青海省春油菜区土壤养分分布特征与肥力评价

为制定科学的施肥策略,实现青海省春油菜高产优质以及农业的绿色可持续发展,在湟中、大通、互助、尖扎、循化、化隆、平安、乐都和贵德9个春油菜主产县区采集223份耕层土壤,通过测定主要养分含量,分析养分丰缺状况,结合ArcGIS中的Kriging插值法研究了春油菜区耕层土壤肥力分布特征及质量评价。结果表明:青海省春油菜主产区土壤各养分平均含量分别为:有机质24.60 g/kg(中等),全氮1.77 g/kg(丰富),全磷0.99g/kg(丰富),全钾29.64 g/kg(很丰富),有效磷40.55 mg/kg(很丰富),速效钾146.39 mg/kg(中等),有效铁11.96 mg/kg(丰富),有效锰6.32 mg/kg(中等),有效铜0.69 mg/kg(中等),有效锌1.42 mg/kg(中等),有效硼0.34 mg/kg(缺乏)。土壤综合肥力指数法评价结果表明,青海省春油菜主产区土壤肥力综合指数为0.61,土壤肥力较好,各县区土壤综合肥力指数排序为:大通(0.728,较好)湟中(0.652,较好)平安(0.616,较好)互助(0.604,较好)贵德(0.595,中等)化隆(0.591,中等)乐都(0.582,中等)循化(0.554,中等)尖扎(0.518,中等)。综合本区域土壤肥力现状,提出青海春油菜田增施有机肥、针对性降低氮磷肥用量、全面重视硼、锌、锰微肥的调控方案。     

陕西省苹果主产区土壤有机质、氮磷钾养分含量与分布特征

【目的】研究陕西省苹果主产区土壤养分状况,为陕西省苹果主产区施肥策略的合理制定及土壤养分管理提供科学依据。【方法】自2012～2016年,在陕西省延安、铜川、渭南、咸阳和宝鸡5个苹果主要生产地区选取典型果园,样点数依次为17208、2634、8589、14723和303个,采集0—40 cm土层土壤样品,测定土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,并利用现有果园土壤养分分级标准,比较分析各地区土壤养分分布状况。【结果】目前,陕西省苹果主产区土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量平均值分别为11.5 g/kg、57.1 mg/kg、13.0 mg/kg和160.4 mg/kg,较低和低等水平所占比例分别为33.3%、61.8%、85.0% 和50.4%。不同地区土壤养分存在一定差异,从全区来看,基本呈西、南高,东、北低的分布特征,即宝鸡是果园土壤养分含量最高的地区,咸阳、渭南和铜川次之,延安果园土壤养分含量最低。延安地区果园土壤平均有机质含量9.5 g/kg、碱解氮49.4 mg/kg、有效磷9.0 mg/kg和速效钾140.0 mg/kg,处于较低和低等养分水平的果园百分比分别为61.6%、77.7%、99.3%和67.5%。铜川地区果园土壤有机质平均含量为14.2 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占88.9%;碱解氮含量均值为62.0 mg/kg,46.4%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为13.9 mg/kg,75.3%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为181.6 mg/kg,处于中等及以上水平的果园所占比例为67.2%。渭南地区果园土壤有机质含量均值为13.1 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占83.2%;碱解氮含量均值为61.6 mg/kg,54.6%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为13.7 mg/kg,81.0%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为170.1 mg/kg,42.6%的果园处于较低和低等水平。咸阳地区果园土壤有机质含量均值为12.3 g/kg,有机质达中等及以上水平的果园占85.7%;碱解氮含量均值为62.7 mg/kg,49.4%的果园处于较低和低等水平;有效磷含量均值为16.7 mg/kg,74.2%的果园处于较低和低等水平;速效钾含量均值为173.2 mg/kg,处于中等及以上水平果园所占比例为60.9%。宝鸡地区果园土壤有机质含量均值为17.5 g/kg,有机质达中等及以上水平果园占97.4%;碱解氮含量均值为78.3 mg/kg,21.7%的果园在较低和低等水平;有效磷含量均值为23.4 mg/kg,64.9%的果园在中等及以上水平;速效钾含量均值为179.2 mg/kg,处于中等及以上水平果园所占比例为70.0%。【结论】陕西省苹果主产区土壤养分含量总体较低,不同地区苹果园土壤有机质和氮磷钾有效养分含量差异较大,需因地制宜确定合理的施肥方案。     

基于GIS和丰缺指标法的区域施肥管理体系的构建

  【目的】  采用GIS定位和养分丰缺指标相结合的方法,研究西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间分布特点,建立直观、精准的推荐施肥系统。  【方法】  西辽河平原包括科尔沁区、开鲁县、奈曼旗、科尔沁左翼后旗、科尔沁左翼中旗。以该区域的15421个土壤测试数据和143个玉米“3414试验”数据为基础,运用GIS方法计算耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾的空间插值结果,结合土壤丰缺指标,将西辽河平原耕地土壤碱解氮、有效磷、速效钾养分分区,确定不同土壤氮磷钾养分组合下的施肥量,并制作玉米氮磷钾分区施肥图。  【结果】  西辽河平原耕地土壤养分空间分布不均,大部分土壤碱解氮含量较低,有效磷、速效钾含量中等。耕地土壤有效氮、磷、钾养分含量呈低氮–中磷–中钾 (碱解氮 ≤ 69.5 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–中钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾90.3～152.5 mg/kg)、中氮–中磷–高钾 (碱解氮69.5～107.9 mg/kg、有效磷4.18～10.40 mg/kg、速效钾 > 152.5 mg/kg) 的面积占比分别为42.4%、14.1%、13.5%。土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量 (x) 与经济最佳施肥量 (y) 之间存在较好的对数关系,氮施肥模型y = –102.5ln(x) + 617.22,磷施肥模型y = –36.11ln(x) + 174.1,钾施肥模型为y = –25.89ln(x) + 180.96。不同土壤养分组合种植玉米所需的经济最佳N–P₂O₅–K₂O用量 (kg/hm2) 组合分别为202–110–58、168–107–57、164–102–47。  【结论】  土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量与相对产量存在较好的对数函数关系。西辽河灌区土壤有效氮磷钾丰缺指标的划分以75%和85%作为相对产量的分级区间较为合适。在土壤有效氮磷钾养分大数据的支撑下,采用GIS和丰缺指标法相结合的方法,可以准确快捷地构建区域施肥管理体系。     

基于GIS的长江中游油菜种植区土壤养分及pH状况

为了掌握长江中游油菜种植区土壤养分状况,在湖北、湖南、江西三个省份调查和取样分析5 463份土壤数据的6个指标(土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、有效硼和pH),基于Arc GIS平台,采用Kriging插值法分析4个不同油菜种植区域(二熟制山地区、二熟制平原区、三熟制山地区、三熟制平原区)的土壤养分状况。结果表明,长江中游油菜种植区土壤有机质、全氮和有效磷均处于适宜/丰富的含量水平,基本没有5级和6级水平的有机质、全氮、有效磷分布。从不同区域来看,以上3个养分指标总体均表现为三熟制地区养分含量高于二熟制地区。长江中游仍有1.82×10~5 hm~2区域土壤速效钾处于缺乏的水平(30~50 mg kg~(-1))。土壤有效硼含量仍有待提高,尤其是在三熟制地区,土壤有效硼缺乏(5级和6级)的比例仍高达13.6%~20.4%。土壤pH多集中在6.0左右,但是三熟制地区仍然有较高比例(约35.7%)的土壤pH处于4.5~5.5。综上所述,长江中游不同种植区域土壤养分性状存在差异,尤其是三熟制地区仍有相当比例需要提高土壤有效硼和改良酸性土壤。     

黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子

【目的】 土壤养分是农业生产的必要条件,了解土壤养分的空间变化,对指导精准施肥有一定意义。 【方法】 本文以地统计学为基础,利用ArcGIS软件,对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值,得到土壤养分的空间分布图,并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子,在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。 【结果】 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg,有机质与全氮的变异系数均为0.09,属于弱变异强度,而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11,属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系（P<0.01）,其中,有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响,与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间,旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田,而有效磷显著低于水田,全氮含量差异不显著。 【结论】 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小,而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响,尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。      

影响山核桃林地土壤生产性能的主要肥力因子及其临界区间

【目的】土壤养分是植物生存的必要条件,探讨山核桃(Carya cathayensis Sarg.)主产区林地土壤肥力因子及其对土壤生产性能的影响,为山核桃的栽植和可持续发展、土壤培肥提供科学依据。【方法】在浙江省山核桃主产区,随机选择58个典型乡镇的山核桃林采集土样,测定了pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙、有效镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硼12个肥力因子水平,运用主成分分析和回归分析方法,分析了它们对山核桃生长、感病等级、产量等级的影响以及丰缺临界区间。【结果】主成分分析前5个因素(PC1、PC2、PC3、PC4、PC5)的累计贡献率达78.49%。PC1的主要荷载为土壤pH、有效钙和有效镁含量,PC2的主要荷载是微量元素和有效磷含量,PC3是有机质和碱解氮含量,PC4和PC5分别是有效硼和速效钾含量。林分生长性状中,生长势等级与pH、速效钾、有效钙、有效镁、有效铜、有效锌显著负相关(P <0.01),干腐病感病等级与pH、有效钙、有效镁显著负相关(P <0.01),产量等级与pH、有效钙、有效镁、有效磷、有效锌显著正相关(P <0.01)。回归模型分析得出,土壤pH、速效钾和有效钙、有效镁、有效铜、有效锌是当前栽培措施水平下影响山核桃生长的关键土壤肥力因子。综合评价后发现,研究区现有约57%的山核桃林地土壤综合肥力低于平均水平。【结论】对山核桃林地土壤生产性能影响最大的因素是土壤pH、有效钙和有效镁含量,其次是微量元素和有效磷含量,有机质、速效钾含量也有一定的影响。山核桃主产区的林地土壤关键指标丰缺范围:pH 5.19~5.70、速效钾87~129 mg/kg、有效钙817~1374 mg/kg、有效镁93~145 mg/kg、有效铜1.36~4.39 mg/kg、有效锌0.78~2.33 mg/kg。     

阜平县不同海拔梯度下耕地土壤养分现状与分布特征

为在太行山区阜平县对耕地土壤提出科学合理的施肥理论依据,利用2018年阜平县耕地测土配方施肥调查数据,运用统计学和克里金插值方法研究了阜平县耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH等养分含量现状及分布特征。结果表明:当前阜平县耕地土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的均值含量分别为7.08,21.84 g/kg,70.53 mg/kg,22.43 mg/kg,75.43 mg/kg,土壤pH值主要为中性水平,占比65.42%; 土壤有机质含量、碱解氮含量和速效钾含量均表现为以中等含量水平为主,占比分别为45.55%,43.19%和59.86%,处于中等及以上的占比分别为98.76%,64.42%和75.96%; 土壤有效磷含量主要处于高等含量水平,占比29.99%,而高等及以上水平占比74.15%。从空间分布上耕地土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾大体均呈现由东南向西北逐渐增长的趋势,而从海拔梯度分区下有机质和有效磷呈现丘陵区(21.85 g/kg)<低山区(21.92 g/kg)<中山区(22.70 g/kg)趋势,碱解氮呈现中山区(64.72 mg/kg)<丘陵区(70.53 mg/kg)<低山区(70.71 mg/kg),速效钾呈现低山区(74.75 mg/kg)<丘陵区(75.21 mg/kg)<中山区(83.78 mg/kg)趋势,土壤pH均不呈现明显规律。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾与海拔地形要素均呈现极正相关关系。结果可为阜平县耕地科学合理施肥提供理论依据,并推动精准农业发展,促进乡村振兴。     

山核桃品质对产地土壤养分的空间响应

【目的】研究山核桃品质与对应产地土壤养分含量的相关性,了解土壤中养分元素含量对山核桃品质的影响,为山核桃合理布局和科学管理提供依据。【方法】以典型产区临安为研究区域,采集了153个山核桃样品及其对应土壤样品,采用地统计学方法和GIS空间分析技术,分析山核桃品质与产地土壤养分含量状况,探究山核桃及其产地土壤中大量及微量元素的空间分布特征和变异规律以及空间对应关系。【结果】相关系数结合交叉相关函数分析,发现土壤中各养分元素与果实品质元素之间均存在不同程度相关关系,其中果实氮与土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰的相关关系较强;磷与土壤有效磷、有效硼、有效锰、有效锌的相关关系较强;钾与土壤速效钾、有效硼、有效铁、有效锌的相关关系较强;粗脂肪与土壤有效磷、有效硼、有效锌的相关关系较强。空间分析结果显示,临安各乡镇土壤大量及微量元素含量空间异质性明显,而山核桃果实中钾和粗脂肪空间异质性不明显,氮、磷的空间变异性明显,大致呈现西北地区低东南地区高的分布趋势。【结论】山核桃品质受土壤中磷、硼、锌三种元素影响较大。山核桃与土壤相应养分元素的空间分布格局具有一定相似性,尤其是高低值区域。岛石镇西部和南部、湍口镇、河桥镇、太阳镇及昌化镇南部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较高,昌化镇北部、清凉峰镇西部、龙岗镇北部的土壤养分元素和山核桃品质元素含量相对较低。     

黔西南土壤养分与烤烟糖含量的关系

  【目的】  黔西南烤烟还原糖(RS)和总糖(TS)含量过高是影响其品质的两个重要原因。我们研究了该地区土壤养分对烟叶总糖和还原糖的贡献,为通过施肥提高黔西南烟区的烤烟质量提供理论依据。  【方法】  选取黔西南州晴隆、普安、兴仁、兴义、贞丰和安龙6个县(市)烟草种植集中连片区,确定典型烟田,采集土壤样品和对应的烤后烟叶样品,测定土壤大、中、微量养分含量以及烟叶总糖和还原糖含量,并对两者之间的关系进行相关分析、逐步回归分析和通径分析。  【结果】  黔西南州烟叶的总糖和还原糖含量总体偏高;植烟区土壤酸碱性处于中性至弱碱性,土壤有机质、碱解氮、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效锰含量丰富,速效钾、有效磷、有效铜、有效锌、有效硼和有效钼含量适宜,但存在空间分布不均问题。烟叶总糖和还原糖与土壤养分显著相关,其中,烟叶总糖与土壤速效钾(AK)、有效锌(Zn)和有效硼(B)呈极显著负相关,与土壤有效钼(Mo)呈极显著正相关;烟叶还原糖与土壤速效钾(AK)呈极显著负相关,与土壤有效锌(Zn)和有效硼(B)呈显著负相关,与有效铜(Cu)呈极显著正相关,与有效锰(Mn)呈显著正相关。烟叶总糖和还原糖与土壤养分的回归方程分别为TS=31.69?1.78Zn+17.05Mo+1.09Cu+0.003Mg?0.01AK和RS=25.12?0.01AK+1.39Cu+6.91Mo。土壤速效钾、有效铜、有效锌、有效钼和交换性镁为影响烟叶总糖含量的重要指标,土壤速效钾、有效铜和有效钼是影响烟叶还原糖含量的重要指标。通径分析表明,土壤养分含量对烟叶糖含量既有正面(促进)也有负面(制约)作用。  【结论】  对黔西南州烟叶糖含量贡献较大的土壤养分是速效钾、有效镁、有效铜、有效锌和有效钼。在速效钾和有效锌相对丰富的情况下,土壤速效钾含量和有效锌含量会抑制烤后烟叶总糖、还原糖含量的积累,而有效镁、有效铜和有效钼会增加烤后烟叶的总糖和还原糖含量。     

大理烟田土壤有效锌、钼和硼含量的时空变异及其影响因素

【目的】研究大理州烟田土壤有效锌、钼和硼含量时空分布及影响因素,旨在为科学的施肥策略及优质烟叶生产提供理论指导。【方法】2012和2022年,在云南大理州平原地区选取连片烟田,分别采集了1131和4512个烟田耕层(0—20 cm)土壤样品。调查采样点经纬度和海拔、地形、土壤质地和前茬作物等信息,分析土壤理化性质。结合1982第二次土壤普查数据,运用地统计学方法分析1982、2012和2022年土壤有效锌、钼和硼含量的时空分布,利用回归分析和随机森林模型量化土壤有效锌、钼和硼含量变化的主要影响因素。【结果】1982、2012和2022年土壤有效锌含量平均分别为2.35、3.50、4.35 mg/kg,呈上升趋势;有效钼含量分别为0.18、0.14、0.11 mg/kg,呈下降趋势;有效硼含量分别为0.26、0.63、0.58 mg/kg,呈先升后降趋势。空间上,1982、2012、2022年有效锌和硼块金效应分别为50.8%、45.5%、31.8%和41.3%、39.4%、33.8%,均呈中等空间自相关性,总体呈现四周高、中部低的地理分布格局,而有效钼的块金效应均小于25%,呈东南高、...     

养殖废水灌溉下施用生物质炭和果胶对土壤养分和重金属迁移的影响

【目的】 养殖废水中含有丰富的养分,但也含有一定的重金属。本文研究了生物质炭和果胶对养殖废水灌溉下的土壤–植物系统养分和重金属迁移规律的影响,以利用养殖废水中的养分,并对其重金属进行调控。 【方法】 选取新乡市郊区农田土壤为供试土壤,采用根箱试验方法种植玉米。设置根箱土壤中添加1%的生物质炭和果胶,分别灌溉蒸馏水和养殖废水发酵产生的沼液。测定了土壤中养分和重金属的含量,探讨了其在土壤–植物系统的迁移规律。 【结果】 沼液灌溉的植株地上部生长与蒸馏水灌溉无显著差异。果胶相比于生物质炭可以促进植株生长。沼液灌溉时,果胶处理的根系和地上部生物量分别比对照增加了25.38%和31.21%。沼液灌溉普遍降低了根际和非根际土壤的pH,生物质炭处理和果胶处理与对照根际和非根际土壤的pH均无显著差异。沼液灌溉增加了非根际土壤的电导,生物质炭相比于果胶增加了土壤的电导。沼液灌溉增加了土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量。果胶根际土壤的全磷、碱解氮、有效磷、有效Fe、有效Mn均高于生物质炭处理,生物质炭处理根际和非根际土壤的全钾和速效钾含量均高于果胶处理。沼液灌溉相比于蒸馏水灌溉,增加了植株根、茎中N含量和Ca含量。生物质炭处理植株根茎叶N含量、根茎P含量、茎K含量、根茎叶Ca含量、根茎Mg含量高于果胶处理,但果胶处理养分的转运系数较高。养殖废水灌溉增加了根际和非根际土壤中有效Cu和Zn尤其是Zn的含量。与对照相比,生物质炭降低了根际土壤Cu、Pb、Ni的含量,而果胶增加了它们的含量。沼液灌溉增加了植株根茎叶中Cu、Zn、Pb含量,果胶处理植株根系Cu、Zn、Pb、Cd、Ni含量最高,但向地上部转运较少。 【结论】 在北方碱性土壤灌溉养殖废水发酵产生的沼液时,施用生物质炭和果胶可以提高土壤肥力和植株养分含量,生物质炭通过减少土壤中有效态重金属含量以减少重金属在植物体内累积,果胶虽然增加土壤有效态重金属含量,但可以降低其向地上部的转运,避免了重金属在植物体内的累积。      

有机物料对山核桃林地土壤的培肥改良效果

【目的】 山核桃低产区和高产区林地土壤理化性状、肥力水平差异大,比较不同有机物料改良其土壤酸性、提高土壤肥力的作用,为合理施用有机物料提供依据。 【方法】 选择山核桃低产 (红壤) 和高产 (石灰岩土) 林地土壤进行室内培养试验。选取生物有机肥、黄腐酸钾、竹炭和沼渣4种有机物料,按质量1%的比例添加到供试土壤中,在25℃恒温条件下,在培养开始的0、30、60、90、180天,分别测定了土壤pH、碱解氮、有效磷、速效钾及有效态铁、锰、铜、锌的含量。 【结果】 1) 红壤经180天培养后,发现有机物料对不同养分的作用不同。与对照相比,4种有机物料中仅沼渣处理的土壤碱解氮含量显著提高,高于对照52.85 mg/kg (P < 0.05);4种有机物料都提高了土壤有效磷含量,其中生物有机肥和黄腐酸钾的作用明显高于竹炭和沼渣处理,分别高于对照13.21 mg/kg、12.07 mg/kg ( P < 0.05);4种有机物料处理都显著提高了土壤速效钾含量 ( P < 0.05),黄腐酸钾的作用显著优于其它3种有机物料 ( P < 0.05),高于对照136.00 mg/kg ( P < 0.05);4种有机物料中,仅黄腐酸钾处理的土壤有效铁含量显著提高,高于对照71.59 mg/kg ( P < 0.05);仅竹炭处理的土壤有效锌含量显著提高,高于对照0.94 mg/kg ( P < 0.05);而对有效锰、铜均无显著提升作用。2) 石灰岩土培养180天后,4种有机物料对土壤碱解氮都无显著提升效果;但都显著提高了土壤有效磷水平,其中生物有机肥的作用显著高于其它3种有机物料 ( P < 0.05),高于对照4.67 mg/kg ( P < 0.05);黄腐酸钾提高土壤速效钾的作用显著高于其它3种有机物料 ( P < 0.05),高于对照94.00 mg/kg ( P < 0.05);仅生物有机肥和黄腐酸钾处理显著提高了土壤有效铁的含量,分别高于对照190.61 mg/kg、249.43 mg/kg ( P < 0.05);生物有机肥、黄腐酸钾、竹炭处理的土壤有效锰含量显著提高,分别高于对照135.74 mg/kg、155.96 mg/kg、51.51 mg/kg ( P < 0.05);仅生物有机肥和黄腐酸钾处理显著提高了土壤有效铜含量,分别高于对照1.79 mg/kg、2.99 mg/kg ( P < 0.05);但仅沼渣处理对土壤有效锌有显著提高作用,高于对照3.23 mg/kg ( P < 0.05)。3) 在红壤 (pH 4.46) 中施用4种有机物料均提高了土壤pH,但仅沼渣处理的提升作用达显著水平,高于对照0.86个单位 ( P < 0.05);同时,仅沼渣处理显著降低了红壤的土壤交换性Al 3+,较对照降低3.04 cmol/kg (P < 0.05)。在石灰岩土 (pH 6.13) 中,4种有机物料对土壤pH均有显著提高作用 ( P < 0.05),其中黄腐酸钾的作用高于其它3种有机物料,高于对照0.98个单位 ( P < 0.05);但4种有机物料对降低石灰岩土的土壤交换性Al 3+均无显著效果。 【结论】 有机物料对不同产量水平的山核桃林地土壤的培肥改良作用不同:有机物料在高产林地上具有养分供应的提升和协调的作用;有机物料在低产林地上具有显著提高土壤速效养分、提高土壤pH、降低酸性土壤中铝的生物毒害的作用。      

近30年我国典型水稻土肥力演变特征

【目的】 水稻土是我国面积最大、分布最广的耕地土壤类型,水稻产量约占全国粮食总产量的二分之一,明确水稻土养分演变规律对其质量建设和生产力输出有重要意义。本研究拟以136个国家级水稻土长期定位监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的水稻土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国水稻土肥力和生产力的演变特征,为水稻土合理培肥管理提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析结合平均值及中值分析的方法对水稻土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了水稻土有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH以及作物产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和冗余分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出水稻土肥力演变的主要贡献因子和影响水稻土作物产量的主控肥力因子。 【结果】 近30年常规施肥下水稻土肥力监测结果显示,与监测初期相比,水稻土有机质 (31.3～32.2 g/kg) 和全氮 (1.88～1.92 g/kg) 含量基本稳定,土壤速效养分含量明显升高。2012—2016年间水稻土有效磷平均含量 (20.1 mg/kg),比监测初期平均值 (15.2 mg/kg) 显著提高了32.2%;2012—2016年间水稻土速效钾平均含量 (92.1 mg/kg) 比监测初期 (77.8 mg/kg) 提高了18.4%。经过近30年施肥,水稻土pH值下降了0.35个单位。主成分分析结果表明,水稻土肥力提高的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷。冗余分析结果表明,影响作物产量的主要肥力因子是土壤速效钾、有效磷和有机质。 【结论】 近30年农民习惯施肥管理模式下,水稻土整体肥力略有提高,生产力水平明显提高,但土壤pH值降低,有酸化趋势;水稻土肥力演变的主要障碍因子是土壤有机质和全氮,所以水稻土培肥应该在平衡施用氮磷钾肥的基础上合理配施有机肥或秸秆。      

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。      

氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响

【目的】 氮能够促进冬小麦根系对锌的吸收及在籽粒中的积累。研究氮锌配施对冬小麦根土界面锌有效性及形态分级的影响,有助于探究氮锌配施促进冬小麦吸收锌的可能机制,为合理施用氮肥来提高冬小麦籽粒锌含量提供一定的理论依据。 【方法】 以冬小麦为试材进行了根箱培养试验。分别设置三个氮水平 (0、0.2和0.4 g/kg) 和两个锌水平 (0和10 mg/kg),分析了冬小麦地上部锌含量、根际土和非根际土有效锌含量、pH以及六种锌形态含量。 【结果】 氮锌配施 (N_0.2Zn₁₀和N_0.4Zn₁₀) 处理显著提高了冬小麦地上部干物质重和锌含量。在不施锌 (Zn₀) 条件下,N_0.4处理显著提高根际土壤的有效锌含量;在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土有效锌含量,却提高了非根际土有效锌含量。无论施锌与否,N_0.4和N_0.2处理均显著降低根际土壤的pH,但对非根际土壤的pH影响不大。在Zn₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著降低了根际土壤交换态锌、碳酸盐结合态锌及非根际土氧化物结合态锌含量,提高了非根际土交换态锌、根际与非根际土壤残渣态锌含量。在Zn₁₀条件下,N_0.4和N_0.2处理显著提高了根际和非根际土交换态锌、非根际土松结有机态和紧结有机态锌及根际土残渣态锌含量,降低了根际土松结有机态、碳酸盐结合态锌及根际与非根际土壤残渣态锌含量。 【结论】 氮锌配施提高冬小麦锌含量,促进冬小麦锌的吸收,可能是由于氮锌配施与冬小麦根系共同作用降低了根际土壤pH,促进土壤中锌从松结有机态和碳酸盐结合态向交换态转化,从而提高了土壤锌的有效性。      

不同水分条件下秸秆生物炭对高粱生长和养分含量的影响

【目的】 研究不同水分条件下秸秆生物炭对高粱生长、养分含量以及土壤理化性质和养分含量的影响,以探明秸秆生物炭对高粱生长的作用效果。 【方法】 以高粱“晋杂34号”为供试作物,石灰性褐土为供试土壤进行盆栽试验。试验设3个水分处理,分别为正常供水,田间持水量的85% (W₁);轻度胁迫,田间持水量的65%(W₂);重度胁迫,田间持水量的45% (W₃)。设5个秸秆生物炭添加量,分别占土壤干重的0、0.5%、1%、3%和6%。高粱出苗后70天调查株高,采集地上部 (茎和叶),测定生物量、N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn的含量,同时采集土样测定pH值、EC、有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性Ca和Mg、有效Fe、Mn、Cu和Zn的含量。 【结果】 干旱胁迫显著降低了高粱生物量和株高;施用0.5%秸秆生物炭显著增加了重度干旱胁迫条件下高粱生物量,但是当施用量 > 1%时不同水分条件下高粱生物量和株高均显著降低。干旱胁迫降低了高粱P含量,增加了K、Ca、Mn和Zn的含量;秸秆生物炭提高了高粱K和Zn含量,降低了N、P和Mg的含量;随着水分含量的减少,作物收获后土壤有效Mn和有效Zn含量降低;添加生物炭显著提高了土壤速效K和有效Zn的含量,但是当施用量大于1%时,土壤交换性Mg、有效Fe和有效Mn的含量显著降低。 【结论】 供试条件下,施用0.5%秸秆生物炭能够提高高粱钾和锌的含量,促进干旱胁迫条件下 (45%田间持水量) 高粱的生长,但过量施用 (> 1%) 会对高粱生长产生抑制作用。      

云南曲靖烟区优质烤烟的适宜土壤有效硫和烟叶硫含量研究

【目的】 为了探明土壤–烤烟系统硫素对烟草燃烧性指标元素及其有关指数的影响,找出适宜的烟叶硫含量区间,以便指导调控烤烟硫素营养。 【方法】 选取了2009—2011年间曲靖烟区9个植烟县区的3507份土壤样品和对应的烟叶样品,分析了土壤有效硫含量和烟叶硫、钾和氯含量,研究了土壤有效硫含量与烟叶硫含量以及烟叶硫含量与其钾、氯含量、钾氯比值和有机钾指数的关系。 【结果】 1) 曲靖烟区植烟土壤有效硫含量丰缺不均,土壤有效硫含量和烟叶氯含量变异较大;2) 随着土壤有效硫含量的增加,烟叶硫含量递增,且两者之间呈极显著正相关 (P < 0.01);3) 烟叶硫含量对烟叶钾含量及有机钾指数有重要影响,随着烟叶硫含量的增加,烟叶钾含量和有机钾指数均呈现先增后减的变化趋势;4) 烟叶硫含量对烟叶氯含量亦有重要影响,随着烟叶硫含量的增加,烟叶氯含量呈现先降低后增加的变化趋势。 【结论】 对曲靖烟区而言,要保持较高的烟叶钾含量和较适宜的氯含量,适宜的土壤有效硫和烟叶硫含量范围分别为3.84～48.53 mg/kg和0.3%～0.6%。      

西部地区紫色土近30年来土壤肥力与生产力演变趋势分析

【目的】 紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889 × 104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征,为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。 【方法】 利用时间趋势分析和中值分析的方法,分别总结了紫色土土壤有机质 (SOM)、全氮 (TN)、有效磷 (AP)、速效钾 (AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势,分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势;运用主成分分析和冗余分析方法,分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析,探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化,但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在 2011—2016 监测阶段的平均值为15.34 mg/kg,比初始监测阶段 (6.10 mg/kg) 显著提高了151.4%;土壤速效钾含量在 2011—2016 年的平均值比初始监测阶段 (1988—1992年) 增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势,比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明,紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明,影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH,对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷,对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。 【结论】 近29年来,在常规施肥管理模式下土壤有效磷和有效钾含量显著上升,一方面提高了玉米、甘薯生产力,但却导致了养分的不平衡,紫色土全氮含量和pH出现了下降,导致小麦产量出现下降风险。紫色土肥力的障碍因子是较低的土壤全氮和有机质含量。所以农民常规施肥不利于紫色土的培肥,应该注重平衡施肥,增施有机肥,在提高土壤磷和钾有效性的同时,保持土壤全氮和有机质的平衡。      

长期不同施肥处理红壤旱地剖面养分分布差异

【目的】 研究长期不同施肥措施下红壤旱地的培肥效果、养分迁移特征以及环境风险,对制定红壤旱地合理的养分管理和培肥技术,促进畜禽粪便的循环利用具有重要意义。 【方法】 依托始于1986年的红壤旱地肥料定位试验,选取不施肥 (CK)、氮磷钾肥配施 (NPK)、2倍氮磷钾肥配施 (2NPK)、有机肥 (OM) 和有机肥和氮磷钾肥配施 (NPKM) 5个处理,采集0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm、80—100 cm土壤样品,分析了pH值、有机质及氮磷钾养分含量。 【结果】 连续施肥28年后,红壤旱地土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、速效钾等含量均随着土壤深度增加逐步降低。与对照相比,施用有机肥显著提高了0—40 cm土壤的pH值,其余处理pH有所下降。长期施用化肥后,红壤旱地土壤有效磷、全磷、碱解氮和全氮在0—20 cm耕层累积,土壤速效钾的累积则达到40 cm深;与化肥处理相比,有机肥和有机无机肥配施处理0—40 cm土壤的全氮、碱解氮、速效钾、有效磷和全磷的含量显著增加,土壤全氮和碱解氮的下移累积达到40 cm,而土壤全磷和有效磷的下移累积则达到了60 cm。红壤旱地长期施用猪粪等有机肥主要增加了0—40 cm耕层土壤的磷素累积,而在剖面80 cm以下未表现出明显累积现象。 【结论】 长期施用化肥 (28年)处理养分主要在0—20 cm红壤旱地耕层土壤累积,而长期施用有机肥或有机无机肥配施还可以明显提高20—40 cm土壤养分含量,养分下移累积作用明显。此外,红壤旱地长期施用有机肥可以缓解耕层土壤的酸化、提高耕层土壤肥力水平,是增加培肥深度的有效措施,但是长期施用猪粪导致的氮磷下渗深度增加可能引起的环境风险也应引起重视。