长期秸秆还田对旱地玉米土壤有机碳及碳库管理指数的影响

以山西省晋中市寿阳县长期玉米种植区褐土为研究对象,探讨秸秆还田方式对土壤有机碳、土壤活性有机碳组分和土壤碳库管理指数的影响,以期为北方旱地褐土培肥、提高土壤质量提供理论依据。基于连续30年（1992—2021年）秸秆还田长期定位试验,按照等碳量秸秆还田,设置4个处理[秸秆覆盖还田(SM)、秸秆粉碎直接还田(SC)、秸秆过腹还田(CM)、秸秆不还田(CK)]进行分析。结果表明：（1）CM处理的土壤总有机碳含量较SM、SC显著提高了29.23%、35.72%。（2）CM处理的土壤活性有机碳含量较CK显著提高了77.72%,且与SM、SC差异显著;SM、SC、CM处理的土壤微生物量碳含量较CK分别显著提高了26.39%、43.51%、70.83%;SM、SC、CM处理的土壤可溶性有机碳含量较CK分别显著提高了4.32%、31.47%、60.00%。（3）SM、SC、CM、CK间的土壤活性有机碳效率无显著差异,SC处理的土壤微生物量碳有效率和可溶性有机碳有效率较CK分别显著提高了28.04%、17.10%,SM处理的土壤可溶性有机碳有效率较CK显著降低了11.48%,CM对于土壤碳素效率无明显...     

黄土高原东部潇河流域农田土壤有机质时空变异及影响因素

为揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素,通过收集黄土高原东部潇河流域1982年第二次土壤普查数据和2017年不同时期耕层土壤有机质含量的实测资料,应用地统计学方法对其进行分析。结果表明:从1982年至2017年,耕层土壤有机质均值由11.06 g·kg~(-1)升高至15.69 g·kg~(-1),增幅为41.86%;近35年潇河流域农田耕层土壤有机质含量均呈增加趋势,空间分布呈现由中部向四周逐渐升高的趋势。从第二次土壤普查时期到2017年,耕层土壤有机质含量表现为从低级向高级逐渐累积的规律。其中,土壤有机质含量20 g·kg~(-1)和15～20 g·kg~(-1)的土地面积从无增加到分别占流域总面积的0.74%和43.72%,10～15 g·kg~(-1)土地面积减少幅度最大,为29.93%,6～10 g·kg~(-1)土地面积从13.82%减少到1.57%,6 g·kg~(-1)土地从有到无。成土母质、地形变化、种植结构、施肥是影响土壤有机质时空分异的主要因素,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势,应注意土壤培肥,实行分区管理,以保证整个农业流域的可持续发展。     

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p H呈极显著负相关。土壤肥力质量排序为：N₃P₂M₃>M₆>N₄P₂M₂>N₂P₁M₁>N₄P₄>N₂P₂>N₃P₃>N₁P₁>CK。不同培肥措施的土壤肥力可聚为3类：N₃P₂M     

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。     

不同施肥模式下褐土的有机碳组分及碳固存效应变化

【目的】基于长期定位试验,研究长期有机无机肥配施下褐土有机碳含量及其组分构成的演变特征,以深入了解有机肥对土壤碳固存能力的影响机制,为通过科学养分管理实现褐土生态环境稳定和提高生产力提供理论依据。【方法】有机无机肥配施试验于1992年在山西寿阳旱地农业生态系统国家野外科学观测研究站进行,种植制度为一年一季玉米。试验采用氮、磷、有机肥三因素四水平正交设计,共18个处理,本研究选择其中的9个处理：N₀P₀M₀、N₁P₁M₀、N₂P₂M₀、N₃P₃M₀、N₄P₄M₀、N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂     

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。     

土壤养分变化及农户养分管理现状研究

以寿阳县宗艾镇1998和2008年土壤养分的变化为基础,对研究区的农户进行随机问卷调查,将农户施肥情况进行量化,对影响土壤养分变化的非自然因素提出较为合理的分析。     

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。