不同土壤调理剂对铅污染蔬菜—水稻轮作耕地控铅效应研究

选用无机类、有机类、黏土矿物类和有机-无机复配类等16种土壤调理剂,在福建省仙游县盖尾镇受铅(Pb)污染蔬菜—水稻轮作耕地开展大田控铅试验,筛选出适宜于Pb污染蔬菜—水稻轮作耕地的土壤调理剂。结果表明,16种土壤调理剂中,处理12(生石灰、硅灰石、黏土矿物等)、处理16(盐藻皮、碳酸盐)、处理15(碱性含铁有机-无机复配)和处理10(碳酸盐、硅酸盐、黏土矿物)对蔬菜Pb含量的降低效果更佳,降低率分别为65.90%、65.19%、56.64%和51.11%;处理15、处理14(碱性含铝有机-无机复配)、处理3(盐藻皮)和处理16对稻米Pb含量的降低效果更佳,降低率分别为76.29%、75.80%、70.01%和68.62%。研究发现碱性含铁类、含盐藻皮复合类土壤调理剂适宜于Pb污染蔬菜—水稻轮作耕地。     

不同土壤调理剂对Cd污染稻田修复效果

为验证不同土壤调理剂在轻度Cd污染稻田的修复效果,本研究于2021年和2022年在湖北大冶连续开展田间小区试验,研究了20种土壤调理剂对水稻产量、糙米Cd含量、土壤pH、土壤有效态Cd含量的影响,并选取2021年试验中具有代表性的4种调理剂（有机类：P3、P4,无机类：P11、P12）,探究其对Cd在土壤-植株中转运累积和在土壤中5种赋存形态转化的影响。两年的结果表明：与对照组相比,各调理剂处理后水稻产量变化幅度为-9.80%~20.09%,糙米 Cd 降幅为 8.05%~79.57%,土壤 pH 提高了-0.01~1.13个单位,有效态Cd含量降低了4.79%~25.00%,且连续两年土壤pH值与有效态Cd含量均呈显著负相关关系。2021年试验中4种调理剂处理均能显著降低Cd从土壤到水稻根系的转运系数,且无机类调理剂（P11、P12）效果显著优于有机类（P3、P4）;各类调理剂（P3、P4、P11、P12）处理使土壤中可交换态Cd和碳酸盐结合态Cd占比分别降低5.91~17.77个百分点和6.33~8.88个百分点;使土壤中Fe-Mn结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd占比分别增加3.47~16.31、0.80~6.50个百分点和4.82~7.05个百分点。有机类调理剂（P3、P4）倾向于将土壤中Cd向有机结合态Cd转化,无机类调理剂（P11、P12）则更倾向将土壤中Cd向Fe-Mn结合态Cd转化。研究表明,选取适宜的调理剂能够实现Cd污染耕地安全利用,推荐无机类P12调理剂（主要成分CaO≥28%）作为湖北大冶轻度Cd污染修复调理剂。     

生物炭对土壤-植物体系中铅镉迁移累积的影响

为探讨不同特性生物炭对土壤-植物体系中典型重金属铅（Pb）和镉（Cd）迁移累积的影响,分别选择花生壳、水稻壳、小麦秸秆、椰壳及生物燃气副产物5种材料制备的生物炭及不同粒径椰壳生物炭作为土壤调理剂,进行多茬蔬菜盆栽试验,研究各茬蔬菜可食用部位生物量及Pb和Cd累积量,土壤理化性质及土壤有效态Pb和Cd含量变化规律。结果显示,生物炭的施加均可不同程度提升土壤pH、土壤有机碳含量及阳离子交换量（CEC）。除小麦秸秆生物炭外,其余4种生物炭均可显著降低土壤有效态Pb和Cd及蔬菜可食用部位Pb和Cd累积量,并对蔬菜有明显促生长效果。生物炭粒径越小对土壤有效态Pb和Cd含量的降低、蔬菜生长的促进及蔬菜Pb和Cd累积量的降低作用越显著。蔬菜生长与土壤pH、有机碳含量及CEC水平均呈显著正相关关系,而蔬菜Pb和Cd累积量及土壤有效态Pb和Cd含量则与土壤pH、有机碳及CEC含量呈显著负相关关系。连续3茬蔬菜轮作后,80~120目椰壳生物炭、花生壳生物炭、水稻壳生物炭及生物燃气副产物生物炭仍对Pb和Cd复合污染酸性土壤具有明显的修复效果。结果表明,生物炭可通过改变土壤pH、CEC、有机碳等基本理化性质,对土壤重金属产生钝化作用,显著促进蔬菜的生长并可消减蔬菜对土壤重金属元素的累积效应。     

长期施肥紫色土有效磷变化及其对稻麦轮作产量的影响

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理：CK处理（只种作物不施肥）;N、NP、NK、PK、NPK为不同氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥（M）、秸秆还田（S）及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg^-1;而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm^-2,其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm^-2,土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg^-1。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型（线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型）均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg^-1。 【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

有机无机肥配施对稻麦产量及土壤质量的影响

研究有机无机肥配施对稻麦轮作系统作物产量及其构成因素和耕地土壤质量的影响,探讨合适的施肥比例,为化肥减量增效和耕地质量提升提供理论依据。试验以氮为参照,设置不同有机无机氮配比,测定了作物产量和构成因素指标,以及种植前后土壤有机质和养分指标。结果表明,55%有机氮肥替代处理水稻产量最高,35%有机氮替代处理小麦产量最高。稻麦轮作条件下,有机无机肥配施可提高作物产量,同时还能改善土壤质量。     

4种土壤调理剂对镉污染稻田修复效果

在湖南省湘潭县典型镉污染稻区开展田间小区试验,研究4种天然矿物类土壤调理剂对农田土壤和水稻中镉、铅含量的影响。结果表明:与对照(不施用调理剂)相比,施用天然矿物类土壤调理剂的4个处理,土壤pH值提高0.31～0.63,土壤有效镉含量降低6.5%～15.9%,稻米镉含量降低34.5%～55.2%,稻米降镉效果顺序为:土壤调理剂A2土壤调理剂A3土壤调理剂A1土壤调理剂A4。施用4种调理剂对土壤总铅、稻米铅含量、水稻产量、产值及产投比的影响均不明显。     

组合调理剂对南方低丘新垦耕地肥力质量提升效果研究

【目的】南方丘陵地区新垦耕地普遍存在有机质偏低、结构不良、氮磷钾等养分不足及水肥气热不协调等问题,采用单一调理剂难以全面改善其肥力质量。【方法】以浙江省衢州市新耕的低丘红砂田和黄筋泥田（分别代表砂质和黏质土壤）为例,采用矿物（膨润土、硅藻土）、结构调理剂（聚丙烯酰胺）、有机物料（生物质炭、泥炭、商品有机肥）和石灰石粉等多种调理剂组合,通过田间小区试验探讨利用组合调理剂对南方低丘新造耕地土壤肥力的综合改良效果。【结果】与不施用调理剂的对照比较,矿物、结构调理剂、有机物料和石灰石粉等不同调理剂组合均有助于新造耕地土壤肥力质量的提高,但不同组合方式对耕地土壤肥力因素的影响也有较大的差异。矿物材料和结构调理剂主要改善了土壤物理性状,降低土壤容重,提高土壤中水稳定性团聚体的数量和饱和持水量,增加土壤的透水性;其中,膨润土的施用还可明显增加了红砂田的CEC,硅藻土的施用轻微降低了黄筋泥田的CEC。生物质炭、泥炭、商品有机肥等3类有机物料对改善土壤性状有明显的差异,降低土壤容重与增加土壤有机碳和饱和导水率的效果由高到低依次为：生物质炭、泥炭、商品有机肥,但高量施用生物质炭或泥炭可能会对土壤有机碳的品...     

矿物调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响

【目的】探索施用调理剂对稻田土壤镉形态和水稻镉吸收的影响,为调理剂的田间应用提供指导。【方法】选取一种碱性矿物源复合材料作为供试调理剂,采用水稻盆栽试验动态取样方法,研究调理剂对不同生育时期稻田土壤镉形态及镉在植株体内迁移的影响。【结果】矿物调理剂有效提高土壤pH,降低土壤有效态镉（DTPA-Cd）含量,促进土壤镉的可利用态持续向难利用态或残渣态转化。矿物调理剂显著降低水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量,且其用量分别与水稻根系、茎叶、谷壳、糙米镉含量呈显著负相关。水稻各部位镉含量与土壤DTPA-Cd、返青期土壤可交换态镉和孕穗期土壤可交换态镉呈极显著正相关,与返青期土壤可氧化态镉和孕穗期土壤可还原态镉呈极显著负相关。不同生育时期水稻根系和茎叶中镉含量的显著不同,对照处理（CK）不同生育时期根系镉含量的大小顺序为：成熟期≈返青期＞拔节期＞分蘖期＞孕穗期;茎叶镉含量的大小顺序为：返青期＞成熟期＞分蘖期＞拔节期＞孕穗期;成熟期时,与对照相比,矿物调理剂对水稻根系、茎叶、谷壳和糙米镉含量的最大降幅依次为92.0%、94.1%、86.3%、80.6%;当调理剂用量达到5 g·kg^-1土时,糙米镉含量低于食品安全国家标准（0.2 mg·kg^-1）。水稻各部位镉含量顺序为根系＞＞茎叶＞＞糙米＞谷壳。由不同生育时期镉从根系向茎叶的转运系数可知,矿物调理剂对水稻生育前期镉的阻控效果优于生育后期。【结论】该调理剂可促进土壤中高活性镉向低活性转化,抑制水稻各器官对镉的吸收富集。     

蕹菜对土壤环境激素Pb、Cd的吸收效应及相关性分析

采用盆栽试验方法,研究了蕹菜对土壤中重金属类环境激素Pb、Cd的吸收效应,并进行相关性分析,为开展蔬菜重金属污染治理、发展绿色食品和无公害蔬菜提供科学依据。结果表明,土壤中Pb（≤2000 mg/kg）、Cd（≤10.0 mg/kg）对蕹菜株高的抑制作用均不明显,但在最高浓度处理下（Pb 4000 mg/kg,Cd 50.0 mg/kg）,蕹菜株高与空白对照差异显著;土壤中Pb、Cd导致蕹菜地上部减产的最大降幅分别为76.3%和65.8%;随着Pb、Cd投放浓度的增加,蕹菜植株各部位的Pb、Cd含量均呈递增趋势,但地上部对Pb的积累比对Cd的积累弱;蕹菜中Pb、Cd积累量与土壤中Pb、Cd含量相关性显著。     

不同类型调理剂对镉污染土壤修复效果和微生物群落的影响

【目的】研究土壤调理剂对镉（Cd）污染农田修复效果和微生物群落组成的影响,为应用不同土壤活性组分调理剂原位修复和治理Cd污染农田土壤提供科学依据。【方法】在粤东Cd污染农田开展田间试验,设空白对照,研究不同土壤活性组分调理剂（矿物型、有机型和微生物型）对土壤基本理化性质、Cd有效性和微生物群落结构的影响。【结果】施用土壤调理剂可显著提高土壤pH(0.11～0.24)(P<0.05,下同),增加有机碳含量（21%～47%）,降低土壤有效态Cd含量（13%～48%）和糙米Cd含量（26%～42%）,其中矿物型和微生物型调理剂对糙米Cd含量的降幅最大。总体上施用调理剂可改善土壤微域环境,高通量测序结果表明,添加调理剂可维持污染土壤中正常微生物群落的多样性和丰富度,显著改变土壤细菌群落的组成和结构,其中脱硫菌门（Desulfobacterota）和拟杆菌门（Bacteroidota）的相对丰度降低。矿物型和有机型调理剂提高土壤中放线菌门（Actinobacteriota）和芽单胞菌门（Gemmatimonadota）的相对丰度,而微生物型调理剂提高酸杆菌门（Acidobacteriota...     

长期定位施肥对黄潮土土壤酶活性的影响

以1980年建立的长期定位试验为基础,研究长期不同施肥方式对黄潮土土壤酶活性的影响。结果表明,长期施用有机肥（M）和有机无机配施(MN、MNP、MNPK)均显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶以及碱性磷酸酶活性;长期施用无机肥（N、NP、NPK）显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,而土壤过氧化氢酶仅NPK处理显著提高;说明有机无机配施更有利于提高土壤酶活性,其中,以MNPK处理最为显著。长期施肥土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶间相关性均达到显著性正相关。综合考虑,长期有机无机配施是促进黄潮土土壤良性循环、提高耕地质量的有效施肥管理措施。     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36～1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%～26.25%和7.15%～34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%～55.90%和11.76%～29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式（单施、配施）也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm^-2,降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥（4 000 kg·hm^-2）与有机肥（1 000 kg·hm^-2）配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd（超标65倍）、Pb（超标7倍）污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量（GB 2762-2012）。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

Bacillus thuringiensis P34与海泡石联合阻控蔬菜积累铅和改良土壤的作用

本研究为建立微生物-吸附剂联合钝化修复技术,以期为重金属污染农田的修复和蔬菜安全生产提供试验依据。在南京市栖霞区某矿区周边农田开展田间试验,探究了Bacillus thuringiensis P34及海泡石(S)对辣椒(苏椒五号)和茄子(苏琦一号)的生长、Pb积累和营养品质的影响,评估复配处理(P34+S)改良蔬菜根际土壤理化性质的作用。结果表明,与对照相比,海泡石可显著降低蔬菜果实Pb含量,菌株P34和海泡石复配可进一步显著降低辣椒和茄子果实Pb含量(58%和26%)。与对照相比,复配处理可显著使辣椒果实生物量增加1.5倍,改善蔬菜的营养品质,还能提高根际土壤pH、芽孢细菌数量、蔗糖酶和脲酶活性,显著降低根际土壤DTPA提取态Pb含量,并显著增加1 mm团聚体的比例、显著减少0.25 mm团聚体的比例。将B. thuringiensis P34与海泡石联合施用于Pb污染土壤,可显著阻控茄果类蔬菜积累Pb并提高其营养品质,显著改善根际土壤的理化性质,具有修复Pb污染土壤、保障蔬菜安全生产的潜力。     

我国主要粮食作物耕地基础地力的时空变化

【目的】 耕地基础地力是实现粮食作物高产稳产的基石,明确我国主要粮食作物耕地基础地力时间变化趋势及空间变异特征,为保障我国粮食安全、提升耕地质量提供重要理论支撑。【方法】 基于1988—2019年国家耕地质量长期定位监测网络,选取每个监测点自建点开始前1—5年不施肥处理的空白区与农民常规施肥处理的常规区的长期监测数据,分析我国玉米、水稻和小麦三大粮食作物产量以及基础地力贡献率的时空变化情况及其影响因素。【结果】 30多年来我国粮食作物产量和耕地基础地力随时间变化整体呈现增加趋势,作物产量年增长速度呈无肥区<常规区,水稻<小麦<玉米的变化规律。玉米、小麦、水稻无肥区产量分别从1988年的2 370、1 712、3 111 kg·hm^-2增至2019年的4 852、3 258、4 167 kg·hm^-2,增幅分别为104.7%、90.2%、34.0%;玉米、小麦、水稻常规区产量分别从1988年的5 356、3 296、5 970 kg·hm^-2增至2019年的8 859、6 515、7 825 kg·hm^-2,增幅分别为65.4%、97.6%、31.0%。我国三大粮食作物2015—2019年基础地力贡献率为52.7%,相较1988—1994年的45.4%显著增加了7.3个百分点。其中：玉米基础地力贡献率为54.3%,比1988—1994年的42.1%显著增加12.2个百分点;水稻基础地力贡献率为53.3%,比1988—1994年的46.6%显著增加6.7个百分点;小麦基础地力贡献率随年份整体呈增长趋势,且相较玉米和水稻整体偏低。三大粮食作物基础地力贡献率空间分布差异较大：东北区、黄淮海区较高,分别为56.5%、54.1%,西南区、华南区次之,分别为53.7%和52.9%;甘新区和青藏区最低,分别仅为38.7%和40.4%。利用随机森林模型对三大粮食作物系统中影响基础地力贡献率空间分布的土壤因素进行重要性分析,其中：土壤速效钾、有机质含量和土壤容重是影响玉米基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤有效磷、速效钾和有机质含量是影响小麦基础地力贡献率空间分布的关键因素;土壤pH、有效磷和有机质含量是影响水稻基础地力贡献率空间分布的关键因素。【结论】 30多年来,我国三大粮食作物耕地基础地力不断提升,但地区间差异较大、整体水平仍然较低,远低于欧美发达国家水准;土壤速效钾含量、土壤有效磷含量和土壤pH分别是影响玉米、小麦和水稻基础地力贡献率空间分布的最关键的因素。     

联合施肥对复合污染农田水稻As、Cd吸收的影响

探究不同施肥模式与土壤调理剂联合措施对As-Cd复合污染农田水稻生长及水稻不同部位吸收转运重金属的影响,为中轻度复合污染农田的安全利用提供科学依据。在As-Cd复合污染农田上,分别设置农民常规施肥（尿素+过磷酸钙+氯化钾）、碱性复合肥料、水稻专用肥3种施肥模式以及分别与硅钙土壤调理剂联合配施的试验处理,测定了不同处理对水稻长势及产量水平、不同器官（根、茎、叶、籽粒） As、Cd的累积量,以及土壤重金属有效态、pH和有机质,重点分析了硅钙调理剂对水稻籽粒As、Cd含量及转运的影响因子和作用效应。结果表明：在As-Cd复合污染农田上,与对应单一化肥相比,仅碱性肥料与硅钙调理剂的联合施用下水稻的茎粗、穗长、穗粒数、产量4项指标分别提高了18.4%、7.8%、24.9%、16.1%,且均达到了显著差异（P<0.05）,而常规施肥和水稻专用肥模式下的联合施肥对水稻包括产量在内的各农艺指标起到了部分抑制或无显著影响的效果;3种施肥模式下,以碱性肥料与硅钙调理剂的联合措施对水稻各器官中As、Cd的吸收累积抑制效果最好,其中对籽粒、叶片、茎秆、根系中As的累积抑制率分别为32.1%、19.8%、21.8%、32.7%,对籽粒、根系Cd的累积抑制率分别为43.8%、10.3%,且均达到了显著性差异水平（P<0.05）;碱性肥料+硅钙土壤调理剂联合措施在降低根系对土壤As、Cd吸收同时,对通过根系进入到茎秆的重金属As、Cd的再分配进行了调控,即促进了茎秆As、Cd向叶片转运,抑制了其向籽粒转运。3种联合施肥措施中,以碱性肥料+硅钙土壤调理剂对As-Cd复合污染农田安全利用的效果最佳,不仅降低了水稻（尤其是籽粒）对As、Cd的吸收转运,还提高了水稻的产量水平。     

不同土壤调理剂对水稻产量和稻田土壤pH的影响

为分析不同土壤调理剂对水稻产量的影响和稻田土壤酸性改良的效果,探索改善土壤酸化、提升耕地地力的有效方式,特进行大田试验,设置了5个处理,分别为特贝钙土壤调理剂100 kg/亩（T1）、特贝钙土壤调理剂150 kg/亩（T2）、修护龙土壤调理剂60 kg/亩（T3）、修护龙土壤调理剂100 kg/亩（T4）、不施土壤调理剂（CK）。结果表明,不同的土壤调理剂均能在一定程度上改善土壤酸碱度,同种土壤调理剂随着施用量的增加pH升高的幅度变大。其中,特贝钙土壤调理剂以施150 kg/亩效果最好,修护龙土壤调理剂以施100 kg/亩效果最好,特贝钙土壤调理剂对土壤酸碱度的改善效果整体上稍好于修护龙土壤调理剂。不同土壤调理剂均能在一定程度上提高水稻的穗实粒、结实率,同种土壤调理剂之间施用量高的效果更好,整体上修护龙土壤调理剂好于特贝钙土壤调理剂;不同土壤调理剂对水稻有效穗的提升作用较小,与CK相比穗总粒和千粒重呈不同程度的降低。不同用量的土壤调理剂均能不同程度提高水稻产量,同种土壤调理剂之间,施用量高的效果更好。因此,土壤调理剂的推荐施用量分别为特贝钙土壤调理剂150 kg/亩、修护龙土壤调理剂1...     

有机-无机复合钝化剂对污染土壤中Cd和Pb有效性的影响

原位化学固定被认为是对重金属污染农田土壤行之有效且成本较低的方法。采用室内培养的方法,研究了有机、无机单一钝化剂和有机-无机复合钝化剂以及培养时间对污染土壤中Cd和Pb有效性的影响。结果表明:不同钝化剂及组合处理的Pb和Cd钝化效果有明显差异,且随着培养时间的延长有一定的波动。单一钝化剂处理的Cd平均钝化效果为-2.80%~28.32%,其中,石灰处理效果最好,且其钝化效果随培养时间的延长而明显增强;复合钝化剂处理的Cd平均钝化效果为1.81%~40.33%,其中,木醋液+石灰处理效果最好。单一钝化剂处理的Ph平均钝化效果为-3.65%~59.18%,其中,磷矿粉处理效果最好;复合钝化剂处理的Pb平均钝化效果为4.55%~79.59%,其中,活性炭+磷矿粉、菌渣+磷矿粉处理效果较好,Pb平均钝化效果分别为79.59%和74.23%。有机-无机复合钝化剂对土壤Cd和Pb的钝化效果优于有机、无机单一钝化剂。     

稻-菜轮作下长期施肥对作物产量和土壤理化性状的影响

通过9 a的耕地地力监测试验,总结分析了长期不同施肥处理对水稻-大头菜轮作区土壤有机质和全氮等基础理化性质的影响;比较了长期不同施肥处理对水稻和大头菜产量的影响,同时分析了长期不同处理下的土壤基础地力。结果表明:不施肥的掠夺式生产严重影响土壤的养分状况,施肥能有效补充作物生长所需的氮磷营养,但钾素仍缺乏;不同施肥处理均能明显提高作物产量,测土配方+有机肥区水稻和大头菜产量增加最明显。因此,施肥能保障水稻和蔬菜的产量,且有机无机肥配合施用增产效果最佳。     

河北主要土壤中重金属镉、铅形态与土壤酶活性的关系

采用网室盆栽试验，运用连续提取方法，研究了河北平原潮土、潮褐土2种土类上Cd、Pb的化学形态特征与4种土壤酶活性（脲酶、H2O2酶、转化酶、碱性磷酸酶）间的关系。结果表明：用Cd、Pb的化学形态研究重金属对土壤酶活性的影响明显好于总量Cd、Pb。交换态和有机结合态Cd、Pb对土壤酶活性的抑制作用贡献最大。在石灰性土壤中，把交换态Cd、有机结合态Cd和4种土壤酶活性共同作为评价土壤Cd污染程度的主要生化指标是可行的。     

长期少免耕与氮肥减量对全膜双垄沟播玉米产量及碳排放的调控作用

【目的】明确氮肥减量条件下耕作方式对土壤呼吸、碳排放、作物产量的影响,揭示玉米生长与土壤碳排放的关系。【方法】于2018—2019年依托2012年布设于甘肃农业大学旱作农业综合实验站的耕作方式及氮肥减量长期定位试验。本试验以具有良好集雨抑蒸、增温保墒作用的全膜双垄沟播技术为前提,采取二因素裂区设计,主区为4种耕作方式：翻耕（T1）;旋耕（T2）;深松耕（T3）和免耕（T4）,副区处理为两个施氮水平：氮肥减量（N1：基施氮200 kg·hm^-2）和传统施氮（N2：基施200 kg·hm^-2+拔节期施100 kg·hm^-2）。研究不同处理的玉米生长、土壤呼吸速率特征、碳排放量和土壤有机碳含量的变化,分析碳排放效率 （CEE） 及净生态系统生产力 （NEP）。【结果】（1） 耕作方式及施氮水平显著影响全膜双垄沟播玉米的生长,耕作方式对干物质积累的影响主要在灌浆期和成熟期,免耕处理显著提高了该时期的干物质积累量、生长率和净同化速率,较其他耕作方式籽粒产量提高2%—15%;施氮水平在拔节期—开花期对干物质的影响较大,但同一耕作方式下N1与 N2水平的产量差异不显著。（2）土壤呼吸速率呈先升高后降低的单峰曲线,在大喇叭口期—开花期达到峰值,耕作方式对土壤呼吸、碳排放量及碳排放效率的影响大于施氮水平,免耕处理的土壤呼吸速率较旋耕、翻耕和深松耕分别降低了4.3%、12.9%和24.3%,总碳排放量降低了21.5%、13.4%和31.2%,碳排放效率提高26.5%—55.9%;免耕减施氮肥较其他处理碳排放总量降低489—1 917.5 kg·hm^-2,碳排放效率提高了20.1%—56.2%。（3） 所有处理均表现为大气CO₂的“汇”,但免耕和减施氮肥表现出更强的碳汇效应,与传统翻耕相比,免耕处理0—5 cm土层有机碳含量增加了11.3%（P<0.05）,与传统施氮相比,氮肥减量水平下0—10 cm土层的有机碳含量提高了5.8%（P<0.05）。（4）全膜双垄沟播玉米碳排放效率与干物质积累量、生长率和净同化率呈显著正相关关系,玉米碳排放效率与土壤有机碳含量呈极显著负相关,其原因主要是耕作方式和氮肥减量促进了玉米光合能力,从而捕获更多CO₂,进而提高了玉米固碳能力。【结论】在472—491 mm的年降水条件下,免耕结合氮肥减量（基施氮200 kg·hm^-2）能提高玉米产量、土壤有机碳含量,降低碳排放总量,提高碳排放效率,是陇中黄土高原全膜双垄沟播玉米一项绿色增产技术,建议在生产中使用。