长期不同施氮量下黑土团聚体稳定性及有机碳含量的变化

为测定不同氮肥施用量对黑土团聚体组成及稳定性、有机碳含量及团聚体有机碳分布的影响,阐明黑土有机碳稳定性对不同施氮水平的响应机制,本研究在吉林省梨树县不同施氮水平长期定位试验田进行取样,以施氮水平不同设置5个处理,分别为T1（0）、T2（160 kg·hm^-2）、T3（240 kg·hm^-2）、T4（280 kg·hm^-2）、T5（320 kg·hm^-2）,分析长期不同施氮量下水稳性团聚体组成、团聚体结构特征、土壤总有机碳含量及团聚体有机碳分布的变化,探究酸化黑土有机碳含量影响特征。结果表明：随氮肥施用水平的升高,土壤碱解氮（AN）和全氮（TN）含量先增后减,T3 处理含量最高,AN 和 TN 分别比 T1 处理高 24.90%、10.28%;土壤速效磷（AP）的含量呈下降趋势。随氮肥用量的提高,土壤团聚体呈现大粒径团聚体向小粒径团聚体转变的趋势,>2 mm粒径团聚体下降 14.55%。土壤有机碳总量随施氮水平的提高呈先增后减的趋势,施氮量为 280 kg·hm^-2有机碳含量最高;>2 mm 和 2~0.25 mm粒径团聚体有机碳含量较高;不同施氮水平下有机碳含量与团聚体稳定性特征的几何平均直径、土壤团聚体破坏率、不稳定团粒指数和土壤化学性质的相关度较高。研究表明：通过13 a连续施入不同水平氮肥,土壤有机碳含量随氮肥施用量的增加呈先增后减的趋势;氮肥施用量增加会显著降低土壤pH,土壤团聚体有机碳主要分布在2~0.25 mm粒径中。     

长期施肥对黑土玉米田钾素Q/I特性的影响

为了了解长期施肥对黑土玉米田土壤钾素养分动态平衡的影响,以黑土玉米田长期定位施肥试验(1984-2015年)为平台,运用振荡法研究了不同施肥对玉米田黑土钾素Q/I曲线特性、供钾容量、供钾强度和钾潜在缓冲容量的影响。结果表明,长期不同施肥处理黑土钾素的容量-强度(Q/I)曲线与典型的Q/I曲线相类似;不同施肥处理间Q/I曲线呈现出类似的形状,都是由曲线和直线两部分组成。施肥可以增加玉米田黑土中供钾容量(-ΔK_0)和供钾强度(AReK),降低玉米田黑土钾潜在缓冲容量(PBCK),氮磷钾配施高量秸秆的处理(NPK+S0. 5)黑土-ΔK_0值最高,为0. 167 9 cmol/kg,AReK值也是在NPK+S0. 5处理下最高,为1. 718 5×10~(-3)(cmol/kg)~(-1/2);然而,PBCK值最小,为97. 7(mg/kg)/(cmol/kg)1/2,施用钾肥和秸秆对增加玉米田土壤中-ΔK_0值和AReK值、降低PBCK值效果较为明显。相关性分析表明,黑土-ΔK_0值和AReK值与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾含量存在着极显著的正相关(P 0.01),而PBCK值恰好相反。总体而言,化肥配施秸秆对土壤的理化性质及-ΔK_0值、AReK值和PBCK值都有较大的影响,既可以增加土壤养分,又可以增加土壤供钾能力。因此,合理施肥有利于提高土壤钾素营养的供应能力,提高作物产量和品质。     

长期化肥有机替代对黑土氮转化相关酶活性的影响

【目的】化肥有机替代是培肥土壤和提高氮素利用效率的主要途径之一,而氮素转化相关酶是氮素进入土壤后转化过程的主要推动力。因此,研究化肥有机替代对土壤氮转化相关酶活性的影响对于后续提高氮素利用效率具有重要意义。【方法】本文以国家黑土土壤肥力与肥料效益长期定位监测基地为平台,探究了32年长期化肥有机替代在玉米生育期对黑土土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性的影响。试验共选取四种处理：不施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、秸秆部分替代化肥处理（NPKS）、有机粪肥部分替代化肥处理（NPKM）。【结果】NPKS,NPKM在玉米生育期内提高了土壤中脲酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶的活性,具体趋势为NPKM> NPKS> NPK> CK。与NPK相比,NPKM与NPKS在玉米生育期内平均分别可以提高29%和21.9%的脲酶活性,2.7%和2.2%的过氧化氢酶活性,39.8%和24.1%的硝酸还原酶活性,8.4%和6.1%的亚硝酸还原酶活性。秸秆与有机粪肥对多酚氧化酶活性的影响效果相反,与NPK相比,NPKS在玉米生育期内平均提高了15.9%...     

不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物三维荧光光谱特征分析

【目的】揭示不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物(WEOM)的变化规律,为苏打盐碱型水稻土固定有机碳提供理论基础。【方法】利用三维荧光光谱技术研究种植水稻0、1、3、5、15和20年对苏打盐碱地土壤中WEOM含量(w)及其三维荧光特性的影响。【结果】随种植年限的延长,土壤WEOM的含量先增加后逐渐降低,在种植3年时达最大(259.29 mg·kg-1),而在20年时最小(19.29 mg·kg-1);土壤中WEOM D254 nm随种植年限增加而增加;WEOM的三维荧光图谱形状和荧光线密度不同,荧光线密度随种植年限的增加而增强;随种植年限增加,水稻土中区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光峰的发射光波长发生了蓝移,而区域Ⅲ和区域Ⅴ发射光波长发生了红移;土壤积分值为区域Ⅴ区域Ⅲ区域Ⅳ区域Ⅱ区域Ⅰ;种植20年后,类腐殖物质占WEOM的百分比降低。【结论】苏打盐碱型水稻土中类富里酸、类腐殖物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量随种植年限而增加。三维荧光技术适用于研究土壤中WEOM的结构和组分。     

化肥有机替代对黑土土壤肥力的影响——基于30 年长期定位试验

有机粪肥施入与秸秆还田已经成为改良黑土性状的重要途径。以30 年长期定位试验为研究平台，探讨了长期有机物料投入对土壤理化性质的影响。研究共包含4 个处理:(1)不施肥(CK)；(2)单施化肥(NPK)；(3)有机粪肥部分替代化肥(NPKM)；(4)秸秆部分替代化肥(NPKS)。研究结果指出，与NPK 处理相比，NPKM 与NPKS 处理分别提高58.7% 和10.7% 的土壤有机碳含量、66.4% 和18.5% 的全氮含量、27.6% 和25% 的全钾含量(P<0.05)；在土壤全磷含量方面，NPKM 处理提高了56.6% 的全磷含量(P<0.05)，而NPKS 处理对土壤全磷含量无显著影响。NPK 处理中土壤pH 最低，为5.97，NPKM 与NPKS 处理土壤pH 分别为7.26 和7.99，显著高于NPK 处理(P<0.05)。与NPK 处理相比，NPKM 和NPKS 处理分别降低了17.9% 和13.8% 的土壤容重(P<0.05)。在作物产量方面，与NPK 处理相比，NPKM 处理显著提高了9.6% 的玉米产量(P<0.05)，而NPKS 处理对作物产量无显著影响。综上所述，长期有机粪肥与秸秆施入可以有效提高黑土有机质及养分含量，抑制土壤酸化、板结，改善土壤理化性质，提高土壤质量。     

长期化肥有机替代对黑土颜色及腐殖物质的影响

基于30年长期定位试验,通过测定黑土光谱反射率和不同腐殖质组分含量,探究了不同施肥对黑土土壤腐殖质含量、土壤颜色及二者之间的关系。试验设置5个处理:(1)休耕(Fallow);(2)不施肥处理(CK);(3)单施化肥(NPK);(4)有机肥部分替代化肥(NPKM);(5)秸秆部分替代化肥处理(NPKS)。结果表明:与NPK处理相比,Fallow、NPKS、NPKM分别显著提高49.7%,74.3%,27.0%的土壤有机碳含量(p<0.05)。NPKM处理中胡敏酸(HA)含量最高为3.9 g/kg,随后依次为CK、NPKS、NPK、Fallow。NPKM、NPKS和Fallow处理中土壤富里酸(FA)含量为2.2~2.3 g/kg,显著高于NPK和CK。NPKM处理中胡敏素(HM)含量为18.6 g/kg,显著高于其他处理(p<0.05)。不同处理间土壤光谱反射率由高到低依次为NPK>Fallow、CK>NPKS>NPKM,与CK处理相比,NPK土壤光谱反射率在平均提高6.5%,NPKS和NPKM则分别降低11.1%和15.1%。根据线性相关分析结果,黑土土壤光谱反射率与土壤HAHM均呈显著负相关关系(p<0.01),相关系数(r)分别为-0.858,-0.681。综合上述结果,长期有机物料投入可以显著提高黑土腐殖物质含量,降低黑土光谱反射率,使黑土颜色加深,而长期化肥施入则使黑土光谱反射率提高,出现"褪色"现象,有机粪肥在黑土中对土壤有机质和腐殖质含量的提升效果优于秸秆。