长期连作与轮作种植体系中土壤含水率生育期动态变化

通过对玉米连作与轮作制度下,不同时期及不同土层土壤含水率的定位采样测定,研究比较不同种植方式土壤水分动态变化规律和空间立体分布,揭示土壤含水率与种植方式的关系。结果表明:轮作区较连作区土壤含水率在玉米播种-拔节期有不同程度的增加,0～20 cm及0～40 cm分别增加2～4.2 mm和2.6～6.7mm;各处理土壤含水率时间变化趋势相同,但变幅不同,均在拔节前及收获前最低,在土壤结冻前最高。     

长期耕作与长期定位施肥对农田土壤动物群落多样性的影响

【目的】2003年8月至2004年9月,选取撂荒、耕作10年、50年与100年的吉林黑土、新疆灰漠土和撂荒、耕作20年与100年江西红壤及其长期定位施肥试验中的撂荒、CK、N、NP、NK、NPK、MNPK和1.5MNPK处理,研究长期耕作、定位施肥与土壤动物群落多样性关系。【方法】采用改良干漏斗(Modified Tullgren)法分离土壤0-20cm的土壤动物。【结果】共采集农田土壤动物26571只,其中大型土壤动物1632只、中小型土壤动物24939只,隶属4门5纲26目。弹尾目、膜翅目、蜱螨目为农田土壤动物中的优势类群。Kruskal-Wallis方差分析显示,长期耕作条件下不同土壤类型间仅农田土壤动物群落均匀性差异显著(x均匀性(2)=6.045,P0.05);长期定位施肥条件下,不同土壤类型间农田土壤动物个体数、类群数以及群落多样性差异性(x个体数(2)=17.26,x类群数(2)=14.03,x多样性(2)=15.61,P0.001)。长期耕作条件下,土壤动物类群一般在撂荒处理中数量最多、耕作早期中小型土壤动物类群最少;长期定位施肥条件下农田土壤动物个体和类群数在撂荒、有机肥配施处理中最高。长期耕作与长期定位施肥对农田土壤动物群落影响不均衡,其中对农田土壤动物个体总数影响最大,对均匀性影响最小。研究时段,长期耕作条件下土壤有机质和全氮与农田主要土壤动物群落之间典型相关关系不显著(P0.05);长期定位施肥条件下土壤有机质和全氮与农田主要土壤动物群落之间存在显著典型相关关系(P0.01),其中土壤全氮对蜱螨目、弹尾目、膜翅目和土壤动物个体总数影响最大,而土壤有机质对蜱螨目、弹尾目、膜翅目、土壤动物个体总数、类群数和群落多样性影响最大。土壤动物主要类群因素对由长期定位施肥引起的土壤有机质和土壤全氮变化具有很好的预测能力。【结论】农田土壤动物群落多样性改变与长期耕作与长期定位施肥有关。农田主要类群因素能够较好地预测长期定位施肥引起的土壤主要养分变化。     

浅析氮肥对生态环境负效应及对策

综述了国内外有关氮肥消费状况及对生态环境的污染,包括对水体富营养化的 影响;氮肥对地下水的污染;对作物的生长及品质的影响;对大气臭氧层破坏,并提出了防 治氮肥污染的措施。     

不同农业利用方式对土壤重金属累积的影响及原因分析

【目的】探讨不同农业利用方式下土壤中重金属的累积及其影响要素,制定有效降低土壤中重金属含量的技术和策略。【方法】系统采集了吉林省四平市部分区域内设施菜地、露天菜地、大田玉米地及林地4种土地利用类型的148个样品,分析了其Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb、Zn等重金属的含量,并进行了相应的调查。【结果】在研究区域内,不同利用方式对土壤中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的含量有较大的影响,平均含量顺序均为:设施菜地露天菜地大田林地,但对Pb含量的影响不显著。4种土地利用方式中,以设施菜地中Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积最多,其次是露天菜地、大田玉米地,林地未出现累积。研究的7种重金属元素中以Cd的累积较严重,其次是Cu。其中设施菜地的Cd含量平均达0.467mg·kg-1,超过了《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)中II级标准(0.3mg·kg-1,6.5pH7.5),也相当于自然状态下林地Cd含量平均值的5.2倍;但4种利用类型中其它重金属含量的平均值均低于国家II级标准。分析认为,与土地利用年限相比,农用化学品、特别是肥料的质量和数量是导致不同利用方式下土壤重金属含量差异的重要原因。【结论】土地利用方式对Cr、Ni、Cu、As、Cd、Zn的累积具有显著影响,其中以设施菜地累积较显著,避免重金属含量较高化肥、有机肥和农药的施用是防止土壤重金属累积、促进土壤健康和可持续利用的重要保障。     

吉林省不同黑土土壤微生物学肥力指标差异

选择吉林省不同肥力黑土,开展高、中、低肥力土壤微生物数量、土壤微生物量碳、微生物量氮及土壤酶活性等微生物学指标测定,系统分析不同肥力土壤微生物学指标差异,拟合不同肥力土壤与微生物学肥力指标的关联性,确定不同肥力土壤微生物学指标参考标准值。结果表明,不同肥力土壤微生物学肥力指标有很大差异,高肥力土壤具有较高的细菌、放线菌、微生物量碳、微生物氮数量以及土壤酶活性,真菌数量较低,为细菌型健康土壤;低肥力土壤细菌、放线菌、微生物量碳、微生物氮数量和土壤酶活性较低,真菌数量较高。提出吉林省不同肥力土壤相关微生物指标临界阈值,建立不同肥力土壤微生物学肥力指标评价标准。     

长期施肥下我国典型农田耕层土壤的pH演变

探索长期不同施肥措施下农田耕层土壤的pH演变,为进一步揭示农田土壤酸化的机制及其预防措施提供依据。收集了我国典型农田6个长期（18~30a）施肥试验（祁阳红壤、进贤红壤、重庆紫色土、公主岭黑土、哈尔滨黑土常量施肥和高量施肥）的历史观测资料,对耕层土壤pH在不同试验阶段（每6a）和施肥措施（对照不施肥--CK、单施化学氮肥--N、磷钾配施氮肥--NPK和有机肥配施化肥--NPKM）间的差异性进行检验,并计算土壤酸化速率。结果表明,试验期间,对照CK处理的耕层pH略有降低,平均土壤酸化速率为0.013 pH a-1;N处理的1~6a,祁阳红壤、公主岭黑土和哈尔滨黑土常量施肥试验的耕层pH较对照显著降低0.32~0.55个单位,至最近6a,所有试验的耕层pH较对照显著降低0.64~1.46个单位;NPK处理的耕层pH在试验1~12a明显低于N处理;NPKM处理的耕层pH却较NPK处理高0.30~0.53个单位,pH变化趋势与NPK相似。处理间成对T检验表明,长期施肥农田的土壤酸化速率大小顺序为：N > NPK > NPKM ≈ CK,N和NPK处理的土壤酸化速率分别为对照的4.6和3.2倍。基于湿润或半湿润地区排水良好的旱作或水旱轮作农田分析了农田土壤酸化过程。尽管存在地域差异性,长期施肥农田耕层土壤的pH演变存在对施肥措施的共性响应特征。     

不同施肥处理土壤覆膜后秸秆碳对土壤有机碳的贡献

基于公主岭黑土长期定位试验站,利用13C标记的玉米秸秆进行田间原位培养试验,分析不同施肥处理土壤覆膜后秸秆碳在土壤的转化及其对土壤总有机碳(SOC)的贡献,以期为东北黑土区土壤培肥和碳的固存提供依据。结果表明:裸地土壤添加秸秆后不施肥(CK)与单施化肥(NPK)处理SOC的δ13C值显著高于有机肥配施化肥(MNPK)处理(P<0.05);覆膜土壤添加秸秆第360天SOC的δ13C值为-18.27‰^-17.19‰,且各施肥处理间差异不显著(P>0.05)。覆膜条件下土壤有机碳中秸秆碳(13CSOC)含量显著高于(P<0.05)裸地,尤其在第60天覆膜处理是裸地处理的1~3倍,说明覆膜改善了土壤的水热条件,促进了秸秆碳在土壤中的积累。裸地条件下CK、NPK和MNPK处理秸秆碳对土壤有机碳的贡献率平均分别为1.28%,1.32%和0.46%;覆膜条件下分别为0.81%,1.51%和0.97%。由上可以看出,无机氮、磷和钾养分的供应有利于秸秆碳在土壤的积累,对土壤有机碳库固定起着正反馈作用。     

长期不同种植模式对东北黑土微生物群落结构与土壤理化性质的影响

利用长期定位试验资料,评价了东北黑土增施有机肥条件下玉米连作(CMC)、玉米-大豆轮作(MSR)和大豆连作(CSC)等种植模式对土壤微生物数量与结构、土壤理化性质的影响及其相互关系。结果表明:0~40 cm土层内,土壤微生物总量呈CMCMSRCSC趋势,且差异显著(P0.05);细菌数量占微生物总量的比重呈CMCMSRCSC的趋势,而真菌和放线菌所占比重均呈CSCMSRCMC的相反趋势;CMS处理下的土壤容重最低,但土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷含量均显著高于其他处理;相关分析发现细菌和放线菌数量与土壤容重显著负相关,但与土壤有机碳、全氮、有效氮显著正相关,而真菌数量占微生物总量的比例则与土壤容重显著正相关,与土壤有机碳、全氮、有效氮显著负相关。综上所述,长期玉米连作结合有机肥施用,有利于改善土壤理化性状,增加土壤微生物数量,但以细菌增加为主,微生物多样性呈下降的趋势。     

深松模式对吉林省西部玉米田土壤物理特性的影响

针对东北平原西部地区土壤耕层浅薄、犁底层紧实、通透性变差等问题,为改善区域农田土壤结构,提高土壤蓄水保墒能力,提升农田土地生产力、农民增产增收,试验设置免耕、行间深松、行上深松和行间行上深松4个处理,在吉林省西部半干旱区开展深松模式对土壤物理特性和玉米产量的影响研究。结果表明,与免耕相比,深松可显著降低0～40 cm土层土壤容重,且以行间行上深松效果最好,土壤容重平均降低0.17 g/cm3。土壤总孔隙度和含水量表现出增加的趋势,其中行间深松、行上深松和行间行上深松分别比对照免耕增加8.3%、9.6%、15.5%和9.78%、10.83%、14.65%,且深松较免耕土壤宜耕层下移较明显,两年分别下移17.5 cm和5～15 cm。深松后,玉米经济产量及构成因素和经济效益也呈同步增加趋势。结合经济效益和产投比,行上深松是吉林省西部玉米田的适宜的深松模式之一。     

长期化肥有机替代对黑土颜色及腐殖物质的影响

基于30年长期定位试验,通过测定黑土光谱反射率和不同腐殖质组分含量,探究了不同施肥对黑土土壤腐殖质含量、土壤颜色及二者之间的关系。试验设置5个处理:(1)休耕(Fallow);(2)不施肥处理(CK);(3)单施化肥(NPK);(4)有机肥部分替代化肥(NPKM);(5)秸秆部分替代化肥处理(NPKS)。结果表明:与NPK处理相比,Fallow、NPKS、NPKM分别显著提高49.7%,74.3%,27.0%的土壤有机碳含量(p<0.05)。NPKM处理中胡敏酸(HA)含量最高为3.9 g/kg,随后依次为CK、NPKS、NPK、Fallow。NPKM、NPKS和Fallow处理中土壤富里酸(FA)含量为2.2~2.3 g/kg,显著高于NPK和CK。NPKM处理中胡敏素(HM)含量为18.6 g/kg,显著高于其他处理(p<0.05)。不同处理间土壤光谱反射率由高到低依次为NPK>Fallow、CK>NPKS>NPKM,与CK处理相比,NPK土壤光谱反射率在平均提高6.5%,NPKS和NPKM则分别降低11.1%和15.1%。根据线性相关分析结果,黑土土壤光谱反射率与土壤HAHM均呈显著负相关关系(p<0.01),相关系数(r)分别为-0.858,-0.681。综合上述结果,长期有机物料投入可以显著提高黑土腐殖物质含量,降低黑土光谱反射率,使黑土颜色加深,而长期化肥施入则使黑土光谱反射率提高,出现褪色现象,有机粪肥在黑土中对土壤有机质和腐殖质含量的提升效果优于秸秆。