种植模式影响施肥导致的土壤反硝化势变化及其微生物机制

水田土壤反硝化势(soil denitrification potential,SDP)往往高于旱地土壤,但施肥对水田和旱地SDP的影响差异往往基于不同气候条件下的不同土壤类型获取,其准确性可能受外界条件干扰.以发育自同一母质的相邻水田和旱地长期试验为平台,比较不同施肥模式下水田和旱地SDP的变化及其与功能基因(nar...     

轻型栽培和秸秆还田对水稻产量和根系特征的影响

轻型化栽培技术和秸秆还田是水稻生产的发展趋势。为研究轻型化种植和秸秆还田对水稻产量和根系分布的影响,利用设立于2008年的田间定位试验,系统分析了耕作、种植方式和秸秆还田与否下连续3年的早稻产量和根系干物质、根系形态等指标。结果表明:浅耕处理的早稻产量为8000 kg/hm2,比传统深耕处理降低了23~241 kg/hm2,降幅较小。虽然直播、抛秧和插秧的基本苗数不同,但是3种种植方式早稻产量没有明显差异。而秸秆还田可以显著提高水稻产量,与秸秆移除的处理相比,秸秆还田处理的产量3年间平均增加了365 kg/hm2。在水稻根系方面,根干重、总根长、根系表面积和根尖数均集中在表土层(0~5 cm),且呈现出随着土壤深度的增加而显著减小的趋势。与深耕处理相比,浅耕处理在表土层的总根长和根尖数分别提高了23.34%和1.49倍,但3种种植模式没有显著规律。而秸秆还田措施显著增加了表土层的根系干物质,尤其是在浅耕条件下,秸秆还田可以显著增加表土层的根系总长、根系表面积和根尖数。这说明,在江西地区推广轻型化种植模式和秸秆还田措施有利于水稻根系发育,能够达到水稻高产。     

香根草篱和稻草覆盖对红壤坡耕地土壤肥力的影响

香根草(Vetiveria zizanioides L.)篱和稻草覆盖是重要的水土保持措施。为揭示香根草篱和稻草覆盖对红壤缓坡旱地土壤肥力的影响,本研究于2011年设置了CK、香根草篱、稻草覆盖、香根草篱+稻草覆盖4个处理,并分析了2011年和2012年的花生产量、土壤有机质和氮磷钾养分变化,结果表明:各处理花生产量呈现出覆盖草篱+覆盖草篱、对照。与CK处理相比,覆盖和草篱+覆盖处理在2011年分别增产31.74%、15.23%,2012年增产59.39%、41.65%。香根草篱和稻草覆盖可以显著提高红壤坡耕地的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,但土壤全氮、全磷和全钾含量不存在显著增加。与2011年相比,虽然2012年草篱和覆盖措施的土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量的增幅呈下降趋势,但在所有处理中均表现出草篱+覆盖处理的速效养分最高,这说明,虽然红壤坡耕地花生种植后土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量明显下降,但草篱+覆盖可以在增加养分投入的同时有效维持和保蓄土壤速效养分。     

长期定位施肥对玉米根际土壤团聚体有机碳与钾素含量及其相互关系的影响

  目的  探讨长期定位施肥对玉米根际土壤中不同形态钾素含量变化及其与团聚体组分有机碳含量间的耦合关系,为红壤合理施肥提供理论依据。  方法  依托红壤长期施肥定位试验（始于1986年）,采集不施肥（CK）、氮磷肥（NP）、氮磷钾肥（NPK）、2倍氮磷钾肥（DNPK）和氮磷钾配施有机肥（NPKM）5个处理玉米根际土壤,测定不同粒级土壤团聚体的有机碳、交换性钾和非交换性钾含量,探明它们之间的相关关系。  结果  各施肥处理玉米根际土壤不同粒级团聚体组分中 > 2 mm组分均显著低于0.25 ~ 2 mm和 < 0.25 mm组分,但NPKM处理 > 2 mm的组分最高,< 0.25 mm组分则显著低于其他处理;而各团聚体组分间、同一粒级不同处理间全钾含量均无显著差异。与NP处理相比,NPK处理在 > 2 mm、0.25-2mm和 < 0.25mm团聚体的交换性钾含量分别增加了64.83%、31.12%和32.43%,非交换性钾含量分别提高了11.74%、16.86%和14.54%。相关分析表明,> 2 mm团聚体中有机碳与交换性钾、非交换性钾含量均呈现出显著的正相关关系（R2分别为0.72和0.77,P < 0.05）,且 > 2 mm团聚体中有机碳含量增加0.1 g kg?1,交换性钾和非交换性钾含量分别提高5.69 mg kg?1和 2.37 mg kg?1。  结论  在南方红壤地区,长期有机无机肥配施是提高玉米根际土壤大团聚体比例的重要措施,且大团聚体中有机碳含量的增加促进了交换性钾和非交换性钾含量的提高,可为满足作物根系的钾素需求奠定基础。     

一种简易的土壤透气速率测定方法及其应用

以原状土壤为试验对象,基于传统常压测定法设计出一种简单而准确的土壤透气速率测定方法。研究结果表明:该方法克服了传统常压测定法变压测定过程导致精度降低的问题,同时又具备简单易行的优点。运用该方法对长期定位试验土壤进行研究,发现长期配施有机无机肥可提高红壤稻田耕作层土壤透气速率,改良土壤通透性。     

特贝钙土壤调理剂对红壤旱地花生产量和阻控土壤酸化的影响

为探讨一种新型的特贝钙土壤调理剂(深加工的牡蛎壳粉)对红壤旱地花生产量的影响及其对土壤酸化的改良效果,通过田间试验,分析了不同施用量(0、750、1500、2250kg/hm2)处理花生产量和土壤理化性质的变化。结果表明:施用特贝钙土壤调理剂的花生产量可以增加10.2%~23.8%,且成熟期花生的株高、每株双果数、单果数、总果数和百果重均显著提高。与对照相比,施用特贝钙土壤调理剂处理土壤碱解氮、有效磷和速效钾分别增加21.65%~118.1%、28.2%~74.1%和22.6%~47.0%;土壤pH和交换性钙分别提高0.18~0.33(4.0%~7.3%)和12.9%~18.8%,土壤交换性氢和交换性铝则分别降低19.6%~62.5%和34.7%~84.2%。因此,施用特贝钙土壤调理剂是实现红壤旱地花生增产、活化土壤养分和阻控土壤酸化的重要途径。     

红壤旱地玉米开花期土壤酶活性对长期施肥的响应

【目的】 长期施肥条件下,土壤酶活性与土壤养分周转和作物生长密切相关,因此,研究驱动土壤速效氮磷钾养分和作物养分吸收的关键土壤酶活性因子十分重要。 【方法】 基于始于1986年的红壤旱地长期施肥定位试验,于试验进行31年时的早玉米开花期 (2017年6月18日) 采集不施肥 (CK)、氮磷钾化肥 (NPK)、两倍氮磷钾化肥 (2NPK)、氮磷钾化肥配施有机肥 (NPKM)、单施有机肥 (OM) 5个处理的土壤样品,分析土壤蔗糖转化酶 (INV)、脱氢酶 (DEH)、纤维素酶 (CEL)、脲酶 (UR)、多酚氧化物酶 (PHOX)、酸性磷酸酶 (ACP) 和β-葡萄糖苷酶 (BG) 的变化规律,并利用冗余分析 (RDA) 探讨了驱动红壤旱地速效养分和玉米氮磷钾含量的关键土壤酶活性因子。 【结果】 与CK处理相比,施肥可以显著增加红壤旱地的土壤酶活性,且以NPKM处理的土壤酶活性最高。NPKM处理下INV、DEH、UR、PHOX、ACP和BG活性分别比OM处理增加了13.7%、13.5%、10.6%、10.5%、5.6%和13.4%,比2NPK处理增加了32.4%、112.2%、22.8%、33.3%、27.6%和50.4%。但是,在氮磷钾化肥用量之间,呈现出2NPK处理的CEL和UR活性显著高于NPK处理 (增幅为26.0%和50.6%),而INV、DEH、PHOX、ACP和BG均无显著差异。土壤pH、有机碳、速效氮磷钾和植株氮磷钾含量也呈现出NPKM处理显著高于其他处理的规律。RDA结果表明,INV、CEL和UR是影响土壤速效氮磷钾和植株养分含量的关键酶活性因子 (R2 > 0.90, P < 0.001)。 【结论】 在红壤旱地上,玉米开花期土壤酶活性对不同施肥处理的响应规律不同,其中有机无机肥配施更有利于提高土壤酶活性,且纤维素酶和脲酶活性对氮磷钾化肥用量改变的响应比较敏感。土壤蔗糖转化酶、纤维素酶和脲酶可以作为关键酶活性因子表征玉米开花期红壤旱地的养分周转和迁移。      

长期施肥下红壤旱地的固碳效率

红壤旱地的有机碳含量普遍较低,通过外源添加有机肥是增加土壤有机碳含量的重要手段。本研究以红壤旱地长期肥料试验为基础,研究了不同施肥处理的土壤有机碳含量和储量的变化规律,并进一步探讨碳投入与玉米产量及土壤碳储量的量化关系。结果表明:施用有机肥可以大幅提升红壤旱地的有机碳含量,氮磷钾+有机肥(NPKM)和有机肥(OM)处理在27年间的增加速率分别为0.08 g/(kg·a)和0.06 g/(kg·a),有机碳储量的增加速率分别为0.24t/(hm~2·a)和0.16 t/(hm~2·a);与不施肥(CK)处理相比,NPKM和OM处理的土壤有机碳含量分别增加了51.5%和42.0%,有机碳储量则分别增加57.1%和45.7%。进一步分析表明,有机碳投入量与土壤有机碳储量变化速率之间存在显著的正相关关系(R~2=0.971 5,P0.001),且线性拟合方程(y=–0.158+0.086x)表明,双季玉米种植下红壤旱地的固碳效率为8.6%,当有机碳投入量为1.84 t/(hm~2·a)时,红壤旱地的有机碳储量保持平衡。因此,施用有机肥是提高红壤旱地有机碳储量的有效途径,固碳效率和土壤有机碳平衡点则可以有效指导红壤旱地有机肥的管理措施。     

红壤丘陵区稻田土壤剖面肥力特征及其与产量的关系

【目的】探究不同产量稻田土壤肥力的剖面特征，明确调控作物产量的关键环境因子，以提高低产田、稳定高产田的粮食产量，实现“藏粮于地”的国家战略目标。【方法】试验在江西进贤进行，稻田年产量>15000kg/hm²、12000～15000 kg/hm²和<10000 kg/hm²的地块分别代表高产、中产和低产土壤，选取高、中、低产量稻田样点各3个，采集耕作层、犁底层和潴育层土壤样品，测定耕作层厚度、容重、土壤紧实度、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质含量、全量和有效氮磷钾含量、微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)等，并对土壤剖面性质和水稻产量进行线性相关分析和随机森林分析。【结果】1)高产田耕作层最厚，在16 cm左右，而低产田在13 cm左右，高产田耕作层土壤容重最小，为1.09 g/cm³，而低产田为1.21 g/cm³，高产田犁底层厚度和紧实度均最高，低产田最低。2)高、中、低产田土壤pH、碳氮磷养分含量和微生物生物量均表现为高产田>中产田>低产田，在...     

稻田土壤肥力评价方法及指标研究进展

水稻土作为典型的水耕人为土,其土壤肥力是水稻优质高产的重要基础,肥力评价是稻田培肥和管理的重要内容之一。然而,稻田肥力评价指标和方法的选择存在较大不确定性。通过分析不同土壤肥力评价方法特点,土壤肥力指标的影响因素和变化特征,对我国水稻土肥力评价的现状进行了总结。在选择评价方法时应最大程度地减少人为的主观性,同时,如何将作物产量纳入土壤肥力综合评价值得进一步探讨。在对稻田土壤肥力进行综合评价时,土壤容重、总孔隙度、土壤团聚体和黏粒含量可作为土壤物理肥力指标的主要因子;土壤化学肥力指标随着施肥、耕作模式和稻作区域的差异应各有侧重;众多的土壤生物学指标中,微生物量碳氮、酶活性和微生物群落结构等需重点关注。下一步应制定一套针对不同稻作区典型施肥和耕作模式下比较完整和有代表性的评价指标体系,以及客观又简单实用的评价方法,为以水稻高产优质为目标的土壤培肥技术提供参考。