25年长期定位施肥对非石灰性潮土重金属状况的影响

基于非石灰性潮土26年的定位试验,在12个不同处理CK、N1、N2、M1、M1N1、M1N2、M2、M2N1、M2N2、NP2K、N2P和N2K中,于2003年研究了长期定位施肥对非石灰性潮土重金属状况的影响,结果表明,长期施肥和灌溉各处理土壤Fe、Mn、Cu、Zn含量均高于试验前的土壤,富集量分别为10.22%～15.18%,12.66%～67.66%,18.27%～130.54%和70.31%～129.98%。长期单施有机肥及其配施无机化肥的土壤Pb的积累量低于不施肥土壤,施用无机化肥,土壤Pb的积累量比试验前高1.46～6.17倍,施用过磷酸钙和氯化钾肥料,土壤Cd富集量高出试验前340.25%～3861.58%,影响到土壤的环境质量,但对作物籽粒的卫生品质影响不大。     

长期定位施肥对无石灰性潮土磷素状况的影响

基于无石灰性潮土长期定位试验,研究长期施肥对土壤磷素状况的影响的结果表明,在无石灰性潮土上长期单施有机肥、有机—无机肥配施、氮磷钾配施能提高土壤Ca-P,Fe-P,Al-P的含量,降低O-P的含量。单施氮肥能提高土壤O-P、降低Ca-P含量。单施有机肥及其配施无机化肥比单施无机化肥有机磷增加了15.60%~11.21%,无机磷减少了11.21%~15.60%。土壤有效磷与Fe-P无相关性,与土壤全磷、无机磷、有机磷呈极显著正相关,与Ca-P,Al-P呈显著正相关,与O-P呈极显著负相关。对有效磷贡献(直接通径系数)的相对重要性依次为:O-P(72.6940)>Ca-P(69.9052)>全磷(39.6186)>有机磷(-32.8527)>无机磷(-20.9515)>Fe-P(17.2542)>Al-P(6.4832)。由逐步回归得出土壤无机磷中的O-P,Ca-P以及有机磷是土壤有效磷主要磷源。     

长期定位施肥对无石灰性潮土酶活性的影响

试验研究长期定位施肥对无石灰性潮土酶活性的影响结果表明,长期单施有机肥及其配施无机化肥均能显著增强土壤脲酶、蛋白酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性。土壤脲酶活性、蛋白酶活性与土壤有机质、全N、碱解氮含量呈极显著正相关,磷酸酶活性与土壤有机质、有机磷、有效磷呈极显著正相关,蔗糖酶活性与土壤有机质呈极显著正相关。表明土壤酶活性与土壤肥力密切相关,可作为评价土壤肥力性状的生物学指标。     

长期定位施肥对不同粒级非石灰性潮土钾素释放的影响

土壤中矿物的种类与土壤的粒级有关,随着粒级变粗,矿物组成趋于简单,次生矿物类型及含量减少,而原生矿物种类及含量增加[1]。土壤钾素含量、有效性及其转化又与土壤矿物组成密切相关,存在于黏粒部分的含钾矿物(黏粒矿物)因直接影响钾的生物有效性而备受关注。土壤中钾素的研究较多[2,3],关于不同粒级的土壤钾素释放的差异已有报道[4~6],但长期定位施肥对不同粒级的土壤颗粒中钾素行为的影响研究得较少,笔者在这方面做了一系列的工作[7~9]。因此研究长期定位施肥中土壤粒级与土壤钾素释放行为的关系不仅能丰富土壤矿物风化和黏土矿物形成理论,而且对全面认识土壤中钾素状况、供钾能力、钾素的相互转化及合理利用有限的     

长期施肥对石灰性潮土无机磷形态的影响

在河北省辛集市马兰农场的肥料长期定位试验点上 ,进行了石灰性土壤在无机磷耗竭和积累状况下 ,无机磷形态的转化及其在土壤剖面中的分步规律和施肥的影响。结果表明 ,在土壤磷处于耗竭的情况下 ,植物主要吸收利用了土壤的Ca8-P、Al-P、Fe-P和Ca2-P ,只有在极度缺磷的情况下 ,植物才利用土壤中的Ca10-P ,而O-P是土壤中极稳定的无机磷形态 ,植物一般不能利用。长期单施无机磷肥 ,土壤无机磷含量有所提高 ,积累的无机磷约 60%转化成Ca10-P和O-P。有机肥与化肥配合施用 ,积累的无机磷约有占积累无机磷的 2/3转化成Ca2-P和Ca8-P ,而且各形态无机磷的含量在土壤表层和下层均有所提高 ,一般随有机肥用量的增加 ,下层土壤无机磷的增加幅度也大 ,且影响的深度也较深。但在本试验条件下 ,施肥深度的影响不会超过50cm。     

长期定位施肥对非石灰性潮土K+解吸动力学的影响

采用连续液流法研究了长期定位施肥潮土K+解吸的动力学特性。结果表明,1)不同处理的土壤K+解吸的平衡时间和平衡解吸量有很大差异,平衡解吸量的变化与CEC和粘土中高岭石的含量密切相关;2)长期施肥使K+解吸速率产生了差异,解吸速率也与CEC、粘粒含量和高岭石的变化密切相关;3)不同处理在不同的反应阶段其解吸率差异很大,粘粒含量高的处理在反应初期解吸较快;4)平衡前不同时段的解吸速率和解吸率与反应时间lnt有极显著的线性相关,且与土壤粘粒含量密切相关;5)一级动力学方程是描述潮土中K+解吸过程的最优模型,该过程是扩散控制过程。     

长期定位施肥对棕壤钾素垂直分布状况的影响

通过26年棕壤肥料长期定位试验,研究化肥与有机肥长期定位施用对棕壤钾素垂直分布状况的影响,结果表明,从1979年到2004年不论施钾与否各处理0~20 cm土层土壤中各形态钾素含量均高于20~40 cm土层,长期施肥对土壤钾素的垂直移动影响不大。长期不施钾各处理0~20 cm和20~40 cm土层土壤中各形态钾均表现出明显的下降趋势;有机肥的长期施用能维持棕壤速效性钾的平衡,缓解非交换性钾的下降趋势,促进矿物钾的有效化进程。     

长期施钾和秸秆还田对河北潮土区作物产量和土壤钾素状况的影响

以河北冲积平原典型潮土区小麦-玉米轮作长期定位试验（19922009年）为基础,分析了长期施用钾肥和秸秆还田对作物产量、 土壤钾含量及钾素平衡的影响。研究结果表明,不同处理下小麦、 玉米17年平均产量均表现为NPKStNPKNPStNP,其中,小麦、 玉米NPKSt处理比NP处理分别增产9.37%和19.23%,NPK处理比NP处理分别增产6.32%和18.25%; NPSt处理比NP处理分别增产2.76%和9.60%; 长期定位施肥下,各处理耕层土壤（020 cm）各施钾肥的处理其速效钾、 缓效钾含量均与NP处理差异极显著,且表现为NPKStNPKNPStNP; 各处理下层土壤（2040 cm）的速效钾、 缓效钾含量差异均不显著,从钾素平衡看,NP处理钾素表观年盈亏量为-170.0 kg/hm2,土壤钾严重亏缺; NPSt处理实际平衡盈亏率-58.4%,表观年盈亏量为-150.6 kg/hm2; NPK处理钾素表观年盈亏量-3.1 kg/hm2,盈亏率-1.0%,基本接近平衡; NPKSt处理实际平衡盈亏率36.8%,表观年盈亏量为111.4 kg/hm2。试验结果说明,在潮土区,在施氮、 磷肥的基础上,配施钾肥或秸秆还田不仅能持续提高小麦、 玉米的高产、 稳产生产能力, 而且对保持农田土壤钾素平衡、 有效改善耕层土壤钾素状况、 提高土壤肥力有重要的作用。     

长期定位施肥对无石灰性潮土0～100 cm土层NO-3-N动态变化的影响

在无石灰性潮土26年的定位试验进行过程中，在12个不同处理CK、N1、N2、M1、M1N1、M1N2、M2、M2N1、M2N2、NP2K、N2P和N2K中，于2003研究了长期定位施肥对非石灰性潮土0-100cm土层NO3^--N动态变化的影响，结果表明，长期单施有机肥及其配施无机氮肥，氮磷钾或氮磷以适当比例配施，可减少土体中NO3^--N的积累。单施氮肥以及氮钾配施的土壤剖面中NO3^--N积累增加，对土壤环境和地下水构成潜在污染。降水、灌溉、氮肥用量及作物吸收利用是影响土壤NO3^--N淋洗、积累的主要因素。     

黄淮海平原潮土钾素状况及评价

过去一直认为黄淮海平原潮土不缺钾,但因长期大量施氮,磷化肥,忽视施用有机肥,加上作物产量的不断提高,导致土壤钾素的逐渐耗竭。深入剖析潮土钾素供应状况,并作出科学评价,这对指导平衡施肥和肥料优化配置,推进农业可持续发展有重要意义。根据土壤养分长期监测结果,黄淮海平原潮土速效钾含量呈逐年下降趋势,年均减少约2～4mg/kg,钾素问题日益突出,并有可能成为作物高产的一个限制因素。影响潮土钾素含量的主要土壤因素是颗粒组成、有机质含量和阳离子交换量。粉砂质土壤颗粒较粗、有机质含量和交换量低,导致钾的释放速率低,所以尽管全钾和缓效含量较高,但速效钾仍然耗竭很快。     

长期施肥对栗褐土钾素含量的影响

在栗褐土上进行的长期定位施肥试验结果表明,18年后不同施肥处理土壤全钾含量无显著差异,而土壤速效钾含量和缓效钾含量则产生了极显著差异。就表层土壤而言,无外源钾补充的3个处理(NP、N、CK),土壤速效钾含量较低,在78~90 mg.kg-1之间,已接近中等水平的下限,施低量有机肥的3个处理(M1、M1N、M1NP),土壤速效钾含量为150~185 mg.kg-1,施高量有机肥的2个处理(M2NP、M2N),土壤速效钾含量达240mg.kg-1以上。不同处理对土壤缓效钾含量的影响与土壤速效钾含量基本一致,施高量有机肥的处理>施低量有机肥的处理>没施有机肥的处理,但处理间土壤缓效钾的变化幅度明显低于土壤速效钾含量的变化幅度。不同处理对20~40 cm土壤速效钾和缓效钾含量也产生了一定影响,变化规律与耕层相似,但没有耕层明显。     

长期施钾对红壤水稻土水稻产量及土壤钾素状况的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年（1981～2007）施用钾肥对水稻产量和土壤钾素状况的影响。本试验选择了其中5个处理:CK（不施肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NP+RS（施氮、磷肥和稻草）和NPK+RS（施氮、磷、钾肥和稻草）。结果表明,施钾能明显提高水稻产量,施钾肥的NPK和NPK+RS处理27年的早稻平均产量分别比NP和NP+RS处理增加15.2%和10.9%;晚稻增产17.2%和9.1%;在27年54季水稻种植期间,不同施肥处理早、晚稻产量的变化趋势不同。CK、NP处理的早、晚稻产量随时间的推移呈负变化趋势,而NPK、NP+RS和NPK+RS处理的早、晚稻产量呈正变化趋势。施钾的NPK和NPK+RS处理不同土层中土壤全钾、缓效钾和速效钾含量均高于NP和NP+RS处理的相同土层;除NPK+RS处理外,其它各处理表观钾平衡均为负值,其中CK和NP处理钾的负平衡值最大。长期施用钾肥能提高水稻产量和维持土壤钾素肥力。     

长期不均衡施肥对紫色土肥力质量的影响

利用长期定位试验研究了不均衡施肥对紫色土土壤肥力、肥料利用率和养分平衡状况的影响。结果表明,连续11年不施肥,耕层土壤有机质和全氮含量降低,施用化肥的各个处理土壤有机质和氮素含量稳中有升,其中以NPK均衡施用增幅最大。所有施磷处理,土壤速效磷含量与试验前相比都有大幅度提高;无论施钾与否,土壤缓效钾含量均比试验前降低,稻草还田土壤缓效钾下降最少。不均衡施肥降低了肥料利用率和肥料的增产效果。每季施N.150kg/hm2,维持了土壤氮素肥力;每季施P2O560～75.kg/hm2,磷素都有赢余;除秸秆还田处理钾素有盈余外,其余各处理钾都亏缺。     

长期施肥对黑土磷素的影响

A twelve-year field trial was carried out to determine the impact of long-term fertilization on phosphorus (P) distribution in the soil profile, P balance, and the transformation and availability of soil P in a black soil (Phaeozem, FAO). Under a wheat-soybean-corn rotation, during twelve years where no fertilizer was applied, crops removed 60 and 81 mg P kg^-1 soil in the control and NK treatment, respectively. About one third of the P absorbed by crops was originated from organic P. Ca2-P, Ca8-P, Al-P and Fe-P were the main forms of inorganic P absorbed by crops. The surplus P from fertilization remained in the 0-20 cm soil layer and increased with the application rate of P. The combined application of NP or NPK increased available P to a lesser extent than the combined application of PK. Fertilizer P had mainly transformed to the Al-P, Fe-P, Ca2-P, and Ca8-P forms. By using the P budget (X), changes in total P (Y1) and available P (Y2) in soils under the current cropping system could be predicted by the equations: Y1 = 0.02 1.01X and Y2 = 2.08 0.15X.     

长期施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响

通过长期田间试验,研究了白浆土耕种18年后施肥与耕作方式对土壤酶活性的影响。结果表明:无论轮作还是连作施肥,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性均有不同程度提高,施用厩肥尤为明显,OM处理的脲酶活性最大,与CF、CK处理间差异显著,轮作的土壤脲酶活性和中性磷酸酶活性均高于连作;深松处理配施化肥可以提高白浆土的蔗糖酶和脲酶活性,且轮作影响大于连作。     

长期施用化肥对黑垆土酶活性影响

对设在黄土高原旱地土壤上的长期化学肥料定位试验经16年连续施肥后收获期土壤的5种酶活性进行了测定,结果表明,土壤过氧化氢酶活性随施磷量的增加而降低,脲酶活性随施氮肥量增加而增加。相关分析表明碱性磷酸酶活性与有机C相关达显著水平,过氧化氢酶活性与有效磷达极显著负相关。通径分析表明蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性对产量的影响作用达到显著或极显著水平,土壤酶活性是土壤物理化学性质等的综合作用结果,用它们可以对长期施用化肥的土壤肥力进行评价。     

长期施肥对栗褐土有机碳矿化的影响

【目的】 土壤有机碳矿化是土壤中重要的生物化学过程,与土壤养分的释放、土壤质量的保持以及温室气体的形成密切相关。本文以 25 年长期定位施肥试验为依托,对栗褐土土壤有机碳矿化速率、有机碳累积矿化量的动态变化进行研究,为科学管理土壤肥力、增加栗褐土碳汇、减少温室气体排放提供依据。 【方法】 田间试验开始于 1988,共设置 8 个施肥处理:不施肥 (CK);单施氮肥 (N);氮磷肥合施 (NP);单施低量有机肥(M₁);低量有机肥与氮肥合施 (M₁N);低量有机肥与氮磷肥合施(M₁NP);高量有机肥与氮肥合施 (M₂N);高量有机肥与氮磷肥合施 (M₂NP)。于 2013 年玉米播种前,采集耕层 (0—20 cm) 土壤样品,采用室内培养方法,对土壤碳矿化释放 CO₂ 的数量和速率进行测定,并利用一级动力学方程计算出土壤有机碳库潜在矿化势和周转速率。 【结果】 各肥料处理不同程度地提高了栗褐土总有机碳含量,以高量有机肥与化肥配施作用最为显著。与 CK 相比,M₂N、M₂NP 处理土壤总有机碳含量增加了 121.1%、166.8%。不同处理土壤样品培养有机碳矿化速率均在第一天达到峰值,随后急剧下降。5 d 后,下降趋缓,不同处理 CO₂ 产生速率趋于一致。培养期间,各处理矿化速率变化符合对数函数关系。长期施用不同肥料均可以提高栗褐土有机碳的矿化速率,其大小顺序为:有机肥与化肥配施 > 单施有机肥 > 单施化肥 > 对照。培养 57 d 后,各处理土壤有机碳累积矿化量为 555.0～980.3 mg/kg,以 M₂NP、M₁N 的累积量较高,为对照的 1.77 倍、1.73 倍。长期施肥栗褐土有机碳矿化率呈下降趋势,以处理 M₂NP 下降最明显,与对照相比,降低了 6.3 个百分点。施肥处理土壤的潜在矿化势均高于对照,M₁N、M₂NP 最高,为 923.7 mg/kg 和 926.4 mg/kg,较对照增加了 74.0% 和 74.5%。不同施肥处理均可明显提升土壤有机碳的周转速率,减少周转时间,其中处理 M₁NP、M₂NP 效果最为明显。 【结论】 长期施用化肥、有机肥及有机无机肥配施可有效促进栗褐土有机碳的积累,提高有机碳的矿化速率和周转速率,降低有机碳的矿化率 (累积矿化量占有机碳总量的比率),加强了土壤的固碳能力,以 M₂NP 处理的效果更佳。      

长期施肥对棕壤有机碳组分的影响

对起始于1979年的棕壤长期肥料定位试验田2005年的耕层土壤不同有机碳组分进行了测定与分析,以探讨长期施肥影响土壤有机碳的过程及机理。结果显示:长期单施化肥降低了土壤的游离态颗粒有机碳（FPOM-C）含量,但进一步稳定了矿物结合态有机碳(MOM-C),最终提高了土壤总有机碳(TOC)含量;长期施用有机肥和有机肥配施化肥使土壤的FPOM-C、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、MOM-C以及含量均显著提高,且增加效果好于单施化肥。从各组分有机碳所占比例或相对比值来看,长期施用有机肥和有机肥配施化肥提高了POM-C/TOC比例而降低了MOM-C/TOC比例,使FPOM-C/OPOM-C比值显著增大。表明土壤有机碳结构分组的应用有助于揭示长期施肥影响土壤有机碳的机理。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤胡敏酸荧光性质的影响

在黑土长期定位试验地原状土搬迁的基础上,采用荧光光谱学方法分析了土壤中胡敏酸在搬迁前后不同年度间的荧光结构,旨在揭示黑土搬迁过程中胡敏酸结构的变化规律,为长期定位试验地原土搬迁提供可行性的依据。土壤胡敏酸的荧光光谱显示,胡敏酸在搬迁后第一年总体特征峰波长有不同程度的红移现象,即有了轻微的老化现象,分子芳构化及缩合度程度增加,在搬迁后第二年有所缓解,这种短期的老化现象在M、 MNPK处理中更为明显,在两个不同土层中的变化没有明显不同。胡敏酸分子中的五环芳烃化合物及其它结构简单的芳烃化合物没有受到土壤搬迁的扰动。