长期施肥红壤及其有机无机复合体非交换性钾释放动力学

【目的】研究长期不同施肥土壤及复合体中非交换性钾释放动力学特征,深入探索长期不同施肥引起的土壤供钾能力差异,明确不同施肥土壤及其有机无机复合体中非交换性钾的供应能力。【方法】以持续20年以上的进贤和祁阳旱地长期试验为研究基础,采用超声波打散,虹吸管法分离土壤＜2、2-10、10-50、50-100、＞100 µm粒级有机无机复合体,制备钙饱和样品,通过草酸连续浸提,得到原土及不同粒级有机无机复合体非交换性钾释放量并建立动力学方程,探索非交换性钾释放规律。【结果】浸提300 h,土壤非交换性钾累积释放量变化表现为进贤试验点化学氮、磷、钾肥与有机肥配施（NPKM）处理和化学氮、磷、钾肥配施（NPK）处理较化学氮、磷肥配施（NP）处理分别增加98.0和81.0 mg·kg^-1,增加率分别为30.7%和25.4%;祁阳试验点NPKM和NPK较NP处理分别增加130.0和40.0 mg·kg^-1,增加率分别为52.1%和16.0%。施用钾肥较不施钾肥显著增加＜2 µm粒级复合体非交换性钾累积释放量。采用一级动力学方程和Elovich方程对土壤及复合体非交换性钾释放特性进行拟合均达到极显著水平(P＜0.001),同时一级动力学方程a值、Elovich方程b值均与非交换性钾释放量呈极显著正相关（P＜0.001）。【结论】红壤长期施用钾肥及其配施有机肥提高土壤非交换性钾供应能力,这种能力的变化主要集中在＜2 µm粒级复合体;一级动力学方程a值和Elovich方程b值可以很好地模拟土壤及复合体非交换性钾的释放能力。     

运用万能材料力学试验机测定土壤力学稳定性的方法及应用

[目的]为了分析运用万能材料力学试验机测定土壤力学稳定性的优越性,并且探究不同施肥制度对土壤物理性质的影响。[方法]以江西省红壤研究所水田长期定位试验土壤为对象,将其分为4组,并做对照试验。[结果]Control、TNPK、NPK+GM和NPK+GM+PM四组的平均抗压强度分别是0.562、0.460、0.362和0.313 MPa。与传统方法相比,万能材料力学试验机测出的抗压强度平均值与传统方法相当,但其精度具有显著优势,还能获取土壤弹性模量,破坏能量等指标。[结论]长期配施有机肥可以改善红壤稻田土壤物理性状,使稻田土壤更为松软,更加有利于作物生长。     

菇稻不同轮作年限对水稻产量和土壤肥力特征的影响

为明确大球盖菇-水稻轮作年限对水稻产量及土壤肥力的影响,在南方丘陵区选取种植一季水稻(CK)、大球盖菇-水稻轮作年限为2年(R2)、5年(R5)及10年(R10)的田块作为研究对象,分析了水稻产量、土壤pH和有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量及土壤团聚体组分等指标的变化规律。结果表明,与CK相比,R5及R10处理使水稻产量分别显著增加了9.0%与12.3%(P<0.05),而R2处理则无显著影响。大球盖菇-水稻轮作可缓解土壤酸化(pH比CK提高0.26～0.43个单位),同时,R2、R5和R10处理的土壤有机质、碱解氮和有效磷含量分别比CK增加42.25%～137.67%、22.46%～95.13%和63.38%～79.70%;与CK相比,大球盖菇-水稻轮作可以显著增加土壤大团聚体(>0.25 mm)比例和平均重量直径(MWD),且随轮作年限延长而增加,其中R2、R5和R10处理的大团聚体(>0.25 mm)比例分别比CK增加5.45%～23.2%,MWD增加24.28%～86.55%;相关分析表明,水稻产量与土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及MWD均呈极显著正相关(P<0.01)。综上,大球盖菇-水稻轮作可改善土壤结构和肥力状况,增加水稻产量,因此,该模式可以为南方丘陵区稻田的种植模式优化提供参考。     

不同播种量对白三叶草生长和越夏率的影响

为探讨不同播种量对白三叶草(Trifolium repens L.)生长、产量、越夏率以及对杂草生物量控制的影响,于2012年10月—2013年11月在幼龄杨梅园开展白三叶草不同播种量研究。结果表明:随播种量增加,白三叶草出苗数、草层高度呈上升趋势,而茎粗、叶片SPAD值和单株鲜重均呈下降趋势。白三叶草鲜草产量随播种量的增加显著增加,播种量15.00 kg/hm~2时,增加幅度较大,处理间达显著差异,而播种量为15.00~18.75 kg/hm~2时,鲜草产量增幅减小;白三叶草种子产量和越夏率均随播种量增加而呈先升后降的趋势,播种量为11.25 kg/hm~2种子产量最高,播种量为15.00 kg/hm~2时越夏率最高。杂草生物量则随白三叶草播种量的增加呈下降趋势。因此,白三叶草在丘陵红壤区幼龄果园适宜播种量为11.25~15.00 kg/hm~2。     

红壤区旱地和水田土壤磷素状况及其流失风险

红壤一般偏酸且铁铝富集,磷与铁、铝形成Fe-P、Al-P,降低了红壤磷的有效性。施磷提高红壤供磷能力,但是未被作物利用的磷积累在土壤中,对水体环境构成威胁。研究红壤磷素状况对于提高作物产量和保护环境具有重要意义。已有很多关于红壤磷素状况方面的报道,但是很少将红壤磷素状况与水体磷进行关联分析。在典型红壤区江西省余江县布点采集了旱地和水田土样各54份,周边水样24份,分析了土壤有效磷(Olsen-P和Bray-P)含量、水溶性磷(CaCl2-P)含量和水样总磷含量。结果表明,以Olsen-P为指标,11%的旱地和39%的水田土壤缺磷,61%的旱地和39%的水田土壤磷适合作物生长,11%的旱地和11%的水田土壤处于高磷状态。以Bray-P为指标,11%的旱地和33%的水田土壤缺磷,6%的旱地和33%的水田土壤磷适合作物生长,77%的旱地和6%的水田土壤处于高磷状态。Olsen-P、Bray-P与CaCl2-P三者之间具有极显著相关关系,对Olsen-P与Ca Cl2-P、Bray-P与CaCl2-P分别进行回归分析,求得土壤磷流失突变点的Olsen-P和Bray-P含量分别为56.31和118.4 mg·kg^-1。依据这两个标准,水田土壤有效磷均未超过磷流失突变点,旱地土壤Olsen-P和Bray-P超过突变点的样品比例分别为50%和33%。水田周边排水沟渠水的总磷含量均低于《地表水环境质量标准》Ⅱ类水标准。总之,调查的红壤区水田土壤整体较为缺磷、磷流失风险低,旱地土壤有效磷含量和磷流失风险都较高。     

红壤区施用稻草源生物炭对烟叶钾含量的影响

在红壤区,土壤钾素缺乏严重限制了烟草的需钾能力和品质提升。本研究以稻草源的生物炭为切入点,分别 在水稻土和旱地红壤上设不施钾肥（CK）、化学钾肥（FK）、60%化学钾肥配施 40%的稻草钾肥（60% FK+40% SK）、 60%化学钾肥配施 40%的生物炭钾肥（60% FK+40% BK）等 4 个处理,分析烤烟产量和烟叶钾素含量以及土壤速效钾 含量。结果表明,与 CK 和 FK 相比,60% FK+40% SK 和 60% FK+40% BK 处理可以显著提高烟叶产量和烟叶钾含量, 且水稻土明显高于旱地红壤。在所有处理中,均呈现出 60% FK+40% BK 处理的增幅最高。与 CK 相比,水稻土上 60% FK+40% BK、60% FK+40% SK 和 FK 处理的土壤速效钾含量分别增加了 48.43%、40.88%和 11.95%,旱地红壤上的增 幅分别为 29.63%、22.96%和 20.00%。进一步分析表明,土壤速效钾含量与烟叶钾含量呈显著的正相关关系（p<0.05）。通过拟合方程发现,盆栽试验条件下,水稻土和旱地红壤的速效钾含量增加 10 mg/kg,烟叶钾含量可以增加 0.12%,但还有待进一步验证。因此,在红壤地区,施用稻草源的生物炭可以替代 40%的化学钾肥,且可以保证烟叶产量和提高烟叶钾含量。     

长期不同施肥处理红壤旱地剖面养分分布差异

【目的】 研究长期不同施肥措施下红壤旱地的培肥效果、养分迁移特征以及环境风险,对制定红壤旱地合理的养分管理和培肥技术,促进畜禽粪便的循环利用具有重要意义。 【方法】 依托始于1986年的红壤旱地肥料定位试验,选取不施肥 (CK)、氮磷钾肥配施 (NPK)、2倍氮磷钾肥配施 (2NPK)、有机肥 (OM) 和有机肥和氮磷钾肥配施 (NPKM) 5个处理,采集0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm、80—100 cm土壤样品,分析了pH值、有机质及氮磷钾养分含量。 【结果】 连续施肥28年后,红壤旱地土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾等含量均随着土壤深度增加逐步降低。与对照相比,施用有机肥显著提高了0—40 cm土壤的pH值,其余处理pH有所下降。长期施用化肥后,红壤旱地土壤有效磷、全磷、碱解氮和全氮在0—20 cm耕层累积,土壤速效钾的累积则达到40 cm深;与化肥处理相比,有机肥和有机无机肥配施处理0—40 cm土壤的全氮、碱解氮、速效钾、有效磷和全磷的含量显著增加,土壤全氮和碱解氮的下移累积达到40 cm,而土壤全磷和有效磷的下移累积则达到了60 cm。红壤旱地长期施用猪粪等有机肥主要增加了0—40 cm耕层土壤的磷素累积,而在剖面80 cm以下未表现出明显累积现象。 【结论】 长期施用化肥 (28年)处理养分主要在0—20 cm红壤旱地耕层土壤累积,而长期施用有机肥或有机无机肥配施还可以明显提高20—40 cm土壤养分含量,养分下移累积作用明显。此外,红壤旱地长期施用有机肥可以缓解耕层土壤的酸化、提高耕层土壤肥力水平,是增加培肥深度的有效措施,但是长期施用猪粪导致的氮磷下渗深度增加可能引起的环境风险也应引起重视。      

养分专家系统在双季稻中的应用和评价

为合理评估养分专家(NE)系统在双季稻区的化肥减施效果,本研究于2014～2016年在江西省进贤县开展了3年6季的田间试验,并分析了NE系统与农民习惯(FP)处理、当地农技部门的测土配方推荐施肥(ST)处理下水稻产量、氮磷钾养分吸收量、化肥施用量和肥料偏生产力变化。结果表明:1)NE处理可以显著提高早、晚稻的籽粒产量和养分吸收量(除了2014年)。2015和2016年,NE处理的早、晚稻产量分别比FP处理增加了15.17%～32.74%和14.33%～19.25%;早、晚稻氮素吸收量分别比FP处理增加了25.16%～33.21%和22.09%～26.82%,磷素吸收量增加了27.45%～29.57%和27.02%～38.60%,钾素吸收量增加了16.59%～22.34%和14.24%～16.21%。2)与FP处理相比,3年间NE处理的早、晚稻季氮肥用量分别降低了24.86%～29.15%和28.15%～34.43%,磷肥的降幅分别为15.97%～37.05%和31.72%～44.75%,钾肥的降幅分别为60.35%～66.22%和72.29%～74.02%。3)与FP处理相比,3年间NE处理的早、晚稻氮肥偏生产力分别提高了53.26%～83.41%和48.77%～81.86%,磷肥偏生产力分别增加了57.97%～76.31%和66.24%～115.83%,钾肥偏生产力分别增加了113.25%～156.13%和160.88%～206.00%。因此,NE系统可以在双季稻实现化肥减施增效的目标。     

红壤性水稻土有机无机复合体中碳氮特征对长期施肥的响应

【目的】研究长期施肥对红壤性水稻土有机无机复合体中有机碳（OC）、全氮（TNOIC）特征的影响,为红壤性水稻土管理和培育土壤肥力提供依据。【方法】以长期定位施肥试验的红壤性水稻土为研究对象（始于1984年）,选取CK（不施肥）、PK（施磷钾肥）、NPK（施氮磷钾肥）、NPKM（施70%氮磷钾肥+30%有机肥）4个处理。采集0—20 cm土层土样,分析各粒级（<2、2—10、10—20、20—50和50—250μm）有机无机复合体的分布,并探讨施肥对复合体中有机碳（OC）和全氮（TNOIC）含量、储量和碳氮比（C/N）的影响,以及有机无机复合体中OC和TNOIC对红壤性水稻土有机碳（SOC）、全氮（TN）贡献率的影响。【结果】与不施肥CK相比,施肥处理显著提高了20—50μm粒级复合体的比例,降低了<10μm粒级复合体比例,而NPKM处理与其他施肥处理相比,50—250μm粒级复合体的比例增加更显著;不同施肥对各粒级复合体中OC和TNOIC含量影响不同,与PK相比,NPK处理的50—250μm粒级复合体中OC和TNOIC分别增加了36.3%、80.6%;与NPK相比,NPKM...     

长期化肥和有机肥施用对双季稻根茬生物量及养分积累特征的影响

【目的】作物根茬还田不仅促进作物吸收的养分归还农田系统,而且可以培肥土壤。然而,在双季稻区,有关不同施肥措施下根茬生物量的变化及养分积累特征则仍不明确。【方法】基于1981年开始的进贤双季稻长期定位试验,于2012年分别采集早晚稻成熟期不施肥(CK)、氮磷钾肥(NPK)、2倍的氮磷钾肥(2NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKOM)处理的水稻秸秆、籽粒、根茬和土壤样品,分析不同施肥处理下根茬生物量及氮磷钾养分积累量的变化趋势,探讨影响根茬生物量及养分积累量的关键肥力因子。【结果】根茬生物量和养分积累量及占总植株的比例均呈现出早稻季明显高于晚稻季,且有机无机肥配施处理可以显著提升水稻的根茬生物量及氮磷钾养分积累量。与NPK处理相比,NPKOM处理的早稻根茬生物量及氮磷钾积累量分别增加了20.58%、17.34%、270.66%和37.89%,晚稻季根茬生物量及氮磷钾积累量的增幅为23.85%、17.88%、262.55%和37.96%。但是,在早稻季,NPKOM处理的根茬生物量及氮钾养分积累量占总植株的比例则分别比NPK处理降低了22.18%、33.90%和26.70%,晚稻季NPKOM处理的降幅分别为4.91%、39.41%和27.06%,而根茬磷素的比例则呈增加趋势。进一步通过多元回归分析发现,在所有肥力指标中,土壤全磷和有效磷是影响水稻根茬生物量及氮磷钾养分积累量的关键肥力因子(P0.05)。【结论】长期有机无机肥配施可以显著增加根茬生物量及氮磷钾养分积累量,但却显著降低了根茬氮钾养分占总植株的比例。且当其他条件相同的情况下,施肥措施主要通过土壤磷含量调控早晚稻的根茬生物量及养分积累量。