“旋松一体”耕作对潮土和砂姜黑土物理性质及作物生长的影响

为改善潮土和砂姜黑土容重大,穿透阻力强,犁底层紧实等结构障碍。研究提出一种“旋松一体”耕作方式,并在山东德州的典型潮土和安徽怀远的典型砂姜黑土进行试验。其中,潮土设置旋耕15 cm、旋松一体30 cm两个处理;砂姜黑土设置旋耕15 cm、深翻30 cm和旋松一体30 cm三个处理,研究旋松一体耕作对两种土壤0 ~ 40 cm土层土壤容重、紧实度、水分动态和小麦玉米根系及产量生长的影响。结果表明:与旋耕相比,旋松一体耕作显著降低了潮土和砂姜黑土容重和穿透阻力,与深翻相比,旋松一体耕作也显著降低了砂姜黑土容重和穿透阻力。旋松一体耕作显著提高了降水后土壤水分下渗速度、下渗量及下渗深度,进而提高潮土深层,砂姜黑土小麦季表层及玉米季深层土壤体积含水量。与旋耕相比,旋松一体耕作分别增加潮土和砂姜黑土小麦产量11.4%和7.1%,玉米产量6.7%和37%（受涝害胁迫）,提高直接经济收益1748和3277元hm?2。旋松一体耕作有效改善了潮土和砂姜黑土物理性质,提高作物产量和经济效益显著,可作为华北平原土壤耕层结构改良的新型耕作模式。     

碳酸氢铵和尿素在山东省主要土壤类型上的氨挥发特性研究

采用全程密闭通气法研究了山东省四种主要土壤类型 (棕壤 ,褐土 ,潮土和砂姜黑土 ) ,尿素和碳酸氢铵表施后的氨挥发特点。结果表明 :碳酸氢铵初始的氨挥发强度大于尿素 ,而氨挥发总量小于尿素 ,尿素在四种类型土壤上铵挥发强度次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑 >棕壤 ,氨挥发总量次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑土 >棕壤 ;碳酸氨氢在四种类型土壤上氨挥发强度次序为 :褐土 >潮土≈砂姜黑土 >棕壤 ,挥发总量次序为 :褐土 >棕壤 >潮土≈砂姜黑土。影响氨挥发的因素主要有 :氮素形态 ,土壤 pH、CEC、粘粒含量和粘土矿物类型、有机质含量等 ,但在不同土壤中其影响的主导因素又有较大差异。     

安徽省几种主要土壤有机碳含量及其组分研究

研究了安徽省4种主要类型土壤(砂姜黑土、潮土、水稻土和红壤)有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)的含量剖面分布及其相互关系.结果表明,4种土壤SOC,DOC和MBC含量存在明显差异,但其剖面分布规律基本一致,表层含量较高.随着土壤层次加深而依次递减;表层土壤SOC含量顺序为:水稻土>砂姜黑土>潮土>红壤,DOC含量顺序为:砂姜黑土>潮土>水稻土>红壤,MBC含量顺序为:潮土>砂姜黑土>红壤>水稻土.DOC和MBC分别只占SOC的4.92%～18.97%和1.86%～5.68%.土壤SOC,DOC与MBC之间存在着密切的关系,3者之间的相关性均分别达到了10%,5%或1%的显著或极显著水平.     

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。     

河南主要土类玉米小麦轮作制下施用钾肥效应研究

研究了河南省郑州潮土区和驻马店砂姜黑土区玉米、小麦周年轮作制下施钾效应及土壤钾素的变化.结果表明,在土壤速效钾含量中等的砂姜黑土和潮土上玉米、小麦施用钾肥增产效果显著;郑州点玉米、小麦季和驻马店点玉米季随着钾肥用量的增加,玉米、小麦产量和产值逐渐增加,驻马店点小麦季产量和产值以NPK2处理最高,两点钾素的盈余都随钾肥用量的增加而呈上升趋势.从钾肥产投比、利用率和单位钾素增产量综合考虑,建议郑州潮土区玉米、小麦轮作年施钾量(K2O)为300 kg/hm2,玉米、小麦季分配比以1:1为宜;建议驻马店砂姜黑土区年施钾量(K2O)为262.5 kg/hm2,玉米、小麦季分配比以1:0.75为宜.     

添加水稻秸秆对不同类型土壤团聚体分布和稳定性的影响

以不同类型土壤(红壤、潮土、砂姜黑土)为研究对象,通过室内模拟试验,研究水稻秸秆添加对3种类型土壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响。培养温度为28℃,培养时间为120d。研究结果表明:未添加水稻秸秆的3种类型土壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2 000μm粒级水稳性团聚体含量最少。与对照相比,添加水稻秸秆后促使2 000μm粒级水稳性团聚体显著增加(p0.05),大团聚体(250μm)占主体。红壤、潮土、砂姜黑土试验组250μm水稳性团聚体比对照组增加的比例分别为35.6%,41.1%,22.0%,潮土的增加比例最为明显。3种类型土壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD),几何平均直径(GMD)显著增加(p0.05),分形维数(D)值、土壤不稳定团粒指数(ELT)显著减少,土壤结构和抗侵蚀能力明显得到改善,潮土的稳定性指标变化最为明显,团聚体结构改善效果最好。3种类型土壤0.25mm(R0.25)水稳性团聚体含量与GMD,MWD间呈极显著正相关关系(p0.001)。     

夏播玉米根系分布与含氮量对氮肥类型与施氮量的响应

连续两年施用不同氮肥和用量,考察了夏玉米（郑单958）根系在不同土层的分布与含氮量,分析其与产量、地上部氮素累积量的相关性。结果表明:1）施氮抑制夏玉米生育前期根系生长与下扎,抑制作用表现为:复合肥＞包膜尿素＞尿素;施氮使吐丝期0—25与50—80 cm土层根量增大,25—50 cm土层根量减少;总根量表现出:尿素＞复合肥＞包膜尿素,且差异显著。2）施氮显著提高夏玉米9叶展开期0—25 cm土层与吐丝期25—80 cm土层根系含氮量;氮肥类型影响根系含氮量,且差异显著。3）吐丝期25—80 cm土层根系含氮量与产量呈显著正相关（P＜0.05),与地上部氮素累积量呈极显著正相关（P＜0.01﹚;在25—50 cm,根系鲜重密度、体积密度和干重密度与产量及氮素累积量表现为负相关,在其他土层表现为正相关。其中,0—80 cm土层根系干重密度与产量呈显著正相关（P＜0.05),0—25 cm土层根系鲜重密度与产量、0—80 cm土层根系鲜重密度与氮素累积量呈明显正相关（P＜0.1）。可见,玉米根系分布与含氮量明显受到氮肥类型与施氮量的影响,施氮主要通过提高表土层根系鲜重、根系总鲜重与总干重及中下层根系含氮量实现夏玉米增产增效目的。     

安徽省主要农用土壤中硫形态组份的初步研究

对安徽省６种主要农用土壤耕层（黄潮土、灰潮土、砂姜黑土、黄红壤和水稻土）２２个样品中硫形态组份的分析表明：供试土壤中总硫（Ｓ）含量为１１２．４－２３７．０（均值为２０５．８）μｇ ｇ＾－１。各土壤的有机硫和无机硫含量有所不同。其中，黄潮土、灰潮土的总Ｓ含量相对较高，潜在供硫能力相对较强，但土壤有效硫低；砂姜黑土、水稻土的总硫含量中等，潜在供硫能力较大，土壤有效硫中等；黄褐土、黄红壤的总硫含量小，潜     

玉米根系在土壤剖面中的分布研究

玉米根系在土壤剖面中的分布是准确量化植被与气候相互作用不可缺少的参数,也是玉米生产科学管理和节水农业发展的重要科学依据.在中国气象科学研究院固城生态环境与农业气象实验站内的大型根系观测系统中,采用地下室玻璃窗观测法和方形整段标本法,观测了"屯玉46号"玉米的根深、根宽、根长和根重,分析了玉米根长、根长密度、根重密度和根系粗度等在土壤剖面中的分布状况.结果表明,玉米根长、根干重均随土壤深度的增加基本呈递减类型.吐丝期0～40 cm土层根长占整层根长51.5%,0～80 cm土层占76.2%,0～120 cm土层占90.5%.乳熟后期其分布趋势与吐丝期相似.玉米根系粗度随着土壤深度增加,在上层呈减少分布型,在下层呈增加分布型.乳熟后期,玉米最大根深可达230 cm,根长总量达8.288 km·m-2,显示出该玉米品种有较发达的根系.通过玻璃窗观测的根深大于远离玻璃窗处的根深.     

施钾方式对高产春玉米根系分布及其活力的影响

[目的]探讨施钾方式(一次性施入和钾肥后移)对高产春玉米根系特性的影响,为高产春玉米钾素养分调控提供理论依据。[方法]以金山27玉米为供试品种,2个施钾水平(K2O 150和300kg/hm2)及施钾后移处理下,测定不同生育时期各土层根系干物质重、根系活力及其酶活性,成熟期测定根条数、根幅。[结果]300kg/hm2施钾水平与150kg/hm2施钾水平相比,各土层根系干重增加,尤以吐丝前0—20cm土层为根干重增加幅度最大,20—60cm土层根干重占总干重比例减小,尤以乳熟期为甚;各土层根条数、最大根幅增加,最大根幅下移;各生育时期各土层根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性随施钾量增加而增加,丙二醛(MDA)含量下降。相同施钾水平下,施钾后移各生育时期0—60cm各土层根系干重减小;0—20cm土层根干重占总干重比例增加;最大根幅、根条数及最大根幅深度均减少,且随土层深度增加差异增大;各土层根系活力、SOD酶活性和POD酶活性降低,MAD含量增加。[结论]300kg/hm2施钾量较150kg/hm2施钾量促进玉米根系生长,且延缓根系衰老,尤其可促进深层根系的生长;同一施钾水平下,施钾后移则促进作用不明显,甚至降低了根系的干重。     

氟对土壤理化性质和玉米生长的影响

用盆栽试验研究了外源氟对潮土、黄棕壤pH、容重、玉米干物重和吸钾量的影响,结果表明：氟可以提高土壤pH,使土壤结块,容重增加,孔隙度减少,加入氟1000 mg/kg,黄棕壤和潮土pH分别比对照增加了0.77和0.52,土壤容重分别增加了26.98%和27.72%。氟对潮土过氧化氢酶活性没有影响,加入氟600 mg/kg,氟对黄棕壤过氧化氢酶活性产生明显抑制作用;氟对黄棕壤碱性磷酸酶活性无影响,氟400 mg/kg对潮土碱性磷酸酶活性产生明显抑制。加入氟600 mg/kg,土壤中性磷酸酶活性明显降低;氟对黄棕壤酸性磷酸酶活性影响较潮土小。脲酶活性对氟最为敏感,在黄棕壤和潮土中,分别加入氟200 mg/kg和400 mg/kg,土壤脲酶活性明显降低。玉米苗期,氟浓度在400 mg/kg以上,才会对玉米苗期干物质积累产生影响,加入氟1000 mg/kg,黄棕壤和潮土玉米幼苗干物重比对照分别减少了20.1%和9.8%,氟对黄棕壤玉米苗期生长影响比潮土大;随着玉米生长,氟对玉米干物重产生明显影响的浓度越来越低,在玉米拔节期,氟浓度在200～400 mg/kg时,玉米地上和地下部干物重比对照明显减少,氟对玉米根的抑制作用超过玉米地上部。氟对玉米吸钾量影响很大,加入氟浓度高于400 mg/kg时,玉米吸钾量明显减少。加入氟1000 mg/kg,潮土玉米含钾量与对照相比减少了43.7%,黄棕壤玉米减少了41.9%。潮土玉米吸钾量与对照相比减少了59.7%,黄棕壤玉米吸钾量减少了50.9%。     

砂姜黑土中兼具促生功能的纤维素降解菌的筛选及其应用

为实现砂姜黑土地区秸秆资源化利用以及作物增产，本研究从该区小麦-玉米轮作土壤中筛选具有促生功能的纤维素降解菌株。通过羧甲基纤维素酶活(CMC)与吲哚乙酸(IAA)分泌量测定，筛选出1株具有高效降解纤维素的促生菌株。经形态学和分子生物学鉴定，该菌株为普沙根瘤菌(Rhizobium pusense)，命名为X2。小麦秸秆降解和玉米盆栽初步试验结果显示，X2菌株经液态发酵15d后小麦秸秆降解率为16.1%，较对照显著提升65.4%；接种该菌株后盆栽土壤中碱解氮含量较对照显著提高了72.7%，植株根系的平均直径、表面积以及地上部干物质量显著增加了22.0%、28.6%和33.3%。为进一步提高该菌株的活性，采用单因素试验对菌株的培养条件进行优化，结果表明，X2菌株在装液量为25 mL/250 mL、氮源为酵母粉、pH为6.0时生长和产IAA能力最优，产酶的最适pH为5.0。综上，所筛菌株X2具有秸秆降解和玉米促生能力，可在砂姜黑土地区为秸秆资源化利用提供新的微生物资源。     

耕作方式和秸秆还田对砂姜黑土碳库及玉米小麦产量的影响

长期秸秆还田免耕覆盖措施导致沿淮区域砂姜黑土耕层变浅、下表层(10～30 cm)容重增加、土壤养分不均衡等问题凸显,限制了小麦-玉米周年生产力的提高。耕作和秸秆还田措施合理的搭配组合是解决这一问题的有效方法。通过8年的小麦-玉米一年两熟田间试验,设置4个处理:1)玉米季免耕-小麦季免耕秸秆不还田(N);2)玉米季深耕-小麦季深耕秸秆不还田(D);3)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦秸秆免耕覆盖还田(NS);4)玉米季秸秆免耕覆盖还田+小麦季秸秆深耕还田(DS)。通过分析作物收获后不同土壤深度(0～60 cm)总有机碳(TOC)、颗粒态碳(POC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化态碳(KMnO4-C)、可溶性有机碳(DOC)和土壤碳库管理指数(CPMI),并结合小麦-玉米的周年产量变化,以期获得培肥砂姜黑土的最佳模式。研究结果表明:1)相对于长期免耕措施(N),DS处理能够提高0～30 cm土层TOC、POC、MBC、KMnO4-C等组分含量和CPMI;而NS措施仅提高土壤表层(0～10 cm)TOC、活性有机碳组分含量和CPMI;2)DS处理显著提升了小麦-玉米的周年生产力,其麦玉的周年产量均值分别比N、D和NS处理高出14.7%、12.9%和8.5%;3)MBC和KMnO4-C对于耕作和秸秆还田措施都是较为敏感指示因子。总的来说,玉米季小麦秸秆覆盖还田+小麦季玉米秸秆深耕还田(DS)是改善沿淮地区砂姜黑土土壤碳库、提高小麦-玉米周年产量的一种有效农田管理模式。     

水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响

利用温室盆栽试验研究了水磷互作对潮土玉米苗期生长及磷素积累的影响。结果表明,水、磷能显著影响玉米株高与叶面积状况。水分胁迫条件下,适度施磷处理比对照玉米株高和叶面积分别增加69.7%和33.6%;而适水条件下分别增加38.3%和48.0%。适度施磷条件下,水分胁迫促进了玉米根系发育,根干重与根冠比均高于适水处理。水磷配合能提高了玉米干物质积累量,表现出显著正交互效应。适度施磷范围内,适水处理能显著提高植株体磷素吸收积累总量,但对植株磷含量影响不大;适水处理下,过量施磷会导致植株对磷素奢侈吸收,而在水分胁迫下反而降低对磷素的吸收积累。水磷适度配合表现出较好的耦合效果,达到“以水促磷”与“以磷促水”的目的。     

超高产夏玉米根系时空分布特性

比较不同产量水平夏玉米品种根系时空分布的差异,探讨超高产夏玉米品种的根系时空分布特性,为制定高产栽培管理措施提供依据。以超高产夏玉米品种登海661（DH661）为试材,普通品种郑单958（ZD958）为对照,在大田条件下采用土壤剖面取样方法研究了超高产夏玉米DH661与ZD958根系时空分布的差异。在整个生育时期,超高产夏玉米DH661根系干重、根系TTC还原强度、根系TTC还原总量、根系总吸收面积及活跃吸收面积均显著高于ZD958（P0.05）,且抽雄后DH661根系干重、吸收面积及活跃吸收面积在60200 cm土壤深层中所占比例显著高于ZD958（P0.05）,表明DH661的根系在土壤深层分布多,与土壤接触的有效面积大,生育后期仍保持较高的根系活力,对养分的吸收转运能力强。超高产夏玉米DH661具有发达的根系,且土壤深层根系数量多,根系活力高,有利于吸收深层土壤中较多的水分和养分。与土壤接触的有效面积大,对养分吸收转运能力强,有利于根系获得较多的营养物质,促进地上部光合性能的提高,为地上部籽粒的充实提供保障。     

绿洲盐化潮土施镁对玉米幼苗生长、活性氧自由基代谢和锌营养的影响

【目的】甘肃河西走廊绿洲盐化潮土地玉米缺锌现象非常普遍,土壤镁含量高通常被认为是造成土壤和作物缺锌的重要因素之一,本文探讨了绿洲盐化潮土锌、镁之间的关系。【方法】采用盆栽模拟试验方法,以硫酸镁为原料,设加入Mg2+0、74、147、221、515 mg/kg,形成交换性Mg含量分别为287.3、349.2、411.6、487.9、755.2 mg/kg的混合土壤,来模拟绿洲盐化潮土含镁量低、较低、中等、较高、极高5种类型。在玉米生长期间浇灌去离子水,用重量法控制水分的供应。玉米生长45 d收获,测定株高后,采集心叶下第二个叶片鲜样用于测定叶绿素含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。植株分地上部和根系,烘干粉碎后用于测定锌的含量。【结果】1)较高和极高的土壤交换性镁抑制玉米幼苗的生长。镁加入量为22l mg/kg,土壤交换性镁含量达到487.9 mg/kg时,玉米植株矮小,生长已受到胁迫,加入量为515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,玉米株高显著降低了14.5%,植株叶缘焦枯,个别植株叶片出现白色条纹,表现出明显的镁中毒症状和典型缺锌症状。2)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米地上部和地下部的干重分别降低了11.9%~38.3%和4.6%~23.0%,茎叶干重的降低幅度明显高于根系。3)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,玉米叶片叶绿素含量降低了9.4%~45.9%,用量达到515 mg/kg时几乎降低了一半,导致地上部叶片出现枯黄。叶片SOD、POD、CAT活性都是先升高再迅速降低,峰值分别出现在147 mg/kg、74 mg/kg和147 mg/kg,用量达到515 mg/kg时分别降低了49.75%、48.06%和32.21%;MDA含量始终呈增加趋势,增幅在20.39%~183.58%。4)施镁显著降低了玉米幼苗的锌含量和吸收量,但对茎叶和根系的抑制程度不同。与不施镁处理相比,茎叶锌含量降低了4.05%~57.09%,吸收量降低了15.41%~73.55%;根系锌含量降低了7.55%~18.99%,吸收量降低了11.62%~37.40%,不管是锌含量还是吸收量,根系的降低幅度都明显低于茎叶。这也导致锌从根系向地上部的转运显著降低,施镁147 mg/kg时锌的转运率还有46.60%,施镁515 mg/kg时只有34.55%,仅达到不施镁水平的62%。5)随着施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高,土壤有效锌含量也显著降低,降幅在11.4%~46.6%,特别是施镁515 mg/kg,土壤交换性镁含量达到755.2 mg/kg时,土壤有效锌含量已降至0.47 mg/kg,超过了土壤缺锌临界值(DTPA-Zn0.5 mg/kg)。【结论】绿洲盐化潮土上的玉米缺锌问题与土壤含镁量水平密切相关,随着施镁量的增加,玉米幼苗的生长受到抑制,株高、干重、叶片中的叶绿素含量和SOD、POD、CAT活性都显著降低,MDA含量显著增加。施镁抑制了玉米幼苗对锌的吸收,对茎叶的抑制程度明显高于根系,导致锌从根系向地上部的转运率显著降低。施镁降低了土壤有效锌含量,用量达到515 mg/kg时,土壤有效锌含量已低于缺锌临界值。     

膜下滴灌不同灌水定额对玉米根系生长的影响

玉米根系的分布特征受多种因素的制约,其中影响最大的有土壤水分和生育期阶段等,通过分析不同灌水处理条件下,不同生育期,土壤深度与根长密度和根重密度的关系,研究膜下滴灌玉米各生育期根系在不同灌水定额处理下的分布规律,利用大田代表植株挖根试验得到的实测数据进行根长密度和根重密度计算。结果表明:根长在表层土壤中,随着水分的胁迫减轻,呈现增大趋势,深层反之,而且最大根深出现在80 cm处,在大喇叭期,处理1在20 cm土层根长密度最小（77.27 mm/cm³）,处理9最大（143.31 mm/cm³）,在40 cm土层,处理8的根长密度最小（16.11 mm/cm³）,处理1最大（24.89 mm/cm³）。根重密度与根长密度的规律基本一致,水分胁迫能促进根系向下伸长,在玉米拔节期,处理1在20 cm以上土层根干重仅占总根干重的67.9%,而处理9在20 cm则达到了90.2%。随着生育期的推进,表层根重密度随灌水量增大而增大,在大喇叭期,处理1的根重密度为8.16×10^-4 g/cm³,处理7为2.358×10^-3 g/cm³ 。水分胁迫使得根系深扎吸取水分来补偿亏缺,并且根变得较细较小,这说明根系自身会做出水分适应性环境调整,以达到重要机制的平衡。     

分层供水和表层施锌对玉米植株生长和锌吸收的影响

进行分层水分隔离盆栽试验,模拟田间不同层次土壤中水分含量分布不均条件,研究表层土壤施锌情况下,玉米植株生长和锌吸收以及根系在表层和底层土壤中的分配。结果表明,施锌明显促进了玉米地上部生长。在土壤表层水分充足时,施锌对植株增长效果较明显,有利于玉米利用土壤水分。缺锌条件下,改善土壤水分并未显著提高玉米生物量。表层土壤干旱时,上下层土壤中根系干物重之比减小,底层土壤中根系分布相对增加,当表层土壤水分增加时,根系在表层土壤中干物重显著增加,分布相对增多。施锌并没有影响根系在不同层次土壤中的分配。表层土壤水分对苗期玉米植株锌吸收总量有显著影响,干旱条件下,玉米植株锌吸收总量下降;底层土壤水分供应状况对玉米锌浓度影响不大,但植株中锌向地上部运转增加。尽管施锌没有提高生长早期玉米根系生长和对底层土壤水分的利用,但本研究表明缺锌旱地土壤上如通过灌溉等措施增加了耕层土壤水分,应该注意施用锌肥,否则严重影响玉米生物量和玉米对土壤水分的利用效率。