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     

宁南半干旱与半干旱偏旱区苜蓿草地土壤水分与养分特征

通过对宁夏南部半干旱区(固原)和半干旱偏旱区(海原)不同生长年限紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地深层土壤水分与养分含量的测定,分析和比较了2种干旱类型区苜蓿草地土壤水分与养分差异及其土层剖面的分布特征。结果表明：(1) 2个类型旱区苜蓿草地0～1000 cm土层平均土壤湿度随生长年限的延长逐渐降低,但草地衰败后对水分的消耗减少。(2) 随土层深度的增加,2个类型旱区苜蓿草地土壤湿度表现出先减少后增加的变化趋势;有机质、全氮、碱解氮和速效磷含量不断减少。(3) 随生长年限的延长,2个类型旱区苜蓿根系对土壤水分和养分的消耗不断加深,6 a苜蓿草地土壤含水量、碱解氮和速效磷发生了不同程度的亏缺;10 a苜蓿草地均已进入衰败期,土壤有机质、全氮和碱解氮自上而下逐渐恢复,且半干旱偏旱区恢复的较快;速效磷含量随生长年限的延长不断减少,苜蓿草地衰败后消耗速率减小。(4) 半干旱偏旱区相同生长年限苜蓿草地0～400 cm土层土壤养分含量均高于半干旱区。(5)土壤水分亏缺与养分不均衡导致苜蓿草地衰败。因此,在实际生产中对旱地苜蓿草地应进行合理灌溉与施肥,平衡土壤养分并延缓草地衰败。     

陕西洛川旱塬苹果园地深层土壤水分和养分特征

测定了陕西洛川旱塬11、15、20、25和43龄苹果园地0～1500 cm土层土壤湿度和0～300 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾含量,分析了测定深度范围内土壤干燥化情况、各养分指标丰缺状况及其随种植年限和土层深度的变化特征.结果表明:11、15、20、25和43龄苹果园地0～ 1500 cm土层土壤湿度依次为18.6％、13.7％、17.0％、11.5％和13.1％,随树龄增加果园土壤湿度总体呈降低趋势,有补灌果园土壤尚未发生干燥化,而旱作果园均发生了轻度或中度干燥化,0 ～ 300 cm土层土壤湿度高于麦田.O～300 cm土层土壤有机质、全氮和碱解氮含量分别小于10 g·kg-1、0.75 g·kg-1和50mg· kg-1,均处于亏缺状态;速效磷含量介于3.30～6.42 mg·kg-1,总体表现为浅层适宜、深层亏缺状态,速效钾含量介于78.09～ 98.31 mg·kg-1,尚未亏缺.果园0～100 cm土层有机质和氮、磷、钾含量均高于100～300 cm土层.随果树种植年限增加,土壤有机质、全氮、碱解氮含量及土壤养分指数(SNI)均表现为先增加后降低趋势;除全钾外,随土层深度增加,各养分含量在0 ～ 100 cm土层范围内快速降低,之后维持相对稳定.土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷和速效钾含量之间呈极显著正相关,而全钾与其他6个养分指标之间的相关性不显著.     

不同草田轮作模式土壤养分及细菌群落组成特征

为研究不同草田轮作模式下土壤养分及细菌群落的组成特征,以5年紫花苜蓿-1年小麦(A5W1)、5年紫花苜蓿-1年玉米(A5C1)、5年紫花苜蓿-2年小麦(A5W2)和5年紫花苜蓿-2年玉米(A5C2)草田轮作模式为对象,测定了土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量,在此基础上,基于16S rRNA基因序列扩增子测序研究了4种轮作模式下耕层土壤细菌群落组成特征。结果表明:轮作第2年各土壤养分含量较第1年显著下降。细菌组成研究结果显示,4种轮作模式下占优势的菌门为变形菌门、放线菌门和厚壁菌门。土壤细菌群落优势属以丙酸杆菌属(Propionibacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、链球菌属(Streptococcus)以及奈瑟氏球菌属(Neisseria)为主。土壤细菌多样性以A5C2轮作处理最高,A5C1最低;聚类分析显示A5W1和A5C1的组成最接近,其次是A5C2,A5W2的组成与前两者相差较大。土壤养分含量与几种优势属之间呈显著相关性(P0.05 or P0.01)。研究结果揭示了河西走廊灌溉区种植紫花苜蓿多年后轮作小麦和玉米改善土壤肥力和防治某些土传植物病害微生物的机理。     

栽植生姜对不同种植模式下紫色土微生物生物量及水解酶活性的影响

研究了岷江下游紫色丘陵区玉米+红薯间作、大豆单作、生姜连作、水稻-紫云英轮作等4个典型种植模式下栽植生姜后土壤微生物生物量碳、氮、磷含量和水解酶活性的变化特征.结果表明： 栽植生姜显著降低了4个种植模式下土壤微生物生物量碳、氮和磷含量,但各种植模式之间存在较大差异.其中,玉米+红薯间作和水稻-紫云英轮作模式下土壤微生物生物量碳、氮的下降幅度明显低于大豆单作与生姜连作模式,但土壤微生物生物量磷下降幅度明显较高.栽植生姜显著降低了土壤酸性磷酸酶活性,其下降幅度以玉米+红薯间作模式最大,水稻-紫云英轮作模式最小;土壤转化酶活性在生姜连作模式下显著降低;土壤脲酶活性在大豆单作、生姜连作和水稻-紫云英轮作模式下均显著降低.相对于其他模式,栽植生姜使玉米+红薯间作模式下的土壤维持了较高的转化酶和脲酶活性.     

栽植生姜对不同种植模式下紫色土微生物生物量及水解酶活性的影响

研究了岷江下游紫色丘陵区玉米+红薯间作、大豆单作、生姜连作、水稻-紫云英轮作等4个典型种植模式下栽植生姜后土壤微生物生物量碳、氮、磷含量和水解酶活性的变化特征.结果表明:栽植生姜显著降低了4个种植模式下土壤微生物生物量碳、氮和磷含量,但各种植模式之间存在较大差异.其中,玉米+红薯间作和水稻-紫云英轮作模式下土壤微生物生物量碳、氮的下降幅度明显低于大豆单作与生姜连作模式,但土壤微生物生物量磷下降幅度明显较高.栽植生姜显著降低了土壤酸性磷酸酶活性,其下降幅度以玉米+红薯间作模式最大,水稻-紫云英轮作模式最小;土壤转化酶活性在生姜连作模式下显著降低;土壤脲酶活性在大豆单作、生姜连作和水稻-紫云英轮作模式下均显著降低.相对于其他模式,栽植生姜使玉米+红薯间作模式下的土壤维持了较高的转化酶和脲酶活性.     

轮作与施肥对滁菊连作土壤微生物特性的影响

为探讨轮作模式与生物有机肥施用对滁菊连作土壤微生物特性的影响,以滁菊、小麦为研究对象,采用田间试验,设置滁菊连作模式、常规滁菊小麦轮作模式和滁菊小麦轮作模式配施生物有机肥(200 kg·667 m-2)3种处理,测定土壤化学性状、土壤微生物量碳氮和土壤微生物数量指标.结果表明:与连作模式相比,常规菊麦轮作模式与菊麦轮作配施生物有机肥模式的土壤pH值,有机质、碱解氮、速效磷与速效钾含量,土壤微生物生物量氮(MBN)、碳(MBC)、微生物熵,以及土壤细菌、真菌和放线菌数量增加,土壤MBC/MBN值和真菌占三大菌群总量的比值降低.在试验条件下,以滁菊小麦轮作配施200 kg·667 m-2生物有机肥效果最佳,土壤有机质含量为15.62 g·kg-1,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别达到为64.75、83.26和96.72 mg·kg-1,微生物生物量氮、碳为217.40和38.41 mg · kg-1,细菌、真菌、放线菌数量分别为22.31×106、56.36×103、15.90×105 cfu·g-1.合理轮作和增施生物有机肥可改善土壤酸化状况、土壤肥力和土壤微生物群落结构,增加土壤养分有效供给,对减轻连作障碍具有积极作用.     

黔南山地植烟土壤主要养分空间变异和管理分区

利用地统计学和模糊c-均值聚类算法,对贵州省黔南州山地植烟土壤主要养分的空间变异特征和管理分区进行研究.结果表明:研究区土壤有机质含量适中,碱解氮、有效磷和速效钾含量丰富;4种土壤养分都具有中等强度变异,服从对数正态分布;有机质与碱解氮、有效磷与速效钾含量呈中度相关.土壤有机质和碱解氮的半方差函数为高斯模型,有效磷和速效钾为指数模型;4种土壤养分都具有中等的空间自相关性,滞后距离差异较大.研究区绝大部分土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量处于适中至很丰富水平,含量缺乏的面积比例分别为0.93%、0.53%、0.24%和7.91%.研究区可划分为2个管理分区,分区1和分区2的面积比例分别为69.8%和30.2%,分区1土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量极显著低于分区2.     

黄水河小流域土壤养分分布及其与地形的关系

基于GIS和地统计学原理,对丹江口水库水源区黄水河小流域土壤养分空间分布及其与地形因子间的关系进行分析.结果表明:研究区土壤全氮、全磷、有机质的变异系数分别为51％、66％和85％,为中等变异,土壤速效磷的变异系数为161％,属强变异;土壤全氮和有机质表现为显著正向空间自相关,速效磷和全磷的空间自相关性较弱;海拔是影响该区土壤养分分布的主要因素,其对全氮、全磷和有机质都具有极显著影响,坡度和剖面曲率显著影响全氮和有机质分布.建立了地形因子与土壤养分含量空间分布的回归预测方程,并进行了数字化制图输出,为研究区土壤资源的精确管理提供了数据支持.     

不同轮作茬口土壤细菌群落及后茬小麦产量

评估不同轮作模式的生态可持续性和作物生产力,可为调整优化种植结构提供理论依据。设置7个不同轮作作物和周期茬口处理,采用实时荧光定量PCR技术测定不同轮作茬口的土壤细菌群落丰度,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术分析土壤细菌群落多样性与物种组成,并测定土壤速效养分状况和后茬小麦产量。结果表明: 与夏玉米茬口相比,不同轮作周期夏花生或夏大豆茬口处理降低了土壤有机碳、无机氮和速效钾含量,显著增加了土壤有效磷含量。不同轮作周期夏花生或夏大豆茬口处理的土壤细菌16S rRNA基因拷贝数显著降低,而群落丰富度和多样性有所增加。不同轮作作物显著改变了土壤细菌群落结构和物种组成。与夏玉米茬口相比,不同轮作周期夏大豆茬口显著增加了后茬冬小麦籽粒千粒重和产量。综上,不同轮作周期夏花生或夏大豆茬口有利于增加土壤有效磷含量和细菌群落多样性,显著改变土壤细菌群落结构,其中,夏大豆茬口对后茬冬小麦产量形成具有积极作用。     

江西省茶园土壤肥力特征及其影响因子

为探明江西省典型茶园土壤养分状况和肥力特征,选取江西省21个地区372个典型茶园,分析茶园土壤养分的差异性、空间性、相关性及与地形、土壤类型、海拔和建园时间的关联性。结果表明: 江西省茶园土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷和全钾分别达到优质高效高产茶园土壤营养指标的53.9%、60.1%、56.1%、22.9%、38.5%、43.7%、11.1%和95.5%,其中速效磷为强变异;有效铜、锌、铁、锰和硼达到土壤微量元素含量分级一级标准的占比分别为76.3%、74.2%、96.8%、73.1%和0.0%。江西茶园土壤养分以赣中地区最高,其次是赣东北和赣西北地区,赣南地区最低。除全钾外,土壤pH与有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮和全磷均呈显著正相关。不同地形土壤养分以平地最高,高山次之,山地和丘陵最低;不同土壤类型土壤养分以水稻土、砂壤和山地黄棕壤较高,其次是黄壤、红黄壤和紫色土,红壤最低;土壤pH、有机质和全钾随海拔上升而递增,而速效磷随海拔上升而递减;土壤有机质、碱解氮、全氮、速效磷和全磷随建园时间的增加而递增,而土壤pH随建园时间的增加而递减。综上,江西省茶园土壤肥力总体水平良好,有机质、全钾、有效铜、锌、铁和锰均较丰富,但土壤偏酸,速效磷和全磷偏低,有效硼严重缺乏。赣中应提高土壤pH和钾肥,赣东北增加钾和氮肥,赣西北增加有机质和磷肥,赣南应增加氮磷钾肥并配施有机肥;高山茶园补充速效磷和钾肥,山地茶园提高氮和磷肥;红黄壤茶园提高土壤pH和全钾,红壤茶园应提高氮磷钾肥并配施有机肥,黄壤和山地黄棕壤茶园需要增施磷肥,紫色土茶园需提高土壤有机质;茶园需要逐年增加白云石粉、生理碱性肥料和有机肥等,防治茶园土壤酸化。     

稻麦轮作体系下有机肥施用对作物产量和土壤性质影响的整合分析

为明确稻麦轮作系统有机肥施用对作物产量和土壤性质的影响,本研究搜集已公开发表的文献数据,利用meta分析法定量分析了有机肥类型(普通有机肥、生物质炭、秸秆)、施用策略(单施有机肥、有机肥配施部分化肥、有机肥配施全量化肥)、施用年限(短期、中期、长期)对稻麦产量和土壤性质的影响及其对不同土壤条件(酸性、中性、碱性)的响应。结果表明: 与单施化肥相比,有机肥施用对水稻和小麦的增产效应相近,分别为3.1%和3.0%。有机肥施用对土壤性质的提升效果更明显,显著降低了土壤容重(5.7%),显著提高了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量,以及微生物生物量碳、氮,增幅在11.7%～38.4%。不同类型有机肥中,生物质炭和普通有机肥对土壤性质的改良效果优于秸秆;与单施有机肥相比,有机肥配施化肥的作物增产效果更好,而土壤性质改良效果较差;随着有机肥施用年限增加,作物增产和土壤肥力提升效应逐渐增强;在酸性土壤条件下有机肥施用对作物的增产效果最显著。土壤容重与稻麦周年产量呈显著负相关,而土壤全氮、速效磷、速效钾含量和微生物生物量氮与稻麦周年产量呈显著正相关关系。     

土壤肥力对板栗枝干病害的影响

通过对土壤肥力与板栗枝干病害关系的研究表明,在土壤物理因素中,土壤类型以粘土、石砾土的栗园发病较重,壤土、沙壤土、黄棕壤的栗园发病较轻;土壤容重与感病指数呈正相关;土层厚度与感病指数呈负相关。在土壤化学因素中,有机质、速效磷与病情呈负相关;pH值、全氮和钾含量与病情关系不显著,并通过对土壤肥力因素与病情关系的逐步回归分析,筛选出土层厚度、土壤容重、粘性土、有机质和速效磷5个因素对病情贡献较大。以此建立了病情预测的回归模型,根据这一模型,可以预测研究范围内的任一给定条件下病害可能发生的水平,该研究将为今后的板栗生产和管理提供指导。     

三峡库区不同林龄马尾松土壤养分与酶活性的关系

基于对三峡库区不同林龄马尾松林下土壤养分和酶活性的测定及典范对应分析,探讨了不同林龄马尾松林土壤养分、酶活性特征及其相互关系.结果表明:马尾松林0 ～ 20 cm土壤有机质、总氮、铵态氮和有效磷含量均表现出成熟林＞中龄林＞近熟林;随着林龄的增加,土壤转化酶活性先降低后增加,纤维素酶、多酚氧化酶活性逐渐降低,而脲酶和过氧化物酶活性先增加后降低.经典范对应分析,不同林分中主要土壤养分对酶活性的影响顺序为总氮＞有机质＞pH＞容重＞铵态氮＞有效磷,转化酶与土壤有机质、总氮、总磷呈显著正相关,过氧化物酶与有机质、总氮、总磷、容重呈显著负相关,土壤主要养分含量高,转化酶活性较高,过氧化物酶活性相对较低.转化酶、纤维素酶和过氧化物酶是评价土壤质量及肥力较好的生物学指标.     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响Ⅰ．有机质、全磷和速效磷

在陕西关中黄土区连续23年进行了不同施肥、小麦-玉米轮作定位试验。研究了0～100cm土层土壤有机质、全磷、速效磷含量变化．结果表明,长期单施化肥或有机肥与化肥且配施均可增加耕层(0～20cm)土壤有机质含量．长期施用厩肥并配施化肥处理对土壤总磷库及无机磷库、速效磷的贡献大于玉米秸秆处理．长期单施化肥可增加土壤全磷、无机磷和速效磷含量,增加幅度低于厩肥和休闲处理,与秸秆处理对全磷、速效磷含量的影响效应相近．23年的不同施肥处理,与无肥处理相比,其理土壤磷素增量在0～100cm土壤剖面中的分布特点是：全磷增量剖面分布可为3层——耕层(0～20cm)为显著累积层,20～60cm土层为微增一亏损层,60～100cm土层为轻度累积层．速效磷增量剖面分布趋势与全磷增量分布趋势基本相同,仅在60～100cm土层累积较弱．     

模拟氮沉降对长白山岳桦林下草本植物和土壤肥力的短期影响

选取长白山岳桦林中的岳桦-蟹甲草群落（Comm.Betula ermanii-Parasenecio forrestii）、岳桦-藜芦群落（Comm.Betula ermanii-Veratrum nigrum）和岳桦-小叶章群落（Comm.Betula ermanii-Deyeuxia purpurea）开展野外模拟氮沉降实验,采用野外原位模拟实验方法,设置对照（0 kg·hm^-2·a^-1）、低氮（30 kg·hm^-2·a^-1）、中氮（50 kg·hm^-2·a^-1）和高氮（100 kg·hm^-2·a^-1）4个氮处理水平,测定草本植物生长状况和土壤肥力,研究岳桦林下草本层植物和土壤肥力对氮沉降的短期响应。结果显示：（1）岳桦林下草本植物随氮沉降量的增加而加速生长,小叶章对氮沉降的响应较为敏感,藜芦次之,蟹甲草最弱;（2）氮添加造成林下土壤肥力发生变化,有机质含量下降,特别是岳桦-小叶章群落下的土壤有机质含量下降最明显;土壤总氮和速效氮含量增大,岳桦-蟹甲草群落下的土壤总氮和速效氮增加最多;土壤总磷和速效磷含量减小,岳桦-小叶章群落下的土壤总磷和速效磷含量的减少最多。本研究结果表明氮添加在短期内会促进长白山岳桦林下草本植物生长,尤其是小叶章的生长,加快土壤有机质的分解和磷的释放,逐步改变土壤肥力并反馈给植物,促使其进一步变化。     

长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响 Ⅰ.有机质、全磷和速效磷

在陕西关中黄土区连续23年进行了不同施肥、小麦玉米轮作定位试验,研究了0～100cm土层土壤有机质、全磷、速效磷含量变化.结果表明,长期单施化肥或有机肥与化肥且配施均可增加耕层(0～20cm)土壤有机质含量.长期施用厩肥并配施化肥处理对土壤总磷库及无机磷库、速效磷的贡献大于玉米秸秆处理.长期单施化肥可增加土壤全磷、无机磷和速效磷含量,增加幅度低于厩肥和休闲处理,与秸秆处理对全磷、速效磷含量的影响效应相近.23年的不同施肥处理,与无肥处理相比,其理土壤磷素增量在0～100cm土壤剖面中的分布特点是:全磷增量剖面分布可为3层———耕层(0～20cm)为显著累积层,20～60cm土层为微增-亏损层,60～100cm土层为轻度累积层.速效磷增量剖面分布趋势与全磷增量分布趋势基本相同,仅在60～100cm土层累积较弱.     

红壤旱地不同复种方式养地效果

为了提出适宜南方红壤区旱地质量提升的持续高效种植模式,在江西农业大学科技园开展田间试验,以传统复种方式为对照,从土壤理化性状、微生物及酶活性等多方面分析比较不同复种方式对土壤的养地效果,为提出可持续发展的农田耕作模式提供理论基础。结果表明:不同复种方式中,绿肥种植和绿肥翻压还田对土壤具有明显养地效果,其中处理C"黑麦草-花生‖玉米-粟‖荞麦"具有较高的土壤阳离子交换量、有机质、碱解氮、全磷含量以及土壤酶活性和较多的土壤微生物种类、数量,从而显著提高土壤肥力和土壤持续生产力,养地效果最佳;处理B"混播绿肥(油菜、紫云英、肥田萝卜)-大豆‖玉米-绿豆‖芝麻"降低土壤容重,增加土壤孔隙度,改善土壤的通气性、透水性,明显提高土壤pH值、全氮、有效磷、全钾和速效钾含量,养地效果次之。因此,大力推广应用冬季绿肥是促进红壤旱地生态系统可持续发展的有效耕作措施。     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验Ⅳ.土壤肥力变化

经12年田间试验,各施肥处理耕层土壤的肥力变化表明,在保持农业系统养分循环再利用基础上,施用适量化肥以平衡土壤养分收支,不仅可实现作物高产,减少过剩养分进入环境,并可改善土壤肥力,表现为明显提高了耕层的有机C,N浓度,不过,在本例中欲保持较高的土壤有效P水平,恐需在平均土壤P收支基础上适当增加P肥施用量。