长期连续施用猪粪的旱地红壤肥力健康与花生产量研究

依托中国科学院鹰潭红壤生态实验站内一个连续施肥23 a的旱地红壤-花生作物体系长期定位试验点,重点研究长期施用猪粪对土壤酸度、有机质含量和主要养分等土壤肥力指标与健康的影响。采用由隶属度值制成的雷达图探讨旱地红壤肥力的制约因素,并采用土壤健康指数面积法定量评估土壤肥力健康指数水平,最后以连续施肥23 a后的花生产量验证土壤肥力健康指数的适用性。结果表明,连续23 a的施肥提升了花生地土壤肥力健康水平;与施用化肥相比,施用猪粪大幅降低了土壤可交换性酸度,同时提高了土壤pH值、有机质和氮磷养分含量,从而将整体土壤健康指数从0.70提高到1.20,施用猪粪处理组的花生植株总生物量与花生果粒产量分别是施用化肥组的2.84和2.28倍。因此,长期施用猪粪可有效改善旱地红壤酸度强、养分少等肥力限制条件,提高土壤肥力健康水平及作物产量。     

长期定位施肥对土壤微量元素含量的影响

在25年长期定位试验研究基础上,分析了无肥、N、NP、NPK、N 有机肥和N 秸秆6个不同施肥处理的0～20cm土壤微量元素B、Fe、Mn、Cu和Zn的质量分数变化。结果表明:不同施肥处理的土壤有效B和有效Zn均为增加,分别是试验基础数值的2.9倍～4.7倍和1.0倍～4.7倍。N 有机肥处理质量分数最高,无肥处理最低。有效Fe、Mn、Cu的质量分数除N 有机肥处理的Fe和Cu增加了0.95mg·kg-1和0.43mg·kg-1以外,都呈现出下降的趋势。各处理的土壤全量Fe呈减少趋势,全量Mn、Cu和Zn除无肥处理和Cu除单施N肥处理稍有减少以外,都呈现增加的趋势。全量Cu和Zn以N 有机肥处理质量分数最高,N 秸秆和施用P肥处理次之。施用以垃圾、畜禽废弃物为原料的有机肥以及施用P肥等可以增加土壤微量元素,施肥是影响土壤微量元素质量分数变化的重要因素。     

深耘断根对旱地小麦花后根系衰老及产量的影响

在旱地大田条件下研究了深耘断根对旱地高产小麦花后根系衰老及产量的影响。结果表明,４个处理中以冬前深耘断根最好,起身期深耘断根与对照（不断根）次之,冬前和起身期都深耘断根的效果最差。冬前深耘断根可延迟花后根系活力、根系ＳＯＤ与ＣＡＴ活性、根系可溶性蛋白质含量下降及根系ＭＤＡ含量的升高,从而延迟根系衰老。同时,冬前深耕提高了成穗数及成穗率,使产量提高,因而在旱地高产麦田应提倡冬前深耘断根。图５表１参１     

土壤固相不同组分对镉,锌吸持的研究

本文选用三种不同类型的土壤，用连续提取法依次去除土壤固相中碳酸盐（石灰性土壤）、锰、有机质、无定型氧化铁和晶型氧化铁组分，制得分离某一组分或某几个组分后的土壤钙饱和的样品，藉此研究土壤固相各组分对重金属Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响，研究结果表明，不同土壤去除某一组分或多个组分后对Ｃｄ和Ｚｎ吸持的影响是不同的，土壤固相中组分的相互作用可能是其主要原因。     

施用中量微量元素对小白菜产量和硝酸盐含量的影响

为研究降低蔬菜硝酸含量的施肥技术，在不同质地的土壤上设置田间试验，对小白菜施用不同的中量和微量元素。结果表明，小白菜对施用的各种中量、微量元素在不同质地的土壤上有不同的响应；在合理施氮、磷、钾肥的基础上，有选择性地适量施用中量、微量元素，不仅可提高蔬菜的产量，而且可降低其体内硝酸盐的含量。     

小麦秸秆全量还田对土壤速效氮及水稻产量的影响

通过田间对比试验,研究了小麦秸秆全量还田后不同氮肥运筹模式下水稻产量及土壤氮素供应特征变化的差异.结果表明,总施氮量一致时,与秸秆不还田处理相比,小麦秸秆全量还田降低了后茬水稻生育前期(孕穗期之前)土壤速效氮(硝态氮和铵态氮)含量,而提高了生育后期(孕穗期之后)土壤速效氮含量,且同一生育期,秸秆还田氮肥优化运筹方案B[m(基蘖肥):m(穗肥)=6.5:3.5,m(基肥):m(分蘖肥)=8:2]较氮肥传统运筹方案A[m(基蘖肥):m(穗肥)=5:5,m(基肥):m(分蘖肥)=6:4]土壤速效氮含量高.秸秆全量还田促进水稻生育后期氮素吸收与生物量增加,而抑制前期增长,且同一生育期秸秆还田配套氮肥运筹方案B水稻氮素与生物量累积高于方案A.等量施氮条件下,小麦秸秆全量还田显著提高水稻产量,且氮肥运筹方案B增产幅度更大.施氮量为270 kg·hm-2时,秸秆还田配套氮肥运筹方案B和方案A分别较秸秆不还田处理水稻产量高9.3%和5.3%.秸秆全量还田主要通过增加水稻有效穗数实现增产,有效穗数分别较秸秆不还田处理高6.1%～14.5%.因此,小麦秸秆全量还田配套氮肥运筹方案B是实现水稻高产的有效措施.     

长期定位施肥土壤有效磷与速效钾的剖面分布及对作物产量的影响

通过25年的长期定位试验研究不同的施肥方式对土壤有效磷与速效钾质量分数及水稻产量的影响。研究结果表明：有机肥配合施用氮、磷、钾肥能够大大提高土壤耕层有效磷的质量分数,施肥主要影响土壤耕层有效磷的质量分数,对其它土层影响不明显。有机肥配合施用氮、磷、钾肥能够提高土壤耕层速效钾的质量分数,对20~40 cm土层土壤速效钾质量分数也有提高作用。化肥配合有机肥施用稻谷的产量高于单施化肥或单施有机肥,单施化肥或单施有机肥稻谷的产量高于不施肥的对照。因此,为了提高土壤肥力与作物产量,最好的培肥方式是有机肥配施氮磷钾肥。     

石灰性土壤中磷锌对小麦生长及锌吸收分配的影响

针对磷锌在土壤-植物系统中复杂的交互作用,文章采用盆栽试验,研究了石灰性土壤中施磷肥对小麦生长及吸收锌的影响,结果表明,施锌明显增加了土壤中DTPA提取态锌的质量分数,且土壤中wDTPA提取态锌随着施磷质量分数的提高逐渐增加;不同施磷质量分数背景下,随施锌质量分数的提高小麦茎 叶 籽粒壳的干重有所降低,却增加了小麦籽粒的干重;在各质量分数锌背景下施不同质量分数水平磷,明显地降低了小麦茎叶中锌的质量分数,但提高了籽粒中锌的质量分数,并增加了锌累积量;小麦地上部锌质量分数和锌累积量均随施锌水平的增加而增加.因此,石灰性土壤中施磷肥提高了土壤中锌的有效性,促进了小麦生长,降低了小麦茎叶中锌的质量分数,促进了锌元素从植株向籽粒的运输,增加了小麦籽粒中锌的质量分数,促进了小麦地上部分对锌元素的总吸收量.     

除草剂对强筋小麦产量及生理特性的影响

在盆栽和大田条件下,研究4种除草剂对2个强筋小麦品种(“临优145”和“临汾138”)产量及生理特性的影响.结果表明,在推荐用量下,除草剂对成穗数、穗粒数和穗长的影响较小,对株高、千粒重、旗叶叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率及灌浆进程影响较大.2,4-D丁酯使旗叶SPAD值、净光合速率一直较低,千粒重降低;“巨星”在灌浆前期使旗叶SPAD值、净光合速率保持较高,灌浆中后期快速下降,并使灌浆持续时间相对缩短,千粒重最低,较对照分别低2.40g和0.84g;而“世玛”使灌浆前中期SPAD值和净光合速率较低,但下降相对缓慢,使灌浆持续时间分别延长3.48d和1.86d,“库”容增加,千粒重分别提高1.18g和1.05g,同时具有一定的降低株高作用;“骠马”虽使灌浆持续时间延长,但影响相对较小.除草剂对籽粒生长模型参数的影响,品种间存在一定差异,除草剂对“临优145”初始生长势、快增期和缓增期持续时间、快增期和缓增期平均灌浆速率影响较大,而对“临汾138”的这些指标以及总灌浆持续时间影响较大.分析旗叶光合特性、灌浆进程、千粒重及产量间的相关性,表明除草剂主要是通过旗叶生理和灌浆进程来影响千粒重和产量.图1表7参19     

长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性影响的研究

为探讨长期施肥对旱地土壤杂草种子库生物多样性的影响,我们在安徽蒙城地区的一个长期肥料试验定位监测点开展了相关研究。采用镜检法对旱地土壤表层（0～15 cm）中土壤杂草种子的种类进行鉴定并计数,记录杂草种子22种,隶属15科。不同施肥处理区杂草种子丰富度以NP1/2K区最高（14.7种）,PK区最低（10.7种）;其中陌上菜（Lindernia procumbens）、栗米草（Mollugo pentaphylla）、醴肠（Eclipta prostrata）、泽星宿菜（Lysimachia candida lindl）四种杂草的种子密度较大,分别在不同的处理区占据优势;从整个试验区来看,烟台飘拂草（Fimbristylis stauntoni）在所有处理中的密度都比较大,处于优势地位。长期不同施肥方式下,农田土壤杂草种子库的物种多样性有显著差异：PK区Shanon-Wiener指数大于其他处理区,但是Simpson优势度指数最低;NPK区Simpson优势度指数最高;PK、CK区Pielou均匀度指数大于其他处理区。田间杂草种子库的群落结构及其物种组成也发生了一定的变化,Whittaker指数表明,与不施肥处理相比较,半量的P和缺N的影响最显著,缺P次之,缺K和平衡施肥则没有显著影响。Sorenson群落相似性指数和Bray Curtis指数聚类分析结果表明,与不施肥相比较,长期施用N、P、K肥能显著改变旱地土壤杂草种子库的组成。本研究表明长期平衡施肥处理更有利于维持和保护旱地土壤杂草种子库的生物多样性。     

水稻小麦种植模式下长期定位施肥土壤氮的垂直变化及氮储量

为了研究不同的施肥方式对土壤全氮变化及氮储量的影响,1981年在湖北省农业科学院南湖试验站设置了施用有机肥与化肥的长期定位田间试验,2006年水稻收获后田间取样分析每个处理不同土层的全氮含量与氮储量。研究结果表明：与对照相比,单施化肥与单施有机肥0～20cm土层土壤的容重下降,化肥添加有机肥比相应的单施化肥的容重要低一些。除了对照之外,其它处理都是0～20cm土层土壤全氮含量高于其它土层,氮肥配施有机肥处理0～20cm土层土壤全氮含量最高。除了氮磷钾肥配施过量有机肥处理外,化肥配施有机肥处理土壤的全氮含量都高于单施化肥或单施有机肥处理,20～40cm土层土壤全氮含量具有相似的规律。在0～20cm土层,与对照相比,单施氮肥及氮磷肥不能增加土壤全氮储量,但是化肥配施有机肥能够增加土壤全氮的储量。单施氮磷钾肥及单施有机肥也能够增加土壤全氮的储量。在0～20cm土层,氮肥配施有机肥处理的土壤全氮储量最多,达8.82t·hm-2,而氮肥处理的氮储量最低,仅为5.38t·hm-2。在100cm深度,与单施化肥及单施有机肥相比,化肥配施有机肥都增加了土壤全氮的储量。     

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。     

辽西褐土施肥及养分循环再利用中长期试验 Ⅱ. 土壤养分收支

持续10a的田间试验结果表明,在保持农业系统养分循环再利用的基础上,根据土壤养分供给力设计化肥施用量,可以在实现作物高产的同时,平衡土壤养分收支,从而避免土壤中肥料养分（主要是氮）过剩而进入环境。     

长期定位施肥对土壤磷、钾素动态变化的影响

23年定位施肥试验的结果表明，不施肥和单施氮肥的土壤，其有效磷质量分数迅速下降，前3年比播前降低约50％，自第7年开始比播前降低2／3左右，降至4-5μg／g之后处于稳定状态。土壤全磷质量分数始终保持在0．40-0．50g／kg的水平，有机磷略有增加。施有机肥以及有机肥与氮肥配施的土壤，其有效磷和有机磷质量分数增加显著。单施氮肥的土壤，其速效钾、缓效钾质量分数均降低，全钾质量分数变化不明显。在每年每公顷单施含钾150．0kg、300．0kg的有机肥或与138kg、276kg氮素配施的土壤中，以单施含钾300．0kg的有机肥的土壤的钾素盈余量最多，并随配施氮量的增加而盈余量减少。试验23年后的土壤，其钾素盈余量与土壤速效钾、缓效钾质量分数均有极显著的相关性，而与全钾质量分数的相关性小大。     

Effect of long-term application of corn stalks and inorganic fertilizers on fluorescence characteristics of water extractable organic matter in a meadow black soil of northeast China

ABSTRACT

Returning crop residues into fields, either alone or in combination with inorganic fertilizer, is considered as a practical way to enhance soil fertility. However, information concerning the effects of crop residues and inorganic fertilizer application on water extractable organic matter (WEOM) in soil is scarce. The aim of this study was to examine the 10-year effect of corn residue (CR) return with or without the application of nitrogen, phosphorus, and potassium (NPK) fertilizer on the quantity and quality of WEOM in a black soil of northeast China by means of ultraviolet absorbance, fluorescence excitation--emission matrix, and derived spectroscopic indices. The application of NPK fertilizers and CR, alone or together, increased the content of total soil organic carbon (SOC), water extractable organic carbon (WEOC), and ratio of WEOC/SOC, with the sequence being NPK + CR > CR > NPK > CK. Compared with control treatment, the individual application of NPK fertilizer decreased the aromaticity of WEOM. In contrast, elevated proportion of tryptophan-like fluorophore and microbially derived fulvic acid-like components with low molecular weight was detected in the WEOM. The amendment with CR alone resulted in increase in aromaticity of WEOM and proportion of plant-derived humic acid-like component with large molecular weight, accompanied by reduced proportion of tyrosine-like compounds. For the soil with CR restoration, the application of NPK fertilizer increased aromaticity of WEOM, and large molecular weight fulvic acid-like and humic acid-like compounds were found. However, the proportions of tyrosine-like and tryptophan-like compounds were diminished. The quantitative and qualitative analysis of WEOM using fluorescence spectroscopy describes responses to be observed in long-term different fertilization strategies.     

IFC增效微肥对小白菜产量和硝酸盐积累的影响

在江苏省沿江高沙土地区如皋综合试验示范基地进行蔬菜田间试验 ,研究IFC增效微肥对减少小白菜硝酸盐积累的效果。各处理在相同用量磷钾肥和不同用量氮肥的基础上将 30kg·hm-2 的IFC增效微肥拌入蔬菜基肥中一次性施用 ,以不施IFC增效微肥作对照 ,进行成对比较试验。研究表明 :适量施用IFC增效微肥能显著增加蔬菜产量和氮素累积量 ,降低作物体内含氮率和硝态氮含量 ,并降低氮素对土壤及地下水的污染。     

Effect of zinc oxide nanoparticles on the trace element contents of soils

In the last few decades, metal oxide nanoparticles have shown impact in various areas, and such an impact causes an increased release in a different environment like soil, water, or air. A limited number of studies on soils showed that the biochemical parameters were affected by the metal oxide nanoparticles. However, the influence of metal oxide nanoparticles on soil elements has not been investigated. For this aim, zinc oxide nanoparticles were applied to two different soils; also, the effect of planting on soil elements was investigated via the cultivation of various plants roots (taproots, fibrous, bulb). Soils were treated with zinc oxide nanoparticles at 0, 1.0 and 20.0?mg during 4 weeks. Then, surface soil samples were collected and digested using an acid digestion procedure. Some biochemically important elements (Ca, Zn, Mg, Fe, Al, Cu, Co, Ni) were determined using a microwave plasma atomic emission spectrometer. The effect of time and dose-dependent zinc oxide nanoparticles on the element contents of different soils was investigated during planting, and the results were statistically evaluated.     

施硒肥方式对强筋小麦产量、硒累积分配及籽粒营养品质的影响

采用二因素裂区设计,设置8个处理,研究有机富硒肥施硒量与施硒方式对强筋小麦生长、产量、硒在小麦不同器官中富集状况以及籽粒营养品质的影响.结果显示:与不施有机富硒肥比较,播种前土施有机富硒肥使强筋小麦总生物量、籽粒产量、各器官(根、茎+叶、颖壳+穗轴、籽粒)干物质量分别提高1.0％-14.7％、2.4％-42.4％、1....