膜下滴灌棉田土壤磷钾养分空间分布特征

通过对膜下滴灌棉田土壤速效磷钾养分时空分布研究,结果是棉花滴灌水前0~20 cm土层水平方向速效磷钾含量变化波动幅度较大,20~60 cm土层变化幅度较小。滴水后表层土壤速效磷含量变化波动逐渐变小,速效钾含量变化幅度且较大;0~60 cm土层土壤速效磷钾含量自表层垂直向下的分布特点分别是:磷素为10~20 cm>0~10 cm>20~40 cm>40~60 cm,钾素为0~10 cm>40~60 cm>10~20 cm>20~40 cm;随时间变化特点是:耕层土壤速效磷钾含量从苗期开始均上升,到盛蕾期达最大值,盛蕾期后基本呈直线缓慢递减,不同的是棉花吐絮后土壤速效钾含量回升较快。     

江西某铜矿弃渣场下游农田土壤重金属分布特征研究

研究了江西某铜矿3处弃渣场拦渣坝下游污染农田的土壤重金属Cu、Cd、Pb、As、Sb、pH、有机质的垂直空间分布特征。结果表明:污染土壤pH随土壤深度增加而增大,重金属全量、有机质质量分数呈现5～10 cm>0～5 cm>10～20 cm>20～30 cm的分布规律,且5～10、0～5 cm土层的重金属全量明显高于10～20 cm和20～30 cm的,重金属在垂直空间分布上呈现一定的表聚效应。变异系数分析表明,重金属全量在土壤垂直空间的变异程度既受土层间因素影响,也受地块间因素的影响。相关性分析则表明,土壤重金属之间具有一定的正相关性,说明其来源相似;Cu、Pb、As、Sb与有机质质量分数之间呈正相关;Pb、As、Sb与pH之间,Cu、Pb、Sb、As与土层深度之间均呈负相关。     

长期施氮引起的黄土高原旱地土壤不同形态碳变化

【目的】提高土壤碳固持,特别是增加有机碳累积、减少碳损失,对于提高旱地土壤肥力、缓解大气温室效应具有重要意义。黄土高原旱地土壤有机碳含量低,增施氮肥是这一地区重要的作物增产措施,但氮肥投入对土壤碳的影响如何,一直没有报道。【方法】利用黄土高原旱地持续23年的长期定位试验,在每年施磷39 kg P2O5•hm-2条件下,设置0、45、90、135、180 kg N•hm-2 5个氮水平种植冬小麦,在小麦收获期采集0-40 cm不同土层的土壤样品,研究长期施用不同用量的氮肥对旱地土壤总碳、有机碳、轻质有机碳及无机碳的影响,分析不同氮肥用量引起的土壤有机碳、轻质有机碳及无机碳累积量的变化,定量分析氮肥用量对旱地土壤不同形态碳的影响。【结果】随氮肥用量增加,旱地土壤不同土层总碳无显著变化,但0-30 cm土层有机碳含量却随之增加,与不施氮肥相比,增幅可达7%-28%;0-40 cm土层轻质有机碳含量也增加,增幅达31%-106%,但施氮量过高不利于有机碳累积。对不同形态土壤碳累积量与氮肥用量的回归分析表明,施氮量120 kg N•hm-2时,0-30 cm土层有机碳累积量达最高值36.6 Mg;施氮量161 kg N•hm-2时,0-40 cm土层轻质有机碳累积量达最高值2.69 Mg;每千克肥料氮每年可使土壤有机碳增加1.34 kg•hm-2,轻质有机碳增加0.31 kg•hm-2;0-20 cm表层土壤轻质有机碳占有机碳的百分比也随施氮量增加而升高。相反,5-20 cm土层土壤无机碳含量却随氮肥用量增加而显著降低,施氮量180 kg N•hm-2时,无机碳累积量比不施氮减少2.8 Mg,每千克肥料氮每年可使无机碳减少0.67 kg•hm-2。【结论】在黄土高原旱地长期施用不同用量的氮肥虽不显著影响土壤的总碳数量,却显著地改变了旱地土壤碳的组成,即通过增加土壤的轻质有机碳,增加了土壤的有机碳累积量,同时降低了土壤的无机碳累积。因此,合理调控氮肥用量,不仅是旱地作物增产的关键措施,对增加土壤有机碳固持、培肥土壤也有重要意义。同时,施用氮肥引起的土壤无机碳损失不容忽视,其潜在的农业、生态与环境效应需引起大众关注。     

日光温室白萝卜生产系统的氮素利用与平衡研究

在日光温室条件下,研究了不同氮素供应水平对白萝卜(Rajphanus sativus L.)氮素利用和土壤硝态氮累积动态,并对土壤-作物体系的氮素表观平衡进行了评估.结果表明,随氮肥用量的增加,白萝卜产量和干物质累积量均没有显著升高,但根块内富集的硝酸盐含量显著增加.增施氮肥对白萝卜维生素C(Vc),可溶性糖和可溶性蛋白含量没有显著影响;随施氮量增加白萝卜根块氮素吸收量显著增加,当季氮肥利用率降低;当氮肥用量低于推荐施氮量(有机肥+200 kg urea-N·hm-2)时,整个白萝卜生长期,根层(0～60 cm)土壤硝态氮均处于耗竭状态.当施氮量高于推荐施氮量时,根层硝态氮下降幅度减小,并在播种30d以后呈上升趋势;土壤-作物体系中播前无机氮(Nmin)和氮肥投入是主要输入项,输出项中以土壤无机氮残留和作物吸收为主.随施氮量的增加,氮素表观平衡值和土壤残留Nmin明显增加.系统氮素盈余量随施氮量的增加而增加.结合当地地力条件,在有机肥和磷钾肥配施的基础上,秋冬季白萝卜施氮量应控制在200 kg·hm-2以内.     

蔬菜间作对土壤和蔬菜硝酸盐累积的影响

大量氮肥施用,易造成菜地土壤硝酸盐累积并引起地下水硝酸盐污染和蔬菜硝酸盐含量超标.为降低菜田氮素累积及环境污染风险,采用根深差异蔬菜间作的方法,研究其对土壤硝态氮时空变异规律和蔬菜硝酸盐含量的影响,选择根系较深的萝卜和根系较浅的芹菜进行间作种植大田试验.结果表明,无论在作物的生长前期还是收获期,此种间作增加了0～20 cm土层NO-3-N含量,同时降低了20 cm以下土层NO-3-N含量,能够减少土壤中NO-3-N的向下移动.从土壤NO-3-N累积剖面分布规律看,间作区O～40 cm土层NO-3-N累积量高于单作区,而40～100 cm土层NO-3-N累积量低于单作区,间作区土壤0～100 cm土层NO-3-N总累积量减少,收获期分别比萝卜和芹菜单作区降低1.4%、9.0%.间作有降低萝卜和芹菜硝酸盐的趋势,而间作区萝卜全氮含量显著高于单作区,同时间作显著提高了萝卜产量,此种间作还能够减少氮素的表观损失.总之,合理搭配的蔬菜间作既能够增强土壤对氮素的保蓄能力,减少土壤NO-3-N淋移,对蔬菜产量和品质也有一定正效应.     

冀北山地天然次生林土壤有机质空间异质性研究

【目的】以冀北山地山杨白桦天然次生林为研究对象,探讨该群落土壤垂直方向有机质的分布格局和空间变异特征。【方法】采用大面积野外调查数据,运用统计学、GIS空间结构分析技术进行分析。结果表明:土壤有机质含量最高的是0~20cm层,20~40cm有机质含量最小。变异系数随土壤深度的增加逐渐增大,3层都属于中度变异;3层有机质含量的最佳理论模型分别为指数模型、高斯模型和球型模型;各层有机质含量集中区和插值分析分级面积有所不同,但总体变化规律是一致的。0~20cm土层土壤有机质含量最大,20~40cm层是有机质消耗集中区,有机质含量最小,40~60cm层处于中等水平。【结论】研究区是属于次生山杨白桦林,土壤环境受外界破坏较少,土层垂直方向空间变异不显著,母质层有机质的形成和表层土壤有机质的消耗都处在合理的范围内,体现了该区域土壤处于健康、可持续发展的良好状态。     

漯河市烟区植烟土壤养分含量状况与分布特点分析

2013年选取并分析了河南省漯河市烟区25个乡镇的植烟土壤养分状况,结果表明:随着植烟土壤土层深度的增加,土壤p H值保持基本稳定,整体呈弱碱性;而土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮含量和土壤碳氮比值均呈递减趋势,表现为0~10 cm>10~20cm>20~30 cm>30~40 cm>40~50 cm。漯河市烟区植烟土壤养分含量在不同土层间表现差异。0~10 cm土层土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮含量均显著高于10 cm以下土层(P<0.05),耕层土壤(0~20 cm)养分状况明显优于20 cm以下土层,且达到0.05显著水平。漯河市烟区0~20 cm耕层土壤主要养分平均含量和碳氮比等指标变异较大,且其土壤养分平均含量均高于0~50 cm土壤,0~50 cm深度范围内土壤的潜在养分水平表现不足,尤其是碳氮比值偏低,不够协调。     

膜下滴灌和地下滴灌棉田土壤NH4+-N空间分布特征研究

以田间试验为基础,从时间、垂直和水平空间分布的角度对膜下滴灌、地下滴灌棉田土壤铵态氮含量进行了分析.结果表明,两种不同节水灌溉方式下,棉田土壤铵态氮含量随生育期的变化特征、垂直分布特征和水平分布特征均有异同点.0～5 cm土层铵态氮含量最高,35～55 cm含量普遍较低.水平方向土壤铵态氮随滴灌水扩散,分布在离滴灌带40 cm左右.     

不同土地利用方式下崇明岛土壤酶与有机质空间分布特征

本文通过采集崇明岛0～20、20-40 cm和40～60 cm的三层土壤,利用地统计学方法研究崇明岛的土壤酶和有机质的空间分布特征,为合理利用崇明岛土地和提高其土壤质量提供参考依据.研究结果表明:不同土地利用方式下,工业用地的土壤有机质含量最高,河道旁、林地和农业用地的土壤有机质含量随土壤深度增加显著减少,其中农业用地的土壤有机质含量随土壤深度的变化要小于林地和河道旁.通过半变异函数和Moran'sI函数方法研究发现,崇明岛的土壤酶空间变异主要是由随机因素引起的,异性变异以崇明岛东西走向为主,而崇明岛南北方向发生异性空间变异要小于东西方向;通过空间插值方法研究发现,土壤酶活性主要由中部的镇中心以及居民和工业区向东部的东滩湿地以及北沿农场逐渐降低,并且随土层深度增加土壤酶高活性的区域逐渐减小.     

氮肥对黄土高原大棚黄瓜及土壤硝酸盐累积的影响

通过黄土高原大棚黄瓜不同施肥水平及采收期试验,研究氮肥施用量对黄瓜产量、品质以及土壤硝酸盐积累的影响。结果表明：在低氮素水平下,增施氮肥可以提高黄瓜产量,且硝酸盐含量变化不大。但当施氮素超过138 kg/hm时,会使黄瓜产量下降,同时导致黄瓜及土壤中硝态氮含量迅速增高,使黄瓜硝酸盐含量达到高污染水平。施肥后随时间的推移,黄瓜中的硝酸盐含量会逐渐降低,在中等施肥条件下40 d后可达到安全食用水平;过量施肥会促使在50 cm左右土层中形成硝态氮累积量的峰值,随时间的推移,该峰值有逐渐向下移动的趋势,大约1年后在80~100 cm土层处富集。综合产量、安全品质及环境影响因素,黄土高原大棚黄瓜最佳氮肥施用量为115 kg/hm。     

耕层施磷对土壤剖面深层累积NO3——N运移及后效的影响

 【目的】在华北平原,研究前茬小麦耕层施磷对土壤深层累积NO3--N运移及后效的影响。【方法】采用15N微区注射技术,耕层设3个不同的施磷水平,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层处。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中的残留量为P60处理＜P120处理＜P0处理,且发生垂直运移,向上层土壤运移了50 cm,向下移动了70 cm,累积峰出现在120～140 cm土层,较标记位置下移了30 cm。玉米收获后, 15N主要分布在100～180 cm土层,累积峰在小麦季基础上又向下移动了20 cm。玉米能利用前茬残留于土壤深层的15N,P0、P60、P120处理15N的利用率分别为1.2%、2.5%、2.2%。前茬施磷对后作玉米下层根系发育仍有促进作用,增加了80～150 cm土层根长密度和根干重比例,提高了施磷处理对残留15N的利用率。【结论】前茬耕层施磷仍影响土壤深层累积NO3--N后效,促进后作玉米中下层根系发育,提高深层氮素利用率,进而减少其在土壤剖面中的残留。     

沾化冬枣栽培区土壤营养条件研究

以沾化的马武(M)、古城(G)和冬枣研究所(Y)3个冬枣栽培区0~30 cm土层土壤为研究对象,测定了土壤全氮、全磷、全钾和有机质的含量,分析了土壤剖面和各栽培区各元素的分布情况。结果表明,在0~30 cm土壤剖面中土壤全氮、全磷含量分布规律为0~10 cm>10~20 cm>20~30 cm,全钾含量则为10~20 cm>0~10 cm>20~30 cm,土壤有机质含量分布规律为0~10 cm<10~20 cm<20~30 cm;不同样地之间,土壤全氮、全磷含量为Y>M>G>CK(空地对照),土壤全钾含量为M>Y>G>CK,土壤有机质含量为M>CK>Y>G。综合分析3个样地土壤氮、磷、钾含量,以冬枣研究所土壤营养条件最好。     

控制灌水对华北高产区土壤硝态氮累积的影响

在长期水分试验的基础上,研究了不同灌溉处理下小麦—玉米两季作物收获后的土壤含水量和剖面硝态氮的累积分布。结果表明:不同的灌溉量对小麦季0~200cm土层含水量产生明显影响,而玉米季和深层土壤含水量没有显著差异。相同的肥料施入水平下,不同灌溉量会造成土壤NO3--N的累积差异,硝态氮的累积量随着灌溉降水量的增加呈下降趋势。灌溉量的多少决定了土壤剖面硝态氮的分布,高灌水量使得各土层硝态氮的含量均低于15mg/kg,且在土壤剖面中的分布没有明显差异;中等程度灌溉水平下,260cm以下土壤硝态氮含量最高;低的灌溉量使得土壤硝态氮大量累积在0~260cm土层。     

长期施肥对设施菜田土壤氮、磷时空变化及流失风险的影响

研究山东省设施农业生产体系养分的投入情况,常年施肥的设施菜田土壤肥力变化以及土壤氮、磷累积和迁移在时间和空间上的变化规律,为未来设施菜田清洁生产,降低氮磷流失风险提供理论参考。通过对山东省不同区域设施黄瓜和番茄化肥和有机肥施用情况的调研,以及对种植5、10、15年和20年的设施菜田土壤进行0~100 cm分层取样,以周围粮田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质等指标。结果表明:设施蔬菜化肥养分投入量显著降低,有机肥的养分投入量和化肥投入相当,总养分投入量仍然过高,黄瓜氮、磷、钾的总投入量分别为1033、765 kg·hm~(-2)和1068 kg·hm~(-2),番茄为710、503 kg·hm~(-2)和755 kg·hm~(-2);设施蔬菜果实养分输出占总养分投入比例提高,分别为25%(N)、10%(P_2O_5)和29%(K_2O);长年施肥的设施菜田土壤中,硝态氮发生严重淋洗,速效磷含量随着种植年限的延长而增加,表层0~20 cm土壤中,速效磷含量达到了345 mg·kg~(-1),常年轮作模式种植,加剧了土壤酸化以及速效养分的累积和迁移;40~60 cm是硝态氮向深层土壤迁移和累积的关键土层,主要发生在种植10~15年间;速效磷的累积在前期5~10年,主要发生在浅层土壤0~40 cm,并随着种植年限的延长逐渐向深层发生迁移,在10~15年间主要表现在深层土壤40~100 cm。设施菜田养分投入量降低,但投入总量仍然过高;长期化肥-有机肥配合施用会促进土壤速效养分的累积和迁移,对环境造成潜在威胁;硝态氮和速效磷在设施菜田中由浅层向深层土壤迁移和累积存在时空差异,10年左右的种植年限是设施菜田0~100 cm土层中养分累积和迁移速率转变的关键时期。     

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。     

不同滴灌水肥配施模式对土壤硝态氮与棉花根系形态的影响

为探明不同滴灌水肥配施模式对土壤硝态氮与棉花根系形态的影响,在N-W-N(前期滴入氮肥、中间滴清水、后期再滴入氮肥)的常规水肥配施模式基础上,通过设置4种不同的施肥时段[W1(1/3,1/3,1/3)(在一次施肥的两端时间滴肥,中间1/3时间段仅灌清水)、W2(1/2,1/4,1/4)(在一次施肥的前1/2和后1/4时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)、W3(1/4,1/4,1/2)(在一次施肥的前1/4和后1/2时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)和W4(1/4,1/2,1/4)(在一次施肥的前1/4和后1/2时间段滴肥,中间1/4时间段仅灌清水)],探究其对0～20、20～40和40～60 cm土壤硝态氮累积规律及棉花根系形态指标的影响。结果表明:滴灌棉田不同生育时期各土层硝态氮质量分数表现为60 cm20 cm40 cm,棉花根系各形态指标的生长表现为40 cm60 cm20 cm;在不同水肥配施模式下,各土层硝态氮质量分数表现为W4W3W2W1,根系各形态指标的生长表现W1W2 W3 W4;通过不同滴灌水肥配施模式与根系形态指标相关分析结果表明,各处理对总根长、总根表面积、总根体积、根尖数均有显著影响,其中W1模式效果最佳。表明合理的水肥配施模式对滴灌棉花根系生长有促进作用,从而协同增加地上部分干物质积累,促进棉花高产。     

耕层水氮调控对土壤深层累积NO3——N运移及后效的影响

 【目的】在华北平原地区,研究前茬小麦耕层水氮调控对后茬玉米土壤深层累积NO3--N的运移及后效的影响。【方法】设置0（N0）、150 kgN·hm-2（N150）两个施氮水平,同时设传统灌溉（W1）和根据土壤水分监测的优化灌溉（W2）两种方式,采用15N微区注射技术,布置田间微区试验,将15N标记于110 cm土层。【结果】在该试验条件下,小麦收获后标记15N在土壤中总体残留趋势：N0W2＜N150W2＜N150W1＜N0W1,且发生垂直运移,上移30 cm,下移50 cm,除N0W2处理外,其余处理累积峰较标记位置下移30 cm;玉米收获后, 15N主要分布在100—160 cm土层,与前茬比较峰值未出现下移,其中N0W1处理15N 残留量明显减少;玉米对前茬残留的深层15N的利用率N0W1＞N150W2＞N150W1＞N0W2,依次为：5.5%、2.2%、1.7%和1.5%;玉米地上部生物量及总吸氮量均表现为施氮高于不施氮,优化和传统灌溉处理间差异不显著;玉米根系主要分布在0—20 cm土层,且施氮处理根系比例高于不施氮处理,耕层水氮调控影响后作玉米中下层根系发育,N0W1处理80—150 cm土层根长密度明显高于其它处理。【结论】耕层适度节水减氮有利于后茬作物根系下扎,促进其中下层根系的发育,进而促进其对深层累积NO3--N的吸收利用;耕层供氮及传统灌水加剧了硝态氮在深层的累积,对地下水安全造成威胁。     

日光温室土壤剖面硝态氮在休闲期的运移研究

研究了西安灞桥区日光温室休闲期土壤氮素在土壤剖面的运移和地下水中硝态氮含量的动态变化.结果表明,通过休闲期的降雨,土壤硝态氮累积量在0～20 cm土层中减少了42.5%～52.8%,在20～40 cm土层中增加了1.78～2.45倍;在40 cm以下土层也有相应的增加,但其增加量相对较小,且随着土层深度的增加而逐渐减少;地下水体NO3--N含量测定结果表明,部分地下水体NO3--N含量已超出世界卫生组织规定的饮用水标准,说明在该地区土壤NO3--N淋溶已经对地下水产生了危害,如何减小土壤NO3--N淋溶值得关注.     

不同施氮水平下深层土壤硝态氮淋失特征研究

通过GeoprobeR深层取土18m,分析了不同施氮水平下厚不饱和层土壤中NO3--N的迁移变化。发现不同施氮处理下NO3--N在一个生育期的淋失变化主要体现在0～4m土体内,土壤中硝态氮累积峰下移深度为0.2～0.6m,高施肥土体中,深层土壤6.7～8m和13～15m土体中也有少量硝态氮淋失,施氮量越高,淋失量和累积量也越高;不同施肥处理下,厚不饱和层土壤中NO3--N累积量变化主要体现4m土体特别是根区土层中,在2m土体内,土体中NO3--N的累积量与施入的氮肥量呈极显著线性关系,根区以下不饱和层中NO3--N累积量超过1800kg/hm2。     

分层施磷对冬小麦生长及产量的影响

为探明分层施磷对冬小麦生长发育和产量的影响,在大田采用PVC管栽培法,设置不施肥、0~20 cm单施氮肥、0~20 cm单施磷肥、0~20 cm施氮磷肥、分层施磷(1~20 cm,20~40 cm,40~50 cm)、40~50 cm深层施磷6个处理,比较了分层施磷的效应。结果表明,分层施磷明显促进了冬小麦生长发育,提高了地上部和根系干重,增加了下层根比例;与深层施磷、表层施磷和单施磷肥相比,分层施磷处理产量分别增加7.46%、16.16%和75.81%,磷素农学利用分别提高156.20%、43.71%和297.11%。分层施磷可提高冬小麦产量,提高磷肥利用效率。