施肥对水稻产量和稻田土壤理化性质的影响

稻田土壤中养分的平衡主要取决于养分的输入与输出,其又主要受肥料的输入与植物所带走的养分所制约。不同的肥料品种、不同的施肥时期都影响养分在土壤中的吸收、转化与淋失,从而影响养分的输入与输出。稻田土壤生态系统中养分循环的研究已有很多报道。主要是不同耕作制度、不同施肥水平下,各输入输出因子的研究以及对土壤肥     

不同土壤环境对黄花蒿生长和青蒿素含量的影响研究

通过田间小区试验,比较研究了施肥与不施肥条件下,4种土壤环境（沙土、旱地土、水稻土和棕色石灰土）对黄花蒿的生长、生物量分配和青蒿素含量的影响。结果表明：黄花蒿对土壤养分的适应性较强,在沙土、旱地土、水稻土和石灰土上均能生长发育,养分水平低时,分配更多的生物量到根,根生物量分数和根/冠比增大;养分水平高时,分配更多的生物量到叶,叶生物量分数增加。黄花蒿的生长和青蒿素含量显著受土壤养分的影响,不施肥时,石灰土和水稻土栽培黄花蒿的株高、地径、总生物量、叶生物量和青蒿素含量显著大于旱地土,而旱地土又显著大于沙土。但在施肥条件下,以上参数不同土壤间无显著差异,且显著高于不施肥。因此,只要根据土壤养分状况合理施肥,黄花蒿在不同养分土壤栽培均能获得较高的青蒿素产量。     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅲ.土壤养分收支

许了1985－1999年试验期间各模拟施肥模型的作物移出养分量和施肥输入养分量,结果表明,施用N肥可加剧土壤P收支赤字,而施用N,P肥则加剧土壤K收支赤字,实验展示了我国在20世纪70年代大面积贫P土壤和80年代大面积缺K土壤出现的原因,保持养分循环再利用可缓解土壤养分收支赤字,但不能满足丰产作物的养分需求,在保持养分循环利用基础上根据土壤肥力适当施用化肥,可满足丰产作物的养分需求和平衡土壤养分收支,不致发生大量过剩N进入环境。     

长期不同施肥措施下岩溶水稻土可培养细菌群落变化及其主要影响因素

【背景】施肥是目前提高作物产量的较优策略,不同的施肥措施在不同程度上影响土壤肥力和微生物群落结构。【目的】探究岩溶水稻土理化性质变化与细菌群落变化的对应关系,进而反映不同施肥措施对土壤可培养细菌群落的影响。最后选出最优施肥方案,为后续的合理施肥工作提供依据。【方法】对岩溶水稻土进行不施肥、常规施肥、常规施肥加绿肥3种施肥处理,通过对土壤理化性质、可培养细菌群落丰度及多样性变化的研究,探究在不同施肥措施下对岩溶水稻土壤细菌群落的影响。【结果】对比不施肥处理,常规施肥处理下土壤pH值和有机碳含量下降,结合大量研究结果证明,无机肥或氮肥的长期过量施加使土壤pH值下降,常规施肥加绿肥有利于有机碳的积累。分离纯化共得到164株菌,分别来自Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria。属水平上常规施肥配施绿肥较常规施肥组优势菌属Sphingomonas、Lysobacter的相对丰度增加。细菌群落多样性增加,出现Paenibacillus、Streptomyces和Pseudomonas等特有功能菌属。优势菌属Sphingopyxis、Lysobacter、Paenibacillus、Bosea、Streptomyces、Pseudomonas和Bacillus与TN存在显著正相关,在常规施肥加绿肥处理土壤中增加。【结论】常规施肥加绿肥处理下,固氮、溶磷等功能菌丰度增加,增加土壤肥力,保持土壤养分的可利用性,对作物的增产起重要作用。岩溶水稻土常规施肥配施绿肥处理的效果优于不施肥和常规施肥处理。     

“生态平衡施肥”的理论基础和技术体系

施肥是与产量、品质、成本、土壤培肥、污染等问题密切相关的复合生态系统物质循环调控的重要措施,以实现经济效益、生态效益和社会效益的综合效益最佳为目标,建立了“生态平衡施肥”的理论基础和技术体系,结合国情提出“生态平衡施肥’实现的关键条件和具体模式。“生态平衡施肥”是以施肥系统养分循环原理－－“通用施肥模型”为理论基础,以衫和和高新技术化组装的技术体系为实现手段,以“生态型肥料”为载体的新的施肥系统。     

青藏高原高寒草甸不同季节土壤理化性质及酶活性对施肥处理的响应

分析了青藏高原东缘高寒草甸不同施肥处理对土壤全量养分、速效养分、pH、含水量、有机碳和土壤脲酶活性的影响,以揭示高寒草甸土壤养分和酶活性对施肥的响应。结果表明:(1)随施肥量的增加,土壤pH明显趋于降低,施肥引起高寒草甸土壤酸化;全磷、速效磷均显著增大;(2)土壤全氮、有机碳和脲酶活性随施肥量增加呈单峰曲线变化,在施肥量为30或60g·m-2时最高,施肥量增加到90g·m-2时土壤资源逐渐降低;(3)季节变化对土壤养分也有一定的影响,全氮和全磷含量均于9月份较高,而速效氮含量一般于9月份较低,而速效磷含量5月份较低;(4)施肥对土壤养分的影响并不是简单的线性正相关关系,30~60g·m-2施肥量可作为高寒草甸最佳施肥水平。施肥处理下土壤有机碳和脲酶活性可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标。高施肥量(≥90g·m-2)可作为影响高寒草甸土壤养分及土壤酶活性的阈值。     

不同施肥制度下茬口对作物产量增益、土壤养分状况及施肥贡献率的影响

根据1991—2002年共12年的田间试验,研究了不同施肥制度下,茬口对作物产量增益、土壤养分状况及对施肥贡献率的影响。结果表明:与重茬相比,豆茬较有利于作物的高产和稳产;施用氮肥使其产量增益减小,并且施用氮肥愈多,产量增益愈小;增施有机肥情况下,产量增益的减小更为明显。在土壤养分方面,豆茬不仅能提高土壤的供氮能力,还能改善土壤的供磷、供钾量,有助于土壤养分状况的改善;施肥制度进步能够提高作物产量;施肥贡献率随着施肥制度的进步逐渐增大,但其增幅趋缓;随着施肥制度的进步,施肥贡献率在豆茬和重茬上所表现的差异逐渐缩小,最后趋同。     

长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响

利用沈阳农业大学蔬菜长期定位施肥试验田,研究了长期施肥对设施菜田土壤酶活性及土壤理化性状的影响.结果表明:长期施用有机肥或有机肥与氮肥配合施用可明显提高土壤有机质和氮、磷、钾养分含量,改善土壤物理性状,增强土壤转化酶、脲酶和中性磷酸酶的活性;而长期单施氮肥造成土壤pH值和土壤酶活性降低.土壤酶活性与土壤养分因子的相关分析表明,转化酶活性与土壤有机质、全磷含量呈显著正相关;脲酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈极显著正相关,与碱解氮和速效磷含量呈显著正相关;中性磷酸酶活性与土壤有机质、全磷和速效钾含量呈显著正相关;脱氢酶活性与土壤各养分因子均无明显相关性.     

施肥梯度对高寒草甸群落结构、功能和土壤质量的影响

在三江源区研究了不同施肥梯度对高寒矮嵩草草甸群落结构、功能;土壤全量养分、速效养分;土壤有机碳和微生物生物量碳的影响,以揭示矮嵩草草甸群落特征;土壤养分和土壤微生物活性对施肥梯度的响应.结果表明:1)随着施肥量的增加,不同功能群的盖度响应各异,其中禾本科植物的响应较大,而豆科和杂类草植物盖度明显降低,莎草科盖度变化不明显;施肥量增加到一定程度,如施氮40 g/m2时,各功能群植物的盖度逐渐降低.生物量随施肥梯度呈单峰曲线变化,不施肥时生物量最低,施肥20 g/m2或32 g/m2时生物量最高.2)土壤全量养分和速效养分在施肥量为20 g/m2或32 g/m2时较高,施肥量增加到40 g/m2时土壤资源逐渐降低.3)不同施肥梯度矮嵩草草甸土壤有机碳和微生物生物量碳在0-10 cm土层明显较高,且随着施肥量的增加,分布在0-40 cm土层的土壤有机碳含量呈单峰曲线变化.施肥20 g/m2或32 g/m2时土壤有机碳和微生物量碳含量最高.4)30 g/m2施肥量可作为高寒草甸最佳施氮水平.施肥梯度下土壤有机碳和微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标.高施肥量(≥40 g/m2)视为影响高寒草甸生态系统结构与功能、土壤养分及土壤微生物活性的阈值.     

长期施肥对灰漠土生物群落和酶活性的影响

长期定位试验表明:施肥对灰漠土生物类群、酶活性有一定影响,同时生物类群和酶活性也改变了土壤生态环境.(1) 施肥对灰漠土动物个体及类群数的影响显著,长期单施化肥对土壤动物优势度作用较大,化肥配施有机肥丰富了土壤动物组成,化肥配施秸秆有利于增加土壤动物的丰度,尤其是疣跳科和等节跳科动物个体数量增加近10倍,长期不施肥土壤动物均匀性较高,但优势类群数较低;(2)灰漠土微生物组成以细菌为主,特殊微生物生理类群是以固氮菌和氨化细菌数量居多.长期单施化肥不利于土壤微生物生长,几种菌类数量均较低,化肥配施有机物料增加了土壤微生物类群数量,比对照增加15%～44%,长期不施肥土壤微生物数量高于单施化肥处理.(3) 灰漠土自身过氧化氢酶含量较高,蔗糖酶次之.土壤4种酶活性中除过氧化氢酶与土壤养分之间呈负相关以外,其余3种酶活性与土壤速效养分均呈正相关或显著正相关.长期单施化肥土壤脲酶、磷酸酶活性降低,长期不施肥土壤脲酶、磷酸酶活性高于单施化肥处理,化肥配施有机肥或秸秆的土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶活性比长期不施肥增加了24%～31%.因此,化肥配施有机物料增加了土壤酶活性,加速了土壤熟化,改变了土壤生态环境.     

Interactive effects of understory removal and fertilization on soil respiration in subtropical Eucalyptus plantations

Aims It has been well recognized that understory vegetation plays an important role in driving forest ecosystem processes and functioning. In subtropical plantation forests, understory removal and fertilization have been widely applied; however, our understanding on how understory removal affects soil respiration and how the process is regulated by fertilization is limited. Here, we conducted an understory removal experiment combined with fertilization to evaluate the effects of the two forest management practices and their interactions on soil respiration in subtropical forest in southern China.Methods The study was conducted in a split-plot design with fertilization as the whole-plot factor, understory removal as the subplot factor and block as the random factor in subtropical Eucalyptus plantations. In total, there were four treatments: control with unfertilized and intact understory (CK), understory removal but without fertilization (UR), with fertilization but without understory removal (FT) and with fertilization + understory removal (FT + UR). Eucalyptus above- and belowground biomass increment, fine root biomass, soil temperature, soil moisture and soil respiration were measured in the present study. Understory respiration (R U) was quantified in different ways: R u = R CK ? R UR or R u = R FT ? R (FT + UR); fertilization increased soil respiration (R FI) was also quantified in different ways: R FI = R FT ? R CK or R FI = R (FT + UR) ? R UR .Important findings Over a 2-year experiment, our data indicate that understory removal significantly decreased soil respiration, while fertilization increased soil respiration. Understory removal decreased soil respiration by 28.8% under fertilization, but only 15.2% without fertilization. Fertilization significantly increased soil respiration by 23.6% with the presence of understory vegetation, and only increased by 3.7% when understory was removed, indicating that fertilization increased soil respiration mainly by increasing the contribution of the understory. Our study advances our understanding of the interactive effects of understory management and fertilization on soil respiration in subtropical plantations.     

长期施肥对紫色土农田土壤动物群落的影响

土壤动物在陆地生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用,直接或间接的参与土壤有机质的分解与矿化;长期施肥对土壤理化性质产生影响的同时,改变了土壤动物群落组成.为查明紫色土长期施肥对土壤动物群落的影响及其响应关系,于2008年的5、7、9和11月分别对紫色土农田无肥对照(CK)、单施氮肥(N)、常规化肥氮磷钾(NPK)、有机肥(OM)、有机肥与化肥氮磷钾混施(OMNPK)、秸秆还田(RSD)和秸秆还田与化肥氮磷钾混施(RSDNPK)等7种长期施肥定位试验地的土壤动物群落进行调查,采用改良的干漏斗和湿漏斗两种方法,共获得土壤动物9454只,隶属7门17纲24目.分析表明,OM和RSDNPK两种施肥方式下土壤动物群落的多样性显著高于CK、N和NPK等3种施肥方式,说明有机物料的长期投入有利于提高土壤动物群落丰富度和多样性.方差分析表明施肥方式对土壤动物主要类群密度的影响差异性极显著(F=42.412,P=0.0001),对土壤动物群落类群影响存在不均衡性.施肥方式主要影响农田土壤动物类群的种群个体数量、线虫动物门个体数量、大蚓类个体数量、甲螨亚目个体数量、密度-类群指数DG及土壤动物群落类群数等六个指标,初步认为这些主要类群因素能够预测长期施肥引起的土壤肥力变化,可能对指示土壤质量的变化具有一定潜力.     

26年长期施肥对土壤微生物量碳、氮及土壤呼吸的影响

研究长期小麦连作施肥条件下土壤微生物量碳、氮,土壤呼吸的变化及其与土壤养分的相关性。以陕西长武长期定位试验为平台,应用氯仿熏蒸-K2SO4提取法、碱液吸收法和化学分析法分析了长达26a不同施肥处理农田土壤微生物量碳、微生物量氮和土壤呼吸之间的差异及其调控土壤肥力的作用。长期施肥及种植作物,均能提高土壤微生物量碳、氮含量,尤其是施用有机肥,土壤微生物量碳、氮含量高于单施无机肥的处理,土壤呼吸量也提高15.91%—75.73%,而施用无机肥对于土壤呼吸无促进作用。土壤微生物生物量碳氮、土壤呼吸与土壤有机质、全氮呈极显著相关。长期有机无机肥配施可以提高土壤微生物量碳氮、土壤呼吸,氮磷肥与厩肥配施对提高土壤肥力效果最好。微生物量碳氮及土壤呼吸可以反映土壤质量的变化,作为评价土壤肥力的生物学指标。     

长期施肥对砂壤质石灰性潮土土壤酸碱缓冲体系的影响

通过长期施肥定位试验,分析了石灰性潮土连续30年施肥处理下土壤pH、碳酸钙和活性碳酸钙含量以及土壤酸碱缓冲容量的变化.结果表明:连续30年施肥处理导致石灰性潮土0 ～20 cm耕层土壤酸化加速,各施肥处理的耕层土壤pH降低0.41 ～0.70;各施肥处理的耕层土壤酸碱缓冲容量为15.82 ～ 21.96 cmol·kg-1,单施氮肥明显降低了土壤酸碱缓冲容量,而增施有机肥可显著提高土壤酸碱缓冲容量.土壤酸碱缓冲容量与土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量呈显著正相关,与土壤有机质含量和阳离子交换量的相关性不显著,长期不同施肥处理下石灰性潮土仍处于碳酸钙初级缓冲体系,盐基离子和有机质对土壤酸碱缓冲体系的影响较小.0 ～40 cm土层的土壤碳酸钙和活性碳酸钙含量均高于40 ～ 80 cm土层.与土壤碳酸钙相比,土壤活性碳酸钙更能敏感反映土壤基本理化性状的变化,碳酸钙缓冲体系还可以进一步细分为土壤活性碳酸钙缓冲体系.     

不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响

微生物多样性是表征土壤质量变化的敏感指标。应用Biolog技术探讨了不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物功能多样性的影响,从微生物功能多样性的角度评价施肥与地膜覆盖对土壤质量的影响。试验结果表明：裸地条件下,肥料合理配施可以增强微生物对碳源的利用程度（AWCD）,显著增加微生物功能多样性（Shannon指数）。地膜覆盖和施肥的交互作用降低了微生物对碳源的利用率,降低微生物的丰富度,改变其均匀度。土壤微生物碳源利用的聚类和主成分分析表明,各施肥处理在碳源的利用上存在较大差异,覆膜加剧了各处理之间的分异程度。糖类和氨基酸类碳源是微生物利用的主要碳源。土壤微生物对碳源利用受到土壤pH、速效钾的显著影响。此外,有机碳、速效氮含量和土壤碳氮比与土壤微生物群落功能多样性密切相关。     

轮耕与施肥对渭北旱作玉米田土壤团聚体和有机碳含量的影响

2007—2012年在陕西合阳连作玉米田进行保护性轮耕与施肥长期定位试验,设置免耕/深松(NT-ST)、深松/翻耕(ST-CT)和翻耕/免耕(CT-NT)3种隔年交替轮耕处理和连续免耕(NT-NT)、连续深松(ST-ST)、连续翻耕(CT-CT)3种连耕处理及平衡施肥、低肥和常规施肥3种施肥处理,分析了0～40 cm土壤团聚体分布、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)及0～60 cm土壤有机碳(SOC)含量.结果表明: 随着耕作强度的增加,土壤团聚体总含量减小,稳定性降低,有机碳损失增大;连续免耕和轮耕增大了土壤团聚体MWD和GMD,减小分形维数,增加了粒径大于0.25 mm团聚体(R_0.25)和SOC含量.在相同施肥处理下,团聚体R_0.25表现为NT-NT>NT-ST>NT-CT>ST-ST>CT-ST>CT-CT;在相同耕作方式下,平衡施肥和低肥处理下土壤团聚体比常规施肥更稳定.通过对土壤团聚体分形维数进行数学拟合,干筛法和湿筛法所测土壤团聚体的分形维数分别为2.247～2.681和2.897～2.976. 0～30 cm土层土壤团聚体分形维数均表现为连续免耕和轮耕显著低于连续翻耕(CT-CT),随土层加深分形维数增大,在40 cm处趋于稳定.施肥对不同土层有机碳含量的影响差异显著(P<0.05),随土层加深有机碳含量呈递减趋势,平衡施肥处理下有机碳积累量较常规施肥增加了6.9%.土壤有机碳含量随团聚体粒径的增大而增加,0.25～2 mm粒径土壤团聚体含量对有机碳积累的影响达到显著水平(P<0.01),确定系数R²为0.848.     

The influence of plant species,fertilization and elevated CO2 on soil aggregate stability

We tested the effects of plant species, fertilization and elevated CO₂ on water-stable soil aggregation. Five annual grassland species and a plant community were grown in outdoor mesocosms for 4 years, with and without NPK fertilization, at ambient or elevated atmospheric CO₂ concentrations. Aggregate stability (resistance of aggregates to slaking) in the top 0.15 m of soil differed among plant species. However, the more diverse plant community did not enhance aggregate stability relative to most monocultures. Species differences in aggregate stability were positively correlated with soil active bacterial biomass, but did not correlate with root biomass or fungal length. Plant species did not affect aggregate stability lower in the soil profile (0.15–0.45 m), where soil biological activity is generally decreased. Elevated CO₂ and NPK fertilization altered many of the factors known to influence aggregation, but did not affect water-stable aggregation at either depth, in any of the plant treatments. These results suggest that global changes will alter soil structure primarily due to shifts in vegetation composition.     

不同施肥制度对潮棕壤微生物量碳的影响

利用长期定位试验研究了下辽河平原地区不同施肥处理下潮棕壤微生物量碳的变化。结果表明:不施肥处理的微生物量碳含量最低,化肥均衡施用和施用循环肥均能显著提高土壤微生物量碳含量(P<0.05),以化肥N、P、K 循环猪圈肥处理效果最好;各处理的微生物量碳均呈现出春冬季较低,夏秋季较高的趋势;化肥均衡施用配合循环肥能显著提高土壤微生物量碳的周转强度,缩短周转时间(P<0.05),以化肥N、P、K 循环猪圈肥处理土壤微生物量碳的周转时间最短,1年可周转1.03次。     

太湖地区水稻土不同粒级团聚体中酶活性对长期施肥的响应

以太湖地区水稻土长期肥料试验田为研究对象,采用低能量超声波物理分散法分离土壤团聚体,研究长期不同施肥处理下（化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥）耕层土壤团聚体酶活性的变化.结果表明：供试土壤中200～2000 μm和2～20 μm粒组的团聚体占总土壤的60%～70%;施肥显著促进了200～2000 μm团聚体的形成.各种酶活性在不同团聚体中的变化存在差异,脲酶和蔗糖酶在<2 μm的粘粒组中活性最高,纤维素酶、多酚氧化酶和荧光素二乙酸酯（FDA）水解酶则以200～2000 μm粗砂粒中活性最高.肥料的施用特别是化肥与有机肥的配合施用显著提高了200～2000 μm粒组中蔗糖酶、脲酶、纤维素酶和FDA水解酶的活性.以5种酶活性的几何平均数（GMea）作为酶的综合活性指标,发现施肥处理下200～2000 μm粒组中GMea显著高于其他粒组,可见大团聚体中土壤的酶活性对施肥措施响应敏感.有机和无机肥长期配合施用可以通过促进土壤团聚体的聚合和提高较大团聚体中酶活性来提高土壤整体的生物活性功能。     

Estimation of nitrogen saturation on the basis of long-term fertilization experiments

The obvious changes in some properties of forest soil due to atmospheric nitrogen deposition under Finnish conditions were estimated on the basis of long-term fertilization experiments. The experiments were established during the years 1959–1965. Nitrogen fertilization was repeated three to four times. During the study period averaging 23 years, the cumulative amount of fertilizer nitrogen totalled about 400 kg N ha^-1. The main results are as follows. Nitrogen addition increased the quantity of organic matter in the humus layer, but has not clear effect on its quality. Nitrogen fertilization did not increase soil acidity.