基于主成分分析和聚类分析果园土壤养分综合评价

【目的】对新疆叶城县果园土壤养分进行综合评价,为区域土壤养分管理和施肥决策提供参考。【方法】基于新疆叶城县果园 782 份土壤样本数据:有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾5个养分指标,通过SPSS运行主成分分析得出3个主成分,计算各个样点各主成分的得分以及土壤养分综合得分,SPSS运行K-均值聚类过程将土壤养分综合得分分类,依据土壤养分综合评价得分分类结果查找样点对应的乡级分布。【结果】土壤养分综合得分划分极高、高、中、低四类得分区,样本数所占比率分别为2.69%、20.46%、41.94%、34.91%,中及低类得分区样本数比率达76.85%;极高养分主要分布在萨依巴格乡;高养分主要分布在萨依巴格乡、吐古其乡、依提木孔乡和乌夏克巴什乡;中等养分含量主要分布在萨依巴格乡、加依提勒克乡、依提木孔乡、江格勒斯粮种场和恰尔巴格乡;低养分主要分布在夏合甫乡、依提木孔乡、乌吉热克乡、加依提勒克乡。【结论】叶城县土壤养分分布不均,土壤养分综合属于中低水平。第一主成分是全氮和有机质的综合反映;第二主成分反映速效钾含量对土壤养分供给状况;第三主成分是有效磷含量的描述。     

天山南坡农区土壤养分空间分布特征

【目的】研究天山南坡农区土壤养分空间分布状况,分析土壤养分与地形因子间的相关关系。【方法】 共采集研究区487个样品,土壤指标有pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾。采用GIS和地统计学相结合的方法,研究区土壤养分的空间分布特征,并分析土壤养分含量与地形因子之间的相关性。【结果】 土壤pH值的变异性最低,而有效磷和速效钾的变异系数最大,其他的变异系数较接近;全氮和有机质的相关性最强,碱解氮与其他土壤养分均达到极显著相关性,全氮和速效钾的相关性最弱;有机质和全氮含量偏低,碱解氮含量极低,而有效磷含量中等偏高,速效钾含量中等偏低;有机质、全氮和碱解氮的块金效应分别为44.99%、44.47%和49.83%,而有效磷和速效钾的块金效应分别为12.39%和15.16%;有机质的变程最大为0.936 km,其次是全氮、碱解氮,变程分别为0.873和0.582 km,有效磷和速效钾的变程分别为0.051和0.042 km。【结论】 天山南坡农区土壤养分属于中等程度变异,区域内土壤养分存在的空间丰缺差异明显;有机质、全氮和碱解氮表现为中等空间相关性而有效磷和速效钾表现为强烈的空间相关性;地形因子对土壤养分含量的影响也较大。需有针对性地对天山南坡农区进行施肥指导和管理,合理增施氮肥和有机肥,适当施用磷肥和钾肥。     

新疆叶城县果园土壤大量元素养分含量、分级及培肥

【目的】研究新疆叶城县果园土壤大量元素养分含量及分级,合理培肥。【方法】基于叶城县果园 782 份土壤样本数据:水解性氮、有效磷、速效钾、全氮、有机质5个养分指标,分析土壤养分变异系数,依据土壤分级标准和土壤现状进行土壤养分分级。【结果】叶城县果园土壤大量养分变异系数在20.86%~69.08%,各养分均属于中等变异性;土壤有机质、全氮、速效钾含量处于低水平,有效磷含量处于中低水平,水解性氮含量处于中等偏高水平。【结论】叶城县果园土壤大量元素养分水平总体偏低。应重视有机肥的使用,以培肥地力;保证氮磷钾肥充足合理的施用,特别要重视磷、钾肥的施用,以保证当季作物的优质高产需要。     

不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与土壤和植株养分的关系

【目的】 研究不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同时期枣园土壤和植株养分的关系,为南疆红枣高产提供土壤管理的理论依据。【方法】 选取南疆高中低3种不同产量水平的枣园为研究对象,采用田间试验,研究不同时期不同产量水平下枣园土壤微生物量碳、氮与不同土层和植株氮、磷、钾养分含量之间的关系。【结果】 土壤碱解氮、速效磷含量随着土壤深度的增加逐渐降低,而速效钾含量逐渐升高。土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBD)含量之间呈极显著正相关,相关系数为0.836 7;土壤微生物量碳与骏枣展叶期0~20 cm土层速效钾含量呈显著正相关,与果实膨大期20~40 cm土层速效钾含量呈显著正相关关系。【结论】 枣园土壤微生物量碳、氮及各养分含量均保持在良好水平,土壤养分及植株养分能对微生物量碳、氮产生显著影响。     

商品有机肥替代部分化肥对玉米生长、产量及土壤肥力的影响

【目的】研究商品有机肥替代部分化肥施用后对玉米生长、产量、土壤肥力及经济效益的影响,为玉米生产中有机肥替代部分化肥的应用提供可行性依据。【方法】设3个处理,不施肥(CK)、常规施肥(NPK)、有机肥替代部分化肥(MNPK)(等养分条件下,氮、磷和钾替代比例分别为10.0%、18.3%和15.0%),设田间小区试验与室内分析。【结果】商品有机肥替代部分化肥(MNPK)较常规施肥(NPK)和不施肥(CK),提高了玉米各生育期株高、茎粗、叶片数和叶片SPAD值;改善了玉米的穗部性状和产量构成;玉米产量增加83.47%、14.94%,净收益增加419.58元/hm²;土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有机质含量分别增加13.08%～39.29%、71.97%～95.70%、13.29%～45.13%、20.00%～23.26%,提高含水量,降低土壤pH和土壤容重。【结论】商品有机肥替代部分化肥是促进玉米生长、增产增效和培肥土壤的一种经济可行的施肥方法。     

基于GIS的南疆果园土壤肥力评价

【目的】研究新疆温宿县核桃和红枣果园土壤肥力水平,为核桃和红枣果园科学施肥和耕地地力提升提供参考依据。【方法】选取果园土壤盐分含量、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼、土壤质地和质地构型作为评价指标,综合用于层次分析、特尔斐法、模糊数学隶属函数模型评价温宿县核桃红枣园土壤肥力。【结果】温宿县核桃红枣园土壤肥力水平主要集中在中肥力和低肥力区,其中核桃园中肥力、低肥力区和极低肥力区分别占核桃园面积的45.65%、35.57%和11.91%;红枣园中肥力、低肥力区和极低肥力区分别占红枣园面积的46.55%、44.35%和6.29%。【结论】两类果园的土壤肥力水平属中低水平,有机质、氮素、磷素、有效性锰和锌缺乏是影响温宿县核桃和红枣果园土壤肥力水平主要障碍因子,应培肥地力提升土壤有机质含量,重视氮肥、磷肥的施用,补施微量元素锰肥和锌肥。     

我国冬油菜典型种植区域土壤养分现状分析

【目的】明确当前生产条件下我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤肥力现状,尤其是土壤中微量元素养分含量,以期为冬油菜合理施肥提供参考。【方法】于2018年4—5月在我国长江流域14个省（市）冬油菜典型种植区域采集油菜收获后耕层土壤样品430个,测定土壤基础理化性质（土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾和pH）以及中微量元素（有效钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌和硼）含量,参考第二次全国土壤普查以及油菜种植土壤速效磷、速效钾和有效硼的分级指标,明确我国长江流域冬油菜主产区油菜种植土壤养分现状,并分析了不同区域（长江上游、中游和下游）、种植制度（水旱轮作油菜和旱地油菜）和产量水平（<2 000 kg·hm ^-2、2 000—3 000 kg·hm ^-2和>3 000 kg·hm ^-2）下油菜种植土壤的养分分布特征。【结果】长江流域冬油菜典型种植区域耕层土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH、有效钙、有效镁、有效硫、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌和有效硼平均含量分别为25.9 g·kg ^-1、1.47 g·kg ^-1、27.5 mg·kg ^-1、131.1 mg·kg ^-1、6.04、2 436.1 mg·kg ^-1、225.7 mg·kg ^-1、22.6 mg·kg ^-1、212.3 mg·kg ^-1、89.7 mg·kg ^-1、3.84 mg·kg ^-1、4.03 mg·kg ^-1和0.45 mg·kg ^-1。超过2/3田块土壤有机质和全氮含量处于中等及以上;土壤速效磷处于丰富、适宜和缺乏的比例各占1/3;而有63.8%田块土壤速效钾处于缺乏状态。对于土壤中微量元素,土壤有效铁、有效锰和有效铜含量均处于中等及以上,有效钙和有效锌有8.4%和12.2%处于缺乏状态,而土壤有效镁、有效硫和有效硼处于缺乏的比例则分别为24.2%、36.0%和83.5%。长江流域上、中和下游冬油菜典型种植区域土壤养分状况不同,但各区域各养分的分布趋势相同。水旱轮作和旱地油菜种植土壤养分状况存在明显差异,水旱轮作油菜种植土壤有机质、全氮、有效硫、有效铁、有效铜和有效锌含量明显高于旱地油菜。不同产量水平下油菜种植土壤养分特征略有不同,高产（>3 000 kg·hm ^-2）油菜种植田的土壤速效钾、有效钙、有效镁和有效硼含量明显高于低产（<2 000 kg·hm ^-2）油菜田。【结论】整体而言,我国长江流域冬油菜典型种植区域土壤养分含量呈上升的趋势,但土壤速效钾和有效硼缺乏的比例仍较大,有效镁和有效硫成为潜在的限制因子,因此在当前我国长江流域冬油菜生产中,应重视化肥的合理施用,做到稳施氮肥,增施钾肥和硼肥,局部区域如云南西部、广西北部和湖南南部应适当减少磷肥的投入,而在广西北部、湖南南部和江西北部同时应关注硫肥和镁肥的施用。     

枣园生草对土壤养分及果实品质的影响

【目的】研究不同生草对土壤养分及果实品质的影响,为宁夏灵武长枣栽培模式优化提供依据。【方法】于枣园行间种植不同的草种,进行方差分析。【结果】枣园生草提高枣园0~40 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾的含量枣园种粒黑麦草和白三叶可提高果实VC和类黄酮含量、降低有机酸含量、增强果实硬度;紫花苜蓿处理可明显提高单果重。【结论】枣园生草可提高种植园土壤肥力、改善果实品质,其中黑麦草和白三叶行间生草效果优于其他草种。     

新疆不同地区梭梭种子活力与土壤因子分析

【目的】研究新疆梭梭种子活力与土壤因子的相关性,筛选影响其活力的主导因子。【方法】以新疆梭梭种子为材料,通过理化分析检测土壤因子(pH、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾),应用相关性分析、聚类分析、主成分分析和灰色关联度方法进行综合分析。【结果】梭梭种子鲜重、干重、幼苗高、发芽势和发芽率与种子活力指数均呈显著正相关性,不同地区种子幼苗性状及种子活力的比较发现托克逊县种源发芽势与发芽率优于其他种子来源地;不同地区梭梭土壤养分含量和ph均存在一定差异。【结论】不同种源种子幼苗性状及种子活力的比较发现托克逊县种源发芽势与发芽率优于其他种子来源地。2)土壤因子中的pH对种子鲜重、干重、发芽率、活力指数Ⅰ、活力指数Ⅱ和活力指数Ⅲ的关联度系数相对较高,同时也是影响活力指数Ⅲ重要因素。     

安塞县农田土壤养分现状分析

【目的】分析地处西北内陆黄土高原腹地、具有典型丘陵沟壑特征的陕西省安塞县农田土壤pH值和养分的现状及其相关性,为黄土高原丘陵沟壑区提高土地生产力和培肥土壤提供理论依据。【方法】采集安塞县12个乡镇有代表性并能充分反映土壤特性的农田耕层(0～20 cm)土样4 231个,对其pH值及有机质、全氮、碱解氮和速效磷、钾含量进行测定,分析土壤pH值与各养分含量间的相关性。【结果】安塞县农田土壤pH值为8.16,偏碱性,变异程度为弱变异。土壤有机质、全氮含量分别为8.73和0.54 g/kg,碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为31.11,8.79和100.68 mg/kg,其中只有速效钾的含量达到了中等肥力水平,其他养分含量均处于中等以下肥力水平;各养分含量均为中等变异。土壤pH值与有机质、碱解氮、速效钾含量呈显著或极显著负相关,有机质含量与全氮、碱解氮和速效磷含量呈显著或极显著正相关。【结论】安塞县农田土壤养分含量较低,土壤有机质含量和pH值影响着土壤速效养分的含量,今后应积极推广配方施肥技术,推进退耕还林还草工程,以提高土壤肥力水平。     

不同施氮量对棉花产量、养分吸收及氮素利用的影响

【目的】覆膜滴灌条件下,研究不同施氮量对棉花产量、养分吸收和氮素利用的影响,为棉花生产合理施氮提供科学依据。【方法】试验于2017～2019年设在新疆阿瓦提县,共5个施氮水平(0、110、220、330、440 kg/hm²),于棉花吐絮期采集植株样品,测定棉花产量、生物量、养分吸收和氮素利用。【结果】当施氮量在0～220 kg/hm²时,棉花产量、生物量和产值随着施氮量的增加显著增加,棉花对氮、磷、钾的吸收也显著增加,当施氮量大于220 kg/hm²时影响不显著。棉花氮素偏生产力和农学效率随施氮量增加显著降低。当施氮量大于220 kg/hm²时,氮素表观利用率显著降低,氮素贡献率差异不显著。【结论】当施氮量在0～220 kg/hm²时,随着施氮量的增加,棉花产量、生物量、产值和氮、磷、钾养分的吸收显著增加,当施氮量大于220 kg/hm²时,氮素表观利用率显著降低。综合棉花产量、经济效益、养分吸收和氮素利用,供试棉田推荐施氮量为220 kg/hm²。当施氮量为220 kg/hm²时,形成100 kg籽棉,需吸收N 4.25 kg、P₂O₅ 1.14 kg、K₂O 3.61kg。     

黄腐酸对土壤养分、葡萄品质和产量的影响

【目的】 研究黄腐酸在葡萄上应用效果及最佳施用量,为黄腐酸肥在郑艳无核葡萄上合理应用提供理论参考。【方法】 以4年生的郑艳无核葡萄为试材,黄腐酸施用量分别为0、2.5、5、 11、 33和100 g/株,分别于葡萄开花期、幼果期、着色期和果实膨大期根际施入。【结果】 与未施黄腐酸的处理相比,施黄腐酸可显著提高土壤的有机质、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量;提高葡萄的L^*值、色泽指数、糖酸比、VC含量、提高果实硬度和葡萄产量。6种施黄腐酸处理中以施33 g/株(0.33 g/L)黄腐酸对提高土壤养分、葡萄果实品质、葡萄产量的效果最为显著。【结论】 施用黄腐酸肥能明显提高土壤养分,提高葡萄品质,增加葡萄产量。33 g/株(0.33 g/L)为黄腐酸推荐用量。     

施氮量对棉花养分吸收利用及产量和品质的影响

【目的】研究施氮量对棉花产量、养分吸收与分配、氮肥利用率及纤维品质的影响,为棉花生产合理施氮提供理论基础。【方法】以中棉所60号为材料,于2018和2019年连续2年大田试验。设置4个施氮水平(0、112.5、168.75、225 kg/hm²,分别以CK、N₁、N₂、N₃表示),在吐絮期采集植株茎、叶、生殖器官,测定干物质质量和氮磷钾积累量,计算氮肥利用率和棉花产量等指标。【结果】施氮量在0~225 kg/hm²,棉花产量随施氮量的增加而增加;施用氮肥可提高棉花吐絮期氮、磷、钾吸收量,施氮水平在0~168.75 kg/hm²,棉花氮、磷、钾吸收量随施氮量的增加而增加,过量施用氮肥后棉花氮、磷、钾吸收量下降;氮肥利用率以112.5 kg/hm²施氮量最高;施氮量对棉花纤维品质指标影响差异不显著。【结论】综合产量、氮肥利用率、养分吸收、分配及利用和纤维品质等指标,黄河流域棉区推荐施氮量为112.5~168.75 kg/hm²。     

石灰用量对水稻油菜轮作区土壤酸度、土壤养分及作物生长的影响

【目的】我国南方稻油轮作区土壤酸化趋势日趋严重,降低了作物产量。研究酸性土壤施用石灰对土壤养分及作物生长的影响,明确土壤速效养分、产量与作物养分吸收量对土壤pH的响应关系,为水田两熟区酸化土壤改良提供理论依据。【方法】2015—2018年在江西进贤县选择pH 4.5的水稻土,以熟石灰作为酸性土壤改良剂,开展田间定位试验。通过实验室模拟,计算出获得不同土壤pH情况下的熟石灰用量,试验设6个土壤pH梯度,分别为4.5、5.0、5.6、6.3、6.8、7.3,2015年匀地一年,为保证各处理土壤pH与匀地一年后实测pH基本一致,以一年为周期用熟石灰进行定量调整。【结果】（1）随着石灰用量和土壤pH的增加,土壤速效氮含量呈先增加后降低的趋势、交换性钙、交换性镁含量显著增加,土壤速效钾、有效磷含量显著降低;（2）随着石灰用量和土壤pH的增加,作物产量呈先增加后降低的趋势。土壤pH 6.4时（相当于6 145 kg·hm ^-2熟石灰用量）油菜产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了202.2%;土壤pH 6.8时（相当于7 474 kg·hm ^-2熟石灰用量）,水稻产量达到最高,较土壤pH 4.5处理增加了61.2%。油菜、水稻产量降低50%时的酸害阈值分别为4.7、4.2;（3）土壤pH显著影响作物养分吸收量。随着熟石灰用量的增加,油菜氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势。2016—2018年油菜氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为59.5%—181.4%、36.2%—188.8%、65.7%—198.9%;水稻氮磷钾吸收量呈先增加后降低的趋势,在pH 6.8左右水稻氮磷钾吸收量最大。2016—2018年水稻氮磷钾吸收量与不施石灰处理相比,施石灰处理平均增幅分别为11.1%—88.6%、13.5%—68.5%、9.7%—66.1%。【结论】施用熟石灰的情况下,随着土壤pH升高,土壤速效氮、交换性钙镁等含量增加,提高了产量,促进了作物对氮磷钾养分的吸收。在本试验条件下,稻油轮作区酸性土壤（pH 4.5）施用熟石灰的最佳用量为6 500 kg·hm ^-2左右,改良土壤的目标为pH 6.5左右,可获得我国南方稻油轮作区的作物稳定高产。     

Effects of Lime Content on Soil Acidity,Soil Nutrients and Crop Growth in Rice-Rape Rotation System

【Objective】Soil acidification is becoming more and more serious, which reducing crop yield in rice-rape rotation system of southern of China. In this study, the effects of lime application on soil nutrients and crop growth in acidic soil were studied, and the response relationship between soil available nutrients, yield and crop nutrient uptake to soil pH was clarified, so as to provide theoretical basis for the improvement of acidified soil in paddy fields. 【Method】 From 2015 to 2018, the paddy field with soil pH 4.5 was selected in Jinxian county, Jiangxi province, and hydrated lime was used as acid soil modifier. Through laboratory simulation, the amount of hydrated lime under different soil pH values was calculated. Then field experiments were carried out with six soil pH gradients of pH 4.5, pH 5.0, pH 5.6, pH 6.3, pH 6.8, and pH 7.3. In 2015, in order to ensure that the pH value of the treated soil was basically consistent with the measured pH value, one year after the soil was uniformly planted, the hydrated lime was used for quantitative adjustment with a period of one year. 【Result】 (1) With the amounts of lime and soil pH increase, the contents of soil available nitrogen increased first and then decreased, the content of soil exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ increased significantly, and the content of soil available potassium and available phosphorus decreased significantly. (2) With the increase of lime contents and soil pH, crop yield first increased and then decreased. At pH 6.4 (equivalent to the amount of 6 145 kg·hm ^-2hydrated lime), the yield of rape reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 202.2%. At pH 6.8 (equivalent to the amount of 7 474 kg·hm ^-2hydrated lime), the rice yield reached the highest; compared with pH 4.5, the yield increased by 61.2%. When the yield was reduced by 50%, the soil pH thresholds of rape and rice were 4.7 and 4.2, respectively. (3) Soil pH significantly affected crop nutrient uptake content. With the increase of the amount of hydrated lime, the nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape increased first and then decreased. The average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rape from 2016 to 2018 was 59.5%-181.4%, 36.2%-188.8% and 65.7%-198.9%, respectively. The nitrogen, phosphorus and potassium uptake contents in rice first increased and then decreased. The uptake content of rice was the highest at pH 6.8. Compared with that without lime application the average increase of nitrogen, phosphorus and potassium uptake of rice from 2016 to 2018 was 11.1%-88.6%, 13.5%-68.5% and 9.7%-66.1%, respectively.【Conclusion】Under the application of lime conditioner, the contents of soil available nitrogen and exchangeable Ca ²⁺ and exchangeable Mg ²⁺ were increased with the increase of soil pH, which promoted the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium nutrients of crops and increased the crop yield. Under the experiments conditions, the optimal dosage of lime in acid soil (pH 4.5) of rice -rape rotation system was about 6 500 kg·hm ^-2, which could obtain stable and high yield of crops in rice-rape rotation system of southern China.     

有机无机肥配施对芝麻产量及土壤性质的影响

【目的】 研究生物炭、有机肥、饼肥与氮磷钾化肥配施对芝麻生长和产量及土壤性质的影响。【方法】 采取田间试验与室内分析的方法,研究生物炭、有机肥、饼肥与氮磷钾化肥配施对芝麻生理、产量、土壤理化性质及酶活性的影响。【结果】 与对照相比,生物炭、有机肥、饼肥与氮磷钾化肥配施显著提高了芝麻开花期土壤酶活性和光合特性,土壤蔗糖酶的活性较对照分别提高33.3%、26.4%和23.6%,脲酶活性较对照分别提高47.4%、35.9%和29.5%,过氧化氢酶活性较对照分别提高20.4%、13.6%和12.1%,叶片中叶绿素含量较对照分别提高了10.7%、9.4%和8.0%,净光合速率较对照分别提高24.2%、16.2%和10.9%;生物炭、有机肥、饼肥与氮磷钾化肥配施均使土壤速效氮、磷、钾含量增加,生物炭处理降低土壤容重、增加土壤总孔隙度效果较为显著;生物炭、有机肥、饼肥与氮磷钾化肥配施较不施肥显著增产,较氮磷钾化肥处理分别增产11.7％~13.3%、8.8%~8.1%和4.4%~8.7%。【结论】 应用1 hm²施用生物炭1 500 kg 或有机肥1 500 kg配施化肥N 120 kg、P₂O₅75 kg、K₂O 75 kg施肥方式。