长期施肥对棕壤团聚体组成及其主要养分赋存的影响

采用干筛法对长期不同施肥处理棕壤进行团聚体分级,并对不同级别团聚体中有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量与分配进行分析,探讨了土壤团聚体与土壤肥力状况的关系。结果表明,棕壤团聚体以0.25~1mm为优势粒级。有机肥(猪粪)施用与有机无机(猪粪+氮肥)配施不仅增加了大团聚体含量,提高了团聚体稳定性,而且还增加了各粒级团聚体的SOC、TN、TP和TK含量,其中大团聚体中增加较多(0.25mm)。无机肥(氮肥)施用减少了大团聚体含量,降低了土壤团聚化程度,同时降低了各粒级团聚体的SOC、TP和TK含量。各施肥处理下大团聚体较微团聚体中含有更高的碳、氮、磷和钾储量。有机碳、全氮和全磷储量均与2mm团聚体含量呈显著正相关(P0.05)。2,1~2mm团聚体含量和平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)呈显著正相关(P0.05),其中2mm团聚体含量与MWD、GMD达到极显著正相关(P0.01)。因此,在农业生产过程中可以施用有机肥来改善土壤结构,提高土壤肥力。     

长期施肥条件下不同粒径土壤团聚体中Bradford反应土壤蛋白质含量的差异

主要研究了稻—稻连作方式下长期不同施肥对不同粒径土壤团聚体中Bradford反应土壤蛋白质(BRSP)含量的影响及BRSP与土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)之间的关系,同时为简化BRSP测定过程,探讨了用过1 mm筛土壤代替1~2 mm土壤团聚体研究BRSP含量的可行性。研究结果表明,长期不同施肥显著影响土壤1~2 mm团聚体中总BRSP(T-BRSP)和易浸提BRSP(EE-BRSP)含量。有机无机肥料配合施用能显著提高土壤中BRSP含量,以NPK+稻草还田提高BRSP含量的效果最佳。经25 a施用不同肥料后,1~2 mm土壤团聚体中2种形态BRSP含量与土壤SOC和TN含量呈显著正相关。试验发现,<1 mm土壤团聚体中同样有BRSP,且处理间的变化趋势与1~2 mm团聚体间的变化趋势相似。试验结果显示,过1 mm筛土壤中T-BRSP和EE-BRSP含量与1~2 mm团聚体中含量的相关性均达到极显著水平,且土壤SOC和TN含量的相关性也均达到极显著水平。     

长期施肥对黑土有机碳矿化和团聚体碳分布的影响

采用我国东北地区的连续施肥28 a的典型黑土,通过颗粒分组的方法,研究了长期不同施肥处理对土壤团聚体形成和有机碳在各级团聚体中的分布规律,以及各粒级团聚体对养分的贡献能力的影响。结果表明,施用有机肥促进了土壤中大颗粒团聚体(>0.25 mm)的形成,尤其以2~1 mm粒级增加的比例最大;而当化肥和有机肥配合施用后,主要促进土壤中<1 mm团聚体形成,尤其对0.5~0.25 mm粒级团聚体形成的促进作用最大。施肥(无论是有机肥还是化肥)能增加土壤有机碳含量,而且,化肥有机肥配合施用较单施化肥和单施有机肥的效果更好。随着团聚体粒级的降低,团聚体中有机碳的分配出现两个峰值,分别在2~1 mm和0.25~0.053 mm两个粒级中出现。单施化肥处理及化肥有机肥配施处理与无肥处理相比均增加了0.5~0.25 mm粒级团聚体对有机碳的贡献率;单施有机肥的处理与无肥处理相比增加了1~0.5 mm粒级团聚体对有机碳的贡献率。然而,对于东北的典型黑土,2~1 mm和0.25~0.053 mm两个粒级对土壤有机碳的保护作用最大,表明团聚体对有机碳的保护作用是碳分配和矿化分解作用的综合结果,通过调控施肥种类可以达到有效保护土壤质量和肥力的效果。     

长期施肥对浙江稻田土壤团聚体及其有机碳分布的影响

以浙江省稻田长期定位试验站为依托,研究长期不同施肥措施对土壤团聚体及其有机碳分布的影响。研究结果表明,与不施肥对照(CK)相比,栏肥与化肥配施(NPKOM)、单施栏肥(OM)、秸秆与化肥配施(NPKRS)和单施秸秆(RS)处理均显著提高了2 mm和2~0.25 mm水稳定性大团聚体的含量和团聚体平均重量直径(p0.05),强化了团聚体对土壤有机碳的物理保护作用。此外,长期有机无机配施(NPKOM和NPKRS)处理显著提高了各个粒级团聚体中有机碳含量,并且显著增加水稳定性大团聚体有机碳的贡献率,而长期单施化肥和单施秸秆处理并未有效增加土壤总有机碳含量。不同施肥处理下,2~0.25 mm粒级团聚体有机碳占土壤总有机碳的34.2%~48.6%,是土壤有机碳的主要载体。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)技术对2~0.25 mm和0.053 mm团聚体进行结构表征,发现长期单施有机肥或者有机无机配施下芳香族C较CK提高29.9%~45.2%,较NPK处理提高22.3%~36.6%,提高了土壤有机碳的芳构化。在有机碳积累方面,施用有机肥,尤其是栏肥与化肥配施,同时强化了团聚体对有机碳的物理保护以及促进了化学抗性有机碳组分的积累,是加强稻田土壤有机碳库积累的合理施肥模式。     

长期不同施肥处理对设施土壤团聚体组成及其稳定性的影响

通过设施土壤长期定位,试验研究了不同施肥处理对土壤团聚体含量、分布及其稳定性的影响。结果表明,有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.125～0.250mm,而未施用有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.053～0.125mm。设施土壤中>0.25mm粒级水稳性团聚体含量明显低于<0.25mm粒级水稳性团聚体。在>0.125mm的粒级中,有机肥(AN0)及其有机无机肥配施(ANPK)处理土壤水稳性团聚体比重均高于无机肥(BNPK)及其不施用肥料(BN0)处理土壤。长期施用有机肥具有促进水稳性微团聚体向水稳性大团聚体形成的趋势。设施土壤团聚体稳定指数大小依次为:ANPK>AN0>BNPK>BN0。分形维数D、几何平均直径GMD、平均重量直径MWD均适用于该设施土壤水稳性团聚体评价。     

长期施肥棕壤团聚体分布及其碳氮含量变化

【目的】探究玉米-玉米-大豆轮作体系不同施肥处理对土壤团聚体分布及其有机碳、全氮的影响,以期深入了解施肥对土壤培肥、改善土壤结构的机制。【方法】选取不施肥（CK）,化肥（NPK）,低量有机肥（M1）,低量有机肥与化肥配施（M1NPK）,高量有机肥（M2）,高量有机肥与化肥配施（M2NPK）6个处理。采集棕壤37年长期定位试验微区不同施肥处理的0-20 cm和20-40 cm土样,分析其水稳性团聚体（ 1 mm、1~0.5 mm、0.5~0.25 mm、0.25~0.053 mm及 0.053 mm）分布及其有机碳、全氮分配特征。【结果】棕壤长期施肥对团聚体分布及其碳氮的影响0-20 cm大于20-40 cm,随土层深度的增加,有机碳（SOC）、全氮（TN）含量减少。各处理团聚体及碳、氮在团聚体中的分配主要在黏粉粒中（40%以上）。与CK相比,NPK处理显著提高了黏粉粒的含量,降低大团聚体与微团聚体含量,显著增加黏粉粒储碳比例;M1、M2处理显著增加 1 mm团聚体数量及其SOC含量,显著增加 0.25 mm各粒级团聚体的储碳比例,且M2处理显著高于M1处理;M1NPK、M2NPK处理也显著增加 1 mm团聚体数量及其SOC含量,M1NPK与M2NPK处理在NPK处理的基础上依次增加0.5~0.25 mm（M1NPK）、1~0.5 mm及 1 mm团聚体的储碳比例,M2NPK处理 0.25 mm团聚体储碳比例最高,土壤团聚体全氮的变化趋势与有机碳类似。【结论】棕壤连续有机无机配合施用可显著增加土壤大团聚体数量、SOC、TN含量及其储碳、氮比例,是提高土壤质量、改善土壤结构的有效施肥措施。     

生物有机肥配施化肥对设施土壤养分含量及团聚体分布的影响

本研究以番茄–黄瓜轮作下的设施土壤为研究对象，共设4个处理（1/2化肥氮+1/2生物有机肥氮，COF；全部施用生物有机肥氮，OF；全部施用化肥氮，CF；不施肥处理，CK），探讨生物有机肥配施化肥对设施土壤养分含量及团聚体分布和稳定性的影响。研究结果表明，相较于单施化肥处理，施用生物有机肥均提高了土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾养分含量和土壤pH，分别提高了9.61%~54.28%、7.38%~35.45%、31.86%~98.53%、40.88%~96.40%、3.02%~15.99%、0.96%~18.23%和0.73%~7.03%；单施生物有机肥或与化肥配施均可使土壤大团聚体（>0.25 mm）比例上升，微团聚体（<0.25 mm）比例下降，显著提高了土壤团聚体平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和>0.25 mm团聚体含量（R_0.25）（P<0.05），且土壤团聚体稳定性随着施入生物有机肥年限的增加而增加；相关分析表明，MWD、GMD和R_0.25均与>2 mm和0.25~2 mm团聚体质量分数呈显著正相关（P<0.05），与<0.053 mm团聚体组成呈极显著负相关（P<0.01），与0.053~0.25 mm团聚体组成呈显著负相关（P<0.05）。生物有机肥替代化肥更有利于提高土壤养分含量、大团聚体的数量及团聚体的稳定性。     

长期施肥对黄泥田土壤微生物群落结构及团聚体组分特征的影响

【目的】黄泥田是中国南方稻作区主要的中低产田之一土壤微生物和团聚体组分是影响黄泥田土壤肥力及生产力的重要因素,研究长期施肥对其影响为黄泥田土壤肥力评价与培肥技术提供理论依据。【方法】以福建省黄泥田28年长期定位施肥试验为基础,设4个处理为对照(不施肥,CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+牛粪(NPKM)、氮磷钾肥+秸秆还田(NPKS)。采集0-20 cm耕层土壤样品,利用磷脂脂肪酸分析技术研究了土壤微生物群落结构,并用湿筛法测定了水稳性团聚体组分特征。【结果】与CK相比施肥增加土壤微生物磷脂脂肪酸种类数16.67%~38.89%提高土壤微生物总量26.71%~47.30%,其中细菌、真菌和放线菌等数值差异均达显著水平;长期不施肥(CK)易导致土壤中放线菌缺乏而NPKM更有利于提升土壤微生物菌群种类与数量。土壤磷脂脂肪酸第一和第二主成分分析综合了89.80%方差贡献率,提取出C17:1w8(细菌G-)、C12:0(细菌)、cy19:0w8(伯克霍尔德菌)、C17:0(节杆菌)、C18:1w7(假单胞杆菌)、C10Mel7:0(放线菌)等6种主要变异信息。此外,NPKM与NPKS可增加0.25~2.0 mm水稳性团聚体4.74~8.47个百分点,各施肥处理该粒径下C、N含量分别提高1.63%~32.58%和3.82%~13.74%。NPKS有利于促进0.25 mm大团粒结构形成而NPKM更有利于提升不同粒径下C、N含量。细菌、放线菌和微生物总量与水稳性团聚体0.25~2.0 mm粒径呈显著的正相关(P0.05)与水稳性团聚体0.25 mm粒径呈显著的负相关细菌、微生物总量与不同粒径碳含量均呈极显著正相关。【结论】黄泥田合理施肥可显著地提高土壤微生物群落数量及含量,促进0.25 mm团聚体形成,增加不同粒径团聚体C、N含量,其中NPKM对黄泥田培肥地力的效果最好。     

猪粪有机肥施用对潮土速效养分含量及团聚体分布的影响

针对集约化养殖畜禽粪便无序排放产生的环境问题,采用连续2年的盆栽试验,以猪粪有机肥为研究对象,设计5个有机肥施用水平(0、6.7、13.3、26.7、40.0 g·kg~(-1)土),研究了猪粪有机肥施用对潮土有机碳、速效养分含量及土壤团聚体分布的影响,为畜禽粪便田间消纳和合理施用提供理论依据。研究结果表明,土壤中有机碳、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥施用量的增加而呈现逐渐升高趋势,且第二年土壤中各指标增加更加明显,第二年施肥处理各速效养分含量分别比第一年高2.7%~54.0%、6.7%~34.6%、36.8%~159.5%、20.3%~35.7%;土壤有机碳含量与外源有机碳投入量之间存在着显著的线性关系,有机肥施用可以显著提高生菜产量,且具有明显的后效作用。2年试验中,土壤团聚体以0.053~0.25 mm和0.053 mm小团聚体所占比例较大,且随有机肥施用量增加呈现降低趋势,而0.25~0.5 mm和0.5 mm大团聚体含量却随有机肥施用量增加呈升高趋势,可见,施用有机肥可促进大团聚体的形成,在有机肥施加量为40.0 g·kg~(-1)土时,土壤中0.25 mm团聚体的含量最高,土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)最大,土壤的团聚化作用最强,土壤结构最稳定。     

施肥方式对稻麦轮作土壤团聚体分布的影响

土壤是人类赖以生存的重要资源,团聚体作为土壤结构的基础单元,不仅提高土壤肥力、调节养分的生物有效性,而且增强土壤抗侵蚀能力。通过6年试验,研究了不施肥(CK)、常规施肥(CF)、秸秆+缓释肥(SRF)和有机无机混施(OCF)4种施肥方式对土壤养分含量及各粒级团聚体分布的影响,为揭示施肥措施对土壤地力形成演变的影响机制提供理论基础。结果表明:SRF和OCF处理0—20,20—40 cm土层土壤的SOC含量较CF显著增加10.06%,19.23%和9.84%,16.79%;3种施肥处理0—20,20—40 cm土层的TN差异不显著,但均高于CK处理;OCF处理中0—20 cm土层的C/N比较CF增加16.44%(p0.05)。SRF处理较CK显著提高了0—20 cm土层R_(0.25)(10.93%);20—40 cm土层,OCF处理中R_(0.25)显著高于其他3个处理,分别高出32.62%(CK),19.75%(CF),19.44%(SRF)(p0.05)。相比CF处理,SRF和OCF提高了0—20,20—40 cm土层的平均质量直径MWD(1.54%～16.92%,2.17%～28.26%)和平均几何直径GMD(5.88%～14.71%,13.04%～39.13%),降低了分形维数D(1.11%～2.09%,4.99%～5.44%),且OCF处理更为显著(p0.05)。可见,秸秆+缓释肥和有机无机混施处理均有利于土壤肥力提升,且后者效果更为显著。MWD和GMD与土壤SOC和TN的相关性较高,均适合用于揭示团聚体与土壤总有机碳、总氮含量之间的关系;但分形维数D与之无显著相关性关系。     

长期施肥对农田土壤真菌的影响

不合理施肥所引发的土壤环境问题逐渐成为制约我国农业可持续发展的重要因素之一,而土壤真菌作为一类重要的土壤微生物,研究施肥措施对真菌群落的影响对促进农业生产具有重要意义。本研究以有20年历史的长期定位试验田为研究对象,利用末端限制性片段长度多态性分析技术,对长期定位施肥农田生态系统中不同施肥方式对土壤真菌群落的影响以及时间变化规律进行了系统研究。长期施肥定位试验包括EM堆肥(EM)、传统堆肥(OF)、化肥(CF)和不施肥(CK)处理。主要研究结果如下:在0~20 cm土层,施肥处理对土壤真菌多样性有显著影响,Shannon-Weiner多样性指数为2.64~3.53,Simpson集中性指数为0.03~0.08;EM和OF处理的Shannon-Weiner多样性指数均显著高于CF和CK;在3月、6月和10月,EM和OF处理与CF和CK处理相比,有较高的真菌多样性;Simpson集中性指数最高的是3月的CK处理,最低的是10月的EM和OF处理。冗余分析结果表明,土壤pH、有机质、总氮、有效磷和有效钾等对真菌影响显著。因此,长期施用有机肥与化肥相比可以提高土壤真菌多样性,改变其群落结构;与化肥处理相比,施用EM堆肥,不仅可以保持土壤可持续利用性,同时改善0~20 cm土层土壤真菌的生存环境;3种施肥处理对土壤真菌群落结构影响程度由强到弱:EMOFCF。     

长期不同施肥方式下土壤有机碳的垂直分布及碳储量

为了研究施肥对土壤有机碳含量的影响,在湖北省农业科学院南湖实验站进行了25年不同施肥方式的长期定位试验。研究结果表明:与对照相比,除单施氮肥与单施有机肥外,其他施肥方式均提高了0～20cm土壤有机碳含量与碳储量;与对照及单施化肥相比,有机肥配施化肥均提高了0～20cm及0～100cm土壤有机碳含量与碳储量。单施化肥与单施有机肥对各土层土壤有机碳含量影响较小,且土壤有机碳累积少;而化肥配施有机肥提高了0～20cm与20～40cm土壤有机碳含量与碳储量。除对照及氮磷钾肥配施过量有机肥处理外,其他处理土壤全氮与有机碳含量间具有显著相关性。有机肥与化肥配合施用是提高农田土壤有机碳,增加土壤碳储量的有效方法。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

下辽河平原不同水肥条件对玉米养分吸收与分配的影响

利用持续16年的长期田间试验与气象观测资料，研究了下辽河平原不同施肥与降水条件对玉米体内养分浓度、养分在籽实与秸秆中的分配比以及每形成单位籽实产量所收获养分量等的影响。结果表明，玉米体内养分浓度及养分在籽实与秸秆中的分配比例明显受施肥、降水及作物生长状况的影响。在平水年条件下，养分在籽实内累积的比例最高，其中N、P、K分别较偏旱或偏涝年景平均相对提高26.2%、33.3%和21.3%。同时，作物生长状况愈好，形成单位籽实产量所需养分量有减少的趋势，这些都说明良好的水肥条件有利作物生长，也有利于提高作物体内养分的转化利用效率。     

长期定位施肥对灰漠土农田土壤质量的影响

试验研究不同施肥方式下长期定位施肥对灰漠土农田土壤酶活性和土壤理化特性的影响结果表明:经过长期定位施肥试验,灰漠土土壤的生物活性(蛋白酶、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性)与土壤基本肥力比试验前有所提高;不同施肥处理下土壤酶活性和土壤理化性质存在明显差异,N素和有机质含量是制约灰漠土土壤酶活性和影响作物产量的关键因子。     

长期定位施肥对土壤有效硼含量的影响

试验研究长期定位施肥对土壤有效硼含量的影响结果表明,无肥、N、NP、NPK、N 有机肥和N 秸秆6个不同施肥处理0~20cm土层土壤有效硼含量与肥料定位研究年限呈r=0.8094~0.8847的正相关关系,且不同施肥处理土壤有效硼含量均增加,为试验基础数值的2.9~4.7倍。各处理土壤有效硼含量依次为N 有机肥处理>N、P配施处理>N 秸秆处理>单施N肥处理>N、P、K配施处理>无肥处理。N、P、K配施处理在获得较高产量的同时,有效硼累积较少。耕作、施肥等是影响土壤有效硼累积的重要因素。     

长期施肥对土壤肥力的影响

基于长期试验资料,从土壤肥力的角度综述了长期施肥对土壤肥力指标有机质、N素、P素和K素含量,微生物生物量及数量和土壤酶活性的影响,指出长期施用有机肥及有机肥与化肥配施是维持和提高土壤肥力的关键,可促进农田生态系统可持续发展。     

基于同步辐射显微CT研究不同施肥措施下水稻土团聚体微结构特征

基于江西进贤长期定位试验田,采用上海光源的生物成像线站显微CT技术扫描3~5 mm土壤团聚体,获得分辨率为3.7μm的切片图像,并运用3DMA_Rock软件进行数字图像处理,构建孔喉网络模型,定量研究了不同施肥条件下(不施肥CK、施氮磷钾肥NPK、施氮磷钾肥和猪粪NPKOM)红壤性水稻土团聚体的三维微结构特征。结果表明:与CK处理相比,NPK处理的土壤孔隙度、比表面积、孔喉数量和平均路径长度等指标值分别下降了31.6%、28.8%、15.1%和12.6%,说明长期单施无机肥可导致土壤团聚体结构退化;而NPKOM处理则显著增加了以上的指标值(分别增加了77.6%、68.4%、182.8%和14.4%),说明长期无机有机肥配施能改善土壤团聚体的微结构,促进土壤团聚体的形成和稳定,使土壤保持良好的通透功能,提高土壤的肥力质量。     

贵州土壤养分含量的变化与施肥管理

为了解近年来化肥施用量倍增后 ,贵州农田土壤养分含量的变化 ,在 1985年土壤调查的基础上 ,1998年再次进行了土壤和肥料调查。调查结果表明 ,在目前有机肥与化肥相结合 ,养分供应以化肥为主的施肥结构下 ,水田土壤有机质和氮、磷含量有所增加 ,旱地土壤有机质和全氮含量下降 ,土壤磷素有积累。由于钾肥施用不足 ,水田、旱地土壤钾素含量都明显降低。土壤微量元素中 ,有效态硼、锌、钼普遍增加。今后需增加钾肥的施用 ,并重视施用有机肥、秸杆还田和防治水土流失 ,以培肥土壤 ,实现农业的持续发展     

长期施肥下黑土有机肥替代率变化特征

探索长期施肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力提升的关系,可为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。对吉林省公主岭黑土32年的长期肥力试验定位观测数据进行系统分析,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程探讨高产条件下施用不同量有机肥的黑土有机肥替代率的变化特征。研究表明,作物产量随着有机肥施用年限增加逐渐提高,32年的持续施肥,施用有机肥的作物产量趋同甚至高于NPK化肥处理的作物产量。基于作物氮素吸收量,高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关(P0.01),高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率高于常量有机肥处理(M1);且有机肥施用29年后,高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率达到100%,并保持稳定不变。基于土壤氮素供需方程估测的常量和高量有机肥处理(M1和M2)的有机肥替代率与基于作物氮素吸收量得到的有机肥替代率相关系数(R2)达到0.78和0.84(P0.01),相对均方根误差(RMSE)均小于15%(分别为10.4%和14.6%),表明土壤氮素供需方程可以较好地估测土壤有机肥替代率。基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程能够准确反映长期有机培肥下黑土有机肥替代率的变化规律。本研究结果表明,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程两种方法验证,高产条件下有机肥替代率是土壤肥力的函数;随着有机肥施肥年限的增加,土壤肥力提升,有机肥替代率逐渐增加。