田间土壤钾素有效性影响因素及其评估

在全球性人口和资源的双重压力下,充分利用土壤有效钾素和科学地施用钾肥,对提高作物产量和保障农业生产可持续发展的意义重大。本文参考已有研究成果并结合自己最近的研究结果,综述了影响农田土壤钾素有效性及其正确评估的若干因素。在影响土壤钾素有效化的众多因素中,土壤黏土矿物类型、黏粒含量及气候水热条件是影响土壤钾素有效性评估的主要因素;耕作措施改变了自然条件下土壤钾库有效钾的数量和土壤钾素的有效转化;土壤有效钾的测定也是客观评价土壤供钾能力的重要环节,进而影响着农田钾素养分管理策略,这一因素在实践中常被忽视。文章最后还提出了今后该领域研究需要开展的主要内容和一些重要方向。     

洪水沉积物对长江中游洪泛区土壤钾素营养的影响

本文对比研究了长江中游几类洪泛区 (江心洲、洲滩和圩垸等 )的洪水沉积物和剖面土壤的钾素营养状况。结果表明 ,相对于洪泛区耕层 (表层 )或剖面土壤的钾素状况 ,洪水沉积物的覆盖能丰富表土的钾素营养 ,显著增加表土的速效钾和缓效钾含量 ,且速效钾的增幅大于缓效钾 ,而对全钾无明显影响。沉积物对土壤钾素状况的影响与其颗粒组成、有机质含量、CEC和土地利用方式等因素有关。沉积物和土壤的钾素状况与粘粒含量 (<0 0 1mm)呈显著正相关 ,与砂粒部分呈负相关 ;有机质和CEC对土壤钾素的有效性有一定影响 ;而洪泛区土地利用方式与耕层土壤钾素的消耗有关     

施肥方式对砂姜黑土钾素利用及盈亏的影响

以砂姜黑土长期施肥试验为平台,研究砂姜黑土冬小麦—夏大豆轮作系统下作物钾素吸收量、钾素回收率、土壤钾素盈亏量和速效钾含量的演变特征,探明土壤速效钾与外源钾投入、土壤累积钾盈亏的响应关系,分析不施肥(CK)、常规化肥(CF)、化肥+麦秆(SCF)、化肥+猪粪(PCF)、化肥+牛粪(CCF)等施肥方式对土壤钾素利用及盈亏的影响,以期探寻砂姜黑土地区高产高效的施钾方式。结果表明:29 a作物钾素平均回收率在55.1%~66.1%,高低顺序为CCFPCFSCFCF。土壤累积钾盈亏与土壤速效钾增量呈显著线性关系(p0.05),土壤中钾素每盈余100 kg hm-2,CF、SCF、PCF和CCF处理土壤速效钾含量分别增加1.4、1.8、2.3和15.8 mg kg-1;土壤钾素投入量与速效钾含量呈显著线性关系(p0.05),CF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量增加0.4 mg kg-1,而SCF、PCF和CCF处理每投入钾100 kg hm-2,土壤速效钾含量分别增加0.5、0.6和4.3 mg kg-1,这说明适当增施有机肥可提升土壤钾素的供应能力。综上所述,投入有机物料是影响土壤钾素利用的重要调控措施,长期增施有机肥可提高作物钾素回收率以及土壤中盈余的钾素向速效钾的转化能力,本试验条件下以增施牛粪效果最好,猪粪和秸秆次之。因此,砂姜黑土小麦—大豆轮作系统下秸秆养畜过腹还田是实现作物高产高效的一种推荐施钾方式。     

解钾细菌C6X对不同富钾矿物含量土壤钾素迁移的影响

为了改善黄土高原地区煤炭开采引起土壤质量急剧退化的现状,该文以玉米为供试植物,通过日光温室短期盆栽的方式,系统研究解钾细菌C6X和玉米生长对土壤钾素迁移的影响.结果表明:1)玉米生长条件下,解钾细菌在富钾矿物质量分数45％上层土壤(0～20 cm)中对速效钾增量的促进作用最佳.2)解钾细菌和玉米生长协同提高上层土壤钾素固定能力,缓效钾增量在土壤富钾矿物质量分数68％为最大值.3)解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素上移能力,在富钾矿物质量分数45％水平,土壤上移速效钾呈最大值;同时,解钾细菌促进土壤上移速效钾和玉米钾素积累量二者趋于线性稳定,利于土壤钾肥长期管理.因此,解钾细菌和玉米生长协同促进土壤钾素的释放和固定,并促进土壤钾素上移.     

成都平原西部土壤速效钾含量剖面分布特征及其影响因素

为了准确获取土壤钾素剖面分布信息,掌握区域钾素运移和合理精准施肥的需要,基于134个剖面(0—100 cm)采样数据,运用经典统计学和地统计学方法探讨了成都平原西部土壤速效钾剖面分布特征,并对比分析了成土母质、土壤类型和土地利用方式对土壤速效钾剖面分布的影响。结果表明:土壤速效钾含量在水平方向上具有一定的规律性,其高值密集在金马河以南的崇州、邛崃和大邑区域,而低值出现在都江堰—郫县—温江一带,低值区面积占研究区面积50%以上,总体呈现由西南部向东北部显著降低趋势。垂直方向上0—100 cm随土层逐渐降低,表层土壤显著高于下层土壤(P0.05),下层土壤变幅(最大值与最小值之差)随土壤深度的增加逐渐减小。0—100 cm不同土层块金系数均为25%～75%,表现为中等程度空间自相关性,受结构性因素和随机因素共同影响。表层土壤速效钾空间分布受成土母质、土壤类型和土地利用方式共同影响,土壤类型的解释能力最高,分别是成土母质和土地利用方式的1.97,2.58倍;下层土壤主要受成土母质和土地利用方式的影响,影响程度均随着土层深度的增加而增加,相较之下,母质的影响程度增加更为显著。总体来看,成土母质和土地利用方式是影响研究区土壤速效钾剖面分布的主控因素。     

腐殖酸对耕地棕壤固钾与释钾作用的影响研究

通过室内等温培养试验,研究了施用富里酸和胡敏酸对耕地棕壤钾素释放和固定作用的影响。结果表明,施用腐殖酸可以促进土壤钾素的释放,并有随腐殖酸用量提高而增高的趋势。其中,施用富里酸4%,在25℃条件下培养21d,土壤的钾素释放量增加了6.25%,而在相同条件下,施用胡敏酸土壤钾素的释放量仅增加了2.26%;施用腐殖酸可以降低土壤对外源钾的固定量,在施用外源钾400mgkg-1土条件下,与对照比较各处理的固钾量差异均达到了极显著水平。外源钾施用方式对腐殖酸降低土壤固钾作用的影响不同,腐殖酸与土壤恒温培养7d以后施用钾素的固钾量低于钾素与腐殖酸同时施用处理的。腐殖酸对土壤钾素释放和固定的影响是通过对含钾矿物的溶解和层间堵塞以及对钾素的吸附作用实现的。     

长期定位施肥对不同粒级非石灰性潮土钾素释放的影响

土壤中矿物的种类与土壤的粒级有关,随着粒级变粗,矿物组成趋于简单,次生矿物类型及含量减少,而原生矿物种类及含量增加[1]。土壤钾素含量、有效性及其转化又与土壤矿物组成密切相关,存在于黏粒部分的含钾矿物(黏粒矿物)因直接影响钾的生物有效性而备受关注。土壤中钾素的研究较多[2,3],关于不同粒级的土壤钾素释放的差异已有报道[4~6],但长期定位施肥对不同粒级的土壤颗粒中钾素行为的影响研究得较少,笔者在这方面做了一系列的工作[7~9]。因此研究长期定位施肥中土壤粒级与土壤钾素释放行为的关系不仅能丰富土壤矿物风化和黏土矿物形成理论,而且对全面认识土壤中钾素状况、供钾能力、钾素的相互转化及合理利用有限的     

渭北旱塬梯田土壤钾素状况及影响因素分析

对渭北旱塬梯田土壤钾素特征、剖面变异性及影响因素的系统研究表明,表层各形态钾素中有效性钾和速效钾的空间变异性最大,钾素分布并不平衡;整体来看,因富钾矿物的作用导致钾储量(矿物钾和全钾)充盈,但约95%对植物长期无效;有效钾素(有效性钾和速效钾)的供应及潜在给源(缓效钾)都较富足。在80 cm剖面内,各形态钾素的变异性既反映出它们之间可相互转化,也揭示出梯田植物受钾素影响的范围在60 cm以内。有机质、CEC和粘粒对有效钾素影响较大;CaCO3和pH值对各形态钾素呈负效影响,特别是CaCO3对缓效钾的"稀释效应"最为明显;坡位、坡向和梯田类型对土壤钾素都有一定程度的影响;研究区梯田耕种至少17年以上钾素开始衰退,但降幅较小。     

渭北旱塬梯田土壤钾素状况及影响因素分析

对渭北旱塬梯田土壤钾素特征、剖面变异性及影响因素的系统研究表明,表层各形态钾素中有效性钾和速效钾的空间变异性最大,钾素分布并不平衡;整体来看,因富钾矿物的作用导致钾储量（矿物钾和全钾）充盈,但约95％对植物长期无效;有效钾素（有效性钾和速效钾）的供应及潜在给源（缓效钾）都较富足。在80cm剖面内,各形态钾素的变异性既反映出它们之间可相互转化,也揭示出梯田植物受钾素影响的范围在60cm以内。有机质、CEC和粘粒对有效钾素影响较大CaCO3和pH值对各形态钾素呈负效影响,特别是CaCO3对缓效钾的“稀释效应”最为明显;坡位、坡向和梯田类型对土壤钾素都有一定程度的影响;研究区梯田耕种至少17年以上钾素开始衰退,但降幅较小。     

秸秆还田方式对褐土钾素平衡与钾库容量的影响

【目的】在春玉米为主的山西省进行定位试验,探明不同秸秆还田方式对大田作物产量和耕层土壤钾素状况的影响。【方法】春玉米长期定位试验于1992~2011年在典型褐土上进行。试验设秸秆不还田(CK)、秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎后还田(SC)、过腹还田(CM)四种方式。秸秆还田量为6 t/hm2,过腹产生的湿牛粪施用量为45t/hm2。每年玉米收获期采取植物样品,用于玉米植株茎叶和籽粒钾素含量的测定;采集0—20 cm土壤样品,用于土壤各分级形态钾的测定。2011年分析测定了0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm和80—100 cm土层速效钾、缓效钾及全钾含量。【结果】1)在施用氮磷肥的基础上,不同秸秆还田方式增产显著,玉米增产幅度为11.58%~20.91%。处理之间增产幅度表现为CMSMSCCK。2)秸秆还田处理较不还田处理可不同程度提高耕层土壤水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾、非交换性钾、矿物钾及全钾的含量。矿物钾在全钾中的比例降低。3)与定位开始相比,连续10年秸秆还田土壤的速效钾含量明显提高,不还田对照则逐渐下降。4)不同秸秆还田方式各处理作物吸钾量明显高于施钾量,致使土壤钾素逐渐耗竭,土壤供钾能力降低;SM、SC、CM处理的钾素表观平衡系数分别为0.45、0.56、0.74。与对照相比,秸秆还田依然有利于钾素养分的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降的程度。【结论】在几种秸秆还田中,以秸秆过腹还田(CM)最有利于钾素的收支平衡,减轻作物对土壤钾素的消耗,缓解土壤钾素肥力下降程度,进而维持土壤钾素肥力的稳定。     

土壤水稳定同位素研究进展

本文从影响土壤水稳定同位素变化的因素、时空变化规律以及"土壤-植物-大气"界面水分转化和循环过程等方面综述了国内外土壤水同位素研究的主要成果,认为同位素方法在研究土壤水运移、降水入渗及土壤蒸发问题上优势比较明显,并且有助于从宏观和微观上阐明土壤水的特征及其运动规律;指出了当前土壤水分同位素研究存在的问题和今后研究的重点,并对同位素技术与方法在土壤水中应用前景进行了展望。     

Evaluation of differences in potassium availability in soils of the same exchangeable potassium level

Abstract

Potassium availability was determined by growing corn (Zea mays L.) in pots of soil in a controlled environment chamber. Comparison of K uptake rate per unit root area indicated differing degrees of K availability. The differences in availability among soils were not predicted by differences in cation exchange capacities. The K concentration in solution and the average rate of diffusion more nearly reflected differences in K availability, particularly when the kinetic rate factors of diffusion and mass flow were integrated with root growth and uptake factors in the Cushman mathematical model of K uptake. Utilization of this model demonstrated the importance of using rate factors for ion movement in soil along with plant factors of root growth in predicting K availability.     

黄土区植物根系对营养元素在土壤剖面中迁移强度的影响

不同植物群落根系对土壤元素迁移具有显著影响,不同基因型植物细根的特殊剖面分布特征,是其适应和改善土壤养分物理化学逆境的生理生态学基础。采用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,在陕北黄土丘陵沟壑区研究并定量分析了不同径级根系对黄土中营养元素K、Na、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、Si、Al迁移强度的影响,旨在探索土壤养分生物有效性的提高途径。结果表明,不同植被类型土壤营养元素淋溶迁移的剖面差异并非完全取决于土壤中元素或矿物含量的大小,而是主要受制于直径1mm的须根根系在剖面中的缠绕分布特征。不同植被类型土壤中营养元素的迁移强度随土层深度增加呈递减规律。不同植物根系对黄土中营养元素迁移强度的影响具有显著差异,其大小顺序为:林地草地农地。林、草地土壤中元素迁移强度序列有明显变异的临界土层深度分别在30cm和10cm处。在林、草地和农地土层中常量元素水迁移强度序列为CaNaMgKSiAl,微量元素基本为CuMnFe。植物根系对营养元素迁移能力的影响具有明显的区域范围,随着直径1mm有效根密度和根量的增大,根系对土壤元素迁移强度的影响显著增强。     

Biotic and abiotic factors controlling the spatial and temporal variation of soil respiration in an agricultural ecosystem

Based on the continuous observation of soil respiration and environmental factors in a maize ecosystem from late April to late September in 2005, the spatial and temporal variation of soil respiration and their controlling factors were analyzed. There was a significant spatial pattern for soil respiration at the plant scale and higher soil respiration rates tended to occur near the maize plant during the growing season. On one measurement moment, root biomass (B) in soil collars exerted significant influence on the spatial pattern of soil respiration under the relatively homogeneous environmental conditions. A linear relationship existed between soil respiration rate and root biomass

(1)     

Bedeutung von Kaliumaufnahmerate,Wurzelwachstum und Wurzelhaaren für das Kaliumaneignungsvermögen verschiedener Pflanzenarten

Effect of K uptake rate, root growth and root hairs on potassium uptake efficiency of several plant species Pot experiments with maize, rape, tomato, rye-grass and onion plants were carried out to evaluate the influence of – rate of K uptake per cm of root, – cm root per mg shoot dry weight and – mean root age (as a measure of the time roots absorb potassium) on potassium uptake efficiency of these plants. Percent K in shoot dry matter was used to indicate K uptake efficiency. No close correlation was observed between one of these factors to K concentration in shoot dry matter. The product of K uptake rate and root-shoot ratio was closely related to the K concentration of shoots. However, regression lines for maize, rape and onion were different. One single regression line was found when K concentration in shoot was related to the product of K uptake rate, root-shoot ratio and mean root age. It is therefore concluded that K uptake of plants depends on all three of these factors. In different species the proportion of these factors were markedly different. The plant factors in turn were affected by the K nutritional status of the plants. K uptake rate increased whereas root-shoot ratio and mean root age decreased with increasing K supply of the soil. K uptake rate per cm root was strongly affected by root hairs. The radial distance of the K (Rb) depletion zone of the soil adjacent to the root surface also increased with the length of the root hairs. It is therefore concluded that root hairs substantially affect the spatial access of potassium in soil by the plant.     

病原青枯菌土壤存活的影响因素研究进展

土传青枯病是一种毁灭性的细菌性病害,广泛分布于热带、亚热带和温带地区,严重威胁世界粮食安全。病原青枯菌主要从土壤中侵染作物根系,其在土壤中存活能力强,因此防治极为困难。明确病原青枯菌土壤存活的关键影响因素有助于开发高效阻控土传青枯病的措施。国内外学者在青枯菌的土壤存活方面开展了大量研究,但由于影响青枯菌土壤存活的因素复杂,而相关研究多围绕单一因素展开,缺乏针对青枯菌土壤存活规律和影响因素的系统性认识。本文系统梳理了青枯菌的自身特性（基因、行为和代谢产物）及土壤生物、非生物因素对其在土壤中存活的影响,阐明了青枯菌在寄主存在时土体存活、向寄主根表方向运动迁移时根际存活以及入侵寄主根系时根表存活的主要影响因子,以期为土传青枯病的系统阻控提供参考。     

Availability of phosphate and potassium as the result of interactions between root and soil in the rhizosphere

A number of findings are summarized in order to show the significance of individual plant properties and soil factors on the availability of phosphate and potassium to plants growing in soil. The flux of a nutrient into a given plant root depends directly on the concentration of the nutrient in the adjacent solution. In nutrient solution, P and K influx follows Michaelis-Menten kinetics. Almost maximum rates of influx have been observed in the range of soil solution concentrations usually found in German arable soils. Roots exhaust P and K from solutions to about 0.2 μmol P and 1 μmol K 1^?1 if not replenished. At the root surface P and K concentrations in soil decrease rapidly within one day; small changes occur after this period. Initially, the extent of the depletion zone is very small but it extends radially with time. After the initial phase therefore, P and K supply to the plant depends on transport from more remote parts of the soil and also on release from undissolved sources. The degree of depletion and the extent of the depletion zone are related to the diffusion coefficient; they decrease with increasing clay content of soil. Root hairs penetrate the soil and extend the volume of soil supplying nutrients to a unit of root. P and K influx therefore increase with the length of root hairs. Proton release of roots mobilize P and K in soil. This is clearly detected by the HCl-soluble P and K fractions within 2 mm of the root surface. The activity of acid and alkaline phosphatases strongly increase in the soil in the vicinity of the root surface of several plant species. It is supposed that organic P compounds can therefore be utilized by plants. P and K influx per unit of root length and root length per unit of shoot weight differed widely between species. The product of these two parameters however was closely related to the P and K concentration of the shoots. Calculations from a mathematical model were in good agreement with measured K depletion profiles and K uptake by plants. It is therefore concluded that the main factors influencing the P and K availability of plants growing in soil have been accounted for in the mathematical model and that the parameters have been accurately measured.     

土壤矿物钾的释放及其在植物营养中的意义

本文对土壤钾的形态、矿物钾释放的影响因素及钾的固定、土壤含钾矿物与土壤供钾能力间关系、矿物钾的植物有效性进行了综述 ,表明土壤钾素从有效性的角度进行划分时 ,不能仅把速效性钾和1mol/L热硝酸提取的缓效性钾列为作物吸钾的主要来源 ,而忽视矿物钾的作用 .     

岷江干旱河谷植物群落生态梯度分析

 为干旱河谷地区的植被恢复和生物多样性的保育提供科学依据,运用数量排序方法DCCA,就岷江干旱河谷调查的植被和环境数据进行排序分析,研究该地区植物群落分布与环境梯度之间的关系,并用主成分分析法,研究该地区灌丛地上生物量与环境因子之间的关系。DCCA排序结果表明,该地区植被的分布是土壤水分、土壤养分和微地形三者综合作用的结果;主成分分析结果表明,影响灌丛群落地上生物量的第1主成分中,土壤pH值、速效P、全N、有机质含量和坡向的影响较大,影响灌丛群落地上生物量的第2主成分因子,主要是土壤含水量和海拔,第3主成分因子,主要是土壤速效K,第4主成分因子,主要是地形中的坡度因子。灌丛地上生物量,也受土壤养分、水分、地形三者共同的影响和作用。     

土壤供钾状况及土壤湿度对我国北方烤烟烟叶含钾量的影响研究

田间采样统计分析和框栽试验结果表明 ,土壤钾素状况及土壤的供钾能力是影响我国北方烟区烤烟烟叶含钾量的主要因子之一 ,合理施用钾肥和改善土壤的钾素状况是提高烟叶含钾量的有效措施 ;土壤湿度是保证土壤钾素向烟株根系运动的必要条件 ,在烟株生长期间 ,特别是在烟株移栽 4 0— 50天期间 ,保持土壤的相对含水量 6 0— 70 % ,是促进烟叶吸钾 ,提高烟叶含钾量的重要手段