连续秸秆还田对东北黑土区耕层土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田对黑土区玉米—大豆轮作下土壤肥力的影响,本试验于2007~2013年在中国科学院东北地理研究所海伦生态实验站开展田间定点试验,选择该地区典型性的土壤类型—黑土为研究对象,以大豆和玉米轮作为主要种植模式,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤耕层(0~20cm)有机质含量及土壤养分的影响,并与2007年初期土壤进行比较。结果表明,与CK处理、NPK处理和初始土壤相比,NPK+S处理增加了土壤有机质和总磷含量,同时,秸秆还田配施化肥与单施化肥处理相比,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了8.44%、119.91%和10.03%,提升作用显著。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土有机质含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

长期施肥对不同粒级组分土壤微生物量碳氮的影响

土壤微生物作为土壤肥力的重要组成部分,其生物体含量会受到不同施肥措施的影响而有所差异,从而影响土壤肥力。本研究以贵州黄壤长期定位施肥试验为依托,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)和常量有机无机肥配施(MNPK)4个处理,运用氯仿熏蒸-K_2SO_4提取法对全土、粗颗粒、微团聚体和黏粉粒4个组分的土壤微生物生物量碳氮分布特征进行研究。结果表明:长期施用化肥(NPK)和有机肥(M和MNPK)均能增加各组分土壤微生物量碳(SMBC)和土壤微生物量氮(SMBN)含量,且基本随粒级的减小而降低。较CK处理,有机肥处理(M和MNPK)使所有组分SMBC含量显著增加,以粗颗粒组分增幅最大,SMBN含量仅在全土和粗颗粒组分中表现出显著差异。与CK处理相比,全土微生物熵(qMB)、微生物量氮占比(SMBN/TN)分别在MNPK处理和M处理下达显著差异,同时qMB随粒级的减小而减小,微生物量碳氮比(SMBC/SMBN)在各施肥处理中差异较大(NPKMCKMNPK)。团聚体组分qMB在有机肥处理下的效果好于化肥处理,而SMBN/TN在化肥处理下的效果好于有机肥。全土SMBC和SMBN分别与其qMB和SMBN/TN达显著正相关,粗颗粒和微团聚体组分的微生物量碳氮含量与全土微生物量碳氮含量有显著的相关性,说明长期施用有机肥可有效增加土壤微生物量碳氮含量,且随粒级的减小而减小,其中以粗颗粒组分变化最敏感。     

基于不同农业区划的有机—无机肥配施对玉米产量及土壤质量研究文献综述

有机—无机肥配施成为目前农业健康绿色可持续发展的热点和难点。通过查阅文献,综述了有机—无机肥配施在农业生产中的作用及影响机理,得出有机—无机肥配施施肥模式的优越性。有机—无机肥配施不仅能为作物生长提供速效养分,还能有效增加肥料肥效,确保土壤养分持续供给;不仅增加作物产量,提升作物品质,还能有效改善土壤团粒结构,增加土壤透气性、孔隙度,降低土壤紧实度和土壤容重,又不引起因速效养分流失带来的环境风险。因此,有机—无机肥配施不仅能显著增加玉米产量,提高玉米品质,还能有效改善土壤物理、化学、微生物性状,是一种科学有效的施肥管理模式。     

不同施肥处理对土壤性质及作物产量的影响

为对比探讨不同施肥方式对生土熟化过程中土壤性质及作物产量的影响,采用室内盆栽玉米试验,以多年未耕种的土壤为试验材料,通过设置生物有机肥处理(BF)、单施有机肥处理(OF)、无公害施肥处理(NP)、常规施肥处理(CF)4种施肥处理方式,分别测定了土壤pH值、电导率、有机质、有效磷、速效钾和玉米生物量等相关指标。研究结果表明:与常规施肥处理相比,生物有机肥和单施有机肥处理可以有效缓解当地土壤pH值的下降幅度,减缓表层土壤盐分累积的程度,不同程度提高了土壤有机质、速效钾和有效磷含量,其中,在0～10 cm土层, BF和OF处理下有机质含量分别提高了52.5%和27.7%,速效钾含量分别提高了54.6%和35.0%,有效磷含量分别提高了71.6%和40.5%;进一步研究不同施肥处理对玉米生物量的影响,得出生物有机肥和单施有机肥处理明显促进了玉米根系的生长发育和玉米产量的增加,表明生物有机肥和单施有机肥处理有助于改善土壤性质,提高土壤养分含量,促进玉米根系的生长和玉米产量的增加,这为生土熟化和减施化学肥料提供了理论借鉴。     

土地利用方式对黄土高原土壤有机碳含量的影响

土壤有机碳(SOC)含量及其变化是当前土壤碳循环研究的热点,土地利用方式对SOC的累积及易氧化有机碳(ROC)的变化具有深远影响。本文通过采集甘肃省定西市安定区梁家川村高山的荒地、乔木(杏树林)、灌木(柠条林)和草地(苜蓿)不同剖面的土壤,测定其SOC、ROC和土壤容重含量,研究不同土地利用方式对SOC库的影响。结果表明:(1)4种土地利用方式的土壤ROC和SOC含量均随着土层深度的增加而减少,且均呈现草地灌木乔木荒地的趋势;(2)相对于荒地,草地、灌木和乔木的耕层SOC含量分别显著增加1.29、1.05和0.52倍;土壤有机碳密度分别显著提高2.04、0.85和0.53倍(P0.05);(3)土壤ROC与SOC含量之间存在极显著的正线性相关关系,R~2=0.74;(4)各处理土壤碳库管理指数的变化范围在1.05~2.62之间,且草地高于灌木和乔木。研究认为,草地能快速提高土壤ROC和SOC含量,从而增加土壤碳储量,提高土壤可持续生产能力;栽培乔木和灌木,能储存更多的稳定态碳,是彻底改善生态环境的有力保障。     

不同水热条件对玉米根系分解特性的影响

通过田间埋藏分解试验,比较了3种施氮量(0、120和240kg N·hm~(-2))处理的玉米根茬(R_0、R_(120)、R_(240))分别与杨凌塿土、长武黑垆土充分混合并埋藏分解一年后,根茬碳分解差异及其影响因素,并且利用碳稳定同位素δ~(13)C技术,研究了根茬碳分解对土壤有机碳的贡献。结果表明,杨凌地区水、热条件较好,试验期间降水量总和较长武高215mm;杨凌试验地15cm和45cm土层平均温度分别较长武高3.2℃和4.2℃。分解1年后,长武黑垆土中根茬残留碳较杨凌塿土高21%44%。根茬来源的土壤有机碳比例在塿土、黑垆土中分别为22.4%44.7%和27.4%38.3%。在黑垆土中根茬来源的土壤有机碳含量显著高于塿土,3种施氮量根茬来源的土壤有机碳含量差异未达显著水平。可见土壤深度、质地、施肥状况等影响有机残体还田腐解与土壤有机碳的更新,良好的水热条件能够促进玉米根茬残体分解,有利于新增耕地的快速培肥熟化,构建富含有机物质的耕作层,满足作物对养分的需求。     

荒草地整治后土壤碳量的空间分布特征

为了深入了解荒草地整治工程实施后土壤碳含量的空间垂直分布特征,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对整治后土壤容重、总碳、有机碳和无机碳进行研究。结果表明,各土层土壤容重平均表现为40～60cm20～40cm0～20cm,随着土层的加深,容重逐渐变大。荒草地整治后0～20cm和40～60cm土层总碳含量小于整治前,土壤无机碳在垂直尺度上的分布规律与土壤总碳变化规律一致,20～40cm土层与之相反。土地整治措施后,总碳的垂直分布规律变为20～40cm0～20cm40～60cm,无机碳的垂直分布规律变为20～40cm40～60cm0～20cm。整治前土壤有机碳的垂直分布规律均为0～20cm(6.31g·kg~(-1))20～40cm(3.48g·kg~(-1))40～60cm(2.63g·kg~(-1)),整治后较整治前土壤有机碳含量依次降低了4.01、2.20、1.40g·kg~(-1)。荒草地复垦1年后的土壤有机碳固碳潜力在0～20cm、20～40cm和40～60cm土层上依次为15.92、17.94、14.27t·hm~(-2)。可知荒草地复垦1年的土壤有机碳还存在较大的固碳潜力,这些过程都是生物地球化学正常的变化过程,土壤碳在复垦年限内所表现出来的动态变化特征就是荒草地在土地整治过程后的历史痕迹。     

宜君县核桃经济林地土壤氮素含量及分布特征

为了解核桃经济林地土壤氮素利用状况及分布特征,选取陕西省核桃主产区宜君县作为研究对象,分别采集4个不同树龄,5个不同种植模式下的土壤样品,分析其土壤全氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)以及无机态氮(IN)含量及分布特征。结果表明:随着核桃生长年限增加,核桃经济林地土壤氮素养分含量逐渐增加,变异程度逐渐减小,但其氮素养分含量整体偏低,大部分处于较低水平以下;核桃与其他作物间作也影响了土壤氮素养分含量,但间作可以调节和改善土壤氮素养分的平衡。建议在核桃生长初期制定相应的施肥方案,做到科学合理施肥;在间作模式下,将作物收获后的秸秆直接还田,并配施一定量的有机肥,用以补充土壤养分的损失,协调土壤养分的平衡。     

基于蓄排水模式下盐碱地土壤稳定性空间变异效应研究

针对陕西卤泊滩盐碱地在蓄排水模式下对土壤物理特征、稳定性及有机碳储量的影响展开研究,力求为提高治理盐碱地的土壤物理性质、稳定性及有机碳储量提供科学依据。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置排水和蓄水2种处理,测定分析0~30cm土层土壤容重、孔隙度、田间持水量及平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、水稳性团聚体稳定率(WASR)、团聚体破坏率(PAD)、分形维数(D)和有机碳储量,并分析各指标间关系。结果表明:蓄水处理较传统排水处理可有效降低0~30cm土层土壤容重幅度为1.3%~4.2%,同时提高土壤孔隙度和田间持水量。干筛和湿筛处理下0~30cm土层土壤稳定性均呈现蓄水处理高于排水处理,土壤WMD和GMD表现趋势相似且均随着土壤深度的增加而增加;土壤水稳性团聚体稳定率提高幅度为14.5%~53.4%;平均团聚体破坏率较排水处理低3.2%,差异显著(P0.05)。蓄水处理可有效提高0~30cm土层土壤有机碳含量和有机碳储量,两者分别较排水处理高13.4%~27.9%和9.9%~18.8%。0~30cm土层土壤平均团聚体破坏率、分形维数与土壤有机碳储量(Y)均存在负相关关系,且相关系数分别为r=0.927 0和r=0.969 3,差异性显著(P0.05)。综上所述,蓄水处理较排水处理可有效改善土壤质量,提高土壤稳定性及土壤有机碳储量,可良好的实现盐碱地治理。     

风沙土中有机碳矿化对砒砂岩添加的响应

土壤有机碳为生物转化过程提供物质能源,在土壤质量评价及养分循环中起着至关重要的作用。本研究选择砒砂岩与沙复配比为0∶1(CK)、1∶5(C1)、1∶2(C2)和1∶1(C3)四个处理的土壤进行室内培养试验,利用碱液吸收法分析土壤有机碳的矿化过程。结果表明,与CK处理相比,C1、C2和C3处理的增幅分别为205.24%、182.27%和365.14%(P0.05)。有机碳矿化速率可分为1～8d的快速上升与下降阶段、8～30d的不稳定下降阶段和30～60d的平稳下降阶段。有机碳累积矿化量与培养时间符合动力学方程[Ct=C0(1-e-kt)]的指数变化趋势(P0.01)。随着培养时间的延长,有机碳的累积释放强度逐渐减弱。与CK处理相比,C1、C2和C3处理的有机碳累积矿化量和潜在可矿化有机碳含量增幅分别为106.97%～225.93%和112.22%～254.08%。累积矿化率和C0/SOC的变化趋势一致,表现为C1CKC3C2,其中C2处理的降幅最大。可见,砒砂岩与沙复配比为1∶2时,土壤有机碳的单位损失率最低,较其他处理可间接促进土壤有机碳的积累,为砒砂岩与沙复配成土关键技术提供理论借鉴。     

废弃宅基地复垦年限对土壤有机碳固碳潜力的影响

为了深入了解废弃宅基地整治后不同复垦年限对土壤碳固持的影响,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对不同复垦年限的土壤有机碳密度和固碳潜力进行研究。结果表明,土地整治后土壤容重变化各异,整体呈现随土层的加深而逐渐变大的变化趋势。宅基地整治后土壤有机碳在0～40cm土层中表现为先降低再增加的趋势,40～60cm土层有机碳含量的变化趋势为先增加后降低再增加,有机碳密度变化趋势与其碳含量变化趋势一致。宅基地复垦10年后,土壤有机碳的固碳潜力介于2.64～3.02t·hm~(-2)之间,以0～20cm土层固碳潜力最大。综上,说明土地整治后土壤有机碳含量的提升还需经过多年的耕种,使得新整治土壤熟化,从而使有效肥力水平稳定增加。     

施用有机肥对土壤团聚体的影响研究

为研究施用不同有机肥对土壤团聚体的影响,在马龙县旧县镇花龙潭进行了有机肥田间试验。以不施肥作为空白对照,研究不同施肥处理对机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的影响以及有机质含量和土壤团聚体的关系。结果表明,与空白对照相比,其他处理均能不同程度提高土壤中0.25mm团聚体的含量,其中WP有机肥+有机碳配施对团聚体的影响已经达到了显著水平。与空白对照相比,各处理土壤中有机质的含量均有升高。因此,施用不同有机肥可以增加土壤团聚体水稳性和机械稳定性,提高土壤有机质含量,改善土壤结构。     

养分平衡法在水稻测土推荐施肥中的应用

旨在分析土壤养分丰缺指标和建立目标产量下的推荐施肥量,为韩城项目区合理施用化肥、减少资源浪费和提高经济效益提供参考依据。本文采用土壤养分平衡施肥法,测定了韩城项目区耕作层土壤养分含量,对试验数据进行整理与统计分析,采用陕西省土壤养分分级标准对韩城项目区养分含量水平进行分级,根据作物目标产量下的需肥量与土壤供肥量之差计算了水稻目标产量的施肥量,得出韩城项目区水稻500kg目标产量下所需的单质施肥量为氮(N)20.88~31.60kg·亩^(-1),磷(P_2O_5)8.00~12.00kg·亩^(-1),钾(K_2O)7.56~12.44kg·亩^(-1)。结果表明,本研究建立的养分分级指标计算出的推荐施肥量呈现出增施氮、磷、钾肥的特点,客观地反映了当前土壤养分丰缺状况和区域内肥料投入规律,以简捷、快速、科学合理地指导水稻的施肥与生产。     

延安治沟造地工程对土壤水溶性有机碳的影响

研究治沟造地对土壤水溶性有机碳的影响对于施工技术以及施工后土地利用方式具有重要意义。从延安市南泥湾镇采集土样,测定土样的有机碳、水溶性有机碳以及基本理化指标,采用SPSS中均值T检验分析工程施工与施工后土地利用类型变化对土壤水溶性有机碳的影响。结果表明:(1)治沟造地工程实施前后,耕地土壤平均水溶性有机碳差异显著,工程施工对旱地土壤水溶性有机碳影响最大,增加了52.38%;相对旱地而言,水田对施工效果的响应不明显,增加了13.84%。(2)工程实施后不同土地利用类型平均水溶性有机碳各异。平均水溶性有机碳含量的大小依次为水田坑塘水面柳树林刺柏林油松林草地水浇地旱地村庄沟渠农田道路,变化范围为0.32~1.01g·kg-1;不同土地利用类型土壤水溶性有机碳与土壤有机碳关系密切,二者呈现显著的正相关关系(R2=0.95,P0.05)。(3)治沟造地工程中柳树、刺柏、油松栽植后,土壤水溶性有机碳分别提高了114.28%、85.71%、77.14%。     

秸秆和生物炭对砒砂岩与沙“复配土”稳定性的影响

本研究将不同有机物料添加到砒砂岩与沙体积比为1∶2的复配土中,试验设置4个处理,对照(不添加有机物料,CK)、单施秸秆(秸秆5%,T1)、单施生物炭(生物炭5%,T2)、配施生物炭和秸秆(生物炭5%+秸秆5%,T3),分别培养30 d后采集土壤样品,分析各处理的土壤需水量、团聚体粒径分布、水稳性团聚体稳定效率、平均重量直径、平均几何直径和分形维数等。研究结果表明:培养周期,四种处理的平均需水量以对照最高,且处理间差异显著(P0.05)。各处理的团聚体百分含量(0.25 mm)以CK最低,T3最高,趋势呈现为CK T1T2T3,添加有机物料后的复配土稳定性指标均比对照高,且混施物料对团聚体稳定指标改善效果优于单一物料。在干筛法和湿筛法处理下,不同团聚体分形维数的范围为2.79～2.89,表现趋势为T3 T2 T1 CK;湿筛法,复配土分形维数(y)与WR_(0.25)(x)之间存在良好的线性方程关系,即为y=-0.002 8x-2.989 2,且R~2=0.93。研究综合分析,通过增加有机物料的施入可有效增加复配土稳定性,并且可改善结构,而且有机物料的混施后的改善效果更好。     

陕西省土地整理中新增耕地土壤养分研究

本文旨在分析土地整理中新增耕地土壤养分含量特征,明确影响新增耕地生产力的主要因素。通过采集陕西省2015年陕北、关中、陕南地区整理后的101个新增耕地土壤样品,测定其pH值、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,分析土壤养分状况。通过与全国第二次土壤普查养分分级标准比较,表明新增耕地土壤养分含量较低。陕西省新增耕地土壤养分含量陕北、关中地区受原土地利用类型影响较大,陕南地区土壤养分差异主要由同区域内地块间随机变化引起;经检验,新增耕地土壤中各养分间相关性较低。土壤有机质含量低是导致肥力较低的主要原因,后期利用应通过有机-无机肥的合理配施和测土配方施肥技术的应用、推广秸秆还田技术,最终实现新增耕地的稳产、高产。     

C20010902 TFC－1B型野外流动土壤化肥检测仪

TFC系列土壤化肥检测仪通过速测土壤中化肥及其有机质含量保证合理施肥，避免乱施化肥，造成各种经济生态影响。 TFC系列土壤化肥速测仪已发展为八个型号，既有室内微型化验室单片机智能人机对话型，也有随处可用的野外流动型，有车载型和电脑打印功能，还有土肥配方计算机器等众多配套农用仪器。 TFC－ 1B型野外流动土壤化肥速测仪是系列产品中最受欢迎的一种，每次可测试 4个样品，该仪器交直两用，内设高级微型自动充电系统，有自动充电、无电接通等功能，仪器重约 2公斤 (有两个电话机大 )，随机的化学药品只需加几滴自来水混合即可上机测试。化验一个样品约 20分钟，成本约 1元钱，比常规分析方法提高功效几十倍，而且普通农民识字即可操作使用。该仪器可速测土壤中的氮磷钾、有机质含量，查书表即可知道最佳施肥量，避免了盲目施肥造成不良后果，另外还可测试各种化肥浓度，以免受损失。     

黄土旱塬施氮模式对春玉米产量和水肥利用效率的影响

通过3a田间试验,研究了不同施肥模式对春玉米产量、耗水量、水分利用效率及氮肥利用效率的影响。试验于2013年4月至2015年9月,在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行,供试作物为春玉米,半覆膜种植。试验共设不施氮对照(CK)、传统施氮(TR)、减量施氮(DR)、缓控释肥(SR)4个处理,定期测定玉米产量、土壤剖面含水量等指标。结果表明:3a试验期间,与TR相比,DR、SR在施氮量减少25%的条件下,春玉米产量无显著差异。TR、DR、SR处理下的春玉米产量分别为13 416.2、13 270.1、13 063.0kg hm-2。施氮显著影响作物水分利用效率,CK、TR、DR、SR处理的水分利用效率值分别为12.6%、24.7%、28.3%、28.8%,DR、SR处理较TR处理,显著增加了土壤水分利用效率,其增幅分别为14.0%、16.0%。CK、TR、DR、SR处理的耗水量依次为376.3、547.4、469.6、452.1mm,与TR相比,DR、SR处理显著降低了土壤耗水量,其降幅分别为14.2%、17.4%。DR、SR处理在连续3a施氮量减少25%的同时,不仅保证了春玉米产量、氮肥利用效率、地上部生物量不降低,而且减少了土壤耗水量,增加了土壤水分利用效率。因此,在土壤干旱贫瘠的黄土高原地区,减少肥料施用量和施用缓控释肥是一种科学合理的施肥管理方式。     

不同坡位和雨水处理对沟谷地土壤有机碳、氮的影响

雨养农业,尤其是降雨低地稻种植对西非农业的发展具有至关重要的作用。受降雨和地形分布的影响,水分流失严重,易造成土壤退化和养分淋失。本试验研究了不同坡位(坡上、坡下)、不同蓄水模式(有田埂、无田埂)、不同施肥方式(施肥、不施肥)对土壤有机碳、氮含量变化的影响。试验结果表明:不同坡位对土壤SOC、TN、C/N的空间分布有显著影响,坡下土壤的SOC、TN、C/N均高于坡上土壤;坡位与蓄水模式的交互作用对土壤SOC、TN、C/N的空间分布均有显著性影响。在同一坡位上,坡上小区中,有埂小区土壤SOC含量较无埂小区降低了20.7%,C/N降低了10%,且差异显著。而在坡下小区中,有埂小区的土壤SOC、TN、C/N均显著高于无埂小区,分别提高了56.9%、46.7%、7.5%。在同一蓄水模式下,有埂小区间,坡下小区土壤SOC显著高于坡上,C/N则相反。无埂小区之间,坡下小区土壤SOC,TN均显著高于坡上。坡下,尤其是坡下建埂处理下土壤SOC、TN含量最高,有利于雨养低洼稻种植。     

坡改梯后玉米种植年限对土壤理化特征的影响

通过分析坡改梯后玉米不同种植年限下土壤理化特征,探讨土地整治后植物对土壤质量的影响机理。试验设在陕西省渭南市澄城县南社村,2012年采用机械挖掘、平整技术结合生土外翻法共改造约16.8hm2坡地(坡度约20°)为水平梯田,坡改梯后采用随机试验法进行试验设计分析。研究结果表明:与对照相比,不同种植年限下土壤砂粒占比显著(p0.05)降低,粉粒在种植2a和4a时显著(p0.05)增加,而粘粒在1a和2a时显著(p0.05)增加;土壤pH值在种植1a和4a时显著(p0.05)升高,但2a时显著(p0.05)降低;土壤可溶性盐含量在种植1a时显著(p0.05)升高,而2a和4a时显著(p0.05)降低;土壤速效钾在2a和4a时显著(p0.05)增加;土壤总碳、有机碳含量在种植1a和2a时较对照显著(p0.05)增加,但种植4a时显著(p0.05)降低;与对照相比,土壤全氮、速效氮在1a时显著(p0.05)降低,但在2a和4a时显著(p0.05)增加;不同种植年限下土壤速效磷含量均较对照显著(p0.05)降低。总体看,玉米种植初期,土壤机械组成和化学特征得到明显改善,采用生土外翻法改造为梯田后种植玉米可在短时间内有效改善土壤肥力,但随种植年限的延长,改善效应有所减缓,还需合理配施人工肥料等措施。