长期施用猪粪对红壤酸度的改良效应

土壤酸化严重限制了我国南方红壤区土壤的农业利用。本研究应用江西鹰潭红壤生态实验站长期猪粪养分淋失试验,分析了不同施肥处理（对照处理：N 0 kg/hm2;低量有机肥：N 150 kg/hm2;高量有机肥：N 600 kg/hm2;高量有机肥+石灰处理：有机肥N 600 kg/hm2 ＋石灰3 000 kg/(hm2·3a)）长期施用对红壤酸度的改良效应。研究结果表明,9年高量有机肥施用中土壤pH值平均每年上升0.085个单位,而低量有机肥施用对土壤pH没有显著影响。有机肥长期施用增加了土壤盐基离子浓度,其中Ca、Mg增加幅度较大,使得长期施肥后土壤盐基以Ca为主,其次是Mg,而K、Na比例较低。长期有机肥施用有效降低了红壤旱地表层土壤交换性酸含量,尤其是对交换性铝含量的降低程度较大,且随施肥量的增加而增大,在施肥4年后可基本消除铝毒。高量施肥基础上的石灰添加进一步提高了土壤pH值,加快了土壤酸度改良。红壤旱地猪粪施用显著提高了玉米产量,达到酸度改良效果的最低猪粪用量为Ca 162 kg/hm2。在施肥初期添加一次石灰,将土壤pH值迅速提高,然后通过有机肥对pH的稳定作用保持和逐步提高土壤pH,可在最短时间、用最少投入消除土壤酸害。     

水稻自然生态应用技术研究

根据N通量的质量平衡原理,通过布置田间试验,测定作物的吸N量并据此估算红壤水稻土有机N、C的年矿化量。结果表明,红壤水稻土无N区作物的年吸N量为24~160kg/hm2,其中,高肥力土壤上约为110~160kg/hm2,中等肥力土壤上约为100~105kg/hm2,低肥力土壤上约为24~65kg/hm2;经校正计算得到红壤水稻土有机N的年矿化量为8~108kg/hm2,其中,高肥力土壤为70~110kg/hm2,中等肥力土壤为65kg/hm2,低肥力土壤为8~33kg/hm2;土壤有机C的年矿化量为130~1050kg/hm2,其中,高肥力土壤为1050kg/hm2,中等肥力土壤为750kg/hm2,低肥力土壤为440kg/hm2。土壤肥力水平、作物吸肥特性、土壤母质类型及土壤酸度是影响土壤有机N、C矿化的重要因素。     

施肥条件下瘠薄红壤的物理肥力恢复特征

在中国科学院红壤生态开放实验站布置田间长期定位试验,研究施肥条件下瘠薄红壤的肥力恢复特征,本文报道土壤物理性状的变化。结果表明,施用有机肥处理的大团聚体含量比单施化肥处理高100~150g/kg。施用有机肥6年,旱作条件下大团聚体含量达到500~600g/kg,已接近丰产桔园红壤的含量水平,而单施化肥处理为400~450g/kg,比一般红壤条件还低。耕种6年后,红壤的容重降至0.9~1.1mg/cm3。施用有机肥还提高土壤的总孔隙度1%~8%;提高传导孔隙的比例3%~20%;使 >200m孔隙的比例达到9.6%~.9%,平均14.6%,接近丰产桔园的水平;提高田间持水量0.7%~4.5%,显著增强土壤的持水能力。因此,有机肥施用是恢复和保持红壤物理肥力的重要而有效的措施。     

施用有机肥对土壤肥力的影响

在潮棕壤上进行了5年的定位试验,研究不同有机肥用量对作物产量和土壤肥力的影响。结果表明,施用有机肥处理与对照处理相比,施用有机肥有明显的增产和稳产作用。不施肥处理,除土壤全钾以外,土壤其他各项养分指标（C、N、P）均有所下降;施用有机肥能显著提高速效P、K养分含量和有机碳及全磷含量。5年时间,低量有机肥处理土壤碱解氮含量下降了9.19mg/kg,说明低量有机肥并不能保证土壤氮的供给;中量有机肥处理土壤碱解氮含量略有上升,土壤全氮收支基本平衡;高量有机肥处理土壤碱解氮含量有明显增加,土壤全氮也有较大程度的盈余。     

生物有机肥对作物生长、土壤肥力及产量的效应研究

通过7年的生物有机肥试验表明:施用生物有机肥可以使作物保持良好的生长发展态势,促进干物质的积累;长期施用生物有机肥可以显著提高土壤有机质含量与土壤全氮、碱解氮的含量,提高土壤肥力,其中施用生物有机肥15000kg/hm2的处理有机质含量上升的最快,从1996年的1 26%升高到2001年的1 96%。施用生物有机肥可以持续稳定的提高作物产量。施用生物有机肥15000kg/hm2的处理冬小麦年平均产量比常规施肥和对照分别增产1808 14kg/hm2和3652 39kg/hm2;夏玉米产量分别增产2668kg/hm2和5062kg/hm2。     

长期有机培肥黑土有机碳、全氮及玉米产量稳定性的变化特征

【目的】探讨东北黑土区长期有机培肥对土壤有机碳、全氮含量及产量稳定性的影响,为优化黑土培肥技术及玉米稳产高效提供指导。【方法】以38年长期定位试验为研究平台,选择6个施肥处理:不施肥 (CK),氮磷钾配施 (N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2,NPK),常量有机肥 (有机肥30 t/hm2,折纯N 150 kg/hm2、P₂O₅ 135 kg/hm2、K₂O 45 kg/hm2,M₂),常量有机肥配施氮磷钾肥 (M₂NPK),高量有机肥 (有机肥60 t/hm2,M₄),高量有机肥配施氮磷钾肥 (M₄NPK)。测定耕层土壤有机碳、全氮含量及玉米籽粒产量。【结果】玉米籽粒产量以M₄NPK处理最高,平均产量为9637 kg/hm2,其次是M₂NPK处理,平均产量为9422 kg/hm2,CK处理产量最低,平均产量为3551 kg/hm2,且显著低于其他各处理。前10年试验施用有机肥可显著提升土壤基础地力,降低玉米籽粒产量对化肥的依赖,M₂与M₄处理的籽粒产量与NPK处理均无显著差异。之后至2017年,单施有机肥处理玉米产量较NPK处理平均提高3.8%。拟合方程表明,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%～12.2%。在培肥30年后,肥料对籽粒产量贡献率开始下降。有机无机配施处理下,玉米产量变异系数较低,平均为19.3%,产量可持续性指数SYI为0.58,达到稳定水平。土壤有机碳含量随施肥年限在不同施肥处理间差异逐步变大,且在10年后出现显著差异,增施有机肥后,土壤有机碳显著增加,以M₄NPK和M₄处理最高;土壤全氮与土壤有机碳呈显著正相关 (r = 0.826**),土壤有机碳每升高1 g/kg,土壤全氮含量增加0.086 g/kg。施用有机肥,玉米籽粒产量与土壤有机碳、土壤全氮含量显著正相关,表明长期有机培肥对实现玉米高产稳产具有重要贡献。【结论】在供试黑土条件下,单施有机肥在一段时间内主要提高土壤有机碳含量,有机碳达到一定水平后才可以提高产量。有机肥配合氮磷钾化肥可以快速有效提高土壤有机碳和全氮含量,提高玉米产量。本试验条件下,有机无机配合施用的土壤有机碳年增加量为0.35～0.47 g/kg,全氮含量增加46.3%～84.2%,玉米产量稳定系数 (SYI = 0.58) 达到较高水平。土壤基础地力的提高可减少玉米产量对外源肥料的依赖,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%～12.2%。因此,有机肥配施化肥是黑土区保证玉米稳产高产、不断提升土壤肥力、保障黑土资源可持续利用的重要措施。     

基于钾平衡和氮淋失风险的红壤猪粪安全用量

我国红壤区土壤普遍缺钾。通过8 a猪粪施用试验,研究了长期不施肥,长期施低量有机肥钾（59?kg/(hm2·a)）,高量有机肥钾（237?kg/(hm2·a)）,高量有机肥钾+石灰（有机肥钾237?kg/(hm2·a)＋石灰1?000?kg/(hm2·a)）对红壤旱地钾平衡的影响,并结合氮淋失风险制定有机肥钾安全用量。研究表明,红壤旱地长期有机肥施用提高了土壤供钾能力,而不会增加钾淋失。施入土壤的有机肥钾超过69%被作物吸收,但低量有机肥处理导致土壤钾库不断耗竭,而高量有机肥和高量有机肥+石灰处理每年可向土壤补充钾48～57?kg/hm2。针对单作玉米系统,保障作物钾需求和土壤钾库平衡的有机肥施钾量为180?kg/hm2。若考虑有机肥施用的硝酸盐淋失风险,有机肥施钾量不能高于155?kg/hm2,同时需补施25?kg/hm2化肥钾满足作物生长、预防土壤钾库耗竭。     

红壤连续施用绿肥和有机肥对玉米产量及土壤肥力的影响

采用长期定位试验研究方法,探讨旱地红壤施用氮磷肥、绿肥和有机肥对红壤旱地养分的影响及玉米产量的效应。结果表明:在施用等量N肥的基础上施P2O596 kg/hm2,玉米产量是N肥的1.59倍,说明磷是红壤旱地的主要障碍因子,施磷有显著的增产作用;氮磷化肥与绿肥或有机肥配合施用,能显著增加土壤有机质含量,改良土壤结构,降低土壤容重,明显增加土壤中速效钾含量,维持土壤钾素平衡;长期施磷,显著提高土壤中速效磷含量。磷肥与绿肥或有机肥配合施用,能减少土壤对磷的固定,氮磷肥与绿肥或农家肥配合施用,是改良培肥旱地红壤,提高土地生产潜力的根本措施。     

红壤旱地长期试验肥力演变及玉米效应研究

采用长期定位试验研究方法,探讨高原旱地红壤施N、NP、NM、NPM和NPK对红壤肥力演变、养分供给能力及玉米的效应。结果表明,N处理8年玉米绝收;NP处理前期比施N增产,长期施用不稳产,至23年绝收;NPM处理玉米产量由试验前10年的4628 kg/hm2,增加到后10年的6875 kg/hm2,增产2247 kg/hm2;在NP基础上施K2O 112.5 kg/hm2的NP+K处理,比施NP增产2264 kg/hm2。说明配施增产效果明显,但长期只施NP会导致其它元素失衡不能稳产。有机肥和NP配施,显著增加土壤有机质含量,红壤28年不施有机肥,有机质含量不下降,年施有机肥30000 kg/hm2,不施化学钾肥,也能维持钾素平衡。长期不施化学钾或有机肥导致钾素枯竭。红壤磷素自然供给能力极低,仅为3.6～15.7%,施磷显著增加速效磷含量,施磷或有机肥提高磷素自然供给能力。NP处理11年不施钾,钾素自然供给能力由35%～68%降低为11.09%～23.2%。     

地面覆盖对核桃园土壤团聚体分布及其化学计量特征的影响

为探明地面覆盖对核桃园土壤团聚体特征的影响,研究了地面覆盖后核桃园土壤的微团聚体分布、大团聚体分布及大团聚体化学计量特征。结果表明:在20—40cm土层,覆盖有机肥处理的10~150μm粒径的微团聚体百分含量为84.52%,较对照提高了3.7%;1~5mm粒径的大团聚体百分含量为47.74%,较对照提高了56.8%;5mm粒径的大团聚体百分含量为33.04%,较对照降低了49.5%。覆盖处理显著提高了土壤全效养分含量,在0—20cm土层,覆盖有机肥处理的所有径级团聚体全氮、全磷、总有机碳含量均值分别为1.04,0.81,14.39g/kg,为对照的2.9,5.1,1.4倍;覆盖碎木屑处理的所有径级团聚体全氮、全磷、总有机碳含量均值分别为0.61,0.32,7.42g/kg,为对照的1.7,1.0,2.3倍。覆盖处理在不同程度上提高了土壤团聚体的C/N、C/P和N/P,覆盖有机肥处理的土壤团聚体C/N、C/P和N/P的变化范围分别为8.29~22.65,4.45~27.18,0.44~1.89,而覆盖碎木屑处理的变化范围分别为4.09~29.60,5.32~59.88,1.04~3.29,对照为4.71~12.24,10.08~25.42,0.86~3.10。综上可知,地面覆盖显著提高了较大团聚体百分含量,显著降低了微团聚体百分含量和5mm径级的团聚体百分含量,不同程度提高了各粒径团聚体的有机碳、全氮、全磷含量、C/N和C/P。     

较贫瘠的红壤中有机质的积累及其生态意义

Field experiments on the decomposition of organic materials and the accumulation of organic carbon in infertile red soils were conducted at the Ecological Experimental Station of Red Soil, the Chinese Academy of Sciences, and the potential of CO₂ sequestration by reclamation and improving the fertility of these soils was estimated. Results showed that in infertile red soils, the humification coefficients of organic materials were rather high, ranging from 0.28 to 0.63 with an average of 0.43, which was 41% higher than those in corresponding red soils with medium fertility. This was mainly attributed to the high clay content, high acidity and low native organic matter content of infertile red soils. Compared to those in corresponding normal red soils, the decomposition rates of organic materials were significantly lower in infertile red soils in the first 2 years, thereafter no significant difference was observed between those in the two kinds of soils. Depending on the kind and amount of organic manure applied, the soil properties and the rotation systems, annual application of organic manure with a rate of 4 500 to 9 000 kg ha^-1 increased the organic carbon content in surface 20 cm of infertile red soils by 2.1~7.5 g kg^-1 with an average of 4.7 g kg^-1 within the first 5 years. The organic carbon content in infertile red soils which received organic manure annually increased linearly in the first 10 years, thereafter it slowed down, implying that the fertility of the infertile red soils could reach middle or high level in 10 years if the soil was managed properly. It was estimated that through exploitation of wastelands, re-establishment of fuel forests and improvement of soil fertility, soils in red soil region of China could sequester an extra 1.50 × 10¹⁵ g of atmospheric CO₂.     

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应

【目的】 探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。 【方法】 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥 (CK)、单施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施常量有机肥[30 t/(hm2·a),M1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。 【结果】 基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理 (M2) 的有机肥替代率高于常量有机肥处理 (M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关 (P < 0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理 (M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加 ( P < 0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平 ( P < 0.01)。 【结论】 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。      

长期施肥下潮土全氮、碱解氮含量与氮素投入水平关系

通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下潮土全氮和碱解氮含量演变特征及其与氮素投入水平的关系进行研究。结果表明,不施氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量基本保持平衡或者缓慢增加;长期施用化学氮肥处理,土壤全氮和碱解氮含量均有所增加;施用有机肥和秸秆还田处理,土壤全氮和碱解氮含量均显著提高。单施化学氮肥处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量增加0.017 mg/kg;而氮磷钾化肥配施有机肥和氮磷钾化肥并秸秆还田处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤全氮含量分别增加0.049和0.035 mg/kg。施氮磷钾处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量增加0.001 mg/kg;而化肥配施有机肥或玉米秸秆处理每投入氮素1 kg/hm2,土壤碱解氮含量均增加0.004和0.004 mg/kg。总的来说,施用化学氮肥、有机肥配施化肥及秸秆还田处理增加氮素投入量均可以提高土壤全氮及碱解氮含量,且有机肥配施化肥及秸秆还田处理优于单施化肥。综上所述,增施有机肥及秸秆还田对于提升土壤肥力及实现农业可持续发展具有深远意义。     

长期配施有机肥对灌淤土春玉米产量及氮素利用的影响

为了寻求合理利用畜禽粪便资源与改善玉米氮素利用的有效措施,通过3a连续田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥配施对玉米产量和氮素利用率的影响。结果表明:与CK相较,施用有机肥土壤pH值下降了0.59~0.86,土壤容重下降了8.05%~10.74%。有机无机配施(N1M1、N2M2)处理定位施肥3a后,土壤有机质含量年均分别增加0.86,0.44g/kg,土壤全氮含量年均分别增加0.09,0.06g/kg,土壤碱解氮含量年均分别增加4.74,3.68mg/kg,土壤速效磷含量年均分别增加6.62,5.35mg/kg,土壤速效钾含量年均分别增加8.46,6.66mg/kg。与常规N1处理比较,第3年N1M1、N2M2处理的产量分别提高了12.38%和13.43%,氮肥利用率分别提高了10.98%和16.20%,氮肥农学效率分别提高了4.65,10.50kg/kg,氮肥偏生产力分别提高了4.65,21.02kg/kg。因此,配施有机肥可降低土壤pH值和容重,显著提升土壤有机质和养分含量,对促进玉米产量和氮肥利用率具有积极作用,其中N2M2处理是协调作物产量和环境安全的合理选择。     

不同用量猪粪对红壤花生坡地水土流失和磷素流失的影响

通过田间径流微区定位试验,以中亚热带3种典型母质(花岗岩、红砂岩、红黏土)发育红壤花生坡地为研究对象,以当地常规化肥用量处理为对照,连续3年研究了在常规化肥用量减半条件下配施6个不同用量腐熟猪粪(猪粪含有0,0.5,1,2,4,8倍的对照处理磷用量)对红壤花生坡地水土流失和磷素流失的影响,以期为典型红壤地区合理施用猪粪提供科学依据。结果表明:化肥减半配施猪粪处理能有效降低红壤坡地的产流产沙,但随着猪粪用量的增加,径流水和泥沙磷含量均呈线性增加,环境风险增大。径流量和泥沙量均为花岗岩红壤红砂岩红壤红黏土红壤。配施3 500kg/(hm~2·a)猪粪,花岗岩红壤的径流量减少了28.0%、泥沙量减少了6.3%,红砂岩红壤的径流量减少了23.2%、泥沙量减少了37.1%;而配施7 000kg/(hm~2·a)猪粪,红黏土红壤的径流量减少了40.7%,泥沙量减少了12.8%。当花岗岩红壤、红砂岩红壤、红黏土红壤的猪粪用量分别达到14 000,28 000,28 000kg/(hm~2·a)时,径流水总磷平均含量超过地表水环境质量标准V类限值。径流水总磷含量为花岗岩红壤红黏土红壤红砂岩红壤,而泥沙总磷含量则为红黏土红壤花岗岩红壤红砂岩红壤。在减半化肥用量条件下花岗岩红壤和红砂岩红壤配施与常规化肥处理等磷量[P含量40kg/(hm~2·a)]的猪粪、红黏土红壤配施2倍常规化肥处理磷含量[P含量80kg/(hm~2·a)]的猪粪,可有效减少水土流失,且3年内不会增加磷素流失风险。     

福建省安溪县铁观音茶园土壤氮素状况

为了解福建省安溪县铁观音茶园土壤氮素供应能力,对安溪县77个铁观音茶园土壤(分0～20、20～40 cm两个土层)全氮、碱解氮含量及对应的铁观音茶叶氮含量进行了测试分析。结果表明:安溪县铁观音茶园0～20 cm土层土壤全氮含量属中上水平,平均值1.13 g/kg,Ⅱ级(尚可)及以上样点比例达90.9%;20～40 cm土层土壤全氮含量属中下水平,平均值0.81 g/kg,Ⅱ级(尚可)及以下样点比例占77.9%。黄壤、红壤、水稻土改植、赤红壤茶园土壤全氮含量较高,粗骨土、潮砂土茶园土壤全氮含量较低;土壤全氮与有机质含量呈显著的正相关关系。安溪县铁观音茶园土壤碱解氮总体含量较为丰富,0～20cm土层土壤碱解氮含量平均值105.42 mg/kg,Ⅱ级(尚可)及以上样点比例达到97.4%;20～40 cm土层平均值75.02 mg/kg,Ⅱ级(尚可)以上样点比例占84.4%。黄壤、红壤、赤红壤、水稻土改植茶园土壤碱解氮含量较高,粗骨土、潮砂土茶园土壤碱解氮含量较低;土壤碱解氮与全氮、有机质含量呈显著的正相关关系。供试铁观音茶叶氮含量与土壤全氮、碱解氮含量相关关系不显著,土壤碱解氮含量能否作为铁观音茶园土壤供氮能力的指标,以及在铁观音茶树的营养诊断时采摘鲜叶的氮素含量是否能作为茶树氮素缺素的诊断指标有待进一步研究。安溪县铁观音茶园土壤氮素管理时应注重氮肥深施,同时增施有机肥、降低速效氮肥的施用比例。     

绿肥和凹凸棒添加对黄河故道潮土土壤结构和碳氮含量的影响

[目的]探究绿肥秸秆和凹凸棒添加对黄河故道潮土壤结构和碳氮含量的影响,为科学评价凹凸棒对农田土壤健康的可持续发展和绿肥秸秆的资源化利用提供理论参考。[方法]设置6个处理:对照(CK)、蚕豆秸秆10 g/kg(B)、黑麦草秸秆10 g/kg(R)、凹凸棒土16 g/kg(A)、凹凸棒配施蚕豆秸秆(AB)、凹凸棒配施黑麦草秸秆(AR),采用SPSS统计、Origin整合进行数据分析。[结果]经过120 d室内培养发现:添加绿肥秸秆和凹凸棒均能改善土壤结构、增加碳氮含量,其中A,AB处理主要增加大团聚体(0.25 mm)含量,而AR处理主要增加微团聚体(0.053～0.25 mm)含量,与CK相比,A,AB,AR处理降低土壤三相结构距离50.8%～55.6%,增加了土壤持水量16.0%～19.2%。单施绿肥秸秆和单施凹凸棒对土壤有机碳、全氮的增量为0.38～1.99 g/kg和0.12～0.49 g/kg,二者配施对土壤有机碳、全氮和微生物量氮的增量比单施绿肥分别高0.86～3.23 g/kg,0.29～0.44 g/kg和0.3～21.6 mg/kg,且蚕豆配施效果优于黑麦草配施。[结论]配施可以结合秸秆易分解、养分丰富和凹凸棒土较大比表面积的优势,在改良土壤结构,缓解养分释放,增强土壤固存养分能力等方面具有较大优势,其中蚕豆秸秆10 g/kg配施凹凸棒16 g/kg对改良黄河故道土壤砂性结构,提高土壤碳氮含量效果最佳。     

有机肥施用对红地球葡萄产量、品质及土壤环境的影响

【目的】明确有机肥施用对河北葡萄主产区高产优质红地球葡萄产量、品质及土壤环境的影响,为葡萄种植合理施用有机肥提供理论依据。【方法】以河北张家口市怀来县葡萄试验示范基地13年生红地球葡萄为试验材料,进行为期4年的田间试验。设置6个处理,分别为农民传统施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥9 t/hm^2 (M)、有机肥7.5 t/hm^2+化肥(M1NPK)、有机肥15 t/hm^2+化肥(M2NPK)、有机肥45 t/hm^2+化肥(M3NPK),采用常规方法测定葡萄产量、品质、重金属含量及果园土壤中硝态氮、微生物量碳和氮、重金属含量,并对葡萄园土壤重金属累积达到限量所需年限进行推算。【结果】施用有机肥处理葡萄产量均显著高于单施化肥(NPK),其中以中量有机肥+化肥处理(M2NPK)的产量最高,4年(2010-2013)平均产量为21503kg/hm^2,较农民传统施肥(CK)提高了14%;施用有机肥处理葡萄Vc含量比对照显著增加。各处理间葡萄百粒重、pH、可溶性固形物、可滴定酸和固酸比差异不显著。收获后M2NPK处理0-20 cm和20-40 cm土壤硝态氮累积量下降,土壤微生物生物量碳、氮含量显著高于CK。连续4年施用有机肥后,葡萄果实及果园土壤的重金属含量(Cr、Cd、As、Pb、Hg、Cu、Zn)均未超标,但随着有机肥施用量的增加,葡萄及土壤中的重金属分别呈现线性和二次函数累积趋势。M3NPK处理土壤重金属含量较其他施用有机肥处理提前累积到限量水平。【结论】中量有机肥+化肥(M2NPK)处理葡萄的产量最高,品质最佳,而且降低了土壤硝态氮在各土层的累积,增加了土壤微生物生物量碳、氮含量,且葡萄果实和果园土壤重金属含量未超标。高量有机肥处理不会进一步提高红地球葡萄的产量和品质,但快速增加果园土壤重金属累积。     

长期不同施肥对塿土大团聚体中有机碳组分特征的影响

【目的】研究长期施肥对土大团聚体中有机碳组分特征的影响,揭示不同施肥方式下土壤有机碳的固持机制,为合理施肥提供理论依据。【方法】采集土35年长期肥料定位试验不同施肥处理0—10 cm和10—20 cm土样,分析其大团聚体中各组分有机碳含量的变化。试验处理为:不施肥(CK)、单施化肥(NP)、单施有机肥(M)和有机肥配施化肥(MNP)。【结果】与CK相比,长期NP处理对大团聚体中粗颗粒有机碳(cPOC)、细颗粒有机碳(fPOC)、大团聚体中微团聚体内颗粒有机碳(iPOC)以及矿质结合态有机碳(MOC)组分的有机碳(OC)含量均无显著影响;而M处理以及MNP处理可显著提高两土层cPOC和iPOC组分的OC含量以及0—10 cm土层MOC组分的OC含量,其中,cPOC含量增幅分别为174%~338%和215%~245%,iPOC含量增幅分别为127%~241%和106%~130%,MOC含量增幅达28.9%~34.6%。MNP处理显著提高了0—10 cm土层fPOC组分的OC含量,增幅达482.1%。累积碳投入量与大团聚体中各组分的OC含量呈显著线性相关,尤其是iPOC含量,表明长期施肥过程中土有机碳在大团聚体中固存的差异主要受物理保护的颗粒有机碳组分的影响。【结论】关中地区土长期施化肥对大团聚体中各组分OC含量没有显著影响,而长期单施有机肥能进一步增加大团聚体中各组分OC含量,有机肥配施化肥能显著增加团聚体中各组分OC含量,特别是大团聚体中微团聚体内颗粒有机碳组分的含量,进而增加土的有机碳固持。因此,有机肥配施化肥是提高土有机碳含量的有效措施。