中国主要土壤有效磷演变及其与磷平衡的响应关系

【目的】明确土壤有效磷的演变规律及其与磷平衡(土壤磷输入减去磷输出)的响应关系,为指导磷肥施用以及管理有效磷水平提供依据。【方法】选取21个农业部国家耕地质量长期监测点,分析常规施肥条件下中国主要5种类型土壤上有效磷的演变规律与土壤磷素的平衡状况,得到单位磷平衡的有效磷变化量（即有效磷效率）,同时对土壤的有效磷效率与土壤性质（pH、有机质、全氮和碱解氮）进行相关性分析。【结果】21个土壤监测点中有2个点的磷素出现耗竭,19个点的磷素出现累积,累积磷盈亏在-290-4 919 kg?hm^-2。在监测时间内,有14个监测点的有效磷随年份显著上升,2个监测点显著下降,其余持平。21个监测点的有效磷年均上升0.74 mg?kg^-1。81%的土壤监测点有效磷与磷平衡呈显著的正相关关系,土壤每累积100 kg P?hm^-2,褐土有效磷平均增加1.12 mg?kg^-1,变异系数为25%;黑土有效磷增加3.76 mg?kg^-1,水稻土有效磷平均增加5.01 mg?kg^-1,变异系数为52%;紫色土有效磷平均增加2.34 mg?kg^-1,变异系数为68%;灌淤土有效磷增加0.47 mg·kg^-1。有效磷效率与土壤pH呈显著的直线负相关关系（r=0.65,P＜0.01）,与土壤有机质（r=0.62,P＜0.01）、全氮（r=0.52,P＜0.01）和碱解氮（r=0.63,P＜0.01）呈显著的直线正相关关系。【结论】中国主要类型土壤的有效磷效率有一定差异,范围在0.47-10.76 mg?kg^-1,有效磷效率均值在不同土类之间为水稻土＞黑土＞紫色土＞褐土＞灌淤土,且土壤pH、有机质、全氮、碱解氮与土壤有效磷效率呈显著的直线相关关系。     

长期施肥下不同肥力紫色水稻土氮磷活化能力

【目的】探讨长期施肥下紫色水稻土氮、磷养分活化能力及其与 pH 和有机碳的量化关系,为土壤 培肥提供参考。【方法】选取连续 36 年不施肥的低肥力（LF）、氮磷钾平衡施肥的中肥力（MF）和有机无机 配施的高肥力（HF）处理,研究不同肥力土壤氮磷养分含量及其活化度的演变特征,分析土壤 pH、有机碳与氮 磷活化度的关系。【结果】MF 和 HF 土壤的作物产量显著高于 LF 土壤。LF 土壤全氮、全磷含量基本稳定,碱 解氮含量显著增加而有效磷含量略有降低,MF 和 HF 土壤全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量均呈极显著增加趋势; LF、MF、HF 土壤全氮含量年增加量分别为 5.5、14.2、17.0 mg/kg,碱解氮年增量为 0.40、1.05、1.32 mg/kg, 全磷年增量为 0.8、17.1、18.0 mg/kg,有效磷年增量为 -0.03、2.05、1.85 mg/kg。MF 和 HF 土壤氮磷活化度 比 LF 土壤提高 8.15%~428.77%;氮活化度与 pH 和有机碳不存在线性关系,磷活化度与 pH 呈极显著负相关, 与有机碳呈显著正相关。年施 N 240 kg/hm2 、P2 O5 120 kg/hm2 ,氮含量于 13 年后、磷含量于 9 年后达到饱和。 【结论】氮磷钾平衡施肥或有机无机肥配施是提升西南丘陵区水稻土氮磷养分含量及其活化能力的重要措施。     

不同稻田生态种养模式对土壤理化性质及综合肥力的影响

【目的】定量评价不同生态种养模式对稻田土壤理化性状及综合肥力的影响，以期为华南地区稻田生态种养模式的选择提供理论依据。【方法】通过主成分分析法定量评价稻鸭（RD）、稻鱼（RF）、稻虾（RS）3种生态种养模式和常规种植（CK）稻田模式的土壤综合肥力的差异，明确影响稻田土壤综合肥力的主要影响因子。【结果】不同生态种养模式均可有效降低土壤容重，提高土壤孔隙度，缓解土壤酸化，对提高土壤养分和有机碳含量也具有较为显著的效果，其中0–10 cm表层土壤的孔隙度、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量均为RD最高或并列最高。土壤综合肥力主成分分析结果显示，0–10 cm表层土壤肥力得分排序为RD>RF> RS> CK,10–20 cm亚表层土壤为RD> RF> CK> RS，并且土壤容重、有机碳、孔隙度、胡敏素碳、全氮和碱解氮为稻田土壤肥力的主要贡献性指标，全钾、pH、速效钾、全磷、富里酸碳、胡敏酸碳和有效磷为次要贡献性指标。【结论】整体来看，RD为培肥稻田土壤的最佳模式，RF其次，RS的效果较差。因此，华南地区稻田土壤培肥可将RD作为优先考虑的对象...     

西南喀斯特地区石灰岩与白云岩发育土壤的养分含量

【目的】为喀斯特地区土壤养分管理和可持续经营提供借鉴和参考。【方法】在贵州省施秉县的白云岩区白垛村、石灰岩区石桥村采集林地和旱地的土壤样品,对其进行土壤养分分析。【结果】白云岩发育的土壤具有较高的有机质、全氮、有效磷、速效钾和水解氮,石灰岩土壤具有较高的全磷和全钾;石灰岩和云岩发育土壤的全氮与水解氮和有机碳呈极显著正相关系,水解氮与有机碳在石灰岩区为显著正相关关系,在白云岩区呈极显著正相关关系;土地利用方式对两种岩性发育土壤的养分含量具有明显的影响,石灰岩林地土壤全钾、全氮、水解氮、有机碳含量高于旱地,速效钾、全磷、有效磷、pH低于旱地;白云岩林地土壤全磷、有效磷低于旱地,其他指标均高于旱地;白云岩发育的土壤养分有机质、全氮、全磷、全钾含量分级分别为二级、一级、六级和三级,石灰岩发育土壤的分别为二级、一级、五级和一级;【结论】土壤养分既受成土母岩的影响也受土地利用方式的影响。     

基于主成分分析和聚类分析果园土壤养分综合评价

【目的】对新疆叶城县果园土壤养分进行综合评价,为区域土壤养分管理和施肥决策提供参考。【方法】基于新疆叶城县果园 782 份土壤样本数据:有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾5个养分指标,通过SPSS运行主成分分析得出3个主成分,计算各个样点各主成分的得分以及土壤养分综合得分,SPSS运行K-均值聚类过程将土壤养分综合得分分类,依据土壤养分综合评价得分分类结果查找样点对应的乡级分布。【结果】土壤养分综合得分划分极高、高、中、低四类得分区,样本数所占比率分别为2.69%、20.46%、41.94%、34.91%,中及低类得分区样本数比率达76.85%;极高养分主要分布在萨依巴格乡;高养分主要分布在萨依巴格乡、吐古其乡、依提木孔乡和乌夏克巴什乡;中等养分含量主要分布在萨依巴格乡、加依提勒克乡、依提木孔乡、江格勒斯粮种场和恰尔巴格乡;低养分主要分布在夏合甫乡、依提木孔乡、乌吉热克乡、加依提勒克乡。【结论】叶城县土壤养分分布不均,土壤养分综合属于中低水平。第一主成分是全氮和有机质的综合反映;第二主成分反映速效钾含量对土壤养分供给状况;第三主成分是有效磷含量的描述。     

天山南坡农区土壤养分空间分布特征

【目的】研究天山南坡农区土壤养分空间分布状况,分析土壤养分与地形因子间的相关关系。【方法】 共采集研究区487个样品,土壤指标有pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾。采用GIS和地统计学相结合的方法,研究区土壤养分的空间分布特征,并分析土壤养分含量与地形因子之间的相关性。【结果】 土壤pH值的变异性最低,而有效磷和速效钾的变异系数最大,其他的变异系数较接近;全氮和有机质的相关性最强,碱解氮与其他土壤养分均达到极显著相关性,全氮和速效钾的相关性最弱;有机质和全氮含量偏低,碱解氮含量极低,而有效磷含量中等偏高,速效钾含量中等偏低;有机质、全氮和碱解氮的块金效应分别为44.99%、44.47%和49.83%,而有效磷和速效钾的块金效应分别为12.39%和15.16%;有机质的变程最大为0.936 km,其次是全氮、碱解氮,变程分别为0.873和0.582 km,有效磷和速效钾的变程分别为0.051和0.042 km。【结论】 天山南坡农区土壤养分属于中等程度变异,区域内土壤养分存在的空间丰缺差异明显;有机质、全氮和碱解氮表现为中等空间相关性而有效磷和速效钾表现为强烈的空间相关性;地形因子对土壤养分含量的影响也较大。需有针对性地对天山南坡农区进行施肥指导和管理,合理增施氮肥和有机肥,适当施用磷肥和钾肥。     

基于GIS和地统计学的百色植烟土壤养分空间分析

【目的】分析百色植烟土壤养分空间分布特征,为优质烟叶生产布局提供理论依据。【方法】采用克里金（Kriging）插值法,对2006-2010年百色烟区植烟土壤pH、全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷、有效钾、阳离子交换量（CEC）、有机质、氯含量10个常规土壤养分指标进行空间插值分析。【结果】百色市植烟土壤中土壤有机质、全氮、全磷、全钾、氯、有效磷的空间相关性较高,有效氮和有效钾受随机因素的影响较大。结合优质烤烟生产要求,制定出百色烟区土壤养分适宜性分级标准,植烟适宜性初步分级,结果表明：百色土壤氯、钾含量较缺乏,其他土壤理化属性均处于适宜烤烟种植范围。【结论】百色大部分地区土壤适宜烤烟种植,但部分地区土壤pH、含氮量偏高,土壤钾、氯含量偏低,需在今后的生产中引起重视。     

长期不同施肥对东北黑土区玉米产量稳定性的影响

【目的】通过阐明长期不同施肥下东北黑土区玉米产量的变化规律及其稳定性差异,为建立合理施肥模式、促进东北黑土区玉米持续稳产和高产提供科学依据。【方法】以（公主岭）国家黑土肥力与肥料效益长期试验为研究平台,利用8种不同施肥模式（CK、NP、NK、PK、NPK、M₁NPK、SNPK和M₂NPK）的25年数据分析玉米产量变化及土壤养分状况对施肥模式的响应。【结果】长期有机肥与化肥配施玉米产量总体上表现为上升趋势,有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施处理增产效果也较为明显;M₁NPK、SNPK和NPK 3个等氮量施肥处理玉米平均产量差异不显著,其前11年NPK处理玉米产量高于SNPK和M₁NPK处理,后14年NPK处理玉米产量低于SNPK和M₁NPK处理;施化肥处理玉米平均产量（1990-2014年）排序为NPK＞NP＞NK＞PK、CK。氮、磷和钾肥对玉米产量的增产效应差异较大,每千克氮肥、磷肥和钾肥的产量效应分别为33.0、16.2和15.3 kg。有机无机配施处理玉米产量可持续指数（SYI）值高,分布在0.712-0.798,玉米产量可持续性好,而不平衡施肥和不施肥处理的SYI值最低;CK、PK和NK处理玉米产量变异系数较大,分布在18.5%-34.7%,产量稳定性差,而有机无机配施处理相对较小都在10.8%-13.0%。在施肥处理中,PK处理平均生产力贡献率最低,仅为37.8%,但与氮配施平均生产力贡献率达到91.2%;NPK、M₁NPK与SNPK 3个等氮量施肥处理平均生产力贡献率差异不显著。长期施用有机肥可明显提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,施用化肥磷对土壤有效磷含量提高较显著,但施用化肥氮和钾分别对土壤全氮和速效钾含量提高效果不显著;通过相关性分析可知玉米产量与土壤有机质、全氮和速效磷均呈极显著正相关（P＜0.01）,而与土壤速效钾含量呈显著正相关（P＜0.05）。【结论】长期不施肥或偏施化肥玉米产量的稳定性减弱、土壤生产力贡献率下降;平衡施用化肥可有效提高黑土区玉米产量稳定性和可持续性;有机肥与化肥配施具有明显的增产和稳产效果。因此,施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施。     

高陵县土地整理中新增耕地土壤养分现状研究

【目的】研究土地整理项目中新增耕地土壤养分含量的特征,为更好地发挥土地整理效果提供依据。【方法】采集高陵县通远-湾子土地整理项目中,分别由工业用地、坟墓用地、晒谷场、苇地等4种土地利用类型经整理后的新增耕地17个土壤样品,测定其有机质、全氮、速效磷、速效钾和代换量,运用SPSS统计软件分析了土壤养分状况。【结果】新增耕地土壤养分中有机质、全氮、速效磷、速效钾和代换量含量平均分别为16.53 g/kg,4.72 g/kg,84.94 mg/kg,202.80 mg/kg和13.25 cmol/kg。土地养分含量变化较大,有机质、全氮、速效磷、速效钾和代换量变异系数平均分别达到80.49%,6.22%,31.77%,37.06%和21.10%,原有利用类型对土壤养分差异形成无明显影响。土壤中各养分间相关程度较低,有机质与速效磷、代换量,速效钾与速效磷和代换量之间呈弱相关,相关系数分别为0.415,-0.372,0.459和0.375,其余养分含量之间无明显相关性。【结论】新增耕地土壤各养分含量较1996年大幅增加,已达高肥力水平,但养分来源主要为化肥,有机肥施用不足。因此,应将保持土壤有机质平衡和提高土壤有机质含量作为培肥中心环节,在培肥土壤方面提倡有机无机肥配合施用。     

牡丹江烟区植烟土壤养分时空变化特征

【目的】探明牡丹江烟区植烟土壤主要养分时空变化特征,为植烟土壤的合理施肥提供理论依据。【方法】分别于2012年和2019年采集牡丹江市不同植烟区土壤样品,测定土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,明确土壤主要养分的时空变化特征。【结果】2019年牡丹江烟区植烟土壤有机质平均含量为2.57%,整体处在低-适宜水平;碱解氮平均含量为143.16 mg/kg,整体处在低-适宜水平;速效磷平均含量为113.93 mg/kg,整体处在极高水平;速效钾平均含量为284.27 mg/kg,在低、适宜、极高水平分布频率相当。与2012年相比,2019年牡丹江市植烟区土壤有机质、速效磷、速效钾含量显著降低;碱解氮含量降低,但差异不显著。牡丹江市不同植烟区土壤养分存在差异,2019年有机质含量表现为温暖湿润植烟区=温凉半湿润植烟区＞温和半干旱植烟区,碱解氮含量表现为温暖湿润植烟区＞温凉半湿润植烟区＞温和半干旱植烟区,速效磷和速效钾含量均表现为温和半干旱植烟区＞温凉半湿润植烟区＞温暖湿润植烟区。【结论】牡丹江烟区烟叶种植中总体应实施稳氮、增钾、控磷和增施有机肥的施肥策略,同时根据不同植烟区土壤养分状况进行合理施肥,实现牡丹江烟区土壤肥力提高和养分平衡供应。     

基于GIS和地统计的伊犁州农田土壤养分空间变异特征分析

【目的】 研究土壤养分的空间变异程度及分布规律,为干旱区农业施肥区划及精准农业的推广提供理论依据。【方法】 以新疆伊犁州为研究区,运用GIS技术与地统计学相结合的方法,研究伊犁州农田土壤养分的空间分布特征及变异规律。【结果】 (1)AP、SOM均属于强变异强度,变异系数分别为0.82、0.79;其它土壤肥力指标变异系数处于0.60~0.67,均属于中等变异强度。(2)伊犁州土壤TN、SOM含量总体较高,较丰富以上的样点比例分别占66.66%、61.07%;其次为AK、AP,较丰富以上的样点比例分别占50.85%、49.37%,AN含量相对较低,缺乏和较缺乏的样点比例超过65.72%。(3)TN、SOM、AN表现为极强的空间相关性,其块基比分别为0.107、0.002、0.000 07;AP的块基比为0.403,在区域内表现为中等强度的空间自相关性;速效钾的块基比为0.755,在区域内表现为较弱的空间自相关性。(4)该地区土壤养分含量在空间分布上多呈斑块状格局。5个养分指标中,TN、AN含量的空间分布大体相似,含量较高的区域主要分布伊犁州的东部;SOM、AP含量的空间分布大体相似,含量较高的区域主要分布伊犁州的南部;AK含量的空间分布相对均衡。【结论】 研究区AK、SOM、AP平均含量均处于较高水平;TN、AN平均含量均处于较低水平。土壤养分含量空间分布总体呈现南高北低、东高西低的格局。     

洱海流域植烟土壤养分时空变异特征及肥力评价

【目的】通过研究洱海流域植烟土壤养分时空变异特征,实现对该区域植烟土壤肥力分级评价及其空间可视化的目标,进而为洱海流域烟田养分分区管理、平衡施肥、农业面源污染防控等提供科学依据。【方法】以2011—2013年、2018年和2020年洱海流域植烟区964个土壤样品为研究对象,采用地统计学和地理信息系统（Geographic Information Systems,GIS）技术探究养分的时空变异特征和区域分布格局,并采用Fuzzy综合评价法对植烟区土壤肥力进行定量评价。【结果】2011—2020年洱海流域植烟土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的均值为7.3、59.6 g·kg^-1、3.5 g·kg^-1、54.4 mg·kg^-1、192.0 mg·kg^-1,均表现为中等变异。植烟土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量丰富,丰缺等级处于中上等级及以上的区域面积占比分别为85.2%、93.8%、94.5%及78.8%,存在明显的区域变异性。植烟土壤肥力处于I—V级的区域面积占比分别为8.4%、25.0%、40.3%、23.3%、3.0%。洱海流域植烟土壤整体偏碱性,pH值呈现出洱海北部高于南部的现状;有机质和全氮含量高值区主要分布于洱海北部和西部;有效磷含量高值区以斑块状分布在洱海北部、东部和西部;速效钾含量高值区呈片状分布在洱海北部和东部。【结论】洱海流域植烟土壤整体肥力较高,III级及以上高肥力区主要分布在洱海北部和东部。同时,洱海北部和西部植烟土壤氮磷元素含量丰富,区域内存在农业面源污染风险。     

基于"3414"试验的川中丘陵区水稻测土配方施肥指标体系构建

[目的]旨在建立土壤养分分级指标和不同分级范围推荐施肥量,为川中丘陵区合理施用化肥、减少资源浪费和提高经济效益提供参考依据.[方法]采用养分丰缺指标法,对川中丘陵区2006年水稻"3414"试验数据进行整理与统计分析,以相对产量75%,80%、85%、90%和95%划分土壤养分分级指标,并分别以三元二次、一元二次和线性...     

长期施肥下黑土活性氮和有机氮组分变化特征

【目的】研究长期不同施肥措施下土壤活性氮和有机氮组分特征,探讨土壤活性氮和有机氮组分之间的关系,为评价土壤肥力、制定合理施肥措施提供科学依据。【方法】利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,选取对照（CK,不施肥）、不施氮肥（PK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、有机无机肥配施（MNPK）5个处理,采用氯化钾浸提-差减法、氯仿熏蒸-K2SO4提取法和Bremner法分别测定不同处理土壤可溶性有机氮、微生物生物量氮和有机氮组分含量。【结果】长期施用化肥对土壤耕层活性氮和有机氮组分含量无显著影响。单施有机肥和有机无机肥配施处理较单施化肥处理可溶性有机氮含量分别增加34.7%和56.2%,微生物生物量氮含量分别增加89.8%和144.7%。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配施显著增加了酸解铵态氮、酸解氨基酸氮、酸解氨基糖氮和酸解未知氮的含量,增幅分别在23.3%—29.1%、19.2%—33.2%、30.6%—47.6%和20.2%—32.0%,对非酸解氮无显著影响。不同施肥措施下有机氮各形态的分布趋势为非酸解氮＞酸解氨基酸氮＞酸解铵态氮＞酸解未知氮＞酸解氨基糖氮。与单施化肥相比,长期单施有机肥和有机无机肥配合施用处理酸解有机氮占全氮比例有所提高,增幅达6.4%和9.9%。土壤全氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮均与酸解有机氮组分之间均存在显著的正相关关系。在土壤有机氮组分中,酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮对可溶性有机氮和微生物生物量氮的影响最大。【结论】土壤氮素含量的变化与施肥措施密切相关,有机无机肥配施措施能显著增加土壤活性氮和有机氮组分含量,有利于提高土壤氮素供应能力;酸解氨基酸氮、酸解未知氮和酸解铵态氮是土壤活性氮的主要贡献因子。     

不同施肥制度下中国东部典型土壤易分解与耐分解氮的组分特征

【目的】土壤易分解氮（labile nitrogen,Lab-N）和耐分解氮（recalcitrant nitrogen,Rec-N）是土壤氮库的两个重要组分,其组分含量与比例可反映土壤有机氮周转与固存特性。因此,研究土壤长期不同施肥制度下易分解氮与耐分解氮的含量及比例特性,是土壤氮库管理与土壤肥力质量建设的重要研究内容。【方法】利用中国东部3种旱作土样（吉林公主岭黑土、河南郑州潮土、湖南祁阳红壤）和1种水稻土土样（湖南望城）,运用颗粒密度分组法,研究长期不施肥（CK）、施化肥（NPK）、化肥配施秸秆（NPKS）和化肥配施有机肥（NPKM）4种不同施肥制度下易分解氮和耐分解氮的含量及比例变化特征。【结果】旱作土壤易分解氮的平均含量为0.15 g·kg^-1（0.10-0.29 g·kg^-1）低于水田的0.22 g·kg^-1（0.20-0.23 g·kg^-1）,而其占全氮的比例高于水田。经23年处理后,旱作土壤CK处理全氮含量较试验初期氮含量显著下降,下降的比例为7.5%-9.7%,水稻土则显著上升,升高的比例为11.5%;长期NPK处理,旱作土壤和水田全氮含量较CK显著增加,红壤易分解氮含量较CK易分解氮显著下降,其他地点无显著变化;长期NPKS处理,旱作和水田土壤全氮含量显著增加,黑土和水稻土易分解氮含量及其占全氮的比例较CK无显著变化,红壤易分解氮含量显著下降,而潮土易分解氮含量显著增加;长期NPKM处理,显著提高了旱作土壤全氮含量、易分解氮含量及易分解氮占全氮的比例,其中黑土增加的比例最大分别为85.0%、106.0%和4.2%,水稻土易分解氮含量及其占全氮的比例无显著差异性。4种土壤耐分解氮的含量与全氮含量的变化趋势一致,均表现为NPKM＞NPKS＞NPK＞CK,其中NPKM处理降低了耐分解氮占全氮的比例。【结论】旱作土壤易分解氮含量及其占全氮的比例对不同施肥处理的响应比水田更加敏感。化肥配施有机肥处理显著提高了旱作土壤全氮含量、易分解氮含量及其占全氮的比例,效果优于秸秆还田,更优于化肥处理。     

天目山常绿阔叶林土壤养分的空间异质性

采用地统计相关原理分析了天目山国家级自然保护区常绿阔叶林土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的空间异质特征。研究发现： ①土壤有机质具有较强的空间自相关性,而碱解氮、全氮和有效磷空间自相关为中等程度;速效钾在不同的步长和间距范围下,揭示其空间变异特征的模型不同,其空间变异比较复杂,在不同尺度下空间格局存在差异;②决定土壤养分空间格局的尺度以碱解氮最大,为4.21 ~ 169.50 m,而有效磷的空间异质性尺度最小,为4.21 ~ 50.20 m;③分形维数大小定量反映了不同营养成分空间格局差异及尺度依赖特征,速效钾分形维数较大,尺度依赖性强,空间格局复杂;有机质分形维数最小,空间相对简单;全氮、有效磷、碱解氮分形维数相差不大,其空间分布格局类似,但分形维数的细微变化也揭示了空间格局的在局部范围上的差异。图3表3参16     

冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变化特征

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分的时间和空间变化规律以及多年轮作对土壤养分的影响。【方法】以国家精准农业示范研究基地为例,利用GIS技术和地统计学方法,结合《北京土壤养分分等定级标准》,分析冬小麦-夏玉米轮作区土壤养分时空变异特征。【结果】从2000—2007年,研究区严重缺乏磷、钾养分,且含量等级呈下降趋势;土壤全氮含量虽在部分区域偏高,但盈亏等级也呈下降趋势;有机质含量略微增加,处于平衡状态。不同年度的各土壤养分的变异系数范围为11.00%—51.71%,属于中等程度的变异。随着时间的推移,有效磷、有机质、全氮和碱解氮空间分布稳定。速效钾在2001年空间分布规律与2000年和2007年不同,但2000年和2007年空间分布一致,说明土壤速效钾空间分布也具有一定的稳定性。【结论】整体上来说,研究区南部和东北部土壤养分含量偏高,中部含量偏低。当田块土壤物理特性有大的变动时,土壤养分的空间结构特征会受到一定影响;但当长时间田块耕作管理相对一致时,结构性因素（尤其土壤特性、气候）起主要作用。     

不同土壤类型冬小麦-夏玉米轮作施肥效应

【目的】研究冬小麦-夏玉米轮作在不同类型土壤上的养分吸收特点及施肥增产效应,为因土施肥和资源高效利用提供依据。【方法】采用池栽试验,选用4种土壤(中壤潮土、砂壤潮土、砂姜黑土、黄褐土),设置3个施肥水平(不施肥、中量施肥、高量施肥),研究不同土壤的养分供应特点和施肥增产效应及肥料利用效率。【结果】在不施肥条件下,冬小麦、夏玉米的植株氮素、磷素、钾素积累量和产量在4种土壤上均表现为:中壤潮土砂姜黑土黄褐土砂壤潮土,表明不同土壤的养分供应能力和基础生产力差别较大。施肥显著增加了冬小麦、夏玉米植株的养分积累量和产量,周年植株氮素积累量增加37.7%—98.7%,磷素积累量增加23.6%—75.3%,钾素积累量增加29.3%—76.1%,周年作物增产26.5%—64.4%。冬小麦、夏玉米植株氮素、磷素、钾素积累的增加量和增产效果均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,整体表现出基础生产力较高的土壤,养分供应能力较强,施肥增产效应较小。冬小麦、夏玉米的肥料农学效率均表现为:砂壤潮土黄褐土砂姜黑土中壤潮土,即基础生产力较低的土壤,肥料的利用效率更高。高量施肥使砂壤潮土和黄褐土上冬小麦、夏玉米的植株养分积累量及产量显著增加,中壤潮土和砂姜黑土增加不显著。【结论】不同类型土壤的基础生产力不同,较高基础生产力的土壤养分供应能力较强,施肥增产效应较小,肥料利用效率较低;较低基础生产力土壤表达趋势相反。肥力较高的中壤潮土和砂姜黑土,应提高土壤养分的利用,降低肥料的施用量;肥力较低的砂壤潮土和黄褐土,应注意培肥地力,不断提高土壤的生产力。     

秸秆还田对瘠薄红壤水稻土团聚体内酶活性及养分分布的影响

【目的】研究秸秆还田配施粪肥与化肥对红壤水稻土水稳性团聚体粒级组成、团聚体微域空间内养分及酶活性分布的影响,为提高秸秆还田在改造中低产田中的利用效益提供理论依据。【方法】依托于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站24年(1990—2014)的长期定位试验,施肥处理包括:不施肥处理(CK)、全量秸秆还田配施粪肥(SM)、全量秸秆还田配施粪肥与氮肥(NSM)、全量秸秆还田配施粪肥与氮磷钾肥(NPKSM)。利用湿筛的方法得到5个粒级的水稳性团聚体:2 mm、1—2 mm、0.25—1 mm、0.053—0.25 mm和0.053 mm。测定水稳性团聚体内C、N、P养分含量以及转化酶、脲酶和酸性磷酸酶活性。【结果】长期秸秆还田配施粪肥尤其是配施化肥显著增加了大团聚体(0.25 mm)含量,降低了微团聚体(0.25 mm)的含量,增大了水稳性团聚体平均当量直径,显著改善了土壤团粒结构。秸秆还田配施粪肥与化肥显著提高团聚体微域空间内的酶活性,NSM处理对团聚体内转化酶和脲酶的活性影响最为显著,NPKSM处理对团聚体各粒级内酸性磷酸酶活性影响最为显著。与CK相比,NSM处理的转化酶在5个粒级内增加量是20.3%—396.2%,脲酶的增加量是58.6%—372.1%。NPKSM处理的酸性磷酸酶在各粒级的增加量是48.9%—94.5%。与CK相比,NSM处理下,有机碳在各个粒级的增量是31.6%—65.1%;全氮在各粒级内的增加量是19.8%—51.9%;NPKSM处理下,速效磷含量在各粒级内的增加量最大是:7.4—10倍;集成推进树(ABT)分析表明,有机碳对转化酶活性影响最大,占40.6%。团聚体粒级组成对脲酶活性的相对影响最大,占44.9%;速效磷对酸性磷酸酶的活性影响最大,占41%。非度量多维尺度(NMDS)对团聚体样本排序结果显示,与CK、SM和NSM相比,NPKSM处理对土壤理化性质的影响更为显著,SM及NSM处理的肥效性相似。【结论】秸秆还田与粪肥、化肥配合施用显著提高了水稳性团聚体的平均当量直径,显著增加了团聚体内有机碳、氮和速效磷的含量以及土壤酶活性,是改善土壤团粒结构,提高红壤生物功能和生产力的有效措施。