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。     

长期磷肥不均投入下黄土高原土壤磷素有效性及与土壤性质关系分析

由于科学施肥指导工作和生产实际的脱节,过量施用磷肥的现象普遍存在,进而造成大量磷素在土壤中累积。准确评价土壤中磷素的有效性是土壤磷素科学管理的基础。国际上梯度扩散薄膜技术(DGT)和传统方法相比可以更为准确地反映土壤中元素的生物有效性。以黄土高原具有代表性的60个土壤样品为研究对象,采用传统Olsen法和DGT技术评价多年磷肥投入不均条件下黄土高原地区土壤磷储量及其有效性现状,研究了DGT技术测定的DGT-P与全磷、Olsen-P之间的关系,并利用通径分析探究了土壤磷素有效性和土壤相关理化指标之间的关系。结果表明:黄土高原地区土壤磷素分布不均匀,缺磷与富磷现象并存,富磷土壤主要是耕地样品。磷素活化系数(Olsen-PAC)小于2.0%的土壤样品占76.67%,绝大部分土壤样品磷素有效性低。耕地磷肥投入量过高,活化土壤中的无效磷是黄土高原地区磷素科学管理的主要目标。土壤DGT-P与全磷、Olsen-P呈显著相关性(P0.01)。黏粒对土壤磷素有效性的直接影响最大,对Olsen-PAC的影响为正效应,对DGT法测定的磷素活化系数(DGT-PAC)的影响为负效应。土壤黏粒含量越高,有效磷库越大,土壤中供植物吸收利用的磷反而越少。     

土壤盐结皮人工培育及其破损程度对土壤蒸发的影响

土壤盐结皮在干旱半干旱区广泛发育,对地表土壤水文过程具有重要影响,而外力对盐结皮的机械破损干扰现象普遍存在。该文以塔克拉玛干沙漠流动风沙土为例,通过室内试验利用不同矿化度(5、10、20和30 g/L)的不同盐溶液(NaCl、Na_2SO_4、CaCl_2、KCl)模拟咸水灌溉下盐结皮的形成发育过程,根据盐结皮理化性质确定了其最适人工培育条件,并在此基础上模拟了盐结皮不同破损程度(破损100%、破损50%、破损25%和无破损)影响下的土壤蒸发过程。结果表明:盐结皮的硬度、抗剪切力、pH值和电导率通常随着灌溉水矿化度的增加而增大,采用30g/LNaCl溶液培养盐结皮厚度和硬度均较大;土壤日蒸发量随盐结皮破损程度的增加而增加,并随灌水天数呈递减趋势;土壤累积蒸发量随灌水天数以及破损程度的增加而增大,盐结皮破损100%的土壤日蒸发量和累积蒸发量与其他各处理之间有显著性差异;盐结皮对土壤蒸发的累积蒸发抑制效率随灌水时间的延长呈递增趋势,随破损程度的增加而降低,盐结皮无破损处理的累积蒸发抑制效率最高达58.84%,而破损50%的处理最大仅为30.20%。总之,土壤盐结皮的人工培育在方法上是可行的,其对土壤水分蒸发具有明显的抑制作用,且其破损程度对蒸发过程具有显著影响。这对于揭示干旱半干旱区盐渍土壤水文过程和指导水土资源的合理利用具有重要意义。     

不同缓/控释尿素在黄土台塬区春玉米的减量施用效果

本文通过田间试验研究了覆膜条件下,黄土台塬区6种缓/控释尿素减量施用对春玉米产量、氮肥利用率及氮素累积量等的影响,以确定适合本地区春玉米施用的缓/控释氮肥品种和用量,为本地区春玉米简约、高效施肥技术提供理论依据与技术支撑。以春玉米品种‘先玉335’为供试作物,设9个处理,分别为不施氮肥处理(N0)、农户常规施氮处理[普通尿素,施氮量225 kg(N)·hm~(-2),N225]、普通尿素减量处理[施氮量180 kg(N)·hm~(-2),N180]和6种缓/控释尿素减量处理[施氮量180 kg(N)·hm~(-2)]。6种缓/控释尿素分别为树脂尿素、控失尿素(CLU)、硫包衣尿素(SCU)、脲甲醛(UF)、多肽尿素和稳定尿素。在玉米各生育时期采集地上部植株样品及耕层(0~20 cm)土样,分析耕层土壤无机氮含量,测定玉米植株氮素累积量及产量。施用氮肥可显著增加玉米产量,增产率在28%~65%。与N225相比,N180玉米产量显著降低19.1%,但各缓/控释尿素(减量20%)一次基施没有明显的减产效应,其中SCU与CLU分别增产4.5%和2.7%。与农户常规施肥相比,N180降低经济效益2 051$·hm~(-2);各缓/控释尿素(除UF)可增加玉米氮素累积量、提高氮肥利用率2.26%~12.69%,经济效益提高347~1 747$·hm~(-2),氮肥利用率和经济效益以SCU、CLU最高。大喇叭口期—吐丝期,缓/控释尿素氮素释放量大可能是提高氮肥吸收和利用率的原因之一。控失尿素和硫包衣尿素等缓/控释尿素减量(20%)并一次性基施,能维持产量不降低,提高氮肥利用率和经济收益,节约劳动力成本,可作为黄土台塬区春玉米简约化减量化施肥的一种选项。     

施加钝化剂及叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响

为研究施加钝化剂、叶面肥对大田小麦-玉米轮作Cd吸收转运的影响,实现安全利用类耕地农作物的安全生产,通过大田轮作试验的方式,选用小麦秸秆生物炭、钙镁磷肥为土壤钝化剂,叶面硒肥为叶面阻隔剂,在田间共设置6个处理：小麦和玉米常规种植（CK）、基施生物炭（B）、基施钙镁磷肥（P）、叶面喷施硒肥（F）、叶面喷施硒肥的同时基施生物炭（BF）、叶面喷施硒肥的同时基施钙镁磷肥（PF）。小麦和玉米成熟后对其籽粒、秸秆、根系3部分的Cd含量进行检测,并对耕地土壤的pH值、有效态Cd、全量Cd进行测定。结果表明：与CK处理相比,小麦和玉米各处理土壤pH值有不同程度的升高,其中B处理和BF处理会显著提升土壤pH值;小麦和玉米各处理土壤中全量Cd无明显变化; P处理和PF处理可显著降低土壤有效态Cd含量。与CK处理相比,各处理农作物籽粒中Cd含量均有不同程度的降低,且叶面阻隔联合土壤钝化技术（BF、PF）的效果更好。较CK处理,PF处理小麦和玉米籽粒Cd含量下降最明显,降幅分别为39.91%、43.51%,BF处理小麦和玉米籽粒Cd含量分别下降了22.58%、33.53%,F、B处理和P处理变化较小,降低效果表现为B处理相似文献   

4种针叶纯林枯落叶对3种豆科灌草的化感效应

为探讨豆科灌草在针叶人工纯林改造和林草复合植被建设中的可行性,研究了油松(Pinus tabulaeformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、落叶松(Larix principis rupprechtii)和樟子松(P.sylvestris var.Mongolica)当年枯落叶经室内混土分解培养后,所获得的枯落叶浸提液对紫穗槐(Amorpha fruticosa)、毛苕子(Vicia villosa)和草木樨(Melilotus officinalis)种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明,1)油松枯落叶浸提液抑制毛苕子和草木樨种子萌发,对紫穗槐种子萌发以及紫穗槐和毛苕子幼苗生长表现为“低促高抑”;2)侧柏浸提液促进草木樨种子萌发和毛苕子幼苗以及紫穗槐幼根生长,对紫穗槐种子萌发以及草木樨幼苗生长均表现为“低促高抑”;3)落叶松浸提液抑制了紫穗槐和毛苕子种子萌发,促进了草木樨种子萌发和毛苕子幼苗以及草木樨幼根生长,对紫穗槐幼苗生长表现为“低促高抑”;4)樟子松浸提液抑制了毛苕子和草木樨种子萌发以及紫穗槐幼苗地上部生长,促进了毛苕子幼苗和紫穗槐幼根生长,对紫穗槐种子萌发表现为“低促高抑”;5)3种豆科灌草幼苗MDA含量分析结果与其幼苗生长的分析结果一致。MDA含量可能是衡量化感效应的最敏感指标。     

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)。     

Winter cereal yields as affected by animal manure and green manure in organic arable farming

The effect of nitrogen (N) supply through animal and green manures on grain yield of winter wheat and winter rye was investigated from 1997 to 2004 in an organic farming crop rotation experiment in Denmark on three different soil types varying from coarse sand to sandy loam. Two experimental factors were included in the experiment in a factorial design: (1) catch crop (with and without), and (2) manure (with and without). The four-course crop rotation was spring barley undersown with grass/clover – grass/clover – winter wheat or wheat rye – pulse crop. All cuttings of the grass–clover were left on the soil as mulch. Animal manure was applied as slurry to the cereal crops in the rotation in rates corresponding to 40% of the N demand of the cereal crops.Application of 50 kg NH₄–N ha^?1 in manure increased average wheat grain yield by 0.4–0.9 Mg DM ha^?1, whereas the use of catch crops did not significantly affect yield. The use of catch crops interacts with other management factors, including row spacing and weed control, and this may have contributed to the negligible effects of catch crops. There was considerable variation in the amount of N (100–600 kg N ha^?1 year^?1) accumulated in the mulched grass–clover cuttings prior to ploughing and sowing of the winter wheat. This was reflected in grain yield and grain N uptake. Manure application to the cereals in the rotation reduced N accumulation in grass–clover at two of the locations, and this was estimated to have reduced grain yields by 0.1–0.2 Mg DM ha^?1 depending on site. Model estimations showed that the average yield reduction from weeds varied from 0.1 to 0.2 Mg DM ha^?1. The weed infestation was larger in the manure treatments, and this was estimated to have reduced the yield benefit of manure application by up to 0.1 Mg DM ha^?1. Adjusting for these model-estimated side-effects resulted in wheat grain yields gains from manure application of 0.7–1.1 Mg DM ha^?1.The apparent recovery efficiency of N in grains (N use efficiency, NUE) from NH₄–N in applied manure varied from 23% to 44%. The NUE in the winter cereals of N accumulated in grass–clover cuttings varied from 14% to 39% with the lowest value on the coarse sandy soil, most likely due to high rates of N leaching at this location. Both NUE and grain yield benefit in the winter cereals declined with increasing amounts of N accumulated in the grass–clover cuttings. The model-estimated benefit of increasing N input in grass–clover from 100 to 500 kg N ha^?1 varied from 0.8 to 2.0 Mg DM ha^?1 between locations. This is a considerably smaller yield increase than obtained for manure application, and it suggests that the productivity in this system may be improved by removing the cuttings and applying the material to the cereals in the rotation, possibly after digestion in a biogas reactor.Cereal grain protein content was increased more by the N in the grass–clover than from manure application, probably due to different timing of N availability. Green-manure crops or manures with a relatively wide C:N ratio may therefore be critical for ensuring sufficiently high protein contents in high yielding winter wheat for bread making.     

氮肥管理与地膜覆盖对旱地冬小麦产量和氮素利用效率的影响

降雨偏少且季节分布不均,施肥偏多且方式不合理,缺少有效的保水栽培措施是西北旱地小麦生产面临的主要问题。2010年10月至2012年6月连续2个小麦生长季,在陕西渭北旱塬进行田间试验,比较了氮肥追施和总量减少、覆膜、增加种植密度措施较传统施肥和农民习惯施肥种植模式对冬小麦籽粒产量及氮素利用效率的影响。与农户习惯施肥相比,传统施肥不能持续增加产量和氮素利用效率;而减氮追肥、减氮垄覆和减氮垄覆增密处理的增产效果明显,同时提高了氮素利用效率,但减氮垄覆或增加种植密度却使籽粒含氮量降低,主要原因是进入开花期后土壤硝态氮累积量减少,氮素供应不足所致。综合分析,减氮垄覆增产增效更明显,小麦产量、氮肥偏生产力、氮肥生理利用率在第1年分别提高38.6%、49.6%和35.1%,在第2年分别提高7.6%、16.3%和25.7%,说明控氮与覆膜结合是实现旱地冬小麦增产的重要措施,但需注意生长后期土壤氮素供应,在增产的同时保证小麦品质。     

长期不同施肥对旱地小麦土壤氮素供应及吸收的影响

【目的】评价长期不同施肥处理土壤中氮素固持、供应和损失情况。【方法】以连续19年不施肥（NF）、施用化学氮、磷、钾肥（NPK）和有机肥与化学氮、磷、钾配施（MNPK）田间定位试验处理为对象,设置施氮和未施氮微区,研究了小麦生长期间土壤矿质态氮、土壤微生物量氮（SMBN）及小麦氮素吸收的动态变化。【结果】施用氮肥显著提高长期不施肥土壤（NF）矿质态氮含量（P＜0.05）,小麦拔节期、开花期和收获期增幅分别为239%、70%和62%,在小麦收获时施用的氮肥约50%淋溶到30 cm土层以下。氮肥施用使NPK处理土壤小麦拔节期和开花期矿质态氮含量分别显著增加46%和90%（P＜0.05）,但对MNPK处理土壤矿质态氮含量无显著影响。施用氮肥对NF处理SMBN无影响,使拔节期NPK和MNPK处理土壤SMBN含量分别显著增加1.8和3.4倍（P＜0.05）。从拔节期到开花期,施用氮肥处理NPK和MNPK土壤SMBN显著降低49%和63%（P＜0.05）。MNPK处理土壤小麦氮肥的利用率（69%）显著高于NF、NPK处理土壤（分别为5%和40%）。【结论】有机无机长期配施增强了土壤对氮肥的缓冲能力,协调了土壤中氮素固持、释放与作物吸收之间的关系,提高氮肥利用率。