长期不同有机肥替代比例对茶园土壤养分动态的影响

[目的]有机肥部分替代化肥是茶园实现“化肥零增长”的一个重要途径。研究不同有机肥替代比例对土壤养分变化及茶叶产量的影响,为茶园合理高效施用有机肥提供参考。[方法]长期定位试验于2007年在福建省宁德市进行,供试茶树于2006年栽种。试验处理包括不施氮肥对照(CK)、氮磷钾化肥(NPK)处理,以及氮投入总量不变条件下以猪粪替代25%(OM25)、50%(OM50)、75%(OM75)、100%(OM100)化肥氮的有机肥替代处理。氮肥每年分3次追施,磷、钾肥和有机肥一次性基施。于2018-2019年间定期采集表层(0-20 cm)土壤样品,测定土壤养分含量、茶叶产量,同时检测降雨量和地表温度。[结果]施肥显著提高土壤养分含量,但同一养分含量年际间的变异幅度随着有机氮替代比例的上升而增加,除铵态氮含量外,NPK与OM25处理的养分含量及年际间变异系数无显著差异,二者均低于其他有机肥替代比例处理。OM25处理土壤铵态氮平均含量与其他处理相比提升了1.42~3.35倍,显著高于其他处理(P<0.05);硝态氮平均含量的变异系数在有机肥替代处理下超过150%,其含量随有机肥替代比例的升高逐渐提高,但没有表现出显著差异(P>0.05)。CK和NPK处理的土壤钙、镁、锰、铜和锌元素的平均含量显著低于较高的有机肥替代比例处理,OM100处理下土壤有效钙、镁、锰、铜和锌元素的平均含量较最低的CK分别提高了4.12、13.83、2.77、12.32和36.32倍。随着有机肥替代比例的增加,表层土壤pH和速效钾含量随之上升,而铵态氮含量和茶叶的鲜叶产量则呈下降趋势。除铵态氮外,土壤养分含量与取样前7天的降雨量之间存在显著的负相关关系,土壤铵态氮和硝态氮含量与任意阶段的地表温度之间存在显著的负相关关系。[结论]全有机肥模式不利于茶叶增产和土壤养分的供应,且土壤pH的升高对茶树生长有明显的限制作用,降雨过多和地表温度过高也会加剧养分流失风险。低有机质替代比例可以保证氮素的充足和稳定供应,且不会引起pH明显变化,因此是较为适宜的茶园有机肥替代比例。

分层施肥对花生田土壤养分动态变化的影响研究

明确不同分层施肥方式下花生田土壤氮、磷、钾养分动态,可为探明养分吸收利用特征、优化分层施肥方案提供科学依据。本研究以青花7号花生品种为供试材料,以农民常规旋耕施肥为对照(CK),设置两种分层处理方式(两层施肥:播种行下10 cm、25 cm土层施肥;三层施肥:播种行下10 cm、15 cm、25 cm土层施肥)和三种施肥梯度(不减肥:750 kg/hm^(2);减肥10%:675 kg/hm^(2);减肥20%:600 kg/hm^(2)),共7个施肥处理,研究花生不同生育时期的土壤氮、磷、钾养分动态变化。研究发现,在花生团棵期,两层施肥处理下不减肥、减肥10%和减肥20%土壤有效磷含量在10~20 cm土层较CK显著增加34.1%、53.2%、54.6%,土壤硝态氮含量在20~30 cm土层较CK显著提升29.4%、69.9%、58.1%;在花生结荚前期,三层施肥处理下不减肥、减肥10%和减肥20%土壤有效磷含量在0~30 cm土层较CK显著提升53.7%~113.9%、7.8%~122.5%、46.1%~87.5%,各分层施肥处理下土壤速效钾和铵态氮含量在10~20 cm土层较CK分别平均提高34.3%和52.3%;到花生结荚中期,分层施肥处理下土壤速效钾和铵态氮含量在30~40 cm土层显著高于CK,较之分别平均提高12.5%、21.1%;到饱果成熟期,各分层施肥处理0~30 cm土层有效磷含量相近,但分层并施用750 kg/hm^(2)肥料的处理,其30~40 cm土层有效磷含量较CK显著增加35.3%、64.7%;分二层并施用750 kg/hm^(2)和675 kg/hm^(2)肥料的处理,其荚果产量较CK分别显著增加7.2%和17.4%。综上,分层施肥在优化土壤养分动态方面有积极效果,促进了花生各生育时期养分的合理分布,提高了花生饱果率,为花生产量提升奠定了基础。考虑大田生产的轻简化需求,花生生产上建议采用分两层施用675~750 kg/hm^(2)复合肥。

运动场地温调控对高温胁迫下草坪养分动态的影响

为研究地温调控对高温胁迫下草坪养分动态变化的影响,本研究以匍匐翦股颖(Agrostis stolonifera)为试验材料,以正常生长环境为对照,地下20 cm处控温27、24、21℃为处理,研究地温调控对草坪草养分吸收、草坪土壤养分动态以及土壤微生物和酶活性的影响。结果表明:降温促进了匍匐翦股颖生长,并增加了草坪草生物量,草坪草氮素和磷素吸收量显著增加,并且在21℃处理时效果最好,地上、地下生物量分别比对照增加了44.3%和220.7%,地下部的氮素、磷素吸收量分别增加了147.9%和179.3%。土壤中矿质氮含量降低,在24℃处理下10-20 cm土层最高降低了48.5%。土壤速效磷含量增加,在21℃处理下0-10 cm土层最高,增加了82.5%。土壤微生物量碳含量随着降温幅度的增加,呈现先上升后下降的趋势,而10-20 cm土层的微生物量氮含量则呈现上升的趋势,土壤碳、氮、磷循环相关酶活性普遍受到降温处理影响。综上,夏季地温调控促进了匍匐翦股颖生长以及草坪草对土壤养分的吸收,影响了土壤碳、氮、磷循环相关酶活性,改变相应养分的有效性。此外,建议夏季运动场降温后适量补充氮肥。

热带亚热带森林凋落物交互分解的养分动态

为了探究全球变暖对森林凋落物分解速率及养分释放的影响 ,笔者在跨气候带的大尺度下进行了森林凋落物的交互分解实验 .在热带的尖峰岭和亚热带的鼎湖山各选样地 1个 ,它们有相似的海拔高度、土壤类型、年均降雨量及干湿季节律 ,年均气温为主要差异 ,达 3 7℃ .各样地分别收集了 1 0种当地的优势树种的凋落叶 .其中 2个样地各自的优势种青皮和锥栗 ,2个样地均有的共同种荷木做为单种样 .1 0种凋落叶的等重量混合为混合样 ,共计6类凋落叶 ,交互置于 2个样地分解 .结果表明 :6类凋落叶在尖峰岭的分解速率显著大于在鼎湖山的分解速率 .凋落叶分解的表观Q1 0 在 3 7～ 7 5范围内 .在这个增温范围内 ,凋落叶分解加快的程度可达 1 36～ 3 0 6倍 ,鼎湖山凋落叶第 1年归还的N、P和C将分别增加 32 42、1 0 33和 74 1 1kg hm2 只在鼎湖山的分解中 ,分解速率常数k值与凋落叶初始质量参数木质素 N、木质素、木质素 P、木质素纤维素商 (HLQ)、C有显著的较高相关性 ,而在尖峰岭的分解中k值与凋落叶初始质量参数无显著相关性 .

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2a、3a、4a、5a、6a)的尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6a生林分0～20cm、20～40cm和40～60cm这3个土层速效钾含量分别比2a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤全钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.

南亚热带季风常绿阔叶林水文功能及其养分动态的研究

根据在鼎湖山季风常绿阔叶林集水区3年的观测结果，对这一南亚热带地带性植被的水文功能进行了较深入的探讨。由于林分结构复杂，季风常绿阔叶林对大气降水具有较高的林冠截留率，截留率的季节变化动态与降水量的季节分配有关。该森林土壤结构良好，其渗水速度快，加上有较厚的枯落物层，对于减缓地面径流，减少水土流失，功效甚大。但由于土层较薄，其蓄水功能有限。该森林的径流量占总降水量的比例特别是地表径流所占比例较小，分别为50．22％和14．19％。其季节分配有利于保持水土和植物生长。由于土壤蓄水量变化出现负值，用水量平衡法计算得出鼎湖山季风常绿阔叶林年蒸发散量为1323．98mm，占大气降水量的51．81％。该森林的降水中主要营养元素浓度较高，降水带来大量的养分，特别是氮素的年输入量高达35．29kg·hm-2。淋溶也给该森林带来较高的养分归还量，其中钾的淋溶量高达35．65kg·hm-2；镁的淋溶量高达8．9kg·hm-2，为林外雨输入的2．37倍。径流中的氮输出为28．35kg·hm－2，降水中的氮素净输入量为6．94kg·hm-2；但镁的净输入呈负值。

李营养累积、分布及叶片养分动态研究

基于保障生态和果品安全以及合理实施果园养分管理的前提,对大石早生李树体各部位营养元素积累、分布以及各营养元素的周年变化规律进行了分析。结果表明:①营养元素在各个器官的相对含量,除K、Zn在果实中含量最高外,N、P、Ca、Mg均以叶片中含量为最高,以叶片做营养诊断是适宜的。②大石早生李树体营养元素N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn的元素比值为10.00:1.26:6.42:12.57:2.46:1.87:0.14。③100kg鲜果的养分吸收量分别为:N772.47g,P74.25g,K730.33g,Ca874.16g,Mg169.82g,Fe66.05g,Zn7.53g,N:P:K的比例为1.00:0.10:0.95。④N、P、K、Ca、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu的含量随物侯期呈规律性变化。生长季初期,N、P、K、Zn、Cu的含量迅速下降,Fe、Mn、Ca、Mg呈逐渐上升的趋势;中期这9种元素总体变化幅度较小;后期Fe、Cu、N、P、K的含量呈下降趋势,Mn、Zn、Ca、Mg依然上升。本结果既丰富了国内李营养理论,同时又为制定合理的施肥措施及建立绿色优质果品科技示范基地提供了理论依据。

内蒙古温带典型草原植物凋落物和根系的分解及养分动态的研究

在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站,利用不同放牧强度下连续放牧了10年(1990-1999)的放牧样地,对停牧后草地恢复过程中的羊草(Leymuschinensis)、糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)和星毛委陵菜(Potentillaacaulis)的凋落物和根系的分解及养分释放特性进行了研究。结果表明,植物凋落物和根系的分解及养分释放速率均以建群种羊草最高,重度退化种星毛委陵菜最低;凋落物和根系的分解及养分释放速率与木质素含量、C∶N、木质素∶N和木质素∶P均呈显著的负相关关系,而与土壤温度和土壤湿度则呈显著的正相关关系;在凋落物和根系的分解及养分释放过程中,土壤温度与土壤湿度存在极显著的互作效应。

传统发酵豆酱发酵过程中养分动态及细菌多样性

以山东传统发酵豆酱作为研究对象,测定了发酵不同阶段的总酸、可溶性糖、有机碳、粗蛋白、氨基酸态氮、主要挥发性产物等指标,对样品中细菌进行PCR-DGGE分析,探讨了传统发酵豆酱中养分动态及细菌多样性。结果表明发酵过程中总酸含量先上升后下降而后又上升,最后成品酱中为6.26%;有机碳和可溶性糖含量都逐渐减少;粗蛋白相对含量先略有平稳上升后下降;氨基酸态氮含量一直在增加,成品酱中为101.2g/kg;乳酸和甘油含量随发酵进程而增加,成品酱中分别为5.65g/kg和14.72g/kg。DGGE分析表明发酵15d时细菌种类最多,随后一部分逐渐消失,种类趋于稳定,最后成品酱中出现有几种明显的优势种,主要包括:未培养细菌(Uncultured bacterium)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的近缘种。

杨树刺槐混交林细根养分动态研究

对两树种细根在北京市潮白河沿河沙地加拿大杨 (2 7a生 )刺槐 (2 2a生 )混交林中的分解情况进行了研究 ,从细根养分循环角度探索了两树种混交协调生长的机理。结果表明 :(1)加拿大杨和刺槐林木细根的分解特点不同 ,杨树细根在分解前期的N、Ca、Mg元素浓度逐渐升高 ,P、K元素浓度则逐渐降低。刺槐细根分解过程中N、P、K元素浓度逐渐降低 ,杨树刺槐混交林细根混合分解中各元素含量变化介于两树种细根单独分解之间 ;(2 )细根的N、K、Mg年归还量以刺槐纯根最大 ,两树种混根次之 ,杨树纯根最小 ;(3)混交林中N素归还量的增加有利于改善杨树的N素状况 ,杨树细根的P素归还量大于刺槐细根 ,有利于改善刺槐的P素营养 ,混交林杨树与刺槐在细根N。

怀来盆地弃耕地自然恢复过程中土壤养分动态

研究了怀来盆地丘陵区弃耕地自然恢复过程中土壤养分的变化规律。采取空间代替时间的方法,确定了代表弃耕地初期阶段、草地阶段和灌丛地阶段的3种样地,通过分层取样测定了土壤有机质、全量养分和速效养分含量。结果表明,全量养分对生态系统恢复的响应与其相应的速效养分明显不同。随着弃耕地的恢复,土壤有机质有明显增加的趋势,P循环和K循环由物质控制向生物控制转换,但速效P在恢复初期增加缓慢。速效N由于耕种期施肥的影响表现出先降低而后增加的特点。全量养分中,只有全N在弃耕地自然恢复中有增加的趋势。灌丛可以在更深的层次上影响土壤养分。植被的恢复与土壤肥力的提高密切相关,这种作用随着植被的恢复而不断增强。

关帝山华北落叶松林凋落物分解过程及其养分动态

采用野外凋落物收集器法和埋置凋落物分解袋法,对关帝山林区华北落叶松林凋落物的数量和组成、年凋落过程、不同埋置层凋落叶分解速率和营养元素动态进行了分析。结果表明:华北落叶松林年凋落物总量为19.15.thm-2.a-1,其中树叶占35.7%,树枝占54.4%,花果占6.7%,树皮和杂物占3.1%。凋落物逐月动态变化为单峰型,10月为年凋落量高峰期,但各成分的凋落进程不同。华北落叶松林凋落物残留量均值为9.803 t/hm2,凋落物分解常数为1.95;凋落叶在不同埋置层的分解失重率有明显差异,凋落叶的周年平均失重率29.82%,分解半衰期1.5～2 a,分解95%需7～9 a;凋落叶分解过程中,氮磷钾元素含量表现出不同的动态过程,其中氮素的年动态变化总体上属于富集过程,到后期开始出现下降,磷素的年动态变化表现为7月份前下降,之后出现快速富集,到生长季末期富集过程变缓,钾素的年动态变化表现为持续下降过程,不出现富集过程。

固氮树种在混交林中的作用研究Ⅱ.固氮树木叶部N、P养分动态特征

研究了 2 3种固氮与非固氮树种叶部N、P含量的季节变化、输出率以及叶片衰老过程中N、P的输出过程 .结果表明 ,供试树种叶部N、P含量均存在着明显的季节变化 ,平均变化率为 2 1～ 2 3% ,最大变化率出现在叶片衰老期 .在衰老期内不同树种表现出不同的N、P动态特征 .固氮树种表现出低输出率 ,落叶中N含量是非固氮树种的 1 .6～ 3.7倍 .固氮树种生长季叶部N含量在 2 .5%左右 .

黔中山地喀斯特森林的水文学过程和养分动态

采用不同林分类型固定样地的定位研究方法，研究了黔中山地喀斯特森林对降水量的分配和随降水流动的主要离子的影响。结果表明，林内外年降水量的变化趋势为：空旷地〉林隙〉乔木层〉灌草层〉地表和壤中流量〉树干径流量。年降水在林内不同层次分配量的变化趋势为：林地蒸发等量〉灌草层降水截留总量〉林冠层降水截留总量。相关水量的月动态趋势以夏季较高，冬季较低。森林最大持水量的变化趋势为土壤层〉植被层。植被层最大持水量的变化趋势为乔木层〉枯落物层〉灌木层〉草本层。喀斯特原生林植被层地上部分最大持水量为28．20mm，是喀斯特次生林的194．48％。喀斯特原生林土壤层最大持水量加权值为19．24mm，是喀斯特次生林的187．89％。喀斯特原生林冠层降水截留总量、灌草层降水截留总量、地表蒸发等量总值占空旷地降水量的比例为97．93％，喀斯特次生林的相应值为97．89％。喀斯特原生林的调水能力大于喀斯特次生林。土壤层最大持水量占植被-土壤系统的95．88％～96．11％，保土可增加蓄水。合理调整森林植被层结构既可防治土壤侵蚀，又可提高森林的最大持水潜力。随降水流动的SO4^2-、Ca^2＋、Mg^2＋、NH4^＋、K^＋、NO3^-、Cl^-、Na^＋月均浓度在不同喀斯特森林类型的林隙、林内和树干径流中的年变化规律明显，夏季浓度较低，冬季浓度较高。固定样地集水区溪流中相关离子月均浓度变化趋势与林隙、林内和树干径流中的不同。喀斯特原生林年随降水输人的相关离子量为430．951kg·hm^-2·a^-1，随地表径流和90cm壤中流的输出量为49．789kg·hm^-2·a^-1，年随降水净增的相关离子量为381．162kg·hm^-2·a^-1；而喀斯特次生林的相应值为304．101、39．216和264．885kg·hm^-2·a^-1。喀斯特原生林N^3-、K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋储量高于喀斯特次生林，土壤层储量〉植被层储量，植被层储量中乔木层〉枯落物层〉灌木层〉草本层。年随降水输人喀斯特森林的相关离子量占植被一土壤系统的总量较小、有效性较高，对森林的生长和养分循环有重要的生态学意义。

退耕还林区林草复合模式土壤养分动态

This paper analyzed the difference of soil nutrient and the dynamics of available nutrient in soil solution of the forest and grass composite pattern and the farmlands on site.The result showed that the content of soil total N,hydrolysable N,organic matter in forest and grass composite pattern was higher than in farmland.The content of total P,available P,total K and slowly K was lower than that in farmland.The seasonal change of NH-4+-N,NO-3--N,PO-4 3-and K+ was influenced by the growing of plant,precipitation and temperature.

不同草田轮作模式对土壤养分动态的影响

在宁南旱区10年生苜蓿草地上进行了为期3a的27种不同草田轮作模式试验,研究了土壤有机质、氮、磷的动态变化特征。结果表明,与保持生长的对照苜蓿草地相比,苜蓿草地实行草田轮作后,有机质持续下降,轮作第1,3a的马铃薯,第2a的春小麦对土壤有机质有明显影响,马铃薯连作模式使土壤有机质降幅最大;不同轮作模式的土壤全氮变化有较大差异,谷子和春小麦等禾本科作物单一连作模式对土壤氮素造成偏耗;不同轮作模式碱解氮总体上呈下降趋势,轮作作物产量水平直接影响土壤碱解氮含量的高低。全磷呈先降后升又降趋势。作物轮作能够提高苜蓿草地土壤氮、磷有效性。为了高效、协调和可持续地利用水肥,应选择合理的草田轮作模式。

江西千烟洲试区杉木人工林降雨过程及养分动态研究

定位试验研究千烟洲试区杉木人工林生态系统水文过程及养分动态结果表明 ,该森林生态系统年降雨量为 1392 .0mm ,其中以林冠穿透雨形式输入林地水量占年降雨量的 89.38% ,以树干流形式输入林地水量占0 .2 7% ,林冠年截流量占 10 .35 %。以地表径流形式输出该系统的水量占年均降雨量的 9.4 %。该森林生态系统中随降雨年输入的N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Zr、Na、Si 11种营养元素总量为 14 4 .0 32kg/hm2 ,随地表径流年输出林地养分总量为 15 5 .335kg/hm2 ,年亏损量 11.30 3kg/hm2 。

施氮磷肥对杉木人工林3种林下植物养分动态及化学计量比的影响

林下植物在人工林生态系统中具有重要生态功能,而其对施肥的响应,尤其是氮(N)磷(P)同施的耦合效应少有研究。以中亚热带典型中龄杉木人工林为对象,布设施N、施P、两者同施和对照4种处理5次重复的野外试验,于施肥第3年的生长季和非生长季收集3种主要林下植物即2种草本地上部分和1种灌木叶片,测定其N、P含量,并计算其化学计量比动态变化。结果表明,施N肥分别提高林下植物狗脊(Cibotium barometz)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、黄瑞木(Adinandra millettii)的N含量18%、25.4%、19.6%;施P肥分别提高狗脊、芒萁、黄瑞木的P含量31.1%、33.9%、11.9%;植物体P含量是驱动N/P化学计量比变化的主因;施N可缩小林下植物养分在生长季与非生长季的差异,而施P增大其养分在生长季与非生长季的差距,但N、P同施对林下植物养分含量在生长季与非生长季的差距无显著影响。综上所述,在P相对缺乏的杉木生态系统,施P肥有利于保障植物N/P化学计量的稳定,有效维持林下植物资源分配平衡。

鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林凋落物的养分动态

本文探讨鼎湖山季风常绿阔叶林调落物养分特征，分析了其动态、季节间与种间变异、构成特征等。结果表明，该群落各种群含氮量的季节变化较小，各个种的变异系数多在15％以下，但磷、钾和钠的变异较大。无论在群落还是在种的水平上，各种营养成份间均没有显著的相关性。除磷外，不同种问养分含量有显著差异，季节间则除镁外无显著差异，磷在红壤地区土壤中难于利用的主要原因可能是不同植物在磷的利用上趋同．全年通过凋落物回归土壤的养分量为氮99．88kghm-2，磷15．03kghm-2．钾27．01kghm-2，钙37．11kghm-2；镁12．19kghm-2。在该群落中，椎栗是对落叶养分贡献最大的种，荷木其次。8月是当年凋落物养分量最高的月份，主要是由于台风作用产生大量的枝叶折落，12月则是最低月份，两者在构成上的主要区别是8月份枝条所持养分量极大，而12月份枝条极少。全年凋落物养分出现两次高峰，4月和8月，而以较寒冷的1、2、11、12月份最低。

长白山4种森林凋落物分解过程中养分动态变化

于2003年5月至2004年9月,在长白山自然保护区北坡垂直植被带的4种林分(阔叶红松林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林和岳桦林)内,利用凋落物原位减少法对凋落物分解过程中的养分动态变化进行了研究。结果表明:4种森林凋落物分解过程中C质量分数变化幅度不大,N和P质量分数都是先上升后下降;K质量分数呈逐渐降低的趋势;阔叶红松林、红松云冷杉林、岳桦云冷杉林和岳桦林凋落物的养分年释放总量依次为1380.80、1145.46、418.74和599.91kg.hm-2.a-1。