长期施肥对太湖地区水稻土磷素转化的影响

对江苏常熟生态站长期施肥条件下的水稻土进行了磷素转化的研究.结果表明,不同施肥处理的土壤全磷(T-P)含量为926~934mgkg-1,只有对照(CK)比本底值下降0.49%,其它施肥处理的T-P含量都比本底值增加14.24%~28.0%,增幅最大的是半数秸秆 磷肥(1/2OM NPK)处理(28.0%),增幅最小的是NPK(氮磷钾)处理(14.24%).增幅最大的1/2OM NPK处理的T-P含量比CK增加28.0%,年平均增加2.9%;增幅最小的NPK处理的T-P含量比CK增加14.8%,年平均增加1.5%.有机磷(Po)占全磷(T-P)的比值小于无机磷(Pi)占全磷的比值,即:Po/T-P(15%~23%)O-P(143~101)>Fe-P(103~54)>Al-P(65~29)>Ca8-P(45~18)>Ca2-P(22~3);1/2OM NPK处理能增加水稻田土壤中的Al-P和Fe-P含量,而施用NPK肥有利于水稻对Al-P和Fe-P的吸收,因为NPK处理的土壤中Al-P和Fe-P含量只比CK大而比其它处理低;施磷肥会增加水稻土中O-P的含量.图3表3参23     

长期施肥对红壤性水稻土活性碳的影响

在23年的长期田间定位试验区,研究了不同施肥对红壤性水稻土活性碳的影响。结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪 紫云英绿肥)(OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤微生物量碳含量、潜在可矿化碳含量和可溶性有机碳含量均随土层深度的增加而降低;不同施肥处理土壤微生物量碳含量、潜在可矿化碳含量和可溶性有机碳含量从高到低顺序都为:NPKM>OM>NPK>CK,长期施用肥料,特别是施有机肥与无机肥配施能提高土壤微生物量碳、潜在可矿化碳和可溶性有机碳含量,从而保持和提高土壤碳库质量。同施肥处理A层的土壤活性碳占土壤有机碳的比率显著大于P层;同施肥处理同发生层各土壤活性碳占土壤有机碳比率从高到低的顺序为:潜在可矿化碳的比率(R2)>微生物量碳的比率(R1)>可溶性有机碳的比率(R3);同施肥处理同发生层土壤活性碳占土壤有机碳比率R1、R2、R3大小顺序都为:NPKM>OM>NPK>CK。除P层微生物量碳和可溶性有机碳之间外,土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。     

长期不同施肥措施对红壤水稻土有机碳和养分含量的影响

将红壤丘陵地区的荒地开垦为水田不仅可以防治土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文研究了红壤荒地垦殖为稻田,长期定位施肥15年后不同施肥措施下水稻土的有机碳和养分含量特征.结果表明:不同施肥措施包括不施肥条件下,15年水稻垦殖都提高了土壤肥力.不同施肥措施水稻土的pH提高了0.9～1.3个单位.耕层土壤有机碳含龟达到8.19～1O.13 g·kg-1,全氮含量达到0.89～1.20 g·kg-1,有机碳与全氮含最都有明显提高,且有机碳和全氮含量之间相关性极显著.水稻土耕层全磷含量在0.25～0360 g·kg-1之间,有效磷含量在2.2～20.9 mg·kg-1之间,化学磷肥的培肥效果好于有机肥(猪粪),有机无机磷肥配施能显著提高土壤全磷和有效磷库.土壤全钾还未有明显变化,土壤速效钾含量在40.4～142.5 mg·kg-1之间,不同施肥措施除氮钾肥处理外都造成了土壤速效钾含量下降,秸秆还田到目前为止对于土壤速效钾含量还没有明显作用.     

不同农业施肥制度对红壤稻田土壤磷肥力的影响

采用田间定位试验研究了几种不同农业施肥制度对红壤稻田土壤磷肥力的影响．结果表明：（1）在移耕农业、施化学N肥和NK胆施肥制下，农田系统磷素亏缺量大，7年间达140mg/hm2以上，土壤有效磷降低；（2）有机农业和施化学P肥施肥制可促进农田系统磷素平衡，改善土壤供磷状况，提高稻株含磷量和磷累积量；（3）在有权无机结合施肥制下，农田系统土壤磷素盈余量大，7年间共达200mg／hm2以上，并可改善土壤磷组分，增加土壤有效磷含量，促进水稻对磷的吸收．     

长期施肥对水稻土酶活性及理化特性的影响

为了明确不同施肥种类对水稻土土壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,P,K,NPK,2倍NPK,NPK＋猪粪）水稻田耕层（0-20cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）施P（配施或单施）增加土壤全P、速效P含量,平衡施肥配施有机肥（NPK＋猪粪处理）土壤的有机质、全P、速效P、全N、速效N均显著增加,所有施肥处理间pH值差异均不显著;2）除了NPK处理土壤脲酶活性最高外,平衡施肥配施有机肥土壤转化酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性均较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶活性与土壤全P量呈负相关,过氧化氢酶、脲酶、转化酶与全N、有机质、速效N、速效P呈显著或极显著正相关;因此,水田土壤长期平衡施肥配施有机肥,能显著提高土壤肥力,增加土壤酶活性,有益于土壤生产力的持续提高。     

长期不同施肥处理对红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的影响

江西红壤生态试验站长期定位试验中不同施肥处理红壤水稻土酶活性及微生物群落功能多样性的研究结果表明,不同施肥条件下土壤酶活性及微生物群落功能多样性差异较大,土壤脲酶和脱氢酶活性可以作为土壤肥力的指标。经过20 a施肥管理及水稻种植,土壤酶活性及生物量有很大提高;但是B IOLOGTM生态测试板测定结果显示,施肥使微生物生物群落物种丰富度有所减少,施P土壤酶活性、微生物群落功能多样性均大于未施P土壤,采用秸秆还田处理的群落物种均一性高于未采用秸秆还田处理。     

施用氮肥对不同肥力红壤性水稻土硝化作用的影响

通过室内培养试验,研究了施用尿素、硫铵条件下不同肥力红壤性水稻土的硝化作用变化特征,以明确土壤肥力和施用氮肥对红壤性水稻土硝化作用的影响.结果表明,不施氮条件下,不间肥力红壤性水稻土硝化作用表现为高肥力土壤<低肥力土壤.施用尿素条件下红壤性水稻土硝化作用显著增强,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比不施氮对照升高了75.8%和357.1%,而低肥力土壤则分别升高了52.0%和146.9%,硝化作用强度表现为:高肥力土壤>低肥力土壤,360 mg·kg-1施氮量>120 mg·kg-1施氮量.施用硫铵条件下红壤性水稻土硝化作用强度降低,120和360 mg·kg-1施氮量下,高肥力土壤平均硝化速率分别比对照降低了41.8%和74.7%,低肥力土壤则分别降低了3.1%和65.3%,硝化作用表现为:低肥力土壤>高肥力土壤,120 mg·kg-1施氮量>360 mg·kg-1施氮量.     

长期施肥对旱地红壤肥力和酶活性的影响

为了明确不同施肥种类对旱地红壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,NP,NPK,2倍NPK,猪粪,NPK＋猪粪）旱地红壤玉米田耕层（0～20 cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）全N含量各处理间差异不显著,单施N肥显著增加土壤速效N,施有机肥处理（NPK＋猪粪,猪粪）土壤的pH值、有机质、全P、速效P均显著增加;2）除了2倍NPK处理土壤脲酶活性最高外,施有机肥土壤的转化酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性也较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶与全N、有机质、速效N呈显著或极显著正相关;因此,红壤旱地通过长期施用有机肥或与无机肥配施,不仅能显著提高土壤肥力,而且能增加土壤酶活性,从而显著提高土壤持续生产力。     

长期不同施肥对红壤Cu和Cd含量及活化率的影响

对始于1990年的红壤旱地施肥长期定位试验的6个处理包括对照(不施肥,CK)、施氮(N)、氮磷(NP)、氮磷钾(NPK)、氮磷钾+有机肥(NPKM)和有机肥(M)的历年耕层土壤重金属Cu和Cd全量和有效态含量进行分析,以阐睨长期不同施肥条件下红壤Cu、Cd含量及活化率变化特征.结果表明,16 a连续不施肥或施用化肥(N/NP/NPK)条件下土壤Cu、Cd全量和有效态含量基本保持不变;Cu活化率随施肥时间变化不显著,但Cd的活化率在施肥后期(1996-2006)呈明显上升趋势,在施氮处理上高达95.7%;不施肥和配施化肥下Cd的活化率与土壤pH值呈极显著负相关.化肥配施有机肥(NPKM)和单施有机肥处理(M)的土壤中Cu、Cd全量和有效态含量及其活化率随时间均呈显著上升趋势;土壤Cd含量从1990年的0.12 mg·kg-1 上升为2006年的1.31～1.48 mg·kg-1,平均年上升0.08～0.09 mg·kg-1;土壤有效态Cd含量2006年达到0.53～0.58 mg·kg-1,为1990年的18.0～19.9倍;Cd活化率与土壤有机质含量呈显著正相关.长期施用有机肥红壤Cu、Cd含量超标严重,土壤Cu和Cd全量之间达极显著相关(r=0.887**,n=30),其来源具有一致性,有机肥为环境带来的风险应予以重视.     

长期不同施肥对水稻土交换性钙、镁和有效硫、硅含量的影响

为探明合理施肥和土壤培肥的理论依据,研究了4种长期定位施肥(CK、NPK、OM30、OM60)对湖南主要水稻土交换性钙、交换性镁、有效硫、有效硅含量的影响.结果表明,长期不同施肥改变了供试水稻土中上述养分的含量.在含钙较低的黄泥田、河沙泥、红黄泥中,施肥使土壤交换性钙含量显著升高,在相同土壤中其含量高低依序为OM30,OM60,NPK;在含钙较多的青灰泥、白鳝泥、紫潮泥中,施肥使土壤交换性钙含量降低.降低幅度与施入的有机肥量呈负相关.在黄泥田、河沙泥、青灰泥、白鳝泥、紫潮泥中,施肥使交换性镁含量降低,而在红黄泥中施肥则使交换性镁含量升高.N-PK处理使含硫较高的黄泥田、青灰泥、白鳝泥、紫潮泥有效硫含量升高,使含硫较低的红黄泥有效硫含量降低;有机、无机肥配施处理(OM30、OM60)使所有试验水稻土有效硫含量升高.施用钙镁磷肥和有机肥能够提高土壤有效硅含量.     

亚热带红壤性稻田的甲烷排放

亚热带红壤性稻田的甲烷排放量为５５．２３９／ｍ２·ａ．不同年度间有差异；在年度内（水稻生长季节）亦有差异．以８月排放最多，其余月份依其排放量的顺序是７月，６月，５月，９月，１０月．甲烷排放率的日变化有规律性，１６时前后出现最大值，６时左右出现最小值，呈单峰型，日变化幅度与天气有关，季节变化比较复杂，无规律性，在不同年度、不同稻季（早、晚季），其变化也不一致．稻田甲烷排放与水稻生产和生长密切相关，水稻的种植和生长是稻田甲烷排放的基础和根源．     

稻田土壤磷淋失潜力与磷积累的关系

了解稻田土壤磷积累对排水和渗漏液中磷浓度的影响,可为稻田磷素淋失预测提供依据.采用室内模拟方法,研究稻田土壤Olsen-P水平与土壤溶液中磷质量浓度之间的关系.结果表明,土壤溶液中磷质量浓度随土壤Olsen-P水平增加而增加,其中,黏土、壤黏土和壤土的Olsen-P超过临界值(分别为84、65和53 mg·kg-1)后,土壤溶液中磷质量浓度显著增加.土壤Olsen-P水平较低时,黏土、壤黏土和壤土的土壤磷素积累与排水和渗漏液中磷质量浓度之间的关系较为相近,这3类土壤溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平存在线性相关关系.而砂土溶液中无明显临界值,砂土溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平间也存在线性相关关系.相同Olsen-P水平时,砂质土壤磷淋失潜力明显高于其他土壤.     

长期不同施肥条件下红壤小麦和玉米季CO2、N2O排放特征

基于中国农业科学院红壤实验站红壤旱地小麦-玉米轮作长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地连续施肥16 a后,不同施肥条件下小麦季和玉米季土壤CO2和N2O的排放特征。结果表明,CO2和N2O排放具有明显的季节性,施肥对土壤CO2和N2O排放有明显影响,且有机肥的施用显著促进了土壤CO2和N2O排放。不施肥对照（CK）、氮磷配施（NP）、氮钾配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）和有机无机肥配施（NPKM）处理小麦季和玉米季土壤CO2累积排放量分别为5 904、8 062、4 298、9 235、14 098和4 708、7 530、5 435、7 089、15 472 kg.hm-2,土壤N2O累积排放量分别为0.34、0.63、0.44、0.62、1.00和0.25、0.39、0.35、0.52、1.73 kg.hm-2,小麦休闲期土壤CO2和N2 O累积排放量平均占小麦生长季的63.52%和28.43%,玉米休闲季平均占玉米生长季的49.98%和32.72%,说明休闲期土壤CO2和N2O累积排放量不容忽视。除玉米季NP、NK、NPK处理外,其他各处理小麦季和玉米季土壤CO2排放通量与5 cm深处土壤温度显著相关;而土壤N2O排放通量与土壤温度间均未表现出显著相关性;除NPKM处理外,其他各处理土壤CO2或N2O排放通量与土壤水分间相关性均未达显著水平。     

长期不同施肥条件下红壤小麦和玉米季CO_2、N_2O排放特征

基于中国农业科学院红壤实验站红壤旱地小麦-玉米轮作长期定位试验,采用静态箱/气相色谱法,研究红壤旱地连续施肥16 a后,不同施肥条件下小麦季和玉米季土壤CO2和N2O的排放特征。结果表明,CO2和N2O排放具有明显的季节性,施肥对土壤CO2和N2O排放有明显影响,且有机肥的施用显著促进了土壤CO2和N2O排放。不施肥对照(CK)、氮磷配施(NP)、氮钾配施(NK)、氮磷钾配施(NPK)和有机无机肥配施(NPKM)处理小麦季和玉米季土壤CO2累积排放量分别为5 904、8 062、4 298、9 235、14 098和4 708、7 530、5 435、7 089、15 472 kg.hm-2,土壤N2O累积排放量分别为0.34、0.63、0.44、0.62、1.00和0.25、0.39、0.35、0.52、1.73 kg.hm-2,小麦休闲期土壤CO2和N2 O累积排放量平均占小麦生长季的63.52%和28.43%,玉米休闲季平均占玉米生长季的49.98%和32.72%,说明休闲期土壤CO2和N2O累积排放量不容忽视。除玉米季NP、NK、NPK处理外,其他各处理小麦季和玉米季土壤CO2排放通量与5 cm深处土...     

长期施肥条件下水稻土磷素分布特征及对水环境的污染风险

对太湖地区稻麦轮作黄泥土进行23 a长期施肥试验,设14种处理:不施肥(C0)、氮肥(CN)、氮钾肥(CNK)、氮磷肥(CNP)、磷钾肥(CPK)、氮磷钾肥(CNPK)、稻草加氮肥(CRN)、有机肥(M0)、有机肥加氮(MN)、有机肥加氮钾(MNK)、有机肥加氮磷(MNP)、有机肥加磷钾(MPK)、有机肥加氮磷钾(MNPK)、有机肥加稻草加氮(MRN)。结果表明:(1)与无磷处理比较,耕层(0—15 cm)全磷(TP)、有效磷(O lsen-P)和无机磷(I-P)含量均显著增加,有机磷(O-P)含量仅在MNP、MPK、MNPK和CPK处理中显著增加;耕层以下O-P无显著增加,MNPK、MNP、MRN和MN处理中I-P下移可达25 cm,而MNPK处理中TP及MNPK、CNP处理中O lsen-P下移可达30 cm;耕层磷素积累量及磷素下移深度与施磷量、施肥模式(化肥磷、有机肥磷;单施、混施)和磷素形态有关。(2)有机肥I-P下移深度比化肥I-P深。(3)不同施肥处理对水体环境存在不同的污染风险,其中以MNPK处理下土壤磷素对水体环境的污染风险最大;地表水的污染风险大于地下水,稻季的污染风险大于麦季,丰水年的污染风险大于平水年。     

红壤溶磷菌的筛选及溶磷能力的比较

对不同利用方式下红壤的溶磷菌进行筛选,得到7株优势菌株,观察并测定了各初选菌株的菌落特征、生长速度及溶磷能力。结果表明,7株溶磷菌株的HD/CD值(溶磷圈直径HD与菌落直径CD的比值)范围在1.47~3.45之间,有效溶磷量在11.27~136.27 mg.L-1之间,均具有较强溶磷作用。其中,CY06菌株在固体培养条件下的HD/CD值和液体培养条件下的有效溶磷量均显著高于其他菌株,且该菌株对磷酸铝的有效溶磷量显著高于其他难溶磷酸盐,有望成为开发红壤高效微生物磷肥的优良微生物资源。     

一株高效解磷细菌的筛选及其在红壤性水稻土中的施用效果

解磷菌能使土壤中被活性铁、铝等吸附固定的难溶性或不溶性的非有效态磷转化为易于被植物吸收利用的有效态磷,从而大大提高磷肥的利用率.通过对江西鹰潭红壤分离筛选,获得一株性状稳定的高效解磷细菌T4.经鉴定,菌株T4为伯克霍尔德菌属(Burkholderia sp.);T4溶解AlPO4、磷矿粉的能力均比较高,分别为334.2 mg L-1、193.1mg L-1;研究了各种理化因子对T4解磷能力的影响,确定了T4的最佳培养条件为乳糖15 g L-1,KNO3 1.0 g L-1,pH为7.0,温度为30℃,在该条件下T4溶解AlPO4的量为806.3 mg L-1.在江西鹰潭红壤性水稻土的施用试验表明,将菌株T4制成微生物菌剂施用于水稻田可起到减施化肥的作用.图6表2参28