生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响

为探明生物结皮发育对风沙土盐基离子释放和矿物风化的影响,以进一步明确生物结皮的风化成土作用。以典型风沙土上发育的生物结皮为对象,通过模拟淋溶试验比较不同类型生物结皮(藻结皮、藻—藓混生结皮和藓结皮)覆盖土壤的盐基离子释放规律,探究盐基离子释放量随淋溶液pH的变化趋势,以及量化生物结皮覆盖土壤的矿物风化速率。结果表明:矿物风化反应阶段不同种类盐基离子的淋出量均较为平缓,生物结皮覆盖土壤的各盐基离子总淋出量表现为Ca²⁺＞K⁺＞Mg²⁺＞Na⁺,其中藻结皮覆盖土壤的盐基离子总淋出量最高,比无结皮、混生结皮和藓结皮分别增加了112.0%,31.2%,27.1%。淋溶液pH显著影响盐基离子的淋溶释放,且其作用程度因离子种类和结皮类型而异。生物结皮覆盖提升了土壤的易风化矿物含量、风化程度和速率,藻结皮、混生结皮和藓结皮覆盖土壤的风化速率相比无结皮分别提升了61.2%,27.1%,152.6%,并且风化速率随淋溶液pH降低而提升。综上,生物结皮能显著促进风沙土矿物风化,其对风沙土改良和修复具有积极意义。     

黄土高原藓类生物结皮对表层土壤水分运动参数的影响

生物结皮普遍存在于干旱和半干旱地区土壤表层,对土壤水分有重要影响。为了进一步探究生物结皮对表层土壤水力学特性和水分运动过程的影响,该研究以黄土高原风沙土和黄绵土上发育的藓结皮为研究对象,通过野外采样与室内试验相结合,测定了藓结皮覆盖土壤和无结皮土壤的Boltzmann变换参数、土壤水分扩散率、入渗过程、比水容量和非饱和导水率,对比分析了有无藓结皮覆盖对表层土壤水分运动参数的影响。结果表明:藓结皮覆盖抑制了表层土壤水分的扩散,藓结皮覆盖土壤的Boltzmann变换参数和水分扩散率分别比无结皮土壤降低7.9%～27.3%和99.2%～99.6%;藓结皮覆盖后表层土壤渗透性显著降低,其水分入渗参数(初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量)和非饱和导水率分别降低了17.1%～55.4%和84.8%～92.3%;藓结皮显著提升了表层土壤的持水和供水能力,藓结皮层的水分常数(田间持水量、萎蔫系数、重力水含量、有效水含量和易利用水含量)比无结皮土壤高40.9%～1 233.3%,土壤水吸力在100k Pa时的比水容量比无结皮土壤高7.4%～1 540.5%;相比黄绵土,藓结皮覆盖对风沙土的渗透性影响较小,而对土壤持水和供水性的影响较大。综上,黄土高原藓结皮覆盖降低了土壤渗透性,同时显著提高了表层土壤的水分有效性,这可能导致土壤表层在雨后截留较多水分,进而使土壤水分分布趋于浅层化,并改变该地区的土壤水分有效性和植物水分利用策略。     

黄土高原干旱半干旱区生物结皮覆盖土壤水汽吸附与凝结特征

生物结皮是一种广泛分布于干旱半干旱地区土壤表层的特殊复合体,为揭示其对土壤水汽吸附与凝结过程的影响,该研究通过室内定量水汽吸附试验和野外对水汽凝结的连续观测,对黄土高原典型生物结皮(藻结皮、藻藓混生结皮、藓结皮)与裸沙的水汽吸附和凝结特征进行对比研究。结果表明:生物结皮的覆盖显著提升了表层土壤的水汽吸附能力,其平均水汽吸附量比裸沙高66.7%。不同类型生物结皮水汽吸附能力差异显著,表现为藓结皮最高,混生结皮次之,而藻结皮最低。GAB(Guggenheim-Anderson-de Boer)吸附模型能较好的描述生物结皮土壤水汽吸附与解吸附过程,模拟结果决定系数R20.99、均方根误差RMSE0.001 2 g/g及平均相对偏差百分比E16.0%;此外,生物结皮加剧了土壤水汽吸附与解吸附曲线之间的滞后效应,其滞后指数平均是裸沙的2.0～2.9倍。水汽凝结结果显示,水汽凝结过程均受气温与相对湿度等气象因子制约,且生物结皮覆盖下表层土壤的水汽凝结和蒸发过程相较于裸沙更为迅速。同时,生物结皮的日均水汽凝结量是裸沙的1.6～1.8倍。综上,干旱和半干旱地区生物结皮覆盖显著提高了表层土壤的水汽吸附能力、并增加了水汽凝结量,对区域表层土壤的水分运动过程产生了重要影响。     

贵州喀斯特石漠化地区苔藓结皮对土壤酶活性及碳氮磷含量的影响

【目的】探索在喀斯特石漠化退化生态系统下苔藓结皮及覆被土壤的养分的变化特征，以期为喀斯特石漠化生态环境修复提供新的理论参考。【方法】以我国贵州典型喀斯特石漠化生态系统-花江石漠化综合治理示范区的苔藓结皮覆被土壤、移除结皮（一年后）以及裸土为研究对象，采用双因素分析方法探讨不同石漠化（无、轻、中、重度）生境下有无结皮覆被及不同土层深度（结皮层、0～5 cm、5～10 cm）对土壤酶活性、土壤碳氮磷含量及计量特征的影响。【结果】(1)苔藓结皮层土壤脲酶和β-葡萄糖苷酶活性均随着石漠化的等级的升高而升高，而蔗糖酶和碱性磷酸酶则无显著变化；无石漠化区的土壤有机碳含量和碳/氮、碳/磷、氮/磷比值显著高于轻、中、重度石漠化区。(2)土壤碳氮磷含量及计量特征、酶活性在结皮层与结皮下土层间存在显著差异，结皮层显著高于结皮下0～5 cm和5～10 cm土壤。(3)与苔藓结皮相比，除脲酶活性外，移除结皮一年后的土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶活性、碳氮磷含量及计量特征均有所减少，而与裸土相比则无明显变化。【结论】苔藓结皮的存在提高了其覆被土壤的酶活性及碳氮磷含量，突出了苔藓结皮在退化喀斯特石漠化生境...     

黄河三角洲柽柳周边土壤钠吸附比分布特征及影响因素分析

  目的  黄河三角洲是极具特色的滨海盐生湿地,为探究该区域关键木本植物柽柳周围土壤钠吸附的特征及其影响因素。  方法  运用同心圆布点采样和相关分析等方法,对黄河三角洲柽柳周边土壤盐分离子、钠吸附比的空间分布及离子相互关系进行了分析。  结果  Cl?和Na+是柽柳周边土壤盐分构成的主要离子。Na+、Cl?和Mg2+在距离柽柳较近的表层土壤中含量较少,其含量随土壤深度增加而上升,呈现底聚现象,在距离柽柳较远的土壤中呈现表聚现象。Ca2+、SO₄2?和K+的表聚现象不受距离柽柳远近的影响。相关分析表明,柽柳周边土壤钠吸附比与Cl?、Na+、K+和Mg2+离子关系密切,与Na+的相关性最强。在0 ~ 40 cm土层中,距离柽柳100 cm以内的钠吸附比远低于150 cm以外区域。钠吸附比的变异系数随土层加深而减小,深层土壤钠吸附比与盐离子的相关性均不显著。  结论  柽柳对钠吸附比的影响在100 cm以内的0 ~ 40 cm土层中更为显著。土壤盐分与钠吸附比的空间分布受柽柳冠幅范围、植物根系吸收、凋落物堆积和降水淋溶等作用的影响。     

添加生物炭对灌淤土土壤养分含量和氮素淋失的影响

灌淤土是宁夏引黄灌区的主要土种,当地大引大排的灌溉方式不仅造成土壤养分淋失,而且会引起水体污染。本文采用室内土柱模拟降雨淋滤方式,设置1500g灌淤土分别添加1%、2%、5%、10%生物炭4个处理,观测淋滤后土柱中的养分状况和淋溶液中氮素含量,以不加生物炭为对照,研究添加生物炭对土壤养分含量和氮素淋失的影响。结果表明:(1)添加生物炭后土壤pH、全盐以及全磷含量未发生变化,土壤中全氮、速效磷和速效钾含量随着生物炭添加量的增大而显著增加;(2)添加生物炭处理与对照相比均极显著降低了土壤淋溶液的硝态氮含量和淋溶损失量(P0.01),以2%生物炭添加处理效果最好,比对照减少了49%的淋溶损失。(3)铵态氮的淋失峰值随生物炭添加量的增大而延后,但仅添加生物炭10%的处理显著减少铵态氮的淋溶损失量(P0.05),比对照减少了18%,其它处理则显著增加了铵态氮的淋溶损失量(P0.05),这一效果是否与生物炭种类有关,还需进一步探讨。     

秸秆还田对再生稻田土壤有机碳组分的影响

  【目的】  在再生稻系统下,探讨秸秆还田对再生稻田土壤有机质组分及其养分含量的影响。  【方法】  试验设置秸秆不还田(CK)、水稻秸秆半量还田(SH)、水稻秸秆全量还田(SW)和水稻秸秆全量还田配施腐熟剂(SWF)共4个处理,分析各处理土壤有机碳及其组分和土壤速效养分含量。  【结果】  与秸秆不还田相比,秸秆还田能提高土壤有机碳及其组分含量。与CK处理相比,在头季和再生季水稻收获期,秸秆还田处理(SH、SW、SWF)土壤中水溶性有机碳含量分别增加了19.62%～22.63%、20.99%～41.48%;土壤中颗粒有机碳含量分别增加了8.47%～20.62%、24.71%～30.90%;三个施秸秆的处理间土壤总有机碳、胡敏酸和富里酸含量无明显差异。秸秆还田可以改变水溶性有机质结构,使其结构趋于简单。秸秆还田下土壤碱解氮、有效磷、速效钾和铵态氮含量均呈增加趋势;在头季水稻收获期,SWF处理的碱解氮、有效磷和速效钾含量显著高于CK处理。在再生季水稻收获期,与头季稻收获期相比,CK处理土壤速效养分含量呈下降趋势,而秸秆还田下各处理速效养分含量均呈增高趋势。  【结论】  秸秆还田可以提高再生稻田土壤有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳以及腐殖酸组分的含量,促进水溶性有机质结构的变化,从而有效改善土壤养分的供给能力。     

不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失

【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤p H显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤p H的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。     

黄土高原藓结皮覆盖土壤的穿透阻力特征及其影响因素

生物结皮的发育显著地影响并改变了表层土壤的理化性状,从而影响土壤穿透阻力.为探明生物结皮层对土壤穿透阻力的影响,针对黄土高原风沙土和黄绵土两种典型土壤,利用高精度土壤贯入仪测定并比较了不同含水量下藓结皮土壤和无结皮土壤的穿透阻力差异,定量分析了藓结皮层对土壤穿透阻力的影响及其与土壤性质(含水量、容重和有机质含量以及颗粒...     

黄土丘陵区不同降水量带生物结皮对土壤氮素的影响

黄土丘陵区生物结皮广泛发育,可通过固氮作用影响土壤氮素水平,但该区生物结皮对土壤氮素水平的影响鲜见报道.本文通过野外调查结合采样分析,研究了黄土丘陵区不同降水量带生物结皮组成、覆盖度差异及其对土壤氮素水平的影响.结果表明,1)黄土丘陵区不同降水量带生物结皮覆盖度无显著差异,但组成有差别;2)不同降水量带土壤氮素含量剖面分布具有明显的分层特征,生物结皮显著增加了结皮层土壤氮素含量,对下层土壤影响较小,结皮层下0-2 cm、2-5 cm、5-10 cm土层中氮素含量差异不显著;3)生物结皮层土壤全氮、碱解氮及微生物氮在不同降水量带差异不显著,而0-2 cm、2-5 cm、5-10 cm土壤全氮、碱解氮及土壤微生物氮含量在200～300 mm降水量带小于300～600 mm降水量带.研究结果揭示了黄土丘陵区生物结皮对土壤氮素的贡献,而不同降水量带生物结皮对土壤氮素的贡献差异不显著的原因有待于进一步研究.     

生物措施显著提高农牧交错区盐渍土的暗管排盐效果

  【目的】  研究工程与生物改良措施对内蒙古河套灌区下游农牧交错区盐渍土理化性质的协同改善效果,以提高盐渍土的改良效益。  【方法】  田间试验于2020和2021年展开,试验地暗管埋深0.8 m,间距20 m。生物措施处理为种植甜高粱、苏丹草和苜蓿3种耐盐牧草,以无植物裸地为对照(CK)。植物收获后,测定了植物地上部和地下部生物量,分析了0—20、20—40、40—60 cm土层土壤容重、全盐量、各盐分离子含量,并明晰了土壤盐离子运移特征及植物脱盐效果。  【结果】  与2020年播前相比,结合暗管排水,苜蓿、甜高粱、苏丹草处理收获后0—20 cm土层容重较试验前分别降低了16.77%、13.57%、14.73%,土壤容重降幅从表层到深层依次减小,3个土层的平均降幅是CK的6.37～7.88倍;苜蓿、苏丹草、甜高粱和CK处理0—20 cm土层脱盐率分别为61.42%、56.69%、39.96%和23.43%,3个工程–生物双重措施处理较暗管单一措施对照的脱盐率高16.53%～37.99%,20—40、40—60 cm土层的脱盐率依次降低。土壤主导盐分离子SO₄2?、Na++K+、Cl?脱盐率较高,平均为41.91%～57.47%、33.4%～55.39%、31.05%～53.49%,同一处理各主导盐分离子的脱盐率较为接近。苜蓿地上部分Na+、Ca2+、Mg2+、SO₄2?、Cl?含量显著高于甜高粱和苏丹草。2021年苜蓿、甜高粱、苏丹草处理分别较2020年增产51.81%、28.51%、24.35%。2年刈割苜蓿、甜高粱、苏丹草携出的盐分量分别为30.00、66.92、68.05 g/m2,分别占土壤总脱盐量的1.59%、5.13%、3.32%。  【结论】  植物措施可显著提升工程措施降低土壤容重和全盐量的效果,尤其在0—20 cm土层。植物通过刈割带走的盐分含量相较淋洗盐分含量微不足道,植物通过根系改善了土壤结构从而促进盐分淋洗出耕层,因此主要根据植物促进土壤盐分淋洗作用的强弱来筛选适宜的耐盐植物。种植苜蓿降低土壤容重和全盐量的效果最优,因此在河套灌区下游农牧交错区,采用暗管排水配合种植苜蓿是改良盐渍土的有效措施。     

黔西南土壤养分与烤烟糖含量的关系

  【目的】  黔西南烤烟还原糖(RS)和总糖(TS)含量过高是影响其品质的两个重要原因。我们研究了该地区土壤养分对烟叶总糖和还原糖的贡献,为通过施肥提高黔西南烟区的烤烟质量提供理论依据。  【方法】  选取黔西南州晴隆、普安、兴仁、兴义、贞丰和安龙6个县(市)烟草种植集中连片区,确定典型烟田,采集土壤样品和对应的烤后烟叶样品,测定土壤大、中、微量养分含量以及烟叶总糖和还原糖含量,并对两者之间的关系进行相关分析、逐步回归分析和通径分析。  【结果】  黔西南州烟叶的总糖和还原糖含量总体偏高;植烟区土壤酸碱性处于中性至弱碱性,土壤有机质、碱解氮、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效锰含量丰富,速效钾、有效磷、有效铜、有效锌、有效硼和有效钼含量适宜,但存在空间分布不均问题。烟叶总糖和还原糖与土壤养分显著相关,其中,烟叶总糖与土壤速效钾(AK)、有效锌(Zn)和有效硼(B)呈极显著负相关,与土壤有效钼(Mo)呈极显著正相关;烟叶还原糖与土壤速效钾(AK)呈极显著负相关,与土壤有效锌(Zn)和有效硼(B)呈显著负相关,与有效铜(Cu)呈极显著正相关,与有效锰(Mn)呈显著正相关。烟叶总糖和还原糖与土壤养分的回归方程分别为TS=31.69?1.78Zn+17.05Mo+1.09Cu+0.003Mg?0.01AK和RS=25.12?0.01AK+1.39Cu+6.91Mo。土壤速效钾、有效铜、有效锌、有效钼和交换性镁为影响烟叶总糖含量的重要指标,土壤速效钾、有效铜和有效钼是影响烟叶还原糖含量的重要指标。通径分析表明,土壤养分含量对烟叶糖含量既有正面(促进)也有负面(制约)作用。  【结论】  对黔西南州烟叶糖含量贡献较大的土壤养分是速效钾、有效镁、有效铜、有效锌和有效钼。在速效钾和有效锌相对丰富的情况下,土壤速效钾含量和有效锌含量会抑制烤后烟叶总糖、还原糖含量的积累,而有效镁、有效铜和有效钼会增加烤后烟叶的总糖和还原糖含量。     

Potential mechanisms of soil nitrogen content heterogeneity associated with biocrust development in drylands

Biological soil crusts (biocrusts) are complex communities of micro- and macro-organisms dwelling at the soil surface in dryland regions worldwide, which contribute to important ecological functions in these areas. Biocrusts may reach different developmental stages, associated to autogenic succession of specific phototrophic organisms. However, notwithstanding the large amount of existing literature, little is known regarding the relationship between biocrust stages of development and soil nutrient dynamics. In this opinion paper, we specifically focused on soil nitrogen, and compared the total nitrogen content and potential nitrogenase activity of different developmental types of biocrust (-covered) soils. Based on published reports, we looked at a possible relationship between nitrogen content at the soil surface and biocrust development, discussing the potential mechanisms leading to the observed soil nitrogen content heterogeneity. The results showed that a higher nitrogen content remained associated to the presence of moss-dominated biocrusts, and this biocrust morphotype was characterized by a lower potential nitrogenase activity compared to the cyanobacteria- and/or lichen-dominated biocrusts. We hypothesized that these seemingly contradictory findings might be attributed to three potential mechanisms: nitrogen inheritance, nutrient retention and nutrient transfer, which we hereby examined one by one. Altogether, our opinion supports the theory of biocrust succession from incipient cyanobacteria-dominated stages to more ‘mature’ stages dominated by mosses. We stress how the heterogeneous distribution of soil nitrogen, which is closely related with biocrust development and community types, eventually affects regional and even global nitrogen dynamic and storage.     

乙二胺四乙酸和柠檬酸活化石灰性土壤磷素的潜力评估

  【目的】  长期施磷形成的高磷残留土壤,面临土壤酸化、钙镁离子淋失等问题。本研究采用肥料中常见的螯合剂乙二胺四乙酸 (EDTA) 和柠檬酸,研究其对不同磷含量的石灰性土壤中磷素的活化作用,以期为磷肥减施和土壤残留磷高效利用提供有效途径。  【方法】  供试低磷、高磷和白云石改良土壤取自北京市房山区的石灰性土壤,3种供试土壤的全磷含量依次为0.95、1.90和1.91 g/kg,有效磷含量依次为7.39、160和152 mg/kg。采用室内往复振荡浸提方法,两种浸提剂为EDTA和柠檬酸,低磷土壤浸提剂浓度为0.05 g/L,浸提时间为12 h,高磷土壤和改良土壤浸提剂浓度均为0.5 g/L,浸提时间分别为12 h和1 h。每个土壤样品采用相同方法连续浸提10次,同时以去离子水浸提作为对照。测定了浸提液中磷、钙、镁、铁、铝含量,计算各元素的单次浸提量和累积浸提量。全部浸提后,用蒋顾磷分组法测定了土壤中不同组分磷的含量。  【结果】  EDTA和柠檬酸在低磷土壤中单次磷素浸提量均较低,且累积浸提量之间差异不显著,连续浸提10次后磷素的累积浸提量不及土壤全磷的3%;而在高磷土壤和施入白云石的改良土壤中,柠檬酸和EDTA的单次磷素浸提量为低磷土壤的7～64倍,磷素累积浸提量超过土壤总磷的20%,且柠檬酸处理高于EDTA处理。在低磷土壤中,磷素的累积浸提量仅与铁和铝离子的累积浸提量显著相关,在高磷土壤中,磷素的累积浸提量与钙、镁、铁和铝离子的累积浸提量均显著正相关,且相关系数均在0.78以上,而在白云石改良土壤中,磷素的累积浸提量与铝离子的累积浸提量之间无显著相关关系。进一步分析浸提前后土壤磷素组分变化可知,在低磷土壤中,去离子水、EDTA和柠檬酸经10次浸提后土壤Ca₂-P显著增加;在高磷土壤中,EDTA和柠檬酸处理浸提的土壤Ca₂-P、Ca₈-P较去离子水处理显著降低了16.1%、14.9%和37.1%、5.4%。此外,柠檬酸处理还降低了31.4%的土壤Al-P,EDTA和柠檬酸在改良土壤上对于各组分磷的浸提量与在高磷土壤上相似。  【结论】  在连续浸提的条件下,EDTA 和柠檬酸在低磷土壤上无明显活化磷素的效果,而在高磷土壤上和施入白云石的改良土壤上则可持续浸提出大于总磷量20%的磷素。高磷土壤和改良后土壤中被浸提磷素主要来自Ca₂-P和Ca₈-P,少部分来自Al-P和Fe-P。     

设施蔬菜大棚土壤氮磷钾养分富积降低土壤钙素的有效性

【目的】 随着种植年限的增加,设施农业缺钙性生理病害发生率迅速上升。设施土壤中氮磷钾元素的富积与土壤中钙素的形态及有效性有密切关系,进而影响植物对钙素的吸收。因此,本研究调查比较了不同种植年限设施菜地土壤钙素有效性的变化,及与N、P、K含量的关系,为提高土壤钙素有效性和减少缺钙性生理病害提供理论依据。 【方法】 在辽宁省海城市选取了38个设施蔬菜大棚,种植年限在3～30年不等,土壤均为棕壤,按照每三年为一个时间段,将大棚分为9组。采集了棚内0—20 cm的耕层土壤样品,同时采集棚外露地0—20 cm土壤样品作为对照。分析了有机质、氮、磷、钾养分含量,分别测定了土壤水溶性钙、交换性钙、酸溶性钙、非酸溶性钙含量,利用回归方法计算了氮磷钾含量与四种形态钙含量之间的关系。 【结果】 随着种植年限延长,设施土壤有机质、氮、磷、钾、总钙、酸溶性钙和非酸溶性钙含量逐年增加,水溶性钙和交换性钙分别在种植达到9～11年和12～14年时达到最大值104.1和611.9 mg/kg,之后呈下降趋势。总钙增加量的94.3%～96.4%属无效态的非酸溶性钙。土壤中氮、钾含量的提高促进了交换性钙的解吸,铵态氮和速效钾含量与交换性钙呈显著负相关 (r = –0.5451,P <0.01; r = –0.4809,P <0.01, n = 38)。土壤中磷含量的提高促进了难溶性磷酸钙盐的形成,磷酸高钙盐与无效性的非酸溶性钙呈极显著正相关(r = 0.5884,P <0.01, n = 38)。种植30年的设施土壤有效态钙含量与有效氮、磷、钾的比例比露地土壤下降了近70%。 【结论】 随着设施蔬菜种植年限的增加,土壤中的氮、磷、钾养分含量不断增加。氮和钾含量的增加促进了交换性钙的解吸,磷的增加促进了水溶态和交换态钙向无效的非酸溶性钙的转化。因此,土壤中氮磷钾的富积加剧了蔬菜土壤有效性钙的缺乏。      

氯化钾对脐橙园土壤–树体氯积累及叶片营养和果实品质的影响

  【目的】  探讨施用氯化钾对脐橙叶片营养、果实产量及品质的影响,分析土壤和植株中氯元素含量与积累状况。  【方法】  以9年生纽荷尔脐橙为试材,于2018—2019年连续进行了两年田间试验。脐橙果园土壤一个为酸性、一个为碱性。氯化钾年施用量处理为250 g/株 (T1)、500 g/株 (T2)、1000 g/株 (T3),以硫酸钾556 g/株为对照 (CK)。在果实成熟期,测定了春梢和秋梢叶片中的N、P、K、Ca、Mg、Cl元素和相对叶绿素含量,测产并取样测定了果实品质及Cl–含量,在施肥后测定了0—20和20—40 cm土壤中的Cl–含量。  【结果】  1) 施用不同量氯化钾后果皮、果肉中氯元素含量没有显著变化,土壤和叶片中氯元素含量显著增加。T1处理在酸性土中氯元素含量较碱性土中多,与CK相比,T1处理酸性土中氯元素含量平均增加50.20%,而碱性土增加28.02%;T2处理氯元素含量在酸性土与碱性土中相差不大;T3处理氯元素含量在碱性土中大于酸性土中,与CK相比,酸性土增加79.70%,碱性土增加99.36%。2)T1处理下,在酸性土上脐橙春、秋梢叶片氯元素含量较CK分别增加了21.9%和8.0%,在碱性土上分别增加25.5%和12.7%;T2处理下,在酸性土上分别增加51.9%和45.0%,碱性土上分别增加33.3%和19.3%;T3处理下,在碱性土上分别增加109.7%和98.7%,而在酸性土上分别增加63.8%和58.0%。施用氯化钾后叶片中相对叶绿素、氮和钙元素含量没有显著变化,钾和部分磷元素含量随氯化钾施用量的增多呈增加趋势,镁元素含量略有下降。3) 施用氯化钾对果实产量、单果重、亮度、黄色度、可溶性固形物和可滴定酸含量均没有显著影响,部分果实红色度在施用氯化钾代替硫酸钾后显著提高,维生素C含量随氯化钾浓度的增高有增加趋势。  【结论】  短期施用氯化钾对果实中氯元素含量无显著影响,土壤和叶片中氯元素含量则显著增加,但均处在安全阈值以内。短期施用氯化钾对柑橘果实产量及品质无显著不良影响,叶片营养受影响较小,因此,酸、碱性土壤脐橙园短期内施用适量的氯化钾代替硫酸钾是可行的。     

有机物料配合深耕混合还田快速提升砂质棕壤农业生产力的效果和机理

  【目的】  提高土壤肥力是增加作物产量的有效方式,我们尝试了不同耕作和有机肥还田方式对砂粒含量较高且贫瘠的土壤的培肥效果。  【方法】  田间试验于2018年开始,在辽宁南部砂质棕壤进行,供试作物为玉米。以常规浅翻15 cm (T15)为对照,设置了秸秆浅混还田(0—15 cm,T15+S)、深翻35 cm (T35)、秸秆深混还田(0—35 cm,T35+S)、有机肥深混还田(0—35 cm,T35+M)、秸秆有机肥深混还田(0—35 cm,T35+S+M)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NT+S)和免耕秸秆条覆盖(HT+HS)处理,共9个处理 。2020年玉米收获后,测产,同时取0—15 cm和15—30 cm土层样品,测定土壤pH、有机质和养分含量以及有机碳储量。  【结果】  试验进行3年后,在0—15 cm土层,T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量增幅较T15分别增加了19.2%和20.4%,而NT和T35处理则显著降低;在15—35 cm土层,T35、T35+S、T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量较T15分别增加了12.5%、24.5%、29.9%和35.7%。深翻和有机物料还田(T35+S、T35+M和T35+S+M)显著增加了玉米产量,与T15处理相比,3年T35+S、T35+M和T35+S+M处理玉米产量平均增加了10%、12.3%和16.4%,而浅翻处理(T15+S、NT、NT+S和HT+HS)不同程度地降低了玉米产量。T15+S、HT+HS和NT+S处理间有机质转化率无显著差异,但与T35+S处理相比平均降低了57.9%,与T35+M处理相比平均降低了78.4%。0—15 cm土壤有机质和pH对玉米产量影响显著,而在15—35 cm土层,除pH外,有机质和养分含量以及有机碳储量均对玉米产量有显著影响。  【结论】  腐熟猪粪、猪粪和玉米秸秆配合深翻混合还田可以快速提升0—35 cm土层中的土壤有机碳储量,提高有机质的转化率,是较为理想的棕壤快速培肥途径。通过提高深层土壤有机质和养分含量,提高了辽宁南部棕壤的农业生产能力。