蚯蚓粪生物炭配施对铅污染土壤养分和生菜生长的影响

为了研究蚯蚓粪生物炭配施对铅污染土壤及生菜生长的影响,本试验利用盆栽方法以不同水平蚯蚓粪(4%E、8%E、12%E)与生物炭(2.4%B、4.8%B、7.2%B)配施处理Pb污染土壤,以不施蚯蚓粪和生物炭为对照(CK),分别测定了土壤的基本化学性质、重金属铅含量,以及生菜生物量和地上部重金属铅含量。结果显示:与对照相比较,蚯蚓粪生物炭配施显著提高了铅污染土壤中有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量及生菜生物量(P0.05);随着蚯蚓粪和生物炭施用量的增加,铅污染土壤有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均呈增加趋势,生菜中铅含量呈降低趋势,说明二者对上述指标的影响存在加和效应,而对铅污染土壤全磷、全钾、有效磷、铅含量及生菜生物量的影响存在互作效应,分别以4%E+7.2%B,12%E+7.2%B,12%E+4.8%B,12%E+7.2%B,8%E+7.2%B最高。综合而言,适宜的蚯蚓粪生物炭配施有助于改善土壤理化性质,提高铅污染土壤铅的固定,降低生菜铅含量并提高生菜产量,本试验以蚯蚓粪8%～12%处理配施生物炭7.2%效果较好。     

不同施肥措施及复垦年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究长期不同施肥措施及复垦年限对采煤塌陷区土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,为该区域的农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6年和11年定位试验不同施肥处理耕层土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(> 2 mm、0.25-2 mm、0.053-0.25 mm和< 0.053 mm),用> 0.25 mm团聚体含量(R_0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(E_LT)表示团聚体的稳定性,并测定了土壤有机碳含量。结果表明：复垦年限对土壤团聚体的含量及稳定性影响产生了显著影响。干筛条件下,复垦6年和11年均显著降低了各处理0.053-0.25 mm团聚体和< 0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%-87.37%、69.63%-78.32%(6年)和90.01%-93.68%、78.29%-83.93%(11年)；湿筛条件下,复垦11年显著提高了各处理> 2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%-645.16%,但是显著降低了0.053-0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%-57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着复垦年限的增加而逐渐增强,表现为DR_0.25、WR_0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和E_LT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR_0.25、WR_0.25、MWD_水稳性呈极显著正相关关系,而它与PAD和E_LT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续复垦11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。它对提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构效果最佳。     

不同培肥措施对大豆不同生育时期复垦土壤氮代谢相关酶活性的影响

为了解有机肥、化肥、有机肥与化肥配施对复垦土壤氮代谢相关酶活性的影响并探索其作用机制,以大豆为供试作物进行大田试验,采用单因素完全随机设计,共设置4个处理(对照(CK)、化肥(CF)、有机肥(M)、有机肥+化肥(MCF)),研究不同培肥措施对土壤硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋白酶、脲酶、几丁质酶、脱氢酶8种酶活性的影响。结果表明,在大豆整个生育期各施肥处理均可有效提高土壤中氮代谢相关酶活性,其中,MCF处理的硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶活性均最高,较CK提高了7.60%～322.03%;几丁质酶活性为M处理最高,比CK提高了37.70%～51.46%;土壤硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性生育期内变化趋势为成熟期苗期开花结荚期;土壤天冬酰胺酶、谷氨酰胺酶、蛋白酶、脲酶、几丁质酶和脱氢酶活性则随着大豆生育时期的推进而呈现递增趋势。     

黄土高原旱地小麦覆膜增产与氮肥增效分析

【目的】研究覆膜栽培条件下黄土高原旱地冬小麦产量形成规律和氮肥吸收运移特征,为旱地小麦高产高效生产提供理论依据。【方法】于2012—2016年在晋南黄土旱塬冬小麦种植区,通过农户模式(FP)、农户施肥+垄膜沟播模式(RFSF1)、监控施肥+垄膜沟播处理(RFSF2)和监控施肥+全膜覆土穴播处理(WFFHS)4种不同栽培模式,具体分析不同施肥和覆膜措施互作对黄土旱塬冬小麦产量形成、地上部氮素积累转移、土壤硝态氮残留以及土壤氮素平衡的影响。【结果】试验期间,农户模式冬小麦平均产量为3 367 kg·hm~(-2),通过监控施肥覆膜种植,平均产量可提升至4 491 kg·hm~(-2),监控施肥对籽粒产量形成的贡献率为14.8%,监控施肥和覆膜协同贡献率达24.7%—42.1%。黄土旱塬冬小麦产量形成主要取决于公顷穗数,其次是千粒重。WFFHS处理因其合理的群体构建和良好水肥条件具有最高公顷穗数、千粒重和籽粒产量,平均分别为581×104穗/hm2、44.3 g和4 785 kg·hm~(-2)。从地上部氮素转运看,冬小麦地上部吸收氮素的花后转运量与生物产量和经济产量呈极显著正相关,相关系数分别为0.959**和0.960**。农户模式小麦籽粒中3/4氮素来源于花前营养器官的转移,1/4氮素来源于花后根系土壤吸收。通过监控施肥覆膜种植可显著提高花前营养器官氮素向籽粒的转移量,其转运贡献率在81.4%—88.8%。从土壤氮素残留看,长期过量施氮已导致黄土旱塬麦田土壤硝态氮在1 m土层的累积,累积量在100 kg·hm~(-2)以上,20—60 cm土层为累积峰值。经过连续4年种植,农户模式2 m土壤硝态氮累积量达277 kg·hm~(-2),较2012年播前增加了87.7%,其中75%的硝态氮集中在0—120 cm土层,监控施肥覆膜种植处理2 m土壤硝态氮累积量较2012年播前仅增加15.7%—24.2%。试验期间土壤残留硝态氮有随降水向下淋移的趋势,表现为2016年收获期各处理在120—200 cm土层较2012年播前有10.2%—133.7%的增幅。从4年土壤氮平衡角度总体评价,土壤残留氮素具有一定后效作用,各处理氮肥表观利用率在28.8%—56.7%,氮肥表观残留率在12.1%—28.9%,氮肥表观损失率在31.2%—49.6%。监控施肥覆膜种植可减少土壤氮表观损失量和土壤残留量,增加氮表观矿化量。其中WFFHS处理更大程度上利用了历年土壤残留硝态氮和有机质的矿化氮,具有相对低的氮素表观残留率(12.1%)和氮素表观损失率(31.2%)以及相对高的氮素表观利用率(56.7%)。【结论】全膜覆土穴播监控施肥种植可更好地改善土壤水肥供应条件,更大程度利用历年土壤残留硝态氮,增加地上部氮素积累量、积累氮素向籽粒的转移贡献率,构建合理群体,最终获得显著的增产效应和较高的氮素利用效率,是黄土高原冬小麦区有效的栽培措施。     

我国土地利用效益测度及其协调发展研究

构建适用于我国大陆31个省(市、自治区)的土地利用效益评价系统,基于地理信息系统(geographic information system,简称GIS)空间分析,利用变异系数赋权、耦合协调度模型测算与模拟其土地利用经济、社会、生态、综合效益、协调发展阶段及其空间格局。研究表明,我国大陆土地利用生态效益强于经济效益,社会效益滞后,经济效益高值区集中在京津冀、长三角、珠三角、辽中南等发达城市群,社会效益呈分散、孤立格局态势,以辽宁-河北-山西-河南-山东-江苏-上海、湖南-广东引领生态效益高值区,甘肃、宁夏、西藏等西部省(自治区)是三大效益低谷区。土地利用综合效益呈现由东部向中部、再向西部递减的阶梯状格局,其中上海居于首位,河北、河南、北京等省(市)次之,江苏、辽宁、广东、浙江、山东、湖南、山西、福建等省再次之,海南、宁夏、新疆、甘肃与西藏等省(自治区)最低。我国土地利用三大效益处于勉强协调发展阶段,东部与中部地区处于初级协调发展阶段,东北地区处于勉强协调发展阶段,西部地区处于濒临失调衰退阶段,西部与东北地区出现虚假耦合现象,整体呈现东部高、中部次之、西部低的空间格局特征,且沿海区域的协调发展度大于等于中、西部区域。     

3T-B系列菌剂处理生活污水的效果研究

试验用3T-B系列菌剂对山西农业大学生活污水进行处理,与传统的氧化沟法处理进行比较,结果表明:3T-B系列菌剂对污水中悬浮物、总磷、COD的处理率分别可达77.00%、51.95%、56.59%,比氧化沟法处理分别提高23.68、23.65、15.19个百分点。采用人工添加3T-B系列菌剂处理的污水水质好,能耗低,管理方便,适合推广使用。     

2009,2010年襄汾旱地冬小麦生产现状分析

为了了解山西省旱地冬小麦生产现状,2009,2010年分别对山西省襄汾县150户和96户农户的旱地冬小麦生产现状进行了调查分析。结果表明:(1)该地区这2年冬小麦生产有90.67%和73.93%的农户产量低于4 000 kg/hm2,仅有9.33%和26.07%的农户产量大于4 000 kg/hm2,平均产量2009年为1 467 kg/hm2,2010年为3 366 kg/hm2,均低于我国平均水平和发达国家水平。(2)2009年氮肥用量平均为118.76 kg/hm2,2010年为146.69 kg/hm2,小于120 kg/hm2的农户分别占25.33%和53.13%,大于120 kg/hm2的农户分别占74.67%和46.87%。(3)2009年磷用量平均为62.78 kg/hm2,2010年为95.40 kg/hm2;2009年钾的平均用量为11.39 kg/hm2,2010年为55.66 kg/hm2。2009年90.00%的农户和2010年53.13%的农户磷肥用量不能满足小麦的需要,钾肥不足更严重。(4)2009年只以种肥方式一次性投入,且几乎都是化肥,有机肥只通过留茬翻压,没有施基肥和追肥。2010年有种肥、基肥和追肥,但只有1户用有机肥。(5)2年灌溉次数分别为52,138次,灌水严重不足,灌溉次数和产量呈正相关。合理施肥和灌溉是山西旱地冬小麦产量上新台阶的唯一途径。     

不同解磷菌群对油菜土壤养分与酶活性的影响

利用盆栽油菜的二因素完全随机区组设计,研究了北方石灰性土壤上施用不同解磷菌群对土壤速效养分及土壤磷酸酶、脲酶活性的影响。结果表明:不同解磷菌群施入不同P素水平土壤中,油菜整个生育期内都能不同程度地提高土壤速效养分和土壤酶活性;土壤磷酸酶活性则随P素水平增高而降低,即低P水平下磷酸酶活性较强;施用菌肥土壤磷酸酶活性高于不施用菌肥处理,施与不施菌肥处理间脲酶活性在苗期及低P水平下差异显著。     

大同市区主要蔬菜生产基地环境质量评价分级

对山西省大同市区主要蔬菜生产基地进行环境质量评价及其分级结果表明,该区主要蔬菜生产基地环境质量总体优良,完全满足目前国家所规定的无公害蔬菜或绿色食品产地环境质量的要求。     

追氮和垄膜沟播种植对晋南旱地冬小麦氮素利用的影响

在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了追氮、垄膜沟播种植对晋南旱地冬小麦生育期地上部氮素吸收累积,02 m土层氮素残留、损失及氮肥利用率和氮素平衡的影响。结果表明: 追氮和垄膜沟播种植均可显著提高旱地冬小麦地上部氮素累积量和氮肥利用率,苗期和返青至抽穗期是冬小麦氮素吸收累积的两个高峰期,分别占到最大累积量的20%46%和29%57%。追施氮的利用率高于基施氮的利用率; 随施氮量增加,土壤残留无机氮（Nmin）增加,主要集中在060 cm土层,2040 cm土层为硝态氮积累的峰值区,垄膜沟播种植可以减少土壤残留无机氮（Nmin）,但增加了氮的表观损失量; 冬小麦生长季土壤氮输出以表观损失为主,氮肥表观损失率在4087%7629%之间,且主要发生在播前至返青期。本试验条件下,综合氮素吸收累积、土壤残留、氮肥利用率及氮素平衡等因素,旱地冬小麦应采取氮肥后移顶凌追施和垄膜沟播相配套的种植方式。