秦岭北麓地区替代性成土材料的土壤养分对比研究

针对秦岭北侧山前冲积扇地区不适宜农业种植的条件,科学合理完成替代性成土材料试验,可为土体有机重构提供科学依据。设计出不同的替代性成土材料,如蛭石、页岩、珍珠岩、陶砾、沙、砒砂岩六种材料与土以0.5L·m~(-2)和1L·m-2的比例混合,在2m×3m的试验田里种植大豆,对种植大豆后的土壤养分进行试验分析。发现六种成土材料的养分整体含量较低,有机质及全氮含量在0~30cm土层中均随着深度的增加而减小;0.5L·m-2比1L·m-2养分含量高,更适宜大豆的生长,且在0.5L·m-2的配比条件下,页岩及蛭石最有利于大豆的生长。各土壤养分综合比较,全氮及有机质是导致秦岭北麓地区养分指标含量较低的主要原因,提高土壤中全氮及有机质含量是提高本地区土壤养分的最直接方式。     

微生物土壤改良剂对复配土养分及作物产量的影响

以砒砂岩与沙复配土壤(简称"复配土")为研究对象,以微生物土壤改良剂为添加材料,通过盆栽试验,研究了不同施用量对玉米不同生育期内土壤养分含量以及作物产量的影响。结果表明:施用微生物改良剂对复配土具有解钾、释磷、固氮作用,能够显著提高复配土的土壤养分,尤其对铵态氮和速效磷的提升效果显著;从整个玉米生育期来看,施用微生物改良剂对土壤速效钾、速效磷、铵态氮和硝态氮的影响主要表现在生长前期(拔节期和大喇叭期),而对有机质的影响主要体现在成熟期;就不同施用量处理而言,M2处理(1.0 g·kg~(-1))的增产效果最佳,与对照相比,穗长、行粒数、单穗重、百粒重分别增加了13.8%、7.9%、26.4%、14.1%。本研究可为复配土培肥增产提供技术参考。     

秦岭北麓地区不同成土材料重构效应研究

针对秦岭北麓地区不适宜农业种植的条件,科学合理的布置替代性成土材料试验,可为土地工程和土体有机重构提供理论依据。选取蛭石(TI)、珍珠岩(T2)、页岩(T3)、陶砾(T4)、沙(T5)、砒砂岩(T6)等六种不同替代性成土材料,分别与土以0.5L·m-2和1L·m-2的比例混合,填充至2m×3m的试验田内,以油菜为显示植物,研究油菜的生长特征、农艺性状及产量。结果表明:不同土体构造的各处理下,油菜各生长阶段平均株高大小依次为T6>T2> T1>T5>T4>T3,其中T6的砒砂岩与粘土复配最适宜植株生长;油菜收获后,分析不同土体构造下其油菜产量、根系重量等指标,T4陶砾与粘土复配后根重和产量最大,表现最佳。综合作物生理特性、农艺性状两大方面分析得出,砒砂岩与粘土和陶砾与粘土组合最适宜作为替代性成土材料用于土体有机重构。     

沿黄区域土地易地占补平衡项目土体养分初探——以韩城市下峪口段为例

在沿黄区域—陕西省韩城市下峪口段共采样化验分析土样108个,测定了土样的有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼和有效硅含量,采用域法识别特征值,得到韩城市下峪口段易地占补平衡项目土体养分含量基本情况。结合韩城市下峪口段地形、气候及种植特征,并充分利用区域内丰富的水土资源,将区域内滩涂地、盐碱地通过土体有机重构工程及配套建设,建成莲藕、水稻水田种植兼湿地区域的规划,制定出相应的土壤养分丰缺指标。结果表明,该区域的有机质含量基本可以满足莲藕和水稻的生长需求,但整体水平仍然不高,部分地区仍低于作物的生长需求水平;全氮、有效磷和速效钾含量低,微量元素含量分布不均。     

不同成土材料重构效应研究

陕西渭北澄城县农村空心化现象严重,废弃宅基地已成为重要的耕地后备资源。本研究主要针对废弃宅基地中存在的成土材料开展盆栽模拟试验,利用老墙土、宅基地表层土、碎瓦砾、客土、原状土及坑状粉煤灰5种材料进行混合搭配,形成9种不同构型,并通过种植玉米,研究玉米生长特征、生理特征、农艺性状和土壤化学特征,得出以下结论:(1)对比9种土体不同构型,各处理下玉米生育期平均株高大小次序表现为C2C1C7C8C3C5C4C6C9。综合对比分析,以客土和宅地基表层土作为上层耕作土,下层辅以原状土或者碎瓦砾和土壤混合土质,则有利于玉米植株的生长发育。(2)下层为原状土时,上层辅以客土或者宅基地表层土的土体构型对维持作物叶绿素相对含量具有积极的作用。(3)在9种处理下,以下层为原状土,玉米根系平均重量和单株茎秆平均重量表现最优;且以宅基地表层土与原状土混合后,玉米植株平均重量最高为414.0g,且较其他处理差异显著(P0.05)。(4)在0~40cm土层,土壤有机质和全氮含量均随着土壤深度的增加而减小;且以宅基地表层土和原状土组合下土壤养分含量高且稳定。综合分析,宅基地表层土和原状土组合为空心村土地整治中成土材料最优的重构组合。     

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。     

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。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

陕北沙地改良中土壤肥力变化研究

为研究陕北沙地改良中土地肥力条件变化,更好地为农业生产提供科学依据,本文采集陕北沙地、新改良地、5年耕作后改良地和川道熟地土样,并分别测定土壤水分、温度及有机质、全氮、速效磷、速效钾和全盐量等指标,分析了土壤肥力变化状况。结果表明:土壤水、温与改良状态和灌溉方式有较高相关性,表现为无灌溉设施的改良地高于沙地,无覆膜有灌溉设施的田块高于无灌溉设施田块,覆膜田块高于未覆膜田块;改良地的有机质、全氮、速效钾、全盐等养分指标含量均优于未改良沙地,且除速效磷外,各养分指标有随农业利用历史增长而增加的趋势。通过改良可以有效改善陕北沙地土壤质量,提高肥力;合理的农业生产措施可以进一步提高改良地土壤肥力水平。     

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。     

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。     

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。     

陕西西北部土地整理对盐渍化土壤养分和酶活性的影响

为了研究陕西省西北部盐碱土的改良效果,本文以定边县土地整治项目为研究背景,选择原耕地、未整治盐碱地和整治年限分别为0年、2年和4年的新增耕地为采样点,采用统计分析方法对比研究不同采样点的土壤理化性质以及酶活性。通过土地整理后,盐渍化土壤有机质含量提高8.08%,全氮含量提高12.5%,速效磷含量提高101.92%,速效钾含量提高21.28%;有机质、全氮以及速效钾与恢复年限达极显著正相关,整治后四种土壤酶活性均大于未整治盐碱土,除了过氧化氢酶以外,浅层土中其他三种土壤酶活性要远大于深层土,说明土地整理提高土壤肥力和浅层土壤的酶活性。总体来看,陕西省西北部的土地整理工程可以有效改善土壤盐碱度,提高土壤肥力。     

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。     

八种农家肥的作用和施法

八种农家肥的作用和施法猪厩肥猪厩肥是草、土和猪粪尿混合而成的有机质非常丰富并且肥效长久的农家肥。其养分含量是：氮０．４５％、磷０．１６％、钾０．４０％。可用作底肥、种肥和追肥。牛厩肥含有丰富的有机质，含钾量亦较高。其所含的养分是：氮０．３４％、磷０．...     

复配型土体有机重构技术初探——以砒砂岩与沙复配成土为例

为探明复配型土体有机重构技术对土体改良作用的机理,本文选择砒砂岩与沙复配成土技术作为典型实例,设置不同砒砂岩与沙的复配比例(1:1、1:2、1:5)田间试验小区与沙地进行对照,于2010-2015年连续监测不同处理土体的质地、有机质、水稳定性团聚体、矿质氮以及玉米产量变化。结果表明:砒砂岩的加入能将沙地土体中的粉粒和粘粒含量分别从3.21%和2.73%提升到20%和5%以上,满足作物生长的颗粒需求,因此适宜于作为一种沙地土体有机重构的材料;在6年的耕作管理中,0-30 cm表层的粉粒和粘粒缓慢向下层迁移,增加30 cm以下沙地土体的粉粒和粘粒含量,复配土土体0-30 cm内有机质含量从0.5%以下提升到3.7%以上,水稳定性团聚体含量则从18%-28%提升到20%以上,0-120 cm深度土体内矿质氮储量提升4.5倍以上,玉米产量随种植季数稳步提升至11000 kg·hm~(-2);其中,1:2复配比例上经6季种植后玉米产量达到14234.4 kg·hm~(-2),最适宜玉米生长。本文的研究结果不仅系统分析了砒砂岩与沙复配成土技术的机理,也为其它复配型土体有机重构技术的机制探讨和技术路线制订提供了参考。     

土体有机重构技术在黄河滩地的应用——以韩城市下峪口项目为例

土体有机重构技术在黄河滩地项目上的应用表明:重构后耕作层水分入渗速率为11.84cm·d~(-1),相比原始状态的沙土降低了89%,相比原始状态的黄土降低了86%;重构后土体有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均处于丰富水平,相比沙土分别增加了1.06倍、2.07倍、8.54倍和1.23倍;以容重为1.7g·cm~(-3)的黄土构建5cm厚人造犁底层,以容重为1.2g·cm~(-3)的黄土构建25cm厚耕作层效果最佳。     

黄河西岸有机重构土体水稻干物质与氮素积累特性研究——以韩城市下峪口段为例

在黄河西岸漏水漏肥的滩地上运用土体有机重构技术,通过构建适宜水稻生长的人造犁底层、耕作层、潴育层、渗育层等进行水稻种植。本研究分别于移栽期、分蘖期、拔节期、分蘖期、抽穗期、成熟期采集植物样本,测定干物质重量、氮含量等指标。通过研究水稻干物质积累与氮素积累的关系,旨在为黄河西岸土体有机重构技术的机制探讨和水稻高产提供理论依据。结果表明:水稻抽穗期及抽穗后期干物质积累量与氮素积累量呈显著正相关。水稻完熟期积累的干物质总量为1 906.47g·m~(-2),从分蘖期到抽穗期的干物质积累量占全生育期的87.3%,水稻干物质积累量对产量的影响程度在生育后期(特别是抽穗后)最大。水稻在整个生育期总吸氮量为207.99kg·hm~(-2),水稻氮素的吸收高峰在幼穗分化至抽穗期,这有利于提高产量和养分元素利用效率。有机重构土体上水稻的氮素吸收利用率为33.8%,高于我国稻田平均水平(30%)。本研究证实土体有机重构能有效改善滩地土体质量,促进水稻生长。     

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。