长期有机无机肥配施提高黑土磷含量和活化系数

【目的】 长期不同施肥模式影响着耕层土壤磷库以及各形态磷的变化。研究不同施肥模式下黑土各磷素形态含量及有效性的变化,为黑土的肥力培育和合理施用磷肥提供理论依据。 【方法】 黑土长期定位施肥试验位于吉林省公主岭市,始于1990年,供试作物是连作玉米。肥料试验包括不施肥对照 (CK)、施氮、钾肥 (NK)、氮磷钾平衡施肥 (NPK)、氮磷钾 + 有机肥 (NPKM) 共4个处理。化肥处理施氮肥(N) 165 kg/hm2、磷肥(P) 36 kg/hm2、钾肥(K) 68 kg/hm2、猪粪21 t/hm2,NPKM处理的最终N?P?K养分投入量为165?75?145 kg/hm2。选取了1990、1995、2000、2005和2010年的土样,采用Hedley连续浸提法,分析了土壤全磷、有效磷及各有效磷形态含量,计算了土壤磷活化系数 (PAC)。 【结果】 与初始年份相比,NPKM处理土壤全磷、有效磷和磷活化系数,分别显著提高了88.47%、12.98倍和6.42倍。NPK处理对全磷含量影响较小,土壤有效磷含量和PAC值分别增加了1.65倍和2.67倍。CK和NK处理全磷含量降低了15.12%和32.67%,有效磷含量降低了33.47%和12.57%,土壤磷活化系数 (PAC) 分别降低了52.49%和2.55%。所有处理黑土磷库均以无机磷为主,占全磷的80.53%～90.43%。施磷肥处理的无机磷含量占全磷的比值显著高于不施磷处理,对有机磷含量影响不显著。不同处理均以中活性态磷含量最多,占全磷的50.37%～55.06%,活性态磷含量最少,占全磷的7.61%～19.02%。与不施磷处理相比,施磷处理显著提高了土壤活性态磷的比值,尤其是无机磷中的活性态磷的比值。CK、NK处理中Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Conc.HCl-Pi、Residual-P无机磷形态均呈减少趋势;NPK处理中Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Dil.HCl-Pi呈增加趋势,Conc.HCl-Pi和Residual-P呈减少趋势;NPKM处理中,各无机态磷含量均随施肥年限的增加呈增加趋势。相关分析结果表明有效磷含量的变化值与Resin-P、NaHCO₃-Pi、NaOH-Pi、Conc.HCl-Po变化值之间存在显著的相关性,其相关系数为0.972、0.665、0.860和0.605,说明活性较高的无机磷对有效磷效率的贡献最大。 【结论】 与施氮钾肥和氮磷钾肥相比,氮磷钾配合有机肥可显著提高土壤全磷、有效磷含量,显著提高土壤活性态无机磷的比例,进而提高土壤磷活化系数,提高磷素利用率。      

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应

【目的】 探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。 【方法】 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥 (CK)、单施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施常量有机肥[30 t/(hm2·a),M1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。 【结果】 基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理 (M2) 的有机肥替代率高于常量有机肥处理 (M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关 (P < 0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理 (M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加 ( P < 0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平 ( P < 0.01)。 【结论】 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。      

长期施肥下黑土有机肥替代率变化特征

探索长期施肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力提升的关系,可为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。对吉林省公主岭黑土32年的长期肥力试验定位观测数据进行系统分析,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程探讨高产条件下施用不同量有机肥的黑土有机肥替代率的变化特征。研究表明,作物产量随着有机肥施用年限增加逐渐提高,32年的持续施肥,施用有机肥的作物产量趋同甚至高于NPK化肥处理的作物产量。基于作物氮素吸收量,高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关(P0.01),高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率高于常量有机肥处理(M1);且有机肥施用29年后,高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率达到100%,并保持稳定不变。基于土壤氮素供需方程估测的常量和高量有机肥处理(M1和M2)的有机肥替代率与基于作物氮素吸收量得到的有机肥替代率相关系数(R2)达到0.78和0.84(P0.01),相对均方根误差(RMSE)均小于15%(分别为10.4%和14.6%),表明土壤氮素供需方程可以较好地估测土壤有机肥替代率。基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程能够准确反映长期有机培肥下黑土有机肥替代率的变化规律。本研究结果表明,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程两种方法验证,高产条件下有机肥替代率是土壤肥力的函数;随着有机肥施肥年限的增加,土壤肥力提升,有机肥替代率逐渐增加。     

秸秆还田配施氮肥对春玉米氮素利用及土壤氮素平衡的影响

通过8年田间定位试验,研究玉米秸秆还田配施氮肥对春玉米产量、剖面土壤无机氮积累、氮素平衡和氮肥利用效率的影响。结果表明,通过线性加平台回归方程,求得2012~2019年最高玉米产量所需的适宜施氮量依次为202.7、193.7、182.2、171.2、163.6、156.1、150.7和150.5 kg/hm²。氮素表观损失量和土壤残留矿质氮量均随着施氮量增加而显著增加,两者与施氮量之间均呈显著正相关。每增加10 kg/hm²施氮量,土壤残留矿质氮量、氮素表观损失量分别增加9.09~10.34、5.89~7.34 kg/hm²。当施氮量超过150 kg/hm²时,各处理间玉米吸氮量差异不显著,土壤残留矿质氮、氮素表观损失量之间差异均达显著水平（P<0.05）。随着施氮量增加,氮肥利用率呈先增加后减小趋势,当施氮量为150 kg/hm²时,两年氮肥利用率分别达到最高（75.2%和92.3%）。当施氮量为210~330 kg/hm²,剖面土壤无机氮残留量显著增加,造成土壤无机氮在土壤深层（60~100 cm）的大量累积。     

玉米大豆长期轮作对土壤物理特性与水热特征的影响

合理耕层能够提高土壤应对气候变化的缓冲能力,有利于协调土壤中水、肥、气、热的关系,为作物生长发育创造适宜的水热环境。借助长期定位试验,开展了玉米连作、玉米-大豆轮作以及大豆连作等不同处理下的土壤物理性状与土壤水热特征评价。土壤采样分析与田间水热定位观测发现,玉米连作处理与玉米-大豆轮作和大豆连作处理相比,可显著降低土壤容重,增加土壤总孔隙度(P0.05),其中0~10 cm土壤层次下土壤容重分别降低12.9%和19.8%,10~20 cm层次分别低21.4%和23.2%,20~40 cm层次分别降低23.9%和29.2%,40~60 cm层次则分别降低20.3%和25.2%;玉米连作处理可显著提高5~6月份土壤水分储量,特别是0~40 cm土层下,玉米连作处理分别比玉米-大豆轮作和大豆连作处理高6.5%和6.3%、3.6%和3.4%,且差异显著,而玉米连作处理下较高的土壤水分含量有利于促进作物前期生长和后期群体质量改善;从0~30 cm土壤温度来看,不同处理间全生育期无显著差异。上述结果表明,长期玉米连作配合合理施肥可显著改善土壤结构,增加土壤水分储量,促进作物前期生长发育。     

吉林省西部不同耕作模式下秸秆还田土壤团聚体特征

  【目的】  通过研究不同耕作模式下土壤团聚体特征,探明耕作模式对土壤团聚体质量指标的影响,为解决区域长期传统耕作模式所引起的土壤结构质量下降问题及构建土壤合理耕作层提供科学依据。  【方法】  从2016年10月开始,在吉林省西部松原市宁江区开展田间试验,采用随机区组设计,将耕作结合秸秆还田设置了4个处理,分别为常规耕作 (秸秆清除后进行旋耕,LR)、连续旋耕 (秸秆粉碎还田后进行旋耕,SR)、翻耕–旋耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和旋耕,STR)、翻耕–免耕 (秸秆粉碎还田后,轮流进行翻耕和免耕,STN)处理。于2018年10月采集0—20和20—40 cm土层土壤样品,分析了土壤团聚体组成分布、团聚体稳定性及团聚体各粒级有机碳含量。  【结果】  与LR处理相比,秸秆还田可明显改善土壤团聚体结构及稳定性 (P < 0.05)。秸秆还田条件下,STR和STN土壤中大于0.25 mm的机械稳定性团聚体含量比连续旋耕 (SR) 处理显著增加10.6% (P < 0.05)。与LR处理相比,STR和STN处理耕层土壤机械稳定性团聚体几何平均直径 (GMD) 明显提高,而STR和STN处理土壤团聚体分形维数（D）平均降低3.9%,耕层不稳定团粒指数 (E_lt) 也显著降低。STN处理 在0—20 cm土层具有较高的土壤团聚体有机碳含量。  【结论】  秸秆还田下,两种轮耕模式具有更高的团聚体稳定性,且有较小的分形维数,进而具有较好的抗蚀能力,其中翻耕–免耕轮耕模式团聚体稳定性更好,耕层土壤中团聚体有机碳含量更高。因此,翻耕–免耕轮耕模式是吉林省西部地区土壤肥力保育的有效措施和耕作模式。     

长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征

土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳（DOC）、 氮（DON）的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮（SMBN）占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值（SMBC/SMBN）,促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量（Nt）显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率（Nt/TN）,但有机肥配施化肥（氮或氮磷钾）的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。     

吉林黑土区不同施肥条件下农田土壤动物组成及多样性变化

采用手捡法和改良干漏斗法(Modified.Tullgren)对吉林黑土区长期定位施肥农田土壤动物群落组成及多样性进行研究。12个施肥小区内共采集108个土壤样品,获得农田土壤动物标本17265只(未鉴定标本187只),隶属3门9纲19目3亚目48科。统计分析结果表明,所采集标本中,营养功能群以植食性(35.53%)为主。其中,大型农田土壤动物捕获的个体数和类群数以撂荒和施氮肥区最多;中小型农田土壤动物则以撂荒和轮作区最多;大型农田土壤动物群落的多样性指数(H′)依次是NP>N>1.5MNPK>PK>M2NPK>CK>NK>NPK>M1NPK>轮作>SNPK>撂荒,中小型农田土壤动物多样性指数依次是M1NPK>M2NPK>SNPK>1.5MNPK>NP>CK>轮作>NK>NPK>PK>N>撂荒。群落相似性指数分析表明,不同施肥之间相似性系数一般较低。农田土壤动物群落组成异质性较高,SNPK与M1NPK、撂荒地处理之间的相似性明显高于其他群落,N与SNPK、M2NPK和轮作之间、CK与1.5MNPK和NPK之间的相似性明显低于其它施肥之间的相似性。反映出不同施肥处理对土壤生态系统内部环境,进而对土壤动物群落产生的影响。     

长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响

通过国家（公主岭）黑土肥力和肥料效益长期定位监测试验（1990～2012年）,研究长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响。结果表明,与试验初比较,施化肥处理土壤有机质和活性有机质均呈下降趋势,N处理土壤有机质和活性有机质分别下降了22.1%和13.8%;有机无机肥配施处理土壤有机质和活性有机质均呈增加趋势,秸秆还田（S+NPK）处理土壤有机质含量没有显著变化,土壤活性有机质增加了40.5%;M1+NPK和1.5（M1+NPK）处理活性有机质含量分别增加56.8%和62.5%。与试验初比较,施化肥处理土壤pH值呈下降趋势,其中NPK处理土壤pH值下降1.5个单位左右,有机无机配施处理土壤pH值没有下降,其中M2+NPK处理（2007年）土壤pH值比NPK处理高1.3个单位。施化肥处理玉米平均产量（1990～2012）排序为NPK>NP>NK>N>PK、CK;3个等氮量处理M1+NPK、S+NPK和NPK的玉米平均产量差异不显著。表明长期有机无机肥配施不仅能维持和提高土壤有机质的数量和质量,而且能防止土壤酸化,从而显著提高土壤肥力和持续生产力。     

农用柴油机整机常见故障与排除分析研究

农业机械化生产已经在我县广大农村普遍推广应用,农用柴油机整机故障是指所出现故障的产生原因,这不仅仅局限于某一特定的系统,可能是由多个系统的多种故障原因所引起,也可把它称为柴油机综合故障.此类故障的诊断难度较大,本文就柴油机整机常见的故障与排除进行分析研究.