镉污染水稻土中水稻氮素营养的SPAD诊断

治理和安全利用重金属污染水稻土过程中,氮素营养的快速诊断是制定合理施肥措施的基础。叶绿素测定仪SPAD已广泛应用于非污染耕地土壤中玉米、小麦和棉花等作物的氮素营养诊断,然而针对镉污染条件下的不同类型水稻土,SPAD在诊断水稻氮素营养的适应性方面仍然缺乏系统研究。本研究采集了我国水稻主产区的21种典型水稻土,以德农2000为供试水稻品种,设置无镉污染、轻度镉污染、重度镉污染处理的水稻盆栽试验,研究水稻叶片SPAD值对镉污染水稻土氮素供应诊断和水稻产量预测的能力。结果表明:水稻土类型影响了水稻叶片SPAD值对不同水平镉污染的响应,土壤p H是主控因子,其相对影响的平均值为20%。水稻叶片SPAD值与不同生育期水稻籽粒氮素含量显著正相关,其中拔节期的相关系数最大;同时水稻叶片SPAD值与水稻营养生长期(苗期至拔节期)土壤溶液总氮和铵态氮含量呈显著正相关,且不受镉污染程度和土壤类型的影响。总体上,不同生育期(尤其是拔节期)水稻叶片的SPAD值可以表征镉污染条件下不同类型水稻土氮素养分供应对水稻氮素营养的影响。     

水稻土的类型特征及其管理

世界水稻土可分为草甸土型、沼泽土型及自成土型3种起源类型。其中共包括冲积水稻土、淋溶水稻土、潜育水稻土、沼泽水稻土、富铁铝水稻土、变性水稻土、岩成水稻土及盐渍水稻土等8种土壤。它们都具有淋溶作用与水耕熟化特征。水稻土的管理主要包括改善土壤物理性质、合理灌溉及协调土壤养分3个方面。     

不同施氮水平对水稻土氮素供应和烤烟氮素吸收积累的影响

采用大田试验研究分析了凉山州植烟水稻土在不同施氮水平下的无机氮供应动态、烟株干物质积累、烟株对氮素的吸收分配规律以及烤后烟叶品质的差异。结果表明:施氮对土壤无机氮的影响持续到移栽后13周,随施氮量的增加土壤无机氮浓度升高,各处理无机氮供应高峰出现在移栽后7周和13周;各施氮处理烟株干物质积累均显著高于不施氮处理,说明施氮可以促进前期烟株根系的发育;施氮显著提高了各时期烟株中氮素的含量,尤其表现在移栽后9~11周,施氮75 kg/hm~2处理烟株氮积累量显著高于施氮45 kg/hm~2处理,但施氮105 kg/hm~2处理积累量与施氮75 kg/hm~2处理差异不大。综合感官评吸结果,本研究认为供试水稻土施氮量以75 kg/hm~2较为适宜。     

不同区域水稻土的氮素分配及δ15N特征

对分别位于吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪和江西进贤4个不同区域的水稻土中氮素分配和稳定性氮同位素(δ15N)特征进行了研究.结果表明,随着样点位置的南移,相对于20-40 cm土层,水稻土表层(0-20 cm)中氮素的富集效果越来越明显.随着样点位置的南移,水稻土表层硝态氮含量与铵态氮含量的比值逐渐降低.不同区域水稻土表层中,氮素主要集中在<10 μm复合体部分,<50 μm复合体中氮素含量由高到低的顺序为:<2μm,2-10 μm,10-50 μm.不同粒级水稻土复合体中,2～10 μm复合体中氮素含量和分配比例均最稳定.水热条件、耕作制度以及母土特征等会影响到水稻土表层中复合体氮素的分配特征.不同区域水稻土的剖面全氮δ15N特征不尽相同,反映了不同区域水稻土中进行的氮素转化和迁移过程之间存在差异.在0-20 cm土层中,除龙井水稻土以外,其它区域水稻土均出现明显的δ15N贫化现象.另外,不同区域的稻田表土全氮δ15N均低于旱地表土.     

黑龙江地区不同类型水稻土有机碳、氮含量及其密度研究

结合第二次全国土壤普查(1979年)-黑龙江省水稻土分布及其相关数据,2011年采取调查取样与室内分析的方法,研究了黑龙江地区4种类型(黑土型、白浆土型、草甸土型和沼泽土型)水稻土表层有机碳、氮含量及其密度的状况。结果表明:目前(2011年)4种类型水稻土表层平均有机碳、氮含量范围分别为21.18±7.27~30.91±9.99 g kg-1、1.83±0.44~2.49±0.74 g kg-1,表层平均有机碳、氮密度范围分别为5.32±1.42~6.95±0.98 kg m-2、0.46±0.07~0.56±0.08 kg m-2,其中沼泽土型水稻土表层有机碳、氮含量及其密度最大,黑土型则最小;沼泽土型与黑土型水稻土之间表层有机碳、氮含量及其密度差异均达1%显著水平,与草甸土型水稻土之间表层有机碳、氮含量差异均达1%显著水平,其有机碳、氮密度差异均达5%显著水平,与白浆土型水稻土之间表层有机碳及其密度差异达1%显著水平。与第二次全国土壤普查的相关数据相比较,黑龙江地区4种类型水稻土表层有机质(碳)、氮含量呈现明显下降趋势,但其表层有机碳、氮含量及其密度仍处于较高水平。     

不同类型水稻土微生物群落结构特征及其影响因素

选取基于我国土壤地理发生分类的不同类型土壤发育的四种水稻土,利用15N2气体示踪法测定生物固氮速率,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术测定细菌丰度,通过16S rRNA基因高通量测序分析微生物群落组成和多样性.结果表明:变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria...     

太湖水网地区原位模拟降雨条件下不同农田类型氮素流失特征研究

为探索太湖流域水网地区农田土壤氮素通过地表径流与耕层渗漏的流失特征及其影响因素,在浙江省嘉兴市、上海市的松江县和青浦县,选择稻田、种植年限短的菜地、种植年限长的菜地3种类型农田,采用原位模拟降雨,研究渗漏与地表径流方式下的农田氮素流失量、流失形态特征,以及土壤养分含量对氮素流失的影响。结果表明,3种农田在地表径流方式下农田总氮流失量差异不显著;渗漏方式下种植年限长的菜地和种植年限短的菜地总氮流失量差异也不显著。渗漏方式下总氮流失量显著高于地表径流方式。农田0—5、0—20 cm土壤硝态氮含量分别为31.24~72.9和33.21~71.1 mg/kg时,与渗漏液硝态氮、水溶性总氮、总氮的流失量、流失浓度呈极显著正相关。     

长期不同比例有机肥-化肥配施下红壤性水稻土氮素矿化特征

土壤有机氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标之一,也是影响作物产量至关重要的因素.以33年长期定位试验为依托,对红壤性双季稻田土壤氮累积、矿化动力学特征等进行系统研究.定位试验始于1984年,选取其中5个施肥处理:不施肥(CK),施氮磷钾肥(NPK),施50％化肥+50％有机肥(50F+50M),施30％化肥+70％有机肥...     

不同类型水稻土可溶性有机氮及其组分的剖面分布

为揭示可溶性有机氮(soluble organic nitrogen,SON)在土壤剖面的分布状况,选取中亚热带地区发育于相同母质的黄泥田、灰黄泥田和灰泥田3种不同类型水稻土为对象,研究不同类型水稻土剖面中SON含量、组分及主控因子。结果表明,不同类型水稻土SON、游离氨基酸氮(FAA-N)、酰胺氮(AN-N)和可溶性蛋白氮(SP-N)含量具有明显的剖面分异,均表现为0～20 cm土层>20～40 cm土层>40～60 cm土层。不同类型水稻土SON及各组分含量差异主要表现在0～20 cm土层,均表现为灰泥田>灰黄泥田>黄泥田,灰泥田SON、FAA-N、AN-N和SP-N含量分别高于灰黄泥田50.5%、41.7%、44.8%和2.1%,高于黄泥田196.5%、200.9%、180.4%和76.5%。0～20 cm土层3种不同类型水稻土FAA-N和AN-N分别占SON的54.4%～58.7%和45.5%～48.1%,而底层(40～60 cm)FAA-N和AN-N分别占SON的33.1%～55.7%和50.3%～52.8%,说明FAA-N和AN-N具有向下累积的趋势...     

耕作方式对紫色水稻土颗粒态氮的影响

土壤颗粒态氮作为土壤有机氮中的非稳定性部分,对土壤中氮的平衡有着重要的影响,对作物的生长及增产增收也有着重要意义.试验以西南大学农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内于1989年设立的长期免耕试验田为研究对象,研究冬水田平作、水旱轮作、垄作免耕和垄作翻耕等耕作方式对土壤颗粒态氮的影响.结果表明,不同耕作方式下土壤全氮及颗粒态氮含量均具有明显的垂直分布特征,由上到下含量逐渐降低.在0-60 cm的土壤深度内,土壤全氮平均含量依次为垄作免耕(1.53g/kg)>冬水田平作(1.50 g/kg)>垄作翻耕(1.31 g/kg)>水旱轮作(1.16 g/kg);颗粒态氮平均含量依次为冬水田平作(0.55 g/kg)>垄作免耕(0.46 g/kg)>垄作翻耕(0.40 g/kg)>水旱轮作(0.35 g/kg).免耕能够增加土壤全氮含量,但无助于颗粒态氮含量的增加.不同耕作方式下的颗粒态土碳氮比大于全土碳氮比,表明颗粒态土壤有机质易被微生物分解,是土壤营养物质的重要来源.     

潜育化作用对水稻土磷素形态与供磷能力的影响

本文对江汉平原四湖地区几个不同潜育度水稻土剖面的磷素状况及其有效性进行了研究 ,并用张守敬—Jakson无机磷分级法做无机磷分级。结果表明 ,土壤潜育化程度对土壤全磷没有明显的影响 ,对土壤磷素形态及其有效性有明显的影响。随着土壤潜育化程度加重 ,无机磷中的O—P含量有增加趋势 ,其占土壤无机磷的百分数增大 ;土壤有机磷也随之增加 ;但有效磷含量减少。潜育化状况对土壤磷素形态与有效性的影响与土壤有机质和还原状况有关     

基于1:5万土壤数据库的太湖地区水稻土全氮含量动态变化研究

准确评估农田土壤全氮含量变化是有效制定农业管理措施的基础。选择太湖地区37个县(市、区)2.32 M hm~2水稻土为研究对象,以1982年第二次土壤普查的1 096个和2000年"973"项目的 1 393个表层样点建立1︰5万高精度土壤数据库为基础,定量化该地区近20年来水稻土全氮含量的动态变化。结果表明:1982—2000年太湖地区水稻土全氮含量上升了0.21 g·kg~(–1),氮素富集效应明显。其中,脱潜型水稻土全氮含量上升最多,增幅达17.0%,而潜育型水稻土有所下降,降幅为26.2%。从不同土区来看,低山丘陵土区全氮含量上升最多,增幅达31.8%,而太湖平原土区变化幅度最小,增幅仅为9.8%。从不同行政区来看,安吉县、长兴县、川沙县、闵行区、余杭县和崇明县全氮含量增长幅度均超过40%,而吴县、青浦县、嘉善县和丹阳县均有所下降。总体来看,太湖地区水稻土全氮含量空间动态变化差异很大,今后根据不同土壤类型、土区和行政区氮素富集程度适当减少氮肥施用量,以防止氮素流失造成的水体富营养化风险是十分必要的。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner法测定下辽河平原两种类型(草甸土型和滨海盐渍土型)水稻土有机氮组分含量。结果表明:1两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。2两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮氨态氮氨基酸态氮氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮未知态氮氨态氮氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土(P0.01),酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土(P0.01)。3两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.01)。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

下辽河平原两种类型水稻土有机氮组分的研究

结合野外调查取样,采用Bremner 法测定下辽河平原两种类型（草甸土型和滨海盐渍土型）水稻土有机氮组分含量。结果表明：（1）两种类型水稻土均以酸解氮为主体。草甸土型水稻土酸解氮含量显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,其分配比例则显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（2）两种类型水稻土酸解各组分氮含量及其分配比例的分布规律不同,其差异因酸解氮组分的不同而异。草甸土型水稻土表现为未知态氮 > 氨态氮 > 氨基酸态氮 > 氨基糖态氮,滨海盐渍土型水稻土则表现为氨基酸态氮 > 未知态氮 > 氨态氮 > 氨基糖态氮;草甸土型水稻土酸解氨态氮与氨基酸态氮总量及其分配比例显著低于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）,酸解未知态氮含量及其分配比例则显著高于滨海盐渍土型水稻土（P<0.01）。（3）两种类型水稻土酸解氮含量均与其土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关（P<0.01）。因此,该地区两种类型水稻土有机氮组分含量及其分配比例的显著差异是影响土壤氮素有效性的重要因素。     

五氯酚在长期定位施肥土壤中的残留动态

研究好氧和厌氧条件下五氯酚 (PCP) 在长期不施肥 (CK),施无机肥尿素 (N),施有机肥 (OM)和无机有机肥配施 (N+OM) 4 种处理土壤中的残留动态.结果表明,无论在好氧或厌氧条件下,PCP 在土壤中的消解均遵循一级动力学方程.在好氧条件下,PCP 在 CK、N、OM 和 N+OM 4 种处理土壤中半衰期分别为 26.9、27.7、21.5、20.6 天,在厌氧条件下,PCP 的半衰期分别为 30.8、32.2、27.1、25.9 天.表明无论在好氧或厌氧条件下,长期单施有机肥或无机有机肥配施显著加速 PCP 在土壤中的消解,原因可能是长期单施有机肥或无机有机肥配施能显著提高土壤有机质含量和微生物活性,加速 PCP 在土壤中的消解.好氧条件下 PCP 的消解速率显著高于厌氧条件.     

洞庭湖区不同耕种方式下水稻土壤有机碳、全氮和全磷含量状况

在洞庭湖区的2km2典型样区内,按3个/hm2的密度采集土样,分析不同耕种方式下(水稻、水旱轮作油菜、水改旱种苎麻1~5年)水稻土壤的有机碳、全氮和全磷含量状况。结果表明,水稻田土壤有机碳、全氮和全磷含量水平均较高,水田改为旱地后土壤有机碳、全氮含量及C/N比值有较大幅度的下降,但全磷含量变化不大。土壤有机碳、全氮及C/N比值均以水稻田土壤>油菜地土壤>苎麻地土壤,与水稻田相比,油菜土壤有机碳平均下降了11.19%、全氮下降了10.33%,而苎麻土壤有机碳平均下降了35.57%、全氮下降了31.61%。土壤有机碳与全氮之间呈线性关系,相关性均达极显著水平(P<0.01)。     

太湖地区主要土壤上水稻氮素吸收利用的研究

通过在太湖地区两种主要水稻土(黄泥土和乌栅土)上的田间小区试验,研究了水稻在不同N水平下对N吸收变化规律、N素表观利用率以及N肥的增产效果和经济效益。研究结果表明:水稻在两种土壤上的吸N速率均在分蘖结束后到开始孕穗即孕穗期最快,施N处理的吸N速率大约在N2.2~4.2kg/(hm2·d)。两种土壤不同施肥处理下化肥N利用率的变化范围在31.6%~46.2%之间,平均为37.6%。N肥最佳施用量黄泥土为N227kg/hm2,乌栅土为N255kg/hm2。     

北方地区滨海盐渍土型稻田土壤供氮能力的研究

采用短期淹水密闭淋洗培养法(恒温30℃),研究北方地区滨海盐渍土型旱地土壤(种植苜蓿草)开垦种植水稻5年和30年稻田土壤供氮能力。结果表明:(1)3种土壤初始矿质氮主要分布在0~20 cm土层,且土壤初始矿质氮含量的高低顺序为旱地土壤>30年稻田土壤>5年稻田土壤;5年稻田土壤与旱地土壤之间初始矿质氮含量差异达5%显著水平。(2)相同土层,土壤矿化氮量高低顺序为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;任意2种土壤之间矿化氮量差异均达1%显著水平。(3)相同土层,土壤供氮能力大小为30年稻田土壤>旱地土壤>5年稻田土壤;其中,在0~20 cm和40~60 cm土层,任意2种土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,在20~40 cm土层,30年稻田土壤与旱地土壤、5年稻田土壤之间供氮能力差异均达1%显著水平,而旱地土壤与5年稻田土壤之间供氮能力则无明显差异。这表明滨海盐渍土型旱地土壤开垦种植水稻后,不仅影响了土壤有机质(氮)含量,而且也影响了土壤有机氮品质,种植水稻5年使土壤供氮能力显著下降,而种植30年使土壤供氮能力显著上升。