Effects of Soluble Organic N on Evaluating Soil N-Supplying Capacity

It is important to study the soluble organic N （SON） extracted during water-logged incubation for evaluating soil Nsupplying capacity. Soil initial SON and mineral N （Nmin）, cumulative soluble organic N and NH4＋-N in leachates during water-logged incubation, mineralization potentials of both easily decomposable N （ND） and resistant N （NR）, and their relationships with N uptake by crop in pot experiment were investigated by using 10 kinds of farmland soils with widely different physical and chemical properties on the Loess Plateau, China, and the effects of SON on evaluating soil Nsupplying capacity were studied. The results showed that the average content of initial SON （23.9 mg kg^-1） of 10 soils was 28.8% of initial total soluble N and 2.4% of soil total N. The percentage of cumulative SON in leaching total soluble N （118.1 mg kg^-1 was 46.4%, higher than the percentage of initial SON （28.8%）, and almost close to the percentage of cumulative NH4^＋-N in the leachates. ND had close correlation with total N, and the correlation coefficients were 0.92 （P 〈 0.01, excluding SON in estimating ND） and 0.88 （P 〈 0.01, including SON in estimating ND）, respectively. N mineralization potential and mineralization rate constant were different with the soil types. ND of Los-Orthic Entisols and Ust-Sandiic Entisols were lower than that of Eum-Orthrosols. Mineralization rate constant for the fast decomposable N-fraction （kD） decreased and the mineralization rate constant of resistant materials （kR） increased when SON was taken into account. Cumulative NH4^＋-N was a better evaluation index of soil N-supplying capacity, and it is not only suitable for the first season crops but also for two successive season crops. Cumulative SON alone was not a satisfactory index for the potential of mineralizable N. But it would be more accurate for ND in revealing the potential mineralizable N when SON was taken into account. Cumulative TSN, to some extent, could also be taken as an index for the potential mineralizable N. Cumulative NH4＋-N, total soluble N, and ND were good indexes for estimating soil potential mineralizable N, especially for soils of two successive season crops. And cumulative total soluble N and ND in evaluating the permanence of soil N-supply is of greater significance when SON was included.

Effect of Excess Fertilizer Phosphorus on Some Chemical Properties of Paddy Soil Derived from Red Soil and Its Relation to Rice Growth

A field experiment with an early rice-late rice rotation was carried out on a paddy soil derived from red soil in the southern part of Zhejiang Province to elucidate the effect of excess P application on some important characteristics of soil properies and its relation to nutrient status and grain yields of rice crops.The experimental results indicated that adequate fertilizer P (15 kg P hm-2) could increase the content of soil available P at the tillering stage of early rice, the contents of N, P and K in the shoots of early rice at primary growth stages, and the grain yield of early rice by increasing valid ears per hectare and weight per thousand grains, which was mainly related to the higher contents of reduced, non-reduced and total sugar in the shoots at the heading stage. And early rice supplied with excessive P could not yield more than that applied with adequate P, due to the reduction in the valid grain percentage and weight per thousand grains.In addition, onestime excess P supply at a rate as high as 90 kg P hm-2 could not improve the soil P fertility in case the soil available P content was lower than the initial (3.74 mg kg-1 soil) after an early rice-late rice rotation, and made a decline in the grain yield increased by per kilogram fertilizer P. Thus, one-time excess P supply should not be adopted for soils with a large P fixation capacity like the paddy soils derived from red soils.

Soil Organic Nitrogen and Its Contribution to Crop Production

Plant growth and crop production depend to a large extent on soil N supplying capacity （SNSC）： The higher the SNSC, the higher the dependence of crops on soil and the lower the N fertilizer recovery. Of the SNSC, soil organic N （ON） played a key role in supplying N nutrient to crop production and still does in many subsistence and low-input farming systems. In this paper, soil ON contents, types, chemical components and its contribution to plant production are reviewed up to date in details, the characteristics of ON in dryland soils discussed together with its chemical components, and the mineralization and availability to plants of some important chemical components are emphasized at the last part for practical considerations.

绿肥部分替代化肥对玉米干物质积累与产量形成的影响

【目的】豆科绿肥部分替代化学氮肥是实现化肥减施的一项重要技术措施。通过探讨华北冬小麦季节性休耕区冬闲田种植翻压毛叶苕子和减量施氮对玉米干物质积累与转运、产量形成及花后叶片衰老特征的影响,以期为豆科冬绿肥的氮肥替代及玉米氮素资源的优化管理提供科学依据。【方法】于2020—2022年在河北省农林科学院旱作农业研究所深州试验站开展二因素裂区田间试验,主处理为冬闲田(FF)、冬闲田种植并全量还田毛叶苕子(HV)2种模式,副处理为玉米施氮,设不施氮(0 N)、67.5 kg·hm^(-2)(25%N)、135.0 kg·hm^(-2)(50%N)、202.5 kg·hm^(-2)(75%N)、270.0 kg·hm^(-2)(100%N,常规施氮水平)5个氮肥用量,研究毛叶苕子还田和减量施氮对玉米产量与产量构成、穗部性状、干物质积累与转运、叶片衰老特性及土壤养分、酶活性变化的影响,并进一步分析农田的氮素盈余。【结果】毛叶苕子还田显著提高玉米产量,可弥补氮肥减施造成的玉米减产。2021—2022年毛叶苕子还田显著提高玉米产量(8.15%—9.21%),可弥补氮肥减施25%—50%所造成的减产。毛叶苕子连续还田明显降低玉米穗部性状秃尖长,显著提高穗长、穗粗和产量构成因素穗行数、行粒数、百粒重。毛叶苕子还田后玉米花前、花后干物质积累量、花后干物质积累率、花后干物质对籽粒的贡献率分别显著增加10.21—12.32 g/plant、39.94—72.37 g/plant、4.67%—4.78%、3.31%—3.99%,能弥补氮肥减施25%—50%对玉米花前干物质积累及花后干物质对籽粒贡献率的负效应。毛叶苕子还田显著延缓玉米花后叶片衰老。2021、2022年HV处理玉米花后绿叶面积分别增加303.44—1115.10、266.23—837.62 cm2/plant,相对绿叶面积分别提高1.12%—13.84%、0.56%—9.13%,Vmax分别降低0.30%、0.05%,Tmax分别延迟6.01、3.56 d。毛叶苕子连续还田后土壤有机质含量、全氮含量、碱解氮含量及脲酶、蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶活性显著提高。2021、2022年毛叶苕子还田分别增加土壤氮投入量40.92、72.79 kg·hm^(-2),降低玉米最佳施氮量40.96、48.90 kg·hm^(-2),降低农田氮素盈余7.94、0.14 kg·hm^(-2),替代玉米最高产量施氮量15.71%、19.71%,替代常规施氮量15.71%、26.23%。【结论】毛叶苕子还田能激活土壤酶活性,增强土壤供氮能力,延缓玉米花后叶片衰老,提高花后干物质积累对籽粒的贡献率,改善穗性状,协调产量构成,有利于氮肥减施后玉米的增产稳产。毛叶苕子对土壤氮的输入是其部分替代氮肥、弥补氮肥减施后产量损失的基础。华北冬小麦季节性休耕区利用毛叶苕子替代部分化学氮肥是一种可持续性的减氮施肥措施。

稻草和紫云英协同还田下钾肥施用量对水稻产量及土壤供钾能力的影响

[目的]水稻生产对钾素的需求量大,研究稻草和紫云英协同还田条件下不同施肥处理对水稻产量和土壤钾素形态变化的影响,旨在保障我国南方水稻的高产和土壤钾素高效利用。[方法]不同轮作模式钾肥定位试验位于中国农业科学院红壤实验站内(始于2016年)。试验处理包括不施肥和冬闲(CK)、氮磷钾肥和冬闲(F)、氮磷钾肥和冬种紫云英(CM)、氮磷钾肥配合稻草还田和冬种紫云英(RCM)、氮磷减钾50%配合稻草还田和冬种紫云英(50%KRCM)。在试验第3年(2019年)于水稻收获后调查分析水稻产量和钾素含量,以及耕层土壤中速效钾和缓效钾含量,计算水稻钾素吸收量、钾素生理效率和钾素表观平衡,并进一步探讨水稻产量和钾素各指标之间的相关性。[结果]与CK处理相比,紫云英轮作显著提高水稻年产量,增幅以RCM、50%KRCM较高,分别为59.4%和59.7%。两者协同还田和紫云英单独还田均可显著提高有效穗数,相比化肥冬闲处理(F),增幅为53.1%~63.3%,在稻草和紫云英协同还田下,减钾对水稻产量构成因素的影响不明显。和F处理相比,RCM、50%KRCM处理显著提高了土壤速效钾和缓效钾含量,增幅分别为87.6%、41.1%和14.0%、12.1%,紫云英单独还田(CM)可显著提高土壤速效钾含量,对缓效钾含量的影响不显著。与RCM处理相比,50%KRCM处理的土壤速效钾含量显著降低了24.8%,缓效钾含量没有显著变化。和CK处理相比,RCM处理显著提高了稻谷含钾量,增幅为6.7%,4个施肥处理均显著提高了稻草和稻谷吸钾量,钾素表观平衡均表现为盈余,RCM和50%KRCM处理的钾素盈余量高于CM处理,但50%KRCM处理的钾素盈余量比RCM处理降低了119.7 kg/(hm^(2)·a)。钾素盈余量与土壤速效钾含量变化呈显著正相关,钾素盈余量每增加1 kg/(hm^(2)·a),土壤速效钾含量提高0.25 mg/kg。施肥降低了钾素生理效率,CM、RCM和F处理的钾素生理效率比CK降低了10.3%~15.5%。土壤速效钾含量、植株总吸钾量、钾素表观平衡和水稻产量之间均显著正相关,植株总吸钾量每增加1 kg/hm^(2),水稻产量提高30.5 kg/hm^(2),钾素表观平衡每增加1 kg/(hm^(2)·a),水稻产量提高9.5 kg/hm^(2)。[结论]稻草和紫云英协同还田可增加水稻有效穗数进而提高稻谷产量,增加钾素盈余量可提高土壤速效钾和缓效钾含量,两者协同还田提升水稻产量和土壤供钾能力的作用优于紫云英单独还田。稻草和紫云英协同还田条件下减少钾肥施用量,显著降低钾素盈余量,但没有降低土壤钾素的供应能力,因此,可适当减少钾肥的施用量。

长期不同秸秆还田措施对土壤供磷能力的影响

研究潮土区冬小麦-夏玉米轮作体系下长期不同秸秆还田措施对土壤磷素吸附解吸特性的影响,以期为提高该地区土壤供磷能力提供理论依据。依托山东禹城长期定位试验(始于2007年),研究了秸秆不还田(CK)、小麦秸秆单季还田(W)、玉米秸秆单季还田(M)和小麦玉米秸秆双季还田(D)4个处理对土壤有效磷含量和土壤磷吸附解吸特性的影响。结果发现,与CK相比,3种秸秆还田均显著提高了土壤有效磷含量,W、M和D处理有效磷含量分别增加了47.5%、15.4%和12.2%,而土壤交换性钙含量分别降低了49.1%、30.5%和31.7%。不同秸秆还田措施均对潮土磷吸附特征产生了影响:与CK相比,秸秆还田处理均能显著降低土壤对磷的吸附,W、M和D处理土壤磷平均吸附量分别下降了10.7%、7.5%和5.1%;单季秸秆还田处理W的土壤最大吸磷量(Q_(m))显著低于CK处理,但M和D处理土壤Q_(m)与CK没有显著差异;秸秆还田处理的磷吸附饱和度(DPS)均有所增加,但仅单季秸秆还田处理(W和M处理)的磷吸附饱和度显著高于CK。3种秸秆还田处理均显著提高了土壤磷解吸能力,各处理土壤磷解吸率表现为W>D≈M>CK,而秸秆还田处理均显著降低了土壤磷解吸滞后系数(HI),规律表现为CK>D≈M>W。相关性分析结果显示,土壤交换性钙含量与土壤磷吸附解吸能力显著相关。以上结果说明,在石灰性潮土中,单季和双季秸秆还田均能减少土壤对磷的吸附及增加其对磷的解吸能力,从而提升土壤供磷能力,且小麦单季秸秆还田效果优于其他两个秸秆还田处理。降低土壤中交换性钙对磷的固定可能是秸秆还田提高土壤磷有效性的重要途径。

不同无性系杉木人工林土壤氮素转化特征

为揭示福建省洋口林场不同无性系杉木人工林土壤氮素转化特征,以15年林龄的第三代优良组培材料和实生苗(包括洋003(Y003)、洋008(Y008)、洋020(Y020)、洋061(Y061)、洋062(Y062)、第2代种子园良种(Ysec)和无性系混系扦插苗(Ymix))共计7种无性系杉木人工林土壤为研究对象开展室内培养试验,测定培养期间土壤无机氮含量变化,进而计算不同无性系杉木人工林土壤的净矿化速率和净硝化速率。结果表明:不同无性系杉木人工林土壤的净矿化速率和净硝化速率均处于较低水平(净矿化速率和净硝化速率分别为–0.093~0.118 mg·kg^(–1)·d^(–1)和–0.021~0.051 mg·kg^(–1)·d^(–1)),表明亚热带地区杉木人工林土壤的供氮能力较弱。但在不同无性系间氮净矿化和硝化速率均存在显著差异。Y061土壤的平均净矿化速率显著高于其他无性系人工林土壤,为0.118 mg·kg^(–1)·d^(–1),其次为Ymix和Y062无性系,分别为0.046 mg·kg^(–1)·d^(–1)和0.033 mg·kg^(–1)·d^(–1);而其他4种无性系土壤平均净矿化速率均为负值,表现为无机氮的净同化作用;对不同无性系杉木人工林土壤而言,Y008的净硝化速率最高,为0.051 mg·kg^(–1)·d^(–1),其次为Ymix和Y020无性系,分别为0.003和0.007 mg·kg^(–1)·d^(–1),其他4种土壤平均净硝化速率均为负值,表现为硝态氮的净同化作用,因而保氮能力强。综上,Y061和Y062两种无性系杉木人工林土壤的供氮能力和保氮水平显著高于其他无性系,而Y008土壤发生淋溶等氮素损失的风险高于其他无性系,在实际栽植中应当合理选择无性系树种以保证更好的土壤肥力供应。

岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异

对北碚观音峡背斜岩溶低山不同土地利用方式下土壤的持水、供水、吸水和蒸发特征进行了研究。结果表明,土地利用方式的不同使低吸力段水分状况存在明显差异,样地1,7的供水性能较好,样地3和6持、供水能力都较好,样地9的持、供水性能差,样地4,10的持水性能较好但供水能力较差。样地2,3,5,9土壤比水容量达10-7数量级(ml/Pa·g)时在土水势-10～-30kPa范围开始出现,表明其土壤的保水供水性能相对弱;各样地土壤在土水势-30～-60kPa时比水容量达10-7数量级,表明岩溶山地土壤在脱水过程中,在还未达到理论上的BCM值时,实际就有可能因水分不足而对植物生长产生不利影响。通径分析表明,岩溶山地土壤的持水性能主要与有机质、>0.25mm水稳性团聚体有关,二者的效应大于粘粒的效应。

稻田不同供钾能力条件下秸秆还田替代钾肥效果

【目的】研究稻田不同土壤供钾能力条件下,秸秆还田配施钾肥对水稻产量、地上部钾素累积量以及钾肥利用率的影响,为秸秆还田水稻钾肥合理施用提供科学依据。【方法】2011—2012年在鄂中、江汉平原和鄂东地区的10个县(市)选择不同供钾水平田块布置水稻试验。根据湖北省第二次土壤普查制定的速效钾分级标准,本文将土壤速效钾含量>150 mg·kg-1的试验点如钟祥和宜城归为高钾供应能力土壤(1级水平),简称为高钾土壤,标记为High-K;土壤速效钾含量100—150 mg·kg-1的试验点如团风、仙桃、洪湖和枝江归为中钾供应能力土壤(2级水平),简称为中钾土壤,标记为Middle-K;土壤速效钾含量<100 mg·kg-1的试验点如麻城、广水、鄂州和蕲春归为低钾土壤,标记为Low-K。试验共设6个处理,分别为:(1)CK(-K);(2)+K;(3)+S;(4)S+1/3K;(5)S+2/3K;(6)S+K,其中K和S分别表示钾肥和还田秸秆,以此来考查当前推荐钾肥用量(K2O 75 kg·hm-2)对水稻的增产效果以及轮作模式下麦秆或油菜秸秆还田钾素对钾肥的替代作用。【结果】结果显示CK处理(-K),高钾、中钾和低钾土壤的稻谷产量分别为8 372、8 710和7 767 kg·hm-2,施钾和秸秆还田均可以不同程度地增加水稻产量和地上部钾素累积量。与CK相比,高钾、中钾和低钾土壤均以秸秆还田配施钾肥处理的增产效果最显著,增产量分别为633、1 098和814 kg·hm-2,增幅分别为7.7%、12.6%和12.5%;地上部钾素累积吸收增量分别为40.2、56.5和49.3 kg·hm-2,增幅分别为15.9%、21.3%和36.8%。在当前推荐钾肥用量条件下,秸秆还田会造成高钾土壤的钾肥吸收利用率下降,但可明显提高中钾和低钾土壤的钾肥吸收利用率;同时秸秆还田也会显著降低高钾土壤的钾肥农学利用率,但对中钾和低钾土壤的钾肥农学利用率没有明显影响。同钾肥利用率相比,钾素利用率均有所降低,但中钾土壤和低钾土壤的钾素利用率要显著高于高钾土壤的钾素利用率。通过对秸秆还田条件下钾肥用量与增产率、地上部钾素累积增幅的相关性分析得出高钾土壤和中钾土壤的推荐钾肥用量偏高。根据线性加平台肥效模型拟合得出,在秸秆还田条件下,高钾土壤田块(速效钾含量>150 mg·kg-1)适宜钾肥用量平均为38.2kg·hm-2,比推荐用量减少49.1%;中钾土壤田块(速效钾含量100—150 mg·kg-1)适宜钾肥用量平均为60.0 kg·hm-2,比推荐用量减少20.0%;而低钾土壤田块(速效钾含量<100 mg·kg-1),增产效果显著,推荐钾肥用量不足。【结论】因此,短期秸秆还田条件下,高钾和中钾土壤田块,秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用;而低钾供应田块推荐用量略显不足,增施钾肥仍有较大的增产空间。

浙江慈溪不同利用年限水稻土微生物生物量与酶活性比较

测定了浙江慈溪5个不同利用年限水稻土（50～2000 a）的微生物生物量C、N和过氧化氢酶、转化酶、脲酶、磷酸酶的活性,分析了水稻土的生物化学环境质量与利用年限的相关性。结果发现,随着利用年限的延长,水稻土的微生物生物量C与N均趋于下降,其中微生物生物量N能较灵敏地反映利用年限造成的差异（p=0.091）;水稻土的过氧化氢酶与转化酶活性均呈下降趋势,其中过氧化氢酶活性与利用年限之间确有线性回归关系（p=0.042）;水稻土的脲酶活性不呈显著变化规律,而磷酸酶活性显著上升,其与利用年限之间确有线性回归关系（p=0.022）。总体表明,利用年限延长虽然会降低水稻土中微生物的生物量和整体活性,但对水稻土的肥力并没有产生不良影响,相反对水稻土的供磷能力有保育和增强作用,而对水稻土的供氮能力没有定向影响。

水旱轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化研究

采用盆栽试验,研究了黑麦草-水稻轮作条件下不同类型土壤供钾能力及钾素动态变化,以期为土壤供钾机制研究及合理的钾素调控提供依据。结果表明:不施钾条件下(NP处理),潮土上种植作物的生物量和吸钾量最高,黄褐土次之,红壤最低;施钾条件下(NPK处理),3种土壤上种植作物的生物量无显著差异,作物吸钾量为黄褐土>潮土>红壤。整个轮作期,红壤、黄褐土和潮土NPK处理的作物生物量较NP处理分别增加55.6%、45.2%和23.2%,作物吸钾量分别增加368.8%、166.8%和74.5%。轮作前季(黑麦草季),NP处理的3种土壤水溶性钾含量和交换性钾含量均降低,潮土非交换性钾含量明显降低,红壤和黄褐土非交换性钾含量在前期变化不大,中期有升高的趋势,后期显著降低;NPK处理的土壤钾含量均高于NP处理,且各种形态钾含量的变化趋势与NP处理基本相同。轮作后季(水稻季),NP处理的3种土壤水溶性钾含量变化不大,交换性钾含量呈先降低后升高的趋势,非交换性钾含量呈先升高后降低的趋势;NPK处理的土壤交换性钾含量在水稻生长前期明显升高,中期下降,后期有略微上升,水溶性钾和非交换性钾含量有先升高后降低的变化趋势。综上所述,在不施钾条件下,轮作期内各土壤钾素消耗量较大,水溶性钾和交换性钾含量降低,并促进了非交换性钾的释放;施钾能提高土壤水溶性钾和交换性钾含量,并向非交换性钾方向转化,施钾对黑麦草和水稻有显著增产效果,可以有效地提高土壤供钾水平。

过量施氮对旱地土壤碳、氮及供氮能力的影响

【目的】过量施氮会影响土壤有机碳、氮的组成与数量,进而改变土壤供氮能力,但关于西北旱地长期过量施用氮肥后土壤有机碳、氮及土壤供氮能力变化的研究尚缺乏。本文在长期定位试验的基础上,通过分析不同氮肥水平特别是过量施氮条件下土壤硝态氮,有机碳、氮和微生物量碳、氮的变化,探讨长期过量施氮对土壤有机碳、氮及供氮能力的影响。【方法】长期定位试验位于陕西杨凌西北农林科技大学农作一站。在施磷(P2O5)100kg/hm2的基础上,设5个氮水平,施氮量分别为N 0、80、160、240、320 kg/hm2。重复4次,小区面积40 m2,完全随机区组排列。种植冬小麦品种为小堰22。本文选取其中3处理,以不施氮为对照(N0)、施氮量N 160 kg/hm2为正常施氮(N160),施氮量N 320 kg/hm2为过量施氮(N320),分别于2012年6月小麦收获后和10月下季小麦播前采集土壤样品,进行测定分析。【结果】过量施氮导致下季小麦播前0—300 cm各土层硝态氮含量显著增加,平均由对照的2.8 mg/kg增加到15.5 mg/kg;同时,0—60 cm和0—300 cm土层的硝态氮累积量分别由对照的47.2和108.9 kg/hm2增加到76.5和727.7 kg/hm2。过量施氮也增加了夏闲期间0—300 cm土层土壤有机氮矿化量,由对照的72.4 kg/hm2增加到130.7 kg/hm2。但过量施氮未显著增加土壤的有机碳含量,却显著增加了土壤有机氮含量,过量施氮0—20、20—40 cm土层土壤有机碳分别为9.24和5.39 g/kg,有机氮分别为1.05和0.71 g/kg,较对照增加52.2%和54.3%。同样,过量施氮未显著影响0—20、20—40 cm土层土壤微生物量碳含量,其平均含量分别为253和205 mg/kg,却显著提高了0—20、20—40 cm土层土壤微生物量氮含量,由对照的24.1和7.5 mg/kg提高到43.6和16.1 mg/kg。【结论】过量施氮可以显著增加旱地土壤剖面中的硝态氮累积量、夏闲期氮素矿化量、小麦播前土壤氮素供应量和土壤微生物量氮含量,但对土壤有机碳和微生物量碳没有显著性影响,同时过量施氮增加了土壤硝态氮淋溶风险,故在有机质含量低的黄土高原南部旱地冬小麦种植中不宜施用高量氮肥,以减少土壤氮素残留和农业投入,达到保护环境和培肥土壤的目的。

短期放牧对高寒草甸表层土壤入渗和水分保持能力的影响

为深入揭示短期放牧对高寒草甸生态系统地表水文过程的影响机理,基于5个放牧强度(A:2.75只羊/hm^2;B:3.64只羊/hm^2;C:4.35只羊/hm^2;D:4.76只羊/hm^2;E:5.20只羊/hm^2)的3a控制放牧试验,对比研究了表层土壤(0—10cm)物理性状、入渗过程、土壤水分特征曲线及持水和供水能力对放牧强度的响应。结果表明:C处理的土壤初始含水量显著高于D、E处理,但各放牧强度的土壤容重和4个孔隙指标无显著变化;放牧改变了土壤入渗过程,随放牧强度增加,B与C处理入渗较好,D与E处理入渗较差;Gardner模型适用于放牧强度的土壤水分特征曲线拟合,相关系数均达极显著水平,且表征土壤持水性能的a值与低中吸力段含水量表明B与C处理的持水能力高于其它处理;100kPa吸力下比水容量显示,A、B和C处理较D与E处理提高了土壤供水能力。总之,合理放牧强度短期内有利于保存高寒草甸土壤含水量,增强土壤导水性和持水能力,保证土壤有效供水,降低高寒草甸生态系统的退化风险。

可溶性有机氮在评价土壤供氮能力中的作用与效果

【目的】淹水培养法提取态可溶性有机氮在评价土壤供氮能力方面具有重要意义。【方法】通过研究黄土高原物理化学性质差异较大的10种农田土样起始可溶性有机氮(SON)、矿质氮(Nmin)及间歇浸提长期淹水培养期间可溶性有机氮、铵态氮累积量、易矿化和难矿化氮素矿化势(分别ND和NR表示)及其与作物吸氮量的关系,分析SON在评价土壤供氮能力中的作用与效果。【结果】供试土样起始SON平均为23.9mg·kg-1,是起始可溶性总氮的28.8%、全氮的2.4%。淹水培养提取态可溶性氮(TSN)中,SON所占比例更高,几乎与铵态氮相当。经过217d淹水培养,浸提出的SON平均为118.1mg·kg-1,占TSN累积量的46.4%。ND与全氮关系密切:在不包括与包括SON时,二者的相关系数分别为0.92(P<0.01)和0.88(P<0.01)。不同土壤ND和易矿化氮矿化速率(KD)差别很大,干湿砂质新成土和黄土正常新成土的ND小于土垫旱耕人为土。考虑SON后KD值减小,而难矿化氮矿化速率(KR)增加。【结论】淹水培养期间铵态氮累积量是评价可矿化氮的较好指标,不仅适宜于第一季作物,而且也适用于连续两季作物;SON累积量不能单独作为反映可矿化氮的指标,但用ND反映土壤可矿化氮潜势时,包括SON后更加准确;TSN在一定程度上能够反映土壤可矿化氮。铵态氮和TSN累积量及ND在反映两季作物土壤可矿化氮时效果更好,包括SON后TSN及ND在评价土壤供氮持久性时更具意义。

长期水旱轮作条件下紫色土养分供应能力的研究

通过10年稻—麦水旱轮作定位试验,研究了紫色土生产力以及N、P、K自然供应能力和变化。结果表明,在水旱轮作下,紫色土对稻、麦产量的地力贡献率平均为58%和51%,肥料的增产贡献率可达42%～49%。紫色土N、P、K养分自然供给力在小麦上分别为60%、70%、91%,在水稻上分别为70%、90%、92%,小麦对肥料的依赖性高于水稻;N、P、K养分的自然供应量在小麦上分别为37 1、5 4、45 9kg hm2,在水稻上分别为81 8、13 6、103 0kg hm2。随着试验年份的延长,旱作季节紫色土N、P、K养分的供应能力逐年降低,水作季节N、P、K供应力则相对稳定,旱作对地力的消耗比水作大。环境输入的养分在维持水田稳定供肥能力发挥了重要作用。紫色土这种基础养分供给力可维持每年生产小麦1 4t hm2、稻谷3 5t hm2左右。

长期定位施肥对灰漠土磷肥肥效与形态的影响

通过 11年定位试验 ,研究了灰漠土中土壤与肥料的供肥能力、磷肥肥效的变化 ,以及不同施肥措施对灰漠土磷素含量、形态转化及有效性的影响。初步结果表明 :(1)灰漠土的自然供磷能力为 10 2 .3 % ,呈逐年下降趋势 ,肥料的供肥能力呈逐年上升趋势 ,土壤与肥料的供肥能力每年下降和上升 3 .5 9% ,年度与供肥能力间的关系达显著相关。 (2 )磷肥平均利用率为 2 5 %。随着土壤速效磷含量的提高 ,磷肥利用率则降低 ,高量有机肥不能提高磷肥利用率 ;连续施肥土壤磷素盈余量达到施肥量的 60 % ,不施磷肥土壤磷素亏缺 ,平均每年亏缺18kg/hm2 。 (3 )长期定位施肥对土壤速效磷变化尤为明显。PK处理土壤速效磷上升了 3 2 % ,年递增相关性达显著相关 ;其它单施化肥处理的土壤速效磷均有所下降 ,尤其是NPK处理下降指数达 3 2 % ;增施有机肥处理呈上升趋势 ,年递增相关性达显著水平 ;连续耕作后 ,CK处理土壤速效磷的含量达到了一种动态平衡。 (4 )灰漠土无机磷以钙磷为主 ,其中Ca10 -P和Ca8-P约占无机磷总量的 81.5 % ,是灰漠土的潜在磷库 ;而有效性最高的Ca2 -P仅占 2 .3 % ,是灰漠土中有效磷的主要来源 ;O -P的有效性最差 ,很难为作物吸收利用 ;连续耕作使单施氮肥或氮钾肥处理的Ca2 -P、Fe

不同施肥制度培育土壤氮矿化势与供氮潜力

采用Stanford矿化率法研究了长期不同施肥制度培育的土壤氮矿化势和供氮潜力。研究结果表明:长期不同施肥制度培育土壤氮矿化势和供氮潜能明显不同。与对照不施肥相比,长期单施化肥或有机肥能使土壤供氮能力分别提高42.27%和49.53%,有机无机相结合可使土壤供氮能力提高81.76%。长期施用有机肥或化肥均能提高土壤的供氮潜力,但统计分析结果表明,有机肥明显优于化肥,二者相结合效果更明显。

上海城郊低吸力段土壤持水供水特性的研究

选择上海城郊地带,对不同农业用地类型和不同城市功能区土壤持水供水特征及其影响因素进行了分析,结果表明,由于土壤粉粒和沙粒含量较高,土壤持水供水能力弱。不同农业利用方式下土壤持水能力差异较小,土壤持水特征的变化主要集中在低吸力段(0～30 kPa),反映了土壤通气状况的改变。与农业土壤相比,受人为干扰强烈的城市不同功能区土壤持水能力差异明显。低吸力段土壤总孔隙度、毛管孔隙度、有机质含量与各吸力段土壤含水量之间存在显著相关关系,影响土壤持水性的主要因素是容重、土壤孔隙组成和有机质含量。土壤压实和有机质含量增加是影响城市土壤水分性质的重要因素。幂函数模型能较好地模拟土壤含水量与土壤吸力之间的关系。

冬小麦/夏玉米轮作中高肥力土壤的持续供氮能力

通过连续3年的冬小麦 夏玉米轮作试验研究高肥力土壤的供氮能力。结果表明,在本试验的高肥力土壤上,存在土壤供氮能力随时间延长而下降的趋势。但在连续3年3个轮作周期6季作物生长过程中,土壤都保持了较高的供氮能力,其中夏玉米季高于冬小麦季,不施氮处理在冬小麦季的相对产量保持在46%～76%,夏玉米季为69%～81%,轮作周期中土壤氮素的表观矿化量为125～184kg hm2,而供氮能力为123～190kg hm2。在考虑土壤供氮能力的基础上,基于土壤植株测试的氮肥优化管理,在连续6季作物中较大幅度地降低了氮肥用量,但却获得了同传统施氮处理一致的产量,保持了较低的土壤无机氮残留量,避免了过量施氮对环境的不良影响。

河北粮田和菜地土壤大、中、微量元素肥力研究

采用小麦—玉米轮作、大白菜—辣椒轮作的4年肥料定位试验和土壤养分系统研究法相结合的方法,探讨了河北粮田和菜地土壤供氮、磷、钾、硫、锌、硼的能力,土壤氮、磷、钾的收支平衡及土壤养分的消长,以确定氮、磷、钾的合理用量。结果表明:小麦—玉米轮作中:全肥处理(NPKZnS)小麦的年均产量7278～7475kghm-2,-N、-P、-K、-S的相对产量分别是全肥的50%～52%、84%～87%、91%～95%、92%～93%;全肥处理玉米年均产量8396～9041kghm-2,-N、-P、-K、-Zn的相对产量分别为全肥的55%～59%、83%～86%、79%～91%、89%～94%,差异均达到显著或极显著水平。土壤养分限制因子排序为N>P>K>Zn>S,施用1/2N、1/2P、1/2K基本可维持土壤氮、磷、钾表观收支平衡。小麦—玉米轮作中推荐N、P2O5、K2O的用量为450～500、135～150、90～135kghm-2。磷肥、硫肥施在小麦茬口、钾肥和锌肥施在玉米茬口。大白菜—辣椒轮作中:全肥处理(NPKZnB)白菜的年均产量为113.9thm-2,-N、-P、-K的相对产量分别为全肥的57%、64%、87%;辣椒的年均产量为23.7thm-2,-N、-P、-K、-Zn、-B的相对产量分别为全肥的46%、46%、68%、88%、85%,差异均达到显著或极显著水平。土壤养分限制因子的排序依次为N>P>K>Zn>B。大白菜—辣椒轮作中,大白菜茬口N、P2O5、K2O推荐用量200、90、150kghm-2,辣椒茬口分别为300、170～180、400kghm-2,Zn和B在辣椒上有显著增产效应。