长期施肥对褐土剖面水溶态磷分布特征的影响

为了揭示长期不同施肥条件下,褐土土壤水溶态磷(H_2O-P)含量变化及其剖面分布特征,筛选出最佳的施肥方案,以连续进行了27 a的长期不同施肥处理定位试验为研究对象,共选择7个处理,即不施肥处理(N_0P_0M_0)、2个氮磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0)、3个有机无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2)和单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6),于2018年秋季采集这7个处理的0～100 cm土层土壤样品,采用改进的Hedley方法分析测定了各土壤样品的H_2O-P含量。结果表明,H_2O-P具有表聚性,在0～20 cm土层,N_3P_2M_3、N_4P_2M_2及N_0P_0M_6处理的土壤H_2O-P含量显著升高,较1992年基础土样升高了34.26～90.67 mg/kg;N_0P_0M_0、N_1P_1M_0、N_2P_1M_1处理的土壤H_2O-P含量则呈现下降趋势,较1992年基础土样降低了4.72～12.68 mg/kg。褐土0～100 cm剖面土壤中H_2O-P的垂直分布特征总体表现为0～20 cm土层H_2O-P含量最高,20～40 cm土层H_2O-P含量快速下降,40～100 cm土层H_2O-P含量随土层深度增加逐渐下降;不同施肥处理剖面H_2O-P分布存在差异,施肥处理显著提高了土壤中H_2O-P的表聚性。施用有机肥显著提高了土壤H_2O-P含量,其中,N_3P_2M_3处理对褐土H_2O-P剖面分布的影响最为显著。     

长期施肥下褐土中不同磷组分对磷素盈余的响应

研究褐土区长期不同施肥对土壤磷素形态和磷素累积的影响,对不同磷组分与磷素盈余之间进行相关性分析,为促进土壤中磷素向作物易于吸收的形态转化、提高磷素的利用效率提供依据,从而进一步探索合理的磷肥调控措施。选用其中的9个处理,即不施肥处理,4个不同水平氮、磷化肥配施处理,3个有机肥无机肥配施处理以及1个单施高量有机肥处理。供试土壤取自1992-2012年在山西省寿阳县宗艾镇北坪旱塬上长期定位试验的0~20 cm耕层土壤,运用Hedley磷素分级方法测定耕层土壤不同组分磷素含量,分析长期不同施肥处理对耕层土壤磷素形态及盈余的影响,计算不同形态磷素与磷素盈余之间的相关性。结果发现,有机肥无机肥配施及单施高量有机肥促进了土壤磷素向活性较强的磷素形态转化,使H_2O-P和NaHCO_3-P含量迅速增加;不同施肥处理对耕层土壤中H_2O-P、NaHCO_3-P含量影响较大;随着磷素投入量的增加满足植物的需求后,会有大量活性较强形态的磷素向Na OH-P转化;不同施肥处理对HCl-P含量的影响差异性较小,对于Residual-P含量有降低的趋势。各处理土壤磷素盈余量大小表现为:N_0P_0M_6N_3P_2M_3N_4P_4M_0N_3P_3M_0N_4P_2M_2N_2P_2M_0N_2P_1M_1N_1P_1M_0N_0P_0M_0。磷素盈余与各组分磷相关性表现为:HCl-PNaHCO_3-PResidual-PH_2O-PNaOH-P。长期单施高量有机肥或不合理有机肥无机肥配施会导致磷素在土壤中大量盈余,其中,单施高量有机肥的盈余量最大。当土壤中磷素投入量在33~61 kg/hm~2时基本可以满足植物的要求,N_4P_2M2_处理在满足植物需求的前提下当季利用率达到最大,为36.4%,推荐施磷量为61 kg/(hm~2·年)。土壤磷素盈余与稳定态磷素的相关性最大,磷素盈余会使磷素的利用效率迅速降低。合理的有机肥无机肥配施可以提高作物对磷素的利用效率。     

长期施肥对褐土及玉米籽粒中Cd含量的影响

通过对长期氮磷化肥与有机肥配施0~40 cm土壤及2013年玉米籽粒中Cd含量的测定,研究了长期施肥条件下褐土Cd的盈亏状况、年际变化特征及对玉米籽粒Cd含量的影响。结果表明,受多种因素影响,不同施肥处理土壤Cd盈亏状况表现不一,土壤Cd含量总体呈升高趋势,磷肥和有机肥对褐土中Cd含量的影响较大,但施肥对褐土Cd含量的影响不显著;2013年秋季不同施肥处理土壤Cd含量均未超过国家土壤环境质量二级标准;2013年玉米籽粒中Cd含量低于国家限量标准。因此,应加强对磷肥和有机肥的管理,降低施肥导致的Cd污染风险。     

旱地麦田水肥关系及对产量的影响试验研究

用微区隔离遮雨棚法研究结果分析回归得出，氮肥用量、磷肥用量、供水量与冬小麦产量之间关系。固定肥料用量，在试验供水范围内水分和小麦产量呈近似直线关系；固定供水量，施肥量和小麦产量呈抛物线关系。氮肥用量和供水量之间有明显的正交互作用，磷肥用量与供水量之间交互作用不明显。大田不同降雨年份试验结果表明，施肥增产效果是降雨多＞降雨中＞降雨少的年份，在蓄墒期、生育期降雨量为355、411和523 mm的低、中、高降雨年份，冬小麦达最高产量时的氮、磷肥用量分别为每hm²施N 64.5 kg、P₂O₅52.5 kg；N 27.5 kg、P₂O₅105.0 kg和N 192.0 kg、P₂O₅157.5 kg。     

基于主成分—聚类分析的褐土肥力质量评价

以山西省寿阳县国家褐土长期定位试验基地为研究平台,定量评价不同施肥措施对土壤肥力质量的影响,为建立褐土区合理施肥模式和土壤肥力质量评价体系提供科学依据。通过主成分—聚类分析,综合评价了长期不同培肥措施的土壤肥力质量差异。结果表明,长期不同施肥处理的玉米产量与土壤全氮、全磷、碱解氮、有效磷、有机质、酶活性均表现出极显著正相关,与pH呈极显著负相关。土壤肥力质量排序为:N3P2M3>M6>N4P2M2>     

长期施肥对褐土土壤磷素累积及层间分布的影响

通过对山西省寿阳县褐土旱地15年长期定位施肥试验,结果表明,有机无机配合施肥及单施有机肥都能显著增加0～40 cm土壤全磷、有机磷和速效磷的含量,单施化肥能够提高0～20 cm土壤全磷、有机磷和速效磷含量。长期施肥主要增加了0～20 cm土壤全磷、有机磷和速效磷含量。土壤磷素层间分布随不同的有机无机配合施肥发生变化。     

自然状态下小叶锦鸡儿、梨、枣、桃芽、叶、枝中甜菜碱含量的比较

利用高效液相色谱法测定了自然状态下小叶锦鸡儿、梨、枣、桃4个树种的芽、叶、枝中甜菜碱的含量。结果表明:各树种芽中均含有高水平的甜菜碱;从叶片和枝条水平来看,小叶锦鸡儿与枣的水平相近,梨与桃相近,且叶片和枝条结果正好相反。     

不同类型地膜覆盖对玉米农田水热状况及产量的影响

为提高我国北方旱地作物的水分利用效率,探索可降解类型地膜的应用前景,在山西省农科院东阳试验基地,于2015年和2016年连续定点定位设置普通地膜、渗水地膜、生物降解地膜、光降解地膜4种不同类型地膜覆盖模式,以不铺膜为对照,研究不同类型地膜覆盖模式对农田水热效应和玉米产量的影响。研究结果表明:4种覆膜处理下的土壤温度在生育前期土表处分别较不铺膜处理高3.1~5.9℃;渗水地膜和生物降解地膜处理的水分利用效率显著高于其他处理(P0.05),光降解地膜和普通地膜处理次之,不铺膜对照处理最低,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理的水分利用效率分别较对照高11.0、5.9、12.8、5.4 kg/(mm·hm~2)。产量方面,与对照相比较,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理2015年的增产率分别为20.3%、0.1%、15.4%、8.8%;2016年的增产率分别达到44.8%、36.1%、53.6%、31.6%,表现为生物降解地膜渗水地膜普通地膜光降解地膜。地膜增温保墒作用下,处理之间的增产效果与水分利用效率变化协同,其中生物降解地膜能够显著提高玉米的水分利用效率及产量,在未来可替代普通地膜推荐应用到旱地玉米中,同时达到缓解农田残膜污染的效果。     

控释尿素与普通尿素配施对春玉米产量、氮肥利用及经济效益的影响

在黄土高原东部春玉米主产区连续3 a开展大田定点试验,设置不施氮（CK）、控释尿素与普通尿素不同配比：0（CRU0%）、25%（CRU25%）、50%（CRU50%）、75%（CRU75%）、100%（CRU100%）共6个施肥处理,研究控释尿素与普通尿素不同配施比例对春玉米产量、氮素利用和经济效益的影响,并建立控释尿素配施比例与产量、氮肥表观利用率和施肥收益之间的关系,以确定最佳配施比例,为筛选适于在黄土高原东部推广应用控释掺混配方肥提供科学依据。研究结果表明：（1）控释尿素与普通尿素配施能显著提高玉米产量,增加施肥收益,且随着配施比例的增加,2项指标均呈先增加后降低的趋势,其中CRU75%处理的春玉米产量和施肥收益最高,分别较CRU0%处理增加了1 273 kg·hm^-2（11.9%）和1 735元·hm^-2（65.7%）。（2）与CRU0%处理相比,控释尿素不同配施比例处理显著提高了玉米氮素利用率、农学效率和偏生产力,提高幅度依次为24.73%~43.87%、38.22%~61.24%和7.45%~11.93%,且均以CRU75%处理最高。（3）控释尿素与普通尿素配施处理显著降低了0~100 cm土层土壤中氮残留量和氮素表观损失量,CRU75%处理氮残留量和氮表观损失量最低,分别为119.8 kg·hm^-2和247.5 kg·hm^-2。（4）控释尿素配施比例与春玉米产量、氮肥表观利用率和施肥收益均存在显著一元二次关系,基于此3项指标推算出控释尿素的适宜配施比例分别为64.3%、71.2%和61.8%。控释尿素与普通尿素配合施用有利于促进春玉米生长发育,获得增产增收并提高氮素效率,综合各因素确定黄土高原东部春玉米生产的控释尿素适宜配比为60%~75%。