长期施肥对黑土腐殖质组分的影响

利用Pallo法,将土壤腐殖质分为FAf、HAs、HAp、FAs、FAp和HM共6个组分（HAs和FAs为松结合态腐殖质工,HAp和FAp为稳结合态腐殖质Ⅱ,HM为紧结合态腐殖质Ⅲ）,研究了长期定位施肥（ck、M2、M4、NPK、M2＋NPK和M4＋NPK）对黑土腐殖质各组分的影响。结果表明：腐殖质各组分的碳量由高到低的顺序为HAp〉HAs〉FAp〉FM〉FAs。长期施肥有利于SOC、FAf碳量的积累和松、稳、紧结合态腐殖质碳量的增加,有利于土壤腐殖质Ⅰ／Ⅱ值的提高和Ⅰ／Ⅲ值的降低。各施肥处理中松、稳、紧结合态腐殖质积累效果相比,高量有机肥长期配施化肥的最好,而单施化肥的效果最差。长期单施化肥使土壤松结合态和稳结合态腐殖质的PQ值增加,腐殖化作用增强。     

淮北砂姜黑土酶活性对长期不同施肥模式的响应

【目的】针对安徽淮北砂姜黑土“旱、涝、僵、瘦”等不良属性,通过探讨长期定位施肥对砂姜黑土酶活性的影响,揭示土壤酶对施肥模式的响应机制,为有效改善土壤生物化学环境、提高土壤质量、进而保证作物高产稳产提供理论支撑。【方法】以安徽省濉溪县杨柳试验基点长期定位培肥试验（1981至今）为基础,研究5种不同施肥模式下（不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施（等氮）、有机肥与化肥配施（高氮））小麦-玉米轮作系统中耕层土壤（0-20 cm）脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶活性的变化趋势,并进行相关性分析和成对比较,分别阐明土壤酶间的相互关系及各酶活性的季节性变化规律。【结果】与长期不施肥相比,长期单施有机肥可显著提高砂姜黑土脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,小麦收获期和玉米收获期分别提高了130.5%和129.5%、11.4%和14.9%、31.4%和12.0%,但对酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性无明显促进作用;长期单施化肥可有效增强土壤酸性磷酸酶与中性磷酸酶活性,同时明显抑制其他3种土壤酶的活性;在同等施氮水平下,有机肥与化肥配施可使5种土壤酶活性均保持较高水平,弥补了单施化肥或单施有机肥因施肥模式单一导致某种土壤酶活性较差的不足;高氮水平下,有机肥与化肥配施可显著提高酸性磷酸酶和中性磷酸酶活性,但对其他酶作用规律不明显。砂姜黑土不同土壤酶之间普遍存在显著相关关系：脲酶与过氧化氢酶、蔗糖酶之间以及过氧化氢酶与蔗糖酶之间存在显著正相关关系,而磷酸酶与其他3种酶之间存在此消彼长的关系。此外,砂姜黑土脲酶、酸性和中性磷酸酶、过氧化氢酶以及蔗糖酶酶活受季节的影响也因施肥不同而不同。【结论】同等施氮水平下,有机肥与化肥配施与单施化肥或单施有机肥相比,能使砂姜黑土脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶及蔗糖酶均保持较高的活性,有利于改善土壤生物化学环境,进而提高土壤可持续生产力;土壤酶之间相关关系各有不同,呈显著正相关关系的有脲酶与过氧化氢酶、脲酶与蔗糖酶及过氧化氢酶与蔗糖酶,而磷酸酶与其他3种酶之间均呈显著负相关关系;砂姜黑土酶活性受季节影响的程度因酶种类与施肥方式不同而有所不同。     

长期定位施肥对黑土耕层土壤养分状况的影响

通过20年长期定位施肥试验研究了不同施肥处理对黑土耕层土壤养分的影响。结果表明:施氮可以增加土壤碱解氮的含量,施磷肥可以增加土壤全磷、速效磷的含量,施钾可以增加速效钾的含量。定位施肥20年后,施氮肥的处理碱解氮比试验前增加2.61￣6.41mg/kg,不施氮肥的处理碱解氮比试验前降低14.97￣20.66mg/kg;施磷肥处理全磷和速效磷含量均有增加,分别比试验前增加0.296￣0.316g/kg和48.25￣53.16mg/kg;施钾肥的处理速效钾比试验前增加129.03￣154.75mg/kg,不施钾肥的处理比试验前降低23.28￣68.75mg/kg。     

长期施肥对黑土磷素积累及有效性影响的研究

通过黑土长期定位试验,查明了长期不同施肥条件下,土壤磷素积累及有效性。长期不施肥,土壤全磷下降37.4%,速效磷下降了60%;长期施用磷肥土壤全磷增加53.9%～65.7%,速效磷增加6～15倍。积累在土壤中的磷素具有生物有效性。     

长期不同培肥生态环境下黑土磷酸酶活性动态变化

以东北典型黑土区长期(自1980年)不同培肥试验地土壤为研究对象 ,采用施两种不同用量有机肥、化肥和不施肥4个处理 ,对黑土磷酸酶活性在作物生长季的动态变化进行研究。结果表明 ,施用有机肥 ,玉米生长季黑土磷酸酶活性明显高于施用化肥和不施肥 ,生长季磷酸酶保护容量在175g·kg-1·h -1以上 ,季节性变化平稳 ,保持黑土磷酸酶免遭变性和分解作用显著。4种处理磷酸酶活性最大峰值同时出现在玉米大喇叭口期。     

长期施肥对黑土亚表层有机碳和胡敏酸含量的影响

通过长期定位试验,研究了不同施肥处理对黑土表层(0~20厘米)和亚表层(20~40厘米)土壤有机碳和腐殖质组成的影响。结果表明,有机肥显著提高了表层和亚表层土壤有机碳和胡敏酸含量,其中以有机无机配施处理最为显著。     

长期施肥对砂姜黑土大孔隙形态和数量特征的影响

为探明长期施肥对砂姜黑土大孔隙结构的影响,本研究选取37 a田间定位试验的5个处理：不施肥（CK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、等氮条件下有机肥与化肥配施（MNPK）和高氮条件下有机肥与化肥配施（HMNPK）,通过X射线CT扫描原状土柱（直径7.4 cm,高20 cm）,利用图像处理技术进行土壤孔隙三维结构重建。结果表明,各处理下土壤团聚体结构内部以及团聚体之间均存在大孔隙,尤以M处理数量最多;分形维数和各向异性由大到小次序分别为HMNPK>M>MNPK>NPK>CK和MNPK>CK>M>NPK>HMNPK。与CK相比,有机肥配施处理（M、MNPK、HMNPK）的大孔隙度分别增加7、6、10个百分点,大孔隙数量分别增加41.5%、33.3%、26.8%。HMNPK处理孔径分布呈剧烈的双峰曲线波动,第一和第二峰值分别出现在395~577 μm和1 545~1 701 μm处。主成分分析表明,<126 μm孔径主要受粉粒含量影响,126~500 μm孔径受容重影响,500~2 500 μm孔径则受砂粒含量、黏粒含量、连通性和分形维数等多因素综合影响。研究表明,有机肥和无机肥长期配施,可显著改善砂姜黑土大孔隙数量和形态特征,尤以HMNPK处理效果最佳,而NPK处理效果不明显。分形维数和连通性可作为砂姜黑土结构改良的定量评价指标。     

长期不同施肥对东北黑土区玉米产量稳定性的影响

【目的】通过阐明长期不同施肥下东北黑土区玉米产量的变化规律及其稳定性差异,为建立合理施肥模式、促进东北黑土区玉米持续稳产和高产提供科学依据。【方法】以（公主岭）国家黑土肥力与肥料效益长期试验为研究平台,利用8种不同施肥模式（CK、NP、NK、PK、NPK、M₁NPK、SNPK和M₂NPK）的25年数据分析玉米产量变化及土壤养分状况对施肥模式的响应。【结果】长期有机肥与化肥配施玉米产量总体上表现为上升趋势,有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施处理增产效果也较为明显;M₁NPK、SNPK和NPK 3个等氮量施肥处理玉米平均产量差异不显著,其前11年NPK处理玉米产量高于SNPK和M₁NPK处理,后14年NPK处理玉米产量低于SNPK和M₁NPK处理;施化肥处理玉米平均产量（1990-2014年）排序为NPK＞NP＞NK＞PK、CK。氮、磷和钾肥对玉米产量的增产效应差异较大,每千克氮肥、磷肥和钾肥的产量效应分别为33.0、16.2和15.3 kg。有机无机配施处理玉米产量可持续指数（SYI）值高,分布在0.712-0.798,玉米产量可持续性好,而不平衡施肥和不施肥处理的SYI值最低;CK、PK和NK处理玉米产量变异系数较大,分布在18.5%-34.7%,产量稳定性差,而有机无机配施处理相对较小都在10.8%-13.0%。在施肥处理中,PK处理平均生产力贡献率最低,仅为37.8%,但与氮配施平均生产力贡献率达到91.2%;NPK、M₁NPK与SNPK 3个等氮量施肥处理平均生产力贡献率差异不显著。长期施用有机肥可明显提高土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,施用化肥磷对土壤有效磷含量提高较显著,但施用化肥氮和钾分别对土壤全氮和速效钾含量提高效果不显著;通过相关性分析可知玉米产量与土壤有机质、全氮和速效磷均呈极显著正相关（P＜0.01）,而与土壤速效钾含量呈显著正相关（P＜0.05）。【结论】长期不施肥或偏施化肥玉米产量的稳定性减弱、土壤生产力贡献率下降;平衡施用化肥可有效提高黑土区玉米产量稳定性和可持续性;有机肥与化肥配施具有明显的增产和稳产效果。因此,施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施。     

长期施肥下黑土重金属的演变特征

【目的】探讨长期施肥下黑土重金属的演变特征,为该地区科学施肥和土壤环境保护提供理论依据。【方法】设计长期定位施肥试验：CK（对照,不施肥)、N（氮）、NP（氮磷）、NPK（氮磷钾）、NPKM（氮磷钾+有机肥）和1.5NPKM（1.5倍的NPKM）,共6个处理。试验采集起始（1989年）和各施肥年限（1994、2000、2006、2010、2012年）的耕层（0-20 cm）土壤样品,测定Cu、Zn、Pb、Cd总量和有效态含量,并计算其活化度。【结果】长期施用化肥不影响黑土重金属总量、有效态含量。Pb不受施肥影响,Cu、Zn、Cd受粪肥影响,其总量和有效态都显著增加,Cu和Zn活化度增加,但Cd活化度显著降低（维持在8%-9%,明显低于化肥处理的35%）。长期施用有机肥,重金属演变呈现阶段性。1989-2000年缓慢增加,2000-2010年快速增加,2010年后稳定或缓慢下降。1.5NPKM 3个阶段Cd总量变化分别为0.03 mg·kg^-1·a^-1、0.07 mg·kg^-1·a^-1、-0.13 mg·kg^-1·a^-1;NPKM处理的Cu有效态变化分别为0.11 mg·kg^-1·a^-1、0.53 mg·kg^-1·a^-1、-1.25 mg·kg^-1·a^-1。重金属演变的阶段性是源于粪肥重金属含量的阶段性变化,即养殖方式的变化。金属活化度相关性分析表明：Cu与Olsen-P、Zn与SOM皆显著正相关,而Pb与pH显著负相关;Cd与Olsen-P和SOM显著负相关,与pH显著正相关,意味着Cd对土壤性质的响应更加复杂。【结论】长期施用化肥对重金属演变没有明显影响,长期施用有机肥显著改变了其演变特征,重金属演变呈现出先缓慢增加、然后快速增加、最后稳定或缓慢下降的阶段性变化,而且阶段性演变特征源于粪肥金属含量的阶段性变化。在农业生产中,既要适度增施有机肥又要关注其潜在风险,现有施肥量（30 t·hm^-2）和玉米种植体系下,当地牛粪长期施用仍存在很大风险。     

长期定位施肥对土壤微生物区系的影响

文章针对哈尔滨黑土27年长期定位施肥现状进行微生物数量测试分析。结果显示,施用肥料不仅可使土壤微生物总量提高,而且也使细菌、真菌数增加。其中,施用有机肥是引起微生物数量增加、有机质含量提高的主要因素。微生物总数与土壤有机质呈正相关的结果表明,土壤微生物总量也可以作为评价土壤肥力的一个重要指标。     

不同模式长期定位施肥对土壤微生物区系的影响

【目的】研究不同模式长期定位施肥处理对土壤微生物数量及微生物量碳、氮、磷的影响。【方法】采用微生物培养法及氯仿熏蒸提取法,研究15种施肥模式对微生物数量及微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)的影响,并进行了相关性分析。【结果】不同施肥处理对土壤微生物的影响:细菌放线菌真菌,对微生物量的影响:MBPMBNMBC;土壤细菌数量最大值出现在M1(有机肥)处理,土壤放线菌数量最大值出现在M2(有机肥)处理,土壤真菌数量最大值出现在M1NPK(有机肥和无机肥配施)处理。MBC和MBN最大值均出现在M1处理,MBP最大值出现在M2NPK(有机肥和无机肥配施)处理。相关分析的结果表明,MBC含量与土壤微生物数量呈显著正相关。【结论】有机肥的施入可明显地增加土壤微生物数量;有机肥和无机肥配施中,化肥的减量可增加MBC、MBN含量。氮、磷肥在合理范围内的施用可明显促进微生物对氮、磷的吸收,显著增加了MBN、MBP含量。氮肥的施入可明显加速土壤肥力的流失,使土壤由细菌型向真菌型转变;施用有机肥会使土壤更加肥沃。     

黑龙江省黑土区不同施肥制度对土壤肥力影响分析

以1980～2006年黑龙江省农科院长期定位试验为平台,比较了不同施肥制度对黑土区土壤肥力的影响。结果表明,有机肥配施化肥可以全面提高黑土区土壤肥力,其中以有机肥+氮钾化肥效果最佳;速效磷受施肥制度影响最大。有机肥+磷化肥提高有机质含量效果最佳;有机肥+氮化肥提高碱解氮含量效果最佳;有机肥+磷钾化肥提高速效磷含量效果最佳;有机肥+氮钾化肥提高速效钾含量效果最佳。在有机肥+氮磷钾化肥处理下,有机质和碱解氮在1980～2006年年纪波动显著;磷钾化肥处理下,速效磷在1980～2006年年纪变化显著;在磷化肥处理下,速效钾在1980～2006年年纪变化显著。     

长期定位施肥黑土水溶性有机物组分组成特性研究

利用LiquiTOC仪对黑河、哈尔滨、公主岭三个地区近30年长期定位施肥土壤水溶性有机物及其各组分进行了测定分析.结果表明,土壤DOM分子质量＜1 ku组分比例,OM＞MNPK＞CK＞NPK处理;DOM分子质量＞1 ku组分则表现相反的趋势.此外,与不施肥处理(CK)比较,施用有机肥(OM)土壤DOM中小分子质量的富里...     

长期不同施肥处理对土壤氮素矿化特性的影响

【目的】了解长期不同施肥处理土壤的供氮能力,从而为确定合适的氮肥用量提供理论依据。【方法】采用间歇淋洗好气培养法,研究小麦-休闲轮作下长期不同施肥处理(No-F.20年不施肥处理;NPK.20年施用NPK肥处理;MNPK.20年有机肥与NPK肥配施处理)土壤0~20,20~40和40~60cm土层土壤氮素矿化特性。【结果】与NPK处理相比,MNPK处理明显提高了0~20和20~40cm土层土壤有机碳、全氮、氮素矿化累积量和氮素矿化势(N0);与No-F处理相比,MNPK处理明显提高了0~60cm土层土壤氮素矿化累积量和氮素矿化势。3种施肥处理下,0~20,20~40,40~60cm土层N0占土壤全氮的比例分别为19%~23%,9%~12%,6%;各土层中MNPK处理下该比例值均最高。0~20,20~40和40~60cm土层氮素矿化累积量分别占0~60cm土层的62%~71%,20%~27%和9%~12%。不同施肥处理中,MNPK处理0~20cm土层氮素矿化累积量占0~60cm土层的比例最高。【结论】有机肥与无机肥长期配施明显提高了0~60cm土层土壤供氮能力。     

长期施肥对稻田土壤镉锌铜积累及其有效性的影响

为明确长期不同施肥方式对稻田土壤Cd、Zn和Cu积累及其有效性的影响,以设立于1986年的长期定位施肥试验为对象,对比分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、秸秆还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)5个处理耕层土壤重金属全量、有效态、形态分布以及水稻各部位重金属含量变化,结合土壤理化性质变化,探讨了长期施肥下重金属累积效应及其有效性变化机理。结果表明,NPK和ST处理对土壤全量及有效态Cd、Zn和Cu均无显著提高效应。而施用低量和高量有机肥30 a后,土壤Cd、Zn和Cu全量显著提高35.00%～80.00%、63.91%～82.55%、118.41%～180.21%,有效态显著提高28.57%～71.43%、407.12%～783.15%、336.59%～573.17%,稻米Cd、Cu则提高100.00%～150.00%、63.30%～85.64%。相关分析结果证实,有机肥中较高的重金属含量是造成稻田土壤Cd、Zn和Cu累积和有效性显著提高的主要原因,同时其改变的土壤理化性质,尤其是P也会影响重金属的有效性,但其作用机理有待深入研究。总体来看,长期施用有机肥具有更好的培肥效应,但会造成土壤Cd、Zn和Cu的富集以及稻米吸收量的增加,虽然目前稻米重金属含量尚未超出国家食品卫生标准限值,其风险仍不可忽视,在采取有机肥培肥土壤的过程中应严格控制其中的Cd、Zn和Cu等重金属含量。     

红壤旱地长期施肥对春玉米光合特性和产量的影响

基于湖南祁阳红壤试验站长达19年的定位试验,于2009年进行了不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(OM)与有机肥无机肥配合施用(NPKM)对春玉米净光合速率、叶面积指数及产量影响的比较研究.结果表明:与单施化肥相比,单施有机肥处理不仅能够显著增加春玉米叶面积指数,同时也有利于提高主要生育期的叶片净光合速率,干物质累积量显著增加,其穗粒数、百粒重及收获指数均显著增加,表现为最终产量增加333.23％.在本试验处理条件下,单施有机肥处理与有机肥无机肥配合施用处理除苗期净光合速率有显著性差异外,在其他光合特性和产量性状上无显著性差异.综合土壤养分及历年平均产量来看,有机肥无机肥配合施用为该地区较佳的施肥方式.     

利用土壤线虫生态指标表征砂姜黑土土壤健康状况的探讨

为探讨利用土壤线虫生态指标表征土壤健康状况的可行性,以安徽省农业科学院蒙城砂姜黑土有机肥长期定位试验基地为研究地点,以土壤线虫为研究对象,通过分析长期定位施肥条件下,农田土壤线虫数量、营养类群、生态指数的变化与土壤肥力水平的相关性,并进一步关联作物的产量指标。结果表明:砂姜黑土土壤肥力水平的等级由高到低依次为牛粪配施(NPK+CM)>猪粪配施(NPK+PM)>秸秆配施(NPK+S)>单施化肥(NPK)>不施肥(CK);随着土壤肥力水平的提高,线虫香农多样性指数、均匀度指数和瓦斯乐斯卡指数显著提高,植物寄生线虫成熟度指数显著降低,土壤健康状况变好;同时,NPK、NPK+S、NPK+PM、NPK+CM的产量较CK分别提升了337.87%、396.14%、495.43%、534.24%。因此,利用线虫生态指标的变化来表征砂姜黑土的土壤健康状况具有一定的可行性。     

Effect of long-term fertilization on phosphorus fractions in different soil layers and their quantitative relationships with soil properties

Investigating the dynamics and distribution of soil phosphorus (P) fractions can provide a basis for enhancing P utilization by crops.  Four treatments from a 29-year long-term experiment in black soil with maize cropping were involved in this study: no fertilizer (CK), inorganic nitrogen and potassium (NK), inorganic nitrogen, phosphorus, and potassium (NPK), and NPK plus manure (NPKM).  We analyzed soil P fractions in different soil layers using a modified Hedley sequential method.  The long-term NPKM treatment significantly increased total P by 0.6–1.6 times in the different soil layers.  The Olsen-P concentration far exceeded the environmental threshold for soil Olsen-P (50.6 mg kg^–1) in the NPKM treatment in the 0–60 cm soil profile.  Moreover, the concentrations and proportion of labile and partially labile inorganic P (Pi) fractions (i.e., NaHCO₃-extracted Pi, NaOH-extracted Pi, and dilute HCl-extracted Pi) to the sum of all P fractions (Pt) in the 0–60 cm soil profile were higher in the NPKM treatment than in the NPK treatment, indicating that manure could promote the transformation of non-labile into more labile forms of P in soil, possibly by manure reducing P fixation by soil particles.  Soil organic matter, Mehlich-3 extractable iron (Fe), and organic-bound aluminum were increased by fertilization, and were the main factors influencing the differences in the P fractions in the 0–20 cm soil layer.  Soil mineral components, i.e., free Fe oxide and CaCO₃, were the main factors influencing the P fractions in the subsoil.  The soil P transformation process varied with soil layer and fertilization.  Application of manure fertilizer can increase the labile (Olsen) P concentrations of the various soil layers, and thus should reduce the mineral P fertilizer requirement for crop growth and reduce potential environmental damage     

双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响

设CK（不施任何肥）、NK（施氮、钾肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NK＋PM（施氮、钾肥＋猪粪）、NP＋RS（施氮、磷肥＋稻草）、NPK＋RS（施氮磷钾肥＋稻草）7个处理,通过25年长期肥料定位试验,研究了双季稻种植制度下长期施肥对红壤性水稻土氮素肥力的影响．结果表明,长期不平衡施肥处理（NK、NP）土壤各氮素含量增加不明显或出现一定幅度的减少;长期平衡施用化肥的NPK处理,土壤各氮素含量均有增长,与CK处理的差异达到显著或极显著水平;无机、有机肥长期配施处理NK＋PM、NP＋RS、NPK＋RS在单施化肥的基础上进一步提高了土壤中氮素养分的含量．双季稻种植制度下,长期平衡施肥,尤其是无机、有机肥配施能极大地增加红壤性水稻土各氮素养分含量,提高土壤氮素肥力,为水稻的高产、稳产和农业可持续发展提供良好的基础和保障．