有机物料还田对草甸土孔隙结构及玉米产量的影响

为了研究有机物料还田对草甸土孔隙结构及玉米产量的影响,优化草甸土耕作层结构、提高作物产量,2019年以吉林省公主岭市的草甸土为试验地,在玉米播种前设置了秸秆浅混还田(CT,0~15cm)、秸秆深混还田(STS,0~35cm)、秸秆和有机肥深混还田(STSM,0~35 cm)、无秸秆还田常规耕作(CK)4个处理。对玉米收获后的土壤进行取样分析,测定0~35 cm土层土壤物理性质和孔隙结构,并采用结构方程模式、Mantel test和随机森林方法分析土壤孔隙结构调控玉米产量的途径。结果表明,经CT、STS和STSM处理后的0~15 cm土层土壤容重与CK处理相比显著下降了5.2%~7.8%(P<0.05),而田间持水量和饱和导水率均呈现上升趋势,分别显著增加了7.8%~16.6%和77.5%~325%(P<0.05);STS和STSM处理进一步显著改变了>15~35 cm土层上述3个土壤物理性质。CT扫描结果显示,有机物料还田显著改善了相应土层土壤结构。与CK处理相比,CT、STS和STSM处理显著增加了0~15 cm土层>1000µm孔隙数量和孔隙度;与CT处理相比,STS和STSM处理>15~35 cm土层>1000µm孔隙数量和孔隙度分别显著增加了1.2倍~1.3倍和47.5%~58.9%(P<0.05)。有机物料还田增加了土壤孔隙的复杂性和连通性。与CK处理相比,CT、STS和STSM处理显著增加了0~15 cm土层的各向异性和分形维数,降低了欧拉数(P<0.05);STS和STSM处理显著改善了15~35 cm土层土壤孔隙结构。不同处理间玉米产量表现为STSM>STS>CT>CK。结构方程模型结果显示,0~15 cm土层土壤孔隙结构可以直接影响玉米产量或者通过影响容重和饱和导水率间接影响玉米产量,而15~35 cm土层土壤孔隙结构只能通过影响田间持水量间接影响玉米产量。0~35 cm土层土壤物理性质和孔隙结构能够解释玉米产量的81.9%,15~35 cm土层对玉米产量的贡献大于0~15 cm土层。有机物料深混还田通过改变0~35 cm土层草甸土物理性质和孔隙分布,增加孔隙结构的复杂性和连通性,优化耕层结构,具备提高玉米产量的潜力,其中秸秆和有机物配合施用的效果优于单独秸秆还田。如果草甸土分布区有机肥源充足,建议利用秸秆和有机肥料进行深混还田可建立良好的土壤肥力,可以有效增加玉米产量。

黑龙江省海伦市耐重茬大豆品种筛选

黑龙江省是我国大豆主产区,其大豆生产发展直接影响我国大豆产业振兴。随着大豆种植面积不断扩大,生产上大面积重茬种植现象普遍,影响大豆产量和品质。为筛选适宜黑龙江省海伦地区种植耐重茬、高产、稳产、优质大豆新品种,文章以16个大豆品种为研究对象,开展耐重茬大豆品种筛选试验。结果表明,沃豆29、克山1号、东生17、鑫兴1号、五豆188抗重茬能力强,为适宜黑龙江省海伦地区耐重茬种植的主推大豆品种。

氮肥施用条件下大豆固氮能力-产量-品质的综合评价

为评价不同氮肥施用条件下不同生育时期大豆品种根瘤固氮能力、产量和品质协同提升情况,文章以不施氮肥处理作为对照,采用主成分分析和隶属函数加权法对不同处理下的大豆根瘤固氮能力、产量和品质进行综合评价。结果表明,不同氮肥处理条件下高蛋白和低蛋白大豆根瘤固氮、产量和品质指标响应不同,各指标间相关性较高。主成分分析表明,4个主成分为影响不同处理大豆根瘤固氮、产质量协同提高系数的主要指标。隶属函数评价和分析计算表明,不同处理条件下低蛋白大豆品种根瘤固氮、产质量协同提高能力大小表现为:VOS-DN>ROS-DN>ROS-GN>ROS-CK>VOS-CK>VOS-GN;高蛋白大豆品种表现为:RPS-DN>VPS-DN> RPS-CK>VPS-CK>VPS-GN>RPS-GN,低蛋白大豆综合评分高于高蛋白大豆。

长期氮磷钾配施提升大豆产量、籽粒养分和异黄酮含量及土壤肥力

【目的】通过长期定位实验,探究长期不同氮磷钾肥配施对大豆产量、品质及土壤理化性状的影响,为黑龙江省黑土区大豆产量、品质提升和土壤质量维持提供技术支撑。【方法】田间试验始于1990年,以‘东生17’大豆为试验材料,设置了不施肥(CK)、磷钾肥(PK)、氮钾肥(NK)、氮磷肥(NP)及氮磷钾平衡施肥(NPK)5个处理,系统分析不同氮磷钾肥配施下大豆产量及其矿物质(磷、钾、钙和铁元素)和异黄酮含量,以及土壤理化性状的变化特征。【结果】与CK处理相比,PK、NK、NP及NPK处理均可提升大豆产量,增幅为5.1%~18.6%;大豆籽粒中钙、铁、钾元素和异黄酮含量均增加,增幅表现为NPK>NP>NK>PK,而籽粒中的磷元素含量对各施肥处理的响应并不显著。与不施肥及各缺素处理相比,NPK处理下钙、铁、钾和异黄酮含量分别增加了6.6%~12.6%、19.9%~54.6%、8.8%~16.3%和14.1%~58.0%。NPK处理下土壤有机质与全氮含量与其他处理差异较小,而碱解氮、全磷、全钾、有效磷及速效钾含量多有显著提升,其中有效磷涨幅最高,达到80.0%;与NPK相比,NK处理土壤有效磷含量及NP处理土壤全钾和速效钾含量分别显著降低了44.4%、19.7%和29.2%。4个施肥处理中,PK处理的增产率和增产值均处于最低水平,且未能有效提升大豆的产量和经济效益。氮肥的农学效率达到14.7 kg/kg,远高于磷、钾肥的1.1 kg/kg和1.3 kg/kg。氮磷钾肥配施处理大豆的经济效益显著提升。【结论】东北黑土区大豆生产中氮肥施用是必不可少,通过氮磷钾平衡施肥不仅可以显著提升大豆产量和经济效益,还可以提升大豆品质、培肥土壤。

不同有机物料还田对白浆土土壤化学计量特征及胞外酶活性的影响

为探究不同有机物料还田对白浆土土壤化学计量特征及胞外酶活性的影响,在东北白浆土地区开展2 a定位试验,设置常规耕作对照(CK,无秸秆无有机肥添加)、秸秆还田(S)、有机肥还田(M)和秸秆搭配有机肥还田(SM)共4个处理。结果表明,与CK相比,施用有机物料均可增加土壤有机碳、全氮和全磷含量,分别增加1.81%~6.91%、1.54%~7.48%和2.04%~7.26%,但对土壤C∶N、C∶P、N∶P无显著影响。施用有机物料均可显著增加土壤碳、氮、磷获取酶的活性,其中土壤氮获取酶活性的增加最为显著,增幅为60.03%~131.15%,且有机肥还田和秸秆搭配有机肥还田对3种土壤获取酶的提升效果优于秸秆还田处理。胞外酶化学计量散点图结果表明,土壤微生物群落受碳和磷的共同限制,而有机物料的投入可缓解这种限制;基于随机森林分析发现,土壤有效磷、碱解氮、微生物生物量碳、微生物量氮和微生物量磷是影响土壤微生物碳和磷限制指标的重要因素。

化肥有机肥配施对黑土团聚体稳定性及其富里酸结构的影响

为探讨化肥有机肥配施对黑土团聚体稳定性及其富里酸结构的影响,依托中国科学院海伦农业生态试验站2001年设置的长期定位试验,分析不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、化肥+15000 kg·hm-2有机肥(NPKM1)及化肥+22500 kg·hm-2有机肥(NPKM2)处理对土壤团聚体稳定性、团聚体富里酸结构及光学特性的影响。结果表明:(1)化肥有机肥配施显著提高了0~40 cm土层>0.25 mm团聚体分布比例,增强了土壤团聚体稳定性;与CK相比,NPKM1和NPKM2处理的0~20 cm土层>0.25 mm团聚体分布比例分别增加6.2%~26.3%和8.4%~50.2%。(2)土壤各粒径团聚体富里酸包含类富里酸、类胡敏酸和类蛋白质共3种荧光组分,化肥有机肥配施提高了类富里酸、类胡敏酸组分荧光强度及百分比和类蛋白质组分荧光强度,降低了类蛋白质组分荧光强度百分比;与CK相比,NPKM1和NPKM2处理>0.25 mm团聚体富里酸的类富里酸和类胡敏酸组分荧光强度分别提高7.0%~30.5%和12.8%~45.4%。同时土壤各粒径团聚体富里酸均受自生源和外生源共同作用的影响(FI(荧光指数)>1.4,0.8<BIX(自生源系数)<1.0),呈现强腐殖化和新近自生源特征(3.0<HIX(腐殖化指数)<6.0)。(3)土壤各粒径团聚体富里酸的SUVA 254、SUVA 280和E 4/E 6值随有机肥施用量增加而增加,芳香性增强,分子结构变简单。相关性分析表明,土壤团聚体富里酸荧光组分、芳香性(SUVA 254)、腐殖化程度(HIX、E 4/E 6)是影响团聚体稳定性的重要因素。因此,化肥有机肥配施通过增加团聚体富里酸荧光组分强度,提高团聚体芳香性和腐殖化程度,进而提高土壤团聚体稳定性。

黑土物理特性变化及改善途径

东北黑土区位于世界四大黑土区之一,因其高肥力和有机质含量而闻名。作为我国主要的粮食生产基地之一,在保障国家粮食安全方面具有重要地位。然而,随着东北黑土地的开垦,养分的失调导致了黑土物理特性的变化和功能的退化,从而使得黑土肥力下降,威胁着该地区的粮食安全和生态安全。黑土物理特性发生变化,主要体现在黑土层土壤容重增加,孔隙度降低,水稳性团聚体减少,田间持水量下降等。采用合理的耕作方式和施肥制度能在不同程度上改善土壤物理特性,从而遏制土壤肥力的不断下降。本文总结了自黑土开垦以来土壤容重、水稳性团聚体、田间持水量和饱和导水率的变化,分析了耕作和有机物料等对土壤物理特性的重要调节作用,讨论了不同保护途径如何通过改善土壤物理特性达到提升土壤肥力的目的,最后从制定合理的耕作体系和有机培肥机制,优化作物种植模式等展望了未来黑土重点研究的方向。

有机物料还田对白浆土物理特性及玉米产量的影响

有机物料还田能够改善土壤物理性质,而对于存在障碍性白浆层的低产白浆土,施用不同有机物料对不同土层土壤物理性质及对作物产量影响研究较少。本研究以黑龙江省双鸭山市852农场管理区内典型白浆土为研究对象,通过连续两年不同有机物料还田的试验,探究无有机物料还田(CK)、秸秆还田(S)、有机肥还田(M)、秸秆+有机肥还田(SM)等在深翻条件下对白浆土全耕层(0~35 cm)物理特性以及玉米产量的影响。结果表明,与对照CK比较,S、M和SM处理分别在0~15 cm和15~35 cm土层显著降低了土壤容重和土壤三相比偏离值,增加广义土壤结构指数;其中SM处理0~15 cm和15~35 cm土层土壤容重较CK分别显著降低4.71%和6.10%(P<0.05)。SM处理玉米产量显著高于其它处理,相比CK年平均增产2935 kg·hm^(−2)。相关性分析表明,15~35 cm土壤孔隙度、土壤容重及0~15 cm土壤容重对玉米产量的影响最为显著,其对玉米产量的贡献度分别达到7.32%、7.31%和6.98%。深翻配合秸秆和有机肥还田可以改善白浆土0~35 cm土层物理特性,促使土壤三相结构分布趋于理想状态,增加玉米产量,可为东北白浆土区域构建适宜作物生长的耕层提供理论依据和技术参考。

氮锌配施对石灰性土壤锌形态及肥效的影响

通过分析石灰性土壤上施用锌肥后土壤中锌的形态变化,研究锌肥的有效性及后效,为指导合理施用锌肥提供理论依据。结果表明在潜在性缺锌的石灰性土壤施锌肥没有明显的增产效果,可增加小麦籽粒锌含量,但不同基因型反应差异很大;土壤中的锌主要以矿物态存在,占全锌91.5%-97.6%,其次为松结有机态锌（1.34%-5.53%）、碳酸盐结合态锌（0.47%-1.55%）;施入土壤中的锌增加了交换态、松结有机态、碳酸盐结合态、氧化锰结合态锌含量,但大部分转化为矿物态;种植小麦可以使土壤中的锌向有效态转化;施氮增加了小麦对锌的吸收,也增加了锌矿化的比例;主成分分析结果表明,交换态、松结有机态和碳酸盐结合态均能不同程度反映土壤锌的有效性,石灰性土壤中碳酸盐结合态和有机结合态锌含量占有较为可观的比例,因此增加这两种形态储备容量是调节和控制土壤锌营养状况的重要措施。

氮锌配施对不同冬小麦品种产量及锌营养的影响

为比较石灰性土壤氮锌配施对不同小麦品种生长及锌营养的影响,选10种本地主要种植小麦品种,进行连续两年的田间试验,测定小麦产量及锌含量。结果表明,在石灰性土壤上单施锌肥和氮锌配施对小麦产量、籽粒锌含量的影响因品种而异。单施锌肥及氮锌配施处理可显著增加土壤有效锌含量,但单施锌肥处理仅增加"西杂1号"、"武农148"、"郑麦9023"籽粒锌含量;氮锌配施增加除"小偃22"外其余9种供试小麦品种籽粒锌含量,增幅为7.3%～54.7%。单施锌肥对小麦锌累积量增加的效果不明显;氮锌配施可显著增加小麦地上部锌累积量,两季分别增加6.5%、29.8%。单施氮肥可显著增加小麦锌吸收,但其主要累积在小麦茎叶部。在石灰性土壤上,单施锌肥虽显著增加了土壤有效锌含量,但对小麦产量及籽粒Zn含量增加有限,氮锌肥配施可取得较好效果。

长期施肥对黑土磷和锌形态转化的影响

【目的】东北黑土地为我国重要粮食生产基地高肥力的黑土仍需施用磷肥以保障粮食高产。探讨长期施肥对土壤磷和锌形态转化机制,为确保黑土区粮食和环境安全提供理论依据。【方法】本研究以设在典型黑土区13年的长期施肥定位试验为研究对象,设不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)、施氮磷钾加不同量有机肥(NPK+OM_1、NPK+OM_2、NPK+OM_3)共5个处理分析土壤不同形态磷和锌含量。【结果】长期施化肥对土壤有机磷含量影响不显著但土壤无机磷含量显著增加;长期不施肥黑土有效磷含量为32.6 mg/kg,长期施化肥加有机肥可显著增加土壤有效磷含量;连续13年施用磷肥,土壤中的磷每年平均累积16 kg/hm^2,其主要以铝磷(A1-P)和铁磷(Fe-P)的形态在土壤中储存,其中约20%仍为有效磷;而磷肥加有机肥的3个处理,连续施用13年后有机磷含量增加了47.2~67.9 mg/kg无机磷含量增加253.4~410.6 mg/kg,土壤全磷平均分别以每年49.4(NPK+OM_1)、64.2(NPK+OM_2)、70.4(NPK+OM_3)kg/hm^2的量累积在土壤中,其中15%~21%仍为有效磷主要以有效性较高的二钙磷(Ca_2-P)、八钙磷(Ca_8-P)、Al-P、Fe-P存在于土壤中,只有10%~21%的磷以有机磷的形态累积在土壤中,并且这个比例随有机肥施用量的增加而降低。黑土长期不施肥土壤有效锌(DTPA-Zn)含量可达1.96mg/kg,长期施化肥、化肥加有机肥均可显著增加土壤DTPA-Zn含量;长期施化肥使黑土酸化,改变了土壤锌形态增加了土壤交换态锌和无定型铁氧化物结合态锌的含量,化肥加有机肥显著增加了除矿物态锌以外的其他各形态锌的含量其中55%~88%以无定型铁氧化物结合态锌储存在土壤中。通径分析结果显示,Ca_2-P对DTPA--Zn影响最大,Ca_8-P、Al-P、Fe-P通过Ca2-P间接影响DTPA-Zn含量。【结论】长期施入黑土的磷主要以有效性较高的无机态磷储存在土壤中,锌主要以无定型铁氧化物结合态储存在土壤中。黑土中磷与锌未表现出拮抗作用且有效性高的Ca_2-P对DTPA-Zn含量的影响最大且二者呈正相关关系。

施生物炭与有机肥对白浆土土壤酶活性的影响

为探讨施生物炭和有机肥对白浆土土壤酶活性的影响,以白浆土为试验土壤进行施生物炭(C_(1):施生物炭15 000 kg·hm(-2)、C_(2):施生物炭30 000 kg·hm(-2))与有机肥(OM)的定位试验,监测施用后3 a肥效,采集土壤测定β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)活性。结果表明,在白浆土上施生物炭和有机肥连续3 a均增加了玉米产量,但从经济效益分析施生物炭仍为负效益,施有机肥为正效益。3 a后仅C_(2)显著增加了有机质含量,其他处理下有机质和全氮含量增加均不显著。与常规处理相比,C_(1)仅显著提高了BG酶活性,提高了82.2%,对其他3种酶活性提高均不显著,C_(2)可显著提高4种酶活性23.1%~47.9%;施有机肥可显著提高AP和LAP酶活性。施生物炭30 000 kg·hm(-2)对白浆土土壤改良效果较好,其后效可维持3 a以上,但经济效益仍为负。因此实际生产中还应以施用有机肥培肥土壤为重,对于出现严重减产的地块可以考虑通过施用生物炭一次性改良土壤。

供锌条件下碳酸钙对小麦幼苗生长和锌吸收的影响

通过营养液培养试验,研究了供Zn条件下添加CaCO3对3种基因型冬小麦(远丰998、中育6号、小偃22)幼苗生长及Zn吸收的影响.结果表明,供Zn和添加CaCO3对小麦幼苗生长量和根冠比均无显著性影响,3种基因型小麦间亦无显著性差异;添加CaCO3诱发了小麦叶片失绿黄化.无论供Zn还是不供Zn,添加CaCO3对3种基因型小麦根、茎、叶各部分的Zn含量及累积量均无显著性影响;与不供Zn处理相比,供Zn会大幅度地提高根、茎、叶的Zn含量和累积量,供Zn使3种基因型小麦植株Zn含量分别增加80·0%、104·8%和139·6%,缺Zn敏感型小麦远丰998植株Zn含量和累积量的增加幅度远小于不敏感型小麦中育6号和小偃22.供Zn和添加CaCO3对小麦幼苗根、茎、叶中P含量均无显著影响,但远丰998小麦根、茎、叶3部分的P含量均明显低于其它两种非敏感型小麦.供Zn使小麦根、茎、叶3部分的P/Zn大幅度降低,添加CaCO3也使P/Zn呈现降低的趋势.不供Zn条件下添加CaCO3能诱发小麦失绿黄化,但Zn吸收量未降低.表明在水培条件下,高含量CaCO3对小麦Zn吸收并未产生明显的抑制作用.

作物高效利用土壤磷素的研究进展

磷素供应是限制作物产量的重要因子之一,作物对磷肥当季利用率较低,其吸收的磷大部分来源于土壤,从而作物对土壤磷的高效利用成为关注热点问题,本文综述了国内外关于磷肥施入土壤后形态转化及其生物有效性,提高作物对土壤磷素吸收利用机制,解磷微生物对土壤无效磷转化机制等方面研究进展,以期为作物对土壤磷素高效利用进一步研究提供参考。

减量化施肥对大豆和玉米产量及效益影响

为明确黑土耕地生产力、施肥情况及肥料利用率状况,本研究在逊克、爱辉、北安、海伦和巴彦进行大豆、玉米减量化施肥试验,结果表明,不施肥大豆产量为1 370kg·hm^(-2)~3 586kg·hm^(-2),变异系数达35%,2014年施肥大豆增产2%~45%,仅爱辉达到显著增产,大豆氮磷钾肥利用率偏低,分别为13.7%~20.9%、5.1%~10.5%、8.0%~20.4%2015年爱辉、逊克、北安施肥处理(NPK、N_2PK和N_2P_2K)均比对照显著增加了大豆产量,然而除爱辉外,与NPK相比增施肥料处理(N_2PK和N_2P_2K)对大豆产量及经济效益增加不显著,单一肥料经济效益氮肥高于钾肥和磷肥,其中磷肥为负效益,大豆N_2PK(N61.5kg·hm^(-2),P_2O_569kg·hm^(-2),K_2O46kg·hm^(-2)处理获得经济效益最高。施肥后玉米增产幅度更高,可达32%~148%,但不同施肥处理间玉米产量差异不显著,增施肥料未能继续增加玉米产量,玉米施磷肥经济效益高于氮肥和钾肥。总之黑土区北部大豆施肥量可减少25%,主要降低磷肥和钾肥施用量,建议为N 60 kg·hm^(-2)P_2O570 kg·hm^(-2),K_2O40 kg·hm^(-2),玉米施肥可减少30%,主要降低氮肥和钾肥施用量,建议为N 150 kg·hm^(-2)P_2O_560 kg·hm^(-2),K_2O 40 kg·hm^(-2)。

黑土锌有效度的物理化学研究法

锌是动植物必需微量元素同时亦是污染土壤的重金属元素,研究黑土中锌形态及其有效度对保护黑土农业生态环境具有重要意义。以黑土13年长期定位试验为研究对象,采用物理化学研究法,分析评价黑土Zn形态转化及锌有效度。结果表明,长期不施肥黑土有效锌(DTPA-Zn)含量可达1.96 mg kg-1,长期施肥可显著增加黑土交换态Zn和无定型氧化铁结合态Zn含量,从而显著提高黑土有效Zn含量,可增至3.3 mg kg-1,对土壤全Zn未有明显增加;配施有机肥可显著增加矿物态Zn以外其他各形态Zn含量,土壤有效锌含量随有机肥施用量增加而逐渐增加,最高可达14.5 mg kg-1。长期施肥使土壤酸化从而降低了黑土对Zn2+的吸附强度和容量,且其吸附的Zn2+更易解吸出来,配施一定量有机肥处理虽未能减缓土壤酸化,可在一定程度上增加土壤对Zn2+的吸附强度与容量,但其吸附的Zn2+更难以解吸。总体黑土有效锌含量相对较高,对Zn2+吸附强度和容量均较高,但随着施肥引起土壤酸化而降低其对Zn2+吸附强度和容量。

利用牛粪和黑土构建肥沃耕层对沙性土壤有机质及养分含量的短期影响

沙性土壤养分含量偏低,保肥供肥能力差是限制作物产量的最主要因素。本研究以内蒙古赤峰市的典型沙性土壤为研究对象,以未进行肥沃耕层构建的处理(F_0)为对照,分析了不同肥沃耕层构建深度(0～20 cm(D_(20))、0～35 cm(D_(35))和0～50 cm(D_(50)))和构建物料(黑土(F_1)和发酵牛粪(F_2))对沙性土壤有机质及养分含量的短期影响。结果表明,与对照相比,黑土和发酵牛粪中的有机物经过一个生长季的分解后显著提高了沙性土壤的土壤肥力。与F_0处理相比,F_1和F_2处理土壤有机质含量增加了0.98～4.83倍,土壤有机质储量增加了0.43～2.55倍,同时土壤的全氮、速效氮、全磷、速效磷和速效钾含量也表现出不同程度的显著增加(P<0.05),说明施用黑土和发酵牛粪能够达到构建沙性土壤肥沃耕层的目的。从肥沃耕层构建物料的培肥效果角度分析发酵牛粪优于黑土;从减少机械成本投入角度分析,0～35 cm为最佳构建深度。建议沙性土壤区域通过施用发酵牛粪或者其他有机物料构建深度为0～35 cm的肥沃耕层,以期提高土壤肥力和农业生产能力。

小麦及大麦幼苗对供锌及添加CaCO_3/HCO_3^-的反应

石灰性土壤含有大量CaCO3所产生的高含量HCO3-及CaCO3对Zn的吸附作用被认为是造成作物缺锌的重要原因。该研究在营养液中添加CaCO3或HCO3-,探讨了两者在不同供Zn条件下对2种小麦(小偃22、郑麦9023)与1种大麦(西引2号)幼苗生长及Zn吸收的影响。结果表明,不供Zn条件下,添加HCO3-时3种供试作物均出现明显失绿症状,供Zn时症状减轻;同时HCO3-明显抑制小麦和大麦生长,供Zn抑制作用减轻。供Zn显著增加幼苗的Zn吸收,且地上部增加幅度高于根系;3种供试作物均对缺锌较为敏感;HCO3-通过抑制幼苗生长及Zn从根系向地上部转运而影响Zn吸收,大麦的锌转运率高于小麦。HCO3-还显著提高了营养液pH,但介质中有作物时pH值增加幅度较小;与HCO3-相比,高量CaCO3对作物生长及Zn吸收影响较小,但能明显提高营养液pH值。

生物炭对白浆土土壤微生物功能多样性的影响

为探究不同施用量的生物炭对中国东北酸化白浆土土壤微生物群落碳代谢特征的影响,设置了不施用生物炭的对照(C0t)和生物炭用量分别为15 t·hm^(-2)(C1t)、30 t·hm^(-2)(C2t)与60 t·hm^(-2)(C3t)的处理,运用Biolog-Eco微孔板技术分析土壤微生物群落的功能多样性。结果表明:与C0t处理相比,增施生物炭处理土壤微生物平均每孔颜色变化率(AWCD)、Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数和Simpson指数均显著增加。随着生物炭施用量的增加,碳源利用由多聚物类向氨基酸类和羧酸类碳源转变。D-木糖、D-半乳糖醛酸、N-乙酰基-D-葡萄胺、L-天冬酰胺酸、L-苏氨酸、吐温-40、吐温80、肝糖和腐胺的利用能力显著高于C0t处理。主成分分析结果表明,碳水化合物类和胺类是不同处理下微生物利用的主要碳源。综合考虑,认为30 t·hm^(-2)生物炭施用量对玉米连作土壤微生态环境的影响最优。

耕翻和秸秆还田深度对东北黑土物理性质的影响

为了明确耕翻和秸秆还田深度对土壤物理性质的影响,在东北黑土区中部进行了6 a的耕翻和秸秆还田定位试验,设置了免耕(D0)、浅耕翻(0~20 cm)(D20)、浅耕翻+秸秆(D20S)、深耕翻(0~35 cm)(D35)、深耕翻+秸秆(D35S)、超深耕翻(0~50 cm)(D50)和超深耕翻+秸秆(D50S)7个处理开展研究,秸秆还田处理将10 000 kg/hm2秸秆均匀地还入相应的耕翻土层。结果表明,耕翻和秸秆还田深度是影响土壤物理性质的重要农艺措施。与初始土壤相比,免耕显著增加了0~20cm土层土壤容重,减少了孔隙度、持水量、饱和导水率和>0.25mm水稳性团聚体的含量(WAS>0.25)(P<0.05),而对20~50 cm土层没有显著影响(P>0.05)。在0~20 cm土层,除了D50处理显著降低了WAS>0.25含量以外,D20,D35和D50处理对各项土壤物理指标均没有显著影响;而D20S和D35S处理则显著改善了该层各项土壤物理指标。在>20~35 cm土层,D35、D35S、D50和D50S处理显著改善了该土层各项土壤物理指标(除了2014年的容重)。在>35~50cm土层,D50和D50S处理对各项土壤物理指标改善效果显著,特别是相应土层通气孔隙度和饱和导水率显著增加。研究结果表明耕翻配合秸秆对土壤物理指标的改善效果优于仅耕翻处理。综合评分结果也表明D35S和D50S处理分别对>20~35 cm和>35~50 cm土层土壤物理性质的改善效果最好,说明在质地黏重的黑土上深翻耕或者超深翻耕配合秸秆还田通过土层翻转秸秆全层混合施用能够显著改善全耕作层土壤的物理性质,增加耕层厚度,扩充土壤的水分库容,提高黑土的水分调节能力。