不同施肥处理对花菜-毛豆轮作系统碳收支的影响

基于蔬菜生长季的时间尺度,从土壤固碳量和净生态系统碳收支(NECB)两个角度,研究等氮条件下,不同施肥模式对花菜-毛豆轮作系统碳收支的影响。试验为大田小区试验,设置单施化肥(H)、商品有机肥配施化肥(HY)、秸秆堆肥配施化肥(HJ)3个施肥处理,旨在探索菜田减排增汇的施肥模式。研究结果显示,(1)有机肥料配施化肥能显著提高土壤固碳量,HJ、HY固碳量分别比H高191.38%和73.10%;土壤固碳量与肥料中有机质的含量有关,HJ固碳量比HY高68.32%。(2)各施肥处理NECB为302~5 135 kg·hm~(-2),均为净碳汇,有机肥配施无机肥能显著提高NECB值,平均较化肥处理(H)NECB高出约16倍。其中,H处理温室气体累积排放量分别比HJ、HY高出10.57%、19.60%,而蔬菜固碳量却较HJ、HY低14.76%、13.87%,表明有机肥配施化肥既可以减排,同时可以提高轮作系统的净碳收支(NECB)。总之,土壤固碳量、系统净碳收支两方面的试验结果均表明:有机肥配施无机肥可以有效提高花菜-毛豆轮作系统净碳汇。综合考虑经济、环保效益,HJ是最佳的施肥模式,不仅可以提高花菜-毛豆轮作系统净碳收支,达到减排增汇的效果,而且可以实现秸秆的资源化利用,降低化肥的施用量,有利于农业的可持续发展。     

设施土壤pH值与有机质演变特征研究

设施土壤的pH、有机质与土壤环境质量及设施栽培作物生产水平密切相关。文章对云南不同区域、不同大棚种植年限、不同轮作制度的设施土壤pH与有机质的演变特征进行研究,结果表明:大棚种植年限长的地区,土壤pH、有机质变化明显;随着大棚种植年限的增长,土壤pH呈下降趋势,有机质含量则呈上升趋势;随着土壤层次的加深,大棚土壤pH逐渐升高,而有机质则逐渐降低;不同轮作方式,花-菜轮作比菜-菜轮作有利于增加有机肥对设施土壤pH的缓冲性。     

稻草还田与冬种马铃薯稻草覆盖对培肥地力的效果

在不同土壤种类、不同土壤肥力的田块进行了多点多年定点试验。经过连续三年早造稻草还田和冬种马铃薯稻草覆盖,4个试验点土壤有机质含量平均提高了0.182％,早晚稻、马铃薯每公顷产量分别提高了1305、1275、3765kg,表明稻草还田培肥地力效果显著,但不同土质的田块其效果有所不同。稻草还田、冬种马铃薯稻草覆盖与合理轮作和平衡施肥相结合将取得更好的效果。稻草还田的土壤肥力越来越高、连年增产,因此,稻草还田是改造中低产田的有效措施,应大力推广。     

生物炭输入对碳酸钙调控油菜生长及重金属富集的影响

采用油菜盆栽试验,研究了1%和5%水稻秸秆生物炭投加量配施碳酸钙对重金属污染的郴州和龙岩土壤的pH值、有机质、油菜可食生物量、重金属累积和富集系数等的影响.结果表明,适量生物炭输入可以促进碳酸钙的调控效果.相比对照,单施碳酸钙可提高土壤pH值,但对有机质没有显著影响.而生物炭配施比单施碳酸钙处理最大可提高土壤pH值0.66个单位,增加有机质含量223.0%.碳酸钙单施可以显著提高油菜可食部分生物量,适量配施生物炭可强化增产作用,与对照相比,郴州土壤中配施5%生物炭的强化效果最好,可提高油菜可食部分生物量36.5%;而龙岩土壤配施1%生物炭效果最好,油菜生物量提高67.4倍.在郴州和龙岩土壤中,碳酸钙单施或与生物炭配施对重金属富集的影响不同.相对而言,碳酸钙在偏酸性的龙岩土壤中配施适量生物炭可更有效地降低土壤Cd、As、Pb在油菜可食部分的富集,降低重金属从土壤向油菜的迁移.总体来看,生物炭配施碳酸钙可以较好地改良土壤、促进植物生长和减少Cd、Pb的富集.     

镉对北京城郊土壤潜在硝化速率的影响

采集北京城郊5个区县的3种土壤褐土、潮土和山地棕壤,通过急性毒性实验,研究了外源添加镉(Cd)对土壤潜在硝化速率(PNR)的影响。结果表明,5个采样点土壤的PNR分别随土壤中总Cd和有效态Cd含量呈先增后减的趋势。所有处理土壤的有效态Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.42,p0.001)优于土壤总Cd含量与PNR的相关关系(R2=0.27,p=0.001)。在土壤总Cd含量和PNR的逐步回归分析中,引入土壤有机质和阳离子交换量(CEC)2个变量可提高其相关性。基于土壤总Cd的EC50(PNR降低至对照50%时的土壤Cd浓度)和有效态Cd的EC50的最大值与最小值之间分别相差2.3倍和3.3倍,而EC10(PNR降低至对照10%的土壤Cd浓度)的最大值与最小值之间分别相差8.5倍和10.8倍。基于总Cd的EC50最低值出现在CEC最小的丰台土壤,而最高值出现在有机质含量最多的灵山土壤,但这2个EC50值未达到显著性差异,表明5个采样点的土壤有机质和CEC虽然在一定程度上影响Cd对PNR的毒性,但不足以引起EC50的显著变化。     

稻-稻-油菜轮作对土壤微生物活性和多样性的影响

水稻(Oryza sativa L.)和油菜(Brassica campestris L.)轮作是中国南方地区常见的耕作制度,其优点在于能够提高农业土地利用率和增强土壤生产力,且能改变土壤生态环境。轮作栽培土壤生态环境的改变对作物生长具有益的作用,而土壤中微生物的变化是土壤生态环境改变的重要因素。因此,研究土壤微生物活性和多样性可为水稻和油菜轮作栽培对土壤质地的影响能够提供理论依据,对维持良好的土壤环境生态系统和农田可持续耕作具有重要的现实意义。以浏阳(短期试验:3 a)和安仁(长期试验:30 a)两地的稻-稻-油菜轮作土壤为研究对象,选取稻-稻连作土壤作为对照比较,分别于2015年7月、10月和2016年4月取样测定稻-稻-油菜轮作和稻-稻连作土壤微生物量碳、氮含量。结果表明:就所测得的浏阳土壤微生物量碳含量而言,稻-稻-油菜轮作比稻-稻连作分别高出16.99%、15.26%、32.33%,安仁土壤则分别高出26.38%、20.18%、35.74%;就所测得的浏阳土壤微生物量氮含量而言,稻-稻-油菜轮作比稻-稻连作分别高出34.63%、17.80%、33.81%,安仁土壤则分别高出14.29%、15.31%、14.58%。采用Biolog ECO技术分析土壤微生物多样性,结果表明浏阳和安仁两地稻-稻-油菜轮作和稻-稻连作土壤平均吸光值(AWCD)变化趋势相同,稻-稻-油菜轮作土壤AWCD值大于稻-稻连作,表明稻-稻-油菜轮作提高了土壤微生物对碳源的利用能力。研究结果表明稻-稻-油菜轮作显著提高了土壤微生物丰富度指数,而对均匀度和优势度指数影响不显著。通过主成分分析可知,3个不同时期土壤微生物对碳源的利用以糖类、羧酸类、氨基酸类为主。     

生物炭对旱作农田土壤理化性质及作物产量的影响

生物炭因其结构和功能特性受到国内外学者广泛关注,在农业土壤改良培肥、固碳减排等方面展现出巨大的应用潜力,但基于田间长期定位试验,开展生物炭对大田土壤理化性质及作物产量的影响研究尚不多见。以西南地区玉米(Zea mays L.)-油菜(Brassica campestris L.)轮作农田为研究对象,通过不同生物炭添加比例的田间定位试验研究了生物炭施用对旱作农田土壤容重、pH值、有机质、矿质态氮、有效磷、含水量等理化性质以及作物产量的影响,试验共设4个处理:单施复合肥、尿素(C0);复合肥、尿素+20 t·hm-2生物炭(C2);复合肥、尿素+50 t·hm-2生物炭(C5);复合肥、尿素+100 t·hm-2生物炭(C10)。结果表明:与C0对比,C5和C10处理均显著降低了土壤容重,降低幅度分别为14.6%和32.5%;C2、C5和C10处理土壤年均pH比对照组分别提高了0.10、0.17和0.15个单位;处理组土壤中有机质含量比对照组分别提高44.9%、137.7%和297.2%;土壤硝态氮含量比对照组分别提高了38.0%、26.3%和88.4%;土壤有效磷含量分别提高了34.8%、135.0%和232.2%;生物炭处理下土壤年均含水量比对照组分别提高了8.8%、29.1%和44.7%。玉米、油菜籽实和均表现为生物炭处理高于对照组。玉米籽实提高7.6%~20.3%,玉米根茎叶生物量提高8.6%~46.8%;油菜籽实产量提高显著,高于对照组15.7%~35.4%,根茎叶生物量提高-17.2%~30.3%。综合来看,本试验条件下,生物炭施用有利于降低土壤容重,提高土壤pH、有机质含量、NO3--N含量、有效磷含量、含水量,显示出生物炭作为土壤改良剂施用于农田能有效改良土壤理化性质和提高耕作性能。     

烟区轮作与连作土壤细菌群落多样性比较

采用从土壤中直接提取土壤细菌总DNA,并用细菌16SrDNA特异性引物进行PCR扩增和变性梯度凝胶电泳（DGGE）的方法,对比研究了贵州福泉烟区轮作和连作对土壤细菌群落多样性的影响,每个处理样品3次重复在DGGE图谱中相似性较高,基本聚在一起,从整体证明了试验操作方法较为精确。由DGGE图谱可知,轮作土壤微生物条带数量15-31条不等,平均为23条。连作土壤微生物条带数量从7-25条不等,平均为18条。分别从每条泳道的条带数和光密度值两方面,对细菌群落多样性指标进行了比较。结果表明,轮作处理细菌群落丰富度指数均大于连作处理,轮作Shannon-wiener和辛普森指数（1/D）均大于连作,表明轮作微生物多样性较连作高,轮作方式可以提高植烟土壤细菌群落的多样性。     

不同种植制度土壤氧化还原酶活性和动力学特征

土壤质量与土壤的生物学性质密切相关,种植制度对土壤生物学特性的影响研究对土壤质量管理具有重要的意义.以黑龙江853农场不同种植制度土壤为研究对象,探讨种植制度对土壤理化性质,过氧化氢酶、脱氢酶活性和动力学特征的影响.主要研究结果:农作物轮作有利于提高土壤全碳含量,而大豆连作和玉米-大豆轮作使土壤有效氮和全氮含量提高,大豆连作土壤pH显著低于其它作物连作及轮作处理,全磷含量显著高于其它处理;2种轮作体系均提高土壤过氧化氢酶活性和催化能力,且催化能力的提高源于酶的Km降低(即酶-底物亲合力提高);玉米-小麦-大豆轮作提高土壤脱氢酶活性及催化能力,其催化能力的提高由2个动力学参数的变化共同决定,禾本科作物连作土壤动力学参数与豆科作物种植(大豆连作及与禾本科轮作)具有显著差异.本文的研究表明,合理的轮作方式是提高土壤生物学活性的有效手段.     

秸秆还田少免耕对冲积土微生物多样性及微生物碳氮的影响

土壤微生物是耕地质量的重要指标,为阐明秸秆还田少免耕对土壤质量的影响及其机理,在成都平原(温江)冲积水稻土区,开展了水稻–小麦/油菜轮作秸秆还田培肥定位试验(2003～2008年),在小麦生长季节,系统研究了土壤耕层微生物数量和微生物生物量的变化特征.结果表明,秸秆还田翻耕与秸秆还田免耕的土壤耕层微生物总量分别增加了51.7%、12.8%,土壤微生物数量增加主要来自土壤细菌数量的增加;从小麦全生育期看,在小麦分蘖期的增加幅度高于小麦播种期和小麦收获后,有利于促进小麦养分吸收与生长发育.秸秆还田少免耕显著增加了微生物生物量,秸秆还田翻耕和秸秆还田免耕处理土壤微生物碳总量分别比对照提高74.1%、25.8%,土壤微生物氮分别提高60.2%和12.1%.秸秆还田循环利用显著增加了土壤微生物数量和生物量,有利于土壤养分循环与转化,有利于提高土壤有机质含量并改善有机质质量,是耕地质量建设的重要途径.     

Integrated effects of slope aspect and land use on soil nutrients in a small catchment in a hilly loess area,China

This study addressed the integrated effect of slope aspect and land use on soil nutrients in a loess hilly catchment in the western Loess Plateau of China. Soil samples were collected from five land-use types: wasteland, cropland, woodland, shrubland and abandoned cropland, at two depths (0–20 and 20–40 cm) in the middle slope position of both north-facing and south-facing slopes. Soil nutrient changes and the relationships between soil nutrients and slope aspect were investigated, based on statistical analysis and expert knowledge. Soil organic matter, total N, total P, nitrate nitrogen and available K of the 0–20 cm soil layer differed significantly between land uses and slope aspects. Soil nutrients in the north-facing slope were better than in the south-facing slope. Revegetation has an enrichment effect, especially on soil organic matter, total N, total P, nitrate nitrogen and available K. Planting of trees, shrubs and grasses could improve soil fertility and favours a policy of revegetation and sustainable land use in the hilly loess area of China. Conversion of slope farmlands into more sustainable land uses, such as shrubland or grassland is a cost-efficient way to achieve soil conservation and ecological restoration. Terracing and the use of agro-techniques for soil conservation, such as furrow-ridging tillage and leaving crop residues on fields, can increase the input of C to soils. Growing crops in rotation with alfalfa and beans could be a promising choice for the sustainability of agriculture and the environment.     

博罗县下村农场土壤养分概况

本文探讨了博罗县下村农场土壤养分含量概况，为今后长期试验研究提供基本理论依据。分析结果表明：下村场土镶有机质含量低，土壤酸性强，不利于土壤肥力的发挥，土壤全量养分Ｎ、Ｐ、Ｋ含量不平衡，速效养分虽然有些较高以至很丰富，但其含量范围大，有相当部分土壤仍很低，所以其供应水平亦很不平衡。而坡地赤红壤则全氮低，全磷不高，全钾则高低差异很大．至于果园土壤（即耕地），养分含量亦很不一致，相差极为悬殊，没有一定的规律性．土壤养分的高低水平，对作物的养分供应起很大的作用。由于下村场土壤养分的不均衡性，在生产管理上，应因地制宜，协调养分含量，以提高施肥效果。根据下村场土壤养分含量的特点，应增施有机肥，改良土壤，并适施石灰以改善土壤酸性，以利于作物的正常生长．     

Modelling dynamics of soil organic matter under different historical land-use management techniques in European Russia

We have analyzed an influence of the traditional agricultural system techniques on the soil organic matter dynamics using the model of carbon and nitrogen cycling in forest ecosystems EFIMOD linked with the model of SOM dynamics ROMUL. Forest stands on the loamy soddy-podzolic soils (Alfisoils) located in the Central European Russia have been taken for the case study. The following land-use management scenarios were simulated: (a) slash-and-burn system with 3 years for crops and 120, 60 and 25 years for forest; (b) three-field crop rotation system with organic fertilization (dung) every 3 and 9 years and the same rotation without fertilization; and (c) short-term field-forest shifting system with 10 years for crops and 10 and 25 years for forest. Analysis of the results showed that the frequency of agricultural use in mixed field-forest land-use systems was crucial for soil organic matter dynamics. Under the short interval between agriculture, the stocks of all soil organic matter pools decreased. Under all scenarios except the three-field crop rotation with fertilization and the slash-and-burn system with 120 years for forest, a strong reduction of soil organic matter occurred after 30-130 years of the agricultural impacts. The highest reduction rates were modelled under the short-term field-forest shifting system and three-field rotation without fertilization. Fertilization led to stabilization of soil organic matter pools and gave a possibility for a long time stable agricultural use.     

水旱轮作改良利用潜育化水稻土的研究

潜育化水稻土存在渍、冷、烂、闭（气）、毒及缺素等障碍因素，采取水旱轮作是改良利用潜育化水稻土极其重要的措施．研究表明，水旱轮作可以改善土壤通气透水性能，提高氧化还原电位，减少还原物质，增加土壤微生物数量及提高其活性，增加土壤速效养分，促进作物生长发育，提高作物产量，并能提高土地利用率，获得全年农业增产增收增值．     

石灰性土壤环境中缺锌机理的探讨

作者认为石灰性土壤中锌活性较低的原因,是由于碳酸盐导致土壤pH上升,在较高pH条件下氧化铁对锌的强烈固定,造成了大量专性吸附状态的氧化铁结合态锌及部份碳酸盐结合态锌,使交换态的有效锌含量很低,同时还证明:自然的石灰性土壤中,松结有机态锌与碳酸盐结合态是活性锌的直接给源,外源加入的锌仅为松结右机态锌。此外,石灰性土壤中各主要土壤的化学组份对外源锌的固定量高伛顺序为:氧化铁>有机质>粘土矿物>碳酸盐>氧化锰:对土壤中原有锌的固定作用大小依次为:粘土矿物>氧化铁>有机质>氧化锰>碳酸盐。     

施用污泥堆肥对作物和土壤的影响

污泥中的有机质、营养成分可为农业生产提供重要的有机肥源,但污泥中的重金属是制约污泥农用的重要因素,为检验污泥堆肥施用后对作物及土壤的影响,文章对污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验研究。结果表明,污泥与稻草或木屑的堆肥作为肥料施用于萝卜(Brassicacampestris)和菜心(Brassicaparachinensis),产量明显提高,部分堆肥产品增产效果优于化肥,且后效明显。堆肥施用使土壤中有机质、各养分含量增加,微生物活动增强、数量增加,然而作物和土壤中的重金属含量也有不同程度的提高。     

Chemical changes in agricultural soils of Korea: data review and suggested countermeasures

The monitoring of chemical properties, including heavy metals, in soils is necessary if better management and remediation practices are to be established for polluted soils. The National Institute of Agricultural Science and Technology initiated a monitoring study that investigated fertility and heavy metal contents of the benchmarked soils. The study covered paddy soils, upland soils, and horticultural soils in the plastic film houses, and orchard soils throughout the Korea from 1990 to 1998. Likewise, 4047 samples of paddy and 2534 samples of plastic house in 1999 and 2000 were analyzed through the Soil Environment Conservation Act. Soil chemical properties such as pH, organic matter, available phosphate and extractable calcium, magnesium and potassium contents, and heavy metal contents such as cadmium, copper, lead, zinc, arsenic, mercury, and cobalt contents were analyzed. The study showed that the average contents of organic matter, available phosphate, and extractable potassium rapidly increased in plastic house soils than in upland or paddy soils. Two kinds of fertilizer recommendation systems were established for the study: the standard levels by national soil average data for 77 crops and the recommendation by soil test for 70 crops. Standard nitrogen fertilizer application levels for cereal crops changed from 94 kg/ha in 1960s, 99 kg/ha in 1970s, 110 kg/ha in 1980s to 90 kg/ha in 1990s. The K2O-fertilizer also changed from 67 kg/ha in 1960s, 76 kg/ha in 1970s, 92 kg/ha in 1980s, and only 44 kg/ha in 1990s. In rice paddy fields, the average contents of Cd, Cu, Pb, and Zn in surface soils (0-15 cm depth) were 0.11 mg kg(-1) (ranged from 0 to 1.01), 4.70 mg kg(-1) (0-41.59), 4.84 mg kg(-1) (0-66.44), and 4.47 mg kg(-1) (0-96.70), respectively. In the uplands, the average contents of Cd, Cu, Pb, Zn, and As in surface soils (0-15 cm depth) were 0.135 mg kg(-1) (ranged from 0 to 0.660), 2.77 mg kg(-1) (0.07-78.24), 3.47 mg kg(-1) (0-43.00), 10.70 mg kg(-1) (0.30-65.10), and 0.57 mg kg(-1) (0.21-2.90), respectively. In plastic film houses, the average contents of Cd, Cu, Pb, Zn, and As in surface soil were 0.12 mg kg(-1) (ranging from 0 to 1.28), 4.82 mg kg(-1) (0-46.50), 2.68 mg kg(-1) (0-46.50), 31.19 mg kg(-1) (0.19-252.0), and 0.36 mg kg(-1) (0-4.98), respectively. In orchard fields, the average contents of Cd, Cu, Pb, Zn, As, and Hg in surface soils (0-20 cm depth) were 0.11 mg kg(-1) (ranged from 0-0.49), 3.62 mg kg(-1) (0.03-45.30), 2.30 mg kg(-1) (0-27.80), 16.60 mg kg(-1) (0.33-105.50), 0.44 mg kg(-1) (0-4.14), and 0.05 mg kg(-1) (0.01-0.54), respectively. For polluted soils with over the warning content levels of heavy metals, fine red earth application, land reconsolidation and soil amelioration such as lime, phosphate, organic manure, and submerging were recommended. For the countermeasure areas, cultivation of non-edible crops such as garden trees, flowers, and fiber crops; land reformation; and heavy application of fine red earth (up to 30 cm) were strongly recommended. Land use techniques should be changed to be harmonious with the environment to increase yield and income. Soil function characteristics should be taken into account.     

不同轮作模式对潮土团聚体及其有机碳分布的影响

为揭示不同轮作模式下潮土土壤团聚体及其有机碳含量变化规律,于2018-2019年在山西大同进行了田间试验.设置处理为油菜—荞麦(RB)、玉米—荞麦(CB)、马铃薯—荞麦(PB)和燕麦—荞麦(OB)4种轮作模式,荞麦—荞麦(BB)连作和休闲—休闲(FF)为对照,测量指标为土壤团聚体组成、稳定性和团聚体内有机碳分布.结果显...     

粤东龙眼立地土壤养分限制因子系统调查

用“土壤养分状况系统研究法”对粤东８ 片龙眼园土壤进行大、中、微量营养元素含量测定、土壤吸附试验及盆栽诊断试验。结果表明,全部供试土壤均缺 Ｎ 和 Ｐ,８８ ％ 土壤缺 Ｋ 和 Ｍｇ ,７５ ％ 土壤缺 Ｃａ 和 Ｓ,６３ ％ 土壤缺 Ｃｕ ,５０ ％ 土壤缺 Ｂ。在缺素土壤中若不配施这些元素,指示作物（ 高粱） 的干物产量分别下降 Ｎ ６０ ．３ ％ , Ｐ６５ ．３ ％ , Ｋ ２９ ．５ ％ , Ｃａ ４６ ．２ ％ , Ｍｇ ３３ ．５ ％ , Ｃｕ １９ ．３ ％ , Ｓ１７ ．９ ％ , Ｂ１５ ．５ ％ 。综合各营养元素的施肥效应及缺乏的普遍性显示,粤东龙眼立地土壤养分限制因子排序为： Ｎ ＞ Ｐ＞ Ｍｇ ＞ Ｋ ＞ Ｃａ ＞ Ｃｕ ＞ Ｓ＞ Ｂ;碱性紫色土则富 Ｃａ 。     

污染土壤中有机质结合态重金属的研究

用物理与化学相结合的方法研究了2个污染土壤剖面中有机质结合重金属（Cd、Cu、Pb和Zn）的分布，把有机质相结合态重金属分为颗粒状有机质（POM）结合的重金属和与细土腐殖质结合的重金属。结果表明，土壤POM对重金属有明品的富集作用，其中〉2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在1．4～3．2、2．5～2．6、2．8—3．9和3．0～3．9之间；而0．05～2mmPOM重金属Cd、Cu、Pb和Zn的富集系数分别在2．7～7．8、3．2～6．4、3．2～9．3和3．2～5．6之间，0．05～2mmPOM组分中重金属的平均富集高于〉2mmPOM组分。POM中重金属的富集程度与土壤重金属的积累呈正相关。有机质结合态重金属占土壤重金属总最的比例随土壤有机质积累而增高，表土层约40％以上的重金属以有机质结合态存在。