华北山前平原农田土壤肥力演变与养分管理对策

通过对2000 年、2008 年栾城县农田土壤养分与1979 年土壤普查资料的比较, 分析了养分肥力指标的变化程度, 研究了30 年间该县农田土壤养分演变趋势及其原因, 提出了养分资源管理的相应对策。研究结果表明, 2008 年土壤肥力状况较2000 年和1979 年发生了明显变化, 土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有显著提高(P<0.01), 碱解氮含量增加尤为显著。土壤碱解氮平均含量由1979 年的56.7 mg·kg^-1 增加到2000 年的80.0 mg·kg^-1 和2008 年的109.1 mg·kg^-1, 1979~2000 年间土壤碱解氮以每年1.1 mg·kg^-1 的平均速度增长, 年均增长率1.9%, 增幅41.1%; 进入21 世纪后, 增长速度明显加快, 2000~2008 年间以每年3.6 mg·kg^-1的平均速度增长, 年均增长率4.5%, 增幅为36.4%。土壤有机质由1979 年的11.6 g·kg^-1 增加到2008 年的18.8g·kg^-1, 平均每年以0.24 g·kg^-1 的速度增长, 年均增长率为2.1%, 增幅为62.1%。30 年间土壤有效磷含量由17.5mg·kg^-1 增加到24.7 mg·kg^-1, 增加幅度为41.1%。由于受到"北方石灰性土壤不缺钾"的观点影响, 20 世纪该区域农民很少施用钾肥, 1979~2000 年间土壤速效钾含量呈下降趋势, 由140.6 mg·kg^-1 下降到111.4 mg·kg^-1, 下降幅度20.8%; 进入21 世纪, 由于秸秆还田措施的实施和含钾肥料的施用, 至2008 年全县土壤速效钾平均含量又回升到149.5 mg·kg^-1。栾城县农田土壤肥力水平较高, 生产潜力大, 该区域农田养分管理应以氮素的精确管理为核心, 以实现作物持续高产稳产与环境保护相协调为目标, 氮肥管理推行实时诊断与推荐施肥技术,磷钾肥实施恒量监控储备施用技术, 推广秸秆直接还田, 实行有机无机相结合的培肥措施。     

黄淮麦区小麦籽粒锌含量差异原因与调控

小麦高产优质生产对保障我国粮食安全和人们营养健康有重要意义。通过实地调研和取样分析,研究了黄淮麦区276个田块的小麦籽粒锌含量与产量和产量构成、施肥和土壤养分、作物锌吸收利用等参数的关系。结果表明,黄淮麦区缺锌和非缺锌土壤的比例分别为42%和58%,两种土壤上的小麦籽粒锌含量分别介于16~52和17~58 mg·kg^-1,分别有7%和9%样本的籽粒锌达到推荐值40 mg·kg^-1。缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量（r = -0.273,P < 0.01）、0~20 cm土壤有效磷（r= -0.283,P < 0.01）显著负相关,高低籽粒锌组的磷肥用量分别为73和137 kg·hm^-2,土壤有效磷分别为13和20 mg·kg^-1,有效锌分别为0.8和0.7 mg·kg^-1,但籽粒产量低于非缺锌土壤（7 204 和7 857 kg·hm^-2）。非缺锌田块,籽粒锌含量与磷肥用量显著负相关（r= -0.181,P < 0.05）,与0~20 cm（r= 0.236,P< 0.01）和20~40 cm（r= 0.183,P < 0.05）土壤有效锌显著正相关,高低锌组的磷肥用量分别为112和145 kg·hm^-2,0~20 cm的土壤有效磷分别为29和30 mg·kg^-1,有效锌分别为3.3和2.2 mg·kg^-1。因此,在缺锌土壤上,应首先解决土壤缺锌问题,将有效锌提升至临界值1.0 mg·kg^-1以上,非缺锌土壤有效锌保持在3.0 mg·kg^-1以上,同时适当减少磷肥用量和降低土壤有效磷水平,以减少磷对小麦锌吸收的负面影响,维持黄淮麦区小麦高产并改善籽粒锌营养。     

九龙坡花椒种植区地形、土壤肥力与花椒产量的关系

为了解九龙坡花椒种植区土壤养分状况及该区地形因子、土壤肥力因子与花椒产量的关系,为科学合理制定花椒高效施肥措施提供理论依据,本研究采用田间调查研究和室内分析的方法,研究了九龙坡花椒种植区低、中、高产区的海拔、坡度及土壤pH、有机质、大量微量元素含量和交换性能的变化特征,及其与花椒产量的关系。研究结果表明：九龙坡花椒普遍种植于200~500 m海拔范围,高产区集中在300 m左右的海拔;从低产区到高产区坡度略有增加,但未达显著水平。土壤均属酸性土,pH<6.5。土壤肥力总体属高水平范围,但各养分因子差异很大,其中土壤阳离子交换量（CEC）、有效磷、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量丰富,分别为27.2 cmol（+）·kg^-1、35.2 mg·kg^-1、3 289.8 mg·kg^-1、271.8 mg·kg^-1、48.6 mg·kg^-1、62.1 mg·kg^-1、1.5 mg·kg^-1、4.5 mg·kg^-1;有机质、碱解氮、速效钾、交换性酸属适中水平,分别为19.1 mg·kg^-1、114.9 mg·kg^-1、107.0 mg·kg^-1、8.1 cmol（+）·kg^-1;水溶性硼缺乏,为0.28 mg·kg^-1。相关分析表明花椒产量与有效钙、CEC、pH、有效锰、水溶性硼呈显著正相关;通径分析结果表明有效钙、CEC、交换性酸、有效铜、有效铁、有效锌是影响花椒产量的主要因子,逐步回归分析构建了有效钙（X₆）与花椒产量（Y）的最优回归线性方程：Y=11.693+0.003X₆。综上所述,九龙坡花椒种植区土壤养分失衡较为严重,施肥应注重养分的平衡,增施有机肥,改善土壤理化性状,治理土壤酸化。     

施磷对玉米吸磷量、产量和土壤磷含量的影响及其相关性

为了给玉米磷高效利用提供理论依据, 在低磷土壤(Olsen-P 4.9 mg·kg^-1)上, 通过田间试验, 研究了施磷0(T₀)、50 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₁)、100 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₂)、200 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₃)、1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2(T₄)对两个玉米品种"鲁单9002" (LD9002)、"先玉335"(XY335)的产量、磷素吸收利用及根际磷动态变化的影响。结果表明: 两玉米品种根际土、非根际土速效磷含量在不同生育时期都表现为T12O₅)·hm^-2的T₃处理非根际土转化为根际土土壤磷的量最大, 同时玉米生物量、产量、磷转移量也达到最高, 而施磷1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理玉米生物量、产量与中磷水平相比没有显著增加, 但植株吸磷量较高。XY335的花后磷转移量小于LD9002。相关分析表明, LD9002根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶吸磷量之间显著相关, 以播种后79 d与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关系数最高; 而XY335根际土、非根际土速效磷含量与茎、叶磷浓度之间显著相关, 在播种后47 d期间与茎、叶磷浓度、吸磷量、生物量、产量之间的相关性最好。因此, 在低磷土壤上, LD9002和XY335分别在播种后79 d和47 d时是植株对磷的敏感期, 可以通过测试根际土、非根际土速效磷含量来反映土壤的供磷状况; LD9002在79 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为54.95 mg·kg^-1、32.99 mg·kg^-1, XY335品种在47 d时最大吸磷量需要的根际土、非根际土速效磷含量分别为51.24 mg·kg^-1、35.35 mg·kg^-1; 施磷量1 000 kg(P₂O₅)·hm^-2处理两品种玉米产量、生物量、磷积累量与施磷量100~200 kg(P₂O₅)·hm^-2处理没有显著差异。     

钾硅钙微孔矿物肥对褐潮土水稻生长及土壤性状的影响

盆栽试验设置不施肥、常规施肥、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥4 g·盆^-1、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥8 g·盆^-1、常规施肥+钾硅钙微孔矿物肥12 g·盆^-1 5 个处理, 研究了自主研制的钾硅钙微孔矿物肥对褐潮土水稻生长、产量及土壤理化性状的影响。结果表明: 与常规施肥相比, 加施钾硅钙微孔矿物肥后土壤容重降低0.04 g·cm^-3, 土壤孔隙度增加1.8%, 土壤有效硅、有效钾含量分别提高9.4~27.0 mg·kg^-1 和10.6~39.7mg·kg^-1, 土壤pH 提高0.1 个单位。在水稻生长方面, 加施矿物肥可提高叶片叶绿素含量, 旗叶面积最高增加4.8 cm², 有效穗数增加2.3~5.0 穗·盆^-1, 千粒重提高0.1~1.9 g, 水稻平均增产幅度达13.6%。加施钾硅钙微孔矿物肥后氮、磷、钾肥利用率分别提高0.6%~7.5%、0.1%~1.5%和8.5%~13.5%。基于产量分析, 褐潮土钾硅钙微孔矿物肥的最佳施用量为4 g·盆^-1(相当于450 kg·hm^-2)。     

氟 对玉米产量品质及土壤性质的影响

适量氟对动物和人类健康有益, 而过量氟对动物和人类健康有害。为研究氟对玉米产量品质及土壤性质的影响, 采用盆栽试验研究了添加0、100 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 氟(NaF)对玉米产量、粗蛋白和淀粉含量及土壤pH、水溶性钙和微生物数量的影响。结果表明: 随氟处理浓度的增加玉米产量显著降低, 减产9.9%~85.4%; 玉米籽粒蛋白质含量显著增加, 从91.8 g·kg^-1 增加到108.8 g·kg^-1。加入氟100 mg·kg^-1 和200 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为下降趋势,而当加入氟500 mg·kg^-1、1 000 mg·kg^-1 和1 500 mg·kg^-1 时, 淀粉含量表现为上升趋势。玉米不同部位氟含量基本上随氟浓度的增加而增加, 玉米根部和籽粒含氟量与氟添加量的相关性达极显著水平, 相关系数分别为r_根=0.998^**和r_粒=0.915^**; 叶含氟量与氟添加量的相关性达显著水平, r_叶=0.852^*; 玉米不同部位氟含量的大小顺序为根>叶>叶鞘>茎>籽粒。氟浓度在200 mg·kg^-1 时, 籽粒含氟量已超过无公害农产品标准1.0 mg·kg^-1。石灰性土壤添加氟后, 可使土壤pH 增加,从8.05 增加到8.70; 水溶性钙含量显著下降, 由2.71 g·kg^-1 下降到1.02 g·kg^-1。随氟浓度的增加土壤放线菌数量显著降低, 与对照相比, 降低0.92%~65.22%; 低浓度的氟可以促进土壤细菌、真菌的生长, 而高浓度的氟可以抑制细菌、真菌的生长。     

近40年余江县高产水稻土有机碳及养分含量的演变特征

土壤有机碳及养分是土壤肥力的重要指标,研究土壤肥力的演变规律对提升地力、维持农业可持续发展具有重要的理论指导意义。参照第二次土壤普查和2002年采样背景资料,通过田间采样分析及对比研究,探讨江西省余江县高产水稻土有机碳、养分、pH及阳离子交换量（CEC）的状况及其近40年的演变规律。结果表明,余江县域内上表层水稻土（0~10 cm）有机碳、全氮、有效磷和速效钾含量分别是（27.3±1.3）g·kg^-1、（2.9±0.2）g·kg^-1、（40.5±3.8）mg·kg^-1、（148±7.9）mg·kg^-1,土壤肥力处于较高水平。与1980年背景资料对比发现,有机碳和土壤养分均有显著提升;尤其自2002年以来,近15年0~10 cm层次水稻土有机碳、全氮及速效钾的增幅分别达35%、40%和34%,但有效磷含量变化并不显著,而在10~20 cm层有效磷含量显著增加了56%。与2002年采样结果相比,0~10 cm、10~20 cm和 20~40 cm pH显著降低,而CEC显著增加。长期植稻过程中施用化肥,尤以近15年来,土壤有机碳、养分及CEC显著提高,但同时造成土壤pH下降。     

近红外光谱法快速测定土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量

运用偏最小二乘法(PLS)和人工神经网络(ANN)方法分别建立了0.9 mm筛分风干黑土土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量预测的近红外光谱(NIRS)分析模型。使用偏最小二乘算法建立的碱解氮、速效磷和速效钾校正模型的决定系数R²分别为0.9520、0.8714和0.7300，平均相对误差分别为3.42%、13.40%和7.40%。人工神经网络方法建立的碱解氮、速效磷和速效钾校正模型的决定系数分别为0.9563、0.9493和0.9522，相对误差分别为2.67%、6.48%和2.27%，测试集仿真的相对误差分别为5.44%、16.65%和7.87%。结果表明，人工神经网络方法所建立的校正模型均优于偏最小二乘法所建模型；用近红外光谱分析法预测土壤碱解氮含量是可行的，而速效磷、速效钾模型的测试集样品仿真的相对误差较大，其预测可行性还需做进一步研究。     

长江中下游甘薯氮磷钾肥施用效果与区域土壤养分丰缺指标研究

根据2009—2014年在长江中下游薯区实施的68个氮、磷、钾肥料用量田间试验结果，建立了基于养分丰缺指标法——肥料效应函数的甘薯氮、磷、钾施肥指标体系。结果表明：施用氮肥、磷肥、钾肥均对甘薯具有极显著的增产效果(P<0.01)；植薯土壤水解性氮含量的“高”、“低”指标分别为170 mg/kg和100 mg/kg，有效磷含量的临界指标为17 mg/kg，土壤速效钾含量“高”、“低”的指标分别为110 mg/kg和30 mg/kg；高产田块甘薯的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 125 kg/hm²、P₂O₅160 kg/hm²和K₂O 182 kg/hm²，中低产田块的氮、磷、钾肥最佳经济推荐施用量分别为N 155 kg/hm²、P₂O₅120 kg/hm²和K₂O 220 kg/hm²。     

氟啶胺对土壤中蔗糖酶活性及呼吸作用的影响

使用农药控制作物害虫和疾病可提高农业生产力, 然而农药的使用对土壤造成的污染已成为巨大且日益严重的问题。重复、广泛使用的农药进入土壤影响土壤生物、生物代谢及其生物活性, 已成为农业生态环境重要的研究内容。为了更好地了解氟啶胺对土壤微生物活性和土壤质量等潜在环境危险, 采用实验室模拟的方法研究了氟啶胺农药残留动态, 以及氟啶胺对土壤呼吸强度、蔗糖酶活性及其动力学和热力学特征参数的影响。结果表明: 高剂量(100 mg·kg^-1)氟啶胺在土壤的降解速率常数最大, 氟啶胺在土壤中的半衰期范围为0.38~0.59 d。高剂量(50 mg·kg^-1、100 mg·kg^-1 和1 000 mg·kg^-1)氟啶胺对土壤蔗糖酶表现出不同程度的抑制作用; 低剂量(1 mg·kg^-1、5 mg·kg^-1)处理表现为抑制-激活-抑制作用, 且波动范围较大; 10 mg·kg^-1 氟啶胺对土壤蔗糖酶前期表现为抑制、后期表现为激活作用, 波动范围较大。不同浓度氟啶胺胁迫下蔗糖酶促反应的Michaelis 常数(K_m)和最大反应速率(V_max)发生改变, 但变化不大。土壤中氟啶胺浓度为1 mg·kg^-1 时蔗糖酶所需的活化能(E_a)比CK 高, 其他浓度都低于CK; 5 mg·kg^-1、10 mg·kg^-1、50 mg·kg^-1、100 mg·kg^-1 和1 000 mg·kg^-1 所需的活化焓变(ΔH)随氟啶胺的浓度降低而变小; 在相同温度下蔗糖酶的活化熵变(ΔS)表现为: 1 mg·kg^-1G)变化差异较小; 320~330 K (开氏温度)时最大速度常数(Q₁₀)最大, 而290~300 K 时Q₁₀ 较小。低剂量氟啶胺对土壤微生物呼吸作用的影响表现为随时间变化呈现抑制-激活趋势, 高低剂量表现为抑制作用。土壤微生物的呼吸活性因氟啶胺的加入而产生波动。本研究结果有助于进一步分析研究受农药污染土壤的质量和酶活之间的相关性。     

稻鸭生态种养系统直播水稻根表和根际土壤营养特性研究

采用田间小区试验对比分析了直播方式下稻鸭生态种养系统和水稻单一种植系统水稻根表和根际土壤的氮、磷、钾和有机碳含量及pH的变化。结果表明:与水稻单一种植系统相比,稻鸭生态种养系统水稻根表和根际pH分别升高4.41%、0.85%,全氮含量分别降低0.11g·kg-1、0.11g·kg-1,全磷和全钾含量变化不明显。水稻根表速效氮和速效钾含量分别增加30.80mg·kg-1、17.93mg·kg-1,速效磷含量降低8.66mg·kg-1;水稻根际速效氮和速效钾含量分别减少15.13mg·kg-1、7.61mg·kg-1,速效磷增加9.66mg·kg-1。稻鸭生态种养系统水稻根表活性有机碳和高活性有机碳分别增加2.17g·kg-1、0.56g·kg-1,全有机碳含量减少0.99g·kg-1;根际土壤全有机碳、活性有机碳和中活性有机碳含量分别减少2.39g·kg-1、2.64g·kg-1、0.72g·kg-1。稻鸭生态种养改变了速效磷、速效钾和活性有机碳在水稻根域土壤的相对富集部位,即速效钾和活性有机碳富集部位主要在根表土壤,速效磷则主要在根际土壤。表明稻鸭生态种养明显改善了水稻根表和根际土壤营养状况,这可能对水稻根系吸收和利用土壤养分具有积极意义。     

CO2浓度升高、氮和水分对春小麦养分吸收和土壤养分的效应

研究了 2种CO2浓度水平 ,2种土壤水分处理和 5种N肥施用水平对春小麦 (TriticumaestivumL cv DingxiNo. 8654)养分吸收和土壤速效养分的影响。结果表明 ,高CO2浓度 (700 molmol-1)明显降低春小麦对氮(N)的吸收 ,低N时降低更为明显 ,但对磷 (P)、钾 (K)吸收的影响不明显。小麦对N、P、K吸收 ,干旱处理明显比湿润处理低。CO2浓度增高对土壤速效N的影响与土壤水分状况有关。湿润处理 ,CO2浓度增加的处理速效N量比当前CO2浓度的处理低 ;而干旱处理 ,施N 50、100、150mgkg-1时 ,速效N则较高。高CO2 浓度对土壤速效P、K量的影响不明显 ,而低N和水分不足 ,土壤速效P、K量较高     

Characterizing spatial variability of soil properties in alluvial soils of India using geostatistics and geographical information system

Alluvial soils constitute significant portion of cultivated land in India and it contributes towards food grain production predominantly. The objectives of this study were to assess the spatial variability of soil pH, organic carbon (OC), available (mineralizable) nitrogen (N), available phosphorus (P), available potassium (K) and available zinc (Zn) of alluvial floodplain soils of Kadwa block, Katihar district, Bihar, India. A total of 85 soil samples, representative of the plough layer (0–25 cm depth from surface) were randomly collected from the study area. The values of soil pH, OC, N, P, K and Zn varied from4.4 to 8.4, 0.20% to 1.20%, 141 to 474, 2.2 to 68.2, 107 to 903 kg ha^–1 and 0.22 to 1.10 mg kg^–1, respectively. The coefficient of variation value was highest for available P (94.3%) and lowest for soil pH (11.3%). Spherical model was found to be the best fit for N, P and Zn contents, while exponential model was the best fit for OC, and Gaussian model was the best-fit model for pH and K. The nugget/sill ratio indicates that except pH and available K all other soil properties were moderately spatially dependent (25–57%). Soil properties exhibited different distribution pattern. It was observed that the use of geostatistical method could accurately generate the spatial variability maps of soil nutrients in alluvial soils.     

设施蔬菜土壤剖面氮磷钾积累及对地下水的影响

针对设施栽培中传统施肥灌溉带来的养分浪费和环境污染问题,采集河北省定州市设施蔬菜、农田土样及相应的地下水样品,分析了不同设施蔬菜种植年限土壤剖面中速效养分的累积规律及地下水受硝酸盐污染的程度。结果表明:0～200cm和0～400cm设施土壤的速效养分累积均高于对照农田。低龄棚硝态氮、速效磷、速效钾及水溶性磷含量分别为377.2mg·kg-1、448.8mg·kg-1、1405.6mg·kg-1、30.6mg·kg-1,分别是对照农田的4.7倍、4.6倍、1.4倍和11.5倍;老龄棚硝态氮、速效磷、速效钾及水溶性磷含量分别为629.1mg·kg-1、555.0mg·kg-1、2567.1mg·kg-1、35.2mg·kg-1,分别为对照农田的6.4倍、16.3倍、2.7倍和12.0倍。设施土壤速效养分深层累积比例随棚龄增加而增加。设施蔬菜栽培区表层地下水(地下饮用水,20m)受硝态氮污染严重,超标率和严重超标率为39.3%和7.1%;而深层地下水(农田和大棚灌溉水,40m)硝态氮含量7.4mg·L-1和9.6mg·L-1,超标率分别为25.0%和37.5%,无严重超标水样。     

苏南经济快速发展区昆山市土壤铅形态含量及其影响因素

以地处苏南经济快速发展区的江苏省昆山市为典型区,采集水稻土及传统蔬菜地和保护栽培蔬菜地土壤样品126个,采用多元统计回归分析方法,定量研究几种因素对农田土壤各形态铅含量的影响。结果表明:土壤有效态铅平均含量为3.75 mg·kg-1,土壤全铅平均含量为27.42 mg·kg-1,土壤铅的活化率平均为15.64%。土壤各形态铅含量相对大小为残渣态(15.35 mg·kg-1)>有机质结合态(6.68 mg·kg-1)>铁锰氧化物结合态(4.27 mg·kg-1)>碳酸盐结合态(0.76 mg·kg-1)>可交换态(0.36 mg·kg-1),残渣态含量明显高于其他形态,占49.79%。pH是影响可交换态铅含量和铁锰氧化物结合态铅含量的最主要因素,均达极显著负相关水平。全铅含量是影响碳酸盐结合态铅含量和残渣态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。有机质含量是影响有机质结合态铅含量的最主要因素,达极显著正相关水平。pH也是影响有机质结合态铅含量的重要因素。     

Effects of Stoichiometric Traits of Nitrogen and Phosphorus in Soil on Photosynthetic Characteristics of Wheat

ABSTRACT

To improve the use efficiency of fertilizer in agricultural production, effects of stoichiometric traits of soil available nitrogen (N) and phosphorus (P) on photosynthetic gas exchange parameters and fluorescence parameters of wheat were revealed in a full factorial pot experiment with our N and P fertilizer rates each. Results showed that at the same level of soil available N, the net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Cond), photochemical quenching (qP), the quantum yield of PSII photochemistry (ΦPSII), and apparent electron transport rate (ETR) of wheat generally increased with a decline of soil N/P ecological stoichiometric ratio (by increasing soil available P), whereas the intercellular CO₂ concentration (Ci) and nonphotochemical quenching (NPQ) of wheat decreased with a decline of soil N/P. At the same level of soil available P, Pn, Cond, qP, ΦPSII, and ETR of wheat initially increased and then decreased with an increase of soil N/P ecological stoichiometric ratio (by increasing soil available N), whereas the dynamics of Ci and NPQ of wheat were exactly opposite to those of the above parameters. A limiting effect of soil available P on the photosynthesis of wheat occurred during the entire experiment. It was deduced that the cultivated soil, with the available N of 258.4 mg·kg^?1, available P of 89.6 mg·kg^?1, and stoichiometric N/P of 2.88, was suitable for weak gluten wheat cultivar Yangmai15. Therefore, another approach to improves nutrient use efficiency was provided on the basis of ecological stoichiometry theory.     

基于地形因子和随机森林的丘陵区农田土壤有效铁空间分布预测

为了掌握丘陵地区农田土壤有效铁含量及其空间分布,本文以重庆市江津区永兴镇内同源成土母质的典型丘陵(2 km2)为研究区,采集309个土壤样点,利用普通克里格(Ordinary Kriging,OK)、多元线性回归(Multiple Linear Regression,MLR)、随机森林(Random Forest,RF)模型,结合高程、坡度、坡向、谷深、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数、地形湿度指数等地形因子对土壤有效铁进行空间分布预测,并通过85个验证点评价、筛选预测模型。结果表明:1)土壤有效铁与谷深、地形湿度指数存在极显著水平正相关关系,与坡度、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数存在极显著水平负相关关系。2)随机森林模型的预测精度明显高于多元线性回归和普通克里格插值,其平均绝对误差为22.33 mg·kg-1、均方根误差为27.98 mg·kg-1、决定系数为0.76,是研究区土壤有效铁含量空间分布的最适预测模型。3)地形湿度指数和坡度是影响该区域土壤有效铁含量空间分布的主要地形因子。土壤有效铁与坡度、谷深、平面曲率、剖面曲率、汇聚指数、相对坡位指数、地形湿度指数均达到极显著水平相关关系。4)研究区土壤有效铁含量范围为3.00~276.97 mg?kg-1,水田有效铁含量大于旱地;土壤有效铁具有较强的空间相关性,土壤有效铁含量空间变异主要受到结构性因素的影响。可见,基于地形因子的随机森林预测模型可以较好地解释丘陵区农田土壤有效铁含量的空间变异,研究结果为丘陵区土壤中、微量元素含量及空间分布预测提供方法借鉴和理论依据。     

专用缓释肥的土壤氨挥发特性及其对辣椒氮磷钾吸收利用的影响

采用室内扩散模拟试验研究了施用大颗粒尿素(PUR)、辣椒专用复混肥(LCCF)、辣椒专用缓释复混肥(LSRF)土壤的氨挥发特性,并采用土培试验研究了LSRF、LCCF、普通复合肥(OCCF)、市场非包膜缓释复合肥(MSRF)对‘渝椒五号’和‘改良早丰’辣椒产量、氮磷钾养分吸收利用、土壤有机质及酶活性的影响,探讨LSRF的应用效果。结果显示,室内扩散模拟试验中,前28 d氨释放速率总体表现为PURLCCFLSRF不施肥(CK),28 d以后LSRF的氨释放速率略高于PUR和LCCF处理。培养70 d时,PUR、LSRF和LCCF的氨挥发量分别为71.87 mg·kg-1、54.29 mg·kg-1和63.49 mg·kg-1,LSRF比PUR和LCCF分别降低了24.5%和11.7%。土培试验中,LSRF处理显著提高了2个辣椒品种的果实重量,‘渝椒五号’和‘改良早丰’分别较OCCF处理增产64.7%和33.8%。与OCCF处理相比较,LSRF处理增加了土壤有机质含量、土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,提高了辣椒对氮磷钾养分的吸收利用。‘渝椒五号’和‘改良早丰’LSRF处理的氮素表观利用率较OCCF处理分别增加62.5%和123.1%,‘改良早丰’和‘渝椒五号’LSRF处理的磷素表观利用率分别较OCCF处理提高了14.0倍和3.2倍,钾素表观利用率分别较OCCF处理提高了28.7%和120.9%。     

4种熏蒸剂对土壤氮素转化的影响

采用室内恒温通气培养法,以北京大棚蔬菜地土壤为对象,研究熏蒸剂氯化苦(Pic)、碘甲烷(MeI)、1,3-二氯丙烯(1,3-D)和二甲基二硫(DMDS)对土壤氮素矿化和硝化的影响。结果表明,4种熏蒸剂处理后短期内均能显著增加土壤中氮累积矿化量,在处理后第0d,1,3-D、MeI、DMDS、Pic处理的氮累积矿化量分别为320.62mg·kg-1、317.25mg·kg-1、287.87mg·kg-1、278.73mg·kg-1,较对照(189.89mg·kg-1)分别增加68.85%、67.07%、51.60%、46.78%。4种熏蒸剂处理后土壤硝化作用过程受到显著抑制,在药剂熏蒸处理第0d,各熏蒸处理土壤中铵态氮含量均高于对照组,其中MeI处理组铵态氮含量最高,为194.97mg·kg-1,对照组铵态氮含量最低,为28.82mg·kg-1。Pic、1,3-D、DMDS、MeI处理后第0d硝化抑制率分别为40.8%、20.8%、26.9%、24.1%。Pic、1,3-D、MeI对硝化作用的抑制至少维持两周,DMDS的抑制作用至少维持1周。在后期培养过程中,各处理矿化作用和硝化作用都逐渐恢复至对照水平。