新型土壤改良剂Arkadolith对沙质土壤主要物理性质的影响

通过室内盆栽试验,研究了新型土壤改良剂Arkadolith不同施用率（0,4%,8%,12%,16%）对风沙土主要物理性质的影响。结果表明:施加土壤改良剂Arkadolith降低了土壤容重和比重,提高了土壤孔隙度与孔隙比;能明显降低沙质土壤中砂粒的含量,粒级0.05～0.01 mm的粉粒比对照降低12.5%～18.3%,提高了黏粒和物理性黏粒的含量,使原来无黏粒的沙土出现了少量的黏粒,<0.01 mm物理性黏粒增加3.3～4.0倍。施加土壤改良剂Arkadolith改良了土壤结构,4种处理土壤各粒级团聚体相较于对照均有明显的增加,以>5 mm和>0.25 mm两者为例,增加幅度分别为28.84%～66.67%和28.21%～63.49%。同时土壤改良剂Arkadolith的施用改善了沙土的持水能力和供水水平,且持水能力表现为随着改良剂施用率增加而增强。这些指标表明,施用土壤改良剂Arkadolith能有效地改善沙质土壤物理特性,增强沙土的保水能力。     

连续施用土壤改良剂对砂质潮土团聚体及作物产量的影响

  【目的】   研究施用无机和有机土壤改良剂对团聚体形成和作物产量的影响,为新型土壤改良剂的应用提供理论依据。   【方法】   以河北廊坊砂质潮土为研究对象,以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂 (SC) 和以凹凸棒土为核心材料的无机土壤改良剂 (SA) 为试材,进行4年 (2015—2019) 定位试验。试验设4个处理:单施化肥 (CK)、化肥+无机改良剂 (SA)、化肥+有机改良剂 (SC)、化肥+无机改良剂+有机改良剂 (SCA)。种植方式为小麦–玉米轮作。2019年小麦和玉米收获后,测定作物产量并采集耕层土壤,测定土壤理化指标、微生物量碳氮含量、团聚体组成及其碳氮含量。   【结果】   在小麦季和玉米季,SCA处理均可显著提高作物产量,较CK处理分别提高了54.16%和24.26%;在小麦季,SC处理较CK处理显著提高土壤全氮 (TN)、有机碳 (SOC)、速效钾 (AK) 和有效磷 (AP) 含量,微生物量碳 (MBC) 显著提高8.82%,pH显著降低3.19%;在玉米季,SCA处理较CK显著提高了土壤TN、SOC、AK、AP含量,MBC显著提高了33.65%,土壤pH显著降低了5.92%;在小麦季和玉米季,土壤团聚体均以粒径0.053～0.25 mm为主;与CK处理相比,小麦季SC处理土壤粒径 > 0.25 mm的大团聚体含量、平均重量直径 (MWD) 和几何平均直径 (GMD) 分别显著提高42.51%、22.41%和20.35%,玉米季SCA处理3个指标分别显著提高68.71%、35.47%和29.65%;各粒级团聚体中SOC和TN含量都以粒径 > 0.25 mm大团聚体最高,且SCA处理显著增加土壤各级别团聚体SOC和TN含量;施用土壤改良剂增加粒径 > 0.25 mm大团聚体SOC和TN贡献率,小麦季SC处理较CK处理分别增加了29.06%和69.24%,玉米季SCA处理较CK处理分别增加了61.62%和114.20%;通过冗余分析和结构方程模型分析发现,粒径> 0.25 mm大团聚体与pH呈负相关关系,与AP、MBC、SOC以及各粒级团聚体中碳含量呈正相关关系;稳定的团聚体结构会影响SOC含量和pH,改善土壤C/N,进而影响作物产量。   【结论】   在砂质土壤上,单独施用以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂或与无机土壤改良剂配施均可改善土壤理化性质,促进大团聚体形成,提高团聚体稳定性,稳定的土壤团聚体可通过改善土壤碳氮比以提高作物产量。     

Arkadolith土壤改良剂对杨柴生长状况及沙土改良效果研究

为探讨Arkadolith土壤改良剂对沙土理化性质以及沙生植物生长状况的改良效果,采用异地温室人工模拟试验的方法研究了改良剂不同施用率处理(CK:0%;A1:4%;A2:8%;A3:12%;A4:16%)对库布齐沙漠沙生植物群落优势种杨柴生长状况以及土壤理化性质的影响。试验结果表明,施用Arkadolith土壤改良剂能显著提高杨柴生长状况,施加改良剂4种处理新梢生长高比对照增加了4.35%~43.5%,植被叶片数呈:A4>A2>A3>A1>CK,杨柴地上生物量比对照增加了36.8%~168.5%,同时减小了植株的根冠比;施用Arkadolith土壤改良剂改善了植物体内的水分状况,增加了植株的吸水量,提高了杨柴在全天各时段的叶水势;施用Arkadolith土壤改良剂能改善土壤物理性状,降低土壤容重、提高土壤孔隙度、降低土壤渗透速度、增加田间持水量;并且能增加土壤养分储备,提高速效养分,缓解养分失衡。     

黑龙江风沙土区不同耕作措施对玉米地土壤水分及产量的影响

针对黑龙江省西部风沙土区干旱频繁发生、土壤风蚀严重的特点,采取打茬播种、旋耕播种、免耕等不同保护性耕作措施,与当地传统耕作的玉米进行对比试验。结果表明:旋耕措施对土壤含水量具有显著改善作用。旋耕处理土壤结构较好,能够有效接纳降水,增大储水库容;免耕条件下对土壤水分的影响主要表现在玉米生长前期及中期,免耕处理耕作次数较其它处理少,在春季保持了底层土壤水分。旋耕处理的玉米产量最高,与对照相比增加了31.2%;其次为打茬播种处理,产量比对照增加了13%;免耕处理的玉米产量最低,与对照相比产量降低了20.4%。     

不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤团聚体及牧草产量的影响

为了探究不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤结构、养分含量及牧草产量的影响,以 20% FeCl 3改性生物炭与 6%壳聚糖改性生物炭为供试材料,以未施加改性生物炭处理为对照 CK 0,分别设置0.75、1.5、2.25 t·hm -23个施用量梯度,研究其对土壤中团聚体含量、稳定性,有机碳含量,牧草产量的影响。结果表明,大于0.25 mm的机械稳定性团聚体含量、大于 0.25 mm的水稳定性团聚体含量、平均质量直径、有机碳含量、高羊茅生物量及干物质量均随着两种改性生物炭施用量的增大而增大,并在施用量为 2.25 t·hm -2时达到其最大值。团聚体破坏率与土壤不稳定团粒指数值随着生物炭施用量的增加呈现先减小后增大的趋势,当施用量为 1.5 t·hm -2时土壤团聚体最稳定。改性生物炭具有改良风沙土土壤团聚体结构、增加有机碳含量的作用。通过对比各处理牧草产量及土壤中团聚体含量、结构等指标,建议在风沙土中施加 1.5 t·hm -2的壳聚糖改性生物炭。     

耕作措施对黑龙江省风沙土区玉米生长发育及产量的影响

针对黑龙江省西部风沙土区干旱频繁发生,土壤风蚀严重的特点,采取打茬播种、旋耕播种、免耕三种不同的耕作措施,与当地传统耕作方式破垄种进行了对比试验,研究了耕作措施对玉米生育性状及产量的影响。结果表明,耕作方式对玉米生育前期影响较小,主要影响玉米中后期的生长发育。旋耕处理前期土壤水分储存较多,为后期玉米的生长发育提供了充足的水分供应。旋耕处理的玉米产量最高,与对照相比产量增加了31.2%。打茬播种处理的产量相比对照增加了13%。免耕处理的玉米产量最低,与对照相比产量降低了20.4%。     

三种土壤改良剂对风沙土抗剪强度的影响

为探明不同土壤改良剂对风沙土力学特征的影响,采用羧甲基纤维素钠、磷石膏及生物炭三种改良剂添加到风沙土中,进行棉花盆栽实验,通过直剪法测定改良前后的土壤内聚力和内摩擦角,分析了两种土壤含水量条件下不同土壤改良剂添加风沙土的抗剪强度。结果表明:(1)无论含水量高低,经三种改良处理的风沙土内聚力均显著大于对照,三者大小关系呈羧甲基纤维素钠磷石膏生物炭,表明施用羧甲基纤维素钠对风沙土抗剪强度改良效果最佳;与对照相比,改良剂处理对内摩擦角影响未达到显著程度(P0.05)。(2)随土壤改良剂添加量的增加,土壤内聚力亦增大,且拟合效果较好,但内摩擦角变化不明显。(3)在同一添加量情况下,低水处理的风沙土内聚力和内摩擦角均大于高水处理,但处理间差异不显著(P0.05)。(4)土壤改良剂及含水量主要通过增大内聚力来提高土壤抗剪强度,但各因素间交互作用均对内聚力无显著影响。     

宽窄行种植对东北风沙土区玉米水分利用及产量的影响

为了研究宽窄行种植模式对东北风沙土区玉米水分利用和产量的影响,通过2010年和2012年在吉林省梨树县田间实测的降水资料、土壤水分、生物量、叶面积指数和产量,分析了宽窄行种植对玉米水分利用和生长发育及产量的影响。结果表明,在当地常用种植密度(6万株hm-2)下,在玉米拔节期和抽雄吐丝期的日耗水强度分别显著高于等行距种植14%和27%,而在灌浆~成熟期显著低于等行距种植24%。宽窄行种植显著提高了玉米苗期地上部生物量,但对其它生育期的生物量,各生育期叶面积指数、全生育期耗水量,产量和水分利用效率都无显著影响。由于降雨年型的不同,2012年相比2010年具有较高的生物量、叶面积指数产量和水分利用效率。因此,在本试验种植密度等条件下,与等行距种植模式相比,宽窄行种植模式没有显著提高玉米产量和水分利用效率。     

沙漠化对科尔沁沙质草地土壤呼吸速率及碳平衡的影响

在科尔沁沙地测定了不同类型沙漠化草地土壤呼吸速率的日进程和季节变化,以及植物碳储量和土壤有机碳储量,分析了沙漠化对沙质草地土壤呼吸速率及草地碳平衡的影响。结果表明:(1)沙漠化可导致草地土壤呼吸速率日变化幅度变小,日均土壤呼吸速率明显降低;与非沙漠化草地相比,在生长季轻度、中度、重度和严重沙漠化草地日均土壤呼吸速率依次下降6.4%、12.8%、33.0%和39.4%;(2)受沙漠化的影响草地碳储量明显下降,与非沙漠化草地相比,4种类型沙漠化草地碳储量依次下降50.3%、74.0%、86.4%和90.2%;其中,凋落物碳储量的下降幅度最大,土壤有机碳储量下降幅度次之,植物碳储量下降幅度最小;(3)沙漠化可使草地碳平衡受到严重破坏,草地一旦沙漠化,土壤呼吸消耗碳量将超过植物固定碳量,这时土壤有机碳库将作为后备碳源来弥补土壤呼吸过程中植物固碳量的不足。为了促进沙漠化草地碳库的恢复,应加强沙漠化草地的治理,促进草地植被的恢复重建。     

营养型土壤改良剂对玉米的增产效果和对土壤肥力的影响

通过玉米田间试验,研究了营养型土壤改良剂(以下简称改良剂)的增产效果、土壤的改良效果和后茬作物的残效,结果显示: (1)亩施25-75kg改良剂时,玉米产量明显增加; (2)施用改良剂提高了养分的利用效率; (3)施用改良剂可以培肥土壤,调节土壤的pH; (4)增加后茬作物产量。     

不同土壤耕作方式对东北风沙土区玉米田土壤质量及产量的影响

[目的]研究黑龙江省西部不同土壤耕作方式对玉米产量及土壤性状的影响,为该地区农业生产提供参考。[方法]比较常规耕作、旋耕、翻耕、深翻和超深翻耕作对玉米产量和土壤物理特性的影响。[结果]翻耕和超深翻耕作增加了土壤含水量和田间持水量,降低了耕层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度,但是增加犁底层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度。翻耕、深翻和超深翻处理耕层土壤三相结构距离(STPSD)和土壤结构指数(GSSI)较好;翻耕、深翻和超深翻处理显著降低犁底层土壤的GSSI,增加STPSD;旋耕处理没有显著影响犁底层土壤GSSI和STPSD。与常规耕作处理相比,翻耕和超深翻分别增加玉米产量7.6%和6.0%。翻耕比超深翻玉米产量高10.9%。深翻处理玉米产量为5.58t/hm2,比常规耕作减产8.1%。[结论]在不完全打破犁底层情况下,在黑龙江西部地区翻耕是比较理想的耕作方式。     

矿物类风沙土改良剂对小叶锦鸡儿生理特性和生长状况的影响

通过盆栽试验,并运用多元统计的方法分析矿物类改良剂Arkadolith对风沙土的改良效果以及对小叶锦鸡儿生理特性和生长状况的影响,结果表明:Arkadolith改良剂对风沙土理化性质的改良作用明显,表现为土壤容重、总孔隙度、pH值、EC值、>0.25 mm水稳性团聚体、全氮、有效磷、速效钾、有机质明显改善;促进了小叶锦鸡儿的生长,表现为小叶锦鸡儿的蒸腾速率、高生长和生物量明显优于对照,同时当风沙土中施入10%的Arkadolith改良剂时最有利于小叶锦鸡儿的生长。Arkadolith土壤改良剂作为一种新型矿物改良剂,改良土壤的作用更加长久、高效,并且更加安全、环保,同时更有利于植物生长。     

气化渣改良风沙土对土壤水分物理性质的影响

为了探讨气化渣对毛乌素沙漠风沙土的改良效果,利用气化渣作为一种风沙土改良材料,与风沙土按不同掺入量混合,通过对土壤粒径组成、保水性能以及土壤水分特征曲线的变化情况分析,探讨了气化渣对风沙土土壤水分物理性质的影响。结果表明:添加气化渣使风沙土的粒径组成得到明显改善,砂粒含量降低5.89%～35.8%,黏粒、粉粒含量分别提高0.89%～2.92%,7.94%～32.88%,风沙土土壤容重显著降低(p<0.05),降低幅度为7.75%～55.5%; 风沙土土壤质地也由砂土转向砂质壤土,保水性能也随之呈现上升的趋势,显著影响了土壤饱和含水量、毛管持水量和田间持水量(p<0.05),增长幅度分别为13.53%～158.93%,7.12%～126.95%,23.19%～252.47%; Van Genuchten模型可以很好地拟合气化渣添加后风沙土的土壤水分特征曲线,表明气化渣的添加明显提高了土壤保水性,并且风沙土土壤保水性能的主成分分析结果表明气化渣添加量越高土壤保水性提高越明显。由此可以得出,水煤浆气化渣能够有效地改善风沙土的水分物理性质,显著提高风沙土的保水性能,对风沙土改良效果明显。     

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。     

粉煤灰对沙质土壤物理特性的影响

为探讨粉煤灰作为沙质土壤改良剂对沙土物理特性的改良效果.通过室内模拟试验比较了粉煤灰不同施用率(0%,10%,20%,30%,40%)对沙质土壤物理性质和结构的影响.结果表明,施用粉煤灰能增大沙土容重,降低了孔隙度;施用粉煤灰显著减弱了土壤沙性,4种处理砂粒含量比对照减少11%～18%.粉粒含量增大3倍以上;粉煤灰的施用改善了沙土水分性状,土壤有效水含量增加49%～138%;粉煤灰高施用率增加土壤强度.研究表明,施用粉煤灰能有效的改善沙质土壤物理特性,增强沙土水分利用效率.     

不同耕作模式对东北风沙土区玉米产量及氮素利用率的影响

研究优化集成耕作模式对东北风沙土区玉米产量、肥料氮素利用率及去向的影响,探讨不同耕作模式下玉米产量及氮肥利用率之间的关系,为东北风沙土区玉米生产合理耕作模式的选择提供科学依据。在东北风沙土区传统耕作模式(CT)、优化集成耕作模式1(ITP1)和优化集成耕作模式2(ITP2)小区内设置~(15)N标记微区框栽,以CT处理为对照,研究ITP1和ITP2耕作模式下玉米产量、氮肥利用率及肥料氮去向。结果表明:2种优化耕作模式玉米籽粒产量显著高于传统耕作模式,分别增产30.10%和15.53%。3种耕作模式氮肥利用率介于27.10%～35.46%,ITP1处理和ITP2处理氮肥利用率分别为35.46%和31.40%,比CT处理分别提高了30.85%和15.87%。与CT处理相比,IPT1处理氮肥残留量增加18.67%,损失量降低45.65%;IPT2处理肥料氮残留量介于IPT1和CT处理之间,差异不显著,IPT2氮肥损失率比CT处理降低24.36%,比IPT1增加39.17%。2种优化集成耕作模式增加玉米产量,提高氮肥利用率,减少氮肥污染,IPT1和IPT2两种优化耕作模式适合东北风沙土地区玉米种植。     

河西走廊沙生灌木林对风沙土理化性质的影响

在河西走廊的风沙土区域,研究了梭梭、沙拐枣、花棒3种沙生灌木林对风沙土理化性质的影响.结果表明,不同沙生灌木林的风沙土孔隙度、团粒结构、蓄水量、有机质、碱效N、速效P、速效K、土壤阳离子交换量(CEC)、枯落物积累厚度、枯落物积累干质量、持水量、最大持水率由大到小的变化顺序为:梭梭＞沙拐枣＞花棒＞沙滩(CK);风沙土容重、pH值、CaCO3、全盐由大到小的变化顺序为:沙滩(CK)＞花棒＞沙拐枣＞梭梭.梭梭灌木林密度较大,枯落物积累量亦大,对风沙土水土保持和涵养水源有重要作用.     

冻融循环对风沙土物理性质及抗冲性的影响试验

为揭示冻融循环对土壤物理性质及抗冲性的影响,以内蒙古坡耕地风沙土为研究对象,控制冻融循环次数(0~10次)和土壤质量含水量(6%,9%,12%)2个因素,在室内模拟野外冻融循环和径流冲刷过程,定量分析冻融循环对土壤含水量、容重、孔隙度及土壤抗冲性的影响规律。结果表明:(1)土壤含水量随冻融循环次数增加呈缓慢增加的趋势,增加幅度为0.51%~0.87%,且高含水量土壤增幅比低含水量土壤大;(2)随冻融循环次数的增加,土壤容重和孔隙度分别呈缓慢减小和增大趋势,且变化幅度逐渐降低,最后达到基本稳定的状态,达稳定状态后的土壤容重比未冻融土壤小(0.05±0.01)g/cm~3;(3)当冻融循环次数相同时,高含水量(12%)的土壤容重比低含水量(6%)小,而孔隙度和土壤抗冲性的降低幅度与之相反;(4)冻融循环次数对风沙土抗冲系数具有显著影响,试验土样抗冲性随冻融循环次数的增加呈显著降低趋势,但是第6次冻融循环后,试验土样的含水量、容重、孔隙度及抗冲性的变化均逐渐趋于稳定。研究结果可为季节性冻融区土壤侵蚀机理研究提供参考。     

土壤改良剂对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响

采用聚丙烯酸钾、聚丙烯酰胺、腐殖酸钾、聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配5种土壤改良剂,研究其对燕麦土壤理化性状及微生物量碳的影响。结果表明,不同土壤改良剂均能提高土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量,各指标分别比对照增加了8.24%～30.22%,7.60%～19.29%,5.15%～29.45%和27.86%～68.86%;各土壤改良剂处理0-60cm各土层土壤容重均有不同程度的降低,其中,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾均降低幅度最大,各处理间差异不显著;各土壤改良剂均能显著提高0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层>0.25mm团聚体含量,其中>2mm和2～1mm土壤团粒结构增幅较大,聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾复配处理显著高于单施处理;土壤改良剂能促使燕麦全生育期内0-10cm,10-20cm和20-40cm各土层的土壤微生物量碳含量显著提高,复配较单施效果显著,随着土壤深度增加土壤微生物量碳逐层递减;各土壤改良剂处理籽粒产量和生物产量均显著高于对照,其中聚丙烯酸钾+腐殖酸钾和聚丙烯酰胺+腐殖酸钾籽粒产量较其他处理高,分别为4 694.2kg/hm2和4 566.9kg/hm2,较对照增产21.66%和18.36%,两处理生物产量也表现较佳。