土壤微生物量氮的动态及其生物有效性研究

采用盆栽试验和15N示踪技术对玉米生长期间不同施肥处理黑土土壤微生物量氮的动态变化及其与土壤氮素组分、玉米吸氮量之间的关系进行研究。结果表明,在玉米生长期间,施肥并没有影响土壤微生物量氮的变化趋势,但不同施肥处理土壤微生物量氮的含量明显不同。玉米植株残体的加入,增加了土壤微生物量氮的数量,降低了土壤微生物对肥料15N的释放率。土壤微生物量氮与土壤全氮含量呈极显著的正相关(r=0 727 ),与土壤碱解氮及玉米吸氮量之间均呈显著正相关(相关系数分别为0 528 和0 536 )。土壤微生物量氮和土壤氮素组分对作物吸氮量的通径分析表明,土壤微生物量氮的有效性近于土壤矿质态氮、高于土壤酸解有机氮和非酸解氮。土壤微生物量氮是作物吸收氮素的有效来源。

玉米秸秆还田后土壤胡敏酸变化的谱学研究

采用红外示差光谱、13C-核磁共振波谱和激光解吸质谱对玉米秸秆施入土壤后土壤胡敏酸(HA)的谱学特征的动态变化进行了研究。结果表明,在玉米秸秆施入土壤后土壤HA的变化具有阶段性,在开始的60d,主要是以秸秆含有的类胡敏酸物质(秸秆HA)为基础,腐解产物发生聚合作用形成新的与秸秆HA相类似的HA,并且秸秆分解形成的小分子中间产物与土壤原有的HA发生作用而进入HA结构中。而在施入60d后,碳水化合物和酰胺化合物以木质素分解的残体为核心发生聚合作用形成新HA,且在90d后进入HA中的亚甲基成分发生了转化,并伴随有甲氧基和甲基的产生。玉米秸秆分解形成的中间产物与土壤HA发生聚合反应,一部分形成为亚稳态的聚合体。玉米秸秆施入土壤后,土壤HA的芳香度降低,芳香碳减少,而烷基碳和烷氧碳增加,HA的脂肪族特性增强,同时,羧基碳减少,土壤HA的氧化程度下降,HA的平均分子量降低。

玉米植株残体留田对土壤生化环境因子的影响

采用田间小区试验方法研究了玉米秸秆和根茬留田对土壤生化环境因子的影响。结果表明:玉米秸秆和根茬留田可增加土壤微生物量碳的含量,较对照和单施化肥土壤微生物量碳分别增加38.4％～84.9％和27.2％～51.6％;增强土壤pH值的缓冲性能;改善土壤团聚体结构;有利于土壤中氮、磷、钾、铜、锌、铁、锰等养分的释放与调控,为作物生长创造适宜的土壤生化环境。

玉米秸秆腐解过程中形成胡敏酸的组成和结构研究

采用化学方法和谱学方法对玉米秸秆腐解生成胡敏酸(CCSR HA)的组成和结构进行了研究。结果表明,CCSR HA的碳组成可分成三个部分:脂肪族碳、芳香族碳和羧基碳,它们的含量分别为59.62%、26.94%和13.44%。CCSR HA主要的官能团包括羟基、烷基、羧基、酰胺基、苯环、烷氧基及碳水化合物结构,木质素残体是其骨架,碳水化合物结构或类糖结构及烷基片段是其主要组成单元。其类型属于Rp型胡敏酸。未腐解的玉米秸秆本身就含有类胡敏酸物质(OCSR HA),OCSR HA和CCSR HA的官能团组成上有一定差异,后者结构中,甲基、亚甲基、次甲基、醚键官能团和酚羟基的含量降低,而酰胺成分、游离的羧基、甲氧基、碳水化合物组分相对含量升高,脂族性升高,芳香性降低,芳香度由初始的42.19降至腐解后的29.97,并且与无机物质的结合能力增强。就元素组成的变化看,CCSR HA中C和H元素的含量趋于降低,而N和O元素的含量趋于升高。CCSR HA同土壤胡敏酸相比,糖类结构含量较高,并且以片段的形式与水解木质素残体相连。羧基含量较低,但以不同的连接方式存在着。

有机肥腐解过程的红外光谱研究

对玉米秸秆、树叶、鸡粪及牛粪4种有机肥腐解过程中形成的水溶性有机物(WOM)进行了化学分析并做了红外光谱研究。结果表明,不同的有机肥的WOM总量及各组分的含量有很大的差异,树叶和玉米秸秆腐解形成的WOM中,水溶性胡敏酸(WHA)所占的比例较大;而牛粪和鸡粪腐解形成的WOM中,水溶性小分子有机物(WLOM)所占的比例较大。随着有机肥的腐解,所形成的WLOM中,脂肪族化合物、酰胺类化合物逐渐减少,有机酸的比例不断增大。WHA中的甲基、亚甲基和次甲基的含量升高,脂族性增强,酰胺结构成分逐渐减少。树叶腐解形成的碱提胡敏酸(AHA)的脂肪链结构和碳水化合物成分含量较低。牛粪腐解形成的AHA的脂肪链结构成分和碳水化合物成分含量较高。鸡粪腐解形成的AHA缺乏脂肪链结构成分,碳水化合物成分含量较高。而玉米秸秆腐解形成的AHA在不同的腐解时期有一定差异。

施用玉米残体对土壤有机氮组分特征的影响

研究了施用玉米残体对土壤有机氮组分特征的影响。结果表明:与对照相比,玉米残体(秸秆和根茬)配施化学氮肥,可增加玉米生育前期土壤酸解氨态氮和氨基糖氮含量及整个生育期内土壤酸解氨基酸氮的含量;与单施氮肥相比,可增加玉米整个生育期内土壤酸解氨基糖氮和氨基酸氮含量,同时对酸解未知氮亦产生不同的影响。玉米残体还田改变了土壤有机氮的分布。玉米整个生育期间土壤酸解未知氮的变异系数在土壤有机氮组分中最大,它在土壤供氮潜力中的作用仍需深入研究。

玉米植株残体培肥土壤的研究

采用土培试验对玉米植株残体施入后土壤理化性质及有机质组成的变化进行了分析。结果表明,土壤加入玉米植株残体后,土壤微生物生物量碳和氮含量提高,土壤的阳离子交换量增强,松结合态、联结合态和紧结合态腐殖质的含量增加,稳结合态腐殖质的相对含量下降,土壤中五碳糖和六碳糖的含量升高,土壤胶体活性变强。玉米秸秆和根茬对土壤的培肥作用存在差异。

不同母质发育的东北黑土的粘粒矿物组成研究

东北黑土的成土母质主要是第四纪沉积物,在对红土母质和黄土母质上发育的两种东北黑土剖面土壤进行小于2μm粘粒的化学组成和XRD衍射分析基础上,研究这两种母质上发育的东北黑土的粘粒矿物组成。结果表明红土母质上发育的东北黑土风化脱硅作用较强,以1—1型或2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石,上层土壤粘粒中含有少量绿泥石,母质层含有大量的蒙脱石,不含有绿泥石。在成土过程中,伊利石大量存在,少量绿泥石逐渐形成,蒙脱石向蛭石转化;黄土母质上发育的东北黑土以2—1型粘粒矿物为主,主要含有伊利石、蛭石、高岭石、少量的绿泥石,母质层粘粒中含有长石,经过脱硅作用逐渐消失,有些土壤的母质层粘粒中也含有蒙脱石,粘粒矿物分布相对均匀,矿物间的转化和演化相对简单。

施用玉米植株残体对土壤富里酸组成、结构及其变化的影响

采用元素分析和谱学方法对施入玉米植株残体后的土壤FA的变化进行了研究,结果表明,施入玉米植株残体后土壤FA的C、H、N含量均升高,而O的含量降低,并且C/H、O/C和C/N比值均降低。土壤中FA的羧基含量减少,芳香碳的含量下降,FA的氧化程度降低,芳香度显著下降,FA的分子结构向更为简单化的方向发展。同时,酰胺成分增加,脂族链烃结构成分明显增多。土壤FA与无机矿物质的结合能力相对减弱,FA上的羧基逐渐由羧酸盐的形式向游离的羧基形式过渡。玉米植株残体的加入使FA中糖类结构成分增加。对土壤中FA的影响,施入玉米秸秆和根系残体的处理有一定差别。

玉米植株残体腐解过程的化学分析

对玉米植株残体腐解过程中元素和物质组成的变化进行了化学分析。结果表明 :玉米植株各部分残体元素含量和化学组成及其在腐解中的变化是有差异的。但大部分的碳水化合物和脂肪族化合物氧化为CO2 和H2 O而损失掉。

示差光谱分析在作物残体腐解研究中的应用

采用示差光谱法对玉米叶片残体腐解过程进行了研究，并与常规谱进行了比较。结果表明，用示差光谱可以省去从腐解有机物中除去无机物的纯化过程，得到的红外光谱清晰可辨。

玉米秸秆堆腐过程中形成富里酸的结构分析

采用傅里叶变换红外光谱及~1H和^(13)C核磁共振波谱对玉米秸秆堆腐过程中形成的富里酸(CSR FA)的结构进行了表征.结果表明,玉米秸秆腐解过程中形成的富里酸包括羧基或羰基基团、芳香结构、烷基片断和碳水化合物结构.

核磁共振波谱法研究玉米植株残体培肥对土壤胡敏酸的影响

用核磁共振波谱法研究了施入玉米秸秆和根茬后土壤胡敏酸(HA)的变化。结果表明,玉米植株残体施用后,土壤HA的烷基链变短且多分支;土壤HA的芳香度降低,芳香碳减少,而烷基碳和烷氧碳增加,HA的脂肪族特性增强,氧化程度降低;发生变化最大的时期在施入玉米植株残体60d左右,且玉米秸秆对土壤胡敏酸的影响要大于根茬的影响。

天然沸石改良冷浆型水稻土机制的初步研究

本文的试验结果表明，在冷浆型水稻土上施用天然沸石，能够增强土壤保持养分的能力，使土壤中的有效养分增加，并能提高水稻对氮磷养分的吸收量和水稻对化学肥料的利用率．天然沸石的施用还改善了冷浆型水稻土的质地组成，促进了土壤团聚体的形成，土壤中水稳性大团聚体含量增加，土壤容重降低，同时土壤阳离子交换量增大。但沸石的施用对土壤ｐＨ值无显著影响．

不同母质黑钙土黏粒矿物组成研究

以黄土母质和红土母质发育的黑钙土为研究对象,采用化学分析及X射线分析,对同一气候和地理位置条件下的2种母质黑钙土的黏粒矿物组成及其差异进行研究,并探讨其演化机制。结果表明:2种母质黑钙土的黏粒矿物均以2∶1型矿物为主,黏粒矿物组成一致性高,均含有蒙脱石、伊利石、蛭石、高岭石和石英。但各层次间衍射峰的强度以及部分衍射峰位置略有变化,红土母质黑钙土底层不存在蒙脱石,表层以绿泥石为主,而黄土母质黑钙土在底层存在绿泥石,在成土中后期可能转化为蛭石。红土母质黑钙土与黄土母质黑钙土相比,高岭石衍射峰强度更强,伊利石强度减弱,且随着土层深度的增加,减弱趋势更为显著,说明红土母质在成土早期,气候湿热,土壤风化较为强烈。

秸秆培肥土壤对优先流中养分淋失的影响

为了研究秸秆培肥土壤后对优先流中养分淋失的影响,采用原状土柱模拟养分淋溶的方法,对秸秆培肥后土壤中养分淋失的状况进行了研究。结果表明,土壤经秸秆培肥后,淋溶液中氮、磷和钾的累计含量降低,淋失速度和含量也都有不同程度的降低,但对不同养分降低的效果不同,对阳离子养分的保持效果更好一些,未施秸秆处理的NH4+-N累计含量为秸秆培肥处理的4.54倍;而对硝态氮的保持作用最差,未施秸秆处理的NO3--N累计含量为秸秆培肥处理的2.79倍。说明秸秆培肥土壤对减少养分淋失和降低地下水污染具有一定作用。

玉米根茬还田对下茬玉米生长发育及产量的影响

通过２ 年的大田试验，研究了玉米根茬还田在不同气候条件下，对下茬玉米生长发育和产量的影响。结果表明：影响根茬还田效果大小和好坏的主要限制因素是化肥的配合施用情况及玉米生育期间的降水情况。在降水较好的１９９６ 年，玉米根茬还田使下茬玉米茎秆加粗，吐丝期提前３ ～５ ｄ ，果穗长、果穗重、穗粒重提高，百粒重稍有提高。配合施用化肥，尤其是氮肥，对改善玉米果穗性状及产量有利。在玉米生育期严重干旱的１９９７ 年，玉米根茬还田后，果穗性状及产量不如其刨茬对照，这主要是由干旱时根茬腐解速度减慢，发挥不了留茬的效果，且根茬腐解使通气孔隙增多，消耗较多的水分，导致干旱加重。因此，玉米根茬还田在吉林省降雨较多的中东部地区采用更易发挥作用。

非腐解有机物培肥对水田土壤氧化还原酶活性变化的影响

非腐解有机物的施用，对水田土壤中氧化还原酶动态变化的影响，因土壤酶、有机物料、土壤以及水稻的生育时期的不同而各异。就施用非腐解有机物料对水田土壤氧化还原酶活性影响的共性而言，非腐解有机物料的施用在土壤淹水的前期皆对过氧化氢酶活性的升高有抑制作用，而对多酚氧化酶活性升高有显著的促进作用；在水稻淹水的后期，施有机物料处理的土壤过氧化物酶活性均高于相应的对照处理。

玉米一次性分层施肥技术研究

三种土壤上的田间试验和盆栽试验的结果表明：玉米全肥一次性分层基施明显好于一次性浅基施和一次性深基施，与分期施肥法相比，二者的产量相接近。这种施肥法完全可以代替分期施肥法、并达到省工省力的目的。

玉米根茬还田对玉米根系垂直分布的影响

试验结果表明，玉米根系干重的垂直分布趋势：地上为２０％以上，在０～２０ｃｍ土层内为５０％以上，在２１～４０ｃｍ土层内为１０％以上，在４１～６０ｃｍ土层内为７％左右，在６１～８０ｃｍ土层内为５％左右，在８１ｃｍ以下土层内为４％左右。玉米根茬还田在配施化肥的条件下，尤其是配施Ｎ肥，玉米根重明显增加；不配施化肥则有降低玉米根干重的趋势，这与调节土壤的碳氮比有关。从百分比分布看，根茬还田使玉米地上及０～４０ｃｍ土层内的根系比重增加，Ｎ肥也能增加玉米地上及０～４０ｃｍ土层内的根系比重，而Ｐ、Ｋ肥使４０ｃｍ以下土层内的根系比重增加。