民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响

[目的]研究绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响,评估保护性耕作在该区防治农田土壤风蚀的作用,为揭示相关机理提供参考。[方法]以甘肃省民勤治沙综合试验站为例,通过野外风洞试验,以传统耕作为对照,分析保护性耕作对风速廓线、风沙流结构(输沙量)、风蚀量的影响。[结果]保护性耕作近地表风速降低,大风时近地表风速随高度增加仍均匀增大,与传统耕作迅速增大不同,从而阻止风沙流结构出现"象鼻效应",输沙量在0—20 cm减小最为明显,土壤风蚀量减小。随试验风速的增大,保护性耕作土壤风蚀减小的程度越大。[结论]绿洲灌区保护性耕作能有效防止土壤风蚀,其中,立茬地表风速降低最多,输沙量、风蚀量较小,实施简便,适宜推广应用。     

民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀与土壤物理性质的影响

通过春小麦田间试验,以传统耕作为对照,分析免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作措施田间输沙量、土壤团聚体、<0.01 mm物理性黏粒、<0.01 mm分散性黏粒和分散系数随年限增加的变化,研究民勤绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀与土壤物理性质的影响。结果表明:与传统耕作相比,保护性耕作输沙量显著减少;>1 mm团聚体作为不可风蚀颗粒的数量没有发生显著变化,保护性耕作大团聚体(>0.25 mm)含量有增大趋势、微团聚体(0.25～0.05 mm)含量有减少趋势;保护性耕作实施2年后,<0.05 mm土粒含量占比除立茬处理减少不显著外,其他保护性耕作处理均显著减少;试验第3年,传统耕作处理<0.01mm物理性黏粒含量较保护性耕作处理有减少趋势;免耕不覆盖、立茬和残茬压倒处理<0.01 mm分散性黏粒含量随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖处理变化不显著;免耕不覆盖和残茬压倒处理土壤分散系数随年限的增加显著下降,免耕秸秆覆盖和立茬处理下降不显著;保护性耕作实施的第3年,各保护性耕作处理分散系数出现减小的趋势。输沙量与>1 mm团聚体...     

有机无机肥料对土壤肥力和作物产量的影响研究初报

研究有机无机肥料对土壤肥力及作物产量的影响。５年的定位监测结果表明，施无机Ｎ、Ｐ、Ｋ结合冬蔬菜残茎叶还田，不但能增加作物产量和提高经济效益，而且还能培肥土壤，而无机肥料加猪粪或冬绿肥还田的增产效果及土壤培肥效果与全无机肥相近，稻秆还田是增加土壤有机质的一项比较明显的有效措施，这一结论得到了再次验证，施用有机肥料可以增加土壤有效态微量元素的含量。     

有机物料添加对内蒙古河套灌区碱化土壤可溶性有机碳的影响

通过研究不同有机物料添加对内蒙古河套灌区碱化土壤可溶性有机碳含量变化的影响,寻找合理高效的增碳方式,降低碱化土壤有机碳损失。以内蒙古河套灌区轻度、中度盐碱土为对象进行田间试验,设置生物炭（BC）添加、羊粪（GM）添加,对照（CK）3个处理,对比和分析不同有机物料添加后土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）、土壤理化性质的变化。结果表明：（1）与CK相比,轻度碱化土壤BC、GM处理土壤DOC含量分别增加3.28%,20.66%,SOC含量增加5.40%,10.30%,中度碱化土壤BC和GM处理下可溶性碳增加41.32%,74.10%,土壤SOC含量增加60.24%,79.16%;（2）轻度碱化土壤BC和GM处理土壤DOC含量与SOC含量呈负相关,中度碱化土壤BC和GM处理下呈正相关;（3）盐碱土壤SOC、DOC含量主要与土壤pH、电导率的变化有关;BC处理较GM处理相比土壤电导率低约1.93%~29.15%,而GM处理土壤pH、碱化度比BC处理低0.31%~1.53%,7.10%~24.63%。总体来看,有机物料添加后均能使土壤中SOC、DOC含量提高,不同程度地降低土壤碱化程度,且羊粪添加较生物炭略好,因此羊粪添加对河套灌区碱化土壤碳含量的提高比生物炭添加更有效,土壤改良效果更好,土壤理化性质改善更明显。     

粮油轮作中施肥对产量和土壤肥力的影响

采用田间定位方法连续4年研究钾肥、有饥肥对产量和土壤耕层化学性质的影响，结果表明，油菜-夏玉米-冬小麦-夏玉米轮作连续4年施钾仍有显著的增产作用，玉米平均增产447kg／hm^2，油菜240kg／hm^2有机肥对3种作物有显著增产作用，玉米平均增产538kg／hm^2，油菜286kg／hm^2，小麦353kg／hm^2夏玉米施有机肥比油菜、小麦增产显著，塿土施有机肥土壤钾素收支基本平衡。     

地膜残留量对河西绿洲灌区玉米田土壤理化性状的影响

为探究残留地膜对土壤理化性状的影响,以玉米品种沈单16为指示品种,在半膜覆盖平作栽培条件下,于2015年4月至2020年10月在河西绿洲灌区模拟设置5个地膜残留量水平(0、110、220、440、660 kg/hm2),测定不同残膜水平下土壤容重、土壤紧实度、土壤水分、土壤养分含量等指标。结果表明,随地膜残留量增加,0～30 cm土层土壤容重呈逐渐增加趋势,且玉米拔节前0～10 cm土层土壤温度提高0.14、0.25、0.28、0.43 ℃。残膜的存在能够减少土壤表层水分蒸发,提高播前土壤含水量,但在玉米苗期由于残膜阻碍水分的下渗,导致30～40 cm土层土壤含水量分别比地膜残留量为0 kg/hm2降低0.11%、1.89%、6.07%、5.93%。当地膜残留量为660 kg/hm2时,土壤有机质、全氮、矿质氮、Olsen-P养分含量显均著低于地膜残留量为0 g/hm2,降幅分别为15.57%、10.53%、18.89%、36.32%。长期残膜作用使土壤容重增加、通透性降低,并会降低土壤有机质、全氮、矿质氮及Olsen-P含量,引起土壤质量退化。     

有机物料对农田土壤肥力及镉有效性的影响

明确有机物料对土壤肥力及Cd有效性的影响,对南方中轻度Cd污染农田的安全利用具有重要意义。本研究以我国南方两种不同程度Cd污染农田土壤为研究对象,通过不同有机物料（猪粪、商品有机肥、水稻秸秆和生物炭）施肥处理来探究土壤肥力水平及Cd有效性的变化,并对施用有机物料情况下土壤Cd有效性与土壤养分进行了关联分析。结果表明,施用有机物料显著提高了土壤氮磷钾含量及其有效性,商品有机肥提高了土壤全N含量,施用猪粪处理土壤的全P和有效P含量显著升高,商品有机肥和生物炭明显提高了土壤全K和速效K含量。水稻秸秆和生物炭处理轻污染土壤SOM均达土壤肥力1级（> 40 g/kg）。与CK相比,施加有机物料对轻污染土壤有效态Cd含量的影响不大,但中污染土壤有效态Cd含量显著下降,最高降幅达20.00%。土壤有效态Cd含量与全N、全P和全K和有效P均成显著负相关关系。轻污染土壤施加猪粪和生物炭处理上海青地上部Cd含量均低于0.20 mg/kg。施加商品有机肥处理两种土壤肥力综合指数（SNI）最高,是其他处理的1.50~3.18倍,但其上海青地上部Cd含量存在较高风险。因此,针对南方Cd污染农田土壤的培肥及安全利用可考虑施用猪粪。     

有机-无机肥长期配施对潮土土壤肥力和作物产量的影响

以24年(19812～004年)的肥料长期定位试验为基础,分析探讨了有机-无机肥长期配施对潮土土壤肥力和作物产量的影响。研究结果表明,除增施秸秆外,增施化肥也能提高土壤有机质的含量,但同时增施化肥和秸秆更有利于土壤有机质的积累。在提高有机质复合量方面,施用化肥的效果好于施用秸秆,而有机-无机肥结合效果较单一施用秸秆或化肥都要高;随秸秆或化肥施用量的增加有机质的复合度逐渐降低,但有机-无机肥结合施用可以提高有机质的复合度。有机-无机结合有利于改善土壤的物理性状,降低了土壤容重,提高了土壤田间持水量和饱和含水量,增加了土壤总孔隙度和毛管孔隙。单施秸秆肥和单施化肥均有显著的增产效应,而化肥的增产幅度远远大于秸秆肥,有机-无机结合的增产幅度在同等施肥量下较单独施用秸秆或化肥的产量都要高。结果表明,有机-无机结合较单一施用秸秆肥或化肥能更有效地提高潮土的土壤肥力,提高作物产量。     

有机–无机肥长期配施对潮土土壤肥力和作物产量的影响

以24年（1981－2004年）的肥料长期定位试验为基础，分析探讨了有机无机肥长期配施对潮土土壤肥力和作物产量的影响。研究结果表明，除增施秸秆外，增施化肥也能提高土壤有机质的含量，但同时增施化肥和秸秆更有利于土壤有机质的积累。在提高有机质复合量方面，施用化肥的效果好于施用秸秆，而有机无机结合效果较单一施用秸秆或化肥都要高；随秸秆或化肥施用量的增加有机质的复合度逐渐降低，但有机无机结合施用可以提高有机质的复合度。有机无机结合有利于改善土壤的物理性状，降低了土壤容重，提高了土壤田间持水量和饱和含水量，增加了土壤总孔隙度和毛管孔隙。单施秸秆肥和单施化肥均有显著的增产效应，而化肥的增产幅度远远大于秸秆肥，有机无机结合的增产幅度在同等施肥量下较单独施用秸秆或化肥的产量都要高。结果表明，有机无机结合较单一施用秸秆肥或化肥能更有效的提高潮土的土壤肥力，提高作物产量。     

河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀特征的影响

为研究河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响,通过春小麦田间试验,设置免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作处理,以传统耕作为对照,分析了河西绿洲灌区不同保护性耕作措施对田间输沙量、风蚀深度、风蚀物粒径组成、风速的影响。结果表明：0~30 cm高度输沙量能敏感地反映不同耕作措施之间输沙量的差异。与传统耕作相比,免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒处理0~30 cm高度输沙量分别减少17.4%~46.7%、21.7%~45.2%、24.7%~48.2%和10.7%~42.4%。风蚀深度传统耕作为1.22~1.44 mm,4种保护性耕作处理均为0 mm。与传统耕作相比,保护性耕作处理风蚀物粒径组成无显著变化,但<0.063 mm细粒占比有减小趋势。立茬处理20 cm高度风速显著降低24.1%~39.5%,其他保护性耕作措施风速降低不显著。综上所述,河西绿洲灌区不同保护性耕作措施能不同程度地抑制土壤风蚀,立茬处理是相对较优的保护性耕作措施,适宜该地区推广应用。     

黄土高原区长期施用有机肥对土壤肥力及小麦产量的影响

黄土高原区长期定位试验麦秸、玉米秸、绿肥、厩肥及化肥等培肥物质对土壤养分及小麦产量的影响结果表明,长期施用有机肥可明显提高土壤有机质、全量养分和速效养分含量,提高土壤酶活性,改善土壤有机无机复合体、土壤水分、物理形状和土壤团聚度,提高调节土壤水、肥、气、热等能力,其中秸秆增产效果最显著。     

生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响

生物质炭作为一种多功能的土壤培肥材料被广泛应用,但其与传统有机物料的对比及配施研究还比较少。通过盆栽试验,研究了生物质炭与秸秆、发酵鸡粪单施及配施对壤质潮土和砂土养分含量、酶活性及玉米生长的影响,并采用主成分分析方法对3种有机物料的培肥效果进行综合评价。试验设6个处理,分别为不添加有机物料(CK)、添加生物质炭(BC)、小麦秸秆(WS)、发酵鸡粪(CM)、秸秆和生物质炭(WS+BC)、鸡粪和生物质炭(CM+BC)。研究结果表明,各处理均增加了砂土玉米生物量和株高,3种有机物料的提升幅度排序为:鸡粪生物质炭秸秆,鸡粪还可增加壤质潮土玉米生物量和株高。添加生物质炭和有机物料还可提高土壤有机质含量,其中生物质炭的提升幅度最大。此外,3种有机物料对土壤养分和酶活性的影响各异,单施鸡粪分别增加壤质潮土和砂土的碱解氮22.08%和26.67%,速效磷91.92%和53.65%,脲酶活性40.54%和36.94%;单施生物质炭分别增加壤质潮土和砂土速效磷83.52%和89.91%,速效钾79.38%和127.02%,过氧化氢酶活性3.41%和11.22%,却降低了土壤碱解氮含量,且与鸡粪配施后会抑制鸡粪中氮的有效性;单施秸秆分别增加壤质潮土和砂土速效钾49.48%和63.02%,β-葡糖苷酶活性51.86%和59.09%;生物质炭与鸡粪或秸秆配施可以更均衡地提升土壤肥力。通过主成分分析和相关分析发现,玉米生物量和株高与土壤氮、磷供应正变化的第2主成分(PC2)得分呈极显著正相关关系。因此,3种有机物料中,鸡粪对土壤氮、磷含量及相关酶活性影响最大;秸秆对土壤钾以及纤维素分解相关酶影响较大,而生物质炭对土壤肥力的提升作用更均衡,且土壤肥力综合得分最高。秸秆或鸡粪配施生物质炭可以更全面地提高土壤肥力。     

长期施肥对土壤肥力的影响

基于长期试验资料,从土壤肥力的角度综述了长期施肥对土壤肥力指标有机质、N素、P素和K素含量,微生物生物量及数量和土壤酶活性的影响,指出长期施用有机肥及有机肥与化肥配施是维持和提高土壤肥力的关键,可促进农田生态系统可持续发展。     

有机物料配比施用对土壤碱性磷酸酶活性的影响

本研究采用四因数二次回归 4 1 6A—最优设计方法 ,通过裸土盆栽试验 ,在施用少量N、P肥的基础上 ,研究了玉米秆、豆秆、麦秆和风化煤四种有机物料配合施用对石灰性褐土中碱性磷酸酶活性的影响 ,建立了上述四个因子与土壤碱性磷酸酶活性之间的数学模型 ,并分别进行了试验因子的主效应和互作效应的分析     

有机管理对不同土地利用方式下土壤质量的影响

许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用方式下农田土壤质量的差异,并对不同管理措施下农田土壤养分含量、重金属含量、动物数量共计20个指标进行方差分析和主成分分析。研究发现虽然总体上(综合5种土地利用方式的均值)有机管理的土壤pH显著高于常规农田;但针对一种土地利用方式,只有露天菜地和农田边界的土壤pH显著提高。总体上有机管理下土壤全磷、全钾、有效磷含量显著降低,但露天菜地土壤有机质和全氮含量均显著高于常规管理农田。有机管理在总体上显著降低了土壤Cr、Cu、Ni、Zn含量;但针对一种土地利用方式,只显著降低了大棚菜地土壤Cr、Ni、Zn含量,果园和稻田田埂土壤Cu含量,露天菜地和农田边界土壤Zn含量。有机管理虽然总体上均显著增加了土壤中蜘蛛目、倍足纲、步甲、蚯蚓的数量;但针对一种土地利用方式,只显著增加了露天菜地地表蜘蛛目、倍足纲、步甲,稻田田埂地表步甲、土壤蚯蚓以及果园倍足纲数量。主成分分析结果表明,不同管理方式下土壤质量差异明显,有机管理下蜘蛛目、倍足纲、步甲和蚯蚓等土壤动物较多,土壤pH较高,土壤P含量较低,重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量较低,但并非在所有土地利用方式下都成立。由此可见,有机管理虽然总体上可以改善土壤质量,但受具体管理措施、人为投入品数量和有机种植时间等因素影响,并非在所有土地利用方式下效果都显著,且在不同土地利用方式下显著改善的指标也各不相同,因此需要针对不同土地利用方式和不同指标采取针对性的改善措施。     

新疆绿洲农田不同开垦年限土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳变化

研究不同开垦年限新疆绿洲农田土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳的变化规律,评价长期垦殖对新疆绿洲农田土壤有机碳的影响。以相应未开垦地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场三个典型绿洲不同开垦年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究不同粒径土壤颗粒中有机碳含量及分布。结果表明:(1)开垦有利于新疆绿洲农田土壤总有机碳的积累,开垦初期(0～5a)增加迅速,年均增加0·5gkg-1,10a后增加趋于平缓。(2)垦殖增加了不同粒径土壤颗粒有机碳的含量,砂粒有机碳在垦殖10a间达到最大值后趋于相对稳定的水平;粉砂粒和黏粒有机碳随垦殖年限延长增加。(3)开垦提高了POC/MOC值,表现为开垦初期(0～5a)增加迅速,10a左右达到最大值后开始下降。研究说明,新疆绿洲区域未开垦地开垦增加了土壤总有机碳和不同粒径土壤颗粒有机碳含量,随垦殖年限延长,粉砂粒和黏粒有机碳成为绿洲农田土壤主要碳库,土壤自身生产力存在下降可能,土壤质量存在潜在退化风险。     

Crop yield and soil fertility response to reduced tillage under organic management

Conservation tillage (no-till and reduced tillage) brings many benefits with respect to soil fertility and energy use, but it also has drawbacks regarding the need for synthetic fertilizers and herbicides. Our objective was to adapt reduced tillage to organic farming by quantifying effects of tillage (plough versus chisel), fertilization (slurry versus manure compost) and biodynamic preparations (with versus without) on soil fertility indicators and crop yield. The experiment was initiated in 2002 on a Stagnic Eutric Cambisol (45% clay content) near Frick (Switzerland) where the average annual precipitation is 1000 mm. This report focuses on the conversion period and examines changes as tillage intensity was reduced. Soil samples were taken from the 0–10 and 10–20 cm depths and analysed for soil organic carbon (C_org), microbial biomass (C_mic), dehydrogenase activity (DHA) and earthworm density and biomass. Among the components tested, only tillage had any influence on these soil fertility indicators. C_org in the 0–10 cm soil layer increased by 7.4% (1.5 g C_org kg⁻¹ soil, p < 0.001) with reduced tillage between 2002 and 2005, but remained constant with conventional tillage. Similarly, C_mic was 28% higher and DHA 27% (p < 0.001) higher with reduced than with conventional tillage in the soil layer 0–10 cm. In the 10–20 cm layer, there were no significant differences for these soil parameters between the tillage treatments. Tillage had no significant effect on total earthworm density and biomass. The abundance of endogeic, horizontally burrowing adult earthworms was 70% higher under reduced than conventional tillage but their biomass was 53% lower with reduced tillage. Wheat (Triticum aestivum L.) and spelt (Triticum spelta L.) yield decreased by 14% (p < 0.001) and 8% (p < 0.05), respectively, with reduced tillage, but sunflower (Helianthus annuus L.) yield was slightly higher with reduced tillage. Slurry fertilization enhanced wheat yield by 5% (p < 0.001) compared to compost fertilization. Overall, C_org, C_mic, and DHA improved and yields showed only a small reduction with reduced tillage under organic management, but long-term effects such as weed competition remain unknown.     

节水灌溉对盐渍土盐分调控与土壤微生物区系的影响

河套灌区是我国大型自流灌区之一,盐渍化是该区土壤主要障碍因素之一。目前,河套灌区葵花田生育期灌溉量约为1 100～1 200 m3hm-2,灌溉用水量偏大和地下水位偏高已成为制约当地灌溉农业可持续发展的主要障碍:一方面,水资源浪费严重;另一方     

Soil fertility management and insect pests: harmonizing soil and plant health in agroecosystems

Cultural methods such as crop fertilization can affect susceptibility of plants to insect pests by altering plant tissue nutrient levels. Research shows that the ability of a crop plant to resist or tolerate insect pests and diseases is tied to optimal physical, chemical and mainly biological properties of soils. Soils with high organic matter and active soil biology generally exhibit good soil fertility. Crops grown in such soils generally exhibit lower abundance of several insect herbivores, reductions that may be attributed to a lower nitrogen content in organically farmed crops. On the other hand, farming practices, such as excessive use of inorganic fertilizers, can cause nutrient imbalances and lower pest resistance. More studies comparing pest populations on plants treated with synthetic versus organic fertilizers are needed. Understanding the underlying effects of why organic fertilization appears to improve plant health may lead us to new and better integrated pest management and integrated soil fertility management designs.     

Effect of organic and mineral fertilizers on soil respiration and enzyme activities of two Mediterranean horticultural soils

The effects of municipal food waste compost addition and mineral fertilization on selected soil microbiological activities were investigated during 3 years of reiterated treatments on two Mediterranean agricultural soils with different organic carbon content. Compost at 15, 30 and 45 t ha⁻¹ (dry matter), mineral (NPK) fertilizers and combined fertilizers with 15 t ha⁻¹ of compost plus two reduced doses of mineral N were applied to both soils. At both sites, organic amendment increased soil respiration, fluorescein diacetate hydrolysis, phosphatase and arylsulphatase activities. The differences in soil microbial activities among treatments, found after 3 years of repeated treatments, were attributable to the variations of soil organic C content and to the impact of soil tillage. Our results show that, in Mediterranean intensively cultivated agroecosystems, annual organic amendments improve the microbial activity of soil and produce cumulative effects, suggesting the usefulness of repeated high-rate compost applications.