长期施肥对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响

 【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区，各施肥处理为：CK（不施肥）、NP（施氮磷肥）、NPK（施氮磷钾肥）、NP+RS（施氮磷肥和稻草）和NPK+RS（施氮磷钾肥和稻草）。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比，化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5 mm和0.5～2 mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径（2～5 mm，0.5～2 mm）水稳性团聚体内有机碳、全氮和可矿化氮储量。与CK处理相比，NPK长期平衡施用的处理，也能提高大粒径水稳性团聚体（2～5 mm，0.5～2 mm）内的有机碳、全氮、可矿化氮的含量和储量，但提高的幅度小于化肥与稻草长期配合施用的处理。【结论】水稳性大团聚体对土壤有机碳、氮具有强富集和物理保护作用;化肥和稻草长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量，是改善土壤团粒结构，提升红壤水稻土肥力的有效措施。2～5 mm和0.5～2 mm粒径团聚体是红壤水稻土有机碳、全氮和可矿化氮的主要载体。     

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

 【目的】研究长期施用氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥和稻草（RS）对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土（分类为普通简育水耕人为土）上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。     

侵蚀红壤区缓坡地土壤物理性状对水土保持措施的响应

结合长期定位试验和室内分析,研究了侵蚀红壤区不同水土保持措施下坡地土壤容重、孔隙度、持水性能和团聚度等因子的变化,分析了不同水土保持措施的土壤改良效果。研究结果表明,不同水土保持措施显著影响侵蚀红壤区坡地土壤容重、持水量因子(最大持水量、毛管持水量和田间持水量)、湿筛团聚体组成、湿筛MWD、结构破坏率、团聚体稳定性等因子,但是对孔隙度因子(总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度)、分散率、干筛团聚体组成和干筛MWD影响不显著。牧草措施可显著降低土壤容重、结构破坏率和分散率,提高土壤总孔隙度、各持水量因子、大团聚体(0.25mm)含量和团聚体稳定性,显著改善土壤物理性质状况。研究区可用土壤持水量因子作为衡量土壤肥力状况的简化指标。     

侵蚀红壤区缓坡地土壤物理性状对水土保持措施的响应

结合长期定位试验和室内分析,研究了侵蚀红壤区不同水土保持措施下坡地土壤容重、孔隙度、持水性能和团聚度等因子的变化,分析了不同水土保持措施的土壤改良效果。研究结果表明,不同水土保持措施显著影响侵蚀红壤区坡地土壤容重、持水量因子(最大持水量、毛管持水量和田间持水量)、湿筛团聚体组成、湿筛MWD、结构破坏率、团聚体稳定性等因子,但是对孔隙度因子(总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度)、分散率、干筛团聚体组成和干筛MWD影响不显著。牧草措施可显著降低土壤容重、结构破坏率和分散率,提高土壤总孔隙度、各持水量因子、大团聚体(>0.25mm)含量和团聚体稳定性,显著改善土壤物理性质状况。研究区可用土壤持水量因子作为衡量土壤肥力状况的简化指标。     

不同水土保持措施对红壤坡耕地土壤物理性质的影响

【目的】针对红壤坡耕地土壤结构差、水土流失严重等问题,研究不同水土保持措施对土壤容重、孔隙度等土壤物理性质的影响,为实现红壤坡耕地的持续、高效利用提供参考。【方法】以等高花生常规耕作为对照(CK),探析表施聚丙烯酰胺(PAM)、香根草篱和PAM+香根草篱等3种水土保持措施对土壤容重、孔隙度、持水量的影响,综合评价不同措施对土壤物理性质的改良效果。【结果】不同水土保持措施处理下0~20 cm土层土壤容重差异显著(P0.05),3种水土保持措施主要对红壤坡耕地0~20 cm土壤容重改善效果明显;不同处理下0~40 cm土层土壤孔隙度和持水量差异不显著(P0.05),不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤孔隙度和持水量的提升效果较好。土壤容重与其他土壤物理指标呈负相关,且作为主成分评价不同水土保持措施对土壤物理性质的改良效果的贡献率较高(76.517%)。【结论】土壤容重是评价不同水土保持措施对土壤物理性质改良效果的重要因子,影响着土壤孔隙度和持水量等物理性质;不同水土保持措施对0~10 cm土层土壤物理性质的综合改良效果较好,且以表施PAM+香根草篱效果最佳,是值得推广应用的红壤坡耕地水土保持措施。     

长期施用化肥或不同有机物对[HT3，4XBS]土[KG-*2]娄[HT3XBS][HT2”XBS]土土壤物理性质的影响

根据18 a的长期定位试验, 探讨不同施肥处理对关中（土娄）土土壤有机碳、导水率、体积质量、总孔隙度、田间持水量和团聚体的影响.结果表明,与对照相比,各施肥处理的田间持水量和总孔隙度均有不同程度提高,土壤体积质量均下降,有机肥和化肥的配合施用效果较好;长期配合施用不同有机物与化肥均有利于提高土壤的持水能力;施用有机肥处理比对照饱和导水率显著增加;长期施用不同有机物配施化肥可以改善土壤的团聚结构,秸秆还田对非水稳性团粒结构的形成有良好作用;长期施用化肥则对土壤团聚体稳定性有一定的负面影响.     

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。     

长期施用化肥或不同有机物对土娄土土壤物理性质的影响

根据18 a的长期定位试验,探讨不同施肥处理对关中土娄土土壤有机碳、导水率、体积质量、总孔隙度、田间持水量和团聚体的影响。结果表明,与对照相比,各施肥处理的田间持水量和总孔隙度均有不同程度提高,土壤体积质量均下降,有机肥和化肥的配合施用效果较好;长期配合施用不同有机物与化肥均有利于提高土壤的持水能力;施用有机肥处理比对照饱和导水率显著增加;长期施用不同有机物配施化肥可以改善土壤的团聚结构,秸秆还田对非水稳性团粒结构的形成有良好作用;长期施用化肥则对土壤团聚体稳定性有一定的负面影响。     

长期施肥对灰漠土有机质和物理性质的影响

【目的】探讨长期不同施肥措施对灰漠土有机质及物理性质的影响,阐明土壤物理性状的演变特征,以期为干旱区土壤培肥提供参考。【方法】以22 a的长期定位施肥试验为基础,选择其中6个施肥处理的当季土壤样品,测试土壤有机质、容重、总孔隙度、饱和含水量、田间持水量、含水量指标,并将测试结果与基础土壤数据进行对比分析。【结果】与CK相比,施肥可提高土壤有机质和总孔隙度,长期配施有机肥和秸秆还可以降低土壤容重、提高土壤饱和含水量;长期单施化肥(氮磷钾、氮磷)容重升高,田间持水量有提高趋势。【结论】施肥能改善或维持灰漠土土壤的有机质及物理性质,施有机肥是最有效的手段;秸秆还田表层土壤孔隙大,土壤易干旱;单施化肥土壤表层容重增大、孔隙度减少。     

长期施肥对紫色水稻土团聚体中有机碳和微生物的影响

【目的】土壤微生物在维持土壤肥力、土壤健康和提高作物产量等方面都具有非常重要的作用,探讨长期不同施肥措施对紫色水稻土团聚体微生物量及活性的影响,明确不同施肥制度下土壤不同粒级团聚体中微生物特性,为系统了解施肥管理对土壤肥力演变的影响提供理论依据。【方法】依托重庆市北碚区中性紫色水稻土22年的长期定位试验,选取对照(CK,不施肥)、氮磷钾(NPK)、稻草还田(S)、氮磷钾+稻草还田(NPK+S)4个处理,采集0—20 cm耕层土壤样品,采用湿筛法获得不同粒级土壤团聚体,研究不同粒级土壤团聚体中的有机碳以及微生物量、呼吸代谢熵等微生物特性。【结果】连续22年定位试验表明,与CK相比,各施肥处理均显著增加了耕层土壤中水稳性大团聚体(0.25 mm)含量,以NPK+S的促进作用最为明显,表明化肥与稻草还田长期配施有利于紫色水稻土水稳性大团聚体的形成;施肥还显著提高了团聚体稳定性和土壤有机碳水平,以稻草还田(S和NPK+S处理)效果最佳。长期施肥改变了土壤养分及生物活性在不同粒径团聚体上的分布。土壤中有机碳、微生物量碳、呼吸代谢熵在不同粒级团聚体中呈异质分布,在2.00—1.00 mm和1.00—0.25 mm两个级别的水稳性大团聚体中土壤有机碳、呼吸速率和代谢熵显著高于0.25—0.053 mm和0.053 mm两个级别的水稳性小团聚体。【结论】0.25 mm的水稳性团聚体是土壤有机碳和微生物量碳的主要载体,2.00—1.00 mm团聚体的生物活性最强;长期氮磷钾配施结合稻草还田显著提高了紫色水稻土团聚体的水稳性及大团聚体中有机碳和微生物量碳的含量,是改善紫色水稻土团粒结构和生物功能的有效措施。     

双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响

设CK（不施任何肥）、NK（施氮、钾肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NK＋PM（施氮、钾肥＋猪粪）、NP＋RS（施氮、磷肥＋稻草）、NPK＋RS（施氮磷钾肥＋稻草）7个处理，通过25年长期肥料定位试验，研究了双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响．结果表明，长期不平衡施肥处理（NK、NP）土壤各氮素含量增加不明显或出现一定幅度的减少；长期平衡施用化肥的NPK处理，土壤各氮素含量均有增长，与CK处理的差异达到显著或极显著水平；无机、有机肥长期配施处理NK＋PM、NP＋RS、NPK＋RS在单施化肥的基础上进一步提高了土壤中氮素养分的含量．双季稻种植制度下，长期平衡施肥，尤其是无机、有机肥配施能极大地增加红壤性水稻土各氮素养分含量，提高土壤氮素肥力，为水稻的高产、稳产和农业可持续发展提供良好的基础和保障．     

长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响

【目的】保持和提高土壤肥力,提升土壤生产力,是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响,为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验,分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响,评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降,平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm-2,25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施,小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥(NPK)处理相比均表现出增产效果,年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理(NPK+CM)优于猪粪处理(NPK+PM),而猪粪处理优于秸秆处理(NPK+S)。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大,长期不施肥处理小麦产量变异系数(CV)最高,增施肥料可以降低CV,有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理,牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重,显著提高土壤田间持水量,小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关,与土壤田间持水量呈显著正相关,有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平,小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量,降低产量变异,增强产量稳定性,作物高产稳产;能改善砂姜黑土不良的物理性状,提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。     

稻田土壤氧化态有机碳组分变化及其与甲烷排放的关联性

稻田土壤有机碳是甲烷排放的关键底物之一,不同研究者由于采取的有机碳研究方法不同而得出稻田甲烷排放与土壤有机碳关系的结论不一。为明确影响稻田甲烷排放的土壤有机碳组分,设计了稻田施用不同外源有机碳(稻草还田、鸡粪和猪粪)的田间试验,对稻田甲烷排放和土壤有机碳组分的动态变化及其关联性进行监测和分析。结果表明,猪粪处理的甲烷排放与化肥处理无显著差异,而鸡粪和稻草2个处理的甲烷排放分别比化肥增加1.67倍(P<0.05),2.69倍(P<0.05);甲烷排放量与土壤易氧化有机碳含量显示相同顺序:稻草>鸡粪>猪粪>化肥;通径分析表明,土壤易氧化有机碳组分1(被33 mmol/L KMnO₄氧化的有机碳)与甲烷排放直接相关,其他有机碳组分仅通过组分1间接作用于水稻生育后期甲烷排放,且排放量较低。由此推断,易氧化有机碳组分1是甲烷排放的主要底物,通过有效措施降低肥源中易氧化态有机碳组分1是减排甲烷的关键技术之一。     

不同施肥措施对黄泥田土壤养分及水稻产量的影响

为农业有机废弃物的合理科学利用提供参考,在湖北省孝昌县单季稻区利用田间试验研究6种施肥措施对黄泥田土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明:不同施肥措施对黄泥田土壤有效磷与速效钾含量的影响显著,对有机质、全氮及碱解氮含量的影响不明显。在6种施肥措施中,以化肥+畜禽粪肥配施黄泥田土壤的有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量最高,分别为23.06 g/kg、1.34 g/kg、111.66mg/kg、30.77mg/kg和148.33mg/kg,且有效磷和速效钾含量显著高于其他施肥措施(P0.05);稻谷和稻草产量也最高,分别为9 638.38kg/hm~2和11 118.39kg/hm~2,也显著高于其他施肥措施(P0.05);水稻的综合农艺性状好。因此,在黄泥田水稻生产过程中,采用化肥和畜禽粪肥配施可有效培肥其土壤,提高水稻产量。     

不同有机肥源对红壤旱地耕层土壤性质的影响

通过3年的大田试验研究不同有机肥源对红壤旱地耕层土壤性质的影响.结果表明:腐熟猪粪和粉碎秸秆作为2种不同有机肥源,均可以降低土壤容重,提高土壤pH值,增加总孔隙度和物理性粘粒含量;2种有机肥均能提高红壤旱地有机质和速效氮、磷、钾的含量,而腐熟猪粪配施化肥处理的速效氮、磷、钾含量均显著高于纯施猪粪处理和纯施秸秆处理(P<0.05).有机-无机配合施用是提高红壤肥力的基本途径;2种有机肥源均能提高土壤细菌、放线菌、真菌、固氮菌、氨化细菌和硝化细菌的数量,增加其活性,与纯施化肥处理相比较,差异显著(P<0.05);2种有机肥提高了红壤中过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶的活性,而不同的有机肥源处理之间各种酶的活性差异不显著(P<0.05).     

Long-term effect of fertilizer application on rice yield,potassium uptake in plants,and potassium balance in double rice cropping system

A 27 years field experiment was conducted on a Fe-Accumli Stagnic Anthrosol to evaluate the effects of long-term application of fertilizer, pig manure (PM), and rice straw (RS) on rice yield, uptake, and usage efficiency of potassium, soil K pools, and the nonexchangeable K release under the double rice cropping system in South Central China. Common cropping pattern in the study was early rice-late rice-fallow (winter). The field treatments included CK (no fertilizer applied), NP, NK, NPK, and NK + PM, NP + RS, NPK + RS. The pig manure and rice straw was applied in both the early rice and late rice cropping season. The ranking order of 27 years average annual grain yield were the CK<NK<NP<NK + PM<NP + RS<NPK<NPK + RS treatments. The negative yield change trends were observed in the CK and NP and NK treatments of unbalanced nutrient application in the case of omitted-K and P-omitted. The positive yield change trends were observed in balanced applications of NPK and combined application of fertilizer (NPK) with pig manure (NK + PM) or rice straw (NP + RS and NPK + RS). The application of K fertilizer (NPK) increased grain yield by 56.7 kg·hm⁻²·a⁻¹ over that obtained with no K application (NP). The combined application of pig manure with fertilizer (NK + PM) increased by 82.2 kg·hm⁻² per year compared with fertilizer application alone (NK). The combined application of rice straw with fertilizer (NP + RS and NPK + RS) increased on the average of 34.4 kg·hm⁻² per year compared with fertilizer application alone (NP and NPK). In all fertilizer, pig manure and rice straw combinations, K uptake change trends in rice plants of the early rice was positive except for CK and NP treatments. The results showed that the total removal of K by the rice plants exceeded the amounts of total K applied to the soil in all treatments, which showed a negative K balance. This ranged from 106.3 kg·hm⁻²·a⁻¹ in CK treatment to 289.6 kg·hm⁻²·a⁻¹ in the NPK + RS treatment. Continuous annual application of 199.2 K kg·hm⁻² to rice resulted in an accumulation (58 kg·hm⁻²) of exchangeable K (1 mol NH₄OAc extractable K) in 0–45 cm soil depth over the study period, despite the higher average annual uptake of K by the system (225.7 kg·hm⁻²). However, nonexchangeable K increased substantially from 1090 kg·hm⁻² to 1113 kg·hm⁻² and 1140 kg·hm⁻² in the 0–45 cm soil layer in NPK + RS and NPK treatments after 27 years of the continuous double rice cropping system, respectively. Thus, long-term rational application of K fertilizer may increase sustainable K fertility of the continuous double rice cropped system.