旱地土壤铵态氮和硝态氮累积特征及其与小麦产量的关系

在陕西永寿和河南洛阳分别进行了11处和7处小麦大田试验,设对照(不施氮)和施氮(150 kg N·hm^-2)2个处理,测定了小麦生物量、籽粒产量及不同土层(0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm)土壤铵态氮、硝态氮浓度.结果表明: 两地土壤铵态氮浓度均很低,而硝态氮浓度较高,其中硝态氮数量占铵态氮、硝态氮总量的91%,在反映土壤供氮特性方面与两者之和有完全一致趋势.不施氮情况下,永寿0～40、0～60、0～80和0～100 cm土层累积的硝态氮与小麦生物量和产量显著相关;而洛阳无显著相关关系.施氮后,永寿不同深度土层累积的硝态氮与小麦生物量和产量的相关关系显著下降,而洛阳出现负相关;两地小麦产量增量与0～80 和0～100 cm土层累积的硝态氮显著或极显著相关.小麦苗期主要依赖0～20 cm土层硝态氮;返青期、拔节期分别利用0～40 cm和0～60 cm土层硝态氮,成熟期则能利用0～100 cm土层累积硝态氮.小麦收获后对照土壤的铵态氮浓度与播前起始值无明显差异,而硝态氮大幅下降.     

菜地和一般农田土壤主要养分累积的差异

选取不同类型菜地和一般农田 ,测定了 0～ 2 0 0cm土壤剖面的有机质、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾等主要养分含量及其分布 .结果表明 ,菜地土壤中养分大量累积 ,其中硝态氮和速效磷累积程度较高 .大棚和露天菜地 0～ 2 0 0cm土层的硝态氮累积总量分别为 15 2 0 .9kg·hm-2 和 135 8.8kg·hm-2 ,比农田高出 5 .2和 4.5倍 ;速效磷分别为 978.1kg·hm-2 和 5 0 3.3kg·hm-2 ,比农田高出 6 .2和 2 .7倍 .而其它养分增加相对较少 .有机质累积总量分别为 2 80 .5Mg·hm-2 和 2 6 9.3Mg·hm-2 ,比一般农田高出 12 .5 %和 8.0 % ;全氮分别为 37.5Mg·hm-2 和 32 .7Mg·hm-2 ,比农田高出 36 .2 %和 18.6 % ;铵态氮分别为 2 11.5kg·hm-2 和 197.8kg·hm-2 ,比农田高出 2 9.6 %和 2 1.2 % ;速效钾分别为 6 5 6 7.8kg·hm-2 和 5 5 2 3 .6kg·hm-2 ,比农田高出 30 .6 %和 9.8% .此外 ,菜地土壤中累积的养分不仅分布在表层 ,在深层土壤也大量存在 ,说明菜地存在严重的养分淋溶现象 .     

两种农作体系施肥对土壤质量的影响

不同农作体系施肥措施差异引起的土壤环境质量变化 ,会进一步影响该体系的生产力并对大气和水体环境产生潜在影响。选取中国北方两种重要的集约化种植体系 (大棚蔬菜和小麦 -玉米轮作体系 ) ,研究了经过长期施肥后 ,0～ 30 cm土壤有机质、全氮、微量元素与重金属的差异以及 0～ 90 cm土壤剖面的硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾、p H和电导率的变化。结果表明 ,大棚菜地氮、磷、钾化肥投入量达 N 2 82 3、P 92 8和 K 92 5 kg/(hm2 · a) ,分别为小麦 -玉米轮作农田的 4 .7、10 .1和 2 3.4倍。大棚菜地还施用了大量的有机肥。菜地土壤养分大量积累 ,尤其是硝态氮和速效磷 ,0～ 90 cm土层二者分别达 1389.8kg N/hm2和 132 1.1kg P/hm2 ,为农田的 5 .6和 8.4倍。速效钾和铵态氮累积量分别为 1817.3kg K/hm2 和 10 0 .4 kg N/hm2 ,为农田的2 .2倍和 1.8倍。同时 ,大棚菜地土壤中的养分还存在严重的淋溶现象。大棚菜地有机质、全氮和有效铁、锰、铜、锌含量分别为农田的 1.3、1.4、1.2、1.3、1.3和 1.4倍。镉含量为农田的 3.8倍。镉与土壤速效磷含量呈显著正相关 ,可见 ,磷肥的大量投入是镉在土壤中累积的主要原因。大棚菜地各层土壤 p H均明显低于农田相应土层 p H,而 0～ 30 cm和 30～ 6 0 cm土层的电导率则     

水肥空间组合对成熟期冬小麦各器官氮磷养分分配的影响

以肥熟土垫旱耕人为土为供试土壤,冬小麦(Triticum aestivum L.)小偃22为供试植物,在全生育期人工控制土壤水分条件下,采用分层隔水土柱法研究了与田间土层分布相同土柱不同土层水分、氮、磷组合对冬小麦不同器官氮、磷养分累积及分配的影响.结果表明:(1)冬小麦不同器官氮、磷累积量表现为籽粒茎秆、叶>穗余部>根系.(2)与整体湿润处理相比,上干下湿水分处理可降低小麦各器官氮、磷累积量,但仅籽粒氮、磷累积量所占比例减少,而营养器官氮累积量所占比例均增加.(3)从肥料处理看,单施氮、单施磷和氮磷配施处理的小麦植株各器官氮、磷累积量均比对照增加,但籽粒氮、磷累积量所占比例均减小.(4)施肥层根系氮、磷累积量比对照相对增加,并以0～30cm土层根系氮、磷累积量为最高.(5)单施氮条件下,以0～90cm土层施肥各器官氮、磷累积量最高,0～30cm土层施肥最低;单施磷和氮磷配施时,以0～90cm土层施肥处理籽粒氮、磷累积量最高,其次是0～30cm土层施肥.由于石灰性土壤中肥料氮终产物以硝态氮为主且容易移动,而磷肥不易在土壤中迁移,在生产实践中仍以氮磷配施入0～30cm土层为佳.     

半干旱区农田土壤无机氮积累与迁移机理

研究黄土旱塬区长期定位试验中 1 0个典型处理土壤剖面 (0～ 30 0 cm)水分和无机氮的季节变化 ,探讨在半干旱区农田无机氮的积累与迁移机理。结果表明休闲处理除表层外土壤剖面的水分、硝态氮和铵态氮的含量分别稳定在 1 7%～ 2 0 %、4～ 7mg N/kg和 6～ 1 0 mg N/kg土的范围。种植作物显著地改变土壤剖面水分和硝态氮的分布状况 ,并使其含量发生大幅度的季节变化。作物利用限制了农田土壤硝态氮向深层的迁移。小麦连作无化肥氮处理及苜蓿连作不施肥或氮、磷加有机肥处理土壤硝态氮主要集中在 0～ 40 cm土层。小麦连作单施氮肥 (1 2 0 kg N/(hm2· a) )处理经 1 7年后土壤剖面硝态氮积累总量达到施氮总量的55% ,40～ 60 cm和 1 4 0～ 2 2 0 cm土层出现两个高峰 ,并表现出随季节性变化向土壤深层迁移的趋势。氮肥与磷肥或有机肥施用大幅度减少了土壤剖面硝态氮积累 ,并使其限制在 1 60 cm以上的土层内 ,2 0 0 cm以下土层的硝态氮含量极低 (<1 mg N/kg土 ) ,因而不具向深层迁移的条件。土壤剖面的铵态氮含量不受作物、施肥和季节性气候变化的影响     

测墒补灌对冬小麦氮素积累与转运及籽粒产量的影响

2007-2009年,在田间条件下,以冬小麦品种济麦22为材料,以0-140 cm土层平均土壤相对含水量为指标设计4个测墒补灌试验处理:W0(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期65%+开花期65%)、W1(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期70%+开花期70%)、W2(土壤相对含水量为播种期80%+拔节期80%+开花期80%)和W3(土壤相对含水量为播种期90%+拔节期80%+开花期80%),研究不同水分处理对冬小麦氮素积累与转运、籽粒产量、水分利用效率及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:(1)成熟期小麦植株氮素积累量为W1处理最高,W3处理次之,W0和W2处理最低,W0和W2处理间无显著差异;氮素向籽粒的分配比例为W2处理显著低于W1处理,W0、W1、W3处理间无显著差异。开花期和成熟期营养器官氮素积累量、营养器官氮素向籽粒中的转移量、成熟期籽粒氮素积累量均为W1>W3>W2>W0,各处理间差异显著。(2)随着小麦生育进程的推进,0-200 cm土层土壤硝态氮含量先降低后回升再降低,在拔节期最低。成熟期W0和W1处理0-200 cm土层土壤硝态氮含量较低,W2和W3处理120-200 cm土层土壤硝态氮含量较高。(3)W0处理小麦氮素吸收效率、利用效率和氮肥偏生产力最低;随灌水量的增加,氮素利用效率呈先升高后降低趋势;W1处理小麦对氮素的吸收效率和利用效率较高,氮肥偏生产力最高。W0处理水分利用效率较高,但籽粒产量最低;灌水处理籽粒产量、灌溉水利用效率和灌溉效益两年度均随测墒补灌量的增加而显著降低。在本试验条件下,综合氮素利用、籽粒产量、灌溉水利用效率及土壤中硝态氮的淋溶,W1是高产节水的最佳灌溉处理,在2007-2008年和2008-2009年度补灌量分别为43.83 mm和13.77 mm。     

灌溉量和施氮量对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响

研究了大田条件下灌溉量和施氮量对小麦产量和土壤硝态氮含量的影响.结果表明:增加灌溉量,0～200 cm土层硝态氮含量呈先降后升又降的趋势.0～80 cm土层硝态氮含量显著低于对照,而80～200 cm土层硝态氮含量显著高于对照.随灌溉量的增加,土壤硝态氮向深层运移加剧,在成熟期,0～80 cm土层硝态氮含量降低,120～200 cm土层硝态氮含量升高,并在120～140 cm土层硝态氮含量出现高峰.灌溉量不变,施氮量由210 kg·hm-2增加到300 kg·hm-2,开花期、灌浆期、成熟期0～200 cm各土层土壤硝态氮含量显著升高.随灌溉量的增加,小麦籽粒产量先增加后降低,以全生育期灌溉量为60 mm的处理籽粒产量最高.增加施氮量,籽粒产量、蛋白质含量和蛋白质产量显著提高.本试验中,施氮量为210 kg.hm-2、两次灌溉总量为60 mm的处理籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量和收获指数均较高,且土壤硝态氮损失少,是较合理的水氮运筹模式.     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

不同施氮量下灌水量对小麦耗水特性和氮素分配的影响

研究了不同施氮量条件下灌水量对高产小麦耗水特性和氮素分配利用的影响。设置4个施氮水平:0kg·hm-2(N0)、120kg·hm-2(N1)、210kg·hm-2(N2)和300kg·hm-2(N3),在每个施氮水平下设置4个灌水量处理:不浇水(W0)、底墒水+拔节水(W1)、底墒水+拔节水+开花水(W2)、底墒水+拔节水+开花水+灌浆水(W3),每次灌水量60mm。结果表明:(1)在N0水平下W0处理日耗水量以拔节至开花期最高,在N1水平下,拔节至开花期日耗水量与开花至成熟期的无显著差异。同一施氮水平下,小麦开花后总耗水量、耗水模系数和日耗水量随灌水量的增加而提高,但产量随灌水量的增加先升高后降低。(2)同一施氮水平下,成熟期W1处理20—140cm各土层土壤含水量低于W2和W3处理,140—200cm土层土壤含水量与W2处理无显著差异;W1处理0—40cm土层土壤硝态氮含量及植株氮素在籽粒中的分配比例高于W2和W3处理,100—140cm土层土壤硝态氮含量及植株氮素在营养器官中的分配量和分配比例低于W2和W3处理。表明灌溉底墒水和拔节水的W1处理,促进了小麦对20—140cm土层土壤水的吸收利用,减少了土壤硝态氮向100cm以下土层的淋溶,而且有利于营养器官中氮素向籽粒的再分配,水分和氮素利用效率较高。(3)在试验条件下,施纯氮210kg·hm-2、灌溉底墒水和拔节水的N2W1处理,籽粒产量最高,水分利用效率和氮素利用效率较高,可供生产中参考。     

不同测墒补灌水平对小麦水氮利用及土壤硝态氮淋溶的影响

于2012—2014年两个小麦生长季,以全生育期不灌水(W_0)为对照,设置3个测墒补灌处理,即拔节和开花期使0~140 cm土层土壤平均相对含水量分别为65%(W_1)、70%(W_2)和75%(W_3),研究其对土壤水利用、小麦氮素积累转运和土壤硝态氮分布及籽粒产量的影响.结果表明:W_2处理土壤贮水消耗量及占总耗水量的比例和灌溉水占总耗水量的比例较高,且吸收利用100~140 cm土层土壤贮水量较高.开花期营养器官氮素积累量及开花后氮素积累量均为W_2、W_3W_1W_0,成熟期营养器官氮素积累量为W_3W_2W_1W_0,营养器官氮素向籽粒中的转移量和成熟期籽粒氮素积累量均为W2W3W1W0.成熟期0~60cm土层硝态氮含量表现为W_0W_1W_2W_3,80~140 cm土层为W3显著高于其他处理,140~200 cm土层各处理间无显著差异.W_2处理的籽粒产量、水分利用效率、氮素吸收效率及氮肥偏生产力均最高.在本试验条件下,综合考虑籽粒产量、水分利用效率、氮素吸收效率及土壤硝态氮的淋溶,W_2处理是高产节水生态安全的最佳灌溉处理.     

不同带长微喷带灌溉对土壤水分布与冬小麦耗水特性及产量的影响

于2010-2012年度冬小麦生长季,选用高产冬小麦品种济麦22,采用测墒补灌方式,设置40 m(T₄₀)、60 m(T₆₀)和80 m(T₈₀)3种带长的微喷带灌溉处理,研究不同带长微喷带灌溉对土壤水分分布及冬小麦耗水特性和产量的影响.结果表明： 拔节期和开花期采用微喷带补灌,随微喷带带长缩短,灌溉水在土壤中的水平分布均匀系数显著增加.拔节期补灌,T₄₀和T₆₀处理在距畦首0～40 m范围内各小麦行间的0～200 cm土层土壤含水量均无显著差异;T₈₀处理在距畦首38～40 m、58～60 m和78～80 m处各小麦行间的0～200 cm各土层土壤含水量变化规律一致,均表现为随距微喷带的距离增加而减小.T₄₀处理的小麦在拔节至开花期间和开花至成熟期间分别对40～60 cm和20～80 cm土层土壤贮水的消耗量显著高于T₆₀和T₈₀处理,而对深层土壤贮水消耗量和总土壤贮水消耗量、开花期补灌水量、总灌水量和总耗水量显著低于T₆₀和T₈₀处理.随微喷带带长缩短,小麦籽粒产量、产量水分利用效率显著升高,而流量降低,在灌水量一定的情况下,单位时间内的有效灌溉面积减小.综合考虑小麦籽粒产量、水分利用效率和流量,40和60 m是本试验条件下的适宜微喷带带长.     

推迟拔节水对小麦氮素积累与分配和硝态氮运移的影响

摘要：2007—2008年度以高产冬小麦品种济麦22为材料,设置2个拔节水灌溉时期,为拔节期和拔节后10 d;3个目标相对含水量,灌水后0~140 cm土层土壤相对含水量分别达到65%、75%、80%,以W1、W2、W3表示拔节期灌水处理,DW1、DW2、DW3表示拔节后10 d灌水处理;开花期均灌水至0~140 cm土层土壤相对含水量为70%,研究推迟拔节水对小麦氮素积累与分配和硝态氮运移的影响。结果表明：（1）W2和DW2处理有利于提高0~60 cm土层土壤硝态氮含量,促进籽粒氮素积累;营养器官贮藏氮素向籽粒的转运量、籽粒产量和氮肥偏生产力分别高于W1和DW1,与W3和DW3处理无显著差异;开花后植株氮素积累量、籽粒蛋白质含量和水分利用效率分别高于W3和DW3,是拔节期和拔节后10 d灌水的最优处理。（2）W2和DW2处理比较,DW2成熟期100~140 cm土层硝态氮残留量低于W2,籽粒产量、籽粒蛋白质含量、氮素吸收效率、氮肥偏生产力和水分利用效率均显著高于W2,是本试验条件下的最佳灌水方案。2008—2009生长季试验各处理变化趋势同2007—2008年度。     

水分和氮源类型对小麦根际土壤酶活性和氮素利用效率的影响

本研究以‘郑麦366'(强筋)和‘百农207'(中筋)两个小麦品种为试验材料,分别在全生育期不灌水(W₁)和拔节+抽穗灌两水(W₂)条件下,研究了氯化铵(NT₁)、硝酸钙(NT₂)、尿素(NT₃)和硝酸铵钙(NT₄)4种氮源类型对小麦土壤供氮能力、产量和氮素利用效率的影响,以期为小麦高产高效生产提供理论和技术支撑。结果表明: 1)随着土层深度的增加,开花期土壤中铵态氮和硝态氮含量呈下降趋势。在W₂条件下,0～60 cm土层铵态氮、硝态氮含量,根际土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均低于相应W₁条件下,其中强筋小麦郑麦366平均分别下降10.0%、13.3%、7.5%、2.8%和3.9%。2)两个小麦品种0～60 cm土层铵态氮含量均表现为在NT₁和NT₃处理下显著高于其他处理;而硝态氮含量则在NT₂和NT₃处理下显著高于其他处理。与NT₁和NT₂处理相比,NT₃和NT₄提高了灌浆中、后期土壤脲酶和蔗糖酶活性。3)两个小麦品种在NT₃和NT₄处理下籽粒产量和氮素利用效率较高;其中在W₂条件下,郑麦366在NT₃和NT₄处理下的产量较NT₁处理分别增加14.9%和20.7%,NUE分别增加25.6%和13.9%。4)相关分析结果表明, 0～20 cm土壤硝态氮含量、20～40 cm土壤铵态氮含量分别与小麦产量、氮素利用效率呈显著正相关。两种水分条件下,施用尿素和硝酸铵钙均提高了灌浆中、后期根际土壤酶活性,有利于籽粒产量和氮素利用效率的提高。     

栽培模式对旱地小麦产量和土壤肥力的影响

通过田间试验,研究地膜覆盖、秸秆还田和种植绿肥对冬小麦籽粒产量和土壤肥力的影响.结果表明: 与传统模式相比,地膜覆盖并不总能提高旱地小麦产量,3年平均产量无显著变化,但降低20～40 cm土壤全氮、有效磷、速效钾、有效硫、有效锌和有效锰含量,对土壤有机质、硝态氮、有效铁和有效铜含量无显著影响.秸秆还田的小麦产量3年平均降低12.1%,收获期0～20 cm土层全氮提高5.8%,20～40 cm土层有效铜含量提高6.2%,而有效磷和有效锰分别降低36.1%和10.2%,对开花期和收获期土壤有机质、硝态氮、速效钾、有效硫、有效锌和有效铁无显著影响.种植绿肥的籽粒产量降低12.1%,同时土壤pH、有效磷和有效硫含量降低,有机质、全氮、硝态氮、有效锌和有效锰均增加,对土壤速效钾、有效铁和有效铜均无显著影响.综上,在旱地土壤肥力较低的条件下,地膜覆盖和秸秆还田不利于土壤肥力的提升,使小麦增产受到限制;种植绿肥培肥效果最好,但应考虑区域降水情况,注意其带来的减产问题.     

不同带长微喷带灌溉对麦田土壤水分分布和干物质积累及籽粒产量的影响

为了研究麦田用微喷带灌溉的适宜带长,2015—2016和2016—2017两年度以‘济麦22’为材料,设置了带宽80 mm微喷带下带长为60 m (T₁)、80 m (T₂)和100 m (T₃) 3个处理的试验,试验小区长度等于带长,试验小区内沿灌溉方向每20 m为一个取样区段,依次命名为A、B、C、D、E,分析不同带长微喷带灌溉对麦田土壤水分和干物质积累的影响.结果表明:1)两年度不同处理A区段拔节期、开花期灌水后0~40 cm土层土壤相对含水量为T₁23,B区段为T₁、T₂3,C区段为T₁>T₂、T₃,D区段为T₂>T₃;各处理区段间土壤相对含水量的变异系数为T₁23.2)不同处理A、B区段小麦开花后20、30 d的叶面积指数和冠层光截获率、开花后干物质积累量、成熟期干物质积累量均无显著差异,C区段上述指标为T₁>T₂、T₃,D区段为T₂>T₃;不同处理开花后20、30 d叶面积指数、冠层光截获率及开花后干物质积累量为T₁>T₂>T₃,成熟期干物质积累量为T₁、T₂>T₃.3)不同处理A、B区段籽粒产量均无显著差异,C区段为T₁>T₂、T₃,D区段为T₂>T₃,整畦籽粒产量为T₁、T₂>T₃.4)两年度不同处理籽粒产量、水分利用效率为T₁、T₂>T₃,灌溉水利用效率为T₁>T₂>T₃.综合考虑籽粒产量和水分利用效率,本试验条件下带宽80 mm、带长60 m的处理(T₁)是节水高产的最优处理,带长为80 m的处理(T₂)是较优处理.研究结果可为山东省小麦利用微喷带进行节水高产灌溉提供理论依据.     

不同测墒补灌水平对小麦水氮利用及土壤硝态氮淋溶的影响

于2012—2014年两个小麦生长季,以全生育期不灌水（W₀）为对照,设置3个测墒补灌处理,即拔节和开花期使0～140 cm土层土壤平均相对含水量分别为65%(W₁)、70%(W₂)和75%(W_3),研究其对土壤水利用、小麦氮素积累转运和土壤硝态氮分布及籽粒产量的影响.结果表明： W₂处理土壤贮水消耗量及占总耗水量的比例和灌溉水占总耗水量的比例较高,且吸收利用100～140 cm土层土壤贮水量较高.开花期营养器官氮素积累量及开花后氮素积累量均为W₂、W₃＞W₁＞W₀,成熟期营养器官氮素积累量为W₃＞W₂＞W₁＞W₀,营养器官氮素向籽粒中的转移量和成熟期籽粒氮素积累量均为W₂＞W₃＞W₁＞W₀.成熟期0～60 cm土层硝态氮含量表现为W₀＞W₁＞W₂＞W_3,80～140 cm土层为W₃显著高于其他处理,140～200 cm土层各处理间无显著差异.W₂处理的籽粒产量、水分利用效率、氮素吸收效率及氮肥偏生产力均最高.在本试验条件下,综合考虑籽粒产量、水分利用效率、氮素吸收效率及土壤硝态氮的淋溶,W₂处理是高产节水生态安全的最佳灌溉处理.     

晋南旱地麦田夏闲期土壤水分和养分变化特征

2009-2011年在晋南旱地冬小麦种植区,研究了传统施肥(CF)、推荐施肥(RF)及垄膜沟播(RFFP)处理结合秸秆覆盖措施对夏闲期(6-9月)2 m土层土壤水分、NO₃^--N,以及0～40 cm土层速效磷、速效钾含量的影响.结果表明: 夏闲期降水可补充旱地麦田2 m土层土壤在冬小麦生长季所消耗的水分,其中94%以上蓄水量集中在0～140 cm土层,休闲效率为6%～27%.夏闲期降水易引起NO₃^--N下移;357～400 mm的降水量可使NO₃^--N淋移到100 cm土层,积累峰值在20～40 cm土层.夏闲期秸秆覆盖或地膜与秸秆配合覆盖可有效提高0～40 cm土层速效磷和速效钾含量,3个夏闲期累计增加量分别为17%～45%和36%～49%.不同处理间以垄膜沟播+沟内覆盖秸秆的二元覆盖模式蓄水培肥效果最佳,3个夏闲期2 m土层土壤累计蓄水215 mm,累计矿化氮90 kg·hm^-2,耕层土壤速效磷和速效钾含量分别累计增加2.7和83 mg·kg^-1,显著高于推荐施肥和传统施肥处理.推荐施肥和传统施肥处理对土壤水分、养分变化的影响无显著差异.     

造纸废水灌溉对滨海退化盐碱湿地土壤酶活性的响应

经生物塘处理后的造纸废水矿化度低,有机物质含量高,可用来改善滨海盐碱土壤。研究了不同量(每次灌溉深度为5、10、15和20 cm)处理后的造纸废水灌溉对土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、脱氢酶和过氧化氢酶活性的影响,通过酶活性的变化来反映对土壤改良的效果并寻求最佳灌溉量。结果表明:5种土壤酶上层(0-10 cm)和中层土壤(10-20 cm)的活性大于下层土壤(20-30 cm),造纸废水灌溉没有改变土壤酶活性在不同土层的分布规律;灌溉造纸废水对土壤脲酶和磷酸酶活性的提高主要发生在表层土壤,而对蔗糖酶、脱氢酶以及过氧化氢酶活性的提高主要发生在上层和中层土壤;20 cm灌溉对下层土壤酶活性的提高最明显。5种酶活性均受温度降雨等因素影响,最大值出现在8月份。总体上,灌溉量的增加能提高酶活性的增加程度,最佳灌溉量为20 cm,土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶相对对照分别提高了70.0%、30.9%、56.2%、135.2%和20.84%。酶活性与土壤盐碱度和微生物代谢商(qCO₂)显著负相关,与速效磷和微生物量碳显著正相关,与有机质和速效氮相关性不显著。     

Community biomass of abandoned farmland and its effects on soil nutrition in the Loess hilly region of Northern Shaanxi, China

In order to have a basic knowledge of revegetation, one needs to deepen his understanding of the interactive effects of vegetation and soil. In this article, aboveground biomass, soil nutrients and moisture of 36 old-fields with different abandonment ages (from 2 to 45 years after abandonment), aboveground biomass of 4 typical old-fields, and growth characteristics of 7 predominant old-field species were measured. Changing pace, trend and relationship of community aboveground biomass and soil nutrition during the secondary succession were evaluated; effects of soil nutrition on community aboveground biomass were analyzed using multivariable analysis and pathway analysis, and effects of aboveground biomass on soil nutrition were further discussed. The results show that: (1) Soil nutrients, including organic matter, total nitrogen, total phosphorus, total potassium, nitrate nitrogen, ammonium nitrogen, active phosphorus and active potassium, have the same changing pace and trends as the aboveground biomass. In the process of secondary succession, both the soil nutrition and the community aboveground biomass decreased in the earlier abandonment stage of succession and then increased subsequently. (2) On the basis of the correlation of soil nutrients and abandonment ages, effects of vegetation on 0–20 cm organic matter, active phosphorus, 0–20 cm and 20–40 cm nitrate nitrogen nutrition are significant, while on the basis of the correlation of soil nutrition and aboveground biomass, no significant effects were observed. Hereinbefore, aboveground biomass accounts for only a part of vegetation-soil nutrition effects. The effects of biomass on organic matter, total nitrogen, total phosphorous, total potassium, nitrate nitrogen, active potassium and phosphorous are positive, whereas for ammonium nitrogen it is negative. (3) Abandonment ages, total nitrogen, total potassium, active potassium and soil moisture fluctuation have direct positive effects on the aboveground biomass of old-field communities; abandonment and soil moisture fluctuation have lager effects. Each ingredient of soil nutrition has relatively small effect, among which total nitrogen has larger effects than total and active potassium. The changes in aboveground biomass of old-field communities during succession are caused mainly by the changes in coverage and ecological characteristics of community species (the relatively larger direct effects of abandonment ages), and secondly by the soil moisture fluctuation (the relative smaller indirect effect of abandonment ages through soil moisture). (4) As a dependent variable, belowground biomass approaches power function of soil depth and declines in deeper layer. The root/shoot ratio of communities tends to increase in later succession stages, which also has an increasing tendency. These may influence the accumulation of biomass and decomposition of organic matter, and the vegetation-soil effects may be different.