柴河流域不同农田种植模式下沟渠底泥氮磷及有机质的赋存特征

于旱季及雨季末期对柴河流域不同农田种植模式下沟渠底泥进行原位采集,分析了沟渠底泥中养分含量变化特征及影响养分变化的主要因素。结果表明:除有效磷外,沟渠底泥有机质、全氮、碱解氮及全磷含量均表现为大棚蔬菜地玉米地,说明不同农田利用及管理方式是导致沟渠底泥养分产生差异的主要因素,而沟渠水分条件及植被的变化则导致雨季前后沟渠底泥养分呈现不同的时空差异。沟渠养分的长期积累将影响沟渠湿地系统对径流污染物的去除能力。因此,优化农田种植方式及管理模式仍是滇池流域面源污染防控中最重要的内容之一。     

传统农业区土地利用对土壤氮素季节动态变化的影响——以官厅水库上游延庆盆地为例

土地利用对土壤养分时空动态变化的影响,不仅影响到土壤中养分元素的利用效率,同时会影响到养分流失的危险性和区域非点源污染的形成。本文通过野外采样分析,按照不同时期对官厅水库上游延庆盆地内的玉米地、蔬菜地、果园、其他经济类用地的土壤全氮含量进行了测定;分析了不同农业用地影响下土壤氮素的季节动态变化特征和土壤垂直剖面变化。结果发现:(1)0～40cm是玉米地养分活跃层;蔬菜地的养分含量在0～10cm土层变化最剧烈;果园整个剖面上养分变化均较剧烈;其它经济用地在25～40cm土层养分变化较大;(2)果园和蔬菜地是研究区内养分活动最活跃的土地利用方式,蔬菜地的表层养分流失风险性最高,对于地表水和地下水具有很高的潜在影响;果园在整个剖面上养分变化较大,其发生养分的淋溶流失的风险性最高;玉米和其他经济用地养分变化不大。研究结果建议,传统农业区在开展农业结构调整时,尤其是将传统的农作物种植改为蔬菜地和果园时,必须加强对农田生态系统研究,实施严格的科学管理,提高养分的利用效率,降低对环境的影响。     

养分(磷)吸收机理模型的应用研究──Ⅱ.模型参数的敏感性分析

采用Claassen的养分吸收机理模型探讨了玉米与大豆幼苗磷吸收过程中的参数敏感性，结果表明：在一般土壤与施肥条件下，玉米与大豆幼苗吸收磷的高度敏感性参数或重要限制因素为根系伸长速率与根半径；在相同土壤供磷条件下，供试大豆幼苗根系的磷摄取能力远低于玉米幼苗根系的磷摄取能力，其原因归结于两者在根系最大养分流Imax与根系伸长速率K两个敏感性参数上的差异；玉米与大豆幼苗磷吸收过程中三种根毛参数的敏感性均较低，这主要与土壤供磷水平较高有关；土壤含水量在玉米幼苗磷吸收过程中表现了极高的敏感性,当土壤含水量降低时，土壤养分供应参数对玉米幼苗磷吸收的敏感性与限制作用均增大。     

冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估

冬闲田种植绿肥是中国华北地区农业种植结构调整的重要措施之一。文章基于农田生态系统服务功能价值理论,结合绿肥作用特性,选取农产品供给、气体调节、土壤养分累积、土壤保持和水分涵养5类服务功能,采用生态经济学方法,构建了冬绿肥-春玉米农田生态系统服务功能价值评估体系。在此基础上,对华北主要豆科绿肥作物毛叶苕子(Vicia villosa Roth)和非豆科绿肥作物二月兰(Orychophragmus violaceus)轮作春玉米农田生态系统服务功能价值进行评估并与春玉米单作对照。结果表明,二月兰、毛叶苕子轮作春玉米农田生态系统服务功能总价值分别为7.14和6.90万元·hm-2,较常规春玉米单作分别提高23.45%和19.15%。冬绿肥-春玉米农田生态系统各项服务功能中,气体调节价值最高,占总价值的60.84%~61.13%;其次为农产品供给功能价值,占总价值的19.92%~20.30%;其他功能价值贡献率从大到小依次为水分涵养功能、土壤养分累积功能和土壤保持功能。两种冬绿肥轮作春玉米农田生态系统在土壤养分累积功能价值上表现差异最大,二月兰-春玉米主要表现为提高土壤有效磷和有机质累积价值,毛叶苕子-春玉米则主要表现为提高土壤碱解氮累积价值。该研究实现了对冬绿肥引入农田的综合价值核算,有利于全面认识绿肥的综合效益,同时可为种植绿肥的生态补偿政策提供理论依据。     

还田秸秆配施外源纤维素酶效应研究

为探求促进秸秆降解的新途径,采用室内培养法研究了外源纤维素酶对秸秆降解速率及土壤速效养分的影响。结果表明,整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理降解率都存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10%～11.86%,玉米秸秆高出8.01%～14.04%;整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理间土壤速效氮、磷、钾含量都存在极显著差异(p<0.01),培养结束时,小麦秸秆最优处理速效氮、磷、钾含量高出对照4.15mg·kg-1,3.60mg·kg-1,32.35mg·kg-1,玉米秸秆高出6.50mg·kg-1,4.27mg·kg-1,47.97mg·kg-1。结果说明添加外源纤维素酶能够提高秸秆降解速率,促进秸秆养分矿化。     

养分(磷)吸收机理模型的应用研究──Ⅲ.定量评价适应机制对玉米与大豆幼苗P吸收的作用

采用Claassen的养分吸收机理模型定量评价了不同土壤条件下，机理模型中未考虑的其它适应机制对玉米与大豆幼苗P吸收的作用。结果表明：同样土壤养分胁迫条件下，供试玉米与大豆幼苗的其它适应机制对P吸收的贡献率分别为1/4与1/5；土壤养分胁迫、土壤水分胁迫、土壤供N形态、土壤性质及土壤供Ca水平或pH值对这一P吸收适应机制的作用程度均有一定的影响，土壤水分胁迫能明显加强这一适应机制对玉米幼苗P吸收的作用；粘质棕红壤上养分胁迫与水分胁迫同时作用时，这一适应机制对玉米幼苗P吸收的贡献率可达69％。     

长期定位施肥田土壤酶活性的动态变化特征

为探讨长期施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化及其与土壤肥力的关系,该文对北京褐潮土定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析.结果表明.土壤过氧化氢酶、磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰.土壤脲酶在玉米拔节期及成熟期出现两个活性高峰,土壤蔗糖酶在整个玉米生育期内活性变化幅度较小.长期施肥能明显提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,其中有机肥与化肥配施对于增加土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性尤为显著.长期施肥降低土壤中过氧化氢酶活性.并且以NPK配施有机肥处理的土壤过氧化氢酶活性降低幅度最大.土壤酶之问及其与土壤养分因子之间具有明显相关性,其中蔗糖酶、脲酶及磷酸酶与土壤养分各因子均呈显著或极显著正相关,除碱解氮外,过氧化氢酶与其余各养分因子呈显著或极显著负相关.     

天然沸石的微量元素生物有效性研究

通过连续两造的玉米盆栽试验，结果表明施用佛石的处理和施用微量元素处理都不同程度地促进玉米的生长，增加玉米的生物量，但以沸石处理的效果最显著。植株养分含量的分析结果表明，佛石处理促进了玉米对微量元素的吸收，增加了植株中微量元素的含量。     

玉米铝（Al）胁迫研究初报

通过试验和分析，研究Ａｌ胁迫下的玉米生物性状和主要生理特性，明确活性铝浓度与玉米根系特征及地上部农艺性状之间存在极显著或显著的反比相关；活性铝的存在，降低玉米茎叶Ｎ、Ｐ、Ｋ等养分含量，提高叶片脯氨酸累积量；脯氨酸含量可作为玉米耐Ａｌ性的生理指标．     

高产玉米因土高效施肥技术研究

通过田间试验,研究广东省粤东河源灯塔盆地的粉砂坭地和粤北阳山县石灰岩山区的黄泥地氮、磷、钾养分的供应特性;高产玉米不同生育期吸收氮、磷、钾的规律,以及在不同土壤上氮、磷、钾肥的不同配比对玉米产量和经济效益的影响。根据试验结果进行统计,提出了高产玉米因土高效施肥技术方法。     

丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟不同纳米磁性氧化铁(Fe_3O_4)施加水平(0.1、1.0和10.0 mg·kg~(-1))的土壤,研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus caledonium对玉米(Zea mays)植株生长的影响。结果表明,纳米Fe_3O_4在10.0 mg·kg~(-1)施加水平下显著降低(P0.05)玉米植株地上部和地下部生物量、AM真菌侵染率和玉米植株养分(N、P、Ca、Zn)含量,显著增加(P0.05)玉米植株地上部Fe含量。与未接种处理相比,在10.0mg·kg~(-1)的纳米Fe_3O_4施加水平下,接种AM真菌显著提高玉米植株总Fe吸收量和地下部Fe含量(P0.05),但显著降低Fe的转运比率和玉米植株地上部Fe含量(P0.05),改善玉米植株体内养分含量,最终显著促进玉米植株生长(P0.05)。该结果表明接种AM真菌可提高Fe在植物根系的分配比例,降低Fe向植株地上部的转运,从而缓解纳米Fe_3O_4对宿主植物的毒害作用。     

氮肥配施生物炭对旱地土壤养分和玉米根系径级分布的影响

为了缓解玉米连作带来的土壤养分失衡及根系早衰,探讨生物炭对土壤养分、玉米根系生长的主要径级水平、玉米干物质积累的后效作用。采用定位试验,设置不施氮肥、不施生物炭为对照(CK),2个施氮量(常规施N量225 kg·hm~(-2),N1;减氮10%,N 203 kg·hm~(-2),N2),2个生物炭量(8.4 t·hm~(-2),C1;21 t·hm~(-2),C2)共7个处理。在生物炭施用第二年,测定玉米不同径级根系生长及土壤养分含量。结果表明,与对照(CK)相比,常规施氮配施低量生物炭(N1C1)和减氮配施高量生物炭(N2C2)显著提高了土壤有机质含量;高量生物炭配施氮肥(N1C2和N2C2)分别提高土壤碱解氮储存量29.9%和9.0%;N1C2和N2C1处理显著提高土壤全氮含量。减氮配施低量生物炭(N2C1)促进大喇叭口期玉米0—2 mm径级根系的根长较CK提高38.9%(P?0.05,下同);低量生物炭配施常规氮肥(N1C1)促进成熟期玉米根系变细13.4%、根系变长32.4%,提高0—2 mm径级根系的总根长37.9%;单施氮肥或配施生物炭对2—3、3—4径级的根长无显著影响;常规单施氮肥(N1C0)较CK显著提高4 mm径级根系根长约40.5%。低量生物炭配施常规氮肥(N1C1)提高大喇叭口期玉米单株干物质积累53.16 g·plant~(-1)。综上,研究结果说明,8.4 t·hm~(-2)生物炭配施225 kg·hm~(-2)氮肥能更好地促进成熟期玉米细根生长。单施氮肥和配施21 t·hm~(-2)生物炭均可促进土壤养分的固持。该研究结果为秸秆循环利用提供科学参考,同时为优化玉米根系结构提供新思路。     

VA菌根真菌对玉米生长及根际土壤微生态环境的影响

用两种不同的VA菌根真菌Glomus mosseae和Glomuscaledonium接种玉米进行盆栽试验。结果表明，两种菌株均能侵染玉米，促进玉米生长．其中以Glomus caledonium的侵染率和作用较为明显。接种后，根区土壤中的细菌、放线菌、固氮菌的数量和微生物生物量明显增加，但真菌的数量则稍有下降。此外．菌根的形成也改善了根区土壤的微生态环境，为下一造作物的生长积累了养分基础。     

不同基肥处理对山原红壤土壤理化特性、酶活性及作物产量的影响

采用完全随机区组设计,在等量养分供应条件下,以单施化肥(NPK)为对照,研究基施猪粪有机肥替代化肥的10%(M10)、20%(M20)、30%(M30)、40%(M40)4个比例对玉米不同生育期土壤养分变化及土壤酶活性的影响,为山原红壤化肥减施、有机培肥和作物增产提供科学依据.结果表明:随基施有机肥替代比例的增加土壤养分呈增加趋势,与NPK处理相比,M10处理土壤养分含量无显著变化;M20、M30、M40处理玉米拔节期至抽雄期土壤养分含量显著增加,成熟期土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾含量增幅分别高达7.10%-8.46%、24.18%-26.37%、13.00%-18.31%、12.43%-17.43%(P 0.05);与基肥处理前相比,M40处理土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量分别增加了2.64 g/kg、0.31 g/kg、15.36 mg/kg、3.96 mg/kg、16.09 g/kg.基施有机肥玉米生育期土壤转化酶、脲酶、磷酸酶总体上先增后降,转化酶、磷酸酶活性相对高峰为抽雄期,脲酶活性相对高峰为大喇叭口期,过氧化氢酶呈逐渐升高趋势;M40处理土壤转化酶、磷酸酶活性较高,由25.24 mg/g、0.262 mg/g分别增加到31.53 mg/g、0.328 mg/g,成熟期较NPK处理分别提高了80.54%、77.29%;而土壤脲酶、过氧化氢酶活性M30处理最高,成熟期较NPK处理分别增加了11.25 mg/g、1.28mL/g.同时,M30、M40处理较NPK处理相比,玉米籽粒产量由6808.38kg/hm~2提高到7860.58 kg/hm~2和7463.66kg/hm~2,分别显著提高了15.45%、9.62%(P 0.05),且M30、M40差异不显著.多因素方差分析显示基肥处理和生育时期对有机质、全氮、有效磷、转化酶和磷酸酶有极显著的交互作用,而玉米产量与土壤养分和酶活性之间总体上呈显著或极显著正相关.本研究表明在山原红壤上进行基施有机肥替代化肥,短期内能改善与土壤碳、氮、磷循环密切相关的土壤酶活性,培肥土壤,提高作物产量,替代范围在30%-40%作用效果较好.(图4表3参38)     

广东省主要农作物秸秆养分资源量及替代化肥潜力

合理利用秸秆养分资源可替代部分化肥使用,是种植业减肥增效并促进农业绿色发展的重要途径之一,探明广东省主要农作物秸秆养分资源量及其替代化肥潜力,对于全省化肥减施增效、农业绿色生产具有重要意义.该研究以广东省主要农作物水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)、薯类(Dioscorea escu...     

菜田养分资源综合管理与可持续发展

过量施肥通常导致集约化菜田土壤质量劣化、养分利用效率低及环境风险增加。合理的养分资源管理需要考虑蔬菜的养分吸收规律、土壤养分的迁移和转化及环境养分供应的特点。由于土壤氮素具有较强的移动性,氮素养分资源管理可通过根层氮素实时监控来实现;而磷和钾养分水平在土壤中相对比较稳定,可采取衡量监控技术决定养分的需要量。菜田有机肥的投入总量及其氮磷养分的释放特点也是养分资源管理中的重要内容。有机肥施用于新菜田应考虑“以氮定量”的原则,而施用于土壤有效磷过量累积的老菜田,应采取“以磷定量”原则,来控制有机肥中的磷素投入;根据不同有机肥的氮磷释放特点的差异,可搭配施用不同比例和类型有机肥,以满足作物主要生育期的养分需求,减少环境污染的风险。     

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

高产田养分平衡及其环境风险特征研究

选择连续四年产量20000kg·hm-2以上的高产田为研究对象,并以当地常规农田为对照,分析了秸秆还田条件下冬小麦-夏玉米高产轮作体系中养分平衡及环境风险特征。结果表明,高产田和常规农田的氮、磷、钾素在冬小麦-夏玉米轮作体系中都有盈余,分别盈余130和202、122和162、315和119kg·hm-2。高产田氮素和磷素的盈余量小于常规农田,钾素盈余量高于常规农田。在冬小麦-夏玉米轮作体系的各生育期,高产田0～100cm土体硝态氮均存在大量累积,小麦季大于玉米季,高产田大于常规农田,存在较高的淋溶风险。土壤电导率均小于土壤盐渍化的临界值,尚未出现土壤盐渍化的现象。     

中国东部土壤生物化学性质空间分异及质量评价

中国幅源辽阔,南北跨度大,在自然气候环境的影响和人为因素的干扰下,不同地区土壤养分和土壤微生物种类、数量存在显著的空间差异,进而造成了土壤质量的空间差异。为了解中国东部天然林土壤养分和微生物多样性空间分布规律,本研究依据水热梯度变化特征采集了16个自然保护区52个典型森林土壤样方,测定了土壤养分和微生物指标,包括pH值、有机碳、有机质、总碳、总氮、总磷、总钾、速效磷、速效钾、碱解氮、土壤微生物宏基因组丰度和香农多样性指数。研究发现,中国东部森林土壤养分含量较高,空间差异大,宏基因组香农多样性指数变异系数为0.03,属弱变异,速效磷变异系数为1.17,属强变异。土壤养分(除总氮、总钾外)、土壤微生物宏基因组丰度和香农多样性指数与纬度呈显著正相关。进一步采用主成分分析方法,得出了基于土壤养分和土壤微生物指标的土壤质量综合评价指数。结果表明,1)中国东部森林土壤质量综合指数与纬度呈显著正相关关系。2)较高的土壤养分含量和微生物多样性有利于提高土壤质量,它们在数值上表现为正相关关系,彼此之间存在一定的互作关系。本研究揭示了中国东部地区典型森林土壤养分、微生物多样性和土壤质量空间分异规律,为了解中国东部森林土壤状况以及土壤资源合理可持续利用与管理提供了科学依据。     

三江平原退化湿地和农田土壤养分的比较研究

三江平原农业开垦导致地表水位和土壤水分下降,原生湿地退化为沼泽化草甸和典型草甸,或者直接转化为水田和旱田.退化湿地与农田土壤养分的对比研究结果表明,4种样地类型0-30 cm土层土壤有机质含量为水田＞沼泽化草甸＞旱田＞典型草甸,全氮含量差异与有机质含量差异相一致,速效磷含量为水田＞旱田＞沼泽化草甸＞典型草甸.这说明在湿地退化为典型草甸的过程中土壤养分严重下降,水分状况是影响湿地土壤养分下降的关键因素;但是农田土壤养分仍然保持较高水平,主要是由于耕作、施肥等非水分因素的影响.由此可见,水分条件和人为干扰共同决定了退化湿地和农田土壤养分状况.