长期施肥下红壤养分指标阈值研究

土壤养分和作物产量间呈S形而非线性生长效应,养分指标的阈值是科学施肥和土壤肥力综合评价之关键。近30年的长期定位试验因大量的养分和产量梯度数据而成为养分指标阈值研究的最佳载体。本研究基于江西进贤红壤性稻田长期定位化肥、有机肥和旱地化肥试验监测数据,采用频率累积曲线、生长效应曲线和专家成果借鉴等多种方法,系统研究了有机质(OM)、全氮(TN)、速效氮(AN)、全磷(TP)、速效磷(AP)、全钾(TK)、速效钾(AK)和pH等8项指标阈值。结果表明,养分指标与作物产量呈显著或极显著生长效应关系,并得出相应模拟方程,评价指标阈值:OM 30 g/kg、TN 2.0 g/kg、AN 200 mg/kg、TP 1.2 g/kg、AP 20 mg/kg、TK 14 g/kg、AK 100 mg/kg、pH 4.5(下)/6.5(上),可供红壤区参考施肥和土壤肥力评价。

长期施肥下土壤肥力变化的评价方法

【目的】确定长期施肥下土壤肥力变化的适宜评价方法。【方法】以湖南望城和江西进贤的长期试验数据为基础,比较和分析因子分析法、相关系数法、内梅罗指数法3种评价方法对土壤肥力的综合评价结果,探明适宜土壤肥力变化的综合评价方法。【结果】20多年长期施肥下,3种评价方法所得综合土壤肥力指数(IFI)的变化趋势和差异性不同:因子分析法和相关系数法评价结果相似,而内梅罗指数法与二者存在一定差异,评价结果灵敏度较高。经验证,3种评价方法的IFI与作物产量间均呈极显著正相关,其中内梅罗指数法相关性更高。内梅罗指数法评价结果:低产的不施肥(CK)、偏施肥(NK)处理IFI随时间呈下降趋势;高产的均衡施肥(NPK、2NPK、NPKCa、NPKS、NPKM)处理IFI随时间趋稳,且均值显著高于不施肥和偏施肥的处理。【结论】因子分析法、相关系数法和内梅罗指数法均适用于长期施肥下土壤肥力的综合评价,但应首选内梅罗指数法,最后选相关系数法。

长期不同施肥下红壤性水稻土综合肥力评价及其效应

以江西进贤红壤性水稻土长期试验为基础,运用模糊数学及统计学方法进行土壤肥力综合评价及其效应研究,以期达到土壤培肥的目的。结果表明,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、物理性粘粒、团聚度和团聚体稳定率为研究区土壤肥力评价最小数据集,由其所得评价结果具有高度代表性和科学性。NPKM的SFI值最大且与其他处理均呈显著差异。NPKM、2NPK、NPK各处理SFI值分别高出对照(CK)31.3%、13.0%和10.1%。SFI值的时间演变为NPKM处理先增后降,临界年限在第12年,N和CK处理缓降,其它处理缓增。一定范围内,二次曲线较直线更能揭示作物产量与SFI的关系,进一步拟合发现,SFI和作物相对产量间符合"S"型波尔兹曼生长曲线,SFI增至0.60时,相对产量增幅趋零,NPKM处理(SFI=0.688)已属于此;模拟可知,作物产量趋稳时相应施肥年限表现为NPKM(2a)<2NPK(8a)<NPK(9a)<NP(11a)<K、NK(13a)<P(14a)处理。综上,长期平衡施肥(NPKM、2NPK和NPK)明显提高土壤综合肥力,NPKM更为显著,但其现状对作物增产已无效,应减施或不施若干年;长期偏施肥对土壤肥力贡献不力,尤其是长期单施氮反使土壤肥力下降。

渭北旱塬梯田土壤氮素特征及影响因素分析

测定不同利用年限梯田土样的有机质、全氮、速效氮、矿质氮(NH4+-N+NO3--N)以及其它理化指标,利用统计分析法系统分析渭北旱塬梯田土壤的氮素特征、剖面变异性及影响因素。结果表明,土壤氮素含量缺乏(全氮除外)且分布不均,特别是矿质氮很贫乏;各形态氮素表层含量最高,沿剖面向下降低,表层与下层含量差异显著;施肥可明显提高氮素含量;CEC、粘粒、全磷和速效磷含量对有机质、全氮和速效氮含量正向影响较大;CaCO3和粉粒含量对土壤氮素具有"稀释效应";坡位、坡向和梯田类型对土壤氮素也有一定的影响;随利用年限的增加,有机质、全氮和速效氮含量先增后降,开始衰退的年限在19 a以上。

黄土丘陵沟壑区人工农田土壤钾素特征研究

通过土样分析,利用统计分析法系统研究了黄土丘陵沟壑区人工农地——坝地和梯田的土壤钾素含量、相关性、垂直和时空分异特征。研究结果表明:坝地和梯田钾素分布严重失衡;表层速效钾平均含量坝地属"中等",梯田属"缺乏";表层全钾平均含量坝地属"较高",梯田为"中等";缓效钾平均是速效钾的7.58倍(坝地)和11.06倍(梯田),但转化率较低;矿物钾平均占全钾的95.71%(坝地)和95.16%(梯田),却难以被作物利用。土壤各形态钾素间都呈极显著正相关,并受土壤有机质、CEC、pH值和颗粒组成的影响。表层与下层间的速效钾、坝地和梯田间的缓效钾都有极显著差异,但黄土母质土壤钾素整体分布均一;坝地速效钾沿剖面向下含量增加,且整体高于梯田;坝地因高耗钾作物玉米而导致缓效钾含量低于梯田。土壤有效性钾、速效钾和缓效钾在时间动态上都表现为先增后降,分水岭年限坝地约在40 a,梯田约在30 a。

试论沙区退耕还林还草

论述了沙区退耕还林还草的必要性及意义，以及退耕地基本类型、还林还草品种选择及应遵循的原则；分析了林、草在沙区生态环境中的作用及如何进行还林还草；最后提出了沙区退耕还林还草对策及需注意的问题.

坝地土壤养分分布特征研究

通过对延安市北沟小流域典型坝地土壤养分的测定,分析比较了其土壤养分时空分布特征。结果表明,北沟小流域坝地土壤养分分布不平衡,除钾素含量富足外,其它养分含量都很低,特别是有机质和磷含量趋于贫瘠化。有机质、全氮、全磷时空差异都不明显,而速效养分在层次上都表现出鞍形变化趋势且时空差异显著。该项研究可为坝地平衡培肥提供理论依据。

乌兰布和沙区绿洲农田土壤微生物及酶活性研究

以撂荒地为对照,通过测定0-20cm和20-40cm层次土样,利用统计分析方法系统研究乌兰布和沙区籽瓜、玉米、油葵和苜蓿地4种绿洲农田土壤微生物(细菌、放线菌和真菌)和土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶、蛋白酶和多酚氧化酶)特征。结果表明:(1)各农田微生物数量均为细菌(107)>放线菌(105)>真菌(103),三者中,细菌数量占三大类微生物总数的99%以上;各农田表层微生物数量整体高于对照的,且表层均高于下层,但差异不显著;农田间,籽瓜地微生物数量最多;种植苜蓿可显著提升真菌数量。(2)6种酶活性中,仅蔗糖酶和脲酶在层次间和农田间存在显著差异;各农地表层蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和蛋白酶活性均高于对照的;除多酚氧化酶外,苜蓿地酶活性整体较高。(3)各生物学性质相互关联,互相影响。6种酶间呈显著或极显著相关,酶活性既显专性又显共性;蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、多酚氧化酶、真菌和放线菌直接影响有机质含量的程度达85%;总体而言,乌兰布和沙区绿洲体系形成后,长期农作活动使得绿洲农田生物学性质得以改善,土壤质量整体有所提高;设法提高研究区土壤有机质含量是提高绿洲农田土壤质量和改善其生态环境的关键所在,应广种苜蓿。

渭北旱塬梯田土壤钾素状况及影响因素分析

对渭北旱塬梯田土壤钾素特征、剖面变异性及影响因素的系统研究表明,表层各形态钾素中有效性钾和速效钾的空间变异性最大,钾素分布并不平衡;整体来看,因富钾矿物的作用导致钾储量(矿物钾和全钾)充盈,但约95%对植物长期无效;有效钾素(有效性钾和速效钾)的供应及潜在给源(缓效钾)都较富足。在80 cm剖面内,各形态钾素的变异性既反映出它们之间可相互转化,也揭示出梯田植物受钾素影响的范围在60 cm以内。有机质、CEC和粘粒对有效钾素影响较大;CaCO3和pH值对各形态钾素呈负效影响,特别是CaCO3对缓效钾的"稀释效应"最为明显;坡位、坡向和梯田类型对土壤钾素都有一定程度的影响;研究区梯田耕种至少17年以上钾素开始衰退,但降幅较小。

黄土丘陵沟壑区坝地和梯田土壤氮素特征与演变

【目的】研究黄土丘陵沟壑区不同利用年限坝地和梯田土壤氮素的特征与演变,为正确评价土壤供氮能力及合理施用氮肥提供科学参考。【方法】采集不同利用年限坝地和梯田0-20、20-40和40-60 cm土样,用常规方法测定其有机质、全氮、碱解氮、矿质氮（NO3^--N和NH4^＋-N）含量,系统研究这些养分指标的特征、变异性及时空演化趋势。【结果】坝地和梯田表层氮素空间变异性较大；表层氮素中只有梯田碱解氮含量属“中”水平,在0-60cm剖面内,有机质平均含量属“很低”水平,全氮和碱解氮含量属＂低＂水平；坝地和梯田硝铵比均大于1,表明NO3^--N是碱解氮的主体。各土壤形态氮素含量间及其与有机质含量间均达到极显著相关,它们的含量受土壤颗粒组成、坡向和坡位的影响。表层（0-20 cm）土壤有机质、全氮、碱解氮、NH4^＋-N和起始矿质氮含量与20-40和40-60 cm土层差异显著（P〈0.05）,而20-40与40-60 cm土层间差异不显著,在0-60 cm土层,其平均含量均是坝地高于梯田。坝地和梯田土壤有机质、全氮、碱解氮含量和硝铵比均随着利用年限的延长而先增加后降低；坝地土壤有机质和氮素含量开始衰退的年限（39-42年）比梯田（22-29年）滞后至少13年。【结论】黄土丘陵沟壑区坝地和梯田氮素整体缺乏；坝地氮素的现实供应优于梯田,且供应潜力更具持久性和稳定性。

乌兰布和沙区绿洲农田土壤钾素特征及其对土壤性质的响应

通过土样测定,利用统计分析方法系统研究乌兰布和沙区绿洲农地钾素的特征、时间动态及其对土壤性质的响应。结果显示,变异系数速效钾最高(42.49%),全钾最低(13.66%),各形态钾素整体分布不均;绝大多数钾素含量表现为表层低于下层且差异不显著。籽瓜、油葵、番茄和紫花苜蓿地表层速效钾平均含量属中等水平,而玉米、花葵和对照地属缺钾水平;若以有效性钾含量判定则研究区钾素供给充足。表层缓效钾含量均属中上水平,缓效钾平均转化率为22.02%,其中,紫花苜蓿地最高(24.40%),籽瓜地最低(18.91%)。表层全钾平均含量为19.20 g/kg,其中,速效钾占0.55%,缓效钾占2.85%,矿物钾占96.60%。在时间动态上,速效钾、有效性钾和缓效钾含量呈先增后降的二次曲线模型,峰值临界年限分别为21、18和17 a。全钾、矿物钾、有效性钾、缓效钾、碱解氮、物理性粘粒、CaCO3和阳离子交换量(CEC)通过直接和间接效应综合影响速效钾含量,可解释总变异量的78.9%。

弃耕地植被恢复过程中土壤理化性质演变趋势研究

通过对安塞纸坊沟流域14块不同弃耕年限的草地土壤理化性质的研究表明:随着弃耕地植被的恢复,土壤容重降低、孔隙度增大、质地改善;土壤有机质含量、CEC、全氮含量、全钾含量、水解氮及速效钾含量逐步提高,土壤盐分含量、土壤pH值有逐步降低的趋势,说明随着植被的恢复,土壤理化性质在不断优化。另外植被生物量与土壤有机质、CEC、全钾、速效钾、全氮及水解氮均呈极显著正相关,与土壤pH值与土壤容重呈极显著负相关,说明土壤与植被具有互动效应。

我国南方秸秆还田的培肥增产效应

分别在安徽、湖南、湖北、广西和江苏布置定位试验2年,研究秸秆还田对水稻土的培肥增产效应。结果表明,相比对照(常规施肥,无秸秆还田),秸秆还田(常规施肥+秸秆腐熟剂+秸秆还田)2年来,各试验区域土壤结构疏松,肥力提高,产量增加。总体表现为:土壤容重平均下降2.69%;有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾和缓效钾分别平均增加6.20%、4.45%、3.68%、6.21%、3.48%、8.42%和4.20%;pH值变化不明显;作物平均增产7.5%(2.2%～18.5%),增幅为水稻(7.2%)<油菜(8.1%)<小麦(11.9%),增产效应均为第1年最明显,且随秸秆还田年限的延续而减缓。在我国应更大面积推广秸秆还田。

乌兰布和沙漠风沙运动规律研究

根据在沙漠化程度十分严峻的乌兰布和沙漠实际所测得的有关流动、半固定和固定沙丘风沙运动的相关数据,运用多元统计分析的方法分别建立了3种沙丘的输沙率函数模型,定量地分析了输沙率与风速及高度的相关关系,并对风沙流结构进行了相应研究。这对于指导我国的沙漠化治理工作具有重要的建设性意义。

乌兰布和沙漠东北部沙区人工林土壤微生物及酶活性研究

以荒漠为对照,对乌兰布和沙漠东北部沙区9种人工林0～20 cm和20～40 cm土层的3大类微生物（细菌、放线菌和真菌）及4种酶活性（蔗糖酶、脲酶、过氧化氢和碱性磷酸酶）的生态分布特征进行了研究.结果表明：（1）各林地三大菌数量级均表现为细菌（106）〉放线菌（105）〉真菌（103）;在0～40 cm垂直剖面内,细菌数在柠条、沙枣和沙棘林地中较多,两白杨林地中放线菌数量最多,真菌数在花棒和柠条林地中较多,微生物总数整体表现为灌木林地多于乔木林地;随土层加深各林地土壤微生物总数量均呈明显减少趋势.（2）在0～40 cm土层中,两白杨林地蔗糖酶活性最高,小美旱林地脲酶活性和过氧化氢酶活性均较高,沙棘和沙枣林地碱性磷酸酶活性较高;土壤酶活性具有明显垂直分异特征,除过氧化氢酶外其余几种酶活性均随土层深度增加而递减,其中脲酶活性降幅最大.（3）4种土壤酶活性间整体正相关性较好,土壤放线菌数量与其蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性呈显著正相关.可见,人工乔、灌林地的土壤微生物数量比荒漠地增加,酶活性增强,土壤生物学性质得到改善;不同林地土壤微生物组成、数量、分布和土壤酶活性存在差异.

干旱沙区农田防护林营建模式与经营评价研究

通过对干旱沙区人工绿洲农田防护林林木生长量的调查测定和样本树干解析数据,揭示了林木生长规律,建立了树干材积模型,为农田防护林合理更新提出了科学依据。利用相关依据指标,对现有农田防护林的营建模式进行了评价,提出了新的更新模式。

长期不同施肥下我国旱地红壤N2O释放特征及其对土壤性质的响应

为评价长期不同施肥下红壤N2O释放特征及其与土壤性质的关系,以湖南祁阳摞荒地(CKo)、不施肥对照(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、施有机肥(M)、有机肥配施化肥(NPKM)和秸秆配施化肥(NPKS)6个处理的红壤为研究对象,进行为期30d的培养,测定其N2O释放量、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、NH4+-N、NO3--N含量及其pH值。结果表明:6个处理的N2O释放量差异显著(P<0.05),大小排序为NPK>NPKS>M≈NPKM>CK>CKo。施用有机态氮与等量无机态氮相比,前者N2O释放量较低。N2O释放量与土壤性质的关系较为复杂,其与铵态氮、硝态氮和碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),而与C/N、pH值呈极显著负相关(P<0.01)。多元回归和通径分析进一步显示,全氮、C/N、碱解氮、硝态氮和pH值与N2O的释放量直接相关。本研究表明长期施肥及其土壤性质显著影响红壤N2O释放量。

柠条林地土壤酶活性特征研究

对固原县上黄试区柠条林地土壤酶（脲酶,碱性磷酸酶,蔗糖酶）的活性进行测试分析,分析比较不同坡向、不同坡位、不同林龄和不同剖面深度条件下酶活性的变化。结果表明：坡向对土壤酶活性的影响不显著;坡位对土壤酶的活性有明显的影响,坡上部酶活性普遍高于坡下部,坡中部酶活性波动较大;土壤酶活性随林龄的增大而提高,10年生柠条林地平均脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性分别仅为20年生柠条林地相应酶活性的59.0%、41.1%和52.9%;土壤酶活性随土壤剖面深度的增加而降低,20年生柠条20-40 cm4、0-60 cm和60-80 cm土层的脲酶活性分别比0-20 cm表层土脲酶活性下降25.7%、61.3%和81.4%;碱性磷酸酶与蔗糖酶在有机质腐殖化过程中具有协同反应,关系密切。

弃耕地植被恢复过程中土壤酶活性与理化特性演变趋势研究

【目的】研究黄土丘陵沟壑区不同弃耕年限草地土壤酶活性的特征与演变趋势,为正确评价土壤质量提供科学依据。【方法】在陕西安塞县纸坊沟流域,采集不同年限（1,2,3,4,5,6,7,8,9,13,15,20,25,30年）弃耕地0-20,20-40和40-60 cm土层土样,测定土壤理化性质及脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性。【结果】随着弃耕时间的延长,土壤容重、pH值、有机质、CEC、全N、有效N等理化特性得到不同程度的改善,土壤脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性均逐渐增强,土壤脲酶活性随土层深度的增加而大幅度递减;相关性分析表明,以上3种酶活性与土壤有机质、CEC、全N等理化性质显著正相关,与土壤pH等呈显著负相关,而3种酶之间的相关性也达极显著水平。【结论】在植被恢复过程中,脲酶、蔗糖酶与碱性磷酸酶活性逐步增强,土壤酶活性与植被的恢复是一个互动过程。

国外沙棘在乌兰布和沙区的引种试验初报

通过比较和分析 1 6个国外优良沙棘品种在乌兰布和沙区第 1年的生长表现 ,初步判明了它们在乌兰布和沙区的适应范围 。