长期施肥对农田黑土酶活性及土壤肥力的影响

利用29a的长期定位试验,对不同的施肥方式下农田黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性。相关分析结果显示,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与有机质、全氮、全磷、有效磷、碱解氮呈显著正相关。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶综合活性可以反应长期施肥后农田黑土质量的变化趋势。     

长期定位施肥对黑土碳氮储量的影响

以中国科学院海伦农业生态实验站的18 a长期定位施肥试验为平台,研究了在不施肥（CK）、施化肥（NPK）和化肥配施有机肥（NPKOM）条件下,0～100 cm土体剖面碳、氮的分布特征,并在此基础上分析0～100 cm土体碳氮储量的变化。结果表明,与CK处理相比,施用有机肥的NPKOM处理增加了0～60 cm剖面土壤的碳、氮含量,而施化肥NPK处理,只增加了0～20 cm耕层土壤碳、氮含量。从0～100 cm土体碳、氮储量来看,施肥对0～100 cm土体碳、氮储量影响较小,尽管各处理间的变化趋势为NPKOM〉NPK〉CK,但处理间差异不显著。剖面土壤碳、氮含量存在着线性关系,相关系数R=0.991。与无肥CK处理相比,化肥配施有机肥NPKOM处理和化肥NPK处理的C/N有下降趋势,而与NPK处理相比,NPKOM处理的C/N也有所降低,这些结果表明长期定位施肥条件下的土壤剖面碳、氮的变化是相互影响,相互制约。     

垦殖与自然恢复黑土土壤微生物量碳和土壤酶活性的季节性变化

对比研究中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验区中黑土自然恢复（NR）及垦殖中不施肥（NoF）、施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CF＋M）处理下的土壤微生物量碳和土壤酶活性季节性变化情况。结果表明：黑土土壤微生物量碳季节性变化明显,所有处理土壤微生物量碳的峰值均出现在早春,自然恢复较垦殖处理提高了黑土土壤微生物量碳含量。对土壤酶活性研究发现,除垦殖处理的转化酶活性季节性变化较小外,其他处理酶活性季节性变化显著。NR处理促进了土壤过氧化氢酶、转化酶和磷酸酶活性的提高,而对土壤脲酶活性影响不大。垦殖处理下施肥较不施肥处理土壤酶活性高,但单施化肥对土壤过氧化氢酶活性有一定的抑制作用。     

关中东部不同土地利用方式下土壤理化性质对比研究

通过对关中东部3种典型土地利用方式（花椒地、农耕地、苹果林地）下土壤理化性质的分析,结果表明：不同土地利用方式下土壤的理化性质有所不同,①黏粒含量是：苹果林地〉农耕地〉花椒地,粉砂是：花椒地〉苹果林地〉农耕地,砂粒是：农耕地〉花椒地〉苹果林地,有机质的含量是：花椒地〉农耕地〉苹果林地。3个剖面总体趋势均表现为随着土层的加深有机质含量减少。②土壤有机质与土壤黏粒、粉粒含量、元素（Cu、Fe、Mn、zn）、水分含量呈极显著或显著正相关关系,与pH值和CaCO3呈极显著负相关关系。元素（Cu、Fe、Mn、zn）与黏粒、有机质含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关。图2,表3,参19。     

关中东部不同土地利用方式对土壤质地影响探讨

以陕西关中渭北作为研究区,选取典型农业耕地和人工苹果林地,分析出这两种土地利用方式对土壤粒度分布的影响。结果表明：①研究区土壤主要由粉砂和黏粒组成,占总含量的80％以上,总体属于粉砂质黏壤土;②不同土地利用方式土壤砂（〉50μm）、粉砂（2μm～50μm）和黏粒（〈2μm）含量差异显著。耕作土壤2v～50μm含量明显低于人工苹果林地,而〈2μm和〉50μm含量却高于苹果林地;③不同土地利用方式土壤粒度分布的变异系数不同。耕作土壤粒度分布的变异系数整体小于苹果林地土壤。耕作土壤,〈2μm和〉50μm的的变异系数在上层较高,2μm-50μm的变异系数在整个剖面变化不大。苹果林地土壤,〈2μm的变异系数在上层较低,〉50μm变异系数的变化与〈2μm相反,2μm～50μm的变异系数在整个剖面变化不大。究其原因,人类活动如不同的耕作或管理方式以及种植作物类型可能是影响土壤粒度分布的主要因素。图1,表2,参10。     

长期培肥对农田暗棕壤土壤微生物量的影响

以黑龙江省农业科学院黑河分院＂土壤肥力与肥效长期定位试验＂的农田暗棕壤为研究对象,测定不同施肥制度下大豆土壤微生物量C、N动态变化,探讨长期不同施肥处理对暗棕壤的培肥效应。结果表明,与不施肥、单施化肥、单施有机肥处理相比,化肥配施有机肥能显著增加大豆各生育期土壤微生物量C、N量及qMB值,增强了农田暗棕壤土壤养分容量的供应强度,有利于农田暗棕壤的培肥。     

农田黑土玉米生长过程模拟研究

利用DSSAT模型中的CEHES—Maize模型,对东北黑土区5种基础肥力的农田黑土,通过空间移位置于相同气候条件下的玉米生产力进行模拟研究。结果表明,DSSAT模型能够准确地模拟东北5种基础肥力的黑土农田玉米全生育期的生长过程,在不施肥和施化肥两种条件下决定系数R^2均接近1;对不同年份不同处理玉米产量模拟分析得出,在不施肥条件下均方根误差RMSE为159．03,施化肥条件下均方根误差RMSE为160．1;对不同处理最大叶面积指数模拟分析得到模拟值与实测值差异不超过4％的结论。表明该模型在进行遗传属性参数校正后能够指导实际玉米生产。图2,表3,参15。     

施肥对模拟侵蚀黑土土壤微生物群落代谢活性的影响

单施化肥和化肥配施有机肥两种施肥方式对模拟不同侵蚀强度（采用人工剥离表层土壤0cm、10cm和30cm）黑土的土壤微生．物量和土壤细菌群落代谢活性均有影响。平板稀释培养法和氯仿熏蒸浸提法研究结果表明,随着表层土壤剥离深度的增加,土壤可培养微生物和土壤微生物量碳呈显著降低趋势;化肥配施有机肥与单施化肥相比有助于提高土壤微生物数量。应用BiologECO板对土壤细菌群落代谢活性研究表明,代谢活性随剥离深度增加而降低,增施有机肥有利于提高细菌群落的代谢活性。主成分分析显示,施肥方式的不同是导致土壤细菌群落代谢产生分异的主导因素,土壤剥离为次要因素。在一定剥离范围内（10cm内）,土壤细菌群落代谢功能变化不大,增施有机肥可以更好地恢复土壤微生物原有的代谢活性。图3,表3,参18。     

黑土区长期施肥后土壤供氮能力与氮肥利用特征的研究

利用采自中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验地土样,进行框栽试验,种植玉米,比较了长期不同施肥后黑土供氮能力的变化特征和长期不同施肥对氮肥利用率的影响。结果表明：与长期不施肥处理相比,施肥能显著增加土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量;与长期单施化肥相比,化肥配施有机肥能够提高土壤铵态氮、硝态氮、可矿化氮含量和土壤生产力、植株吸氮量。长期不施肥处理土壤的氮肥利用率最高,其次为长期单施化肥处理,氮肥利用率最低为化肥配施有机肥处理,这进一步说明长期施肥能够提高土壤氮素肥力。图3,表3,参13。     

农业耕作土壤与人工经济林地土壤磁化率和质地特征对比

通过对关中东北部地区人工经济林地土壤（JJC2）和农耕地土壤（JJC1）磁化率与粒度分布特征的研究和对比．试图阐明土地利用方式对土壤发育过程的影响。结果表明：农业耕作土壤和人工林地土壤的磁性特征有着明显的差异;农耕地长期的耕作、污灌以及C4作物玉米的生长与秸秆焚烧等农业管理方式可以增大土壤风化成土作用强度,增加土壤的磁化率;土地利用方式对土壤粒度分布的影响显著,表层0～40cm,1年生作物农田土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量均高于人类活动干扰小的多年生园林土壤的含量;整个剖面耕地土壤和人工林地土壤〈2μm和50μm～2000μm颗粒含量变化差异均大于2μm～50μm颗粒变化。图1,表2。参14。     

不同施肥措施对黑土土壤水分及保水性的影响

在长期定位试验中,采用中子水分测量仪对其中的4个处理(F1-无肥、F2-中量化肥、F3-高量化肥、F4-高量化肥加有机肥)进行了为期3年的土壤水分监测。结果表明:施肥处理显著影响了土体内的水分变化,影响范围主要是10cm~90cm。深度超过90cm之后,施用高量化肥的处理含水量超过了其它3个处理,施用相对高量的化肥具有明显的保水作用,而施用有机肥则增加了土壤的疏松透气性,因而增加了蒸发。施肥多的两个处理比较于不施肥和施肥少的处理水分的纵向变幅要大。施入了高量化肥的处理,在高产的同时,保存了70cm以下土体的含水量,而施入同样高量化肥配合有机肥的处理,深层的含水量没有单施高量化肥的高。施用化肥降低了土壤水分的蒸发,提高了保水性。施用化肥同时施用有机肥改善了土壤的透气性。施用有机肥的处理具有如下特点:在含水量高的时候,有排水的作用;在含水量适中的情况下,蒸发量最小,有保水的作用。不施肥的处理,在适宜的水分条件及干旱的情况下,蒸发量最大;在土壤含水量较大的情况下,蒸发较慢,相对而言不具有保水及排涝的作用。图5,表2,参13。     

连年施用有机肥对土壤理化性状的影响

多年定位观测试验研究表明:连年施用有机肥对土壤饱和持水量、田间持水量有着显著的影响;并且也能明显地降低土壤密度;只施化肥不施有机肥致使土壤有机质、全氮、全钾下降;化肥 有机肥配合施用可以提高土壤有机质、全氮、全磷及速效磷;当化肥 有机肥较大施用量时,才可以提高土壤全钾含量。图3,表2,参3。     

氮、磷、钾施肥配比对红枣光合特性与产量的影响

以滴灌为条件设置不同水肥处理,研究氮磷钾施肥配比对红枣光合、产量与品质的影响。结果表明：土壤中增施氮素有利于枣树叶片的净光合速率,土壤中氮、磷、钾素都适度时可以很好地降低枣树叶片的蒸腾速率,减少土壤水分的损耗;在设计水平范围内,土壤中适量增施氮、磷肥能提高红枣果实单果质量和产量,并在一定程度上改善果形指数;增施钾肥可提高红枣果实中还原糖和Vc的含量,增施氮肥则可提高蛋白质的含量。图2,表4,参8。     

黑土水稳性团聚体测定方法研究

研究不同浸润方式、浸润时间和浸提剂对黑土水稳性团聚体总量和在各粒级间分布的影响，以及砾石对水稳性团聚体含量的贡献率。结果表明：非真空慢速浸润方式最适合黑土团聚体的测定；团聚体含量随浸润时间变化不显著；蒸馏水比自来水浸提出更多的团聚体；乙醇溶液对有机质含量较高的黑土保护作用不显著；黑土砾石含量较少，对团聚体含量的构成可以忽略。表4，参10。     

东北农田黑土碱解氮现状评价

利用黑土区农田耕层土壤取样调查的方法,对黑土农田碱解氮现状进行评估。结果表明:由南向北碱解氮逐渐增高,同时具有南北和东西两个方向的异质性,依据含量大小分为高、中、低3个区域,为黑土农田合理施肥提供了依据。图3,表1,参7。     

张掖市统筹土地利用分区研究

土地分区是实现统筹区域土地利用的重要手段,利用主成分分析法对张掖市各乡镇的土地利用程度进行综合评价,采用空间聚类法进行综合分区,利用GIS空间分析方法进行管制分区,将张掖市划分为4个土地利用区和7个管制区。在此基础上,提出各分区内土地利用方的方向、战略对策和管制措施,为区域土地利用规划、生态环境保护与建设规划的编制提供科学依据。图5,表2,参5。     

负压供水下菠菜某些生理指标的变化

试验采用一种自制装置,在负压入渗原理的基础上,通过设置一系列供水吸力梯度,结合盆栽方式对菠菜的若干生理指标进行研究。结果表明：供水吸力增加,土壤重量含水量逐渐减少；菠菜地上部分鲜重和干重变化趋势一致,先增加后减少,在吸力30hPa时最大；叶片的表观量子产量(AQY)和羧化效率(CE)明显降低；总P和可溶性糖含量逐渐增加,总N含量逐渐减少,总K含量基本没变化；Zn和Mn含量先增加后减小,在吸力100hPa时最大,Fe含量基本不变化。Cu含量变化趋势呈抛物线型,在吸力70hPa时最大。试验中供水吸力在20hPa～40hPa范围内,地上部分生物量较大,微量元素含量较多,营养价值更高,较适合菠菜生长。图2,表1,参14。     

东北黑土农田玉米适宜NPK用量试验研究

采用NPK三因素多水平的不完全设计,通过连续多年的小区定位试验,在12个不同NPK用量的配方中筛选出适合东北地区大豆一玉米轮作条件下的玉米适宜肥料用量。由于每小区包含有连续多年的肥料效应,理论上可提供更多的养分信息,生产实践上更为实用。初步研究结果表明：玉米适宜施氮量为162．1kg／hm^2。施磷不同用量之间,增产效果无明显差别。由于磷素的土壤积累,磷肥增产作用已经明显低于20世纪80年代,玉米对施磷的需求量降低,但氮素对磷素有显著的协助作用,施氮能显著促进玉米对磷素的吸收。建议当前玉米生产施磷量20kg／hm2—60．9kg／hm^2。图5,表2,参13。