减氮配施有机物质对麦田土壤性质和小麦产量的影响

探究氮肥减量配施有机物质的情况下对氮素利用状况及土壤肥力和小麦产量的影响,为我国华北平原区小麦生产中提高氮肥利用效率、实现节肥增效提供理论基础。通过田间试验,设置5个处理：不施氮肥(CK)、农民习惯施氮肥(FN)、减氮20%(80%FN)、减氮20%+生物有机肥(80%FN+OM)、减氮20%+生物炭(80%FN+BC),研究小麦生长关键期土壤容重、有机质、NO₃^-—N和土壤微生物多样性的变化,测定小麦产量并计算氮素利用效率。结果表明,土壤容重受施入有机物质影响显著,成熟期0—20,20—40 cm的80%FN+OM、80%FN+BC的土壤容重较80%FN分别下降3.83%～4.58%和2.96%～5.07%。成熟期0—40 cm的土壤有机质均以80%FN+OM最高,较其他施氮肥处理提高2.13%～18.81%。土壤NO₃^-—N受施氮肥影响显著,挑旗期80%FN+OM和80%FN+BC处理的0—40 cm土壤NO₃^-—N较高;灌浆期80%FN+BC处理的0...     

Effects of Coal- Derived Humic Substance on Some Soil Properties and Bread Wheat Yield

In the present study, gyttja and its humic–fulvic concentrate were applied to soil either alone or in combination with a chemical fertilizer in a 2-year replicated field experiment with continuous bread wheat cropping during two seasons between 2005 and 2007 in Cukurova, Adana, Turkey. The changes in soil organic matter (SOM) characteristics and available micronutrient status were monitored by soil samplings performed immediately after the harvest in the 2005 and 2006 cropping seasons. The results showed that single and combined applications of humic substances with different types and doses showed different inclinations on selected soil characteristics in consecutive cropping seasons. The levels of SOM, available phosphorus, and grain yield significantly increased under different humic treatments in the first year of the experiment. However, humic substances added to the soil did not affect selected soil parameters and macro- and micronutrient status in the second year of the experiment.     

侵蚀红壤肥力退化评价指标体系研究

对 6个不同土地利用方式条件下不同侵蚀程度的红壤退化试验小区土壤的物理、化学和生物学性质进行了测定 ,应用主成分分析法对 6个试验小区的红壤肥力退化进行排序和评价。通过对 16项土壤参评因子和 4项参评因子评价结果的比较 ,得出土壤有机质、水稳性团聚体、过氧化氢酶、微生物碳量 4项肥力因子已基本上反映了土壤肥力退化的综合状况 ,并建立了红壤肥力退化程度的评价指标方程 ,从而大大地简化了评价工作     

塔里木盆地南缘新垦农田土壤性状变化及其与小麦产量的关系

以塔里木盆地南缘不同年限新垦农田(10年、20年、30年、40年、50年)为研究对象,以未开垦的荒漠自然土壤为对照,测定0―40cm土层有机质、养分、盐碱等土壤性状,探讨了新垦农田土壤肥力和盐碱变化及其对小麦产量的影响。结果表明:随开垦年限延长,0―20,20―40cm土层有机质含量均呈线性增加,但后者变化幅度相对较小。在0―40cm土层,全氮、有效氮和速效钾含量随时间延长的变化均与有机质含量呈极显著正相关,开垦50年时分别增加88.8%,213.4%,37.5%;有效磷含量在开垦前30年呈线性增加而后又降低,开垦50年时比开垦前增加1201.2%。荒漠自然土壤(0年)是以Na+和Cl-为主的轻度盐渍化土壤,开垦为农田后总盐分含量显著下降,且不同年限间差异不明显,在0―40cm土层平均为0.8g/kg,离子累积转变为以Na+和HCO3-为主。土壤pH在开垦30年(pH为8.85)时比开垦前增加13.4%,之后又显著下降,pH变化与CO32-和K+累积呈显著正相关。新垦农田小麦产量平均为4.79 t/hm^2,与土壤有机质、养分、盐分含量和pH均不相关,但与Na+、Cl-含量均呈显著负相关。综上,随开垦时间延长绿洲农田土壤肥力和盐渍化程度已得到明显改善,但0―40cm土层Na+和Cl-含量却是影响新垦绿洲小麦产量的主要土壤因子。因此,培肥农田土壤,采取有效措施降低Na+和Cl-含量,并防止其再次升高是实现绿洲小麦稳产高产的关键。     

滇东喀斯特山原红壤退化过程中土壤剖面团聚体和有机质变异

[目的]揭示山原红壤的退化机理及效应,为滇东高原的石漠化效应研究及水土保持工作的开展提供科学依据。[方法]以滇东山原红壤典型发育地带为研究对象,对山原红壤退化过程中灌丛、草地、松林、红裸土剖面的团聚体特征和有机质分布规律进行研究分析。[结果]山原红壤退化过程中干筛法结果显示以大团聚体为主,并随着土层深度的增加而减少;湿筛法结果显示以微团聚体含量最高,灌丛、草地、松林在剖面上整体呈现出与干筛大团聚体一致的规律,红裸土呈现出:0—90cm层(B层)90—100cm层(C层)。土壤的稳定性和有机质含量在退化过程中基本呈现出:灌丛草地松林红裸土;随着土层深度的增加,灌丛、草地、松林土壤团聚体稳定性和物理性质逐渐劣化,有机质含量减少,红裸土则呈现出相反的规律;与A层、B层相比,较深层次的C层团聚体稳定性和有机质含量差异显著降低。[结论]有机质与平均重量直径、几何平均直径、2mm粒级水稳性团聚体含量呈极显著正相关,与分形维数呈极显著负相关,增加有机质的含量应该是恢复和改良红裸土结构的重要手段。     

短期放牧对高寒草甸表层土壤入渗和水分保持能力的影响

为深入揭示短期放牧对高寒草甸生态系统地表水文过程的影响机理,基于5个放牧强度(A:2.75只羊/hm~2;B:3.64只羊/hm~2;C:4.35只羊/hm~2;D:4.76只羊/hm~2;E:5.20只羊/hm~2)的3a控制放牧试验,对比研究了表层土壤(0—10cm)物理性状、入渗过程、土壤水分特征曲线及持水和供水能力对放牧强度的响应。结果表明:C处理的土壤初始含水量显著高于D、E处理,但各放牧强度的土壤容重和4个孔隙指标无显著变化;放牧改变了土壤入渗过程,随放牧强度增加,B与C处理入渗较好,D与E处理入渗较差;Gardner模型适用于放牧强度的土壤水分特征曲线拟合,相关系数均达极显著水平,且表征土壤持水性能的a值与低中吸力段含水量表明B与C处理的持水能力高于其它处理;100kPa吸力下比水容量显示,A、B和C处理较D与E处理提高了土壤供水能力。总之,合理放牧强度短期内有利于保存高寒草甸土壤含水量,增强土壤导水性和持水能力,保证土壤有效供水,降低高寒草甸生态系统的退化风险。     

生物质炭和秸秆施用对黄褐土生化性质及小麦产量的影响

以位于河南省方城县的黄褐土田间定位试验为平台,监测生物质炭和秸秆连续施用4 a后小麦拔节期和成熟期土壤性质变化及其与成熟期籽粒产量的关系,明确影响小麦产量的主要土壤生化因子。试验包含6个处理,即分别在不施用生物质炭(–B)和施用生物质炭(+B)条件下各设置3个处理:(1)对照(CK),(2)单施化肥(NPK),(3)秸秆还田配施化肥(NPK+S)。结果表明:生物质炭和秸秆施用对土壤生化性质和籽粒产量的影响基本上不存在交互作用。连续4a施用生物质炭后,小麦产量平均降低了17.4%。尽管NPK+S与NPK处理间平均产量没有显著差异,但它们比CK处理产量分别增加了33.8%和37.4%。采用偏最小二乘法路径模型(PLS–PM)分别分析了拔节期和成熟期的土壤速效养分、活性有机质和酶活性对产量的影响,发现小麦拔节期的土壤速效养分含量,特别是氮素的供应是直接影响产量的最为重要因子;而成熟期土壤生化性质对作物产量的影响比较小。因此,为防止黄褐土上施用生物质炭和秸秆后小麦产量降低,需要特别注意小麦拔节期土壤氮素的补充。     

新泰土门林场四种林地土壤蓄水性能及渗透速率的研究

研究了新泰市土门林场内麻栎、刺槐、侧柏和油松四种林地土壤的蓄水性能和渗透速率。结果表明：四种林地土壤的蓄水能力和渗透速率均明显高于荒坡地。四种林地0～20 cm土壤层的土壤含水量均高于20～40 cm层;四种林地0～20 cm和20～40 cm土壤层的蓄水能力从大到小的顺序均为刺槐林〉麻栎林〉侧柏林〉油松林。四种林地土壤的渗透系数从大到小依次为刺槐林〉麻栎林〉侧柏林〉油松林。     

Nationally Coordinated Evaluation of Soil Nitrogen Mineralization Rate using a Standardized Aerobic Incubation Protocol

Abstract

Aerobic incubation methods have been widely used to assess soil nitrogen (N) mineralization, but standardized protocols are lacking. A single silt loam soil (Catlin silt loam; fine‐silty, mixed, superactive, mesic, Oxyaquic Arguidoll) was subjected to aerobic incubation at six USDA‐ARS locations using a standardized protocol. Incubations were conducted at multiple temperatures, which were combined based on degree days (DD). Soil water was maintained at 60% water‐filled pore space (WFPS; constant) or allowed to fluctuate between 60 and 30% WFPS (cycle). Soil subsamples were removed periodically and extracted in 2 M potassium chloride (KCl); nitrate (NO₃) and ammonium (NH₄) concentrations in extracts were determined colorimetrically. For each location, the rate of soil organic‐matter N (SOMN) mineralization was estimated by regressing soil inorganic N (N_i) concentration on DD, using a linear (zero‐order) model. When all data were included, the mineralization rate from four datasets was not statistically different, with a rate equivalent to 0.5 mg N kg^?1 soil day^?1. Soil incubated at two locations exhibited significantly higher SOMN mineralization rates. To assess whether this may have been due to pre‐incubation conditions, time‐zero data were excluded and regression analysis was conducted again. Using this data subset, SOMN mineralization from five (of six) datasets was not significantly different. Fluctuating soil water reduced N‐mineralization rate at two (of four) locations by an average of 50%; fluctuating soil water content also substantially increased variability. This composite dataset demonstrates that standardization of aerobic incubation methodology is possible.     

榆林市绿地生态系统土壤水文调控过程及土壤微生物群落特征

为了探究榆林市绿地系统生态水文效应以及绿地土壤微生物群落特征,调查研究了榆林市东沙生态公园绿地土壤理化性质和养分状况,分析了土壤水文调节功能以及土壤微生物群落丰富度、多样性和均匀度,检测分析了绿地不同区域枯枝落物的持水能力和持水过程。结果显示:（1） 东沙生态公园不同区域土壤理化性质与营养状况差别较大,土壤容重变化范围为0.41~1.34 g/cm³,总孔隙度变化范围为42%~71%,有机质、全氮、全磷、全钾变化范围分别是9.93~17.69 g/kg,0.97~2.37 g/kg,2.31~6.67 g/kg,23.6~58.12 g/kg;（2） 东沙生态公园不同区域绿地土壤微生物群落特征不一致,停车场区和公园干扰区绿地人流量大,显著影响该区域土壤微生物的丰富度和多样性,公园等人员较少干扰绿地土壤中微生物丰富度和多样性较高;（3） 单一因素差异性分析和PCA分析表明东沙生态公园绿地土壤微生物群落结构与是否晴/雨天无关。（4） 东沙生态公园不同区域绿地枯枝落物储量具有显著差异性,停车场区和公园干扰区绿地表层枯枝落物厚度最大,公园附近绿地枯枝落物厚度最小,并且枯落物储量也具有相似的规律。综上所述,城市绿地生态水文的优良,土壤和表层枯落物尤为重要,为了防治城市内涝,需要加强城市绿地土壤环境的保护,以及减少人为对绿地的干扰。     

长期施肥对中国亚热带水稻土土壤稳定性和机械属性的影响

Wet stability, penetration resistance （PR）, and tensile strength （TS） of paddy soils under a fertilization experiment for 22 years were determined to elucidate the function of soil organic matter in paddy soil stabilization. The treatments included no fertilization （CK）, normal chemical fertilization （NPK）, double the NPK application rates （2NPK）, and NPK mixed with organic manure （NPK＋OM）. Compared with CK, Fertilization increased soil organic carbon （SOC） and soil porosity. The results of soil aggregate fragmentation degree （SAFD） showed that fast wetting by water was the key fragmentation mechanism. Among the treatments, the NPK＋OM treatment had the largest size of water-stable aggregates and greatest normal mean weight diameter （NMWD） （P ≤ 0.05）, but the lowest PR and TS in both cultivated horizon （Ap） and plow pan. The CK and 2NPK treatments were measured with PR 〉 2.0 MPa and friability index 〈 0.20, respectively, in the Ap horizon, suggesting that the soils was mechanically unfavourable to root growth and tillage. In the plow pan, the fertilization treatments had greater TS and PR than in CK. TS and PR of the tested soil aggregates were negatively correlated to SOC content and soil porosity. This study suggested that chemical fertilization could cause deterioration of mechanical properties while application of organic manure could improve soil stability and mechanical properties.     

化肥与有机肥结合对旱地覆膜春小麦产量形成和土壤碱解氮累积影响

针对黄土高原半干旱地区瘠薄的土壤、较低的氮肥固持率和传统的一次性基施化肥制度造成覆膜小麦生育期内土壤氮供需不平衡,引起早衰和水分生产潜力限制的问题.于2016—2017年,在陇中雨养农业地区进行大田试验,化学肥料氮磷钾肥按照传统施肥量相同基施的情况下,布置全膜覆土(PMS)、全膜覆土+高量有机肥(PMO)、裸地(CK)...     

两种利用类型煤矸山复垦重构土壤贮水特性研究

土壤贮水能力是复垦地植被恢复和生态重建的基础。因此开展煤矸山复垦重构土壤贮水能力研究对于指导煤矸山植被复垦具有重要意义。以长治王庄煤矸山复垦6 a的林地（SL）和草地（GL）为对象,分析了2种利用类型煤矸山复垦重构土壤1 m土层贮水状况。结果表明:（1）复垦林地（SL）和复垦草地（GL）土壤容重分别较普通林草地（CK）高12.7%和19.0%（p > 0.01）。两种复垦地土壤容重的剖面变化有别于普通农地,并且其差异主要体现在60 cm以上土层。（2）SL样地和GL样地土壤总孔隙度分别较CK样地低20.5%和30.9%,非毛管孔隙度分别较CK低80.0%和74.9%,而土壤毛管孔隙度分别较CK样地高14.1%和2.4%,因此,两种复垦地土壤饱和贮水量和非毛管贮水量明显低于普通农地,但毛管贮水量高于普通农地。（3）SL样地和GL样地1 m土层土壤平均含水量和总贮水量分别较CK样地高7.8%,12.3%和23.5%,34.9%,但两种复垦地与普通农地1 m土层含水量和贮水量的差异在60—100 cm最大。     

有机物料施用对旱地红壤作物产量和有机质活性组分的影响

为了探讨不同有机物料施用对作物产量和土壤有机质活性组分的影响,以达到农田增产和土壤培肥的目的,本研究依托2015年在江西省红壤研究所布置的田间施肥试验,设置不施肥(CK)、常量化肥(CF)、减量化肥(RF)、减量化肥配施秸秆(RFR)、减量化肥配施生物黑炭(RFB)、减量化肥配施猪粪(RFP)、减量化肥配施蚓粪(RFV)7种不同施肥处理,研究减量化肥40%条件下配施不同有机物料对作物产量及耕层土壤有机质活性组分的影响。结果表明:在红薯-油菜轮作制度下,减肥配施有机物料处理的作物产量较常量化肥处理都有不同程度的增加,其中RFP、RFV处理油菜籽产量显著高于CF处理(P0.05);减肥配施有机物料处理的土壤微生物生物量有机质(MBOM)、水溶性有机质(DOM)、颗粒性有机质(POM)、易氧化有机质(LOM)含量均高于CF处理,其中油菜季POM含量较红薯季有明显的提升;相关性分析表明,经过两季的施肥处理,SOM和有机质活性组分与作物产量均呈显著正相关关系(P0.05),MBOM、POM、LOM与SOM呈极显著正相关性(P0.01)。可见,不同有机物料替代部分化肥,可以一定程度提高作物产量,更重要的是可以促进土壤有机质活性组分的提高,对于土壤培肥至关重要。     

土壤有机质测定方法述评与展望

有机质是土壤的重要组成部分,是判定土壤质量动态变化的重要标准。为了便于了解当前土壤有机质测定方法的优点和局限性,利于今后有机质研究和测定工具的开发,本文对当前测定有机质的方法,包括干烧法、湿烧法、化学氧化法、灼烧法和土壤有机质光谱测定法进行了阐述,分析了各方法的优缺点以及研究中适宜选择的方法,并对当今农业的需求和测定方法的不足,提出了研究无损、原位测量有机质工具的构想,展望了土壤有机质快速测定方法的发展趋势,以此为精准农业的实施和农业的可持续发展,提供基本的信息及建议。     

有机肥的保水培肥效果及对冬小麦产量的影响

黄土高原连续3年的定位试验结果表明:旱地施用有机肥具有明显的培肥作用和蓄水保墒效果;平均每1hm²施有机肥112500kg,土壤有机质、全氮、速效氮、磷、钾含量试验后比试验前分别提高了36.4%、21.7%、49.7%、16.2%和44.2%,0～60cm土壤含水量比对照增加5.5mm;每1mm降水多生产小麦1.83kg,水分利用效率提高22%;小麦增产15.8%.施肥量与产量之间呈显着正相关。     

容重对不同有机质含量土壤水分入渗特性的影响

通过不同有机质含量的土壤入渗试验,分析有机质含量及容重对土壤水分入渗特性的影响.结果表明:容重对质地相同而有机质含量不同的土壤表现出不同的影响程度,对高有机质含量的土壤影响显著,有机质含量高的土壤在容重递增的过程中,土壤累积入渗量、湿润深度显著下降,稳定入渗率以乘幂形式迅速下降;有机质含量较低的土壤,容重增加对土壤入渗过程影响相对较小,容重增加时,其累积入渗量、入渗率、湿润深度也有不同程度的减小,但其减小的幅度范围较小,稳定入渗率呈平缓线性降低.采用Green-Ampt模型与Philip模型模拟不同容重及有机质含量的土壤饱和导水率结果与实测值吻合较好.     

沼液化肥配施对红壤旱地土壤养分和花生产量的影响

通过沼液化肥配施定位实验,研究等氮量条件下沼液替代化肥的不同比例(沼液全氮分别占总N 0%、15%、30%、45%、100%)对红壤旱地土壤养分库和花生产量的影响。结果表明,沼液施用2年后,花生平均产量显著增加,较无肥和单施化肥处理分别增产33.15%~48.29%和10.24%~22.77%,其中30%处理达到最高(3 332 kg hm~(~(-2))),较其他处理显著增产4.0%~48.3%。同时土壤有机质(OM)、活性有机质(LOM)及碳库管理指数(CMI)也发生了显著变化,30%处理较其他处理表现为显著增加。可见沼液化肥均衡配施在提高土壤有机质含量的同时显著改善了有机质质量。同时较不施肥和单施化肥处理,30%处理显著提高了土壤全氮、NH_4~+-N、NO_3~--N、NO_2~--N、有效磷和速效钾含量。对花生产量与土壤各养分指标进行Pearson相关分析,发现相关系数最高的是有效磷(0.956**),表明有效磷是当前红壤旱地花生持续高产的首要限制因子。作物产量与LOM显著正相关(0.826*),而与OM无显著相关性。同时,LOM与OM(0.920**)、全氮(0.894*)、全磷(0.867*)、有效磷(0.872*)和速效钾(0.821*)均呈极显著或显著正相关,而OM除与LOM达到显著相关外,仅与全氮(0.922**)和有效磷(0.862*)呈极显著或显著正相关。这表明LOM较OM更能客观反映土壤质量的变化,应成为土壤施肥的良好评价指标。本实验条件下,红壤旱地花生产区沼液化肥均衡配施(30%)既显著提高花生产量、减少化肥使用量,又可以提高土壤养分库,增加土壤有机质和活性有机质含量,应成为红壤旱地地区花生增产和地力培肥的有效途径。     

黄土高原草地灌丛化对潜在植被截留和土壤蓄水能力的影响

[目的]分析灌丛化后草地生态系统植被截留和土壤蓄水特征，为系统评价灌丛化后草地生态系统的水土保持能力提供参考。[方法]以黄土高原未灌丛化草地和灌丛化草地(包括禾草斑块、半灌木斑块、灌木斑块)为研究对象，系统研究了植被(包括冠层与枯落物)截留量与土壤饱和蓄水量的变化特征。[结果](1)灌丛化通过增加草地地上生物量使植被冠层截留量增加了0.3 mm,通过减少枯落物量使枯落物截留量减少了0.5 mm;(2)草地灌丛化过程中，只有灌木斑块显著增加了0—40 cm土壤饱和蓄水量。而且，灌木斑块与半灌木斑块土壤饱和蓄水能力显著不同，灌木斑块较半灌木斑块土壤饱和蓄水量增加12.8 mm,主要发生在0—20 cm土层。[结论]灌丛化没有降低草地生态系统土壤饱和蓄水能力，但若灌木继续扩张，可能会削弱草地生态系统植被截留能力。     

土壤微藻对土壤质量影响的研究

研究了土壤微藻对于土壤理化及生物学性质的影响 ,并作定量及定性分析。以土壤和水为两种不同基质 ,在基质中接种 5种土壤微藻藻液 (立方色球藻、土生绿球藻、舟形藻、沙角衣藻以及由 4种藻种形成的混合藻液 ) ,进行见光和黑暗培养 ,分别在 0 ,2 0 ,4 0 ,60 d时 ,测定环境 p H值、微生物量 (不包括藻类 )、有机质含量 ,作极差分析和图形比较。研究结果表明 ,环境 p H值变化、微生物量变化和有机质含量变化在不同藻种相同培养条件下 ,存在一定的相似性。藻种变化对 p H值和微生物增加的影响大于因基质变化和光照变化所产生的影响 ;基质变化对于环境有机质含量的影响大于因藻种变化和光照变化而产生的影响 ;微藻在土壤中培养时的 3种数据变化均大于在水中培养时的 3种数据变化。