不同施肥对河套灌区瓜田土壤养分及甜瓜生长和养分利用的影响

采用田间试验研究了内蒙古巴彦淖尔市河套灌区甜瓜一次性施肥、覆膜后灌水淋洗排盐传统种植模式下不同施肥对土壤养分及甜瓜产量、品质和养分利用的效应,不同施肥处理包括不施肥(CK)、常规施肥(CF,N 445.5 kg/hm~2,P_2O_5 399 kg/hm~2,K_2O 54 kg/hm~2)、优化减量施肥(RF,N 240 kg/hm~2,P_2O_5 150 kg/hm~2,K_2O 120 kg/hm~2)、控释肥(RSF,控释尿素N 240 kg/hm~2,P_2O_5 150 kg/hm~2,K_2O 120 kg/hm~2)、优化减量施肥+有机肥(RF+OM,增加有机肥15 t/hm~2)、控释肥+有机肥(RSF+OM)6个处理。结果表明:RSF在甜瓜生育期维持较高的土壤氮素水平,与单施化肥相比,RF+OM、RSF+OM处理可以维持土壤有机质含量,培肥土壤。各施肥处理与CK相比,甜瓜产量均显著增加(P0.05),RSF+OM处理产量显著高于CF处理,RF、RSF及RF+OM处理与CF处理相比产量和品质提高,但差异不显著。RF、RSF处理氮素利用效率比CF处理分别提高15.1,21.5个百分点,磷素利用效率分别提高20.4,18.8个百分点。化肥减施及施用控释肥对减少河套地区甜瓜农田灌溉退水中氮素汇入乌梁素海引起的面源污染具有重要的生态环境意义。     

黄土坡地几种退耕植被土壤硝态氮分布特征与迁移研究

以荒坡地为对照,研究了黄土高原退耕还林中广泛种植刺槐、柠条、苜蓿、杨树、侧柏的土壤中NO3--N的分布特征。结果表明:0～160cm土层中上述不同植被土壤NO3--N的平均含量由高到低依次为柠条>刺槐>苜蓿>侧柏、杨树>荒坡地(P<0.05);人工林地土壤NO3--N含量大于荒坡地,豆科植被大于其他植被;从整个土壤剖面看,这几种植被在0～20cm表层土壤中NO3--N含量均高于其底下各土层,以苜蓿最高,达到6.12mg.kg-1,柠条次之,为5.82mg.kg-1;随着土层深度的增加,在20～60cm柠条、苜蓿和刺槐土壤中NO3--N含量随深度增加逐渐下降,并于60cm以后趋于稳定,杨树、侧柏与荒坡地NO3--N含量随土层的加深变化不大;各植被在140cm以下土层中均存在NO3--N富集现象;不同坡位的NO3--N均呈现坡顶>坡中>坡底的趋势,阴坡土壤的NO3--N含量显著高于阳坡(P<0.05)。     

运用生命周期评价方法评估奶牛养殖系统温室气体排放量

准确评估奶牛养殖系统温室气体排放量是寻求有效减排措施和引导奶牛养殖业低碳发展的基础。该文应用生命周期评价方法,结合中国奶牛养殖业现状,建立了奶牛养殖系统温室气体排放量评估方法;并以此方法分析了西安郊区典型的规模化奶牛场的奶牛养殖系统温室气体排放特点和排放量。结果表明,该奶牛养殖系统主要的温室气体排放环节是奶牛肠道发酵CH4排放、饲料生产与加工、粪便贮存,其排放量分别占整个系统的48.86%、18.97%和16.39%。主要排放的温室气体是CH4、N2O,排放量分别占整个系统的55.56%和26.9%。该奶牛养殖系统每生产1kg按脂肪和蛋白质纠正的原奶(FPCT)的温室气体排放量(以CO2当量计)为1.52kg,低于全球平均的混合饲养模式原奶生产的排放量,而高于欧洲国家原奶生产的排放水平,说明减排潜力还很大。通过改善饲料、改进粪便管理模式和肥料田间管理等措施均能够减少单个环节的温室气体排放量,而不同措施对整个系统减排的贡献率还应通过生命周期评价方法进行分析。因此,建议开展不同减排措施下的生命周期评估,以获得对系统减排更有效的措施。     

生物炭与氮肥配施改善土壤团聚体结构提高红枣产量

探讨花生壳生物炭配施氮肥对华北平原枣区土壤机械稳定性和水稳性团聚体的分布、稳定性及红枣产量的影响,阐明土壤和枣树对生物炭与氮肥培肥效果的响应,为枣区土壤结构改良和合理培肥制度建立科学依据。通过3 a(2013—2015)田间定位试验,设置生物炭用量4个水平(0,2.5,5和10 t/hm2)、氮肥用量3个水平(300,450和600 kg/hm2),利用干、湿筛法得到不同粒级的土壤团聚体含量。结果表明:与对照相比,生物炭与氮肥配施对机械稳定性团聚体的平均质量直径(MWD,mean weight diameter)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)和0.25 mm大团聚体质量分数无显著影响,但0.25 mm水稳性大团聚体含量则显著提高20.7%,水稳性团聚体的MWD和GMD较对照分别显著增加29.2%和27.2%。同时,各配施处理降低了土壤团聚体破坏率,最大降幅为27.1%。与对照相比,中、高用量的生物炭与氮肥配施显著提高土壤有机碳含量,且有机碳含量与MWD和GMD均达到了显著水平(P0.05)。生物炭施入土壤1 a后,随试验时间的推移,与氮肥的培肥效果越来越明显,红枣产量呈上升趋势。综合分析认为,生物炭与氮肥配施对枣区土壤水稳性大团聚体的形成、土壤结构及稳定性提升效果显著,有利于缓解枣区土壤质量退化问题和提高红枣产量。     

影响小白菜铅吸收的土壤因素和预测模型研究

铅(Pb)的生物有效性、移动性和转移特征对环境和食品安全至关重要。本研究采集我国15个省份理化性质差异很大的土壤,利用温室试验,以小白菜为研究对象,通过外源添加Pb,研究Pb从土壤向植物的运移,探索影响Pb生物有效性的主要土壤因素,并建立预测模型。结果表明,土壤总Pb含量、有机碳(OC)含量、pH对植物吸收Pb有显著影响。植物Pb含量和土壤Pb含量呈正相关,而土壤pH和OC含量则与植物Pb含量呈负相关。相比于单因素回归分析,逐步多元线性回归在评价Pb生物有效性时,相关性更高,决定系数R~2由0.83提高到0.94。Pb在酸性土壤中生物富集系数(BCF)较碱性土壤中更大。利用合并CK、Pb1和Pb2处理(n=45)得到的Freundlich预测方程(lg Cplant Pb=1.14 lg Csoil Pb-0.19pH-0.63lg COC+1.92,R~2=0.94,RMSE=0.11)能更准确地评估Pb在土壤中的生物有效性,试验结果可用于预测Pb从土壤到植物的转移。     

黄土高原县域苹果园土壤养分空间变异特征研究

在渭北黄土高原苹果主产县陕西省黄陵县采集304个苹果园0—40cm土层的土壤样品进行养分测定,并应用地统计学及GIS空间分析技术对其空间变异特征进行了研究和探讨,以期为该地区合理施肥提供科学指导。结果表明:该地区果园土壤硝态氮和速效磷变异系数最大,pH值最小。变异系数的大小顺序依次为硝态氮速效磷全磷铵态氮速效钾全钾全氮CEC有机质pH值。土壤全磷和有机质的最佳拟合模型是高斯模型,而全氮、铵态氮和速效钾的最好拟合效果是球状模型,全钾用线性模型拟合效果最好,有效磷、pH值、硝态氮和CEC以指数模型来分析效果最佳。土壤pH值、铵态氮、有效磷、速效钾和CEC的空间相关性很强,其C0/(C0+C)分别为0.17%,7.47%,11.81%,2.95%和24.24%,有机质、全氮、全磷和硝态氮C0/(C0+C)为40.72%,28.16%,46.44%,49.98%,空间相关性中等,土壤全钾的C0/(C0+C)为100%,空间相关性非常弱。研究区苹果园土壤有机质和氮含量偏低,磷、钾较丰富,在今后的施肥过程中需要增施有机肥,适量施用氮磷钾肥。     

镉在小麦各部位的富集和转运及籽粒镉含量的预测模型

以全国小麦产区的14种土壤为材料,采用盆栽试验方法研究了小麦在对照、Cd处理(0.6 mg·kg-1 p H7.5,1.2 mg·kg-1 p H7.5)条件下,Cd在小麦各部位的含量及其富集和转运。结果表明:对于两组Cd处理而言,Cd在小麦中的分布趋势均为根茎籽粒,而且各部位的Cd含量相互间均显著性相关(Cd处理的籽粒与根除外)。14种土壤种植下,小麦根、茎、籽粒的Cd含量范围分别为:0.11~2.18、0.04~0.75、0.004~0.08 mg·kg-1(对照);3.14~12.04、0.18~0.94、0.09~0.43 mg·kg-1(Cd处理)。14种土壤中根-土的Cd富集系数范围为0.59~13.69(对照)、2.98~14.86(Cd处理);茎-根、籽粒-根的转运系数范围为:0.22~1.60、0.02~0.14(对照);0.04~0.13、0.01~0.06(Cd处理)。小麦籽粒Cd含量与土壤理化性质的相关性分析及预测方程显示,无论土壤是否受Cd污染,籽粒Cd含量与土壤p H均呈极显著性负相关,相关性系数分别为-0.828(对照)、-0.841(Cd处理),p H是影响籽粒吸收Cd的首要土壤因素,有机碳(OC)含量则为第二因素,籽粒Cd含量预测方程拟合效果良好(对照R2=0.84;Cd处理R2=0.93)。     

陕北石油区城市绿化树木枯落叶对油污土壤的修复效应

为了修复石油污染土壤和资源化利用城市绿化树木枯落叶,采集陕北典型石油污染土壤,施入19种常见城市绿化树木枯落叶粉碎样进行为期120 d的室内混合分解培养试验,检测不同枯落叶修复土壤化学和生物学性质及降解石油烃的能力,并以主成分分析法进行综合评价。结果表明:对油污土壤性质综合修复效应最好的是苦楝(Melia azedarach)和桃树(Prunus persica)枯落叶,较好的依次为桑树(Morus alba)、国槐(Sophora japonica)、垂柳(Salix babylonica)、五角枫(Acermono Maxim)和紫叶李(Prunus cerasifera)枯落叶,其他树木枯落叶效果不明显,有的甚至起到恶化作用。     

石灰性土壤施用氯化钙对冬小麦生长及钙锌吸收的影响

【目的】北方石灰性土壤碳酸钙含量、p H高等因素制约了小麦对锌的吸收,但由于交换性钙含量高,这一地区作物钙锌营养及其相互作用的研究一直缺乏。本研究通过冬小麦盆栽试验,研究石灰性土壤上不同氯化钙用量对冬小麦生长及钙锌吸收利用的影响,初步探索冬小麦钙锌的相互作用。【方法】选取西北农林科技大学农作一站麦田耕层0—20 cm的土壤进行冬小麦盆栽试验。设5个处理,在施N 0.3 g/kg、P2O50.2 g/kg、K2O 0.3 g/kg土基础上,以氯化钙为钙肥,设施Ca 0、0.3、0.6、0.9和1.2 g/kg土5个水平,每个处理4次重复,完全随机区组设计。供试品种为小偃22,2010年10月15日播种。在收获期采集小麦地上部,分别测定茎叶、颖壳和籽粒烘干重及其钙、锌的含量,收获后土壤p H、交换性钙及有效锌的含量,并计算冬小麦钙、锌累积量及钙、锌收获指数。试验数据采用Excel软件进行计算处理,DPS软件进行方差分析。【结果】小麦籽粒产量和地上部生物量随氯化钙用量升高而增加,施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时小麦地上部生物量显著提高9.8%17.5%,籽粒产量在施Ca 0.9和1.2g/kg时分别显著增加10.7%和22.7%。施用氯化钙显著提高了小麦茎叶和颖壳中的钙含量,茎叶钙含量在施Ca0.9和1.2 g/kg时分别较对照显著提高53%和68%,颖壳钙含量在施Ca 0.6、0.9和1.2 g/kg时分别显著增加34%、36%和51%,籽粒钙含量无显著变化。整株钙累积量随施钙量的提高显著增加38.6%91.4%。施Ca 0.9和1.2 g/kg,籽粒锌含量显著增加,分别由对照的33.7 mg/kg提高到42.0和41.6 mg/kg。整株锌累积量随施钙量提高而显著增加,施Ca 1.2 g/kg时最高,比对照提高47.0%。收获后土壤交换性钙、有效锌含量无显著差异,但施Ca 0.9和1.2 g/kg时土壤p H分别由对照的8.16降低至7.93和7.97。【结论】发现盆栽试验条件下,石灰性土壤适量施用氯化钙可促进小麦干物质形成,增加籽粒产量;整株吸钙量随施钙量的提高显著增加,但不影响籽粒钙含量;施用氯化钙显著降低了土壤p H,同时促进了小麦对锌的吸收以及向籽粒的转移。该结果可为理解石灰性土壤中锌的活化机制,促进作物对锌的吸收利用提供参考。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。