秸秆还田与长期连作棉田土壤水稳性团聚体特征

以棉花长期连作定点试验田为研究对象,研究秸秆还田对长期棉花连作土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响。试验设长期连作5、10、20 a和30 a的秸秆还田小区及长期棉花连作5、10 a和20 a无秸秆还田小区,共计7个处理,每个处理3个重复。结果显示:无秸秆还田条件下,随着连作年限的增加,土壤1~0.25 mm水稳性团聚体含量和团聚体中有机碳含量逐渐降低,0.053 mm水稳性团聚体含量逐渐增加;而秸秆还田可以显著提高长期连作棉田土壤中1~0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)值及团聚体中有机碳含量;秸秆还田条件下随着连作年限的增加,土壤1~0.25 mm水稳性团聚体含量逐渐增加,0.053mm水稳性团聚体含量逐渐降低,且对0~30 cm耕作层土壤影响较大;与无秸秆还田相比,秸秆还田长期连作棉田,随着连作年限的增加,团聚体分形维数(D)逐渐降低,而无秸秆还田分形维数(D)逐渐增加,团聚体分形维数表现为随土层加深而增大,最后在20~30 cm处趋于稳定。说明秸秆还田显著提高长期连作棉田水稳性团聚体的稳定性,对改善土壤结构、提升土壤的肥力具有积极作用,能够缓解长期连作对土壤物理性状产生的不利影响。     

不同培肥方式对沙质土地区残次林地土壤团聚体组成及稳定性的影响

为评价沙质土地区耕地整治中土壤团聚体的稳定性,在陕北榆林靖边县残次林地整治耕地项目区中设立试验田,采用正交试验方案[L9(34)],分析不同肥料类型及施用量对土壤团聚体的影响.结果表明:与不施肥的农田土壤相比,N肥和有机肥配施可以提高水稳性大团聚体的含量,其中,当施用尿素421.34 kg·hm-2,不施P肥,氯化钾1...     

土壤改良剂MDM对草甸碱土和水稻生长的影响

研究了盆栽条件下,改良剂MDM对松嫩平原草甸碱土和水稻生长的影响。结果表明,施用MDM可显著改善草甸碱土的交换能力和降低土壤溶液的含盐量,与对照相比,经0．90L／m^2MDM处理后的草甸碱土碱化度(ESP)降低了64．47％,水溶性盐中CO3^(2-)含量降低了72．80％,Na^ K^ ／Ca^(2 ) Mg^(2 )’降低了87．20％,土壤的电导率下降了27．18％,此外土壤的pH下降了0．5;改良剂的施用促进了水稻的生长发育,最终提高其产量,与对照相比,经0．90L／m^2MDM处理后的水稻出苗率提高了14．29％,株高增加了36．19％,水稻的单株产量增加了117．43％。     

砒砂岩改良风沙土后玉米不同种植年限下土壤团聚体变化特征

毛乌素沙地砒砂岩与沙复配土壤属于人为重构土壤,水稳性团聚体作为自然土壤形成和发育的最重要标志之一,其成土母质与后期发育土壤具有本质性区别.文中基于2010 ～2018年1∶1、1∶2、1∶5砒砂岩与沙复配土壤田间小区试验,分析玉米不同种植年限下三种比例复配土壤水稳性团聚体的组成、分布以及平均重量直径等指标的变化特征.结...     

复垦模式对采煤沉陷区土壤团聚体有机碳分布特征的影响

研究不同复垦模式对采煤沉陷区复垦土壤团聚体有机碳分布特征的影响,为选择适宜的复垦植被及培肥沉陷区土壤肥力提供理论依据。在神府东胜采煤沉陷区设置4种复垦模式(对照、文冠果、欧李和长柄扁桃复垦模式),分析土壤0-20cm和20-40cm两个土层机械稳定性、水稳定性团聚体有机碳以及有机碳库的构成。结果表明:文冠果植被模式提高了0-20cm表层土壤各粒级机械稳定性团聚体中有机碳的含量,欧李植被模式提高了下层土壤(20-40cm)中2-0.25mm和0.25-0.05mm机械稳定性团聚体有机碳含量,欧李和长柄扁桃植被模式对>2mm和<0.05mm水稳性团聚体有机碳形成有明显促进作用。三种复垦模式中促进作用大小顺序为欧李>文冠果>长柄扁桃。根据有机碳物理分组方法,将有机碳分为粗颗粒有机碳(c POM)、微团聚体的有机碳(m M)和粉黏粒有机碳(s+c_M),文冠果植被模式显著增加了0-20cm表层土壤19.03%的s+c_M组分有机碳,而欧李却增加了表层c POM组分的有机碳含量。下层土壤中,三种植被模式都明显增加了c POM组分的有机碳含量,以文冠果增加幅度最大。综合三种不同复垦方式,以文冠果和欧李对团聚体有机碳的贡献较大,结合当地生长条件以及植被的长势,文冠果长势优于欧李,在后续复垦植被的选择上可以选择文冠果,值得推广应用。     

长期传统耕作对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

通过野外调查取样,并结合室内实验分析,对甘肃会宁县丘陵地区不同耕作年限黄绵土耕地不同土层(0～ 20 cm,20～40 cm)土壤团聚体分布及稳定性和水稳性团聚体有机碳含量进行研究.结果表明:未经开垦土壤团聚体稳定性最好,耕作明显地破坏土壤团聚体,降低其稳定性;经过70 a以上时间开垦,0～ 20 cm和20～40 cm土层≥0.25 mm直径水稳性团聚体含量分别下降了40.5％和12.5％.耕作层水稳性团聚体平均重量直径和几何均重直径比亚表层平均大了10％,两土层之间的差异随着耕作年限变小.0～20 cm土层,＞2mm和0.25～0.106mm直径水稳性团聚体有机碳含量较高;20 ～ 40 cm土壤各直径水稳性团聚体有机碳含量差异不明显,耕作层以及亚表层水稳性团聚体有机碳含量整体表现出不断下降的趋势.平均重量直径和几何均重直径与土壤有机碳之间很好的相关性表明团聚体对于有机碳的保持作用关键.     

外源有机物料添加对东北重度苏打盐碱土团聚体及有机碳的影响

以东北重度苏打盐碱土为研究对象,风化的褐煤为外源有机物料,开展室内培养试验,有机物料质量分数分别为0％(CK)、5％(C1)、10％ (C2)、15％ (C3)、20％ (C4)、25％ (C5)、30％ (C6),研究有机物料添加对土壤团聚体组成与稳定性、总有机碳及团聚体有机碳含量的影响.结果 表明:添加褐煤处理＞ ...     

不同轮作模式对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响

选择干旱区玛纳斯河流域绿洲长期连作棉田土壤为研究对象,研究连作棉田、轮作玉米、轮作大豆、玉米//大豆间作和休闲免耕5种模式对土壤团聚体组成及有机碳分布特征的影响。结果表明：不同种植模式对土壤团聚体有明显的影响,土壤机械稳定性团聚体含量在粒径53～250 μm为最高,占39%～53%,水稳性团聚体含量呈最低; >250 μm机械稳定性团聚体含量在不同种植模式间差异显著,表现为大豆轮作>玉米轮作>休闲免耕>棉花连作>玉米//大豆间作; 秋季作物收获后,轮作大豆和玉米//大豆间作模式土壤团粒指数比春季分别减少18.7%和15.6%; 土壤团聚体有机碳及微生物量碳含量主要集中在>250 μm大团聚体中,而在微团聚体中含量较少; 不同模式土壤有机碳含量顺序为大豆轮作>玉米轮作>棉花连作>休闲免耕>玉米//大豆间作。比较几种种植模式,大豆轮作和玉米轮作有利于团聚体的形成和稳定,可作为长期连作棉田较为理想的短期轮作倒茬模式。     

棉粕腐植酸肥对土壤团聚体、酶及养分的影响

采用田间试验方法,以小麦新春38号作为供试品种,设置3个处理:空白对照、等养分复合肥和等养分棉粕腐植酸复合肥,研究了棉粕开发的腐植酸水溶性肥料对土壤团聚体、酶和养分的影响。结果表明:与不施肥处理相比较,腐植酸肥处理使土壤团聚体含量向2~0.25 mm和2 mm粒级有显著转移;土壤脲酶活性、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性显著提高,对蔗糖酶活性差异不明显;可显著提高碱解氮、速效钾和有效磷含量,腐植酸肥处理能平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮37.27%、速效磷42.24%、速效钾37.02%,20~40 cm土层碱解氮提高15.55%、速效磷提高61.52%、速效钾提高57.36%。与等养分复合肥处理相比,腐植酸肥处理使不同土层土壤团聚体百分含量向2~0.25 mm和2 mm粒级均有转移;前期抑制土壤脲酶活性,后期提高壤脲酶活性,提高过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,蔗糖酶活性差异不明显;可提高土壤中碱解氮含量,显著提高速效钾和速效磷含量,腐植酸肥处理可平均提高全生育期0~20 cm土层碱解氮5.92%、速效磷8.8%、速效钾4.29%,20~40 cm土层碱解氮提高1.9%、速效磷提高15.39%、速效钾提高8%。     

Distribution of soil aggregates and organic carbon in deep soil under long-term conservation tillage with residual retention in dryland

To ascertain the effects of long-term conservation tillage and residue retention on soil organic carbon(SOC) content and aggregate distribution in a deep soil(>20-cm depth) in a dryland environment,this paper analyzed the SOC and aggregate distribution in soil, and the aggregate-associated organic carbon(OC) and SOC physical fractions. Conservation tillage(reduced tillage with residue incorporated(RT) and no-tillage with residue mulch(NT)) significantly increased SOC sequestration and soil aggregation in deep soil compared with conventional tillage with residue removal(CT). Compared with CT, RT significantly increased the proportion of small macroaggregates by 23%–81% in the 10–80 cm layer, and the OC content in small macroaggregates by 1%–58% in the 0–80 cm layer. RT significantly increased(by 24%–90%) the OC content in mineral-SOC within small macroaggregates in the 0–60 cm layer, while there was a 23%–80% increase in the 0–40 cm layer with NT. These results indicated that:(1) conservation tillage treatments are beneficial for soil aggregation and SOC sequestration in a deep soil in a dryland environment; and(2)the SOC in mineral-associated OC plays important roles in soil aggregation and SOC sequestration. In conclusion, RT with NT is recommended as an agricultural management tool in dryland soils because of its role in improving soil aggregation and SOC sequestration.     

河西绿洲灌漠土长期施肥效应及土壤生产力演变

张掖绿洲灌漠土连续21 a长期肥料试验结果表明:与无肥处理产量下降相对照,施肥的增产效果逐年提高,平衡施肥增产幅度显著大于单施氮肥。单施氮肥处理土壤生产力水平由第1轮作周期的89.8%降为第7轮作周期的28.5%;在不施用有机肥条件下,种植到第3轮作周期时作物开始对施钾有反应,施钾增产率为5.5%~22.7%;氮磷钾化肥长期配合施用,作物产量水平持续不减,土壤生产力平均达93.5%,表明氮磷钾化肥配合施用并不破坏土壤生产力。有机肥与氮肥配合施用,其交互作用为正效应;有机肥与磷、钾化肥配合施用交互作用为负效应。不施任何肥料时,绿洲灌漠土土壤生产力平均下降59.6%(第1~4轮作周期);到第5~7轮作周期时,土壤生产力下降幅度保持在16.7%~22.7%相对较低且稳定的水平;化肥对作物产量的贡献份额平均为50.5%;有机肥贡献份额为21.6%;土壤自然肥力贡献份额平均为19.0%。     

长期定位施肥对土壤质量影响的因子分析

自1991至今,在新疆阜康荒漠生态站进行长期定位施肥试验,对灰漠土上9种不同施肥处理后土壤的15项理化指标进行了测试。结果表明,不同处理后土壤的理化性质差异较大,说明不同施肥方式有各自的优缺点;并用SPSS统计软件,采用因子分析的方法对实验结果进行综合分析:由于前三个主分量的累积贡献率达到88.9%,15个评价指标被划分为三个主分量,第一主分量为影响作物产量的有机质(氮)矿化有关的供氮指标,第二主分量为影响钾的容量指标,第三主分量为土壤的磷素指标。并根据因子综合得分得出:施用N2P2K、N1P1K 秸秆、N1P1K 猪粪对改良灰漠土的效果最好,是本区应大力推广的施肥方式。     

长期培肥对土壤酶活性的影响

25a的有机肥长期定位试验地中土壤养分和有关酶活性研究表明:耕种和不同的培肥方式均能提高土壤养分的含量,明显地改善土壤的生物活性,其中对土壤脲酶和磷酸酶活性影响明显,多酚氧化酶显著性则较差。对土壤酶活性进行相关分析发现,土壤脲酶和碱性磷酸酶之间呈极显著正相关,且这两种酶与有关主要土壤肥力因子均呈显著或极显著正相关关系。揭示出了土壤脲酶和碱性磷酸酶活性可以用来作为评价土壤肥力的综合指标。     

Crop yields and soil organic carbon dynamics in a long-term fertilization experiment in an extremely arid region of northern Xinjiang,China

A long-term fertilization experiment was set up in northern Xinjiang, China to evaluate the dynamics of crop production and soil organic carbon(SOC) from 1990 to 2012 with seven fertilization treatments. The seven treatments included an unfertilized control(CK) and six different combinations of phosphorus(P), potassium(K), nitrogen(N), straw(S) and animal manure(M). The balanced fertilization treatments had significantly(P0.05) higher average yields than the unbalanced ones. The treatment with 2/3 N from potassium sulfate(NPK) and 1/3 N from farmyard manure(NPKM) had a higher average yield than the other treatments. The average yields(over the 23 years) in the treatments of NPK, and urea, calcium superphosphate(NP) did not differ significantly(P0.05) but were higher than that in the treatment with urea and potassium sulfate(NK; P0.05). The results also show that the highest increases in SOC(P0.05) occurred in NPKM with a potential increase of 1.2 t C/(hm~2·a). The increase in SOC was only 0.31, 0.30 and 0.12 t C/(hm~2·a) for NPKS(9/10 N from NPK and 1/10 N from straw), NPK and NP, respectively; and the SOC in the NP, NK and CK treatments were approaching equilibrium and so did not rise or fall significantly over the 23-year experiment. A complete NPK plus manure fertilization program is recommended for this extremely arid region to maximize both yields and carbon sequestration.     

绿洲农田土壤团聚体组成及有机碳和全氮分布对秸秆还田方式的响应

通过田间定位试验,在甘肃干旱灌区,研究了不同小麦秸秆还田方式(NTSS: 25~30 cm 高茬收割立茬免耕; NTS: 25~30 cm高茬秸秆覆盖免耕; TIS: 25~30 cm 高茬秸秆深翻耕; CT: 传统不留茬深翻耕—对照) 对农田土壤团聚体及有机碳和全氮分布特征的影响,以期为优化试区种植模式与提高农业可持续发展提供依据。结果表明：免耕秸秆还田处理(NTSS、NTS)≥0.25 mm团聚体含量较高,与CT相比,在0~10、10~20、20~30 cm土层分别提高5.4%与12.5%、13.3%与14.1%、11.1%与19.2%,以NTS提高幅度较大。NTSS、NTS提高了0~10、20~30 cm土壤团聚体的平均重量直径,较CT处理分别提高6.7%与11.6%、7.6%与8.1%,以NTS提高效果最明显。NTSS、NTS处理土壤有机碳和全氮含量均高于 CT 处理,在0~10、10~20、20~30 cm土层,有机碳含量分别增大8.1%与13.3%、7.4%与11.4%、7.8%与12.8%;全氮含量分别提高14.6%与17.9%、14.5%与17.9%、16.2%与20.5%,同样,以NTS提高土壤有机碳及全氮程度较大。各级别团聚体中有机碳和全氮含量均随土层深度增加而减小,团聚体中有机碳和全氮含量随团聚体直径减小而增加,NTS处理在各土层各级别团聚体均保持较高的土壤有机碳及全氮含量。因此,前茬小麦25~30 cm秸秆覆盖免耕还田是干旱灌区增强土壤团聚体形成、提高土壤有机碳及全氮含量的适宜栽培措施。     

长期不同施肥对土碳氮含量的影响

以长期定位试验为对象,研究了冬小麦-夏玉米轮作制度下,不同施肥处理对塿土碳、氮含量的影响。结果表明:不论是单独使用有机肥、单独施用化肥,还是有机肥配合化肥施用,都可以显著地提高土壤有机碳和全氮含量;其中,有机肥配合化肥施用的效果最明显;有机肥配合化肥施用以及单独施用高量有机肥可以明显地提高土壤碱解氮含量,单独低量施用有机肥处理和单独施用高量化肥处理基本维持土壤碱解氮含量没有明显变化,而单独施用低量化肥处理和不施肥处理(CK)使土壤碱解氮含量明显有所降低;长期有机肥配合化肥施用,可以使土壤C/N增加;农田生态系统对土壤肥力具有较强的保护作用。     

基于黄土旱塬区长期定位试验的施肥效益分析

以在黄土旱塬区进行了18年的长期定位试验为基础,研究了长期定位施肥对肥料利用率、土壤肥力及施肥经济效益的影响,结果表明:长期单施磷肥,对小麦无增产效果,磷肥的利用率为0.4%,磷肥的利润率平均为-1.1;单施氮肥,小麦产量明显增加,氮肥利用率为39.3%,利润率平均为3.0,最高可达4.7;氮磷配施,肥料的肥效、利用率明显高于氮、磷肥单施,利润率平均为1.7。氮磷配施还有利于土壤养分平衡,土壤肥力提高。综合考虑,氮磷配施,特别是90 kg/hm2N和90 kg/hm2P2O5配施是更理想的施肥方式。