农田土壤养分平衡状况及其评价的试点研究

本文研究了黄淮海平原二个主要农业自然经济类型区定位监测点的农田土壤养分收支平衡状况,并用养分允许平衡盈亏率进行评价。玉田县和陵县试区,Ｎ盈余分别平均为８２．７～１０７．１、３２．０～１８４．２ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ可能会造成Ｎ素的大量损失和引起较严重的环境污染;Ｐ２Ｏ５盈余分别平均为２１．１～２２．９、７４．３～７７．５ｋｇ／ｈｍ＾２．ａ,玉田县试区磷肥的施用基本合理,而陵县试区磷肥未得到合理高效利用     

黑龙江垦区农田土壤养分平衡分析与评价

养分资源高效利用是农业绿色发展的重要环节。黑龙江垦区是中国粮食主产区之一,对其进行农田土壤养分平衡评价至关重要。该研究以黑龙江垦区为研究对象,采用农田土壤养分平衡方法,分析与评价其2000-2018年农田土壤氮、磷、钾养分输入与输出情况。结果表明:1)2000-2018年黑龙江垦区农田土壤氮、磷、钾输入与输出整体呈现"平稳-增长-下降后平稳"的趋势,养分输入以化肥为主,养分输出以籽粒和秸秆为主。2)黑龙江垦区农田土壤单位面积养分输入量较为稳定,并且所带来的经济效益在增加。3)2017年以来黑龙江垦区农田土壤氮和钾处于养分平衡状态,而磷处于养分盈余状态。2018年黑龙江垦区氮、磷、钾利用效率分别为51.03%、27.98%、10.04%。建议黑龙江垦区大力推广有机无机肥配施,开展农田土壤养分平衡长期调查与监测,促进区域农业绿色发展。     

农田土壤养分平衡状况及其评价的试点研究

本文研究了黄淮海平原二个主要农业自然经济类型区定位监测点的农田土壤养分收支平衡状况,并用养分允许平衡盈亏率进行评价.玉田县和陵县试区,N盈余分别平均为82.7～107.1、32.0～184.2 kg/hm2.a,可能会造成N素的大量损失和引起较严重的环境污染;P2O5盈余分别平均为21.1～22.9、74.3～77.5 kg/hm2.a,玉田县试区磷肥的施用基本合理,而陵县试区磷肥未得到合理高效利用;K2O亏缺分别平均为54.2～78.5、183.3～216.7 kg/hm2.a.     

环渤海低平原农田生态系统养分循环与平衡研究

了解农田养分输入、输出和平衡状况,以及土壤肥力现状与变化特征,对实现养分资源优化管理、地力的持续提升、肥料利用率提高和农业可持续发展具有重要意义。基于1985年、2000年和2014年河北省南皮县国民经济统计资料,分析了从1985年到2014年县域农田生态系统养分循环与平衡状况;利用1981年第2次土壤普查和2015年实测南皮县域土壤耕层养分含量数据,探讨了耕层土壤养分变化及空间分布格局特征。结果表明,1985—2014年南皮县农田养分输入输出均呈持续上升趋势, NPK养分输入由10701 t增加至23386 t,年递增率2.33%; NPK养分来源结构略有不同, NP来源以化肥为主,其次是人畜粪尿和作物秸秆有机肥源;而K素来源主要是有机肥源。农田养分输出以作物吸收为主,占养分总输出的80%以上, NPK总输出由1985年的9093 t增加到2014年的18846 t,年均增速2.17%。从养分表观平衡的角度看,从1985年到2014年NP始终有大量盈余, P素盈余大于N素, N和P表观平衡率分别为16.8%~34.2%和26.9%~65.5%;若考虑有机氮的有效性问题,1985—2000—2014年3个时段有效氮盈亏率依次为18.1%、6.5%和-7.8%,有效氮平衡由盈余转向亏缺;而K素经历了由赤字逐渐向盈余的转变过程,由1985年的-33.5%赤字发展至2014年的33.6%盈余。受农田养分平衡状况的影响,南皮县土壤有机质、全氮、有效磷发生了显著变化,1981—2015年有机质由8.62 g·kg-1增至14.0 g·kg-1,增幅62.4%;全氮由0.542 g·kg-1增至0.908 g·kg-1,增幅67.5%;有效磷由2.0 mg·kg-1增加到20.8 mg·kg-1,增加了9.4倍。而碱解氮和有效钾变化不明显,分别由70.5 mg·kg-1和141 mg·kg-1增加到71.8 mg·kg-1和147 mg·kg-1,相对增幅仅为1.8%和4.2%。建议今后南皮县在农业生产中大力推广科学施肥技术,重视有机肥和化肥配施,推广秸秆还田,通过改进施肥方法提高肥料利用效率;养分管理中应提倡“稳氮、控磷、补钾”的施肥对策,避免过多的盈余养分进入环境。     

黑龙江省农田养分循环与平衡状况的初步探讨

本文对黑龙江省 1977～ 1997年农田生态系统中氮、磷、钾三要素输入输出及其平衡状况、土壤养分变化状况进行了研究 ;分析了农田养分循环与平衡的变化趋势 ,提出了黑龙江省土壤实行稳氮减磷补钾的施肥措施     

农田肥料投入监测与养分平衡分析

通过15年对农田肥料投入与产出的定点监测，得出了如下几个结论；有机肥投入量减少较快，平均年递减率达9.3%；农田氮素投入过剩，化学氮素中稻和棉花田增加了89.8%；磷素基本达到平衡；而钾素投入严重不足，1999年四种作物钾素平均亏缺108.9kg/hm^2，从而导致农田速效钾含量下降过快，平均年下降2.7mg/kg，在今后的施肥中应加大平衡施肥技术的推广力度，利用各种途径增施有机肥，使农业走上持续稳定发展的道路。     

太湖流域农田肥料投入与养分平衡状况分析

通过对太湖流域9个县市的700多份实地作物施肥情况调查,并结合相关统计资料,综合分析了太湖流域目前农田肥料投入以及氮、磷养分的平衡(盈亏)状况,重点进行了大田作物和蔬菜等经济作物氮、磷肥料投入量、养分平衡状况以及有机肥和化肥投入比较。分析结果表明,蔬菜等经济作物的养分投入和盈余状况整体上均高于粮食、油料作物,而大宗粮食、油料作物的周年养分投入支出基本平衡。蔬菜播种面积尽管只占到所统计4类作物总播种面积的30%,但是其施磷量却达总施磷量的50%以上,而磷素是造成我国水体富营养化的关键因素之一,加之目前经济作物的种植面积日益扩大,对水环境的影响不容忽视。     

苏南地区农田养分循环特征及平衡调控途径

从宏观计算和田间模拟试验两方面分析了江苏南部农田养分循环和平衡特征的变化趋势，农田养分投入结构由有机养分为主转向以无机养分为主，农田养分内循环变弱，农田养分平衡N素由亏损转为过剩，P由亏损转为持衡，但K素亏缺愈加严重。指出增加P、K肥投入，适当控制N肥投入，在机械化条件下增加有机肥的投入是合理调控该地区农田养分平衡的重要途径。     

农田肥料投入监测与养分平衡分析

通过 15年对农田肥料投入与产出的定点监测 ,得出了如下几个结论 :有机肥投入量减少较快 ,平均年递减率达 9.3% ;农田氮素投入过剩 ,化学氮素中稻和棉花田增加了 89.8% ;磷素基本达到平衡 ;而钾素投入严重不足 ,1999年四种作物钾素平均亏缺 10 8.9kg/ hm2 ,从而导致农田速效钾含量下降过快 ,平均年下降 2 .7mg/ kg。在今后的施肥中应加大平衡施肥技术的推广力度 ,利用各种途径增施有机肥 ,使农业走上持续稳定发展的道路。     

苏南地区农田养分循环特征及平衡调控途径

从宏观计算和田间模拟试验两文献分析了江苏南部农田养分循环和平衡特征的变化趋势，农田养分投入结构由有机养分为主转向以无机养分为主，农田养分内循环变弱，农田养分平衡Ｎ素由亏损转变过剩，Ｐ由亏损转为持衡，但Ｋ素亏缺愈加严重。指出增加Ｐ、Ｋ肥投入，适当控制Ｎ肥投入，在机械化条件下增加有机肥的投入是合理调控该地区农田养分的平衡的重要途径。     

川中丘陵区农田养分变化与可持续发展研究

采用典型抽样法,以梓潼、资中和犍为为例,根据实地调查、有关统计资料和土壤分析结果,研究了川中丘陵区1985～1999年农田养分平衡和主要土壤养分变化。结果表明:1990年后,农田氮素开始出现盈余,平均盈余率超过35%;磷素平均盈余率超过40%;钾素一直呈大比例的亏缺状态,平均亏缺近50%。通过2000年和第2次土壤普查结果的对比分析研究,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化状况提出了实现川中丘陵区农田可持续利用的对策和措施。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂土壤抗冲性研究

本文以紫色丘陵区坡耕地4种典型生物埂为研究对象,采用原状土冲刷水槽法系统分析各种生物埂的土壤抗冲性。结果表明:（1）各种生物埂径流含沙量随着冲刷时间的继续出现“先急剧减小后平稳减小直至稳定”的变化趋势。在冲刷0~3 min,各生物埂土壤的径流含沙量均较大,随后径流含沙量平稳变化并趋于稳定。（2）生物埂抗冲刷过程可划分为快速冲刷阶段（0~3 min）、慢速冲刷阶段（3~20 min）和平稳冲刷阶段（20~28 min）3个阶段。生物埂土壤抗冲性随着冲刷时间的增长而不断增强,两者之间可用幂函数表示,其R²值在0.848 7~0.989 9。（3）各种生物埂土壤抗冲性随着坡度的增大而降低,两者关系达到极显著水平（R²=0.790 7,N=12,p < 0.001）,可用幂函数表示。研究结果可为紫色丘陵区坡耕地生物埂措施合理布置及其稳定性评价提供科学依据。     

山西省主要农田施肥状况及典型县域农田养分平衡研究

根据山西省农业统计资料,结合实地调查和土壤测定数据,采用典型农户问卷调查的方式,研究了全省和3个典型县域农田施肥状况、养分平衡和土壤养分变化趋势。农户施肥状况调查结果表明,2000年山西省平均N肥用量为181.8Nkg/hm2,P肥用量为93.7P2O5kg/hm2,K肥用量为41.9K2Okg/hm2,N∶P∶K为1∶0.52∶0.23。从化肥的投向来看,水地的施用量明显高于旱地,蔬菜和果树的施用量高于粮食作物和其它经济作物。从3个典型县域农田养分平衡来看,1980年后随着N、P肥施用量的增加,农田N素和P素出现大量盈余,K素则处于亏缺状态。通过对第二次全国土壤普查和2000年土壤测定结果分析,了解了山西省近20年来土壤有效磷和速效钾的变化趋势,以及典型县域农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响及特点。     

黑土区低山丘陵坡耕地侵蚀沟浅层土壤养分特征及其影响因素

[目的] 研究黑土区低山丘陵地形侵蚀沟土壤养分特征及其影响因素,为黑土区土地资源合理运用,土壤肥力精确化管理和退化土壤修复工作提供数据与理论支持。[方法] 以黑龙江省延寿县不同发育类型侵蚀沟表层土壤作为研究对象,对0—40 cm层侵蚀沟各部位的土壤进行取样测定,量化分析土壤养分特征。[结果] ①不同侵蚀沟道间有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量较CK差异显著(p＜0.05),随侵蚀沟发育,0—40 cm层的土壤有机质含量呈递减趋势,土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量总体呈下降趋势。随着土层加深,土壤养分差异显著(p＜0.05),呈下降趋势。受侵蚀—沉积影响,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量在沟头段降幅明显;土壤有机质、有效磷、有效钾含量在沟尾因沉积作用下降平缓。②土壤退化指数在0—40 cm层呈A₂＞A₁＞A₃,随侵蚀沟发育,土壤退化程度加重。[结论] 土壤养分与容重总体呈显著负相关,与土壤水稳性团聚体含量、黏粒含量呈显著正相关;土壤剖面与构型差异是造成土壤养分差异的根本原因,侵蚀沟发育是土壤养分变化的次要原因,土壤有机质、全氮、全钾含量也受到部位差异影响。     

川中紫色土区旱坡地非点源氮输出特征与污染负荷

通过在中国科学院盐亭农业生态站进行定位监测研究,探讨了川中紫色土区旱坡地氮素的农业非点源输出规律。研究表明:紫色土早坡地非点源氮输出以无机氮和颗粒态为主,全氮输出量不高。川中丘陵农田生态系统的旱地径流中,颗粒态氮占比例最大,达到35%,硝态氮和氨态氮的输出水平相反,各径流场的NH4 -N浓度略高于NO3--N的浓度。旱地径流全年总氮污染输出为0.95 kg/(hm2.a),全年通过径流输出的氮素占化肥施用量的0.56%。旱地地表径流中总氮平均浓度顺坡种植>平板种植>聚土垄作。小流域非点源氮污染负荷的季节变化与流域降水的季节变化基本一致,非点源氮污染约从6月开始上升,一直持续到10月,集中在降雨丰富的时段。夏季2个月(7~8月)是非点源污染的高发季节,非点源氮污染负荷的绝大部分发生于该时期,这与年雨量的60%集中于该季节而降水多以暴雨形式出现有关。通过土地利用类型的优化配置,合理采用水土保持耕作法,控制施肥量和适宜的农田耕作方式,可减少地表径流和地下淋洗中氮的含量,减轻农业非点源物质对环境的压力,保护农业生态环境。     

紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤养分变化特征

通过设置侵蚀模拟小区,研究紫色土坡耕地耕层质量退化过程中土壤养分的变化特征。以三峡库区紫色土坡耕地侵蚀耕层土壤为研究对象,基于铲土侵蚀模拟法建立5种侵蚀程度(0,5,10,15,20 cm)和2种管理措施[不施肥(CK)、常规耕作(F)]的原位试验,采用田间原位检测、土壤化学性质分析等手段,对常规耕作侵蚀耕层土壤养分的恢复效应和土壤养分的年际变化趋势进行研究。结果表明：(1)耕层土壤养分各项指标均表现为F>CK,表明F较CK改善土壤养分效果较好,且对有机质、全氮和有效磷改善效果明显。(2)紫色土坡耕地耕层土壤养分主要富集在0—20 cm表土层,整体随侵蚀程度加剧,随剖面呈下降的趋势,F下0—30 cm土层土壤养分含量增加明显,对10—20 cm土层有机质含量增幅效果最优。(3)经过连续4年的定位试验,CK下有机质、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量较背景值增长4.33%～15.89%,全氮含量较背景值无明显变化,全磷含量较背景值降低11.78%;F土壤养分含量较背景值增长4.51%～49.46%。研究成果可为坡耕地合理耕层调控途径、提高土地生产力提供基础参数。     

不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式（翻耕、旋耕、免耕）对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕 > 翻耕 > 旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤养分（有机碳、全氮含量）和有效养分（有效磷、铵态氮和硝态氮）均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著（p > 0.05）;与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量（细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌）均有明显的增加,大致表现为:翻耕 > 旋耕 > 免耕。土壤微生物活度的变化范围为0.38~0.69,依次表现为翻耕 > 旋耕 > 免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著（p<0.05）。不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。     

基于GIS技术的中国农田氮素养分收支平衡研究

该文基于统计数据、调查数据、图形数据以及已经公开发表的文献资料中的数据,详细研究了中国2000多个县域单元农田氮素养分的收支平衡状况,并将研究结果利用GIS技术进行了空间表达。研究发现,中国农田氮素投入总量为34.22×10⁶ t,农田氮素支出总量为31.57×10⁶ t,农田氮素处于盈余状态,盈余总量为2.65×10⁶ t;在县域层面上,农田氮素处于亏缺的县域单元数占全部县域单元数的37.68%,其耕地面积占全国总耕地面积的43.10%,农田氮素处于盈余的县域无论在数量上还是在耕地面积上都占有绝对优势,亏缺的县域单元离散分布在几乎全国的每个省份;在全国层面上,化学氮肥、有机氮肥、生物固氮、其他来源的氮素养分投入分别占全部氮素投入的76.54%、16.26%、3.10%、4.09%,化学氮肥在所有氮肥总投入中占有绝对优势;人畜粪尿是有机氮肥投入的主要来源;全国农田氮素生物产出总量为19.87×10⁶ t,占农田氮素总支出的比重为62.85%,在省域水平上,黑龙江省农田氮素生物产出占全部氮素生物产出的比例最高,达85%。     

几种保护措施对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构及有机碳的影响

探索生物炭、聚丙烯酰胺以及玉米秸秆对紫色丘陵区坡耕地土壤团聚体结构的影响,以及团聚体有机碳分布特征,为紫色丘陵区坡耕地保护措施提供最优选择。采用土壤理化分析对无保护措施(CK)、单施生物炭(BC)、聚丙烯酰胺表施(PAM)、玉米秸秆覆盖(SM)处理下的土壤团聚体组成及其有机碳含量进行测定。结果表明:(1)研究区土壤团聚体以5mm和5~2mm粒级为主,分别占58.18%~40.12%和30.34%~24.46%。与CK相比,3种保护措施都有效增加了土壤大团聚体含量,其中SM处理效果最好。不同措施下土壤团聚体平均重量直径(MWD)基本表现为SMPAMBCCK,团聚体分形维数规律与MWD相反。(2)不同保护措施下土壤团聚体有机碳随团聚体粒级表现出较大差异,但多在0.5~0.25mm粒级范围达到峰值,在0—30cm土层范围内,土壤各粒级团聚体有机碳平均含量基本表现为SMPAMBCCK,且随土层的增加,同一处理各粒级团聚体有机碳呈减少趋势。(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率在5mm和5~2mm粒级范围达到最大,前者贡献率为53.64%~27.92%,平均达40.12%,后者为30.92%~11.80%,平均达25.35%,可将2mm粒级团聚体作为紫色丘陵区土壤有机碳固定的特征团聚体。(4)不同保护措施下土壤有机碳密度基本上表现为SMPAMBCCK,相同处理下土壤有机碳密度随土层增加而减小,且各处理之间的差异也随土层增加而减小。3种保护措施均有效改良了土壤结构,提高了土壤有机碳含量,其中以秸秆覆盖措施效果最好,表明秸秆覆盖为研究区较为理想的一种坡耕地保护措施。     

基于GIS的水土保持措施下坡耕地土壤养分变异特征

以水保林地、水平梯田及地埂植物带组成的水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分为研究对象,利用GPS定点采样,传统统计分析和ArcGIS地统计分析相结合,并通过参数及误差值对比,选取最佳空间插值拟合模型（球状模型）,研究水土保持措施体系和无措施坡耕地土壤养分的空间变异特征。结果表明:（1）5个指标的空间变异度对比:TP > 有效P > TN > 有机质 > pH,其TN,TP,有效P,pH值的空间变异受水土保持措施影响显著,有机质不仅受非人为因素影响,也受人为因素影响。（2）运用Kriging插值制图显示,5个指标在空间上分布均不均匀。采取水土保持措施后对土壤养分有一定的富集作用,含量显著高于无措施对照区;无措施坡耕地坡上、坡中和坡下部位土壤养分呈规律性降低趋势。而土壤pH值空间变异与有机质,TN,TP和有效P相反。（3）上坡位的水保林地对TN,TP和有机质的拦蓄作用最好,中坡位的水平梯田对有效P的拦蓄作用显著;由于下坡位的无措施对照区作为土壤养分流失的必经区域,土壤养分含量较高,表现出地埂植物带对养分的拦蓄作用不显著。通过土壤pH值的空间对比发现,种植相应植物使水保林地和地埂植物带土壤pH值下降了。