中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系

对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析，为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个，统计分析全国及7大区域（东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW）耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明，全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著（p<0.05），MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为（6.90±1.20），（1.30±0.15） g/cm³。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地，旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系（R²=0.09，RMSE=0.17，n=759），以及土壤pH对土壤有机质含量响应（R²=0.16，RMSE=1.24，n=886）。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低，呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系，可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。     

长期施肥对红壤磷组分及活性酸的影响

以12年的红壤长期肥力监测定位试验不同处理土壤为材料,研究了连续施肥对土壤磷组分、土壤对磷吸附解吸、土壤活性酸铝的影响。连续施用化学磷肥和化肥加有机肥,均可提高土壤全磷、无机磷数量。施用有机肥料,土壤中的磷以Ca-P和Al-P积累为主要表现形式,化学磷肥的施用能够提高土壤的全磷,并以Al-P增幅为最大,在所有处理中均表现为土壤O-P相对稳定。有机肥料处理土壤对外源磷的吸附强度明显少于施用化学磷肥和不施用磷肥的处理,有机肥料能够显著提高吸附磷的再利用,在NPKM处理中解吸磷占吸附磷的47.72%,M处理中占42.89%,其它处理中解吸磷占吸附磷数量一般少于8%。MNPK、M处理的PFI为2.51、2.69比N、NP处理4.53、4.37明显降低。在红壤旱地长期施用化学肥料,土壤交换性酸铝成倍增加,土壤酸化严重;施用有机肥料、有机肥料与化学肥料配合施用,土壤交换酸铝表现稳定。     

长期施肥对红壤磷组分及活性酸的影响

以12年的红壤长期肥力监测定位试验不同处理土壤为材料,研究了连续施肥对土壤磷组分、土壤对磷吸附解吸、土壤活性酸铝的影响。连续施用化学磷肥和化肥加有机肥,均可提高土壤全磷、无机磷数量。施用有机肥料,土壤中的磷以Ca-P和Al-P积累为主要表现形式,化学磷肥的施用能够提高土壤的全磷,并以Al-P增幅为最大,在所有处理中均表现为土壤O-P相对稳定。有机肥料处理土壤对外源磷的吸附强度明显少于施用化学磷肥和不施用磷肥的处理,有机肥料能够显著提高吸附磷的再利用,在NPKM处理中解吸磷占吸附磷的47.72%,M处理中占42.89%,其它处理中解吸磷占吸附磷数量一般少于8%。MNPK、M处理的PFI为2.51、2.69比N、NP处理4.53、4.37明显降低。在红壤旱地长期施用化学肥料,土壤交换性酸铝成倍增加,土壤酸化严重;施用有机肥料、有机肥料与化学肥料配合施用,土壤交换酸铝表现稳定。     

南方酸化红壤钾素淋溶对施石灰的响应

为探究石灰施用的长期和短期效应对酸化红壤钾素的影响，依托始于1990年的国家红壤肥力与肥料效益监测长期定位试验，选取化肥氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾配施+半量秸秆还田(NPKS)及其增加常量石灰（NPL、NPKL、NPKSL）6个处理。室内土柱淋溶试验设置0 L、0.5 L、1 L和1.5 L石灰施用量，监测田间和淋溶后0 ~ 50 cm土层速效钾和缓效钾含量、pH及淋溶液中钾离子（K⁺）含量的变化。结果表明：1）施用石灰4年后，与NPKS、NPK、NP相比，各处理均增加了相应土层的缓效钾含量；NPKSL和NPL处理分别增加了0 ~ 40 cm和0~10 cm速效钾含量，增幅分别为2.06 % ~ 36.39 %和27.26 %。2）石灰施用量相同，各处理土壤累积K⁺淋溶量由大到小依次为NPKS处理、NPK处理和NP处理。施用石灰减少了NPKS和NPK处理淋溶液中累积K⁺含量，降幅为18.10 % ~ 57.70 %，且K⁺淋溶率也下降。3）施石灰提高了表层土壤pH；土壤中钾素盈余情况下，石灰当季施用量每增加1 000 kg·hm^-2，K⁺淋溶损失率降低11.7%；施用石灰和施肥是显著影响平均淋溶K⁺量和K⁺累积淋溶量的主效应。可见，施用石灰的短期和长期效应均能提高表层土壤pH；减少速效钾在剖面的运移，增加剖面下层缓效钾的含量；土壤淋溶K⁺量、累积K⁺淋溶量和K⁺淋溶率均随土壤中速效钾含量的增加而增加，随施用石灰而降低。合理的石灰用量能够有效降低酸化红壤K⁺淋溶损失风险。     

Effectiveness of crop straws,and swine manure in ameliorating acidic red soils: a laboratory study

Purpose

Crop straws and animal manure have the potential to ameliorate acidic soils, but their effectiveness and the mechanisms involved are not fully understood. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of two crop (maize and soybean) straws, swine manure, and their application rates on acidity changes in acidic red soils (Ferralic Cambisol) differing in initial pH.

Materials and methods

Two red soils were collected after 21 years of the (1) no fertilization history (CK soil, pH 5.46) and (2) receiving annual chemical nitrogen (N) fertilization (N soil, pH 4.18). The soils were incubated for 105 days at 25 °C after amending the crop straws or manure at 0, 5, 10, 20, and 40 g kg^?1 (w/w), and examined for changes in pH, exchangeable acidity, N mineralization, and speciation in 2 M KCl extract as ammonium (NH₄⁺) and nitrate plus nitrite (NO₃^??+?NO₂^?).

Results and discussion

All three organic materials significantly decreased soil acidity (dominated by aluminum) as the application rate increased. Soybean straw was as effective (sometimes more effective) as swine manure in raising pH in both soils. Soybean straw and swine manure both significantly reduced exchangeable acidity at amendment rate as low as 10 g kg^?1 in the highly acidic N soil, but swine manure was more effective in reducing the total acidity especially exchangeable aluminum (e.g., in the N soil from initial 5.79 to 0.50 cmol₍₊₎ kg^?1 compared to 2.82 and 4.19 cmol₍₊₎ kg^?1 by soybean straw and maize straw, respectively). Maize straw was less effective than soybean straw in affecting soil pH and the acidity. The exchangeable aluminum decreased at a rate of 4.48 cmol₍₊₎ kg^?1 per pH unit increase for both straws compared to 6.25 cmol₍₊₎ kg^?1 per pH unit from the manure. The NO₃^??+?NO₂^? concentration in soil increased significantly for swine manure amendment, but decreased markedly for straw treatments. The high C/N ratio in the straws led to N immobilization and pH increase.

Conclusions

While swine manure continues to be effective for ameliorating soil acidity, crop straw amendment has also shown a good potential to ameliorate the acidity of the red soil. Thus, after harvest, straws should preferably not be removed from the field, but mixed with the soil to decelerate acidification. The long-term effect of straw return on soil acidity management warrants further determination under field conditions.

     

苹掌舟蛾预测预报的数学模型与化学防治

本文根据1987～1989年田间抽样调查和化学药剂防治试验结果,在以往分布型研究的基础上推导出根据多样本植株累积受害率和累积受害株数确定果园苹掌舟蛾实际防治指标的预测预报数学模型及其相应的实用图表。并筛选出防治该害虫的高效化学药剂。旨在为苹掌舟蛾的测报和化学防治积累资料,提供依据。     

肥力梯度红壤上不同形态氮库对玉米吸氮量的贡献

不同形态的土壤氮素是作物吸收氮素的主要来源,而土壤肥力不仅影响氮素的含量,也影响氮素的有效性,进而影响作物对氮素的吸收利用。明确不同肥力红壤中各形态氮素的变化及其对作物吸氮量的贡献,可为阐明氮素循环机制和沃土培肥提供理论依据。2019年5月在湖南祁阳红壤实验站选取低肥力、中肥力和高肥力红壤进行田间微区试验,设置不施氮（N0）和常规施氮（N1）两个处理。分析了2020年玉米（该试验的第三季作物）种植前和收获后土壤矿质氮（MN）、固定态铵（FN）、微生物生物量氮（MBN）和可溶性有机氮（SON）含量的变化及其与玉米地上部吸氮量的关系,并通过结构方程模型（SEM）建立了各形态氮库与吸氮量的关系模型。结果发现,N0条件下高肥力土壤的籽粒产量约为中肥力土壤的4.6倍,但在N1条件下,高肥力土壤的玉米产量和生物量与中肥力土壤无显著差异,但其吸氮量显著高于中肥力土壤。与种植前相比,N0条件下,收获后中肥力土壤FN含量显著提高了63%,低肥力和高肥力土壤分别增加了47%和11%。与其相反,土壤MN、MBN和SON含量均有所降低。土壤MN含量降低了0.4~4 mg?kg-1;MBN降低了18%~44%且土壤肥力间无显著差异;SON减少了55%~84%。N1条件下,土壤MN含量降低了约22~38 mg?kg-1; MBN降低了32%~72%;而SON的减少量在高肥力土壤中可达99 mg?kg-1,分别为中肥力土壤和低肥力土壤的2.0倍和9.3倍。相关分析结果表明,地上部吸氮量与MBN、SON和NH4+-N减少量存在显著正相关关系。结构方程模型结果进一步表明,SON和NH4+-N直接影响吸氮量,MBN通过影响SON和MN间接影响玉米地上部吸氮量。总体而言,SON和MBN可直接或间接影响玉米对氮素的吸收利用,是土壤中重要的氮素存在形态,应进一步加强对其形态转化的机制研究,可促进红壤培肥和氮素高效利用。     

大蒜有机硫化物对解淀粉芽孢杆菌的 抑菌作用及机理

【目的】明确大蒜有机硫化物(GOS)对豆制品优势腐败解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens的抑菌活性及作用机理。【方法】通过抑菌圈法和二倍稀释法测定GOS对菌株的抑菌活性、最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC),并分析其对细菌生长曲线及胞外蛋白酶活性的影响;分析GOS处理后解淀粉芽孢杆菌代谢活性、碱性磷酸酶活性、β–半乳糖苷酶活性及胞外溶液电导率的变化,并结合扫描电镜观察菌体形态变化,探讨GOS对解淀粉芽孢杆菌的抑菌机理。【结果】3 g/mL的GOS对解淀粉芽孢杆菌DY1a和DY1b的抑菌圈直径分别为31.7和25.7 mm,MIC均为30 mg/mL,MBC分别为240和480 mg/mL。30 mg/mL GOS对菌株DY1a和DY1b胞外蛋白酶活性的抑制率分别为47.3%和15.6%,使细菌细胞代谢活性(D490 nm)分别下降了2.771和4.091,胞外碱性磷酸酶活性分别提高了0.029和0.036 U/mL,胞外β-半乳糖苷酶活性(D420 nm)分别提高了0.047与0.016,胞外溶液电导率分别提高了0.060和0.031 mS/cm。扫描电镜结果显示,GOS处理后的菌株细胞表面出现皱缩、孔洞式塌陷和破裂。【结论】大蒜有机硫化物对解淀粉芽孢杆菌抑制作用明显,其抑菌机理与影响细菌细胞壁、细胞膜的通透性和完整性,干扰细菌生理代谢活动有关。