生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系

为研究生物质炭中盐基离子存在形态及其与改良酸性土壤的关系,通过厌氧热解的方法于300、500和700℃下制备了玉米秸秆炭。考察了热解温度对玉米秸秆炭水溶性、交换性和盐基总量的影响。采用室内培养的方法考察了添加玉米秸秆炭对酸性土壤的改良效果。结果表明:热解温度影响玉米秸秆炭各形态盐基离子含量,玉米秸秆炭总K、总Na、总Ca、总Mg、水溶性K、水溶性Na、水溶性Ca、交换性Ca和交换性Mg含量随热解温度升高显著增加;水溶性Mg和交换性K含量随热解温度升高先增加后下降。玉米秸秆炭中的K和Na主要以水溶态存在,约40%的Ca和30%的Mg以交换态存在,约50%的Ca和70%的Mg以其他形态(主要为难溶态)存在。添加玉米秸秆炭能极显著提高酸性土壤pH和降低土壤交换性Al3+含量,提高和降低幅度随热解温度升高极显著增加。总K+总Na+总Ca+总Mg含量可以作为衡量玉米秸秆炭提高酸性土壤pH能力的间接指标。添加玉米秸秆炭能极显著提高土壤交换性K、Na和Mg含量,能显著提高交换性Ca和总盐基离子含量。玉米秸秆炭总K和总Na含量是提高土壤交换性K和Na含量的决定因素,交换性Ca含量在提高土壤交换性Mg和交换性盐基总量中起决定作用。     

大棚栽培番茄不同施肥条件下土壤养分和盐分组成与含量的变化

试验选择具有3年棚龄的大棚和砂壤质地的旱耕人为土,进行不同施肥条件下,土壤养分与盐分变化的冬春两茬西红柿栽培小区试验,对施肥引起的土壤养分与水溶性盐分含量及盐基离子组成的变化进行了系统的定量分析。试验结果表明,在整个生育期采用地膜覆盖的条件下,施用尿素可以快速增加土壤速效N素的含量和水溶性铵盐的含量水平。羊圈厩肥的P、K、Ca和Mg等元素含量较高,其施用会很快增加土壤速效态P、K的含量和土壤水溶性K 、Ca2 、Mg2 等盐基离子的含量。回归分析显示,施用1kg尿素N或1t羊圈厩肥引起土壤电导率增加量分别为6.45×10-4mS/cm和5.45×10-3mS/cm。土壤盐基离子含量的增加,主要由于水溶性NH4 、K 、Ca2 、Mg2 含量的增加而引起。施用尿素不但增加土壤水溶性NH4 的含量,而且通过NH4 的交换作用增加了土壤K 、Ca2 和Mg2 的含量水平。     

辽西褐土区设施土壤交换性养分累积规律研究

本文自辽宁省西部朝阳地区旱地土壤及设施栽培土壤采集耕层土壤样品,分析了褐土区旱地改为设施栽培后土壤pH、电导率、有机质、速效养分及交换性养分含量的变化。研究结果表明:1)朝阳褐土地区旱地变为设施种植蔬菜后,耕层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量、土壤电导率均显著增加,土壤pH值则由偏碱性显著下降至中性及微酸性;2)设施土壤交换性盐基总量显著增加,较旱地土壤提高了11.37%,其中设施土壤的交换性Mg~(2+)、K~+含量分别是旱地土壤的1.89倍和2.77倍,均显著增加;土壤交换性Ca~(2+)的含量无显著变化。3)设施土壤中交换性Mg~(2+)和K~+占交换性盐基总量的比例显著高于邻近的旱地土壤,交换性Ca~(2+)的比例则显著低于旱地;设施土壤Ca/K、Mg/K、Ca/Mg比值较旱地土壤均显著下降,其中设施土壤的平均Mg/K比值已低于2,土壤缺Mg现象应得到重视。在设施土壤养分管理过程中,应充分考虑交换性养分的数量及其比例关系。     

不同施磷水平下生物质炭用量对土壤磷素状况及棉花养分吸收的影响

通过两年温室盆栽试验,研究不同施磷水平(0、0.25、0.5 g kg-1)下,生物质炭用量(0%、1%和2%)对土壤磷素状况和棉花生长及养分吸收的影响。研究结果表明:施用生物质炭可提高土壤水溶性磷、速效磷和全磷含量,三种磷素的影响表现为:水溶性磷全磷速效磷。生物质炭用量对施用后第二年的土壤磷素影响更明显,高磷(0.5 g kg-1)水平下土壤水溶性磷和速效磷含量随生物质炭用量的增加而显著增加。不施磷和低磷(0.25 g kg-1)水平下,施用生物质炭显著提高了棉花植株总干物质重,但1%和2%用量间差异不显著;高磷(0.5 g kg-1)水平下,两年的试验结果不一致。生物质炭显著增加了棉花的氮、磷和钾吸收量;尤其是在高磷水平下,棉花磷素吸收量随生物质炭用量(0%到1%以及2%)显著增加。因此,生物质炭和磷肥合理配施可显著增加土壤磷素,促进棉花生长和养分吸收。     

日光温室栽培对土壤养分累积及交换性养分含量和比例的影响

研究了日光温室栽培下陕西关中地区不同土壤养分累积及交换性养分含量及比例的变化,结果表明：日光温室栽培下土壤有机质、硝态氮、有效磷和速效钾等养分显著累积,土壤阳离子交换量明显增加,而土壤pH却出现下降趋势。日光温室土壤交换性K^＋含量显著增加;日光温室和大田土壤交换性Ca^2＋含量相比无明显差异,而日光温室土壤交换性Mg^2＋的含量及其离子饱和度有所提高。日光温室土壤钙饱和度、Ca/K和M g/K均明显低于大田土壤。认为日光温室栽培下大量施用钾肥,是土壤钙离子饱和度及Ca/K和M g/K比例降低的主要原因,建议在评价日光温室土壤养分有效性时,应综合考虑交换性养分的含量、饱和度及离子间的比例关系。     

氮、磷、钾用量和配比对温室黄瓜叶片相关代谢酶活性的影响

以氮、磷、钾配比1∶0.5∶1.2为对照,研究了不同氮、磷、钾用量和配比对温室无土栽培黄瓜叶片部分代谢关键酶活性的影响。结果表明,增加氮素的用量和配比,黄瓜株高、茎粗、植株干重均先升后降,硝酸还原酶活性显著增强,蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和Mg2+、Ca2+-ATPase活性先升后降;增加磷素用量和配比,株高、茎粗、植株干重随之增大,硝酸还原酶活性先升后降,但蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶及Mg2+、Ca2+-ATPase活性显著升高;同时增加氮、磷用量和配比可显著提高硝酸还原酶、蔗糖磷酸合成酶以及Mg2+、Ca2+-ATPase的活性,但显著降低蔗糖合成酶活性;增加钾素用量和配比对黄瓜株高、茎粗和植株干重影响较小,适当增钾显著或极显著提高硝酸还原酶、蔗糖合成酶和Ca2+-ATPase的活性,Mg2+-ATPase活性升高不明显,进一步增加钾素用量和比例,上述酶活性均显著降低;增钾对蔗糖磷酸合成酶活性的影响不显著。     

CO2浓度与氮磷供应水平对黄瓜根系生长及各组织矿质养分含量的影响

在开顶式生长箱内，以黄瓜为试验材料，采用营养液培养方法，研究了不同氮水平、磷水平条件下大气CO2浓度对黄瓜植株内矿质养分含量以及根系形态的影响。结果表明：黄瓜植株各部位氮素含量随供氮水平提高而增加，磷水平提高，也能促进各部位氮含量的提高。植株各部位磷含量随供磷水平的提高而升高，在相同磷水平下，缺氮会使各部位磷含量升高。大气CO2浓度升高会使黄瓜植株各部位氮及特定部位的磷含量降低。黄瓜根部的Ca含量随CO2浓度的升高而显著降低，氮和磷水平的升高极显著地增加了其含量，且CO2浓度与供磷水平、供氮与供磷水平以及这三者之间存在明显的交互作用。供氮、供磷水平的升高极显著的提高了黄瓜叶片Ca的含量以及茎部Mg的含量，且两者存在明显的交互作用。黄瓜总根长和总根表面积随CO2浓度的增加有增大的趋势；在缺磷条件下，总根长和总根表面积随氮水平的提高而增大；而同一氮水平和CO2浓度下，磷水平的降低会增加总根长和总根表面积。总体看来，大气CO2浓度的升高能促进黄瓜根系的生长，但会使得黄瓜植株某些部位氮、磷、钙、镁等矿质元素含量降低，而供氮、供磷水平的提高可以通过增强黄瓜的生长与活力促进黄瓜根系对矿质养分的吸收，从而缓解由于CO2浓度升高带来的矿质元素含量降低的风险。这启示我们在对设施蔬菜CO2施肥的同时，也要注重适量提高合理配比下矿质元素的供应。     

设施高肥力蔬菜地氮素调控下磷素特征研究

设施蔬菜种植中存在不合理施肥现象,土壤养分严重失调。为了解设施蔬菜地高氮肥力水平下不同氮素水平对磷素的养分吸收影响,2004—2007年在山东寿光进行不同氮素水平调控和秸秆还田试验,并于2007年冬春季进行裂区淋滤试验。结果表明,不同水平的氮素调控影响磷素含量变化,空白(NN)、有机肥(MN)、有机肥+秸秆(MN+S)供氮水平下土壤全磷含量逐年下降,降幅NNMNMN+S,全磷增幅传统氮素(CN)传统氮素+秸秆(CN+S)氮素优化+秸秆(SN+S)氮素优化(SN)。CN、CN+S供氮水平下土壤速效磷含量达到213.7、225.4 mg·kg-1,增长了17.1%、23.5%,磷素累积明显;其他供氮水平下速效磷含量逐年下降,降幅NNMNMN+SSN+SSNCNCN+S,减少氮素供应有利于减缓磷素累积,促进磷的吸收利用。除NN供氮水平下土壤有机磷含量下降外,其他处理均不同程度增加,CN、CN+S供氮水平下土壤有机磷含量累积明显(308.4、331.4 mg·kg-1),分别增长了28.5%、38.2%。SN+S供氮水平下磷的吸收系数(P2O5,mg·100 g-1)达到了1 571,增长了143.6%;CN、CN+S供氮水平下磷的吸收系数出现了负增长,CN供氮水平下达到了416(P2O5,mg·100 g-1),下降了35.5%。添加小麦秸秆极大地提高了磷的吸收能力,在一定程度上能减缓土壤速效磷的累积。淋溶液中全磷含量SNSN+S,有机磷含量SNSN+S,秸秆还田对阻控有机磷素淋溶有一定的作用,但整个冬春生长季渗滤液中全磷含量在2.6~12.0 mg·L-1,有机磷含量在0.42~4.1 mg·L-1,淋出液水质仍超过了国家安全水质标准。因此,在高肥力水平下进行氮素调控,优化氮素供应量,促进了磷素的吸收利用,对农民在高肥力水平下施肥具有指导意义。建议农民在以后的种植中减少氮肥供应量及添加高碳源秸秆进行还田,以提高肥料的利用率,减少氮磷对土壤及水体的污染。     

温室蔬菜栽培对土壤交换性盐基离子组成的影响

对沈阳市大民屯镇蔬菜生产基地温室番茄栽培条件下土壤交换性盐基离子组成变化的研究表明，使用5年和11年温室0～30cm土层的土壤交换性K平均含量分别是其相邻露地菜田的4．1倍和8．7倍。由于土壤交换性K含量的增加，交换性K与盐量总量的比值随温室使用年限增加而显著增加，而Ca＋Mg与盐基总量的比值随温室使用年限增加而显著降低。土壤水溶性与交换性Ca、Mg、K之间、水溶性阳离子总量与交换性盐基离子及总量之间具有极显著的相关关系（P〈0．01），表明温室土壤交换性盐基组成是土壤水溶性盐分积累的一个主要影响因素。与露地菜田相比，高量施肥条件下温室土壤交换性K含量的显著增加是交换性盐基组成及盐基离子之间比值变化的一个主要特征。     

湖南烟区土壤K、Mg营养及其施肥效应

通过对湖南主要烟区3520个土壤样品中K、Mg含量测定的结果表明,湖南省主要烟区植烟土壤的全K、速效K、交换性Mg的含量平均分别为13.7gkg-1、127.3mgkg-1、1.16cmolkg-1;不同烟区其含量差异较大,绝大多数土壤存在着不同程度的缺K、缺Mg状况。田间试验表明,钾、镁肥合理配施(K20360kghm-2、MgS04.7H20300kghm-2)能促进烟草生长,增加烟叶产量、产值,提高烟叶品质,促进烟叶对K、Mg养分的吸收。     

Effects of Soil Drying on Soil pH and Nutrient Extractability

A sample set from a field experiment conducted at two sites, a commercial organic potato farm and a conventionally managed experiment station farm, was used to compare the extractability of nutrients in field-moist and air-dried soils. Standard soil characterization methods of the Maine Soil Testing Service were used to determine soil pH and extractable nutrient content. The data were analyzed with Systat using paired t-tests. Air drying decreased soil pH and increased extractability of calcium, micronutrients, and metals. Many of the observed changes were probably a result of increasing surface acidity with drying. Drying increased the extractability of inorganic phosphorus, probably because of disruption of aluminophosphate complexes, particularly in conventionally managed soils, which had received high amounts of inorganic phosphorus fertilizer. Drying also increased the extractability of complexed phosphorus, probably both organically and inorganically complexed phosphorus, and decreased the extractability of potassium, probably by enhancing potassium fixation in clay interlayers.     

不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系

对四川紫色土区不同土地利用方式下土壤表层及剖面养分的分布特征及其与颗粒含量之间的关系进行了研究,结果表明:(1)林地、水田具有较高的土壤氮素和有机质(与旱地、果园、裸地均达到了显著差异),且林地剖面养分随土层深度的增加呈几何级数下降,但土壤磷素含量相对较低。(2)受施肥状况的影响,经济园林土壤磷素普遍偏高。(3)旱坡地的表层养分与底层养分含量差异不大,说明该区旱坡地土壤可能存在较大的养分流失与淋失现象,坡面径流、壤中径流携带的养分不容忽视。(4)土壤中大部分养分含量与土壤颗粒含量之间有一定的相关性,其中土壤全氮、碱解氮与粉粒(0.002～0.02mm)含量之间呈显著的正相关,与砂粒(0.02～2mm)含量之间呈极显著的负相关;土壤有机质与粉粒含量之间呈极显著的正相关,与砂粒含量之间呈极显著的负相关;而土壤全磷情况正好相反,与粉粒含量呈现极显著的负相关,与砂粒含量呈现极显著的正相关;只有碱解氮与粘粒(<0.002mm)含量之间的相关性达到了5%显著水平。     

土层置换对土壤物理性质及养分有效性的影响

以辽宁半干旱区旱田为研究对象,将0~20 cm土壤与20~40 cm土壤进行位置转换,探讨土层置换对土壤物理性质及土壤养分含量的影响。研究结果表明:土层置换后,10~30 cm土壤容重较常规耕作分别降低3.62%和5.11%;0~10cm与20~30 cm土壤含水量比常规耕作处理增大2.06%和6.82%;10~30 cm土壤导水率较常规耕作处理增加62.6%和219.2%;10~30 cm土壤碱解氮、速效钾、速效磷含量均高于常规耕作处理;玉米穗数、玉米出籽率、籽粒含水量以及玉米产量比常规耕作处理增加9.76%、4.67%、4.89%和8.56%。综上,应用土层置换技术,能够显著改善旱田土壤物理性状,提高养分有效性,为作物生长提供良好的土壤环境。     

水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响

为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明:钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W_1K_1)和轻度胁迫低钾(W_2K_1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K_1(135kg/hm~2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W_4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现"低-高-低"的变化趋势,最高值均在中钾K_2(270kg/hm~2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p0.05)或极显著(p0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K_2O)用量控制在135~270kg/hm~2为宜。     

不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响

以山东省临沂市四种典型土地利用方式为例,分析不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响.结果表明:不同土地利用方式对有机质(OM)含量具有显著影响,而对pH、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)和土壤颗粒组成无显著影响.不同土地利用方式土壤OM含量由高到低顺序为:水田>未利用地>林地>旱地;TN含量由高到低顺序为:未利用地>林地>水田>旱地;TP含量由高到低顺序为:未利用地>旱地>林地>水田;TK含量由高到低顺序为:林地>水田>旱地>未利用地.相关分析表明,旱地各养分之间的相关系数要大于水田、林地和未利用地,不同土地利用方式对TP和TN之间的相关系数无影响.主成分分析表明,旱地、水田、林地和未利用地综合肥力指标F值大小顺序为:水田(0.86)>林地(0.78)>旱地(0.51)>未利用地(0.43).     

生态经济林模式土壤养分与颗粒变化研究

对生态经济林在不同时期的土壤养分及其颗粒变化情况进行了研究,结果表明,生态经济林对改善土壤养分和土壤颗粒状况具有积极的促进作用。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

矿物质调理剂对土壤养分含量及植物营养吸收的影响

通过室内培养和盆栽试验,研究了氮磷肥配施不同量(0、0.5、1.0、2.0 g/kg)矿物质调理剂对土壤pH和有效磷、钙、镁、硅等养分含量及作物产量和氮、磷、钾等营养元素吸收的影响。室内培养结果表明:施用1.0g/kg和2.0 g/kg调理剂,不仅增强了土壤抗酸化能力,使土壤pH从5.02提高到5.31和5.61,并且延缓了磷肥施入土壤后的固定速率,在施肥后第15天和第22天土壤有效磷含量得到明显增加,增幅分别为21.49%、24.17%和22.09%、23.84%。盆栽试验中,施用0.5～2.0 g/kg调理剂,土壤矿质养分得到有效补充,并能实现生菜增产10.47%～33.33%;同时,使生菜氮、磷、钾吸收量分别提高14.69%～44.26%、15.28%～52.89%和16.28%～42.43%。由此,施用矿物质调理剂是农业种植中改善土壤酸性、补充土壤有效养分、促进作物营养吸收并实现增产的有效途径。     

景观格局与土壤养分流动

不同尺度上景观格局与生态过程的关系是景观生态学的研究重点。根据Ｈａｂｉｔ－Ｆｏｏｄ－Ｒｅｓｏｕｒｃｅ范式,研究土壤养分流动与景观格局之间关系可为认识不同尺度上景观格局与生态过程的关系提供帮助。土壤侵蚀是山区和丘陵地区影响景观格局和土壤养分流动的重要过程之一。景观格局间土壤养分动态变化还没有引起足够的重视。采用ＳＣＳ范式,评价了黄土高原地区景观格局与土壤养分流动的关系。     

侵蚀影响下土壤碳和养分空间变化及其过程模拟

通过小区采样并进行了机械组成和化学分析，认为侵蚀过程导致的土壤颗粒坡面分布变化点在0.2mm左右，同时认为侵蚀是坡面土壤碳和养分再分布过程分布差异的主要因素，当其它条件一致时，侵蚀和堆积决定了特定点或区域的土壤碳和养分含量的高低，通过建立土壤碳和分变化模型及侵蚀模型，在IDRISIW的支持下对侵蚀条件下流域各地块土壤碳和养分含量变化过程进行了模拟和长期预测，并得到了引起土壤碳和养分含量降低的最低侵蚀模数阈值。