黑土区土壤养分状况变化及施肥措施

1998年对黑土区（弓棚镇）的耕层土壤养分进行分析，并与1990年该区土壤的化验结果进行了比较。结果表明：全区土壤速效氮、速磷含量有所增加，以速效磷增加尤为突出，速效钾降低严重。与其它黑土区的土壤养分变化状况基本一致，并系统分析了土壤养分降低的原因，提出了合理的施肥措施。     

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。     

长期有机无机肥配施对黑土养分特征的影响

以吉林省公主岭长期定位试验站为基础,研究不同施肥模式对黑土表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷的影响。结果表明有机无机肥配施可以提高土壤中有机质、碱解氮、速效钾、速效磷的含量,尤其以增量有机无机配施处理[1.5(NPKM)],土壤有机质、速效磷、速效钾含量变化最为显著,而常量有机无机配施兼轮作模式[NPKM(2)]土壤碱解氮含量最高。休闲处理土壤中养分含量基本保持试验前的水平。秸秆配施无机肥(SNPK),对土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷含量影响不是很明显。总之,从长期来看,合理的施肥尤以有机无机肥相结合会维持土壤性质和生产能力,更有利于农业可持续发展。     

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。     

长期不同施肥处理黑土磷的吸附-解吸特征及 对土壤性质的响应

目的 长期不同施肥处理影响土壤磷库和土壤性质的变化。研究不同施肥处理下黑土磷的吸附解析特征及其与土壤性质的响应关系,为黑土合理施用磷肥,提高磷有效性提供理论依据。方法 本研究依托于公主岭黑土肥力长期定位试验,供试作物为玉米。选取不施肥（CK）、施氮、钾肥（NK）、氮磷钾平衡施肥（NPK）、氮磷钾+有机肥（NPKM）4个处理。取1990、2000和2010年的0—20 cm土层的土壤样品,分析土壤性质,测定磷的吸附解吸值,并用 Langmuir方程拟合了磷的吸附曲线,计算磷最大吸附量（Q_max）、磷吸附常数（K）、最大缓冲容量（MBC）、磷吸附饱和度（DPS）以及土壤易解吸磷（RDP）。结果 Langmuir吸附等温线方程能很好的拟合土壤吸附磷和相应的平衡溶液磷浓度曲线（R ²=0.93—0.99）。不同施肥处理磷吸附解吸特征参数具有明显的差异。随试验年限的增加,不同处理各特征参数变化不尽相同,与1990年相比,2010年不施磷处理（CK和NK）,Q_max值分别增加了1.83和1.61倍,MBC值分别增加了0.80%和49.40%,DPS值分别降低了92.04%和87.50%,RDP值分别降低了20.00%和82.83%;NPK处理Q_max和DPS值分别增加了81.39%和90.74%,MBC和 RDP值分别降低了79.37%和48.57%;NPKM处理Q_max和MBC值分别降低了33.35%和78.52%,DPS和RDP值分别增加了11.36倍和1.48倍。施肥21年后,与CK和NPK处理相比,NPKM处理的Q_max值降低了64.66%和 49.52%,MBC值降低了81.87%和79.56%,DPS值增加了110和3.81倍,RDP值增加了4.36倍和78.57%。NPKM处理显著增加了土壤全磷（Total-P）、有效磷（Olsen-P）、有机质（SOM）和CaCO₃含量,降低了比表面积,维持pH、游离铁铝氧化物值不变。冗余分析结果表明：SOM和Total-P是造成磷吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的49.5%和18.7%（P＜0.05）。 结论 长期有机无机配施可显著增加SOM和土壤中磷素累积,降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,提高土壤磷的有效性,但同时显著提高了土壤磷吸附饱和度,易引起磷素流失的风险,对于NPKM处理应考虑有机肥与无机肥的投入量。     

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。     

吉林省中部黑土区土壤微量元素分布及空间变异特征研究

[目的]为了找出吉林省中部黑土中微量元素的分布及空间变异规律,从而为黑土资源的合理利用、黑土退化提供部分理论依据。[方法]对吉林省中部黑土区进行定点采样,对大批量样品进行室内分析。[结果]与休闲黑土及第2次土壤普查进行对比,土壤中有效态微量营养元素分布产生变化且各地区之间存在差异。有效铁、有效锌、有效锰含量呈现中间地区低、南北两侧地区高的趋势;有效铜含量从南到北呈现降低的趋势。3个地区土壤中有效态微量营养元素含量均低于公主岭休闲黑土,土壤中微量元素有减少趋势。吉林省中部黑土中微量元素空间上存在差异,不同元素空间变化规律不同。[结论]适当增加3个地区锌、铜的投入,为吉林省中部增产增收提供保障。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体（CO₂、N₂O和CH₄）的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家（公主岭）黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明：各施肥处理土壤温室气体CO₂和N₂O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施（M₂NPK）处理土壤CO₂、N₂O排放通量和CH₄吸收量均显著高于施化肥处理（P<0.05）;施用化肥处理土壤CO₂、N₂O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO₂排放通量最高,而土壤N₂O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥（NPK）处理土壤N₂O排放通量明显高于秸秆还田（SNPK）处理,而土壤CH₄净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥（CK）比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应（GWP）分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施（M₂NPK）处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施（SNPK和M₂NPK）温室气体排放强度（GHGI）较弱,显著低于不施肥（CK）和偏施化肥（N）处理,其中M₂NPK为-222 kg CO₂-eq·t^-1。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

黑土区玉米植株养分诊断指标与应用

由玉米叶片养分标准值明显看出，在黑土中高产田上氮素是产量的主要限制因素，在中低和中高产田上提高土壤供钾能力，补允钾肥可以使产量提高，植株组成成份处于DRIS图内园为养分相对平衡，处于外园外为显著地不平衡。养分指数可以把DRIS标准值和DRIS图养分丰缺的定性指标转为定量，把限制产量的营养元素通过数量DRIS标准值和DRIS图养分丰缺的定性指标转为定量，把限制产量的营养元素通过数量列出次序。田间试验结果与N、P、K指数相吻合。     

东北黑土区农林复合土壤效应

以黑土区小黑杨—大豆、长白落叶松—大豆和红皮云杉—大豆农林复合系统及大豆纯农地土壤为对象,通过对土壤水分物理性质,有机质、N、P、K等指标的测定与分析,对比研究了不同农林复合模式对黑土区土壤物理性质与土壤养分环境的影响。结果表明:农林复合生态系统能够显著改善黑土区土壤结构,提高土壤养分质量分数,增加表层土壤的有机质和C/N。其中以小黑杨—大豆模式效果最好,土壤含水量可达41.20%,总孔隙度和土壤密度分别为60.60%、1.02g/cm3,CP/NCP高于大豆纯农地,且该模式在提高土壤有机质、水解氮及有效磷质量分数方面最为突出;长白落叶松—大豆和红皮云杉—大豆模式的速效钾质量分数较高。     

长期有机无机配施黑土土壤有机碳对农田基础地力提升的影响

【目的】探讨长期不同施肥方式对提升东北黑土土壤有机碳和农田基础地力的差异。【方法】以国家黑土肥力和肥料效益长期监测试验（1989-2011年）资料为基础,采用 DSSAT ver.4.0作物生长模型模拟：（1） CK（对照,不施肥）;（2）NPK（施氮磷钾肥）;（3）NPKM（有机肥+NPK化肥,M指有机肥）;（4）l.5NPKM（NPKM处理的1.5倍）;（5）NPKS（秸秆+NPK化肥,S指玉米秸秆）5种施肥方式下东北黑土区春玉米20年的农田基础地力产量,在分析长期不同施肥措施下基础地力与土壤有机碳的演变规律的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。【结果】经过20年施肥管理,NPK、NPKM、1.5NPKM和NPKS施肥处理春玉米农田基础地力产量分别增长了53.4%、78.0%、101.2%和69.4%,而CK处理的基础地力产量随时间延长呈下降趋势。到2008年,1.5NPKM、NPKM、NPKS、NPK 4个处理的土壤有机碳含量分别比CK处理的土壤有机碳含量增加了65.6%、65.1%、26.0%和21.7%,土壤有机碳储量分别提升了69.9%、44.2%、25.2%和16.7%。土壤有机碳含量与春玉米基础地力产量呈显著正相关（P＜0.01）,土壤有机碳含量每增加1 g?kg^-1,春玉米农田基础地力产量大约提高220 kg?hm^-2。【结论】土壤有机碳是黑土区基础地力的主要驱动因素,有机肥或秸秆与化肥配施提升了土壤有机碳,因而能有效提高春玉米农田基础地力产量和基础地力贡献率。增加有机物料投入是黑土区农田基础地力培育的最佳施肥措施。     

Soil Organic Carbon Accumulation Increases Percentage of Soil Olsen-P to Total P at Two 15-Year Mono-Cropping Systems in Northern China

Soil organic carbon （SOC） and soil Olsen-P are key soil fertility indexes but information on their relationships is limited particularly under long-term fertilization. We investigated the relationships between SOC and the percentage of soil Olsen-P to total P （PSOPTP） under six different 15-yr （1990-2004） long-term fertilizations at two cropping systems in northern China. These fertilization treatments were （1） unfertilized control （control）; （2） chemical nitrogen （N）; （3） N plus chemical P （NP）; （4） NP plus chemical potassium （NPK）; （5） NPK plus animal manure （NPKM） and （6） high NPKM （hNPKM）. Compared with their initial values in 1989 at both sites, during the 1 lth to 15th fertilization years annual mean SOC contents were significantly increased by 39.4-47.0% and 58.9-93.9% at Gongzhuling, Jilin Province, and Urumqi, Xinjiang, China, under the two NPKM fertilizations, respectively, while no significant changes under the no-P or chemical P fertilization. During the 1 lth to 15th fertilization years, annual mean PSOPTP was respectively increased by 2.6-4.2 and 5.8-14.1 times over the initial values under the two chemical P fertilizations and the two NPKM fertilizations, but was unchanged in their initial levels under the two no-P fertilizations at both sites. Over the 15-yr long-term fertilization SOC significantly positively correlated with PSOPTP （r^2=0.55-0.79, P〈0.01）. We concluded that the combination of chemical P plus manure is an effective way to promote SOC accumulation and the percentage of soil Olsen-P to total P at the two mono-cropping system sites in northern China.     

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。     

长期施肥下红壤性水稻土有效磷的演变特征及对磷平衡的响应

【目的】分析长期不同施肥下土壤有效磷含量、全磷含量、土壤磷素盈亏和磷素活化效率（PAC）的动态变化,探讨不同施肥下水稻土磷素演变特征及与磷平衡的响应关系。【方法】基于1982年开始的红壤性水稻土长期不同施肥定位试验,试验包括不施肥（CK）、有机肥（牛粪,M）、氮磷钾肥（NPK）、氮磷钾肥＋有机肥（NPKM）、氮磷肥＋有机肥（NPM）、氮钾肥＋有机肥（NKM）和磷钾肥＋有机肥（PKM）共7个处理。【结果】经过30年不同施肥,土壤有效磷含量均呈上升趋势。M、NKM、NPK、NPM、NPKM和PKM处理土壤有效磷含量变化速率分别为0.18、0.20、0.83、1.35、1.46和1.62 mg·kg^-1·a^-1。M、NPK、PKM、NPM和NPKM处理土壤全磷增加速率分别约为4.3、15.4、16.0、18.3和22.9 mg·kg^-1·a^-1。所有施肥处理,土壤中磷素均有盈余,磷素盈余量与土壤有效磷增加量呈显著正相关关系（P＜0.05）,土壤中每盈余100 kg P·hm^-2,M、NKM、NPM、NPKM、PKM和NPK6个处理的土壤有效磷含量分别增加0.4、0.7、1.9、2.1、2.2和3.2 mg·kg^-1。在土壤中磷素盈余量接近的情况下,单施化肥（NPK）的PAC显著高于单施有机肥（M）处理（P＜0.05）。【结论】化学磷肥和有机肥配施相比单施化肥或有机肥能够显著提高红壤性水稻土土壤有效磷、全磷含量和磷素活化效率。     

黑土长期定位原状土搬迁对土壤腐殖质结合形态的影响

为了明确遭到环境和土体变化时土壤腐殖质的变化情况,调查了黑土长期定位试验站原状土搬迁前(2008年)和搬迁后(2013年)4个典型处理(马粪+氮磷钾、马粪、氮磷钾、不施肥)的腐殖质结合形态的变化。结果表明:有机碳与重组碳呈极显著正相关,各处理间的规律表现为马粪+氮磷钾氮磷钾马粪不施肥,搬迁前后规律一致。各处理的原土复合量高低顺序为马粪+氮磷钾马粪氮磷钾不施肥;原土复合度高低顺序为马粪+氮磷钾马粪氮磷钾不施肥。搬迁后各处理原土复合量和原土复合度均有降低的趋势,变化幅度以马粪+氮磷钾处理最大。对比各处理搬迁前后松结态腐殖质相对含量变化不大,主要表现在稳结态腐殖质的降低和紧结态腐殖质的升高上,以马粪+氮磷钾处理的变异幅度最小,为0.2%~2.5%,马粪处理的变异幅度次之4.5%~6.0%,不施肥处理变异幅度最大为10.5%~20.0%。说明长期合理施肥,特别是有机无机肥配合施用,不仅能够活化土壤腐殖质,同时,还能在土壤遭到环境及土体变化时,提升增加土壤对外界环境的缓冲能力。     

新民市耕地土壤养分变化分析

利用现有测土配方施肥项目的成果数据,对新民市土壤有机质、有效磷、有效钾养分变化情况进行分析研究。结果表明,土壤有机质含量1%~2%是新民地区绝大多数土壤的基本特征,其比例下降,表明土壤有机质含量向降低方向发展,反映出土壤肥力有退化的趋势。低磷土壤比例减少,高磷土壤比例增加,都预示着土壤有效磷含量增加,高磷土壤面积扩大。总的趋势是土壤有效磷含量增高,土壤有效钾含量下降。     

东北黑土不同开垦年限稻田土壤有机氮矿化特征

[目的]分析东北黑土自然荒地开垦种稻后土壤矿化氮含量、氮净矿化速率和氮净矿化率,探讨土壤供氮能力及其特点,揭示土壤氮素的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据.[方法]以东北黑土自然荒地(0 a,为对照土壤,原始自然草甸植被)和不同开垦年限(12、35、62和85 a)的稻田(地形、种植制度、施肥和水分管理等...     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

台州市椒江区标准农田土壤地力现状及培肥对策

通过2008、2009、2010年连续3年的土壤地力调查和农户习惯施肥调查,结果表明,椒江区标准农田土壤质量总体良好,而低等田则主要存在高pH、低有机质及有效磷含量低等问题.针对此情况,提出了相应的土壤培肥对策,为标准农田质量提升以及低等田改造提供了一定的参考意见.