太湖地区稻麦轮作系统有机氮肥替代率的演变特征及其影响因素

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)3个处理,研究有机氮肥替代率与土壤碳氮关系。其中,化肥采用尿素、过磷酸钙和氯化钾,年均施氮225～300 kg/hm²,年均施磷(P₂O₅)119.4 kg/hm²,年均施钾(K₂O)179.1 kg/hm²;有机肥采用猪粪和菜籽饼,年均折合施氮103.1 kg/hm²,折合施磷(P₂O₅)82.7 kg/hm²,折合施钾(K₂O)70.1 kg/hm²。测定指标包括土壤有机碳、总氮,计算有机氮肥替代率和土壤碳氮比。结果表明,长期施肥提高了土壤有机碳水平,OM、NPK和CK处理土壤有机碳含量可用...     

连作年限对棉田土壤团聚体有机碳分布的影响

研究棉田土壤团聚体有机碳分布对不同连作年限的响应,为棉田土壤固碳提供理论依据。以连作5、12、17年(L₅、L₁₂、L₁₇)棉田土壤为研究对象,分析不同连续种植年限条件下,土壤团聚体分布及团聚体有机碳含量。结果表明,与种植1年对照CK处理相比,连作17年处理,0~20、20~40 cm土层>2 mm粒径团聚体百分含量较对照分别显著降低16.7%、13.2%(P<0.05);各土层,连作5年处理土壤有机碳含量最高,分别为11.8、10.6 g/kg,较对照显著提升16.2%、15.1%;土壤团聚体有机碳贡献率以>2 mm粒径最大,占50%以上,<0.053 mm粒径的碳贡献率最小。连作不利于土壤质量的保持,但短期连作对土壤有机碳的积累起正向作用。在本试验条件下,连作5年土壤有机碳含量最大,连作5年后有机碳含量逐渐降低。     

风沙半干旱区不同时期覆膜对玉米田固碳及碳平衡的影响

通过对比秋季覆膜(AM)、春季覆膜(SM)和不覆膜(NM)3种模式栽培玉米对短期土壤有机碳储量和碳平衡影响的异同,旨在明确风沙半干旱区覆膜的固碳减排效应,为构建低碳地膜覆盖模式提供理论依据。结果显示,AM显著增加玉米籽粒产量、地上生物量和0~60 cm土层根系生物量(P<0.05);在0~100 cm土层,AM、SM、NM和初始的有机碳储量分别为83.7、84.2、89.2、90.53 Mg/hm²,各处理相同土层间差异不显著(P>0.05);NM、SM和AM土壤呼吸CO₂-C释放量平均值分别为2.10、2.09、2.37 Mg/(hm²·a),碳平衡分别为-522、-498、-474 kg CO₂-C/(hm²·a)。以上表明,AM增加系统碳输入的同时,增加了土壤呼吸碳排放,但在短期内不会引起土壤有机碳库的衰退,并能更大程度上减少单位面积产量的碳排放,是一种气候友好型的低碳农业技术。     

不同农田施肥方式下土壤碳氮变化特征及其环境意义

为了明确不同农田施肥方式对土壤碳氮变化及其对环境的影响,通过长期定位试验研究了不同施肥方式下土壤碳氮变化特征。结果表明：土壤有机碳、全氮在土壤剖面中呈上高下低趋势,秸秆还田作用主要发生在0~10 cm处的耕层;单施化肥和化肥配施秸秆均能增加土壤有机碳、全氮含量,长期无肥处理的土壤有机碳、全氮含量明显下降,单施化肥对农田土壤有机碳、全氮含量影响不显著,长期化肥配施秸秆显著增加土壤有机碳、全氮含量,4年内增幅分别达到35.8%和17.3%;土壤有机碳和全氮含量呈极显著正相关(R2=0.78, P<0.01),两者含量变化趋势相同;太湖地区土壤C/N比呈下降趋势,现阶段土壤C/N比主要集中在10.0左右,化肥配施秸秆可以增加土壤C/N比,促进土壤碳氮循环。化肥配施秸秆能够改善农田土壤理化性状,提高农田生产力,是一种值得推广的施肥方式。     

覆膜方式和保水剂对旱作马铃薯土壤水热效应及出苗的影响

为了探讨内蒙古阴山北麓地区旱作马铃薯生产中适宜的覆膜种植方式,以克新1号马铃薯品种为试验材料,采用田间小区试验的研究方法,研究了露地平播(CK)、平作行上覆膜种植(PZHS)、双垄全膜覆盖沟播(QFM)、起垄覆膜膜侧种植(QLMC)4种不同覆膜方式和保水剂对旱作马铃薯土壤水热效应及出苗的影响。结果表明,QLMC和PZHS两种覆膜方式有利于升温,而QFM有利于保温,且施用保水剂的昼夜温差较不施保水剂的各处理小口0一10cm土层含水量表现为QFM>QLMC>PZHS>CK,其他土层均表现为QLMC>QFM>PZHS>CK;同种覆膜方式下,0~40cm土层,施保水剂的土壤含水量均高于不施保水剂的土壤含水量,但40cm以下土层呈相反变化。覆膜种植和施保水剂均可提高旱作马铃薯出苗率,缩短出苗时间。相关分析表明,马铃薯出苗率与0~20cm土壤含水量呈极显著正相关关系,与0~20cm土壤温度呈正相关关系。本试验条件下,起垄覆膜膜侧种植可作为旱作马铃薯覆膜栽培中首选的种植方式。     

不同种植年限对枸杞根系及土壤环境的影响

宁夏枸杞是西北干旱地区重要的经济作物, 为了进一步明确不同种植年限枸杞根系及土壤环境的动态变化, 以不同种植年限‘宁杞1号’苗木及其根际土壤为试验材料, 研究枸杞根系生理特性以及土壤酶活性、有机碳、微生物数量和多样性等根际土壤理化特性的变化规律。结果表明, 随着种植年限的增加, 根系比导率先逐渐增大, 种植5年开始逐年减小; 根系活力逐渐减小, 根系相对电导率逐渐增大, 虽然7年生植株根系相对电导率减小, 但减小程度不显著; 根围0~150 cm深处土壤平均含水量在前5年内逐渐增大, 种植7年地块60 cm以上浅层土壤水分显著降低; 根围0~100 cm深处土壤孔隙度不断减小; 土壤微生物总量趋于上升, 其中, 土壤细菌和真菌数量趋于上升, 放线菌数量变化不显著; 土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)逐年降低, Shannon指数(H)和丰富度指数(S)变化趋势相对一致, 为先下降后上升; 土壤有机碳活性逐渐下降, 虽然种植5年地块的LFOC活性和种植7年地块的DOC活性有小幅上升, 但总体趋势一致; 土壤脱氢酶活性相对稳定, 没有出现显著的增大或降低; 土壤磷酸酶活性一直处于增大趋势; 土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶以及土壤蔗糖酶活性变化趋势相对一致, 均先减小后增大。综合分析表明, 随着种植年限的增加, 土壤活性、肥力和土壤微生物多样性降低, 土壤微环境对根系生物活性的毒害作用增大; 根系生存环境的变化使根系活性降低, 影响枸杞根系导水率和植株对土壤的水分利用。     

长期不同施肥对农田土壤养分与微生物群落结构的影响

为了阐明长期不同施肥对土壤养分与微生物群落的影响及影响机理,以杭嘉湖平原典型稻麦轮作区长期定位施肥试验土壤为对象,采用磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid, PLFA)分析方法,研究了施用化肥(NPK)、秸秆(Straw)、栏肥(Manure)、化肥与秸秆配施(S+NPK)、化肥与栏肥配施(M+NPK)5种不同施肥方式对土壤主要养分指标与微生物量及微生物群落结构的影响,试验以不施肥处理为对照。结果表明,所有施肥处理均提高了土壤有机碳,其中秸秆与化肥配施、栏肥无论是单独施用还是与化肥配施所提高的有机碳含量均达到显著水平;施用化肥、有机肥、秸秆+化肥及有机肥+化肥均可在一定程度增加土壤氮、磷、钾养分。施用秸秆和栏肥显著提高了土壤中总PLFA、细菌、真菌、放线菌等含量以及微生物群落Shannon指数(P＜0.05),但施用化肥可引起土壤微生物量和多样性指数的下降。相关分析结果表明,土壤微生物PLFA含量及Shannon指数与土壤碳氮比呈显著正相关(P＜0.05)。典范对应分析结果表明,土壤有机碳含量(F=2.18,P=0.027)是影响微生物群落结构的主要环境因子。可得出结论,长期秸秆还田或施用栏肥可显著提高土壤微生物量并改变其群落结构,土壤有机碳含量及碳氮比对于土壤质量和肥力的提高具有至关重要的作用。     

不同覆盖处理对土壤酶活性和土壤养分的影响

为了探索华北平原生物可降解地膜对土壤酶活性和土壤肥力的影响,以及为寻求更加环保的替代方式,解决地膜覆盖带来的"白色污染"问题.设置普通PE地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BM)、秸秆覆盖(SM)3种不同覆盖处理,以裸地不覆盖(CK)作为对照,研究不同覆盖处理对春玉米农田土壤酶活性和土壤养分含量的影响.试验结果表明:3种不同覆盖处理对于土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响在春玉米生育期内变化趋势大致相同,呈现先减小后增大再减小趋势,而土壤纤维素酶活性在生育期内先减小后增大.在春玉米收获期,2种不同覆膜处理均能提高上述3种酶活性,秸秆覆盖只对土壤过氧化氢酶、脲酶活性有提高作用.其中,对于土壤脲酶活性各个覆盖处理的提升效果明显,在0～10 cm和10～20 cm土层分别较CK处理提高了58.73％,33.65％,83.84％和26.19％,50.98％,61.21％.与CK相比,各个覆盖处理都提高了表层0～10 cm土层内的土壤有机碳、碱解氮、速效钾含量,且以秸秆覆盖效果最优,分别显著提高了24.68％,11.10％,23.34％,而2个覆膜处理之间无显著性差异;对于土壤有效磷含量,各个覆盖处理没有显著的提高作用.综上所述,在华北平原地区覆盖生物可降解地膜对于上述3种土壤酶活性和土壤养分含量的影响与覆盖普通PE地膜的效果相似.因此,生物可降解地膜代替普通PE地膜覆盖到农田当中解决"白色污染"问题具有良好的应用前景.     

长期施肥下山东潮土固碳特征及产量效应

为明确长期施肥对山东潮土固碳潜力和作物产量的影响,以冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,通过28 a定位施肥试验研究长期施肥下潮土固碳特征及其作物产量效应,提出不同肥力水平山东潮土有机碳提升策略。试验采用裂区设计,包括单施化肥和有机无机肥配施两大主处理,化肥区处理分别为不施肥、氮、氮磷、氮钾、磷钾、氮磷钾、减量氮磷钾、增量氮磷钾;有机肥区处理为化肥区处理基础上分别增加等量有机肥。结果表明,有机肥处理土壤累积碳投入量和固碳速率分别比化肥处理高2.47,4.29倍。有机肥处理土壤有机碳投入量为155.6～193.2 t/hm²,固碳速率为0.25～2.18 t/(hm²·a),化肥处理土壤有机碳投入量为39.5～100.5 t/hm²,固碳速率为4.15～5.49 t/(hm²·a)。其中,化肥区和有机肥区均是增量氮磷钾处理碳储量最高、固碳速率最快。随着外源碳的累积投入量增加,土壤有机碳呈线性增加,当投入量小于120 t/hm²时,土壤有机碳的存储能力为18.4%～20.6%;当投入...     

不同冬季覆盖作物轮作对农田土壤碳氮影响

风蚀是干旱区农田生态系统中土壤质量降低的关键因素,冬季作物覆盖可有效减少农田的土壤风蚀。通过探究河西灌区不同冬季覆盖作物轮作复种绿肥对农田土壤碳氮影响,以期为构建合理的周年覆盖轮作模式提供理论依据。本研究在热量一熟有余两熟不足的河西灌区春小麦种植区把冬小麦、冬油菜两种冬季覆盖作物和绿肥还田处理嵌套种植形成：（1）春小麦—冬油菜—箭筈豌豆(WCP)、（2）春小麦—冬小麦—箭筈豌豆(WWP)、（3）春小麦—箭筈豌豆(WP)、(4)春小麦—春小麦(W,CK)不同种植模式,在360 kg/hm² (N2)、270 kg/hm² (N1)、0 kg/hm² (N0) 3个施氮水平下,研究不同轮作模式对农田土壤碳、氮含量的提升效应。结果表明：在同一种植模式下土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量随施氮量的增加而增加,但在氮肥减量(N1)的条件下,与常规施氮(N2)相比较WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、热提取态有机碳含量及微生物量氮无显著降低。相同施氮条件下,轮作模式间差异不显著,但与CK间差异显著;其中,0~10 cm土层,WCP轮作模式土壤有机碳、土壤可溶性有机碳、土壤热提取态有机碳、硝态氮、氨态氮、微生物量碳氮含量平均较CK提高5.42%、9.78%、10.96%、20.51%、15.76%、18.94%;10~30 cm土层,提高9.54%、7.06%、12.99%、20.12%、16.51%、18.16%。因此,春小麦轮作冬油菜复种绿肥模式在氮肥减量条件下仍对农田土壤碳氮有明显的提升效应,为河西灌区良好的周年覆盖作物轮作模式。     

垄作覆膜对冷浸田的改良效果研究

评价垄作和垄作覆膜对冷浸田的改良效果,为提升冷浸田肥力水平提供科学依据。利用田间定位试验研究垄作覆膜对冷浸田土壤温度、水稳性团聚体数量、还原性物质含量、有机质氧化稳定性及水稻产量的影响。相比习惯耕作,垄作和垄作覆膜均能显著提高水稻产量,3 年平均产量提高4.9%~16.8%,垄作覆膜对水稻增产的效果更佳;能提高水稻生育前期土壤温度,垄作覆膜增温效果较好;能显著提高土壤＞0.25 mm水稳性大团聚体含量,单一垄作能显著提高土壤＞1 mm团聚体含量,而覆膜则能显著提高土壤0.5~1 mm团聚体含量;单一垄作能降低还原性物质含量,田间水分管理及水稻生育时期影响垄作覆膜对还原性物质含量的削减效果;能降低土壤氧化稳定系数,提高土壤易氧化有机质含量,促进有机质矿化分解。单一垄作或垄作覆膜均能改善冷浸田土壤性质,提高冷浸田水稻产量,垄作覆膜的效果优于单一垄作。     

河套黄灌区麦田杂草绿色防控措施

为解决河套黄灌区麦田杂草绿色防控问题,在河套黄灌区小麦田杂草严重发生的区域,对小麦与杂草竞争关系观测的基础上,试验测定了采用不同小麦品种、种植密度、有机肥、耕翻次数、地膜覆盖方式等绿色控草措施的效果和小麦产量。结果表明,以藜科杂草、籽粒苋和稗草危害为主的麦田,杂草出土滞后于小麦10天以上。杂草主要分布于行（穴）间,株数分别占66.6%（条播）、97.6%（穴播）,且行（穴）中杂草长势较弱,单株鲜重较行（穴）间降低39.3%~41.9%,小麦生长前期生态抑草作用明显;绿色控草措施中除品种和种植密度对控草效果差异不显著外,其余措施控草效果明显。综合比较得知,黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数、无杂草草籽污染有机肥的株数防效分别为82.3%、71.7%、22.0%、8.6%;黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数、无杂草草籽污染有机肥的鲜重防效分别为98.0%、97.1%、23.9%、9.6%;黑色地膜全覆膜穴播、常规覆膜穴播、增加耕翻次数分别增产69.4%、56.4%、21.1%,可实现有机小麦生产机械化绿色控草以及低成本、高产量、规模化生产的目的。     

不同耕作方式对玉米田土壤微生物功能多样性的影响

为提高黑土土壤地力,对玉米秸秆还田和耕作方式进行筛选研究.以位于吉林省公主岭市的不同耕作方式试验为基础,设置3个秸秆还田耕作方式处理:秸秆粉碎深翻还田(CK),玉米高留茬宽窄行栽培+秸秆覆盖+快速腐解菌剂处理(KZF),秸秆粉碎深翻+快速腐解剂(SF).利用Biolog生态板法,测定黑土玉米田土壤微生物功能多样性对不同...     

河北省棉花生产碳足迹分析

基于农业碳足迹理论及生命周期评价法,采用问卷调查方式,定量研究河北省棉花生产碳足迹,分析其构成因素,解析河北省棉花生产肥料和灌溉投入与产量的关系。研究结果表明:1)河北省棉花生产单位面积、单位产量、单位生物量、单位产值碳足迹(以CO_2当量计)分别为3272.71 kg·hm~(-2),1.04 kg·kg~(-1),0.40 kg·kg~(-1)和0.34 kg·$-1,低于前人研究结果中华北平原作物生产平均碳足迹和冬小麦碳足迹;2)化肥、灌溉、地膜为河北省棉花生产碳排放主要来源,分别占棉花生产碳足迹的34.53%、25.98%和18.44%;3)在调研的棉田中,25.63%的地块肥料投入过量,21.11%的地块灌溉投入过量,且产量较低,存在着较大的节能减排潜力。逐步扩大棉花种植面积,并发展棉花节肥、节水、免覆膜技术,必将成为未来河北省作物生产应对气候变化,发展低碳农业的重要举措。     

江南花生地膜覆盖和灌溉的增减产效应研究

本文目的研究不同气候年型下,江南花生地膜覆盖栽培的适宜性。通过对江南花生种植进行地膜覆盖和生长中后期灌溉的田间试验表明,地膜覆盖在花生生长前期增温保墒,生育期明显提前,个体生长发育良好,生长后期降温保墒,提高经济性状。地膜覆盖增温保墒的增产率为58.4%,降温保墒的增产率为62.2%。在6月20日后采用灌溉处理,夏季高温干旱明显的2007年,旱地露地和覆膜、稻田露地产量比对照分别高出64.6%、37.2%、50.5%,稻田覆膜因土壤水分过多比对照减产40.2%。因此,出现高温干旱天气,及时灌溉能促进旱地栽培、稻田露地栽培花生生长和增产。降水过多会道导致稻田覆膜栽培花生减产,如果气象部门预报夏季降水偏多以连阴雨天气为主,应及时除去稻田地膜。     

覆膜方式对坡耕地春玉米产量、土壤水分和养分的影响

为了探讨覆膜对宁南山区坡耕地春玉米栽培的可行性,寻求合适的覆膜方式。在宁南山区坡耕地条件下,通过田间小区试验研究了裸地平作(CK)、垄沟不覆膜(NM)、垄沟全覆膜(WM)和垄沟半覆膜(HM)4个不同覆膜方式对春玉米产量、土壤水分和养分含量的影响。结果表明,相对于CK处理,WM和HM处理能显著提高春玉米产量,分别提高了65.4%和62.5%。WM和HM处理也能增加0~80 cm土壤含水量和储水能力,提高土壤氮磷钾速效养分含量,较好地维持土地生产力。综合考虑春玉米产量、土壤储水保水能力和土壤肥力维持等因素,在宁南山区坡耕地春玉米植种中,垄沟全覆膜和垄沟半覆膜都是较好的覆膜栽培措施。     

覆盖补水施肥对旱地小麦产量的影响

在覆盖补水条件下 ,设置了不同覆盖方式、不同补水时期、不同追肥时期和不同施肥量等试验。结果表明 ,地膜穴播公顷穗数、穗粒数、千粒重三者均衡协调 ,产量较高 ,较对照增产 4 1 3% ,比膜侧条播增产 2 1 1%。在覆盖基础上 ,底墒较差时 ,越冬前补水较对照增产 30 5% ;底墒较好时 ,拔节期补水较对照增产 15%以上。覆盖补水后 ,改为拔节、越冬和孕穗 3个时期追肥 ,以拔节期追肥的产量最高 ,比对照增产 14 3% ;越冬追肥增产 9 0 %。产量随施肥量的增加而增加 ,在不同施氮和钾水平中 ,产量均随施磷量的增加而增加。旱地麦田应采用底施 拔节期追肥技术 ,且应增加肥料投入 ,特别是磷肥用量     

青海东部旱地玉米覆膜对产量及水热效应的影响

为研究地膜覆盖对旱地春玉米土壤水热效应和玉米产量的影响,对青海省海东市民和县旱地春玉米全膜覆盖栽培与传统露地栽培进行比较研究,以期为当地旱地玉米覆膜栽培的可持续性提供理论依据。研究结果表明,春玉米采用覆膜技术能显著增加耕层土壤(0~20 cm)贮水量,相比于无膜处理提高了13.9%,使耕层土壤能够在生育期保持湿润状态。覆膜处理极显著提高了玉米水分利用效率,相比于无膜处理增加了9.53 kg/(mm·hm²),提高了48.1%。整个生育期,覆膜处理耕层平均土壤温度比无膜处理高4.9℃,覆膜措施的增温效果主要体现在玉米生育前期,随着生育时期的推移,覆膜处理对耕层土壤温度的增温效果逐渐减小。覆膜处理可显著改善玉米百粒重和穗粒重等经济性状,相比无膜处理增产达50.6%。地膜覆盖可以较好地改善浅层土壤水热状况,促进玉米增产。同时,覆膜栽培技术存在加剧玉米对深层土壤水分消耗的风险,随着种植年限的增加可能会对土壤水分的年际平衡产生不利的影响,故如何高效调控干旱地区覆膜栽培方式下土壤水分状况还需进一步研究。