秸秆还田对黄壤农田氮、磷养分平衡的影响

分析2018～2020年不同处理土壤养分、玉米产量、土壤氮磷平衡的差异,筛选出集增产、土壤养分维系及生态环境保护为一体的施肥模式。结果表明,秸秆还田后,土壤有机质、全磷、碱解氮、有效磷含量均有提高,以T4处理(氮、磷减量10%,秸秆还田)最高。秸秆还田增产效果随还田时间增加逐渐明显;T1处理(不施肥、秸秆不还田)经济产量逐年降低,其他处理产量均显著提高。各施肥处理土壤氮素均有盈余,其中,T4处理盈余量随时间增加有下降趋势,T5处理(氮、磷减量30%,秸秆还田)盈余量最低。各施肥处理磷盈余量为165.41～270.16 kg/hm2。相较T2处理(单施化肥),秸秆还田伴随氮、磷化肥减施利于降低环境污染风险。秸秆还田伴随化肥减施能提升土壤养分含量,增加玉米产量,减轻环境污染风险,综合结果显示,T4处理较优。     

长期有机与无机肥配施的黄壤稻田土壤细菌群落结构特征

  【目的】  比较长期施用不同肥料黄壤稻田土壤细菌群落结构的差异,剖析不同肥料维持土壤细菌群落多样性的作用及其机理,为农田施肥管理提供理论依据。  【方法】  以农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站为依托,采用高通量测序技术,分析连续24年不施肥(CK)、全量化肥(NPK)、1/4牛厩肥+3/4化肥(1/4M+3/4NP)、1/2牛厩肥+1/2化肥(1/2M+1/2NP)和全量牛厩肥(M)处理黄壤稻田土壤细菌群落组成及多样性,并揭示其主要环境影响因子。  【结果】  不同施肥处理土壤细菌α多样性指数分析结果显示,长期施用有机肥提高了土壤细菌多样性指数(Shannon)、优势度指数(Simpson)和均匀度指数(Pielou),对丰富度指数(Chao1)影响较小。与CK相比,长期施肥不同程度地提高了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度,化肥的作用更明显。与CK和NPK相比,施用有机肥处理降低了棒状杆菌门(Rokubacteria)和亚硝酸盐氧化菌门(Nitrospinae)相对丰度,提高了拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度,其他菌门变化不明显(P<0.05)。土壤细菌群落结构主成分分析结果表明,施用有机肥1/4M+3/4NP和1/2M+1/2NP处理土壤环境较为相似,细菌群落组成相似度较高,而CK和NPK处理土壤环境相似,细菌群落组成相似度高。土壤细菌群落结构组成与土壤环境因子冗余分析显示,土壤理化性质对细菌群落结构的影响重要性由大到小依次为全氮、碱解氮、速效钾、pH、有效磷、全磷,其中全氮、碱解氮和速效钾是关键因素。  【结论】  长期施用有机肥能够提高黄壤稻田土壤肥力,改变细菌生长环境,进而改变细菌群落结构组成,提高细菌群落多样性,促进土壤生态系统稳定和健康。     

贵州赤水河流域土壤水源涵养特征

[目的]探索贵州赤水河流域土壤水源涵养量状况及其空间分布特征,为该区域水资源的可持续利用提供理论参考.[方法]采用野外调查和室内分析相结合的方法,基于土壤蓄水能力评价土壤的水分涵养量特征;采用地统计学方法,研究土壤水源涵养量的空间变异性.[结果]贵州赤水河流域0～20 cm 土层总水源涵养量在64.6～136.4 mm...     

长期施肥下黄壤有机碳库演变及固存特征

【目的】了解农田土壤有机碳库的演变及其特征,对于提升和维持土壤质量、增加作物产量和减缓温室效应具有重要意义。【方法】依托贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验,分析长期(21 a)不同施肥处理下黄壤碳库容量变化、源汇关系、产量效应及黄壤碳库提升和维持的方法。【结果】(1)施有机肥处理土壤有机碳含量较化肥处理明显提升,且年增加速率明显高于化肥处理;(2)施有机肥处理有机碳储量显著高于施化肥处理,有机肥各处理比CK高13%~19%;(3)长期施肥条件下土壤有机碳储量变化与累积碳投入量呈显著渐进相关性,在目前较高的有机碳投入水平下,土壤有机碳的固持已接近饱和;(4)21 a黄壤累积碳投入量分界拐点值为54.29 t/hm2,当小于此值时,土壤固碳效率较高,为26.62%;当累积碳投入量大于此值时,固碳效率仅1.72%;(5)黄壤累积碳投入量与玉米产量亦有极显著相关性,但随着碳投入量的增加,产量增加明显变缓;(6)为避免有机碳库容提前达到饱和,增加资源浪费和环境污染风险,1/4M+3/4NPK施肥方案较合理。【结论】有机肥与化肥配施对黄壤有机碳含量、有机碳密度和固碳速率等提升有显著作用,但生产实践中,有机肥施用量不可过高,要因地制宜,找到适宜作物增产、土壤培肥和土壤碳库容量保持稳定变化的节点是农田生态系统固碳的核心。     

长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收、转运及产量的影响

基于25年定位试验,设置6个大田试验处理（CK,不施肥;NPK,常规施用化肥;1/4M+3/4NPK,25%有机肥替代化肥;1/2M+1/2NPK, 50%有机肥替代化肥;M,100%有机肥替代化肥;MNPK, 100%化肥+100%有机肥）,研究了长期有机肥无机肥配施对水稻氮素吸收和利用的影响。结果表明,水稻地上部N素总积累量与产量大小均表现为MNPK>1/4M+3/4NPK> NPK>1/2M+1/2NPK>M>CK,与NPK处理相比,MNPK和1/4M+3/4NPK处理的地上部氮素总积累量增加20.11%~27.86%、产量增加2.04%~12.42%。各处理花前N素转运量对籽粒贡献率（69.54%~84.60%）显著高于花后积累量对籽粒贡献率（15.40%~30.46%）,花前N素积累是水稻植株N素的主要来源。1/4M+3/4NPK处理的氮肥偏生产力及氮收获指数均高于NPK处理,分别提高16.42%、10.29%。有机无机肥配施比单施化肥处理显著改善了稻米品质,提高了籽粒氨基酸含量,其中,非必需氨基酸含量是必需氨基酸含量的2倍左右。长期施肥条件下,25%有机肥替代化肥处理在化肥减施基础上,可以提高肥料利用率、促进水稻养分吸收,是黄壤性水稻土地区实现水稻增产、品质提升的最佳施肥措施。     

贵州赤水河流域土壤持水特征的影响因素分析

探索贵州赤水河流域土壤持水特征的影响因素,为区域水资源的科学管理提供参考.采用典型样地调查法采集贵州赤水河流域162个表层土壤,通过室内分析,结合方差分析和数量化理论Ⅰ方法,评价不同土壤类型、土地利用类型和地形条件对土壤持水量特征的影响.研究结果表明,贵州赤水河流域不同土壤类型下饱和持水量和田间持水量差异有统计学意义,其中紫色土饱和持水量和田间持水量显著低于其他土壤类型.不同土地利用类型以稻田饱和持水量和田间持水量最高,草地最低.方差分析结果表明,土壤饱和持水量在不同土壤类型、土地利用类型和地形坡度间存在显著差异,对土壤田间持水量影响显著的因素为土壤类型和土地利用.基于数量化理论Ⅰ建立数学模型定量分析各因子对土壤持水量的影响,结果表明土壤类型是影响土壤饱和持水量和田间持水量的首要因素.应当提升对贵州赤水河流域内紫色土分布区的监管保护力度,以实现区域水资源的可持续利用.     

贵州赤水河流域植被指数时空变异研究

利用MODISNDVI数据,评估贵州赤水河流域2001-2018年植被指数时间变化规律和空间分布特征,为区域生态演变和环境保护提供参考依据.研究结果表明,贵州赤水河流域植被指数总体呈波动上升趋势,由2001年的0.789提升至2018年的0.842,提升幅度6.64%,年平均增长率为0.003.各县域NDVI增长速率由大到小依次为:大方县、金沙县、七星关区、仁怀市、播州区、桐梓县、习水县、赤水市.贵州赤水河流域2001-2018年NDVI指数降低的面积占8.3%,其中以仁怀市、桐梓县、习水县植被指数降低的面积比例较大,分别为12.05%,10.75%和10.53%,毕节市所辖七星关区、大方县和金沙县植被指数上升的面积比例较大,分别为61.2%,76.6%和77.5%.各县域NDVI平均值以赤水市最高,为0.845,仁怀市NDVI平均值最低,仅0.797.     

埋藏深度对茶树修剪物腐解特性的影响

【目的】探究埋藏深度对茶树修剪物腐解特性及养分释放的影响,为茶树修剪物还田方式提供科学依据。【方法】设置3个埋藏深度处理,包括表层覆盖（T1）、埋藏10 cm （T2）和埋藏20 cm （T3）。采用尼龙网袋法,在盆钵中进行周年腐解试验,评估不同埋藏深度对茶树修剪物腐解率及养分归还特征的影响。【结果】埋藏20 cm处理下,茎腐解最快,周年腐解率为45.99%;埋藏10 cm处理下,叶和茎叶混合腐解最快,周年腐解率分别为58.79%和51.89%。周年腐解后,茎、叶的养分富集系数差异明显,叶与茎叶混合的养分富集系数则表现出相同的变化规律。表层覆盖处理下,茎中氮和磷的富集系数分别增至1.46和1.36,叶中钾的富集系数降至0.64;埋藏10 cm处理下,茎中钾的富集系数降至0.23,叶中磷的富集系数增至1.41,碳和氮的富集系数下降为0.81和0.80,钾仅为0.22;埋藏20 cm处理下,茎中氮的富集系数增至1.30,钾降至0.27,叶中碳、氮和钾的富集系数分别降为0.77、0.88和0.24。养分释放率方面,埋藏10 cm处理下,碳和氮养分释放较快,叶的碳、氮释放率分别为66.7%和67.1%,显著高于茎的碳、氮释放率（P<0.05,下同）;埋藏20 cm处理下,茎的磷释放率为50.7%,高于叶的磷释放率（48.6%）;钾的养分释放率受还田方式影响较大,叶在埋藏10 cm处理下钾的养分释放率为90.6%,显著高于表层覆盖处理（62.5%）。【结论】深埋会促进茶树修剪物茎叶的腐解,叶的腐解速率更高;深埋可提高修剪物碳氮磷钾养分释放,其中钾元素释放最快,氮和磷较缓慢。在实际生产中可将茶树修剪物茎叶混合后深埋至10~20 cm耕层进行还田,以改良茶园土壤。     

长期不同施肥对黄壤单季稻冬闲田春季杂草群落的影响

为探讨长期不同施肥模式下杂草群落变化及其与土壤养分相关性,依托一项连续24年长期施肥试验,采用田间调查法,对不平衡施肥[氮磷肥（NP）、磷钾肥（PK）、氮钾肥（NK）]、常量化肥（NPK）、单施有机肥（M）、1/2有机肥替代化肥（1/2MNP）、不施肥（CK）模式下黄壤单季稻冬闲田春季杂草群落变化及其与土壤养分相关性进行研究。结果表明,长期不同施肥模式下春季杂草密度、生物量、群落多样性等均发生变化。M处理下土壤养分均较高,杂草群落总密度1 208.44株·m^-2、总生物量1 071.24 g·m^-2,均为最高,与CK处理相比,春季杂草总密度增加37.74%、总生物量增加179.58%,说明单施有机肥可提升土壤养分,促进春季杂草生长。不同处理对杂草群落影响存在差异：M处理下棒头草（Polypogon fugax）等未发生;长期施用无机化肥处理早熟禾（Poa annua）发生密度（0~4.89株·m^-2）较低;缺磷处理下日本看麦娘（Alopecurus japonicus）发生密度（36.00株·m^-2）最低。同时,缺氮导致杂草群落多样性指数增加、优势度指数降低,群落结构相对复杂;缺磷则反之。研究表明,全氮、碱解氮和全磷是影响杂草密度的关键因子,生产上可通过合理施肥控制田间杂草发生,稳定土壤肥力及物种多样性,促进农业生态系统发挥出最大生态效应。     

四川盆地水稻产量对基础地力与施肥的响应

【目的】四川盆地是中国主要的单季稻种植区之一。研究四川盆地稻田土壤基础地力、养分供应能力和施肥效果,评价土壤基础地力和施肥对水稻产量的影响,为四川盆地稻田地力的保育培肥和区域合理施肥提供依据。【方法】依托2005年以来在四川盆地布置的474个水稻田长期定位试验点,选取对照（不施肥CK）、磷钾（PK）、氮钾（NK）、氮磷（NP）和氮磷钾（NPK）5个处理,测定水稻产量和养分吸收量,分析四川盆地稻田土壤基础地力现状、土壤养分供应能力和施肥效果及其之间的关系,基于水稻产量评价不同基础地力稻田的施肥效果及产量稳定性和可持续性。同时通过调研四川盆地水稻研究结果,分析30多年来稻田基础地力的变化趋势。【结果】文献调研表明,四川盆地田基础地力稳定提升,2000年以来稻田基础地力产量在5.6-6.4 t·hm^-2,比二十世纪八九十年代提高了1.5 t·hm^-2,地力贡献率也上升6.7%。田间试验表明,基础地力和肥料对产量的贡献率分别为67.4%-75.9%和24.1%-32.6%。四川盆地稻田土壤氮、磷、钾养分供应量分别为103-120、23.2-27.5和139-185 kg·hm^-2,土壤养分对产量的平均贡献率达到78.2%、88.8%、90.8%,而施肥对产量的贡献率低于30%,且氮肥的增产效果高于磷肥和钾肥。四川盆地不同生态区土壤基础地力和养分供应能力均表现为成都平原＞盆地中部浅丘区＞盆地周边丘陵区＞盆地东部丘陵区;土壤基础地力越高越容易实现水稻高产,土壤基础地力与土壤贡献率呈显著正相关,而与肥料贡献率呈显著负相关;土壤基础地力越高,产量可持续性和稳定性越高。【结论】提高稻田土壤基础地力可促进水稻高产稳产,降低高产对肥料的依赖性,有利于水稻的可持续生产。