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黄壤广泛分布于我国贵州的高原地带，是喀斯特地区分布面积最广泛的地带性土壤[1]，也是贵州主要的农业土壤类型，面积分别占贵州土壤面积和我国黄壤面积的 46.40% 和 25.3%[2]。黄壤具有有机质含量偏低、养分含量低、质地黏重和保肥持水能力弱等特征[3]，所以黄壤严重制约了农作物高产和地力提升，进而影响经济发展。因此，如何改良黄壤地力，提高黄壤的肥力水平尤为重要。随着我国绿色农业、循环农业的发展以及化肥‘零增长’行动[4-5]的实施，施用有机物料进行化肥减施提高肥料利用率、土壤改良和培育已经成为现代农业生产和科研关注的热点问题[6-7]。秸秆、商品有机肥和生物炭等有机培肥是提高土壤肥力、保障作物增产稳产和土壤资源可持续利用的重要农艺措施之一[8-10]，同时，控释尿素的施用是解决氮肥一次性施用和保障作物丰产稳产的重要途径[11]。配施秸秆、商品有机肥和生物炭为理想的有机培肥措施，缓释尿素能提高氮肥利用效率。聂云等[12]研究表明，秸秆还田伴随化肥减施能提升黄壤养分含量，增加玉米产量，减轻环境污染风险；林仕芳等[13] 的研究表明，100% 有机肥替代化肥显著促进土壤有机碳矿化，降低土壤有机碳的稳定性；50% 有机肥替代化肥抑制土壤有机碳矿化，有利于土壤固碳培肥，增加土壤有机碳含量；张萌等[14]在贵州黄壤的研究表明，短期内施用酒糟生物炭可以提高黄壤氮素养分，改变土壤细菌群落结构和多样性，并可以通过抑制土壤氨氧化作用和硝化作用有效阻控土壤氮素淋溶发生的风险，提高土壤氮素有效性。 Liu 等[11]研究表明，施用控释尿素能提高冬油菜产量以及氮素利用效率。冬油菜是我国重要的油料作物[15]，也是贵州省重要的油料作物，贵州省冬油菜常年种植面积在 49.3 万 hm2 以上，发展冬油菜生产对维持国家粮油安全和促进我国经济发展均有重要意义。目前，关于贵州黄壤冬油菜的研究多集中在品种筛选[16]、栽培方式[17]等方面，长期配施秸秆、商品有机肥和生物炭以及施用控释尿素对黄壤冬油菜生长的影响鲜有报道。因此，本研究以贵州黄壤为研究土壤，采用秸秆、商品有机肥和生物炭与无机肥配施的方法，通过 4 年长期定位试验，探究控释尿素和有机物料添加对黄壤冬油菜产量及养分吸收利用的影响，为黄壤地力的改善以及冬油菜丰产稳产提供科学依据。
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1 材料与方法
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1.1 试验地点与材料
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试验于 2018 年 9 月至 2022 年 6 月连续 4 年在贵州省贵阳市贵州省农业科学院土壤肥料研究所试验基地定位进行。该地区属亚热带湿润温和型气候，试验期间平均气温 15.3℃，年平均湿度 77%，平均降水量为 1000～1100 mm。试验田块土壤为黄壤旱地，基本理化性状为：pH 5.39，全氮 1.58 g/kg，有机质 25.15 g/kg，有效磷 20.53 mg/kg，速效钾 111.69 mg/kg，有效硼 0.83 mg/kg。
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四季供试油菜品种均为‘黔油 1588’，前茬作物均为玉米。供试化学肥料品种分别为普通尿素和控释尿素（N 46%，控释尿素为金正大生态工程有限公司生产，为水溶性聚合物包膜的控释尿素，释放周期约为 60 d）、过磷酸钙（P2O5 12%） 和硫酸钾（K2O 50%），供试有机物料分别为玉米秸秆（ 全氮 0.940%、全磷 0.048%、全钾 1.278%）、水稻生物炭（ 全氮 0.659%、全磷 0.268%、全钾 2.907%） 和商品有机肥（ 全氮 1.653%、全磷 0.846%、全钾 0.443%）。
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1.2 试验设计
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试验共设置 6 个处理：分别为（1）只施用磷钾肥（U0）；（2）控释尿素 + 磷钾肥（CRU180）；（3）普通尿素 + 磷钾肥（U180）；（4）普通尿素 + 磷钾 + 秸秆 （U180+S）；（5）普通尿素 + 磷钾 + 生物炭（U180+B）； （6）普通尿素 + 磷钾 + 商品有机肥（U180+O）。
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小区面积为 20 m2 （10 m× 2 m），3 次重复，随机区组排列。除不施氮肥处理外，其他处理肥料用量相等，氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）用量分别为 180、90 和 120 kg/hm2，其中尿素氮按基肥∶越冬肥∶薹肥 = 6∶2∶2 分 3 次施用，控释尿素、过磷酸钙和硫酸钾均为一次性基施。商品有机肥、生物炭和秸秆还田量均为 3000 kg/hm2，在油菜移栽前翻耕至土壤中。冬油菜移栽密度为 1.05×105 株 /hm2。具体施肥量见表1。试验的其他田间生产管理均采用农业技术推广部门的推荐技术。
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2018 年，冬油菜于 9 月 15 日育苗，10 月 13 日移栽，2019 年 5 月 8 日统一收获；2019 年，冬油菜于 9 月 18 日育苗，10 月 18 日移栽，2020 年 5 月 11 日统一收获；2020 年，冬油菜于 9 月 16 日育苗，10 月 17 日移栽，2021 年 5 月 10 日统一收获；2021 年，冬油菜于 9 月 18 日育苗，10 月 20 日移栽，2022 年 5 月 12 日统一收获。
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1.3 测定项目
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1.3.1 土壤养分的测定
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土壤样品在作物种植前采集，按照“S”形土壤取样法，采集 0～20 cm 土层土样风干磨细过筛后，采用 pH 计法测定 pH 值，采用重铬酸钾容量法测定有机质含量，采用半微量凯氏法测定全氮含量，采用钼锑抗比色法测定有效磷含量，采用火焰光度法测定速效钾含量，采用姜黄素比色法测定有效硼含量[18]。
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1.3.2 生物量的测定
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于冬油菜成熟期，每小区选取生长状况一致，具有代表性的植株 10 株，105℃下杀青 30 min，60℃烘箱中烘至恒重，记录干重，依次折算地上部生物量。
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1.3.3 产量构成因子的测定
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于冬油菜成熟期，每小区选取生长状况一致，具有代表性的植株 10 株，分别调查其角果数、每角粒数和千粒重等产量构成因子。
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1.3.4 植株养分的测定
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取上述时期有代表性的植株，分籽粒、角壳和茎秆，分别于 105℃ 杀青 30 min，60℃ 烘箱烘至恒重，然后磨碎，浓 H2SO4-H2O2 硝化，稀释，采用凯氏定氮法测定全氮含量，钒钼黄比色法测定全磷含量，火焰光度法测定全钾含量[18]。
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1.3.5 产量的测定
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冬油菜收获时，各小区作物产量实收实打。风干至恒重，换算含水量，并折合总重。
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1.4 相关参数计算方法[19-21]
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氮素农学效率 AEN（kg/kg）=（施氮区产量-对照区产量）/ 施氮量
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氮素偏生产力 PEPN（kg/kg）= 施氮区产量 / 施氮量
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氮素吸收利用效率 REN（%）=（施氮区氮素总吸收量-对照区氮素总吸收量）/ 施氮量 ×100
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1.5 数据处理与分析
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数据处理与分析采用 Excel 2010 及 DPS 进行 LSD 法检验 P<0.05 水平上的差异显著性；制图采用 Origin 8.0。
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2 结果与分析
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2.1 不同处理下冬油菜的产量效应
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施用控释尿素和有机物料添加能提高冬油菜产量（表2）。由表2 可知，4 年冬油菜产量趋势相同，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜产量 4 年分别显著增加 639.0、605.0、780.4、 905.4 和 486.1、477.1、604.4、787.6 kg/hm2，其中 CRU180 处理冬油菜产量分别高于 U180 处理 152.9、127.9、176.0 和 117.8 kg/hm2，说明施用控释尿素效果明显。与 U180 处理相比，配施有机物料显著提高冬油菜产量，4 年均以 U180+B 处理冬油菜产量最优，分别为 2615.9、2360.9、2716.2 和 2894.0 kg/hm2，高于 U180+S 和 U180+O 处理，但差异不显著。从 4 年冬油菜平均值来看，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜产量分别提高 732.5 和 588.8 kg/hm2，配施有机物料后，U180+S、 U180+B 和 U180+O 处理冬油菜产量较 U180 处理分别增加 516.9、662.6 和 622.0 kg/hm2，其中以 U180+B 处理冬油菜产量最高，为 2646.8 kg/hm2。
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注：不同小写字母表示达到 5% 的差异显著水平。下同。
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2.2 不同处理对冬油菜产量构成因子的影响
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由表3 可知，4 年不同处理冬油菜产量构成因子表现出相似的变化趋势，主要是影响单株角果数和每角粒数。单株角果数方面，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜单株角果数显著增加；U180+B 处理冬油菜单株角果数 4 年分别为 255.1、243.9、263.5 和 266.7 个，高于其他处理，但与 U180+S 和 U180+O 处理差异不显著。每角粒数方面，与 U0 处理相比， CRU180 和 U180 处理每角粒数显著增加；增施有机物料后，冬油菜每角粒数呈现增加的趋势，其中以 U180+B 处理最高，4 年分别为 27.1、26.3、28.0 和 28.9 个，但与 U180+S 和 U180+O 处理差异不显著。千粒重方面，4 年不同处理的冬油菜千粒重均在 3.04～3.38 g，且差异不显著。
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2.3 不同处理对冬油菜地上部生物量的影响
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由图1 可知，不同处理冬油菜地上部生物量不同。与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜地上部生物量显著增加，4 年地上部生物量分别显著增加 2535.7、2438.4、2947.0、 3591.2 和 1978.6、1868.7、2371.3、3003.7 kg/hm2，其中 CRU180 处理冬油菜产量分别高于 U180 处理 557.1、569.7、575.7 和 587.5 kg/hm2，说明施用控释尿素效果明显。与 U180 处理相比，配施有机物料显著提高冬油菜地上部生物量，4 年均以 U180+B 处理冬油菜产量最优，分别为 9522.6、 8646.0、9942.5 和 10542.4 kg/hm2，高于 U180+S 和 U180+O 处理，但差异不显著。
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图1 不同处理冬油菜地上部生物量
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注：不同小写字母表示达到 5% 的差异显著水平。下同。
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2.4 不同处理对冬油菜养分吸收的影响
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养分累积量方面，不同处理的氮磷钾养分累积不同（图2）。氮素累积量方面，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜氮素累积量显著增加；配施有机物料后，冬油菜氮素累积量较 U180 处理呈现增加的趋势，其中以 U180+B 处理最高，4 年分别为 161.4、152.4、167.4 和 177.7 kg/hm2，高于其他处理，但与 U180+S 和 U180+O 处理差异不显著，4 年平均为 164.7 kg/hm2。磷素累积量方面，CRU180 和 U180 处理冬油菜磷素累积量较 U0 处理显著增加；U180+B 处理冬油菜 4 年平均磷素累积量为 31.9 kg/hm2，高于其他处理 0.2～13.4 kg/hm2。钾素累积量方面，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜钾素累积量显著增加；配施有机物料后，冬油菜钾素累积量较 U180 处理呈现增加的趋势，其中以 U180+B 处理最高，4 年平均为 139.1 kg/hm2，高于其他处理 2.2～55.8 kg/hm2。
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图2 不同处理冬油菜养分累积
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2.5 不同处理对冬油菜氮素吸收利用效率的影响
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进一步计算冬油菜氮素吸收利用效率，不同处理之间的冬油菜氮素利用效率存在差异（图3）。 CRU180 处理 4 年平均 AEN、PEPN 和 REN 分别为 4.07 kg/kg、11.82 kg/kg 和 27.75%，分别高于 U180 处理 0.80 kg/kg、0.80 kg/kg 和 3.46 个百分点，说明施用控释尿素效果明显，可提高冬油菜氮素利用率。与 U180 处理相比，配施有机物料后，U180+S、 U180+B 和 U180+O 处理冬油菜 AEN、PEPN 和 REN 均呈现增加的趋势，其中以 U180+B 处理最高，分别为 6.95 kg/kg、14.70 kg/kg 和 38.43%，高于其他处理。
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图3 不同处理冬油菜氮素吸收利用效率
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2.6 不同处理对冬油菜经济效益的影响
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由表4 可知，不同处理的冬油菜经济效益不同。与 U0 相比，施肥能增加冬油菜经济效益，CRU180 和 U180 处理较 U0 处理冬油菜经济效益 4 年平均分别增加 1909.6 和 1888.4 元 /hm2，施用控释尿素效果略优于普通尿素。与 U180 处理相比，U180+S 和 U180+O 处理冬油菜经济效益呈现增加的趋势，4 年平均分别增加 2624.4 和 83.2 元 /hm2，其中配施秸秆冬油菜经济效益最高，4 年平均为 7109.9 元 /hm2。虽然 U180+B 处理产量高于 U180 处理，但由于生物炭价格较高而产生较高的成本，导致 U180+B 处理冬油菜经济效益仅为 1773.9 元 /hm2，低于 U180 处理 2711.6 元 /hm2。
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注：产值 = 籽粒产量 × 籽粒价格；经济效益 = 产值-成本。2018—2019 年，油菜籽单价按 5.0 元 /kg 计算；尿素 2.0 元 /kg、控释尿素 4.5 元 /kg、过磷酸钙 0.7 元 /kg、硫酸钾 3.1 元 /kg、生物炭按 2.00 元 /kg、商品有机肥按 1.00 元 /kg 计算；油菜种子按 150 元 /hm2 计算；人工移栽 1500 元 /hm2，追肥 150 元 /hm2，机械耕地与开沟及收获按 1500 元 /hm2 计算；2019—2020 年，油菜籽单价按 5.1 元 /kg 计算；尿素 2.0 元 /kg、控释尿素 4.6 元 /kg、过磷酸钙 0.8 元 /kg、硫酸钾 3.0 元 /kg、生物炭按 2.10 元 /kg、商品有机肥按 1.00 元 /kg 计算；油菜种子按 150 元 /hm2 计算；人工移栽 1500 元 /hm2，追肥 150 元 /hm2，机械耕地与开沟及收获按 1500 元 /hm2 计算；2020—2021 年，油菜籽单价按 5.1 元 /kg 计算；尿素 2.1 元 /kg、控释尿素 4.6 元 /kg、过磷酸钙 0.8 元 /kg、硫酸钾 3.0 元 /kg、生物炭按 2.00 元 /kg、商品有机肥按 1.00 元 /kg 计算；油菜种子按 150 元 /hm2 计算；人工移栽 1500 元 /hm2，追肥 150 元 /hm2，机械耕地与开沟及收获按 1500 元 /hm2 计算；2021—2022 年，油菜籽单价按 5.2 元 /kg 计算；尿素 2.1 元 /kg、控释尿素 4.8 元 /kg、过磷酸钙 0.9 元 /kg、硫酸钾 3.1 元 /kg、生物炭按 2.00 元 /kg、商品有机肥按 1.10 元 /kg 计算；油菜种子按 150 元 /hm2 计算；人工移栽 1500 元 /hm2，追肥 150 元 /hm2，机械耕地与开沟及收获按 1500 元 /hm2 计算。
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3 讨论
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3.1 有机物料替代的产量效应
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作为贵州农业的特色土壤，黄壤有机质含量偏低，养分含量低，质地黏重，保水保肥能力相对较差，提高粮食作物产量是农业生产的重点，生产者为提高作物产量往往会过量施用氮肥，而长期施用过量氮肥会导致土壤有机质含量降低，土壤板结、环境污染、作物产量和品质降低以及肥料利用率降低等问题出现[22]，养分资源合理利用是推动黄壤农业可持续发展的重要途径。商品有机肥、生物炭和秸秆中不仅含有丰富的氮磷钾等营养物质，还为土壤微生物提供了碳源，提高微生物活性，丰富细菌的多样性，加速养分的循环转化，同时可以降低土壤容重，增加孔隙度、团聚体含量等，促进养分吸收和作物的吸收[23]，提高作物产量和养分利用效率[24-25]。本试验研究结果表明，长期配施外源有机物料较单施普通尿素能增加冬油菜产量，且随着种植年限的延长，增加量呈现增大趋势，这与前人在黑土[26]、紫色土[27]和灰漠土[28]等不同类型土壤上的研究结果一致，表明无论在任何类型土壤添加有机物料，均有替代部分氮肥的效果。同时本研究发现，U180+B 处理冬油菜经济效益低于 U180 处理，说明虽然配施生物炭能提高冬油菜产量，但由于其单价较高，最终导致冬油菜经济效益降低，因此，在实际操作中应注意有机物料的选择。值得注意的是，天气是影响冬油菜产量的重要因素，2019—2020 年冬油菜产量和养分累积量均低于 2018—2019 年，主要是由于 2020 年冬油菜抽薹期至开花期天气干旱所致。遗憾的是，本试验未设置配施外源有机物料下减氮处理，不能阐述外源有机物料配施下的肥料替代效果，同时 2022 年国家农业农村部印发《到 2025 年化肥减量行动方案》[5]，配施外源有机物料成为化学肥料减施的有效途径[29-30]。因此，在未来的研究中，笔者拟将本长期定位试验小区进行裂区处理，设置减氮处理，探讨长期外源有机物料配施下的氮肥替代效果、减氮潜力及机理。
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3.2 有机物添加下的作物氮素利用率
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肥料利用效率是反映作物对肥料吸收与利用的主要指标，农学效率、吸收利用效率和偏生产力是表达肥料利用率的常用指标，其与产量、施肥量和土壤肥力水平关系最为密切[31-32]，现代作物生产系统的氮肥农学效率、氮素吸收利用效率和偏生产力分别可以达到 20～35 kg/kg、30%～50% 和 40～70 kg/kg[33]，本试验条件下，单纯施用尿素和控释尿素的冬油菜氮肥农学效率、氮素吸收利用效率和偏生产力均低于现代作物农业生产标准，表明冬油菜为一种低氮效率作物[34-35]，配施有机物料后，冬油菜氮素利用效率较单施普通尿素均有增加的趋势，且随着种植年限的延长有增大的趋势，这与前人[36]的研究结果一致，且氮素吸收利用效率达到现代作物农业生产的标准，说明有机物料的添加对冬季提高油菜氮肥利用效率作用明显。另外，随着试验年限的增加，有机物料替代氮肥的效果更加明显，但有机物料对氮肥利用率的增效作用受施肥量、土壤条件、作物类型及施用年限等因素的影响，需通过多年定位试验才能准确判定有机物料的替代效应。同时，本研究未对土壤养分和土壤微生物进行深入研究，以后的研究将会定向监测长期外源有机物料配施下土壤养分及土壤微生物演变规律，从地下部角度阐明有机物料添加的增产机制及减肥潜力。
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4 结论
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控释尿素和配施有机物料（秸秆、生物炭和商品有机肥）均能提高冬油菜产量和养分吸收及利用，且以配施生物炭冬油菜产量最高，但配施秸秆冬油菜经济效益最优，建议在贵州黄壤区冬油菜生长季，正常肥料施用量的情况下，可施用控释尿素替代常规尿素，且适当增施外源有机物料以保证冬油菜产量和养分的吸收利用效率。
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参考文献
-
[1] Zhang W，Zhang L，Deng J．Comparison of retention and output of sulfur in limestone soil and yellow soil and their responses to acid deposition in a small karst catchment of Guizhou Province，Southwest China［J］．Environmental Science and Pollution Research，2021，28（43）：60993-61007．
-
[2] 贵州省土壤普查办公室．贵州省土壤［M］．贵阳：贵州科技出版社，1994：163-190．
-
[3] Nie Z，Li J，Liu H，et al．Adsorption kinetic characteristics of molybdenum in yellow-brown soil in response to pH and phosphate ［J］．Open Chemistry，2020，18（1）：663-668．
-
[4] 农业部种植业司．农业部关于印发《到2020年化肥使用量零增长行动方案》的通知［EB］．［2015-03-18］．http：//www．moa.gov.cn/zwllm/tzgg/tz/201503/t20150318_4444765.htm.
-
[5] 中国人民共和国农业农村部．农业农村部关于印发《到2025年化肥减量化行动方案》和《到2025年化学农药减量化行动方案》的通知．［2022-11-18］［EB］．http：//www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/202212/t20221201_6416398.htm.
-
[6] 张俊伶，张江周，申建波，等．土壤健康与农业绿色发展：机遇与对策［J］．土壤学报，2020，57（4）：783-796．
-
[7] Liu T，Chen X Y，Hu F，et al．Carbon-rich organic fertilizers to increase soil biodiversity：Evidence from a meta-analysis of nematode communities［J］．Agriculture，Ecosystems & Environment，2016，232：199-207．
-
[8] 李红星，高飞，任佰朝，等．夏玉米秸秆还田量和施氮量对冬小麦产量和氮素利用的影响［J］．植物营养与肥料学报，2022，28（7）：1260-1270．
-
[9] 蒋倩红，陆志峰，赵海燕，等．长江中下游冬油菜产区有机无机肥配施下减氮增效潜力分析［J］．中国农业科学，2020，53（14）：2907-2918．
-
[10] Wei Q Q，Gou J L，Zhang M，et al．Nitrogen reduction combined with organic materials can stabilize crop yield and soil nutrients in winter rapeseed and maize rotation in yellow soil［J］． Sustainability，2022，14（12）：7183．
-
[11] Liu Q X，Ren T，Zhang Y W，et al．Evaluating the application of controlled release urea for oilseed rape on Brassica napus in a regional scale：The optimal usage，yield and nitrogen use efficiency responses［J］．Industrial Crops and Products，2019，140：111560．
-
[12] 聂云，张雅蓉，李渝，等．秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响［J］．玉米科学，2022，30（4）：150-156．
-
[13] 林仕芳，王小利，段建军，等．有机肥替代化肥对旱地黄壤有机碳矿化及活性有机碳的影响［J］．环境科学，2022，43（4）：2219-2225．
-
[14] 张萌，刘彦伶，魏全全，等．酒糟生物炭短期施用对贵州黄壤氮素有效性及细菌群落结构多样性的影响［J］．环境科学，2020，41（10）：4690-4700．
-
[15] 王汉中．我国油菜产业发展的历史回顾与展望［J］．中国油料作物学报，2010，32（2）：300-302．
-
[16] 魏全全，饶勇，张萌，等．适应贵州黄壤生长的氮高效油菜品种筛选［J］．中国油料作物学报，2021，43（6）：982-995．
-
[17] 魏全全，高英，芶久兰，等．播种量和播种方式对冬油菜养分吸收利用及产量的影响［J］．中国农业科技导报，2022，24（8）：182-191．
-
[18] 鲍士旦．土壤农化分析［M］．北京：中国农业出版社，2000．
-
[19] 彭少兵，黄见良，钟旭华，等．提高中国稻田氮肥利用率的研究策略［J］．中国农业科学，2002，35（9）：1095-1103．
-
[20] Fageria N K，Baligar V C．Methodology for evaluation of lowland rice genotypes for nitrogen use efficiency［J］．Plant Nutrition，2003，26：1315-1333．
-
[21] Takahashi S，Anwar M K．Wheat grain yield，phosphorus uptake and soil phosphorus fraction after 23 years of annual fertilizer application to an Andosol［J］．Field Crops Research，2007，101：160-171．
-
[22] Ahmed M，Rauf M，Mukhtar Z，et al．Excessive use of nitrogenous fertilizers：an unawareness causing serious threats to environment and human health［J］．Environmental Science and Pollution Research，2017，24（35）：26983-26987．
-
[23] Liu Y，Lv Z，Hou H，et al．Long-term effects of combination of organic and inorganic fertilizer on soil properties and microorganisms in a Quaternary Red Clay［J］．PLoS One，2021，16（12）：e0261387．
-
[24] Schütz L，Gattinger A，Meier M，et al．Improving crop yield and nutrient use efficiency via biofertilization-A global metaanalysis［J］．Frontiers in Plant Science，2018，8：2204．
-
[25] Jiang Z，Yang S，Chen X，et al．Controlled release urea improves rice production and reduces environmental pollution：a research based on meta-analysis and machine learning［J］． Environmental Science and Pollution Research，2022，29（3）：3587-3599．
-
[26] 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．
-
[27] 朱浩宇，高明，龙翼，等．化肥减量有机替代对紫色土旱坡地土壤氮磷养分及作物产量的影响［J］．环境科学，2020，41（4）：1921-1929．
-
[28] 鲁伟丹，李俊华，罗彤，等．连续三年不同有机肥替代率对小麦产量及土壤养分的影响［J］．植物营养与肥料学报，2021，27（8）：1330-1338．
-
[29] Luo G W，Li L，Friman V P，et al．Organic amendments increase crop yields by improving microbe-mediated soil functioning of agroecosystems：A meta-analysis［J］．Soil Biology and Biochemistry，2018，124：105-115．
-
[30] Wei W L，Yan Y，Cao J，et al．Effects of combined application of organic amendments and fertilizers on crop yield and soil organic matter：An integrated analysis of long-term experiments［J］.Agriculture，Ecosystems and Environment，2016，225：86-92．
-
[31] 张福锁，王激清，张卫峰，等．中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径［J］．土壤学报，2008，45（5）：915-924．
-
[32] Congreves K A，Otchere O，Ferland D，et al．Nitrogen use efficiency definitions of today and tomorrow［J］．Frontiers in Plant Science，2021，12：637108．
-
[33] Dobermann A．Nutrient use efficiency，measurement and management［C］//Proceedings of IFA international workshop on fertilizer best management practices．Brussels，Belgium． International Fertilizer Industry Association，2007．
-
[34] Ren T，Zou J，Wang Y，et al．Estimating nutrient requirements for winter oilseed rape based on QUEFTS analysis［J］．The Journal of Agricultural Science，2016，154（3）：425-437．
-
[35] 鲁剑巍，任涛，丛日环，等．我国油菜施肥状况及施肥技术研究展望［J］．中国油料作物学报，2018，40（5）：712-720．
-
[36] 任科宇，段英华，徐明岗，等．施用有机肥对我国作物氮肥利用率影响的整合分析［J］．中国农业科学，2019，52（17）：2983-2996．
-
摘要
利用田间试验探讨控释尿素和不同有机物料添加对黄壤冬油菜产量、养分吸收及利用的影响，为贵州黄壤地力改善以及冬油菜丰产提质提供科学依据。于 2018—2022 年连续 4 年在贵州省贵阳市开展控释尿素和不同有机物料添加长期定位试验，以冬油菜为试验材料，分别设置不施氮肥（U0）、控释尿素（CRU180）、普通尿素（U180）以及在普通尿素施用下配施 3 种有机物料［秸秆（U180+S）、生物炭（U180+B）和商品有机肥 （U180+O），均为 3000 kg/hm2 ］，在冬油菜收获后，分别测定不同处理冬油菜产量、产量构成因子、生物量、养分吸收和利用。结果表明，与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜产量分别提高 732.5 和 588.8 kg/hm2 ，配施有机物料后，U180+S、U180+B 和 U180+O 处理冬油菜产量较 U180 处理分别增加 516.9、662.6 和 622.0 kg/hm2 ，其中以 U180+B 处理冬油菜产量最高，为 2646.8 kg/hm2 。与 U0 处理相比，CRU180 和 U180 处理冬油菜地上部生物量显著增加；与 U180 处理相比，配施有机物料显著提高冬油菜地上部生物量，4 年均以 U180+B 处理最优，但与 U180+S 和 U180+O 处理差异不显著。冬油菜氮磷钾累积量均以 U180+B 处理最大，4 年平均值分别为 164.7、 31.9 和 139.1 kg/hm2 。CRU180 处理氮素农学效率（AEN）、偏生产力（PEPN）和吸收利用效率（REN）高于 U180 处理；配施有机物料后，U180+S、U180+B 和 U180+O 处理冬油菜 AEN、PEPN 和 REN 较 U180 处理均呈现增加的趋势，其中以 U180+B 处理最高，分别为 6.95 kg/kg、14.70 kg/kg 和 38.43%，高于其他处理。U180+S 处理冬油菜经济效益为 7109.9 元 /hm2 ，高于其他处理。综上所述，控释尿素和有机物料（秸秆、生物炭和商品有机肥）添加均能提高冬油菜产量和养分吸收及利用，且以配施生物炭冬油菜产量最高，但配施秸秆冬油菜经济效益最优，建议在贵州黄壤区冬油菜生长季，正常肥料施用量情况下，可施用控释尿素替代常规尿素，且适当增施外源有机物料以保证冬油菜的产量和养分吸收利用效率。
Abstract
In order to provide a scientific basis for fertility improvement of yellow soil and improvement of the yield and quality of winter rapeseed in Guizhou，a field experiment was conducted to investigate the effects of controlled-release urea and different organic materials on the yield，nutrient absorption and utilization of winter rapeseed in yellow soil. From 2018 to 2022，the long-term positioning test of controlled-release urea and different organic materials addition was carried out in Guiyang city，Guizhou province for four consecutive years. With winter rapeseed as the test material，without nitrogen fertilizer（U0），controlled release urea（CRU180）and common urea（U180）were set up，and three kinds of organic materials［straw（U180+S），biochar（U180+B）and commercial organic fertilizer（U180+O），3000 kg/hm2 ］were applied respectively under the application of common urea. After the harvest of winter rapeseed，the yield，yield components， aboveground biomass，nutrient absorption and utilization of winter rapeseed under different treatments were measured， respectively. The results showed that compared with U0 treatment，the yield of winter rapeseed in CRU180 treatment and U180 treatment were increased by 732.5 and 588.8 kg/hm2 ，respectively. After applying organic materials，the yield of winter rapeseed in U180+S，U180+B and U180+O treatments were increased by 516.9，662.6 and 622.0 kg/hm2 ，respectively， compared with U180 treatment. The yield of winter rapeseed in U180+B treatment was the highest with 2646.8 kg/hm2 . Compared with U0 treatment，the aboveground biomass of winter rapeseed was increased significantly under CRU180 and U180 treatment；Compared with U180 treatment，organic materials significantly increased the aboveground biomass of winter rapeseed，U180+B treatment was the best in four years，but there was no significant difference with U180+S and U180+O treatment. The accumulation of nitrogen，phosphorus and potassium in winter rapeseed was the largest in U180+B treatment， and the 4-year average values were 164.7，31.9 and 139.1 kg/hm2 ，respectively. The nitrogen agronomic efficiency（AEN）， partial productivity（PEPN）and recovery efficiency（REN）of CRU180 treatment were higher than those of U180 treatment； After applying organic materials，the AEN，PEPN and REN of winter rapeseed under U180+S，U180+B and U180+O treatment showed an increasing trend compared with U180 treatment，and U180+B treatment was the highest，which were 6.95 kg/kg，14.70 kg/kg and 38.43%，respectively. The economic benefit of U180+S of winter rapeseed was 7109.9 yuan/hm2 ， it was higher than that of other treatments. In summary，the addition of controlled-release urea and organic materials（straw， biochar and commercial organic fertilizer）can improve the yield and nutrient absorption and utilization of winter rapeseed， and the yield of winter rapeseed with biochar is the highest，but the economic benefit of winter rapeseed with straw is the best. It is suggested that in the growing season of winter rapeseed in Guizhou yellow soil area，under the condition of normal fertilizer application rate，controlled-release urea can be used instead of conventional urea，and exogenous organic materials should be properly applied to ensure the yield and nutrient absorption and utilization efficiency of winter rapeseed.