长期施肥对褐土有效铜、有效锌时空分布特征的影响

通过对长期试验1992年基础土样以及1996,2001,2006,2011,2016年各施肥处理的0～40 cm土样和2018年0～100 cm土样有效Cu、有效Zn含量的分析测定,研究长期施肥对褐土土壤有效Cu、有效Zn含量时空分布特征的影响。结果表明,与1992年基础土样相比,2018年不施肥及氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Cu含量有所降低,有机无机肥配施及单施高量有机肥处理随着有机肥施入量的增加0～20 cm土层有效Cu含量由降低转变为升高;与不施肥处理相比,氮磷化肥配施对0～20 cm土壤有效Cu含量影响较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥可提高0～20 cm土壤有效Cu含量;与1992年基础土样相比,2018年不施肥及氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Zn含量变化幅度较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥处理0～20 cm土层有效Zn含量均有较大幅度提升;氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Zn含量与不施肥处理相比差异性较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥可提高0～20 cm土层有效Zn含量。在2018年0～100 cm土层剖面上,长期施肥对0～60 cm土层有效Cu含量影响较大,对60～100 cm土层影响不明显;氮磷化肥配施有效Cu含量的剖面分布规律与不施肥处理相似;有机无机肥配施及单施高量有机肥处理有效Cu含量在0～60 cm土层有较大幅度提升。在2018年0～100 cm土层剖面上,长期施肥对0～20 cm土层有效Zn含量影响较大,对20～100 cm深层土壤影响较小;与不施肥处理相比,氮磷化肥配施0～20 cm有效Zn含量有降低的趋势;有机无机肥配施及单施高量有机肥处理0～20 cm土层有效Zn含量上升幅度较大,且随着有机肥施入量的增加显著增加。     

长期施肥对褐土土壤酶活性的影响

利用1992年布设在山西省寿阳县褐土区域的长期试验平台,开展了长期施肥对褐土土壤酶活性的影响研究。选择长期试验中的9个处理:不施肥对照(N_0P_0M_0)、4个不同氮磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0、N_3P_3M_0、N_4P_4M_0)、3个有机无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2)和单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6),于2018年秋季采集上述9个处理的0～20,20～40 cm土层土壤样品,分析测定各土壤样品的脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶活性。结果表明,氮磷化肥配施的4个处理,脲酶活性均较对照有所增加,N_1P_1M_0、N_2P_2M_0、N_3P_3M_0、N_4P_4M_0处理增幅分别为0.33%,1.3%,5.21%和11.4%,且脲酶活性随氮肥施用量的增加呈增加趋势;随氮肥施用量的增加碱性磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照有所减少,其中,碱性磷酸酶活性随磷肥施用量增加也呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥配施的脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性均较对照显著增加,且较单施氮磷化肥处理效果更显著。综合分析表明,合理的有机无机肥配施对褐土脲酶、碱性磷酸酶及蔗糖酶活性的提高作用最显著。     

控释尿素与普通尿素配施对春玉米产量、氮肥利用及经济效益的影响

在黄土高原东部春玉米主产区连续3 a开展大田定点试验，设置不施氮（CK）、控释尿素与普通尿素不同配比：0（CRU0%）、25%（CRU25%）、50%（CRU50%）、75%（CRU75%）、100%（CRU100%）共6个施肥处理，研究控释尿素与普通尿素不同配施比例对春玉米产量、氮素利用和经济效益的影响，并建立控释尿素配施比例与产量、氮肥表观利用率和施肥收益之间的关系，以确定最佳配施比例，为筛选适于在黄土高原东部推广应用控释掺混配方肥提供科学依据。研究结果表明：（1）控释尿素与普通尿素配施能显著提高玉米产量，增加施肥收益，且随着配施比例的增加，2项指标均呈先增加后降低的趋势，其中CRU75%处理的春玉米产量和施肥收益最高，分别较CRU0%处理增加了1 273 kg·hm^-2（11.9%）和1 735元·hm^-2（65.7%）。（2）与CRU0%处理相比，控释尿素不同配施比例处理显著提高了玉米氮素利用率、农学效率和偏生产力，提高幅度依次为24.73%~43.87%、38.22%~61.24%和7.45%~11.93%，且均以CRU75%处理最高。（3）控释尿素与普通尿素配施处理显著降低了0~100 cm土层土壤中氮残留量和氮素表观损失量，CRU75%处理氮残留量和氮表观损失量最低，分别为119.8 kg·hm^-2和247.5 kg·hm^-2。（4）控释尿素配施比例与春玉米产量、氮肥表观利用率和施肥收益均存在显著一元二次关系，基于此3项指标推算出控释尿素的适宜配施比例分别为64.3%、71.2%和61.8%。控释尿素与普通尿素配合施用有利于促进春玉米生长发育，获得增产增收并提高氮素效率，综合各因素确定黄土高原东部春玉米生产的控释尿素适宜配比为60%~75%。     

长期施肥对褐土剖面水溶态磷分布特征的影响

为了揭示长期不同施肥条件下,褐土土壤水溶态磷(H_2O-P)含量变化及其剖面分布特征,筛选出最佳的施肥方案,以连续进行了27 a的长期不同施肥处理定位试验为研究对象,共选择7个处理,即不施肥处理(N_0P_0M_0)、2个氮磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0)、3个有机无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2)和单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6),于2018年秋季采集这7个处理的0～100 cm土层土壤样品,采用改进的Hedley方法分析测定了各土壤样品的H_2O-P含量。结果表明,H_2O-P具有表聚性,在0～20 cm土层,N_3P_2M_3、N_4P_2M_2及N_0P_0M_6处理的土壤H_2O-P含量显著升高,较1992年基础土样升高了34.26～90.67 mg/kg;N_0P_0M_0、N_1P_1M_0、N_2P_1M_1处理的土壤H_2O-P含量则呈现下降趋势,较1992年基础土样降低了4.72～12.68 mg/kg。褐土0～100 cm剖面土壤中H_2O-P的垂直分布特征总体表现为0～20 cm土层H_2O-P含量最高,20～40 cm土层H_2O-P含量快速下降,40～100 cm土层H_2O-P含量随土层深度增加逐渐下降;不同施肥处理剖面H_2O-P分布存在差异,施肥处理显著提高了土壤中H_2O-P的表聚性。施用有机肥显著提高了土壤H_2O-P含量,其中,N_3P_2M_3处理对褐土H_2O-P剖面分布的影响最为显著。     

山西省种养废弃物构成及资源化利用潜力研究

为实现种养废弃物的高效利用,通过文献查阅、实地调研等方式对山西省种养废弃物资源量、利用现状进行了调查,估算出主要的农作物秸秆和畜禽粪尿的资源量,分析其在市域尺度上的分布特征、资源化利用潜力及综合高效利用的途径。结果表明,晋南地区存在大量小麦秸秆,其他地区均以玉米秸秆为主。畜禽粪尿中以牛、猪、羊粪尿居多,且存在晋西北多羊、北中部多牛、晋东南多猪的分布格局。2007—2015年山西省农作物秸秆产量由1.27×10~7t增加到1.54×10~7t,畜禽粪尿的产生量由1.82×10~7t增加到2.02×10~7t,且山西省种养废弃物的总产量近几年逐渐趋于稳定。若将山西省种养废弃物肥料化,其相当于有机质、N、P、K分别为1.54×10~7、1.25×10~5、5.28×10~4、1.04×10~5t,若将其能源化则可转化为标准煤1.05×10~7t或沼气4.59×10~9m~3,资源化潜力巨大。研究表明,山西省种养废弃物资源种类多、数量大,地域性差异大,资源化利用的空间较大,应力争通过肥料化、能源化、饲料化及其他利用途径,实现种养废弃物资源的多途径综合高效利用。     

山西省种养废弃物构成及资源化利用潜力研究

为实现种养废弃物的高效利用,通过文献查阅、实地调研等方式对山西省种养废弃物资源量、利用现状进行了调查,估算出主要的农作物秸秆和畜禽粪尿的资源量,分析其在市域尺度上的分布特征、资源化利用潜力及综合高效利用的途径。结果表明,晋南地区存在大量小麦秸秆,其他地区均以玉米秸秆为主。畜禽粪尿中以牛、猪、羊粪尿居多,且存在晋西北多羊、北中部多牛、晋东南多猪的分布格局。2007—2015年山西省农作物秸秆产量由1.27×10⁷ t增加到1.54×10⁷ t,畜禽粪尿的产生量由1.82×10⁷ t增加到2.02×10⁷ t,且山西省种养废弃物的总产量近几年逐渐趋于稳定。若将山西省种养废弃物肥料化,其相当于有机质、N、P、K分别为1.54×10⁷、1.25×10⁵、5.28×10⁴、1.04×10⁵ t,若将其能源化则可转化为标准煤1.05×10⁷ t或沼气4.59×10⁹ m³,资源化潜力巨大。研究表明,山西省种养废弃物资源种类多、数量大,地域性差异大,资源化利用的空间较大,应力争通过肥料化、能源化、饲料化及其他利用途径,实现种养废弃物资源的多途径综合高效利用。     

耕作和有机物料还田对黑土区坡耕地田间杂草群落和生物量的影响

农田管理对杂草群落变化影响是现代生态农业关注的热点问题,但耕作和有机物料还田作为最常见的农田管理方式对杂草群落和生物量的交互影响尚未探明.以黑龙江省海伦市一块连续3年施行不同耕作方式[免耕(NT)、旋耕(RT)、旋耕+深松(RTS)、翻耕(PT)、翻耕+深松(PTS)、深翻耕(DPT)]和不同有机物料还田方式[无物料还田(0)、秸秆还田(1)、牛粪还田(2)]的玉米轮作农田为研究样地,调查并比较了不同耕作与有机物料还田管理模式下农田春季杂草群落特征.研究发现,经过3年耕作配施有机物料还田,玉米地的田间杂草群落结构基本稳定,常见杂草有稗草、灰菜、节骨草、蓼吊子和鸭拓草,且这5种常见杂草占杂草群落总量的72.2％～81.9％,田间偶发杂草仅占杂草群落总量的18.1％～27.8％.但耕作配施有机物料还田后,玉米地常见杂草的出现频次和种类在不同的年际间有一定的差异,耕作方式明显影响稗草、灰菜和蓼吊子在杂草群落中的占比.无物料还田条件下,翻耕相较于免耕(NT),明显降低农田杂草的生物量;且这一降低效益随着翻耕措施的加强而加剧,即翻耕(PT)<翻耕+深松(PTS)<深翻耕(DPT).在秸秆还田的条件下,旋耕+深松(RTS)相较于免耕,在一定程度上增加了田间杂草的生物量;而在牛粪还田的条件下,旋耕(RT)及旋耕+深松(RTS)相较于免耕,显著地增加了田间杂草的生物量(P<0.05).在不同的耕作配施有机物料还田条件下,土壤的容重和含水量是造成杂草群落组成年际差异的主要农田环境因素.     

长期不同秸秆还田方式对褐土磷素组分的影响

为了提高我国北方旱作地区秸秆和磷素的利用效率,试验选用秸秆不还田、秸秆覆盖还田、秸秆直接还田、秸秆过腹还田4个处理,供试土壤取自各处理1992—2016年0～20,20～40 cm土层,分析秸秆还田方式对褐土磷素组分时空分异特征的影响。结果表明,随着不同秸秆还田试验的进行,不同形态磷素均表现为前期变化较小,后期变化幅度增加;空间上在表层富集,差异性较大;不同活性磷占总磷比例表现为活性磷有所增加、中活性磷较平稳、稳定性磷有所降低;长期秸秆还田下活性磷中无机磷所占比例大幅度增加,秸秆过腹还田处理效果最好。秸秆还田能够促进磷素向有效态转化,明显提高活性态磷中无机磷所占比例,提高磷素的利用效率,且秸秆过腹还田效果最显著,其是一种值得推荐的秸秆还田方式。