炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响

为研究炭基肥添加对蜜柚果园酸性土壤pH和交换性能的影响,设不添加肥料空白(CK)、只添加尿素(N)、水稻秸秆炭基肥(rice straw biochar-based fertilizer,BR)和竹屑炭基肥(bamboo biochar-based fertilizer,BB)各4个用量梯度(2.5,5,10,20 g/kg)且配施尿素处理,开展60天室内培养试验。结果表明:随着培养进行,BR和BB处理土壤pH均先升高后降低,交换性酸和交换性盐基离子含量呈上升趋势。培养60天时,随着BR和BB施用量增加,对提升土壤pH、CEC及盐基饱和度,降低交换性酸、交换性铝等效果越明显,且BR效果优于BB。与N处理相比,BR和BB使土壤pH分别提升0.24~3.43和0.21~3.40个单位,交换性酸分别降低45.55%~97.25%和34.01%~96.70%,[JP]交换性铝分别降低46.95%~99.75%和38.99%~99.00%,CEC分别提升7.02%~170.74%和6.52%~134.90%,盐基饱和度分别增加29.40%~51.61%和32.08%~53.90%。施用炭基肥可以提高蜜柚果园酸性土壤pH,减少土壤交换性酸,大幅度降低交换性铝含量,同时提升土壤CEC和盐基饱和度。蜜柚果园土壤酸化治理炭基肥适宜用量为2.5~5.0 g/kg,水稻秸秆炭基肥效果优于竹屑炭基肥。研究结果为蜜柚果园酸化土壤治理提供科学依据。     

酸沉降影响下近20年来衡山土壤酸化研究

对不同时期采自衡山东坡垂直带谱上6个典型土壤剖面Ah层和AB层的样品分析,土壤酸化指标研究结果表明,近2 0年来,由于酸沉降的影响,由花岗岩风化物发育的各类土壤,都有不同程度的酸化,表现在pH值下降,交换性酸,尤其是交换性Al3 增加,交换性盐基总量减少,盐基饱和度下降,特别是土壤酸缓冲性能和土壤酸害容量降低。相比之下,山顶的常湿淋溶土和山麓的湿润富铁土酸化更明显,而山体中部的常湿富铁土酸化进程较慢,山体上部的常湿雏形土酸化进程更慢,表明土壤酸化除了与土壤酸沉降量有关外,还与土壤类型有关     

硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸度的改良作用

为明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,采用连续4a的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥处理为对照(CK),分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875kg·hm~(-2)硅钙钾镁肥对稻田土壤剖面pH、电导率(EC)、交换性酸、交换性盐基离子、酸碱缓冲容量和碱产生量的影响。结果表明:农民习惯施肥降低了0～30 cm土壤pH,导致土壤酸化,酸化率为2.88kmol·hm~(-2)·a~(-1);与之相反,硅钙钾镁肥能显著提高土壤pH,较CK处理在0～15 cm和15～30 cm分别提高了1.22～1.58和0.35～0.64个pH单位,并产生大量碱,在0～30 cm达到了9.93～13.82 kmol·hm~(-2)·a~(-1),其中0～15 cm占80%。与CK处理相比,硅钙钾镁肥能显著增加0～30 cm土壤EC、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度及0～15 cm交换性K+,减少0～30 cm交换性酸,特别是交换性Al3+。土壤交换性酸消耗量中硅钙钾镁肥释放的交换性盐基和相应碱贡献了104.3%,是交换性酸减少的主要途径。总之,多次大量施用硅钙钾镁肥在显著提高0～30 cm交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)和0～15 cm交换性K+含量的同时,有效改良了表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)稻田土壤酸性,用量越大,效果越明显,释放的Ca~(2+)、Mg~(2+)盐基离子和碱是土壤酸化阻控的主要作用机制。     

保护地土壤酸度特征及酸化机制研究

在辽宁省沈阳市于洪地区采集保护地及其相邻露地旱田土壤样品,测定土壤交换性酸、交换性盐基离子组成和土壤pH,研究保护地土壤酸化特征以及土壤pH与潜性酸、交换性盐基的关系。结果表明:（1）建成保护地栽培蔬菜后,保护地土壤酸化趋势明显,土壤交换性酸(交换性H⁺和Al³⁺)呈上升的趋势,土壤pH随着交换性酸的增多而降低;Al³⁺在交换性酸中所占比例随交换性酸总量增加而增大,随有机质含量增加而减小;H+在交换性酸中所占比例则呈相反的变化趋势。（2）保护地各土层土壤交换性盐基总量较露地相应层次土壤均有所增加,其中交换性Mg²⁺、K⁺、Na⁺含量均高于露地,而交换性Ca²⁺含量变化不明显;保护地各土层土壤交换性Mg²⁺、K⁺、Na⁺饱和度较露地相应层次土壤均有所增加,但盐基饱和度、交换性Ca²⁺饱和度下降明显。（3）土壤pH与交换性酸、非交换性酸含量呈极显著负相关,而与盐基饱和度呈极显著正相关,且主要受占优势的交换性Ca²⁺制约。     

电渗析与酸淋洗模拟紫色土酸化的效果比较

为了比较电渗析与酸淋洗试验模拟紫色土酸化的效果,在重庆地区采集了不同pH(5.00和7.06)的2个紫色土,分别进行不同天数(1,2,5,7,10天)的电渗析和酸淋洗试验处理,并分析了试验处理前后土壤的酸度特征和交换性盐基成分含量变化。结果表明,在整个10天的淋溶处理过程中,2种紫色土的pH均无显著变化,说明紫色土具有一定的酸缓冲能力,短期的酸雨淋溶不能实现紫色土的严重酸化。而采用电渗析处理10天后,中性紫色土和酸性紫色土的pH分别降低3.4和1.1个单位。在整个电渗析处理过程中,土壤的交换性酸含量显著升高,盐基离子大量淋失。电渗析可以实现对紫色土的快速酸化处理。2种紫色土中,电渗析处理后中性紫色土的酸化程度大于酸性紫色土。这是由于中性紫色土的表面负电荷量更高,导致更多致酸离子吸附在土壤胶体表面,最终造成中性紫色土的酸化程度更加严重。因此,电渗析处理比酸雨淋溶处理对紫色土酸化效果更好,且可用于紫色土的酸化机理研究。进一步结合2种方法的技术可操作性,认为电渗析法是研究紫色土酸化问题的一种有效技术手段。     

不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响

自连续13a在同一地块以不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地,分层采集沟灌、滴灌、渗灌3个处理0～60cm土层土壤样品,研究灌溉方式对土壤酸化特征的影响。结果表明,3种灌溉处理土壤活性酸度和交换性酸含量均随着土层加深而降低,各处理间土壤活性酸度在0～40cm土层差异明显,总体为沟灌>渗灌>滴灌;土壤交换性酸差异出现在0～30cm土层,为渗灌>沟灌>滴灌;土壤交换性Al3+随土层加深呈先增加后降低的变化趋势,且以滴灌含量最低。各处理土壤盐基饱和度(BS)随土层加深而增加,在0～30cm土层为滴灌>渗灌>沟灌。土壤pH与交换性酸、硝态氮含量呈极显著负相关,与盐基饱和度、特别是Ca2+饱和度呈极显著正相关;Al3+占交换性酸比例与有机质含量呈极显著负相关。总之,保护地土壤酸化与硝态氮含量、盐基饱和度、有机质含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更利于抑制土壤酸化。     

积盐对设施栽培土壤酸度及酸组成的影响

[目的]探讨盐渍化对土壤酸度的可能影响,为了解设施栽培土壤的酸化过程提供依据。[方法]采集了不同酸化特征的设施栽培土壤、露天栽培土壤和自然酸性土壤等3类表层土壤和剖面分层土壤样品,通过化学分析和室内添加肥料盐及土壤洗盐模拟试验,比较研究设施栽培土壤、露天栽培土壤与自然酸性土壤中活性酸、潜性酸、盐基饱和度之间关系差异及其受土壤盐分积累的影响。[结果]与自然酸性土壤相比,设施栽培土壤的酸是人为输入式,其酸化主要发生在表层,土壤剖面呈自上而下下降。在相同交换性酸水平的条件下,设施栽培土壤的pH值最低,其次为露天栽培土壤,而自然酸性土壤的pH值相对较高。在相同土壤pH值的情况下,自然酸性土壤的盐基饱和度明显低于设施栽培土壤和露天栽培土壤,而设施栽培土壤的盐基饱和度高于露天栽培土壤;设施栽培土壤的交换性酸中活性酸组成比例高于自然酸性土壤。增加中盐的积累可显著降低设施栽培土壤pH值;设施栽培土壤的盐分淋洗过程在降低土壤盐分的同时也降低了土壤的活性酸(提高了土壤的pH值)。[结论]盐分的积累增强了设施栽培土壤中潜性酸向活性酸的转化,高量施用化肥不仅可直接通过酸性物质的输入促进土壤pH值的下降,同时由此引起的盐分也可在一定程度上进一步降低土壤的pH值。     

模拟酸雨淋溶下不同母质发育雏形土矿物风化中的盐基离子与硅计量关系

土壤矿物风化过程中释放的盐基离子(BC)与硅(Si)的比值(BC︰Si)是定量评估土壤矿物风化对土壤酸化过程缓冲作用的基础,是准确估算当前环境下土壤酸化速率的依据。本研究以云母片岩、片麻岩和安山岩3种母质发育的湿润雏形土为研究对象,测定了其土壤物理、化学和矿物学性质。通过洗脱实验除去土壤交换性盐基以消除土壤胶体吸附的交换性盐基离子对矿物风化计量关系的影响,再利用模拟酸雨淋溶实验,采用Batch方法获取3种不同母质发育土壤的盐基离子和硅的释放量,进一步估算BC︰Si值。结果表明,由于母岩不同,土壤黏粒、pH、有机质、交换性盐基(K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺)、阳离子交换量(CEC)和土壤矿物含量存在差异。在模拟酸雨淋溶实验条件下,未洗脱盐基土壤的BC︰Si值为洗脱盐基土壤的3倍以上,因此只有洗脱土壤交换性盐基才能获得来自风化过程的BC︰Si值。同一母质发育土壤的腐殖质表层(Ah)BC︰Si最小,母质层(C)最大。不同母质发育土壤的BC︰Si值表现为：片麻岩>云母片岩>安山岩,土壤中斜长...     

酸性紫色土的阳离子交换特征及其对酸缓冲容量的影响

明确酸性紫色土的交换性阳离子组成特征及其对土壤后续酸化进程的影响有助于评估紫色土的潜在酸化风险。为此,在重庆市合川区采集了38个酸性紫色土,进行了理化性质分析与酸缓冲容量测定,探讨了阳离子交换特征对土壤酸缓冲容量的影响。结果表明:部分紫色土的酸化程度较为严重,但酸性紫色土仍具有较高的交换性盐基阳离子含量和阳离子交换量(CEC)。紫色土的交换性Ca~(2+)和交换性Mg~(2+)含量分别为红壤的5.9倍和3.9倍。紫色土CEC也显著高于红壤和砖红壤。丰富的黏土矿物组成,尤其是较高的蒙脱石含量,是紫色土具有较高盐基阳离子含量和高CEC的主要原因。酸性紫色土的酸缓冲容量大小为3.18～25.6mmol·kg~(–1)·pH~(–1)。酸缓冲容量与交换性盐基总量和CEC间均呈极显著的正相关性。较高的盐基阳离子含量和CEC有助于增加紫色土的酸缓冲容量,减缓土壤的酸化速度。因此,尽管部分紫色土酸化较为严重,但受成土母质和发育程度的影响,丰富的盐基阳离子含量能对进入土壤中的酸进行缓冲,减缓紫色土酸化速度。这是紫色土相对于其他地带性酸性土壤所具有的独特酸化特征。     

秸秆及生物质炭对砖红壤酸度及交换性能的影响

为合理运用秸秆材料改良热带地区砖红壤,采用室内培养试验研究了玉米秸秆及其制备的生物质炭对海南花岗岩母质发育的砖红壤的酸度和交换性能的影响。试验设单施生物质炭(B)、生物质炭和秸秆混合施用(BCS)、单施秸秆(CS)及对照(CK)共4个处理。结果表明,添加生物质炭和秸秆显著提高土壤p H、CEC、交换性盐基总量和盐基饱和度。秸秆和生物质炭可降低土壤交换性酸,尤其是交换性酸中交换性铝含量更是显著降低,表明生物碳和秸秆施用能够有效降低砖红壤酸度,提高交换性能。不同处理改良效果的大小顺序为CSBCSB。     

外源硫在草甸草原黑钙土中的转化

  目的  探讨元素硫添加后在草甸草原黑钙土中的氧化速率,明确土壤无机S组分的变化特征。  方法  依托内蒙古额尔古纳草甸草原硫磺添加试验平台,测定了元素S添加量（0、1、2、4、6、8、10 t hm?2）1年后的表观氧化速率及表层土壤（0 ~ 10 cm）各无机硫组分的变化。  结果  研究表明,对照中的土壤全硫含量为627.5 mg kg?1,其中无机硫和有机硫分别占2.4%和97.6%。硫添加处理的表土全硫含量分别比对照增加646.5 ~ 5182.5 mg kg?1,总无机硫分别比对照增加169.4 ~ 887.9 mg kg?1;硫添加处理中,表土中未氧化的元素硫分别为473.9 ~ 4264.0 mg kg?1,元素硫的表观氧化速率分别为173.5 ~ 271.3 g kg?1 a?1。在增加的表土总无机硫中,85.0% ~ 91.9%为（CaCl₂浸提）,7.8% ~ 17.1%为吸附性硫（ Ca(H₂PO₄)₂浸提）,0.8% ~ 1.6%为难溶性硫（HCl浸提）。土壤无机硫组分与土壤pH呈显著负相关,与土壤电导率呈显著正相关。  结论  外源添加的元素硫主要氧化为植物可利用态的易溶性硫 和吸附性硫,而氧化为难溶性硫的比例很低。     

不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度和土壤pH缓冲容量的影响

  目的  明确不同产地油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良和土壤pH缓冲容量的提升效果。  方法  将不同添加量的油菜秸秆炭分别与两种酸性红壤混合,然后进行室内培养试验,测定培养实验前后土壤pH、pH缓冲容量、土壤交换性盐基离子和土壤交换性酸。  结果  添加油菜秸秆炭显著提高了土壤的pH、pH缓冲容量、交换性盐基离子含量,显著降低了土壤交换性酸含量。说明添加油菜秸秆炭不仅可以改良红壤酸度,还能提高红壤的抗酸化能力,因而可以减缓土壤的复酸化。生长在碱性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤酸度的改良效果和对土壤pH缓冲容量的提升效果均优于生长在酸性土壤上的油菜秸秆制备的生物质炭,在5%添加水平下,前者使湖南红壤pH相比对照提高37.4%,后者使该土壤的pH提高22.4%;相应地,2种生物质炭分别使该土壤的pH缓冲容量分别提高41.4%和37.3%。2种油菜秸秆炭对红壤pH和pH缓冲容量的提升效果与其碱含量和表面官能团多少相一致。  结论  碱性土壤上生长的油菜秸秆制备的生物质炭对红壤具有更好的改良效果。     

减施配方控释肥调控土壤理化性状与稳定夏玉米产量

  目的  减施配方控释肥能够有效提高土壤氮素水平、降低投入,还可以减轻环境污染。因此,研究减施配方控释肥提高氮肥利用效率,稳定夏玉米产量具有重要意义。  方法  设置不施氮肥(N0)、100% 普通尿素(FP)、80%普通尿素(LFP)、100% 配方控释肥(CRF)及80%配方控释肥(LCRF)5个处理,探讨减量配施控释氮肥对土壤铵态氮、硝态氮、土壤酶活性及产量的影响。  结果  与普通尿素处理相比,混合施用普通尿素和控释氮肥既能满足夏玉米生育前期的养分需求,又能显著提高夏玉米生育后期土壤中铵态氮(14.0%)和硝态氮(32.8%)含量,显著提高土壤中硝酸还原酶和脲酶活性。在拔节期、开花期和成熟期,CRF处理中土壤硝酸还原酶活性较FP分别增加72.9%、40.9%和58.8%,土壤脲酶活性较FP处理分别增加24.6%、95.9%和29.2%,进而增加成熟期夏玉米根系和地上部干物质积累。在此基础上,减施20%配方控释肥处理仍能保持夏玉米生育后期土壤中氮素水平,LCRF处理中成熟期土壤铵态氮及硝态氮含量较FP处理分别增加8.8%和13.9%,也能维持较高的土壤中硝酸还原酶和脲酶活性。LCRF处理中玉米各生育时期内的土壤硝酸还原酶及脲酶活性均高于FP处理,满足玉米生长发育的要求,且根系及地上部干物质积累与产量较100% 配方控释肥无显著降低,肥料利用率则显著提高。  结论  配方控释肥不仅能实现一次性施肥满足夏玉米整个生长季的氮肥需求,还能有效地提高氮肥利用效率,从而实现夏玉米减肥高效生产。     

不同量化肥与有机肥配施对设施番茄栽培土壤硝化潜势和pH的影响

【目的】利用9年设施番茄定位试验,研究施氮量以及有机无机肥配施对土壤硝化潜势和pH的影响,为提高设施土壤供氮能力和减缓设施土壤酸化的施肥管理提供理论依据。【方法】设施番茄栽培定位施肥田间试验位于辽宁沈阳,始于2013年,每年种植一季番茄。设置施用尿素N 0、187.5、375.0、562.5 kg/hm² 4个水平(N0、N1、N2、N3),在每个氮水平下又设置施有机肥75000 kg/hm²处理(MN0、MN1、MN2、MN3),共8个处理。2021年,于番茄第一穗果膨大期(S1)、第二穗果膨大期(S2)、收获期(S3)和休耕期(S4),采集0—10和10—20 cm土层土壤样品,测定土壤硝化潜势(NP)、pH、铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量,以及休耕期土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量,计算矿质氮(N_min)占TN的比例(N_min/TN)。【结果】化学氮肥施用量、施用有机肥及二者交互作...     

鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量和交换性盐基离子分布特征

  目的  探究广东阳春鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的空间分布特征,了解该区域森林土壤的保肥能力及其影响因子。  方法  以鹅凰嶂山地雨林内不同位置、不同土层土壤作为研究对象,分析土壤阳离子交换量和交换性盐基离子空间分布格局、剖面垂直分布规律。  结果  鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量5.46 ± 0.97 cmol(+) kg?1,交换性阳离子呈现明显表聚现象;土壤交换性盐基总量在表层土（0 ~ 10 cm）中呈现阴坡 > 阳坡、下坡位 > 中坡位 > 上坡位的规律,土壤盐基离子含量基本呈现K+ > Mg2+ > Ca2+ > Na+的趋势,且Ca2+/Mg2+ < 1.6;土壤阳离子交换量、交换性盐基总量与土壤总有机碳含量呈极显著正相关。  结论  鹅凰嶂山地雨林土壤的保肥能力较差,且存在生理性缺钙的风险,阳坡尤为明显;同时存在土壤有机质稳定性不高导致阳离子交换量下降的潜在风险。     

水稻秸秆添加对不同种稻年限黑土CH4排放特征的影响

  目的  评估水稻秸秆添加对东北地区不同种稻年限黑土CH₄的排放的影响,以期为黑土水稻田秸秆还田提供理论依据。  方法  不同种稻年限（0、12、35、62和85 a）黑土,分别设不添加（CK）和添加1%水稻秸秆（S）处理,进行淹水培养试验（培养温度为20 ℃,淹水层为1 cm）,测定土壤CH₄排放通量及累积排放量,比较不同种稻年限土壤对水稻秸秆添加响应的差异。  结果  在淹水培养期间（150 d）,添加水稻秸秆处理各种稻年限土壤CH₄排放通量（0.00 ~ 3.33 mg kg?1 d?1）显著（P > 0.05）高于未添加秸秆处理（0.00 ~ 0.13 mg kg?1 d?1）,未添加和添加水稻秸秆处理土壤CH₄排放主要集中于淹水培养的前80 d和60 d。未添加水稻秸秆处理土壤CH₄累积排放量为0.04 ~ 4.45 mg kg?1,不同年限稻田土壤CH₄累积排放量差异不显著（P > 0.05）。添加水稻秸秆处理土壤CH₄累积排放量为29.64 ~ 91.08 mg kg?1,显著高于未添加水稻秸秆处理（P < 0.05）,且12 a和35 a土壤CH₄累积排放量显著高于0 a、62 a和85 a（P < 0.05）。未添加和添加水稻秸秆处理土壤CH₄累积排放量与土壤有机碳、可溶性有机碳氮和铵态氮含量呈显著正相关（P < 0.01）。添加水稻秸秆处理土壤CH₄累积排放量还与土壤β-葡萄糖苷酶活性呈显著负相关（P < 0.05）,土壤CH₄累积排放量增量也与土壤有机碳含量也呈显著线性正相关（P < 0.01）。水稻秸秆添加后土壤可溶性有机氮含量是影响土壤CH₄排放的直接因素,土壤可溶性有机碳和铵态氮含量及β-葡萄糖苷酶活性是影响土壤CH₄排放的间接因素。  结论  水稻秸秆添加显著促进了黑土不同种稻年限土壤CH₄排放,种稻年限越长,水稻秸秆添加后土壤CH₄排放量越少。本试验条件下,黑土种稻年限大于35年时,水稻秸秆还田带来的土壤CH₄排放量相对较小。     

贵州烟田土壤pH、交换性钙镁和CaCO3含量分布特征及其相互关系

【目的】明确贵州烟田土壤pH、交换性钙(Ca²⁺)、交换性镁(Mg²⁺)和碳酸钙(CaCO₃)的含量分布特征及其相互关系,指导土壤酸碱调节及钙镁肥料施用。【方法】采集贵州全省烟区500个典型烟田耕层(0～20 cm)土样,采用经典方法测定土壤p H、Ca²⁺、Mg²⁺和CaCO₃含量,利用SPSS比较不同成土母质、土壤类型和区域之间pH、Ca²⁺、Mg²⁺和CaCO₃的含量差异,定量分析pH与Ca²⁺、Mg²⁺和CaCO₃之间的关系。【结果】土壤pH、Ca²⁺和Mg²⁺含量偏低的烟田分别占20.0%、18.2%和56.4%,偏高的烟田分别占37.0%、55.8%和29.6%。CaCO₃低于10 g kg^-1 烟田占88.4%。不同成土母质、...     

长期玉米连作下不同产量水平0—100 cm土层黑土与淡黑钙土理化性状差异

  【目的】  比较长期玉米连作条件下,0—100 cm土层黑土和淡黑钙土土壤物理和化学性状的差异,分析影响产量的主导因素,为黑土地保护与利用提供理论指导。  【方法】  在吉林省中部黑土区和西部淡黑钙土区,各选取玉米连作种植年限超过15年的代表性地块18个,在每个地块采集深度为0—10、10—20、20—30、30—50、50—70和70—100 cm的土壤样品,并进行土壤理化性状分析。按照高、中、低3个产量水平将土壤样品划分为3组,综合比较黑土和淡黑钙土不同产量水平0—100 cm土层土壤理化性状的差异。  【结果】  中部黑土0—100 cm土壤肥力指标均高于西部淡黑钙土,其0—100 cm土层土壤氮、磷、钾素储量分别为12.3、4.8、175.1 t/hm2,分别比西部淡黑钙土高2.4%、13.3%、43.5%。黑土和淡黑钙土20—100 cm土层有机质和全氮含量均以高产田最高;高产田与中产田耕层 (0—20 cm) 土壤全量和速效氮、磷、钾含量均明显高于下层 (20—100 cm)。中部黑土20—30 cm存在一个较明显的保水保肥层,30 cm以下土层的土壤理化性状与产量多呈显著相关,0—100 cm土层土壤pH为5.15～7.07,高产田土壤固、液、气三相比例更理想,0—100 cm各土层广义土壤结构指数 (GSSI) 的高低表现为高产田 > 中产田 > 低产田,高产田土壤含水量高于其他两个产量水平,高产田与中产田0—100 cm各土层土壤全磷含量较为接近,二者耕层速效钾含量明显高于低产田。西部淡黑钙土无明显的保水保肥层,20—30 cm土层的理化指标与产量密切相关,0—100 cm土层土壤pH为6.61～8.31,高产田70—100 cm土层硝态氮累积量仅占0—100 cm土体总量的5.2%,而中、低产田该比例分别为22.3%和22.7%,硝态氮下移趋势明显。黑土与淡黑钙土区0—20 cm土壤均呈现酸化趋势,尤其是黑土区低产田表层土壤酸化现象明显。  【结论】  中部黑土区30—50 cm土层土壤理化指标对产量影响较大,高产田20 cm以下土层养分持续供应能力是其实现稳定高产的重要保证。西部淡黑钙土区20—30 cm土层理化指标对产量影响较大,土壤结构是影响产量的核心指标,持续土壤培肥是实现高产的重要措施。     

有机肥和缓控肥替代部分化肥降低双季稻田综合净温室效应

  【目的】  秸秆还田是我国水稻生产中的常规土壤培肥措施，在此背景下，进一步研究有机肥和包膜尿素替代部分普通尿素，以及施用硅肥和微量元素对土壤固碳效应和温室气体排放的影响及机理，为实现稻田“固碳减排”提供依据。  【方法】  江西高安县的双季稻田间定位试验始于2013年。在秸秆全部还田、早稻施N165 kg/hm2和晚稻施N 195 kg/hm2条件下，设置4个氮素处理: 100%普通尿素氮 (CK)；用20%有机肥氮替代普通尿素氮 (N1)；在N1基础上增加Si、Zn和S肥 (N2)；在N2基础上用30%的包膜尿素氮替代普通尿素氮 (N3)。于收获期测定作物产量和地上部生物量，2016年测定了早稻和晚稻生育期温室气体 (CO₂、N₂O和CH₄) 排放量。  【结果】  与早稻季相比，晚稻季温室气体排放总量较高，其中晚稻季CH₄排放量是早稻季的4倍 (P < 0.05)，生态系统呼吸增加了7.5%～9.3% (P > 0.05)。同一季节4个处理间生态系统呼吸没有显著差异；N₂O排放量以CK 最高，其中早稻季CK处理比N1、N2和N3处理分别增加31.7%、27.2%和43.7%，晚稻季分别增加20.0%、31.5%和40.6% (P < 0.05)；与CK处理相比，有机肥替代处理显著增加了CH₄的排放量，其中早稻季N1、N2和N3处理分别增加了13.1%、13.9%和21.4%，晚稻季分别增加了19.4%、12.7%和13.7% (P < 0.05)。利用地上部生物量估计当季/年尺度土壤固碳效应，晚稻季有机肥处理 (N1、N2和N3) 与CK相比增加显著 (P < 0.05)；2016年早稻产量比晚稻提高30%，所以早稻季综合净温室效应是负值 (碳汇)，而晚稻季是正值 (碳源)，全年总计为碳源，这表明稻田产生温室效应。与CK处理相比，有机肥和包膜尿素配施处理 (N3) 显著降低了全年综合净温室效应。  【结论】  连续4年的田间试验结果表明，在秸秆还田基础上，用有机肥部分替代普通尿素可显著增加CH₄排放，但又显著降低N₂O排放且增加土壤固碳效应。综合考虑，有机肥投入会显著降低双季稻田综合净温室效应。使用包膜尿素替代部分普通尿素可有效降低施用有机肥产生的CH₄排放，且通过提高产量进一步降低双季稻生产系统的综合净温室效应。而施用中、微量元素肥料对综合净温室效应没有显著正效应。由于晚稻的温室气体排放量高于早稻，因此，通过优化施肥技术提高早稻产量是降低双季稻年度温室气体排放的有效措施。     

不同形态氮添加对毛竹林土壤N2O排放的影响

  【目的】  氧化亚氮(N₂O)排放是亚热带地区氮损失的主要途径,我们研究了不同形态含氮化合物对土壤N₂O排放的影响。  【方法】  以毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤为研究对象进行了室内培养试验。设置土壤中添加KNO₃、NH₄NO₃、NH₄Cl、KCl处理,以去离子水作为对照(CK),在25oC黑暗条件下培养。在培养0.5 h,1、3、5、7、14、28、60天,测定土壤N₂O排放速率,铵态氮(NH₄+-N)、硝态氮(NO₃?-N)、可溶性有机碳(DOC)和水溶性氮(WSN)含量,采用荧光定量PCR技术测定了土壤氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)、nirS、nirK、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。  【结果】  培养第60天,氮添加与KCl添加处理均显著增加了土壤DOC含量,NH₄NO₃、NH₄Cl处理显著增加了WSN含量,但显著降低了土壤pH。氮添加及KCl添加处理均增加了土壤AOA、AOB、nirK基因丰度,降低了nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度。氮添加处理N₂O排放速率均在培养第14天达到峰值,且相较于CK处理均增加了N₂O累积排放量,KNO₃、NH₄NO₃、NH₄Cl和KCl处理累积排放量的增幅分别为524.3%、771.1%、652.7%、98.6%。N₂O排放速率与NO₃?、WSN、nirK基因丰度呈显著正相关,而与pH、nosZⅠ、nosZⅡ基因丰度呈显著负相关。  【结论】  铵态氮添加能显著促进毛竹林土壤N₂O的排放,其效果高于硝态氮,NH₄NO₃作为混合氮,外源性NH₄+-N、NO₃?-N同时输入对土壤N₂O排放的促进作用比单独添加NH₄+-N、NO₃?-N更显著,但并未出现叠加效应。