长期有机与无机肥配施的黄壤稻田土壤细菌群落结构特征

  【目的】  比较长期施用不同肥料黄壤稻田土壤细菌群落结构的差异,剖析不同肥料维持土壤细菌群落多样性的作用及其机理,为农田施肥管理提供理论依据。  【方法】  以农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站为依托,采用高通量测序技术,分析连续24年不施肥(CK)、全量化肥(NPK)、1/4牛厩肥+3/4化肥(1/4M+3/4NP)、1/2牛厩肥+1/2化肥(1/2M+1/2NP)和全量牛厩肥(M)处理黄壤稻田土壤细菌群落组成及多样性,并揭示其主要环境影响因子。  【结果】  不同施肥处理土壤细菌α多样性指数分析结果显示,长期施用有机肥提高了土壤细菌多样性指数(Shannon)、优势度指数(Simpson)和均匀度指数(Pielou),对丰富度指数(Chao1)影响较小。与CK相比,长期施肥不同程度地提高了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,化肥的作用更明显。与CK和NPK相比,施用有机肥处理降低了棒状杆菌门(Rokubacteria)和亚硝酸盐氧化菌门(Nitrospinae)相对丰度,提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度,其他菌门变化不明显(P<0.05)。土壤细菌群落结构主成分分析结果表明,施用有机肥1/4M+3/4NP和1/2M+1/2NP处理土壤环境较为相似,细菌群落组成相似度较高,而CK和NPK处理土壤环境相似,细菌群落组成相似度高。土壤细菌群落结构组成与土壤环境因子冗余分析显示,土壤理化性质对细菌群落结构的影响重要性由大到小依次为全氮、碱解氮、速效钾、pH、有效磷、全磷,其中全氮、碱解氮和速效钾是关键因素。  【结论】  长期施用有机肥能够提高黄壤稻田土壤肥力,改变细菌生长环境,进而改变细菌群落结构组成,提高细菌群落多样性,促进土壤生态系统稳定和健康。     

黄壤坡地土壤水分入渗垂直变异特征分析

通过对土壤水分入渗垂直变异的分析来探讨贵州岩溶地区黄壤坡地的土壤水分特性。主要运用小波变换对各层土壤水分序列的突变点进行了检测,根据相干谱和互谱特征分析了各层土壤水分变化的响应关系,利用相频特征研究了各层土壤之间水分变化的时滞性。结果表明,试验区各层土壤水分变化近似平稳随机过程;土壤表层(0～20cm)的水分突变现象要明显多于下层(20～100cm);0～10cm土壤层与40～60cm的土壤层透水性较弱,而中间层和底层的持水性较差,大部土壤层的水分变化与其上层之间存在一定的时滞性。     

不同土地利用方式对岩溶山区旱坡地土壤水分时空分异的影响

通过对岩溶山区贵州修文县2年的土壤水分定点观测,系统分析了研究区不同坡度下土地利用方式对土壤水分的影响。分析结果表明,在不同坡度之间,土壤水分的变化差异极为显著;在不同的土地利用方式条件下,蔬菜地的土壤水分变化与其他两种用地的差异极为显著,而裸地与小麦—玉米轮作地之间却没有显著差异。同一时间径流深虽然16°坡地>9.5°坡地>6.5°坡地,但土壤水分却存在9.5°坡地>16°坡地>6.5°坡地的关系,初步分析这是由土壤剖面质地差异所致,从剖面分布来看,土壤水分含量都随着深度的增加而增大。坡度和土地利用方式对土壤水分的影响主要集中在BC层以上,而在C层这种影响较弱,坡度因素的影响深度比土地利用方式小。     

黔中地区旱地黄壤抗干旱能力研究

对地处贵州中部的旱地黄壤水分特征曲线测定的基础上,通过2年的定位观测,旱地黄壤无效水分含量高、有效水分贮量少,作物利用难度大,抗干旱能力低,黄壤季节性干旱主要受制于降水;土壤水分耗竭随季节性气候特点和作物种类而异,旱地灌溉应结合季节性气候特点和作物种类等因素进行综合考虑,因地制宜地发展集雨工程,确定灌溉合理的灌水量是解决黄壤旱地季节性干旱的主要措施。     

贵州省几种作物需水量的估算与分析

根据搜集到的气象资料,采用FAO(联合国粮农组织)推荐的作物需水量公式,计算贵州几种主要作物的需水量,并对其水分生产效率进行分析。结果表明,贵州栽种的主要作物中,需水量最多的是水稻,为864．6mm,莫次是玉米608.9mm,再次是油菜451．9mm,最少的是小麦,为426．8mm。贵州农业水分生产利用率十分低下,比发达地区（南京)低40％,比发达国家(以色列)低70％。根据贵州省目前农业水资源利用现状,提出水资源可持续利用的相应对策。     

黔中地区水稻控制性节水灌溉技术

截止2002年底,贵州全省农田有效灌溉面积为67．153万hm^2,旱涝保收面积54．562万hm^2,机电排灌面积6．992万hm^2,分别占同期实有耕地面积的37．98％、30．84％和3．95％。农田灌溉面积有限,相当一部分稻田仍是“望天田”,缺乏灌溉条件。为此,本项目专题研究在已有稻田节水灌溉技术的基础上,通过2001～2003年修     

贵州赤水河流域土壤水源涵养特征

[目的]探索贵州赤水河流域土壤水源涵养量状况及其空间分布特征,为该区域水资源的可持续利用提供理论参考.[方法]采用野外调查和室内分析相结合的方法,基于土壤蓄水能力评价土壤的水分涵养量特征;采用地统计学方法,研究土壤水源涵养量的空间变异性.[结果]贵州赤水河流域0～20 cm 土层总水源涵养量在64.6～136.4 mm...     

秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响

分析2018～2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41～270.16 kg/hm²。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。     

长期施肥下黄壤有机碳库演变及固存特征

【目的】了解农田土壤有机碳库的演变及其特征,对于提升和维持土壤质量、增加作物产量和减缓温室效应具有重要意义。【方法】依托贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验,分析长期(21 a)不同施肥处理下黄壤碳库容量变化、源汇关系、产量效应及黄壤碳库提升和维持的方法。【结果】(1)施有机肥处理土壤有机碳含量较化肥处理明显提升,且年增加速率明显高于化肥处理;(2)施有机肥处理有机碳储量显著高于施化肥处理,有机肥各处理比CK高13%~19%;(3)长期施肥条件下土壤有机碳储量变化与累积碳投入量呈显著渐进相关性,在目前较高的有机碳投入水平下,土壤有机碳的固持已接近饱和;(4)21 a黄壤累积碳投入量分界拐点值为54.29 t/hm2,当小于此值时,土壤固碳效率较高,为26.62%;当累积碳投入量大于此值时,固碳效率仅1.72%;(5)黄壤累积碳投入量与玉米产量亦有极显著相关性,但随着碳投入量的增加,产量增加明显变缓;(6)为避免有机碳库容提前达到饱和,增加资源浪费和环境污染风险,1/4M+3/4NPK施肥方案较合理。【结论】有机肥与化肥配施对黄壤有机碳含量、有机碳密度和固碳速率等提升有显著作用,但生产实践中,有机肥施用量不可过高,要因地制宜,找到适宜作物增产、土壤培肥和土壤碳库容量保持稳定变化的节点是农田生态系统固碳的核心。