耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Ｍｏ外,均呈贫化趋且达显著水平;Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ和Ｍｏ的有效性明显提高,Ｚｎ的有效性降低,严重缺Ｚｎ可能限制作物产量提高,残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似     

耕作改制对砂姜黑土微量元素的影响研究

研究旱作改水旱轮作对砂姜黑土中微量元素含量、有效性和赋存形态等的影响结果表明,砂姜黑土旱作改水旱轮作后,微量元素的总含量除Mo外,均呈贫化趋势且达显著水平;Cu、Fe、Mn和Mo的有效性明显提高,Zn的有效性降低,严重缺Zn可能限制作物产量提高;残留态、晶形铁态和碳酸盐态微量元素含量随旱作改水旱轮作时间的延续而降低,有机态和无定形铁态微量元素的含量则不断增加,代换态微量元素含量变化与有效态微量元素相似,呈两极分化,Cu和Ni增加,而Zn和Mn降低.     

我国砂姜黑土土种的系统分类归属研究

本文根据我国第二次土壤普查资料,依据《中国土壤系统分类检索》(第三版)中变性土诊断标准,对我国砂姜黑土主要分布区(安徽、河南、江苏和山东)的砂姜黑土所有土种进行了系统分类归属判别。结果表明:总共的54个土种中(安徽、河南、江苏和山东各13、20、6和15个),34个可以划归为变性土(安徽、河南、江苏和山东各7、16、5和6个),合计面积228万hm2(安徽、河南、江苏和山东各131万、59万、24万和14万hm2);26个砂姜黑土土种可划归为砂姜钙积潮湿变性亚类,8个为钙积潮湿变性土,其余属于雏形土或盐成土。对砂姜黑土的系统分类应该主要依据其黑土层的特性,而砂姜的存在与否只是决定亚类的特征。     

淮北平原砂姜黑土水分动态研究

通过对土壤水分的长期定位观测，研究了淮北平原砂姜黑土的常年水分状况及其变化。     

砂姜黑土薄荷施肥技术研究

研究了砂姜黑土薄荷施肥技术，结果表明，在薄荷分枝期追施N138kg／hm^2时，基肥施N易使薄荷前期旺长，过早封行，通风透气差，会造成收获期薄荷大量落叶，进而影响薄荷油产量。K肥能显著提高薄荷产量，在低K用量时，氯化钾和硫酸钾增产效果相近，但在高钾用量时，则硫酸钾增产效果明显好于氯化钾，表明高用量的氯对薄荷油有不利的影响，从降低成本和提高产量两方面考虑，硫酸钾和氯化钾配合施用可获得较理想的效果。施用P肥对薄荷生长和产量提高效果不大，且P肥过高会影响薄荷的生长。     

泗洪砂姜黑土的肥力演变与合理施肥

对江苏省泗洪县的砂姜黑土的有机质及养分含量等进行了分析。结果表明,近年来,泗洪砂姜黑土的有机质,氮、磷等养分含量比1982年有了较大的提高,粮食产量也随之增加,但今后必须重视施用有机肥料,合理施用氮、磷、钾肥及各种微肥等。     

不同耕作方式对砂姜黑土孔隙结构特征的影响

砂姜黑土黏闭僵硬问题突出，耕作是改良其结构的重要措施之一。本文基于安徽龙亢农场砂姜黑土耕作试验基地，采集免耕（No-tillage, NT）、旋耕（Rotary tillage, RT）和深翻（Deep ploughing, DP）处理的原状土柱（高20 cm，直径10 cm），利用X射线CT扫描技术和ImageJ 软件等对土壤孔隙结构进行三维重建和可视化处理，定量分析了不同耕作方式对土壤的孔隙度、孔径大小分布、孔隙形态特征、网络特征以及土壤饱和导水率的影响。结果表明：（1）与免耕相比，旋耕和深翻下土壤的大孔隙度分别增加了192.7%和261.1%（P < 0.05）；与旋耕相比，深翻下土壤大孔隙度增加了23.4%；（2）相较于免耕，旋耕和深翻显著增加了土壤孔隙的水力半径、紧密度、分形维数和全局连通性（P < 0.05），显著降低了各向异性程度和欧拉数（P < 0.05），土壤饱和导水率得到显著提升，且深翻的改良效果总体优于旋耕；（3）相关分析表明土壤饱和导水率与除水力半径外的孔隙结构特征参数均存在显著相关（P < 0.05），其中与连通性最大孔隙度的相关性最高（r=0.833**，P < 0.01）。综上所述，深翻扩大了土壤孔隙的水力半径，改善了连通性，提升了复杂程度，从而构建了相对良好的土壤孔隙形态和网络结构，提高了导水能力，消减砂姜黑土结构性障碍效果显著。     

砂姜黑土的物理性质与肥力水平

本文对安徽省怀远县肥力水平的砂羔黑土，在进行一般学物质分析的基础上，讨论了土壤物理性质与肥力水平的关系。     

Shrinkage Characteristics of Lime Concretion Black Soil as Affected by Biochar Amendment

Studies have reported that biochar is a sustainable amendment that improves the chemical and physical properties of soil.In this study,an incubation experiment was conducted to investigate the effects of different application rates of biochar on the cracking pattern and shrinkage characteristics of lime concretion black soil after three wetting and drying cycles.Biochar derived from the corn straw and peanut shell mixture was applied to the soil at rates of 0,50,100,and 150 g kg~(-1)dry weight,representing the treatments T_(0),T_(50),T_(100),and T_(150),respectively.During the wetting and drying cycles,the cracking pattern and shrinkage characteristics of the unamended and amended soil samples were recorded.Application of biochar significantly increased soil organic carbon content in the samples.During soil desiccation,biochar significantly reduced the rate of water loss.Cracks propagated slowly and stopped due to the relatively higher water content in the soil applied with biochar.The cracking area density(ρ_c),equivalent width,fractal dimension,and cracking connectivity index decreased during the drying process with increasing application rate of biochar.Theρ_(c )value of the T_(50),T_(100),and T_(150) treatments decreased by 33.6%,52.1%,and 56.9%,respectively,after three wetting and drying cycles,whereas the T_(0) treatment exhibited a marginal change.The coefficient of linear extensibility,an index used to describe onedimentional shrinkage,of the unamended soil sample(T_(0))was approximately 0.23.Application of 100 and 150 g kg~(-1)biochar to the soil significantly reduced the shrinkage capacity by 41.45%and 45.54%,respectively.The slope of the shrinkage characteristics curve,which indicates the ralationship between soil void ratio and moisture ratio,decreased with increase in the application rate of biochar.Furthermore,compared with the T_(0) treatment,the proportional shrinkage zone of the shrinkage characteristic curve of the T_(50),T_(100),and T_(150) treatments decreased by 5.8%,13.1%,and 12.1%,respectively.Differences were not observed in the moisture ratio at the maximum curvature of the shrinkage characteristic curve among the treatments.The results indicate that biochar can alter the cracking pattern and shrinkage characteristics of lime concretion black soil.However,the effects of biochar on the shrinkage of lime concretion black soil are dependent on the number of wetting and drying cycles.     

砂姜黑土区花生田种植前后土壤肥力空间变异特征分析及评价

为明确砂姜黑土区花生种植前和成熟期土壤肥力状况及空间变异特征,本研究利用地理信息系统(GIS)和地统计学技术,运用模糊隶属度函数法,对河南省正阳县砂姜黑土 土壤肥力状况及其空间变异特征进行分析.结果表明,与种植前相比,花生成熟期土壤有效硫含量明显下降,有机质、全氮、速效钾、有效铁和有效锌含量均有不同程度的提高,其中土壤...     

河南省潮土、砂姜黑土基本性质变化分析

通过对河南省潮土、砂姜黑土的室外采集与室内测定,对其基本性质的时空变化进行研究。结果表明:1潮土和砂姜黑土表层质地均以粉砂壤土为主,潮土颗粒大小级别以壤质为主,砂姜黑土颗粒大小级别以细壤质为主;21979—2012年,潮土表层p H平均值由8.3降为8.2,砂姜黑土表层p H平均值由7.8降为6.9,有机质、全氮平均含量均随时间变化上升,CEC均随时间变化而降低;砂姜黑土速效钾平均含量增加了51.3 mg/kg,潮土速效钾平均含量降低了21.2 mg/kg;潮土、砂姜黑土有效磷平均值分别由5.8 mg/kg和4.8 mg/kg上升至27.9 mg/kg和33.6 mg/kg,变化幅度较大,且变异系数较高,都达70%以上;3潮土、砂姜黑土不同地区及不同剖面层次的基本性质均存在较为明显的空间变化。     

深耕及培肥对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

  目的  比较不同耕作培肥方式对土壤理化性质和小麦产量的影响,以解决砂姜黑土耕层浅薄、养分容量低的问题,实现小麦优质高产。  方法  田间试验（2018 ~ 2020年）采用裂区实验设计,旋耕和深耕为主区;5种培肥方式为副区,包括:单施化肥（CK）,增施有机肥15 t hm?2（15M）、有机肥22.5 t hm?2（22.5M）、生物炭15 t hm?2（15B）和生物炭22.5 t hm?2（22.5B）,分土层研究土壤理化指标和小麦产量的变化。  结果  深耕、施用生物炭和有机肥均显著提高0 ~ 10 cm 土壤pH值,深耕显著提高10 ~ 30 cm土壤含水率,降低10 ~ 30 cm土壤容重和紧实度,生物炭对土壤容重和紧实度的改善优于有机肥。深耕配合生物炭或有机肥显著提高10 ~ 30 cm土层有机质和全氮含量;高量有机肥对速效养分的提升效果最佳。旋耕增施有机肥显著增加小麦赤霉病病穗率;深耕显著降低赤霉病病情指数,深耕22.5M处理比旋耕22.5M处理降低52.6%。连续2年的产量表明,深耕显著提高小麦产量,深耕配合高量生物炭和有机肥处理分别比深耕CK处理显著增产18.3%和9.0%。结构方程模型分析表明,深耕和生物炭主要通过影响土壤物理性质促进小麦增产,有机肥显著改善土壤化学性质,但高量有机肥能促进赤霉病的发生。  结论  深耕配合高量生物炭或适量有机肥有效改良砂姜黑土障碍因素并增加小麦产量。     

施用方式和氮肥种类对砂姜黑土氮素迁移的影响

采用田间微区试验,在砂姜黑土中研究了施肥方式(上层12 cm土混施、土下12 cm点施、土下12 cm条施)和氮肥种类(尿素、磷酸氢二铵)对氮素垂直运移和水平迁移动态的影响。不同施用方式试验结果表明,在处理的90 d内,砂姜黑土中土壤NH_4~+-N和NO_3~–-N含量均呈现土下12 cm点施土下12 cm条施上层12 cm土混施的趋势。尿素在土下12 cm点施条件下,土壤NH_4~+-N主要集中在垂直方向6~18 cm土层和水平距离0~7 cm范围内;而NO_3~–-N的分布核心区土层超过21 cm,水平距离大于15 cm;NH_4~+-N和NO_3~–-N核心区浓度均随处理时间延长而明显下降。土下12 cm点施90 d后,尿素和磷酸铵的氮素养分在砂姜黑土中的横向移动距离为5~7 cm,垂直方向上养分主要集中在6~18 cm的土层范围;点施90 d时,磷酸铵处理在土下18 cm和水平距离12 cm处无机态氮(NH_4~+-N和NO_3~–-N)含量分别为148.9和77.4 mg/kg,其含量远大于尿素处理(96.3和53.2 mg/kg),而在施肥点两种氮肥处理土壤无机态氮含量差异更大,说明磷酸铵较尿素具有更高的保肥性。研究表明:点施延缓了NH_4~+-N向NO_3~–-N转化速率,提高了肥际养分供应浓度。结合作物生长和需肥特性,预示通过优化施肥位置和氮肥种类,采用一次施肥可以实现90 d持续供应高浓度养分以满足旱地作物生长发育的养分需求。     

尿素与缓释尿素配施添加DMPP对砂姜黑土氮素转化的影响

研究尿素与缓释尿素配施添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸（DMPP）对砂姜黑土氮素转化的影响，为田间速效与缓释氮的合理配施提供理论依据。采用室内恒温、恒湿培养试验方法，试验设不施肥（CK）、单施尿素（N）、单施缓释尿素（S）、60%尿素+40%缓释尿素（NS）、尿素+DMPP（ND）、缓释尿素+DMPP（SD）、60%尿素+40%缓释尿素+DMPP（NSD）共七个处理，通过测定不同处理土壤中不同形态氮素含量，探究添加DMPP在单施尿素、单施缓释尿素及尿素与缓释尿素配施上对土壤氮素转化的不同影响。ND处理在培养第1~35 d内铵态氮含量均显著高于N处理（P<0.05），并有效延缓了铵态氮向硝态氮转化的时间。SD处理较之S处理在显著提高土壤中铵态氮含量的同时（P<0.05），也能有效抑制硝化作用，其硝化抑制有效作用时间在49 d左右，并且在此期间内能降低表观硝化率，提高硝化抑制率。与NS处理相比，NSD处理不仅能够显著提高土壤铵态氮含量（P<0.05），使铵态氮半衰期延长至18.6 d，硝化抑制率显著提高（P<0.05），表观硝化作用有效抑制时间延长了32 d左右。综合分析表明，尿素与缓释尿素配施添加DMPP在抑制氨氧化作用中效果明显，显著提高硝化抑制率（P<0.05），降低表观硝化率，有效延长了铵态氮在土壤中停留的时间，该措施为有效阻控农田氮素损失提供了科学依据。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。     

秸秆全量还田配施沼液对砂姜黑土水稳性团聚体及结合有机碳的影响

为探究秸秆还田配施沼液对土壤水稳性团聚体及结合有机碳的影响，以黄淮海平原砂姜黑土为研究对象，设置秸秆全量还田和秸秆全量还田配施不同剂量(低剂量：450 m³/hm²；中剂量：750 m³/hm²；高剂量：1 050 m³/hm²)沼液处理以及空白对照，采集并分析了不同土层(0～20 cm和20～40 cm)水稳性团聚体及结合有机碳的分布情况。结果表明：相较于对照，秸秆还田和沼液灌施均显著促进各土层水稳性大团聚体形成及稳定性提高。秸秆还田配施中量沼液处理>0.25 mm粒径团聚体质量组成比例(WR0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)最高，而团聚体破碎率(PAD)和分形维数(D)最低。单一进行秸秆还田和秸秆还田配施不同剂量沼液均显著增加各土层大团聚体结合有机碳贡献率，降低<0.25mm粒径土壤颗粒结合有机碳的贡献率。秸秆还田配施中量沼液处理使得大粒径团聚体结合有机碳贡献率显著高于其他处理。因此，进行秸秆全量还田配施适量沼液有助...     

砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地氮磷时空分布与流失特征

[目的]研究砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地动态过程中表层土壤NH+4—N和有效磷(AP)的时空分布,揭示氮磷随地表径流流失的雨强和坡度变化特征。[方法]选择淮北平原砂姜黑土区两类不同煤矿井工开采方式引发的地表塌陷坡耕地,动态监测表层土壤中NH+4—N和AP含量,并在实验室应用人工模拟降雨,测定2种雨强和3种坡度处理的地表径流中可溶态及颗粒态NH+4—N,AP含量。[结果](1)充填开采地表塌陷坡耕地表层土壤中NH+4—N含量为16.5~72.0mg/kg,AP为26.0~63.5mg/kg,非充填开采分别为9.08~67.2 mg/kg和22.4~82.1 mg/kg,未塌陷区域为83.5~162 mg/kg和38.7~86.5mg/kg;(2)两种开采方式地表塌陷坡地土壤NH+4—N和AP含量与未塌陷区域相比,均显著降低(p0.05),NH+4—N含量自坡顶至坡底逐渐增加。随时间推移,NH+4—N和AP含量未显著降低,AP含量反而有增加迹象;(3)强降雨时NH+4—N和AP的流失量是弱降雨的3~5倍,颗粒态NH+4—N和AP流失量占总流失量的60%以上。坡度越大,NH+4—N和AP的流失量越多,流失量突变的坡度为5°~10°之间。[结论]砂姜黑土区采煤塌陷坡耕地土壤氮磷流失显著增加,颗粒态NH+4—N和AP为径流流失的主要形式。     

长期三水平磷肥施用梯度对砂姜黑土细菌群落结构和酶活性的影响

磷素缺乏是砂姜黑土区作物生产的重要限制因子,然而不同磷肥施用量如何影响微生物群落结构尚不清楚。以安徽蒙城氮磷钾肥肥效长期定位试验为平台,选取P0(不施磷肥)、P1(P2O545 kg·hm~(–2))和P2(P2O590kg·hm~(–2))三个磷肥施用梯度,明确土壤理化性质、土壤酶活性及细菌群落结构之间关系。研究表明长期施用磷肥显著提升土壤肥力:与P0相比,P2处理土壤有机碳、可溶性有机碳、全磷、有效磷和铵态氮分别增长10.33%、31.36%、40.00%、384.19%和79.49%。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)是砂姜黑土中的优势菌,相对丰度分别为40.16%、19.75%和14.91%。长期施用磷肥可显著提高细菌多样性,改变细菌群落结构:P1和P2处理中的香农指数分别较P0处理提高2.49%和4.52%;具有溶磷作用的3个门(放线菌门、浮霉菌门(Planctomycetes)和拟杆菌门(Bacteroidetes))和3个属(Terracoccus、Flavisolibacter和Arthrobacter)相对丰度随磷肥施入而显著升高,而一些寡营养型细菌(绿弯菌门(Chloroflexi)和疣微菌门(Verrucomicrobia))、具有反硝化作用(Kaistobacter和Rhodanobacter)和固氮作用(Bradyrhizobium和Burkholderia)的细菌相对丰度则在P2处理中显著降低。主坐标和多元回归树分析表明可溶性有机碳和全磷是导致不同磷肥处理中细菌群落结构差异的主要因素。b-葡糖苷酶、蛋白酶和脱氢酶等活性均随磷肥施入量增加而显著升高,酸性磷酸酶活性则没有显著变化。上述四种酶活性均与拟杆菌门、Flavisolibacter属等在施磷处理中富集的微生物成显著正相关。以上结果表明长期施用磷肥导致的土壤理化性质变化驱动土壤细菌群落变化,从而提高与碳氮循环转化相关微生物活性,其中可溶性有机碳和全磷是导致细菌群落结构改变的关键理化因子。