长期施肥对晋东南矿区复垦土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

为探究不同施肥方式下矿区复垦土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征,以晋东南黄土区采煤沉陷复垦区为研究对象,分析了连续8年施肥对复垦土壤团聚体数量、团聚体稳定性及团聚体中有机碳分布的影响。试验共设4个施肥处理:不施肥(CK)、化肥(NPK)、低量有机肥化肥配施(LOF)和高量有机肥化肥配施(HOF)。结果表明,施肥显著提高了 0. 25 mm的大团聚体数量,HOF处理显著提高了各粒级团聚体比例,其中对2～1 mm和0. 50～0. 25 mm团聚体影响最大。有机肥化肥配施均显著提高了团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了土壤团聚体分形维数(D),提高了土壤团聚体的稳定性,HOF与LOF对土壤团聚体稳定性的影响差异不显著,NPK对复垦土壤的团聚体分形维数无显著影响。 0. 25 mm各粒径团聚体有机碳含量高于0. 25 mm的微团聚体,大团聚体富集较多的有机碳,HOF显著增加了2～1 mm和5～2 mm粒径团聚体对土壤总有机碳的贡献率。土壤有机碳含量(SOC)、大团聚体数量(R0. 25)、MWD、GMD与 0. 25 mm的各粒径团聚体含量均呈显著的正相关关系,SOC与R0. 25、MWD、GMD呈极显著正相关关系。在晋东南矿区复垦土壤上,高量有机肥化肥配施是提高土壤有机碳含量,增强土壤团聚体稳定性的有效施肥措施。     

不同施肥模式对砂姜黑土团聚体特征及有机碳的影响

采集32年砂姜黑土长期定位试验不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机肥与化肥配施(MNPK)和高量氮肥下有机肥与化肥配施(HMNPK)处理耕层土壤,研究砂姜黑土区麦玉轮作系统中总有机碳、团聚体组成及不同粒径团聚体中有机碳含量对长期不同施肥模式的响应。结果表明,长期不同施肥方式显著影响土壤不同粒径团聚体分布及其有机碳含量。有机肥施用对表层土(0—10 cm)1—0. 5 mm、0.5—0.25 mm干筛团聚体和< 0.25 mm微团聚体含量的提高有促进作用。耕层土壤水稳性团聚体主要分布在1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径中,施肥处理对各粒级水稳性团聚体含量没有显著影响。长期施肥显著提高了表层土1—0.5 mm和0.5—0.25 mm干筛中团聚体有机碳含量,HMNPK的增幅最高。施用有机肥对提高土壤水稳性团聚体有机碳含量有积极作用,尤其对1—0.5 mm、0.5—0.25 mm和<0.25 mm粒径水稳性团聚体有机碳含量的提高有显著影响,且均为M处理提高幅度最大。砂姜黑土区麦玉轮作条件下,长期有机肥施用可提高砂姜黑土土壤总有机碳含量、中团聚体数量以及有机碳含量,有利于改善土壤物理性状、提升地力。     

连作对棉田土壤物理性质的影响

以新疆南疆地区50团棉花连作5年、10年、15年20年的土壤为研究对象,分别测定不同连作年限土壤比重、容重、孔隙度以及团聚体结构和机械组成等物理性状。结果表明：棉花连作对其土壤各种物理性状产生了较大的影响。比重、容重随着连作年限的增长呈上升趋势,而孔隙度则反之;土壤团聚体中粒径小于0.25mm的微团聚体占了较大比重,良好团聚体的含量随着连作年限的增长呈下降趋势,而微团聚体则相反;土壤机械组成中砂粒的含量占了较大比重,而砾石没有,砂粒的含量随着连作年限的增长呈上升趋势,粉粒呈下降趋势,而粘粒呈无规律的波动状。     

不同种植年限对菜地土壤结构的影响

为了探究不同种植年限对菜地土壤结构的影响情况,为土壤培肥提出切实可行的方法,采用萨维诺夫法分析了重庆市九龙坡区白市驿镇蔬菜基地种植1年、5年、10年的菜地土壤团聚体的组成情况及其差异。结果表明：水稳性团聚体含量以及稳定性在不同种植年限土壤间存在较大差异。对于0~20 cm土层土壤,1~0.25 mm、>3 mm和>5 mm水稳性团聚体含量均表现为1年>5年>10年,20~40 cm土层也存在类似变化。表明随着种植年限的增加,各土层土壤水稳性团聚体含量逐渐降低。对于0~20 cm土层,1年土壤>0.25 mm团聚体平均破坏率为27.78%,5年和10年土壤>0.25 mm团聚体平均破坏率分别高达49.86%、58.74%;对于各种植年限土壤20~40 cm土层也存在相同的趋势。说明随着种植年限的增加,土壤团聚体破坏率增高,土壤结构稳定性降低。相关分析表明,土壤有机质含量与种植年限、平均破坏率呈显著负相关（相关系数分别为-0.880*、-0.897*、n=6）,与>0.25 mm水稳性团聚体含量、>3 mm水稳性团聚体含量、>5 mm水稳性团聚体含量、3~1 mm水稳性团聚体含量、1~0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关（相关系数分别为0.897*、0.868*、0.859*、0.835*、0.829*、n=6）,土壤团聚体MWD与>0.25 mm水稳性团聚体含量之间达到极显著正相关（相关系数为0.985**,n=6）。说明随着种植年限增加,土壤有机质含量降低,水稳性团聚体含量增加,平均破坏率逐渐增加。>0.25 mm的水稳性团聚体含量越多,土壤平均重量直径(MWD)值越大,土壤团聚体稳定性越强。有机质含量是影响研究区紫色土土壤水稳性团聚体含量及稳定性的主要因素。     

烟-稻复种连作对红壤性水稻土团聚体组成及稳定性的影响

红壤性水稻土面临土壤结构退化、土壤养分失衡和酸化等土壤质量问题,制约农业生产和农民增收。本文以南方红壤丘陵区植烟的红壤性水稻土为对象,采用时空替代法、相关及冗余分析等技术方法,研究了烟-稻复种连作(YDLZ)对红壤性水稻土团聚体及其稳定性变化的影响及其关键影响因素。YDLZ后的红壤性水稻土>5 mm团聚体含量、土壤团聚体重量平均直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著降低,<0.25 mm团聚体含量和分形维数(D)则显著升高,土壤团聚体稳定性降低;且以YDLZ 5~10年(YDLZ_5~10)对土壤团聚体粒径分布及稳定性影响最大。相关及冗余分析表明,土壤有机质和粘粒含量是引起团聚体分布的关键指标;>5 mm和<0.25 mm的团聚体含量是引起团聚体稳定性变化的关键指标。烟-稻复种连作引起红壤性水稻土有机质和粘粒含量变化,主要导致>5 mm团聚体含量的减少,<0.25 mm团聚体含量增加,从而土壤团聚体稳定性降低。针对YDLZ的红壤性水稻土结构培育和土壤质量保育,需关注土壤有机质及粘粒含量的变化。     

连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳含量及土壤肥力的影响

为了研究传统耕作方式下连续秸秆还田对黑土团聚体中有机碳分布及土壤肥力的影响,采用中国黑土区进行8年田间定位试验的大田土壤为研究对象,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤水稳性团聚体中的有机碳含量及土壤养分的影响,并与2004年试验初期土壤进行比较。结果表明,与起始土壤相比,连续8年秸秆还田后,土壤大团聚体的含量显著提高,且NPK+S处理下土壤大团聚体的含量及团聚体的平均重量直径(MWD)显著高于CK处理和NPK处理;连续秸秆还田8年后土壤的有机质(SOM)含量显著提高了6.59%,而CK处理和NPK处理均导致SOM含量下降,分别降低了1.95%和2.56%。与CK处理、NPK处理和起始土壤相比,NPK+S处理提高了土壤各级团聚体内的有机碳含量,而且显著提高了大团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率,降低了微团聚体中有机碳对土壤有机碳的贡献率;同时,秸秆还田配施化肥显著提高了土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量,其对土壤速效养分的改善程度要明显强于单施化肥处理。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土团聚体的稳定性及其有机碳含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

猪粪有机肥配施化肥对潮土速效养分及团聚体分布的影响

集约化养殖产生大量的畜禽粪便而且无序排放产生,是造成农业面源污染的重要原因之一。开展畜禽粪便田间消纳后对土壤性质及肥力的影响是现阶段研究的热点问题。本研究在施用等量氮、磷、钾养分的条件下,通过连续两年的盆栽试验,研究了猪粪有机肥替代不同化学肥料后对潮土速效养分、团聚体组分及稳定性的影响。结果表明,施用猪粪有机肥增加了土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量,且随有机肥施用量的增加而增加,其中土壤碱解氮、速效磷及速效钾含量比单施化肥处理(T1)分别提高了3.7% ~ 165.8%、11.6% ~ 197.7%和20.7% ~ 364.8%;与第一年相比,第二年各处理碱解氮含量下降2.8% ~ 48.9%,而速效磷、速效钾均有增加。施用猪粪有机肥处理土壤有机碳含量均高于单施化肥处理(T1),且随有机肥量的增加呈增加趋势,增加幅度达14.8% ~ 175.7%;有机肥处理第二年后土壤有机碳含量比第一年土壤有机碳含量增加3.9% ~ 96.9%。同时发现,潮土土壤团聚体以<0.25 mm的微团聚体为主;化肥配施猪粪有机肥处理增加了潮土>0.25 mm团聚体含量、团聚体MWD(平均重量直径)以及GWD(几何平均直径)和R_0.25值,且随其施用量的增加而增加。由此可见,施用猪粪有机肥有利于潮土速效养分、有机碳含量的增加,并促进大团聚体的形成和稳定。     

不同恢复模式对新疆弃耕地土壤团聚体和有机碳的影响

选择玛纳斯河流域盐渍化弃耕地为研究对象,研究林粮间作、林地、单作玉米、单作棉花和单作苜蓿5种恢复模式对土壤团聚体和有机碳的影响。结果表明,5种弃耕地恢复模式均显著增加了土壤有机碳含量,其中林粮间作玉米棉花苜蓿林地弃耕地。弃耕地经生态重建后,土壤0.25 mm大颗粒团聚体含量增加,土壤稳定性得到改善。相关分析表明,0.25 mm水稳定性团聚体的含量与土壤有机碳含量达到显著正相关。     

长期定位秸秆还田对土壤团聚体及有机碳组分的影响

为合理利用秸秆并进行碳固定,在青岛农业大学长期定位秸秆还田试验站开展田间试验,设置5个处理,包括相同施氮条件下小麦、玉米两季秸秆还田(WCN)和一季小麦秸秆还田(WN),小麦玉米两季秸秆还田(WC),对照(CK)及单施有机肥处理(M),测定玉米-小麦轮作收获后土壤中的总有机碳、土壤的活性碳组分(轻组有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳、易氧化有机碳)、土壤团聚体、土壤团聚体有机碳含量。结果表明,土壤总有机碳及各活性碳组分含量均表现为MWCNWNWCCK,其中M处理和WCN处理总有机碳含量在小麦季和玉米季较对照分别提高了99.78%,117.94%和84.73%,98.03%,差异显著;土壤水稳性团聚体0.25～2.00 mm粒级占比、团聚体几何平均直径、平均质量直径及各粒级团聚体有机碳含量亦表现为MWCNWNWCCK,与对照相比,M处理和WCN处理在0.25～2.00 mm粒级占比提高了10.2,9.6百分点,几何平均直径和平均质量直径分别提高了53.1%,45.8%和10.9%,5.4%,各粒级有机碳含量分别提高129.9%～330.2%,69.0%～188.4%。综上,有机肥处理及两季秸秆还田配施氮肥能显著提高土壤有机碳及各活性有机碳含量,有利于土壤大团聚体的形成,提高了团聚体稳定性和各粒级团聚体有机碳含量。     

周年秸秆还田对农田土壤固碳及冬小麦-夏玉米产量的影响

为明确不同秸秆还田模式对黄淮海东部小麦-玉米周年产量与农田土壤固碳的影响,研究了双季秸秆不还田(NS),夏玉米季秸秆还田(SS),冬小麦季秸秆还田(WS)和双季秸秆还田(DS)对0～40cm各土层土壤容重(SBD),有机碳含量(SOC)、储量(SCS)和土壤团聚体分布及固碳能力(CPC)的影响。结果表明,秸秆还田尤其是双季秸秆还田模式显著降低土壤容重,促进0～30 cm各土层0.25 mm粒级团聚体向大团聚体团聚,5 mm、5～2 mm和1～0.5 mm粒级团聚体质量比例显著升高,平均增加57.2%、25.0%和13.7%;同时,土壤团聚体的平均重量直径(MWD)提高22.7%;与NS相比,秸秆还田显著提高了土壤有机碳含量,增幅为4.0%～20.7%;有机碳储量增幅为0.2%～14.7%。且双季秸秆还田对0～30 cm各粒级团聚体关联SOC和土壤固碳能力的提升作用最为显著。0～30 cm土层中秸秆还田量与SOC、SOC与MWD均呈显著正相关;而SOC与SBD则呈显著负相关。在30～40 cm土层中,各处理差异不显著。与不还田处理相比,各还田处理均提高小麦-玉米周年产量,其中, DS处理增产幅度最大,两个周年平均增产达14.3%。双季还田模式是当前黄淮海区域土质提升和作物增产的最佳措施;单季秸秆还田能维持较高的土壤生产力,同时提供大量秸秆的饲料化、能源化和原料化多元利用。     

基于不同夏作物-冬小麦种植制度的黄土高原东部农田土壤物理质量研究

黄土高原东部农田土壤物理质量下降是限制该地区农业生产的重要因素之一,合理的种植制度能够改善土壤物理质量。本试验于2016年设置连续夏绿豆-冬小麦(MB-WW,T₁)、2年夏玉米-冬小麦+2年夏绿豆-冬小麦(2 a SC-WW+2 a MB-WW,T₂)及连续夏休闲-冬小麦(SF-WW,T₃) 3种种植制度,分析实施第3和4年的土壤物理质量,以探索潜在的适宜于改善研究区土壤物理质量的种植制度。结果表明：T₁处理下冬小麦收获后0~30 cm各土层毛管孔隙度较T₂和T₃处理分别显著提高了19.20~28.49%和18.86~31.86%。此外T₁处理夏播作物收获后,10~20 cm土层土壤储水量较T₂显著增加了6.37%,20~30 cm土层土壤质量含水量和储水量较T₂处理分别显著增加了7.87%和4.70%。相较于T₃,冬小麦和夏播作物收获后T₁和T₂处理下土壤容重、总孔隙度和土壤固、液、气三相比偏离值没有得到明显的改善。综上所述,绿豆-冬小麦种植制度对土壤物理质量有一定的改善,采用连续夏绿豆-冬小麦种植制度可能是改善黄土高原东部农田土壤物理质量潜在的措施之一。     

新疆绿洲棉花长期连作土壤氨基糖积累特征

研究长期连作棉田土壤中氨基糖的含量和组成变化,旨在评价棉花长期连作及秸秆还田对土壤有机质转化积累的微生物群落的影响。采用棉花长期连作定位试验,通过气相色谱法测定了棉花连作9、14、19、24、29年棉田土壤不同土层中氨基葡萄糖、胞壁酸和氨基半乳糖的含量。结果表明：随棉花连作年限的逐年增加,棉田土壤中总氨基糖、氨基葡萄糖和氨基半乳糖含量均逐渐增加,而胞壁酸含量为先降低后增加,以氨基葡萄糖的转化积累具有明显优势,占土壤氨基糖总量的70.4%~71.1%;在土层0~30 cm范围内,总氨基糖及3种氨基单糖的含量随着土层深度的增加而降低;土壤中GluN/MurA值随着棉田连作年限的增加呈增大趋势,对0~20 cm土层影响较大。棉花长期连作及秸秆还田可促进土壤中总氨基糖及3种氨基单糖的积累,土壤有机质的转化过程逐渐以真菌占主导作用,长期连作棉田土壤向着真菌为优势群体的环境转变。     

滨海盐碱地棉花秸秆还田对土壤理化性质及棉花产量的影响

在滨海盐碱地定点设置连续3年棉花秸秆还田和未还田2个处理,研究其对0~60 cm土层土壤理化性质和棉花产量的影响。结果表明,连续3年棉花秸秆还田显著降低0~30 cm土层土壤容重和0~10 cm土层0.25 mm土壤微团聚体含量;显著提高0~10 cm土层5 mm土壤大团聚体含量。在0~20 cm土层,3年秸秆还田显著提高棉花播前和各生育阶段土壤有机质、硝态氮、铵态氮和速效钾含量,平均分别比对照提高13.45%、18.57%、22.80%和22.57%;降低土壤速效磷和含盐量,平均分别比对照降低18.29%和16.59%。在20~40 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均比对照提高37.20%和31.62%;显著降低土壤含盐量,平均比对照降低19.06%。在40~60 cm土层,3年秸秆还田显著提高土壤硝态氮和铵态氮含量,平均分别比对照提高38.26%和24.83%。3年棉花秸秆还田分别比未还田显著提高棉花籽棉产量11.57%、19.01%和13.24%和皮棉产量18.56%、19.78%和18.73%,但对棉花单铃重和衣分无显著影响。     

8种耐盐植物与脱硫石膏对河套灌区盐碱土水稳定性团聚体的影响

为了探究种植不同耐盐植物配合施用脱硫石膏对河套灌区盐碱土水稳定性团聚体的影响,本研究在内蒙古河套灌区硫酸盐盐碱土上种植8种典型的耐盐植物,配合施用脱硫石膏,比较种植前后土壤水稳定性团聚体特征,以期筛选出适宜的耐盐植物。结果表明,种植耐盐植物后,<0.01 mm团聚体质量分数降低了44%~65%,而>0.25 mm和0.25~0.053 mm团聚体显著增加了95%~203%和21%~66%,0.053~0.01 mm团聚体质量分数没有发生显著的变化;各级团聚体有机碳和全氮显著提高,尤其是>0.25 mm水稳性团聚体,有机碳和全氮含量分别增加了13%~90%和75%~179%。不同耐盐植物存在明显的差异,其中多年生豆科植物的效果更为明显。>0.25 mm和0.25~0.053 mm团聚体质量分数与土壤pH、EC值、Na⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和Cl^-含量呈显著的负相关关系,但与有机碳和全氮含量呈极显著的正相关关系,而<0.01 mm团聚体质量分数则与之相反。可见,盐分离子决定小团聚体,而大团聚体取决于有机质含量,种植耐盐植物由于降低盐分含量,同时提高有机质含量,从而促进盐碱土矿质土粒团聚作用,形成较大的水稳定性团聚体,多年生耐盐植物柳枝稷、紫花苜蓿、草木犀等效果更好,可有效地改良本地区盐碱土。     

马铃薯淀粉加工废水灌溉对土壤质量及玉米生长的影响

研究马铃薯淀粉加工废水灌溉对土壤性质及玉米生长的影响,以探明最适废水还田量。试验设置清水3000 m³/hm²(W₁,CK)、废水600 m³/hm²(W₂)、废水900 m³/hm²(W₃)、废水1200 m³/hm²(W₄)、废水3000 m³/hm²(W₅) 5个处理,对比分析不同灌溉量对土壤团聚体、N、P、K、有机质、酶及玉米出苗率和产量的影响。结果表明：（1）0.25~2 mm粒级的土壤水稳性团聚体含量随废水灌溉量的增加呈先增加后减少的趋势,分别比W₁增加了14.90%、17.04%、4.09%和16.67%;（2）灌溉1年,废水灌溉表层0~20 cm土壤碱解氮、速效钾、有效磷及有机质含量均高于对照;（3）过氧化氢酶、脲酶及磷酸酶活性分别在W₄、W₂ 及W₄处理下增加最高,增加量分别为9.64%、5.34%及17.24%;（4）过量灌溉会降低玉米出苗率,废水灌溉量不宜超过1200 m³/hm²。2年灌溉W₃时玉米产量最高,分别为69171、59404.5 kg/hm²。总体来看,最适废水灌溉量为900 m³/hm²。     

保护性耕作对土壤结构体有机碳氧化稳定性的影响

以7年不同耕作的定位试验为研究对象,研究了深松、旋耕、免耕等保护性耕作措施对关中塿土小麦-玉米轮作条件下结构体有机碳氧化稳定性的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松、旋耕、免耕及秸秆还田+传统耕作均提高了各粒级结构体的有机碳和易氧化有机碳含量,且深松和旋耕效果达到显著水平,免耕作用不显著;深松、旋耕、免耕对难氧化有机碳含量的影响均不明显。由此可见,各保护性耕作对土壤结构体总有机碳含量的提高主要是通过结构体中易氧化有机碳含量的提高来实现。各保护性耕作降低了结构体有机碳的氧化稳定系数（Kos）,但未达到显著水平。土壤较小粒级（0.5～0.25mm和<0.25mm）结构体中的总有机碳,易氧化、难氧化有机碳含量均比大粒级结构体中（>0.5mm）的高,且其氧化稳定系数（Kos）较低。相关分析表明,除5～2 mm粒级结构体外,各粒级结构体的总有机碳之间、易氧化有机碳之间、总有机碳和易氧化有机碳之间均相关极显著,且以<0.25mm结构体的总有机碳、易氧化有机碳和各粒级结构体的总有机碳、易氧化有机碳之间的相关系数较大。关键词：保护性耕作,结构体,有机碳,氧化稳定性     

有机肥替代对土壤养分的影响

为探寻肥料的合理施用方法,并对有机替代的可行性提供佐证,运用大田定位试验方法,研究连续3季有机肥部分替代无机肥料对土壤养分全氮、全磷、速效钾、有效磷、有机质含量的影响,及在各养分土壤剖面中的分布和迁移特征。结果表明,连续3季施用不同类型肥料后,各处理土壤全氮、全磷、有机质、有效磷主要积累在0~20 cm土层,随着土层深度的增加而降低。添加20%干猪粪的处理前期效果不显著,后期养分含量显著增加。20%M处理（20%减量施肥+商品有机肥）在0~20、20~40 cm土层各养分含量都高于NPK处理（农民习惯）,全氮、全磷、有效磷、有机质能发生明显迁移,在20~40 cm土层固定累积向下淋溶损失小。结果表明,化肥减量添加商品有机肥能平衡养分分布,提升土壤综合肥力,具有培肥地力的作用。     

减量施氮对带状套作大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响

为研究种植模式和施氮量对大豆土壤通气环境及结瘤固氮的影响,本研究采用二因素裂区试验设计,主区为种植模式:大豆单作(SS)、玉米/大豆带状套作(MS),副区为不同施氮量:不施氮(NN:0 kg hm^-2)、减量施氮(RN:45kghm^-2)和常量施氮(CN:60kghm^-2),监测了大豆生育期内土壤的O₂含量和土壤呼吸速率的动态变化规律,分析了各处理的土壤水稳性团聚体、容重和孔隙度差异,探讨了大豆生育期内结瘤量、固氮能力的变化特征。2年数据结果表明,与单作大豆相比,带状套作大豆可提高土壤O₂含量、>2 mm粒径团聚体的百分含量、显著增加土壤孔隙度、显著增强后期土壤呼吸的速率,显著降低<1mm粒径团聚体百分含量与土壤孔隙度;R5期根瘤干重差异不显著,但结瘤数量显著增加39.9%,固氮酶活性与固氮潜力也在此时显著高于单作大豆。各施氮量间,土壤O₂含量、0.25～1.00mm粒径的百分含量、带状套作大豆的土壤呼吸速率以RN处理最高,施氮能降低<0...