长期不同施肥下水稻产量及土壤有机质和氮素养分的变化特征

利用开始于1982年的湖南祁阳官山坪水稻长期(1982-2010年)定位试验,研究不同施肥条件下水稻产量及土壤有机质、氮素养分的动态变化特征,试验设置NPK、NPKM(M为牛粪)、NPM、NKM、PKM、M和CK等7个处理.28年长期不同施肥处理结果表明:肥料的施用均能提高土壤有机质、全氮、碱解氮含量和水稻产量.氮、磷、钾化肥+有机肥(NPKM)处理的水稻产量一直保持最高水平,氮、磷、钾化肥(NPK)处理随着试验年限的延长呈下降趋势,其水稻产量逐渐低于其他施肥处理.单施有机肥或有机无机肥配施各处理土壤有机质含量在试验开始后的前16年有一个快速增加的过程,之后略有下降,然后仍保持增长趋势;NPK化肥处理土壤有机质含量仅在试验开始后的前8年增加较快,之后在一个相对稳定的范围内波动.各施肥处理在试验开始后的前8年内土壤全氮含量均呈快速积累趋势,以NPKM处理增幅最大.各施肥处理土壤碱解氮含量在试验开始后的前12年增加较慢,平均每年增加0.66～2.25 mg· kg-1,1994-1998年增加较快,平均每年增加6.45 ～32.45 mg·kg-1;1998年之后,各施肥处理土壤碱解氮含量均略有下降,其中,有机无机肥配施处理增加较快,单施化肥处理增加较慢.表明有机肥的施用是红壤性水稻土有机质和氮素营养水平稳定提升的关键措施,是红壤稻田土壤可持续利用的重要保障.     

平衡施肥对缺磷红壤性水稻土的生态效应

为了研究平衡施肥对缺磷水稻土的生态效应,对长期缺施磷肥水稻土进行了3.5年平衡施肥试验。试验采取盆栽水稻的方式,在长期缺施磷肥的红壤性水稻土上比较不施磷肥（NK）、平衡施用氮磷钾无机肥（NPK）、无机氮磷钾肥配施硅肥（NPKSi）、无机氮磷钾肥配施有机肥（无机肥占3/5）、NPK基础上增施磷肥（NKhP）、NPKM基础上增施磷肥（NKhPM）处理的土壤肥力、土壤微生物特性、土壤磷的渗漏量以及地上部水稻产量、养分利用率、磷肥利用率的变化。试验表明,平衡施肥处理NPK、NPKSi、NPKM、NKhPM显著提高水稻产量,比不施磷肥（NK）平均增产147%,其中NPKM提高152%;能提高土壤肥力,比不施磷肥土壤有机质含量平均提高18.5%,其中NPKM提高30.1%;显著提高土壤微生物生物量,比不施磷肥土壤微生物生物量碳（MBC）平均提高57.2%,其中NPKM提高87.1%;提高氮素、钾素养分利用率,比不施磷肥平均分别提高120.3%、33.6%,其中NPKM分别提高152%、43%。而长期重施无机磷肥处理（NKhP）虽然水稻产量比不施磷肥处理提高125.1%,但因土壤中磷酸根离子含量过高影响土壤微生物正常生长,土壤微生物活度比不施磷处理降低9.4%,土壤微生物量碳（MBC）降低2.4%,稻田土壤微生物生态系统质量劣化。此外,重施磷肥处理（包括NKhP、NKhPM）易导致稻田水体的磷污染。各处理比较,NPKM综合生态效应最佳,以下依次是NKhPM、NPKSi、NPK,NKhP,NKhP对稻田土壤微生物生态系统产生负效应。根据试验结果,平衡施肥是恢复缺磷水稻土的有效措施,其中在平衡施用氮磷钾化肥的基础上增施有机肥或硅肥效果较好。     

湖南稻田土壤固定态铵含量的季节变化及生物有效性

以湖南省3种固定态铵含量较高的稻田土壤为供试土壤,通过盆栽试验,研究了稻田土壤固定态铵在植稻期间的动态变化及其生物有效性。结果表明,稻田土壤的固定态铵含量处于不断的变化之中,施氮肥和有机肥使土壤固定态铵含量升高,而水稻吸收氮则使土壤固定态铵含量降低,其变化趋势与土壤碱解氮含量变化相似。“新固定的”固定态铵基本对当季水稻全部有效。而“原有的”固定态铵对当季作物和后季作物部分有效,就供试土壤而言,在水稻生育期间,土壤固定态铵的释放量是潮沙泥>紫泥田>河沙泥;就不同水稻而言,早稻生育期间土壤固定态铵的释放量大于晚稻生育期间土壤固定态铵的释放量。     

光照强度与氮肥施用水平对麦田杂草婆婆纳和离子草的生长及其竞争关系的影响

通过盆栽试验,研究了光照强度、氮肥施用水平对两种麦田杂草婆婆纳与离子草的生长及其竞争关系的影响。结果表明,在弱光照强度下,婆婆纳、离子草地上与地下部分的生长都相应减弱,但在施用高量氮肥时,婆婆纳植株能萌发更多的叶片以适应弱光照强度条件;增施氮肥,无论是在弱或强光照强度下都有利于婆婆纳的生长,但在弱光照强度下并不显著促进离子草的生长。当土壤中含有丰富的磷、钾养分时,婆婆纳的相对竞争能力要大于离子草,且光照强度与氮肥施用水平不能改变它的竞争优势。     

几种粉煤灰对磷素吸附与解吸特性的研究

通过吸附解吸和培养试验, 研究了几种粉煤灰对磷素吸附与解吸特性.结果表明,粉煤灰的全磷含量和有效磷含量分别为0.545～4.540 g·kg^-1和19.55～163.0 mg·kg^-1,显著高于土壤,粉煤灰对磷吸附量随着加入溶液磷浓度的增加而增加,但其吸附率随着加入溶液磷浓度的增加而减少;粉煤灰的吸磷率比土壤高,但其解吸率低.这主要是由于粉煤灰比土壤存在更多的磷吸附位点且结合能大,不易解吸.Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程都能很好地拟合粉煤灰对磷吸附,其中Langmuir方程的MBC、Freundlich方程的a和Temkin方程的k2都可以表征粉煤灰对磷吸附能力, MBC、a和k2值越大,则吸磷能力越强.不同来源的粉煤灰的MBC、a和k2值不同,其大小顺序为：湘潭电厂(5 167.7,4 056.2,831.5)>岳阳纸厂(1 650.7,2 803.4,711.9)>华能电厂(303.0,1 677.6,368.7)>株洲电厂(76.2,464.2, 211.0) > 洞庭氮肥厂(34.7,413.48,213.8).粉煤灰对磷吸附固定作用随粉煤灰含水量的增加有增大的趋势.粉煤灰对磷吸附主要是专性吸附和化学沉淀反应,所以在施用粉煤灰改良土壤或利用粉煤灰制造复混肥时,须考虑粉煤灰对磷的固定作用及粉煤灰含水量的影响.     

不同施肥对退化稻田土壤肥力恢复的影响

为了探明不同施肥修复措施对退化水稻土壤肥力的修复作用,自2005年起采用盆栽试验连续3年对长期缺肥退化水稻土进行了土壤肥力培肥试验研究。结果表明:6种施肥修复措施均可以显著地改善退化水稻土的肥力特征,土壤有机质含量最多提高了14.0%,土壤有效磷显著增加,最高增加量达到39.0mg.kg-1,土壤速效钾均恢复到中等水平(80mg.kg-1)以上,但土壤碱解氮除水稻专用复合肥(ZY)处理基本维持试验前水平外,其他施肥措施均有所下降;不同施肥修复措施均可明显地提高土壤微生物数量、微生物活性以及微生物生物量C、N、P含量,但以有机无机肥配合效果最佳;有机无机肥配合还可以促进稻谷产量和显著提高肥料农学效率;对于长期不施肥导致的退化稻田土壤肥力的修复以在施用水稻专用复合肥的基础上配施有机肥的效果最佳。     

亚热带不同稻田土壤溶解性有机碳的剖面分布特征

通过选取亚热带5种不同母质发育的稻田土壤(黄泥田Ⅰ、黄泥田Ⅱ、麻砂泥、红黄泥、河沙泥),按土壤发生层次采集剖面样品,研究土壤溶解性有机碳(DOC)的剖面分布特征及其与土壤有机碳(SOC)的关系,并探讨DOC的剖面迁移规律及影响因素.结果表明:稻田土壤剖面DOC含量介于13.61 ～90.34 mg · kg-1,以耕作层(A/Aa和Ap)最高,平均达到69.40 mg·kg-1,耕作层以下相对较低.除河沙泥外,其余4种稻田土壤剖面DOC含量并未随土层深度的增加而逐渐降低,而是在渗育层(P)及以下的某些土层(如We/W2层、C层)出现DOC含量较上一层次升高的现象.这可能与稻田土壤剖面特殊的DOC淋溶和淀积、生物降解、矿物相吸附和氧化还原状况有关.DOC/SOC的比例介于0.21％～1.31％,以耕作层土壤最低,表下层土壤相对较高,反映稻田表下层土壤SOC的活性较耕作层明显增强,在人为干扰(如翻耕)下,表下层土壤SOC可能更容易损失.相关分析表明,DOC与SOC呈显著正相关,剖面SOC含量对DOC的剖面分布具有决定作用.从维持土壤质量和固碳减排的角度看,应针对不同类型稻田土壤采取不同的耕作和管理措施.     

几种硝化抑制剂对土壤和小白菜硝酸盐含量及产量的影响

通过田间试验,对湖南长沙地区的红菜园土和冲积菜园土两种土壤条件下氢醌 (HQ)、双氰胺 (DCD)和硫脲 (TU) 3种硝化抑制剂对土壤和小白菜硝酸盐含量及小白菜产量的影响进行研究.结果表明,3种硝化抑制剂在试验的各个时期均不同程度地降低了土壤和小白菜的硝酸盐含量,其中以双氰胺的效果最好.但不同供试土壤条件下的试验结果不完全一致.3种硝化抑制剂均可不同程度提高小白菜产量,其中双氰胺效果最好,且在红菜园土的增产效果比冲积菜园土显著.     

湖南主要类型稻田土壤固定态铵含量及其影响因素

通过野外调查取样和室内培养试验 ,应用Silva和Bremner方法 ,研究了湖南省主要类型稻田土壤的固定态铵含量及其影响因素 .结果表明 ,该省主要类型稻田土壤固定态铵含量为 141～ 35 3mg·kg-1,平均为 2 72± 6 7mg·kg-1,占土壤全N的 11.2 % ,高于湖南省以北各地区土壤和本地区地带性土壤———红壤的固定态铵含量 .其含量的顺序为河沙泥 >紫泥田 >潮沙泥 >黄泥田 >红黄泥 .在土壤剖面中 ,固定态铵含量随剖面深度的变化有 4种情况 :在 1m深度范围内随深度增加而增加 ;随深度增加而减少 ;随深度增加而无明显变化 ;土壤剖面中某一土层固定态铵含量明显增加或减少 .土壤固定态铵含量占土壤全N百分比随深度增加而恒增大 .土壤对NH+ 4的固定作用在 30℃下最强 ,高于 2 0℃和 40℃ ;长期淹水有利于潮沙泥、紫泥田和河沙泥对NH+ 4的固定作用 ,但干湿交替有利于黄泥田对NH+ 4的固定作用 .相关分析表明 ,土壤固定态铵含量仅与 <0 .0 1mm粘粒含量呈P0 .0 5水平的显著正相关 ,与有机质、全N、有机N和 <0 .0 0 1mm粘粒含量的相关性均不显著     

砷、钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响

蜈蚣草是砷的超富集植物和钙质土壤的指示植物。本试验在砂培条件下,研究砷、钙对蜈蚣草吸收和转运必需金属元素K、Mg、Mn、Fe、Zn和Cu的影响。结果表明。提高营养液中的砷浓度显著降低根部Mg和Zn的吸收。但对根部其它元素的浓度没有明显影响;叶柄中的Mn和地上部的Fe浓度因介质中添加砷而显著减少。其它元素在地上部的分布不受抑制。添加砷限制Fe从地下部向地上部转运,但促进其从叶柄向羽叶中运输;另外,还显著促进Mn由叶柄向羽叶和Zn由根向羽叶的转运。提高钙处理浓度对蜈蚣草吸收Fe、Zn、Cu无显著影响,但显著限制K、Mg和Mn的吸收。Mn是研究的6种金属元素中惟一一种明显向地上部转运富集的元素。从根部到羽叶中。金属元素间的相关性增强,在根部Ca与各种金属元素都无相关性;叶柄中Ca和Fe浓度呈极显著正相关;在羽叶中,Ca与K、Mg、Mn和Zn浓度呈显著负相关。