积雪变化对东北农田黑土盐基离子及有效硅铝含量的影响

[目的] 为探究冬季积雪深度变化下东北农田黑土盐基离子及有效硅铝含量的季节性变化特征。[方法] 采用人工控制积雪深度的方法,通过测定除雪处理组(SR)、减雪处理组(SL)、自然积雪对照组(C)、增雪处理组(SA)的东北农田黑土环境因子(温湿度、含水率、pH、总有机碳)、盐基离子、有效硅以及活性铝,分析土壤盐基离子及有效硅铝的含量变化过程,以及两者对土壤环境因子的响应关系。[结果] 积雪深度的降低使季节性雪被覆盖下黑土受到积雪的保温作用减弱,0—30 cm土壤温度及湿度(未冻水含量)显著下降,使水盐运移过程中未冻水携带的HCO₃^-含量减少,土壤平均pH受HCO₃^-含量影响分别变化-0.06,-0.04,-0.02,0.01。土壤的碱性降低,低价阳离子对高价阳离子在土壤胶体吸附电位的置换能力增强,使得交换态一价阳离子(Na⁺、K⁺)含量升高,同时使交换态及碳酸盐态二价阳离子(Ca²⁺、Mg²⁺)含量降低。碳酸盐态二价阳离子与交换态Na⁺分别对TOC含量构成正向和负向的影响,使土壤平均总有机碳(TOC)含量随积雪深度的降低分别增长0.87,1.09,1.32,1.48 g/kg。盐基离子与土壤pH、TOC的相互影响关系使在积雪深度降低的条件下土壤pH与TOC含量降低,进而对土壤有效硅铝含量构成间接影响。TOC含量的降低削弱了土壤对低活性腐殖酸铝(Al-HA)的固持作用,pH的降低促进低活性铝向高活性交换态铝(Ex-Al)与单聚体羟基铝(Hy-Al)的转化,土壤铝毒性提升,同时促进有效硅的溶解,造成土壤硅的流失。[结论] 气候变暖引起的中高纬度地区季节性积雪覆盖面积减少将影响冬季东北地区农田黑土的物质能量分布状态,并由此改变生长季节农作物的生长发育环境,研究提示为冬季东北黑土区土壤矿质元素的季节性变化过程提供了一定的科学依据。     

辽宁省水稻土供硅能力及硅肥肥效的研究

辽宁不同类型水稻土供硅能力及硅肥肥效试验结果表明 ,采用pH4醋酸缓冲液法测定的土壤有效硅含量能够反映非碱性水稻土的硅素肥力水平 ,但不能够反映碱性水稻土的硅素肥力水平 ,碱性水稻土测定结果高 ,但硅素肥力水平低。施用硅肥能够增加植株体内硅的含量 ,改善水稻的生长状况 ,提高水稻的产量 ,增产幅度最高可达 3 0 .1%。     

施用钢渣对水稻土硅素肥力的影响

施用钢渣种植水稻的贫栽试验结果表明，与对照相比，施用钢渣使土壤pH升高，土壤水溶态硅和无定形硅的含量降，活性硅及有效硅含量上升，水稻植株含硅量上升，水稻植株含硅量增加，除水溶态硅外，上述影响随钢渣用量增加或粒度变细而增强。     

不同类型土壤对水稻硅同位素分馏的影响

为探明不同类型土壤对水稻硅同位素组成及分馏的影响,本研究以红壤、黑土和褐土作为供试土壤,以水稻品种嘉58作为供试材料进行盆栽试验,测定土壤理化性质,水稻各器官干重、硅含量、硅同位素组成等指标。结果表明,不同类型土壤对水稻硅同位素分馏效应均影响明显,红壤、黑土、褐土栽培的水稻硅同位素分馏系数(α_Pre-Dsi)分别为0.998 8、0.997 8、0.997 5,其中褐土栽培的水稻体内硅同位素分馏程度最大,黑土次之,红壤最小;相关性分析表明,水稻δ³⁰Si值(整株和叶片)与土壤pH值、有机质、有效硅、游离氧化铁和游离氧化铝含量之间均存在极显著相关性(P<0.01),其中土壤游离氧化铁、游离氧化铝含量随着土壤风化程度的增加均呈升高趋势。由此推断,水稻硅同位素组成可能主要受土壤pH值、有机质、有效硅含量及土壤风化程度的影响。本研究结果为利用硅稳定同位素示踪技术探索自然界的硅循环模式提供了理论依据。     

安徽省水稻土有效硅状况及硅肥效果

安徽省水稻土有效硅含量具有明显区域分布特征。不同母质发育的水稻土有效硅含量顺序为：黄土性古河湖相沉积物〉近代黄泛〉淮河冲积〉石灰岩〉湖积物〉下蜀黄土〉长江冲积〉紫色砂页岩和第四纪红土〉板页岩和花岗岩。土壤ＰＨ值，土壤物理性粘粒含是与土壤有效硅含量呈极显著显著正相关。     

水稻土中硅磷元素的存在形态及其相互影响研究

采用室内培养试验研究不同施硅和施磷处理对水稻土中硅、磷不同存在形态的影响。结果表明 ,硅磷具有相互促进肥效的关系。施硅影响土壤无机磷的形态 ,硅的施用增加了土壤中Ca2 -P、Al-P和O -P的含量 ,Ca8-P、Ca10 -P变化不明显 ,Fe -P的含量显著降低。其中原因可能是Fe -P在水稻土中活性较高。硅酸钠与硅酸钙相比 ,前者的作用更为明显。施磷影响土壤硅的不同形态 ,磷的施用增加了土壤中水溶性硅和活性硅的含量 ,降低了无定形硅的含量 ,这可能与磷的存在改变了土壤 pH有关     

酸化与富磷影响农田土壤硅的移动性

硅是水稻等禾本科作物生长发育不可或缺的营养元素,pH影响着土壤中硅的有效性和形态转化,而土壤磷与硅之间存在明显的竞争吸附效应。以常年水稻-瓜/菜轮作农田土壤为研究对象,进行等摩尔硅磷竞争吸附试验、土壤培养试验和硅分组试验,模拟探究土壤酸化和磷富集对土壤硅的有效性及移动性的影响,以期为农田硅、磷养分管理提供一定的理论依据。结果表明,在pH 3.5～6.4范围内,同时加入等摩尔浓度的硅和磷时,磷的存在会抑制土壤吸附硅,使土壤对硅的吸附量降低78%～350%。土壤对硅的吸附小于对磷的吸附,磷的添加导致了土壤中硅的解吸。土壤酸化和磷添加均降低了土壤对硅的吸附,且在pH较高时添加磷对降低土壤吸硅的效果更为显著。土壤酸化降低了可移动态硅、吸附态硅、有机结合态硅和铁铝锰（氢）氧化物结合态硅的含量,但增加无定形态硅含量。与pH 6.4相比,酸化使可移动态硅和吸附态硅含量分别降低了22.47%～54.32%、10.72%～33.40%;磷添加使可移动态硅含量增加了4.07%～9.40%,吸附态硅含量降低了1.19%～3.53%。pH可调控土壤硅的溶解与吸附-解吸过程,从而影响土壤硅的移动性;磷富集促进土...     

扬州市十年来土壤有效硅的动态演变及水稻硅肥施用技术研究

因成土母质不同，土壤有效硅含量呈明显的地区性分布，其含量高低顺序为：里下河地区、丘陵山区、高沙土地区、沿江圩区。土壤有效硅呈下降趋势，低于一定水平时又表现为上升，各种土壤有不同的平衡点。缺硅地区施用硅肥有显著效果，与氮、磷、锌、锰、钼配合效果更佳。     

紫色水稻土硅有效性的研究

通过田间试验和土壤培养试验研究了紫色水稻土有效硅含量的概况，影响因素及施硅效应。结果表明，紫色水稻土施硅肥有不同程度的增产效应，增产幅度〉１０％的土壤占５５％。土壤有效硅含量为红紫泥田〈灰棕紫泥田〈红棕紫泥田。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

紫云英配施化肥对我国水稻产量效应的整合分析

定量分析我国不同条件下紫云英配施化肥对水稻产量的影响,为紫云英配施化肥模式在稻田的推广应用提供科学依据。以单施化肥为对照,通过搜集整理已发表的田间试验数据,运用整合分析(Meta-analysis)的方法,明确紫云英配施化肥对水稻产量的综合效应,量化分析了水稻种植模式、化肥配施比例、紫云英翻压量、施肥量、土壤理化性状对紫云英配施化肥增产效应的影响。结果表明:与单施化肥相比,紫云英配施化肥显著提高了水稻产量,增产率为4.47%(95%CI,3.16%～5.77%),其中单季稻增产率为4.89%(95%CI,3.01%～6.76%),双季稻增产率为4.06%(95%CI,2.26%～5.87%)。水稻增产率随化肥配施比例的增加呈逐渐上升趋势,当化肥配施比例≤0.4时,水稻减产4.58%(95%CI,-2.26%～-5.87%)。水稻增产率随紫云英翻压量增加呈先上升后下降趋势,以紫云英翻压量为22500～37500 kg/hm²时,增产率较高。稻田施氮量>180 kg/hm²、施磷量30～60 kg/hm²、施钾量60～120 kg/hm²时,紫云英配施化肥的水稻增产率较高;土壤有机质含量<20 g/kg,土壤全氮含量<1.5 g/kg,土壤有效磷含量为10～20 mg/kg,土壤速效钾含量<50 mg/kg,土壤pH 6.5～7.5时,紫云英配施化肥的水稻增产率较高。综上所述,与单施化肥相比,紫云英配施化肥可显著提高水稻产量,且在土壤有机质、全氮含量较低,土壤pH偏中性条件下增产效果较好。紫云英配施化肥条件下,化肥减施20%～40%,紫云英翻压22500～37500 kg/hm²仍能保证水稻增产。     

土壤调理剂对陕北盐碱地土体化学性质及水稻生长的影响

[目的] 研究不同土壤调理剂使用量对陕北盐碱地土壤化学性质及水稻生长的影响,为该区盐碱地改良和水稻种植提供科学参考。[方法] 以陕北定边县盐碱地水稻为研究对象,设置不同的土壤调理剂施用量（1 000,1 500,2 000 kg/hm²）,在陕北地区开展田间试验。[结果] ①随着土壤调理剂的用量增加,各处理0-40 cm土壤pH值和水溶性盐总量明显降低,各处理较对照降低范围分别为0.89%~5.02%和6.78%~13.56%。②添加土壤调理剂后土壤有机质含量显著提高,但全氮、有效磷和速效钾含量变化不明显。③土壤调理剂添加量为1 500,2 000 kg/hm²时,能较为显著提升水稻分蘖数和水稻株高。④土壤调理剂施加量为1 000~2 000 kg/hm²,水稻产量较对照提高了5.49%~24.77%,土壤调理剂施用量大于1 500 kg/hm²时,可以显著增加水稻产量。[结论] 陕北定边盐碱地种植水稻,综合考虑水稻产量和效益,土壤调理剂的参考适宜添加量确定为1 500 kg/hm²。     

中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系

对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析,为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个,统计分析全国及7大区域（东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW）耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明,全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著（p<0.05）,MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为（6.90±1.20）,（1.30±0.15） g/cm³。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地,旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系（R²=0.09,RMSE=0.17,n=759）,以及土壤pH对土壤有机质含量响应（R²=0.16,RMSE=1.24,n=886）。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低,呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系,可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。     

东北地区主要旱地土壤供硅状况及土壤硅素形态变化的研究

东北地区主要旱地土壤有效硅（SiO2，下同）含量为黑土、褐土较高，草甸土、棕壤居中，白浆土最少;有效硅平均含量分别为605.1、577.5、357.0、271.3、149.2mg／kg土壤有效硅含量与土壤的pH及粘粒含量呈极显著和显著正相关。在一定水分条件下，施入土壤中的硅在0～30天内主要以植物可利用的水溶态或硅胶形态存在，在0～20天内土壤有效硅含量变化不大，20～30天趋于减少。土壤各种形态硅含量为无定形硅＞活性硅＞水溶性硅。有效硅含量与活性硅的相关关系达极显著水平（r=0.8438* *，n=16），与无定形硅及水溶性硅无明显相关。     

水稻施用硅肥的增产效果

水稻是典型的喜硅作物,在土壤有效硅含量不丰的地区,水稻施用硅肥是稳产高产的有效措施。     

石灰、生物炭配施硅/多元素叶面肥对水稻Cd积累的影响

为探明钝化剂配合叶面肥对水稻Cd积累的影响,在浙江典型Cd污染稻田,采用小区试验方式分析了对照（CK）、石灰4 500 kg/hm²（LM）、石灰+生物炭1：1混施9 000 kg/hm²（LC）3种模式基础上喷施含Si和多元素（DYS）叶面肥对水稻植株Cd积累的影响。结果表明：与CK相比,LM和LC处理糙米Cd含量分别降低70.1%和88.3%;LM配施含Si和DYS叶面肥使糙米Cd含量进一步降低45.3%和28.9%;LC配施含Si和DYS叶面肥则使糙米Cd含量进一步降低14.5%和13.7%。与LM和LC相比,加喷叶面肥使茎秆—稻谷Cd转运降低42.4%~62.7%,茎秆Cd浓度增加81.9%~123.0%,稻谷Cd浓度降低14.6%~64.2%。与CK相比,LC和LM处理显著提高土壤pH,降低土壤DTPA提取态Cd,且LC处理效果更好;LC处理使壤微生物碳、有机质、脲酶和蔗糖酶活性分别增加6.08%,7.92%,11.90%和0.72%,而LM则分别降低8.33%,14.30%,29.20%和12.10%;LM和LC分别使土壤黏粒含量降低5.73%和4.53%,且LM处理使砂粒含量增加29.70%,粉砂粒含量降低11.70%;LC则使土壤砂粒含量降低1.50%,而粉砂粒含量增加2.17%。综合分析,LC配施含Si或DYS叶面肥能够在有效降低稻米Cd含量的基础上保持土壤质量良性发展。     

高效硅肥对水稻的效果

水稻植株含硅量高于体内氮、磷、钾含量总和。研究表明,硅对水稻的主要作用是提高细胞壁强度,增强抗逆性;并使株形挺拔、叶片伸展,有利于光合作用;改善通气组织,增进根系的氧化力。因之,土壤中有效硅含量的丰缺,在某些地区成为水稻能否高产、稳产的重要因素。     

热带地区玄武岩发育土壤中的生物硅及其发生学意义

运用重液分离法对海南岛北部不同喷发期玄武岩发育的7个土壤剖面生物硅进行了分离和测定,发现生物硅的含量变幅为2.9～54.0 g kg-1,其中最小值出现在发育时间较长的HE11剖面的B2层,最大值出现在发育时间较短的HE09剖面的表层。生物硅的剖面分布特征和有机碳、总氮比较相似,呈现出随土壤深度的增加含量逐渐降低的趋势,在0～40 cm范围之内这种现象更明显。生物硅和总硅之间极显著相关性表明生物硅土壤硅循环中起着主要作用。随着风化强度的提高,黏粒含量的增加,土壤pH逐渐降低,土壤中的生物硅含量有逐渐下降的趋势。初步认为:在土壤发育的初期阶段,来自原生矿物的直接风化释放的溶解硅有利于生物硅在土壤中保存和积聚。而随着土壤的进一步发育,原生矿物的逐渐被分解,土壤的pH下降和黏粒含量进一步增加,土壤中的生物硅也会被溶解、利用,结果是其含量逐渐下降。至发育的高级阶段,土壤中的硅进一步淋失,pH和黏粒含量逐渐趋于稳定。在陆地生物"泵"作用下,生物成因硅会被植物循环利用并维持在一个含量相对稳定的状态。     

脱硫石膏与聚谷氨酸配施对盐碱化土壤的改良效果

[目的] 探究脱硫石膏与聚谷氨酸（γ-PGA）配施对盐碱化土壤的改良效果,为改良西北地区盐碱化土壤提供理论和技术依据。[方法] 通过土柱模拟淋溶试验和盆栽模拟生长试验,从促进盐分淋洗,降低土壤含盐量,降低土壤pH值,改善土壤养分状况,促进作物生长的角度对脱硫石膏和γ-PGA配合施用对盐碱地的改良效果进行研究。[结果] 脱硫石膏与γ-PGA配施能进一步降低淋后土壤的pH值,提高Na⁺淋洗;可降低淋洗后HCO₃^-和Cl^-的含量,但提高淋洗后土壤SO₄^2-,Ca²⁺和Mg²⁺含量;有效降低淋后土壤钠吸附比（SAR）值。盆栽试验表明脱硫石膏与γ-PGA配施可显著增加玉米的株高、叶面积和干重,其中生长30 d时该处理玉米干重达到最大值,较对照处理增加了54.40%,较单施脱硫石膏和γ-PGA处理分别增加了40.27%和29.47%。此外,脱硫石膏与γ-PGA配施植株收获后土壤的pH值更低,且土壤N,P,K养分含量和土壤酶活性更高。[结论] 脱硫石膏和γ-PGA配施能起到较好的互补增效作用,进一步促进了土壤离子交换,降低了pH值,提高了土壤养分含量,促进了作物生长。     

湖南省土壤中硅的形态与土壤性质的关系

湖南省几种主要土壤中各种形态硅的含量顺序为无定形硅 > 活性硅 > 有效硅 > 水溶性硅。土壤pH、粘粒含量和CEC是影响土壤有效硅及活性硅的正效应因素,而有机质含量为负效应因素。盆裁试验结果表明,大部分土壤施硅后水稻籽粒产量显著提高,其增产率与土壤有效硅及活性硅均呈明显负相关,表明土壤活性硅也可作为衡量土壤供硅能力的指标。