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。     

变量施肥对改善土壤养分空间差异性的综合评价

精准农业中一个非常重要的环节就是变量施肥,其核心思想是根据土壤中养分含量的多少来决定施肥量,以达到土壤养分平衡。目前通常对土壤养分情况评价的做法是分别考察每种土壤养分的变异情况,不能综合分析。因此,该文提出利用一种加权模糊聚类算法,综合评价经过变量施肥作业后土壤养分空间差异性的变化情况。通过对榆树市弓棚镇十三号村3号地未变量施肥、连续变量施肥2年和连续变量施肥5年的土壤养分进行综合分析比较,可知经过连续变量作业后土壤养分空间差异明显减小。     

包膜控释肥料在土壤中养分释放特性的测试方法与评价

在土壤培养基础上,着重研究了包膜控释肥料养分释放率的三种测定方法以及在土壤中测得的包膜控释肥料养分释放率与在水中测得的养分释放率间的相关性。结果表明,在土壤培养中,采用肥料养分化学测定法、肥料养分称量法和土壤无机氮增量法都能直接或间接表征包膜控释肥料在土壤中的养分释放率及其相关性状。包膜控释肥料在土壤与水两种体系中所测得的养分释放率之间相关性显著,其相关关系符合一元一次线型回归方程,相关系数(r)大于0.920。     

人为干扰对桂西北喀斯特山地植被多样性及土壤养分分布的影响

为促进桂西北喀斯特山地草地生态系统的恢复与重建,在连续3年全面调查的基础上,采用Pearson相关系数法和主成分法研究了人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性和土壤养分的影响。结果表明:人为干扰对喀斯特山地草地植被多样性具有明显的影响,其中人为干扰显著降低了植被盖度、地上生物量、丰富度指数和多样性指数(p0.05),对喀斯特山地草地植被均匀度指数和优势度指数没有显著影响(p0.05),说明人为干扰并没有改变物种在生境中的均匀分布和物种发生根本性变化。人为干扰显著增加了土壤容重和pH值(p0.05),降低了土壤含水量和土壤电导率,但4种营养元素(碳、氮、磷、钾)的变化幅度不尽一致,具体表现为人为干扰降低了土壤碳、氮和钾含量,但对土壤磷素并没有显著的影响(p0.05),从降低幅度来看,土壤有效养分降低幅度高于土壤全量养分,由此表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。Pearson相关性分析表明,对于人为干扰区和对照区,影响其植被多样性的土壤环境因子不尽一致,其中土壤养分和有效养分在一定程度上起着主导性的影响作用,通过人为干扰区和对照区的相关性系数可知,人为干扰区域和对照区域土壤养分之间均呈极显著正相关,说明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡中,在人为干扰下,它们作为相互作用和影响的有机整体表现出统一性和同步性,并没有改变土壤养分因子之间的互作效应,并且土壤全量养分均与其对应的有效养分呈极显著正相关(p0.01),说明其有效养分主要依靠于土壤全量养分。冗余分析的结果显示,对于人为干扰区和对照区,植被与土壤的排序基本没有变化,而人为干扰对土壤养分含量产生了一定的影响,造成二者的RDA排序图不相一致,排序轴可反映喀斯特地区土壤因子的梯度变化特征,表明利用土壤养分作为表征喀斯特山地草地土壤—植被关系的敏感性土壤指示因子是可行的。     

太行山前平原土壤养分分布特征与肥料精准管理研究

对太行山前平原土壤养分分布特征与肥料精准管理研究结果表明,该区土壤养分含量集中在1个或相邻2个养分含量等级范围内,对土壤养分进行分区管理存在可能性;按照土壤养分含量分级标准其土壤肥力属中等水平。土壤速效磷含量高低与冬小麦产量密切相关,P肥施用为影响冬小麦产量的主要因子,而N肥为影响玉米产量的最重要因素,其次为土壤碱解氮与P肥。     

贺兰山东麓葡萄产地不同种植年限土壤养分特征研究

宁夏贺兰山东麓是中国优质葡萄和葡萄酒产区,其土壤养分状况关系着葡萄品质的提升,更关系着整个区域葡萄酒品牌的发展。为了解荒漠草原开垦为葡萄地,土壤养分受农业管理措施干预后随种植时间的变化情况,以原生荒漠草原为对照,选取种植1、7、20年的葡萄样地,采用Pearson相关性分析、方差分析和LSD多重比较法,研究了不同种植年限、不同深度土壤养分状况、土壤养分因子之间的相关性。结果显示:荒漠草原开垦为葡萄地后,除全钾外,其他养分指标随着种植年限的增加均呈上升趋势,表明土壤种植年限的增加及葡萄地管理措施有利于土壤总体养分的积累,种植20年的葡萄土壤较荒漠草原全氮、全磷、有机质、速效钾、有效磷分别提高了0.24、1.31、0.21、1.43、24.93倍。荒漠草原开垦初期,土壤养分随土层深度的变化规律发生改变,随着种植时间的延长逐步稳定,各种植年限受到牛粪施入的影响,土壤养分在30～40 cm深度波动变化。就土壤养分因子间的相关性而言,土壤有机质与全氮呈极显著的正相关关系,相关系数达0.995;各养分因子间存在不同程度的相关性,表明土壤养分因子间关系密切,存在协同或拮抗作用,可以用其综合反应土壤肥力水平。     

黄土丘陵沟壑区坝地土壤养分的空间变异性

以黄土丘陵沟壑区作为研究区域,选取具有一定淤积年限的典型坝地―山西省中阳县洪水沟流域独堆坝,应用ArcGIS软件,采用Kriging法,对其土壤有机质、全氮、缓效钾、碱解氮、有效磷、速效钾等土壤养分的空间变异性进行了研究。结果表明:研究区坝地土壤养分含量较低,且分布不平衡,土壤养分均属于中等变异;各土壤养分的半方差随着距离的增大而增加,其空间自相关变化尺度范围均比较小,在较小范围内存在着空间相关性;研究区土壤养分含量分布均具有较高的空间异质性,存在空间分布格局。     

兰州市耕地养分综合评价及其影响因素研究

【目的】综合评估兰州市耕地土壤养分水平，摸清其分布特征，探明其影响因素，进而提出施肥建议。【方法】采集了兰州市五个县区618份耕地土样，测定其有机质、全氮、速效钾、有效磷含量以及土壤pH值，采用主成分分析法对其土壤养分进行综合评价，以地理加权回归模型（GWR）分析土壤养分综合水平的影响因素。【结果】(1)研究区耕地土壤偏碱性，有机质和全氮含量普遍偏低，速效钾含量较丰富，有效磷含量高低不均。(2)研究区耕地土壤养分综合水平以低等级为主，占研究区耕地总面积的50.46%，其次是中等和极低等级，分别占耕地总面积的29.61%和19.30%，高等级地极少，仅占比0.63%。养分综合水平主要限制因素为有机质和全氮含量。(3)研究区耕地土壤养分综合水平偏低且受海拔高度和年均气温因素的影响程度较大。【结论】研究区耕地土壤养分分布不均且综合养分水平偏低，综合养分水平主要受海拔高度和年均气温因素的影响，建议根据土壤营养元素丰缺、综合养分水平和作物生长需求平衡施肥。     

桂西北喀斯特山地草地土壤养分季节变化规律及其对植被多样性的响应

基于对不同季节喀斯特山地草地植被多样性和土壤生境的调查数据,采用Pearson相关系数法和主成分分析法研究土壤养分季节动态及其对植被的响应。结果表明:喀斯特山地草地植被多样性指数、丰富度指数、优势度指数和均匀度指数基本表现为夏季和秋季高于春季和冬季。地下土壤养分与地上植被多样性各指数的季节变化趋势相一致,间接反映了喀斯特山地草地生态系统地上植被与地下养分之间的协同性关系,与地上植被多样性季节变化相比,地下土壤养分的季节性变化并没有表现出滞后性。Pearson相关性分析表明,土壤养分在一定程度上决定了植被丰富度、多样性指数和植被盖度,土壤全碳、全氮和有效养分起着主导性的影响作用,土壤养分等因子在夏季和秋季对植被多样性的影响(相关系数)高于冬季和春季。不同季节喀斯特山地草地土壤养分垂直方向均呈现出明显的"表聚性",土壤表层以下,土壤养分急剧降低,并且表层土壤养分显著高于下层(P0.05),局部有所波动,而不同季节土壤全磷含量在各土层间差异不显著(P0.05),由此可知,季节变化并没有改变其垂直分布规律。从变异系数来看,相同土层土壤有效养分变异系数高于土壤全量养分,表明土壤有效养分较土壤全量养分更为敏感。冗余分析的结果显示喀斯特山地草地植被丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度之间均呈正相关,与土壤各养分之间均呈正相关,随着显著性影响因子(土壤养分各指标)的增加,丰富度指数、多样性指数、优势度指数和植被盖度均逐渐增加。研究结果较好地显示了地下土壤养分对地上植被多样性的响应模式,即二者的变化存在一定的同步性,可以看作相互作用和协同影响的有机整体。     

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

【目的】利用养分平衡法原理,研究各养分平衡施肥参数,建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系,以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析,分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数,主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化,因此忽略其变化将其定为常数,即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下,肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上,建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的,在利用该模型进行施肥推荐时,研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数,以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据,土壤肥力测定为基础,具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。     

杉木林下套种不同树种对土壤改良效应初探

为探讨复层异龄林营建初期对土壤物理结构和养分状况的影响,研究了浙西地区杉木林下套种不同树种土壤理化特征的变化。结果表明林下套种树种后林地土壤物理结构均得到不同程度的改善,土壤养分状况进一步好转。并运用多因素主成分分析方法,评价了不同复层林模式土壤养分含量规律,并将土壤养分状况的综合优势作了排序。其结果显示杉木林下套植的12种植物在种植初期对土壤养分改良效果较好的为麻栎、毛红椿、南天竺、十大功劳、红豆杉、椤木石楠和蚊母,其中麻栎和毛红椿改良效果最佳。     

四川紫色土区小流域土壤养分流失初步研究

通过对四川紫色土区小流域降雨的观测、径流养分和泥沙含量的分析,初步探讨了紫色土区养分的流失规律。多数研究认为,土壤养分大部分随泥沙携带而流失,而本文的研究结果却表明了:在研究区域,土壤养分流失的主要途径是径流的流失,而随泥沙携带的潜在土壤养分,由于产沙量较少,其流失总量并不多。     

不同水分条件下表层施磷对小麦吸收下层土壤养分的影响

采用分层隔水盆栽试验,研究了不同土壤状况下,土壤表层(0-15cm)施磷对冬小麦吸收利用下层土壤(15-35cm)中氮磷钾养分影响。结果表明,土壤干旱降低了土壤磷、钾的有效性,严重抑制植株生长。不施磷肥时,小麦根系下扎量高于施磷处理,能从富含水分和养分的下层土壤吸收水分和养分,从而改善其营养状况,增加生物量。在土壤湿润的情况下,小麦对上层土壤养分的吸收量增加,同时由于扎入下层土壤中的根系量增多,因而也能利用一部分下层土壤中的氮磷钾养分。     

贵州茶区土壤养分状况综合评价

应用SPSS统计软件,对贵州全省70个茶园土壤样品8项养分指标进行主成分分析,按累计贡献率达到85%以上提取了4个主成分,并求出各土壤养分的4个主成分综合得分。并对综合得分以欧氏距离为衡量土样间差异大小的指标,采用类平均法进行聚类分析。将70个土样分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等级,第Ⅰ类为养分丰富型土壤,其各项养分指标最高,综合得分范围0.63≤F≤1.08,所占比例9.83%;第Ⅱ类为养分较丰富型土壤,其综合得分范围0.10≤F≤0.53,所占比例29.51%,相对Ⅰ类,有机质和全磷含量相对不足;第Ⅲ类茶园土壤肥力一般,其综合得分范围-0.32≤F≤0.02,所占比例36.07%;第Ⅳ类土壤各养分因子均缺乏,为养分缺乏型茶园土壤。     

土壤养分限制谱序的知识表达和判别体系探讨

本文通过对土壤养分限制谱序的知识表达体系在可行性方面的讨论 ,认为以土壤养分自身的行为特点 (土壤养分 )作为谱序的评价指标和表达方式目前没有较好的理论和方法可遵循 ,难度较大。用与土壤养分密切相关的“支撑产量”揭示和判别土壤养分限制谱序是目前较好的方法。通过对其进行实证研究 ,用“支撑产量”判别出试验区小麦的土壤养分限制谱序为N >P >K >Zn、Mn >B >Cu、Fe ;玉米的谱序为N >P、K >Fe、Zn >B、Cu、Mn。说明用支撑产量判别谱序是科学合理的 ,为土壤养分限制的系统研究铺垫了新的思路和途径     

沙漠地区麦田土壤养分运动特征

研究了干旱沙漠地区新垦沙地和耕种20年左右的灌淤土可溶性养分运动特征.结果表明,在小麦1个生长周期内土壤养分发生较大的衰减,表层养分呈梯级下降趋势,其明显吻合于灌溉周期;以灌溉导致养分淋溶造成土壤养分下降为主,以作物吸收利用造成土壤养分下降为辅.土壤下层存在养分截留层,当总灌水量由649mm(59mm/次)增至1998mm(111mm/次)时作物吸收利用养分量分别降低42%(沙土)和50%(灌淤土),土壤养分总消耗量分别减少40%(沙土)和49%(灌淤土).当灌水量太大时,许多土壤养分被水运移至土壤深层,致使作物难以吸收到这些养分.     

华北山前平原农田土壤养分循环的酶学调控

土壤酶是推动土壤养分循环的生物催化剂, 研究华北山前平原农田养分循环的酶学调控机制将有助于评价该地区土壤养分状况。试验用土壤取自中国科学院栾城农业生态系统试验站, 分析了土壤脲酶与碱性磷酸酶活性在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 和30~40 cm 4 个土层中的分布, 研究了土壤粗砂(2 000~200 μm)、粉砂(200~63 μm)、粉粒(63~2 μm)和黏粒(2~0.1 μm) 4 个颗粒组中土壤酶活性与土壤养分之间的相关性。研究结果表明: 土壤脲酶活性与碱性磷酸酶活性均随土壤深度增加而降低, 土壤酶活性随土壤粒径减小而升高。在土壤粗砂和粉砂组分中, 土壤酶活性与养分含量显著相关, 而在土壤粉粒和黏粒组分中, 土壤酶活性与土壤养分含量并不总是显著相关。这些结果说明: 土壤酶活性在土壤养分循环中起到重要的调控作用, 土壤粗砂和粉砂中的土壤酶具有较高的田间实际催化活性, 对土壤养分循环的贡献较大; 与此相反, 土壤粉粒和黏粒中的土壤酶由于土壤无机矿物的吸附作用而失去部分田间催化能力, 降低了其对土壤养分循环的贡献。     

上海市郊旱作农田土壤养分资源状况

研究了上海市郊旱作农田土壤养分特征,结果表明：自80年代以来经过近20年的土壤耕作演替,上海市郊蔬菜、瓜果旱作土壤总体养分状况表现为有机质、氮素、磷素和钾素含量均很丰富。土壤氮、磷养分积累明显,较80年代第二次土壤普查有大幅度增加,一方面施用过多肥料造成浪费,另一方面带来潜在的非点源污染,对周围的环境造成威胁。各区域由于受土壤质地、土壤类型、气候条件、作物种类、耕作方式等不同土壤养分有所差异。不同耕作方式对农田土壤养分的含量影响较大,其水平高低依次为：大棚土壤、露天菜地土壤、传统自留地土壤。大棚瓜、菜地土壤有酸化趋势,菜园土壤有效磷含量远高于稻麦田土壤,这主要和施肥水平有关。     

川西亚高山人工云杉林地有机物和养分库的退化与调控

研究了川西亚高山云杉人工林地有机物和养分库状况 ,结果表明 :该区云杉人工林有机物和养分库严重退化 ,表现为 ,其凋落物的分解速率和周转期均较次生阔叶林和原始云杉林慢 ,致使地表枯枝落叶干物质和各种养分贮量滞留于凋落物层而不能进入土壤 ,土壤中有机质、全N、全P和碱解N含量随人工云杉林龄的增加而大幅度下降。人工云杉林份组成单一 ,其凋落物分解慢 ,归还土壤凋落物和养分数量少 ,是川西亚高山云杉人工林地土壤有机物和养分库退化的重要原因 ,人为收集凋落物积肥和人工抚育清灌 ,不断带走植被中养分是土壤有机物和养分库不断耗竭的另一重要原因。建议对该区人工成熟林抚育间伐和营造针阔混交林 ,改善成熟林下微环境和改变林份组成 ,可在很大程度上防治云杉人工林土壤有机物和养分库的退化     

黄土高原生物结皮对土壤养分的表层聚集与吸附固持效应

  【目的】  生物结皮的广泛发育可显著影响表层土壤养分状况,在土壤养分积累和循环中发挥重要作用。通过淋溶实验和吸附试验研究其作用效果和机制。  【方法】  以黄土高原质地不同的风沙土和黄绵土为对象,分别选取有生物结皮覆盖和无结皮覆盖的地块,分析生物结皮层、结皮层下0—2、2—5和5—10 cm土层土壤的有机质、全碳、全氮、全磷含量,研究生物结皮对土壤养分含量的影响及其随土壤深度的变化规律。以Cl?、K+、Ca2+为示踪离子开展土壤淋溶实验,分析其淋出土壤的特征;淋溶实验结束后,测定包括结皮层在内的各土层离子吸附解析量。  【结果】  1) 生物结皮层 (约2 cm厚) 养分含量是无结皮土壤的0.43～10.51倍。生物结皮覆盖下0—10 cm土壤的养分含量均高于对应深度的无结皮土壤,有机质、全碳、全氮、全磷含量比无结皮土壤增加了1.4%～184.9%。2) 生物结皮层的养分含量比其下层土壤提高了38.2%～557.1%,而无结皮的表层 (0—2 cm) 土壤养分含量仅比其下层土壤提高了13.4%～213.9%,这表明生物结皮增强了土壤养分的表层聚集。3) 生物结皮覆盖土壤中添加的养分在相同条件下相较于无结皮土壤更难以淋出;除易淋溶的Cl?全部淋出外,K+和Ca2+未被全部淋出,且在生物结皮覆盖土壤中的累积淋出量比无结皮土壤低21.9%～47.4%。淋溶实验结束后结皮层的Cl?、K+、Ca2+含量均显著高于无结皮 (8.8%～340.4%) 和结皮下层土壤 (14.5%～62.7%)。4) 生物结皮显著增加了土壤对Cl?、K+、Ca2+的吸附量,其增加幅度为27.8%～118.1%,且生物结皮层对不同离子吸附能力的强弱依次为Ca2+>K+>Cl?。  【结论】  与无结皮土壤相比,生物结皮能够增加土壤养分含量并促进土壤养分的表层聚集,同时提升土壤对养分的吸附与固持能力,因而有利于退化贫瘠土壤的养分积累,在干旱和半干旱地区土壤肥力提升与生态环境改善方面发挥着至关重要的作用。