风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响

采用平衡吸附法研究了风沙土不同有机组分对磷的吸附特征影响,可为有机组分吸附态磷携载量估算提供依据。结果表明：去除有机质后的风沙土对磷的吸附能力大大降低,其碳标化饱和吸附量（Гmo）c和吸附分配系数（ko）c分别只能达到重组的27.76%和8.45%,说明有机质是影响磷在风沙土上吸附特征的重要因素;磷在轻组有机组分上的吸附以分配作用为主（koc=51.02）;风沙土有机组分中的重组有机质对磷的吸附起主导作用（Гmoc=388.35mg.kg-1）,重组有机组分中的紧结态腐殖质（胡敏素）对磷的吸附起关键作用（Гmoc=1007.96mg.kg-1）,影响机制主要为稳、紧结态腐殖质是形成土壤疏松多孔团聚体结构的重要胶结物质。在其所形成的有机矿质复合体中除分配作用吸附外,还存在着孔隙填充方式的磷吸附;考查土壤对磷的吸附能力不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤对磷吸附特征的重要因素。以重组为基准,轻组有机组分以及重组有机组分中稳结态腐殖质和紧结态腐殖质携载的吸附态磷分别可按0.69倍以及1.37、2.75倍估算。     

不同有机厩肥输入量对土壤团聚体有机碳组分的影响

土壤是重要的有机碳库,其微小变化可能引起大气CO2浓度水平的较大变异。土壤团聚体对土壤有机碳具有物理保护作用。有机厩肥的输入既可以提高土壤有机碳含量,又可以促进土壤团聚体的形成,对土壤有机碳的截获和保持有重要意义。本实验采用湿筛的方法分离土壤团聚体,并对团聚体进行有机碳组分分离。通过对连续8年施加不同量有机厩肥试验的研究发现:适量的有机厩肥施用可以显著地提高土壤的平均质量直径(MWD),改善土壤结构;过量施用有机厩肥则明显降低了>2 000μm团聚体含量。潮棕壤有机碳主要分布在250～53μm和2 000～250μm团聚体中,两者相加约占有机碳全量的73.7%～78.5%。并且随着有机碳输入量的增加,土壤有机碳主要贮存在2 000～250μm团聚体中。有机厩肥的施加明显地加快了>2 000μm团聚体的更新速率。土壤轻组分有机碳含量也随有机厩肥输入量的增加而不断增加,高量有机厩肥下占全量的22.1%。土壤固定有机碳的能力有限,存在明显的等级饱和现象。因此,在有机质匮乏的土壤施用有机肥意义重大,应尽量减少向高有机质土壤输入有机碳。     

添加秸秆及生物质炭对风沙土有机碳及其活性组分的影响

以宁夏贺兰山东路风沙土为研究对象,分析秸秆、生物质炭等碳量添加下土壤有机碳及活性碳组分的变化,为确定该地区最佳施肥措施提供科学理论依据。结果表明:添加生物质炭和秸秆均显著增加了土壤有机碳含量,与对照相比土壤有机碳含量分别增加了7.7%、7.5%。添加生物质炭有利于土壤易氧化有机碳、颗粒有机碳的积累,二者含量分别比对照增加49.6%、17.5%;而添加秸秆更有利于土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的积累,其含量分别比对照分别增加25.8%、59.9%。秸秆与生物质炭添加均显著增加了土壤速效氮、容重和黏粒含量,且以添加生物质炭增加作用更为明显,显著降低了土壤全盐、砂粒含量。土壤有机碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳与速效氮含量极显著正相关,与全盐、砂粒含量极显著负相关;土壤可溶性有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳与容重极显著负相关;而土壤微生物生物量碳与理化性质之间无显著相关性。综上,在风沙土中添加生物质炭更有利于土壤活性碳库提升和理化性质改善,且以年添加量7 t/hm²以上为宜。     

砒砂岩改良风沙土对磷的吸附特性影响研究

【目的】适量砒砂岩能有效改良风沙土的吸水和保水特性,但对于砒砂岩改良风沙土的养分有效性尚不清楚。本文研究了不同用量的砒砂岩改良风沙土对磷吸附特性的影响,以期为评价改良土壤对磷的吸附特性,揭示改良土壤对磷的吸附机理和指导磷肥合理施用提供依据。【方法】本试验设计了砒砂岩和风沙土0∶100(L)、10∶90(LS1)、25∶75(LS2)、50∶50(LS3)、75∶25(LS4)、90∶10(LS5)和100∶0(S)(烘干质量比)7个不同比例的改良模式。研究了在25℃下砒砂岩不同添加量改良风沙土的磷吸附动力学和等温吸附特征,并应用吸附动力学模型和等温吸附模型进行参数拟合,以揭示改良土壤对磷的吸附机理,同时分析了砒砂岩添加比例与改良土壤中磷的最大吸附量的关系。【结果】1)同一初始浓度下,随着吸附时间的延长,改良土壤对磷的吸附量呈增大趋势,24 h后逐渐达到平衡。2)吸附时间一定的情况下,随着磷初始浓度的增大,改良土壤对磷的吸附量逐渐增大,直到接近或达到吸附最大值。3)风沙土对磷的吸附量大于砒砂岩的吸附量,改良土壤中随着砒砂岩添加比例的增加,土壤对磷的吸附量呈减小趋势。4)风沙土、砒砂岩和改良土壤对磷的吸附动力学曲线符合准二级动力学模型。等温吸附曲线以Langmuir模型的拟合效果最优。5)风沙土、砒砂岩和改良土壤对磷的吸附属于均质的单层吸附,由膜扩散和颗粒内扩散共同控制吸附反应速率,吸附机理主要是化学吸附和离子交换。6)改良土壤对磷的最大吸附量随砒砂岩添加比例的增加呈线性减小关系。在生产实践中,可通过测定砒砂岩和风沙土对磷的最大吸附量及风沙土中砒砂岩的添加比例来对改良土壤中磷的最大吸附量进行预测。【结论】砒砂岩可显著减小风沙土对磷的吸附固定,增加施入磷肥的有效性。所以当改良土壤恢复植被以后,磷肥施用初期,砒砂岩添加比例较大的改良土壤中,磷素的肥效较好。但随着植物的生长利用,各改良土壤中吸附磷素的释放效果以及磷肥肥效的持续性有待进一步研究。     

冻融作用对三江平原有机土吸附铵根离子及其分配系数的影响

冻融过程会影响土壤团聚体结构及微孔隙,进而影响土壤对阳离子的吸附。然而有关冻融过程对土壤吸附阳离子影响的研究很少。以典型湿地表层有机土壤为对象,通过室内模拟实验,研究了土壤饱和含水量下,冻融过程对有机土吸附低浓度铵根离子的影响。结果表明,冻融作用一般提高了有机土对铵根离子的吸附量,线性方程能较好的拟合低浓度范围氨氮的吸附,而且冻融作用降低了铵根离子吸附量为0时土壤溶液中氨氮的浓度。随着初始氨氮浓度从8.6mg·L-1升高到43.0mg·L-1,冻融条件下氨氮的分配系数从10.3L·kg-1升高到25.6L·kg-1;非冻融对照条件下氨氮的分配系数从7.0L·kg-1升高到19.8L·kg-1。冻融作用导致氨氮的分配系数增加了29.9%~47.3%,但氨氮的分配系数没有出现随冻融次数增加而升高的趋势。     

不同利用方式黑钙土有机碳组分剖面分布特征

为研究土地利用方式对土壤碳库的影响,以东北黑钙土区的天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0—100 cm土体中不同土层样品(A、AB、B_k、BC和C层),测定不同利用方式土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量。结果表明:3种利用方式SOC、LFOC和HFOC主要分布在A层,但草地WSOC含量在B_k层最多(0.27 g/kg)。由A~C层,3种土地利用方式土壤有机碳及组分有机碳含量总体均呈减少趋势,但减少程度明显不同,天然草地缓慢减少,人工林地急剧减少,耕地逐渐减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成土壤有机碳及组分有机碳含量减少,WSOC减少34%和48%,LFOC减少20%和37%,HFOC减少7%和5%,SOC减少10%和16%。草地转换为林地和开垦为耕地后,WSOC/SOC、LFOC/SOC显著降低,但HFOC/SOC却提高,说明草地被开垦后活性有机碳含量快速下降。土地利用方式和土层对SOC、WSOC和LFOC具有显著影响,且对SOC和HFOC叠加效应较强。同时,土壤理化性质也在一定程度上影响着SOC、WSOC、LFOC和HFOC。应制定合理土地利用管理政策,保护自然草地免遭破坏,减少土壤有机碳流失,发挥草地生态系统碳固存的重要作用。     

不同有机替代对黄土旱塬土壤碳、氮组分及冬小麦产量的影响

探讨黄土旱塬冬小麦区不同有机肥替代化肥氮对小麦产量及土壤碳氮组分的影响,为该区减施化学氮肥、促进小麦提质增效和农业绿色可持续发展提供理论依据。于2019年在山西黄土旱塬冬小麦种植区设置100%化肥N处理(HF)、10%腐殖酸N+90%化肥N (F1)、30%腐殖酸N+70%化肥N (F3)、50%腐殖酸N+50%化肥N (F5)、10%有机肥N+90%化肥N (Y1)、30%有机肥N+70%化肥N (Y3)、50%有机肥N+50%化肥N (Y5)7个试验处理,系统研究了不同比例腐殖酸、有机肥替代化肥对小麦产量及产量构成和土壤碳、氮组分含量的影响。结果表明:F3、F5、Y3和Y5处理,分别较HF显著提高9.7%,8.0%,9.2%和18.2%。同时,Y5对土壤中各种活性有机碳、氮组分含量的提高均有显著促进作用,提高幅度在36.8%~114.4%和27.8%~105.4%;Y3处理下可溶性、水溶性、微生物有机碳、氮和轻组有机碳、氮组分的含量较HF显著提高21.1%~156.8%;F3和F5处理下土壤中可溶性、微生物和轻组有机碳、氮组分含量较HF显著提高25.4%~119.3%。可溶性有机碳、微生物有机氮、轻组有机氮与籽粒产量呈极显著正相关;可溶性有机氮通过促进公顷穗数增加而提高冬小麦产量;总有机碳、水溶性有机碳和微生物有机氮则通过提高穗粒数达到增产效果。综上,在黄土旱塬冬小麦种植区进行30%~50%的有机肥和腐殖酸替代化肥后,可达到显著增产效果,同时提高土壤中活性碳、氮组分的作用。其中,50%有机肥替代处理的增产与培肥地力效果更为显著,适宜在当地推广应用。     

有机碳土壤改良剂对风沙土改土效应的影响

[目的]合成有机碳土壤改良剂,为河西内陆灌区制种玉米产业可持续发展提供技术支撑。[方法]选择甘肃省张掖市甘州区的风沙土,采用田间试验方法,进行有机碳土壤改良剂对风沙土改土效应研究。[结果]有机碳土壤改良剂施用量与风沙土孔隙度、团聚体、持水量、有机质、速效养分、微生物数量、酶活性和玉米产量呈正相关关系;与体积质量、pH值呈负相关关系。施用有机碳土壤改良剂与传统化肥比较,风沙土体积质量、pH值、Hg,Cd,Cr和Pb分别降低8.46%,4.87%,17.95%,27.78%,15.75%和18.03%;总孔隙度、团聚体、持水量、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾分别增加8.15%,23.98%,8.15%,3.16%,0.10%,2.13%和1.18%;真菌、细菌、放线菌、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和玉米施肥利润分别增加59.18%,41.75%,23.28%,57.09%,13.54%,10.71%和2 180.40元/hm2。[结论]施用有机碳土壤改良剂,能有效地改善风沙土理化性质和生物学性质,提高玉米产量。     

长期不同施肥模式对潮土有机碳组分的影响

采用物理分组方法分析了长期不同施肥模式条件下潮土有机碳组分变化及其分布规律。结果表明,与不施肥（CK）比较,长期氮、磷、钾平衡施用（NPK）、秸秆还田（NPKS）和有机无机肥配施（NPKM和1.5NPKM）均显著提高了潮土粗自由颗粒有机碳（cfPOC）、微团聚体内物理保护颗粒有机碳（iPOC）及矿物结合有机碳（mSOC）的含量,其中以粗自由颗粒有机碳增幅最高,达114.5%～278.9％,对施肥最敏感,能较好反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。矿物结合有机碳是潮土固存有机碳的主要形式,它占总有机碳的67.0%～80.4%。除偏施化肥（N和NP）外,其它施肥模式增加的总有机碳有49.1%～58.1%进入矿物结合有机碳组分;26.2%～31.7%进入粗、细自由颗粒有机碳组分;15.7%～20.9%进入物理保护有机碳组分。偏施化肥（N和NP）有利于自由颗粒有机碳的增加。综上分析,长期有机无机肥配施或秸秆还田是提升潮土不同组分有机碳库的较好施肥模式。     

长期施肥对棕壤有机碳组分的影响

对起始于1979年的棕壤长期肥料定位试验田2005年的耕层土壤不同有机碳组分进行了测定与分析,以探讨长期施肥影响土壤有机碳的过程及机理。结果显示:长期单施化肥降低了土壤的游离态颗粒有机碳（FPOM-C）含量,但进一步稳定了矿物结合态有机碳(MOM-C),最终提高了土壤总有机碳(TOC)含量;长期施用有机肥和有机肥配施化肥使土壤的FPOM-C、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、MOM-C以及含量均显著提高,且增加效果好于单施化肥。从各组分有机碳所占比例或相对比值来看,长期施用有机肥和有机肥配施化肥提高了POM-C/TOC比例而降低了MOM-C/TOC比例,使FPOM-C/OPOM-C比值显著增大。表明土壤有机碳结构分组的应用有助于揭示长期施肥影响土壤有机碳的机理。     

平原高沙土有机质积累试验研究

研究了平原高沙土在保持1990年作物单产水平、保持一定单产增长率条件下,不同种植制度、不同培肥措施下的有机质消长规律,提出了提高土壤有机质的技术途径:优化种植制度不仅产量高,而且土壤理化性状得以改善;合理耕作可增加土壤黏粒含量,提高高沙土肥力水平;采用有机肥与无机肥相结合的培肥措施,通过稻麦留高茬和玉米秸秆还田,可直接提高土壤肥力;提高根茬产量,增加自然回归.     

Biochar Increases Diuron Sorption and Reduces the Potential Contamination of Subsurface Water with Diuron in a Sandy Soil

The herbicide diuron is widely used in agricultural areas in Brazil, whereas it has high potential for subsurface water contamination due to its physicochemical characteristics. Recent studies have demonstrated the potential of biochar as a sorbent and possible pesticide leaching mitigation. The objective of this study was to investigate the long-term effect of biochar application on the kinetics of sorption and desorption of diuron in a Cerrado Haplic Plinthosol. Samples were collected in an experiment conducted in the field in a randomized block design consisting of the combination of two levels of fertilizer application (0 and 300 kg ha^-1 of 5-25-15 formula of NPK fertilizers) and three doses of biochar (0, 16, and 32 Mg ha^-1). The Freundlich isotherm accurately described the sorption of diuron in all treatments. Biochar application increased the sorption and reduced the desorption of diuron. This effect was attributed to the contribution of biochar to total organic carbon (C) and C in the humin fraction and to the increase in the reactivity of the humic acid and humin fractions, which was significantly highly correlated with the sorption coefficient (K_f). A positive correlation between the partition coefficient of organic C and K_f confirmed the importance of the soil organic compartment for the sorption of diuron. The higher diuron sorption and lower diuron desorption capacities of sandy soils after biochar application could reduce the potential risk of diuron leaching and contamination of subsurface water.     

减氮配施有机物质对麦田土壤性质和小麦产量的影响

探究氮肥减量配施有机物质的情况下对氮素利用状况及土壤肥力和小麦产量的影响,为我国华北平原区小麦生产中提高氮肥利用效率、实现节肥增效提供理论基础。通过田间试验,设置5个处理：不施氮肥(CK)、农民习惯施氮肥(FN)、减氮20%(80%FN)、减氮20%+生物有机肥(80%FN+OM)、减氮20%+生物炭(80%FN+BC),研究小麦生长关键期土壤容重、有机质、NO₃^-—N和土壤微生物多样性的变化,测定小麦产量并计算氮素利用效率。结果表明,土壤容重受施入有机物质影响显著,成熟期0—20,20—40 cm的80%FN+OM、80%FN+BC的土壤容重较80%FN分别下降3.83%～4.58%和2.96%～5.07%。成熟期0—40 cm的土壤有机质均以80%FN+OM最高,较其他施氮肥处理提高2.13%～18.81%。土壤NO₃^-—N受施氮肥影响显著,挑旗期80%FN+OM和80%FN+BC处理的0—40 cm土壤NO₃^-—N较高;灌浆期80%FN+BC处理的0...     

Comparison of Chemical Methods of Assessing Potentially Available Organic Nitrogen from Organic Residues Applied to a Sandy Soil

Abstract

More than 90% of the nitrogen (N) in soils is bond as organic N compounds. The available N can be estimated on the mineral N released during time‐consuming incubations of soil. Several chemical methods have been developed as substitutes for incubations. On the other hand, there has been an increase in waste production. Residues could potentially offset the need for mineral fertilizers, being both an economic and environmental benefit. Thus, the development of a routine method for prediction of N supply both from soil organic matter (SOM) and the application of organic residues is of great interest. An incubation experiment was performed in a Cambic Arenosol to evaluate different chemical methods. Air‐dried soil was mixed with increasing amounts of composted solid municipal waste, secondary pulp‐mill sludge, hornmeal, poultry manure, the solid phase from pig slurry, and composted pig manure. Samples were incubated for 244 days under a controlled environment. Among the chemical extractants studied, hot 2 M potassium chloride (KCl) and hot 0.01 M calcium chloride (CaCl₂) showed promise in indicating values of N₀ (potentially available nitrogen), and these simple methods are suitable for use in routine laboratory conditions.     

长期不同施肥对稻田土壤有机质和全氮的影响

通过对湖南新化、宁乡、株洲、桃江、武岗5个国家级稻田肥力长期定位试验点18年的田间定位试验,研究了不同施肥方式下0-20 cm土层土壤有机质和全N含量的演变规律。结果显示,中量和高量有机肥与化肥配合处理在提高土壤有机质和全N含量方面效果明显优于单施化肥和秸秆还田处理,且随有机肥用量的增加而增加,表明有机肥与化肥配合施用是提高土壤有机质和N素肥力的重要措施。在不同施肥方式下,稻田土壤有机质总体上呈现出上升或者下降的趋势,但在不同的年份会有波动。     

不同冬绿肥翻压对土壤有机氮组分和氮素矿化的影响

[目的]研究不同冬绿肥种植与翻压对土壤氮素供应能力的影响,为改进华北地区冬绿肥种植技术,提高作物产量和维持土壤生产力提供理论依据。[方法]在天津市武清区设置大田冬绿肥/玉米轮作定位试验(2012—2019年)种植和翻压冬绿肥,测定不同冬绿肥及组合处理即二月兰、毛叶苕子、黑麦、黑麦草、毛叶苕子与二月兰混播和毛叶苕子与黑麦混播土壤有机氮及组分含量;同时进行室内培养试验,测试不同处理土壤的有机氮矿化势(N₀)和矿化量,分析冬绿肥种植与翻压对土壤有机氮组分及矿化的影响(以冬闲处理为对照)。[结果]与对照相比,冬绿肥种植与翻压显著提高总有机氮含量(幅度为3.05%～12.36%),显著降低非酸解态有机氮含量(18.87～55.87 mg/kg)。冬绿肥处理N₀值在189.15～245.90 mg/kg之间,比冬闲对照增加14.16%～48.41%,土壤矿化半衰期t_1/2比冬闲对照提高22.57%～73.11%。所有处理室内培养24周矿化分解土壤有机氮主要组分为酸解总氮,冬绿肥处理土壤酸解总氮矿化量比对照高3.41～20.54 mg...     

植草恢复对侵蚀红壤重组有机质的影响

在福建中亚热带红壤区,将侵蚀经济林(油茶)改造成人工草地(人工植草)、封山育林(自然恢复)进行生态恢复,11a后,分析A-C层土壤的常规理化性质、土壤复合量、原土复合度、腐殖质结合形态用以评价土壤肥力变化。结果表明:不同土层各指标有明显差异,其中土壤速效养分、有机质、土壤复合量表现为A层B层C层,原土复合度则表现为C层B层A层。土壤腐殖质在C层呈松结合态向紧结合态转变的趋势,其中在自然恢复区B、C层土壤的松/紧比值较A层分别下降0.149,0.458个单位,人工植草区C层土壤的松/紧比值较A层下降0.292个单位,松结合态向紧结合态转变速度较自然恢复区有所减缓。人工植草区A层土壤的有机质及有机碳总量虽低于自然恢复区,但重组有机碳含量相近,其它测定指标亦无明显差异。     

黄土高原典型土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化

以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类为对象，采用Bramner淹水培养法，研究黄土高原不同生境条件下土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化。结果表明：土壤非交换性NH4^＋ -N随Bremner法淹水培养时间延长，含量增加。不同土壤类型在培养20d时非交换性NH4^＋ -N的增加量存在显著差异（p=0．0229），而培养40d和60d时差异不显著（P分别为0．1379和0．1159）。培养期间非交换性NH4^＋ -N的增加量均表现为以土垫旱耕人为土最大，其次是黄土正常新成土，简育干润均腐土和干湿砂质新成土较小；添加有机物料极显著影响培养期间的非交换性NH4^＋ -N增加量（培养20d、40d和60d时P分别为0．0002，0．004和0．0003），表现为紫花苜蓿和长芒草土壤非交换性NH4^＋ -N的增加量均极显著高于不添加有机物料的对照土壤；在培养20d、40d和60d时，加（NH4）2SO4土样非交换性NH4^＋ -N的增加量显著大于不加（NH4）2SO4土样（户分别为0．0037，0．0033和0．0027），这是土壤对（NH4）2SO4中NH4^＋ -N固定的必然结果；不同植被类型土壤培养20d时的非交换性NH4^＋ -N增加量差异显著（P=0．0434），培养40d和60d时差异不显著（p分别为0．7378和0．5375）；长期秸秆和氮肥配施土壤非交换性NH4^＋ -N增加量大于不施肥对照土壤，但差异不显著土壤黏粒、全氮和有机质与培养0d、20d、40d和60d时土壤的非交换性NH4^＋ -N含量均呈极显著正相关；而非交换性NH4^＋ -N的增加量与粘粒无相关性，但与全氛和有机质呈显著正相关。