不同连作年限棉田土壤理化性质及微生物区系变化规律研究

于2007年以不同连作年限棉田为研究对象，研究分析连作5 a、8 a、12 a年和15 a棉田土壤容重、土壤氮、磷、钾养分及微生物区系的变化规律，以揭示长期连作造成棉田减产的主要因素。研究结果表明：在棉农自主经营管理条件下，棉田土壤容重并未随着连作年限的增加呈现有规律的变化。随着连作年限的增加土壤速效磷、全氮、全钾含量均呈下降趋势，土壤有机质以及土壤速效钾含量则是连作8 a之后随着连作年限的增加呈下降趋势。随着连作年限的增加，棉田土壤微生物总量呈明显的下降趋势，连作8 a、12 a、15 a棉田的土壤微生物总数平均值分别比连作5 a的下降了40.1%、46.7%、52.4%，而且微生物菌群结构也发生了变化，总体表现为细菌和放线菌数量减少，真菌数量增加的发展态势。     

棉花连作对渭干河-库车河三角洲绿洲土壤理化性质的影响

以渭干河-库车河三角洲绿洲连作5、10、15、20 a和25 a的棉田土壤为研究对象,对棉田土壤的理化性质和酶活性进行分析。结果表明： 随着棉花连作年限的增长棉田土壤容重增大、孔隙度下降,粗砂和细沙含量增加,粘粒含 量下降,其变化连作15 a极为明显; 随着连作年限的增长盐分含量和pH值逐渐降低,有机质和碱解氮含量大幅度升高,速效磷比较稳定或略有减小,而钾的含量显著下降,致使氮、磷、钾比例失调,其增减变化连作15 a极为显著; 随着连作年限的增长脲酶、过氧化氢酶和转化酶的活性呈现先升后降的趋势,连作15 a都达到最高值,蛋白酶和磷酸酶活性也呈现先升后降的趋势,但其活性连作20 a达到最高值。 由研究结果可以得出研究区棉花连作年限不宜超过15 a,棉花连作年限超过15 a时,会导致土壤容重增大、孔隙度下降,土体紧实板结,结构性差,土壤养分含量失衡,酶活性降低,土壤质量下降等连作障碍,使得棉花产出和效益受到影响。     

洛阳市粮田土壤养分状况分析

分析了洛阳市主要粮田土壤247个土壤样品的养分状况.结果表明,土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾的平均含量分别为1.25%、0.91 g/kg、10.88 mg/kg和128.7 mg/kg;总体而言,有机质和全氮含量处于低水平(1%～2%和0.8～1.0 g N/kg),速效磷处于中低水平(5～20 mg P/kg),速效钾处于中等水平(100～150 mg K/kg);有机质、全氮和速效磷含量的次数分布曲线呈高峰偏左的正偏峰,速效钾呈近似为高峰稍微偏右的正态峰;速效磷的变异程度(CV%)最大,有机质和全氮的次之,速效钾的最小.     

玛河流域不同连作年限棉田土壤质量分析及综合评价

以玛河流域不同连作年限(1、5、10、15、20 a和25 a)棉田土壤为研究对象,测定了土壤碱解氮、有机质、速效钾、速效磷、pH值、盐分及镉(Cr)、铬(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)、铜(Cu)、砷(As)共计12个指标,对比分析土壤养分特征和重金属含量,分别采用因子分析法和土壤质量综合评价指数法对不同连作年限棉田土壤质量状况进行定量评价并划分等级,采用Muller地质累积指数法评价棉田土壤重金属污染情况。结果表明:(1)pH值在开垦种植1 a和25 a连作时最高,均值为7.90,5、10 a连作时最小,pH值均值为7.75;土壤盐分含量由连作5 a的3.68 g·kg~(-1)逐年增加至连作25 a的3.87 g·kg~(-1);有机质含量在种植1 a时仅11.02 g·kg~(-1),随后缓慢增加,至连作10 a达19.97 g·kg~(-1),之后降低,25 a时降至1 a水平;速效钾含量变化趋势与有机质相似;全氮和速效磷从种植1 a开始逐年递增,连作25 a时达最大,全氮含量0.903 g·kg~(-1),速效磷含量55.1 mg·kg~(-1)。(2)土壤重金属Cr、Ni、Cu、Pb、As和Cd含量均随连作年限增加而增加,其中Cr、Ni和Cd在连作15 a时分别达93.87、33.18 mg·kg~(-1)和0.23 mg·kg~(-1),有重金属富集趋势;As在连作20 a和25 a分别为12.03 mg·kg~(-1)和13.53 mg·kg~(-1),为轻度污染;污染指数(I_(SHM))显示Pb在连作1～25 a均无污染(I_(SHM)0),Cu含量超标(I_(SHM)0)。(3)因子分析法得出,SQAV评分最高的是连作10 a(0.437),其次是5 a(0.247),1 a和25 a为负值(分别为-0.712和-1.253),不利于土壤质量提升;土壤综合质量指数评价法得出5 a和10 a棉田土壤质量为"高",土壤综合质量指数(SQI)分别为1.02和1.10,1 a和25 a为"低",SQI分别为0.63和0.61,土壤质量状况最差,15 a和20 a为"中"。两种评价方法得出的结论相似,说明本研究选取的评价方法合理,可以定性定量对不同连作年限棉田土壤质量进行评价。     

北疆连作棉田轮作倒茬模式的研究

于2007~2008年在多年连作的棉田上进行不同茬口轮作倒茬试验,以研究不同茬口对连作棉田土壤肥力及棉花生长的影响,从而筛选出适应棉田轮作倒茬的最佳种植模式。研究结果表明:不同作物茬口的土壤有机质、速效养分含量及棉花产量均高于连作棉田,其中加工番茄茬口对土壤的培肥效果总体表现最好;不同茬口的棉花产量表现为小麦-大豆→棉花加工番茄→棉花玉米//大豆→棉花小麦→棉花玉米→棉花CK。小麦-大豆或加工番茄可作为长期连作棉田的良好前茬。     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。     

连作及灌溉方式对棉田土壤微生物量碳氮的影响

采用野外采样与室内分析的方法,对不同连作年限及灌溉方式条件下土壤微生物量碳、氮的变化规律进行研究,结果表明:与荒地相比,棉田土壤微生物量碳氮含量均增加,且随种植年限的延长,土壤微生物量碳氮变化规律基本一致,连作2 a的微生物量碳氮含量最低,分别为16.22±0.77和13.08±0.75 mg/kg,随连作年限的延长微生物量碳氮含量不断增加,到连作15 a时达到最高点,分别为38.67±1.22和23.39±0.65 mg/kg,之后微生物量碳氮含量开始下降;相对于地面沟灌而言,滴灌使土壤微生物量碳氮含量明显提高;微生物量碳与微生物量氮呈现极显著正相关性,相关系数为0.951,与土壤全氮、速效氮呈显著正相关,相关系数分别为0.863、0.854;微生物量氮与土壤全氮、速效氮的相关系数分别为0.919、0.945,呈极显著正相关。     

污染的灌溉水对农田土壤养分平衡的作用与影响

灌溉水体的质量会直接影响到土壤有机碳及其养分平衡。本研究以陕西交口抽渭灌区农田土壤有机碳及养分变异状况为主要研究内容,以土壤发生类型一致和土地利用及其管理水平基本一致的井水灌溉和非灌溉农田土壤为对照,逐层分析了各灌溉处理土壤剖面0~100 cm范围有机质及主要养分含量,结果显示:长期用污染渭河水灌溉的农田土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等含量均有极为显著的增加,0~20 cm土层为养分富集区域,其中有机质、碱解氮、速效磷、速效钾分别为24.92 g/kg、108.26 mg/kg、155.45 mg/kg、353.72 mg/kg,比井灌区土壤分别增加了40.68%、44.98%、116.92%和44.27%,比不灌区土壤分别增加了35.74%、35.69%、189.27%和122.35%。试验资料充分证明,长期用污染渭河水灌溉的土壤呈现出了明显的富营养化问题,其中磷、钾含量严重过剩,在制定土壤管理和科学施肥方面应给予高度重视。     

连作对谷子土壤酶活性及养分的影响

为探明谷子连作对土壤环境的影响,分析不同连作年限对谷子土壤养分和酶活性的影响,本研究在4a不施肥定位试验的基础上,设置连作2 a(T1)、连作3 a(T2)、连作4 a(T3)和轮作(CK)4个处理,分别测定了土壤养分、土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性及其变化。试验结果表明,与轮作(CK)相比,连作2 a(T1)、连作3 a(T2)和连作4 a(T3)分别减产6.9%、12.7%和35.6%,随着连作年限增加,减产幅度加大;连作土壤氮、磷含量降低,其中速效氮含量降低最为显著(P0.05),速效钾含量变化不显著(P0.05),土壤p H升高。连作条件下,土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均呈现逐年降低的趋势,且随着连作年限增加,降低越显著,连作4 a(T3)显著低于其它处理(P0.05)。     

晋北地区不同种植年限设施土壤养分含量的变化

以农田、露天菜地为对照,研究了山西阳高连作1、4、7、11、14、17 a设施栽培土壤pH值、养分含量及其相互关系。结果表明,与农田相比,设施栽培菜地土壤pH值降低、养分含量升高,差异达显著水平。随种植年限增加,设施内0~20 cm、20~40 cm土层有机质、碱解氮、有效磷含量表现出先升高后降低的趋势。依据设施菜地土壤养分含量标准,阳高设施土壤pH值、有机质、速效钾含量处于适宜水平,碱解氮含量较高,有效磷严重超标。相关分析表明,土壤pH值与速效钾含量间呈显著负相关,各土壤养分含量间呈显著正相关。当地设施蔬菜生产中的不合理施肥,已导致土壤化学性状发生明显变化,今后应推广科学施肥。     

渭河上游地区温室菜地土壤肥力演变特征研究

在陇东南渭河上游地区的天水市武山县,通过田间采样的方法,以不同种植年限的温室和露地的耕层土壤(0~20 cm)为研究对象,研究了长期连作温室蔬菜对土壤p H、全盐、有机质及氮磷钾养分的影响。结果表明:不同种植年限温室菜地的土壤p H都明显低于其露地大田,而且随种植年限的延长,p H逐渐降低,与种植年限显著负相关,年均降低0.05个单位。而土壤全盐含量与种植年限呈显著正相关,年均增加0.091个百分点。连续14年种植温室蔬菜土壤全盐含量达到0.34%,是露地土壤的6.35倍。土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量也随种植年限逐渐增加,与种植年限显著正相关,连续14年种植温室蔬菜后,土壤的速效氮、速效磷和速效钾含量分别达到230.17、342.17 mg·kg-1和263.00 mg·kg-1,显著的高于大田。     

秸秆还田对半干旱区农田土壤养分含量及玉米光合作用的影响

为了提升和保育辽西半干旱区农田土壤质量,采用盆栽试验的方式探讨了不同处理方式、不同用量玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响。结果表明,秸秆还田后,其土壤含水量比对照组提高了3%~7%;有机质含量比对照组提高幅度为1.9%~19%;全氮含量比对照组提高幅度为0.7%~14.4%;速效磷含量比对照组提高了2.51~14.75 mg/kg;速效钾含量比对照组提高了7.33~188.07 mg/kg;碱解氮含量比对照组提高了8.46mg/kg;净光合速率比对照组提高了3~11.03 CO2μmol/(m2.s);秸秆还田可以缓解土壤碱化。     

干旱区盐渍化荒地不同开垦年限土壤碳氮储量研究

在天山北坡绿洲区分别选取连续开垦3 a、8 a、15 a盐渍化棉田和未开垦的盐渍化荒地,采集0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm土层土壤样品,测定土壤有机碳、全氮含量。结果表明:盐荒地开垦后棉田0~100 cm土层土壤有机碳含量随开垦年限呈逐渐增加的趋势;开垦后棉田土壤全N含量随开垦年限的增加而增加,但处理间无显著差异;盐荒地与开垦棉田土壤有机碳、全N含量随土层深度增加而降低,其中盐荒地不同土层间土壤有机碳含量差异显著,0~40 cm土层土壤有机碳、全N含量明显高于40 cm以下土层;开垦棉田土壤C/N随开垦年限的增加呈现增加的趋势,盐荒地和开垦棉田土壤C/N随土壤深度的增加而降低,二者之间差异不显著;开垦棉田土壤有机碳储量随开垦年限的增加呈先减少后增加的趋势。结论:干旱区盐荒地开垦后,棉田土壤有机碳、全N含量均随开垦年限的增加而增加,而土壤有机碳储量随开垦年限的增加先减小后增加。盐荒地与开垦棉田土壤有机碳和全N含量随土层深度增加而减少。     

祁连山排露沟流域青海云杉林土壤养分和pH变化特征

祁连山北坡中山带森林灰褐土是生长青海云杉的集中地带。选择排露沟流域海拔2 900～3 300 m的青海云杉林为研究对象,每隔100 m海拔梯度设置3个调查样地,研究青海结果表明：① 在海拔梯度上,0~40 cm土层土壤有机质、全氮及全磷平均含量高海拔处高于低海拔,而且高海拔与低海拔差异显著（P<0.05）;土壤全钾和速效钾含量则是高海拔低于低海拔,差异亦显著（P<0.05）;速效磷含量随海拔升高没有明显的变化规律,而且海拔间差异不显著（P<0.05）;土壤pH随海拔的升高不断减小,但是海拔间的差异不显著（P＞0.05）。 ② 在不同土层深度,0~10 cm土层土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾平均含量均大于10~20 cm和20~40 cm土层,而且0~10 cm土层含量显著大于20~40 cm土层（P<0.05）;土壤pH和全钾含量则随土层深度增加,pH在0~10 cm土层与20~40 cm差异显著（P<0.05）,但全钾含量在不同土层差异均不显著（P＞0.05）。 ③ 在碳、氮、磷、钾营养元素循环中,土壤pH和土壤有机质是影响青海云杉群落养分供应的首要限制因子。     

仁用杏园不同土层土壤养分含量的测定

在陕北黄土丘陵沟壑区,对仁用杏园的土壤有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾进行了测定。0～500cm土层的土壤有机质为3．368g／kg,全氮为0．268g／kg,全磷为0．536g／kg,速效氮为13．644mg／kg。速效磷为2．202mg／kg,速效钾为50．406mg／kg。陕北黄土丘陵沟壑区仁用杏园无论是浅层、根系集中分布层还是源层土壤,土壤养分含量均较低,满足不了仁用杏的正常生长与开花结实。     

荒漠绿洲区不同土地利用方式下土壤养分差异分析

以塔里木盆地北缘荒漠绿洲区(渭干河—库车河三角洲绿洲)为研究对象,对耕地、林地、荒漠灌丛和盐碱草地利用方式下的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾进行了测定及统计分析。结果表明:土壤各养分元素的空间变异性由强到弱的顺序依次为有效磷碱解氮速效钾全氮有机质;不同土层深度有机质、全氮、有效磷和速效钾含量在不同土地利用方式之间表现出显著的差异(P0.05),土壤碱解氮含量无显著差异(P0.05);不同土地利用方式有机质与全氮、碱解氮之间的相关性较强,有效磷与速效钾之间的相关性相对较弱。     

博尔塔拉河下游河岸带土壤养分特征及其相关性分析

对博尔塔拉河下游河岸带土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH进行了分析。结果表明：① 土壤有机质在表层和80 cm土层属于强变异;20 cm、40 cm和60 cm土层属于中等变异。② 有机质含量为0.03%～4.19%,差值较大;不同深度土壤有机质含量从表层到深层逐渐减少,递减规律显著;5层（0~10 cm、20 cm、40 cm、60 cm和80 cm）土壤之间有机质含量垂直方向的相关性特征显示,60 cm深度与其他层次土壤有机质含量呈弱正和弱负相关,0 cm与80 cm、20 cm与40 cm之间的相关性极显著。③ 土壤有机质含量与pH、速效钾含量呈负相关,与速效磷含量呈正相关,与全氮呈极显著正相关（[WTBX]R[WTBZ]=0.934）。④ 通过对土壤样品养分含量分级显示,土壤有机质含量和速效磷含量平均值分别为0.44%和1.99 mg•kg^-1,均属于极缺乏型;全氮含量和速效钾含量平均为0.07%和39.78 mg•kg^-1,属于很缺乏型;pH平均为7.47,属于中性。     

猕猴桃园和小麦—玉米轮作田两种土地利用方式对土壤养分状况的影响

为深入了解不同土地利用方式下土壤养分水平的差异及施肥和管理中存在的问题,选取陕西省周至县农耕区为研究区域,采用地统计分析和GIS相结合的方法,研究了猕猴桃园和小麦—玉米轮作田两种不同土地利用类型下土壤养分含量、养分相关性、空间变异特征及其分布格局。结果表明:猕猴桃园有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种养分含量分别为:(19.55±3.13)g·kg~(~(-1)),(80.58±14.69)mg·kg~(~(-1)),(23.37±6.09)mg·kg~(~(-1)),(102.79±12.74)mg·kg~(~(-1)),pH值为7.32±0.49;小麦—玉米农田有机质、碱解氮、有效磷和速效钾4种养分含量分别为:(19.43±2.63)g·kg~(~(-1)),(78.80±11.39)mg·kg~(~(-1)),(24.83±6.06)mg·kg~(~(-1)),(95.03±11.75)mg·kg~(~(-1)),pH值为7.41±0.58。猕猴桃园土壤有机质、碱解氮和速效钾含量均高于小麦—玉米农田,仅有效磷含量比小麦—玉米农田偏低。研究区主要养分要素的变异系数都处于10%~100%,属于中等空间变异性。在猕猴桃园中,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾两两之间均呈极显著或显著正相关;在小麦—玉米农田,pH值与有机质表现出显著负相关。研究区土壤有效磷含量较为丰富,碱解氮含量处于中等偏高水平,有机质含量处于中等偏低水平,而速效钾含量总体缺乏。整体上猕猴桃园比小麦—玉米农田养分水平高,这主要与不同的田间管理和施肥状况有关。因此,今后应采取维持氮肥、控制磷肥、增加钾肥的措施,并十分重视有机肥的使用。此外,针对不同土地利用类型和土壤肥力状况进行分区培肥管理,普及科学施肥,提高肥料利用效率也是提升土壤肥力水平的重要措施。