连续水旱轮作对水稻冷浸田土壤细菌群落结构的影响

利用高通量测序技术,采用单季稻-冬闲(CK)、油菜-水稻(R-R)、春玉米-水稻(C-R)、紫云英-水稻(M-R)和蚕豆-水稻(B-R)五个处理探究水旱轮作模式对水稻冷浸田土壤细菌群落结构的影响,同时分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:水旱轮作能够显著增加水稻产量18%~44%。与CK相比,绝大多数水旱轮作降低了土壤细菌的丰富度,而细菌多样性与CK处理无显著差异。变形菌门和酸杆菌门为土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门的丰度最高。与CK相比,轮作后酸杆菌、放线菌、硝化螺旋菌、慢生根瘤菌和亚硝化螺菌等参与碳氮循环的菌群丰度明显增加。聚类分析表明CK和M-R轮作土壤细菌群落单独聚为一类,而B-R、C-R和R-R轮作土壤聚为另一类。冗余分析表明土壤全磷、有效磷和p H是影响水旱轮作土壤细菌群落结构的主要因子。     

湘北红壤丘岗稻田土壤有机碳、养分及微生物生物量空间变异

通过对湘北典型红壤丘岗254个稻田耕层样(01～8.cm)进行分析,比较了微地形对稻田土壤有机碳、氮、磷和微生物生物量的影响。结果表明,丘岗底部稻田土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮、可溶性氮含量分别比丘岗中下部稻田高14.6%1、3.6%、24.6%、20.4%和95.8%,丘岗中下部稻田土壤Olsen-P含量比丘岗底部稻田高33.3%,差异均达极显著水平(P0.01)。不同部位稻田土壤全磷、微生物生物量磷含量和有效磷库(微生物生物量磷与Olsen-P之和)含量差异不显著。此外,丘岗底部稻田土壤碳磷比、微生物生物量碳磷比和微生物商比丘岗中下部稻田高12.7%,28.5%,8.2%,其差异达显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。但微生物生物量氮/全氮、微生物生物量磷/全磷、土壤碳氮比和微生物生物量碳氮比差异不显著。     

黄土高原森林带土壤养分和微生物量及其生态化学计量变化特征

选择黄土高原森林带自东向西8个地区优势植物的土壤作为研究对象,探究不同经度下土壤养分和土壤微生物生物量生态化学计量特征。结果表明:土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮、磷含量随经度整体呈现出先减少后增加的变化趋势,土壤微生物生物量碳氮磷与土壤碳氮之间存在耦合关系,对环境因子的响应具有一致性。土壤磷含量空间分布比较稳定。土壤碳氮比为8左右,土壤有机碳与全氮的空间分布具有一致性。土壤微生物生物量碳氮比为9左右,微生物生物量氮磷比为5左右,反映了土壤微生物生物量碳氮、氮磷的比值较稳定,但土壤微生物生物量碳磷比呈现出先增大后减小的变化趋势。土壤养分及土壤微生物量碳氮磷与土壤水分含量相关性较强。土壤养分与土壤微生物量碳氮磷及其生态化学计量是环境因子综合作用的结果。     

磷钾调控对冷浸田水稻产量和养分吸收的影响

【目的】冷浸田是典型低产稻田,其施肥结构和模式与普通稻田应存在差异。本研究拟在普通稻田施肥结构的基础上,通过调整肥料结构,探索冷浸田最佳施肥模式,为提高冷浸田水稻产量提供数据支撑和理论依据。【方法】通过连续3年的定位试验,以水稻产量为目标,通过测定产量构成因素、水稻养分吸收和土壤养分变化,分析冷浸田施肥模式,提出冷浸田最佳施肥用量。【结果】土壤速效磷含量介于2.7~7.3 mg/kg之间,速效钾含量介于20~80 mg/kg,明显低于普通稻田（平均速效磷11.5 mg/kg,平均速效钾95.8 mg/kg）,是冷浸田主要养分障碍因子;施肥可以极大提高水稻产量,其中NPK、NP2K、NPK1、NPK+Zn和NPK2处理的产量比不施肥（CK）或习惯（FP）高20%~30%左右。在氮磷钾基础上增施锌肥、硅肥和钾肥增产达到显著水平,降低磷肥和钾肥用量则有降低产量的趋势。连续三年种植水稻土壤碱解氮、速效钾呈现平稳,速效磷有增加趋势。施肥处理水稻籽粒和茎部钾含量明显高于CK,籽粒氮累积量显著高于CK和习惯施肥处理。相对于NPK、CK、FP处理,增施磷、钾肥,添加微肥可显著提高籽粒氮、磷、钾累积量。【结论】鄂东南低丘区冷浸田速效磷、速效钾含量低,是主要营养限制因子,需要长期加大磷、钾肥施用量;该地区冷浸田适宜施肥量为N 180、P2O5 90~108、K2O 120~144 kg/hm2,同时配施锌肥和硅肥,连年施用可保证冷浸田水稻的稳步增产。     

长期免耕与施用有机肥对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响

通过设置在江苏省句容农科所的田间定位试验研究长期免耕及施用有机肥料对土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响。结果表明 :经过 1 6年 32茬稻—麦水旱轮作后 ,表土层 ( 0～ 5cm)土壤微生物生物量碳、氮、磷含量比亚表层 ( 5～ 1 0cm)分别高 2 7.5 %、43.6%和1 1 %。与常规耕翻相比长期免耕处理表土层土壤微生物生物量碳、氮含量分别增加了2 5 .4%和 45 .4% ,而微生物生物量磷无明显变化规律 ;亚表层的土壤微生物生物量碳、氮、磷免耕与耕翻两种耕作方式间的差异不显著。尽管各施肥处理施用的氮、磷、钾数量完全相等 ,但土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量却因肥料种类的不同而异。综合 0～ 5和 5～ 1 0cm土层 ,微生物生物量碳、磷为 :猪粪 化肥 >秸秆 化肥 >绿肥 化肥 >化肥 >不施肥 ,微生物生物量氮则为 :猪粪 化肥 >绿肥 化肥 >秸秆 化肥 >化肥 >不施肥。相关分析结果显示 ,土壤微生物生物量碳、氮与土壤有机碳、土壤全氮和土壤碱解氮之间均呈极显著的正相关 ,表明其与土壤肥力关系密切 ,可作为评价土壤肥力性状的生物学指标     

长期深窄沟排水对冷浸田土壤脱潜特性及水稻产量的影响

冷浸田为江南稻区广泛分布的一种中低产田。以福建省顺昌县持续运行约30年的石砌深窄沟为监测平台,通过田间土壤速测与室内检验,研究长期深窄沟排水对离沟不同距离冷浸田土壤脱潜特性及水稻产量的影响。结果表明:冷浸田经过长期深窄沟排水,在离沟25 m范围内,与典型冷浸田(离沟75 m位点)土壤相比,土壤Eh提高幅度为288.2%~323.4%,土壤水分下降幅度为7.5%~36.2%,土壤还原性物质总量、Fe~(2+)、Mn~(2+)等含量均有不同降低,并表现为离沟越近,提高或降幅越大的趋势。开沟后0~25 m范围内,土壤p H降低0.13~0.69个单位,土壤微生物生物量碳、氮分别提高66.0%~99.0%、77.0%~275.1%,土壤有效养分含量提高,土壤耕性得到明显改善,离沟15 m以内位点可以实现机耕。开沟后,25 m范围内作物产量可提高6.6%~20.7%,且离沟越近增幅越大。在冷浸田特殊的环境下,土壤还原强度大小是制约作物产量的主要因素。长期开沟排水促进了土壤有机质矿化,增强了土壤微生物活性,产量提升明显。从综合改造效果看,距沟15~20 m以内对土壤理化性质改良与产量提升效果较为明显。     

沼液配施化肥对土壤质量及作物生长的影响

研究沼液配施化肥对土壤微生物特性、土壤养分及玉米生长的影响。结果表明:沼液配施化肥及单施沼液均能降低土壤真菌数量和增加细菌、放线菌数量,其中45%沼液配施55%化肥处理真菌数量较常规施肥显著降低66%,细菌、放线菌数量分别显著增加160.3%、312.5%。沼液配施化肥可显著增加土壤脲酶、磷酸酶及蔗糖酶活性,但过氧化氢酶含量变化不明显。施用沼液可有效促进土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾含量的增加,且差异显著。沼液配施化肥有效提高土壤微生物生物量(SMB)和有机碳(SOC)含量,其中45%沼液配施55%化肥处理土壤微生物生物量碳(SMBC),微生物生物量氮(SMBN)、微生物生物量磷(SMBP)和有机碳(SOC)含量较常规施肥分别显著增加70.0%、195.6%、91.6%和71.6%。施用沼液降低了SMBC/SMBN值,而土壤微生物熵(qMB)和土壤SMBN/TN值均增加,且随着沼液用量的增加先增加后降低。相关性分析表明,土壤SMB与土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾间均呈显著或极显著正相关关系,脲酶、磷酸酶、蔗糖酶均与土壤养分呈显著或极显著正相关关系,过氧化氢酶与土壤养分的相关性不显著。沼液配施化肥对玉米生长及光合作用有显著促进作用,以45%沼液配施55%化肥处理最佳,随着沼液配施比例的增加,玉米产量先增加后降低,45%沼液配施55%化肥处理最高,较常规施肥显著增加40.9%。综合分析,45%沼液配施55%化肥可有效改善土壤结构,显著提高土壤肥力,从而促进作物生长,增加产量,可作为沼液配施化肥的最佳比例。     

有机无机肥配施提升冷浸田土壤氮转化相关微生物丰度和水稻产量

【目的】 以南方典型冷浸田为对象,研究化肥配施不同有机肥对冷浸田水稻产量以及土壤氮相关功能微生物群落丰度的影响,旨在为冷浸田土壤氮素活化和转化过程的定向调控,氮素利用效率提高及水稻高产施肥提供科学依据。 【方法】 通过连续 3 年 6 季的定位试验,采用土壤理化分析、酶学分析和荧光实时定量 PCR 技术深入探讨化肥配施不同堆肥原料有机肥对冷浸田养分活化、水稻产量提升及土壤氮相关功能微生物群落丰度的效应。本试验设 4 个处理,分别为单施化肥 (CK)、化肥配施猪粪 (PIM)、化肥配施牛粪 (CAM)、化肥配施鸡粪 (CHM)。 【结果】 CHM、CAM 处理水稻产量显著高于化肥处理( P < 0.05),较 CK 平均增产 10.23%、7.62%。连续施用 CHM、CAM 显著提高了土壤 pH,增加了土壤有机碳、全氮和铵态氮含量。三种堆肥原料的有机无机配施均能够提高土壤氮素循环相关功能微生物基因丰度,其中细菌、古细菌总群落 16s rDNA 丰度和氨氧化古菌 (AOA) 和氨氧化细菌 (AOB) 的氨单加氧酶 ( amoA) 基因丰度提高趋势一致,以 CHM 处理最高,但细菌总群落 16s rDNA 丰度增幅较小。亚硝酸盐还原酶 ( nirK、 nirS) 基因和一氧化二氮还原酶 ( nosZ) 基因丰度对不同处理的响应并不一致。相关性分析表明,土壤有机碳和全氮含量是影响 AOA、AOB、 nirK、 nirS 型反硝化细菌的重要因子。 【结论】 化肥配施鸡粪有机肥能显著提高冷浸田土壤铵态氮、速效磷含量,增加细菌、古菌、AOA 和 AOB 氨单加氧酶 ( amoA) 的基因丰度,增强土壤脲酶、蛋白酶和磷酸酶的活性,提升冷浸田土壤生产力。      

秸秆还田对酸性水稻土培肥增产、土壤微生物生物量及酶活性的影响研究

通过田间定位试验,研究了稻草秸秆还田对土壤有机质及其养分含量、土壤微生物生物量、土壤酶活性及水稻产量的影响。试验结果表明:秸秆还田显著提高了土壤有机质及养分含量,与对照相比,秸秆还田的处理土壤有机质含量提高了7.00%,土壤全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量分别提高了3.57%、3.49%、4.11%和3.39%;秸秆还田显著提高了土壤微生物生物量碳、氮,与对照相比,土壤微生物量碳、氮分别提高了37.4%和21.8%;秸秆还田显著提高了土壤酶活性,与对照相比,土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性分别提高了67.4%、12.4%和7.43%;秸秆还田显著提高了水稻产量,与对照相比,秸秆还田的处理和秸秆还田并配施腐熟剂的处理水稻实际产量分别增加了4.85%和5.96%。     

红壤水稻土累积酶活性及养分对长期不同施肥处理的响应

本研究基于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年的长期定位试验,揭示对照(不施肥,CK)、有机肥(C)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机肥(NPKC)等不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及土壤养分的影响。于晚稻收获后采集各小区耕层土壤,测定红壤水稻土中转化酶、脲酶活性(测定时并设加0.5 ml甲苯与不加甲苯处理)及转化酶动力学特征,同时测定土壤养分含量及微生物生物量碳,分析酶活性与养分含量及微生物生物量碳间的关系,明确土壤中累积酶活性及土壤养分对长期不同施肥处理的响应。结果发现,与对照相比,施肥处理下土壤转化酶活性显著提高了31.3%~131.7%,微生物生物量碳显著提高了84.9%~125.1%;在没有甲苯抑制微生物活性下,施肥处理的转化酶底物蔗糖转化速率增加量提高了89.5%~153.7%,脲酶底物尿素转化增加量提高了59.2%~98.9%,表明微生物显著影响两种累积酶表观酶活性;转化酶活性、脲酶活性与微生物生物量碳呈显著正相关。与对照处理相比,施肥处理显著增加了土壤有机碳(30.1%~36.3%)、全磷(28.6%~102.9%)、速效磷(62.2%~445.0%)、碱解氮(35.9%~56.4%)含量;统计分析显示,转化酶活性、脲酶活性均与碱解氮、有机碳含量显著正相关。与对照相比,各施肥处理土壤的转化酶米氏常数(Km)差异并不显著,而转化酶表观活性(Vmax)及转化系数(Vmax/Km)均显著增加。长期施肥处理增加了土壤养分含量和微生物生物量碳,提高了土壤中累积酶的活性。     

免耕对旱作燕麦田耕层土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响

2005～2008年,在内蒙古清水河县研究了免耕留低茬(NL)、免耕留高茬(NH)、免耕留低茬覆盖(NLS)、免耕留高茬覆盖(NHS)和常规耕作(T)5种耕作方式对旱坡地燕麦田耕层土壤微生物生物量碳、氮、磷的影响。结果表明:各处理土壤微生物生物量碳、氮、磷含量在不同年际间的变化趋势一致。土壤微生物生物量碳、氮含量均呈双峰曲线变化,其中,NHS和NLS处理土壤微生物生物量碳的峰值出现在拔节期和灌浆期,NH、NL和T处理的土壤微生物生物量碳的峰值出现在孕穗期和灌浆期,而土壤微生物生物量氮的峰值则出现在苗期和灌浆期。土壤微生物生物量磷呈单峰曲线变化,各处理的峰值均出现在灌浆期。不同年份间、不同生育期间,土壤微生物生物量碳、氮、磷含量的大小顺序为:NHS>NLS>NH>NL>T。其中,免耕各处理的燕麦产量相对常规耕作呈先降低后增加的趋势,以2008年为例,NHS、NLS、NH、NL燕麦产量分别较T增加了22%、17%、11%、5%。综上所述,免耕有利于提高土壤微生物生物量碳、氮、磷含量,而且可有效地增加作物产量,尤其是NHS和NLS处理比较明显。     

基于不同类型冷浸田的有机无机物料改良剂增产效应研究

基于田间试验,研究了福建主要类型冷浸田简易开沟下施用有机或无机改良剂对单季稻产量及土壤性状的影响。结果表明,青泥田上施用鸡粪、猪粪与菇渣的籽粒产量表现一定的增产趋势,而配合秸秆还田的水稻秸秆产量较CK增产40.7%,差异显著;锈水田施用生石灰或生石灰配施有机肥均不同程度提高了水稻籽粒产量,其中4500 kg hm-2生石灰+4500 kg hm-2有机肥处理的籽粒产量与秸秆产量分别较CK显著增产15.9%与14.8%;浅脚烂泥田施用干牛粪、油菜籽饼(配比1∶1)的有机复合改良剂7500 kg hm-2,籽粒产量提高19.3%,差异显著。不同改良剂增产主要是由于提高了水稻有效穗数。施用生石灰或生石灰配施有机肥不同程度地降低了锈水田土壤亚铁含量,而提高了土壤微生物量碳、氮含量;浅脚烂泥田施用改良剂后,除了3750 kg hm-2油菜籽饼处理外,大团聚体(>2 mm)比例呈下降趋势,而中团聚体(0.25~2 mm)与微团聚体(<0.25 mm)比例呈上升趋势。青泥田与锈水田施用改良剂还分别提高了籽粒磷、钾养分与籽粒氮、磷养分含量。针对冷浸田不同属性,配合开沟措施,选用畜禽有机肥、油菜籽饼、生石灰等有机无机改良剂以及组合施用可降低土壤还原性物质,提高活性有机碳含量,改良土壤结构,实现水稻增产。     

豫南紫云英水稻轮作区减施不同比例氮肥对水稻养分吸收和转运的影响

  【目的】  研究水稻–紫云英轮作体系中,翻压紫云英并减施氮肥对不同生育期水稻养分吸收、转运特征,以及对土壤养分状况的影响,为豫南稻区紫云英–水稻轮作模式氮肥的科学管理提供理论依据。  【方法】  长期定位试验位于河南信阳,始于2008年。试验设置不施肥对照(CK)、常规施肥(N100),以及种植并翻压紫云英条件下,氮肥为常规处理用量的100% (GN100)、80% (GN80)、60% (GN60)、40% (GN40),共6个处理。测定了水稻产量、关键生育期生物量、氮磷钾养分吸收量、土壤基础养分含量,分析了水稻养分吸收及土壤养分供应对水稻产量的影响。  【结果】  与N100处理相比,GN40、GN60、GN80和GN100处理水稻产量无显著差异,GN40和GN60处理氮肥农学效率分别增加213.41%和113.70%,GN40、GN60和GN80处理氮肥偏生产力分别增加162.17%、75.69%、34.39%。与N100处理相比,GN100和GN80处理抽穗期秸秆生物量分别增加17.22%和41.06%,成熟期秸秆生物量分别增加28.22%和20.92%。与N100处理相比,GN60、GN80和GN100处理成熟期稻谷氮吸收量分别增加31.34%、31.79%和20.13%,GN60、GN80成熟期稻谷磷吸收量分别增加14.23%和14.61%,GN80处理成熟期稻谷钾吸收量增加10.64%。与N100处理相比,GN60处理氮转运量增加12.54 kg/hm2;GN40、GN60和GN80处理磷转运量分别显著增加11.32、23.02和18.09 kg/hm2,磷转运率分别增加35.92、41.22和39.91个百分点,磷对稻谷转运贡献率分别增加39.36、74.60和57.93个百分点。与N100处理相比,GN40、GN60、GN80和GN100能充分满足水稻生长过程中对土壤无机氮需求;GN60、GN80处理分蘖期、拔节期和抽穗期土壤有效磷含量显著降低;GN40、GN60、GN80和GN100处理分蘖期、抽穗期和成熟期土壤速效钾含量显著降低。随机森林分析结果表明各生育期土壤有效磷含量和水稻分蘖期氮、磷、钾吸收量对水稻产量形成有较大的贡献。线性回归分析表明,分蘖期和抽穗期土壤养分含量以及各生育期地上部氮、磷、钾吸收量与稻谷产量呈显著正相关。  【结论】  在我国豫南紫云英–水稻轮作区,翻压紫云英配合氮肥减施40%,能够培育土壤碳、氮库,满足土壤氮素供应,促进水稻对磷、钾养分的吸收和积累,增加籽粒氮、磷、钾养分转运量,提高氮肥农学效率和偏生产力,实现水稻增产稳产。     

稻—油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CFM1)及有机肥替代40%化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外酶活性,应用多元回归分析探讨土壤性质对土壤胞外酶活性及多功能性的影响。结果表明:与CF处理相比,CFM1、CFM2处理的微生物量碳、氮和土壤呼吸在油菜季平均增加275.27%,41.90%和64.29%;而在水稻季平均增加115.06%,338.32%,60.87%。有机肥替代部分化肥也显著提高土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量,增幅为13.25%~95.48%。相比单施化肥,有机肥替代部分化肥显著增加油菜季土壤β—葡糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、N—乙酰—β—D—氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶等碳氮磷循环相关胞外酶活性,增幅为20.33%~140.31%;而在水稻季,只有木聚糖酶活性显著增加,增幅为133.63%~159.86%。油菜季土壤胞外酶活性变化的关键因子为土壤微生物量碳,而水稻季的则为土壤速效磷。相比不施肥和单施化肥,有机肥替代处理显著增加土壤多功能性,油菜季土壤多功能性的主要预测因子和调控因子主要是速效钾和速效氮含量,而水稻季的则为速效磷和微生物量氮。总之,有机肥替代部分化肥有利于土壤养分、土壤胞外酶活性和多功能性提高,是维持作物稳产和保持土壤生物健康的重要措施。     

东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面肥力变化特征及验证

研究东北典型县域稻田不同肥力土壤剖面特征,阐明东北典型县域高肥力土壤的特征及中、低肥力土壤的关键障碍因素,为进一步提升该区域稻田肥力和水稻产量提供科学依据。在黑龙江省方正县7个乡镇采集了9个稻田不同肥力土壤剖面样,测定了耕层和犁底层厚度、土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、硫离子(S2-)、锰离子(Mn2+)、阳离子交换量(CEC)、团聚体组分、微生物量碳/氮等指标,进行土壤综合肥力评价以及水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析,探究肥力差异的主控因子。结果表明,稻田不同肥力土壤剖面有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、CEC、Mn2+含量随剖面土层深度增加逐渐降低,且均表现为高肥力土壤>中肥力土壤>低肥力土壤。方正县高肥力土壤(产量大于10000 kg/hm²)耕作层厚,容重低,耕作层有机质含量丰富,全氮含量高,全磷含量中等,且犁底层有机质、全氮和碱解氮含量高。中肥力土壤(产量介于7500～10000 kg/hm²)耕作层有机质含量高,全氮含量中等,全磷含量低。低肥力土壤(产量介于5500～7500 kg/hm²)耕作层薄,土壤S2-含量高,其他养分含量均低于高肥力土壤。高、中、低肥力土壤有效磷和速效钾养分达到丰富水平。高肥力土壤与中肥力土壤耕作层有机质、全氮、碱解氮、微生物量碳、0.25～0.053 mm团聚体含量和Mn2+差异显著,中肥力土壤与低肥力土壤耕作层除全磷和阳离子交换量外,其他指标无显著差异。高、中、低肥力土壤耕作层和犁底层土壤综合肥力指数分别为0.70和0.83、0.42和0.49、0.21和0.26。水稻产量与各土壤肥力指标的逐步回归分析表明,有机碳和全磷对产量的影响最大,耕作层微生物量氮和pH以及犁底层有效磷和全钾对产量影响较小。耕作层土壤有机碳和全磷对产量的影响最大,中、低肥力土壤有机碳和全磷养分供应不充足,全氮和碱解氮含量中等,低肥力土壤耕作层薄,因此,中、低肥力土壤建议采用增施有机肥和磷肥等措施,同时加强改良和培肥管理,以实现高肥力土壤的产量目标。     

基于最小数据集的南方地区冷浸田土壤质量评价

调查分析了我国南方地区7个省份冷浸田土壤理化性状和生物学性状,筛选冷浸田土壤质量评价指标,建立土壤质量评价最小数据集。结果表明:冷浸田土壤有机质、全氮、C/N、有效磷与非冷浸田差异显著,分别较非冷浸田高出26.1%、11.2%、12.3%,低84.6%。冷浸田土壤含水量、有效铁、有效锰、有效锌、Fe~(2+)、Mn~(2+)、还原性物质总量含量分别较非冷浸田显著高出37.6%、91.5%、108.1%、17.0%、349.5%、143.1%、217.9%;冷浸田土壤微生物生物量碳、酸性磷酸酶活性均显著低于非冷浸田,而过氧化氢酶活性显著高于非冷浸田,蔗糖酶活性与非冷浸田相比无显著差异。冷浸田土壤线虫数量为301.9条100 g干土~(-1),显著低于非冷浸田;采用配对样本t检验和主成分分析方法,结果表明冷浸田土壤质量评价的最小数据集为pH、全氮、有效锰、Fe~(2+)、C/N、线虫数量6个指标,冷浸田土壤质量指数显著低于非冷浸田。研究结果对冷浸田土壤质量评价、土壤改良具有重要意义。     

添加莠去津的土壤中微生物生物量碳、氮、磷对外源有机无机物质的动态响应

研究了添加有机、无机营养物质对外加除草剂莠去津土壤(每1g土中含莠去津10mg/)中微生物生物量碳、氮和磷的动态变化过程。研究结果表明,在整个培养过程中,仅加莠去津的土壤中微生物生物量碳、氮、磷的含量均显著降低,与对照相比,分别平均降低了13.5%,10.1%,20.0%。但是,施用有机、无机营养物质的处理,土壤微生物生物量碳、氮、磷的含量均显著增加。不同处理对微生物生物量碳、氮的含量影响程度依次为:腐熟猪粪>紫云英>水稻秸秆腐熟猪粪>N、P肥配施>单施N肥>单施P肥。而对微生物生物量磷含量的影响则为:腐熟猪粪>N、P肥配施>紫云英>单施N肥>单施P肥>水稻秸秆。     

菌剂配施有机肥下植物-土壤-微生物生态化学计量特征及内稳性——以内蒙矿区排土场中药复垦模式为例

生态化学计量学是研究生态系统与多重化学元素平衡的有效方法,明确不同施肥制度对植物—土壤—微生物连续体碳、氮、磷含量及其生态化学计量比的影响,可为揭示生态系统养分循环、实现矿山复垦农业系统元素平衡及可持续发展提供参考依据。以武家塔露天煤矿排土场复垦地为研究对象,设置微生物菌剂配施不同有机肥(A1B0、A2B0、A3B0、A1B1、A2B1、A3B1) 6个施肥处理,结合苦参的种植,研究其植物—土壤—微生物碳氮磷特征及内稳性。结果表明：(1)与单施有机肥相比,有机肥配施微生物菌剂对茎叶磷、土壤碳氮磷和微生物量氮影响显著(p<0.05),但对根系养分影响不显著。其中,微生物菌剂与A1有机肥配施下对土壤全磷影响最大,增加90.06%;与A2有机肥配施下,对土壤有机碳和生物量氮影响最大,分别增加104.60%和71.95%;与A3有机肥配施下,对茎叶全磷和土壤全氮影响显著,茎叶全磷减少183.96%,土壤全氮增加29.14%。(2)施肥处理下,相比于茎叶和微生物,苦参根系内稳性较弱,对于外源养分的输入比较敏感。(3)施肥处理下,植物根系养分与土壤及土壤微生物之间相关性较强,因此可通过根系敏...     

双季玉米种植下长期施肥改变红壤氮磷活化能力

为了系统研究南方丘陵区红壤氮磷养分活化程度对长期施肥和玉米连作模式的响应规律,研究选取江西进贤红壤旱地双季玉米长期试验的不施肥(CK)、氮肥(N)、磷肥(P)、氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、2倍氮磷钾配施(HNPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)等处理,分析其27a内(1986—2013年)土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷和氮磷活化度的时间序列变化,并研究了土壤氮磷的增加速率以及土壤有机碳与氮磷活化度的相互关系。结果表明,各处理对氮磷活化度的提升效果存在明显差异。试验27a间,施氮处理对氮活化度的提升效果在60.25%~105.35%之间,以NPK处理为最高,HNPK和NPKOM次之;施磷处理对磷活化度的提升效果在2.29~15.40倍之间,以NPKOM处理为最高,HNPK和P处理次之。NPKOM处理对碱解氮和速效磷的提升作用在所有处理中均为最高。施肥处理提升氮磷活化度的主要原因是提升了碱解氮和有效磷。与试验前相比,连续27a施肥后,NPKOM处理的土壤全氮和全磷仅增加了25.02%和145.16%,而碱解氮和全磷则分别增加了131.46%和38.39倍,导致氮磷活化度分别增加了85.14%和15.40倍。土壤氮活化度与土壤有机碳不存在线性关系,而磷活化度则表现出随土壤有机碳含量增加而逐渐增加的趋势,且土壤有机碳含量与磷素活化度呈显著的正相关关系(R~2=0.264 1,P0.05)。因此,在红壤旱地双季玉米种植模式中,有机无机肥配施是提升土壤氮磷养分含量和氮磷活化度的重要措施,磷的活化程度明显高于氮,但速效氮磷养分的大幅增加也可能导致环境风险。     

有机物料对沙蒿生物炭改良沙土中有效养分的增效作用

研究有机物料对沙蒿生物炭改良沙土有效养分的影响,为沙蒿生物炭改良瘠薄沙土提供依据。采用无植物室外培养模拟试验,研究单独添加生物炭、生物炭与有机物料混合对沙土有效养分含量、pH和微生物生物量碳、氮含量的影响。结果表明:不同有机物料均能够提高沙土的pH(沙蒿粉除外)、有效养分和微生物生物量碳、氮含量,有机物料与生物炭混合施用对沙土的有效磷、速效钾和微生物生物量碳、氮起到了增效作用,较二者单独施用的累加效果分别高出7.1%~23.1%、4.1%~10.9%、6.2%~11.8%和12.5%~22.6%。pH和微生物生物量碳、氮含量影响着沙土的有效养分含量,与其呈显著或极显著正相关关系。因此,沙蒿生物炭改良沙土过程中施入有机物料对有效养分的提高可起到增效的作用,这可能与有机物料和生物炭混合施用能够提高沙土中微生物数量和活性有关。