本書系統(tǒng)總結(jié)了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)“肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用機(jī)理與途徑(2013—2017年)”的研究成果。相關(guān)研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFD0200100)、國家水稻產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資金支持。主要內(nèi)容包括氮肥損失阻控與高效利用機(jī)理，磷肥增效的化學(xué)/生物學(xué)調(diào)控機(jī)理，畜禽有機(jī)肥氮磷生物轉(zhuǎn)化與促效機(jī)制，秸稈還田碳氮互作提高化肥利用率機(jī)制，農(nóng)田養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化原理與方法，肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用途徑及模式等6方面。
目錄
第1章 總論 1
1.1 引言 1
1.2 無機(jī)肥料增效機(jī)理 2
1.2.1 氮肥損失阻控與高效利用機(jī)理 2
1.2.2 磷肥增效的化學(xué)/生物學(xué)調(diào)控機(jī)理 4
1.3 有機(jī)肥料促效機(jī)制 5
1.3.1 畜禽有機(jī)肥氮磷生物轉(zhuǎn)化與促效機(jī)制 5
1.3.2 秸稈還田碳氮互作提高化肥利用率機(jī)制 7
1.4 養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化方法 8
1.4.1 農(nóng)田養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化原理與方法 8
1.4.2 肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用途徑及模式 11
1.5 重要結(jié)論與創(chuàng)新 14
1.6 未來研究 15
參考文獻(xiàn) 16
第2章 氮肥損失阻控與高效利用機(jī)理 19
2.1 根區(qū)施肥氮素高效利用機(jī)理 19
2.1.1 根區(qū)施肥的概念及原理 19
2.1.2 根區(qū)高濃度養(yǎng)分促進(jìn)作物生長(zhǎng)機(jī)理 21
2.1.3 局部土體養(yǎng)分供應(yīng)促進(jìn)作物生長(zhǎng)機(jī)理 23
2.1.4 根區(qū)養(yǎng)分供應(yīng)減少養(yǎng)分損失機(jī)理 26
2.2 緩控釋氮肥創(chuàng)制與高效利用機(jī)理 30
2.2.1 緩控釋氮肥的發(fā)展趨勢(shì) 30
2.2.2 基于功能性材料的緩控釋氮肥創(chuàng)制 33
2.2.3 生化抑制劑型緩釋氮肥創(chuàng)制 55
2.2.4 緩控釋肥促進(jìn)作物養(yǎng)分高效利用機(jī)理 78
2.3 基于肥際-根際協(xié)調(diào)的根區(qū)施肥原理 85
2.3.1 根區(qū)施肥肥際養(yǎng)分?jǐn)U散與損失特征 85
2.3.2 作物對(duì)不同施肥方式和施肥位點(diǎn)的響應(yīng) 88
2.3.3 肥際-根際協(xié)調(diào)的根區(qū)施肥技術(shù)優(yōu)化 90
2.4 氮肥持續(xù)高效利用的限制因素與調(diào)控途徑 91
2.4.1 氮肥持續(xù)高效利用的限制因素 91
2.4.2 氮肥持續(xù)高效利用的調(diào)控途徑 93
參考文獻(xiàn) 94
第3章 磷肥增效的化學(xué)/生物學(xué)調(diào)控機(jī)理 97
3.1 典型土壤磷素累積狀況與釋放潛力 98
3.1.1 我國土壤速效磷狀況 98
3.1.2 磷肥施入土壤后的累積 99
3.1.3 典型土壤磷的培肥閾值與淋溶閾值 108
3.2 土壤微生物提高磷肥利用率機(jī)理 110
3.2.1 田間條件下菌根真菌對(duì)磷的活化利用機(jī)理 110
3.2.2 解磷微生物對(duì)土壤磷的活化利用效果 122
3.3 作物高效利用土壤磷的生物學(xué)機(jī)理 127
3.3.1 水稻高效利用土壤磷的生物學(xué)機(jī)理 127
3.3.2 玉米高效利用土壤磷的生物學(xué)機(jī)理 130
3.3.3 小麥高效利用土壤磷的生物學(xué)機(jī)理 152
3.4 磷肥持續(xù)高效利用的限制因素與調(diào)控途徑 156
3.4.1 磷肥高效利用的限制因素 156
3.4.2 提高磷肥高效利用的調(diào)控途徑 157
參考文獻(xiàn) 168
第4章 畜禽有機(jī)肥氮磷生物轉(zhuǎn)化與促效機(jī)制 174
4.1 畜禽有機(jī)肥施用下化肥的減施潛力 174
4.1.1 東北春玉米單作體系化肥減施潛力 174
4.1.2 華北小麥-玉米輪作體系化肥減施潛力 176
4.1.3 長(zhǎng)江中下游小麥-水稻輪作體系化肥減施潛力 177
4.1.4 長(zhǎng)江中下游雙季稻連作體系化肥減施潛力 183
4.2 畜禽有機(jī)肥氮磷轉(zhuǎn)化的微生物學(xué)機(jī)理 192
4.2.1 畜禽有機(jī)肥施用下土壤酶活性變化 192
4.2.2 畜禽有機(jī)肥施用下土壤微生物群落結(jié)構(gòu) 197
4.2.3 畜禽有機(jī)肥碳轉(zhuǎn)化微生物過程及分子機(jī)理 204
4.2.4 畜禽有機(jī)肥氮轉(zhuǎn)化微生物過程及分子機(jī)理 211
4.2.5 畜禽有機(jī)肥磷轉(zhuǎn)化微生物過程及分子機(jī)理 218
4.3 畜禽有機(jī)肥施用下土壤團(tuán)聚體微生物學(xué)特征 227
4.3.1 土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳、氮分布 227
4.3.2 土壤團(tuán)聚體酶活性變化 230
4.3.3 土壤團(tuán)聚體微生物群落結(jié)構(gòu) 234
4.3.4 土壤團(tuán)聚體氨氧化微生物分異特征 244
4.3.5 土壤團(tuán)聚體纖維素分解酶基因多樣性 257
參考文獻(xiàn) 263
第5章 秸稈還田碳氮互作提高化肥利用率機(jī)制 270
5.1 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤養(yǎng)分庫容的影響 270
5.1.1 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫容的影響 270
5.1.2 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤氮素庫容的影響 280
5.1.3 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤磷素庫容的影響 283
5.1.4 秸稈還田對(duì)農(nóng)田土壤鉀素庫容的影響 286
5.2 秸稈降解過程中養(yǎng)分釋放微生物學(xué)機(jī)理 288
5.2.1 秸稈降解過程中有機(jī)組分的變化 288
5.2.2 秸稈降解過程中的養(yǎng)分釋放規(guī)律 292
5.2.3 秸稈降解中土壤酶活性變化 294
5.2.4 秸稈降解中土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化 295
5.2.5 秸稈還田碳氮互作的微生物學(xué)機(jī)理 297
5.3 秸稈還田對(duì)碳氮微生物固持-釋放的影響 308
5.3.1 秸稈還田下土壤微生物碳氮固持/釋放特征 308
5.3.2 秸稈還田對(duì)作物氮素供應(yīng)的影響 312
5.3.3 土壤肥力和氮素調(diào)控對(duì)微生物量碳氮固持與釋放的影響 314
5.4 秸稈還田碳氮互作提高氮素利用率的途徑 317
5.4.1 東北春玉米單作體系碳氮互作調(diào)控途徑 317
5.4.2 華北小麥-玉米輪作體系碳氮互作調(diào)控途徑 317
5.4.3 長(zhǎng)江中下游小麥-水稻輪作體系碳氮互作調(diào)控途徑 319
5.4.4 長(zhǎng)江中下游雙季稻連作體系碳氮互作調(diào)控途徑 321
參考文獻(xiàn) 323
第6章 農(nóng)田養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化原理與方法 325
6.1 水稻基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學(xué)效率的養(yǎng)分推薦方法 325
6.1.1 水稻養(yǎng)分推薦原理與研究方法 325
6.1.2 水稻養(yǎng)分吸收特征參數(shù) 328
6.1.3 水稻養(yǎng)分推薦模型 342
6.1.4 水稻養(yǎng)分專家系統(tǒng)評(píng)價(jià) 356
6.2 玉米基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學(xué)效率的養(yǎng)分推薦方法 361
6.2.1 玉米養(yǎng)分推薦原理與研究方法 361
6.2.2 玉米養(yǎng)分吸收特征參數(shù) 362
6.2.3 玉米養(yǎng)分推薦模型 373
6.2.4 玉米養(yǎng)分專家系統(tǒng)評(píng)價(jià) 385
6.3 小麥基于產(chǎn)量反應(yīng)和農(nóng)學(xué)效率的養(yǎng)分推薦方法 396
6.3.1 小麥養(yǎng)分推薦原理與研究方法 396
6.3.2 小麥養(yǎng)分吸收特征參數(shù) 396
6.3.3 小麥養(yǎng)分推薦模型 402
6.3.4 小麥養(yǎng)分專家系統(tǒng)評(píng)價(jià) 412
6.4 區(qū)域尺度養(yǎng)分系統(tǒng)優(yōu)化原理與方法 417
6.4.1 區(qū)域尺度水稻養(yǎng)分推薦 418
6.4.2 區(qū)域尺度玉米養(yǎng)分推薦 419
6.4.3 區(qū)域尺度小麥養(yǎng)分推薦 421
參考文獻(xiàn) 423
第7章 肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用途徑及模式 432
7.1 典型農(nóng)區(qū)土壤養(yǎng)分限制因素 432
7.1.1 全國土壤氮的時(shí)空變化 432
7.1.2 全國土壤有效磷的時(shí)空變化 455
7.1.3 全國土壤速效鉀的時(shí)空變化 461
7.2 肥料養(yǎng)分高效利用技術(shù)集成 470
7.2.1 東北春玉米單作體系肥料高效利用技術(shù)集成 470
7.2.2 華北小麥-玉米輪作體系肥料高效利用技術(shù)集成 477
7.2.3 長(zhǎng)江中下游小麥-水稻輪作體系肥料高效利用技術(shù)集成 480
7.2.4 長(zhǎng)江中下游雙季稻輪作體系肥料高效利用技術(shù)集成 495
7.3 肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用途徑及技術(shù) 500
7.3.1 提高化肥利用率的途徑 500
7.3.2 提高化肥利用率的關(guān)鍵技術(shù) 501
7.4 肥料養(yǎng)分持續(xù)高效利用模式 503
7.5 技術(shù)示范效果 511
7.5.1 根區(qū)施氮/緩控釋肥示范 511
7.5.2 磷高效調(diào)控示范 511
7.5.3 氮肥有機(jī)替代示范 511
7.5.4 秸稈還田調(diào)氮示范 512
7.5.5 養(yǎng)分專家系統(tǒng)推薦施肥示范 512
7.5.6 集成技術(shù)示范 513
參考文獻(xiàn) 513
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