生物炭施用对麦田土壤团聚体机械稳定性及春小麦产量的影响

  目的  研究生物炭添加对灌区麦田土壤团聚体分布、稳定性及作物产量的影响,阐明土壤及作物对生物炭培肥效果的响应,为灌区麦田土壤结构改良和合理培肥制度建立提供理论依据。  方法  试验采用裂区设计,氮肥（纯氮）用量设0、150 kg hm?2两个水平,每一氮肥用量下设生物炭用量0,10,20,30 t hm?2 4个水平,通过2年（2018 ~ 2020年）田间定位试验,利用干筛法得到了不同粒级土壤团聚体含量,对土壤团聚体稳定性指标和春小麦产量进行对比分析。  结果  与不添加生物炭相比,添加生物炭显著提高了 > 5 mm、2 ~ 5 mm粒级土壤团聚体含量（P < 0.05）,增幅范围为10.2% ~ 29.2%、8.3% ~ 10.2%;施用生物炭20 t hm?2时土壤团聚体平均重量直径及几何重量直径增幅最为显著(P < 0.05),较不施生物炭处理相比分别增加了21.4%和32.3%;生物炭配施氮肥春小麦增产效果优于单施生物炭处理;土壤团聚体几何重量直径与春小麦产量之间呈显著的正相关关系。  结论  生物炭施用对灌区麦田土壤大团聚体形成及其稳定性提升效果显著,有利于改良土壤,提升春小麦产量。在本试验条件下,单施生物炭20 t hm?2时土壤团聚体稳定性最强,生物炭20 t hm?2与纯氮150 kg hm?2配施时产量最高,与对照相比春小麦增产达42.7%。     

耕作和秸秆还田对土壤团聚体有机碳及其作物产量的影响

通过3年的田间定位试验,研究不同耕作方式、秸秆还田对土壤团聚体、有机碳含量和作物产量的影响。试验共设置6个处理:翻耕+化肥(T1)、翻耕+秸秆还田+化肥(T2)、旋耕+化肥(T3)、旋耕+秸秆还田+化肥(T4)、免耕+化肥(T5)、免耕+秸秆还田+化肥(T6)。结果表明:与翻耕相比,0—20cm土层免耕处理大团聚体(2mm)含量增加35.79%,中粒度团聚体(2~0.25mm)含量增加30.81%,微团聚体(0.25~0.106mm)含量增加25.80%。免耕+秸秆还田的T6处理土壤团聚体中有机碳含量最高,大团聚体(A1)、中粒度团聚体(A2)和微团聚体(M1)中分别比翻耕+化肥的T1处理高25.04%,28.55%,18.12%。传统耕作作物产量高于保护性耕作,翻耕+化肥的T1处理在2013,2014,2015年的水稻当量产量分别比免耕+化肥的T5处理高12.30%,13.22%,15.20%。免耕和秸秆还田等保护性耕作方式提高了土壤团聚体含量,增加了土壤固碳,但一定程度上影响了水稻和小麦幼苗生长,降低了作物产量。     

施肥措施对复垦土壤团聚体碳氮含量和作物产量的影响

研究复垦后不同施肥措施下有机碳(OC)和全氮(TN)在水稳性团聚体及粉黏粒组分中的分布特征,以期深入理解不同施肥措施下土壤有机碳的固持机制。以生土和连续6年不同施肥措施的复垦土壤为研究对象,采集0～20 cm耕层土壤样品,利用湿筛法进行土壤粒径分组,分析大粒径大团聚体(> 2 mm)、小粒径大团聚体(>0.25～2 mm)、微团聚体(0.053～0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)中OC和TN含量,判断各粒径团聚体及粉黏粒组分中有机碳储量的驱动因素,探究团聚体及粉黏粒组分中有机碳含量与作物产量之间的关系。试验设不施肥(CK)、施氮磷钾化肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机无机肥配施(MNPK)4个处理。结果表明:1)整个试验周期(2008—2013年),同CK相比,NPK、M以及MNPK处理均显著提高了玉米籽粒产量,且以MNPK处理的效果最显著,分别提高了79.49%、116.07%和113.85%。2)大团聚体和微团聚体中OC和TN含量相近,总体高于粉黏粒组分。同生土相比,CK、NPK和M处理均显著提高了>0.25～2、0.053～0.25 mm...     

稻麦轮作周年氮磷运筹对作物产量和土壤养分含量的影响

通过稻麦轮作两周年四季作物的田间小区试验,研究了氮磷减量及磷肥运筹对水稻、小麦产量和第二周年稻麦收获后土壤养分含量的影响。结果表明:在习惯施肥的基础上减少氮肥用量10.8%和磷肥25.0%,对第一周年小麦、水稻产量和第二周年小麦产量没有显著影响,却显著降低了第二周年水稻产量;氮磷减量处理显著降低了第二周年水稻收获后土壤有效磷的含量,而对土壤pH值、有机质、碱解氮和速效钾含量没有显著影响;在氮磷减量条件下,小麦、水稻两季均施用磷肥与小麦一季集中施用磷肥进行比较,二者之间两周年四季作物产量没有显著差异。据此,建议稻麦轮作区实施"氮肥适当减量、磷肥隔年集中施用在小麦季"的氮磷施肥原则,可以达到降低肥料用量和劳动力投入,同时保证产量的目的。     

不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤团聚体及牧草产量的影响

为了探究不同改性生物炭及施用量对风沙土土壤结构、养分含量及牧草产量的影响,以 20% FeCl 3改性生物炭与 6%壳聚糖改性生物炭为供试材料,以未施加改性生物炭处理为对照 CK 0,分别设置0.75、1.5、2.25 t·hm -23个施用量梯度,研究其对土壤中团聚体含量、稳定性,有机碳含量,牧草产量的影响。结果表明,大于0.25 mm的机械稳定性团聚体含量、大于 0.25 mm的水稳定性团聚体含量、平均质量直径、有机碳含量、高羊茅生物量及干物质量均随着两种改性生物炭施用量的增大而增大,并在施用量为 2.25 t·hm -2时达到其最大值。团聚体破坏率与土壤不稳定团粒指数值随着生物炭施用量的增加呈现先减小后增大的趋势,当施用量为 1.5 t·hm -2时土壤团聚体最稳定。改性生物炭具有改良风沙土土壤团聚体结构、增加有机碳含量的作用。通过对比各处理牧草产量及土壤中团聚体含量、结构等指标,建议在风沙土中施加 1.5 t·hm -2的壳聚糖改性生物炭。     

连续施用土壤改良剂对砂质潮土团聚体及作物产量的影响

  【目的】   研究施用无机和有机土壤改良剂对团聚体形成和作物产量的影响,为新型土壤改良剂的应用提供理论依据。   【方法】   以河北廊坊砂质潮土为研究对象,以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂 (SC) 和以凹凸棒土为核心材料的无机土壤改良剂 (SA) 为试材,进行4年 (2015—2019) 定位试验。试验设4个处理:单施化肥 (CK)、化肥+无机改良剂 (SA)、化肥+有机改良剂 (SC)、化肥+无机改良剂+有机改良剂 (SCA)。种植方式为小麦–玉米轮作。2019年小麦和玉米收获后,测定作物产量并采集耕层土壤,测定土壤理化指标、微生物量碳氮含量、团聚体组成及其碳氮含量。   【结果】   在小麦季和玉米季,SCA处理均可显著提高作物产量,较CK处理分别提高了54.16%和24.26%;在小麦季,SC处理较CK处理显著提高土壤全氮 (TN)、有机碳 (SOC)、速效钾 (AK) 和有效磷 (AP) 含量,微生物量碳 (MBC) 显著提高8.82%,pH显著降低3.19%;在玉米季,SCA处理较CK显著提高了土壤TN、SOC、AK、AP含量,MBC显著提高了33.65%,土壤pH显著降低了5.92%;在小麦季和玉米季,土壤团聚体均以粒径0.053～0.25 mm为主;与CK处理相比,小麦季SC处理土壤粒径 > 0.25 mm的大团聚体含量、平均重量直径 (MWD) 和几何平均直径 (GMD) 分别显著提高42.51%、22.41%和20.35%,玉米季SCA处理3个指标分别显著提高68.71%、35.47%和29.65%;各粒级团聚体中SOC和TN含量都以粒径 > 0.25 mm大团聚体最高,且SCA处理显著增加土壤各级别团聚体SOC和TN含量;施用土壤改良剂增加粒径 > 0.25 mm大团聚体SOC和TN贡献率,小麦季SC处理较CK处理分别增加了29.06%和69.24%,玉米季SCA处理较CK处理分别增加了61.62%和114.20%;通过冗余分析和结构方程模型分析发现,粒径> 0.25 mm大团聚体与pH呈负相关关系,与AP、MBC、SOC以及各粒级团聚体中碳含量呈正相关关系;稳定的团聚体结构会影响SOC含量和pH,改善土壤C/N,进而影响作物产量。   【结论】   在砂质土壤上,单独施用以虾头蟹壳废弃物为核心材料的有机土壤改良剂或与无机土壤改良剂配施均可改善土壤理化性质,促进大团聚体形成,提高团聚体稳定性,稳定的土壤团聚体可通过改善土壤碳氮比以提高作物产量。     

新修梯田对土壤理化性质及作物产量的影响

通过对新修梯田不同部位土壤理化性质研究，发现切土和填土部位有显著差异，对作物产量产生很大的影响。填土部位物理性质好，养分含量高，作物产量高，但保墒能力差；切土部位物理性质较差，底土非常黏重，养分贫乏，造成作物的减产。建议在修筑水平梯田时针对两部位的差异采取措施，以充分发挥梯田的效益。     

不同程度压实对土壤理化性状及作物生育产量的影响

采用大、小四轮式拖拉机在冬小麦播种地上压地1到10遍，对照为未压实地，测定对小麦生育产量影响；同时进行了不同程度土壤压实后孔隙度为58%，52%，46%和40%的土壤理化性状测定试验。结果表明不同程度压实具有系统累积效应，为免耕、保护性耕作和减免中耕提供了运用依据。     

污泥农用对土壤理化性质及作物产量的影响

为了研究污泥农用的有效性,通过田间试验,开展了污泥农用前后土壤理化性质及作物产量变化研究.结果表明,随着污泥施用量的增加,土壤容重最大降低了14.8%;水稳性团粒总量达31.5%;速效氮、磷的含量和土壤中的有机质含量明显增多;小麦和玉米都增产,其中污泥施用量为56.25 t/hm~2时,小麦增产达极显著水平;玉米的产量都比对照要高,而且产量随施肥量的增加而增大.     

劣质水灌溉对土壤盐碱化及作物产量的影响

长期的劣质水灌溉将导致土壤潜在的次生盐碱化。通过在以色列的大田试验,分析了劣质水灌溉对浅埋地下水位条件下土壤盐碱动态和作物产量的影响。试验在安装有暗管排水系统的试验田中进行。试验田土壤为粉砂粘土,种植有饲料玉米(Zea mays L.)。试验结果显示,高盐碱地下水的侧向运动和蒸发形成了试验田南半部和北半部土壤中盐碱度分布的巨大差异。在试验条件下,0～1.2 m土壤中的盐分在整个玉米生长期内平均增加了7.5%,碱度增大了19.6%。作物产量和植株高度与土壤含盐量成反比,籽粒产量受影响最为严重。利用冬季的降雨淋洗土壤盐分是维持本地区灌溉农业持续发展的关键。     

水磷互作对黑垆土春小麦生长及产量的影响

在温室条件下进行了黑垆土水磷互作对春小麦生长及产量影响的研究。结果表明,水分和磷素对春小麦苗期与抽穗期内株高和叶面积皆有一定影响,但交互作用的表现不同;适宜的水分与磷素配合既满足了春小麦物质生产过程中对水分和营养元素的需求,又促进了春小麦生长发育,提高了生物产量、经济产量及水分生产效率,从而可以达到以水促磷和以磷促水的目的;而缺水高磷组合或高水低磷组合均不利于春小麦生长发育,其产量与水分生产效率也较低。     

氮磷配施对“济麦22”小麦产量及品质的影响

通过田间试验研究了氮磷配施对超高产冬小麦"济麦22"产量及磨粉品质、糊化特性、面团流变学特性及烘焙品质等的影响。结果看出,容重、出粉率与磨粉品质呈显著正相关;峰值粘度和峰值时间对面粉糊化特性影响显著;湿面筋含量、沉降值与面团流变学特性指标呈显著或极显著正相关,且对烘焙品质的影响显著。产量和品质的大部分指标随施氮磷量的增加而发生显著变化,氮磷肥对产量和品质的互作效应显著。施N 300 kg/hm2、P 150kg/hm2处理可获得超高产,且容重、出粉率、湿面筋含量、沉降值及面团稳定时间均显著高于其它处理,表现出较好的磨粉品质和烘焙品质。表明在本试验条件下,该施肥量是济麦22优质超高产的最佳施肥模式。     

氮肥品种对春小麦硝酸盐含量及分布的影响

以永良4号为实验材料,采用田间试验、化学分析、生物统计相结合的方法,系统研究了施用尿素、硝铵、碳铵3种氮肥品种对春小麦硝酸盐含量和分布的影响。结果表明,施用不同品种的氮肥均显著提高了全株特别是茎叶的硝酸盐含量及累积量,不同氮肥品种之间对籽粒硝酸盐含量及累积量的影响均无显著差异。施用硝酸铵并没有提高籽粒硝酸盐含量。硝态氮含量在生育前期极高,到后期迅速降低,成熟期时籽粒中分布已经很少,远低于绿色食品规定的标准。     

施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间040.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。     

不同水氮水平冬小麦干物质积累特征及产量效应

为了阐明灌水施氮对冬小麦干物质积累和产量形成的影响机制,通过2012-2014年在关中平原进行的3个灌水水平、4个施氮水平的田间试验,采用Richards生长曲线对干物质积累过程进行拟合,定量分析了干物质积累过程的动态特征和产量效应。结果表明灌越冬水和拔节水均能显著延长干物质积累的总时间,使最大干物质量由雨养下的10 831提高到灌两水条件下的13 813 kg/hm~2。氮肥显著提高了干物质积累过程的平均速率和最大速率,缩短了达到最大速率的时间,使最大干物质量由8 001(不施氮)提高到14 112 kg/hm~2(施氮210 kg/hm~2)。年份主要通过控制进入快速生长期和达到最大速率的时间来影响干物质量积累过程。灌水的产量效应年际变异较大,在2013和2014年分别通过增加千粒质量和每平方米粒数来影响产量,2013年千粒质量由雨养下的35.8提高到灌两水下的41.7 g,2014年每平方米粒数由雨养下的13 833增加到灌两水条件下的15 749粒/m~2。氮肥主要是通过增加每平方米粒数来提高产量,由不施氮下的10 414增大到施氮210 kg/hm~2条件下的15 911粒/m~2,继续增施氮肥对产量及产量构成要素影响不大。产量和每平方米粒数均与干物质积累过程的平均速率和最大速率呈显著正相关性,表明在该研究地区小麦产量主要受氮肥限制。该研究为干旱半干旱地区合理调控水肥措施,实现作物高产高效提供科学依据。     

辽西半干旱区春小麦氮磷水耦合产量效应研究

为了探讨春小麦水肥耦合作用,采用312-D最优饱和设计,于2000～2003年在辽西半干旱区开展了水肥耦合对春小麦产量效应的田间试验研究。结果表明：在该试验条件下水分对产量的作用最大,磷肥次之,氮肥最小;水肥耦合的产量效应是：中水中肥效应最高,高水高肥次之,低水低肥最低;水肥交互耦合效应大小顺序是：氮水耦合>氮磷耦合>磷水耦合。产量超过4000 kg/hm²的水肥管理方案为：施氮量240.1～361.2 kg/hm²,施磷量103.1～152.6 kg/hm相似文献   

氮磷钾对春茶光合生理及氨基酸组分的影响

【目的】当前为追求茶园高产盲目施肥、滥用化肥造成生态环境破坏的现象较为严重,因此如何合理施肥显得尤为重要,本文通过研究氮、磷、钾不同水平及其配比对春茶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)等光合生理指标和春茶新梢氮、磷、钾含量,氨基酸总量及其组分的影响,为茶园平衡施肥和精准施肥提供理论指导。【方法】采取单因素试验设计,设氮、磷、钾各3个水平及其配比和对照,共14个处理(N1、N2、N3、P1、P2、P3、K1、K2、K3、NP、NK、PK、NPK、CK),在茶树新梢长至1芽3叶时采样,用Li-6400便携式光合测定仪测定茶树的光合生理指标,用氨基酸自动分析仪测定春茶氨基酸总量及组分含量,分别采用凯氏定氮法、钒钼黄比色法和原子吸收分光光度法测定茶树新梢的全氮、全磷和全钾含量。分析不同施肥处理对茶树光合生理指标和春茶氨基酸总量及其组分的影响,并通过逐步回归分析建立Pn与茶树新梢氮、磷、钾含量,Tr、Gs和Ci的回归方程。【结果】NPK处理茶树Pn比CK提高9.70%;P2、P3和NPK处理的Tr显著增加,比CK分别提高10.60%、14.92%、14.25%;NPK处理的Gs显著增加,比CK高23.15%,同时Gs随不同施肥水平表现出与蒸腾速率较一致的趋势,二者的相关性极显著;Ci随氮、磷、钾施用量的增加而上升;WUE随氮、磷、钾施用量的增加而下降。NPK处理的茶树新梢的氮、磷含量较高,相同施肥处理的茶树新梢的磷含量低于氮、钾。逐步回归分析显示,茶树新梢磷含量,Ci和Gs对Pn的直接作用较大,直接通径系数分别为0.3688、-0.8139和0.4677,Pn=12.955+26.624P-0.087Ci+38.233Gs;NPK处理下春茶氨基酸总量及茶氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸和胱氨酸等主要氨基酸组分的含量分别比对照提高了27.88%、26.60%、35.78%、35.06%、24.41%和24.41%,与对照差异显著。【结论】新梢磷含量和气孔导度对春茶净光合速率的提高有直接的促进作用,而胞间CO2浓度对净光合速率有一定的消减作用。氮磷钾配施可显著提升茶树新梢叶片的气孔导度并保证茶树新梢中较高的磷含量,从而提高了茶树的净光合速率。氮磷钾肥配施能显著提高春茶氨基酸总量及其组分含量,提高了春茶的品质,表明茶叶中氨基酸总量和茶氨酸等重要组分含量的提高是氮、磷、钾营养共同作用的结果。因此,氮磷钾配合施用可以提高春茶的产量和品质。     

生育期水分调控对甘肃河西地区滴灌春小麦氮素吸收和利用的影响

【目的】针对河西地区水资源短缺、作物水肥利用效率低等问题,研究滴灌施肥条件下生育期土壤水分调控对河西地区春小麦氮素吸收和利用的影响,以期探索提高氮肥利用效率的土壤水分调控模式。【方法】以春小麦‘永良 4 号’为试验材料进行田间小区试验,根据前期的滴灌施肥试验,施氮量为 N 180 kg/hm2,在春小麦生育期设置 5 个土壤水分下限 (W1、W2、W3、W4 和 CK) 控制水平,研究生育期土壤水分调控对河西地区滴灌春小麦氮素吸收、分配和转运及根区土壤硝态氮含量的影响。【结果】1) 一定的施肥水平下,土壤水分下限的增长会增加各处理小麦的生育期总灌水量,以充分灌溉 (CK) 处理最大,分别比 W1、W2、W3、W4 处理高 26.6%、15.0%、9.3% 和 4.8%。2) 灌水量的增加会促进小麦植株对土壤养分的吸收同化,与 W4 处理相比,W1、W2、W3 处理的氮素吸收量分别显著减少 29.3%、23.0% 和 15.5%,CK 与 W4 处理差异不显著 (P>0.05)。3) 成熟期各处理小麦营养器官中氮素吸收量以 CK 处理最大,分别比 W1、W2、W3、W4 处理高 28.2%、28.6%、19.2% 和 12.7%,但其子粒中的氮素吸收量比 W4 处理显著低 10.4%。开花期后营养器官中的氮素向子粒的转移量和转移率均以 W4 处理最大,分别比 W1、W2、W3、CK 处理显著增加 40.4%、28.0%、10.6%、10.0% 和 6.8%、3.5%、1.3%、6.9%,但 W4 处理小麦氮素转移量对子粒的贡献率最小 (76.2%)。随着土壤水分下限的增加,各处理氮素吸收效率、氮素生产效率及氮素收获指数呈先增加后减小的变化趋势,均在W4处理下获得最大值。4) 在一定施肥水平下,灌水量的增加会加大硝态氮向土壤深处运移,不利于小麦植株对土壤硝态氮的吸收利用。5) 生育期土壤水分调控对小麦根区土壤硝态氮含量有显著性影响,成熟期 0—100 cm 土层内土壤硝态氮累积量以 W4 处理最小,分别比 W1、W2、W3 和对照 (CK) 处理减少 9.6%、7.2%、6.6% 和 1.4%。【结论】适宜的土壤水分调控更有利于小麦植株对土壤养分的吸收,综合考虑氮素吸收、分配及土壤硝态氮等因素,W4 是基于本试验条件下河西地区滴灌春小麦最佳土壤水分下限处理。     

生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响

为了解生物炭对滴灌春小麦产量及土壤肥力的影响,通过2年田间试验对灰漠土土壤和春小麦养分及产量等进行了研究。结果表明:与CK相比,施用生物炭显著(P0.05)增加了土壤肥力,并显著(P0.05)增加春小麦对N、P和K的吸收,还对春小麦产量及构成具有积极的促进作用。与NP处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤有机质、全氮和速效钾含量以及植株吸磷量。与NP+M6处理相比,NP+B6处理显著(P0.05)增加了土壤全氮、速效钾和植株养分吸收量。