长期施肥下黄土旱塬黑垆土磷平衡及农学阈值

为研究长期施肥条件下土壤磷平衡和土壤有效磷对磷盈亏的响应,明确土壤有效磷(Olsen-P)的农学阈值及合理磷肥施用量,依托甘肃平凉肥料长期定位试验(始于1979),分析了黄土旱塬黑垆土36 a土壤磷盈亏动态、累积磷盈亏与有效磷的响应关系以及土壤磷残余,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤有效磷的响应关系,计算黄土旱塬黑垆土小麦和玉米的土壤有效磷农学阈值。结果表明:不施肥(CK)和单施氮肥(N)处理土壤磷始终亏缺,N处理每亏缺磷100 kg·hm~(-2),有效磷含量下降1.05 mg·kg~(-1);施磷处理土壤磷当季盈余4.3～207.9 kg·hm~(-2),累积盈余154.9～7 483.6 kg·hm~(-2),其中有机、无机配施(MNP)处理磷盈余最大;土壤累积磷盈余与土壤有效磷增量呈线性正相关,土壤中每盈余100 kg·hm~(-2)磷,秸秆还田配施化肥(SNP,磷肥隔年施)、氮磷配施(NP)、有机肥(M)和有机、无机配施(MNP)处理土壤有效磷分别增加7.55、2.47、0.28 mg·kg~(-1)和0.46 mg·kg~(-1);黄土旱塬黑垆土农田有效磷的小麦和玉米农学阈值分别为22.05 mg·kg~(-1)和13.96 mg·kg~(-1),MNP处理土壤有效磷含量已高于作物农学阈值,NP和SNP处理土壤有效磷含量达到小麦农学阈值分别需要21 a和24 a,达到玉米农学阈值分别需要2 a和8 a,M处理土壤有效磷含量已高于玉米农学阈值,还需要3 a可达到小麦农学阈值。当磷投入量每年平均达22.9 kg·hm~(-2)时,土壤磷呈持平状态;当磷用量达33 kg·hm~(-2)时,不仅作物产量较高,而且磷肥当季利用率也较高;当磷用量增加到233 kg·hm~(-2)时,作物产量对增加磷投入无响应,土壤磷残余超过90%,大量磷素累积在土壤中,增加了土壤磷素的流失风险。黄土旱塬小麦玉米一年一熟轮作黑垆土农田土壤有效磷农学阈值为13.96 mg·kg~(-1)(玉米)和22.05 mg·kg~(-1)(小麦),秸秆还田可促进旱地农田耕层土壤有效磷含量的增加。     

黑垆土的形成环境

根据成土年龄、土壤中植物孢粉鉴定、腐殖质组成、碳酸钙含量、粘土矿物类型、土壤微形态,土壤剖面形态和其它特征,分析了黑垆土的形成环境。研究表明,黑垆土是一种古土壤,它的许多特征是古生物气候条件的产物。     

黑垆土有机碳在团聚体中的分配及其保护机制

以黄土高原广泛分布的黑垆土为研究对象,研究了6个粒级团聚体中总有机碳(TOC)、稳定性有机碳(St OC)、矿物保护态有机碳(MOC)、化学稳定性有机碳(ROC)和游离氧化铁(Fed)、无定形氧化铁(Feo)、络合态氧化铁(Fep)以及黏土矿物含量的特征,重点分析了有机碳在各粒级团聚体中的分配及其与黏土矿物和各种形态氧化铁之间的相关性,及探讨了有机碳的保护机制。结果表明:黑垆土中约80%的土壤有机碳赋存于0.5~0.25、0.25~0.05和0.05 mm的3个粒级团聚体中;黑垆土中的有机碳以St OC为主,其含量随着团聚体粒级的减小而增加。在0.5~0.25和0.25~0.05 mm团聚体中,TOC含量与Fed含量呈正相关关系,相关性系数(r)均为0.72(P0.05);在0.25~0.05 mm粒级团聚体中,ROC含量与Fed含量呈正相关关系(r=0.68,P0.05),而St OC和MOC含量与伊利石含量具有正相关关系r分别为0.71(P0.05)和0.68(P0.05)。黑垆土中对有机碳起保护作用的主要是Fed和伊利石,但二者对有机碳的保护机制可能有所不同:Fed与有机碳络合形成化学稳定性有机碳,而伊利石主要通过吸附作用实现对有机碳的保护。     

当归无公害生产栽培技术要点

1育苗1.1选地选择海拔2 500～2700m的二阴区,土质疏松肥沃、土层深厚、排水良好的黑垆土、黑土地进行育苗,大力推广熟地育苗。1.2整地、施肥育苗地选择阴凉肥湿的生熟地或熟地,初春解冻后,要多次深翻,结合整地,施充分腐熟的厩肥45 000kg/hm2,二铵300 kg/hm2,尿素225 kg/hm2和适量的钾肥，深翻入土，同时用50％辛硫磷3．75kg／hm2拌油渣300kg进行土壤处理，耕后耙耱整平。     

施肥对黑垆土持水特性及抗旱性的影响研究

多年定位试验结果表明,黑垆土各族肥处理耕层土壤持水特征曲线与Cardner提出的S=aθ-b关系吻合,以此为依据对不同施肥处理下黑垆土的持水性,抗旱性和孔性进行了分析,发现高茬收割持水能力最强,抗旱性也较好,施氮持水能力次之,施磷持水能力最差。土壤的释水能力主要取决于土壤类型。土壤层次及理化性状,不同施肥处理对土壤的释水性能影响不大。     

定位施肥对黑垆土无机磷组成及有效性的影响

试验结果表明，长期施Ｍ、Ｐ、ＮＰ、ＮＰＭ能够增加黑垆土中Ｃａ２－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ的含量，且Ｃａ２－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ随施磷量的增加而增加。Ｃａ２－Ｐ、Ａｌ－Ｐ、Ｆｅ－Ｐ与作物吸磷、土壤速效率密切相关，是作物的有效磷源。因此，长期施Ｍ、Ｐ、ＮＰ、ＮＰＭ将提高磷素的有效性。施Ｎ则与上述结果相反。     

长期施肥对黑垆土冬小麦、玉米产量和磷素利用效率的影响

以甘肃省平凉市1979—2007年的肥料长期定位试验为基础,研究了长期不同施肥方式和施肥量对黑垆土冬小麦和玉米的产量、磷素吸收利用的影响,结果表明,长期施磷[氮磷肥配合施用(NP)、氮磷肥和秸秆配合施用(SNP)、单施有机肥(M)、氮磷肥和有机肥配合施用(MNP)]的冬小麦折合产量为3 519~4 621 kg/hm2,玉米折合产量为5 303~6 332 kg/hm2,二者均较不施磷处理[(不施肥(CK)、单施氮肥(N)]提高了2~4倍。施磷处理之间的玉米、冬小麦产量无显著差异,且玉米的吸磷量均高于冬小麦。经过28 a的施磷处理,玉米的农学利用效率为12.42~77.10 kg/kg,冬小麦的农学利用效率为9.13~73.41 kg/kg;玉米季的磷肥回收率平均为5.18%~30.15%,冬小麦季为2.93%~20.07%。玉米季磷肥农学利用效率和回收率的平均值均高于冬小麦季。     

陇东黑垆土区冬小麦肥料利用率研究

为探明平凉市黑垆土区测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥下冬小麦肥料利用率,提高当地冬小麦生产的肥料利用率,实现化肥减量和小麦增产。进行了测土配方施肥、机械施肥、配施生物有机肥等冬小麦氮磷钾肥利用率试验,结果表明,测土配方施肥方式、机械施肥方式及配施生物有机肥均能够更好地促进冬小麦对氮磷钾养分的吸收,从而提高冬小麦的产量,其中配施生物有机肥对促进冬小麦增产,提高氮肥、磷肥利用率效果较好,而测土配方施肥对提高钾肥利用率效果较好。通过对各试点冬小麦籽粒产量、秸秆产量及其养分分类归并,应用肥料利用率计算方法得出,平凉市冬小麦生产中氮肥、磷肥、钾肥平均利用率分别为40.57%、20.61%、61.06%。     

长期施肥下黄土旱塬黑垆土供氮能力的变化

【目的】本研究以36年长期定位试验为依托,分析了不同施肥处理对黄土旱塬区黑垆土全氮、碱解氮、微生物氮以及硝态氮和铵态氮的影响,以期为黄土旱塬区耕地质量的提高和农业可持续发展提供理论依据。【方法】田间试验始于1979年,设6个施肥处理,即不施肥(CK);单施氮肥(N);氮磷配合(NP);秸秆还田加氮磷肥(SNP);单施农家肥(M);农家肥加氮磷(MNP),试验基本为4年冬小麦-2年春玉米的一年一熟轮作制。于每年作物收获后以20 cm为间隔分层采集各处理0-100 cm土层土壤样品测定其土壤全氮、碱解氮、微生物氮以及硝态氮和铵态氮含量。【结果】长期施用有机肥能够明显提高旱塬区农田耕层土壤氮的总贮量,M和MNP处理的耕层土壤全氮含量较试验开始时提高了34.0%和42.7%;长期施有机肥能提高土壤中氮素养分的供应能力,SNP、M和MNP处理耕层土壤碱解氮含量比CK分别提高27.1%、34.2%和65.0%,比N处理提高了28.5%、35.7%和66.8%,比NP提高19.8%、26.5%和55.5%;长期施有机肥能够显著增加土壤有效氮的活性库,SNP、M和MNP处理的耕层土壤微生物氮比CK分别提高了217.0%、147.6%、120.2%;SNP、M和MNP处理能够有效减少土壤剖面中硝酸盐淋溶和深层累积,长期不施肥和单施化肥0-20 cm耕层NO_3~--N含量显著减少,相对MNP减少了58.3%~61.7%,长期单施氮肥土壤剖面深层硝态氮累积量最大在80-100 cm处硝态氮量达到23.98 kg/hm2,是NP处理的近7倍、MNP处理的51倍,长期施用有机肥和秸秆还田大幅度提高了0-20 cm耕层土壤硝态氮含量,降低了NO_3~--N向深层的转移,80-100 cm土层NO_3~--N含量不足0.5 mg/kg;长期单施氮肥0-100 cm剖面各层NO_4~--N含量均高于其它处理。【结论】长期施用农家肥、农家肥与氮磷肥配施、秸秆还田与氮磷肥配施既能增加旱地农田耕层土壤氮库,又能提高土壤中氮素养分的有效性和供应能力、扩大土壤有效氮的活性库,同时又可减少NO_3~--N向土壤深层的淋移和累积,使土壤中更多的NO_3~--N保留在耕层,耕层土壤矿质氮的蓄保能力增强,提高肥料利用率高,是黄土旱塬耕地质量提高和农业可持续发展的科学施肥方式。