土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态.结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47％,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差.由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量.各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势.由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异.土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显.     

外加可溶性碳、氮对不同热量带土壤氨挥发的影响

在室内条件下采用静态吸收法,研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤:黑土、潮褐土和红壤氨挥发的影响.结果表明,施用氮肥显著促进了土壤氨挥发,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤氨挥发量从高到低分别为潮褐土(14.3、 7.37 mg·kg~(-1)),黑土(1.52、 1.11 mg·kg~(-1)),红壤(0.998、 0.402 mg·kg~(-1)).添加可溶性碳显著减少土壤因施氮肥产生的氨挥发量,其中黑土减少27.0%,潮褐土减少48.5%,红壤减少60.0%.在黑土、潮褐土长期不同施肥土壤中,单施氮肥后氨挥发量均表现为无肥土壤 > 化肥土壤 > 化肥+有机肥土壤,与可溶性碳配施氮后氨挥发量变化规律相反;在红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后氨挥发量均表现为无肥土壤 > 化肥土壤 > 化肥+有机肥土壤.研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大.     

菲在长期施肥黑土团聚体中的老化行为

在东北黑土区长期肥料试验定位监测田采集[化肥与有机肥配施（NPOM）、不施肥（NF）]的表层（0～20 cm）土壤样品,用室内模拟培养的方法研究了菲在黑土及其不同粒径团聚体中的老化行为及其影响因素的溯源分析.结果表明,老化前期〉2 mm粒径组团聚体是优先吸附剂,而老化后期〈0.053 mm粒径组的团聚体是优先吸附剂.在...     

施肥管理对东北黑土区玉米耗水量的影响

以东北黑土区长期定位试验为基础,选取2000、2003、2005和2007年为研究时段,分析不施肥(CK)以及化肥(NP)和化肥+有机肥(NPM)施用对玉米耗水量和土壤供水量的影响.结果表明,玉米的耗水高峰出现在拔节一抽雄期和抽雄—成熟期,这2个阶段的耗水模数分别为24.41％和47.07％,全生育期的平均耗水强度为3.64mm·d-1.降水量和降水的分配显著影响玉米的耗水特征.肥料的施用可明显增加玉米在于旱年份和生长季某干旱时期的耗水量,并显著增加玉米的水分利用效率,其中以NPM处理的效果较好.各处理土壤供水量由高到低依次为NPM、NP和CK处理.因此在东北黑土区,有机肥和化肥配施是提高玉米的水分利用效率以缓解季节性干旱胁迫的有效途径.     

不同植被覆盖与施肥管理对黑土活性有机碳及碳库管理指数的影响

通过长期定位试验,研究不同植被覆盖与施肥管理对黑土活性有机碳库形成及碳库管理指数ICM的影响.采用33、167、333 mmol·L-13种浓度KMnO4氧化法测定土壤高活性有机碳、中等活性有机碳和活性有机碳含量.结果表明,在相同时段、相同母质和地形气候条件下,不同植被覆盖与施肥管理措施对黑土的活性有机碳库形成及ICM均有显著影响.人工模拟自然生态系统草地处理,22 a间0-20 cm表层土壤有机碳比耕地施用化肥处理增加13.2%,活性有机碳增加39.9%,ICM增加51.4;农田生态系统化肥配施有机肥处理.14 a间0-20cm表层土壤有机碳比耕地施用化肥处理增加25.48%,活性有机碳增加30.71%,ICM增加33.0.IC与各活性有机碳的相关系数为活性有机碳(0.982)＞高活性有机碳(0.955)＞中等活性有机碳(0.652).总有机碳、总有机氮与3种活性有机碳在a=0.01或a=0.05水平上相关显著.     

不同水分处理下农田黑土水分特征

采用田间定位试验,利用中子仪原位监测土壤储水量的方法,研究3个水分处理下农田土壤水分特征.结果表明:受长期不同水分处理的影响,适宜水分处理0-110 cm土壤储水量最高,其次为自然降水处理,分别比干旱处理增加了23.4%和12.9%;在大豆生育期内,各水分处理土壤储水量的季节性变化均呈"减小-增加-减小-增加"的趋势,与大豆生育期内降雨分布密切相关;各处理大豆耗水量表现为适宜水分处理>自然降水处理>干旱处理,其值分别为459.4、420.3、326.4 mm;不同时段大豆耗水量表现为在无控水影响的时期(2008-05-01-2008-06-15)大豆耗水量处理间差异较小,而在控水时期差异较明显;从进水量与耗水量的比值可以看出,黑土调节土壤水分的能力较强;干旱处理、自然降水处理和适宜水分处理水分利用效率分别为3.9、4.8和5.4 kg·hm-2·mm-1,表明一般年份灌溉能够提高水分利用效率.     

黑土有机质分解、积累及其变化规律

有机质是黑土肥力的基础,通过区域分析和长期定位试验探索有机质变化规律,结果表明,黑土有机质含量总体呈下降趋势,不同施肥处理对黑土有机质含量变化呈现不同变化趋势。     

土壤团聚体与微生物相互作用研究

土壤团聚体是土壤生态系统中重要的组成部分,影响着土壤的物理、化学和生物学性质,它的形成是生命和非生命物质共同作用的结果,其中微生物是形成土壤团聚体最活跃的生物因素。土壤团聚体和微生物是不可分割的,前者是后者存在的场所,后者是前者形成的主要因素。土壤微生物通过直接改造或物理缠绕、分泌有机物或者改变土壤疏水性等机制影响土壤有机质的分异和土壤团聚结构的形成和稳定;同时,土壤团聚结构的动态变化又反馈控制土壤微生物活动和土壤有机质组分的分异作用,使得土壤团聚结构-土壤有机质组分-微生物群落结构的动态变化之间存在耦合作用。该文首先综述了微生物在土壤团聚体形成中的作用,发现不同种类的微生物对不同粒级团聚体的形成和稳定机制不同,真菌对大团聚体的形成和稳定性起重要作用,来自于植物和微生物的多糖在土壤微团聚体的形成和稳定中起关键作用;其次,微生物在不同粒径团聚体中的组成和分布不同,大团聚体中以真菌为主,微团聚体中以细菌为主;最后探讨了目前应用广泛的研究团聚体中微生物的技术手段和未来研究思路,以期为今后的科学研究提供理论和方法上的指导。