土壤质量生物学指标研究进展

本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。     

稻田土壤养分的迁移规律及其环境风险

我国几乎所有大的湖泊均面临富营养化问题,究其原因主要是由于氮、磷的过量输入,而P又是内陆水体富营养化的限制因素[1~4]。有关资料表明[5],在排除工业点源污染后,太湖流域各种面源污染中每年从农田进入水体的磷素相对贡献率不足10%,而生活污水、人畜排泄物及淡水养殖业等的磷素相对贡献率达90%左右。稻田土壤是水网地区一种特定的土地利用方式,农田管理方式直接影响着周围水体的环境状况,因此有关稻田土壤的农田排水和径流损失方面也一直是环境学家关注的热点问题。目前有关稻田土壤磷素损失机制,磷素在稻田土壤中向下迁移的可能性及渗漏通量还没有比较明确的定论。本试验通过模拟高强度集中供磷状况下,稻田土壤氮、磷的     

稻田变量施肥作业图的形成与施肥模型应用

对130hm~2弱碱性壤质水稻田的土壤养分空间变异进行研究,将田块划分为75m×75m的网格,采用DGPS定位取0～20cm表层土样281个,应用地统计学的方法对测定数据进行分析结果表明,土壤有机质、水解氮、有效磷和有效钾等养分的空间分异特性有明显差异,75m的取样间距较好地反映土壤养分的空间变异状况。利用土壤养分丰缺判断指标和结合Kriging内插法,绘制出养分的空间分异等值线图,并建立N、P、K肥变量施用的数学模型。水稻施肥试验产量稳定保持在8250～9000kg/hm~2。     

太湖地区水稻产量、根圈土壤矿质态氮及氮素径流损失对氮肥的响应

通过氮肥梯度小区试验,研究了施氮对水稻根圈土壤及土壤溶液矿质态氮、叶片SPAD值、氮素累积量、水稻产量和氮素径流损失的影响.结果表明:基肥显著增加了苗期水稻根圈土壤矿质态氮,追肥对水稻根圈土壤及土壤溶液矿质态氮含量影响较小;施氮对水稻顶三叶SPAD值影响较为显著,而不同氮肥梯度下SPAD值无显著差异.分蘖期后,施氮量和植株氮素累积量存在显著正相关关系;收获期秸秆氮累积随着施氮量的增加而增加,但籽粒氮累积受施氮量影响较小.施氮量的增加对水稻增产效果并不显著,却显著提高了总氮径流损失,降低了氮肥农学效率,综合考虑产量、农学效率和总氮径流损失,该地区施氮量需低于理论最高产量施氮量(243 kg·hm^-2);该季135 kg N·hm^-2施氮量处理产量虽有所下降(差异不显著),但其农学效率最高且总氮径流损失最低.针对污染严重区域,在保证产量的基础上采用低氮肥投入而极大限度地降低施氮对环境的潜在污染是可行的.     

长期定位施肥对太湖地区稻麦轮作土壤酶活性的影响

对太湖地区25年长期定位试验田的稻麦两季土壤酶活性进行了测定分析。结果表明,麦季不同施肥处理间的5种土壤酶活性变化没有明显的规律性;无论是仅施化肥还是施有机肥加化肥,稻季5种土壤酶活性的不同肥料配比处理之间绝大多数均无显著差异;成对比较显示,稻麦两季绝大多数相同肥料处理的酶活性之间没有显著差异,仅有稻季猪粪加氮磷钾全施(MNPK)处理的酸性磷酸酶活性极显著高于麦季。分析差异不显著的原因,可能与经过多年的长期定位培肥,土壤储积酶已经达到"饱和"水平,因此不会对外源肥料的施用产生显著响应有关。     

稻麦轮作条件下化肥氮素对土壤氮的替换作用

采用盆栽实验，第1季水稻生长期内施入^15N标记硫酸铵，在以后的各季作物生长期内使用非标记硫酸铵，连续5季实施稻麦轮作，在每一季结束后采样测定^15N标记硫酸铵的去向，并利用土壤中^15N残留量数据计算了不同施肥强度下土壤氮被替换的速率，以此反映人们对土壤氮素干预的程度。计算结果是：假设肥料氮一旦进入土壤就看成是土壤氮，那么肥料氮替换50％的土壤氮因施肥量不同需要7～60a（14～121季）；如果将作物成熟以后残留于土壤的肥料氮看成是土壤氮，那么替换20％的土壤氮因施肥量不同需要3～7a（5～15季），替换30％的土壤氮需要无限长时间。     

施用有机肥对土壤生物性状影响的研究进展

施肥是农业生态系统中的重要一环,因土壤生物特性如土壤酶活力、微生物量、呼吸以及生物多样性等对外来扰动的灵敏性优于理化特性而在近几年受到了广泛关注。长期配施有机肥能显著调节土壤营养环境,提高微生物碳氮含量,降低代谢呼吸商值并提高多种土壤酶的活力和土壤生物多样性,为作物稳产高产创造良好的土壤生态环境,而化肥施用的效果恰相反。土壤生物特性的变动关系到土壤质量、农业生产的产量以及生态系统的稳定,本文综述了近几年国内外关于施用有机肥对土壤生物性质影响的研究结果。     

不同肥料结构对水稻群体干物质生产及养分吸收分配的影响

大田试验研究结果表明:单施化肥的水稻植株干物质积累和养分吸收主要集中于生长中前期。而有机无机肥配施,特别是化肥与厩肥配合施用有利于水稻植株在中后期,尤其是灌浆期对养分吸收和干物质的积累,其中以植株对磷的吸收比例在各肥料结构间差异最大(p<0.01)。有机无机肥配施还可促进水稻植株养分向籽粒中转移和分配。从而明显增加了水稻结实率和千粒重,进而大大提高了水稻籽粒产量(p<0.05或p<0.01)。     

太湖地区绿肥还田与无机氮追肥配施的环境效应分析

通过太湖地区绿肥还田与不同用量的无机氮追肥配施小区试验,研究了水稻苗期、分蘖期和抽穗期田面水氮素不同形态的变化特征、径流损失及水稻产量。结果表明:绿肥还田后,水稻苗期田面水中总氮浓度出现先减小后增加的变化,总氮浓度增加的原因主要是有机氮浓度的增加,而无机氮浓度先升后降;分蘖肥和穗肥施用后,田面水氮素浓度随施肥量的增加而升高,田面水总氮和有机氮在施肥后第1天达到最大,随后快速下降,而无机氮在施肥后则经历了一个先升后降的变化过程;随着施肥量的增加,稻季氮素径流损失不断增大,无机氮是氮素径流损失的主要形态,且径流水中无机氮以铵态氮为主,故应将铵态氮作为农田排水污染检测的主要指标;绿肥还田模式下,施用氮素基肥可大大提高田面水的氮素含量,增加氮素流失风险,而不施氮素追肥或者过量减施均可影响作物的产量。绿肥还田,稻季配施140 kg hm-2无机氮追肥,可减少48%无机氮肥投入,降低38.5%氮肥流失率,实现水稻产量效应和环境效应的协调,是水体污染严重地区值得尝试的一种农作方式。     

太湖地区稻田不同轮作制度下的氮肥减量研究

通过设置不同轮作制度及施氮量, 研究其对稻季的田面水氮素含量、氮素径流损失、产量及土壤养分的影响, 结果表明: 在江苏宜兴地区, 冬季种植紫云英或黑麦草替代小麦种植, 从而减少稻季化学氮肥的施用是可行的。紫云英或黑麦草参与轮作还田, 提高了土壤的供氮水平, 促进了水稻对氮素的吸收利用, 产量显著提高, 且冬季种植无需施用氮肥, 减少了冬季旱地土壤的氮素损失, 降低了环境负荷; 在总施氮量相等的情况下, 提高肥料中有机肥比例可以降低稻田田面水中的总氮含量, 降低了因田面水外排导致的氮素径流损失,且绿肥种植成本低, 尤其是紫云英对无机氮肥的替代性强, 可以有效降低稻季的施肥成本。在江苏宜兴地区,如适当地将传统的小麦?水稻轮作制度改为紫云英?水稻轮作制度, 并在稻季减少120 kg·hm?2 的纯氮投入, 则可兼顾经济效益、产量效益和环境效益。