长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和土壤氮积累的影响

利用河西走廊中部临泽绿洲2005年开始的长期定位肥料试验,研究新垦绿洲砂质土壤长期不同施肥运筹对玉米产量、氮素转运和利用以及土壤氮积累的影响,为区域砂质农田玉米生产合理施肥运筹提供技术方案。试验共设9个处理:单施高量有机肥(M3:有机肥2.4 t·hm-2)、高量氮磷化肥(NP3:N 300 kg·hm-2,P2O5 225 kg·hm-2),低量氮磷化肥配施高量有机肥(NP1M3:N 150 kg·hm-2,P2O5 90 kg·hm-2,有机肥2.4 t·hm-2)、低量氮磷钾化肥(NPK1:N 150 kg·hm-2,P2O5 90 kg·hm-2,K2O 90 kg·hm-2)、中量氮磷钾化肥(NPK2:N 225 kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2,K2O 135 kg·hm-2)、高量氮磷钾化肥(NPK3:N 300 kg·hm-2,P2O5 225 kg·hm-2,K2O 225 kg·hm-2,为区域农户施肥水平)、低量氮磷钾化肥配施高量有机肥(NPK1M3:N 150 kg·hm-2,P2O5 90 kg·hm-2,K2O 90 kg·hm-2,有机肥2.4 t·hm-2)、中量氮磷钾化肥配施中量有机肥(NPK2M2:N 225 kg·hm-2,P2O5 135 kg·hm-2,K2O 135 kg·hm-2,有机肥1.8 t·hm-2)、高量氮磷钾化肥配施低量有机肥(NPK3M1:N 300 kg·hm-2,P2O5 225 kg·hm-2,K2O 225 kg·hm-2,有机肥1.2 t·hm-2 ),玉米-玉米-大豆轮作。2021年取样分析长期不同施肥处理下玉米产量及氮素吸收、转运和利用特征。研究结果如下:(1)连续17年不同施肥处理,NP3、NPK3和NP1M3处理比较,玉米产量无显著差异,表明开垦利用年限较短的砂质农田,钾素并不是主要限制因素,有机肥施用可以提供作物需要的钾素营养;高量氮磷化肥和氮磷钾化肥配施有机肥玉米产量显著高于中低量化肥和单施有机肥;长期单施有机肥处理(M3)与单施化肥的4个处理(NP3、NPK1、NPK2、 NPK3)比较,玉米产量与秸秆生物量已无显著差异,M3处理的产量甚至超过NPK1和 NPK2处理;NPK1M3、NPK2M2和NPK3M1处理的玉米产量和秸秆生物量最高,三者之间差异很小。(2)玉米地上部吐丝期氮素积累量各处理之间表现出较高的变异性,但高量化肥氮投入处理(NP3、NPK3M1)显著高于其他处理,M3处理最低;而成熟期氮素积累量施有机肥的处理高于单施化肥处理,NPK1M3处理最高,表明有机肥能提供较化肥更持久的氮素供应。各处理吐丝期氮素转运量对籽粒贡献率(62.95%～80.41%)显著高于花后氮素积累率对籽粒的贡献率,吐丝前积累的氮素是玉米植株氮素的主要来源。(3)单施有机肥和有机无机配施处理0～20和20～40 cm土层硝态氮积累显著高于单施化肥处理。综上所述,新垦绿洲砂质农田高量化肥投入能够获得较高的产量,但有机肥的持续投入对作物产量的持续提升起重要的调控作用,增施有机肥可以替代部分化肥投入;长期有机无机肥配施有利于土壤保肥性能的提升和肥沃耕层的形成。     

常规浸提剂与联合浸提剂测定我国北方石灰性土壤有效磷钾的比较

使用常规浸提剂与两种联合浸提剂Mehlich 3(M3)、ASI分别测定了中国8个地区10种土壤样品的有效磷、速效钾含量,分析比较了常规浸提剂与两种联合浸提剂测定土壤有效磷速效钾的差异性及相关性。统计分析表明,对于有效磷,M3、ASI两种联合浸提剂的浸提结果均大于常规浸提剂的浸提结果,且M3浸提剂浸提结果的变幅较常规浸提剂浸提结果相对较小,而精确度较高。相关分析表明,常规浸提结果与M3浸提结果呈极显著正相关(P0.01),相关系数为0.680。对于速效钾,M3浸提剂的浸提量较常规浸提剂相近,常规浸提量与M3浸提量呈极显著正相关(P0.01),相关系数为0.996。综合而言,M3这种联合浸提剂是测定土壤有效磷、速效钾的理想浸提方法。     

流动沙地建植人工固沙梭梭林的土壤演变过程

梭梭是西北干旱区人工固沙植被建设的主要树种,人工固沙梭梭林建植后植被系统的演变受土壤发育的影响。在河西走廊中段临泽平川绿洲边缘选择0、3、6、9、16和40 a时间序列的固沙梭梭林地,研究人工固沙植被建植后的土壤发育过程,探讨梭梭植物与土壤反馈作用及其对植被系统演变的影响。结果表明,随着梭梭种植年限的增加,土壤黏粉粒、有机碳(SOC)和全氮(TN)含量逐渐增加,但显著变化发生在种植9 a以后的0～20 cm表层土壤,而盐分的积累发生在0～100 cm整个土层,20～80 cm土层的盐分积累量高于表层0～20 cm;盐分组成中,SO₄^2-、Ca²⁺和Na⁺含量随着梭梭种植年限的增加而增加,在16 a和40 a梭梭林土壤剖面中有显著积累。梭梭种植16 a和40 a后,0～10 cm土层SOC含量较未造林沙地分别增加3.3倍和5.7倍、0～100 cm土壤剖面盐分含量分别增加5.4倍和6.5倍,表明梭梭生长发育过程中土壤盐分积累较SOC和养分积累更为显著。盐分的积累可能对草本植物的生长发育产生负效应,进而...     

不同海拔垂穗披碱草种子产量及其构成因素

在甘肃榆中地区同一生境下, 研究了采自甘南不同海拔高度(2 500、3 000、3 500和4 000 m)垂穗披碱草(Elymus nutans)种植第2年的种子产量及其构成因素。结果表明, 4个种群内的变异系数均为单株种子产量、单株干重和单株生殖枝数较大, 表明种群内选择育种的潜力大, 其次是千粒重和收获指数, 每生殖枝小穗数与每小穗种子数的变异系数最小。海拔对种子产量及其构成因素也有显著影响, 表现为海拔4 000 m种群单株种子产量显著低于其它种群(P0.05), 为14.58 g·株-1, 海拔3 500 m种群单株种子产量最高, 为23.77 g·株-1, 但与海拔3 000和2 500 m没有显著差异。4个海拔的种子产量与其构成因素的相关性不完全一致, 除千粒重、每生殖枝小穗数和收获指数外, 各因素与产量间均为正相关或显著正相关, 相关系数表现为单株干重每株生殖枝数每小穗种子数。     

河西边缘绿洲荒漠沙地开垦后土壤性状演变及土壤碳积累研究

【目的】土壤养分变化及碳积累过程是评价绿洲农田生态系统结构、功能和生产力演化的重要指标。本研究的目的是通过了解西北干旱区自然荒漠开垦为灌溉农田后该指标的变化,揭示干旱区新垦农田土壤发育及演变规律,为新垦沙地持续利用提供指导。【方法】选择河西走廊中段临泽边缘绿洲0—46年开垦时间序列的沙地农田,取样分析0—60 cm土壤剖面的物理、化学性状变化及碳积累特征,通过比较2008年与2014年的耕层土壤(0—20 cm)测定结果,分析近几年土壤性状的变化。【结果】耕层土壤砂粒含量随开垦利用年限的增加而逐渐降低,但显著的变化发生在开垦16年后的农田,且最近10年土壤粒级组成变化不明显;在沙地开垦后的最初20年,耕层土壤有机碳(SOC)及全氮含量呈线性增加,20年后增加趋势减缓。开垦46年后,SOC、全氮、碱解氮、速效磷含量分别增加了9.0倍、6.3倍、6.3倍和13.5倍,耕层土壤无机碳(SIC)含量增加了77.1%;速效钾随开垦年限的增加呈先降低而后增加的趋势。20—40 cm和40—60 cm土层SOC及氮、磷、钾养分含量随开垦年限延长而逐渐增加,但变化幅度小于耕层土壤。2008—2014年的6年间,不同开垦年限的同一地块耕层土壤粒级组成未发生变化,但SOC及氮、磷、钾养分有明显的积累。沙地开垦46年后0—60 cm土层SOC、SIC和全碳的年平均固存量分别为0.75、0.79和1.47 kg·hm-2·a-1;SOC的积累主要发生在0—20 cm耕作层,而SIC的积累在40—60 cm土层。荒漠沙地转变为灌溉农田后有巨大的碳固存潜力;土壤黏粉粒增加对SOC及养分的积累和保持起重要作用。【结论】沙地开垦为灌溉农田后,随利用年限的增加,土壤肥力显著改善,但开垦46年后土壤肥力仍处于较低水平。对新垦沙地农田,要实现土地可持续利用和生产力持续提高,须采取提升土壤肥力水平的农田管理措施。     

免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响

在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理:(1)传统耕作与冬灌、覆新膜栽培(NM);(2)免耕少冬灌、旧膜直播(RM);(3)免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖(RMS)。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.6~1.0℃(5 cm土层)和0.5~0.8℃(15 cm土层),表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%~10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%~17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。     

免耕旧膜再利用对玉米产量及灌溉水生产力的影响

在河西走廊中段边缘绿洲安排田间试验,明确保护性耕作地膜再利用栽培对玉米产量及灌溉水生产力的影响,探讨降低农田残膜污染、节本增效和可持续土地利用的耕作栽培管理方式。试验涉及3种不同质地与肥力水平的土壤,设3个处理：（1）传统耕作与冬灌、覆新膜栽培（NM）;（2）免耕少冬灌、旧膜直播（RM）;（3）免耕少冬灌、旧膜直播行间秸秆覆盖（RMS）。结果表明,在玉米播种后至拔节期前,日平均土壤温度2个免耕旧膜直播处理较传统覆新膜处理仅低0.6～1.0℃（5 cm土层）和0.5～0.8℃（15 cm土层）,表明旧膜直播仍具地膜覆盖提高地温的效应。玉米产量免耕旧膜直播较覆新膜降低4.4%～10.6%,但节省了耕作和地膜投入,收益增加。免耕旧膜直播结合秸秆覆盖栽培方式玉米产量与新覆膜栽培持平,净收入提高12.5%～17.1%。免耕旧膜直播栽培减少了冬灌量,灌溉水生产力提高。土壤质地与肥力水平对作物吸氮量、灌溉水生产力影响显著。在水资源紧缺的干旱区绿洲,适时进行保护性耕作地膜再利用栽培技术是节本增效、土地可持续利用的一种选择。