湘南红壤丘陵区不同生态种植模式下土壤磷素流失特征

以湖南省祁阳县红壤坡地大型标准径流场为例,研究了湘南红壤丘陵区8种不同生态种植模式下土壤磷素的地表流失特征.结果表明: 总磷流失量以撂荒处理(T₁)最严重,顺坡种植模式处理(T₂、T₃)其次,5种梯田模式处理(T₄～T₈)均能有效减少土壤磷的流失,磷流失量分别是T₁处理的9.9%、37%、0.7%、2.3%和1.9%.生态种植模式直接影响红壤坡地土壤磷素的地表流失形态,研究区流失的磷素以颗粒磷为主.暴雨(日降雨量＞50 mm)情况下,降雨量对不同生态种植模式下磷流失量影响差异不大,但磷流失量随降雨强度增大而增加.红壤坡地土壤磷素地表流失主要集中在6-9月,降雨量和降雨强度是影响湘南红壤丘陵区土壤磷素地表流失时间分布的直接因素.
     

长期施肥条件下黑土有机碳、氮组分的分配与富集特征

研究不同管理措施下黑土有机碳、氮组分的变化特征是深刻认识和理解黑土固碳的基础.本文以黑龙江省农业科学院31年的长期定位试验为基础,采用物理分组法对土壤不同粒径颗粒进行分离,分析6种不同施肥处理31年后,黑土表层(0～20 cm)及亚表层(20～40 cm)土壤有机碳、氮在粗砂粒、细砂粒、粉粒及黏粒中的分配与富集特征.结果表明： 长期施用有机肥可显著提高土壤有机碳、全氮在粗砂粒和黏粒中的分配比例.在表层土壤,有机无机配施（NPKM）处理下粗砂粒有机碳和全氮的分配比例比对照分别提高191.3%和179.3%,单施有机肥（M）处理下黏粒组分的有机碳和全氮的分配比例分别提高45%和47%.亚表层土壤施用有机肥处理各粒级有机碳、氮含量的提高比例低于表层土壤.在表层和亚表层的粉粒组分中,贮存的有机碳占总储量的42%～63%和48%～54%,全氮占总储量的34%～59%和41%～47%.表层土壤施用有机肥可显著增加粗砂粒中有机碳、氮的富集系数,其中有机肥配施化肥（NPKM）处理富集系数最高（2.30和1.88）,而黏粒组分的有机碳、氮富集系数对长期施肥无响应.
     

中国菌根研究60年:过去、现在和将来

菌根(真菌根系)存在于大约90%的植物中,在促进土壤结构、植物养分与生长、元素生物地球化学循环和陆地生态系统结构与功能等方面具有重要作用.过去60年尤其是近30年,中国菌根研究成果举世瞩目,如共鉴定出20种新种与120余种新记录种丛枝菌根真菌、30种新种与800余种新记录种外生菌根真菌以及10种新种与100余种新记录种兰花菌根真菌.同时,在菌根真菌菌种丰富度与遗传结构、菌种生态分布与植物种群,植物养分摄取与生长、植物修复与土地复垦、植物抗病性和与其他土壤微生物相互作用、菌根植物酶学性质及大气CO2和O3浓度升高对丛枝菌根多样性的影响等方面也取得重大进展.本文选介中国菌根主要研究成就,进行研究前景展望,以促进我国菌根研究的深入开展.     

长期施肥下红壤地区土壤熟化肥力评价

以湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站的"生土熟化"长期定位试验(1982—2007年)为基础,运用数值化理论综合评价分析了红壤地区3种母质土壤(花岗岩母质土壤、第四纪红壤、紫色砂页岩土壤)在6种熟化措施(不施肥,CK;不施肥+秸秆还田,CKR;施氮磷钾化肥,NPK;施氮磷钾化肥+秸秆还田,NPKR;施有机物稻草,M;施有机物稻草+秸秆还田,MR)下土壤肥力的变化特征.结果表明:综合肥力指数(IFI)与作物相对产量显著相关,能较好地反映土壤肥力状况.3种土壤IFI均表现为NPK,NPKRM,MRCK,CKR,且均以NPKR处理最高,分别达到了0.77(花岗岩母质土壤)、0.71(第四纪红壤)和0.71(紫色砂页岩土壤),秸秆还田比秸秆不还田处理提高了6.72%～18.83%.3种母质土壤IFI均在熟化7年左右出现一个拐点;IFI的年增加速率表现为:紫色砂页岩土壤(0.016a-1)第四纪红壤(0.011a-1)花岗岩母质土壤(0.006a-1).有机无机肥配施和秸秆还田是快速提高南方红壤地区土壤肥力的重要措施.     

不同植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

研究湘南红壤丘陵区11种植被类型下施肥区域和未施肥区域红壤剖面(0～100 cm)pH及交换性酸的变化特征.结果表明: 施肥区域0～60 cm土层土壤的pH大小顺序为茶园<花生地<柑橘园,交换性酸含量大小为花生地≤柑橘园<茶园;种植茶树和花生后,表层(0～40 cm)相对底层(60～100 cm)均产生酸化,pH分别降低0.55和0.17,而种植柑橘后,土层间无显著差异.未施肥区域中,植被恢复区0～40 cm土层pH大小为白檵木林≤湿地松林<板栗园<白茅草地,交换性酸含量大小为白茅草地<板栗园<白檵木林≤湿地松林;天然林区0～20 cm土层中次生林和油茶林的pH均显著低于马尾松林0.34和0.20个单位,马尾松林和次生林交换性酸含量显著低于油茶林.与裸地相比,未施肥区域除白茅草地外,其他植被类型均加速了表层土壤酸化,其中天然次生林酸化最严重,pH降低0.52;未施肥区域除天然次生林外,其他植被类型均提高了深层土壤pH,其中白茅草地提升效果最显著,pH升高0.43.无论施肥区域还是未施肥区域,整体上随着土层深度的增加,植被类型或施肥对土壤酸度的影响越来越小.     

长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响

以中国农业科学院红壤实验站1982年布置的长期定位试验为研究对象,分析了长期双季稻绿肥轮作体系下水稻产量变化趋势、稻田土壤有机质变化特征及土壤活性有机质组成。结果表明,绿肥作物与双季稻轮作种植后,水稻产量显著高于冬闲对照,绿肥作物紫云英、油菜和黑麦草处理年平均水稻产量（1982-2008）分别为10.8 t?hm-2?a-1,10.2 t?hm-2?a-1和10.0 t?hm-2?a-1,较冬闲对照分别提高27.2%,20.5%和18.1%。试验前期（1982-1993）种植绿肥作物各处理之间水稻产量无显著差异,试验开展11年后（1994-2008）种植紫云英处理水稻产量显著高于油菜和黑麦草处理。长期双季稻绿肥轮作土壤有机质随年份显著增加,双季稻紫云英轮作土壤有机质积累速度最快,年增加0.31 g?kg-1,双季稻黑麦草次之,土壤有机质年增加0.28g?kg-1,双季稻油菜轮作土壤有机质年增加0.26g?kg-1。种植绿肥作物紫云英稻田土壤活性有机质显著高于其它处理。种植绿肥作物各处理土壤有机碳、全氮、土壤微生物量碳和土壤微生物量氮含量均显著高于冬闲对照。其中黑麦草和紫云英处理土壤微生物量碳含量及微生物熵显著高于油菜和冬闲对照处理。在湘南红壤丘陵双季稻区,种植绿肥作物对提高水稻产量、增加土壤有机质、提高土壤有机质活性具有重要意义,绿肥选择上以紫云英对水稻产量和稻田土壤培肥综合效果最好。     

长期施肥和不同生态条件下我国作物产量可持续性特征

采用产量可持续性指数（SYI）法,研究了我国不同生态条件下20个长期试验点8个肥料处理的水稻、玉米和小麦产量的可持续性.结果表明：作物SYI值因施肥、作物种类和水热因子不同而呈显著差异.长期不施肥（CK）条件下,水稻、玉米和小麦的SYI值较低,分别为0.55、0.44和0.43;施肥尤其是NPK化肥配施有机肥可显著提高作物产量的可持续性,水稻、玉米和小麦的SYI值分别为0.66、0.58和0.57;单施N肥或NK肥的玉米和小麦的SYI值在0.36～0.47.SYI值大于0.55表明可持续性较好,小于0.45表明可持续性差.经纬度和气象因子对作物SYI也有不同程度的影响,3种作物不施肥时,水稻SYI变异较小,与各因子间没有显著相关性,玉米SYI变异最大且与各因子间存在显著的相关关系,小麦介于两者之间.因此,NPK配施有机肥有利于作物高产稳产,是维持系统可持续性的最优施肥模式.     

长期施肥下灰漠土矿物颗粒结合有机碳的含量及其演变特征

采用物理分组方法分析了长期（1990-2007年）不同施肥条件下灰漠土各粒径矿物颗粒结合有机碳含量和分布差异及其随施肥时间的演变特征.结果表明：与不施肥相比,配施有机肥对增加各有机碳组分的效果最显著,并以砂粒有机碳含量的增速（0.34 g·kg^-1·a^-1）最高,对施肥最敏感;撂荒地可以显著增加不同黏粉粒结合有机碳含量;秸秆还田仅能维持各级矿物颗粒结合有机碳的含量;长期施用化肥不利于各级颗粒结合有机碳含量的增加.从分配比例来看,以粗粉粒(27.9%)和粗黏粒(27.1%)有机碳所占比例最高,是固持有机碳的重要组分;配施有机肥使砂粒有机碳比例显著提高119.4%,细粉粒和粗黏粒有机碳比例却分别降低了40.3%和37.9%,从而提高了颗粒有机碳含量（W_POC）与矿物结合有机碳含量（W_MOC）的比值,改良了土壤有机碳性质.长期配施有机肥是增加灰漠土各级矿物颗粒结合有机碳积累和提升灰漠土肥力的最佳方式.