覆盖作物根系对砂姜黑土压实的响应

轮作直根系的覆盖作物被认为是缓解土壤压实的有效手段,但不同覆盖作物对土壤压实的适应性在不同气候和土壤条件下存在较大差异.为筛选更适宜缓解砂姜黑土压实的覆盖作物品种(模式),在安徽典型砂姜黑土设置不压实(Non-compacted,NC)与压实(Compacted,C)处理,通过种植不同覆盖作物(休闲、苜蓿、油菜、萝卜+...     

土壤紧实程度对其某些相关理化性状和土壤酶活性的影响

利用外力夯实、向土壤中加入蛭石等方法造成土壤容重不同,以研究土壤紧实程度对其理化性状的影响。结果表明,紧实土壤水分的散失较快,晴天地温高,且变化幅度大,阴天和夜间紧实土壤地温低,变化幅度小。紧实土壤可降低植株对土壤养分的吸收,致使土壤余留的有效态养分较多。土壤的转化酶、脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、磷酸酶活性的变化也受土壤紧实度的影响。总之,土壤疏松有助于保水、蓄热和提高多种土壤酶活性。     

农田土壤紧实度研究进展

从土壤紧实度的形成与消除、土壤紧实度对土壤理化性状、土壤碳氮截留及排放、农作物生长与产量的影响、土壤紧实度监测与环境成本核算等主要方面综述了国际前沿研究进展;提出土壤紧实度与秸秆残差还田、化肥利用、土壤养分循环、土壤微生物、作物生长及产量、土壤耕作、水土流失、土壤碳氮管理及农业面源污染等密切相关,旨在为国内开展该方面的研究提供参考依据。     

农田土壤机械压实研究进展与展望

土壤机械压实是威胁全球农业可持续发展的重要因素之一。从农田土壤压实的检测、危害、缓解和预防四个方面系统介绍当前国内外土壤压实的最新研究进展与不足。指出检测方法的创新和突破是实现田间尺度下压实土壤空间分布检测的关键;压实土壤危害的研究多集中在耕层土壤,但忽视了深层土壤压实危害及其在应对气候变化中可发挥的生态服务功能;提倡采用轮作轮耕等合理田间管理措施缓解压实土壤;深层土壤压实具有存在时间久和恢复难度大的特征,因此重点应以预防为主,但当前对土壤压实预防重视不足且预防技术体系尚不成熟。鉴于我国农业机械化正处在快速发展期,采取有效预防措施是避免重蹈发达国家土壤压实退化的有效手段。     

Soil Fertility,Nutrition and Early Growth of Physic Nut as Affected by Nitrogen Fertilization

The initial growth and mineral nutrition of the physic nut (Jatropha curcas L.) as a function of nitrogen (N) fertilization was investigated. The transplanting of seedlings was carried out in plastic pots filled with 50 dm³ of a Rhodic Hapludox, under a plastic greenhouse. In addition to a control treatment, the dosages of 0, 40, 80, 120, and 160 mg dm^?3 N were tested. The results demonstrated that N fertilization for the cultivation of physic nut could be added as top dressing from 60 days after planting with a dosage of 65 mg dm^?3. A SPAD index of 46 can be used as a nutritional reference to its initial development. Furthermore, the results suggested that the order of nutrient accumulation by the physic nut plants is as follows: potassium (K) > N > magnesium (Mg) > calcium (Ca) > phosphorus (P) > sulfur (S) > iron (Fe) > manganese (Mn) > boron (B) > zinc (Zn) > copper (Cu).     

长期定位施肥对黄绵土酶活性及土壤养分状况的影响

本研究以25年的肥料长期定位试验为平台,探讨了长期不同施肥处理对土壤活性有机质、氮磷养分及土壤酶活性的影响。结果表明:长期施肥土壤活性有机质、全氮、碱解氮及速效磷含量显著提高,土壤转化酶和碱性磷酸酶活性增强,其中有机肥化肥配施(NPM)的作用明显大于施用化肥(N、NP);长期施肥不能增强土壤过氧化氢酶活性。相关分析表明,土壤脲酶、转化酶及碱性磷酸酶活性与土壤活性有机质、氮磷养分含量呈显著正相关,且三种酶活性间呈极显著正相关关系。综合土壤养分与土壤主要酶活性的密切关系,认为将土壤酶与土壤养分相结合进行土壤肥力研究,对该区培肥土壤具有重要的指导意义。     

黄土高原不同土质和植被类型下Cl~-运移特征及影响因素

为确定不同土质和植被类型下溶质运移特征及影响因素,采用垂直土柱易混置换法,研究了陕北六道沟和圪丑沟流域不同土质(砂土S、壤土L)和植被类型(乔AR、灌SH、草GR)下Cl~-运移特征。结果表明:Cl~-初始穿透时间(TS:12～80 min)、完全穿透时间(TE:75～480 min)、平均孔隙水流速(V:0.52～1.98 cm·h~(-1))和水动力弥散系数(D:0.75～2.55 cm2·h~(-1))均随土壤质地、植被类型和土层深度而发生变化。0～20 cm土层Cl~-的TS和TE最小,随深度增加而增大,V和D则相反。同一质地不同植被类型条件下0～1 m剖面中Cl~-的V和D均值表现为:S-AR S-GR S-SH和L-AR L-SH L-GR,TS和TE则相反,这是由于砂土和壤土中不同类型植物根系生物量剖面分布具有显著差异,进而影响大孔隙数量、孔隙连通性密度和优先流路径。同一植被类型不同质地土壤0～1 m剖面中Cl~-的V和D均值表现为:S-AR L-AR;S-SH L-SH;S-GR L-GR,TS和TE则相反,这是由于土壤机械组成影响孔隙分布状况,砂土中大孔隙数量多且孔隙连通性密度高,有助于形成优先流,而壤土中细小孔隙所构成的复杂孔径及带电团聚体对离子的吸附作用会阻碍Cl~-运移。容重、大孔隙数、孔隙连通性密度、有机碳含量和颗粒组成均与V,TS和TE显著相关,表明土壤性质显著影响不同土质和植被类型下Cl~-运移特征。上述结果可为黄土高原不同质地土壤人工植被合理布局与配置,降低养分流失风险,提升生态系统服务功能提供参考。     

不同程度压实对土壤理化性状及作物生育产量的影响

采用大、小四轮式拖拉机在冬小麦播种地上压地1到10遍，对照为未压实地，测定对小麦生育产量影响；同时进行了不同程度土壤压实后孔隙度为58%，52%，46%和40%的土壤理化性状测定试验。结果表明不同程度压实具有系统累积效应，为免耕、保护性耕作和减免中耕提供了运用依据。     

农田土壤压实过程及模型研究进展

农田土壤受到农业机械田间作业的影响发生压实板结,造成土壤孔隙率降低,容重和紧实度增大,限制水分入渗和根系生长,影响作物产量。随着我国农业机械化水平不断提高,土壤压实对农业可持续发展的影响引起了广泛的关注。本文通过文献调研,总结了土壤压实过程的国内外研究进展,对土壤压缩行为、压缩曲线与预固结压力的计算方法进行了梳理,综述了土壤压实机理和压实模型的发展历程和未来动向,可为推进农田土壤压实研究提供参考。     

土壤紧实度对伴矿景天生长及镉锌吸收性的影响研究

采集黏土、壤黏土和砂质壤土,分别设置无压实、低紧实度及高紧实度3种处理,通过盆栽试验研究了土壤紧实度对Cd、Zn超积累植物伴矿景天生长和Cd、Zn吸收性的影响。结果表明,与无压实处理比较,砂质壤土、壤黏土和黏土中伴矿景天地上部生物量在低紧实度下显著下降66.8%~83.5%、59.9%~60.4%和57.9%~71.4%;高紧实度处理却显著提高了伴矿景天的根系活力(142%~241%)。高紧实度处理显著降低了壤黏土上伴矿景天地上部Cd和Zn含量,但低紧实度对砂质壤土和黏土上伴矿景天地上部Cd和Zn含量无显著影响。与无压实处理比较,低紧实度显著降低了砂质壤土、壤黏土和黏土上伴矿景天的Cd吸取量,分别下降50.4%~73.8%、61.4%~74.9%和43.4%~63.3%,Zn吸取量下降48.7%~79.5%、73.6%~79.0%和46.1%~63.5%;土壤紧实度对壤黏土上伴矿景天的镉锌吸取效率影响最明显。     

水平贯入式土壤压实度测试系统及试验研究

针对土壤压实度检测的需求,本研究应用CFBLS-100型拉压传感器和基于PCMCIA总线的DAQP-12数据采集卡,在LabVIEW环境下设计了一套土壤压实度现场测试系统。该系统能够实时显示传感器输出电压及所对应的压力变化曲线,并将所采集到的数据存储到计算机中,完成对数据的分析。经标定试验证明:该测试系统所拟合的方程为线性,其相关系数较高,线性度较好,灵敏度较高,系统精度等级小于1级,工作时系统稳定可靠。由室内试验知,在不同水平分层处,土壤压实度与不同模拟压力间均表现出3次多项式的函数关系,显著性较强(α0.05)。且在不同模拟压力下,不同土壤水平分层处的土壤压实度和土壤容重表现出相似的特性,随着模拟压力的增加和土壤分层逐步加深,土壤压实度和土壤容重的增加趋势趋于一致。为研究作物地下组织与土壤之间的根土系统及合理耕层的构建提供理论基础,并为农业机械的研发具有一定的意义。     

耕层增减对作物产量、养分吸收和土壤养分状况的影响

试验于2012—2015年在淮北平原中部的濉溪县展开,设原始耕层(TS)、在原始耕层厚度上人工削减5 cm(TS-5)和在原始耕层厚度上人工增加5 cm(TS+5) 3个处理。在玉米和小麦成熟期采样分析和田间测产,在3季小麦收获后分别采集0~20 cm土层土样进行分析,明确耕层厚度变化对玉米–小麦轮作体系作物产量、养分积累的影响和土壤养分含量的变化规律。结果表明,耕层减少5 cm处理明显降低玉米–小麦轮作体系作物产量和N、P2O5、K2O积累量,与原始耕层处理相比,分别下降了5.61%和8.31%、5.65%、18.38%;耕层增加5cm后作物产量和各养分积累量均未出现显著变化。第1个轮作周期结束时,耕层减少5cm处理的土壤有机质、全氮和速效钾含量明显低于原始耕层处理;而经过3个轮作周期,土壤有机质含量仍处于较低水平,全氮和速效钾含量逐渐回升,与原始耕层对应指标已无显著差异。耕层增加5cm处理明显提高了土壤有机质和各养分含量,并在3个轮作周期后仍处于较高水平。综上,耕层厚度减少5 cm会降低玉米–小麦轮作体系作物产量、各养分积累量和土壤有机质含量,并在短期内难以恢复;增加5 cm耕层虽然能改善土壤养分状况,但对作物产量和养分积累量的提高没有明显效果。     

三种硝化抑制剂对小白菜产量及品质的影响

通过田间小区试验,在2种土壤和2个季节条件下研究了3种硝化抑制剂,氢醌(HQ),双氰胺(DCD)和硫脲(TU),对小白菜产量和某些品质的影响。结果表明,与对照相比,3种硝化抑制剂均能不同程度提高小白菜产量,尤以双氰胺的增产效果最显著,达10%左右;且3种硝化抑制剂在红菜园土上的增产效果均比冲积菜园土上显著。3种硝化抑制剂均不同程度地提高了小白菜对氮和磷的吸收,对钾没有明显影响。3种硝化抑制剂均能明显提高小白菜维生素C(Vc)含量,但只有双氰胺和氢醌能明显提高小白菜的可溶性糖含量。     

Conventional Harvest Index Methods may Overestimate Biomass and Nutrient Removal from Abscising Crop Species

ABSTRACT

Harvest index (HI) is conventionally measured using end-of-season biomass, but leaf abscission during crop growth can represent a substantial portion of total crop biomass for several species. A field study was conducted in Florida, USA, to determine the accuracy of conventional and alternative HI methods using sesame (Sesamum indicum L.) as a model species and to assess biomass and nutrient contributions from abscised leaves. Seed and nutrient HI was determined from three cultivars using the following four methods: (1) total biomass method that included both end-of-season and seasonal abscised biomass; (2) conventional method based solely on end-of-season biomass; (3) early-bloom method in which biomass collected during early-bloom stage was used as the nonseed biomass component; (4) mid-bloom method where biomass from mid-bloom stage was used for nonseed biomass. Early- and mid-bloom methods overestimated all HI and underestimated biomass and nutrient return to the soil. Most nutrient HI based on the conventional method was higher than the values based on the total biomass method. Compared to the total biomass method, the conventional method underestimated biomass and nutrient return to soil per ha by 714.8 kg biomass, 28.5 kg nitrogen, 3.6 kg phosphorus, 34.7 potassium, 4.6 magnesium, 25.7 calcium, 3.4 kg sulfur, 26.5 g boron, 361 g zinc, 25.9 g manganese, 527.2 g iron, and 18.7 g copper. Including abscised leaves when determining HI may not be feasible in field experiments due to labor constraints but is an option when measuring HI for species under similar management at regional scales to improve estimates of nutrient cycling.     

城市化过程中土壤肥力的时空变化分析

该文研究了郑州市城市化过程中土壤肥力质量时空变化及时空分布,结果表明:20多年来,随着土地利用集约度的不断提高,土壤有机质、全氮、速效钾含量都有所提高,仅有速效磷含量有所降低。土壤的综合肥力系数在东北西南方向较低,大面积处在差的水平,其中有少数零星分布的较高肥力。东南和西北方向的肥力较高,大部分处在良与中的水平。     

干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望

团聚体是土壤结构的基本单元,对土壤系统功能(如结构稳定和肥力保持等))至关重要。而干湿交替是导致土壤团聚体演变的重要环境因子,显著影响团聚体稳定性。本文回顾了70多年来干湿交替对土壤团聚体稳定性影响的研究历程,总结了干湿交替条件下土壤团聚体粒径分布和水稳性的变化特征,着重阐述了干湿交替对团聚体稳定性的影响机制,以及影响干湿交替条件下团聚体稳定性的主要因素,并比较分析了近80年来土壤团聚体稳定性研究的主要方法。通过梳理发现,尽管目前报道了大量有关干湿交替对不同类型土壤团聚体稳定性的影响,但是相关研究多集中在单一的土壤系统中,鲜有从复合生态系统的角度探索干湿交替复合作用过程与多重影响机制。同时,由于不同研究所采用的方法差异较大,导致其结果往往可比性较差。由此,本文提出了该领域今后潜在的研究方向:(1)敏感脆弱区干湿交替下土壤团聚体形成和演变机制;(2)干湿交替对土壤团聚体中化学污染物迁移转化的影响;(3)新技术,如电子计算机断层扫描技术(computed tomography,CT))等在团聚体研究中的应用;(4)植物群落与土壤团聚体周转交互作用过程与机理等。     

土层置换对草甸土理化性状及作物产量的影响

研究旨在探讨土层置换对土壤物理性质和化学性质的变化及对作物产量的影响,这对作物高产具有重要意义。试验地点选在黑龙江省宝清县草甸土上,以玉米绥玉7、马铃薯克新13和甜菜德国KWS3418为材料,设置土层置换和浅翻深松2个处理,分析不同处理对土壤含水率、硬度、土壤三相、速效养分及产量的影响。结果表明:与浅翻深松处理相比,土层置换处理后2年内,明显改善土壤物理性质,0~40 cm土层土壤含水率分别提高3.7%和3.0%;土壤硬度分别下降17.6%和21.6%。20~40 cm土壤固相分别降低0.3%和0.7%;液相分别提高3.7%和1.1%;气相分别提高2.0%和4.2%。进而容重降低,提高土壤通透性。土层置换处理改善20~40 cm土层土壤化学性质,提高土壤速效养分。20~40 cm土层平均养分变化为:碱解氮分别提高48.4%和46.0%;速效钾分别提高12.9%和38.9%;速效磷分别提高11.9%和15.6%。土壤不同层次物理和化学性质的改变能够提高作物产量,与浅翻深松处理相比,2011年、2012年玉米分别增产31.6%、17.9%,马铃薯分别增产70.5%、25.0%,甜菜分别增产12.4%和38.9%,差异达到显著水平。综合以上分析表明,土层置换处理后土壤2个作物生育期内能够改善心土层土壤物理性状、化学性状,从而提高作物产量。因此土层置换技术可为低产土壤改良及作物高产提供理论依据和技术支持。     

Soil classification provides a poor indicator of carbon turnover rates in soil

Most soil surveys are based on soil geomorphic, physical and chemical properties, while many classifications are based on morphological properties in soil profile. Typically, microbial properties of the soil (e.g. biomass and functional diversity) or soil biological quality indicators (SBQIs) are not directly considered in soil taxonomic keys, yet soil classification schemes are often used to infer soil biological function relating to policy (e.g. soil pollution attenuation, climate change mitigation). To critically address this, our aim was to assess whether rates of carbon turnover in a diverse range of UK soils (n > 500) could effectively be described and sub-divided according to broadly defined soil groups by conventional soil classification schemes. Carbon turnover in each soil over a 90 d period was assessed by monitoring the mineralisation of either a labile (¹⁴C-labelled artificial root exudates) or more recalcitrant C source (¹⁴C-labelled plant leaves) in soil held at field capacity at 10 °C. A double exponential first order kinetic model was then fitted to the mineralisation profile for each individual substrate and soil. ANOVA of the modelled rate constants and pool sizes revealed significant differences between soil groups; however, these differences were small regardless of substrate type. Principle component and cluster analysis further separated some soil groups; however, the definition of the class limits remained ambiguous. Exclusive reference values for each soil group could not be established since the model parameter ranges greatly overlapped. We conclude that conventional soil classification provides a poor predictor of C residence time in soil, at least over short time periods. We ascribe this lack of observed difference to the high degree of microbial functional redundancy in soil, the strong influence of environmental factors and the uncertainties inherent in the use of short term biological assays to represent pedogenic processes which have taken ca. 10,000 y to become manifest.     

不同利用方式对潮棕壤比表面影响的研究

对中国科学院沈阳生态实验站潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式经过14年后在0~150 cm土体10个土层中土壤比表面的剖面分布进行比较研究的结果表明,不同土地利用方式及不同深度土层土壤比表面差异显著,除林地0~5 cm表层外,4种土地利用方式在80 cm以内深度的土层中土壤比表面随剖面深度增加呈渐次增大的趋势,说明林地表层高有机碳积累对土壤比表面增加可能产生了重要影响。150 cm深度土壤比表面平均值为林地>玉米地>撂荒地>水稻田。土壤比表面与土壤风干含水量及交换性盐基总量呈极显著正相关关系:水稻田、玉米地、撂荒地、林地中土壤比表面与风干含水量相关系数分别为0.767、0.911、0.943、0.953(n=30,P<0.001);与土壤交换性盐基总量的相关系数分别为0.877、0.978、0.673、0.780(n=30,P<0.001)。不同利用方式下土壤比表面与土壤有机碳、全氮、碱解氮呈显著负相关关系,与土壤pH、硫、磷之间的关系因土地利用方式不同而具有一定的差异。研究结果表明,土壤比表面可作为指征不同土地利用方式对土壤理化性质影响的可行的土壤物理学指标,测定不同土壤的比表面可以基本反映出土壤交换性能的差异。     

土壤振动压实下动态性能试验研究

该文根据振动压路机的载荷特征，选择典型的土壤介质，在三轴仪上进行静、动态压实试验，将压实过程分为三种不同的变化阶段，并给出不同阶段的土壤性能复刚度，为振动压路机的系统研究提供了依据。