长期施用畜禽粪便对土壤孔隙结构特征的影响

畜禽粪便中含有大量有害物质可能影响农业土壤质量。土壤孔隙结构是反映土壤质量的重要指标。探讨长期施用畜禽粪便对土壤孔隙结构特征的影响,对于理解畜禽粪便对农业土壤质量影响有重要意义。该文分析稻麦轮作土壤上长期(20年)施用畜禽粪便和化肥土壤孔隙度、孔隙分布、贮水性能及土壤饱和导水率等土壤孔隙结构指标。研究结果显示,长期施用畜禽粪便处理显著改变了土壤孔隙分布和土壤总孔隙度,施用畜禽粪便耕层土壤大孔隙和中孔隙的比例分别是施用化肥处理的1.48～1.70倍和1.35～1.75倍;耕层土壤总孔隙度也比施用化肥处理增加7.5%～11.3%。长期施用畜禽粪便显著提高了土壤贮水性能,施用畜禽粪便耕层土壤饱和含水量、毛管持水量以及田间持水量分别比施用化肥土壤提高了11.63%～23.98%,12.24%～21.72%和11.08%～16.25%。施用鸡粪和猪粪耕层土壤饱和导水率均大于180 cm/d,分别为施用化肥土壤的2.83倍和2.88倍。土壤有机碳与土壤孔隙结构指标间有极显著的相关关系,表明土壤有机碳在土壤孔隙结构的形成和稳定过程中起着重要作用。本研究结果表明,长期施用畜禽粪便主要是通过提高土壤有机碳来改善土壤孔隙结构特征。     

土壤修复菌剂在设施番茄上的应用效果

随着番茄产业稳定高效的发展,设施番茄土壤质量问题日益突出。在试验小区内施用土壤修复菌剂进行试验,对不同处理下设施番茄的土壤养分、微生物数量以及番茄的产量进行分析。结果表明,施用土壤修复菌剂可以显著提高番茄的产量及经济效益,显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度;还可以提高土壤的养分含量。与对照处理相比,施用土壤修复菌剂的土壤pH、有机质、硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别增加了0.2%～4.6%、1.2%～5.1%、4.2%～11.8%、6.9%～23.8%、5.4%～7.9%和3.1%～7.7%;土壤细菌和放线菌数量也有明显的增加,真菌数量显著降低。由此可见,施用土壤修复菌剂,不仅可以提高作物的产量,还可以改善土壤质量。     

腐植酸土壤调理剂对酸化果园土壤理化性状及苹果产量和品质的影响

为研究不同类型土壤调理剂对酸化果园土壤的改良效果,本试验采用普通土壤调理剂和腐植酸土壤调理剂,设置普通土壤调理剂+常规施肥、腐植酸土壤调理剂+常规施肥、腐植酸土壤调理剂减量15%+常规施肥和等养分肥料+常规施肥4个处理,在胶东酸化果园进行了为期两年的试验。结果表明:施用2种土壤调理剂均能改善酸化土壤的理化性状。在土壤物理性状方面,与普通土壤调理剂相比,施用腐植酸土壤调理剂的土壤容重降低2.72%～4.76%,粉粒含量增加3.12%～5.28%,孔隙度提高1.74%～3.54%;在土壤化学性状方面,施用腐植酸土壤调理剂的土壤速效钾含量增加3.74%～10.57%,pH提高0.07～0.45个单位。施用2种土壤调理剂均能提高苹果产量,相比于普通土壤调理剂,施用全量腐植酸土壤调理剂可增产4.84%,减量15%施用仍增产2.87%,而二者间差异未达显著性水平。此外,连续两年施用腐植酸土壤调理剂可以改善苹果的品质,其中总糖含量提高9.35%～15.46%,糖酸比提高21.84%～46.58%。综上,胶东酸化果园(pH4.5)在常规施肥下配施腐植酸土壤调理剂1 275 kg/hm2可作为短期内改良酸化土壤、提高苹果产量和品质的有效途径。     

连续施用酸化粪水对土壤养分淋溶及重金属累积的影响

为探索连续施用酸化粪水对土壤养分淋溶及重金属累积情况的影响,采用新鲜粪水和酸化粪水,开展土柱淋溶试验。试验分别设置1个对照组、新鲜粪水和3个不同pH值（6.5、6.0和5.5）的酸化粪水,每个处理分别设置6次粪水淋溶。结果表明：施用新鲜粪水和酸化粪水均能增加土壤养分,施用新鲜粪水、pH值6.5、pH值6.0和pH值5.5的粪水后土壤总养分（N、P、K）的增长幅度分别为1%～40%、15%～66%和5%～21%,重金属Cu和Zn的增长幅度为4%～48%和4%～11%,重金属Cd和Pb的增长幅度为2%～14%和1%～18%;连续施用酸化粪水会使土壤pH降低、土壤电导率值升高以及土壤重金属不断累积,这也是导致土壤环境遭到破坏的风险因素,实际应用过程中应特别注意;建议每两季作物施用一次pH值为6.5的粪水;每三季作物施用一次pH值为6.0的粪水;每四季作物施用一次pH值为5.5的粪水。该研究通过对比分析连续施用新鲜粪水和不同pH值的酸化粪水后土壤养分和重金属浓度的变化,探讨了酸化粪水的还田效果,为连续施用酸化粪水的研究提供技术支撑。     

磷石膏改良滨海盐土效果及对小麦生长的影响

江苏滨海盐土（盐碱土）约66.22万公顷,大多未开发利用,主要因为含盐量很高,迫切需要进行改良。本试验采用田间试验方法,利用磷肥厂副产物磷石膏进行盐(碱)土改良试验。试验设置不施肥、不施用磷石膏、单施复合肥、施用复合肥+磷石膏不同用量等8个处理进行。结果表明,施用磷石膏可以降低盐碱土土壤pH,与不施用磷石膏的对照相比,施用磷石膏后表层0～20 cm土壤pH下降0.07～0.40单位,碳酸氢根离子下降15.81%～43.53%;土壤钠离子浓度下降17.25%～89.83%,土壤钾离子含量增加8.17%～384.90%,土壤钙离子含量增加59.51%～1977.72%,土壤有机质增加4.51%～19.50%。施用磷石膏处理小区小麦叶片全氮含量较不施磷石膏处理增加7.85%～26.21%,叶片全磷含量增加5.02%～35.97%;小麦增产11.41%～45.26%。滨海盐土及盐碱土可以采用磷石膏进行改良,有较好的改良效果。综合考虑,以处理为30%复合肥1 050 kg·hm-2＋磷石膏1 125 kg·hm-2和30%复合肥1 050 kg·hm-2＋磷石膏2250 kg·hm-2处理效果最好。     

施用生物质炭对集约化菜地土壤肥力质量的影响

以南京郊区集约化蔬菜地为研究对象,设置不同水平生物质炭(0、20和40 t·hm~(-2)生物质炭)与氮肥(不施肥与常规施肥)配施,研究生物质炭施入菜地土壤两年半(九季蔬菜)后对菜地土壤肥力质量的影响。结果表明:氮肥的施用显著增加菜地土壤全氮(TN)、电导率(EC)、容重(BD)和阳离子交换量(CEC),分别增加了9.4%～18.1%、172.4%～241.1%、5.6%～7.6%和10.4%～15.0%,并且降低了0.68～1.1个单位的土壤p H(P0.05);生物质炭的施用显著增加了菜地土壤TN、土壤有机碳(SOC)含量和CEC,分别增加了1.7%～10.0%、3.6%～48.3%和8.1%～37.1%,并且显著降低了土壤EC和BD。生物质炭的施用在不施用氮肥的菜地土壤中提高了0.11～0.23个单位的土壤pH(P0.05),而在施用氮肥的处理中,生物质炭的施用降低了0.19～0.23个单位的土壤pH(P0.05)。生物质炭施用增加了菜地表层土壤(0～20 cm)的无机氮含量,但是显著降低了其他土层的无机氮含量。生物质炭的施用显著降低了菜地土壤剖面(0～100 cm)的铵态氮(NH_4~+-N)的累积量(P0.05),而对菜地土壤剖面硝态氮(NO_3~--N)累积量无显著影响。此外,生物质炭的施用能够使蔬菜产量与氮肥偏生产力分别提高7.7%～43.8%和21.8%～43.8%(P0.01),并提高菜地土壤肥力质量的综合得分。本研究中,常规施肥配施40 t·hm~(-2)生物质炭处理能够更有效地缓解由于长期大量施肥造成的菜地土壤SOC分解以及硝态氮大量淋洗的情况,提高土壤肥力质量,推荐为最佳处理。     

控释氮肥减量对旱作糜子田土壤生物学特性及产量的影响

为明确内蒙古黄土高原旱作区控释氮肥施用下糜子田土壤生物学特性的变化规律,设置大田试验,以普通尿素为对照,研究控释氮肥的不同减量处理对糜子产量以及苗期、抽穗期和成熟期不同土层(0～20和20～40 cm)土壤酶活性及微生物量碳含量的影响。结果表明:糜子生育期内,土壤酶活性、酶综合指数及微生物量碳含量呈先上升后下降的趋势,峰值出现在抽穗期,土层间土壤生物学特性表现为0～20 cm优于20～40 cm,且不同氮肥处理对0～20 cm土壤生物学特性影响更大。施氮肥显著提高了糜子生育期内土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶活性、酶综合指数及微生物量碳含量,增幅分别为2.37%～24.37%、3.79%～25.83%、3.65%～33.24%、2.18%～22.51%和4.09%～26.66%。控释氮肥等量施用及减量20%以下较普通尿素并未显著影响糜子生育后期土壤酶活性及微生物量碳含量。但控释氮肥减量30%时较尿素处理显著降低土壤土壤脲酶活性3.65%～7.12%、酶综合指数2.62%～9.60%,控释氮肥减量40%时显著降低土壤过氧化氢酶活性3.65%～7.12%、蔗糖酶活性4.85%～16.63%及微生物量碳含量5.45%～13.90%。施用等量控释氮肥显著提高糜子产量4.42%,控释氮肥减量30%～40%时糜子产量显著降低3.19%～5.23%。综上所述,施用控释氮肥在提高糜子产量的同时并未显著影响土壤生物学特性,但控释氮肥减量30%及以上时土壤生物学特性变差,糜子产量降低显著。因此,在该地区糜子生产中应以控释氮肥全量施用或减氮20%以下为宜。     

种植花生、施用尿素对红壤酸化作用及有机物料的改良效果

通过连续2年盆栽试验,比较研究了种植花生和施用尿素对红壤pH和交换性Al含量的影响,以及施用几种有机物料(稻草、紫云英、猪粪)对土壤酸化的改良效果,为花生种植地区合理施用有机物料缓解土壤酸化、提高产量提供参考依据。结果表明,与同一季中相同施肥处理不种花生的土壤相比,种植花生1季和2季后土壤pH分别降低了0.06～0.28和0.08～0.27,土壤交换性Al则分别增加了7.69%～72.94%和8.49%～46.20%;施用尿素增加了花生产量,但同时也加剧了土壤酸化,同一季中有机物料施用相同情况下,与低尿素水平处理的土壤相比,高尿素水平处理1季和2季后土壤pH分别下降了0.02～0.10和0.01～0.16;不同有机物料对土壤酸化的改良效果:猪粪稻草紫云英,且有机物料施用量越大,土壤pH升幅越大,土壤交换性Al含量则越低;几种有机物料中,猪粪处理显著增加了花生产量,2季中花生秸秆干重平均增加了11.12%～59.28%,花生籽粒干重平均增加了12.42%～68.20%;紫云英效果次之,稻草增产效果不明显。     

石灰和磷酸盐结合稳定石灰性重金属污染土壤的研究

为了探讨磷酸盐和石灰对重金属污染土壤的稳定效果,采用铅冶炼污染石灰性土壤(镉、铜、铅和锌全量分别为4.12、81.0、455和115 mg·kg-1)、设置磷酸盐和3个不同石灰用量及磷酸盐和石灰同时施用及间隔15 d施用的处理,培养后测定土壤性质。结果表明,两种添加剂间隔15 d施用且石灰用量为250和500 mg·kg-1时,土壤pH和磷有效性均高于同时施用处理。两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉有效性显著低于二者同时施用时(P<0.05,低6.63%～11.82%)、土壤锌有效性显著高于同时加入的处理(P<0.05,高17.64%～28.39%)。两种添加剂的不同施用方式对土壤铅和铜的有效性影响较小。石灰用量为1000 mg·kg-1且两种添加剂间隔15 d施用时,土壤镉和铅有效性最低。以上说明,对于石灰性镉污染土壤,磷酸盐和石灰的施用方式对土壤镉的稳定效果存在重要影响。     

施用芝麻饼肥对植烟根际土壤酶活性和微生物碳、氮的影响

采用盆栽试验研究了施用芝麻饼肥对烟草根际土壤酶活性和微生物C、N的影响。结果表明,施用芝麻饼肥可明显提高根际土壤酶活性和土壤微生物C和N含量,芝麻饼肥和化肥配施(CF)与单施化肥(F)相比,根际土壤脂肪酶、转化酶和脲酶活性分别提高了24.85%～60.00%、23.08%～39.46%和4.17%～56.21%;根际土壤微生物C、N含量分别提高79.88%～97.14%和29.73%～74.96%。表明施用芝麻饼肥土壤生物过程活跃,有利于土壤有机物质的转化和烤烟正常生长所需的营养供应。在烟草不同生育期,根际土壤微生物C和微生物N含量动态变化不同,土壤微生物C含量在现蕾期达到最高值,而土壤微生物N含量高峰出现在团棵期。随着烟草的生长发育土壤微生物N逐渐降低,表明一部分微生物N又被释放出来,以供烟草生长发育需要;到成熟期明显降低,反映出土壤微生物N在协调土壤N素供应方面的重要作用。适量饼肥与化肥配合施用,有利于平衡烟草N素营养,改善烟叶品质。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。     

黄土高原坡耕地小麦根系分布特征研究

小麦是黄土高原陕西区坡耕地上的主要农作物,为了研究小麦根系整个生长期内在坡耕地上随土层和坡度的分布规律,以陕西杨凌农耕地种植的小麦根系为研究对象,在小麦5个生长期,采用挖土块法调查研究了5个坡度的坡耕地上0—20 cm层内冬小麦根系的分布特征。结果表明:（1）小麦根系各生长期的根重密度、根长密度、根径与坡耕地土层深度和坡度变化都有一定的关系。（2）小麦的根重密度在0—5 cm层最大,随土层深度减小。根重密度随生长期逐渐增大,成熟期达到最大值。当坡度为10°时,生物量最大。（3）根长密度在0—5 cm的最大,随土层深度增加而减小;拔节期达到最大值,随后逐渐减小。根长密度随坡度增加而增加,当坡度为15°时达到最大值。（4）小麦平均根径随土层深度增加而逐渐减少,拔节期达到最大值,随生长期逐渐减小。当坡度为10°时,根系平均直径达到最大值。（5）SPSS处理结果显示根重密度、根长密度、根径与土层深度有线性相关的关系。各根系指标与坡度和生长期也有线性回归关系。     

稀土铽对辣根的生态毒性

研究了稀土铽(Tb)对辣根生理毒性的影响。结果表明,Tb在低浓度范围内,可以诱导叶绿素的合成,高浓度时对其产生破坏作用;对于辣根过氧化物酶,酶活性先升后降;质膜透性、丙二醛含量则呈现先减后增的变化趋势。TbCl3浓度为3mg/kg时各指标达到最值;辣根中毒阈限为10mg/kg左右。通过分析,辣根过氧化物酶对Tb反应敏感,这表明过氧化物酶可能成为研究稀土毒理的生物监测手段。