氮肥减施对养分在潮土肥际微域中迁移过程的影响

肥料减施增效对合理控制肥料用量、推进农业绿色发展、实施乡村振兴具有重要意义。本研究以尿素、磷酸二铵和硫酸钾为供试肥料,采用培养试验研究了氮肥减施对砂质潮土和壤质潮土肥际微域速效养分迁移过程的影响。以高产推荐施肥N 210 kg/hm^(2)为基础,在氮肥减施20%时,速效氮磷钾进入砂质潮土肥际微域的比例比习惯施肥N315kg/hm^(2)增加了15.71%、7.27%和13.14%,比高产推荐施肥增加了10.54%、3.79%和8.98%。速效氮迁移距离低于习惯施肥,与高产推荐施肥相当,为46 mm;有效磷迁移距离与两者无显著性差异;速效钾迁移距离分别增加了15.79%和10.00%。速效氮和有效磷进入壤质潮土肥际微域的比例比习惯施肥增加了53.08%、3.44%,比高产推荐施肥增加了14.28%、6.89%,迁移距离与习惯施肥、高产推荐施肥无显著性差异;速效钾比例和迁移距离则低于其他两个施肥量处理。

石灰性土壤肥际磷酸一钙的转化及肥料磷的迁移

肥际是肥料与土壤接触后肥料养分浓度很高、肥料与土壤组分相互作用强烈的区域。P肥肥际反应尤为强烈，其过程对肥料P在土壤中迁移及生物有效性可能起着至关重要的作用。本文以肥际为切入点，通过土柱培养试验，研究了磷酸二氢钙（MCP）在石灰性潮土肥际的形态转化及肥料P的迁移。结果表明，MCP施肥31天后，肥料P的迁移距离达45mm。MCP异成分溶解导致约30％的肥料P残留在原施肥点；另有约70％进入土壤。无机P形态分级结果显示，进入土壤的肥料P仍保持较高的有效性，且主要以磷酸钙盐存在。其中，近10％仍以水溶态（WE-P）存在，近35％转化为Ca2-P，近35％转化为Ca8-P，近15％转化为AI-P，约5％转化为Fe-P，仅不足1％转化成O-P，而Ca10-P没有明显变化。肥际（0～2mm）新增各形态含P矿物中，Cas-P所占比例显著增加，O-P的比例略有增加，其他形态P的比例相应减少。MCP施肥后土壤WE-P和Ca2-P的分布呈明显的分段特征，即由自施肥点开始的快速线性下降阶段和随后的缓慢线性下降阶段构成，其他形态的P的分布也有肥际集中分布特性，使得进入土壤的肥料P90％左右集中在不足一半的扩散距离内。MCP施肥引起肥际土壤pH显著下降，对肥际碳酸盐及铁、铝矿物溶解破坏作用极为显著，特别是2mm内碳酸盐被完全分解。土壤CaCO3溶解释放的Ca2＋是进入土壤的肥料P转化固定的主要因素，其次是施肥伴随的Ca2＋，肥际铁、铝矿物溶解释放出的Fe3＋、Al3＋对P的固定也有重要贡献。MCP对土壤矿物的溶解破坏及其异成分溶解作用是石灰性土壤中该肥料有效性的主要限制因素。

磷在潮土肥际微域中的迁移和转化

采用室内土柱实验研究了磷在潮土肥际微域中的迁移和形态转化。结果表明,磷在潮土中的移动距离很短,经过7 d和28 d的迁移,磷的迁移距离仅为8～14 mm。施入的磷主要固定在紧靠施肥点2 mm土体范围内,随距施肥点距离的增加,土壤水溶性磷、酸溶性磷和有效磷的含量呈指数曲线迅速降低。磷在施肥后7 d内的迁移量较大,迁移进入土壤的磷绝大部分被吸附固定。施肥量对不同形态磷在肥际微域中的迁移量产生显著影响;但培养时间只明显影响了水溶性磷的迁移量。

石灰性土壤肥际磷酸一铵的转化及其机制探讨

以肥际为切入点,通过土柱培养试验,研究了磷酸二氢铵（MAP）在石灰性潮土肥际的转化及肥料磷的迁移。结果表明,MAP施肥31 d后,约90%进入土壤,肥料磷的迁移距离达57 mm。无机磷形态分级结果表明,进入土壤的肥料磷仍保持较高的有效性。其中,以Ca8-P和Ca2-P增幅较大,其次为水溶态（WE-P）、Al-P和Fe-P,O-P仅有少量增加,而土壤Ca10-P没有明显变化。肥际（0-2 mm）新增含磷矿物中,Ca8-P所占比例显著增加,其它形态磷的比例则相应减少。空间上,WE-P与Al-P相似,在56 mm内显著增加,且随距施肥点距离的增加整体呈线性下降。Ca2-P亦于56 mm内显著增加,但包括0-14 mm的快速下降和随后缓慢线性下降两个阶段,并在0-14 mm内相对富集。Ca8-P分布与Ca2-P相似,但表现为集中在6 mm内快速下降。Fe-P在56 mm内显著增加,但在13 mm处含量最高,并在26 mm内相对集中形成,26 mm后缓慢线性下降。O-P仅在30 mm内略有形成。MAP施肥后,进入土壤的肥料磷相对集中,其中,约20%分布于0-2 mm内,6mm内磷的增加量即达土壤磷总增量的50%左右。MAP施肥引起土壤pH显著下降,对土壤碳酸盐及铁铝矿物溶解作用较为显著,特别是0~2 mm内碳酸盐被完全分解,6 mm内土壤碳酸盐含量显著降低。CaCO3溶解释放的Ca^2＋是导致进入土壤中的水溶性磷转化固定的主要因素,而土壤难溶性铁铝矿物溶解释放出的Fe^3＋、Al^3＋离子对水溶性磷的固定也有一定贡献。MAP对土壤难溶性铁的活化作用显著,明显提高了土壤铁的有效性。

钾在潮土肥际微域中的迁移与转化

采用室内土柱实验研究了钾在潮土肥际微域中的迁移和形态转化。结果表明,在室温25℃、土壤含水量332 g/kg和容重1.22 g/cm^3的条件下,经过7 d和28 d的扩散,钾在潮土中的迁移距离为40-75 mm,前期移动较快。在迁移距离内,土壤水溶性钾和交换性钾含量与距施肥点距离呈极显著线性负相关。施肥量和培养时间对水溶性钾和交换性钾含量在肥际微域中的分布均有显著影响,但对非交换性钾含量没有显著影响。外源钾进入土壤后在肥际微域中被固定的部分仅占5.6%-21.5%,绝大部分仍以有效态存在。

水稻土肥际微域铵对钾形态转化与迁移的影响

通过室内土柱培养试验,研究了水稻土肥际微域铵对钾形态转化与迁移的影响。结果表明,钾自肥际向非肥际的扩散距离随钾肥用量增加而增加,施同等铵态氮条件下,施钾量增加2.4倍,导致肥际钾含量最高区域水溶态钾含量提高了2.1倍,交换态钾和非交换态钾则分别提高了1.7和0.3倍,而钾的迁移距离提高了16.4%(12 mm),说明肥际钾的固定能力有限,钾肥量增加导致更多的钾以有效性较高的形态存在。同等钾量条件下,施用铵态氮肥显著提高了水稻土肥际钾含量最高区域水溶态钾含量,使钾的迁移距离较未施铵时增加了23.2%(16 mm);铵钾共施还显著提高了肥际到普通土壤过渡区域中交换态钾含量,降低了所有土样中的非交换态钾含量。铵钾共施显著抑制了肥际微域中肥料钾向非交换态的转化,这种抑制作用随距肥际距离的增加而减弱。利用不同回归方程拟合由肥际到非肥际钾的分布曲线,无论是水溶态钾还是交换态钾,反S型曲线y=a/[1+b exp(c×x)]可以很好地拟合由肥际到非肥际K+的分布。

肥际氮素浓度下添加不同碳源对水稻土微生物特性的影响

研究肥际氮素浓度下添加不同碳源后微生物的变化特征,对于了解不同活性碳源对肥际养分浓度下氮素转化和调控作用以及提高氮素利用率等具有重要意义。采集我国亚热带地区典型的水稻土,模拟肥际氮素浓度,设置不同硫铵用量和葡萄糖、纤维素或木质素碳源添加处理,进行室内培养试验,研究了各处理土壤微生物生物量碳氮、矿化及微生物群落功能多样性的变化。结果表明,在培养7天和35天,高氮素用量下与不添加碳源处理相比,添加葡萄糖、纤维素和木质素各处理土壤微生物生物量碳分别增加5.0%～126.8%、17.5%～210.9%和14.7%～210.0%,微生物生物量氮分别增加-5.4%～109.3%、32.0%～173.1%和-14.2%～194.8%(负数表示减少)。而中等和常量氮素条件下添加这3种碳源,土壤微生物生物量碳氮也呈增加趋势。肥际氮素各浓度下添加葡萄糖处理CO2释放量最多,其次是添加纤维素,最后是添加木质素。BIOLOG分析显示,高、中氮素用量下,平均吸光值(AWCD)、Shannon、Simpson和McIntosh指数都较低,添加3种碳源处理后均有提高,而单独添加不同碳源及添加常量氮素和碳源处理,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。较高的肥际氮素浓度下添加葡萄糖、纤维素或木质素可提高土壤微生物活性。在当前大量施无机氮肥的条件下,注重有机物的配合施用,有利于减小氮素损失的风险。

磷在红壤肥际微域中的迁移和转化

采用室内土柱实验研究了磷在红壤肥际微域中的迁移和形态转化。结果表明,相同施量的磷在7天和28天时的迁移距离相同,施用磷酸二氢钙(MCP)0 2g和0 5g时的迁移距离分别为1 4cm和2 0cm。磷在施肥7天内的迁移量较大,然后只发生少量迁移。迁移进入土壤的磷86 3%～94 2%被吸附固定,64 1%～72 2%仍以有效态存在。在迁移距离内,土壤水溶性磷、酸溶性磷和有效磷含量与距施肥点距离呈极显著直线负相关。施肥量对水溶性磷、酸溶性磷和有效磷在肥际微域中的含量分布有显著影响;但培养时间只对水溶性磷含量分布有显著影响。

不同土壤和供肥模式对磷在肥际微域中的迁移和转化的影响

采用室内土柱实验研究了单施磷酸二氢铵（MAP）、磷酸二氢铵配施草酸（MAP＋OA）和包膜磷酸二氢铵（包膜MAP）3种施肥模式下磷在潮土和水稻土肥际微域中的迁移和形态转化。结果表明,磷在土壤中的迁移距离较短,磷在潮土中的迁移距离较水稻土短,配施草酸处理可增加磷在土壤中的迁移距离,包膜MAP处理磷的迁移距离最短且释放量少。磷在施肥60 d内的迁移量较大,然后只发生少量迁移,迁移进入土壤的磷60.2%~80.3%被吸附固定,15.4%~42.9%仍以有效态存在,配施草酸处理可降低土壤对磷的固定作用,包膜MAP处理缓慢释放磷肥可能会增强土壤对磷的固定作用。

温度变化对磷在水稻土肥际微域中迁移和转化的影响

以湖北潜江水稻土为研究对象,研究了温度变化对所施磷肥在水稻土肥际微域迁移转化的影响。实验采用室内土柱培养法,将磷酸二氢铵单施或与草酸配施后置于5℃、20℃和35℃的温度条件下,分别培养60 d或120 d后,对水稻土肥际微域内水溶性磷、有效磷及酸溶性磷的含量和分布进行了研究。结果表明:不同形态磷在水稻土肥际微域中的迁移距离均较短,单施磷酸二氢铵在5℃和20℃下肥际微域中不同形态磷迁移距离相近,均为50 mm左右,培养时间延长对迁移距离无显著影响,但在这两种培养温度下配施草酸时随着培养时间的延长,磷的迁移距离有所增加。当温度进一步升高至35℃时,配施草酸与否磷的迁移距离均比中低温条件下迁移距离减小,仅为42.5 mm左右。肥际微域中水溶性磷、有效磷和酸溶性磷含量均随着距施肥点距离的增加而显著降低。随着培养温度的升高,肥际微域水溶性磷和有效磷含量和累积量逐渐减少,但酸溶性磷含量基本呈增加趋势。同一温度下,随培养时间延长,各形态磷含量和累积量也逐渐减少。不同温度下配施草酸均能增加肥际微域内水溶性磷和有效磷的累积量。但是随着温度升高,配施草酸与否施磷后肥际微域水溶性磷和有效磷含量和累积量均有显著下降,表明温度升高施入土壤的磷的有效性下降,配施草酸对于减缓升温对磷的固定没有明显影响,但是同一温度下配施草酸可以增加肥际微域水溶性磷和有效磷的含量和累积量。肥际微域可以作为研究磷肥施入土壤后迁移转化及有效性变化的窗口,但是肥际微域中磷的变化对土体磷植物有效性的影响程度还需要进一步通过小区或大田试验进行研究。

水分与有机酸对水稻土肥际微域磷迁移转化的影响

通过土柱培养实验对肥际微域中磷的迁移转化及其受水分和有机酸的影响进行了研究。结果表明:随着培养时间延长,土壤肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量均显著下降,从微域角度证明了磷肥进入土壤后随时间延长有效性降低。淹水和配施草酸均有利于水溶性磷和有效磷的迁移扩散,但淹水条件下配施草酸与否肥际微域水溶性磷和有效磷的累积量均显著低于60%田间持水量下的累积量。60%田间持水量下配施草酸均能增加肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量,而淹水条件下则相反,配施草酸显著降低了肥际微域中水溶性磷和有效磷的累积量。

沸石对磷在肥际微域中的迁移影响

磷在土壤肥际微域的迁移对其有效性有着较大的影响,以土柱试验和连续切片技术研究了天然沸石、钾沸石和铵沸石对磷酸二氢钙在红壤肥际微域溶解和迁移的影响。沸石与土壤间的离子交换作用促进了土壤本体难溶磷酸盐的溶解,钾沸石和铵沸石增加了磷酸二氢钙的溶解和迁移,土壤水溶性磷分布距离比对照增加了8 mm;而天然沸石作用相反。沸石降低了磷酸二氢钙在土壤肥际微域的初始溶解;在分布距离大于10 mm时,土壤水溶性磷含量大小依次为铵沸石>钾沸石>天然沸石>对照。水溶性磷含量与分布距离间呈极显著指数负相关。土壤Olsen-P的变化与水溶性磷相反,其含量大小依次为对照>天然沸石>钾沸石>铵沸石,Olsen-P含量与分布距离间呈极显著线性负相关。

施肥对潮土肥际微域微生物数量分布的影响

为探明不同施肥模式下土壤肥际微域内微生物（细菌、真菌、放线菌）的数量分布变化，采用土柱模拟方法，研究4种施肥模式下肥际微域内细菌、真菌和放线菌的数量分布特征。结果表明，与单施化肥相比较，有机肥、化肥与有机肥配施均明显增加土壤肥际微域内细菌、真菌和放线菌的数量；增加的细菌、真菌主要分布在0～1．0 cm 和0～2．0 cm 的肥际微域中；对长期不施肥的土壤，增加的放线菌集中在0～1．0 cm 肥际中。不施肥时，两种供试土壤的三类微生物数量无显著差异；但施用有机肥后，长期不施肥的潮土中的细菌、真菌和放线菌的数量分别比长期施用化肥的土壤增高57％、65％和130％，说明长期施用化肥可能通过改变土壤理化生物性质，进而影响到微生物的生长繁殖。

氮肥在肥际微域中矿化与迁移的模拟研究

为给氮肥的科学施用和高效利用提供科学依据,采用PVC管培养法,对氮肥在肥际微域中的矿化与迁移进行了探索性研究。结果表明,不同施肥处理的硝态氮含量分布差异显著,不同处理硝态氮含量依次为施化肥处理>施秸秆处理>不施肥处理;培养前期(5 d、10 d)铵态氮含量分布差异显著,但培养后期(20 d、40 d)差异不显著。生产实践中保持一定量的有机肥投入,以降低硝化作用、减少氮素损失和环境污染具有重要的参考意义。

酸性根际肥对石灰性土壤pH和铁有效性的影响研究

在无植物栽培的条件下通过肥料在土壤中的扩散试验研究酸性根际肥对石灰性土壤 pH值、有效铁含量的影响 ,利用盆栽试验验证对石灰性土壤上花生缺铁失绿黄化症的矫正效果。结果表明 ,酸性根际肥 (pH 1.0～ 2 .0 )中的酸在土壤中扩散的影响半径可达 6cm ,但对土壤pH降低作用最显著的是在距肥料 2cm内 ;在施肥 2 8d内 ,距肥料 2cm处 ,土壤 pH值降低了 0 .9个单位 ,土壤铁有效性 (DTPA浸提量 )增加了 5 .9mg kg ;施用酸性根际肥可使花生叶绿素SPAD值与叶片活性铁含量显著提高 ,克服了花生缺铁黄化症状 ,使施肥区 (肥料周围 2cm内 )土壤pH值显著降低 ,并显著提高了该区土壤铁的有效性和花生对土壤Fe的吸收量。

根际施肥调控技术研究初探

通过琼脂模拟扩散与土壤扩散试验以及利用盆栽玉米试验验证了一种新型肥料——酸性根际肥对石灰性土壤 p H值的降低和对土壤铁的活化作用。结果表明 ,肥料中的酸在琼脂中的扩散速率与时间成直线关系 ,而在土壤中的扩散能使施肥区微域 (肥料颗粒周围 2 cm左右 )土壤 p H值在一个月(2 8天 )内下降 0 .6 0 - 1.82个单位 ,有效铁 (DTPA*浸提 )含量增加 5 8% - 10 6 % ,这对石灰性土壤意义重大。但是 ,在试验期间 ,随着时间的延长 ,酸性根际肥对该微域土壤 p H值的降低作用是减弱的 ,而土壤铁 (DTPA浸提 )有效性则是随时间的增加而增加的。盆栽玉米试验中 ,在 4 8天的生长时间内 ,酸性根际肥降低了施肥区土壤 p H值 ,提高了施肥区土壤有效铁含量 。

根际施肥调控对油菜硝酸盐含量的影响研究

利用盆栽试验,测定了肥料周围不同距离处土壤中NH+4与NO-3增量的变化,验证不同施肥方式对小油菜产量与NO-3含量的影响.结果发现,通过肥料在土壤中的扩散作用,肥料氮对土壤NH+4与NO-3增量的影响范围主要是在距肥料4 cm内,但集中施肥与酸性根际肥(pH1.0 ～ 2.0)的显著差异则是在2 cm 内; 后者的NH+4扩散与硝化作用都较前者弱.其中,在距肥料1 cm处,集中施肥的土壤NH+4增量于施肥一周后达最大值,而酸性根际肥则在两周后,且两者NH+4增量差异显著; 在2 cm处,二者土壤NH+4增量达最大值的时间都较1 cm处晚一周,且前者显著低于后者,而后者土壤的NO-3增量都低于前者.在盆栽试验中,酸性根际肥使小油菜的土壤NH+4含量显著提高,而NO-3含量却很低.与集中施肥比较,土壤NH+4含量提高13%,NO-3含量降低72% ～ 89%,小油菜的硝酸盐累积量降低了28%,小油菜产量增加39%.

苹果树根际肥应用技术研究

用蚯蚓粪和化肥制成蜂窝煤状的根际肥 ,将苹果树的根刨出剪断后插入含有根际肥的蛭石营养袋内 ,断根能在含有营养液的蛭石内长出大量新根 ,新根能够进入根际肥内或绕根际肥生长。与对照相比 ,根际肥处理增加了叶片中叶绿素含量 ,增加了铁和其它大多数矿质元素的含量 ,矫正苹果缺铁失绿症效果明显。

肥料类型对潮土肥际微域内微生物数量和分布的影响

【目的】微生物是土壤中的功能组分,对土壤中有机质的分解和养分转化有重要影响,研究肥际微域内微生物的数量和分布特征,有利于探明肥料类型对土壤养分保蓄和供给的影响。【方法】以华北平原长期有机肥化肥混施(MNPK)和长期不施肥(CK)试验地潮土为研究材料,采用室内土柱培养方法研究了单施化肥(CF)、施用70%化肥+30%有机肥(CFOM)、单施有机肥(OM)和不施肥(NF)时,肥际微域内(<5.0 cm)细菌、真菌和放线菌的分布特征。【结果】与NF相比,施用CF后,CK处理中细菌数量增加84%(P<0.05),MNPK处理中细菌数量则无显著变化(P>0.05);施用CF对两个处理中真菌数量均无显著影响(P>0.05),但放线菌数量下降了33%和36%(P<0.05)。OM和CFOM施用显著增加了肥际微域中细菌和真菌(P<0.05)的数量;细菌在近肥源处(0.5 cm和1.0 cm)增幅最大,但真菌在1.0 cm和2.0 cm微域内增幅最大。OM和CFOM施用也显著增加了肥际微域内放线菌的数量(P<0.05),放线菌数量和真菌数量两者的自然对数呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】施用有机肥显著提高了潮土肥际微域内细菌、真菌和放线菌的数量,有利于土壤养分的保蓄和持续供给。

不同肥土比对NO_3^--N浓度变化的影响研究

采用室内培养方法,对不同肥土比对NO-3 N浓度变化的影响及可能机理进行了探讨。结果表明,肥土比为1∶400(处理G)可能是引起土壤性质变化的一个敏感量,NO-3 N浓度、脲酶活性和硝化细菌数量在肥土比低于G处理时随尿素用量的增加而增加,高于G处理时随尿素用量增加而下降。尿素用量增加引起的土壤pH值变化是硝化与反硝化细菌数量和脲酶活性变化的主要原因,也是影响土壤中NO-3 N浓度变化的重要因素。