铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩及回弹特性的影响

铁矿尾砂作为工业废弃物已经应用于农业生产，可以改善土壤结构；农业机械作业造成的土壤压实、破坏土壤结构是影响作物产量的主要原因之一。论文旨在探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩—回弹特性的影响，将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜，按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀，采用快速固结试验方法，进行单轴压缩试验。结果表明，随铁矿尾砂施用量增加，在低应力时，土壤孔隙比减小量（?e）变大；在高应力时，土壤 ?e 变小。预固结压力值（Pc）和压缩指数（Cc）均随铁矿尾砂施用量增加而降低，Pc和Cc变化范围分别为72.91～119.30 kPa、0.445～0.720，二者均与有机质含量呈极显著正相关关系；与砂粒含量呈极显著负相关关系（P<0.01）。回弹指数（Cs）变化范围为0.0109～0.0169，与有机质及砂粒含量均无显著相关关系，有机物料是影响土壤回弹指数的主要因素。较对照相比，20%铁矿尾砂配施有机物料处理使压缩指数降低12.77%，预固结压力值和回弹指数分别提高6.93%和22.14%，降低压实风险。     

不同土壤水吸力与耕作方式对土壤压缩—回弹特性的影响

[目的]合理耕作方式是缓解土壤压实、提升土壤生产能力的有效措施,而土壤水分是影响土壤机械物理性能的重要因素,直接影响土壤耕作质量.通过研究不同土壤水吸力和耕作方式下土壤压缩曲线及模型拟合效果,分析土壤回弹—再压缩曲线变化及机械力学参数(预固结压力、压缩指数和回弹指数)差异,以期为农田土壤耕作和培肥提供科学依据.[方法]...     

有机质与黏粒含量对黑土压缩-回弹特性的影响

为探明有机质和黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响,以典型黑土区耕作土壤为研究对象,通过人工添加腐植酸、人工分离-提取-添加黏粒、恒温恒湿培养的方法各配制3个梯度的重塑土。采用室内固结的方法,通过压缩系数、压缩指数及回弹指数的测定与分析,研究了2种含水量条件下黑土压缩与回弹对有机质和黏粒含量变化的响应行为。结果表明:(1)压缩指数均随有机质含量的增加而增大,且在高含水量时二者呈极显著正相关,有机质含量最高时压缩指数为0.246 3,但有机质含量对回弹无显著影响。(2)无论含水量高低,压缩指数均与黏粒含量呈极显著正相关,而回弹指数随着黏粒含量的增加逐渐降低,且在低含水量时二者呈显著负相关。(3)含水量不同,有机质与黏粒对黑土压缩-回弹特性的影响亦不同;黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响更为显著。     

土壤压实及有机质对其影响的研究进展

压实导致土壤板结的发生、与土壤团聚体的形成和破坏直接相关,而土壤的孔隙状况和水、气、热等条件改变在影响作物生长的同时,也会带来水土流失、碳氮温室气体排放等环境问题。在当今农业现代化进程加快、机械化水平提高的背景下,压实所引发的土壤板结问题愈益引起人们关注。本文在对土壤压实过程及其压缩曲线、表征参数等进行介绍的基础上,对近年来土壤压实过程及其影响因素方面的研究进展进行梳理,从提高土壤肥力、防治土壤板结的角度重点阐述了有机质改良土壤压实性状的效果及其作用机制,并对这一研究领域今后的发展趋势做了展望;研究认为在减少农业机械作业对农田压实次数和压实强度的前提下,提高土壤有机质含量、实行合理耕作仍然是我国今后改良土壤机械物理性质、培肥土壤和防止土壤板结的主要途径。     

开垦对黑土表层土壤压缩—回弹行为的影响

为探讨开垦对典型黑土表层土壤压缩与回弹行为的影响,以未经开垦天然次生林和开垦年限为17 a、30 a、40 a耕地的表层(0~10 cm)土壤为研究对象,采用快速固结试验方法,研究了土壤压缩与回弹过程中土壤孔隙比(e)、压缩指数(C_c)、压缩系数(a)和回弹指数(C_s)的变化。结果表明:土壤孔隙比(e)、压缩指数(C_c)、压缩系数(a)和回弹指数(C_s)随着开垦年限的增加而降低,C_c、a、C_s变化范围分别为0.252~0.426、0.002 04~0.003 70 k Pa~(-1)、0.041~0.070;未经开垦天然次生林地土壤C_c、C_s显著高于耕地土壤(p0.05);C_c、a、C_s与容重均呈极显著负相关(p0.01),与有机质含量呈极显著正相关(p0.01)。土壤压缩性与回弹能力随着开垦年限的增加逐渐降低,容重、有机质含量对其影响最大。     

干旱区盐碱地滴灌土壤基质势对土壤盐分分布的影

该文通过田间试验研究覆膜滴灌条件下土壤基质势对土壤盐分分布的影响。试验设3个水平的土壤基质势处理： -5 kPa (S1),-15 kPa (S2) 和-25 kPa (S3),每个处理重复3次,按随机区组布置。试验结果表明：垄作覆膜滴灌条件下各盐分离子的迁移和分布特性不同。Na+ 和Cl- 易被灌溉水淋洗,主要分布在湿润体的边缘,在滴头附近含量最低,远离滴头含量逐渐增大,土壤基质势越高,淋洗效果越明显,离子含量和土壤总盐量呈线性相关。Mg2+、Ca2+、HCO3-含量受土壤基质势影响较小,在土壤剖面分布相对均匀,离子含量和土壤总盐量之间没有明显相关关系。盐渍化土壤中总盐分的淋洗主要受到作物播种时第一次大水量灌溉和苗期阶段较高土壤基质势控制的灌溉影响,作物生育中后期不同土壤基质势处理对土壤总盐分的淋洗影响较小。该研究结果对盐碱地水盐调控和灌溉制度的制定具有理论意义和应用价值。     

玉米秸秆添加对土壤碳氮周转相关酶活性动态的影响

玉米秸秆是旱地农田重要的可利用资源,归还的秸秆通过不断分解可维持或提高土壤有机碳的积累。了解玉米秸秆分解过程中土壤碳氮周转相关酶活性动态变化,阐明外源碳输入对土壤碳氮周转及有机质形成的影响具有重要意义。本研究采用室内恒温培养法(360天),研究添加量分别为0(CK)、5 mg g-1(T1)、10 mg g-1(T2)的玉米秸秆对土壤有机碳、总氮含量和微生物量的影响以及对土壤β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖酶(CB)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(PER)活性的动态影响。研究结果表明,秸秆分解及其对土壤酶和物质转化的调控分为特征各异的三个阶段。土壤中易分解组分的分解主要发生在培养前90天(第一阶段),此阶段内各处理土壤有机碳、总氮含量均显著降低,6种土壤酶活性均较低。随着培养时间的增加,土壤βG和CB活性无显著变化,而木质素酶活性缓慢升高,表明木质素与活性较高的组分分解可能存在共代谢作用。各处理中LAP活性在30天时升高而后降低,表明当氮需求量增加时,可通过蛋白质的分解提供可利用氮。在第二阶段(90～240天),6种土...     

微塑料输入与秸秆添加对潮土和黄棕壤氮淋溶的影响

为探究微塑料输入与秸秆添加对农田土壤氮淋溶的影响,以潮土和黄棕壤为研究对象,每种土壤各设置8个处理,包括对照（CK）、低量微塑料（PE1）、中量微塑料（PE2）、高量微塑料（PE3）、秸秆（S）、秸秆+低量微塑料（S+PE1）、秸秆+中量微塑料（S+PE2）、秸秆+高量微塑料（S+PE3）,研究了添加秸秆与不添加秸秆条件下,不同微塑料输入量对土壤氮淋溶的影响。结果表明,仅添加微塑料条件下,与对照（CK）相比,潮土PE1、PE2、PE3处理总氮（TN）淋溶量均无显著差异,黄棕壤仅PE1处理显著增加了TN淋溶量。在添加秸秆（S）处理中,与对照（CK）相比,潮土添加秸秆后显著降低了硝态氮（NO₃^--N）、铵态氮（NH₄⁺-N）、TN淋溶量,分别降低了31.15%、13.45%、15.26%,黄棕壤添加秸秆后显著增加了TN淋溶量,增加了22.56%。添加秸秆处理相较于不添加秸秆处理,潮土各浓度微塑料输入下NO₃^--N、NH₄⁺-N、TN的累计淋溶量呈降低趋势,而黄棕壤低量微塑料输入降低了TN淋溶量,高量微塑料输入增加了TN淋溶量。偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析表明,在潮土中添加秸秆主要通过影响淋溶液pH和NO₃^--N淋溶量影响氮素淋溶,微塑料添加量对氮淋溶无显著影响;在黄棕壤中添加秸秆主要通过影响淋溶液NO₃^--N、NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶,微塑料添加量主要通过影响淋溶液NH₄⁺-N淋溶量影响氮淋溶。研究结果可为农田土壤微塑料污染风险的管控及减少土壤氮素的淋失提供依据。     

氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及土壤微生物量的影响

采用人工氮添加研究了紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量对不同氮添加水平[CK;低氮LN,10 g/（m²·a）;中氮MN,20 g/（m²·a）;高氮HN,30 g/（m²·a）]的响应。结果表明:氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量的影响表现为正的增加效应,对根区土壤全氮含量无明显影响（P > 0.05）;土壤养分及微生物量随氮素的添加呈先增加后降低趋势,均表现为MN > HN > LN > CK,以中水平的氮添加对紫花苜蓿根区土壤微生物量增加效应最为明显;除了土壤全氮以外,不同水平的氮添加处理下土壤养分和微生物量均与CK达到差异显著水平（P < 0.05）;紫花苜蓿根区土壤微生物量对氮添加的敏感性高于土壤养分,其中土壤活性有机碳是不同水平氮添加处理后紫花苜蓿根区土壤养分变化的敏感指标。Pearson相关性分析表明,土壤微生物量和土壤养分与土壤含水量之间具有较强的正相关,二者与土壤pH有较强的负相关,表明了氮添加处理下紫花苜蓿根区土壤理化因子、养分和微生物量等地下生态系统各指标之间的统一性及相互作用和影响。     

减氮和秸秆还田对旱地土壤微生物和硝化潜势的影响

通过3年田间试验,研究减氮和秸秆还田对黄土高原南部旱地春玉米产量、硝态氮残留量及微生物学特性等指标的影响。研究共设置不施肥（CK）、传统施氮（N250）、传统施氮配合秸秆还田（N250+S）、减氮20%（N200）、减氮20%配合秸秆还田（N200+S）5个处理。结果表明：（1）连续3年减氮20%和秸秆还田可以提高玉米产量,阻控土壤硝态氮淋溶,N200较N250处理玉米增产5.9%,N200+S较N200处理玉米增产7.4%,N250+S较N250处理玉米增产9.1%;0－300 cm土层,N200较N250处理硝态氮残留量减少51.3%,N200+S较N200处理硝态氮残留量减少18.0%,N250+S较N250处理硝态氮残留量减少41.2%。（2）减氮和秸秆还田是调控土壤硝化潜势的有效措施,N200较N250处理硝化潜势降低8.8%,N250+S较N250处理硝化潜势降低14.2%,N200+S较N200处理硝化潜势降低20.4%。（3）秸秆还田显著提高土壤微生物量碳氮（SMBC、SMBN）含量,N250+S较N250处理SMBC、SMBN分别显著增加17.5%和24.0%,N200+S较N200处理SMBC、SMBN分别显著增加18.4%和31.3%。（4）施氮和秸秆还田对氨氧化古菌（AOA）影响较小,但增加了氨氧化细菌（AOB）数量。（5）氨氧化细菌（AOB）丰度与硝态氮、铵态氮、土壤微生物量碳氮（SMBC、SMBN）和硝化潜势均呈极显著正相关,而氨氧化古菌（AOA）丰度和影响因子没有明显的相关性。研究结果可为黄土旱塬春玉米种植区氮肥管理和农业可持续发展提供科学依据。     

秸秆还田深度对黄棕壤养分及物理性质的影响

[目的]通过改变秸秆还田深度来探讨其对黄棕壤养分和物理性状的影响,探索最适秸秆还田深度,为提高秸秆利用率和改善土壤理化性质提供科学依据。[方法]以黄棕壤为研究对象,设置5个处理:无秸秆还田(CK)、表面覆盖(T_0)、10cm还田(T_(10))、20cm还田(T_(20))和30cm还田(T_(30)),分析了小麦收获后土壤0—40cm土层物理性质和土壤养分状况。[结果](1)秸秆还田能显著降低土壤容重,增加土壤总孔隙度、饱和含水量、田间持水量和有效水含量,使土壤有机质、有效磷和全氮含量分别增加6.56%~9.96%,2.81%~7.32%和1.67%~10.00%;(2)秸秆还田减少了土壤铵态氮和硝态氮含量,降幅为1.48%~15.04%和14.90%~53.42%,其中土壤硝态氮含量与秸秆还田深度呈显著负相关关系;(3)由主成分分析可知,各处理下的土壤综合得分次序为:T_(20)T_(30)T_(10)T_0CK,说明秸秆还田处理能改善土壤养分和物理状况,其中秸秆还田深度为20cm时效果最为显著。[结论]综合黄棕壤物理性状和养分含量,秸秆还田深度20cm处理最为适宜。     

不同深度秸秆还田对黄棕壤氮素和微生物生物量碳氮的影响

[目的]研究不同深度秸秆还田对土壤氮素和微生物生物量碳、氮含量变化的影响,为提高还田秸秆利用效率提供科学依据。[方法]采用田间小区试验的方法,共设5个不同处理:对照CK(不添加秸秆),T_0(表面覆盖),T_(10)(10 cm还田),T_(20)(20 cm还田),T_(30)(30 cm还田)处理。[结果]①与对照相比,秸秆还田处理中土壤有机质、全氮和硝态氮含量分别增加了3.98%～29.36%,2.72%～45.52%,10.48%～56.64%,铵态氮降低了7.75%～39.20%;②秸秆还田处理对土壤微生物生物量有显著影响,与对照相比,秸秆还田处理中土壤微生物生物量碳和氮分别增加了5.01%～35.78%和9.69%～52.56%;③运用主成分分析方法评估了秸秆还田各处理土壤质量状况,综合得分次序为:CKT_(30)T_0T_(20)T_(10),在10和20 cm深度秸秆还田对土壤氮素水平和微生物生物量碳和氮含量的提高具有较好的作用,且以10 cm秸秆还田处理效果最为明显。[结论]秸秆还田可以提高土壤氮素水平和微生物生物量碳和氮含量,改良土壤性状,在秸秆还田深度为10和20 cm效果较好,尤其10 cm秸秆还田对土壤中氮素和微生物生物量碳氮的影响最为显著。     

秸秆和生物质炭添加对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响

通过采集2014年设置于甘肃省定西市李家堡镇的不同碳源配施氮素田间定位试验土壤进行120天的室内培养试验,利用Stanford间歇淋洗培养法研究了无碳素和氮素添加(N0)、只施氮素(N100)、秸秆配施氮素(SN100)和生物质炭配施氮素(BN100)4种施肥方式对陇中黄土高原旱作农田土壤氮素矿化的影响.结果表明:秸秆...     

添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应

玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设不添加玉米秸秆对照(CK)和添加占干土重的1%、5%和9%的粉碎玉米秸秆处理进行室内培养,分析土壤CO_2释放动态及激发效应。试验结果表明,添加不同量玉米秸秆后,土壤CO_2释放速率和累积量呈现出抛物线型变化趋势。在培养前期,各处理土壤CO_2释放速率表现为9%5%1%CK,到培养的第8天左右,添加5%玉米秸秆的土壤CO_2释放速率超过了添加9%玉米秸秆的土壤,在培养后期,所有处理的土壤CO_2释放速率慢慢地趋于一致。从累积CO_2释放量来看,添加5%玉米秸秆的处理比9%玉米秸秆的处理土壤总CO_2释放量高,表明添加5%秸秆的处理对微生物群落和微生物活性的作用最大。在整个培养阶段,玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应均为负值,而加入的玉米秸秆并没有完全矿化,从而使土壤有机碳含量因添加玉米秸秆而升高。这些结果表明,添加玉米秸秆有利于提高黄棕壤土壤有机碳含量,在本试验的短期培养过程中以土壤干重9%的添加量增加最多。     

施用秸秆对土壤可溶性有机碳氮及矿质氮的影响

为了研究施用秸秆对土壤可溶性有机碳氮及矿质态氮含量的影响,设置CK（对照）,M₂,M₄,M₆共4个处理,处理中每100 g干土中加入秸秆量分别为0,2,4,6 g。在室温为25℃、土壤含水量为田间持水量的70%的条件下进行培养试验,分别在15,30,45,60,105,150 d时,采取各处理中的土壤样品,观测土壤可溶性有机碳氮及矿质氮的动态变化。结果表明:4个处理的土壤可溶性有机碳、氮具有相同的变化趋势,表现为随着培养时间的推移,先增加,再减小,然后经过一段时间的波动后趋于平稳。在培养的整个过程中,M₄与M₆处理的土壤可溶性有机碳、氮明显高于CK中的含量,表明了施用秸秆可以促进土壤可溶性有机碳氮的累积。在相同时间段内,各处理之间铵态氮含量无明显差异,与对照相比,加入秸秆后,土壤中硝态氮的含量明显下降。     

秸秆还田对土壤微团聚体特征的影响

采用尼龙网袋法进行秸秆还田的原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同深度下还田对土壤微团聚体组成及稳定性、微团聚体有机碳及腐殖酸组分的影响。试验设置秸秆还田量R0(0)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和0—15(S1),15—30(S2),30—45(S3)cm 3个不同还田深度交叉处理。结果表明:0.25~0.02mm的微团聚体为优势粒级,秸秆还田使各土层0.25~0.02,0.25mm的团聚体含量增加,而0.02~0.002,0.002mm的微团聚体含量减少,且各粒级含量的变化幅度均在S1层最大。不同秸秆量处理下不同土层,不同粒级的微团聚体的平均重量直径(MWD)较无秸秆还田均有所增加。同时,施用不同量秸秆能提高土壤各粒级微团聚体中有机碳及腐殖酸含量,且在同一土层中随粒级减小,有机碳及腐殖酸含量增加,而在不同土层内,有机碳及腐殖酸含量表现为S1S2S3。胡敏酸与富里酸比值对于不同土层,不同粒级的微团聚体则呈现不同的变化趋势。秸秆还田能促使土壤微团聚体向更大粒级的团聚体转化,有效增强土壤肥力的同时改善了土壤结构。     

秸秆及其生物炭对土壤碳库管理指数及有机碳矿化的影响

以河南省粮食主产区壤质潮土和砂土为研究对象,通过盆栽试验和室内恒温培养试验,研究了生物炭与不同腐殖化程度的传统有机物料(秸秆和腐熟鸡粪)单施及配施对壤质潮土和砂土有机碳储量、活性及碳库管理指数的影响,并进一步比较了小麦秸秆直接还田和制炭还田对土壤有机碳矿化的影响,以及生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用。结果表明:相同添加量下,生物炭对土壤有机碳含量的提升效果优于秸秆和腐熟鸡粪,在壤质潮土和砂土上分别较对照提升了63.15%和115.62%。另外,生物炭显著增加了土壤稳态碳含量和土壤碳库指数(CPI),但降低了土壤碳素有效率(SC)和碳库活度指数(AI),对土壤易氧化有机碳(POXC)和碳库管理指数(CMPI)无显著影响,添加秸秆显著增加了2种土壤POXC含量、基础呼吸和CPMI。进一步通过室内恒温培养试验发现,秸秆可在培养前期(0～37天)大幅度提升2种类型土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,秸秆制炭还田对土壤有机碳矿化无显著影响。此外生物炭对土壤原有有机碳矿化的调控作用受其施用量、外源活性有机碳输入和土壤类型的影响,高量生物炭(2%)对非秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较强的负激发效应,而低量生物炭(0.55%)对秸秆还田土壤有机碳矿化表现出较明显的负激发效应。因此,从固碳减排角度考虑,秸秆制炭还田是更合理的利用方式,且应根据土壤施肥管理措施和土壤类型考虑生物炭的施用量,添加质量比为2%的生物炭可显著抑制土壤原有有机碳矿化,降低CO_2排放,但应避开秸秆快速腐解期施用。     

秸秆覆盖对冬小麦农田土壤有机碳及其组分的影响

通过对黄土高原旱塬区冬小麦地4种覆盖方式下(无覆盖对照处理(CK)、全生育期9 000kg/hm~2秸秆覆盖(M1)、全生育期4 500kg/hm~2秸秆覆盖(M2)和夏闲期9 000kg/hm~2秸秆覆盖(SM))土壤的田间定位试验和室内分析,探讨不同秸秆覆方式对冬小麦地土壤有机碳及其组分含量以及各组分之间相关性的影响。结果表明:(1)较CK(无覆盖对照)处理,M1(全生育期9 000kg/hm~2)、M2(全生育期4 500kg/hm~2)和SM(夏闲期9 000kg/hm~2)处理,均显著增加0—10cm和10—20cm土层的土壤有机碳、微生物量碳、潜在矿化碳和颗粒有机碳含量(p0.05),而20—40cm土层差异不明显,其中M1(全生育期9 000kg/hm~2)处理效果最佳,SM(夏闲期9 000kg/hm~2)处理作用相对较弱。(2)不同覆盖方式影响土壤微生物量碳、潜在矿化碳和颗粒有机碳在总有机碳中的分配比例,土壤微生物量碳、潜在矿化碳和颗粒有机碳的相对含量变化范围分别为1.96%~3.31%,2.83%~3.78%,18.13%~37.25%。(3)各覆盖方式下土壤有机碳及其组分含量都随着土层的逐渐深入而下降,且土层越深,变化越趋于缓慢。(4)不同覆盖方式下的土壤有机碳及其组分含量两两之间均达到了极显著正相关关系(p0.01),颗粒有机碳、微生物量碳和潜在矿化碳与土壤有机碳的相关系数依次为:0.847,0.700,0.614,可见微生物量碳、潜在矿化碳、颗粒有机碳含量在一定程度上决定于土壤有机碳的贮存量。综上所述,秸秆覆盖对土壤有机碳及其组分含量具有增加效应,全生育期9 000kg/hm~2秸秆覆盖方式实际运用价值较高。颗粒有机碳和微生物量碳的动态变化更能反映土壤有机碳的早期变化,是土壤肥力变化更加敏感的指标。