砂姜黑土长期定位施肥对小麦生长及土壤养分含量的影响

砂姜黑土10年定位试验结果表明:施肥是砂姜黑土小麦增产的关键,N肥增产贡献率为69.4%,P肥增产贡献率为23.3%,K肥为7.3%。P、K肥的肥效随时间的推移逐渐提高。凡施肥处理土壤有机质含量都有所提高,施P处理土壤速效P含量提高幅度较大,每年每公顷施135kg K2O尚不能满足一年两季作物的高产需求,应适当提高K肥用量。     

长期施肥对砂姜黑土无机磷形态的影响

采用顾益初、蒋柏藩的无机磷分级方法,研究了长期施肥下砂姜黑土无机磷组分含量变化、生物有效性及其与土壤有效磷的关系。结果表明,长期耗竭状况下Ca2-P和Ca8-P的植物营养效率最高,其次为Al-P和Fe-P,O-P和Ca10-P也表现出了一定的有效性;Fe-P和Al-P对植物的营养贡献率最高,虽然Ca2-P和Ca8-P活性最高,但由于含量低,对磷素养分的贡献率较低,土壤磷素极度耗竭下,Ca2-P的植物营养贡献率甚至低于Ca10-P和O-P。砂姜黑土对磷的固定严重,土壤中积累的磷主要向Al-P、Fe-P和有效性更低的Ca10-P和O-P转化,Ca2-P、Ca8-P的增量较少。相关分析和通径分析表明,无机磷组分对有效磷的贡献为:Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P＞Fe-P＞O-P＞Ca10-P;建立了Olsen-P与无机磷组分间的回归方程:Y = 3.8751 +0.4674X1 +0.4470X2+ 0.3769X3-0.1166X4-0.07838 X 5 (Y代表有效磷含量,X1、、X2、X3 、X4 、X5分别代表Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P和Ca10-P含量;P＜0.01,R2=0.9989)。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

长期施肥对砂姜黑土有机磷组分及其有效性的影响

应用Bowman和Cole的有机磷(P)分组方法,研究23年田间定位试验下不同有机肥对土壤有机P组分及其有效性的影响.结果表明:与休闲、不施肥对照和长期单施化肥处理相比,无机肥与有机肥配施能显著增加土壤有机P的总量,不同有机肥对有机P的累积效应是牛粪>猪粪>麦秸.长期施肥主要是提高中活性有机P的含量,活性和中稳性有机P的增幅相当,高稳性有机P的含量几乎没有变化.相关分析表明活性有机P是土壤有效P的直接P源,中活性有机P是活性有机P的有效补充,而中稳性有机P和高稳性有机P的有效性较低.     

泗洪砂姜黑土的肥力演变与合理施肥

对江苏省泗洪县的砂姜黑土的有机质及养分含量等进行了分析。结果表明,近年来,泗洪砂姜黑土的有机质,氮、磷等养分含量比1982年有了较大的提高,粮食产量也随之增加,但今后必须重视施用有机肥料,合理施用氮、磷、钾肥及各种微肥等。     

砂姜黑土薄荷施肥技术研究

研究了砂姜黑土薄荷施肥技术，结果表明，在薄荷分枝期追施N138kg／hm^2时，基肥施N易使薄荷前期旺长，过早封行，通风透气差，会造成收获期薄荷大量落叶，进而影响薄荷油产量。K肥能显著提高薄荷产量，在低K用量时，氯化钾和硫酸钾增产效果相近，但在高钾用量时，则硫酸钾增产效果明显好于氯化钾，表明高用量的氯对薄荷油有不利的影响，从降低成本和提高产量两方面考虑，硫酸钾和氯化钾配合施用可获得较理想的效果。施用P肥对薄荷生长和产量提高效果不大，且P肥过高会影响薄荷的生长。     

砂姜黑土强筋小麦施肥技术研究

通过田间试验研究了施用不同肥料和不同施肥方法等对强筋小麦养分吸收和产量品质的影响。结果表明:在氮肥用量相同时,氮肥后移小麦产量和品质均好于全部基施(习惯施肥)处理;高氮和硫酸铵处理能提高强筋小麦的品质。磷酸二铵提高小麦产量效果好于过磷酸钙,而对子粒品质影响则过磷酸钙好于磷酸二铵;高量磷肥虽然不能进一步提高小麦产量,但能改善小麦的品质。增施有机肥和钾肥可促进小麦对N、P、K养分的吸收,显著提高小麦产量和品质,是砂姜黑土区优质高产强筋小麦重要施肥技术。锌肥能提高小麦产量和品质,含硫肥料有改善小麦品质的作用。试验表明,在砂姜黑土上,施用有机肥,稳定磷肥用量,加大氮、钾肥用量,配施锌肥和硫肥,分期施用氮肥(追肥量占总氮量比例在40%以上)有利于强筋小麦的优质高产。     

淮北砂姜黑土区小麦高产高效的施肥技术

通过年几年在淮北地区几种类型砂姜黑土上多点的间试验和土壤，植物分析，探讨了在土壤供磷水平有所变化的条件下小麦高产对氮，磷，钾肥的反应及其需肥规律，并针对土壤养分水特点提出了适当地节磷补钾的小麦高产高效的施肥方案。     

黑土长期施肥对土壤磷的影响

经过１５年长期施肥试验,结果表明,黑土在产量３．７－４．２ｔ／ｈｍ＾２条件下,平均每年施Ｐ２Ｏ５１００ｋｇ／ｈｍ＾２,就可以满足作物生长发育对磷的需要,并且磷在土壤中有积累。土壤全磷含量平均增加０．３１１％－４．６７％,有效磷平均增加３．９２－１４．２５ｍｇ／ｋｇ。     

不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响

为了研究不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响,本文以砂姜黑土长期(30年)定位施肥试验为研究对象,利用荧光实时定量PCR技术和酶活性测定方法,对不同施肥模式下的土壤养分变化,微生物群落丰度和土壤酶活性进行了系统分析。结果表明:相比长期不施肥和撂荒处理,施肥管理可有效提升5-10cm土壤有机质,碱解氮,速效钾,速效磷,总氮,总磷;此外,相比不施肥、撂荒、猪粪+化肥和牛粪+化肥处理,单施无机肥和无机肥配施秸秆还田可显著降低土壤pH值。土壤微生物的丰度与土壤有机质、养分含量和土壤酸度有着密切的关系。使用有机物料处理的土壤真核微生物丰度显著增加,土壤酸度的变化可显著影响土壤微生物的群落结构和降低氨氧化古菌数量。牛粪处理的多种土壤酶活性显著增强,其他施肥处理酸性磷酸酶活性与土壤有机质和土壤养分含量密切相关。因此,无机肥(化肥)和有机肥(猪粪或牛粪)的配合使用对于保持土壤微生物丰度和活跃的土壤酶活性十分重要。本试验研究了不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性,土壤酶活性变化规律及其和土壤速效养分的关系,探讨长期施肥管理模式对土壤酶活性的影响以及土壤酶活性作为土壤肥力质量指标的可能性,以期为评价长期不同施肥模式的土壤肥力水平高低提供有效的指标,从而为促进土壤良性循环提供科学依据和较好的施肥管理措施。     

长期不同施肥模式下砂姜黑土的固碳效应分析

以安徽淮北32 a的定位试验为平台,运用土壤等质量方法对土壤耕层的固碳效应进行了研究。结果表明,较不施肥和单施化肥,施用有机肥显著降低了表层土壤容重。长期施用有机肥和单施化肥均对提高土壤有机质和活性有机质含量有显著作用,但以高量有机肥和化肥配施的效果最明显。土壤碳库管理指数以有机肥和化肥配施的效果显著,而长期单施化肥降低了土壤碳库管理指数,表明化肥长期施用下土壤肥力下降。0~20 cm土层的有机碳储量有机肥化肥配施的最高,其次为单施有机肥、单施化肥,不施肥最低。有机肥有助于提高土壤质量,且有机肥和化学氮肥分别以高于N262.5 kg hm-2 a-1配施的效果最佳。     

基于主成分-聚类分析评价长期施肥对砂姜黑土肥力的影响

利用安徽濉溪杨柳定位试验(1981-)为平台,以土壤的5种酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)及7种基础化学性质(pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)作为评价指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系统聚类。结果表明,通过主成分分析方法可将原12个土壤生物化学性质指标降维、提取出2个主成分,反映了原信息量的88.22%,且无原变量丢失。其中第一主成分以酸性磷酸酶、中性磷酸酶、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾贡献最大;第二主成分则以脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、pH贡献最大。作为综合评价砂姜黑土肥力的生物指标,酸性和中性磷酸酶优于其他三种土壤酶。以两个主成分得分为新指标进行聚类得到长期不同施肥方式对砂姜黑土的培肥效果排序为MNPK,HMNPKMNPKCK,即有机肥与化肥配施是砂姜黑土的最佳培肥模式,单施有机肥次之,而长期单施化肥或者不施肥则会导致土壤肥力下降。     

长期施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响

研究施肥对砂姜黑土可溶性碳淋溶的影响,对有机肥的可持续利用有重要意义。该研究依托33 a的长期试验,分析常规施肥（MF）、化肥+低量小麦秸秆（MFL）、化肥+高量小麦秸秆（MFH）、化肥+猪粪（MFP）和化肥+牛粪（MFC）等施肥方式对土壤剖面（0～60 cm）理化性质、微生物性状、可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon,DOC）和可溶性无机碳（Dissolved Inorganic Carbon,DIC）含量与分布的影响,探寻可持续的有机肥利用方式。结果表明,长期增施有机肥后0～60 cm剖面各土层有机碳、微生物量碳、氮均有不同程度提升,而对土壤全氮、容重和pH值的影响主要发生在0～20 cm表层。与MF处理相比,增施有机肥后0～20和>20～40 cm土层DOC含量均有显著（P <0.05）提高,而对>40～60 cm土层无显著影响。相对而言,0～60 cm各土层DIC的含量均有显著提升。长期增施有机肥后0～60 cm各土层DOC的UV280吸收值和芳香性指数分别较MF处理均有显著提高,其中以MFC处理最为显著,0～20、>20～40和>40～60 cm土层DOC的芳香性指数分别提高71.2%、153.3%和38.1%,这说明长期增施有机肥后土壤剖面DOC结构发生明显改变,芳香化合物含量提高,化合物结构变得更加复杂。逐步线性回归模型表明,土壤剖面DOC和DIC分布主要受pH值和微生物量碳的共同影响,且pH值的影响强度大于微生物量碳,而土壤剖面DOC化学结构受微生物量碳的影响。总体而言,外源有机物料投入的类型和数量是影响土壤剖面可溶性碳分布的重要措施,长期增施农家肥的碳淋失风险高于秸秆还田。     

施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。     

Phosphorus speciation and colloidal phosphorus responses to short-term cessation of fertilization in a lime concretion black soil

Long-term excessive application of mineral fertilizer has led to soil acidification and phosphorus(P) accumulation, increasing the risk of P loss and environmental pollution, and cessation of fertilization is widely considered as a cost-effective management strategy to relieve this situation; however, how such cessation influences P speciation and concentrations in a bulk soil and colloidal fractions and whether decreasing P concentration might maintain soil fertility remain unclear. In this stu...     

不同施肥方式下砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发特征及排放系数

土壤类型对于农田氨挥发影响较大,而关于砂姜黑土农田氨挥发特征及排放系数研究相对较少,不利于区域性农田土壤氨排放清单的准确评估。基于此,选取豫南典型砂姜黑土为研究对象,设置不施肥（CK）、传统施肥（TR）、优化施肥（OPT）、再优化施肥（ZOPT）和缓控肥（HK）5种施肥处理,利用密闭海绵法,探究砂姜黑土农田不同施肥方式下冬小麦-夏玉米轮作土壤氨挥发特征,并尝试确定氨排放系数。结果表明：砂姜黑土传统施肥条件下冬小麦季土壤氨挥发量为11.1 kg·hm^-2,夏玉米季氨挥发量为13.4 kg·hm^-2,说明夏玉米季是砂姜黑土冬小麦-夏玉米轮作农田氨的高排放时期。对比不同处理的氨挥发量,发现ZOPT和HK处理冬小麦季和夏玉米季的氨挥发量显著低于其他处理（P<0.05）,其次为OPT处理,TR处理的氨挥发量最高。HK处理的氨排放系数最低,其中冬小麦季和夏玉米季分别为1.7%和1.5%,显著低于其他处理（P<0.05）;其次为ZOPT和OPT处理,其氨排放系数冬小麦季分别为2.1%和2.6%,夏玉米季分别为2.6%和3.6%;TR处理的氨排放系数最高,冬小麦季和夏玉米季分别为3.6%和4.7%。不同施肥处理氨挥发量与施肥量的拟合结果表明,随施肥量增加,冬小麦-夏玉米轮作农田氨挥发显示出较强的线性增长趋势,其中夏玉米季和冬小麦季的R²分别为0.934和0.931,说明该区域砂姜黑土传统施肥量的氨挥发未出现明显的激发性增长现象。本研究结果可为砂姜黑土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮肥利用率的提高和氮排放清单的估算提供依据。     

长期施肥黑土微生物区系及功能多样性的变化

Black soil （Mollisol） is one of the main soil types in northeastern China. Biolog and polymerase chain reactiondenaturing gradient gel electrophoresis （PCR-DGGE） methods were used to examine the influence of various fertilizer combinations on the structure and function of the bacterial community in a black soil collected from Harbin, Heilongjiang Province. Biolog results showed that substrate richness and catabolic diversity of the soil bacterial community were the greatest in the chemical fertilizer and chemical fertilizer＋manure treatments. The metabolic ability of the bacterial community in the manure treatment was similar to the control. DGGE fingerprinting indicated similarity in the distribution of most 16S rDNA bands among all treatments, suggesting that microorganisms with those bands were stable and not influenced by fertilization. However, chemical fertilizer increased the diversity of soil bacterial community. Principal com- ponent analysis of Biolog and DGGE data revealed that the structure and function of the bacterial community were similar in the control and manure treatments, suggesting that the application of manure increased the soil microbial population, but had no effect on the bacterial community structure. Catabolic function was similar in the chemical fertilizer and chemical fertilizer＋manure treatments, but the composition structure of the soil microbes differed between them. The use of chemical fertilizers could result in a decline in the catabolic activity of fast-growing or eutrophic bacteria.     

长期施肥对黑土农田土壤微生物群落的影响

基于中国科学院海伦农业生态试验站长期定位试验区,应用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术研究了无施肥(NF)、单施N、P化肥(NP)以及化肥配施有机猪粪肥(NPM)等3种长期施肥措施对黑土区玉米田土壤微生物群落密度和结构的影响.Real-time PCR方法定量NF、NP及NPM措施土壤细菌群落基因组DNA质量分别为381、1 351和1 773 ng g-1干土,真菌群落基因组DNA质量分别113.3、127.3和20.6 ng g-1干土,真菌与细菌的比率分别为0.31、0.09和0.01,NPM措施显著低于另两种施肥方式(p＜0.05).DGGE方法研究表明,NP和NPM措施不能改善土壤细菌和真菌群落的多样性、均匀性及优势菌优势程度;但主成分分析结果显示NP和NPM措施均可改变土壤细菌和真菌群落的构成,且真菌群落的变化更为显著;聚类分析结果显示NP和NPM措施下细菌群落结构较相近,其相似系数为0.89,真菌群落中NP措施与NF措施相近,相似系数为0.63,高于NP与NPM措施的相似系数0.51.上述结果表明有机猪粪肥的长期施用可以显著降低黑土农田土壤真菌与细菌的比率,且明显地改变土壤细菌和真菌群落的结构.