长期施肥对旱地红壤微团聚体磷素有效性的影响

【目的】土壤微团聚体是磷素储存与周转的重要载体,明确长期施肥下旱地红壤微团聚体中赋存磷素的形态及其生物有效性,为磷肥的高效合理施用提供理论依据。【方法】以位于鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站院内的长期肥料定位试验(1988～2014)为依托,分别以有机无机配施区的1/2 NPK(CK)、低量NPK+稻秆(RS)与低量NPK+猪厩肥(PM)处理及无机肥区的NK与NPK处理的旱地红壤为研究材料,采用水分散-吸管法逐级提取了土壤中0.25～0.05 mm、0.05～0.01 mm、0.01～0.005 mm与<0.005 mm粒级微团聚体,对比分析了各粒级微团聚体中全磷、有效磷及磷活化系数的变化差异。基于土壤磷素分级结果,分析了旱地红壤中大小粒级微团聚体中极有效磷、中等有效磷及非有效磷对长期施肥的响应。借助于结构方程模型探讨了微团聚体中各形态磷、磷活化系数、颗粒组成、有机质、铁铝氧化物等因子与有效磷的互应关系。【结果】长期配施猪粪可以显著增加旱地红壤各粒级微团聚体中全磷、有效磷、磷活化系数及极有效磷、中等有效磷及非有效磷的含量,且<0.005 mm粒级微团聚体中的各组分磷增...     

长期不同施肥模式对潮土有机碳组分的影响

采用物理分组方法分析了长期不同施肥模式条件下潮土有机碳组分变化及其分布规律。结果表明,与不施肥（CK）比较,长期氮、磷、钾平衡施用（NPK）、秸秆还田（NPKS）和有机无机肥配施（NPKM和1.5NPKM）均显著提高了潮土粗自由颗粒有机碳（cfPOC）、微团聚体内物理保护颗粒有机碳（iPOC）及矿物结合有机碳（mSOC）的含量,其中以粗自由颗粒有机碳增幅最高,达114.5%～278.9％,对施肥最敏感,能较好反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。矿物结合有机碳是潮土固存有机碳的主要形式,它占总有机碳的67.0%～80.4%。除偏施化肥（N和NP）外,其它施肥模式增加的总有机碳有49.1%～58.1%进入矿物结合有机碳组分;26.2%～31.7%进入粗、细自由颗粒有机碳组分;15.7%～20.9%进入物理保护有机碳组分。偏施化肥（N和NP）有利于自由颗粒有机碳的增加。综上分析,长期有机无机肥配施或秸秆还田是提升潮土不同组分有机碳库的较好施肥模式。     

长期施肥对褐潮土磷素积累、形态转化及其有效性的影响

系统研究了14年定位试验不同施肥处理对褐潮土磷素积累、形态转化及其有效性的影响，结果表明：长期不施磷肥土壤的全磷、速效磷、无机磷总量以及各组分含量较长期休闲处理均明显降低；施用磷肥的处理则相应提高。施肥对Ca2-P含量的影响最大，减少幅度最高为94．7％，几乎耗竭；施磷增加幅度最高可达34倍。其次是Ca8-P和Al-P。有机肥配施磷肥更有利于土壤中积累磷素的有效性转化，转变成的Ca2-P为34．5％，明显高于单施磷肥所形成的23．1％，转变成的Ca10-P和O-P(闭蓄态P)仅为7％和1．6％，明显低于单施磷肥所形成的11．4％和2．6％。     

石灰性潮土长期定位施肥对小麦根际无机磷组分及其有效性的影响

在长期定位施肥的基础上，采用网室盆栽试验，研究了石灰性潮土中不同施肥处理对冬小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷组分及其有效性的影响。结果表明，不同施肥处理的供试土壤无机磷组分均以磷酸钙盐为主，平均占无机磷总量的73．9％，其它组分占26．1％。不施磷肥的各处理（CK、N、NK）中，小麦生物量和吸磷量均较低，小麦根际土壤与非根际土壤中无机磷总量变化不大，Ca2-P和Ca8—P在各处理的根际土壤中含量均很低。在施用磷肥的各处理（NP、PK、NPK）中，NP和NPK处理小麦的生物量和吸磷量均显著高于PK处理，而PK处理根际与非根际土壤中无机磷各组分的增幅明显高于NP和NPK处理。磷肥和有机肥处理，均显著提高小麦的吸磷量和生物学产量，各处理根际与非根际土壤中无机磷组分含量和总量增加的幅度以1．5（M＋NPK）处理最高。对不同施肥处理的小麦根际各无机磷形态及其与土壤速效磷间的相关分析表明，Ca2-P与土壤速效磷间的相关性达极显著水平，Ca8-P、Al-P、Fe—P达显著水平，O-P、Ca10—P不显著。     

长期定位施肥对潮土磷素形态和有效性的影响

研究长期定位施肥对潮土各形态磷含量变化及磷有效性的影响,为潮土合理施用磷肥提供理论依据.长期定位施肥试验开始于1990年,设CK(不施肥)、N2(单施尿素)、N2P(不施钾肥)、N2K(不施磷肥)、N1PK(低量氮肥和磷钾肥)、N2PK(平衡施肥)、N3PK(中高量施肥)、N4PK(高量氮肥和磷钾肥)、N2PKM(化肥...     

长期不同施肥对黑土团聚体及有机碳组分的影响

本文研究了32年不同施肥对黑土团聚体组成、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、腐殖酸、微生物量碳(microbialbiomass carbon,MBC)及颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的影响。结果表明:化肥区与CK团聚体以10~50μm粒级为主,有机肥化肥混施与休闲以50~250μm粒级为主,表明有机肥化肥混施促进大团聚体的生成,有利于良好土壤结构的形成。在不同施肥条件下,"特征微团聚体比例"也存在差异,表明有机肥化肥混施使黑土保供水肥性能提高。化肥,尤其N肥单施使MBC、POC含量降低。有机肥化肥混施区SOC、MBC、POC含量显著高于其他处理区。与化肥单施相比,有机肥化肥混施明显提高了黑土腐殖酸、HA、FA、HS含量,也提高了腐殖质活性。不同类型化肥处理HA/FA差异较大,N肥的施加降低了腐殖酸含量,却能提高腐殖质活性。     

长期施肥对石灰性潮土无机磷形态的影响

在河北省辛集市马兰农场的肥料长期定位试验点上 ,进行了石灰性土壤在无机磷耗竭和积累状况下 ,无机磷形态的转化及其在土壤剖面中的分步规律和施肥的影响。结果表明 ,在土壤磷处于耗竭的情况下 ,植物主要吸收利用了土壤的Ca8-P、Al-P、Fe-P和Ca2-P ,只有在极度缺磷的情况下 ,植物才利用土壤中的Ca10-P ,而O-P是土壤中极稳定的无机磷形态 ,植物一般不能利用。长期单施无机磷肥 ,土壤无机磷含量有所提高 ,积累的无机磷约 60%转化成Ca10-P和O-P。有机肥与化肥配合施用 ,积累的无机磷约有占积累无机磷的 2/3转化成Ca2-P和Ca8-P ,而且各形态无机磷的含量在土壤表层和下层均有所提高 ,一般随有机肥用量的增加 ,下层土壤无机磷的增加幅度也大 ,且影响的深度也较深。但在本试验条件下 ,施肥深度的影响不会超过50cm。     

有机无机肥长期施用对潮土团聚体及其有机碳含量的影响

用湿筛法和密度分级相结合的方法,将土壤区分为不同粒径团聚体,并进一步把团聚体细分成不同组分,系统比较了有机无机肥长期施用对潮土及其团聚体中有机C含量的影响。结果表明,潮土团聚体以53～250μm为主,有机肥长期施用显著提高了250～2000μm团聚体数量,降低了53～250μm团聚体的比例。无机肥施用增加了各粒径团聚体有机C含量,但没有改变团聚体的比例。团聚体中有机C以细颗粒有机C(fine iPOM)为主,有机肥施用显著增加了矿物态有机C含量,并通过增加250～2000μm团聚体中细颗粒有机C(fine iPOM)和矿物态有机C比例来提高土壤有机C含量。无机肥则通过比较均匀地增加团聚体中各组分有机C含量来提高土壤有机C水平。因此,有机肥和无机肥在潮土上增加土壤有机质含量的机制存在明显差异。     

长期不同施肥条件下黑土水稳性团聚体中磷的分布及其有效性

利用中国科学院海伦农业生态实验站的长期定位试验,研究了长期不同施肥条件下[对照(CK)、施用化学氮磷肥(NP)、化学氮磷肥配施有机肥(NP+OM)]农田黑土不同粒径水稳性团聚体中磷的分布及其有效性。结果表明,施肥增加了黑土各粒级水稳性团聚体中全磷含量,其中,NP处理比对照(CK)全磷含量增加28.9%~37.8%,NP+OM处理比NP处理增加44.0%~63.9%。施肥增加了黑土各粒级水稳性团聚体中有效磷含量,NP处理比CK处理有效磷含量增加146%~183%,NP+OM处理有效磷含量是NP处理的3.4~5.3倍。各处理水稳性团聚体全磷和有效磷均表现为较均匀地分布在0.053mm的各粒级水稳性团聚体中,而0.053mm粒级水稳性团聚体内全磷和有效磷均显著降低。施磷可显著增加土壤磷的有效率,且以化肥配施有机肥处理表现更为明显。NP处理不同粒径水稳性团聚体中磷的有效率是CK处理的1.94~2.32倍,NP+OM处理是NP处理的2.13~2.83倍。     

长期定位施肥对土壤重金属含量的影响

在25年长期定位试验研究基础上，分析了无肥、N、NP、NPK、N＋有机肥和N＋秸秆6个不同施肥处理的0～20cm土壤重金属Cu、Zn、Cd、Cr、Hg和As的含量变化。结果表明：6种元素含量都呈现增加趋势。N＋有机肥处理的Zn含量超过土壤环境质量标准2级（pH6.5～7.5）的限界，Hg含量增加幅度较大，比试验基础值增加了114％。单施N肥（尿素）对土壤重金属影响不大，施用P肥使土壤重金属含量增加。垃圾或畜禽排泄物为原料的有机肥，可使土壤重金属含量提高。特别是Cu、Zn、Hg增加幅度较大。对垃圾或畜禽排泄物为原料的有机肥也要合理施用，施肥是影响土壤重金属含量变化的重要因素之一。     

长期施肥条件下潮土有效磷的演变及其对磷盈亏的响应

为探明土壤有效磷的演变规律与磷平衡状况,在河南潮土区冬小麦-夏玉米轮作制度下,于1998年始在河南省不同区域开展田间定位试验,共设置常规施肥(CF)和不施肥(CK)2个处理,对土壤全磷、速效磷累积和土壤有机质等进行监测和分析。结果表明,长期不施肥,土壤磷素常年处于亏缺状态,有效磷处于耗竭状态;长期施肥即常规施肥,有12个监测点的有效磷随年份显著上升,2个监测点显著下降,其余持平。土壤有效磷的变化量与磷的盈亏量呈极显著正相关(P0.01),不施肥条件下,土壤每亏缺100 kg P·hm-2,土壤有效磷下降2.7 mg·kg-1;常规施肥下,土壤每盈余100 kg P·hm-2,土壤有效磷可以增加1.2 mg·kg-1。土壤有机质含量与有效磷随磷盈亏的变化量呈极显著正相关(P0.01,CF的R2=0.5542,CK的R2=0.4039)。由此可见,通过施肥措施来调控土壤有效磷含量,可达到培肥地力和作物高产的效果。本研究结果为指导磷肥施用以及土壤磷素管理提供了科学依据。     

长期定位施肥对棕壤无机磷形态及剖面分布的影响

对棕壤26年长期定位试验的无机磷分级表明:长期施入有机肥或化学磷肥,除了Ca10-P含量在耕层减少外,其它各形态无机磷含量都有所增加;仅施N肥或不施肥,Al-P,Fe-P,O-P,Ca10-P含量均减少,Fe-P,Al-P,Cas-P,Ca2-P占无机磷总量的比例增加,而O-P,Ca10-P则下降了.各形态无机磷的剖面分布相似,均为先下降而后略微上升.相关分析和逐步回归分析表明,Ca2-P,Ca8-P,Al-P,Fe-P,O-P与速效磷之间达到1%的极显著水平,Ca10-P与速效磷之间达到5%的显著水平.Ca2-P,Cas-P对速效磷的贡献最大.     

长期施用不同肥料对栗褐土有机磷组分的影响

采用Bowman-Cole提出的土壤有机磷分级体系对长期定位试验耕层土壤有机磷的形态进行测定.结果表明,除单施氮肥处理(N)外,各处理磷的有效率与对照相比均有所增加,高量有机肥与氮磷肥配合施用处理(M2NP)增加最多,增加了5.59％;氮磷肥合施(NP)、单施低量有机肥(M1)、低量有机肥与氮肥配合施用(M1N)、低量有机肥与氮磷肥配合施用(M1NP)、高量有机肥与氮肥配合施用(M2N)和M2NP处理有机磷总量分别比对照增加了92.7％、133.8％、133.9％、191.3％、172.1％和201.5％,差异达到显著水平;除N处理外,各处理有机磷组分中以活性有机磷增加地最为明显,较对照增加了205.1％ ～ 420.5％,其中以M2NP增加最为显著增加了420.5％;中活性有机磷与中稳性有机磷是栗褐土有机磷的主体,约占有机磷总量的70％;相关分析与回归分析表明,活性有机磷、中稳性有机磷对速效磷的贡献最大.     

长期培肥对烤烟-小麦轮作红壤各级团聚体氮及其酶活性的影响

以云南省烟草农业科学研究院研和试验基地13年长期定位试验为平台,以化肥配施有机肥(CFM)、单施化肥(FM)和不施肥(CK,对照)3种处理土壤为研究材料,利用干筛法分离土壤团聚体,研究长期培肥对烤烟-小麦轮作红壤团聚体、有机质、氮含量、酶活性的影响及其相关性。结果表明:长期化肥配施有机肥有利于大团聚体的形成,2～1mm团聚体土壤的分配率显著高于单施化肥和对照;使耕层土壤有机质、各形态氮(全氮、碱解氮、硝态氮和铵态氮)及酶活性大幅度改善,并且,除硝态氮以外,各级团聚体土壤有机质及各形态氮含量变化趋势为CFM>CF>CK;化肥配施有机肥各级团聚体土壤蛋白酶、脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性明显高于单施化肥和对照,其中脲酶、蔗糖酶活性与土壤有机质和4种形态氮呈显著正相关,蛋白酶和脱氢酶与上述营养呈负相关,但不显著。化肥配施有机肥有利于增加土壤大团聚体的分配率,提高土壤有机质、全氮及碱解氮等的含量及酶活性,对烤烟、小麦生长意义重大。     

长期施肥下不同种植年限碱化草甸土水稳性团聚体及有机碳分布

以松嫩平原碱化草甸土为研究对象,通过长期施用有机肥,对不同种植年限碱化草甸土水稳性团聚体及有机碳的粒径分布特征进行了研究。结果表明,随着种植年限的增加,土壤较大粒级水稳性团聚体(>1mm)含量减少,而0.25~0.5mm粒级水稳性团聚体含量明显增加随种植年限的增加,各粒级碱化草甸土有机碳平均含量呈增加趋势。2~5mm粒级土壤有机碳平均含量最高,随粒级的减小,有机碳含量逐渐减少,0.25~0.5mm粒级水稳性团聚体含量与有机碳含量呈现显著正相关关系种植4a后,碱化草甸土土壤水稳性团聚体及有机碳含量开始呈现稳中有升的趋势。     

长期不同施肥处理对设施土壤团聚体组成及其稳定性的影响

通过设施土壤长期定位,试验研究了不同施肥处理对土壤团聚体含量、分布及其稳定性的影响。结果表明,有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.125～0.250mm,而未施用有机肥处理的设施土壤水稳性团聚体的优势粒级均为0.053～0.125mm。设施土壤中>0.25mm粒级水稳性团聚体含量明显低于<0.25mm粒级水稳性团聚体。在>0.125mm的粒级中,有机肥(AN0)及其有机无机肥配施(ANPK)处理土壤水稳性团聚体比重均高于无机肥(BNPK)及其不施用肥料(BN0)处理土壤。长期施用有机肥具有促进水稳性微团聚体向水稳性大团聚体形成的趋势。设施土壤团聚体稳定指数大小依次为:ANPK>AN0>BNPK>BN0。分形维数D、几何平均直径GMD、平均重量直径MWD均适用于该设施土壤水稳性团聚体评价。     

长期轮作施肥对棕壤磷素形态及转化的影响

对沈阳地区棕壤定位试验地各施肥处理土壤按Hed ley等建议的分级方法进行测定。结果表明,棕壤磷中残留态含量最高,无机磷主要以NaOH-P i和HC l-P i形态存在,有机磷主要以NaOH-Po形态存在,NaHCO3-Po在各组分中所占比例最小。施用有机肥能明显增加潜在活性有机磷(NaOH-Po)的数量。1.0mol L-1HC l浸提的Ca-P i存在着缓慢的动态转化过程,是棕壤中的潜在磷源。     

长期定位施肥对土壤铜、锌形态转化及其空间分布的影响

采用改进的BCR连续提取法,对沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验地31年不同施肥处理土壤铜和锌含量变化及其空间变异规律进行研究。结果表明：与试验前相比,耕层（0-20cm）土壤各处理水溶态铜、弱酸溶态铜和残渣态铜含量都有不同程度的减少,可还原态铜和可氧化态铜含量在化肥区有所降低,在有机肥区有所增加;残渣态锌含量明显减少,其他形态锌含量有不同程度的增加。耕层各形态铜分布趋势因处理不同而不同,锌以残渣态为主。在空间分布上,2种元素弱酸溶态、可还原态和可氧化态含量都是随土层的加深而减少。可氧化态铜与有效态铜关系最密切;可还原态锌对有效态锌的贡献最大。     

不同施肥措施及施肥年限下土壤团聚体的大小分布及其稳定性

土壤团聚体的数量和质量直接影响着土壤性质和有机碳固存。研究不同施肥措施及施肥年限对采煤塌陷区复垦土壤团聚体的重量分布比例及其稳定性的影响,可为该区农业生产和土壤质量提升提供科学依据。采集复垦6,11年定位试验不同施肥处理耕层(0—20 cm)土样,选取不施肥(CK)、平衡施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,利用干筛法和湿筛法获得4种粒径的团聚体/粉黏粒组分(>2,0.25~2,0.053~0.25,<0.053 mm),用>0.25 mm团聚体的含量(R0.25)、平均重量直径(MWD)、团聚体破坏率(PAD)和土壤不稳定团粒指数(ELT)表示团聚体的稳定性,同时测定土壤有机碳含量。结果表明:施肥年限较施肥措施对土壤团聚体的含量及稳定性产生了更显著的影响。干筛条件下,施肥6,11年均显著降低了各处理0.053~0.25 mm团聚体和<0.053 mm组分的含量,降幅分别为68.39%~87.37%,69.63%~78.32%(6年)和90.01%~93.68%,78.29%~83.93%(11年);湿筛条件下,施肥11年显著提高了各处理>2 mm团聚体的含量,增幅达473.35%~645.16%,但是显著降低了0.053~0.25 mm团聚体的含量,降幅为43.67%~57.54%。土壤团聚体的稳定性也随着施肥年限的增加而逐渐增强,表现为DR0.25、WR0.25和MWD值呈增加趋势,而PAD和ELT值呈降低趋势。土壤有机碳含量与DR0.25、WR0.25、MWD水稳性呈极显著正相关关系,而与PAD和ELT呈极显著负相关关系。本研究表明,该区域连续培肥11年提高了土壤大团聚体的含量而伴随着微团聚体含量的显著减少,导致土壤结构越来越稳定。这对于提高采煤塌陷区复垦土壤肥力、改善土壤结构产生了良好的效果。