辽宁省稻田土壤供钾状况研究

据测定,辽宁省水稻土速效钾、缓效钾的平均含量均以盘锦、营口地区的盐渍型水稻土为最高,其次是东港地区盐渍型、淹育型和潜育型水稻土以及铁岭地区淹育型水稻土,最低的是沈阳地区淹育型水稻土。各地区水稻土的供钾强度(Ⅰ)、供钾容量(Q)以及供钾缓冲力(Q/I),均按上述地区顺序依次递减。出现这些差异,是由于土壤成土母质、粘土矿物类型、钾肥用量、灌溉水水质以及土壤基本性质,诸如粘粒含量、阳离子交换量、pH值等因素不同而造成的。盘锦、营口稻区水稻土在这几方面都占优势。     

不同水型水稻土施钾效果及施钾技术的研究

本文通过不同水型水稻土水稻施钾效果的研究,结果表明,潜育型水稻土>潴育型水稻土>淹育型水稻土。水稻施钾能增强根系氧化力,提高土壤氧化还原电位的百分比和降低土壤还原物质含量,以及增加土壤好气性细菌和降低反硝化细菌的百分比等作用,均为潜育型水稻土>潴育型水稻土>淹育型水稻土;水稻生长季节的水、土温度,土壤供钾能力和水稻吸收土壤钾素的量为淹育型水稻土>潴育型水稻土>潜育型水稻土。而水稻吸收肥料钾占总吸钾量的比,则为潜育型水稻土>潴育型水稻土>淹育型水稻土。并找出了淹育型水稻土、潴育型水稻土和潜育型水稻土水稻施钾有效的土壤速效钾含量临界值,分别为54、82和141mg kg^-1。本文还提出了不同水型水稻土在不同土壤速效钾水平下,水稻最高产量和最经济产量的施钾量,以及钾肥的适宜施用期,为合理施用钾肥提供了科学依据。     

施氮和不同品种水稻对紫色水稻土钾素形态的影响

通过盆栽试验研究了施氮水平和不同品种水稻对四川盆地 3种典型紫色水稻土 5种钾形态的影响以及各种土壤钾形态对水稻钾素营养的贡献。结果表明 ,4个紫色水稻土供钾能力均属中下水平 ,全钾含量为 1.29%～2.62% ,其中矿物钾量平均占 96.82% ,速效钾和非交换性钾仅平均占 0.62%和 2.56% ,土壤供钾能力以中性紫色水稻土 石灰性紫色水稻土 酸性紫色水稻土。施氮 (N 0～ 150mg/kg)促进 4个紫色水稻土钾素的释放 ,提高水稻对非交换性钾和矿物钾的吸收利用 ,使矿物钾和非交换性钾的贡献占植株吸钾的 80.3% ,速效钾仅为 19.7%。中性紫色土供试 4个品种水稻的吸钾能力为开优 5号 汕优 63Ⅱ优 6078引佳 1号。施氮后4个品种水稻吸自非交换性钾和矿物钾量平均占植物吸钾量的 66.9% ,以施中氮 (N 150mg/kg)时植株吸钾量最高 ;而低氮或高氮水平都不利于植物对钾的吸收和土壤钾的释放     

中国稻田土壤有效态中量和微量元素含量分布特征

基于全国282个水稻土监测点,分析土壤有效态中、微量元素含量及区域特征(东北、长三角、长江中游、西南、华南),结合丰缺标准,揭示中、微量元素丰缺程度。结果表明:东北水稻土交换性镁和有效硼含量高于其他地区,有效锌含量最低;长三角有效锰含量最高、有效硫含量最低;长江中游有效铜含量最高,有效态铁、锰和钼含量最低;西南交换性钙含量高于其他地区,有效铜含量则低于其他地区;华南有效态铁、钼含量均高于其他地区,而交换性钙、镁含量低于其他地区。中国水稻土交换性钙、镁及有效铁、锰、铜含量整体丰富;长三角和华南缺硫水稻土比例分别为42.2%和41.8%;东北、长三角、长江中游、西南和华南缺锌水稻土比例分别为75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%,缺硼分别为38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%,缺钼28.6%、60.4%、82.6%、42.0%和33.4%。可见,东北和长三角水稻土以缺锌为主;长江中游以缺硼、钼为主;西南以缺硼为主;华南以缺硼为主。研究可为全国和区域尺度水稻土中微量元素的管理和合理施用提供依据。     

紫色水稻土钾有效性和钾释放的研究

紫色水稻土全钾含量属中等水平,速效钾属中等偏下水平,土壤对钾素的供应总体不足。作物吸收的钾,矿物钾占76.95％,速效钾和缓效钾仅占10.81％和12.24％。土壤矿物钾释放随时间的延长逐渐下降,随土壤颗粒粒径的下降显著增大,在80分钟时,释放量仍高达08～8.8mgkg-1.min-1,80分钟内的累积释放量为土壤缓效钾的1.5～2.0倍;土壤速效钾的形成随时间的延长逐渐趋向稳定。不同土壤矿物钾的释放顺序和土壤速效钾形成顺序的不一致性,是由它们的机理和土壤性状综合造成的,但是,Elovich方程都能较好地拟合土壤矿物钾的释放过程和土壤速效钾的形态过程,方程参数b值能反映过程进行的速度。     

吉林省农田耕层土壤速效磷、钾养分的时空变化特征

分析2005～2013年间测土配方施肥土壤样品,明确吉林省农田耕层土壤速效磷、钾养分的空间分布特征,结合第二次土壤普查数据探讨不同地区和土类农田土壤速效磷、钾养分的时间变化趋势。目前,吉林省农田耕层土壤速效磷含量平均为25.4 mg·kg-1(1.6～84.2 mg·kg-1),速效钾含量平均为123.6 mg·kg-1(24～299 mg·kg-1),均属中等变异。空间分布上,吉林省农田土壤速效磷自东向西逐渐下降,白山地区的靖宇县最高而白城地区的大安市最低,速效钾自北向南逐渐下降,长春地区的农安县最高而通化地区的集安市最低。不同土类间速效磷、钾含量差异显著,前者以白浆土最高而黑钙土最低,后者以黑土最高而水稻土最低。30年间,吉林省农田耕层土壤速效磷含量在省域及地区尺度上均呈显著上升趋势,土壤速效钾含量在地区间增减趋势不同,省域尺度上总体略有下降。土类方面,除黑土和暗棕壤略有下降外,大多数土类速效磷含量均明显提高,速效钾含量以风沙土、黑钙土增幅较高而暗棕壤、草甸土显著下降。基于以上结果,吉林省区域作物养分管理策略与技术需进行相应调整以优化养分资源投入,建议适当下调磷肥用量或改进磷肥品种以减少土壤磷素累积,土壤钾素亏缺地区应合理补充钾肥并积极推广秸秆还田技术。     

广东不同母质水稻土供钾特性的评价

应用生物耗竭法并结合模拟试验综合评价了广东5种主要母质发育水稻土的供钾特性。研究结果表明:(1)2mol/L冷HNO3法提取的有效钾与水稻吸钾量间的相关性最好,建议用2mol/L冷HNO3法提取的钾来评价土壤的供钾状况。(2)1mol/L沸HNO3法提取的非交换性钾含量在耗竭后高于耗竭前的水平,与水稻吸钾量相关性很小或呈负相关,不适宜用来评价耗竭土壤。(3)广东5种主要母质发育的水稻土供钾能力大小顺序为:三角洲沉积物发育水稻土>花岗岩发育水稻土>砂页岩发育水稻土>石灰岩发育水稻土>玄武岩发育水稻土。该试验结果可供水稻合理施用钾肥作参考。     

枸溶性钾肥的水稻肥效

通过盆栽试验研究了5种钾肥[粉碎性钾矿粉(K1)、全部枸溶性钾肥(K2)、含25%水溶性钾的枸溶性钾肥(K3)、含50%水溶性钾的枸溶性钾肥(K4)和硫酸钾(K5),施钾量均为K2O 150 mg/kg]及其施用量(0.5K2、K2、1.5K2和2K2,施钾量分别为K2O 75、150、225和300 mg/kg)和配施(0.5K2+0.5K5)对水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量的影响。研究结果表明,与不施钾相比,施钾肥处理(除K1外)均显著提高水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量。在相同施钾量下,随着肥料水溶性钾比例的增加,水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量表现为先上升后下降的趋势,其中水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量以K4(分别为240.90 g/盆、2.60 g/盆、75.4 mg/kg)和K3(分别为234.86 g/盆、2.24 g/盆、73.9 mg/kg)处理最高。与水溶性钾肥(K5)处理相比,K4和K3处理均显著提高了水稻产量、钾素吸收量和土壤速效钾含量,分别提高了9.35%和6.61%、40.43%和21.26%、22.01%和19.58%(P0.05)。水稻产量、钾素吸收量及土壤速效钾含量随同一种枸溶性钾肥(K2)施用量的增加而增加,以2K2最高。综合结果表明,在相同施钾量下,含25%~50%水溶性钾的枸溶性钾肥(K4和K3)对水稻的增产效果最佳,而全部枸溶性钾肥在2倍施钾量下可获得相同增产效果。     

广东不同母质发育水稻土钾素的固定与释放

本文通过室内模拟和化学方法研究了广东几种不同母质发育的水稻土的钾素的固定与释放特性。结果表明,砂页岩、珠江三角洲沉积物、石灰岩和玄武岩发育的水稻土的固钾量均随钾加入量的增加而增大,但花岗岩发育的水稻土却相反;砂页岩、花岗岩和玄武岩发育的水稻土的固钾量在淹水时最高,而沉积物和石灰岩发育的水稻土则在恒湿时最高;沉积物发育的水稻土的非交换性钾累计释放量和平均释放速率显著高于其它母质发育的水稻土;施钾肥对非交换性钾释放的影响因土壤所含粘土矿物类型而异。     

长期施用氮磷肥对(土娄)土钾素的影响

以长期定位施肥与小麦一玉米轮作田间试验为平台,研究了施肥对(土娄)土土壤钾素的影响以及冬小麦生育期内(土娄)土土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾的变化.结果表明:氮磷肥不同施用量对土壤全钾基本没影响,而对速效钾、缓效钾及微生物量钾的影响较大.土壤速效钾和缓效钾均随施肥量的增加而减少,而微生物量钾随施肥量的增加而增加,且0-20 cm土层土壤速效钾、缓效钾及微生物量钾含量均高于20-40 cm土层.小麦生育期内,土壤速效钾和微生物量钾含量的变化一致,均是先上升再下降,再上升,又下降的变化.土壤中微生物量钾与有机碳、全氮均呈显著正相关关系,而与土壤速效钾和缓效钾无显著相关关系.氮磷肥在一定施用量范围内,促进了土壤无机态钾素的消耗,而提高了土壤微生物量钾的含量.土壤钾素的这种变化是作物吸收、施肥等因素共同作用的结果.     

近30年中国主要农田土壤pH时空演变及其驱动因素

  【目的】  研究中国农田土壤pH时空变化特征及其主要的驱动因素,为土壤酸化阻控、土壤质量提升和土地可持续利用提供理论基础。  【方法】  基于农业农村部布置在全国主要农田区域的耕地质量监测点数据 (950个),分析旱地、水旱轮作、水田等不同土地利用类型下土壤pH时空变化特征,并利用提升回归树模型探究影响土壤pH变化的主要驱动因素。  【结果】  就全国而言,土壤pH及其变异系数表现为旱地 (6.74 ± 1.19和17.63%) > 水旱轮作 (6.54 ± 0.93和14.26%) > 水田 (5.80 ± 0.81和13.95%),其中华南地区农田土壤pH表现为水田 (5.74 ± 0.79) 大于水旱轮作 (5.47 ± 0.56) 和旱地 (5.45 ± 0.91)。从监测初期 (Ⅰ阶段,1988—2000) 到监测中期 (Ⅱ阶段,2001—2010),旱地和水田土壤pH整体上随时间呈降低趋势,下降速率分别为0.065和0.054/年 (P < 0.01),而水旱轮作土壤pH无显著变化;从Ⅱ到Ⅲ阶段 (2001—2018),旱地和水旱轮作土壤pH整体上随时间呈上升趋势,上升速率分别为0.022和0.016/年 (P < 0.05),而水田土壤pH无显著变化。东北、华北、西南、长江中下游地区的旱地土壤pH随时间均呈线性下降趋势 (P < 0.05),而华南地区从Ⅱ到Ⅲ阶段呈线性上升趋势 (P < 0.01);西南、长江中游和华南地区水田土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势 (P < 0.01),而东北、西南和长江下游地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势 (P < 0.01);西南地区水旱轮作土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势 (P < 0.01),而华北、长江下游和华南地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势 (P < 0.05)。通过Pearson和提升回归树分析发现,年均降雨量是造成土壤pH空间尺度上差异的最主要因素,其次是土壤质地、容重和有机质含量。此外,在旱地土壤上长期的氮肥投入和在水田和水旱轮作土壤上钾肥的投入对pH变化的影响较大。  【结论】  整体而言,我国旱地和水田土壤pH从监测初期到中期呈快速下降趋势,而旱地和水旱轮作土壤pH从监测中期到2018年呈缓慢增加趋势。东北地区的旱地土壤pH呈持续下降趋势,需要引起重视。氮肥在旱地和钾肥在水田上的施用导致土壤pH的降低,今后应优化水肥运筹,通过改善土壤容重和有机质进而有效调控土壤pH。     

1988―2019年中国农田表土有机碳库密度变化及其主要影响因素

  【目的】  研究中国农田土壤有机碳(SOC)密度时空变化特征及其主要驱动因素,为土壤肥力提升、固碳减排和粮食安全提供理论依据。  【方法】  基于1988至2019年农业农村部全国农田监测数据(1298个点位),分析水田、旱地和水旱轮作下SOC密度时空变化特征,利用方程拟合和提升回归树模型探究气候、施肥和土壤属性对SOC密度变化的影响。  【结果】  1988―2019年全国农田表层(0―20 cm) SOC密度平均为35.13 t/hm2,不同土地利用方式下表现为水田>水旱轮作>旱地,水田和水旱轮作较旱地分别高53.2%和24.9%。SOC密度随监测时间的延长呈先降低后增加的趋势,其中水田、旱地和水旱轮作分别在2000、1998和2004年之前呈下降趋势,之后呈上升趋势。不同利用方式水田SOC密度随监测时间的变化趋势在东北地区逐渐增加,华南地区逐渐降低,西南和长江中游地区则先降低后增加,转折点分别在1995和2002年;旱地SOC密度的变化趋势在西北、华北和华南地区逐渐增加,东北、长江中游和长江下游地区先降低后增加,转折点分别在2008、2004和2004年;水旱轮作下SOC密度的变化趋势在长江中游、下游地区先降低后增加,转折点分别在2001和2013年,在西南地区呈先上升后微弱下降趋势,转折点在2012年。提升回归树结果显示,水田SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量在西南、东北和华南区是年均温,在长江中游和下游分别是钾肥用量和土壤速效钾含量;旱地SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量在东北为年均温,华北和华南为年均降雨,长江中游、下游区为氮肥,西北为有效磷;水旱轮作SOC密度后期上升阶段最重要的解释变量,在西南、长江中、下游地区分别为年均降雨、有效磷、氮肥。  【结论】  1988―2019年全国农田表层SOC密度除华南水田外,整体上呈先降低后增加,水田、旱地和水旱轮作土壤的转折点分别在2000、1998和2004年,旱地SOC密度的提升快于水田和水旱轮作。影响表土SOC密度提升的主要因素,东北和西南地区水田和旱地为年均温,长江中、下游地区水田为钾肥投入和土壤速效钾含量,旱地为氮肥投入;华南地区水田为年均温,旱地为年降雨量;华北和西北地区旱地为年均降雨和土壤有效磷含量;西南和长江中游水旱轮作区为土壤有效磷含量,而长江下游为土壤速效钾含量。     

中国稻田土壤有效磷时空演变特征及其对磷平衡的响应

以农业农村部始于1988年的全国稻田土壤监测数据库为基础,将稻作区划分为东北、长江三角洲(简称"长三角")、长江中游、华南和西南五个区域,分析近30 a各稻作区土壤有效磷含量、磷肥回收率及农学效率和磷素的表观平衡,揭示各区域间稻田土壤磷素时间演变和空间差异特征,为稻田土壤磷素科学管理提供理论依据.结果表明,全国主要稻作...     

我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K₂O 115.0～209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1%,钾肥替代潜力为K₂O 82.3～97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K₂O 67.2～170.7 kg/hm2。从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2。  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K₂O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡。     

基于GIS的我国水蚀区侵蚀危险度抽样调查

 在“中国水土流失与生态安全综合科学考察”中,开展了全国水蚀区侵蚀危险度抽样调查研究。在东北黑土区、北方土石山区、西北黄土高原区、长江上游及西南诸河区、南方红壤丘陵区和西南石漠化区等6个类型区中,选择26个1∶10 000地形图图幅大小范围的样区,采用土地利用类型、地面坡度、林草地植被覆盖度、有效土层厚度和土壤密度等5个主要指标,在地理信息系统(GIS)支持下,综合评估了不同类型区调查样区的侵蚀危险度。结果表明:西南石漠化区、北方土石山区处在极险-毁坏型等级区,长江上游及西南诸河流域区属于危险型等级区,南方红壤丘陵区属于轻险-危险型等级区,西北黄土高原区和东北黑土区属于轻险型等级区。     

洪水沉积物对长江中游洪泛区土壤钾素营养的影响

本文对比研究了长江中游几类洪泛区 (江心洲、洲滩和圩垸等 )的洪水沉积物和剖面土壤的钾素营养状况。结果表明 ,相对于洪泛区耕层 (表层 )或剖面土壤的钾素状况 ,洪水沉积物的覆盖能丰富表土的钾素营养 ,显著增加表土的速效钾和缓效钾含量 ,且速效钾的增幅大于缓效钾 ,而对全钾无明显影响。沉积物对土壤钾素状况的影响与其颗粒组成、有机质含量、CEC和土地利用方式等因素有关。沉积物和土壤的钾素状况与粘粒含量 (<0 0 1mm)呈显著正相关 ,与砂粒部分呈负相关 ;有机质和CEC对土壤钾素的有效性有一定影响 ;而洪泛区土地利用方式与耕层土壤钾素的消耗有关     

安徽省土壤钾素供应状况与钾肥效应分析

本文对安徽省1985年以来在淮北地区、江淮之间和沿江江南(包括皖南山区)三大农业区域的主要土壤和作物的140个钾肥试验结果进行了分析,结果表明:全省由北向南土壤速效钾含量逐渐降低,而钾肥肥效逐渐增加。施钾肥有效率以花生、紫云英、烟草和红麻最高,其次是水稻、玉米、麦类和油菜,而棉花和大豆较低。全省土壤有效钾临界值为80mg/kg,淮北地区土壤有效钾低于120mg/kg时施钾有效。随着钾肥用量增加,作物产量出现报酬递减现象,作物施钾的增产潜力以烟草、紫云英、红麻和麦类作物较大,花生、油菜、玉米和棉花等相对较小。     

中国稻田土壤有机碳汇特征与影响因素的研究进展

稻田是中国面积最大的耕地之一，稻田土壤有机碳（SOC）是重要的农业碳库，被认为在减缓大气二氧化碳（CO2）浓度上升和全球变暖中起着重要作用。明确中国稻田SOC汇特征与影响因素，有助于制定合理的农业管理措施，科学地增强稻田土壤固碳减排潜力。研究发现，在空间分布上，中国稻田SOC含量具有地域性差异，总体表现为华南、西南高于华北、西北，长江中游高于长江下游；且稻田SOC含量沿海拔升高而增加，随土壤深度增加而减少。在组成上，稻田土壤活性碳比例不超过5.3%，惰性碳比例远大于活性碳，高达60%以上，稻田固碳重点在于惰性组分。在影响因素上，人为管理措施是导致稻田碳汇变化的主要原因，并与自然因素密切相关。为充分发挥稻田土壤碳汇功能，未来研究应加强稻田SOC稳定机制研究，制定因地制宜的农业管理推广方案，为中国“双碳”目标的实现提供科学依据。