化肥减施对茶树养分吸收和茶园土壤环境的影响

土壤酸化是当前我国多数茶园的障碍因子,偏施无机肥和重施氮肥等不合理施肥是茶园土壤酸化的主要成因。为探究有机肥部分替代化肥对缓解茶园土壤酸化的效果,本研究在茶园设置不施肥（T0）、常规施肥（T1）、氮肥有机替代30%(T2)、氮肥有机替代30%+增施腐殖质（T3）、氮肥有机替代30%+增钾补镁（T4）和氮肥有机替代30%+增施腐殖质+增钾补镁（T5）等6个施肥处理,观测不同处理的土壤养分、茶叶养分含量及土壤环境的变化,分析茶树养分吸收对茶园土壤环境的影响。结果表明,相较于常规施肥处理,氮肥有机替代处理增加了土壤有机质含量,降低土壤碱解氮含量,但不降低叶片氮含量;与T0和T1处理相比,T3、T4和T5处理提高了土壤pH、阳离子交换量、速效钾含量和交换性镁含量,叶片钾和镁含量增加、铝含量降低。氮肥有机替代配合增施腐殖质和增钾补镁措施可有效提高土壤盐基阳离子含量,并抑制茶树对铝的吸收,缓解土壤酸化进程。因此,茶园推广含腐殖酸有机肥和养分均衡管理的技术措施,可有效改善土壤酸化状况。     

茶树修剪叶和不同氮肥对土壤pH和活性铝含量的影响

利用盆栽试验研究了茶树修剪叶和不同氮肥对土壤pH和活性铝含量的影响.结果表明,施用硫酸铵和茶树鲜叶,茶树干重显著增加.硫酸铵显著促进新梢生长并提高氨基酸含量,施茶树鲜叶显著促进茶树根系生长.施茶树鲜叶处理的土壤有机质含量显著提高,而且pH最高、活性铝含量最低.施用硫酸铵处理的土壤显著酸化.研究表明,茶园土壤酸化的主导因子是施用酸性化学肥料和茶树根系分泌的有机酸等,而并非茶树落叶和修剪叶还园.     

茶树根际土壤性质及氮肥的影响

本文报导了对盆栽茶树根际土壤性质的研究结果。经外力抖落后仍粘在根系上的土壤作为根际土壤,其余土壤为非根际土壤。施氮显著降低土壤pH、交换性K、Ca、Mg含量和盐基饱和度,增加水溶性铝、有机交换态铝和吸附羟基态铝的含量。与非根际土壤相比,根际土壤pH、交换性Ca、Mg和盐基饱和度明显降低,而交换性K高于非根际土壤。根际土壤的水溶性铝、交换性铝、交换性铝饱和度和吸附羟基态铝的含量显著高于非根际土。上述结果说明茶树根际土壤明显酸化,增强了土壤铝有效度。铝在茶树根际微域环境中的这种变化,可能在茶树吸收铝的过程中起着重要作用。     

牡蛎壳粉对水稻产量和土壤重金属钝化的影响

为探讨新型土壤调理剂牡蛎壳粉对水稻产量及其对土壤酸化改良和重金属钝化的效果,设置4种牡蛎壳粉用量的田间试验,分析了不同用量下水稻产量、土壤p H值、交换性氢和交换性铝的含量,以及土壤Cd、Pb全量和有效态的变化。结果表明,施用牡蛎壳粉的处理水稻产量为7 420.65~7 941.60 kg/hm2,比对照(不施)增产14.8%~22.9%;与对照相比,牡蛎壳粉将土壤pH值提高了0.18~0.33个单位(4.0%~7.3%),并使土壤交换性氢和交换性铝分别降低了19.6%~69.2%和34.7%~93.9%,土壤有效Cd下降了40.2%~49.0%,有效Pb下降了29.9%~44.7%。可见,使用牡蛎壳粉可以同时实现提高水稻单产、改良土壤酸化和阻控重金属活性的目标。     

配施生物基质肥料对茶园土壤酸度的改良效应

通过连续4年（2009~2012）田间定位试验,研究配施不同比例生物基质肥料（养猪场发酵床垫料）对茶园土壤酸度的影响,探讨生物基质肥料降低茶园土壤酸度机制。试验设置生物基质肥料替代化肥比例的5个处理：0（CK）、25%、50%、75%和100%。结果表明：与CK相比,配施生物基质肥料处理的0~20βcm土层土壤有机碳含量提高3.00%~22.74%,pH值提高0.22~0.72个单位,土壤交换性酸降低16.01%~73.64%,盐基离子总量增加39.29%~248.21%,盐基饱和度提高43.90%~254.21%;20~40βcm土层土壤有机碳含量提高0.99%~11.48%,pH值提高0.14~0.59个单位,土壤交换性酸降低8.75%~32.15%,盐基离子总量增加46.03%~301.59%,盐基饱和度提高51.79%~252.95%。配施生物基质肥料处理能有效降低茶园土壤酸度,改良效果随着生物基质肥料施用比例的提高而增大。配施生物基质肥料能提高酸化土壤的盐基离子浓度和盐基饱和度,降低土壤交换性酸含量是生物基质肥料改良茶园土壤酸度的重要原因。     

3种改良剂对强酸性高硒茶园土壤硒有效性调控效果与机理

通过室内模拟试验和田间试验相结合的方法,探究3种改良剂(秸秆生物质炭、钙镁磷肥和蚯蚓液态肥)及其不同配施方式对强酸性高硒茶园土壤硒有效性的调控效果与机理。模拟施肥试验结果表明,不同处理均可显著提高土壤pH值和降低交换态铝含量,同时显著提高有效硒含量。形态分析结果表明,硒由有机结合态向可溶态转化,从而增加土壤有效硒含量;铝由交换态向有机配位态转化,土壤潜性酸度降低,进一步增强硒的有效性。田间试验结果表明,秸秆生物质炭和钙镁磷肥的不同配施方式均能有效抑制茶园土壤进一步酸化,显著提高土壤硒有效性及茶叶硒含量,其中同时施用秸秆生物质炭和钙镁磷肥再错时配施蚯蚓液态肥的效果最佳。本研究可为酸性富硒土壤地区开发富硒茶提供依据。     

茶要对修剪叶和不同氮肥对土壤pH和活性铝含量的影响

利用盆栽试验了茶树修剪叶和不同氮肥对土壤pH和活性铝含量的影响。结果表明,施用硫酸铵和茶树鲜叶,茶树干重显著增加。硫酸铵显著促进梢生长并提高氨基酸偏一,施茶树鲜叶显著促进茶树根系生长。施茶树鲜叶处理的土壤有机质含量显著提高,而且pH最高、活性铝含量很低。施用硫酸铵处理的土壤显著酸化。研究表明,茶园土壤酸化的主导因子是施用酸性化学肥料和茶树根系分泌的有机酸等,而并非茶树落叶和修剪叶还园。     

滴灌下不同质地土壤中镁的移动与分布

通过室内模拟土柱,研究滴灌条件下施用不同镁肥和不同土壤质地(砂土、壤土和粘土)中镁的移动分布,以探求滴灌施肥条件下土壤中镁的移动与分布。结果表明:(1)在滴施硝酸镁、硫酸镁和氯化镁处理后,0～40cm土层的交换性镁含量随土层深度的增加先急剧减少而后呈逐渐增加趋势,土层中交换性镁含量以0～5cm土层最大,不同镁肥品种在0～5cm土层的交换性镁含量顺序为:硫酸镁硝酸镁氯化镁;(2)滴施硫酸镁后,在不同质地土壤中镁的移动存在较大差异:砂土和粘土中交换性镁的含量以0～5cm土层最大,随土层深度的增加而降低。而壤土0～40cm各土层中交换性镁含量随土柱深度的增大而上升。     

氮肥运筹对夏玉米氮素利用及土壤无机氮时空变异的影响

研究不同施氮量及基肥追肥比例对土壤无机氮时空分布及玉米氮肥利用效率的影响。结果表明,不同施氮量和基追比显著影响土壤剖面硝态氮含量。各施氮处理不同生育期0～60 cm土层硝态氮含量均显著高于不施氮肥处理,且随施氮量的增加土壤中硝态氮含量增加。夏玉米生长季土壤铵态氮含量较低,且时空变化不明显。玉米氮素农学效率（NAE）、氮素利用效率（NUE）随施氮量的增加显著降低;氮素表观回收率（NRE）有相同的变化趋势,但差异不显著;氮素收获指数（NHI）随施氮量的增加显著增大。相同施氮水平下,“50%基肥+50%大喇叭口肥基追比”的NAE、NUE、NHI和玉米产量显著高于其他处理。因此,在玉米生产中应避免播种时一次性大量施用氮肥,增加后期施氮比例可显著提高氮肥利用效率和玉米产量。     

等氮量投入下有机无机肥配施对玉米产量及氮素利用的影响

以1989年建立的国家黑土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料定位试验为研究平台,研究等氮条件下有机无机肥长期配施对玉米产量及氮肥利用率的影响。研究结果表明,长期氮磷钾肥配施(NPK)及氮磷钾肥与有机肥配施(牛粪+NPK、秸秆+NPK)有利于玉米产量的提高,与不施肥(CK)相比,分别提高192.0%、218.3%和192.6%。NPK、牛粪+NPK及秸秆+NPK处理氮肥农学利用率、氮肥偏生产力均显著高于单施氮肥处理。经18年长期定位试验,与试验初期相比均能提高土壤有机质含量、全氮含量及碱解氮含量,以牛粪+NPK处理效果最好,分别增加46.6%、28.6%和36.8%。施用牛粪及秸秆后土壤pH值年纪间变化不大,长期施用化肥土壤pH值降低。     

不同氮肥形式对春玉米产量、土壤硝态氮及氮素利用率的影响

通过田间试验研究不同氮肥对玉米产量、玉米不同生育期0~90 cm土层硝态氮含量和氮素利用率的影响。结果表明,0~90 cm土层,施用氮肥使土壤硝态氮残留量升高了约30%,且随玉米生育期逐渐下降,成熟期普通尿素处理比缓控释氮肥处理高20%左右。与普通尿素处理相比,缓控释氮肥处理土层硝态氮含量前期缓慢降低,后期下降速度快且硝态氮残留量较低。半控比掺混肥能满足玉米生育前期与后期对土壤硝态氮的需求,提高产量且最大限度提高氮肥利用率,满足一次性施肥的要求;硫包膜尿素基施的产量及氮素利用率最低且与其他氮肥处理存在显著差异。     

不同施氮方式对玉米田土壤无机氮动态变化的影响

研究不同施氮方式对玉米田土壤水分动态变化和土壤无机氮变化特征的影响。结果表明,玉米生育期不同施氮方式下,0~100 cm土壤水分变化趋势相似,非雨季0~20 cm土壤含水量施肥处理比不施肥(CK)低2~4个百分点,雨季由于降雨的补给各处理各层土壤水分无明显变化。施氮显著增加了0~100 cm土层无机氮含量。习惯施肥处理土壤硝态氮含量受降雨影响较大,表现出向土壤深层迁移的趋势;缓控释肥、优化施肥和优化施肥+秸秆还田处理可降低土壤硝态氮的残留。0~40 cm土壤铵态氮含量受基肥和追肥影响较大,41~100 cm土壤铵态氮含量为3~5 mg/kg,变化幅度较小,趋于稳定。合理的氮肥用量及施氮方式,可有效减少土壤硝态氮的残留,减轻浅层地下水硝态氮污染的风险。     

增效液体氮肥在苏打盐碱土中的应用效果研究

为改善苏打盐碱土区的玉米生长状况并提高氮肥肥效,本研究以尿素硝酸铵溶液、氮肥增效剂、调酸剂等材料制备增效液体氮肥（Effectively Urea Ammonium Nitrate Fertilizer,简称Eff UAN）,在吉林省西部苏打盐碱土区开展田间试验,验证其在滴灌施肥和常规施肥模式下的应用效果。试验结果表明,在滴灌施肥与常规施肥两种模式下,增效液体氮肥与传统尿素和尿素硝酸铵溶液相比,玉米产量提高10.2%～18.5%,氮肥利用率提高8.1～18.2个百分点,氮素损失率降低 9.5～23.7 个百分点。在玉米生育期内使表层土壤（15 cm）的 pH 值从 8.8 降低到 7.5～7.7。两种施肥模式下增效液体氮肥都能够显著改善植株的农艺性状（株高、茎粗和叶面积）。综上,增效液体氮肥可以有效降低生育期内土壤的pH值,改善植株地上部农艺性状,进一步提高玉米产量和氮肥利用率,降低氮素损失。     

供磷型土壤调理剂在酸性土壤应用效果研究

我国南方酸性土壤常存在交换性铝含量极高和磷素供应不足的问题,如何有效改良南方酸化土壤,提高土壤活性磷含量是个重要的问题。本文以南方酸性红壤为供试土壤,通过土壤培养试验和玉米盆栽试验探究了基于磷尾矿、磷酸镁铵和石灰等为主要原料的供磷营养型土壤调理剂对酸性土壤的改良效果和对玉米磷素养分利用的影响。采用添加不同原料比例和数量的土壤调理剂进行土壤培养,结果表明施用量在4~8 g/kg时,可使土壤pH升高1.1~1.6个单位,显著降低土壤交换性铝和有效铁含量,增加土壤交换性钙、镁和有效磷含量;盆栽玉米试验结果表明,与空白对照相比,施用C3配方土壤调理剂明显改善玉米苗期生长和植株磷素营养,但是土壤调理剂中辅料(白云石/石灰+膨润土)对促进磷酸二铵的肥效要明显优于土壤调理剂的供磷主料(磷酸铵镁+磷尾矿),说明在供磷方面主料的作用效果优于与辅料相混,辅料在增加土壤酸性改良效果的同时也钝化了主料中的磷素,该调理剂的配方需要进一步调整。      

施氮量对玉米产量和氮素利用效率及土壤硝态氮累积的影响

采用田间试验研究不同施氮量对两个玉米品种子粒产量、土壤硝态氮累积量及氮素利用率的影响。结果表明,玉米产量随施氮量增加显著提高,当施氮量高于200kg/hm2时玉米产量不再增加,高氮处理地上部分秸秆生物量出现下降趋势。0～100cm土层硝态氮累积量随氮素输入量的增加显著增加。不同玉米品种对氮素的吸收利用影响硝态氮在土壤中的累积,植株氮积累量存在差异。密植型玉米先玉335总吸氮量高于平展型玉米辽单28,土壤硝态氮的累积量也显著低于后者。不同氮肥水平的氮肥利用率为28.38%～35.33%,高氮处理氮肥利用率最低。本试验条件下,中氮处理水平基本能够满足作物生长的需求。综合产量、氮肥利用效率和土壤硝态氮累积情况,确定合理施氮量应控制在200kg/hm2左右。     

海拔高度和植茶年限对茶园土壤肥力和酸度的影响

为探讨不同海拔高度和植茶年限对茶园土壤肥力和酸化状况的影响,通过采集闽南和闽北茶叶主产区11个代表性茶园土壤及其对照自然土壤,进行实验室测定分析。结果表明:海拔高度和植茶年限对土壤养分肥力有重要的影响;植茶土壤明显提高了土壤有机质和速效氮磷钾含量,尤其是有效磷和速效钾的含量平均是对照土壤的5.2倍和1.5倍。植茶土壤pH为4.36±0.34,比对照土壤pH值下降了8.8%;随着海拔高度增加,土壤pH下降程度减缓,但随着植茶年限增加,加剧土壤pH下降幅度。茶园土壤交换性铝含量与pH值呈现显著水平的线性负相关;随着植茶年限增加,土壤交换性铝含量呈现线性增加,促进了土壤酸化和降低了土壤肥力。研究结果为制定具有较好针对性的茶园土壤培肥技术提供参考依据。     

浅埋滴灌下尿素减量配施UAN对春玉米根系形态及其生理特性的影响

在内蒙古科尔沁区农业高新科技示范园区,以常规追施尿素为对照,研究浅埋滴灌减施尿素配施尿素硝酸铵溶液（UAN）对春玉米根系、产量及效益的影响。结果表明,适量减施尿素配施UAN能促进玉米根系生长,增强吐丝期和乳熟期根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）酶活性,降低丙二醛（MDA）含量,延缓根系的衰老,有利于生育后期产量的形成。各土层土壤铵态氮及硝态氮含量均表现为CK （常规追施尿素）显著高于尿素减量配施UAN处理,UAN能促进根系对土壤氮的吸收利用。减施尿素25%、配施UAN 75 kg/hm²处理（N2U）产量与CK差异不显著,且显著高于减施尿素51%、配施UAN 75kg/hm²（N1U）处理;N2U处理两年的经济效益均最高。浅埋滴灌技术为尿素减量配施UAN玉米的田间作业提供便利,配施UAN、减施尿素是西辽河平原灌区春玉米减氮增效的有效途径。     

不同品种玉米对蔬菜大棚土壤次生盐渍化的改良效应

为了解玉米对蔬菜大棚土壤次生盐渍化的改良效应,以‘鲜玉糯2号’、‘泰系2号’、‘泰系3号’、‘伯洪5号’和‘美兰16号’5种玉米为研究对象,对其养分积累情况、不同土层养分和次生盐渍化的变化情况进行研究。结果表明：（1）‘鲜玉糯2号’的总生物量、吸氮量、吸磷量、吸钙量和吸镁量最高,分别为714.94、12.30、2.70、6.11、1.13 kg/667 m ²;（2）与不种植任何填闲作物的对照相比,各品种玉米对土壤0~20 cm的碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量均有一定的消减作用,其中‘鲜玉糯2号’对碱解氮、速效磷、交换性钙和交换性镁含量消减能力最佳;（3）种植玉米使土壤0~20 cm的电导率下降15.18%~35.43%,其中‘鲜玉糯2号’下降幅度最大。蔬菜大棚在休闲期种植玉米,能有效降低养分的积累,缓解土壤次生盐渍化。     

林地转变为茶园的土壤pH及养分变化特征

对铁观音主产区安溪县10个乡镇38个茶园表土及相邻的林地进行调查,研究林地转变为茶园后土壤pH及养分变化特征。结果表明:林地转变为茶园后土壤pH每年平均下降0.031个单位,由林地土壤的4.81下降到茶园的4.17,达到极显著差异水平。与林地相比,茶园土壤pH在4.0~4.5区间的样本比例增加27.0%,pH<4.0样本比例增加36.8%,并显著提高交换性酸、交换性氢、交换性铝含量。林地转为茶园后土壤全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别提高0.29 g·kg^-1、33.39 mg·kg^-1、59.06 mg·kg^-1、29.75 mg·kg^-1,土壤C∶N下降5.67,均达显著差异水平。随着茶园植茶年限增加,土壤全氮、碱解氮、有效磷含量显著上升,土壤pH变化量与土壤碱解氮、有效磷、速效钾变化量呈显著负相关,茶园土壤pH若下降1个单位,土壤中碱解氮、有效磷、速效钾养分含量平均可累积63.92、52.45、55.84 mg·kg^-1,其中茶园土壤有效磷平均含量已达到环境临界值,存在对环境造成磷素污染的风险。调查结果表明,安溪县茶园增加有机肥的投入,并进行针对性配方施肥,可减缓茶园土壤酸化趋势。     

A Simple Method for Quantitative Estimation of Rhizosphere pH along Root Axes through Visualization

Abstract

Rhizosphere pH is known to be strongly influenced by nitrogen sources and plant species. We have evaluated whether the exposure of the shoot to light affects the pH changes in the rhizosphere of legumes and cereals in the presence of different forms of nitrogen (ammonium, nitrate or both). The pH changes in the rhizosphere were quantified as apparent proton fluxes by image analysis of agar gel containing a pH indicator, in which the root was embedded. In the presence of ammonium or ammonium nitrate, the rhizosphere was alkalized under dark conditions and acidified under light conditions in both cowpea and sorghum. This implied that, in the presence of ammonium, acidification of the rhizosphere is induced by exposure of shoot to light. In the presence of nitrate, both plants alkalized their rhizospheres in the dark, whereas in the light cowpea acidified its rhizosphere although sorghum alkalized it. Light-induced acidification, in the presence of nitrate, was also found in chickpea and adzuki bean, but not in maize. We found, that a particular part of the root axis strongly acidifies the rhizosphere in response to the exposure of shoot to light, especially in legumes. We conclude that rhizosphere pH is strongly affected by the light conditions encountered by the shoot, and the pH changes in response to the light locally along the root axis.