半干旱黄土区苜蓿草地轮作农田土壤氮、磷和有机质变化

大田试验研究了多年生苜蓿草地轮作农田2年内的耕层土壤氮、磷养分和有机质变化.结果表明,与苜蓿连作相比,苜蓿草地轮作成农田后,土壤N和有机质消耗增加,2年中耕层土壤全氮含量平均分别下降了5.4%和19.5%、有机质下降了46.8%和28.2%,土壤全磷无显著变化;轮作提高了土壤氮、磷养分有效性及其活化率,土壤硝态氮含量2年分别提高了15.5%和159.1%、速效磷含量提高了44.5%和48.0%,差异显著.不同轮作方式对土壤养分变化有显著影响.苜蓿草地轮作后第2年,种植春小麦与种植玉米相比差异显著,种植马铃薯和休闲处理土壤养分变化幅度处于二者之间.种植春小麦能够维持农田土壤肥力生长季平衡,种植玉米增加了对土壤全氮、有机质和速效磷的消耗,土壤养分含量出现季节性下降,C/N和C/P降低.在半干旱地区多年生苜蓿草地向农田转变过程中,以轮作春小麦为宜,应避免种植玉米作物,以维持农田肥力平衡.     

下辽河平原农业生态系统不同施肥制度的土壤养分收支

本试验是在潮棕壤上进行了10年的定位试验,研究了在养分循环再利用的基础上采取不同施肥制度下作物养分移出量,并结合施肥量计算出土壤中N,P,K养分收支。结果表明,在保持农业系统养分循环再利用的基础上,根据养分供给力设计化肥施用量,不仅可实现作物主产,而且可平衡土壤养分收支,避免土壤中肥料养分过剩（主要是N）进入环境,并揭示了我国我国在20世纪70年代以前大面积农田土壤缺P和80年代农田土壤大面积缺K的原因。     

我国农田生态系统重金属的循环与调控

本文系统分析了我国农田土壤重金属的含量状况,探讨了农田生态系统中重金属的输入、输出及其平衡.农田生态系统中重金属存在一定的累积效应,但整体上超标风险较小,而部分作物、特别是蔬菜可能存在一定的超标风险.在采矿区和冶炼厂周边地区,以及废弃物利用强度较大的农区,土壤和作物中重金属超标的风险较大,是普通农区的十倍甚至数十倍以上.针对我国农田重金属污染现状,提出了调控农田生态系统重金属循环的有效措施,并对相关领域今后的研究进行了展望.     

不同施肥制度下潮棕壤钾素肥力变化和土壤缺钾指标

通过在潮棕壤上进行的15年定位试验研究了不同施肥制度下钾素肥力变化和土壤缺钾指标.结果表明:不施钾肥处理加剧了土壤钾素的消耗,土壤速效钾和缓效钾浓度均有不同程度的下降;单施钾肥处理不能维持土壤钾素平衡,土壤中速效钾和缓效钾浓度仍有下降趋势;循环堆肥处理可在一定程度上补偿土壤钾的支出,但需配施钾肥;循环堆肥和钾肥配施处理土壤速效钾和缓效钾浓度基本保持不变.根据历年试验结果进行统计分析表明,用十字交叉法得出的玉米和大豆土壤速效钾临界值均为73mg.kg-1.     

土壤有机质对农田管理措施的动态响应

土壤有机质在农田肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有重要意义。它不仅决定农作物产量,而且在全球碳素循环中起着重要作用。由于大气CO2浓度升高与全球气候变暖等一系列环境问题的加剧,全球碳素循环受到越来越多的关注。农田具有大气CO2源和库的双重潜力。历史上由于人类对农田的过度开垦和耕种,造成土壤有机质含量大幅度下降,降低了农田的作物产量潜力;同时导致大量的碳以CO2形式由陆地生态系统排放到大气圈,加剧了全球温室效应。大量研究结果表明,诸如耕作、种植制度、施肥等农田管理措施能够显著地影响土壤有机质动态,而免耕、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够提高农田土壤有机质含量,使农田起到大气CO2汇的作用。综述了近年来农田管理对土壤有机质动态影响研究方面的进展。     

农田生态系统土壤有机碳库及其影响因子

土壤有机碳(SOC)的数量和质量在很大程度上与维持和提高土壤肥力密切相关。农田生态系统土壤碳库研究一直是农业、生态和环境领域的一个主要方向。土地利用、耕作、作物类型、种植密度、灌溉、施肥以及其他人为活动等,对农田生态系统土壤有机碳库的变化均能产生影响。本文综合评述了农田生态系统土壤有机碳库及其影响因子,土壤碳截获潜力,维持和提高土壤有机碳库的措施,以及农田土壤碳截获在温室气体减排及气候变化中的潜在作用等,最后提出了农田生态系统土壤有机碳库研究的主要方向。     

华北太行山前平原农田生态系统中氮、磷、钾循环与平衡研究

以栾城县为例,分析了华北太行山前平原农田生态系统N、P、K三要素养分循环与平衡特征及其变化趋势,评价了农田养分平衡状况,提出了合理施肥对策。结果表明,1985～2000年栾城县农田养分平衡中,N素经历了由轻微赤字向盈余的转变过程,由1985年的1．4％赤字转变到2000年盈余48．6％;K由极度亏缺(82％赤字),逐渐向平衡发展,到2000年已有4．6％的轻微盈余,但仍有大量田块是赤字平衡;P则始终有大量盈余。目前农田养分收支存在一定程度的N、P投入过量,K投入不足的问题,以土壤肥力状况和作物种植结构而论,栾城县应采取“稳氮、控磷、增钾”的施肥对策。避免过多的盈余化肥氮进入环境,同时应继续推广秸秆还田技术,提高养分循环再利用效率。     

我国北方3种典型土壤-作物体系中微生物量磷库特征

土壤微生物量磷(Microbial Biomass Phosphorus, MBP)是土壤磷组分中最为活跃的形态,在土壤磷素的形态转化与生物地球化学循环过程中起着关键作用,是植物可利用磷的重要来源。研究土壤MBP库容的大小对于充分认识微生物的固磷潜力和掌握土壤磷素循环与转化能力意义重大。以我国北方农田3种典型的土壤-作物体系为研究对象,基于定点采样,通过分析测定采集的362个表层(0—30 cm)土壤样品来量化不同土壤-作物体系MBP库容的大小。结果表明：黑土-春玉米、潮土-冬小麦/夏玉米、灰漠土-棉花体系表层土壤MBP平均含量分别为17.36、14.45、8.75 mg/kg,且不同土壤-作物体系间MBP含量存在显著差异;3种土壤-作物体系表层土壤(0—30 cm)MBP库容的大小分别为83.60、54.26、39.80 kg P/hm~2,其储存的磷在数量上相当于当季作物需磷量的1.10—2.73倍,表明土壤MBP库是农田生态系统中一个不容忽视的巨大有效养分磷储库。其库容的大小受土壤性质和气候因素的共同影响,土壤pH、有机碳、年均气温和年均降雨量是我国北方农田土壤MBP库容大小的主...     

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。     

土壤健康的生物学表征与调控

如何有效判定土壤健康状态是实现农业绿色发展的基本问题。在现有的土壤健康评价体系中,很少考虑土壤生物在维持土壤健康方面的作用。基于此,本文论述了土壤健康的内涵,从土壤生物健康的角度,总结了土壤健康的生物学表征指标,阐述了土壤微生物、土壤酶活性、土壤微食物网及蚯蚓对土壤健康的指示作用。基于上述生物指标,从作物和土壤管理等方面探讨了不同农田管理措施对土壤健康状况的调控途径,并对土壤生物健康的未来发展趋势进行了展望。本文旨在增强科学家和决策者对维护土壤生物健康的认识,充分发挥土壤生物在生态系统服务中的重要作用。     

苏南地区稻田土壤肥力演变、养分平衡和合理施肥

采用宏观数据、研究参数与微观调查数据相结合的方法,分析区域肥力演变、养分平衡与合理施肥量。结果表明,1982-1996无锡市土壤氮素及有机质含量增加较快,磷素增加较慢,钾素含量普遍下降;1990-1997年无锡市和常州市稻田氮素普遍盈余,钾素普遍亏缺,磷素无锡市盈余,常州市亏缺;以此为依据,1996年无锡市氮磷钾肥的合理投入量分别是488．9、113．1和235．1kg·hm^-2;常州市分别为499．4、112．5和234．2kg·hm^-2,由于土壤中氮素积累、钾素亏缺现象明显,实际施氮量和施钾量要显著低于和显著高于合理施氮量和施钾量。     

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。     

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。     

不同施肥方案对芒果果实品质与土壤肥力的影响

以海南贵妃芒Mangifera indica ‘Guifei’为试材,在化肥、有机肥施用量上设置3个不同处理,研究不同施肥方案对芒果果实品质及土壤肥力的影响。结果表明,与单施化肥比较,T1和T2处理使果实可溶性固形物含量提高12.0%～22.1%,维生素C含量提高8.5%～28.5%,可滴定酸含量下降41.2%～42.4%,固酸比提高94.4%～107.5%;与对照相比,本研究中提供的施肥处理显著提高土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、电导率及pH值,提升土壤肥力。综合而言,T2处理(有机肥5 kg·株^-1 + 尿素385 g·株^-1 + 过磷酸钙350 g·株^-1 + 高钾复合肥700 g·株^-1)对改善果实品质和改良土壤肥力性状效果最佳。     

河南省新安县郁山林区土壤速效养分分析

以河南省新安县郁山林区为研究对象, 利用野外采样结合室内分析, 系统的测定了土壤pH值、铵态氮、速效磷、速效钾四项指标。按照全国第二次土壤普查分级标准, 依次对土壤养分指标进行分项评价和综合评价, 并采用改进的内梅罗综合指数法分析土壤肥力水平。结果表明: 郁山林区土壤pH值变幅范围是5.70-8.77, 符合北方土壤特性, 基本适合林业的发展。土壤铵态氮含量变幅范围是43.43-105.70 mg·kg-1, 变异系数21.03%, 属于低水平(4级)。土壤速效磷含量变幅范围是13.45-54.35 mg·kg-1, 变异系数30.22%, 属于较高水平(2级)。土壤速效钾含量变幅范围是58.67-93.36 mg·kg-1, 变异系数13.18%, 属于低水平(4级)。土壤综合养分指数为1.63,变异系数51.10%, 属于土壤养分综合评价等级分类标准的3级, 土壤养分肥力程度一般。因而建议今后在林区的管理中施加氮肥和钾肥, 平衡土壤养分, 实现林业可持续发展。     

Spatial and Temporal Variations of Crop Fertilization and Soil Fertility in the Loess Plateau in China from the 1970s to the 2000s

Increased fertilizer input in agricultural systems during the last few decades has resulted in large yield increases, but also in environmental problems. We used data from published papers and a soil testing and fertilization project in Shaanxi province during the years 2005 to 2009 to analyze chemical fertilizer inputs and yields of wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.) on the farmers'' level, and soil fertility change from the 1970s to the 2000s in the Loess Plateau in China. The results showed that in different regions of the province, chemical fertilizer NPK inputs and yields of wheat and maize increased. With regard to soil nutrient balance, N and P gradually changed from deficit to surplus levels, while K deficiency became more severe. In addition, soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolysis nitrogen, available phosphorus and available potassium increased during the same period. The PFP of N, NP and NPK on wheat and maize all decreased from the 1970s to the 2000s as a whole. With the increase in N fertilizer inputs, both soil total nitrogen and alkali-hydrolysis nitrogen increased; P fertilizer increased soil available phosphorus and K fertilizer increased soil available potassium. At the same time, soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolysis nitrogen, available phosphorus and available potassium all had positive impacts on crop yields. In order to promote food safety and environmental protection, fertilizer requirements should be assessed at the farmers'' level. In many cases, farmers should be encouraged to reduce nitrogen and phosphate fertilizer inputs significantly, but increase potassium fertilizer and organic manure on cereal crops as a whole.     

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。     

沼液部分替代化肥在日光温室秋番茄上的应用效果

为探索沼液和化肥协同促生的效果,以3种常见禽畜粪便(鸭粪、猪粪、牛粪)作为发酵原料的沼液为母液,以氮磷钾镁肥作为化学肥料辅助,平衡不同稀释比例之间的养分差异,研究沼液配施对番茄生长发育的影响. 结果表明: 沼液部分替代化肥可以显著改善土壤速效氮、磷、钾的肥力状况,依发酵原料和稀释比例不同,沼液对土壤水溶性钙、镁和有效铁、锰、铜、锌有不同程度的活化作用. 与完全施用化肥相比,沼液配施化肥可显著促进番茄生长,且随生育期的延长,沼液的促生作用愈发凸显,最终增产幅度达55.9%～232.8%,化肥用量减少18.2%～85.0%;番茄果实品质显著改善,番茄红素、Vc、总糖含量均显著提高,果实酸度显著降低,NO₂^-降幅达35.6%～90.3%,而口感得分比化肥处理高出7.0%～20.3%.相关分析发现,番茄产量和品质呈非线性关系,口感与糖酸比呈显著正相关,番茄果实口感受肥料种类的影响亦显著. 总之,沼液配施化肥用于番茄生产可以实现高产、优质、环保、培肥和资源高效利用的目的.     

Balance sheet of soil phosphorus and potassium as influenced by intensive cropping and fertilizer use

Summary The balance sheet of phosphorus and potassium were worked out from a long term manure and fertilizer experiment conducted for eight years and is still continuing at Ranchi Agricultural College, Kanke, Ranchi, India. Increasing levels of fertilizer combination with organic manure and lime give the highest yield as well as removed the highest amount of phosphorus and potassium from the soil and gave the positive gain of soil phosphorus and potassium in intensive cropping. The highest gains of 59.0 and 278.0 kg/ha of phosphorus and potassium respectively were recorded in 150% NPK application.