不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N_(2)O排放的影响及其机制

为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N2O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N_(2)O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。结果表明:不同BNIs(1,9-D、LN、MHPP)可以显著平均降低土壤N_(2)O日排放峰值40.1%;1,9-D和MHPP可分别抑制N_(2)O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N2O排放总量没有显著影响。1,9-D和MHPP对AOA(氨氧化古菌)、AOB(氨氧化细菌)硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS基因丰度与土壤N_(2)O的排放呈显著正相关关系。同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-amoA+AOB-amoA、nirS+nirK和AOA-amoA+AOB-amoA+nirS+nirK的比值,且nosZ基因丰度及其相关比值与土壤N2O排放均呈显著负相关关系。总之,生物硝化抑制剂1,9-D和MHPP引起的AOA-amoA和nosZ基因丰度变化在红壤性水稻土N_(2)O减排方面发挥了重要的作用。

稻秆生物炭添加对红壤性水稻土磷素生物有效性的影响

为明确稻秆生物炭添加对红壤性水稻土磷生物有效性组分的影响,基于水稻种植的盆栽试验,采用模拟生物活化的磷素分析方法(BBP法),分析了生物炭在不施加(CK)、施加一年(B1)和两年(B2)条件下,不同水稻生育期稻田土壤中可溶性磷(CaCl_(2)-P)、易被酶矿化的有机磷(Enzyme-P)、易被有机酸活化释放的磷(Citrate-P)和潜在无机磷(HCl-P)4个组分磷与全磷(TP)、有效磷(Bray-P)及磷素活化系数(PAC)的变化差异和影响因素。研究表明:与CK相比,B1处理的稻田土壤TP、Bray-P及BBP磷组分均无显著变化;B2处理稻田土壤TP、Bray-P、Citrate-P和HCl-P含量均显著增加,而CaCl_(2)-P、Enzyme-P含量无显著变化。随着水稻生育期的延长,各处理HCl-P/TP均显著上升;B2处理下CaCl_(2)-P/TP与Enzyme-P/TP均显著上升。相关分析表明:生物炭添加后稻田土壤Bray-P、TP与土壤pH显著正相关;CaCl_(2)-P与HCl-P、TP显著正相关,与土壤有效铁呈显著负相关;Citrate-P与TP、HCl-P极显著正相关,与Enzyme-P、pH显著正相关,与土壤有效铝极显著负相关。稻秆生物炭通过影响稻田土壤pH、有效铁和有效铝含量,间接地调控且显著增加了红壤性稻田土壤中TP、Bray-P、PAC及生物有效磷组分含量,稻秆生物炭的合理施用有利于农田生态环境保护和土壤磷素有效性的提升。

两种母质的红壤性水稻土中微生物硫循环代谢途径特征

水稻土氧化还原交替频繁,使不同形态的硫元素转化的生物化学反应活跃,对水稻生产影响显著。以花岗岩和第四纪红色黏土母质发育的红壤性水稻土为研究对象,通过宏基因组测序以及生物信息学分析,研究红壤性水稻土硫循环途径相关功能微生物特征,包括有机硫转化途径、其他(转运)途径、同化硫酸盐还原途径、硫氧化途径、异化硫酸盐还原途径以及硫歧化途径。结果表明:两种母质发育的红壤性水稻土具有相同的硫循环途径特征,即有机硫转化途径微生物功能基因丰度的发生频率最高,每百万个带注释的细菌序列平均检测到16000个有机硫转化的功能基因;硫歧化途径微生物功能基因丰度的发生频率最低,每百万个带注释的细菌序列平均仅检测到116个硫歧化途径功能基因。两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物,在门分类水平上,微生物组成没有显著差异,均以变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)为优势菌门,占比分别为55.19%、10.61%、7.18%。在种水平分类上则差异显著,花岗岩母质发育的水稻土中硫循环途径微生物相对丰度更高,且所有途径的优势菌种均为Deltaproteobacteria、Acidobacteria、Betaproteobacteria,其丰度占花岗岩母质水稻土硫循环微生物丰度的40%以上;而在第四纪红色黏土母质发育的水稻土中参与硫循环每条途径的优势功能微生物更加丰富,如在有机硫转化途径中Gemmatirosa kalamazoonesis丰度最高,在其他(转运)途径Azoarcus sp.丰度最高,在同化硫酸盐还原途径丰度最高的微生物是Anaeromyxobacter sp.。综上,两种不同母质发育的红壤性水稻土中存在相同的硫循环途径特征,两种母质发育的红壤性水稻土中主导硫循环的微生物在门水平上没有显著差异,但在种水平分类上差异显著,表明不同母质中会存在着独特的优势硫转化功能菌群。

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

【目的】研究长期施用氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥和稻草(RS)对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土(分类为普通简育水耕人为土)上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。

不同肥力红壤水稻土根际团聚体组成和碳氮分布动态

研究水稻种植期间表层土壤团聚体数量及其有机碳、全氮含量的变化,对揭示人为耕作的影响、认知土壤肥力的演变规律具有重要意义。选择两种不同肥力的红壤性水稻土进行田间根袋试验,分别于水稻插秧前、分蘖期、孕穗期和成熟期采样,分析了水稻生长过程中根际和非根际土壤团聚体组成、稳定性以及有机碳、全氮分布的动态变化。结果表明,低肥力土壤团聚体以>0.25 mm大团聚体为主(56.2%~64.0%),0.25~1 mm粒级团聚体含量最高;除1~2 mm粒级外,水稻生育期内根际土壤各粒级团聚体含量均有显著变化;取样时期、根际作用与取样时期的交互效应对0.25~1 mm和0.053~0.25 mm粒级含量有显著影响。高肥力土壤中以<0.25 mm微团聚体为主(59.8%~72.0%),0.053~0.25 mm粒级团聚体比例最高,取样时期显著影响>0.25 mm大团聚体含量,根际作用与取样时期的交互效应对>2 mm粒级含量有极显著影响。与非根际相比,根际土壤大团聚体的破坏率较低,平均重量直径(MWD)较高,种植水稻有助于提高根际土壤的稳定性。两种肥力土壤团聚体中有机碳和全氮含量均表现为1~2 mm粒级最高,0.053~0.25 mm粒级最低,大团聚体中显著高于微团聚体。根际土壤中,水稻成熟期各粒级团聚体有机碳含量与插秧前无显著差异,而分蘖期和孕穗期有明显波动;水稻的生长降低了大团聚体中的全氮含量,对高肥力土壤的影响更为显著。总体而言,低肥力土壤中,根际作用主要影响团聚体组成和稳定性,取样时期影响团聚体碳氮含量;高肥力土壤中,团聚体组成和碳氮分布受根际作用和取样时期的共同影响。

长期施钾对红壤水稻土水稻产量及土壤钾素状况的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年（19812-007）施用钾肥对水稻产量和土壤钾素状况的影响。本试验选择了其中5个处理：CK（不施肥）、NP（施氮、磷肥）、NPK（施氮、磷、钾肥）、NP＋RS（施氮、磷肥和稻草）和NPK＋RS（施氮、磷、钾肥和稻草）。结果表明,施钾能明显提高水稻产量,施钾肥的NPK和NPK＋RS处理27年的早稻平均产量分别比NP和NP＋RS处理增加15.2%和10.9%;晚稻增产17.2%和9.1%;在27年54季水稻种植期间,不同施肥处理早、晚稻产量的变化趋势不同。CK、NP处理的早、晚稻产量随时间的推移呈负变化趋势,而NPK、NP＋RS和NPK＋RS处理的早、晚稻产量呈正变化趋势。施钾的NPK和NPK＋RS处理不同土层中土壤全钾、缓效钾和速效钾含量均高于NP和NP＋RS处理的相同土层;除NPK＋RS处理外,其它各处理表观钾平衡均为负值,其中CK和NP处理钾的负平衡值最大。长期施用钾肥能提高水稻产量和维持土壤钾素肥力。

长期施肥对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响

【目的】研究长期施用化肥以及化肥与稻草配合施用对红壤水稻土水稳性团聚体有机碳、氮分布与储量的影响。【方法】试验土壤采自湖南省望城无机有机肥长期定位试验田小区,各施肥处理为:CK(不施肥)、NP(施氮磷肥)、NPK(施氮磷钾肥)、NP+RS(施氮磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮磷钾肥和稻草)。【结果】氮磷钾长期平衡施用和化肥与稻草长期配合施用有利于2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体含量增加。与CK处理相比,化肥与稻草长期配合施用处理能提高2～5mm和0.5～2mm水稳性团聚体内的有机碳含量和全氮、可矿化氮含量,同时也显著提高了二者在较大粒径(2～5mm,0.5～2mm)水稳性团聚体内有机碳、全氮和可矿化氮储量。与CK处理相比,NPK长期平衡施用的处理,也能提高大粒径水稳性团聚体(2～5mm,0.5～2mm)内的有机碳、全氮、可矿化氮的含量和储量,但提高的幅度小于化肥与稻草长期配合施用的处理。【结论】水稳性大团聚体对土壤有机碳、氮具有强富集和物理保护作用;化肥和稻草长期配合施用能显著提高大团聚体内有机碳、氮的含量和储量,是改善土壤团粒结构,提升红壤水稻土肥力的有效措施。2～5mm和0.5～2mm粒径团聚体是红壤水稻土有机碳、全氮和可矿化氮的主要载体。

长期施肥对红壤性水稻土有机碳动态变化的影响

在23年的田间定位试验区,研究了长期施肥对红壤水稻土不同发生层有机C含量及其储量动态变化的影响。结果表明,在不施肥(CK)、无机肥(NPK)、有机肥(猪粪+紫云英绿肥,OM)和无机肥与有机肥配施(NPKM)处理中,土壤有机C的积累过程还处于稳定增长的阶段,特别是施有机肥处理(OM和NPKM)其增加趋势与利用年限呈显著的直线相关。各施肥处理土壤剖面不同层次有机C含量都呈如下的顺序:A>P>W_1、W_2,表现出随着剖面的加深有机C含量逐渐降低的趋势,长期施肥对土壤有机C含量的影响主要表现在表层。随着年限的增加,土壤有机C储量都有增加的趋势。不同施肥处理土壤剖面4层(A、P、W_1和W_2)土壤有机C储量都表现出NPKM>OM>NPK>CK的趋势,施入有机肥促进了土壤有机C储量的增加。

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳、氮分布和微生物生物量的影响

【目的】研究不同施肥处理对红壤水稻土水稳性团聚体组成、不同粒级团聚体中有机碳、氮含量与分布及土壤微生物生物量碳氮含量的影响,为揭示施肥对土壤肥力形成演变的影响机制提供重要理论依据。【方法】依托鹰潭农田生态系统国家野外科学观测研究站已进行了20年的长期定位试验,试验包括9个处理:对照(不施肥,CK)、有机质循环(C)、化学氮肥(N)、氮肥+有机质循环(NC)、化学氮磷肥(NP)、化学氮磷钾肥(NPK)、化学氮磷钾肥+有机质循环(NPKC)、化学氮磷肥(NK)和化学氮磷钾肥+1/2秸秆回田(NPKS)。采集各小区耕层土壤,利用湿筛法得到不同粒级水稳性团聚体,测定团聚体中有机碳、氮含量及土壤微生物量碳、氮含量。【结果】长期不同施肥处理对>2 mm团聚体含量影响最大,与对照相比,施用有机肥的处理(NC、NPKC、C)该粒级团聚体含量分别提高了37.0%、22.6%和33.2%。各施肥处理下,有机碳、氮在1—2 mm团聚体中含量最高,在0.053—0.25 mm团聚体中含量最低,>0.25 mm大团聚体比<0.25 mm微团聚体含有更多的有机碳、氮。有机肥的施用显著提高了各粒级团聚体中有机碳、氮的含量,NC处理各粒级团聚体中有机碳、氮含量均最高,与对照相比,各粒级有机碳提高了17.0%—34.6%,全氮提高了25.8%—48.3%。0.25—1 mm和>2 mm粒级团聚体对全土有机碳和全氮的贡献率最大,前者贡献率分别为22.1%—30.3%和23.3%—33.7%,后者贡献率分别为24.7%—37.3%和25.5%—38.0%。不同施肥处理间土壤微生物量碳、氮含量也有显著差异,与对照相比,NC、NPKC和C处理微生物量碳提高了122.1%、127.0%、94.0%,微生物量氮提高了92.0%、43.1%、91.1%。>2 mm团聚体含量与全土有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮含量及水稻产量呈显著或极显著正相关,<0.053 mm团聚体则与之呈显著或极显著负相关。【结论】水稳性大团聚体是土壤有机碳、氮的主要载体;有机肥的施用显著提高了水稳性大团聚体及其中有机碳、氮的含量,是改善土壤团粒结构,提高红壤生物功能和生产力的有效措施。

红壤性水稻土施肥的产量效应及与气候、地力的关系

以23a红壤性水稻土化肥定位试验为对象，探讨了不同施肥措施下水稻产量变化及其与气候、地力的关系。结果表明：不同施肥措施的产量效应均显著受气候的年成变化及其交互作用的影响，气候的季相变化因不同施肥措施而异，对CK、NK、NPKM处理影响不大，而对N、NP、NPK处理有强烈的影响；红壤性水稻土基础地力贡献率较稳定，为46．3％，72．0％。随着施肥结构完善，对地力贡献的依赖性表现出NPKM〈NPK〈NK、NP〈N的趋势；各施肥管理水稻平均增产效果表现为NPKM〉NPK〉NK〉NP〉N。连续施用氮（N）肥，增产效果达持续显著水平的年限为17a，钾（K）肥的为98，而磷（P）肥不明显。N肥单施或与P肥、K肥配施，生产稳定性显著下降，且随时间的延长，增产效率均呈线性下降，其下降速率表现出NP〉N〉NK的趋势，至18～218后，产量水平相当或者低于无肥区（CK）。N肥与PK肥配施，可显著提高水稻生产的稳定性和产量，再配施有机肥，水稻增产效果更为明显。

长期冬种绿肥对双季稻种植下红壤性水稻土质量的影响及其评价

利用非线性评价模型对28a双季稻种植下连续冬种绿肥对土壤质量的影响进行量化,以农业部衡阳红壤环境重点野外科学观测基地长期冬种绿肥稻田为平台,分析了28a冬种不同绿肥的红壤性水稻土质量的变化情况,选择土壤容重(BD)、最大持水量(MWHC)、孔隙度(POR)、标准化平均重量直径(MNWD)、pH、阳离子交换量(CEC)、有效养分、土壤有机质(SOM)、微生物生物量碳(MBC)、土壤酶和作物生产力等项目作为评价指标,并根据不同指标所具有的功能归纳为:抗物理退化,养分供应和贮藏,抗生物化学退化和保持作物生产力的能力,以这4项功能为基础划分土壤质量指数(SQI)。冬种绿肥处理条件下土壤抗物理退化、土壤养分供应和贮藏、抗生物化学退化和保持作物生产力的功能都明显强于冬闲处理。稻-稻-黑麦草(R-R-RG)处理土壤抗物理退化功能最强;稻-稻-紫云英(R-R-MV)处理土壤养分供应和贮藏功能最强;抗生物化学退化功能,R-R-MV处理和稻-稻-油菜(R-R-RP)处理最强;R-R-RP处理保持作物生产力功能最强。4个处理的SQI等级范围为0.552(稻-稻-冬闲(R-R-WF)处理)到0.632(R-R-MV处理),R-R-MV处理的SQI值和土壤功能等级最高,3个冬种绿肥处理都明显高于冬闲处理。长期冬种绿肥翻压能明显地改善红壤性水稻土质量。

溶解性有机碳在红壤水稻土中的吸附及其影响因素

吸附作用是影响土壤中溶解性有机碳（DOC）迁移转化及生物有效性的重要反应过程，研究DOC在土壤中的吸附行为，对正确阐明土壤有机碳的循环和转化特征以及进行污染风险评估有重要意义。采用平衡法研究了红壤水稻土对DOC的吸附特征，并分析土壤有机质、粘粒含量及pH值与DOC吸附量之间的关系。结果表明，供试土壤对DOC的吸附等温线符合Freundlich和Linear方程。不同土壤对DOC的吸附能力有明显差异。在相同浓度下，DOC吸附量以第四纪红色粘土发育的低肥力水稻土最大，第三纪红砂岩风化物发育的低肥力水稻土次之，两种高肥力水稻土最小。土壤对DOC的吸附过程分为快、慢两个阶段，0～0．25h内DOC的吸附速率最大，随着时间的推移，吸附速率渐小，2～4h后基本达到吸附平衡。描述供试土壤对DOC吸附动力学过程的最优模型为一级扩散方程，其次为Elovich方程和抛物扩散方程。粘粒含量和有机质是影响土壤DOC吸附量的重要因素，随着粘粒含量的增加，有机质含量的降低，DOC的吸附量增大。

长期不同施肥对红壤性水稻土产量及基础地力的影响

利用长期定位施肥试验并结合盆栽试验,研究长期不同施肥模式对双季稻产量和土壤基础地力的影响,并分析水稻产量和肥料贡献率对土壤不同基础地力的响应。结果表明:长期施用氮磷钾肥(NPK)或氮磷钾肥配施稻草(NPKS)有利于双季稻产量的增加。NPK处理的早稻产量、晚稻产量和年总产量分别较对照(CK)处理增产100.7%、67.0%和81.9%,NPKS处理分别增产113.8%、77.7%和93.7%。CK处理早稻基础地力产量随试验年限的增加呈极显著下降趋势(p<0.01),晚稻基础地力产量在试验的前9年随年限增加呈极显著下降(p<0.01),之后基本维持稳定。长期施用氮磷钾肥或氮磷钾肥配施稻草有利于土壤基础地力的提升。土壤基础地力产量和基础地力贡献率均表现为NPKS>NPK>CK。NPK和NPKS处理早稻基础地力产量分别较CK提高38.5%和68.1%,晚稻分别提高25.8%和49.0%。NPK和NPKS处理早稻基础地力贡献率分别较CK提高21.4%和54.9%,晚稻分别提高12.8%和22.8%。无论施肥或不施肥,早晚稻产量均随土壤基础地力产量提高而增加;肥料对早晚稻产量贡献率随基础地力产量提高而极显著降低。土壤有机质、全氮、速效钾是影响土壤基础地力的主要养分因子,土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷对土壤基础地力也产生重要影响。

长期施用氮磷钾肥和石灰对红壤性水稻土酸性特征的影响

利用34年的长期定位施肥试验,研究不施肥（CK）、施氮磷钾肥（NPK）和氮磷钾化肥配施石灰（NPK＋Ca O）对红壤性水稻土不同形态酸、土壤盐基离子及水稻植株阳离子吸收量的影响,探讨土壤交换性H＋和Al3＋占交换性酸的比例、土壤盐基离子、植株带出阳离子数量与土壤酸度的关系。结果表明,长期NPK处理早、晚稻土壤p H较CK处理分别降低0.2和0.3个单位,交换性酸提高2.3倍和4.2倍,水解性酸提高35.4%和40.0%;NPK＋Ca O处理早、晚稻土壤p H较NPK处理分别提高0.5和0.7个单位,较CK处理分别提高0.3和0.4个单位,交换性酸、水解性酸均显著低于NPK和CK处理（p〈0.05）。土壤交换性H＋、Al3＋含量高低顺序均为NPK＋Ca O〈CK〈NPK。土壤交换性盐基离子以交换性Ca2＋所占比例最大（81.8%~89.3%）,NPK＋Ca O处理交换性Ca2＋较CK和NPK处理分别提高40.1%和62.9%。交换性Ca2＋、交换性盐基离子、盐基饱和度与土壤p H正相关,与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Mg2＋与交换性酸、水解性酸负相关,交换性Na＋与水解性酸负相关。植株移出带走的钙、镁、钾、钠离子量及其总量对土壤p H、交换性酸和水解性酸有一定影响,但其相关性均不显著。研究表明长期施用化肥条件下通过配施石灰可有效缓解稻田土壤的酸化,促进酸性稻田土壤的生态修复与改良。

不同母质发育的红壤性水稻土磷素吸附特性及其影响因素的研究

磷是作物生长发育所必需的营养元素,植物吸收利用的是土壤中的有效磷,土壤有效磷的消长取决于土壤磷素的收支状况,而其消长速度则与土壤性质有关[1]。不同质地土壤固相表面的吸附能力不同,因而影响了土壤溶渡中磷的浓度[2]。为确保土壤满足作物吸收所必需的最低磷溶液浓度,就需要对不同土壤固相的吸附性能进行研究。

长期施用绿肥对红壤稻田水稻产量和土壤养分的影响

对26年长期定位试验结果的统计分析表明,绿肥与化肥长期配合施用有利于水稻稳产增产,减少化肥的使用量,提高化肥氮、磷、钾养分的农学利用效率达60%以上。26年水稻平均产量以紫云英+猪粪(OM3)处理最高,比CK增产64.47%,比NPK处理增产6.86%,其化肥养分农学效率为16.33 kg/kg,比NPK处理高118.9%。绿肥与化肥长期配合施用土壤有机质、全氮和全磷均有所积累,积累的量与肥料施用量及有机肥种类有关,以紫云英+猪粪处理最优。土壤钾素均表现亏缺,土壤全钾和速效钾均低于试验前,亏缺幅度最小的是紫云英+稻草处理,其土壤全钾和速效钾分别比对照高4.28%和13.94%。通过对土壤有机质、全氮、全磷和全钾与水稻产量的相关性分析,其相关系数最高的为土壤全钾(r=0.808**),说明缺钾已成为限制红壤稻田高产的主要肥力因子。

长期施用化肥和稻草对红壤性水稻土钾素固定的影响

研究了长期定位施肥试验中连续27年(1981-2007年)施用化肥和稻草对红壤水稻土钾素固定及其影响因素的影响。本试验选择了其中5个处理:CK(不施肥)、NP(施氮、磷肥)、NPK(施氮、磷、钾肥)、NP+RS(施氮、磷肥和稻草)和NPK+RS(施氮、磷、钾肥和稻草)。结果表明,在加入外源钾浓度0.4～4.0g/L的范围内,土壤固钾量均随着加入外源钾浓度的增加而增大。5个施肥处理的固钾能力存在差异,与试前土壤相比,长期不施钾(CK和NP)处理土壤的固钾能力增强,长期施钾肥或稻草(NPK、NP+RS和NPK+RS)处理土壤的固钾能力降低,长期施用钾肥和稻草是影响土壤固钾能力的重要原因,施钾量高的处理土壤的固钾能力低。在高强度稻-稻种植条件下,水稻作物从土壤中带走大量的钾。长期不施用钾肥,会导致土壤钾素的严重耗竭,此后施入的钾则会被土壤固定,导致钾肥对当季作物的有效性降低。当土壤中钾含量相对较高时,施入钾肥则不易被吸附固定。如果施入的钾不能及时被作物吸收利用,则极易被淋失。长期施用钾肥和稻草后,土壤速效钾和缓效钾含量增加,土壤的固钾能力降低;另外,长期施用钾肥和稻草引起土壤K+饱和度的增加,也使土壤的固钾能力降低。

去除溶解性有机质对红壤水稻土碳氮矿化的影响

【目的】研究溶解性有机质(DOM)对红壤水稻土碳、氮矿化作用的影响,为正确认识红壤碳、氮循环的过程机制、制订科学的养分管理措施及有效控制温室气体排放提供参考依据。【方法】采用发育于第四纪红粘土的水稻土,以旱地红壤为对照,通过室内恒温培养试验研究了去除DOM土和原土间有机碳、氮的矿化差异。【结果】去除DOM使土壤有机碳的累积矿化量在培养前期(12d)下降了6.3%～8.9%(平均7.5%),但整个培养期内仅降低3.6%～6.1%(平均5.0%),其影响不显著。去除DOM对不同土壤有机氮矿化的影响不同。3种水稻土在去除DOM后,土壤有机氮的累积矿化量显著下降,降幅为11.2%～18.3%(平均12.9%),而旱地红壤仅下降7.6%,与原土没有显著差异。【结论】DOM是土壤微生物生命活动中重要的氮素来源和有机氮矿化的原初物质,虽然只占土壤有机质的很少一部分,但在红壤水稻土有机氮的矿化中起重要作用。

福建省几种主要红壤性水稻土的硝化与反硝化活性

在实验室培养条件下,研究了4种红壤性水稻土硝化和反硝化活性的差异。结果表明,氮肥在4种土壤中的硝化率差异极显著,表现为灰泥土>浅灰黄泥沙土>灰黄泥土>黄泥土,培养642h后硝化率分别为85.6%、24.3%、22.5%和6.7%。不同土壤的硝化率与土壤中硝化细菌数(主要是亚硝酸菌)显著相关(r2=0.95),pH值最高和最低的土壤其硝化率分别表现出最高和最低,但浅灰黄泥沙土在pH5.1条件下,硝化率可达24.3%。在施氮肥条件下,不同土壤的反硝化活性差异也极显著,其中黄泥土反硝化活性最高,氮肥反硝化损失量达25.16μgN·g-1土,占施氮量的12.12%,反硝化作用可能是该土壤氮肥损失的主要途径之一;另外3种土壤间反硝化活性差异不显著,氮肥反硝化损失量仅占施氮量的-0.15%～0.27%。反硝化菌数量与氮肥反硝化损失量之间无明显相关性。可以认为反硝化作用在不同类型土壤氮肥损失中的作用和贡献有很大差异。