膨润土-腐植酸与氮肥配施对科尔沁沙地土壤无机氮淋溶和生物有效性的影响

利用改进提取方法(温度由25℃升至60℃,振荡时间由1 h提高至2 h)和离子交换膜法,设置3种改良剂水平和3种氮肥水平,研究了膨润土-腐植酸改良剂与氮肥配施对西辽河平原沙质土壤氮素淋溶和养分有效性的影响。结果表明,不施氮肥只施膨润土-腐植酸改良剂对春玉米产量和土壤无机氮残留量无显著影响。20t·hm-2膨润土-腐植酸改良剂与120 kg·hm-2氮肥配施效果最好,玉米籽粒产量和地上生物量分别提高了19.1%和18.5%,土壤NO3--N残留量减少14.5%;施用240 kg·hm-2氮肥不仅对玉米产量无显著影响,还增加了氮素淋溶的风险。在同一处理下,与标准提取方法相比,改进方法对土壤NH4+-N含量影响较小,还提高了土壤NO3--N提取量。施用膨润土-腐植酸改良剂可吸附滞留在土壤中的NO3--N,这不仅降低淋溶风险,同时也降低生物有效性。20 t·hm-2膨润土-腐植酸改良剂与120 kg·hm-2氮肥配施是一种既能提高土壤氮素有效性又能减少氮素淋溶的最佳组合。     

不同有机培肥模式下双季稻田碳汇效应与收益评估

本研究基于1981年开展的有机肥长期定位试验,研究了不同有机肥种类、用量和施用方式对稻田生态系统碳排放、系统碳固定与净碳汇的影响,并对各处理经济效益进行了比较,为实现农业低碳、高值、高效生产提供理论参考。本研究所选取的有机肥处理包括:不施肥对照(CK);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M1);早稻施用两倍绿肥紫云英30 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M2);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2和猪粪15 t·hm-2,晚稻不施有机肥(M3);早稻施用绿肥紫云英15 t·hm-2+晚稻施用猪粪15 t·hm-2和冬季稻草覆盖4 500 kg·hm-2(M4);长期施用化肥(NPK)等5个处理。每5年于晚稻收获后采集土样测定土壤有机碳含量,并测定每年的早晚季水稻产量与生物量,用于估算系统收益与碳收支(5年平均)。结果表明:与不施肥对照相比,各施肥处理水稻产量均显著提高(P0.05),增幅为30.88%~96.52%,且随着施肥年限的增加,M4处理增产作用最大。长期施用有机肥显著提高红壤稻田土壤固碳能力,且有机肥用量增加系统土壤固碳能力增强,M2、M3、M4处理土壤固碳量显著高于M1、NPK和CK处理;稻田植株固碳量也显著提高(P0.05),M4和M3最高,双季稻植株固碳量为6.76~8.83 t(C)·hm~(-2)·a~(-1)。长期施用有机肥下稻田系统净碳汇显著增加,与对照相比施肥处理(M1、M2、M3、M4、NPK)系统净碳汇增加1.43~3.93 t(C)·hm~(-2)·a~(-1),系统碳汇效应显著(P0.05)。同一处理不同施肥年限由生产活动所引起的碳排放量保持不变,系统净碳汇量差异主要表现在系统固碳量上,其变化趋势与水稻产量变化趋势基本一致。长期施用有机肥显著降低了化肥投入,稻田生态系统经济效益显著增加(P0.05),并以M4处理最高,达25 683.7$·hm~(-2)·a~(-1)。综上结果表明:长期施用有机肥显著提高双季稻田碳汇效应与经济效益(P0.05),绿肥紫云英与猪粪和秸秆配施稻田生态系统碳汇效益与经济效益较单施绿肥紫云英优势明显。     

改良剂对反酸田土壤性质与水稻产量的影响

采用盆栽试验研究了不同改良剂在反酸田土壤上的应用效果。结果表明,土壤pH在3.47~4.90范围内,pH与交换性H+和交换性Al3+呈极显著线性负相关关系,而与土壤有效铁和有效硫含量呈显著正相关。不同改良处理在提高作物产量和改良土壤性质方面较对照处理与NPK处理效果明显,且钙镁磷肥、自研改良剂、石灰及碱渣等无机改良剂改良效果显著高于添加腐植酸、精制有机肥、碱性有机肥处理。其改良效果主要体现在提高土壤pH,显著降低土壤交换性H+和交换性Al3+含量,明显增加土壤有效钙和有效镁的含量,改善根系生长环境,增加水稻地上部养分吸收和水稻籽粒产量。综上,初步认为酸害(包括活性酸和潜在酸)是反酸田土壤最主要的限制因子,钙镁磷肥、自研改良剂和石灰等偏碱性且富含有效钙或磷的无机矿物质是农业生产中改良反酸田的适宜改良剂。     

改良剂对土壤酸碱度和烤烟生长及烟叶中重金属含量的影响

为筛选出高效安全的酸性植烟土壤改良剂,采用盆栽试验研究了不同改良剂(生石灰、白云石粉和熟石灰,用量为0.66 g/kg风干土)对酸性土壤p H、烟株生长和烟叶重金属吸收的影响。结果表明,施用石灰和白云石粉均能提高土壤p H,其中生石灰提高的幅度达到0.52单位;改良剂能够促进根系的生长,增加烟株干物质的积累,生石灰、白云石粉、熟石灰处理旺长期烟株总干重分别增加了13%、9%和17%;白云石粉处理增加了烟叶总糖、还原糖含量和糖碱比,石灰处理则降低了总糖和还原糖含量;白云石粉处理显著增加了烟叶的Cd含量,而石灰处理则降低了烟叶的Cd含量,但各处理烟叶中重金属含量均较低。综合考虑改良剂的效果和烟叶的安全性,石灰是烟区酸性土壤改良、提高烟叶产量和安全性的有效技术措施。     

铅镉高污染土壤的钝化材料筛选及其修复效果初探

本研究以重金属高污染农田土壤(全Pb含量为1 277 mg/kg,全Cd含量为39.0 mg/kg)为研究对象,通过土培试验和玉米苗期盆栽试验,探讨海泡石、石灰、腐植酸、钙镁磷肥、磷矿粉、生物质炭等常用稳定材料不同剂量及复配组合对高污染土壤重金属的钝化修复效应。土培试验结果表明,石灰对Pb和Cd钝化效果最好,其次是海泡石,但两者表现为较高添加量处理间没有显著差异;而低剂量生物质炭和腐植酸显著增加土壤有效态Pb和Cd含量,高剂量生物质炭具有较好的钝化效果。盆栽试验表明,海泡石与石灰配施钝化效果较好,与对照相比,土壤氯化钙提取态Pb、Cd含量分别降低了97.5%、81.4%;玉米根和地上部Cd含量分别降低48.5%、34.0%,Pb含量分别降低35.6%、29.6%;但海泡石与磷材料配施显著增加玉米根Pb含量,对玉米Cd吸收没有显著影响。以上结果表明,重金属高污染农田土壤添加合适的改良剂,可较大幅度降低土壤重金属有效性和植物重金属吸收性。     

基于不同类型冷浸田的有机无机物料改良剂增产效应研究

基于田间试验,研究了福建主要类型冷浸田简易开沟下施用有机或无机改良剂对单季稻产量及土壤性状的影响。结果表明,青泥田上施用鸡粪、猪粪与菇渣的籽粒产量表现一定的增产趋势,而配合秸秆还田的水稻秸秆产量较CK增产40.7%,差异显著;锈水田施用生石灰或生石灰配施有机肥均不同程度提高了水稻籽粒产量,其中4500 kg hm-2生石灰+4500 kg hm-2有机肥处理的籽粒产量与秸秆产量分别较CK显著增产15.9%与14.8%;浅脚烂泥田施用干牛粪、油菜籽饼(配比1∶1)的有机复合改良剂7500 kg hm-2,籽粒产量提高19.3%,差异显著。不同改良剂增产主要是由于提高了水稻有效穗数。施用生石灰或生石灰配施有机肥不同程度地降低了锈水田土壤亚铁含量,而提高了土壤微生物量碳、氮含量;浅脚烂泥田施用改良剂后,除了3750 kg hm-2油菜籽饼处理外,大团聚体(>2 mm)比例呈下降趋势,而中团聚体(0.25~2 mm)与微团聚体(<0.25 mm)比例呈上升趋势。青泥田与锈水田施用改良剂还分别提高了籽粒磷、钾养分与籽粒氮、磷养分含量。针对冷浸田不同属性,配合开沟措施,选用畜禽有机肥、油菜籽饼、生石灰等有机无机改良剂以及组合施用可降低土壤还原性物质,提高活性有机碳含量,改良土壤结构,实现水稻增产。     

猪粪施用量对红壤旱地理化性质及酶活性的影响

为研究猪粪的合理施用及其对红壤旱地地力提升的效应,利用在第四纪红壤旱地中连续3年分别施用0、7.5、15、30、45 t·hm~(-2)猪粪的小区定位试验,比较不同处理下菠菜和玉米地上部生物量、土壤相关理化性质、碳氮磷循环相关酶活性的差异。结果表明:菠菜和玉米地上部生物量、土壤有机质、土壤全量和速效态氮磷钾含量均随猪粪施用量的增加呈线性增加。当猪粪施用量达45 t·hm~(-2)时菠菜、玉米平均地上部生物量分别达到11.48、20.84 t·hm~(-2),土壤有机质和全氮、全磷含量分别达14.6、1.07、0.73 g·kg~(-1),土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量分别达85.47、106.9、411.7 mg·kg~(-1),但与猪粪施用量为15和30t·hm~(-2)时土壤养分含量的差异不显著,而土壤中与碳氮磷循环相关的6种酶活性则与猪粪施用量呈线性相关,且在施用量为30或45t·hm~(-2)时出现显著差异;6种酶活性与土壤有机质、养分含量间均具有显著或极显著正相关关系。研究结果显示,第四纪红壤旱地在本试验猪粪施用量范围内,土壤有机质和养分含量、酶活性等指标均随施用量的增加而相应提高,作物地上部生物量亦呈线性增加,但同时须注意土壤速效态养分含量过高可能带来的氮磷流失加剧等问题。     

多孔改良剂对毕节烟区植烟土壤重金属铬镉铅的影响

本研究通过分析贵州毕节植烟区不施改良剂(CK),施用秸秆(T1)、多孔改良剂(T2)、70%多孔改良剂+30%竹炭(T3)4种处理不同土层深度土壤重金属含量,评价了植烟区重金属Cr、Cd、Pb的含量水平,探讨了施用多孔改良剂对研究区土壤中重金属Cr、Cd、Pb含量及其有效性的影响。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Cd、Pb含量均低于国家二级土壤标准,土壤处于清洁状态。不同土壤改良剂在改善土壤理化性状的同时还能显著降低土壤全Cr和Pb的有效性。在不同改良剂处理中,以T3处理的效果最好,土壤全Cr和有效Pb降幅分别为26.4%和17.2%。毕节烟区使用多孔物理结构改良剂不会增加土壤Cd、Pb的重金属风险,反而降低了土壤全Cr和有效Pb的含量,实现板结土壤改良和重金属有效性降低的双重目标。     

不同改良剂对土壤-叶菜系统Cd迁移累积的调控作用

为筛选适合在中轻度镉污染土壤上有效降低叶菜吸收镉的改良剂及用量,采用镉污染菜地土壤进行盆栽试验,研究不同用量的石灰、泥炭和碱渣对小白菜（Brassica chinensis L.）生物量、镉吸收量,土壤pH及有效态镉含量的影响。结果表明,3种改良剂对小白菜生长均无显著的抑制作用;与不施改良剂的处理相比,石灰、泥炭显著抑制小白菜对镉的吸收,地上部镉含量与石灰和泥炭用量均呈显著负相关关系（R=-0.668、-0.785,P〈0.05）,碱渣对小白菜地上部镉含量的影响不显著,但显著增加根系镉含量;改良剂均显著提高土壤pH,但对DTPA-Cd影响不同,石灰显著降低DTPA-Cd,泥炭、碱渣均有增加DTPA-Cd含量的趋势;泥炭对土壤-小白菜系统Cd迁移的调控效果最佳,其最佳用量为20 g.kg-1土,石灰次之,碱渣不适合。     

磷灰石等改良剂对重金属铜镉污染土壤的田间修复研究

通过田间小区试验,研究了磷灰石、石灰、木炭、猪粪、铁粉5种改良剂对Cu、Cd复合污染土壤的改良效果。结果表明,石灰、磷灰石、木炭、猪粪降低了土壤溶液中重金属Cu、Cd的含量,提高了土壤溶液的pH,但改良效果随着时间的推移不断降低。磷灰石、石灰、木炭的加入显著降低了有效态Cu含量,但对有效态Cd含量影响较小。与猪粪相比,磷灰石、石灰、木炭显著增加了黑麦草生物量,提高了对重金属Cu、Cd的吸收能力,对该污染土壤的修复具有实践应用价值。