紫云英及氮肥减量下配施生物质炭对土壤理化性质和水稻产量的影响

【目的】为减少化学氮肥的使用,通过盆栽试验探究在紫云英还田条件下,氮肥减量配施生物质炭对稻田土壤养分提升、水稻增产的作用,旨在明确在紫云英替代部分氮肥的基础上,更有利于培肥和增产的最佳减氮量和生物质炭添加比例,以期为实际生产应用提供科学依据。【方法】采用双因素水稻盆栽试验,以冬闲+常规施肥(CK)为空白对照,设置了4个(0.25%、0.5%、1%、2%)生物质炭添加比例,在追肥时设置3个(减氮10%、减氮20%、减氮30%)减氮比例,共设置13个处理组合,每个处理重复4次,共计52盆,生长周期120 d,水稻成熟后比较各处理对土壤理化性质及水稻产量、性状的影响。【结果】在紫云英还田下,减氮30%配施2.0%生物质炭显著提高了土壤pH(P<0.01)与CK相比提高了12.02%;减氮20%配施2.0%生物质炭对土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量均具有极显著提升作用(P<0.01),显著提升了土壤全氮含量(P<0.05),比CK分别增加了38.8%、107.2%、25.4%、24.9%;减氮20%配施0.5%生物质炭时碱解氮含量显著提升了49.6%(P<0.01)。紫云英还田下减氮30%配施1.0%生物质炭时产量最高,与CK相比分别显著增产18.7%(P<0.01)。施加低量生物质炭(0.25%生物质炭)更有利于水稻地上部生物量积累,比CK显著增加了90.04%(P<0.01)。相关性分析表明,土壤有机质、有效磷、速效钾是提升水稻产量的主要土壤环境因子(P<0.05、r>0.5)。【结论】紫云英、氮肥减量及生物质炭联合施用的培肥增产效果显著,紫云英还田下减氮20%配施2.0%生物质炭更有利于提升稻田土壤养分含量,减少氮素流失,促进水稻生长增产,但施加过量生物质炭对水稻产量及生物量具有一定的抑制作用,在追肥时减氮30%配施1.0%生物质炭对水稻增产效果最佳。

地形部位与利用方式对紫色土性状的影响

为了解杭州市紫色土肥力质量的空间变异特征,为科学利用与改良土壤提供依据,在杭州市西部山区选择8组代表性紫色土丘陵坡地,按地形部位(坡底、坡麓、中坡、上坡、坡顶)和利用方式(林地和旱地)采集了表层土壤样品,比较分析了土壤肥力指标的变化特点。结果表明:由坡顶经上坡、中坡至坡麓、坡底,有效土层厚度逐渐增加,土体构型由A-C或A-R型逐渐向A-B-C型演化,土壤结构由单粒状-小块状结构向块状结构转变;土壤砾石和砂粒含量、pH和全钙含量逐渐下降,而土壤粘粒、有机碳、全钾、全磷、有效养分含量和CEC逐渐增加。研究区紫色土中的有机碳以矿物结合态为主,其次为颗粒有机碳,游离态有机碳数量较少;从坡顶至坡麓、坡底,游离态有机碳占有机碳的比例和矿物结合态有机碳占有机碳的比例逐渐增加,而颗粒有机碳占有机碳的比例逐渐下降。不同地形部位土壤含水量由坡顶经上坡、中坡至坡麓、坡底逐渐增加,不同坡位之间表层土壤含水量差值旱季大于雨季。林地开垦为旱地后,土壤酸度、全磷、有效磷含量及矿物结合态有机碳占有机碳的比例明显增加,但颗粒有机碳占有机碳的比例及土壤含水量有所下降。与林地比较,坡顶、上坡、中坡部位的旱地土壤具有较低的砾石和砂粒含量;坡麓和坡底的旱地土壤具有较高的砾石和砂粒含量;土壤粘粒含量与持水能力均是旱地土壤低于林地土壤。研究认为,紫色土的开发利用应考虑不同坡位土壤性状的差异性。

地形部位与种植年限对红壤果园土壤性状的影响

以浙江省杭州市为例,选择23个具不同种植时间的低丘红壤果园,同时采集坡麓、下坡和中上坡部位的土壤样品,比较分析了地形部位(自然因素)与种植时间(人为因素)对果园土壤物理、化学和生物学性状的影响。结果表明:有效土层厚度主要受自然因素控制,受人为耕作影响较小,其厚度:坡麓>下坡>中上坡;其他土壤性状同时受自然因素和人为耕作的复合影响。土壤CEC、有机碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体、微生物生物量碳含量均表现为坡麓>下坡>中上坡,土壤容重一般是坡麓<下坡<中上坡;土壤pH一般是坡麓高于下坡和中上坡。随着种植时间的增加,土壤有机碳、有效磷、速效钾、微生物生物量碳呈现增加的趋势,土壤容重和水稳定性团聚体呈先增加后降低,土壤pH呈现连续下降。坡麓与下坡、中上坡之间的土壤性状差异较大,而下坡与中上坡之间的土壤性状差异相对较小。种植时间对土壤性状的影响在坡麓比下坡、中上坡更为明显。多元统计分析表明,土壤肥力指标之间的变化存在协同性,根据变化的相似性大致可归为3组:第1组包括CEC、有机碳、微生物生物量碳、有效磷和速效钾;第2组包括pH、容重和有效钙,第3组包括土体厚度和水稳定性团聚体。研究认为,丘陵果园土壤质量的空间异质性是客观现象,同时受自然因素与人为因素的影响,因此,在采取管理措施上需要考虑坡位与种植时间的差异。

浙江省新垦耕地土壤熟化指标研究

土壤熟化是新垦耕地培肥的重要过程,是土壤肥力和生产力逐渐提高的表现,但如何设定指标来判断土壤是否熟化至今还存在较大的分歧。为此,在对耕地土壤熟化的本质、土壤熟化与土壤质量的关系、熟土与生土的区别、熟化指标的选择进行分析的基础上,以浙江省为例,探讨了水田与旱地土壤的熟化指标与熟化标准。提出设立初步熟化和高度熟化二级熟化标准,分别对应土壤熟化的“下限”与“上限”的观点。认为熟化指标应针对土地利用中存在的问题而设计,可考虑用耕作层厚度、土壤有机质、pH、容重和盐分作为鉴别指标。土壤熟化的“上限”值可参照当前耕地质量评价中的高等级耕地评价标准作为鉴定依据;土壤熟化的“下限”值的制定应平衡农作物生长需求与区域培肥现实2个方面的关系。最后,基于浙江省典型耕地熟化前后土壤肥力性状的变化,结合国内土壤定量分类中的某些标准,分别提出了浙江省旱地和水田土壤熟化的鉴定指标和标准。

浙江省高产稻田的土壤肥力特征研究

探明高产稻田土壤肥力特征,对于培育高产水稻土具有重要的指导意义。本研究选择浙江省6个县(市)具有代表性的稻区水稻土,采集54个水稻土样品进行物理化学性质分析,以期揭示高产稻田的土壤肥力特征。结果表明,高产稻田耕层土壤pH平均为7.13,有机质含量平均为36.40 g·kg-1,全氮含量平均为2.19 g·kg-1,碱解氮含量平均为143.85 mg·kg-1,有效磷含量平均为20.12 mg·kg-1,速效钾含量平均为88.44 mg·kg-1;土壤机械组成中粉粒占55%~68%,黏粒占20%~24%;0.005~<0.010 mm微团聚体含量25%~49%,0.001~<0.005 mm微团聚体含量23%~50%。土壤剖面中耕作层厚度15~20 cm,犁底层厚度5~8 cm,渗育层厚度30~50 cm,淀积层厚度达40 cm以上,潜育层土层深度≥100 cm。因此,高产水稻土具有良好的土体构型、丰富的基础肥力和较强的供肥保肥能力。

不同种类有机物料对新垦红壤有机碳提升及培肥效果的影响

由荒坡地开垦形成的新垦红壤普遍存在立地条件差、土壤结构不良、保肥保水性差、生产能力低下等诸多问题,提高土壤有机碳被认为是新垦红壤快速熟化的重要途径。为了解不同类型有机物料在促进红壤有机碳提升及培肥效果的差异,选择黄筋泥和红砂土2种新垦土壤,通过室内培养方法比较研究了10种常用有机物料对土壤中各形态有机碳、速效养分及酶活性等的影响。结果表明:不同有机物料中的有机碳的稳定性顺次为:风化煤腐殖酸>50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥>泥炭>猪粪/水稻秸秆堆肥>生活垃圾堆肥>沼渣>菌菇棒堆肥>猪粪>鸡粪>水稻秸秆>紫云英;在粘质土壤(黄筋泥)中的稳定性高于砂质土壤(红砂土)。施用风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥对提升土壤腐殖质的效果最为显著。有机物施用后残留在新垦园地土壤中的有机碳主要以矿物结合态有机碳存在,游离态有机碳和粗颗粒有机碳占总有机碳的比例较低。施用各类有机物料也可明显提高土壤微生物活性、促进土壤水稳定性团聚体的形成,轻微提高土壤CEC,但效果因有机物料不同有显著的差异。综合评价结果表明,对改良土壤性状效果最佳的是风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥、猪粪/水稻秸秆堆肥,菌菇棒堆肥、水稻秸秆和紫云英的效果相对较差。研究建议,在改良新垦低丘红壤时,宜考虑性状不一的多类有机物料混配施用。

浙西丘陵区柑橘园土壤健康状况及管理对策

柑橘是浙西地区重要的经济作物,在浙江省水果生产中占有重要地位,但区内柑橘产量和品质参差不齐。为了解浙西丘陵柑橘园土壤健康状况,从浙西丘陵区选择了38个代表性柑橘园,从土壤物理、土壤化学、土壤生物学及土壤环境质量等方面观测了30余项指标,解析了该地柑橘园土壤障碍因子。基于对柑橘园土壤质量指标的全面分析和主成分综合分析,可以把影响浙西柑橘园土壤健康的评价指标归纳为表层土壤酸度因子、表层土壤有机碳因子、亚表层土壤物理因子、表层土壤速效养分因子和表层土壤镉污染因子5个方面;该地的土壤障碍主要表现在酸化明显、有机质不足、土体紧实、养分缺乏与不平衡及镉轻度污染。为消除这些障碍,提出了施用石灰降酸克服土壤化学障碍因子、施用有机改良剂克服生物学障碍因子、深耕结合培肥克服土壤物理障碍因子、推广平衡施肥和因缺补缺施肥技术提高土壤养分水平、采用安全利用技术解决部分果园镉污染问题等柑橘园土壤健康管理对策。

浙江省地质高背景农田的分布与重金属污染特点

根据成因的差异,浙江省地质高背景农田可分为运积型、残坡积型和次生风化富集型等3种类型,它们的分布、污染特点有所差异。运积型地质高背景农田主要形成于洪冲积母质上;残坡积型地质高背景农田形成于残积和坡积及其再积母质上;次生风化富集型地质高背景农田多分布于丘陵山地及其附近区域,形成于碳酸盐岩的残积母质上。镉是浙江省地质高背景农田污染最为突出的重金属元素,污染程度以运积型地质高背景农田最为严重。与其他人为污染农田不同,地质高背景农田土壤重金属污染程度较重,且常伴有复合污染;其生物有效性受多种因素的影响,其中,pH是影响地质高背景农田土壤镉生物有效性的重要因子。

杭州市土壤供钾能力的空间差异及影响因素研究

从杭州市不同农业地貌区采集了128个耕层土样,分析了土壤中水溶态、交换态和缓效态3种形态的有效态钾含量,探讨了不同农业地貌区土壤有效钾的空间变化特征。结果表明:全市土壤钾素水平主要受地形地貌控制,土壤中缓效钾、交换钾和水溶性钾等有效态钾平均含量是滨海平原区>水网平原区>河谷平原区、山地丘陵区。但不同农业地貌内土壤钾素也有较大的变化,主要影响因素不同:滨海平原区内土壤有效钾的水平与围垦年限呈负相关;水网平原区土壤有效钾水平主要与利用方式不同引起的施肥水平有关;河谷平原区土壤有效钾水平主要受土壤质地的影响;而山地丘陵区土壤有效钾水平主要与成土母质有关。

不同减量氮肥配施紫云英对田面水氮磷流失及水稻生长的影响

为指导水稻田合理施肥,防治稻田面源污染,试验开展了不同氮肥减施比例对紫云英—水稻轮作体系下稻田田面水氮磷流失的影响研究。2020年在浙江建德开展田间小区试验,设置冬闲(CK)和冬种紫云英(CT)2个处理,并在冬种紫云英基础上设置4个减氮比例,分别为0(CT0),10%(CT1),20%(CT2),30%(CT3),共5个处理,每个处理重复3次。在水稻移栽施肥后开始稻田田面水样品采集(包括施肥2周内的连续采样以及2周后相隔7,14,28天的间隔采样),测定田面水氮磷浓度;于水稻成熟后采集土壤和植物样品,测定土壤理化性状以及水稻生长性状和产量。各处理田面水总氮、可溶性氮、铵态氮以及总磷、可溶性磷均在施肥后第1天达到峰值,总氮在基肥后4天内降幅明显,为最大值的4.2%~9.1%,可溶性磷在施基肥5天内降至最大值的4.7%~13.7%。采样期内,CK处理田面水总氮、可溶性氮、总磷和可溶性磷的平均浓度分别为48.87,36.82,0.82,0.64 mg/L,CT0、CT1、CT2、CT3的总氮平均浓度分别为CK的93.9%,78.1%,79.7%,69.7%;可溶性氮平均浓度分别为CK的95.1%,84.1%,85.7%,73.2%;总磷平均浓度分别为CK的90.9%,76.9%,96.2%,81.3%;可溶性磷平均浓度分别为CK的79.4%,73.8%,87.3%,68.7%。与CK相比,CT2、CT3显著提高土壤有效磷含量,增加幅度分别为61.7%和37.0%。比较冬闲处理,翻压紫云英使水稻株高增高0.7%~3.5%,有效穗数增加7.0%~15.2%,水稻增产0.4%~4.9%。与冬闲处理相比,冬种紫云英配合不同比例氮肥减施均能降低稻田田面水氮磷流失风险,其中以30%氮肥减量效果最好;紫云英配合减氮施肥措施能够提升土壤有效磷、全氮含量和水稻产量,其中均以紫云英配合20%减氮施肥效果最好。综合稻田田面水氮磷流失风险、土壤肥力以及水稻产量,紫云英配合20%减氮施肥是较为适合该地区的种植方式。

建德市耕地土壤养分的历史演变与施肥对策

对建德市1981-2012年的耕地土壤肥力检测数据进行分析。结果表明,近30年来建德市耕地土壤p H明显下降,土壤有机质呈现轻微下降趋势,而土壤氮、磷、钾养分含量明显积累,这与当地肥料结构与种植制度的变化有关。目前,建德市耕地中部分土壤有机质和氮素偏低,多数土壤缺钾,而缺磷土壤又与磷过量土壤共存。据此建议当地重视测土施肥技术的推广,加强有机肥的投入,适当增加钾肥用量,严格依据土壤磷素水平施用磷肥,以协调土壤养分,保障农业耕地资源的可持续发展。

水田长期改建苗圃后土壤性状的变化研究

为了解在水田上改建苗圃对土壤质量的影响,在浙江省内同时采集了水田起源的不同类型苗圃表层土壤与剖面分层土壤,以长期种植水稻农田为对照(水田),分析土壤含水量、水稳定性团聚体、容重、饱和导水率、有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳、有效磷、速效钾和pH等指标,探讨水田长期改用苗圃后对表层和深层土壤性状的影响。研究把苗圃分为加土型(加土种植,增加地面高度)、减土型(带土移苗,降低地面高度)和常规型(种植过程中地面高度无明显变化)3种情况。结果表明,水田改建苗圃后,表层土壤有机碳、微生物生物量碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体含量普遍下降,活性有机碳/有机碳的比例也逐渐变低,土壤有机碳和水稳定性团聚体含量的下降以加土型和减土型更为明显。减土型和常规型苗圃的表层土壤饱和导水率明显低于水田,土壤容重却明显高于水田;常规型苗圃表层土壤酸度大于水田;加土型苗圃表层土壤砾石含量明显高于水田。对代表性常规型苗圃剖面土壤的鉴定表明,水田改为苗圃后,整个土壤剖面含水量呈现下降趋势,对丘陵区土壤(黄筋泥田)深层土壤含水量下降的影响大于对平原区土壤(青紫泥田和淡涂泥田)的影响;深层土壤有机碳和活性有机碳也呈下降趋势。水田长期改用苗圃可引起土壤质量的退化,对表层和深层土壤性状均有影响。

建德市垦造耕地后续管护的成效与问题

根据国家占补平衡的用地政策和经济社会发展的需要,近10年来各地持续开展造田造地。由于造地资源缺乏,不少新垦造耕地已上山下水,且质量达不到耕种要求。为此,中央及省、市政府要求各地进一步加强垦造耕地的质量管理和后续管护工作,浙江省从2012年起将新垦造耕地的后续管护工作交由农业部门负责,以实现耕地数量不减、质量不降。

浙江省建德市中低产田的成因及其改造技术探讨

阐述了浙江省建德市中低产田的成因,探讨中低产田改造实践和成功的技术措施,为今后进一步抓好该项工作打下基础。

酸化对水稻土钾素形态及淋移性的影响

为了解土壤酸化对水稻土钾素平衡的影响,在浙江省选择4种代表性土壤,模拟土壤酸化,并在酸化土壤中采用施用钾肥等措施,研究其对土壤钾形态转变的影响。结果表明,随着土壤酸度的增加,土壤钾素形态发生了明显的变化,逐渐由矿物态、非交换态向交换态和水溶态转变;矿物态和非交换态的比例逐渐下降,而水溶态的比例逐渐增加。土壤中矿物态钾和非交换态钾发生明显下降的pH值大约为3.0~4.5;酸化对滨海平原和水网平原水稻土中矿物态钾和非交换态钾的影响大于对丘陵和河谷平原水稻土的影响;土壤酸化后,施入土壤中的钾主要以活性较高的水溶态和交换态存在,向非交换态转化的比例明显降低,土壤对外源钾的缓冲性逐渐下降。淋洗试验表明,酸化加速了土壤钾素的释放和迁移,释放量随土壤酸度增加而上升;在酸性土壤中施用沸石可增强土壤对钾素转变的缓冲性,降低土壤钾素的淋失。

水稻有机无机复混肥试验

根据建德市土壤养分状况和当地水稻需肥规律,研制的水稻有机无机复混肥试验结果表明,水稻施用有机无机复混肥较常规施肥：（1）有效穗增加2.7%-5.3%;成穗率增加3.0%-4.0%;成熟期提前0-2d。（2）有效控制水稻株高,增强水稻抗倒伏能力。（3）小区试验水稻产量较常规施肥增加7.0%-10.4%,大区试验较常规增产10.3%。（4）在N减少32%-45%、P2O5减少20%的情况下,能达到减肥增产的效果。

浙江建德市新垦红黄壤的改良及生态安全技术

红黄壤是浙江省建德市的重要土地资源,为弥补耕地的不足,近年来建德市对红黄壤低山丘陵进行了大量的开发利用。文章在探讨红黄壤垦植过程中存在的土壤质量管理与生态安全问题的基础上,提出围绕生态安全、土壤改良、提高土地生产力的新垦红黄壤的改良及生态安全技术。

浙江省建德市商品有机肥发展现状与发展对策

在阐述浙江省建德市商品有机肥生产、推广应用现状的基础上,分析了当前商品有机肥生产、推广应用存在的问题,包括生产工艺落后、施用技术有待完善等方面,并从拓展企业商品有机肥销售渠道和销售量、保证商品有机肥质量及稳定商品有机肥的扶持政策等方面提出了发展对策。

影响建德市柑橘品质的土壤因素初步研究

为了解影响建德市柑橘品质的土壤因素,从三都镇、杨村桥镇和梅城镇选择柑橘品种、种植年限、管理水平、生长地形和小气候基本一致的3个果园,采样分析柑橘产量、品质及土壤化学性状。结果表明,3个果园间产量差异不明显,但三都镇和杨村桥镇果园的柑橘品质明显优于梅城镇。土壤分析结果初步表明,土壤偏酸、磷和钙等矿质元素含量较低可能是导致建德市果园柑橘品质不良的主要原因。

缓释肥对水稻生物性状、产量及经济效益的影响

为探索缓释肥在水稻生产上的应用,采用大田试验研究缓释肥对水稻生物性状、产量及成本的影响。结果表明:在大田水稻上推广应用缓(控)释肥具有减少化肥使用、增加产量、降低成本等优点,施缓释肥处理的N、P2O5、K2O合计施肥量(折纯)为12.5kg/667m2,比常规施肥减少10.41kg/667m2,减幅达45.44%。从综合经济效益上来看,施缓释肥处理纯收益2473.75元/667m2,比常规施肥增加132.32元/667m2,增幅5.65%。