江西鹰潭典型丘陵农业区氮湿沉降的动态变化

于2003-02~2004-01,采用自动降雨收集器结合室内化学分析方法,研究了江西鹰潭红壤丘陵农业区降水中NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化,并与同期欧洲EM EP和美国NADP监测降水中的NH+4-N和NO-3-N沉降的动态变化进行了比较。结果发现,本研究区域降水中不同月份的NH+4-N,NO-3-N含量及沉降量均变异较大,各形态氮含量和沉降量的极值出现的月份基本同步,表现为春、冬季较高,夏、秋季较低;研究区域NH+4-N,NO-3-N和无机氮的平均含量分别为0.63,0.43和1.06 m g/L,分别是同期欧洲降水中对应形态氮平均含量的1.5,1.1和1.3倍,是同期美国降水中对应形态氮平均含量的2.7,2.0和2.4倍;低于同期欧洲降水中对应形态氮含量的最大值,与同期美国降水中对应形态氮含量的最大值相当;降水中NH+4-N,NO-3-N和无机氮的年沉降量分别为7.15,4.85和12.00 kg/hm2,降水中无机氮的年沉降量低于同期欧洲的最大值,与同期美国的最大值相当,但远高于两区域的平均值;降水中NH+4-N沉降量占无机氮沉降量的比例为60%,高于同期欧洲和美国的平均水平(52.2%和49.6%)。本研究结果表明,江西鹰潭红壤丘陵农业区氮湿沉降量较大,其对土壤、植被以及水体等的影响应引起关注。     

荒漠生态条件下植物残体的分解特征和养分变化

以玉米秆为材料,研究了荒漠生态系统下残茬的腐解率和腐解物的有机C、N、K的含量、养分释放率及C/N的变化。结果表明,累积腐解率和有机C的分解率随时间的延长呈上升的趋势,0～46d和46～92d残茬腐解率分别为34.6%和11.9%,残茬有机C的分解率分别为34.9%和12.5%。腐解残留物的有机C、N和K的含量存在不同的变化规律,随时间的推移,有机C的含量先缓慢下降,184～350d基本不变,然后又缓慢下降;氮含量则是先逐渐上升,138d后基本不变;K含量在0～46d迅速下降,然后趋于缓慢,184d后基本不变。随腐解时间的延长,N和K的残留量逐渐减少,304d后基本不变。N在0～46d和46～92d的释放率最大,分别达9.3%和9.0%;K的释放集中在0～46d,释放率达80.4%,以后则变化不大,在90%左右。腐解残留物的C/N先迅速下降,138d后基本不变,最终为26.3。     

苜蓿培肥对灰漠土养分及胡敏酸特性的影响

通过荒地和苜蓿地土壤养分、土壤胡敏酸热解特性和红外光谱特征的比较，研究了灰漠土上种植苜蓿培肥对土壤养分和土壤有机质特性的影响。结果表明，种植苜蓿可以增加土壤有机质、全N和碱解N的含量，但速效磷和速效钾含量则下降，土壤pH不变。苜蓿地胡敏酸的脂肪族侧链较多，胡敏酸较年轻，而荒地胡敏酸侧链较少，胡敏酸相对较老。苜蓿地胡敏酸的脂族性强于荒地。种植苜蓿培肥后土壤胡敏酸变得简单化和年轻化。     

陕西省土壤有效硫及硫肥使用状况

根据所取土样测定结果,陕西省主要农业土壤中有效硫含量差异较大,变幅在2.5～199.5mg/kg之间,低于多数作物土壤有效硫临界值12mg/kg的土壤主要分布在陕北、陕南,占生态区面积的比例分别为75%和80%;关中地区S土壤所占比例仅为11.8%.缺硫土壤样品数占全省总样品数的56.6%,陕北、陕南和关中的分别占22.6%、30.2%和3.8%.关中地区使用含硫肥料较多,占全省总用硫量的82.2%,陕北、陕南分别为6.5%和11.4%.硫肥在陕南春玉米上有明显的增产效果,三块试验的增产率分别为16.5%、25.9%、16.2%,平均为19.5%.     

长期不同土地利用方式下土土壤微生物特性的变化

【目的】土壤微生物是土壤生态系统的重要组成部分,研究长期不同土地利用方式对其产生的影响可为该地区选择适宜的土地利用方式,实现培肥土壤和高产高效农业生产提供理论支撑。【方法】以位于陕西杨凌的"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的长期定位试验为基础,利用Biolog分析结合常规分析,研究了4种长期不同土地利用方式[不施肥农田(CK),长期施氮、磷、钾化肥农田(NPK),长期绝对休闲(FL)和撂荒(AL)]对土土壤微生物量、呼吸强度和微生物功能多样性的影响。【结果】AL和NPK处理的土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均显著高于CK和FL处理,其中AL和NPK处理之间差异不显著,CK和FL处理之间差异不显著。NPK处理的SMBC/SMBN值最高,而CK和FL处理最低,两组间差异显著,而AL处理居中但与两组之间均差异不显著。不同土地利用方式下土壤基础呼吸强度的变化趋势是ALFLNPKCK,累积呼吸量的变化趋势为ALNPKFLCK,表明AL处理的土壤微生物活性最高,其次是NPK处理,再者是FL处理,而CK处理的土壤微生物活性最低。Biolog分析的结果显示,AL、NPK和CK处理的平均颜色变化率(AWCD)在开始的24 h变化不大,此后随培养时间的延长而快速升高;而FL处理在72 h之后才快速升高。培养结束时,NPK和AL处理的AWCD最大,其次是CK处理,FL处理最低。NPK和AL处理的Shannon-Wiener物种丰富度指数H、碳源利用丰富度指数S和Simpson指数D均最高,CK其次,FL最低。各处理的Shannon-Wiener均匀度指数E没有明显差异。相比CK、NPK和AL处理能提高土土壤微生物群落的功能多样性,FL处理则会降低土土壤微生物群落的功能多样性。主成分分析共提取了5个主成分,累计贡献率达87.7%,其中第1主成分(PC1)的方差贡献率为52.0%,第2主成分(PC2)为11.6%。NPK处理和AL处理的碳源利用特征相类似,与CK和FL处理存在显著差异,表明不同土地利用方式下土壤微生物群落的结构和功能出现了显著分异。糖类、羧酸类和氨基酸类等三类碳源是区分各处理的主要碳源。【结论】撂荒和合理施肥的农田均可以提高土壤微生物量、土壤呼吸作用和土壤微生物群落结构和功能的多样性,长期的绝对休闲则不利于土壤微生物功能多样性的维持。合理施肥的农田并不会造成土壤微生物量的下降以及土壤微生物结构和功能多样性的退化,相反,合理施肥对于维持农田土壤微生物量以及微生物结构和功能多样性具有显著的积极作用。     

日光温室蔬菜地土壤主要养分含量及其累积特征分析

【目的】研究不同棚龄日光温室蔬菜地土壤主要养分含量及变化规律,为设施蔬菜地合理施肥提供依据。【方法】采集杨凌区3,5和8年棚龄的日光温室蔬菜地和相邻农田0~100 cm土样(每20 cm采一样品),测定土壤各剖面的pH、有机质、全N、全P、全K、速效P和速效K等主要养分含量,并计算其累积量。【结果】3,5和8年棚龄的日光温室蔬菜地耕层(0~20 cm土层)土壤pH值分别是7.90,7.75和7.55,分别比相邻农田耕层土壤(pH值8.20)降低了0.30、0.45和0.65;0~100 cm土层速效P累积总量分别为574.0,837.4和1 189.8 kg/hm2,分别较相邻农田(89.2 kg/hm2)高5.43,8.40和12.35倍;速效K累积总量分别为2 272.3,3 378.3和5 204.5 kg/hm2,分别较相邻农田(1 535.4 kg/hm2)高0.48,1.20和2.39倍;全N累积总量分别为9.1,7.1和10.1 Mg/hm2,分别较相邻农田(4.2 Mg/hm2)高1.17,0.69和1.40倍;全P累积总量分别为48.6,53.2和79.7 Mg/hm2,分别较相邻农田(33.8Mg/hm2)高0.44,0.57和1.36倍。菜地养分累积以0~20 cm为主,形成养分富积层,其次为20~40 cm;40~100 cm菜地土壤养分也有不同程度的累积。与相邻农田相比,各种养分的富集率大小次序为:速效P>速效K>全N>全P>全K>有机质。【结论】日光温室蔬菜地土壤有酸化趋势,各种养分(尤其是速效P)大量累积。     

长期定位施肥对土娄土耕层土壤养分和土地生产力的影响

通过12a长期定位施肥研究了土娄土不同施肥处理对耕层土壤养分和土地生产力的影响。结果表明:1)施氮肥可以增加土壤全氮、土壤碱解氮的含量,施磷肥可以增加土壤全磷、土壤速效磷的含量,施钾肥对土壤全钾的影响不大但可以增加土壤速效钾的含量;氮磷钾化肥配施有机肥料可以使土壤有机质、全氮和全磷大幅度增加,有利于培肥地力。2)土娄土对玉米的供肥能力高于小麦,长期不施氮肥或磷肥,使土娄土生产力随种植年限的延续而下降,玉米下降的幅度分别为66.9%、45.1%,小麦下降的幅度分别为77.5%、75.8%。3)氮肥与磷肥配施或氮磷肥与有机肥配施,土娄土土地的生产力贡献率维持在93.5%～96.7%的较高水平。     

应用DNDC模型模拟关中地区农田长期施肥条件下土壤碳含量及作物产量

为探讨长期不同施肥条件下土壤有机碳和作物产量的变化规律及DNDC模型在关中地区的适用性,利用在陕西杨凌设置的长期定位施肥试验数据,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾无机肥(NPK)、无机肥配施秸秆(SNPK)、无机肥配施低量有机肥(M1NPK)及无机肥配施高量有机肥(M2NPK)5个处理,分析了20年来土壤有机碳(SOC)含量、碳循环以及农作物产量的变化趋势等基本特征。分析数据表明:CK使得土壤肥力持续下降,显著地降低了SOC含量和作物产量;NPK处理虽可促进作物产量,但对表层土壤肥力的增加不明显,与CK处理无显著差异;而SNPK、M1NPK与M2NPK处理既增加了作物产量,同时也显著提高了土壤肥力,且以M2NPK的增产增肥效果最佳。在此基础上,利用实测数据标定和验证了DNDC模型,通过均方根误差(RMSE),标准化的均方根误差(N-RMSE)以及符合度指数(d)对模型适用性分析,模型预测精度较好,可用于预测该地区作物产量和土壤有机碳动态。从模型输出20年来土壤碳含量的变化看,施肥能提高作物地上部、地下部生物量以及土壤异氧呼吸作用,即同时提高了外源碳携入量和内源碳消耗量,但各施肥处理均在碳储量上表现为盈余状态。因此,在关中地区,为提高土壤肥力、碳储量以及作物产量,可推广无机肥配施有机肥的措施。     

陕西土壤磷等温吸附特性及其测定条件的研究

以陕西省主要农业土壤为材料，研究选定了土壤磷等温吸附的测定条件：磷添加浓度０－７０ｍｇ／Ｌ，水土比１０：１，平衡时间６天，平衡介质０．０１ｍｏｌ／Ｌ ＫＣｌ。以此条件测定土壤磷等温吸附线，结果表明，Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程和Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ方程能满意地描述陕西土壤磷的吸附特性；由Ｌａｎｇｍｕｉｒ方程获得的土壤磷最大吸附量（Ｘｍ）、磷吸附反应常数（Ｋ）及磷吸附最大缓冲容量（Ｍｂ）均呈现为黄褐土〉Ｌｏ     

农田生态条件对灰漠土养分及胡敏酸特性的影响

通过比较荒地和玉米地土壤养分、胡敏酸热解特性和红外光谱特征,研究了灰漠土农田生态条件对土壤养分和有机质特性的影响。结果表明,种植玉米增加土壤有机质、全N、全P、全K、缓效钾和碱解氮的含量,但使速效磷和速效钾含量下降,土壤pH略有下降。荒地土壤胡敏酸的脂肪族侧链较多,胡敏酸较年轻,而玉米地土壤胡敏酸侧链较少,胡敏酸相对较老。荒地土壤胡敏酸的脂族性强于玉米地。农田生态条件使土壤胡敏酸老化。