砒砂岩与沙复配土体的植物营养保障措施研究

为探索适宜砒砂岩与沙复配土土体有机重构的植物营养保障措施,开展以生物炭为改良剂的不同梯度盆栽试验,得到适合复配土肥力提升的生物炭施用比例,为复配土的植物营养保障提供技术支撑。研究表明:生物炭能够有效提高土壤持水保肥能力,有利于提高土壤营养元素利用效率。其中投加30g·kg~(-1)生物炭,复配土中各养分含量最高,且作物长势较好;生物炭对复配土中速效钾、有效磷、铵态氮的提升可持续性较好,对复配土中硝态氮提升可持续性较差;在适当比例的生物炭作用影响下,会较好的提升复配土的肥力,若过量施用会抑制作物生长。     

砒砂岩与沙复配成土生物培肥效应研究

为寻求砒砂岩与沙复配成土生物可持续性培肥措施,本研究开展了秸秆、微生物菌剂、有机质、油渣4种改良剂对复配土有机质、有效磷、速效钾肥力提升研究,以期探索适合复配土大田生物培肥措施,为复配土稳定性及可持续良性发展提供理论支撑和技术指导。研究表明:4种培肥技术均可以实现复配土有效磷、速效钾的显著提升,除秸秆外的3种改良剂对有机质均可以显著提升。改良剂的施用可在时间尺度上大幅度缩小复配土自然熟化进程,培肥方式取得的养分效应大于时间尺度的自然熟化进程效应。     

不同秸秆还田方式对土壤有机质及速效养分的影响

为探明不同秸秆还田方式对大田表层(0~5cm)土壤有机质及速效养分的影响,设置4种不同秸秆还田方式:秸秆不还田(CK)、秸秆焚烧还田(SA)、秸秆粉碎还田(SC)、秸秆高留茬还田(SH)。结果表明:秸秆直接还田(SC、SH)显著提高了土壤有机质含量(P0.05),在玉米苗期、大喇叭口期、成熟期相比CK提高幅度分别为0.5%~5.3%、2.6%~9.5%、4.5%~18.9%;秸秆焚烧还田降低了土壤有机质含量,各时期分别比CK降低8.9%、14.7%、8.5%。对速效磷、速效钾的影响,各处理表现为SCSHSACK,经过玉米生育期,三种还田处理的速效磷、速效钾含量分别比CK提高了24.5%~53.9%、24.6%~70.9%。玉米生育期内,SA、SC、SH的速效氮(硝态氮、铵态氮)含量相比CK的增加幅度呈现先减小后增加的趋势。SC的硝态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理,铵态氮含量在玉米成熟期高于其他处理;SA的硝态氮含量在玉米成熟期高于其他处理,铵态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理;经过玉米生育期,三种还田处理的硝态氮、铵态氮分别比CK提高了9.4%~57.2%,10.5%~50.2%。综合各项指标,秸秆粉碎还田处理对土壤有机质和速效养分的积累有最明显的作用。     

无机有机还田材料对空心村整治后土壤养分的影响

了解空心村整治后的土壤养分特性,为废弃、空置宅基地高效利用及复垦为新增耕地提供科学参考。利用陕西澄城县空心村整治项目区复垦后的土样进行小区试验,分别在改良剂FeSO4(TS)、有机肥鸡粪(TF)和改良剂+有机肥(TSF)三种不同还田材料处理下,以不添加还田材料(T0)为对照,按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm分层采样,分别测定其全氮、有效磷、速效钾和有机质。结果表明,空心村复垦经一季作物夏玉米种植后的土壤0～100cm剖面平均养分指标(全氮、有效磷、速效钾和有机质)含量均以处理TSF最大,相对处理T0含量分别高出32.21%、154.03%、14.76%和85.76%(P0.05)。土壤有效磷和有机质含量在处理TSF和TF下存在显著性差异(P0.05)。土壤全氮和有效钾在TF处理下也存在显著差异性(P0.05)。因此,在对空心村进行整治后增加复垦地养分方面,与仅施用FeSO4或鸡粪相比,将鸡粪与FeSO4进行结合施用是最优方案。     

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。     

不同重构材料对土体养分特征的影响研究

为了增加耕地面积,提高耕地质量,本文采用盆栽在温室内模拟研究不同重构材料对土体养分特征的影响,选取蛭石、珍珠岩、草木炭及其混合物作为原料来进行土体有机重构,采用黄土与重构材料3∶1的比例进行混合。研究结果表明:珍珠岩、草木灰、蛭石基质改良剂可以显著降低重构土的pH值。添加草木灰的重构土中电导率较高,添加珍珠岩和蛭石的重构土中电导率与对照组无显著差异。由于草木灰自身的特性,添加草木灰基质的处理重构土中有机质、全氮含量显著高于其他处理。因此为了提高重构土养分,可以添加草木灰。三种基质的添加均可以提高重构土中的硝态氮、速效钾含量;添加蛭石及其混合基质的处理铵态氮较高;添加珍珠岩和草木灰的混合基质可以显著提高重构土有效磷含量。综合考虑,草木灰对重构土的速效养分改良效果最高。总之,添加重构材料可以改良土体的理化性质,提高土体养分状况,进而促进生土熟化。     

基于生物质炭的风沙土资源质量提升研究

研究生物质炭对风沙土养分和酶活性的影响机制，对风沙土资源改良利用具有重要意义。本文以豫东平原风沙土为研究对象，开展6年田间定位试验，分析土壤样品养分特性、土壤酶活性对不同生物质炭添加水平的响应关系。结果表明，生物质炭不仅显著降低土壤pH，有效增加全氮、全磷、速效磷、速效钾与有机碳含量，也显著提高风沙土转化酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性；土壤综合肥力水平与生物质炭施用量成正相关。综上，生物质炭施用对风沙土资源质量提升的效果显著，有利于风沙土资源的改良利用。     

基于熵权法的不同土地整治年限的土壤养分含量评价

为探明土地整治对土壤养分的影响,并进一步探究不同年限的土地整治工程对土壤含碳量、有效磷浓度和速效钾含量的储存能力的影响规律。本研究以陕西省渭北台塬地区土地整治项目为例,通过开展野外试验对土地整治前后不同年限的玉米地和苹果树地的土壤养分进行测定,并结合熵权法对土地整治条件下的土壤物养分含量进行等级评价。研究结果表明:土地整治后表层土壤总碳含量随着整治年限增加而不断增加,但增幅有限;土地整治对表层土壤总有机碳含量的变化影响最大,对土壤的酸碱度基本没有影响。苹果树地的表层土壤的多年总碳含量远高于玉米地的总碳水平,不同深度土壤的含碳量熵权比重规律一致,且整治多年后表层土壤含碳量才能达到良好状态,20～40 cm的土壤含碳量水平逐年提高。土地整治后土壤有效磷含量和速效钾含量均较整治前显著增加,有效磷浓度随着土地整治年限波动剧烈,增加了土壤有效磷浓度和速效钾含量两个指标之后,不同土地整治年限的土壤养分评价水平较土壤含碳量整体提高了一个等级。土地整治3 a之后,玉米地的土壤养分状态即可达到优秀等级;土地整治多年之后,苹果树地的表层土壤养分含量才可达到优秀等级;土地整治3 a之后,苹果树地20～40 cm的土壤养分即可达到优秀等级。本研究为土地整治背景下的土壤养分含量的分析和评价提供相应的方法。     

不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及土壤性质的影响

通过小区模拟试验,研究不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及成土理化性质的影响,寻找适宜作物生长的最佳混合比例。砒砂岩与沙混合比例共设3个处理:1:1(C1)、1:2(C2)和1:5(C3),每处理重复3次,种植作物为冬小麦。试验结果表明:小麦产量以C3处理增产效果最佳,比C2处理增产4.4%,比C1处理增产8.7%。新复配土壤容重C3C2C1,水稳性团聚体C1C2C3,有机质C3C2C1。种植一季作物后各处理土壤容重均有所下降,水稳性团聚体均有所升高,有机质C1、C2处理有所提高,C3处理稍有下降,土壤养分含量除有效磷外,全氮、速效钾及有机质均处于极低水平,在随后的推广应用中应不断加大氮肥和钾肥的投入,增施有机肥,提高复配土壤的养分水平,从而达到新增耕地的可持续利用。该研究可为毛乌素沙地的开发利用、沙化土壤的治理以及当地水土流失的防治提供理论依据和技术支撑。     

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。     

生物炭和秸秆施用对复配土壤物理性状及团粒结构的影响

为了探明生物炭和秸秆施用对砒砂岩与沙复配土壤物理性状和团粒结构的影响,进而为复配土壤的结构改良提供理论依据。通过盆栽试验,选取砒砂岩与沙(1∶2)复配土壤作为研究材料,设置4个处理(CK:复配土;T1:复配土添加5%的生物炭;T2:复配土添加5%的秸秆;T3:复配土添加2.5%生物炭+2.5%秸秆),3个重复进行试验,对复配土壤的容重、田间持水量和团粒结构进行研究。结果表明:(1)各处理和空白对照CK相比,均显著降低了复配土壤容重,提高了复配土壤的田间持水量,其中T3对复配土壤容重和田间持水量的影响程度明显强于T1和T2;(2)各处理表层土壤R_(0.25)含量均优于空白对照CK,其中T3对复配土壤DR_(0.25)和WR_(0.25)含量影响显著,T1和T2仅对复配土壤WR_(0.25)含量影响显著;(3)干筛和湿筛下,各处理复配土壤平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)的大小顺序为:T3T2T1,T3处理对两者的影响程度均达到了显著水平。生物炭和秸秆还田混合施用更加有利于促进复配土壤结构的改善和团粒结构的增加。     

土埝表层养分聚集效应分析

在黄土台塬地区,农民通常将土埝表面的土壤收集用作肥料。土埝经测定含有丰富的氮、钾等营养元素,研究土埝表层养分聚集效应对于生态化提高土壤质量以及土壤自我修复具有重要意义。在土埝的常见区域陕西省渭南市澄城县进行采样,分析不同年限(2年、6年和10年)、坡向(阴坡和阳坡)、垂直高度(距地面0.2 m、1 m和1.8 m)、深度(0～1 mm、1～3 mm、3～5 mm)等类型的土埝养分分布规律。结果表明:随着年限和距离地面高度的增加,在温度、光照、水分等自然因素的作用下,土壤全氮、有效磷和速效钾在土埝表层活化和富集;在阳坡上,土壤养分远远高于阴坡;随着采样垂直深度的增加,土埝养分含量减少,土埝表面土壤养分较高,土壤养分主要富集在土埝表层。     

坡改梯及施肥对农田土壤养分和作物产量的长期监测研究

本研究以黄土高原沟壑区农田为背景,对当地的肥料投入和土壤养分进行长期定位监测,利用10余年的监测资料,分析地形与施肥对土壤养分和作物产量的不同影响,掌握坡改梯和塬面在经过长期施肥后其土壤养分的变化趋势,为当地农田的有效管理提供理论依据。本研究设置三大试验监测区,分别是梯田监测区(TL)、塬面监测区(YL)和农民地监测区(NM),各个监测区之间构成地形与施肥之间的不同因素对比。研究结果表明,长期施肥有效地提升了各个监测区的土壤养分水平。与试验前相比,塬面、农民地和梯田监测区的土壤有机质分别提升了5%、5%、24%;全氮提升了1.8%、6.5%、14%;速效氮提升了2%、12%、30.8%;长期施肥后塬面土壤有效磷降低,而梯田和农民地提升20%~30%左右;塬面和农民地土壤速效钾提升幅度在20%~31%之间,梯田出现降低。梯田监测区初始养分含量较低,但长期施肥能够显著改善其养分状况,这说明该地区坡改梯工程能够实现对当地土壤的有效利用及改良。在黄土高原沟壑区,作物产量受生育期降水量及其分配、积温条件和肥力水平的影响,气候因素的影响较为显著。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

黄土高原治沟造地农田土壤养分分布特征

治沟造地是黄土高原丘陵沟壑区实施的一项重大土地整治工程,工程实施前后土壤养分状况的变化直接影响了工程质量及项目的可持续性,本研究以羊圈沟治沟造地工程为例,分析了沟道农田土壤养分的分布特征。结果表明,研究区域内有机质含量随土壤深度的增加呈现出先减小后增大的趋势,全氮、有效磷、速效钾含量则随土层深度的增加逐渐降低;沟道不同土层养分指标的变异性表现为全氮有机质有效磷速效钾;随着距沟头距离增加,0～30 cm土壤有机质含量先减小后增大,30 cm以下有机质含量逐渐减小,土壤全氮在各个深度范围内均呈现出先减小后增大的趋势,土壤有效磷及速效钾含量变化相对较小。     

生物炭对矿区重金属污染土壤养分影响及修复效果

通过生物炭—辣椒盆栽试验,研究果木炭与猪粪炭在0%(CK)、5%(G5和Z5)和10%(G10和Z10,以风干土计)添加量下,种植辣椒后对重金属污染土壤养分及修复效果的影响。结果表明:添加生物炭后(未种植作物),与CK组相比,土壤全氮、有效磷和速效钾含量明显增加,且添加猪粪炭对养分含量提升效果更显著。种植后,土壤有效磷和速效钾含量均有所下降,而仅添加猪粪炭使全氮含量有所下降。种植前后猪粪炭添加有利于土壤养分的提升与保持,且Z10组效果最佳。生物炭对Pb、Hg和Cd的修复效果依次减弱。其中,猪粪炭添加对三种重金属的修复效果整体较优,且修复效果随猪粪炭浓度增加显著增强;果木炭对Pb和Hg的修复效果较好,对Cd的修复效果较不稳定,后期治理中可优先选用猪粪炭进行修复。     

耕作方式对黄土高原土壤有效磷和速效钾的影响

为明确黄土旱塬区农田长期免耕耕作对土壤有效磷和速效钾的影响,建立适宜的高产高效耕作技术体系。在陕西省长武县的西北农林科技大学长武黄土高原农业生态试验站,选择连续3年进行免耕耕作的试验田,于2015年9月,在冬小麦播种前分别进行免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2016年冬小麦收获后,分析了3种耕作方式下0～30cm土层土壤有效磷和速效钾含量。结果表明,在0～30cm土层,土壤有效磷和速效钾含量在3种耕作方式下都随着土壤深度的增加而减少。10～20、20～30cm土层有效磷和速效钾含量较0～10cm土层分别减少了16.07%、32.74%和15.54%、27.08%,且都有显著性差异(p0.05)。不同耕作方式下,0～10cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著减少了11.31%;翻耕、旋耕方式下土壤速效钾含量分别比免耕显著减少了6.16%、4.97%(p0.05)。20～30cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著增加了18.12%,翻耕方式下土壤速效钾含量比免耕、旋耕下分别显著增加了17.17%、9.22%(p0.05)。因此,在长期进行免耕的黄土旱塬上,需要进行适当的翻耕或旋耕。     

昆山市典型市郊绿地土壤肥力特征分析

采集昆山市郊绿地土壤表层(0～20 cm)和剖面(0～90 cm)样品,以多个土壤分析指标为肥力特性,采用内梅罗综合肥力指数对土壤进行质量评价。结果表明,昆山全市绿地土壤样品以强碱性为主,碱性次之;全市绿地土壤的EC偏低,土壤有机质属于中等水平;土壤水解性氮、有效磷属于较低水平;速效钾相对丰富。从剖面分布来看,pH值均表现为碱性;EC值从上到下逐渐增加;土壤有机质和水解性氮都从上到下逐渐降低;有效磷和速效钾没有一致规律性。昆山绿地土壤质量主要养分综合指数在0.14～1.99,平均值为0.97,60.89%的土壤主要养分指数在0.9～1.8,土壤主要养分质量属于"中等"。     

便携式土壤成分快速分析仪研发成功

河南农业大学“九五”科技攻关项目“便携式土壤成分快速分析仪”最近推出。这是我国开发的第一台载有全套速测技术的土壤养分速测仪,与常规测试相比,测土成本降低了10多倍,从而解决了因田块面积过小,平衡施肥难以推广的问题。该项目开发了石灰性、中性土壤和酸性土壤两种速测用联合浸提剂,可在5分钟内同时完成铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾等4种养分的浸提,较每种养分需半小时浸提的常规方法加快6～24倍。项目还开发了只有1.2公斤的便携式微电脑远红外消化仪,实现了消化设备便携化。不但可以对7项土壤常量营养元素进行速测,而且还实现了…