滴灌磷肥在灰漠土中运移的研究

磷在土壤中的迁移是影响农业系统磷利用效率的关键因素之一。应用同位素 32P示踪和放射性同位素自显影技术，研究了滴施磷酸一铵在灰漠土中的运移。结果表明:与不施磷处理相比，滴施磷肥可以增加 0～ 15cm土层有效磷的含量。在 0～ 20 cm土层均有不同比例 32P的分布，但大部分 32P仍集中分布在表层，0～ 10 cm土层中的 32P占总量的 72.7%～89.5%，最高可达99%。不同施肥时期磷的运移距离有很大差异，T3(0～ 20cm)>T2(0～ 10 cm)>T1(0～ 5 cm)，这可能是由于干湿交替导致土壤孔隙率变化，进而影响了磷的移动距离。平行于滴灌带方向上磷的运移距离比垂直于滴灌带方向更远。随着正磷酸盐浓度增加，磷的运移距离变大，滴施磷酸一铵处理 32P的移动距离达到对照的 2倍。     

灰漠土速效养分测定方法的选择

<正> 土壤速效养分的测定方法有很多种,但任何一种方法都不可能适用于所有的土壤类型。灰漠土是新疆的主要土壤类型之一,其主要特点是石灰性强,含碳酸钙7％—13％,碱化现象普遍,pH值8.0—8.5,哪一种测定方法较为适用于这种土壤呢?我们根据作物生长发育及产量与土壤营养元素含量存在着一定的相关性的原理,在实验室大量测定比较各种速效养分测定方法的条件的基础上,在北疆4个县(市)选定试验区,一方     

灰漠土土壤全氮含量的高光谱特征分析及估测

【目的】研究传统土壤全氮含量测定方法,解决复杂、耗时、耗力等问题。【方法】以新疆干旱区灰漠土为研究对象,运用经典统计学和光谱学相结合的方法,研究灰漠土土壤全氮含量的光谱反射特性,通过对原始光谱的数据变换和相关性分析,构建了土壤全氮含量的高光谱估测模型,并对模型进行对比和验证。【结果】土壤中全氮含量不同光谱反射特性趋势相近,土壤的光谱反射率在780、1 800和2 140 nm波长附近出现波峰,在1 910 nm附近有明显的波谷,土壤全氮含量与原始光谱反射率相关性较差。通过一阶微分处理后的光谱数据与全氮含量的相关性显著优于原始光谱和二阶微分处理,最大相关系数为0.819,达到极显著相关;利用一阶微分变换从中提取特征波段667和1 414 nm,建立土壤全氮含量的估测模型:Y=2 698.048 X667-1062.149 X1414-0.015,R2为0.75,对估测模型进行验证发现,R2为0.80,当全氮含量过大或过小时,模型估测偏差相对较大,总体预测精度较高。【结论】高光谱分析技术对土壤全氮含量的预测具有一定的意义,利用估测模型可以快速鉴定土壤全氮含量。     

不同施磷处理下棉田土壤磷素吸持特征研究

为探究不同施磷水平对棉田土壤磷的固定和释放机制,对新疆典型棉田5种施磷水平(P0、P75、P150、P300、P450)及不同层次(0～5、5～10、10～20、20～40、40～60 cm)的灰漠土进行磷素吸附和解吸特性研究,结果表明:土壤磷吸附量随磷肥施用量的增加先增加后减小,以P150处理吸附量最大,P0和P75处理吸附量较小,其中P150处理最大吸附量较P0处理增加了45%;随土层深度的增加,各处理吸附量逐渐增大,处理间吸附量的差异逐渐减小,40～60 cm土层最大吸附量为0～5 cm土层的2.10倍。土壤磷的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich和Temkin方程的拟合度都达显著水平(P0.05),土壤最大吸附量(Xm)与等温吸附曲线一致,以0～5 cm土层P75处理最小,为476.19 mg·kg~(-1),随土层深度增加而增加,吸附常数(K)与Xm呈相反趋势;随施磷量的增加,土壤最大缓冲容量(MBC)呈增加趋势,深层土壤小于表层土壤;土壤磷素吸附饱和度(DPS)以P75处理最大,整体随土层深度的增加而减小。土壤磷解吸量与解吸率随吸附能力的增加而减小;土层越深,解吸量与解吸率越小,其中0～5 cm土层解吸量为40～60 cm土层的2.06倍。增施磷肥能够提高棉田土壤贮存磷的能力,施磷量75 kg·hm~(-2)降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,深层土壤磷的吸附特性受施肥水平的影响较小,供磷能力小于表层土壤。     

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

施用生物黑炭对新疆灰漠土肥力与玉米生长的影响

通过田间小区对比试验,研究生物黑炭作为改良剂与堆肥等其他生物质改良剂相比对新疆低产土壤——灰漠土的改良和玉米增产的效果。结果表明,施入20t·hm^-2和40t·hm^-2的生物黑炭,能显著提高土壤有机质含量,与基础土壤相比,提高了22．77％和49．80％,明显高于秸秆还田、羊粪和腐植酸有机肥等对土壤有机质的提升效果。施用生物黑炭提高了玉米单穗重、千粒重、产量以及生物量,降低了玉米的根冠比,促进玉米根系生长,而追施氮肥对玉米产量的影响差异不显著。因此,施用生物黑炭能够大幅度提高土壤有机质含量,对灰漠土土壤质量和作物产量以及农艺性状的提高具有重要作用。     

长期施肥下灰漠土有机碳组分含量及其演变特征

采用湿筛和重液悬浮的物理分组方法分析了18年不同施肥模式下灰漠土有机碳组分含量差异及其演变特征。结果表明:与不施肥相比,长期有机无机肥配施(NPKM和1.5 NPKM)增加各有机碳组分的效果最显著,且粗和细自由颗粒有机碳、物理保护有机碳、矿物结合有机碳增加速率最高,平均分别达到0.12、0.06、0.08及0.17g/(kg.a);秸秆还田使粗和细自由颗粒有机碳分别以0.05和0.03 g/(kg.a)的速率增加,而撂荒和施化肥维持着各有机碳组分的含量。不同有机碳组分间存在显著的相关性,其中以粗自由颗粒有机碳含量增幅最高,不同施肥模式下平均增幅是其它有机碳组分的2.18~.0倍;以矿物结合有机碳所占比例最高,达到56.9%7~7.8%,说明粗自由颗粒有机碳对施肥较敏感,而矿物结合有机碳是灰漠土固存有机碳的主要形式。综上分析,长期有机无机肥配施是提高灰漠土有机碳组分含量和培肥土壤的有效模式。     

灰漠土农田长期碳投入与微生物商的关系

[目的]探讨由于长期施化肥和有机肥导致的碳投入差异对土壤微生物商的影响.[方法]依托国家灰漠土肥力与肥料效益长期监测试验中的5个典型化肥和有机肥料处理,分析长期不同施肥对小麦各生育期土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物商(qSMBC)的动态变化特征,揭示灰漠土微生物生物量碳(SMBC)、微生物商(qSMBC)、土壤有机碳(SOC)与碳投入量和小麦籽粒产量间的相关性.[结果]长期不同施肥措施下,灰漠土SMBC含量和qSMBC在冬小麦不同生育期存在显著差异,SMBC和qSMBC均在扬花期达到最大值,分别为37.5～ 106.0 mg/kg、0.41; ～0.61;.各施肥处理全生育期SMBC平均含量为:高量氮磷钾化肥与有机肥配施(hNPKM)＞常量NPK化肥与有机肥配施(NPKM)＞氮磷钾化肥配施秸秆(NPKS)＞不施肥(CK)＞氮磷钾配施(NPK),其中hNPKM与NPKM处理、CK与NPK处理之间差异不显著.全生育期qSMBC的变化趋势为:NPKS＞ NPKM＞ CK＞ hNPKM＞ NPK.在试验中,尽管化肥配施秸秆(NPKS)的SMBC含量低于化肥与有机肥配施(hNPKM或NPKM),但其提高qSMBC的作用优于化肥配施有机肥或单施化肥(NPK),能够增加土壤活性有机碳在土壤总有机碳中所占的比例.相关性分析表明,SOC、SMBC含量均与碳投入量呈极显著线性正相关(P＜0.01),小麦籽粒产量与灰漠土SOC含量呈显著线性正相关(P＜0.05),而qSMBC与碳投入量无明显相关性.[结论]长期有机(有机肥、秸秆)无机肥料配施是新疆绿洲灰漠土农田增加土壤有机碳、提升土壤质量的有效措施,长期大量单施化学肥料不利于土壤肥力的保持.     

长期不同施肥下新疆灰漠土土壤呼吸特征研究

[目的]探讨长期不同施肥下新疆灰漠土的土壤呼吸变化特征,为西北干旱区灰漠土农田土壤碳通量的计算以及灰漠土固碳潜力的评估提供依据.[方法]在连续定位施肥22 a灰漠土长期试验的12个处理中选择5个处理,利用英国ACE土壤碳通量测量仪,对其呼吸速率进行24 h的连续监测.同时监测试验区气温和5 cm地表温度等相关气象数据.[结果]长期施用有机物料(NPKM、M、S)的土壤呼吸速率总体高于不施用有机物料(NPK、CK)的处理,以单施有机肥(M)处理对土壤呼吸速率的影响最为显著,秸秆还田处理其次.NPKM处理的土壤呼吸速率小于M和S,说明化肥配合有机肥的施肥方式能够减缓农田CO2的释放,长期施用有机物料处理的土壤呼吸速率对环境温度的敏感性大于不施用有机物料的土壤,陈NPKM处理外,其余处理与地表温度间存在线性关系.[结论]从农业固碳减排和土壤肥力培育的角度,有机无机配合施用是实现新疆农田地力提升和环境友好双赢的重要培肥措施.