生物炭施用对节水灌溉稻田土壤酶活性的影响

为探究生物炭施用对节水灌溉稻田土壤酶活性的影响,基于田间试验,分析了不同水碳调控情景下土壤酶随土层深度及水稻生长的变化规律。结果表明:节水灌溉条件下,施加生物炭对土壤酶活性有一定的提高作用,随着生物炭施用量的增加而增加,但在分蘖期的0~10cm土层出现了降低。同对照相比,中量(20t/hm^2)和高量(40t/hm^2)生物炭施用处理0~40cm土层的土壤过氧化氢酶活性分别增加了1.89%~4.64%和6.67%~8.75%,蔗糖酶活性分别增加了3.21%~23.38%和35.26%~73.43%;与常规灌溉相比,控制灌溉0~40cm土层土壤过氧化氢酶活性和土壤蔗糖酶活性均值分别提高了4.26%~12.44%和4.88%~20.98%。不同生物炭施加量处理的土壤蔗糖酶活性在分蘖期差异显著,在水稻生长的中后期逐渐减弱。稻田各生育阶段的土壤过氧化氢酶酶活性随土壤深度增加先增后减,土壤蔗糖酶活性基本上随土层加深逐渐降低。节水灌溉和生物炭施用的联合应用可以提高稻田土壤酶活性,且高量生物炭施用效果更加明显。     

脱硫副产物改良苏打碱土的田间效应分析

通过2年的田间小区向日葵种植试验,分析了脱硫副产物改良苏打碱土对ESP、SAR、pH值和向日葵产量的影响,提出了脱硫产物改良苏打碱土的合理施用量和施用方式。研究设4个脱硫副产物水平(18750、22500、26250和30000kg/hm2)。研究结果表明:施加脱硫副产物后各处理的ESP、SAR和pH值都明显降低,向日葵产量明显提高;经过2年的改良后,耕作层土壤的ESP、pH和SAR分别小于15、8.5和13,向日葵产量达到1100kg/hm2;脱硫副产物存在利用效率问题,实际选用的脱硫副产物用量应在理论计算量的基础上乘以修正系数1.32;对于碱化度较高的土壤,应选用分批连续施用的方式,以避免形成盐害。     

水盐调控措施对苏北海涂油葵生长及土壤盐分分布的影响

为揭示苏北滨海盐碱地水盐调控措施下油葵生长特点及土壤盐分变化规律,通过田间小区试验的方法,研究了不同含盐量的滨海盐土上不同改良措施对油葵生长状况、产量形成及土壤盐分动态的影响。结果表明,轻度盐渍化土壤施用石膏处理的油葵生物量、产量和土壤脱盐率最高,中重度盐渍土施用石膏和覆盖秸秆综合调控措施的油葵生物量、产量和土壤脱盐率最高;生育期内0～20cm土壤盐分是影响油葵产量的首要因素,施用石膏和覆盖秸秆通过影响0～20cm土壤盐分分布,进而影响油葵的生长与产量;采用施用石膏和覆盖秸秆相结合的水盐综合调控措施,兼具雨季增强淋盐和旱季控盐效果,且在中重度盐渍土应用效果优于轻度盐渍土。     

脱硫石膏淋洗次数对铵态氮迁移特征的影响

基于室内土柱穿透试验,设置4组试验处理:3组施加脱硫石膏,不同次数淋洗处理;1组无脱硫石膏无淋洗对照处理。通过分析NH+4、Ca2+、Na+3种离子相互关系及土壤水力传导度的变化情况,研究脱硫石膏及不同淋洗次数对碱土养分离子铵态氮迁移转化的影响。结果表明:碱土混合脱硫石膏后未经淋洗的情况下会抑制碱土对NH+4的吸附效果,但随着穿透前被淋洗次数的增加,NH+4在盐碱土中穿透曲线的斜率减小,吸附作用增强。从节水控盐、促进土壤肥力吸收、抑制土壤次生盐碱化的因素来看,根据试验结果推测铵肥不适合与脱硫石膏同时施加到碱土土壤中。建议在施肥前,拌施脱硫石膏的碱土宜采用秋浇与春灌相结合的方式,每次淋洗662.7 m3/hm2水量,这种淋洗方式在保证改良效果,促进肥料吸收的基础上,还可以适当减少秋浇灌水量,合理分配灌区有限的淡水资源。     

不同水肥管理稻田土壤铬生物有效性及吸收富集特征

【目的】探究不同水肥管理对土壤铬生物有效性的影响及水稻吸收富集特征。【方法】试验地为8 a长期定位水肥管理水稻田,灌溉处理设常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种灌溉模式,施肥处理设为施用常规化肥(F)、有机肥(OF)2种施肥模式,分析了不同水肥管理下稻田土壤pH值、土壤铬量及形态分布、水稻根系和稻谷铬量的差异。【结果】①与常规灌溉处理和常规施肥处理相比,控制灌溉处理和有机肥处理均显著降低了土壤pH值。②与FF处理相比,COF处理增加了土壤可交换态、可还原态和可氧化态铬量和比例,各形态铬量分别增加了54.31%、43.06%和39.33%;减少了残渣态铬量和比例,残渣态铬量减少了2.84%;提高了重金属铬从根到稻谷的转运系数;增加了水稻植株根部和稻谷铬量,分别较FF处理增加了46.31%和59.43%。③在相同灌溉条件下,不同施肥处理土壤pH值和可交换态、可还原态铬量显著负相关;而在相同施肥条件下,不同灌溉处理间土壤pH值和可交换态、可还原态铬量之间不存在明显相关性。【结论】对比常规肥,施用有机肥给节水灌溉稻田带入了外源重金属铬,并显著增强了土壤铬生物有效性,促进了水稻植株吸收富集铬,威胁水稻安全生产;对比常规灌溉,控制灌溉对土壤铬生物有效性影响不大。     

絮凝泥沙对中度盐渍化土壤氮素淋失及水分利用效率的影响研究

氮素淋失是主要的氮肥损失方式之一,不仅降低了氮肥利用效率,同时造成水体污染严重等负面影响.黄河水滴灌中利用水梦吸附剂进行水沙分离时会产生絮凝泥沙,为了有效利用絮凝泥沙资源、实现废弃资源再利用.通过室内土柱模拟试验,探讨絮凝泥沙对中度盐渍土的水力特性、氮素淋失、pH及电导率的影响规律.试验共设5个处理,絮凝泥沙施用比例分别为0(CK)、20(T1)、40(T2)、60(T3)、80(T4)g/kg,每个处理3个重复.施用絮凝泥沙能改善盐渍化土壤的水力特性,处理T1、T2、T3、T4的持水能力随絮凝泥沙施用比例的增加呈现逐渐升高的趋势;絮凝泥沙能够有效提高砂壤土对氮素的吸持能力,随着絮凝泥沙施用比例的增大,土壤淋溶液中氮素浓度呈逐渐减小的趋势,氮素累积淋溶量也逐渐减小,处理T1、T2、T3、T4淋溶液中氮素的淋失总量较CK分别降低了3.4％、6.18％、8.06％和11.27％;絮凝泥沙对不同处理盐渍化土壤的pH值无显著影响;当絮凝泥沙使用量不超过60 g/kg时,可以降低土壤电导率值,但效果不显著.絮凝泥沙施用量为40～60 g/kg时,能够有效改变盐渍化土壤的理化性质,降低土壤氮素的淋失量,进而可提高土壤氮素的利用效率,降低地下水面源污染的风险.     

有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响

为了揭示有机肥施用对节水灌溉水稻生长及产量的影响,开展了不同水肥管理田间试验,分析不同水肥管理条件下水稻茎蘖、株高、叶面积指数、干物质量、产量、灌水量及灌溉水分生产效率的变化规律。结果表明,与常规灌溉相比,节水灌溉在保证水稻生长并稳产的同时,灌水量大幅降低了49.45%,水分生产率平均提高1.20kg/m3。有机肥施用明显增加了水稻茎蘖数和株高,增加了水稻干物质量,显著增加了水稻叶面积指数和产量(p0.05),提高了稻田灌溉水分生产率,其中产量平均增加6.77%。控制灌溉和施用有机肥条件下,水稻产量和水分利用效率分别较常规水肥管理稻田显著提高了6.13%和1.32kg/m3。因此,控制灌溉和有机肥施用的结合是该地区合理的稻田水碳管理措施。     

加气灌溉对麦秸秆还田后土壤还原性与水稻生长的影响

为揭示添加微纳米气泡的加气灌溉对秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻生长的影响，并提出合理进气量的加气灌溉方式，设置6个处理（无秸秆还田不加气灌溉（CK）、小麦秸秆还田不加气灌溉（ST）、小麦秸秆还田+进气量0.3L/min加气灌溉（SO1）、小麦秸秆还田+进气量0.5L/min加气灌溉（SO2）、小麦秸秆还田+进气量0.7L/min加气灌溉（SO3）和小麦秸秆还田+进气量0.9L/min加气灌溉（SO4））开展水稻盆栽试验，观测不同处理下的土壤还原性状况以及水稻生长规律。结果表明：秸秆还田会显著增强土壤的还原性状况，微纳米加气灌溉可以改善土壤还原性，且随着进气量的增加改善效果逐渐增强，当进气量为0.9L/min时，土壤活性还原性物质含量、Fe2+含量、Mn2+含量最高可降低48.66%、56.11%和42.76%；进气量在0.5~0.7L/min时的加气灌溉能够促进水稻的生长发育，缓解秸秆还田带来的水稻生长前期生长受到抑制的问题，促进水稻根系良好生长，利于水稻光合作用的有效性，促进干物质积累，从而提高水稻产量，微纳米加气灌溉处理较无秸秆还田以及秸秆还田不加气灌溉处理最高可增产19.7%。综合考虑添加微纳米气泡的加气灌溉对于改善秸秆还田后土壤的还原性以及对水稻生长发育的影响，推荐使用溶解氧质量浓度为8.06mg/L的微纳米气泡水（SO3处理）对稻麦轮作区秸秆还田后的水稻进行灌溉。     

基于风险因子评价的沼液对小麦安全利用阈值研究

建立沼液安全施用研究方法,探究沼液在不同酸度的土壤中对小麦作物的安全施用阈值,为沼液安全利用提供依据。分析沼液成分,通过室内盆栽试验和田间试验确定对小麦生长产生抑制作用的组分,进而确定各成分最高浓度。结果说明：1)挥发性脂肪酸(VFAs)在酸性土壤、无机离子在碱性土壤对小麦生长的抑制作用更为明显;2)VFAs主要以分子形式抑制小麦生长,VFAs在小麦分蘖期比越冬期更明显抑制小麦生长,温度高促进VFAs水解为分子;3)由于碱性土具有更强的保盐能力,小麦生长易受无机离子影响;4)无机离子主要成分为氮、磷、钾,按照测土配方施用不影响小麦生长。沼液施用至酸性土壤需控制VFAs浓度,pH值7.5的土壤沼液播后底肥、分蘖期至苗期、分蘖后期、越冬期、返青拔节期追肥的VFAs浓度分别不超过45 mmol·L^-1、11 mmol·L^-1、23 mmol·L^-1、30 mmol·L^-1、18 mmol·L^-1,且土壤pH值越低,VFAs安全浓度越低。     

不同灌溉量对土壤理化性质及水稻生长发育的影响

水分是水稻正常生长发育的关键因素之一,【目的】研究不同灌溉量对黄河滩重构土体理化性质及水稻生长发育的影响。【方法】2017年以"吉宏6号"为试验材料,设计4个灌溉量处理,即:高水W1(120%ET0)、适水W2(100%ET0)、节水W3(80%ET0),低水W4处理(60%ET0),分析了不同灌溉量对土壤理化性质,水稻生长发育、产量的影响。【结果】土壤理化性质,水稻生长发育及产量受不同灌溉量影响显著,随着灌溉量的增加,水稻收获后土壤pH值、电导率以及土壤养分残留量也逐渐减降低。当灌溉量降低到80%ET0,水稻单株株高、分蘖数及产量都有明显降低,水稻生长发育受到一定影响,另外从高水W1处理(120%ET0)到低水W4处理(60%ET0)的水稻产量看出,随着灌溉量的增大,水稻产量呈现出先升高后降低的趋势。【结论】韩城下峪口土地整治项目区水稻种植适宜参考试验W2处理的灌溉量。     

基质改良剂对滨海滩涂高钠盐粉土改良效果的试验研究

采用桶栽试验,研究了不同施用量下,基质改良剂对江苏滨海高钠盐粉土理化性质及西红柿产量的影响。结果表明,与不使用改良剂处理(CK)相比,施用基质改良剂处理表层土壤干密度降低1.06%～9.39%,孔隙率增加1.10%～9.69%;土壤含盐量减少21.16%～25.64%;基质改良剂处理的土壤,其碱化度(ESP)、pH、土壤交换性Na+、土壤Na+和Cl-均较CK下降,且与基质施用量负相关;各处理土壤Ca2+和SO24-质量摩尔浓度分别较CK增加了150.00%～271.4%和3.8%～88.9%,且与施用量正相关。施用改良剂后,西红柿增产6.04%～30.95%,基质改良剂对江苏省滨海滩涂高钠盐粉砂土具有较好改良效果,其最佳施用量约为8.4～9.0t/hm2。     

滴灌条件下脱硫石膏对甘肃盐碱地的改良效果研究

为研究滴灌条件下施用脱硫石膏对甘肃盐碱地理化性质的影响,在统一淋洗定额3.2×103m3/hm2、施用有机肥40 t/hm2、黄沙225 m3/hm2的基础上,通过2 a田间对比试验,研究不同脱硫石膏施用量0(T0)、18(T1)、22(T2)、26(T3)、30 t/hm2(T4)对甘肃盐碱土的p H、碱化度、电导率、盐分离子含量、枸杞生长和产量的影响。试验结果表明:随脱硫石膏施用量的增加,土壤p H、碱化度呈递减趋势,土壤电导率先减小后增加;滴灌有助于0~40 cm土层电导率值的降低;在T3处理下,第2年枸杞干果产量为1.85 t/hm2,表明施用适量的脱硫石膏配合滴灌能改善土壤理化性质利于枸杞生长。     

施用氮磷肥对苏北滩涂围垦土壤盐渍化水平的影响

以苏北滩涂围垦土壤为研究对象,采用完全随机区组设计,通过种植碱篷与施用氮磷肥等种植模式,评价不同施肥方式对围垦土壤盐渍化水平的影响。对各处理的土壤盐分八大离子、pH、EC、总碱度(TA)、钠化率(ESP)、钠吸附比(SAR)进行因子分析,提取的3个主因子解释了总方差的84.16%,并且EC、Cl-、Na+、SAR和ESP在因子1上有较高的载荷,代表滩涂土壤的盐碱特征;Ca2+与SO24-在因子2上有较高的载荷,反映土壤的结构状况;TA和CO23-在因子3上有较高的载荷,代表着滩涂土壤的碱化特征。比较盐渍化水平综合评价得分可知,裸地的盐渍化水平最高,与其他各处理相比均达到显著性差异,滩涂围垦土壤种植碱篷后,盐渍化程度均得到明显地降低。尿素与过磷酸钙对围垦土壤的盐渍化水平的影响存在交互作用,其中过磷酸钙对盐渍化的影响起主导作用。     

碱性水灌溉的危害及防治措施

沧州淡水多埋藏250～500 m之间，属第三含水组，含水厚度20～60 m，矿化度1～2 g/L，水质较好，是农业灌溉、人畜饮水所依赖的水源。经对多眼深井取样化验，水质普遍含有超量的重碳酸钠(小苏打)，属碱性淡水，其碱性指标均远远超过农业灌溉用水的标准。 1 碱性水指标及危害 (1)pH值过高。调查多眼深井水样化验的结果，pH值均在7.5～8.5之间，一般农作物适宜在pH值为6.5～7.5之间，用pH值大于7.8的水灌溉会相应增大土壤的pH值，易引起土壤碱化，影响土壤养分的转化及有效利用，导致农作物生长缓慢或烂根死亡。 (2)可溶性钠百分数超标。在调查的深井中，发现水中可溶性钠含量大都在80%以上，高的达99%。根据有关资料介绍，灌溉水中的可溶性钠不应超过65%，含量过高，亦会在土壤耕层中累积，使土壤板结碱化，使作物生长受阻。     

水稻土施用钢渣硅钙肥对土壤硅素形态和水稻生长的影响

钢渣是钢铁厂的副产品,富含硅、钙等养分,是优良的硅钙肥原料。但钢渣为强碱性物质,在稻田施用后对土壤p H值及硅素形态的影响需要阐明。2013年3―12月,通过早稻~晚稻连续2季钢渣硅钙肥温室盆栽试验,研究了钢渣施用对土壤p H值、土壤硅素形态以及水稻生长和植物硅素吸收的影响。结果表明,随着钢渣硅钙肥施用量的增加土壤p H值、土壤水溶性硅量、土壤有效硅量以及植株秸秆硅量均呈增加趋势,当土中施用钢渣有效Si O2用量高于1 600 mg/kg时(Si4和Si5处理),上述指标均显著高于CK。土壤无定形硅量随钢渣施用量的增加则表现出降低趋势,无定形硅量与有效硅量呈显著负相关关系。施入钢渣硅钙肥促进了水稻的生长发育,在2季水稻中,Si4和Si5处理秸秆+叶片干物质量较CK提高了11.9%~17.0%,籽粒干物质量较CK提高了9.52%~20.6%。     

脱硫石膏改良碱化土壤试验研究——以白城市为例

本文采用盆栽试验方法共设计了5个脱硫石膏施用水平(0、11.25、22.5、33.75、45 t/hm2).通过种植向日葵进行了脱硫石膏改良碱化土壤的施用量试验研究.通过盆栽试验研究苗期向日葵在不同脱硫石膏施用水平条件下的出苗、株高、根重、土壤化学性质的变化规律.研究表明:施用脱硫石膏改良碱化土壤可以有效降低土壤的pH值和提高向日葵的出苗率,综合土壤pH值和全盐量以及向日葵的出苗和生长指标,初步得出脱硫石膏施用量为33.75t/hm2时,对重度盐碱土的改良效果最好,最有利于向日葵的出苗和生长发育.     

生物炭施用和灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化的影响

为了揭示生物炭施用和灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化的影响,基于田间试验,分析了不同生物炭施用量下节水灌溉(无水层灌溉)稻田土壤呼吸速率日变化特征,同时还分析了相同生物炭施用量下不同灌溉模式稻田土壤呼吸速率日变化特征。结果表明:分蘖期、拔节孕穗期、乳熟期稻田土壤呼吸速率日变化趋势均呈现多峰型特征;节水灌溉稻田土壤呼吸速率随着水稻生育期的推进表现出先增加后降低的特征。生物炭施用可以促进节水灌溉稻田土壤呼吸速率,高量生物炭的促进作用更明显。与对照相比,施用中量生物炭的节水灌溉稻田土壤呼吸速率日均值增大了2.85%～17.80%,施用高量生物炭的节水灌溉稻田土壤呼吸速率日均值增大了9.36%～30.58%。除了生物炭施用,灌溉模式对稻田土壤呼吸日变化也有一定影响。与淹灌模式相比,控灌模式促进了稻田土壤呼吸速率。控灌稻田土壤呼吸速率日均值较淹灌稻田增大了2.03%～62.61%。另外,各生育期控灌稻田土壤呼吸速率日变化幅度均大于淹灌稻田。研究结果旨在丰富水稻节水灌溉理论,同时为进一步实现稻田生态系统的固碳减排提供理论依据。     

滨海农田土壤入渗特性规律研究

采用室内环刀法和室外圆盘入渗仪测定了滨海农田土壤不同处理方式下的水分入渗过程,分析对比了不同处理土壤初始入渗率、稳定入渗率、土壤吸湿率、导水率和30min累积入渗量及其主要影响因素。结果表明,有机肥处理和覆膜处理的入渗速率高于施用化肥、不施肥和石膏的处理,以入渗起始时段尤为明显,各处理在30~40min左右均达到稳定入渗,但覆膜处理延长了达到稳定入渗的时间,而石膏处理在水分入渗过程中溶解出Ca2+,置换出Na+,堵塞土壤孔隙,影响水分入渗率;覆膜、有机肥和化肥处理改善了土壤孔隙状况,增加了土壤的30min累积入渗量,而石膏处理减少了土壤的入渗累积量;不同处理的初始入渗率、稳定入渗率、吸湿率、导水率和30min累积入渗量受滨海地区特殊的土壤结构特性和盐分类型作用而主导因素不同。     

浅层填沙滴灌种植枸杞改良龟裂碱土重度盐碱荒地研究

龟裂碱土重度盐碱荒地主要分布在我国西北旱区,其土壤碱化度高、结构差、导水率低是制约其改良利用的关键因素。通过在滴头下方设置沙穴,探索在滴灌条件下种植枸杞的方式改良利用该盐碱荒地的可行性。通过设置-5 k Pa(S1)、-10 k Pa(S2)、-15 k Pa(S3)、-20 k Pa(S4)和-25 k Pa(S5)5个不同土壤基质势控制灌水下限处理,寻求最优的滴灌灌溉制度。结果表明,种植后土壤水分入渗性能得到显著改善,滴头下湿润区域面积不断增大,逐渐形成一个脱盐区(ECe4 d S/m)。控制较高的土壤基质势下限,有利于土壤盐分的淋洗。滴灌种植后土壤的ECe/SARe显著增加,说明土壤盐分组成特征发生变化,土壤物理性质得到改善;土壤速效养分含量显著增加,其中硝态氮表现出较强的随水迁移性,存在淋失风险,而速效磷随水迁移性弱,主要积累在0~20 cm深度内。种植3 a之后,S1成活率最低(56.8%),S3最高(81.1%),而S2、S3和S4产量显著高于其他处理(p0.05),三者之间差异不显著,均为900 kg/hm~2左右,达到当地良田水平。结合土壤水盐特征、养分分布及枸杞生长等各方面因素,可以通过在滴头下设置沙穴滴灌种植枸杞的方式改良龟裂碱土重度盐碱荒地,并在种植前2 a控制土壤基质势下限为-10 k Pa,从第3年改为-20 k Pa。     

沸石-铅交互作用对水稻生长发育及铅富集特性的影响

采用微区试验,在土中施用了不同添加量的沸石(0、2 500、5 000 kg/hm~2),进行水稻种植,在生长期间用不同浓度(0、0.25、0.20、0.15 mg/L)的含铅水进行灌溉,分析沸石与铅复合作用对水稻产量、铅在水稻植株中富集、水稻生长性状等的影响。结果表明,沸石添加量为2 500 kg/hm~2时,清水灌溉产量提高5.9%,铅水灌溉抑制了水稻的产量,各处理产量降低了7.1%~17.6%。5 000 kg/hm~2时,沸石与铅交互作用,水稻产量提高了8.50%~16.84%,0.2 mg/L铅水浓度下水稻增产最多。当沸石施用量为2 500 kg/hm~2时,与同浓度未添加沸石的处理相比,土壤中铅浓度提高14.69%~15.82%,根中提高3.36%~37.82%,茎、叶、米分别降低28.43%~60.59%、2.12%~27.59%、28.81%~43.49%。施用量为5 000 kg/hm~2时,土壤中铅浓度提高6.04%~8.57%,根提高5.81%~44.71%,茎、叶、米分别降低31.91%~66.03%、11.69%~44.83%、40.11%~49.32%。沸石对水稻株高、分蘖、地上物质重、地下物质重的促进作用主要在生长初期,沸石与铅交互作用,沸石对其促进作用大于铅离子的抑制作用,且对地上物质重的作用大于对地下物质重。针对铅污水灌溉或铅污染土壤种植水稻,在土壤中添加沸石,可以减少金属铅离子向米中运移,在水稻生殖生长期避免用铅污水灌溉。