干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮磷密度与生态化学计量特征

为了阐明人工梭梭林土壤碳氮磷密度及其生态化学计量特征演变规律,以吉兰泰荒漠区不同林龄(3,6,11,16年)人工梭梭林为研究对象,分析0—20,20—40,40—60 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)密度和生态化学计量特征。结果表明:(1)4种林龄人工梭梭林0—60 cm土层SOC、TN含量及其密度随林龄增加而升高,而TP含量及其密度随林龄增加而降低。其中,3,6年梭梭林SOC、TN含量及其密度随土层深度增加而升高,TP含量及其密度则与之相反;11,16年梭梭林SOC、TN、TP含量及其密度随土层深度增加而降低。(2)4种林龄梭梭林土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为2.24~9.21,1.59~7.05,0.56~0.81,均属于中等变异水平,且变异系数随林龄和土层深度增加逐渐减小,说明土壤C∶N、C∶P、[JP]N∶P趋于平稳状态。(3)林龄、土层深度及其交互作用显著影响SOC含量、SOC密度、C∶N、C∶P,对TN含量、TP含量、TN密度、TP密度、N∶P无显著影响。(4)土壤孔隙度(STP)与SOC密度呈显著正相关关系(P＜0.05),说明土壤孔隙度增加有助于SOC密度增加,提高土壤肥力。在干旱荒漠区建植梭梭林有利于提高土壤肥力,改善干旱荒漠区土壤环境。     

黄土丘陵区微地形梯度下草地群落及土壤对氮、磷添加的响应

为研究N,P添加对草地群落及土壤的影响,试验以黄土丘陵区安塞综合试验站草地群落为研究对象,通过在不同坡向、坡位定量添加N,P营养元素的方法,研究群落地上和地下生物量、叶片和根系及土壤养分的变化特征。结果表明:(1)N处理和N+P处理地上生物量分别比对照(CK)处理增加24.21%和43.92%,而地下生物量分别减小12.19%和8.53%;(2)平均叶片N含量变化趋势为N+P处理N处理CK处理,与CK处理相比分别增加26%和17%;叶片P和K含量增加不显著;CK处理组、N处理组和N+P处理组的平均叶片N/P值分布范围分别为12.58~24.28,16.67~4.82,12.56~23.07,总体趋势为NCKN+P,无显著差异(p0.05);(3)CK处理、N处理和N+P处理根系N含量的取值范围分别为5.20~12.78g/kg,5.42~14.30g/kg,10.16~17.70g/kg,N处理和N+P处理分别增加34.38%和63.45%;根系P含量的取值范围分别为0.22~0.38g/kg,0.38~0.87g/kg,0.63~0.94g/kg,方差分析表明施肥处理组根系P含量显著增加(p0.05);根系K含量没有显著变化;根系N/P比的取值范围分别为26.02~49.94,14.23~20.67,12.46~21.28,施肥处理后根系N/P呈下降趋势;(4)施肥对土壤有机C的影响不显著;土壤全N含量均显著增加(p0.05);土壤全P含量、速效K和N/P比值含量增加,但无显著差异。表明N,P添加能够改善黄土丘陵区土壤养分状况,缓解植物生长的养分限制情况,促进植物其他营养元素的吸收,并使得植物体养分更多分配于地上部分。     

陕北黄土丘陵区刺槐人工林土壤生态化学计量特征

为阐明陕北黄土丘陵区刺槐人工林土壤生态化学计量学特征,明确不同年限刺槐人工林土壤生态化学计量特征随土层深度的变化规律,采用野外调查与室内分析相结合的方法对研究区内9,17,30 a的刺槐人工林土壤C,N,P,K含量进行了测定,分析土壤化学计量特征及土层间的关系。结果表明:(1)随着刺槐年限的增加,土壤C,N含量增加且二者呈极显著的正相关关系,P含量先增加后减少,在生长年限后期需补充土壤P元素,K含量减少;(2)随土层深度的增加,土壤C,N含量均减少且与土层深度呈显著的负相关关系;P含量在所有土层中分布较均匀;K含量随着土层深度的增加而增加,与土层深度有显著的正相关关系;(3)土壤C∶N,C∶P,C∶K,N∶P,N∶K和P∶K均随年限的增加而增加;在0—100 cm土层内,C∶N在8.52～8.96之间波动,C∶P,C∶K,N∶P和N∶K随土层深度的增加逐渐减少后趋于稳定。研究结果可为黄土丘陵区人工林生态系统养分受限元素判断和平衡调控机制提供依据。     

黄河三角洲自然保护区植被与土壤C、N、P化学计量特征

为阐明黄河三角洲自然保护区生态系统的元素含量水平和化学计量特征并判断该区域植被生长的限制因子,选择保护区5种典型植物群落翅碱蓬、碱蓬、芦苇、柽柳和白茅为研究对象,测定植物不同器官和土壤剖面中有机碳、全氮、全磷含量,分析保护区植物群落与土壤的C、N、P化学计量特征。结果显示:5种群落中典型植物各器官C和P含量规律大体一致,除白茅和柽柳外,均表现为叶根茎,白茅茎的C和P含量高于根。不同植物器官N含量则表现出一致的变化规律,均为叶茎根。各植被类型叶片N∶P值均小于12,且与根系的N∶P值接近。土壤C、N含量的平均值分别为4.78 g?kg~(-1)、0.32 g?kg~(-1),均低于全国水平。P含量的平均值为0.53 g?kg~(-1),略低于全国水平。不同土层之间土壤元素含量差异不显著。不同群落土壤C∶N∶P值不同,同一群落不同土层的土壤C∶N∶P值变异性较小。植物叶片C、N、P含量以及C∶N、C∶P与0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm土层土壤C、N含量之间均存在显著的相关关系(P0.05)。以上结果表明,黄河三角洲自然保护区不同土层土壤C、N、P含量相对稳定,总体低于全国水平,土壤N的匮乏引起了C∶N和C∶P值的变化。植物叶片和根系的C∶P值接近,说明生态系统元素循环相对稳定,同时叶片N∶P值小于12,进一步说明土壤中N的匮乏使其成为植物生长的限制因子。     

宁南山区不同年限撂荒梯田土壤碳氮磷化学计量特征

为了探究不同年限撂荒梯田对土壤碳氮磷含量及其化学计量特征的影响,为宁南山区撂荒梯田的管理利用和植被恢复提供科学依据。选择宁南山区彭阳中庄示范区不同年限撂荒梯田(2,5,15,17,20 a)为研究对象,通过野外采样与室内测定相结合的方法,对研究区5个不同年限撂荒梯田0—60 cm土壤样品中的C,N,P元素含量及其化学计量比特征进行了分析。结果表明:在0—60 cm土层,不同年限撂荒梯田的土壤C,N分布规律一致,均随土层深度的增加而减小,表层0—10 cm出现了富集现象,且随着撂荒年限增加呈先降低后升高的趋势,其他4层呈波动式下降趋势,土壤全磷含量分布比较均匀。土壤C∶N随着不同撂荒年限的增加呈波动式升高趋势,撂荒20年0—40 cm土层土壤C∶N最高,并与其他各年呈显著性变化(p0.05)。土壤C∶P和N∶P均表现为在表层0—10 cm随着撂荒年限的增加,总体呈现出先降低后升高的趋势,其他各层总体呈现下降的趋势。土壤C∶P和N∶P随土层增加呈减小趋势。土壤C∶N与全N和土壤C含量相关性不显著。土壤C∶P与土壤C含量呈极显著的正相关,与全磷含量呈显著的正相关。土壤N∶P与土壤全N含量呈极显著的正相关,与全磷含量呈显著的正相关。通过上述分析,总体反映出撂荒梯田土壤碳氮磷及其化学计量比受到不同年限和土层深度的双重影响,农地弃耕撂荒演替对土壤肥力有一定程度的改善。     

云雾山草地植物地上部分和枯落物的碳、氮、磷生态化学计量特征

碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量比是生态系统过程和功能的重要特征。为探究云雾山天然草地30年恢复演替过程中不同封育年限植物和枯落物的全碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量特征变化规律,以云雾山封育1、12、20、30年的天然草地为研究对象,通过典型样方调査研究了黄土高原不同封育年限植物和枯落物养分变异特征。结果表明:不同封育年限间,植物地上部分C∶N、C∶P、N∶P比变化范围分别为24.91~37.37、380.1~562.1、12.14~15.86,均值分别为32.51、473.6和14.64;枯落物C∶N、C∶P、N∶P比变化范围分别为37.18~47.11、755.5~885.9、16.41~22.31,均值分别为40.71、819.9、20.30。植物地上部分C、N、P含量间呈极显著相关(p0.01);植物地上部分P含量与C∶N、C∶P、N∶P呈极显著负相关(p0.01),与枯落物C、P、C∶P、N∶P呈极显著相关(p0.01)。云雾山植物N∶P比介于14~16之间,植物生长受氮磷共同限制,建议增加草地氮、磷肥的使用量。该研究结果有助于进一步了解云雾山草地C、N、P在不同组分间的相互作用规律与机制。     

贵州月亮山5个优势树种叶片与土壤生态化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学,对于揭示植物对营养元素的需要和土壤的养分供给能力具有十分重要的意义。以贵州省月亮山优势树种麻栎、枫香、木荷、马尾松、杉木为研究对象,对上层、中层及下层叶片以及群落土壤进行取样,测定C,N,P含量并分析生态化学计量学特征。结果表明:(1)贵州月亮山优势树种叶片C,N,P平均含量分别为(530.06±34.12)mg/g,(14.80±2.35)mg/g,(0.98±0.14)mg/g,叶片C∶N,C∶P,N∶P平均含量分别为(37.95±2.74),(572.9±34.5),(15.93±2.11)。0—30cm土壤C,N,P平均含量分别为(33.53±3.22)mg/g,(10.92±1.52)mg/g,(0.44±0.08)mg/g。(2)贵州月亮山5个优势树种上层、中层及下层叶片的碳、氮、磷及化学计量均不存在显著差异,表明叶位对叶片C,N,P含量未产生影响。(3)贵州月亮山落叶树种C,C∶N,C∶P显著小于常绿树种,N,P含量则显著大于常绿树种。(4)贵州月亮山非喀斯特森林群落0—20cm土层C含量远低于同一纬度带的喀斯特森林,N含量远高于同一纬度带的喀斯特森林,而叶片C,N含量则相反。(5)本研究土壤C,N,P之间均表现出极显著正相关(p0.01),叶片C与土壤P表现出显著负相关(p0.05),其余均无相关关系。研究结果可为同纬度带喀斯特森林与非喀斯特森林对比研究提供科学基础。     

滦河口湿地植物-土壤生态化学计量相关性研究

河口湿地是河海交汇地带,环境变化剧烈,土壤碳氮磷变化显著影响着湿地生态系统的生产力。为了解滦河口植物与土壤碳氮磷计量特征关系,在滦河口湿地设置4个采样区选取典型植物群落采集土壤及植物,并对样品养分含量进行了分析。结果表明:不同植物群落地上部分和地下部分养分含量均表现为CNP,氮磷均呈正相关,植物氮含量呈现出地上部分大于地下部分的规律;土壤则表现为CPN,碳与氮、磷均呈现显著正相关。不同植物群落之间土壤养分含量存在一定差异,土壤碳、氮、磷含量的变化范围分别为(3.8±0.44)～(10.52±0.6) g/kg,(0.29±0.12)～(0.11±0.21) g/kg,(0.99±0.27)～(2.24±0.51) g/kg,研究区土壤养分含量低于全国湿地养分平均水平。不同植被—土壤之间的C∶N,C∶P,N∶P存在一定的差异性,植物地上部分、地下部分生态化学计量比由大到小为:C∶PC∶NN∶P,土壤生态化学计量比由大到小为:C∶NC∶PN∶P,植物群落碳氮磷及其化学计量比与土壤化学计量比相关性较弱,植物与土壤养分表现出不完全同步的变化形式。     

黄土丘陵区沙棘混交林叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

以黄土丘陵区沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_rP_t、H_rR_p)及油松(P_t)和刺槐(R_p)纯林为对象,测定叶片、凋落物和0—100 cm土壤C、N、P含量及其化学计量比,探究混交造林对不同组分间养分协同变化规律的影响。结果表明:(1)相比P_t,H_rP_t中油松叶片C、N、P含量(p0.05)及N∶P(p0.05)增加,C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t有助于缓解N限制,加快其生长速率;相比R_p,H_rR_p中刺槐叶片C、N含量及C∶P和N∶P降低,P含量及C∶N增加(p0.05),表明H_rR_p增强刺槐对P的吸收,但降低其对C和N的固存;(2)相比P_t,H_rP_t凋落物C、N、P含量及N∶P增加,C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t有助于加快凋落物分解,促进养分归还;相比R_p,H_rR_p凋落物C、N、P含量及其计量比均有所增加(p0.05),表明H_rR_p对凋落物分解无显著作用;(3)相比P_t和R_p,H_rP_t和H_rR_p土壤C、N、P含量增加,但C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t和H_rR_p均有助于提高N和P利用效率,改善土壤养分状况;(4)叶片、凋落物化学计量指标间具有较强协同效应,且N、P相比C在不同组分间的相关性更明显。综上,相比H_rR_p,H_rP_t更有助于改善养分限制因子供给,加快组分间养分转化。研究结果对于揭示黄土高原地区人工混交林生态系统养分供应潜力及合理制定营林规划具有重要意义。     

不同林龄马尾松人工林碳、氮、磷、钾养分含量及其生态化学计量特征

  【目的】  探讨林龄及器官对马尾松 (Pinus massoniana) 碳 (C)、氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 生态化学计量特征的影响,可为马尾松人工林的合理养分管理提供数据支持。  【方法】  以黔中地区孟关林场不同林龄 (幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林) 马尾松人工林为研究对象,采用空间代替时间的方法,在不同年龄林分中分别设3个20 m × 20 m的典型样地,采集叶、茎和根样品,并测定各器官C、N、P、K含量及化学计量比,分析它们在不同器官中的分布特征及随林龄的动态变化。  【结果】  1) 各器官的元素含量及化学计量比随林龄增加呈现一定变化。叶片C、N含量随林龄增加呈上升趋势,P、K含量先上升后下降;茎中C含量随林龄增加呈上升趋势,N、K含量先下降后上升,P含量变化不显著 (P > 0.05);根中C含量随林龄变化不显著 (P > 0.05),N含量呈先下降后上升趋势,P含量先上升后下降,K含量呈“下降—上升—下降”的趋势。叶C∶N随林龄增加呈下降趋势,N∶P先下降后上升,P∶K先上升后下降再略上升;茎C∶N随林龄增加变化不显著 (P > 0.05),N∶P先下降后上升,P∶K先上升后下降;根部C∶N、P∶K随林龄增加先上升后下降,N∶P先下降后上升。各器官C∶P、C∶K、N∶K随林龄变化均不显著 (P > 0.05)。2) 不同器官C含量436.6～468.2 g/kg,茎 > 叶 > 根;N含量1.45～2.90 g/kg,茎 > 根 > 叶;P、K含量分别为0.14～1.05、0.53～5.06 g/kg,均为叶 > 根 > 茎;C∶N为165.4～311.4,叶 > 根 > 茎;C∶P、C∶K、N∶P、N∶K分别为440.1～3745、92.14～1311、1.48～23.4、0.31～7.97,均为茎 > 根 > 叶;P∶K为0.20～0.36,茎 > 叶 > 根。3) 叶、茎和根中C∶N与N含量,C∶P与P含量,C∶K与K含量均呈极显著负相关 (P < 0.01),C∶N、C∶P、C∶K与C含量相关性均不显著 (P > 0.05)。  【结论】  与亚热带同纬度地区相比,本研究区域马尾松植株C、N、K含量相对较低,P含量相对较高;不同林龄阶段马尾松不同器官养分含量及化学计量比存在差异;在调查区域,马尾松针叶片中N∶P计量特征值处于1.11～1.85范围,表明其生长过程中主要受氮素限制。因此,在幼、中龄林阶段,建议施用氮肥满足其健康生长,也可辅以施少量钾肥以增强植株光合作用及抗逆性,不需施磷肥。     

氮素添加和干旱胁迫下白羊草碳氮磷化学计量特征

【目的】氮素和水分是干旱半干旱区生态系统的主要限制因子,研究两者交互作用对干旱半干旱区植物碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征的影响有助于深入了解干旱半干旱生态系统对全球变化的响应。【方法】以黄土丘陵区退耕地典型草本植物白羊草（Bothriochloa ischaemum）为研究对象,采用盆栽控制试验,设置添加氮0（对照）、2.5 g/（m2a）（低氮）、5.0 g/（m2a）（高氮）三个水平;供水处理设75%~80% FC（充分供水）、55%~60% FC（轻度干旱胁迫）和35%~40% FC（重度干旱胁迫）三个水平。测定了白羊草地上部分和根系碳氮磷含量,讨论了氮素和水分供应对其化学计量特征的影响。【结果】氮素添加和干旱胁迫对白羊草地上部分和根系碳含量无显著影响,氮素添加使白羊草地上部分氮含量提高9.7%~48.8%（P 0.001）,而干旱胁迫使其降低2.8%~28.3%（P 0.001）。氮素添加和干旱胁迫对白羊草根系氮含量的影响表现为正常水分条件下氮素添加使根系氮含量提高25.0%~26.1%（P 0.01）,而干旱条件下氮素添加无显著作用。氮素添加和干旱胁迫使白羊草地上部分磷含量分别降低17.4%~31.8%和12.0%~22.1%（P 0.001）。氮素添加和干旱胁迫对白羊草地上部分C:N的影响表现为在干旱胁迫条件下氮素添加使地上部分C:N降低24.9%~32.9%（P 0.05）,在正常供水条件下氮素添加无显著影响。氮素添加对根系部分C:N有显著影响,在正常供水条件下氮素添加使根系部分C:N降低19.8%~24.5%（P 0.05）。氮素添加和干旱胁迫使白羊草地上部分C:P分别提高24.4%~42.3%和12.2%~31.0%（P 0.001）,对根系C:P无显著影响。氮素添加显著提高白羊草地上部分N:P,干旱胁迫对白羊草地上部分N:P无显著影响。氮素添加和干旱胁迫对白羊草根系部分N:P表现为在正常供水条件下氮素添加使根系部分N:P提高26.8%~54.8%（P 0.05）,在干旱胁迫条件下氮素添加无显著影响。【结论】氮素添加条件下白羊草C:P和N:P的提高表明氮沉降增加一定程度上改善了土壤供氮状况,进一步加剧了磷素限制作用。氮素增加条件下干旱胁迫对N:P无显著影响,表明白羊草的生长将逐渐受到氮素和磷素的共同限制。     

造林恢复植被后土壤的化学计量学特征对其碳组分的影响

Afforestation is recognized as an important driving force for soil organic C(SOC) dynamics and soil element cycling.To evaluate the relationships between soil C:N:P stoichiometry and SOC fractions,soil C:N:P stoichiometry distributions at 0–200 cm soil depths were analyzed and the contents of SOC fractions were evaluated in 9 typical land-use systems on the Loess Plateau of China.The contents of light fraction organic C,particulate organic C(53,53–2 000,and2 000 μm),labile organic C,microbial biomass C,and dissolved organic C decreased with increasing soil depth and were higher in afforested soil than in slope cropland soil.Compared with the slope cropland,different vegetation types influenced soil C:N,C:P,and N:P ratios,especially when C:P and N:P ratios were significantly higher(P0.05).Moreover,SOC fractions at the 0–10 and 10–40 cm depths were particularly affected by soil C:P ratio,whereas those at the 40–100 and 100–200 cm soil depths were significantly affected(P0.05) by soil N:P ratio.These results indicate that changes in SOC fractions are largely driven by soil C:P and N:P ratios at different soil depths after afforestation.     

煤基腐殖酸对土壤砷赋存形态和小白菜生长及砷吸收分布的影响

为探讨部分煤基腐殖酸性质与土壤砷有效性的关系及其在砷污染土壤修复改良中的潜在利用性和应用方向,通过小白菜盆栽试验研究了4种煤基腐殖酸对土壤砷形态和含量及小白菜生长和砷吸收分布的影响。结果表明:6号和10号煤基腐殖酸显著降低了土壤可交换态和碳酸盐结合态砷含量,从而显著降低土壤有效砷含量,抑制砷向小白菜地上部转移和积累;特别是添加10号煤基腐殖酸土壤可交换态砷含量、有效砷含量和小白菜地上部砷总量分别比As处理降低了49.18%,42.22%和15.17%。而9号和11号煤基腐殖酸增加了土壤可交换态和碳酸盐结合态砷含量,显著增加土壤有效砷含量,对小白菜吸收砷并向地上部转移也有一定促进作用,二者土壤可交换态砷含量、有效砷含量和小白菜地上部砷总量分别比As处理增加了10.58%和5.95%,31.11%和22.22%,20.81%和17.21%。4种煤基腐殖酸对小白菜生长均有一定的促进作用,总体表现为10号6号11号9号。因此,E4/E6值小、分子量大、总酸性基含量较低的6号和10号煤基腐殖酸对土壤砷具有明显的钝化作用,可用于轻度砷污染土壤治理中抑制作物对砷的吸收和向地上部转移,实现作物安全生产;而E4/E6值大、分子量小、总酸性基含量较高的9号和11号煤基腐殖酸对土壤砷具有一定的活化作用,在中度和重度砷污染土壤的植物修复中可作为活化剂强化修复速度和效果。     

乌兰布和沙漠东北缘5种土地利用类型土壤粒度特征

研究荒漠化发生区域的土壤粒度特征,可为区域荒漠化防治及生态建设提供一定理论依据。通过野外调查、采样及室内分析,对乌兰布和沙漠东北缘5种不同土地利用类型(流动沙丘、草方格沙障固沙区、人工梭梭林、白刺群落和油蒿群落)的土壤粒度特征及分形维数进行了研究。结果表明:(1)5个样地土壤颗粒组成均以细沙为主,含量为66.49%~81.54%;粉沙含量最少,仅为0.58%~1.72%;不同粒级土壤颗粒百分含量由高到低为:细沙中沙极细沙粗沙粉沙。(2)5个样地土壤颗粒分形维数的差异极显著(p0.01),油蒿群落(1.72)白刺群落(1.56)人工梭梭林(1.44)流动沙丘(1.40)草方格沙障(1.37);土壤颗粒分形维数与粉沙、极细沙百分含量呈极显著正相关(p0.01),与细沙百分含量呈显著负相关(p0.05),与中沙和粗沙百分含量关系不显著(p0.05)。(3)天然植被生长区域,植被盖度较好,风沙土颗粒较细。因此,应加大对区域内天然植被的保护,防止土壤风蚀的发生与发展。     

优化氮肥用量和基追比例提高红壤性水稻土肥力和双季稻氮素的农学效应

【目的】 优化氮肥用量和基追比例是实现氮肥减施和提高肥料利用率的重要途径。本研究在南方典型双季稻种植区进行定位试验,通过对土壤肥力与氮素农学效益进行综合评价,以期提出适合当地土壤和水稻种植条件的氮肥减施模式。 【方法】 以南方典型红壤区双季稻种植体系为研究对象,于 2014～2015 连续进行了 4 季大田定位试验,设处理:1) 不施氮肥 (T1);2) 当地农民习惯施氮 (T2),早稻、晚稻各施 N 165 和 195 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比分别为 60∶40∶0、40∶30∶30;3) 在 T2 处理基础上减施氮肥 20% (T3),即早稻施 N 135 kg/hm2,晚稻施 N 165 kg/hm2,基肥∶蘖肥∶穗肥比均为 40∶30∶30,并以 20% 有机氮代替普通化肥氮。分析了成熟期水稻产量和植物样氮素含量,测定了 0—20 cm土壤微生物量碳、氮含量,土壤 pH、有机质、全氮、速效钾和有效磷等理化指标,计算了累计氮肥利用率和氮肥农学效率,分别利用内梅罗指数法和灰色关联度法综合评价了土壤肥力效应以及各施肥模式的综合效益。 【结果】 1) 各处理土壤综合肥力指数 (IFI) 值由高到低为 T3 > T2 > T1;与 T2 处理相比,优化氮肥用量和基追比例的 T3 处理 IFI 值提高 2.34%,土壤微生物量碳含量提高了 4.37%～25.39%,土壤微生物量氮含量提高了 17.85%～29.24% (P < 0.05)。2) 与 T2 处理相比,2014–2015 年 T3 处理累计氮肥农学效率显著提高了 29.66% (P < 0.05),累计氮肥表观利用率显著提高了 28.82% (P < 0.05);2014 年各处理水稻总产量无显著差异,2015 年水稻总产量 T3 处理比 T2 处理提高了 5.26%,两年水稻总产量,T3 处理提高了 2.38%。3) 对土壤养分指标、土壤微生物指标和氮素农学效率指标进行关联度分析,2014～2015 年 T3 处理关联度最大,分别为 0.9999 和 1.0000,在土壤肥力和氮肥农学效应综合评价中最优,表明优化氮肥用量和基追比例能够实现氮肥减施以及肥料利用率的提高。 【结论】 在当地农民习惯施氮的基础上减施 20% 化肥氮,以有机氮替代,并适当提高化肥氮在抽穗期的比例,能够保证土壤综合肥力的可持续性、氮素养分持续高效利用和水稻持续稳产。      

豆科绿肥对渭北旱塬土壤养分及生态化学计量学特征影响

渭北旱塬是我国重要的农业生态区,但土壤贫瘠、水土流失严重,亟需培肥土壤、改善生态环境。为探究渭北旱塬地区夏闲期种植并翻压豆科绿肥后土壤养分及其生态化学计量学特征的变化规律,采用田间定位试验,分别设置了3种豆科绿肥(绿豆、大豆和长武怀豆)和4个施氮水平,连续6年种植并翻压绿肥后,分析了土壤中养分含量,采用生态化学计量学方法计算了不同条件下的生态化学计量比值。结果表明:与对照(休闲)处理相比,长期种植并翻压豆科绿肥能显著提高土壤有机碳、全氮和碱解氮等养分指标含量,3种养分分别提高了4.47%~15.35%、5.21%~6.25%和11.00%~14.35%,且均以怀豆处理提升效果最佳。翻压绿肥短期内(2周后),土壤全氮含量的提升幅度大于有机碳和碱解氮。怀豆处理的有机碳、全氮、碱解氮、全磷和有效磷含量在短期和长期内均显著升高,培肥效果最为明显。翻压绿肥后,短期内土壤C∶N降低,但从长期效应来看,翻压绿肥提高了土壤C∶N,有利于土壤有机质的积累,能有效改善土壤养分平衡状态。土壤C∶P和N∶P与土壤C、N含量变化关系较为密切。夏闲期长期种植并翻压绿肥明显改善了土壤碳、氮养分状况,是渭北旱塬地区土壤培肥的有效措施。     

不同覆盖措施下旱地冬小麦的氮磷钾需求及其生理效率

【目的】目前西北旱地小麦水肥管理与保水栽培多集中于产量和水分利用效率的研究,养分效率以及养分吸收后形成小麦籽粒产量和养分含量能力的报道相对较少。本研究探讨了不同覆盖措施对黄土高原旱地冬小麦氮磷钾需求和生理效率的影响,为提高黄土高原旱地冬小麦养分效率,以及为促进小麦的高效优质生产提供理论依据。【方法】以冬小麦为供试作物,在陕西省永寿县连续进行了 4 年田间定位试验,以不施氮肥为对照,施 N 195 kg/hm2 (N1 农户模式)、 N 150 kg/hm2 (N2 农户减氮),全膜穴播、垄覆沟播和秸秆覆盖,共 6 个处理,3 个覆盖处理施氮量均为 150 kg/hm2 。调查分析了冬小麦籽粒产量、籽粒养分含量、籽粒产量形成和籽粒养分含量形成的氮磷钾需求及生理效率。【结果】减氮无覆盖处理较常规施氮处理籽粒产量形成的需氮量显著降低 5.3%,其他指标均无显著性差异。在 150 kg/hm2施氮条件下,与无覆盖相比,垄覆沟播的产量未增加,但提高了地上部吸氮量,籽粒产量形成的需氮量显著增加 2.6%,籽粒产量形成的氮生理效率降低 6.3%;全膜穴播籽粒产量显著增加 6.9%,地上部吸氮量提高 11.3%;秸秆覆盖产量增加 3.5%,地上部吸氮量显著增加 13.2%,籽粒产量形成的需氮量显著增加 8.5%,籽粒产量形成的氮生理效率降低 3.9%。与相同施氮量无覆盖相比,垄覆沟播地上部吸磷量和吸钾量未增加,全膜穴播地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加 15.6%、23.4%,籽粒产量形成的钾生理效率显著降低 10.6%;秸秆覆盖地上部吸磷量和吸钾量分别显著增加 13.2%、24.4%,籽粒产量形成的磷、钾生理效率分别显著降低 9.9%、15.1%。在施氮量由 195 kg/hm2 减至 150 kg/hm2 后,与无覆盖相比,采用垄覆沟播技术未能增加小麦产量,但增加了地上部的吸氮量,从而提高了籽粒产量形成的需氮量,降低了氮的生理效率;采用全膜穴播技术提高了籽粒产量,同时增加地上部吸氮量,但未增加籽粒产量形成的需氮量和氮生理效率;采用秸秆覆盖技术增加了产量,同时增加地上部吸氮量,而籽粒产量形成的需氮量也增加,从而降低了籽粒产量形成的氮生理效率。【结论】旱地小麦生产中为保证籽粒产量和营养品质,需增加地膜覆盖和秸秆覆盖的氮肥用量。     

海南省芒果主产区土壤养分现状与果实矿质养分相关性评价与分析

研究海南省芒果主产区土壤养分丰缺及与果实矿质养分相关性,以期掌握芒果园土壤肥力现状,为科学、合理制定海南省芒果主产区的施肥策略奠基础。通过对海南省芒果主产区陵水、三亚、乐东、东方四市县芒果园0~20 cm、20~40cm土层采集的342个土壤样品和90个植物样品进行养分测定分析。研究发现,芒果园土壤pH均值为5.51,果园土壤呈酸性;果园有机质含量偏低,随土层加深而降低,四地土壤有机质含量在三级以下水平占各地土壤的比例分别为:陵水60%、三亚69%、乐东93%、东方100%;果园土壤全氮、碱解氮含量较低,基本在三级及以下水平,土壤速效钾、速效磷含量较高,大部分土壤在三级及以上水平范围,磷含量变异系数较大,分别为:0~20 cm土层为123.07%,20~40 cm土层为138.32%;芒果园土壤交换性钙含量较丰富,交换性镁含量较低,钙含量随土层加深而增加,镁则相反;芒果园微量元素含量比较丰富,随土层的加深有效铁、有效铜、有效锌含量减少,有效锰略微增加,有效硼基本不变;果园土壤养分含量与果实矿质元素含量的相关性较强,其中果实锰与土壤速效钾(相关系数0.990)、果实锰与土壤碱解氮(相关系数0.995)、果实锰与土壤有效锌(相关系数0.960)及土壤铜与果实铜(相关系数0.926)为显著的正相关,土壤有效磷与果实微量元素含量呈负相关关系,土壤有效铁与果实大量元素含量呈负相关,土壤速效钾和碱解氮与果实微量元素呈正相关。海南省芒果园土壤有机质、土壤氮(全氮、碱解氮)含量均较低,速效磷和速效钾含量为中上水平,交换性镁含量较低,果园土壤微量元素较丰富。建议生产中以基肥为主,增施有机肥,适当配施锰等微量元素,可以喷施少量叶面肥补充微量元素。在施肥时应平衡施肥,合理用量。     

有机–无机肥配施比例对双季稻田土壤质量的影响

【目的】利用江西省稻田土壤质量演变定位监测试验为平台,系统分析长期不同施肥措施下土壤质量状况,明确提升红壤性双季稻田土壤质量的优化施肥措施。 【方法】长期定位试验设置 8 个处理,分别为不施肥处理 (CK),施磷钾肥处理 (PK),施氮磷肥处理 (NP),施氮钾肥处理 (NK),施氮磷钾肥处理 (NPK),施 70% 化肥 + 30% 有机肥处理 (70F + 30M),施 50% 化肥 + 50% 有机肥处理 (50F + 50M),施 30% 化肥 + 70% 有机肥处理 (30F + 70M),于 2012 年晚稻收获后测定 2 个土壤物理性质指标 (容重和总孔隙度)、7 个基础化学性质指标 (有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾和 pH 值) 及 3 个生物学性质指标 (细菌、真菌和放线菌数量),分析长期不同施肥对各土壤性质的影响,并运用主成分分析对各处理土壤质量进行综合评分,最后将综合得分进行聚类分析,以评价长期不同施肥措施对红壤性双季稻田土壤质量的影响。 【结果】经 28 年连续不同施肥处理后,各土壤性质在处理间均产生显著差异,但各土壤性质在处理间的变化趋势并不完全一致。化肥配施有机肥处理较化肥处理土壤容重降低 12.7%～20.6%,土壤孔隙度增加 2.3%～17.4%,有机质增加 22.5%～41.8%,全氮和碱解氮分别提高 9.8%～20.9% 和 11.1%～30.3%,全磷和有效磷分别提高 11.1%～71.7% 和 1.31～1.75 倍,pH 值提高 0.19～0.48 个单位;主成分分析方法将原 12 个土壤性质指标降维、提取出 2 个主成分,反映了原信息量的 87.4%,有机质、容重、真菌、全氮、有效磷、放线菌、总孔隙度、细菌、全磷和碱解氮在第一主成分上有较高载荷值,pH 值和速效钾在第二主成分上有较高载荷;各施肥处理下土壤质量综合水平高低排序为:30%F + 70M > 50F + 50M > 70F + 30M > NPK > NP > NK > PK > CK;聚类分析方法将长期不同施肥制度下稻田土壤质量划分为一级 (30F + 70M),二级 (50F + 50M、70F + 30M),三级 (NPK、NP),四级 (NK、PK、CK) 4 个等级。 【结论】与单施化肥相比,有机无机配施可有效增加土壤养分含量,改善土壤物理性质,缓解土壤酸化,提高土壤微生物数量,是提高红壤性双季稻田土壤质量的有效施肥措施。     

脲酶—硝化抑制剂缓释肥对不同土壤氮素释放特性及黄瓜NPK吸收利用的影响

为了提高黄瓜氮素利用率,减少氮肥对环境污染,采用恒温培养和土培试验研究了专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)在酸、碱、中性土壤中的氮素释放特性以及对黄瓜生长、NPK吸收利用的影响,其中缓释肥中包含抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(nBPT)、氢醌(HQ)、双氰胺(DCD)。结果表明:在酸、碱、中性3种不同土壤中,氮素释放累积量均表现为普通复合肥(OCF)商品缓释肥(MSRF)自制专用肥(CCF)自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥1(CSRF1)自制专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥2(CSRF2);不同施肥处理对于3种土壤类型影响下的氮素累积释放量顺序为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。铵态氮、硝态氮的累积量大小顺序也为碱性土最大,中性土次之,酸性土最小。不同形态氮在3种土壤中的累积释放量动态以应用一级动力学方程拟合最好(r=0.952**~0.993**)。通过一级动力学方程,反映了3种形态氮素的最大释放量N0值大小顺序:总N最大,NH_4~+-N次之,NO_3~--N最小,此结果与土壤中不同形态的氮素累积释放特性变化规律相一致。2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥(CSRF1和CSRF2)显著提高了黄瓜产量(果实干物质量),较OCF、MSRF和CCF处理分别增加了59.1%,30.3%,33.8%(CSRF1)和46.2%,19.7%,22.9%(CSRF2)。与普通复合肥相比,2种专用脲酶硝化双抑制剂缓释肥处理的NPK相对养分利用效率增加了18.52%~24.20%(N),19.27%~20.02%(P),28.54%~35.69%(K)。相较于普通复合肥,黄瓜专用脲酶—硝化抑制剂缓释肥的施用能够延缓肥料中的氮素释放,提高黄瓜NPK养分利用率和黄瓜产量。