长期施肥条件下黑土有机碳和氮的动态变化

以黑土地区海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站的农田长期(1990～2004年)肥料定位试验土壤为试验材料,对不同施肥处理有机碳和氮进行了系统分析。结果表明,长期不施化肥(CK),土壤中有机碳、全氮、碱解氮及C/N呈现下降趋势;长期施用氮肥,土壤有机碳亏损速率较大,但土壤氮素变化较小,C/N保持相对稳定;长期施用磷肥,土壤有机碳含量下降速率较小,但全氮含量下降速率较大,因而C/N保持上升趋势;长期施用钾肥,土壤有机碳、氮及C/N变化趋势相同,但土壤有机碳含量下降速率较小,C/N增加较快。因此,通过调控化肥可以维持土壤的有机碳、全氮及碱解氮含量,保持土壤的持续生产力及提高作物产量。     

大豆在利用不同氮源时对土壤磷形态和有效性的影响

通过盆栽培养方法,在土壤中可利用磷基本耗竭条件下,研究供给两种不同氮源的大豆对土壤中有机和无机磷的利用和形态转化的影响。结果表明,生物固氮处理大豆吸收的总磷量比尿素处理多58．0％,而对磷素的利用效率仅下降了3．3％。无论供给哪种形态氮源,种植大豆后土壤中各形态无机磷含量总体表现为O-P〉Al—P〉Fe—P〉Ca10-P〉Cas—P〉Ca2—P,有机磷的含量表现为：中等活性有机磷（MLOP）〉高稳性有机磷（HROP）〉中稳性有机磷（MROP）〉活性有机磷（LOP）。生物固氮处理,Al—P和0一P成为维持大豆生长的主要磷源,而尿素处理只有O-P。生物固氮处理主要是促进土壤中的MLOP和MROP矿化分解,分别减少了29．48mg／kg和14．16mg／kg;尿素处理土壤中的MROP和HROP转化的程度较大,分别减少了12．47mg／kg和3．68mg／kg。比较而言,尿素处理的大豆从土壤中获得有机磷的能力不及生物固氮处理。     

长期玉米连作下黑土各组分有机质化学结构特征

【目的】研究玉米连作24年前后黑土有机质红外光谱特征,探明长期玉米连作对黑土各团聚体及密度组分中有机质结构的影响,完善长期连作下土壤有机质化学结构动态变化理论。【方法】以中国科学院海伦农业生态试验站长期定位试验为研究平台,选取24年玉米连作下耕层（0-20 cm）土壤为研究对象,以试验设置前土样为对照,根据团聚体和密度大小,将土壤有机质进行分级,分别用元素分析仪和傅里叶红外光谱仪测定原土、各粒级团聚体及密度组分中的碳含量和有机质的红外光谱,对比分析玉米连作24年前后土壤有机质含量及红外光谱特征。【结果】玉米连作24年后,全土中碳含量降低5.3%,2-0.25 mm团聚体中碳含量显著降低,其他粒级团聚体中有降低的趋势;LF(游离态轻组)中碳含量增加32.74%,OF（闭蓄态轻组）中减少16.72%,MF（矿质结合态组分）中没有显著变化。土壤有机质中脂肪族-CH、多糖C-O、酚醇-OH吸收峰相对强度增强,芳香族C=C和羧基C=O吸收峰相对强度降低,脂肪族-CH/芳香族C=C比值增加。在各粒级团聚体中,-CH/C=C比值增加主要表现在＞2 mm团聚体中,主成分分析也表明＞2 mm团聚体中有机质结构变化最大,该粒级团聚体中3个密度组分LF、OF和MF有机质-CH/C=C比值增加,且LF中增加程度最大;在其他粒级中的3个密度组分有机质-CH/C=C比值有增加的趋势。【结论】长期玉米连作,黑土大粒级团聚体和各密度组分中有机质结构趋于脂肪化、简单化,团聚体和矿物质结合对有机质的保护作用降低,黑土有机质稳定性下降。     

低分子量有机酸对大豆根系形态和磷素吸收积累的影响

采用砂培试验研究了几种低分子量有机酸(柠檬酸、草酸、苹果酸和三种酸的混合)对根系形态和磷素吸收积累的影响.结果表明:不同有机酸处理均显著降低了大豆根系生物量和根冠比,同时使根长、根表面积和根体积均显著降低,而且随着有机酸浓度的增加抑制作用加强,几种有机酸混合后,抑制作用也相对增强,表明不同有机酸处理均抑制了大豆根系的生长,同时使大豆根系的竞争能力降低.几种有机酸处理均降低了大豆对磷素的吸收积累,从而降低了大豆对磷素的吸收效率,但磷利用效率增加.     

缺磷胁迫条件下大豆根系有机酸的分泌特性

采用水培和砂培方法检测了缺磷胁迫条件下大豆不同生育时期根系有机酸的分泌总量和组分的变化,结果表明:不同磷处理埘大豆根系分泌有机酸有显著的影响,缺磷胁迫条件下,不论是有机酸总量还是各有机酸组分的含量均显著高于正常供磷水平,差异显著,表明缺磷胁迫是促进大豆根系分泌有机酸的一个重要原因;大豆根系有机酸的分泌随生育时期而变化,表现为先增加后降低,在花期达到分泌高峰;大豆根系分泌的有机酸各组分在水培和砂培条件下基本一致,主要以苹果酸、柠檬酸、草酸、酒石酸等为主,砂培条件下有机酸的分泌量为水培条件下的2-3倍.     

短时暴雨条件下秸秆和生物炭还田对水稻磷素表观利用率的影响

[目的]探究短时暴雨对水稻磷素流失的影响，阐明秸秆和生物炭还田下水稻磷素的利用效果，为稻田土壤磷素管理提供科学依据。[方法]采用盆栽试验和人工模拟降雨的方式，设置暴雨强度为4 mm/h(20 h)和80 mm/h(1 h),选取秸秆(NPK+S)和生物炭(NPK+B)两种还田物料，分析了不同处理对水稻磷素含量、积累量和表观利用率的影响。[结果]短时暴雨条件下，添加秸秆和生物炭能提高水稻磷素含量、积累量和表观利用率。与NPK处理相比，NPK+B处理根TP含量增加了41.84%,秸秆TP含量增加了38.43%,NPK+S和NPK+B处理水稻磷素积累量增加了21.95%,60.14%,NPK+S和NPK+B处理水稻表观利用率增加了21.96%,60.10%,均达到显著水平。长时暴雨条件下，与NPK处理相比，NPK+S和NPK+B处理根TP含量增加了28.67%,33.59%,NPK+B处理秸秆TP含量增加了48.52%,NPK+S和NPK+B处理籽粒TP含量增加了17.15%,39.28%,NPK+S和NPK+B处理水稻体内磷素积累量增加了35.70%,74.71%,NPK+S和NPK+B处...     

大豆连作障碍的研究进展

从生物学、微生物学和植物营养生理学的角度及诸多障碍因子等方面,综合评述和分析了国内外大豆连作研究的现状,阐述了目前国内外学者提出的各种应对连作问题的策略和技术措施,提出大豆连作障碍研究仍有待解决的问题和研究方向。     

氮磷比对大豆生物学性状和根系分泌有机酸量的影响

为阐明生长介质中的氮磷条件对大豆生长和根系分泌有机酸的影响, 采用沙培培养方法, 设计3 种不同的氮磷配比, 分析不同氮磷条件下大豆生物量积累和结瘤情况, 利用高效液相色谱分析根系分泌的有机酸, 探讨根系分泌有机酸的变化情况。结果表明, 在大豆苗期, 适当减少磷肥施用量不影响生物量积累, 但需要充足的氮才能保证结瘤性状。低磷促进大豆根系分泌有机酸, 高氮对低磷处理有机酸分泌有促进作用, 说明磷和氮对大豆根系分泌有机酸存在负交互作用。     

不同土壤耕作方式对东北风沙土区玉米田土壤质量及产量的影响

[目的]研究黑龙江省西部不同土壤耕作方式对玉米产量及土壤性状的影响,为该地区农业生产提供参考。[方法]比较常规耕作、旋耕、翻耕、深翻和超深翻耕作对玉米产量和土壤物理特性的影响。[结果]翻耕和超深翻耕作增加了土壤含水量和田间持水量,降低了耕层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度,但是增加犁底层土壤渗透速率、土壤容重和土壤紧实度。翻耕、深翻和超深翻处理耕层土壤三相结构距离(STPSD)和土壤结构指数(GSSI)较好;翻耕、深翻和超深翻处理显著降低犁底层土壤的GSSI,增加STPSD;旋耕处理没有显著影响犁底层土壤GSSI和STPSD。与常规耕作处理相比,翻耕和超深翻分别增加玉米产量7.6%和6.0%。翻耕比超深翻玉米产量高10.9%。深翻处理玉米产量为5.58t/hm2,比常规耕作减产8.1%。[结论]在不完全打破犁底层情况下,在黑龙江西部地区翻耕是比较理想的耕作方式。     

外加可溶性碳氮对不同热量带土壤N2O排放的影响

在室内条件下研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤:黑土、潮褐土和红壤N_2O排放的影响.结果表明,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤N_2O排放量从高到低分别为潮褐土(0.868、3.07 μg·g~(-1)),红壤(0.511、0.731 μg·g~(-1)),黑土(0.221、0.294 μg·g~(-1)),且添加可溶性碳显著促进了土壤N_2O排放量.在黑土、潮褐土和红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后N_2O排放量均表现为化肥+有机肥土壤>化肥土壤>无肥土壤,且与无肥土壤相比,红壤的化肥土壤N_2O排放量增加254%,潮褐土化肥土壤增加49.5%,黑土化肥土壤增加1.74%.说明在有效积温越高的土壤上长期施肥对土壤N_2O损失的贡献越大.研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大.