,郭锦花1,黄明1,赵凯男1,侯园泉1,李俊红2,3,田文仲2,3,张洁2,3,李芳2,3,赵振欣4,李友军1(1.河南科技大学农学院,河南洛阳471023;2.洛阳农林科学院,河南洛阳471023;3.中国农业科学院洛阳旱农试验基地,河南洛阳471023;4.洛阳市孟津区农业技术推广服务中心,河南孟津471100)摘要:为研究长期秸秆还田和有机肥配合替代部分化肥对玉-麦一年两熟种植下产量㊁品质和化肥效率的影响,2015-2020年,依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的长期定位试验,设置不施肥对照(C K )㊁玉米小麦季均常规施用氮磷钾化肥(N P K )㊁秸秆还田和有机肥配合替代小麦季1/3氮磷钾化肥(S O R F )3个处理,研究2015 2020年玉-麦一年两熟种植下作物产量㊁化肥利用效率,2019 2020年玉米和小麦籽粒氮磷钾养分含量㊁蛋白质含量和蛋白质产量,以及2020年小麦籽粒蛋白质及其组分含量㊂结果表明:(1)S O R F 处理玉米增产增效作用优于N P K 处理,5年平均产量提高10.0%,但二者间小麦和周年产量差异未达显著水平(p >0.05)㊂(2)施肥显著提高玉米和小麦籽粒氮磷钾含量,其中S O R F 较N P K 处理又显著增加籽粒氮含量,从而使玉米籽粒蛋白质含量和蛋白质产量较N P K 分别显著提高6.7%和17.8%,小麦籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别显著提高8.0%和6.3%,周年蛋白质产量显著增加10.8%㊂(3)S O R F 和N P K 处理较C K 均可显著提高小麦籽粒中各蛋白质组分含量及谷醇比,协同提高小麦籽粒蛋白质含量和籽粒品质㊂S O R F 较N P K 处理还可提高除球蛋白外的其他蛋白组分含量,但谷醇比的增幅不显著㊂(4)与N P K 相比,S O R F 处理下玉米㊁小麦和周年的氮肥农学效率分别显著提高54.8%,31.2%和37.3%,氮肥偏生产力分别显著提高10.0%,45.6%和20.7%,小麦㊁周年的磷(钾)肥农学效率和偏生产力分别提高31.2%,77.3%和45.6%,55.7%㊂综合来看,秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥(S O R F )不仅有利于提高玉米产量,玉米㊁小麦的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,以及化肥农学效率和偏生产力,而且可提高小麦籽粒蛋白组分含量,是旱地玉-麦一年两熟区兼顾产量品质效率的施肥模式㊂关键词:秸秆覆盖;有机肥替代;玉-麦一年两熟;产量;蛋白质含量;肥料利用效率中图分类号:S 147.34 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)04-0319-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.04.039E f f e c t s o f S t r a wR e t u r n i n g C o m b i n e dw i t hO r g a n i cF e r t i l i z e rR e p l a c i n g 1/3C h e m i c a l F e r t i l i z e r o nG r a i nY i e l d ,G r a i nP r o t e i na n dC h e m i c a lF e r t i l i z e rU s eE f f i c i e n c y i nD r y l a n dM a i z e -w h e a tD o u b l eC r o p p i n g S ys t e m WUJ i n z h i 1,X I A O H u i s h u 1,G U OJ i n h u a 1,HU A N G M i n g 1,Z H A O K a i n a n 1,HO U Y u a n q u a n 1,L I J u n h o n g 2,3,T I A N W e n z h o n g 2,3,Z H A N GJ i e 2,3,L IF a n g 2,3,Z H A OZ h e n x i n 4,L IY o u ju n 1(1.A g r i c u l t u r a lC o l l e g e ,H e n a nU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,L u o y a n g ,H e n a n 471023;2.L u o y a n g A c a d e m y o f A g r i c u l t u r e a n dF o r e s t r y S c i e n c e s ,L u o y a n g ,He n a n 471023;3.L u o y a n g D r y l a n dA g r i c u l t u r eT e s t S i t e ,C h i n e s eA c a d e m y of Ag r i c u l t u r a lS c i e n c e s ,L u o y a n g ,H e n a n 471023;4.A g r i c u l t u r a lT e c h n o l o g y E x t e n s i o nC e n t e r o f M e n g j i nD i s t r i c t i nL u o y a n g ,M e n g ji n ,H e n a n 471100)A b s t r a c t :T o s t u d y t h ee f f e c t so f c o m b i n e ds t r a wr e t u r n i n g w i t ho r g a n i c f e r t i l i z e r r e p l a c i n gp a r t l y ch e m i c a l f e r t i l i z e r o n g r a i n y i e l d ,g r a i n q u a l i t y a n dc h e m i c a l f e r t i l i z e ru s ee f f i c i e n c y i nd r y l a n d m a i z e -w h e a td o u b l e c r o p p i n g s y s t e m ,F r o m 2015t o2020,b a s e do nal o n g -t e r m f i e l de x p e r i m e n tc o n d u c t e da tL u o y a n g D r yCopyright ©博看网. All Rights Reserved.F a r m i n g E x p e r i m e n t a lS t a t i o no fC h i n e s e A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s,s i n c e2007.T h e r ea r et h r e e t r e a t m e n t s,i.e.,n o f e r t i l i z e r c o n t r o l(C K),c o n v e n t i o n a l a p p l i c a t i o no f n i t r o g e n,p h o s p h o r u s a n d p o t a s s i u m f e r t i l i z e r i nb o t h m a i z ea n d w h e a ts e a s o n(N P K),s t r a w m u l c h i n g a n do r g a n i cf e r t i l i z e rc o m b i n e d w i t h r e p l a c i n g1/3o fN P K i n p u t i nw h e a t s e a s o n(S O R F).T h e g r a i n y i e l d s a n d f e r t i l i z e r u s e e f f i c i e n c i e s i nm a i z e, w h e a t a n d a l l y e a r f r o m2015t o2020,a n dt h e g r a i nn i t r o g e n,p h o s p h o r u sa n d p o t a s s i u mc o n t e n t s,g r a i n p r o t e i nc o n t e n t s,g r a i n p r o t e i n y i e l d s o fm a i z e a n dw h e a t f r o m2019t o2020,a n d t h e c o n t e n t s o f p r o t e i n a n d i t s c o m p o n e n t s i n g r a i n o fw h e a t i n2020w e r e i n v e s t i g a t e d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t:(1)C o m p a r e dw i t h t h e N P Kt r e a t m e n t,t h e5-y e a r a v e r a g e y i e l do fm a i z e u n d e rS O R Ft r e a t m e n tw e r e i n c r e a s e db y10.0%.H o w e v e r, t h e r ew a s n o s i g n i f i c a n t g r a i n y i e l dd i f f e r e n c e o fw h e a t a n d a l l y e a r b e t w e e nN P Ka n dS O R F t r e a t m e n t s(p> 0.05).(2)T h e g r a i n N,P,Kc o n t e n t i n m a i z ea n dw h e a tw a s i n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y w i t ht h ea p p l i c a t i o n o f f e r t i l i z e r.C o m p a r e d w i t h N P Kt r e a t m e n t,S O R Fs i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d g r a i nn i t r o g e nc o n t e n t,w h i c h s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e di n p r o t e i nc o n t e n ta n d p r o t e i n y i e l do f m a i z e g r a i na n d w h e a t g r a i nb y6.7%a n d 17.8%,8.0%a n d6.3%,r e s p e c t i v e l y,a n d a n n u a l p r o t e i n y i e l d i n c r e a s e db y10.8%.(3)S O R Fa n dN P Kn o t o n l y i n c r e a s e dt h ec o n t e n t so fe a c h p r o t e i nc o m p o n e n t,b u ta l s oi n c r e a s e dt h er a t i oo f g l u t e n i n/g l i a d i ni n w h e a t g r a i n,a n d s y n e r g i s t i c a l l y i m p r o v i n g t h e p r o t e i n q u a n t i t y a n d q u a l i t y i n g r a i n.C o m p a r e dw i t h t h eN P K t r e a t m e n t,S O R Fs i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e dt h ec o n t e n to fd i f f e r e n t g r a i n p r o t e i nc o m p o n e n t e x c e p t g l o b u l i n, b u t t h e i n c r e a s eo f g l u t e n i n/g l i a d i nr a t i ow a sn o t s i g n i f i c a n t.(4)C o m p a r e dw i t hN P Kt r e a t m e n t,t h en i t r o g e n a g r o n o m i c u s e e f f i c i e n c y u n d e r S O R F t r e a t m e n tw e r e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e db y54.8%,31.2%a n d77.3%i n m a i z e,w h e a t a n d a l l y e a r,a sw e l l a s n i t r o g e n p a r t i a l p r o d u c t i v i t y b y10.0%,45.6%a n d20.7%,r e s p e c t i v e l y,a n d t h e p h o s p h a t e(p o t a s s i u m)a g r o n o m i c e f f i c i e n c y a n d p a r t i a l p r o d u c t i v i t yb y31.2%,77.3%a n d45.6%,55.7%i nw h e a t a n d a l l y e a r.A b o v e a l l,S O R F c o u l d n o t o n l y i m p r o v e t h e g r a i n y i e l d i nm a i z e,a n d t h e g r a i n p r o t e i n c o n t e n t,p r o t e i n y i e l d,a sw e l l a s a g r o n o m i c e f f i c i e n c y a n d p a r t i a l p r o d u c t i v i t y i n m a i z ea n dw h e a t,b u t a l s o i m p r o v e d t h ec o n t e n t so fd i f fe r e n t g r a i n p r o t e i nc o m p o n e n t s i nw h e a t.T h e r ef o r e,s t r a w m u l c h i n gc o m b i n e dw i t ho r g a n i c f e r t i l i z e r s r e p l a c i n g1/3o fN P Ko fw h e a t s e a s o nw a s t h e s u i t a b l e f e r t i l i z a t i o n m ode lf o r h igh yi e l d,h i g h q u a l i t y a n dh i g h e f f i c i e n c y i n t h em a i z e-w h e a t d o u b l e c r o p p i n g s y s t e mo f d r y l a n d r e g i o n. K e y w o r d s:s t r a w m u l c h i n g;o r g a n i c f e r t i l i z e r s u b s t i t u t i o n;m a i z e-w h e a t d o u b l e c r o p p i n g s y s t e m;g r a i n y i e l d;p r o t e i n c o n t e n t;f e r t i l i z e r u s e e f f i c i e n c y玉米和小麦是人类主要的粮食作物,提高其产量㊁品质对保障粮食安全和优化人们膳食结构具有重要作用,特别是在人口的快速增长㊁人们生活水平越来越高的当今更为突出[1]㊂众所周知,施用化肥是提高作物产量和品质的重要途径㊂然而,人们为了追求高产优质,长期过量和不合理使用化肥,使我国化肥利用效率低下,如玉米和小麦的氮㊁磷㊁钾肥农学效率分别为10.1,7.9,5.6k g/k g和11.1,9.8,8.1k g/k g,与世界平均水平相比低20%~30%[2],尤其是在降水与作物需水关键期错位㊁土壤肥力低且追肥困难的北方旱区更为突出[3]㊂夏玉米-冬小麦(简称玉-麦)一年两熟是我国北方重要的种植制度之一,在保障国家粮食安全中具有重要地位,但该种植体系下过量施肥现象也非常普遍㊂因此,探索协同实现旱地玉-麦高产优质高效的施肥措施一直是广大旱地农业科技者关注的重要课题㊂有机肥替代化肥是保障旱地作物可持续生产的重要措施,具有改善土壤理化性质,促进土壤蓄水保墒和维持土壤养分持续供给等多种功能,且增产增效作用突出[4]㊂裴雪霞等[5]研究表明,化肥减量配施猪粪或羊粪可提高旱地小麦产量和水分利用率,改善小麦品质;丁维婷等[6]研究表明,25%替代处理在改善土壤生物学活性㊁增加小麦产量和改善品质方面的效果良好,同时可以提高氮肥农学效率和氮肥偏生产力,增加经济效益;熊波等[7]研究表明,有机肥替代化肥能够提高玉米植株粗蛋白含量,且以30%有机肥替代化肥的效果最佳;聂胜委等[8]研究却表明,小麦季牛粪秸秆堆肥替代20%化肥第1季增产,第2季略有减产,籽粒蛋白质㊁湿面筋含量当季略有提高,第2季显著下降㊂秸秆还田特别是覆盖还田作为旱地作物生产中重要的节水培肥措施,具有提高作物产量和品质的作用㊂黄明等[9]研究表明,秸秆覆盖较不覆盖使翻耕下小麦产量㊁蛋白质含量和蛋白质产量分别提高11.5%,7.4%,21.3%,旋耕下分别提高23.0%,023水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.12.8%,38.5%;张礼军等[10]研究表明,与无覆盖相比,秸秆覆盖可使小麦产量略有增加,籽粒蛋白质和湿面筋质量分数分别降低2.5%和6.1%㊂在有机肥替代和秸秆覆盖组合方面,王飞等[11]研究表明,与单施化肥相比,等氮施肥下通过秸秆还田与有机肥替代配合可使水稻产量提高8.4%~13.9%;赵凯男等[3]研究表明,无论降雨多寡,秸秆还田和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥均未降低冬小麦产量,但显著提高干旱年夏玉米及周年的产量和水分利用效率,并优化0 60c m 土层土壤有机质㊁全氮含量,0 20c m 土层速效磷㊁钾含量,同时较常规氮磷钾处理显著降低200 380c m 土层硝态氮积累量㊂然而,以往的研究主要集中在秸秆还田或有机肥替代化肥对玉米或小麦单个生产体系的影响,有关二者配合对旱地玉-麦一年两熟系统的长期定位研究较少,特别是有关旱地玉-麦一年两熟种植下作物籽粒养分含量和品质的研究尚鲜有报道㊂因此,本研究依托中国农业科学院洛阳旱农试验基地始于2007年的田间定位试验,研究不施肥㊁施用氮磷钾肥和秸秆还田配合有机肥替代化肥对旱地玉-麦产量㊁籽粒蛋白质含量和肥料利用效率的影响,旨为实现旱地玉-麦两熟体系高产优质高效生产提供理论和技术参考㊂1 材料与方法1.1 试验地概况试验地位于中国农业科学院洛阳旱农试验基地(112ᵡ29'72ᵡE ,34ʎ38'73ᵡN ),海拔130m ,属典型的温带半湿润偏旱季风气候,年均气温14.6ʎC ,平均干旱频率>40%,干燥度>1.3,无霜期200~219天㊂年平均降水量为561.6mm ,年平均蒸发量1870mm ㊂玉-麦两熟是当地主要种植制度㊂供试土壤为黄棕色褐土,耕层土壤田间持水量㊁饱和水含量㊁容重和pH 分别为27%,33%,1.53g /c m 3和7.3;0 20c m 土层中>0.2mm 的沙粒为302g /k g ,0.2~0.002mm 的粉粒为416g /k g,<0.002mm 的黏粒为282g /k g ㊂2007年6月试验开始前0 20c m 土层中土壤有机质15.8g /k g ,全氮0.9g /k g ,有效磷10.4m g /k g,速效钾166.0m g /k g ,阳离子交换量为19.9c m o l /k g ㊂本研究中逐月降雨量见图1㊂注:折线为2000-2020年度连续20年降水量的平均值㊂图1 试验期间逐月降雨量1.2 试验设计与田间管理试验在池栽条件下进行,设不施肥(C K )㊁玉米㊁小麦季均施常规氮磷钾化肥(N P K )㊁秸秆覆盖和有机肥配合替代1/3氮磷钾化肥(S O R F )㊂(1)C K 处理,全年不施入任何肥料,秸秆不还田;(2)N P K 处理,根据当地农户习惯,分别于玉米拔节期施纯N207k g /h m 2,小麦播前施纯N150k g /h m 2㊁P 2O 5120k g /h m 2和K 2O90k g /h m 2,秸秆不还田;(3)S O R F 处理,玉米季将前茬小麦(留茬高度40c m )秸秆全部覆盖还田,并于拔节期施纯N207k g/h m 2;小麦季将前茬50%的玉米秸秆粉碎(5.0c m )后均匀还田于原小区,并施有机肥1250k g/h m 2以及N P K 处理的2/3化肥用量㊂N P K 和S O R F 处理的年肥料用量和秸秆还田量见表1,秸秆㊁有机肥和化肥管理均在当季作物播前整地时进行㊂表1 化肥和有机肥替代处理年肥料用量和秸秆还田量单位:k g/h m 2处理夏玉米N P 2O 5K 2O 有机肥秸秆冬小麦NP 2O 5K 2O 有机肥秸秆N P K2070000150120900S O R F207100%小麦秸秆1008060125050%玉米秸秆采用随机区组设计,小区面积16m 2,3次重复㊂供试有机肥(河南豫宝肥业有限公司)中养分含量分别为Nȡ2.03%㊁P 2O 5ȡ2.8%㊁K 2Oȡ2.3%,有机质ȡ30%,有机肥供试量相当于小麦季N P K 处理的17%N ㊁34%P 2O 5和28%K 2O ㊂供试化肥分别为尿素(含N46%)㊁过磷酸钙(含P 2O 512%)和氯化123第4期 吴金芝等:秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量㊁蛋白质含量和化肥利用效率影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.钾(含K2O60%)㊂玉米品种为 洛玉114 ,于6月上旬免耕播种,9月下旬收获,种植密度45000株/h m2;小麦品种为 洛旱7号 ,于10月上中旬秸秆还田㊁施肥并人工翻耕整地后播种,行距20c m,播量为120~135k g/h m2,5月下旬或6月初收获㊂整个试验期间无灌溉,病虫草害防治等田间管理措施按照当地农民生产习惯进行㊂1.3测定项目与方法1.3.1籽粒产量的测定在玉米㊁小麦成熟期,各小区均全部收获,脱粒㊁风干后测定产量㊂1.3.2籽粒养分含量的测定2019 2020年,分别从玉米和小麦的测产样品中取籽粒50g,测定水分含量后烘干并粉碎待测㊂采用H2S O4-H2O2法消解,连续流动分析仪(A A3,S E A L,德国)测定消解液中的氮磷浓度,火焰光度计(M410,S H E RWO O D,英国)测定钾浓度[12]㊂氮磷钾含量均以干重表示㊂蛋白质含量(%)=籽粒全氮含量ˑ5.7[9]蛋白质产量(k g/h m2)=籽粒干物质量ˑ蛋白质含量[9]1.3.3籽粒蛋白组分的测定2019 2020年,小麦收获季进行,参照何照范[13]的方法测定蛋白质组分含量㊂称取0.5g样品按照清蛋白㊁球蛋白㊁醇溶蛋白和麦谷蛋白的顺序提取,其中清蛋白的提取为:加2m L蒸馏水,在研钵中充分研磨后移入离心管,振荡30m i n,离心15 m i n取上清液,连续提取3次后并入50m L容量瓶待测;球蛋白㊁醇溶蛋白和麦谷蛋白分别用10%N a C l㊁70%乙醇和0.2%的N a O H进行提取,提取过程同清蛋白,提取液中的氮含量用凯氏定氮法测定㊂1.3.4肥料农学效率及偏生产力肥料农学效率及偏生产力参考黄明等[12]描述的方法进行计算㊂氮(磷㊁钾)肥农学效率(k g/k g)=[施氮(磷㊁钾)区的籽粒产量-不施氮(磷㊁钾)区的籽粒产量]/施氮(磷㊁钾)量(k g/h m2)氮(磷㊁钾)肥偏生产力(k g/k g)=施氮(磷㊁钾)区的籽粒产量(k g/h m2)/施氮(磷㊁钾)量(k g/h m2) 1.4数据处理采用M i c r o s o f t E x c e l2019和S P S S23软件数据整理,用L S D法进行显著性检验,用M i c r o s o f tE x c e l 2019软件制图㊂2结果与分析2.1秸秆还田和有机肥配合替代化肥对旱地玉-麦一年两熟种植下作物产量的影响由图2可知,与C K相比,N P K和S O R F处理均能增产,玉米和冬小麦分别提高22.4%~34.7%和26.8%~30.7%,但N P K和S O R F处理的增产效应因作物而异㊂玉米生长季,与N P K处理相比,S O R F在2015 2016年和2019 2020年度显著提高67.0%和10.4%,5年平均产量显著提高10.0%;小麦生长季,N P K 和S O R F处理间连续5年的产量差异均不显著㊂对玉-麦周年产量分析可知,N P K和S O R F处理5年均值分别达到8376,8693k g/h m2,二者差异不显著,但较C K分别显著提高26.2%和31.0%㊂可见,S O R F 处理对玉米增产能力高于N P K,而两者间小麦和周年产量的差异并未达显著水平㊂2.2秸秆还田和有机肥配合替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物籽粒氮磷钾养分含量的影响由表2可知,与C K相比,N P K和S O R F均可显著提高作物籽粒氮磷钾含量,其中玉米籽粒氮磷钾含量分别显著提高5.7%,27.3%,11.6%和12.8%, 34.7%,16.7%,小麦籽粒氮磷钾含量分别显著提高31.9%,9.1%,29.0%和42.3%,13.8%,31.8%,表现为玉米籽粒磷含量提高幅度大,小麦籽粒氮钾含量提高幅度大㊂与N P K相比,S O R F使夏玉米和冬小麦籽粒氮含量分别显著提高6.7%和7.9%,但对籽粒磷钾含量的提高效应均未达到显著水平㊂2.3秸秆还田和有机肥配合替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物籽粒蛋白质含量和蛋白质产量的影响从表3可以看出,不同处理间玉米㊁小麦的籽粒蛋白质含量和蛋白质产量的差异均达到显著水平,且均表现为S O R F>N P K>C K㊂与N P K相比,S O R F 下玉米籽粒蛋白质含量和蛋白质产量分别显著提高6.7%和17.8%,小麦分别显著提高8.0%和6.3%,周年的蛋白质产量显著提高10.8%㊂说明秸秆还田配合有机肥替代部分化肥具有提高旱地玉-麦一年两熟种植下作物籽粒蛋白质含量和蛋白质产量的作用,且蛋白质含量表现为小麦增幅大于玉米,蛋白质产量表现为玉米大于小麦㊂2.4秸秆还田和有机肥配合替代化肥对玉-麦一年两熟种植下小麦籽粒蛋白质组分特征的影响进一步分析小麦籽粒蛋白组分特征(表4)发现,除S O R F较N P K籽粒球蛋白和谷醇比增幅不显著外(p>0.05),不同处理下籽粒各蛋白质组分含量㊁谷醇比㊁储藏蛋白含量均达到显著水平(p<0.05)㊂其中,与C K相比,S O R F和N P K的上述蛋白含量的增幅达14.1%~50.5%,且均以谷蛋白的增幅较大㊂与N P K相比,S O R F的清蛋白㊁醇溶蛋白㊁谷蛋白和贮藏蛋白含量分别显著提高9.9%,3.8%,7.5%,3.2%㊂可见,施用氮磷钾肥㊁秸秆还田和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥都有利于提高旱地玉-麦两熟体系中冬小麦籽粒蛋白质各组分含量,并显著增加谷醇比和贮藏蛋白含量,优化蛋白组成,改善籽粒品质,且秸秆还田和有机肥配合替代1/3氮磷钾肥处理效果更佳㊂223水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.注:柱上方不同小写字母表示同一年度不同处理间差异达到5%显著水平;柱内的连续折线表示各处理相较于对照的增产率㊂图2 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉米、小麦和周年产量的影响表2 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物籽粒氮磷钾养分含量的影响单位:m g /g 处理夏玉米氮含量磷含量钾含量冬小麦氮含量磷含量钾含量C K12.36ʃ0.34c 2.16ʃ0.13b 3.29ʃ0.15b 18.18ʃ0.09c 2.97ʃ0.10b 2.14ʃ0.11b N P K13.06ʃ0.54b 2.75ʃ0.20a 3.67ʃ0.19a 24.02ʃ0.19b 3.24ʃ0.02a 2.76ʃ0.10a S O R F13.94ʃ0.09a2.91ʃ0.16a3.84ʃ0.60a25.93ʃ0.81a3.38ʃ0.07a2.82ʃ0.15a注:同列数据为平均值ʃ标准差;同列不同小写字母表示不同处理间差异达到5%显著水平㊂下同㊂2.5 秸秆还田和有机肥配合替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物氮磷钾肥农学效率和偏生产力的影响秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉米㊁小麦以及周年氮㊁磷㊁钾肥农学效率和偏生产力具有显著的调节作用(图3)㊂分析肥料农学效率可知,S O R F 处理玉米㊁小麦和周年的平均氮肥农学效率分别为5.9,8.3,6.7k g /k g,较N P K 处理分别提高2.1,2.0,1.8k g /k g ,增幅分别为54.8%,31.2%,37.3%;小麦和周年平均磷㊁钾肥农学效率分别为10.4,25.7k g /k g 和13.8,34.3k g /k g ,较N P K 处理的增幅均为31.2%(小麦)和77.3%(周年)㊂S O R F 处理玉米㊁小麦和周323第4期 吴金芝等:秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量㊁蛋白质含量和化肥利用效率影响Copyright ©博看网. All Rights Reserved.年的平均氮肥偏生产力分别为23.1,39.2,28.3k g /k g ,较N P K 处理显著提高2.1,12.3,4.9k g /k g ,小麦和周年平均磷㊁钾肥偏生产力分别为49.0,65.3k g /k g 和108.7,144.9k g /k g,较N P K 处理分别显著提高15.3,20.5k g /k g 和38.9,51.8k g /k g,增幅均为45.6%(小麦)和55.7%(周年)㊂表3 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物籽粒蛋白质含量和蛋白质产量的影响处理夏玉米蛋白质含量/%蛋白质产量/(k g㊃h m -2)冬小麦蛋白质含量/%蛋白质产量/(k g㊃h m -2)周年蛋白质产量/(k g㊃h m -2)C K7.04ʃ0.19c 377.1ʃ22.6c 10.36ʃ0.05c 331.3ʃ6.7c 708.4ʃ16.1cN P K 7.45ʃ0.31b 540.5ʃ31.6b 13.69ʃ0.11b 819.3ʃ41.8b 1359.9ʃ56.4b S O R F 7.95ʃ0.05a636.5ʃ5.2a 14.78ʃ0.46a870.7ʃ3.5a1507.2ʃ10.7a 表4 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下小麦籽粒蛋白质组分特征的影响处理清蛋白/%球蛋白/%醇溶蛋白/%谷蛋白/%谷/醇比贮藏蛋白/%C K2.13ʃ0.10c 1.35ʃ0.04b3.16ʃ0.03c3.23ʃ0.15c 1.02ʃ0.04b 6.39ʃ0.10cN P K 2.43ʃ0.01b 1.82ʃ0.02a 3.65ʃ0.02b 4.52ʃ0.10b 1.24ʃ0.02a 8.17ʃ0.12b S O R F2.67ʃ0.06a1.87ʃ0a 3.79ʃ0.01a4.86ʃ0.24a1.28ʃ0.04a8.65ʃ0.19a注:箱型框中实线和方框分别表示数据集中的中值和平均值;上下边界分别表示数据集的25%和75%位分数;上下水平短线表示数据集的5%和95%区间,箱外上下圆点分别表示数据集的最大值和最小值㊂图3 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物氮磷钾肥农学效率和偏生产力的影响3 讨论3.1 秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物产量的影响前人研究表明,有机肥替代30%化肥[14]㊁替代25%化肥[15]㊁替代量低于43%[16]都可保障作物稳产㊂也有研究[17]表明,与单施化肥相比,有机肥替代25%和50%化肥时小麦和玉米产量都无显著变化,但继续增加替代比例会导致减产㊂本研究中,S O R F423水土保持学报 第37卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.与N P K处理相比显著提高夏玉米产量,5年平均增产10.0%,但小麦和周年产量无显著变化,说明秸秆还田配合有机肥替代麦季1/3化肥可稳定旱区玉-麦一年两熟种植下小麦产量,并且还可以显著提高玉米产量,这与前人[14-17]研究结果相一致㊂究其原因,玉米生育期内(6-9月)降雨量为211.3~437.7mm,占全年总量的47.8%~81.4%(图1),无秸秆覆盖条件下水分容易蒸发损失,从而造成干旱缺水,不利于产量形成和水分利用效率的提高,而秸秆还田配合有机肥替代化肥的处理,既具备秸秆覆盖减少水分无效蒸发的功能,又能发挥有机肥提高土壤中微生物数量和质量㊁活化土壤养分的作用,从而促进玉米对水肥的利用,进而提高产量,这与王道中等[18]的研究结果一致㊂然而,小麦季秸秆还田,其减少蒸发增加土温的作用较秸秆覆盖差,且全生育期降雨量93.7~322.7mm (图1),远低于450mm的需水要求[19],在需水关键期拔节至开花期(3 5月)降水量29.0~75.0mm(图1),水分胁迫使秸秆还田和有机肥的培肥保水作用无法得到充分发挥,最终导致小麦产量和水分利用效率较单施化肥并无显著优势㊂3.2秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物籽粒品质的影响谷物籽粒中养分含量高低,直接决定人们膳食中营养摄入,而营养品质特别是蛋白营养一直以来备受关注,且近年来愈发突出㊂前人[5]研究表明,谷物籽粒中营养品质同时受自身的遗传因素和外在环境条件影响,通过农艺措施调控外界环境条件,可以实现改善谷物营养品质的目的㊂已有学者[5-9,20]围绕施用化肥㊁有机肥替代㊁秸秆还田对谷物籽粒养分或蛋白质含量的影响已经进行较为系统的研究㊂本研究进一步证实,N P K和S O R F较C K显著提高玉米㊁小麦籽粒氮磷钾含量,从而显著提高籽粒蛋白质含量㊁蛋白质产量㊂S O R F较N P K也可显著提高籽粒蛋白质含量和蛋白质产量㊂说明长期不施肥会导致作物品质降低,而施肥可改善籽粒品质,尤其是S O R F处理效果突出,这与本试验中不同处理土壤中养分含量不同有关[3],也与土壤秸秆和有机肥中富含作物生长所需的营养元素和有机物质,秸秆+有机肥替代部分化肥利于有机无机肥平衡,可改善耕层土壤质量,从而实现小麦产量品质协同提升有关[21]㊂小麦籽粒蛋白质组分与其加工品质关系密切㊂籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量有利于提高强筋小麦的加工品质[21]㊂其中,谷蛋白含量与沉降值和湿面筋含量正相关,谷蛋白和醇溶蛋白共同决定面团的黏弹性,且籽粒蛋白质含量受环境条件特别是水分的影响很大[22]㊂本研究表明,长期不施肥(C K)条件下,小麦籽粒中的蛋白组分含量显著降低,对馒头和面包加工品质不利㊂施肥可改善作物籽粒品质,且S O R F较N P K除球蛋白增幅不显著外可显著提高小麦籽粒中各蛋白质组分含量㊂说明秸秆+有机肥替代部分化肥有利于改善小麦蛋白组分,进而改善加工品质㊂谷/醇比是影响面包烘焙品质和馒头品质的一项重要指标,与沉降值㊁和面时间㊁面团稳定时间㊁拉伸面积和最大抗延阻力及面包品质均呈显著正相关,较高的谷/醇比可获得较高的面包比容和面包评分[21]㊂本试验条件下,S O R F和N P K较C K的谷/醇比显著提高,但S O R F较N P K增幅不显著㊂说明施肥可调节小麦籽粒谷/醇比,但秸秆+有机肥替代1/3化肥改善小麦籽粒谷/醇比的效应并不显著㊂3.3秸秆还田配合有机肥替代化肥对玉-麦一年两熟种植下作物氮磷钾肥利用效率的影响秸秆还田配合有机肥替代化肥是实现我国化肥零增长目标的重要措施,也是农业秸秆资源化以及协同提高化肥利用效率的有效途径㊂本研究中,与N P K处理相比,S O R F处理有利于提高玉-麦两熟种植体系氮㊁磷㊁钾肥农学效率和偏生产力,特别是小麦氮磷钾肥偏生产力分别显著提高12.3,15.3,20.5 k g/k g,达到39.2,49.0,65.3k g/k g,已经接近国际平均水平[2]㊂其主要原因可能是,秸秆还田和有机肥协同优化土壤水㊁肥等微环境,降低肥料径流及挥发损失,激发土壤中微生物活性,促进作物对养分的吸收利用,充分发挥其培肥保水㊁增产增效的功能[23];既能在作物关键需肥期(小麦和玉米均为拔节-开花期)迅速提供速效养分以供其营养生长需要,又能在灌浆期持续释放缓效养分以避免花后脱肥造成的籽粒灌浆不足和籽粒养分积累量下降等风险,发挥其化肥减量增效的作用[9]㊂前人的研究也得到类似的结果,如吕凤莲等[24]研究表明,有机肥替代25%化肥使玉-麦二熟体系的氮肥农学效率和偏生产力分别提高2.5,2.1k g/k g;张奇茹等[25]研究表明,有机肥替代35%化肥可使旱地小麦氮㊁钾肥农学效率和偏生产力分别显著提高6.30,10.9k g/k g和8.8,13.9k g/k g㊂4结论施肥可显著提高旱地玉-麦两熟种植体系的作物产量,籽粒蛋白质及其组分含量㊂与N P K相比, S O R F处理使旱地玉-麦一年两熟体系周年氮㊁磷㊁钾肥农学效率和偏生产力分别提高1.8,11.2,15.0 k g/k g和4.9,38.9,51.8k g/k g,从而在保证冬小麦和523第4期吴金芝等:秸秆还田和有机肥配合替代1/3化肥对旱地玉-麦产量㊁蛋白质含量和化肥利用效率影响Copyright©博看网. All Rights Reserved.周年产量稳定的同时,使夏玉米产量提高10.0%,并且可显著提高籽粒蛋白质含量和蛋白质产量,以及小麦籽粒中除球蛋白外的各蛋白质组分含量㊂因此,秸秆还田和有机肥配合替代1/3N P K肥是适宜于旱地玉-麦一年两熟区增产提质增效的施肥模式㊂参考文献:[1] C h e nXP,C u i ZL,Z h a n g FS,e t a l.P r o d u c i n g m o r eg r a i nw i t hl o w e re n v i r o n m e n t a l c o s t s[J].N a t u r e,2014,514:486-489.[2]闫湘,金继运,梁鸣早.我国主要粮食作物化肥增产效应与肥料利用效率[J].土壤,2017,49(6):1067-1077. [3]赵凯男,吴金芝,李俊红,等.秸秆和有机肥配合替代部分化肥提高作物水分利用率减少土壤硝态氮残留[J].植物营养与肥料学报,2022,28(10):1770-1781. [4]季佳鹏,赵欣宇,吴景贵,等.有机肥替代20%化肥提高黑钙土养分有效性及玉米产量[J].植物营养与肥料学报,2021,27(3):491-499.[5]裴雪霞,党建友,张定一,等.化肥减量配施有机肥对旱地小麦产量㊁品质和水分利用率的影响[J].水土保持学报,2021,35(4):250-258.[6]丁维婷,房静静,武雪萍,等.有机肥替代化肥不同比例对黑土土壤微生物学性质及春麦产量品质的影响[J].中国土壤与肥料,2021(2):44-52.[7]熊波,王琛,张莉,等.有机肥替代化肥对京郊夏播青贮玉米生长与饲料品质的影响[J].中国土壤与肥料,2021(3):141-147.[8]聂胜委,张巧萍,潘秀燕,等.牛粪秸秆堆肥替代20%全量化肥对小麦产量及品质的影响[J].山西农业科学, 2022,50(10):1408-1413.[9]黄明,吴金芝,李友军,等.耕作方式和秸秆覆盖对旱地麦豆轮作下小麦籽粒产量㊁蛋白质含量和土壤硝态氮残留的影响[J].草业学报,2018,27(9):34-44. 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有机无机肥配施对水稻产量·品质及土壤养分状况的影响
Key words Rice;Combination application of organic and inorganic fertilizer;Yield;Quality;Soil nutrient
水稻在我国长江流域广泛种植,是我国非常重要的粮食
中图分类号 S 145. 6 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)07-0143-04
doi:10. 3969 / j. issn. 0517-6611. 2024. 07. 035
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Effects of Combined Application of Organic and Inorganic Fertilizers on Rice Yield, Quality and Soil Nutrient Status
艺师,博士,从事养分资源管理与新型肥料研究。
收稿日期 2023-05-09
肥的适宜比例,为武汉市水稻生产建立合理的有机无机肥配
施模式提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况 2022 年 5—9 月在湖北省武汉市东西湖
区东山街布置田间试验,土壤类型为潮土,由江河冲积物发
育而成。 试验前取耕作层(0 ~ 20 cm) 土壤,土壤基本理化性
作物。 近年来,水稻实际生产中出现了一些突出问题,化肥
施用总量较高、偏施氮肥
[1-2]
,有机肥施用较少
[3-4]
,水稻生
产中长期单一的、过量的及不合理的施肥,导致养分流失严
重,肥料利用率较低,使稻田土壤可持续生产能力明显下降。
有机肥富含有机质和有效养分,是农业生产中的重要肥