紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化趋势研究—以四川省犍为县为例

根据有关统计资料、实地调查和土壤分析数据,采用典型抽样法,以犍为县为例,研究了近14年(1985～1999年)来该县农田养分平衡与土壤养分变化的趋势。结果表明:20世纪90年代以后,农田氮素由持平转向盈余;磷素全面扭亏为盈,盈余率已超出50%;钾素一直处于大比例亏缺状态。通过1981年和2000年的土壤主要养分含量对比研究,获得了近20年来土壤养分动态变化的基本趋势,以及农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化的趋势,提出了四川紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化的相应调控对策和措施。     

川中丘陵区农田养分变化与可持续发展研究

采用典型抽样法,以梓潼、资中和犍为为例,根据实地调查、有关统计资料和土壤分析结果,研究了川中丘陵区1985～1999年农田养分平衡和主要土壤养分变化。结果表明:1990年后,农田氮素开始出现盈余,平均盈余率超过35%;磷素平均盈余率超过40%;钾素一直呈大比例的亏缺状态,平均亏缺近50%。通过2000年和第2次土壤普查结果的对比分析研究,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化状况提出了实现川中丘陵区农田可持续利用的对策和措施。     

三峡库区中部移民安置区土壤养分特征及变化评价

为揭示移民迁建对三峡库区中部土壤养分的长期影响,本研究在库区中部不同地貌类型移民安置区选择3种(耕地、果园和林地)典型土地利用方式,通过主成分分析和内梅罗指数法,揭示1998~2015年各区域的土壤养分特征及年际变化规律。结果表明,库区中部移民安置区的土壤养分总体水平较低;不同地貌类型区及土地利用方式土壤养分特征及变化存在差异性,整体呈现降低-增加-降低的趋势;2008年、2012年是土壤养分综合指数的最低和最高点,条状低山区土壤养分指数最高,浅丘区次之,单斜深丘区最低,但变化幅度较大;耕地土壤养分指数变化较显著,而林地、果园较为稳定。     

雨城区土壤养分变异及土壤可持续利用研究

通过实地采样分析及调查收集数据,对比研究四川省雅安市雨城区1981年(第二次土壤普查)到2002年20年来的耕地土壤养分变化,结果表明,全区耕地土壤平均有机质、全氮、速效钾分别提高了20Z,30%,16.4％,全磷下降了42％。不同土地利用方式,水田的土壤养分总体升高,旱地土壤养分总体下降。同时系统分析土壤养分变异的驱动力,并有针对性的提出了提高土壤养分的对策和措施。     

桂西北肯福环境移民示范区土地利用对土壤肥力变化的影响

为了解肯福环境移民示范区农业土地利用对土壤肥力变化的影响,特对移民迁入前和移民迁入后第３年示范区的土壤养分变化进行了研究,分析了耕层土样的８个土壤养分指标。结果表明,示范区土壤肥力整体上呈下降趋势,但不同的养分元素含量变化又有差别,并且不同利用方式的土壤养分元素含量变化也存在差别,宜林类用地土壤肥力降低幅度最大。     

北京市海淀区农田耕层土壤养分现状与变化趋势

2000年海淀区农田耕层土壤养分普查结果表明,全区土壤养分含量整体处于中等水平以上。其中,有机质含量达到17 1g/kg,有效磷和有效钾含量分别达到78 9mg/kg和144 5mg/kg。不同农田类型土壤养分含量差异明显,菜地高于果园,果园高于粮田。与1980年海淀区全国第二次土壤普查结果相比,土壤有机质略有下降,土壤有效磷含量大幅提高。文章还对土壤养分的变化的原因进行了分析。     

香蕉园土壤养分肥力时空变化研究

对香蕉园土壤养分肥力的研究是制定香蕉养分管理策略的基础。本研究采集了广东省香蕉主产区果园土壤样本110个,评价土壤养分肥力现状,并与第二次土壤普查结果相比,探讨养分肥力的时空变化。结果表明香蕉园土壤养分肥力整体上较高,缺素少,而硼是普遍缺乏的元素;与20世纪80年代初相比,香蕉园土壤养分肥力已经发生很大变化,主要表现为有机质明显下降、有效磷和速效钾的显著提高。从化肥消耗量变化、施肥结构及香蕉种植模式三方面探讨了时空变化的主要原因。     

荔枝叶片与土壤常量元素质量分数年周年变化研究

从１９９７年开始，对荔枝叶片和土壤常量有效养分质量分数、ｐＨ值的年周期变化进行了研究。通过统计学分析，初步探明叶片各元素质量分数季节性变化的模式及其特点，以及土壤有效养分质量分数、ｐＨ值年周期变化的趋势；分析了年周期变化中叶片与土壤分析值之间的相关性。     

宁夏农田土壤耕层养分含量的时空变化特征

根据土壤普查资料和实际采样测定结果,探讨了宁夏山区和灌区农田土壤耕层有机质和氮磷钾养分含量的时空变化特征。结果表明,在1970年、1985年和2000年3个时段内,土壤有机质、有效磷和碱解氮含量呈显著或较显著增长态势,土壤速效钾含量近15年在灌区明显下降,土壤氮磷钾全量养分在30年间没有明显变化。从两个地区比较来看,除土壤全磷量外,土壤有机质和其它养分含量都是灌区显著高于山区,而变异系数除土壤全钾外都是山区显著大于灌区。     

滑县土壤养分变化动态研究

滑县第二次土壤普查以来进行四次土壤耕层养分调查的结果表明,耕层土壤养分含量总体呈上升趋势;土壤养分含量的变化由第二次土壤普查时受土壤质地的主导转变为受人为耕作施肥的主导,在土壤—作物系统养分年循环中,土壤氮、磷元素总体上处于盈余状态,土壤钾素总体上处于亏缺状态。增加有机肥和化肥投入,能够提高土壤养分含量,保持地力常新。     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

土壤类过氧化物酶活性对长期施肥的响应

为探究不同施肥处理对土壤类过氧化物酶活性的影响，以灰漠土和红壤长期定位试验站施肥处理土壤为研究对象，借助纳米矿物颗粒的类酶颜色反应原理，研究了不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、施用化肥和有机肥(NPKM)和施用有机肥(M)土壤类过氧化物酶活性的变化。结果表明：与天然辣根过氧化物酶(HRP)相似，土壤也具有经典的催化颜色反应，灰漠土和红壤类过氧化物酶活性范围为0.4～1.0 U/kg。长期施肥显著改变了土壤类过氧化物酶活性，其中以M处理土壤类过氧化物酶活性为最高，可达0.7 U/kg，比CK处理增加了70%以上。不同施肥年限下，CK和NPK处理土壤类过氧化物酶活性并无显著差异，而M和NPKM处理土壤类过氧化物酶活性则随施肥时间线性增加(R²=0.71,P<0.01)。高温灭菌处理后，土壤类过氧化物酶活性大多没有改变，表明其活性是土壤本身固有的氧化还原特性；但M处理红壤类过氧化物酶活性比CK和NPK处理红壤稳定性更高。皮尔森相关性分析表明，类过氧化物酶活性可能影响土壤可溶性矿质元素(如硅和镁)水平。因此，施肥措施可以通过改变土壤固有类过氧化物酶活性而影响养分周...     

培肥措施培肥土壤的效果与机理研究进展

土壤肥力是农业可持续发展的基础资源,培肥是维持农业土壤肥力水平最主要的措施之一,藉以补偿由于养分随农产品收获及农作物废弃物(如秸秆)带出农田对土壤养分库亏损造成的影响。如何对农田土壤进行有效培肥,达到既提高作物产量和品质,又使农田土壤保持较高肥力,同时有效控制农业面源污染,维护农田良好生态环境,已成为目前农业现代化面临的重要课题之一。本文综述了国内外有关培肥措施与土壤肥力水平关系的研究进展,重点阐述了培肥措施与土壤基本理化性状、土壤酶活性、土壤微生物肥力指标、土壤动物肥力指标之间关系的规律,并指出培肥措施与土壤肥力关系方面今后的研究重点,主要包括:有机肥的精细化高效化投入与土壤肥力关系研究、土壤动物学肥力指标的深入研究、土壤长期培肥的土壤生物学过程研究、土壤培肥与农业面源污染问题研究。本文旨在为通过合理培肥措施来提高农田土壤肥力及维护农田良好生态环境方面的深入研究提供科学依据。     

增施或减施有机物料对长期培肥红壤性水稻土团聚体组成的影响

利用一个长达30年且已进行适当变更的定位肥料试验,采用湿筛法进行土壤团聚体分级,测定并计算土壤容重、孔隙度与平均质量直径(MWD),探讨了长期施用高量有机肥、常量有机肥、化肥及当其施肥措施改变(化改常、常改高、高改化、常改化)3年后红壤性水稻土团聚体组成及结构的变化特征,以期为已培肥红壤性水稻土选择合理的后续施肥策略而促进水稻土可持续发展提供理论依据。结果表明,与施用化肥30年相比,长期施用有机肥(常量、高量)能显著降低土壤容重(10.38%~19.81%),并提高孔隙度(6.77%~13.13%)与MWD(46.84%~61.58%)。有机肥处理(常量、高量、化改常、常改高)下粗大团聚体(2 mm)所占比例最高,而化肥处理(高改化、常改化、化肥)下细大团聚体(2~0.25 mm)所占比例最高。在施肥措施改变3年后,如减少有机肥(高改化、常改化)的施入量将导致土壤容重增加(6.47%~14.34%),土壤孔隙度(3.63%~6.79%)或MWD(21.15%~31.43%)降低;而增加有机肥(化改常、常改高)的施入量将显著降低土壤容重(3.08%~9.02%)并增加土壤孔隙度(1.73%~6.01%)与MWD(5.45%~44.58%)。由此,为进一步维持或改善土壤结构,红壤性水稻土长期培肥后应继续或加大田间外源有机物料的投入量。     

长期施肥对黑土、棕壤微生物量的影响

以公主岭黑土长期定位试验和中科院沈阳生态试验站棕壤长期试验为平台,对不同施肥处理土壤微生物量碳、氮含量的变化及其与土壤有机碳、全氮的关系进行研究。结果表明,长期不同施肥处理黑土和棕壤微生物量碳、氮含量不同,大小依次为有机肥配施化肥>有机肥>化肥>不施肥,其中有机肥配施化肥处理可以显著提高土壤微生物量碳、氮。微生物量碳、氮含量与土壤有机碳、全氮含量之间具有极显著的正相关关系。同时,有机肥配施化肥处理能够显著增加土壤微生物商。     

施肥水平对冬小麦田土壤水分影响的模拟

在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型模拟研究了黄土高原长武早塬地1957～2001年期间不同肥力水平下连作冬小麦田的土壤干燥化效应.结果表明:4种肥力处理下连作冬小麦逐月土壤有效含水量均呈现波动性降低趋势,平均每年分别减少8.6、8.6、11.1和13.7 mm,无肥和低肥与中肥和高肥处理间土壤有效含水量差异十分显著,但无肥和低肥处理间无明显差异;在模拟初期出现了土壤湿度逐年降低、土壤干层逐年加厚的干燥化过程,在连作第5～8年以后均出现了稳定的土壤干层,无肥和低肥处理土壤干层均分布于2～3 m土层,中肥和高肥肥处理分别分布于2～4 m和2～5 m土层,随肥力和作物产量水平的提高,土壤干层厚度增厚;4种肥力处理麦田生产年度耗水量接近且呈现波动性缓慢降低趋势,但前1～4年中肥和高肥处理麦田共计较无肥处理麦田多耗水91和203 mm,长武旱塬地麦田土壤水分承载力为1.422～2.405 t/hm2,相应的肥力水平为N45～90 kg/hm2和P 15～30 kg/hm2.     

测土配方施肥应用软件研究与开发

在实施国家级测土配方施肥项目的实践基础上,将专业知识和电脑编程技术完美结合起来,研发出了一款非常适用的作物测土配方施肥专家。该软件集测土配方施肥数据库建立与维护、测土配方公式自定义与测试、精准配方施肥计算、施肥建议卡和土样测定评价表定制与填充、采样地块信息归类汇总统计、批量作业等功能于一体。阐述了该软件产生的背景、目的和意义、软件特点、主要特色功能以及主要功能模块应用。     

石油污染盐碱土壤的淋洗施肥修复

采用淋洗施肥修复方法处理石油污染盐碱土壤,评价该修复方法对石油污染盐碱土壤的修复效果,并且采用最大或然数法和Biolog方法对土壤微生物数量和微生物群落水平生理特性进行研究。结果表明,经过182d的培养,淋洗施肥处理中油和脂的降解率分别比对照处理和施肥处理高（19.7±4.3）%和（13.8±3.4）%,土壤盐分去除率分别比对照处理和施肥处理高（66.5±2.9）%和（41.3±6.2）%,说明该处理是一种修复石油污染盐碱土壤的有效方式。淋洗施肥处理明显提高异养细菌、石油烃降解菌、烷烃降解菌和多环芳烃降解菌数量和土壤微生物活性,促进了微生物对土壤中油和脂的降解。此外,淋洗施肥处理提高了土壤微生物Shannon多样性指数和Simpson指数,促进了微生物种群的稳定,这暗示着土壤微生物种群正在逐渐恢复。     

变量施肥对改善土壤养分空间差异性的综合评价

精准农业中一个非常重要的环节就是变量施肥,其核心思想是根据土壤中养分含量的多少来决定施肥量,以达到土壤养分平衡。目前通常对土壤养分情况评价的做法是分别考察每种土壤养分的变异情况,不能综合分析。因此,该文提出利用一种加权模糊聚类算法,综合评价经过变量施肥作业后土壤养分空间差异性的变化情况。通过对榆树市弓棚镇十三号村3号地未变量施肥、连续变量施肥2年和连续变量施肥5年的土壤养分进行综合分析比较,可知经过连续变量作业后土壤养分空间差异明显减小。     

The role of iron oxides in the preservation of soil organic matter under long-term fertilization

Purpose

The aim of this paper is to enlighten the role of highly reactive iron (Fe) minerals in soil organic carbon (SOC) preservation in soil aggregates.

Materials and methods

The effects of four long-term (37-year) fertilization regimes (NPK, chemical fertilization; NPKM, chemical fertilization + cattle manure; M, cattle manure; CK, non-fertilization control) on organic carbon (OC) stability, soil iron fractions in bulk soil, and soil aggregates were studied to characterize the capacity and mechanism of Fe minerals to preserve SOM in soil.

Results and discussion

Long-term fertilization significantly altered the Fe fractions in soil and soil aggregates. The two applications with manure (NPKM and M) increased the non-crystalline Fe content, while the chemical fertilizer (NPK) increased the crystalline Fe content. Besides, long-term fertilization with manure greatly increased the content of SOC and soil total nitrogen (STN). The non-crystalline Fe was positively correlated with the SOC content in both soil and soil aggregates. Meanwhile, the long-term fertilization treatments greatly changed the mass distribution and OC content of soil aggregates.

Conclusions

Long-term manure fertilization promoted the formation of non-crystalline Fe fractions, which bounds to SOC to form soil macro-aggregates. Thus, the formation of SOC-Fe association in soil and soil aggregates plays a crucial role in SOC preservation.