两种调理剂对水稻土pH值和重金属吸收的影响

探明两种调理剂对近中性水稻土pH值、重金属有效性和水稻吸收的影响,及其与土壤性质的关系,为调理剂的科学开发及合理施用提供科学依据。选取水淬高炉渣源调理剂(T1)及其腐殖质改性调理剂(T2),分别设置2个施用量梯度(T1L、T1H和T2L、T2H),通过盆栽试验分析了两种调理剂及不同用量对土壤pH值、有效硅、镉、锌、铜含量,以及水稻籽粒和秸秆镉、锌、铜含量的影响。与对照(CK)相比,2个施用T1调理剂处理土壤pH值分别升高0.64和1.02,2个施用T2调理剂处理pH值分别升高0.27和0.56(P<0.05),土壤pH值随调理剂施用量的增加而增加。T1L和T1H处理土壤有效硅含量与CK相比分别提高5和22倍(P<0.05),且显著高于施用T2调理剂处理。与CK相比,T1H处理土壤有效镉、锌、铜含量分别降低37.21%、45.57%和95.30%(P<0.05);T2L和T2H处理土壤有效锌含量分别降低31.55%和30.67%,有效铜含量分别降低6.53%和19.32%(P<0.05)。与CK相比,T1L和T1H水稻籽粒锌含量分别降低23.44%和18.12%(P<0.05);施用T2调理剂后,籽粒和秸秆锌、铜含量无显著变化。土壤pH值、有效硅含量与土壤有效镉、锌、铜含量呈显著或极显著负相关,土壤有效硅含量与籽粒、秸秆镉含量呈显著负相关。研究表明,在近中性水稻土上施用富含硅的强碱性调理剂,既有利于提高土壤p H值和有效硅含量,又可有效降低土壤重金属有效性及其水稻吸收量。

湘南丘陵区水田改旱地后土壤磷的有效性及淋失风险

【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷、水溶性磷和无机磷组分(Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P)的变化特征,通过主成分分析(PCA)和随机森林分析,探究水田改旱地后土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结果】水田改为旱地后,石灰岩、砂页岩发育的土壤有效磷含量分别增加了20.48和17.60 mg/kg (P<0.05),但水溶性磷含量均低于磷素环境阈值;土壤磷活化系数分别提高了2.67和2.22个百分点;Al-P含量分别增加了46.07和51.28mg/kg;石灰岩发育的土壤Fe-P含量增加了62.11 mg/kg。相关分析表明,水田改旱地后,Fe-P、Al-P与磷活化系数呈显著或极显著正相关,PCA和随机森林分析结果表明Fe-P、Al-P是土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结论】湘南红壤丘陵区水田改为旱地后,第四纪红色黏土发育的红壤磷素有效性未发生显著变化,石灰岩和砂页岩发育的土壤磷素有效性由于铁磷和铝磷在全磷中比例的增加而显著提升。3种母质发育的水田改旱地后,其水溶性磷含量均低于环境磷阈值,引发磷淋失的风险较低。

水田改旱地和菜地后红壤酸度和养分变化特征

【目的】以红壤区典型县域祁阳为例,分析不同母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤酸度和养分含量变化特征,为该区合理利用土地防治酸化提供科学依据。【方法】选取18个点位,采集水田及相邻的旱地和菜地,分析土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子、有机质、阳离子交换量和养分含量的变化及其相互关系。【结果】碱性母质发育的土壤pH均显著高于酸性母质发育的土壤。酸性母质发育的水田改为菜地后土壤pH降低了0.48个单位;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤pH分别降低了0.74和0.53个单位。双直线模型拟合分析表明,当水田、旱地和菜地的土壤pH分别低于5.88、5.78和5.63时,土壤交换性铝含量快速升高,且降低一个pH单位土壤交换性铝含量分别增加1.09、2.33和2.93 cmol(+)·kg^(-1)。酸性母质发育的水田改为旱地土壤有机质和全氮含量分别降低了11.06和0.42 g·kg^(-1),而菜地无显著变化;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有机质和全氮含量均显著下降,降幅分别为13.88—17.28和0.57—0.71 g·kg^(-1)。碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有效氮含量分别降低了47.66和42.34 mg·kg^(-1)。两种母质发育的水田改为菜地后土壤全磷、有效磷含量均显著增加,增幅分别为0.41—0.48 g·kg^(-1)和26.79—28.69 mg·kg^(-1)。两种母质发育的水田改为旱地和菜地土壤全钾含量无显著变化;碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤有效钾含量显著升高,分别升高了36.69和65.76 mg·kg^(-1)。相关分析表明,土壤pH与土壤交换性钙和镁、阳离子交换量、有机质含量和全氮含量呈显著正相关(P<0.01);土壤交换性酸和铝与有效磷含量显著正相关(P<0.05),与土壤交换性钙和镁、阳离子交换量、有机质含量和全氮含量呈显著负相关(P<0.01)。【结论】酸性母质和碱性母质发育的水田改为旱地后土壤有机质、全氮含量均显著降低,而土壤全磷、有效磷含量呈增加趋势;酸性母质发育的水田只有改为菜地后土壤才酸化,而碱性母质发育的水田改为旱地和菜地后土壤均酸化;水田改为旱地和菜地后土壤硝化作用增强和盐基离子淋失增加可能是其酸化的主要原因之一。

幼龄果园套种西瓜施肥模式碳足迹评价

近些年我国长江中下游地区果园套种西瓜的种植模式受到广泛关注。为探讨果园套种西瓜在不同施肥模式下的碳排放,于湖南省伊塘镇的幼龄桔园开展田间试验,设置西瓜不施肥(CK)、常规单施化肥(NPK)和有机无机配施(NPKM)模式,探讨3种施肥模式下幼龄果园套种西瓜的产量和净收益差异,并利用生命周期评价方法定量分析西瓜生产生命周期碳足迹,筛选不同施肥模式下对碳排放贡献最大的农业生产要素。结果表明:与CK相比,施肥显著增加了西瓜产量和温室气体排放量,且NPK和NPKM净收益分别增加176.9%和185.2%。CK、NPK和NPKM的总碳排放量分别为1897.19、20682.54和19889.19kg/hm^(2)(以CO_(2)当量计),其中化肥等农资从原料开采到成品产出的生产阶段产生的温室气体是西瓜生命周期碳排放的主要来源。与NPK相比,NPKM的单位面积碳足迹、单位产量碳足迹和单位净收益碳足迹分别降低30.4%、28.8%和32.4%。碳排放贡献分析结果表明,化肥生产是NPK(78.2%)和NPKM(42.9%)碳足迹的主要贡献因子。综上所述,结合碳足迹和经济效益分析,在幼龄果园套种西瓜的种植模式下,有机无机配施的施肥管理模式优于不施肥和单施化肥,同时明确肥料生产技术是制约我国长江中下游地区西瓜生产低碳减排的关键因素之一。

氮肥形态及用量对坡耕地红壤pH的影响机理

【目的】硝化释放氢离子(H^(+))是化学氮肥加速农田红壤酸化的主要过程之一。坡耕地红壤以“酸、瘦”为基本特征且硝化能力弱,厘清不同形态氮肥对坡耕地红壤pH的影响特征,为红壤区坡耕地酸化防治提供理论依据。【方法】开展化肥形态和尿素用量两个玉米盆栽试验,供试土壤为坡耕地红壤。化肥形态试验设6个氮肥形态处理:尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、氯化铵、硝酸钾,施氮量均为N 200 mg/(kg,土);尿素用量试验设置施N 25 mg/kg(N25)、50 mg/kg(N50)、100 mg/kg(N100)、200 mg/kg(N200)、300 mg/kg(N300)、400mg/kg(N400);两个试验均以不施肥(CK1)和只施磷钾肥(CK2)为对照。玉米播种后45天收获,玉米植株样品测定植株生物量及养分含量,土壤样品测定pH、盐基离子、无机氮含量。【结果】与CK1、CK2相比,除尿素外的5个氮肥形态处理土壤pH均显著降低,以硫酸铵和氯化铵处理的降幅最大,为0.74~0.87个单位,其次为硝酸铵、碳酸铵和硝酸钾处理,降幅为0.34~0.37个单位,而尿素处理与CK1无显著差异,但显著高于CK2。当尿素N施用量<200 mg/kg时,土壤pH与CK1无显著差异,但显著高于CK2;施N量为300 mg/kg时,pH与CK2相当但显著低于CK1,而施N量为400 mg/kg时,pH显著低于CK1和CK2(P<0.05)。与CK1和CK2相比,硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵和硝酸钾处理土壤交换性钙、镁离子含量分别降低了0.89~1.74和0.19~0.30 cmol/kg;与CK1相比,尿素N50~N400处理分别降低了0.43~0.81和0.11~0.25 cmol/kg;与CK1、CK2相比,除硝酸钾处理交换性钾离子显著增加外,其余处理交换性钾、钠离子含量无显著变化。与CK1相比,硫酸铵、碳酸铵以及尿素N300和N400处理土壤铵态氮含量增加了18.45~119.36 mg/kg,硝酸铵、硝酸钾以及尿素N300和N400处理土壤硝态氮含量增加了7.26~50.09 mg/kg;与CK2相比,尿素、硫酸铵、碳酸铵以及尿素N300、N400处理土壤铵态氮含量显著增加了16.17~123.60 mg/kg,硝酸铵、硝酸钾以及尿素N300、N400处理土壤硝态氮显著增加了6.40~49.23 mg/kg。与CK1和CK2相比,除硝酸钾处理玉米茎叶镁含量外,各氮肥形态处理玉米茎叶镁含量显著增加,根钙含量均显著增加,且玉米茎叶和根的钙、镁含量均随尿素N施用量的增加而增加。土壤pH与土壤交换性钙、镁呈显著或极显著正相关,与玉米氮、磷、钙、镁、钾吸收量均呈极显著负相关,与玉米钠吸收量呈显著负相关。【结论】在红壤坡耕地上,施用硫酸铵和氯化铵对土壤pH的降低幅度最大,其次为碳酸铵、硝酸铵和硝酸钾,而施用适量尿素不会降低土壤pH。硫酸铵、氯化铵、碳酸铵和硝酸铵主要通过硝化释放氢离子降低土壤pH,而尿素和硝酸钾主要通过促进盐基离子吸收产酸。因此,该贫瘠坡耕地红壤复耕前期化学氮肥施用应以尿素为主。

不同改良材料对红壤酸度的改良作用及玉米生长的影响

通过盆栽试验分析了4种改良材料(生物炭、炭基肥、猪粪、石灰)及其用量对红壤pH、交换性酸、土壤养分以及玉米生长的影响。共设置10个处理:不添加改良材料的对照(CK),添加1%和3%生物炭(B1、B3),1%和3%炭基肥(BF1、BF3),猪粪替代化学氮肥20%和40%(M20、M40),0.02%和0.04%石灰(L0.02、L0.04),M20+L0.02(M20L0.02)。结果表明,与CK相比,BF3、生物炭、有机肥和石灰处理均能维持红壤pH,而BF1处理显著降低了土壤pH,降幅为0.19个单位;B3、BF1、M40和L0.04处理均显著降低了土壤交换性酸含量。BF1和BF3处理较CK土壤碱解氮含量分别增加了83和305 mg/kg;M40处理土壤有效磷含量显著增加4.1 mg/kg,而M20处理无显著差异;B1、B3和BF3处理较CK土壤速效钾含量分别增加46、138和171mg/kg。与CK相比,BF3%处理地上部生物量显著降低37%;各改良措施间以B3处理最高,显著高于BF3、M20、L0.02、L0.04和M20L0.02处理。与CK相比,BF3处理显著增加玉米吸氮量,增幅为32%,而其它处理无显著变化。研究表明,4种改良材料均可以改善红壤酸度;综合作物生长和养分平衡,以生物炭作为红壤酸度改良材料,可适当减少钾肥投入,炭基肥则可减少化学氮、钾肥投入,以猪粪为材料则可减少化学磷肥投入。

作物种植对梯田土壤肥力要素演变的影响

作物梯田种植是减少丘陵坡地水土流失、提高土壤生产力的有效措施。为探究不同作物种植对梯田土壤肥力变化的影响,以梯田撂荒、花生、黄花菜、油茶、苎麻土壤为研究对象,于2010年末开始小区试验,通过对梯田种植5、10年的土壤样品进行养分指标测定、分析。结果表明:(1)丘陵梯田种植5年土壤pH略有降低,10年后均有了显著提高,其中以油茶种植提升效果最为显著。(2)5、10年数据结果显示,梯田种植土壤pH与土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾多个指标呈现出显著/极显著负相关关系。(3)不同作物种植显著提升了土壤肥力,前5年土壤肥力处于迅速提升阶段,5~10年处于稳定阶段,土壤有机质提升效果从高到低分别为苎麻、黄花菜、撂荒、花生、油茶,最高为14.80 g/kg,最低为10.25 g/kg,均比初始土壤有机质含量7.59 g/kg显著提高。(4)土壤肥力状况主成分分析主要以梯田种植年限为因子进行聚集,其次以不同作物种植进行聚集,梯田措施影响程度大于不同作物种植措施。梯田和作物种植措施共同决定土壤肥力的提升,其中苎麻处理土壤肥力提升效果最好。本研究为南方丘陵区土壤肥力提升与梯田可持续发展提供科学依据与支撑。

红壤丘陵区圆叶决明新品种的适应性研究

评价了来源于不同地区的 35个圆叶决明、3个巨蛇决明、3个眨眼决明和 1个多毛决明 ,指出不同圆叶决明品种之间的干物质产量、开花时期和冠高等差异很大。其中 ,有 2个眨眼决明(ATF2 2 17和ATF2 2 19)在舍饲系统中有较大的潜力 ,它们的种子宿存能力强、产量高、根瘤多且结瘤快。圆叶决明的开花时期、生长情况及冠高与原产地的纬度显著相关 ,原产于近赤道区的品种开花迟、株型高 ,原产于高纬度地区的品种开花早、株型矮。早花品种前期产量高 ,但后期产量较低。早花品种越冬后的种苗密度明显比迟花品种越冬后的大。在建植早、建植快的特性上品种间的差异显著 ,这些特性包括发芽 /出苗、幼苗的干重、茎长和根长及结瘤情况 。

南方草食动物生产预测模型——以湖南道县为例

为促使中国南方拥有合理的载畜量和保证其生态系统的良性循环,以湖南道县为南方养殖典型区示例,系统分析南方饲草资源的种类,及其总量计算的方法,探讨南方草食动物发展的潜力,并在此基础上建立草畜平衡的预测模型,并以道县为例对模型进行了验证,同时介绍了该模型的组成和使用情况及其不足。养殖户只需输入一些基本信息,该模型就会以图示方式直观地指导用户进行畜牧生产活动。同时,通过该模型的预测,可以了解南方畜牧业的发展潜力,使畜牧区拥有合理的载畜量,从而使草畜之间达到相对动态平衡。该预测模型的建立对南方畜牧业的发展有着重要的指导意义。

湘南红壤区牧草生产的气候模型

利用湖南省祁阳县的长期气象数据，结合不同牧草的生长特性，建立了一个反映当地牧草生长状况的气候模拟模型，并据此气候模型评价了当地气候条件对牧草生产的影响，鉴定了牧草周年生长的限制性因子。根据气候模型预测出温带牧草的最佳播种时期在１０月中旬至１１月下旬，热带牧草最好在３月下旬至４月中旬播种。牧草生长气候模型还可用于指导牧草品种筛选及牧草生产管理。

磷肥和石灰对红壤墨西哥玉米生长的影响

为推广墨西哥玉米（Zea mexicana）栽培,于2009年采用盆栽试验,研究了南方丘陵区酸性红壤上石灰和磷肥配合施用对墨西哥玉米生长发育的影响。结果表明：施磷（25-200 mg·kg^-1）能显著提高墨西哥玉米的株高、分蘖数和生物产量（P〈0.05）,且其效应基本是随磷肥用量增加而增加;低量石灰下（0.7-1.4 g·kg^-1）,石灰能提高墨西哥玉米的株高和分蘖数,石灰与磷肥有显著的正交互作用（P〈0.05）;高量石灰下（2.1-2.8g ·kg^-1）,墨西哥玉米的株高和分蘖数有所降低;墨西哥玉米的经济产量对低量石灰（0.7-1.4 g·kg^-1）呈现为正效应,对高量石灰（2.1-2.8g·kg^-1）呈现为负效应,以1.4 g·kg^-1的石灰和高量磷为最高产组合。因此,施用1.4 g·kg^-1石灰和高量磷有利于红壤环境中墨西哥玉米生产。

酸性红壤下施磷对墨西哥玉米生长和土壤肥力的影响

采用南方长期施尿素20 a的严重酸化的第四纪红土做土培,以石灰作土壤pH调节剂,研究不同施磷水平对不同酸性红壤下墨西哥玉米生长和土壤肥力的影响。结果表明,同一石灰施用量下,施用磷肥能增加墨西哥玉米植株高度、分蘖数和生物产量,能提高土壤速效P、水溶性Mg质量分数,两者升高的幅度与施磷量呈正相关性,且土壤pH愈高升幅愈大,但对土壤Al饱和度和pH无影响。同一磷肥用量下,施石灰能增加土壤pH、土壤速效P质量分数、植株分蘖数,降低土壤Al饱和度,但对土壤水溶性Mg质量分数变化无影响。

罗顿豆与3种多年生禾本科牧草的混播

在湘南红壤丘陵区以南非马唐(Digitaria smutsii)、索兰德狗尾草(Sorander bristlegrass)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)分别与罗顿豆(Lotononis bainesii)进行混播试验,以探明其最佳混播组合及其混播比率与混播方式。结果表明:本试验中,隔1行罗顿豆种2行南非马唐处理和隔2行罗顿豆种1行南非马唐处理是产草总量潜力较高的栽种模式,散栽50%罗顿豆和撒播50%索兰德狗尾草处理是粗蛋白产量潜力最高的栽种模式;罗顿豆与3种多年生禾本科牧草混播,相同处理下不同禾本科牧草总产量和粗蛋白产量差异明显,当罗顿豆和禾本科牧草用量各为正常用量的50%时,同一禾本科牧草条播与撒播处理对产草总量无显著影响;与禾本科牧草单播相比,次年相应混播处理均能提高牧草总产量和粗蛋白产量。

红壤地区优良牧草圆叶决明新品种的筛选

强酸瘠薄的红壤、冬冷夏热的气候限制了南方红壤丘陵区牧草的生长与宿存。热带牧草难以越冬，冷季牧草难以越夏，成为南方丘陵区草业发展的技术难题。中国农业科学院红壤实验站从１９８７年开始与澳大利亚合作进行红壤地区牧草方面的研究，通过近十年的试验观察，发现威恩...

道县发展草食动物的资源与潜力分析

介绍了道县草食动物养殖资源状况,对草食动物养殖潜力进行综合分析。结果表明,道县的气候、地理环境、饲料资源丰富,当前可用于饲养草食动物的饲料量为51.00万t,可饲养338 550头牛,在目前159 000头的基础上可再增加179 550头;潜在饲料量为26.25万t,可饲养174 320头牛。

道县养牛业现状及肉牛发展产业化探析

因地制宜发展畜牧养殖,是道县新农村建设的重要组成部分。调查结果表明,道县发展肉牛养殖产业化,必须加大政府投入,扩大养殖规模特别是要支持发展养殖大户;改进养殖方式和管理手段,加强草-畜综合发展。道县养牛业实际调查的结果与探析,为其他地区新农村建设提供一些有益的借鉴作用。

湘南红壤丘陵区牧草栽培潜力及发展模式建议

论述了湘南红壤丘陵区生产生态现状及发展牧草的意义、种植条件及面临的问题,概述了近年来在牧草研究上所取得的进展,并提出了该区草业发展的模式。

道县春秋塘村养牛情况调查及道县养牛产业化发展建议

为了摸清当前牛群的生产、结构、管理情况,通过走访口头提问调查。结果表明,道县牛的养殖以散户、自然放牧为主,其养殖规模有待扩大,养殖方式和管理有待改进,草—畜综合发展有待加强。从而得出道县养牛潜力巨大,道县养牛实际调查的结果与建议,对其他地区新农村建设有一定借鉴作用。

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p<0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKM>NPK>M、NKM(p<0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。

长期稻-稻-绿肥轮作对水稻产量及土壤肥力的影响

为探讨湘南红壤稻田多熟制增产潜力,不断提高经济效益和土壤肥力,促进农业可持续发展,从1982年开始,对红壤稻田布置了冬种紫云英(T1)、油菜(T2)、黑麦草(T3)翻压还田对水稻产量和土壤肥力影响的长期轮作制度定位试验。30年的研究结果表明:(1)与冬闲(T4)处理相比,绿肥还田能促进水稻增产,其平均增产效果和年均增产率为:T1>T2>T3,且其增产稳定性较好;(2)与T4处理相比,绿肥还田能显著增加土壤有机质含量,其中T1处理下活性有机质含量显著高于其他处理,且在有机质中所占比例最大;(3)与T4处理相比,绿肥还田能提高土壤全氮、碱解氮含量,加速土壤矿化,促进水稻对磷素和钾素吸收,其中,T1处理下土壤全氮、碱解氮含量显著高于其他处理,T2和T3处理显著高于T4处理,T1处理比T2和T3处理更能促进土壤磷素释放与吸收,致使T1处理土壤全磷累积相对缓慢,也更需要补充外界钾素;(4)稻-稻-紫云英轮作是一种较好的轮作模式。