26年来东北黑土区土壤养分演变特征

【目的】东北黑土区土壤肥沃,是中国重要的粮食主产区之一。对东北黑土区20世纪80年代以来国家级耕地质量长期监测数据进行整理和分析,以明确中国东北黑土区农业生产实践中土壤养分状况和肥力水平,为农田土壤培肥提供科学指导依据。【方法】利用时间趋势分析法探讨17个国家级黑土耕地质量长期监测点26年来土壤养分随时间的变化趋势,分别总结土壤有机质（SOM）、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和速效钾（AK）含量在监测初期（1988-1997年）、监测中期（1998-2003年）和监测后期（2004-2013年）的变化规律及其总体变化趋势;在分析土壤全氮和有机碳含量变化特征以及碳氮比（C/N）演变规律的基础上,进一步分析碳和氮之间的养分平衡关系;运用主成分分析方法分析不同监测时期上述5大肥力指标对黑土区土壤综合肥力的影响,得出该区综合肥力主要贡献因子,并分别计算3个不同监测时期黑土区土壤综合肥力属性得分。【结果】黑土区农田土壤经过10-26年的演变,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势。与监测初期相比,监测后期土壤养分含量均显著提高（P＜0.05）,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾分别提高了33.9%、43.9%、27.6%、90.3%和11.8%,有效磷提升效果最为显著。进一步分析土壤有效磷含量发现,监测后期71.4%的监测点土壤有效磷含量维持在15.0-50.0 mg·kg^-1,既能满足作物生长需求,又不至于引发地下水环境污染,而28.6%的监测点土壤有效磷含量已超过50.0 mg·kg^-1的环境阈值,应及时控制磷素的输入。分析主要肥力因素有机碳和全氮之间的关系表明,黑土区土壤C/N略有下降趋势,从1988年的10.3降至2013年的9.6,下降了6.8%。黑土区5个肥力指标得分系数由大到小的顺序为：SOM＞TN＞AN＞AP＞AK,说明黑土区土壤有机质和全氮是影响土壤综合肥力的关键因素;监测初期和监测中期土壤综合肥力属性得分平均值分别为-1.099和-0.541,而监测后期土壤综合肥力属性的得分增加到了0.5888,监测后期土壤综合肥力得到显著提升。【结论】在农民常规施肥条件下,经过10-26年的长期耕作,黑土区土壤肥力在监测后期得到显著改善,但28.6%的监测点应注意控制磷肥用量,以免引起水体污染;而监测区黑土C/N呈逐年下降趋势,应该加大有机物料的投入,以维持土壤碳氮的养分平衡。     

不同类型肥料对烤烟产量、品质及土壤物理性状的影响

采用随机区组设计,通过田间小区试验研究了施肥对烤烟生长发育、产量、品质及土壤物理性状的影响。结果表明:与等氮磷钾养分对照(T2)比较,烟草专用肥处理(T4)可以改善土壤的物理性状;有利于烟株稳健生长,形成理想的株型;降低烟叶的蛋白质含量、减小两糖差值,糖碱比和氮碱比更加适宜,改善烟叶品质;但是烟叶产量、中上等烟叶产量与等氮磷钾养分对照相似。与等氮磷钾养分对照(T2)比较,硝态氮与铵态氮配合施用(T3),烟叶产量和中上等烟叶产量显著提高,降低了烟叶的蛋白质含量,糖碱比和氮碱比适宜,烟叶品质较好。     

长期不同施肥红壤磷素变化及其对产量的影响

目的 定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。方法 利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台（1991—2016年）,比较长期不施磷肥（CK、N、NK）、施用化学磷肥（PK、NP、NPK）、化肥配合秸秆还田（NPKS）和化肥配施有机肥及有机肥（1.5NPKM、NPKM、M）土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。结果 长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数（PAC）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的PAC高于化肥配合秸秆还田（NPKS）和施用化学磷肥（PK、NP、NPK）。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg ^-1,全磷上升0.02—0.06 g·kg ^-1。土壤每累积亏缺磷100 kg P·hm ^-2,不施磷肥处理（CK、N、NK）土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg ^-1。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田（NPKS）以及施用化学磷肥（PK、NP、NPK）,显著高于不施磷肥（CK、NK、N）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型（线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程）均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系（P＜0.01）。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg ^-1。 结论 在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

山西省忻府区土壤养分特征

为提高山西忻府区测土配方施肥质量,2006-2010年对该区7582个土壤样品进行分析,研究该区测土配方施肥实施以来土壤养分状况及其影响因素。结果表明,测土配方施肥工作开展以来,土壤肥力比二次土壤普查时明显提高,但速效磷含量自2008年逐步降低,由2008年的23.99 mg/kg降到2010年的12.53 mg/kg;2006年以后,有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾高含量土壤的比例均明显增加,但2010年土壤碱解氮和速效钾高含量土壤比例有所降低;潮土区有机质(14.45 g/kg)和速效磷含量(17.83 mg/kg)显著高于褐土区（14.15 g/kg和14.88 mg/kg）,但速效钾含量(136.59 mg/kg)显著低于褐土(141.35 mg/kg);高海拔地区土壤肥力呈现出明显的逐年降低趋势;土壤类型、海拔等自然因素对忻府区土壤养分状况有显著影响,应综合考虑这些因素的影响,调整推荐施肥方案。在秸秆还田基础上,对低肥力土壤,特别是高海拔地区土壤,进行具有针对性的增施氮、磷、钾肥的措施,培肥地力。     

长期施肥对褐潮土磷、钾状况及速效供应能力的影响

氮磷钾配施有机肥提高耕层土壤全磷的效果十分明显,比对照增加52.2%,而氮磷钾配施秸秆比对照增加18.85%;氮磷、磷钾、或氮磷钾配合分别比对照增加17.87%,15.88%和14.89%,明显高于长期单施氮肥,或氮钾配合处理;氮磷钾配施有机肥速效磷含量比不施肥增加10倍以上,而氮磷钾配施秸秆比对照增加3倍;氮磷、磷钾、或氮磷钾配合分别比对照增加3～5倍.单一施用氮磷钾化肥作物钾索吸收量和施钾量总体上是平衡的,氮磷钾化肥配施有机肥或秸秆具有提高土壤速效钾含量的作用,比对照分别增加16.0%和11.4%,不施钾肥处理总体上速效钾含量是逐年下降的.各处理土壤缓效钾含量多年总体上都是下降的;但与对照及不施钾处理比较,施钾处理土壤缓效钾含量较高.     

西南紫色土不同施肥措施下土壤综合肥力评价与比较

【目的】 为探求长期不同施肥处理对作物产量的影响和土壤综合肥力的演变，寻求合理评价西南紫色土区域土壤综合肥力的方法。 【方法】 本研究以7年的定位试验的数据为基础，运用内梅罗指数法、相关系数法和因子分析法对不施肥对照 (CK)、化肥优化施用 (OP)、在化肥优化基础上有机肥氮替代50%化肥氮 (MF)、在化肥优化基础上有机肥氮替代100%化肥氮 (OM) 4个处理的土壤肥力进行综合评价。 【结果】 不同施肥处理下蔬菜和玉米的平均产量均表现为MF处理最大。在蔬菜季，MF处理显著提高了产量，相比OP和OM处理，榨菜分别增产27.8%和16.0%，大白菜分别增产28.6%和8.7%；在玉米季，MF处理的产量最大，为9907 kg/hm2，显著高于OP和OM处理，分别增产1199 kg/hm2和1273 kg/hm2。通过分析土壤单项肥力指标与作物产量的相关关系表明，土壤有机质、全氮和有效磷与作物产量均存在显著或极显著正相关关系，表明土壤有机质、全氮和有效磷对紫色土土壤肥力贡献大，是表征紫色土土壤肥力的重要指标。用3种评价方法计算的不同施肥处理的土壤综合肥力指数值 (IFI) 均表现为OM > MF > OP > CK，施用有机肥处理 (MF和OM) 处理IFI值要显著高于优化施肥处理。3种评价方法的IFI值与作物产量均呈显著或极显著关系，但3种评价方法的相关系数平均值从大到小表现为相关系数法 (0.5292) > 内梅罗指数法 (0.5252) > 因子分析法 (0.5130)，表明相关系数法比内梅罗指数法和因子分析法更可靠。 【结论】 在蔬菜?玉米轮作体系下，有机肥氮替代部分化肥氮能增加作物产量，提高土壤综合肥力水平。从3种评价方法的精确性来看，相关系数法比内梅罗指数法和因子分析法更可靠，在实践中优先使用。      

常规施肥条件下黑土磷盈亏及其有效磷的变化

监测和研究黑土磷素盈亏状况及有效磷演变规律,可为黑土肥力的培育、磷资源的持续利用与合理施肥提供科学依据。本文研究了常规施肥条件下18个黑土监测点土壤磷盈亏情况及其有效磷含量的变化。结果表明,常规施肥条件下,磷肥年平均用量为23.29~49.93 kg P·hm-2,作物吸磷量年平均为21.54~45.52 kg P·hm-2,年均当季土壤表观磷盈亏大小为-13.33~14.99 kg P·hm-2。土壤磷盈亏不同导致其有效磷的变化不同,39%的监测点有效磷含量显著升高,年增加速率为0.68~5.10mg·kg-1;50%的监测点有效磷呈持平状态;11%的监测点有效磷显著下降。经相关性分析,各监测点有效磷的变化量与土壤累积磷呈显著正相关关系,土壤每盈余100 kg P·hm-2,有效磷可增加5.28 mg·kg-1。磷肥施用量为36 kg P·hm-2时土壤表观磷盈亏为零。因此,在有效磷水平为15~50 mg·kg-1黑土上种植玉米,可将36 kg P·hm-2作为推荐磷肥用量。     

潮土磷素累积流失风险及环境阈值

潮土是中国分布比较广、施肥强度大的典型耕作土壤,潮土中磷素累积与流失对区域水环境的污染风险不容忽视。该研究在潮土面积最大的河南省采集磷素水平不同的典型潮土作为供试土壤,采用人工模拟降雨及土柱模拟试验方法,通过测定土壤中Olsen-P和溶解态活性磷CaCl2-P含量以及径流或淋滤液中各形态磷浓度,研究了潮土中磷素随地表径流和下渗流失特征,并通过分段线性模型对潮土的磷素环境阈值进行拟合。结果表明：1）不同形态磷在潮土土壤剖面中均有一定程度的累积,土壤Olsen-P和CaCl2-P含量表现为高磷最大,中磷次之,低磷最小,而磷吸持指数值表现为低磷最大,中磷次之,高磷最小。从磷素的剖面分布来看,低磷和中磷水平潮土Olsen-P和CaCl2-P含量随着土壤深度的增加而降低,而高磷水平的潮土Olsen-P和CaCl2-P含量在20～40 cm土层含量最高。2）不同磷水平潮土径流中总磷（TP）、可溶性总磷（TDP）和颗粒磷（PP）浓度和流失量大小表现为高磷最高,中磷和低磷水平土壤次之,潮土径流流失以PP为主。3）低磷和中磷水平潮土淋滤液中的各形态磷浓度和流失量随着土层深度的增加而降低,而在高磷水平的潮土淋滤液中,20～40 cm土层淋滤液中磷浓度和流失量要显著高于其他土层,在整个土壤剖面磷素浓度随着土层深度的增加呈现先上升后下降的趋势,潮土淋滤流失以TDP为主,其中,高磷和低磷水平潮土以可溶性有机磷占主导,而中磷水平潮土以钼酸盐反应磷（MRP）占主导。4）通过分段回归模型将不同含磷水平潮土的水溶性磷与土壤中Olsen-P含量进行拟合,得出潮土土壤磷素环境阈值为24.65 mg/kg,研究还表明径流和渗漏液中TP浓度与土壤CaCl2-P含量呈显著正相关,因此可通过测定CaCl2-P来预测并判断土壤磷素流失风险。     

模拟降雨条件下潮土磷素流失特征及影响因素研究

潮土是我国重要的耕作土壤,磷素的流失不仅影响土壤肥力和作物产量,而且会增加地表水环境的污染负荷.本研究采用人工模拟降雨试验方法,研究了不同降雨强度和坡度条件下,潮土径流中磷素的动态变化和径流中磷素流失特征,以期为控制潮土区径流面源污染提供理论依据.结果表明:(1)整个降雨过程中,径流中总磷(TP)和颗粒态磷(PP)变化...