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。

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。

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。

有机物料配合深耕混合还田快速提升砂质棕壤农业生产力的效果和机理

【目的】提高土壤肥力是增加作物产量的有效方式,我们尝试了不同耕作和有机肥还田方式对砂粒含量较高且贫瘠的土壤的培肥效果。【方法】田间试验于2018年开始,在辽宁南部砂质棕壤进行,供试作物为玉米。以常规浅翻15 cm (T15)为对照,设置了秸秆浅混还田(0-15 cm,T15+S)、深翻35 cm (T35)、秸秆深混还田(0-35 cm,T35+S)、有机肥深混还田(0-35 cm,T35+M)、秸秆有机肥深混还田(0-35 cm,T35+S+M)、免耕(NT)、免耕秸秆覆盖(NT+S)和免耕秸秆条覆盖(HT+HS)处理,共9个处理。2020年玉米收获后,测产,同时取0-15 cm和15-30 cm土层样品,测定土壤pH、有机质和养分含量以及有机碳储量。【结果】试验进行3年后,在0-15 cm土层,T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量增幅较T15分别增加了19.2%和20.4%,而NT和T35处理则显著降低;在15-35 cm土层,T35、T35+S、T35+M和T35+S+M处理土壤有机质含量较T15分别增加了12.5%、24.5%、29.9%和35.7%。深翻和有机物料还田(T35+S、T35+M和T35+S+M)显著增加了玉米产量,与T15处理相比,3年T35+S、T35+M和T35+S+M处理玉米产量平均增加了10%、12.3%和16.4%,而浅翻处理(T15+S、NT、NT+S和HT+HS)不同程度地降低了玉米产量。T15+S、HT+HS和NT+S处理间有机质转化率无显著差异,但与T35+S处理相比平均降低了57.9%,与T35+M处理相比平均降低了78.4%。0-15 cm土壤有机质和pH对玉米产量影响显著,而在15-35 cm土层,除pH外,有机质和养分含量以及有机碳储量均对玉米产量有显著影响。【结论】腐熟猪粪、猪粪和玉米秸秆配合深翻混合还田可以快速提升0-35 cm土层中的土壤有机碳储量,提高有机质的转化率,是较为理想的棕壤快速培肥途径。通过提高深层土壤有机质和养分含量,提高了辽宁南部棕壤的农业生产能力。

有机物料深混还田对棕壤孔隙结构及玉米产量的影响

土壤孔隙结构在土壤水分和物质运移过程中起着重要作用,开展不同耕作方式和有机物料还田下土壤孔隙结构研究,可为耕地质量评价提供理论依据。本研究于2018年开始,以辽宁南部棕壤为研究对象,以常规耕作(T15)为对照,分析了秸秆浅混还田(0~15 cm)(T15+S)、秸秆深混还田(0~35 cm)(T35+S)和秸秆有机肥配施深混还田(0~35 cm)(T35+SM)对土壤孔隙结构的影响。采集0~15 cm和15~35 cm土层原状土柱,采用CT扫描和图像分析技术,量化土壤孔隙参数,包括孔隙分布特征、>31μm孔隙总数、>31μm孔隙度、成圆率、欧拉数、各向异性和分形维数。结果表明,T35+S和T35+SM处理较T15处理田间持水量显著增加(P<0.05)。与T15处理相比,0~15 cm土层T15+S、T35+S和T35+SM处理>31μm孔隙总数分别显著降低了15.2%、54.4%和60.5%(P<0.05),>31μm孔隙度分别显著降低了26.9%、39.7%和55.1%(P<0.05),不同孔径孔隙数量也表现出显著降低。而在15~35 cm土层T35+S和T35+SM处理>31μm孔隙总数、孔隙度和不同孔径孔隙数量均较T15处理增加。有机物料深混还田改善了上下土层孔隙连通度,促使孔隙形状趋于规则,表现为与T15+S和T15处理相比,0~15 cm和15~35 cm土层下T35+S和T35+SM处理各向异性和欧拉数均显著降低(P<0.05)。与T15处理相比,不同处理玉米产量均显著增加,其中T35+SM处理最高,增产了10.4%(P<0.05)。0~15 cm土层>31μm孔隙总数、孔隙度和500~1000μm孔隙数量与产量相关性最大,分别达到了28.0%、32.2%和27.1%;15~35 cm土层500~1000μm孔隙数量与产量的相关性最大,达到了29.0%。因此,有机物料深混还田可改善土壤孔隙结构,增加土壤保水供水能力,提高了该地区农业生产能力,是较为理想的棕壤地力培育途径。

有机培肥影响土壤团聚体形成与稳定的研究进展

土壤团聚体是土壤生态系统中重要的组成部分,它的形成与稳定过程影响着土壤的物理、化学以及生物学性质,对于土壤结构形成、养分赋存状态也有着重要影响。长期有机培肥能够提高土壤有机质含量,通过为土壤团聚体的形成提供胶结物质,进而促进其形成与稳定过程,是土壤肥力提高和土壤结构改良的重要途径之一。为阐明有机培肥措施对于土壤团聚体形成与稳定机制的影响,本文总结了土壤团聚体结构稳定性、固碳、养分赋存以及微生物变化对该措施的响应,讨论了有机培肥措施与团聚体不同过程之间的联系。长期有机培肥措施能够加快团聚体形成周期,增强团聚体稳定性,增加团聚体养分赋存的总量,提高养分有效性。土壤团聚体形成与稳定过程、机制及养分赋集过程的微生物驱动机制仍缺乏研究,在未来的研究中建议加强多尺度、多要素耦合研究,揭示团聚体对土壤有机培肥响应的过程与机理。

秸秆还田对农田黑土团聚体稳定性及孔隙结构的影响

团聚体作为土壤基本单元,其孔隙结构影响着土壤中的水、肥、气、热,进而影响着土壤生产力。为探究秸秆还田对黑土团聚体的影响,依托中国科学院海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站9年秸秆还田试验,设置了6 000 kg·hm^(-2)(S1)、9 000 kg·hm^(-2)(S2)、12 000 kg·hm^(-2)(S3)和15 000 kg·hm^(-2)(S4)4个玉米秸秆还田处理,以无秸秆还田为对照(CK),采用湿筛法和显微CT扫描研究水稳性团聚体分布情况和3~5 mm团聚体孔隙结构特征。结果表明,S4、S3、S2、S1水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量与CK相比分别增加120%、92.1%、73.2%、40.4%。S2、S3、S4与CK、S1相比,平均重量直径(MWD)增加13.0%~29.6%(P<0.05)。S4几何平均直径(GMD)相较于CK、S1和S2分别增加35.1%、 25.0%和8.70%(P<0.05),通气孔隙(ED>100μm)相较于S1、 S2分别提高了272%和137%(P<0.05)。S3分形维数与CK、S1相比增加了22.1%和7.97%,S4分形维数与CK、S1、S2相比增加了26.1%、11.6%和6.06%(P<0.05)。与秸秆未还田(CK)处理相比,秸秆还田(S1、S2、S3、S4)处理连通性明显较好,但S3与S4之间分形维数和连通性差异不显著。因此,玉米秸秆还田不仅能提升团聚体稳定性,还能改善团聚体孔隙结构,提高孔隙复杂性和连通性,是一项提升土壤肥力、改善土壤结构和保育黑土的有效技术措施,在东北黑土区具有较好的应用前景。

高油大豆结瘤固氮和籽粒产质量对氮肥的响应

合理施用氮肥可提高大豆结瘤固氮能力,提升产量和品质,同时对于减少农业污染、提高生产效率具有重要的意义。本文研究不同施氮时期和施氮量对高油大豆结瘤固氮、酰脲、产量、脂肪及异黄酮含量的影响,明确高油大豆根瘤数量、固氮酶活性、酰脲与产量、脂肪及异黄酮含量之间的关系,为高油大豆高产优质提供理论依据。采用盆栽试验,通过在V2期(主茎第2节三出复叶全展期)和R1期(始花期),施用不同量0(CK),5 mg N/kg土(LN)和100 mg N/kg土(HN)的氮肥,测定大豆R2期(盛花期)和R5期(鼓粒始期)大豆根瘤数量、干重、固氮酶活性和酰脲含量,及成熟期时大豆籽粒产量、脂肪及异黄酮含量。不同施氮时期和施氮量对大豆结瘤和固氮能力均有显著影响。不论是V2期还是R1期施氮均降低大豆根瘤干重和数量。与CK处理相比,V2期HN处理大豆根瘤数量和干重在R2期分别下降了69.6%和88.4%。固氮酶活性和酰脲含量则均以LN处理最高,V2期和R1期施氮,LN处理在R5期的固氮酶活性较CK处理分别增加了28.5%和18.2%。大豆籽粒产量和脂肪含量均以LN处理最高,而异黄酮含量则以CK处理最高;其中LN处理籽粒脂肪含量较CK处理增加了1.7%~2.0%,HN处理异黄酮含量较CK处理降低了5.2%~11.2%。结构方程结果表明,施氮量负向调控脂肪含量,间接影响大豆产量;并负向调控根瘤数量,间接影响籽粒异黄酮含量。V2期施用氮肥更有利于高油大豆固氮和籽粒产量的提升,而R1期施用氮肥更有利于籽粒脂肪含量的增加;此外施氮量需要控制在5 mg N/kg土为宜。

氮肥对大豆根际土壤微生物群落和代谢的影响

探究不同施氮水平下大豆根际固氮微生物群落和代谢差异,对于合理有效的调控根际生态系统、提高土壤养分利用效率等具有重要意义。采用土壤代谢组学和高通量测序技术,研究了不同施氮处理对大豆根际土壤代谢产物与固氮微生物群落结构的影响。结果表明,无氮和施氮处理下大豆根际土壤代谢产物以及土壤固氮菌群落结构差异显著;共检测到29种差异代谢物,包括有机酸、聚酮类化合物、脂肪酰基类化合物、有机含氮化合物等物质;施氮促进大多数代谢物含量上调,且以有机酸及其衍生物含量最高,而下调代谢物仅1种为脂肪酰基类化合物。差异代谢物通路分析表明,差异代谢产物主要富集在氨基酸合成与碳水化合物代谢等途径;此外,施氮处理显著改变固氮微生物群落结构组成,与无氮处理相比大豆根际土壤中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、固氮氢自养单胞菌属(Azohydromonas),弗兰克氏菌属(Frankia)以及中华根瘤菌属(Sinorhizobium)等相对丰度显著下降。相关性分析表明根际优势固氮菌慢生根瘤菌属、固氮氢自养单胞菌属以及弗兰克氏菌属同大多数上调代谢物呈显著负相关关系,同下调差异代谢物呈显著正相关关系;中华根瘤菌属同大多数上调代谢物呈显著负相关关系。施氮可能通过影响根系分泌物,从而直接或间接对根际土壤固氮微生物群落结构产生影响。研究结果为不同氮肥处理对大豆根际土壤微生物群落及代谢产物的影响提供了理论基础。

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。