生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成和有机碳分布的影响

【目的】研究生物炭与秸秆添加对砂姜黑土团聚体组成、稳定性以及不同粒级团聚体有机碳分布的影响，为砂姜黑土黏板障碍因子改良和合理培肥制度建立提供科学依据。【方法】在光照培养室内用砂姜黑土进行的培养试验，试验设置4个处理：对照（不施有机物料，CK）、单施生物炭（5%生物炭，B）、单施秸秆（1.5%玉米秸秆，S）和生物炭与秸秆配施（5%生物炭+1.5%的玉米秸秆，BS）。培养6个月后采集土壤样品，利用湿筛法得到不同粒级的土壤水稳性团聚体，测定各粒级土壤团聚体有机碳含量。【结果】不同有机物料处理对＞2 mm团聚体含量影响较大，其中施用秸秆显著提高了该粒级团聚体含量。单施生物炭有利于0.053—0.25 mm粒级团聚体含量的增加；施用秸秆有利于0.5—2 mm团聚体含量的增加，较对照显著增加14%—68%。单施生物炭对平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和大于0.25 mm团聚体含量（R_0.25）无显著影响，单施秸秆和生物炭与秸秆配施则显著提高了MWD、GMD和R_0.25。同时，各有机物料施用都显著降低了团聚体分形维数（D）。与对照相比，各有机物料处理土壤有机碳含量都显著提高，其中生物炭与秸秆配施处理含量最高，较对照提高了160%。各有机物料处理不同粒级团聚体中有机碳含量也显著提高，与对照相比，各粒级有机碳含量提高了54%—353%。随土壤粒径的增大，添加生物炭处理不同粒级团聚体有机碳含量分布呈现“V”型趋势，单施秸秆处理呈逐渐增加趋势。大团聚体有机碳的贡献率为S处理＞BS处理＞CK处理＞B处理，微团聚体则表现出相反的规律。0.5—1 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率最大，为6%—33%。【结论】单施生物炭对土壤水稳性大团聚体含量和团聚体稳定性的影响不显著，而生物炭与秸秆配施不仅能提高土壤大团聚体含量，增加土壤团聚体的稳定性，而且提高土壤及不同粒级团聚体的有机碳含量，改善了土壤性状。相比之下，生物炭与秸秆配施是改善砂姜黑土结构和提升碳水平的最佳培肥措施。  

长期施肥下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性研究

【目的】分析长期施肥条件下小麦产量的变化规律，试图探明淮北小麦产量稳定性对不同施肥模式的响应机制，为淮北砂姜黑土合理施肥管理、改善农田生态系统质量提供依据。【方法】以安徽杨柳长期定位试验为研究平台，通过研究小麦的平均产量、产量年际波动及土壤养分状况对5种施肥模式（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））的响应，比较不同施肥条件下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性的优劣，并以此评判施肥的合理性。【结果】淮北砂姜黑土区长期不施肥的小麦产量总体呈下降趋势，年下降量为5.81 kg•hm-2；而长期施肥的小麦产量随时间呈锯齿状波动并总体上升的趋势，其中有机肥与化肥配施（高氮）处理（HMNPK）的产量趋势线最高，但其增产优势逐年减弱，有机肥与化肥配施（等氮）处理（MNPK）以9.75 kg•hm-2的年增长量缩短与其的差距；单施化肥处理（NPK）的小麦产量趋势线在试验前期高于单施有机肥（M），但在22年后有被M处理赶超的趋势。从32年小麦平均产量来看，与不施肥相比，有机肥与化肥配施（高氮与等氮）的增产幅度最大，平均产量分别达5 544.3和5 200.6 kg•hm-2；NPK次之，比当年不施肥处理产量提高了614.6%，M增产幅度最低，但与NPK差异并不明显。砂姜黑土地力贡献率在试验前10年持续降低，降至10%左右趋于稳定，而肥料对小麦产量的贡献率则是在前10年持续增加至80%—90%便维持动态平衡。长期不施肥易导致小麦产量变异系数（CV）偏高、可持续性产量指数（SYI）偏低，产量稳定性最低；施肥处理中HMNPK和MNPK处理的CV最低、SYI最高，产量稳定性最高，而M处理的产量稳定性和可持续性不及NPK。与长期不施肥相比，施肥可明显提高淮北砂姜黑土全氮、有机质、有效磷和速效钾的含量，其中有机肥的施入显著提高了土壤全氮和有机质含量，而有效磷含量与化肥的投入相关，处理M土壤速效钾含量较高，但与其他施肥处理差异不显著；通过相关性分析可知全氮、有机质、有效磷含量与小麦产量呈极显著正相关关系（P＜0.01）。【结论】施肥可有效提高淮北小麦产量，且产量随时间呈锯齿状波动；有机肥与化肥配施（高氮和等氮）的增产效果最佳，但高氮与等氮水平间的产量差随种植年限的增长而逐渐缩短；在试验开始前一阶段单施化肥的增产效果优于单施有机肥处理，但在22年后有被赶超的趋势。与长期不施肥相比，有机肥与化肥配施的施肥模式更有利于促进小麦产量稳定性和生产可持续性的提高，其次为单施化肥，单施有机肥最低。施肥可有效提高砂姜黑土养分含量，其中有机肥对有机质、全氮及速效钾含量的提高作用较强，而化肥则对有效磷含量提高作用较强，且小麦产量与全氮、有机质和有效磷均呈极显著正相关关系。因此，安徽淮北砂姜黑土区有机肥与化肥配施为最佳施肥模式，土壤养分供应较均衡，小麦产量幅度最大且稳定性最佳，农田生态系统质量最优。  

长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响

【目的】保持和提高土壤肥力，提升土壤生产力，是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响，为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验，分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响，评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降，平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm^-2，25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施，小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥（NPK）处理相比均表现出增产效果，年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理（NPK+CM）优于猪粪处理（NPK+PM），而猪粪处理优于秸秆处理（NPK+S）。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大，长期不施肥处理小麦产量变异系数（CV）最高，增施肥料可以降低CV，有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理，牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重，显著提高土壤田间持水量，小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关，与土壤田间持水量呈显著正相关，有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平，小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量，降低产量变异，增强产量稳定性，作物高产稳产；能改善砂姜黑土不良的物理性状，提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。  

黄淮砂姜黑土区农业生态环境问题及改善途径——以宿州市为例

从环境生态学的角度,运用生态持续性、经济持续性等理论,以农作物生态环境为突破口,探讨了以改善农业生态环境为中心的砂姜黑土的新治理理念及途径。  

淹水条件下玉米耐淹阈值研究

以沿淮低洼地砂姜黑土为研究对象，研究玉米对淹水胁迫的反应及水淹程度的定量表达和耐淹阈值。试验在砂姜黑土原装土柱中进行，共设置6个处理，每个处理埋设相应的根袋，分别在六叶期和大喇叭口期进行淹水。淹水期间每天取2个根袋测定玉米植株养分含量和生物量；淹水结束后再统一取样进行相应的测定。结果显示，淹水对玉米生长影响很大，2个时期的生物量均随淹水时间的延长大幅度下降，营养元素（N、P、K）的吸收受到严重抑制，六叶期比大喇叭口期更敏感。六叶期处理间生物量与淹水时间呈极显著的（0.996*）抛物线关系。根据方程计算，减至对照50%生物量的淹水阈值约为3 d，这一结果和生物量与氮素含量或累积量的相关分析结果完全一致。淹水严重影响玉米生长、降低生物量、抑制养分的吸收。不同时期淹水只是影响程度不同。六叶期淹水其耐淹阈值约为3 d。  

砂姜黑土区小麦玉米秸秆全量还田对玉米抗倒性能的影响

 【目的】探讨砂姜黑土区小麦玉米秸秆全量还田对夏玉米抗倒性能的影响。【方法】以夏玉米品种郑单958为材料，通过定位试验研究小麦玉米秸秆全量还田对玉米抗倒性能的影响。【结果】小麦或玉米秸秆全量还田均能提高玉米气生根条数、0—30 cm土层根条数及根系干重，同时，玉米株高和单株鲜重均有所增加。秸秆还田后，在吐丝期和灌浆中期，玉米茎秆基部3—7节间的长度、直径、干重和单位茎长干物质重有增加的趋势，尤其是基部节间的茎秆压碎强度和穿刺强度显著提高。另外，玉米的根倒伏系数显著降低，而植株抗倒指数则显著升高。相关分析表明，根倒伏系数与根倒率显著正相关，而与单株鲜重、根系干重和基3节压碎强度显著负相关。玉米总倒折率与节间长度极显著正相关，而与节间干重、充实度、压碎强度和穿刺强度显著负相关。【结论】小麦玉米秸秆连续全量还田可以显著降低夏玉米的根倒率和茎折率，提高籽粒产量。  

淮北平原小麦高产高效平衡施肥技术

阐述冬小麦的营养特性、需肥规律与平衡施肥的增产增收效应,并提出淮北平原小麦高产高效栽培的平衡施肥技术。  

有机物对砂姜黑土培肥作用的研究

本试验结果表明:施用有机物,不仅提高了土壤有机质的含量和活性,而且改善了土壤有机-无机复合体的性质。有利于土壤有机质的更新和促进土壤腐殖质的活化。还对改善土壤养分供应能力和缓冲能力,土壤的物理性质,土壤团聚体的形成和土壤结构的形成具有深刻的影响。  

粉煤灰改良砂姜黑土与玉米生长关系的研究

研究结果表明：粉煤灰施入砂姜黑土后，具有明显降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高了土壤温度和保持土壤水分的作用，这一效果随粉煤灰用量的增加而增强。粉煤灰处理具有增加玉米叶面积系数，促进了根系下扎和根系发育的功能，并以６０×１０＾３ｋｇ．ｈｍ＾－２处理产量最高。  

淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应

【目的】针对安徽淮北砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”等不良属性，通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响，揭示土壤酶对施肥模式的响应机制，为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验（1981至今）为基础，研究5种不同施肥模式下（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））小麦-玉米轮作系统中耕层土壤（0—20 cm）脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势，并进行相关性分析和成对比较，分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比，长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性，小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%，但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用；长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性，同时明显抑制其他3种土壤酶的活性；在同等施氮水平下，有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平，弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下，有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性，但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系：脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系，而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外，砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下，有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比，能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性，有利于改善土壤生物化学环境，进而提高土壤可持续生产力；土壤酶之间相关关系各有不同，呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶，而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系；砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。