长期施肥对晋东南矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为探究不同施肥方式下矿区复垦土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以晋东南黄土区采煤沉陷复垦区为研究对象,分析了连续8年施肥对复垦土壤团聚体数量、团聚体稳定性及团聚体中有机碳分布的影响。试验共设4个施肥处理:不施肥(CK)、化肥(NPK)、低量有机肥化肥配施(LOF)和高量有机肥化肥配施(HOF)。结果表明,施肥显著提高了 0. 25 mm的大团聚体数量,HOF处理显著提高了各粒级团聚体比例,其中对2～1 mm和0. 50～0. 25 mm团聚体影响最大。有机肥化肥配施均显著提高了团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了土壤团聚体分形维数(D),提高了土壤团聚体的稳定性,HOF与LOF对土壤团聚体稳定性的影响差异不显著,NPK对复垦土壤的团聚体分形维数无显著影响。 0. 25 mm各粒径团聚体有机碳含量高于0. 25 mm的微团聚体,大团聚体富集较多的有机碳,HOF显著增加了2～1 mm和5～2 mm粒径团聚体对土壤总有机碳的贡献率。土壤有机碳含量(SOC)、大团聚体数量(R0. 25)、MWD、GMD与 0. 25 mm的各粒径团聚体含量均呈显著的正相关关系,SOC与R0. 25、MWD、GMD呈极显著正相关关系。在晋东南矿区复垦土壤上,高量有机肥化肥配施是提高土壤有机碳含量,增强土壤团聚体稳定性的有效施肥措施。     

施用生物黑炭对红壤旱地理化性状及玉米生长的影响

通过田间小区试验,研究施用0（CK）、6、12、24、48 t/hm² 5个梯度生物黑炭对红壤旱地理化性状影响及玉米增产效果,结果表明：施用不同用量的生物黑炭处理与CK相比,土壤密度降低幅度达4.8%~ 16.3%,土壤毛管孔隙度增幅为8.1%~21.6%,土壤团聚体粒径＞0.5 mm团聚体随着生物黑炭施用量的增加大致呈现减少的趋势,粒径＜0.5 mm土壤团聚体随着生物黑炭施用量的增加呈现增加趋势,MWD降低率分别为7.93%、25.39%、30.15%、28.57%,土壤pH提高0.19~1.02个单位,土壤CEC增加0.80~ 2.46 cmol/kg。从玉米产量来看,与对照相比产量增幅为32.5%~80.0%,拟合曲线方程为y=-5.9507x²+ 358.45x+6689.7,得出红壤旱地的最佳生物黑炭用量为30 t/hm²。     

不同种植年限对菜地土壤结构的影响

为了探究不同种植年限对菜地土壤结构的影响情况,为土壤培肥提出切实可行的方法,采用萨维诺夫法分析了重庆市九龙坡区白市驿镇蔬菜基地种植1年、5年、10年的菜地土壤团聚体的组成情况及其差异。结果表明：水稳性团聚体含量以及稳定性在不同种植年限土壤间存在较大差异。对于0~20 cm土层土壤,1~0.25 mm、>3 mm和>5 mm水稳性团聚体含量均表现为1年>5年>10年,20~40 cm土层也存在类似变化。表明随着种植年限的增加,各土层土壤水稳性团聚体含量逐渐降低。对于0~20 cm土层,1年土壤>0.25 mm团聚体平均破坏率为27.78%,5年和10年土壤>0.25 mm团聚体平均破坏率分别高达49.86%、58.74%;对于各种植年限土壤20~40 cm土层也存在相同的趋势。说明随着种植年限的增加,土壤团聚体破坏率增高,土壤结构稳定性降低。相关分析表明,土壤有机质含量与种植年限、平均破坏率呈显著负相关（相关系数分别为-0.880*、-0.897*、n=6）,与>0.25 mm水稳性团聚体含量、>3 mm水稳性团聚体含量、>5 mm水稳性团聚体含量、3~1 mm水稳性团聚体含量、1~0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关（相关系数分别为0.897*、0.868*、0.859*、0.835*、0.829*、n=6）,土壤团聚体MWD与>0.25 mm水稳性团聚体含量之间达到极显著正相关（相关系数为0.985**,n=6）。说明随着种植年限增加,土壤有机质含量降低,水稳性团聚体含量增加,平均破坏率逐渐增加。>0.25 mm的水稳性团聚体含量越多,土壤平均重量直径(MWD)值越大,土壤团聚体稳定性越强。有机质含量是影响研究区紫色土土壤水稳性团聚体含量及稳定性的主要因素。     

岩溶山区植被破坏前后土壤团聚体稳定性研究

用C-D试剂浸提和浸泡振荡处理两种方法分析了岩溶地区不同土地利用方式和植被类型土壤的水稳性团聚体变化情况。利用方式和植被类型对土壤团聚体的形成有较大影响,不仅影响到土壤表层团聚体的组成和质量,而且对表层以下不同深度的土壤团聚体特征均有较大影响。土壤中游离氧化铁铝对提高土壤团聚体稳定性影响也表现显著,但浸泡振荡处理后水稳性团聚体含量的下降大于C-D试剂浸提处理。     

长期间作及免耕对土壤物理性状及作物产量的影响

针对西北绿洲灌区长期传统覆膜耕作造成土壤结构的稳定性下降、地膜残留过多和土壤质量下降等问题,研究覆膜免耕与禾豆间作种植模式对土壤物理性质和作物产量的影响,以期为试区优化耕作方式和作物种植模式提供理论支撑。田间试验于2013—2020年在河西绿洲灌区进行,设置传统耕作覆膜(CT)、覆膜免耕(NT) 2种耕作措施;单作豌豆(P)、单作玉米(M)、玉米间作豌豆(M//P) 3种种植模式,2019年和2020年玉米收获后测定土壤物理性状和作物产量等相关指标。结果表明：（1）0～30 cm土层≥0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径(MWD)、土壤容重和土壤总孔隙度在NT与CT处理间存显著差异,NT较CT≥0.25 mm水稳性团聚体含量提高2.02%～7.76%、MWD提高19.4%～26.0%、土壤容重降低1.31%～1.57%、总孔隙度增加1.97%～2.28%;(2)NT处理下,不同种植模式间存在显著差异,M//P分别较P和M处理水稳性大团聚体含量增加12.60%～20.11%和7.05%～11.55%,MWD分别较P和M处理增加9.61%～12.44%和4.01%～8.01%,土壤...     

不同施氮量对冬小麦产量、效益及土壤理化性状的影响

为探明豫北地区高肥力地块不同施氮量对冬小麦产量、经济效益及土壤理化性状的影响,在安阳市北关区壤质潮土上开展了冬小麦不同施氮量试验,设常规施磷钾肥（W1,CK）、常规施肥减施氮肥30%（W2）、常规施肥减施氮肥15%（W3）、常规施肥减施氮肥5%（W4）、常规施肥（W5）和常规施肥增施氮肥5%（W6）6个处理。结果表明,随着氮肥施用量的减少冬小麦主茎叶龄、次生根数、茎蘖数、株高及穗长等农艺性状呈下降趋势,以W6处理最佳。冬小麦产量随着施氮量的增加呈上升趋势,W4、W5、W6处理与W1处理相比增幅分别达48.7%、48.9%、49.1%,W4、W5、W6处理间差异不显著;但与W2、W3处理间差异达到显著水平。不同施氮量处理经济效益较W1处理均有不同程度增加,W4较W1处理净增效益5 869.80元/hm ²,较W5处理净增效益24.45元/hm ²。不同施氮量处理对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾含量和土壤容重有显著影响,但对pH影响不显著。土壤全氮含量随施氮量的增加呈上升趋势;W4处理土壤容重最低。综合分析,以常规施肥减施氮肥5%处理效果最佳。     

黄土坡面结皮对土壤水稳性团聚体的稳定性和可蚀性的影响

为了探析微地形下土壤受雨滴打击后产生的结皮类型及团聚体组成差异。通过人工模拟降雨,研究坡面不同位置的结皮土壤水稳性团聚体分布特征、稳定性以及土壤可蚀性的变化情况。结果表明：（1）土壤水稳性团聚体以大团聚体（粒径>0.25 mm）含量为指标,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮>0.25 mm粒级的水稳性团聚体分别占37.28%、43.58%、36.69%、40.34%;（2）以降雨历时5 min为例,原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的破坏率分别为：51.49%、46.00%、62.76%、51.02%;（3）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮的水稳性团聚体的平均重量直径分别为：0.15、0.20、0.14、0.17 mm;（4）原状土、结构结皮、沉积结皮、过渡带结皮土壤可蚀性K值的大小分别为：0.223、0.200、0.229、0.205。微地形下产生结皮差异使得水稳性团聚体分布有所区别,因此土壤水稳性团聚体稳定性和可蚀性存在差异。     

有机肥等氮替代化肥对红壤团聚体及玉米产量和品质的影响

为研究有机肥等氮替代化肥对土壤结构、玉米产量和品质的影响,设置有机肥等氮替代化肥的10%（M10）、20%（M20）、30%（M30）、40%（M40）,以单施化肥（M0）和不施肥（CK）为对照6个施肥处理,测定玉米不同生育期的土壤团聚体变化状况。结果表明：随有机肥等氮部分替代化肥比例的增加,玉米各生育期土壤>0.25mm水稳性团聚体（R_0.25）、平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GWD）不断增加,团聚体破坏率（PAD）、分形维数（D）不断降低。与M0处理相比,M30和M40处理显著提高了玉米子粒产量,表现为M30>M40;M20、M30、M40处理较M0处理玉米子粒蛋白质含量显著增加了13.29%~25.03%,淀粉含量显著增加了39.84%~114.06%,可溶性糖含量显著增加了36.49%~54.05%;蛋白质含量表现为M30和M20处理显著大于M40处理,M30与M20处理间差异不显著;淀粉含量表现为M40>M30>M20,差异显著;可溶性糖含量表现为M40和M30处理显著大于M20处理,M30与M40处理间差异不显著。玉米子粒产量和品质与抽雄期、成熟期土壤团聚体R_0.25呈极显著正相关（P<0.01）,与PAD、D值呈极显著负相关（P<0.01）。因此,玉米生产中,利用有机肥等氮替代化肥培肥土壤,需兼顾玉米产量和品质,30%为适宜的有机肥等氮替代化肥比例。     

有机无机肥料配施对连作区玉米土壤微生物及养分含量的影响

通过大田试验,研究了不同比例化肥配施有机肥对连作玉米区土壤微生物、养分含量及产量的影响。结果表明：有机无机肥配施能有效改善土壤微生物环境,可在提供营养的同时调控优化土壤中细菌、真菌等微生物群落区系的结构,增加细菌和放线菌数量,减少有害真菌的数量;在玉米生育时期土壤碱解氮、速效磷含量除M4外均呈现先升高后降低趋势,且处理M2的土壤速效磷与其他处理间达到了5%的显著差异水平;玉米产量：M2（80%尿素氮+20%有机肥氮;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>M3（70%尿素氮+30%有机肥氮;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>M1（100%有机肥氮）>M4（当地化肥施用量：尿素150kg/hm ²;P₂O₅：75kg/hm ²;K₂O：90kg/hm ²）>CK（不施用任何肥料）,配施处理增产明显,与CK处理间达到显著差异水平。     

酿造高粱肥料高效利用研究

为了探讨本栽培区域 N、 P、 K肥对酿造高粱产量的影响, 寻求获得高产的 N、 P、 K肥配方, 本试验采用 “3414” 设计方案, 以 ‘晋杂 23号’ 为试验品种, 在山西省农科院经济作物研究所试验田研究了不同N、 P、 K肥配方对试验品种农艺性状及产量的影响。结果表明： 不同施肥处理高粱农艺性状、 穗粒重、 千粒重都高于对照(N₀P₀K₀), 但方差分析表明差异不显著; 在一定的肥力基础上, 增加肥料投入比不施肥可获得较高产量; 施用氮肥和磷肥对于提高籽粒产量具有显著的作用, 但随着氮肥施用量的增加, 高粱籽粒产量显著降低; 在本试验条件下, 以 N 施用量为 96 kg/hm², P₂O₅施用量为 76 kg/hm², K₂O 施用量为60 kg/hm²是高粱获得高产量、 低成本、 高收益的合理配方。     

水分亏缺下化肥减量配施有机肥对棉花光合特性与产量的影响

Fixed position experiments were conducted in 2017 and 2018, and split plot arrangement with the main treatment for full irrigation (W₁) with irrigation amount was 4800 cubic meters per hectare and deficit irrigation (W₂) was 2400 cubic meters per hectare, and the secondary treatment including treatments without fertilization (CK), single application of chemical fertilizer (CF), 75% chemical fertilizer with 25% organic fertilizer (M₁), 50% chemical fertilizer with 50% organic fertilizer (M₂), and 25% chemical fertilizer with 75% organic fertilizer (M₃). The effects of chemical fertilizer reduction and organic fertilizer application on photosynthetic characteristics and yield of cotton were studied to provide theoretical basis for rational utilization of organic fertilizer and reduction of chemical fertilizer input under water deficit. Under deficit irrigation, leaf area index (LAI), net photosynthetic rate (P_n), stomatal conductance (G_s), above-ground dry matter accumulation and seed yield of cotton were all lower than that under full irrigation, while irrigation water productivity (IWP) and intercellular CO₂ concentration (C_i) were higher. The chemical fertilizer reduction combined with application of organic fertilizer could effectively improve the LAI after the full squaring stage, improve P_n and G_s of cotton in all stage, promote the accumulation of vegetative and reproductive organs dry matter, improve its transfer to the reproductive organs, improve the IWP and seed yield, and also increase the moisture content of soil surface in the period of full boll stage and boll opening stage. The effects among different organic fertilizer treatments on LAI, P_n and seed yield were all presented as M₁ > M₂ > M₃, and under the treatment of M₁, the average seed cotton yield of two years increased compared with CF and CK by 6.9% and 62.1% respectively. Whereas, the effects under deficit irrigation were presented as M₂ > M₁ > M₃, and the two years’ average seed yield increased by 19.9% and 79.3% respectively compared with CF and CK under M₂. Chemical fertilizer reduction and organic fertilizer application were beneficial to increase the yield of seed cotton under water deficit, and alleviate the influence of water deficit on cotton growth and development, M₂ (50% fertilizer +50% organic fertilizer) was the best treatment.     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

To determine a suitable nitrogen fertilizer application rate, an experiment was conducted using Jinza 34, Liaoza 27, Jinsi 2, Jinnuo 3, and Fenjiuliang 1 with six nitrogen (N) fertilization levels, including 0 (N0), 75 (N75), 150 (N150), 225 (N225), 300 (N300), and 450 kg hm^-2 (N450). The effects of long-term nitrogen fertilization with different levels on sorghum grain yield, nitrogen use characteristics and soil nitrate nitrogen distribution were investigated. The grain yield, grain number and N accumulation of sorghum increased initially and then tended to be stabile with the increase of nitrogen fertilizer application. Among them, the maximum increase of sorghum under N75 treatment compared with that under N0 treatment was 23.68%, 48.05%, and 51.86%, respectively. With the increase of nitrogen fertilizer application, the grain starch content decreased, while the grain starch yield increased firstly and then decreased. Nitrogen apparent recovery rate, nitrogen fertilizer agronomic efficiency and nitrogen use efficiency which were accumulated for five years were reduced significantly with the increase of nitrogen fertilizer application. Compared with the N150 treatment, nitrogen use efficiency accumulated for five years under N75 treatment, which was 63.01%, was increased by 76.91%. When nitrogen fertilizer application was beyond 225 kg hm^-2, after four to five years later, nitrate nitrogen residue was increased rapidly in the 60-200 cm soil layer year by year, NO₃^--N accumulation peaks distributed in the 0-200 cm soil layer and the risk of nitrate nitrogen leaching was increased. In view of the yield, starch yield, nitrogen utilization and environmental benefit, the reasonable nitrogen fertilizer application for sorghum was between 75 kg hm^-2 and 150 kg hm^-2.     

猪粪有机肥配施化肥对潮土速效养分及团聚体分布的影响

集约化养殖产生大量的畜禽粪便而且无序排放产生,是造成农业面源污染的重要原因之一。开展畜禽粪便田间消纳后对土壤性质及肥力的影响是现阶段研究的热点问题。本研究在施用等量氮、磷、钾养分的条件下,通过连续两年的盆栽试验,研究了猪粪有机肥替代不同化学肥料后对潮土速效养分、团聚体组分及稳定性的影响。结果表明,施用猪粪有机肥增加了土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量,且随有机肥施用量的增加而增加,其中土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量比单施化肥处理(T1)分别提高了3.7% ~ 165.8%、11.6% ~ 197.7%和20.7% ~ 364.8%;与第一年相比,第二年各处理碱解氮含量下降2.8% ~ 48.9%,而速效磷、速效钾均有增加。施用猪粪有机肥处理土壤有机碳含量均高于单施化肥处理(T1),且随有机肥量的增加呈增加趋势,增加幅度达14.8% ~ 175.7%;有机肥处理第二年后土壤有机碳含量比第一年土壤有机碳含量增加3.9% ~ 96.9%。同时发现,潮土土壤团聚体以<0.25 mm的微团聚体为主;化肥配施猪粪有机肥处理增加了潮土>0.25 mm团聚体含量、团聚体MWD(平均重量直径)以及GWD(几何平均直径)和R_0.25值,且随其施用量的增加而增加。由此可见,施用猪粪有机肥有利于潮土速效养分、有机碳含量的增加,并促进大团聚体的形成和稳定。     

化肥减施配合生物有机肥对土壤特性和燕麦产量的影响

针对燕麦生产中肥料施用过量的问题,在大田试验条件下,设置减施50%化肥(50D)、减施25%化肥(75D)、100%化肥(CK)、减施50%化肥+生物有机肥(50DM)、减施25%化肥+生物有机肥处理(75DM)等5个处理,分析了土壤3种酶活性、土壤养分含量和燕麦产量,研究减量磷酸二铵并配施生物有机肥对土壤特性和燕麦产量的影响。结果表明：在燕麦开花期和收获期75DM处理下0~20 cm土壤蔗糖酶、脲酶活性和过氧化氢酶活性显著提高,在收获期较CK分别提高7.6%、12.6%和25.2%;与CK相比,化肥配施生物有机肥处理有效增加了燕麦收获期土壤碱解氮含量,增幅为9.8%~22.9%,且以75DM处理最优。化肥配施生物有机肥处理下燕麦有效穗数、穗粒数和千粒重显著增加,其中以75DM处理籽粒产量最高,分别较75D和CK提高24.5%和9.3%。相关性分析表明,土壤酶活性、土壤养分与燕麦产量呈显著正相关。在大田生产条件下,减施25%化肥并配施600 kg/hm²生物有机肥可提高土壤酶活性,增加土壤中有效性氮、磷、钾的含量,从而改善土壤肥力和土壤养分状况,有利于燕麦增产。     

烟-稻复种连作对红壤性水稻土团聚体组成及稳定性的影响

红壤性水稻土面临土壤结构退化、土壤养分失衡和酸化等土壤质量问题,制约农业生产和农民增收。本文以南方红壤丘陵区植烟的红壤性水稻土为对象,采用时空替代法、相关及冗余分析等技术方法,研究了烟-稻复种连作(YDLZ)对红壤性水稻土团聚体及其稳定性变化的影响及其关键影响因素。YDLZ后的红壤性水稻土>5 mm团聚体含量、土壤团聚体重量平均直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著降低,<0.25 mm团聚体含量和分形维数(D)则显著升高,土壤团聚体稳定性降低;且以YDLZ 5～10年(YDLZ5～10)对土壤团聚体粒径分布及稳定性影响最大。相关及冗余分析表明,土壤有机质和粘粒含量是引起团聚体分布的关键指标;>5 mm和<0.25 mm的团聚体含量是引起团聚体稳定性变化的关键指标。烟-稻复种连作引起红壤性水稻土有机质和粘粒含量变化,主要导致>5 mm团聚体含量的减少,<0.25 mm团聚体含量增加,从而土壤团聚体稳定性降低。针对YDLZ的红壤性水稻土结构培育和土壤质量保育,需关注土壤有机质及粘粒含量的变化。     

长期施用不同剂量氮肥对高粱产量、氮素利用特性和土壤硝态氮含量的影响

本研究于2015—2019年以晋杂34、辽杂27、晋饲2号、晋糯3号和汾酒粱1号为研究对象,设0(N0)、75(N75)、150(N150)、225(N225)、300(N300)、450 kg hm^-2(N450)6个氮素水平,调查其对产量性状、淀粉含量和土壤硝态氮以及氮素利用特性指标的影响,以探讨高粱合理的氮素施用方案。结果表明,高粱的产量、穗粒数及植株地上部氮素累积量,随施氮水平的增加呈先增加后趋于稳定的趋势,其中以N75处理增幅最大,较N0处理最大增幅分别可达23.68%、48.05%和51.86%;籽粒淀粉含量、5年叠加氮肥利用率、5年叠加氮肥农学效率和氮素5年叠加表观回收率随施氮水平的增加都存在不同程度的降低,其中N75处理下5年叠加氮肥利用率为63.01%,较N150处理提高了76.91%;籽粒淀粉产量则随施氮水平的增加呈先增加后降低的趋势。连续施氮4~5年后,施氮量≥225 kg hm^-2,残留的硝态氮在60~200 cm土层逐年累积,且在0~200 cm土层存在明显的累积峰,硝态氮淋失风险加剧。施氮量75~150 kg hm^-2之间,在满足高粱植株基本生长需求的同时,可以弥补了土壤氮库的消耗,有效降低了土壤硝态氮的淋失,亦有利于高粱产量和籽粒淀粉产量的形成。     

施用控释肥对粳稻生长发育及产量的影响

在湘南丘陵区红壤稻田,连续2年用粳稻Unbongbyeo品种,进行控释肥（LCU）一季稻田间试验,采用田间系统观测与实内考查分析相结合的研究方法。研究结果表明：水稻分蘖苗数以施用控释肥LCU70≥NPK＞LCU50＞PK;施控释肥LCU70、LCU50比尿素处理的水稻成穗率分别高6.3%、4.5%。叶片、茎杆、根系的干物质增长量均以施用控释肥高于其他处理。按处理排序：LCU70＞NPK＞LCU50＞PK。处理间差异显著。叶面积系数（LAI）以施用控释肥LCU70处理的6.50最高,比NPK、LCU50处理高1.04、1.51。粳稻Unbongbyeo品种产量结果：控释肥处理的氮素用量为常规施肥（NPK）氮素用量70%时,其稻谷产量比常规施肥高6.72%,产量差异显著;控释肥处理的氮素用量为常规施肥（NPK）处理50%时,其稻谷产量与常规施肥的稻谷产量相等,两者间产量差异不显著。即表明：施用控释肥可减少氮素用量30%~50%。