南方稻作区淹水稻田拔节期土壤微环境变化

在控制排水技术基础上,从土壤养分、土壤通气性以及土壤温度三个方面研究淹水稻田拔节孕穗期不同土层土壤微环境变化。结果表明:淹水条件下,各土层土壤速效氮含量均呈现降低趋势,除了0~10cm土层,速效磷呈现升高趋势。与淹水第1天相比,淹水10天速效氮含量降低了14.53%~34.38%,0~10cm土层速效磷含量降低了2.52%~2.48%,其余土层速效磷含量升高了1.33%~7.77%;淹水会降低土壤氧化还原电位(Eh),恶化土壤通气状况,渗漏强度越大,土壤通气状况越好;此外,淹水使土壤积温升高,渗漏量越小,水层的保温作用越强,表层土壤温度呈现中午降低,早晚升高的趋势,而深层土壤温度则一直是升高趋势。     

不同节水灌溉模式对白茶品质及茶园土壤重金属含量的影响

为探究不同节水灌溉模式对白茶品质及茶园土壤重金属含量的影响,设计不同灌溉方式(喷灌和滴灌)和不同土壤水分控制下限(65%、75%和85%),观测白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、儿茶素等品质指标及茶园土壤铬、砷、镉、汞、铜和铅含量,同时引入投影寻踪分类模型,基于高优白茶品质和低重金属残留对节水灌溉模式进行综合评价。结果表明:喷灌处理对白茶品质形成的促进效果优于滴灌,以75%控水下限的白茶品质最佳;但在相同控水条件下,滴灌在剖面尺度上对重金属的消减效果强于喷灌;投影寻踪分类模型分析结果表明,滴灌65%控水下限和喷灌75%控水下限的综合评价结果较优,其中喷灌75%控水下限节水灌溉方案的投影值达到1.821,该灌溉模式下白茶水浸出物、游离氨基酸、茶多酚和儿茶素含量分别为47.6%、6.66%、14.2%和12.5%,主根区土层(20~40 cm)六种重金属离子总体呈降低趋势。     

高粱不同保墒措施对土壤养分状况的影响

对沈阳地区高粱不同保墒措施下土壤剖面养分状况(包括碱解氮、速效钾、有机质和电导率)进行测定研究,结果表明:不同保墒措施下,土壤剖面碱解氮含量均随土层深度增加呈减少趋势,其中黑膜覆盖增加最大,白膜覆盖次之,秸秆覆盖、施用保水剂依次;土壤剖面速效钾含量均随土层深度增加呈减少趋势,覆膜处理和保水剂处理具有明显的增钾效果,秸秆覆盖増钾作用不甚显著;秸秆覆盖能明显地增加耕层有机质含量,白膜覆盖和黑膜覆盖次之,施用保水剂土壤剖面有机质含量变化不显著;各保墒处理对土壤表层盐分的累积有明显的抑制作用,其中秸秆覆盖抑制效果最明显,黑色地膜、白膜覆盖和保水剂依次.     

有机肥与化肥配施对茶叶生长和土壤养分的影响

设置醋糟有机肥和化肥不同配比的5个处理:100%有机肥、70%有机肥+30%化肥、50%有机肥+50%化肥、30%有机肥+70%化肥以及100%化肥,并以不施肥为对照(CK),研究不同肥料配比对春茶生长、产量、品质及茶园土壤养分含量的影响。结果表明,不同施肥处理都有促进春茶产量、品质和土壤养分含量的作用,但处理之间差异较大。增产作用以70%有机肥+30%化肥的处理最显著,比对照平均增产276.91%,30%有机肥+70%化肥的处理次之,50%有机肥+50%化肥的处理居中;茶叶的新梢长、叶面积、芽密度、百芽质量等生长指标,以及茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物等品质指标都以70%有机肥+30%化肥的处理为最高。茶园土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥在肥料中所占比例的增加而增加,即以100%有机肥的处理最高,70%有机肥+30%化肥的处理次之,但两者差异不显著。综合分析表明,70%有机肥+30%化肥的配施是值得在茶园推广应用的优化方案。     

天津地区施肥对麦田土壤养分及产量的影响

根据2008年10月-2009年6月和2010年10月-2011年6月在天津农学院农田水循环试验基地进行的田间试验,通过室外采样和室内测定,研究了天津地区施肥对麦田土壤养分和产量的影响.结果表明:硝态氮和速效磷均表现出在表层0～20 cm处含量远远高于其他土层,随土层深度的加深,含量逐渐降低,60 cm以下土层硝态氮和速效磷的含量变化缓慢.高、中、低、零肥处理硝态氮含量最大值呈现与施肥量多少相同的趋势,速效磷含量最大值的分布规律与施肥多少关系不太明显.0～40 cm土层中硝态氮和速效磷含量随时间变化较其他土层要明显,在天津地区复种指数较高的农田土壤中,底肥300 kg/hm2,追肥150 kg/hm2可以满足冬小麦生长需求,既节约资源,又保护环境.     

地下水浅埋区施肥对麦田土壤养分及产量的影响

2010年10月～2011年6月在天津农学院农田水循环试验基地进行田间试验，通过室外采样和室内测定，研究了地下水浅埋区施肥对麦田土壤养分和产量的影响。结果表明：硝态氮和速效磷均表现出在表层0-20cm处含量远远高于其它土层，随土层深度的加深，含量逐渐降低，60cm以下土层硝态氮和速效磷的含量变化缓慢。高、中、低、零肥处理硝态氮含量最大值呈现与施肥量多少相同的趋势，速效磷含量最大值的分布规律与施肥多少关系不太明显。0-40cm土层中硝态氮和速效磷含量随时间变化较其他土层要明显，在天津地区复种指数较高的农田土壤中，低肥水平（底肥300kg/hm2，追肥150 kg/hm2）可以满足冬小麦生长需求，既节约资源，又保护环境。     

池塘养殖废水灌溉与减量施肥对水稻产量及土壤氮磷迁移的影响

采用大田试验,以常规施肥量下普通水源灌溉为对照(CK),研究了减量施肥条件下,池塘养殖废水灌溉后对水稻产量、养分吸收和0~60 cm土壤剖面中氮磷分布的影响。结果表明,池塘养殖废水灌溉条件下,水稻产量以常规施肥量下处理最高,较CK处理增产2.3%,氮磷吸收量分别增加了4.4和2.0 kg/hm~2,80%常规施肥时其产量和氮磷吸收量与CK处理相似,而60%常规施肥量下产量和氮吸收量较CK处理显著降低;在水稻生长期内,100%常规施肥(100%CF)、80%CF和60%CF处理耕层土壤全氮含量分别平均增加3.8%、-2.3%和-10.1%,全磷含量分别平均增加3.3%、-4.2%和-10.7%;土壤全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量在0~60 cm土层深度随着土壤深度的增加而呈现降低的趋势,在同一土层深度下,会随着施肥量的减少而减少,因此,减量施肥下池塘养殖废水灌溉不会导致土壤剖面中氮磷量的增加。综合考虑作物的产量效应和土壤氮磷素累积的环境风险,水稻全生育期池塘养殖废水灌溉,可节约化肥20%和清水灌溉量5 700 m3/hm2。     

不同种植和覆膜方式对冬油菜出苗及苗期生长状况的影响

为解决西北干旱和半干旱地区粗放的冬油菜种植栽培模式和低温条件造成的出苗率低和苗期不能健康生长的问题。通过3年(2013-2014、2014-2015和2015-2016年)田间试验设置平作不覆膜(CK)、平作全覆膜(T1)、垄沟均不覆膜(T2)、垄覆膜沟不覆膜(T3)、连垄不覆膜(T4)和连垄覆膜(T5)6个处理,研究不同种植和覆膜方式对0~30cm土层的土壤含水率、5cm和10cm土层的土壤温度、冬油菜出苗率和苗期生长、生理状况的影响。结果表明,T1处理5和10cm土层的土壤温度最高,T5处理0~30cm土层的土壤含水率最高。T5处理与CK相比,0~30cm土层的土壤含水率增加19.8%~28.0%,5和10cm土层的土壤温度分别提高3.1~3.3℃和2.9~3.2℃。3年T5处理冬油菜的出苗率最高,T5处理冬油菜的出苗率与CK相比增加61.9%~130.8%,T1处理略低于T5处理,二者差异不显著,T3处理冬油菜的出苗率在温度和降水均较适宜年份与T1和T5处理差异不显著,而在低温少雨年份,其出苗率显著小于T1和T5处理。3年T5处理冬油菜的株高、单株叶片数、地上部干物质量和叶绿素含量均最大,分别比CK增加63.9%~113.2%、33.3%~47.5%、52.9%~77.6%和43.8%~66.7%;3年T5处理冬油菜的丙二醛和脯氨酸含量均最小,分别比CK降低54.2%~70.8%和34.6%~43.7%。因此,连垄覆膜T5处理在不同的气候年型下,均能有效提高冬油菜的出苗率,促进冬油菜壮苗的形成,是较优的冬油菜种植和覆膜方式。     

不同灌溉方法对冬小麦农田土壤温度的影响

田间试验表明,地面畦灌、喷灌和滴灌改变了土壤温度的剖面分布特征。喷灌和滴灌处理表层温度低于地面灌溉处理,而且剖面温差小。高频率的灌溉使得滴灌处理表层土壤温度低,最高温度分布在土壤20cm深度左右,剖面温度分布呈现"S"型特征。喷灌处理表层温度也较低,除表层外土壤温度的剖面分布可以近似为指数函数的分布特征。地面畦灌处理土壤温度的剖面分布表现出明显的指数函数分布特征。灌溉方法对土壤温度剖面分布特征的研究有助于分析不同灌溉方法的灌溉效应。     

不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳及土壤肥力的影响

研究了不同改良剂对滨海盐渍区土壤有机碳、盐分、pH值、土壤密度、养分及作物产量的影响。结果表明,与对照相比,不同改良剂均能明显提高0~20cm土层土壤有机碳,增加幅度为9%~57%。石膏、腐殖酸、有机肥的单施或配合施用均能明显降低表层土壤盐分和密度,提高土壤全氮、有效磷和速效钾,并能明显增加作物生物量和产量,增加幅度最高为35%和131%。     

不同模式对盐碱地土壤环境改良效应的研究

研究陕西卤泊滩盐碱地在传统排水和生态蓄水处理下土壤容重、孔隙度、水分、全盐量和养分特征,分析说明不同治理模式下土壤理化特征的差异性,从而为治理盐碱地提供科学依据及论证治理模式的可行性和准确性。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置传统排水和生态蓄水2种处理,测定分析0~30 cm土层土壤容重、孔隙度、电导率、全盐量、有机质、全氮、速效钾、速效磷及分形维数;分析0~160 cm土层土壤含水率及贮水量,并综合分析在0~30 cm土层,土壤分形维数平均值与土壤养分平均值相关关系。结果表明:在0~30 cm土层,2种模式下,土壤容重与孔隙度呈现趋势一致,生态蓄水模式较传统排水可有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度;同等水量下,在0~160 cm土层,生态蓄水处理下土壤平均湿度和平均贮水量较传统排水处理分别高4.47%和2.57%;在0~30 cm土层,传统排水和生态蓄水处理较试验前显著降低土壤pH值、电导率和全盐含量,且生态蓄水处理减少显著;在0~30 cm土层,各处理下各养分含量表现趋势一致即随着土层的增加而减小,且生态蓄水处理下有机质、全氮、速效钾和有效磷平均含量较传统排水处理分别高18.96%、4.76%、10.67%和9.35%,处理间差异显著(P0.05);在0~30 cm土层,不同处理下土壤团聚体干筛和湿筛的分形维数呈现相反趋势,且与土壤平均容重、有机质、全氮、速效钾和速效磷存在良好的线性关系(R~2=0. 800 6~0.949 9),差异性显著(P0.05)。综上所述,生态蓄水处理较传统排水处理可有效改善土壤理化性质,提高土壤稳定性及土壤质量,可良好地实现盐碱地治理。     

不同灌溉方法对保护地土壤温度的影响

采用日光温室栽培番茄的试验方法,就节点式渗灌、沟灌、滴灌、普通渗灌等4种不同的灌溉方法对土壤温度的影响进行了研究.试验结果表明,灌溉方法对土壤10 cm深处土壤温度影响不显著;沟灌与节点式渗灌、滴灌和普通渗灌处理20～50 cm土层土壤温度差异达到5%显著水平,在4种灌溉方法中,番茄全生育期0～50cm土层土壤的总积温为滴灌最高,达为6 205.4℃,比节点式渗灌,普通渗灌、沟灌分别高了10.2℃、52.9℃和118.7℃.灌水方法对土壤温度日变化的影响为:10 cm深土层土壤温度最大值节点式渗灌和普通渗灌的分别出现在13:00时和14:00时左右,滴灌在15:00时前后,沟灌出现在16:00时左右.     

不同灌水量处理对大棚冬小麦土壤温度的影响

根据大棚内冬小麦试验资料,研究了不同灌水量处理对小麦土壤温度的影响。结果表明,不同灌水量处理对土壤温度变化特征的影响差异较大,低水处理土壤最高气温比高水处理高3.3℃;不同生育时期,土壤温度变化差异较大,初期各处理土壤温度差异最大达3.1℃,11月23日后各处理土壤温度差异为0.2~1℃;随着土层深度增加各处理间土壤温度变化幅度逐渐递减,表层土壤温度日变化幅度最大,在6.9~7.2℃之间,25cm处土壤温度日变化最小,1.1~2℃。试验结果将对冬小麦土壤温度的调控及指定适宜的灌溉制度提供理论依据。     

保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应与玉米产量的影响

为探明保护性耕作对东北寒地黑土土壤水热状况和玉米产量的影响,基于秸秆全量还田和免耕播种为核心的黑土地保护性耕作方式,设置宽窄行秸秆全覆盖还田（FM）、均匀行秸秆全覆盖还田（LM）、秸秆旋耕全量还田（LX）和常规垄作秸秆离田（LN）4种模式,探究保护性耕作对寒地黑土土壤水热效应、玉米干物质量、产量构成及水氮利用效率的影响。结果表明：在玉米生育期内,保护性耕作能够显著提高土壤含水率,调节土壤温度,针对不同的气温变化,进行“增降温”。保护性耕作处理较LN处理0~60cm土层平均土壤体积含水率增加27.28%~63.86%,气温最高时使平均土壤温度降低3.20%~7.63%,成熟期气温低时使平均土壤温度增加2.32%~5.37%。保护性耕作显著提高了水分利用效率（WUE）以及作物对氮素的吸收与利用,其中WUE较LN处理提高7.26%~12.90%,同时氮素吸收效率、氮素收获指数分别提高14.29%~42.86%、4.00%~12.00%。保护性耕作能够提高玉米产量,促进玉米干物质积累,玉米产量、干物质量分别较LN处理提高37.7~431.0kg/hm2和2322.3~5451.7kg/hm2,LM处理产量变异系数最小,产量最稳定。     

沼液浇灌对茭白生长、品质及土壤养分的影响

为明确不同沼液浇灌量施用于茭白田的效果,本试验通过田间试验对不同沼液施用量对茭白植株干物质累积、产量、生物学特性、茭白经济性状、品质以及土壤养分等进行研究。结果表明,当沼液施用量为0.5倍氮,1倍氮和1.5倍氮量时,茭白经济性状与全化肥处理相比无明显差异。其中,浇灌1.5倍氮量时茭白产量最高,经济性状(茭壳重、肉茭重和肉茭长)最佳。然而,当浇灌2倍氮量和2.7倍氮量时则呈下降趋势。其中,浇灌2.7倍氮量尤为明显,产量比对照下降近10%;沼液浇灌使茭白果实维生素C含量增加12.6%~17.8%。当浇灌0.5倍、1倍和1.5倍氮施用量时对茭白果实蛋白质和总糖含量影响不明显,施用量为2倍和2.7倍氮量时则呈增加趋势,与对照相比蛋白质含量增加3.42%和5.69%,总糖含量增加3.82%和5.93%。此外,沼液浇灌量增加,土壤p H值、速效磷和速效钾含量呈升高趋势。     

猪场废水灌溉对土壤氮素时空变化与氮平衡的影响

利用地中渗透仪测坑开展了田间灌溉试验,研究了猪场废水和等氮投入清水处理土壤铵态氮、硝态氮含量在时间、剖面上的变化规律,根据氮平衡原理对不同处理氮输入和氮输出项进行对比分析,估算了不同处理的氮矿化量。结果表明:各处理土壤铵态氮和硝态氮含量在时间上的变化规律基本一致,表现为追肥期出现峰值,随后下降的趋势;土壤铵态氮含量随土层深度的增加而迅速下降,土壤硝态氮含量随土层深度的增加变化规律不明显,且易淋移至下层土壤并累积。PWH(猪场废水高氮)处理土壤铵态氮、硝态氮含量在追肥期出现峰值后下降的幅度较慢,而CKH(清水高氮)处理下降的幅度较快。猪场废水高氮处理PWH作物吸氮量及氮矿化量比等氮清水处理CKH分别高6.91%和21.29%,表明该处理有利于土壤有机氮的矿化,但同时硝态氮深层淋溶量也较大,比CKH高出11.82%。     

降解膜覆盖种植方式对夏玉米土壤养分和氮素利用的影响

采用生物可降解地膜覆盖,设置平地全覆盖(M1)、垄沟半覆盖(M2)、连垄全覆盖(M3)与传统平地种植(CK)4种种植方式,通过2013—2014年2年夏玉米大田试验,分析降解膜覆盖下不同种植方式对土壤养分变化、土壤硝态氮分布以及作物对养分吸收利用率的影响。结果表明,与CK相比,3种覆盖种植方式均提高了表层0~50 cm土壤养分,其中土壤速效磷、速效钾、碱解氮含量增加显著,土壤有机质含量呈下降趋势;不同处理下土壤0~200 cm平均硝态氮含量均在播种后20~60 d明显减少,且在不同时期硝态氮含量峰值随着播种后天数的增加逐渐向下运移;M1、M2和M3处理的植株体内氮素累积量与CK相比均有不同程度增加,在播种后20~40 d累积量最多。3种覆盖处理2年氮肥偏生产力和氮素利用效率均显著高于CK处理(P0.05),其中,M3氮素利用效率最高,比M1、M2处理分别提高了49.30%、33.10%。综合而言,覆盖降解膜有利于改善作物生长的水肥环境,促进作物对氮素的有效吸收,其中连垄全降解膜覆盖种植方式(M3)在保护土壤环境、提高耕作层土壤养分以及促进作物对养分的吸收利用效率等方面效果最佳。     

膜侧冬麦土壤水分温度时空变化规律研究

膜侧冬麦是小麦栽培技术上的一项创新技术,具有极显著的增产、保水、增温效应,对其土壤水分温度的研究具有一定的理论及现实作用,大量研究都集中研究了不同种植方式水分温度的变化,对膜侧冬麦种植这一种方式的不同水分温度的研究较少,通过对其水分温度的研究,初步得出:膜侧土壤水分平均比膜内增加9.1%,膜侧土壤水分的垂直变化各层次土壤含水量都高于膜内,0～20cm膜侧和膜内土壤水分变化最大;土壤水分不同层次的日变化变化幅度总体趋势为膜侧大于膜上,膜上、膜侧峰值几乎同时出现在20:00,最低值膜侧14:00,膜上比膜侧稍提前。膜上不同层次土壤温度明显高于膜侧,膜上土壤温度日变化幅度明显大于膜侧,浅层的日变化幅度大于深层的,膜上膜侧温度日变化得出最低温度同时出现在8:00,最高温度膜上15cm比膜侧提前2h达到。     

盘锦芦苇湿地土壤有效氮季节动态变化研究

通过对盘锦芦苇湿地不同时期、不同土层土壤的有效氮含量进行调查,分析土壤有效氮的季节动态变化规律。试验结果表明:表层土壤的有效氮含量最高并随土层加深而降低;在不同生育期中,芦苇生长盛期的6月份的土壤有效氮含量最高,此后随生长季节延长而降低。     

不同灰分生物质炭对红壤理化特性与微生物特性的影响

为探讨不同灰分含量的生物质炭对酸性红壤特性和微生物特性的协同影响,采用盆栽试验,添加1%～10%土壤质量的高灰分稻壳炭(RHC)和低灰分油茶壳炭(COSC),以无添加为对照,50 d后测定土壤含水率、p H值和土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量,以及土壤微生物群落数量、微生物量碳含量和微生物活性。结果表明,添加1%～10%的RHC和COSC,土壤含水率由15. 54%增加至17. 47%～28. 28%,p H值由5. 40提高至7. 05～7. 75,其中,10%RHC处理土壤的含水率显著(p 0. 05)提高81. 98%,p H值显著提高43. 52%。酸性红壤的营养元素随RHC添加量的增加而提高,10%RHC处理土壤的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别显著增加84. 83%、70. 47%和595. 57%,COSC添加对土壤碱解氮含量有负相关影响,使其降低14. 65%～29. 27%。微生物群落数量随RHC、COSC添加量的增加呈现先增大、后减小的趋势,5%RHC处理对细菌、真菌、放线菌数量影响显著,分别增长了1 040. 05%、715. 00%和713. 59%; 5%COSC处理对土壤真菌数量影响显著,增长了1 265. 00%。土壤微生物生物量碳含量和微生物活性均随RHC和COSC添加量的增加呈先升高、后降低的趋势,5%COSC处理对微生物生物量碳含量影响显著,较对照组增长了11倍,5%RHC处理对微生物活性影响显著,较对照组增加了60. 50%。因此,适量添加高灰分稻壳炭改良红壤,可协同改良土壤理化特性、增加微生物群落数量和微生物活性。本研究结果可为高灰分生物质炭改良酸性土壤提供科学依据。