河沙与有机肥对盐碱土改良效果及作物生长指标的影响

为寻求适宜黄河三角洲地区盐碱地改良方案,通过室内盆栽试验,探讨了河沙与有机肥单施及二者耦合作用对盐碱土水盐分布及作物生长指标的影响。试验共设置CK(对照)、M1(5 t/hm²有机肥)、M2(10 t/hm²有机肥)、M3(15 t/hm²有机肥)、S(15%河沙)、M1S、M2S和M3S八个处理。结果表明：有机肥和河沙单施均使土壤含水率增加,两者配施处理对土壤含水率的提升效果更为显著,以M1S处理效果最优,较CK增加9.47%;与有机肥处理相比,掺沙更有利于降低土壤含盐量,S处理脱盐效果最优,较CK降低8.25%,肥沙配施的M1S处理略低于S处理;有机肥单施和肥沙配施均降低了土壤pH值,其中M2S处理改良效果最好,M1S略小于M2S;各处理均增加了小麦株高和干物质量,其中M1S处理促进作用最大,较CK增加20.17%和14.28%。本研究肥沙配施的M1S(5 t/hm²有机肥+15%河沙)为改良黄河三角洲地区中度盐碱土的最佳方案。     

沼液施肥对滨海盐碱地土壤性状的影响

【目的】分析沼液对滨海盐碱土土壤性状的影响,以及改良土壤的生产应用效果。【方法】在江苏省东台市选择滨海盐碱土,设置了大田周年3茬沼液肥种植试验,沼液喷施和浇施总量分别为0(CK)、65、101、138、175、211和260 m³/hm²,并种植花椰菜以验证土壤性状改良效果。【结果】对滨海盐碱土壤施用适量的沼液(65～268 m³/hm²),土壤pH从8.45降至7.90左右,EC值也从478 μS/cm降至150 μS/cm左右,土壤有机质从1.5 g/kg升至约2.0 g/kg。土壤全氮和有效磷含量也得到较好保持或恢复。改良土壤上的花椰菜生长状况良好,与CK处理相比,花椰菜产量增加、品质提高:不同施用方式下,花椰菜产量存在差异,单茬浇施用量为每小区25.2 L(84 m³/hm²)时,产量最高可达29 236.5 kg/hm²; 单茬喷施用量为每小区31.2 L(104 m³/hm²)时,产量最高可达23 628.0 kg/hm²。另外,施用沼液后,对花椰菜可溶性糖和Vc含量提高具有明显促进作用。【结论】沼液可以改良滨海盐碱土壤性状,有助于降低土壤的pH和EC值,改善土壤的酸碱度,提高或恢复土壤的肥力。沼液可以代替常规肥料用于盐碱地花椰菜的生产,浇施沼液效果好于喷施,单茬沼液的理想施用量范围为84～104 m³/hm²。     

杨树人工林沼液和生物炭混施对表层土壤活性有机碳的影响

人工林施肥是一种重要的经营管理措施,而近年来沼液的处理与生物炭肥的使用也引起了人们广泛关注。在苏北杨树人工林集中分布区开展了沼液(施用量为0、125、250、375 m³/hm²)和生物炭(施用量为0、40、80、120 t/hm²)交互肥效实验,结果表明:①在所有沼液施肥水平中,生物炭的施用增加了表层土壤的活性有机碳,并提高了土壤微生物生物量碳氮比,使得微生物群落向真菌主导类型发展; ②在所有沼液施肥水平中,生物炭的添加显著提高了表层土壤(0～10 cm)的pH,促进了土壤的氮矿化和硝化作用; ③沼液和生物炭对土壤活性有机碳和pH具有显著的交互效应。因此,沼液和生物炭混施能进一步促进土壤活性有机碳的含量,改良土壤肥力,提高人工林生态系统生产力。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响

阔叶红松(Pinus koraiensis)林是我国东北东部山区的地带性顶极植被,全球氮沉降增加可能影响其碳循环的各个过程。在2010年和2011年的5—10月,对典型阔叶红松林进行了模拟氮沉降实验。实验设置了对照(N₀, 0 kg/(hm²·a))、低氮(N₁, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N₂, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N₃, 120 kg/(hm²·a))4种模拟氮沉降处理,每隔半个月采用Li-6400-09便携式CO₂/H₂O气体分析仪对土壤呼吸速率进行测定,研究了氮沉降对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响。结果表明:① 各处理土壤呼吸速率的季节变化与5 cm深度的土壤温度相似,均呈现出明显的季节变化趋势,最大值出现在6月中旬(3.84～4.55 μmol/(m²·s)),最小值出现在5月初(1.37～1.84 μmol/(m²·s)),土壤温度的变化可解释土壤呼吸速率季节变化的49.9%～69.2%。② 各处理的土壤呼吸速率与土壤温度呈指数相关(R²=0.499～0.692),土壤呼吸速率与土壤温度、湿度及其相互作用的回归模型可以解释各处理土壤呼吸速率52.2%～73.5%的季节变异; ③ N₀、N₁、N₂和N₃样地土壤呼吸温度敏感系数Q₁₀值分别为2.10、1.93、1.97和2.01; ④ 各处理样地土壤呼吸速率的平均值分别为3.09、2.78、3.06和2.90 μmol/(m²·s),与对照样地N₀相比,土壤呼吸速率和凋落物量无明显相关(P> 0.05)。     

磷石膏在碱化土壤改良中的应用及效果

以磷石膏作为化学改良剂,在河套灌区杭锦后旗沙壕渠试验站进行小面积改良试验。种植作物是美国油葵G101。试验定期测定土壤的水分、盐分、代换性钠及代换总量,观测植物生理指标(株高,叶片数,杆径等)。分析磷石膏改良盐碱地对土壤理化性质和葵花生长状况及产量的影响。得出结论：用磷石膏作为化学改良剂,改良盐碱地效果显著,具有推广应用的可行性。     

贵州西部光皮桦天然次生林碳素积累及分配特征

以贵州西部光皮桦天然次生林为对象,采用野外调查与实验室分析相结合的方法,对其碳素含量、碳密度及分配特征进行了研究。结果表明:光皮桦林生态系统碳素含量表现为乔木层(495.27 g/kg)>灌木层(487.10 g/kg)>草本层(456.57 g/kg)>枯落物层(431.57 g/kg)>0～80 cm的土壤层(36.31 g/kg),且差异极显著,植被层平均碳素含量为483.55 g/kg; 乔木不同器官碳素含量表现为干>枝>叶>根,且干和枝均表现为径阶越大,碳素含量越高; 灌、草层均表现为地上>地下,土壤碳素含量随土层深度的增加而减少。生态系统碳密度为224.67 t/hm²,表现为0～80 cm的土壤层(201.3 t/hm²)>乔木层(17.22 t/hm²)>灌木层(3.14 t/hm²)>枯落物层(2.49 t/hm²)>草本层(0.82 t/hm²),分别占生态系统碳密度的89.60%、7.53%、1.40%、1.11%和0.36%; 植被层碳密度为21.18 t/hm²,只占生态系统碳密度的9.29%; 土壤表层(0～20 cm)碳密度为76.7 t/hm²,占土壤层(0～80 cm)碳密度的38.08%,显著高于其他各层,有较强的表聚性。光皮桦天然次生林碳净固定量为3.58 t/(hm²·a),相当于固定13.12 t/(hm²·a)的CO₂,说明光皮桦天然次生林是大气CO₂重要的汇。     

有机肥替代氮肥对黄瓜产量、品质及土壤质量的影响

针对青海东部地区黄瓜种植不合理施肥的问题,确定有机肥替代氮肥的最佳比例,为该地区科学施肥提供理论依据。本文以“津绿30”黄瓜为试验材料,采用随机区组设计,研究有机肥替代部分氮肥对黄瓜产量、品质、土壤养分的影响,并采用因子分析法对土壤养分进行评价,寻求最佳替代比例。结果表明：与习惯施肥处理(T7)相比,有机肥替代化肥20%(T3)处理效果较好,黄瓜产量提高59.54%,黄瓜果实的可溶性糖、Vc和粗蛋白含量分别提高16.23%、49.46%和44.44%,改善了产品品质;因子分析法评价土壤养分得出有机肥替代化肥30%(T4)最好,增加了土壤基础养分含量,促进土壤可持续健康发展。综合分析认为,施用N 444 kg/hm²、P₂O₅570 kg/hm²、K₂O 480 kg/hm²,并配施有机肥6 150 kg/hm²是该地区黄瓜种植较为适宜的施肥措施。     

生物炭对杨树人工林土壤微生物量及碳源代谢多样性的影响

生物炭不仅可以改良土壤理化性质,并且能够帮助土壤长期固碳从而减缓温室气体的排放。以江苏东台杨树人工林土壤为对象,设计4种生物炭添加量CK(0)、T1(40 t/hm²)、T2(80 t/hm²)、T3(120 t/hm²),探究生物炭及其季节动态变化对土壤理化性质、微生物量和碳源代谢的影响。结果表明:生物炭施入降低土壤含水率,却使得土壤pH升高; 生物炭导致土壤微生物量氮(SMBN)下降,并且SMBN具有明显季节动态变化,即冬春偏高、夏秋相对较低; 而生物炭没有明显改变土壤微生物量碳(SMBC),但SMBC季节动态变化明显。高浓度生物炭(T3)显著提高了微生物在Biolog平板上的AWCD(平均单孔颜色变化率),但对碳源代谢多样性影响不显著。主成分分析表明,相比不同的施炭处理,同一处理季节的差异更显著地影响了微生物碳源的代谢模式。     

脱硫副产物在碱化土壤改良中的应用

通过分析在不同脱硫副产物施用量下土壤理化性质的变化规律,对脱硫副产物改良碱化土壤进行理论研究,探寻改良碱化土壤的优化利用模式.采用宁夏银川和内蒙古鄂尔多斯的四种土样,每种土样分别加入4个水平(施用量分别为土样质量的0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)的脱硫副产物,观察改良效果.结果表明:脱硫副产物能降低土壤pH和碱化度,改善土壤理化性质,从而达到改良碱化土壤的作用;碱化土壤的改良效果在一定的范围内(0～2.0%)与脱硫副产物的用量呈正相关,超过这一范围,不但不能提高改良效果,而且还会有大量的盐分累积,增加改良的难度;脱硫副产物改良碱化土壤的最佳用量范围为0.5%～1.0%.     

水肥耦合对汉源花椒幼苗生长、养分吸收和 肥料利用的影响

为研究不同水肥条件下汉源花椒生长状况,指导合理的汉源花椒水肥管理措施,采用水和肥2因素3水平正交试验设计,通过盆栽试验研究了不同水肥耦合处理对汉源花椒幼苗生长、养分吸收和肥料利用的影响,运用隶属函数综合评价了水肥处理对汉源花椒生长的影响。结果表明:汉源花椒幼苗地径、苗高、生物量及氮、磷和钾养分吸收量均随施肥量的增加而增加,随土壤水分含量的增加呈先增加后降低的变化趋势; 氮肥、磷肥和钾肥利用效率随施肥量的增加而降低,随土壤水分含量的增加呈先增加后降低的变化趋势; 根/冠比随土壤水分含量和施肥量的增加而降低。汉源花椒生长状况隶属度(y₂)与土壤水分含量(x₁)和施肥量(x₂)的关系式为y₂ =-2.070 0-0.001 3x²₁-0.206 0x²₂+0.118 1x₁+0.512 6x₂(n=27, R²=0.962)。最适宜于促进汉源花椒幼苗植株生长和苗木质量提高的土壤水分含量为46.1%,氮(N)、磷(P₂O₅)和钾(K₂O)施用量分别为尿素187 kg/hm²、过磷酸钙75 kg/hm²和硫酸钾187 kg/hm²。汉源花椒幼苗生物量与氮、磷和钾肥利用效率之间呈显著正相关(P<0.05)。因此,适宜的土壤水分含量和肥料施用量对促进汉源花椒幼苗植株生长和养分吸收利用,以及减免过量施肥造成环境污染等具有重要作用。     

石膏改良盐碱土研究进展

盐碱土因其瘦、板、生、冷、咸等作物生长障碍性特征而不宜耕种,但“端牢中国饭碗”的国家粮食安全战略则要求必须加大力度“向盐碱地要粮”。实践证明,施用天然或工业副产品石膏可有效改善盐碱土性状,从而提高盐碱地生产力。本研究梳理100多年来国内外相关研究进展,总结了现有石膏改良盐碱土的研究成果,拟为石膏改良盐碱土技术体系的完善和全面推广提供理论依据。分析认为,1895年以来开展的大量研究揭示了石膏改良盐碱土以交换过程和固持过程为主的作用机理;建立了多类石膏改良盐碱土适宜施用量计算公式,表明土壤容重、改土层厚度、土壤碱化度和土壤阳离子交换量等是影响石膏适宜施用量的代表性因素;制定了基于土壤盐碱化程度的石膏施用方法,明确了石膏施用对土壤理化生等方面的有益效果。目前,施用石膏改良盐碱土需配套灌溉措施,定额一般为每666.67 m²施用150～200 m³水,最适方式为喷灌或滴灌等持续性灌溉,不同盐碱度土壤及作物特性需要不同的施用量和施用方法及配套灌溉方法。现有的研究和实践成果为盐碱地高效利用提供了有力支撑,但仍需进一步融合统一适宜施用量计算公式,建立跨区域...     

干旱期灌溉与施化肥对半干旱区春小麦产量及其水分利用效率的影响

以黄土高原半干旱区主要作物春小麦为研究对象,采用田间小区试验与定量分析相结合的方法,研究了干旱期控制灌溉和施化肥对春小麦产量形成及其水分利用效率的重要影响.本试验设计包括干旱期灌溉供水30,60,90 mm和不灌溉等四种水处理,施肥处理包括施化肥(磷酸氢二铵248kg/hm~2)和不施肥两种处理,二者相互交叉配置共组成八种水肥处理.研究结果表明:干旱期灌溉与施肥处理具有显著的交互作用(P<0.05).与无灌溉处理相比,干旱期灌溉能产生更大更深的根系和更大的叶而积指数(LAI).与相应无灌溉处理相比,不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm可导致0～120 cm土层平均根生物量最大值(开花期)分别增加了30.6%,49.5%,74.4%,LAI最大值(开花期)分别增加了12.3%,28.1%,45.1%;施肥条件下平均根生物量最大值分别增加了31.7%,52.3%,75.1%,LAI最大值分别增加了13.6%,28.0%,47.1%.这表明干旱期灌溉与施肥具有克服干旱胁迫促进作物生长发育的显著效果.干旱期灌溉与播前灌溉等相比,具有增加产量和提高水分利用效率(WUE)的显著效果.其中不施肥下干旱期灌溉30,60,90 mm处理下籽粒产量分别达到1 849.5,2363.4,2871.2 kg/hm~2,比相应的无灌溉的产量(1326.8 kg/hm~2)分别增加了39.4%,78.1%,116.4%,WUE提高了26.6%,48.2%,66.1%;施化肥且干旱期灌溉30,60,90 mm,其籽粒产量分别为2 104.9,2 715.7,3 318.6 kg/hm~2,比相应只施化肥不灌溉的籽粒产量(1465.2 kg/hm~2)分别增加了43.7%,85.3%,116.5%,WUE分别提高了30.6%,54.4%,74.2%.各处理下的最高籽粒产量(3318.6 kg/hm~2)、最大水分利用效率(8.516kg/hm~2·mm))在干旱期灌溉90 mm且施化肥的组合处理下一致达到,表明这是半干旱区的一种高产高效的农田管理措施.以上研究结果为半干旱区集水农业发展提供了科学依据.     

模拟氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落碳源利用类型的影响

【目的】探究氮沉降对杨树人工林土壤微生物群落特征的影响。【方法】以江苏省东台地区沿海杨树人工林为对象,采用Biolog ECO微平板技术,设置4种氮添加水平:N0(0 kg/(hm²·a))、N1(50 kg/(hm²·a))、N2(100 kg/(hm²·a))、N3(150 kg/(hm²·a))模拟不同浓度氮沉降,经过2 a生长季(5—10月)处理,测定杨树林土壤微生物群落碳源利用变化情况。【结果】N2处理可以增强杨树人工林土壤微生物对碳源的代谢能力,氮添加浓度过高则会产生抑制作用; 土壤中微生物对胺类和酚类利用程度表现出较大差异,其中,酚类在高浓度氮处理(N3)时利用程度最高,胺类在低浓度氮(N1)条件下利用程度最高; 硝态氮和平均颜色变化率(AWCD)、Shannon多样性均具有显著正相关性(P<0.05),微生物代谢水平及其结构变化受到硝态氮影响较大。主成分分析表明,PC1和PC2可以表示施氮对微生物群落代谢多样性产生的差异,其中,PC1的方差贡献率最大,碳水化合物、酚类呈负相关(碳源相关系数分别为-0.869、-0.780),氨基酸、羧酸呈正相关(碳源相关系数分别为0.702、0.821),是起主要分异作用的碳源; PC2涵盖了聚合物和胺类两种碳源大类,其中聚合物呈负相关(相关系数为-0.688),胺类呈正相关(相关系数为0.802)。【结论】氮添加会导致杨树人工林土壤微生物群落对碳源利用类型改变,土壤中硝态氮含量与微生物生长代谢及功能多样性呈显著正相关; 六大类碳源中碳水化合物、羧酸是影响土壤微生物群落功能多样性的主要碳源。 关键词:氮沉降; 土壤微生物; 碳源代谢; 群落功能多样性; 杨树人工林     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及土壤呼吸的影响

以福建省武夷山亚热带常绿阔叶米槠林为研究对象, 开展氮添加实验。采用4个氮添加梯度(CK, N50, N100和N150, 分别表示氮添加0, 50, 100和150 kg/(hm²·a))模拟自然氮沉降变化, 探究氮添加对土壤有机碳及土壤呼吸的影响。结果表明, 氮添加对表层土壤(0~20 cm)总有机碳的影响不显著, 对颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)两种不同碳组分含量的影响不同。其中, N100和N150处理分别使土壤POC含量显著上升110.7%和147.9% (p₁ = 0.024, p₂ < 0.001); 土壤MAOC含量则随氮添加量升高呈下降趋势, 但差异不显著。土壤呼吸速率的年际波动呈单峰式, 且在不同观测时间内, 各样地土壤呼吸速率对氮添加的响应不同。通过土壤呼吸速率与土壤温度的拟合方程计算, 得到2018—2020年CK, N50, N100和N150样地土壤呼吸年均碳排放量分别为1205.31, 1191.56, 1287.56和1128.61 g C/m²。其中, N50样地与CK样地无显著差异, N100样地显著上升6.82% (p<0.001), N150显著下降 6.8% (p<0.001), 即N100可以促进土壤呼吸年碳排放, 而N150对土壤呼吸年碳排放有抑制作用。     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。