不同施肥条件下红壤旱地磷素形态及有效性分析

磷素是红壤地区农业生产的最重要的限制因素，因此红壤磷素形态与转化问题的研究，对红壤地区农业生产具有重要意义。用Hedley方法对不同施肥条件下红壤旱地土壤磷素形态进行了研究，结果表明：施磷肥能明显增加红壤各形态无机磷含量和大多数形态有机磷含量；红壤中，对植物最有效的树脂磷和碳酸氢钠磷含量很少，铁铝结合态磷和残留磷含量很多；对有效磷（Bray磷）贡献最大的磷素形态是碳酸氢钠无机磷、铁铝结合态无机磷和存在于土壤团聚体内表面的有机磷。这对于了解不同施肥条件对红壤旱地磷素有效性的影响、探索磷素消长规律、指导红壤旱地磷素管理等都有一定的理论和实践意义。     

长期施肥下红壤旱地磷素有效性影响因子的冗余分析

以长期施肥(1988～2014年)的红壤旱地为研究对象,以全磷(TP)、有效磷(Bray-P)为响应变量,土壤pH值、大小粒级团聚体组成比例(PSAi)、铁铝氧化物、阳离子交换量(CEC)、分形维数(D)等指标为解释变量,借助于冗余分析(RDA)方法探讨各指标变量与红壤旱地TP和Bray-P含量变化的相关关系.研究结果...     

长期施肥对旱地红壤磷素饱和度的影响

磷素饱和度(Degree of phosphorus saturation, DPS)能够有效评估土壤磷素的流失潜能及地表水磷富营养化问题,可用于评价土壤磷素环境风险。DPS值通常由酸性草酸铵提取态磷(Pox)与提取态铁铝(Feox, Alox)的摩尔质量比除以校正常数(Corrected constant,α)计算得到,而α是通过建立土壤饱和吸磷量与影响土壤磷吸附的土壤特征值间的相关关系而计算得到的数值;α的取值大小(常取0.5)会直接影响到DPS的准确估算。因此,本文以中国科学院红壤生态实验站(28°04′～28°37′N,116°41′～117°09′E)为依托,以长期施肥(1988～2014年)的旱地红壤为研究材料,通过两种计算方法得到了土壤的DPS值,分析了校正常数α=0.5在长期施肥的旱地红壤DPS计算中的适用性,并确定了长期施肥旱地红壤DPS计算中α的适用性阈值。研究结果表明:校正常数α=0.5虽适用于长期施肥旱地红壤DPS的估算,但易导致旱地红壤DPS的过高估算;对比计算发现,长期施肥旱地红壤DPS计算时,校正常数α的最适取值范围为0.71～0.81。但是,不同环境背景下旱地红壤DPS计算公式中校正常数α的适应性阈值仍需进一步校正与验证,从而提高红壤区土壤磷素环境风险评估的准确性。     

长期不同施肥对红壤旱地肥力的影响

通过长期不同施肥对红壤旱地肥力影响的定位研究,发现施肥耕作18年后,施用有机肥料不但增加了土壤可培养细菌、真菌和放线菌的数量,而且也增加了功能性微生物的数量;秸秆还田抑制真菌的生长,对反硝化细菌、好气性纤维素分解菌和好气性自生固氮菌的生长也没有促进作用。长期施肥耕作可提高土壤养分含量,其效果以有机肥料与化学肥料配合施用最为显著,长期施用化学氮磷钾肥料,导致土壤盐基饱和度下降、土壤pH下降1.1个单位,土壤酸化。在红壤地区旱地现有生产水平下,长期单施有机肥料可以保持土壤肥力稳定和逐步提高。     

不同母质发育的红壤性水稻土磷素吸附特性及其影响因素的研究

磷是作物生长发育所必需的营养元素,植物吸收利用的是土壤中的有效磷,土壤有效磷的消长取决于土壤磷素的收支状况,而其消长速度则与土壤性质有关[1]。不同质地土壤固相表面的吸附能力不同,因而影响了土壤溶渡中磷的浓度[2]。为确保土壤满足作物吸收所必需的最低磷溶液浓度,就需要对不同土壤固相的吸附性能进行研究。而水稻土常年以淹水和风干状态交替存在,因此水稻土中     

不同类型黄壤旱地的磷素流失及其影响因素分析

在贵州中部黄壤旱地上 ,通过模拟降雨试验方法 ,对不同类型黄壤旱地磷素流失及其影响的主要因素进行研究。结果表明 ,黄壤旱地磷素流失以颗粒态形式流失为主 ,其占地表径流总磷含量的 86 .4%～ 99.9% ;不同类型黄壤旱地随地表径流流失的颗粒态磷 (泥沙结合态磷 )量和磷酸根态磷 (水溶态磷 )量存在较大差异 ,高肥力旱地磷的流失量明显高于低肥力旱地。影响黄壤旱地颗粒态磷和磷酸根态磷流失量的首要土壤因子都是有效磷含量 ;在土壤磷素水平一致下 ,黄壤旱地颗粒态磷流失量与 <0 .0 0 1mm粘粒含量呈显著正相关 ,而磷酸根态磷流失量与土壤交换性钾含量呈显著负相关。此外 ,降雨强度对旱地磷素流失产生明显影响 ,高降雨强度将加速颗粒态磷的流失 ,从而明显地提高旱地磷素流失量 ;而低降雨强度促进磷酸根态磷的流失     

红壤旱地肥力变化及有效施肥技术

红壤不施肥或施用单一营养元素化肥,连续种植,导致土壤肥力下降;施用氮磷钾化肥,有一定增产效果,连续种植导致部分中量元素和微量元素的亏缺。施用有机肥配合施用化肥,保证了作物高产稳产,是培肥土壤的主要途径。     

施肥结构对旱地红壤有机质和物理性质的影响

研究了有机肥与化肥配施对旱地红壤有机质和物理性质的影响。结果表明,虽然部分年份各处理土壤有机质含量存在某些程度的波动,但总体上随施肥年限的延长呈增加趋势;与对照处理相比,有机肥能够显著地提高土壤有机质含量。本田还田是该地区提高土壤有机质含量的最佳方法。有机肥施用均可显著地降低红壤旱地土壤容重,提高土壤孔隙度;但不同的种类之间存在一定差异,即秸秆和本田还田的效果优于厩肥和绿肥的。与化肥处理相比,施用有机肥显著地促进了土壤中>1mm和1～0.5mm水稳性团聚体的形成,厩肥和绿肥处理中>1mm水稳性团聚体含量也显著高于秸秆及本田还田处理的。各种有机肥之间及其与对照相比0.5～0.25mm水稳性团聚体含量都存在不同程度的差异。有机肥的施用不仅显著地提高了0.25～0.05mm微团聚体含量,而且显著地降低了0.05～0.002mm微团聚体含量。除本田还田处理外,其它处理的<0.002mm微团聚体含量与对照相比差异显著。     

不同施肥处理对旱地红壤团聚体中有机碳含量及其组分的影响

借助筛分、浮选等物理分组和化学分析方法研究了不同施肥处理下旱地红壤团聚体中不同有机碳组分的差异.结果表明：长期施肥显著地提高了土壤中总有机碳含量（TOC）和团聚体中轻组有机碳（LF-C）、团聚体内粗颗粒有机碳（CF-C）、团聚体内细颗粒有机碳（FF-C）和矿物结合态有机碳（mSOC）的含量,且各有机碳组分与TOC均呈极显著相关;团聚体中有机碳含量随团聚体的粒级减小而降低,厩肥处理的促进效果最明显;团聚体中有机碳主要以mSOC形式存在.有机肥的施入降低了大团聚体的周转,秸秆处理对团聚体的形成和稳定效果优于厩肥处理;在红壤地区有机无机肥配施使得有机碳在团聚体形成及稳定方面的作用得以加强.     

长期不同施肥下红壤酸碱缓冲性能变化

土壤酸碱缓冲能力是表征土壤抵抗酸化的重要指标,明确长期不同施肥下红壤酸化特征及酸碱缓冲性能的变化,对红壤酸化防治和耕地质量提升具有重要意义。选取红壤旱地30年定位试验的不施肥(CK)、单施化肥(N、NP、NK、PK、NPK)、化肥加秸秆还田(NPKS)以及单施或配施有机肥(M、NPKM)共9个处理,分析了各处理红壤酸度、酸碱缓冲容量等指标的变化及相关性。与不施肥处理(16.89 mmol·kg-1·pH-1)相比,各施肥处理红壤酸碱缓冲容量均显著增加(19.08～28.01 mmol·kg-1·pH-1),其中增加幅度最大的是NPKM和M处理,分别增加了6.53和11.12 mmol·kg-1·pH-1。土壤酸碱缓冲容量与有效磷、阳离子交换量、有机质、碱解氮、全氮和全磷均呈极显著正相关(P<0.01)。长期施用有机肥提高了土壤阳离子交换量和有机质含量,是红壤酸碱缓冲容量提高的主要原因之一。长期施用有机肥既可有效防治红壤酸化,又能提高红壤对酸的缓冲能力,是红壤酸化防治的有效措施之一。     

红壤旱地有机质的积累规律及其影响因素

长期(13年)定位试验表明:3种类型有机肥(厩肥、绿肥和秸秆)都能增加红壤旱地有机质的积累,但速度不同。在当地习惯用量的条件下,有机质的年增长量以厩肥最快、其次是绿肥、再次是秸秆。土壤有机质的积累和肥料用量间的关系服从规律:Y(有机质的积累量)=AebX (X为有机肥用量)。影响土壤有机质积累速度的主要因素是有机肥用量和它们的C/N。而有机肥的C/N则影响不同有机肥的有机质积累系数(单位肥料用量的有机质积累量)。 在生产实践上通过施用有机肥提高红壤(特别是红壤丘陵区)有机质水平要解决两个问题:肥源和运输,否则难以实行。本试验结果表明:本田秸秆就地还田也能增加红壤有机质的积累,但是速度较慢。秸秆就地还田不仅使作物吸收的大部分(>60%)K素重新还回土壤,而且解决了红壤旱地有机肥施用的肥源和运输问题,从而使这一措施在生产上实际可行。     

柠檬酸对红壤磷的持续活化效应及其活化机理的探讨

采用不同浓度的柠檬酸对红壤进行磷的持续活化试验。结果表明：随着浸提次数的增加，磷的活化量逐渐降低，但仍有少量的磷释放出来，且活化强度随着柠檬酸浓度的增大而加强。浸提前后土壤样品的无机磷分级结果表明：被柠檬酸活化的磷主要来源于土壤中Al-P、Fe-P及Ca—P中的磷，也有部分来自于有机形态的磷，同时柠檬酸能够促进土壤中闭蓄态磷（Oc—P）的形成与积累。Al-P、Fe-P及Oc—P中磷的活化量，受柠檬酸浓度的影响较大。柠檬酸浓度在5mmolL^-1和10mmolL^-1时，其被活化的量大小依次为Ca—P〉Al-P〉Fe-P；而柠檬酸浓度在100mmolL^-1时，其被活化的量为Fe—P〉Al-P〉Ca—P。     

东北黑土有机硫矿化动力学特征及其影响因素

利用开放培养系统分别在20℃和30℃条件下,研究了不同地区(北安、海伦、公主岭)黑土和黑土在不同施肥条件下有机硫的矿化特征。结果表明:在好气培养条件下,黑土有机硫累积矿化量随培养时间的增加不断增加,两者之间的数量关系遵从一级动力学模式,前4周的矿化量占14周矿化总量的50%~62%。公主岭黑土有机硫的供硫潜力最大,且矿化速率快,供硫强度较北安、海伦高。温度越高土壤有机硫矿化势值越大,矿化化学反应速率常数也越大,半衰期越短。长期肥料定位试验地土壤有机硫的矿化势依次为施用有机肥(M)>有机肥+NPK(MNPK)>NPK(NPK)>未施肥(CK),表明施用有机肥可提高土壤供硫潜力。可见,施用有机肥对维持黑土有机硫肥力具有重要作用。     

水分和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响

通过大田和盆栽试验,探讨了在水稻种植过程中土壤水分含量和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响。结果表明:土壤中不同形态无机磷含量占无机磷总量的顺序为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;随着水稻栽种时间的延长、土壤含水量和施磷量的降低,土壤Al-P、Fe-P和Ca-P含量下降,O-P含量则上升。大田试验中,土壤水分含量仅对水稻生长初期和后期的Ca-P以及中期的O-P影响显著,而对其他水稻生长期下土壤Al-P、Fe-P影响不显著;施磷量与红壤无机磷组分存在显著的相关。盆栽试验中土壤水分含量对无机磷形态的影响均不显著;施磷量与Al-P、Fe-P和水稻生长初期、中期的Ca-P含量有显著的正相关作用,而对后期的Ca-P和O-P的影响不显著。水分含量和施磷量对土壤四种形态的无机磷存在显著的交互作用。     

施肥方式对旱地土壤酶活性和养分含量的影响

为了明确不同施肥方式下旱地土壤酶活性与养分间的相互关系,以30年(1979-2008)肥料长期定位试验地为基础,研究了不同施肥方式下旱地小麦田耕层(0~20cm)土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明,相比单施氮肥和氮磷配施,小麦秸秆与氮磷配施的土壤蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性以及土壤中全氮、全磷和有机质含量提高,但全钾含量降低。相关分析表明:土壤中的蔗糖酶活性与磷酸酶和过氧化物酶的活性,磷酸酶与过氧化物酶活性之间相关显著,相关系数依次为0.6747、0.5878、0.6414(n=9),其余酶活性之间相关不显著。土壤蔗糖酶、过氧化物酶活性与土壤全氮含量,土壤磷酸酶活性与土壤全磷和有机质含量高度正相关,相关系数分别为0.9969、0.9997、0.9998、0.9863(n=9);多酚氧化酶活性与土壤中的全磷和有机质含量密切负相关,相关系数分别为0.9945、0.9587(n=9),而蔗糖酶、磷酸酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性与土壤中的全钾含量相关性较低。     

土壤水分含量和施磷量对旱作水稻磷素吸收的影响

通过温室盆栽和大田试验研究了土壤含水量和施磷量对旱作水稻全磷吸收量的影响。结果表明:土壤水分和施磷量对大田旱作水稻全磷吸收量的影响不显著;对盆栽而言,施磷量的影响显著,但二者的交互作用明显,因而其差异主要体现为水和磷的复合效应;当施磷量(P)为0·030gkg-1、土壤含水量为饱和持水量的80%时旱作水稻吸磷量最高,但相同土壤水分条件下,施磷与不施磷间旱作水稻吸磷量差异最大,而不同施磷量间差异较小;旱作水稻各部分全磷平均吸收量为:籽粒>茎>根。实验结果可以为中国南方丘岗地区水稻旱作的水分和磷素管理提供理论依据。     

土壤有机硫矿化动力学特征及影响因素

利用开放培养系统，分别在20℃和30℃，好气和淹水条件下研究了四种土壤（黑土、褐土、黄棕壤和红壤）有机硫矿化特征。结果表明，30℃条件下土壤有机硫累积矿化量显著高于20℃下的矿化量（P＜0．01）。20℃和30℃好气条件下累积矿化量分别为17．53－24．35mg kg^-1和34．20－54．33mg kg^-1，分别占有机硫总量的2．5％－6．5％和5．－14．5％，20℃和30℃淹水条件下累积矿化量分别为18．14－21．15mg kg^-1和26．86－30．63mg kg^-1，分别占有机硫总量的2．6％－5．6％和4．0％－7．7％。好气和淹水下30℃与20℃的有机硫累积矿化量之比分别为1．85－2．23和1．28－1．71。用一级动力学方程和双倒数方程计算土壤有机硫矿化势（S0）表明，20℃好气培养时S0分别为17．82－24．88mg kg^-1和17．83－27．7mg kg^-1，S0分别为17．50－21．49mg kg^-1和19．19－22．50mg kg^-1,30℃淹水条件下S0分别为28．26－35．87mg kg^-1和26．59－34．25mg kg^-1。土壤有机硫矿化速率常数（K）和矿化量达50％矿化势（S0）所需的时间（K1）受不同土壤和培养温度的影响，都可用一级动力学方程和双倒数方程来评价。碳键硫对有机硫矿化的贡献较大，尤其在淹水条件下更明显。     

中国自然土壤、旱作土壤、水稻土的氧化还原状况和特点

以原位测定资料作基础,首次系统地总结了我国主要自然土壤、旱作土壤和水稻土的氧化还原状况。自然土壤、旱作土壤同属于氧化性土壤,Eh为440～730mV,还原性物质量相当于Mn2+0.00～4.01×10-5molL-1,一年内基本上处于氧化状态,物质转化迁移微弱;水稻土的Eh为670～-70mV,还原性物质量相当于Mn2+0.01～17.8×10-5molL-1,变动范围从氧化性到还原性,氧化还原状况随水分条件而周期性变化,物质转化迁移的强度和速度远甚于前两者;依据水稻土的氧化还原状况,可将其划分为氧化性、氧化还原性、还原性三种类型;土壤氧化还原状况的特点为:Eh与还原性物质量之间相关性良好、具水平带谱和垂直带谱分异、不均一性显著、变动的范围宽和变化的可逆性强。