长期施肥对黄土丘陵区土壤理化性质的影响

根据18年的长期定位试验,探讨了不同施肥处理对黄土丘陵区栗褐土土壤容重、土壤结构、孔隙性、水分物理性质以及对土壤有机质和土壤氮、磷含量的影响。结果表明,长期施用有机肥有利于保持和改善土壤孔隙状况,促进水稳性团聚体的形成,提高土壤的透水性和持水能力。单施化肥与不施肥相比,土壤物理性质有所改善,但与初始值比较则变劣。有机肥与化肥配合施用,可减轻化肥对土壤物理性质的不良影响。长期不施肥土壤物理性质有恶化趋势。单施有机肥和有机无机肥配合施用可显著提高土壤有机质和氮、磷含量,有机无机肥配合施用效果更明显,单施化肥的效果不显著。

北温带干旱地区土壤剖面CO2通量的变化特征

采用开放式样杆方法,对干旱土纲的4种土壤类型(栗钙土、灰钙土、粗骨土、山地灰褐土)进行土壤剖面CO2通量的观测研究,结果表明:1)在0～60cm深度范围内土壤剖面CO2通量随土壤深度的增加而增加,60cm为转折点,之后,随土壤深度的增加而减小。2)土壤剖面CO2通量平均值为660μmol/(m2·h),在-9076～16988μmol/(m2·h)范围内变化,如果土地利用/土地覆盖发生改变(0～70cm深度),将可能有254.6t/(km2·a)CO2从土壤向大气释放。3)土壤种类不同,CO2通量明显不同,森林土壤释放量大于草原土壤。4)在通量-深度曲线中,各土壤类型均出现1～2个拐点,变化原因与土壤剖面结构和根系分布有关,钙积层的有无、厚度起决定作用。5)存在季节变化,植物生长季节的CO2通量远大于其他季节,其他季节可能存在土壤吸收CO2现象。因此,应避免在植物生长季节施工动土,以减少土壤CO2向大气中释放。

长期施肥对栗褐土钾素含量的影响

在栗褐土上进行的长期定位施肥试验结果表明，18年后不同施肥处理土壤全钾含量无显著差异，而土壤速效钾含量和缓效钾含量则产生了极显著差异。就表层土壤而言，无外源钾补充的3个处理（NP、N、CK），土壤速效钾含量较低，在78～90mg·kg-1之间，已接近中等水平的下限，施低量有机肥的3个处理（M1、M1N、M1NP），土壤速效钾含量为150～185mg·kg-1，施高量有机肥的2个处理（M2NP、M2N），土壤速效钾含量达240mg·kg-1以上。不同处理对土壤缓效钾含量的影响与土壤速效钾含量基本一致，施高量有机肥的处理〉施低量有机肥的处理〉没施有机肥的处理，但处理间土壤缓效钾的变化幅度明显低于土壤速效钾含量的变化幅度。不同处理对20～40cm土壤速效钾和缓效钾含量也产生了一定影响，变化规律与耕层相似，但没有耕层明显。

长期施肥对栗褐土区土壤-作物系统可持续性的影响

利用长期施肥定位试验开展土壤-作物系统的可持续性评价,可为农田合理施肥和管理提供理论支撑。在黄土丘陵区栗褐土农田进行了26年长期肥料定位试验,设置8个处理,分别是不施肥(CK)、单施氮肥[120.0 kg(N)·hm^(-2),N]、氮[120.0 kg(N)·hm^(-2)]和磷[75 kg(P_2O_5)·hm^(-2)]肥配施(NP)、单施低量有机肥(22 500 kg·hm^(-2),M1)、低量有机肥与氮肥配合施用(M1N)、低量有机肥与氮磷肥配合施用(M1NP)、高量有机肥(45 000 kg·hm^(-2))与氮肥配合施用(M2N)和高量有机肥与氮磷肥配合施用(M2NP)。测定了19项指标,根据三角性面积法计算了土壤养分指数、土壤微生物指数、作物指数和可持续性指数,分析讨论了长期施肥对栗褐土区土壤-作物系统可持续性的影响。结果表明:1)N、M1处理的可持续性指数较CK分别提高27.1%、141.7%,但较临界值(1.30)低53.1%和10.8%;NP处理的可持续性指数虽然较N处理提高62.3%,但仍比临界值(1.30)低23.8%。说明长期单施氮肥、低量有机肥和氮磷配施下土壤-作物系统均不可持续。2)施用无机肥处理(N和NP)的土壤养分指数、土壤微生物指数和作物指数较CK提高7.1%和46.4%、-6.0%和25.4%、40.0%和60.0%;单施低量有机肥(M1)的土壤养分指数、土壤微生物指数和作物指数较CK提高98.2%、41.8%和31.7%。说明施用无机肥有利于作物指数的提升,而施用有机肥有利于土壤养分指数和土壤微生物指数的提升。3)M1N处理的土壤养分指数(1.06)、土壤微生物指数(1.04)、作物指数(1.00)和可持续性指数(1.38)均超过或等于临界值,使土壤-作物系统具有较好的可持续性。4)M1NP、M2N、M2NP处理的土壤养分指数较M1N处理分别提高21.7%、37.7%和72.6%,土壤微生物指数较M1N处理分别提高15.4%、7.7%和18.3%,作物指数与M1N处理相比差异很小,可持续性指数较M1N处理分别提高28.3%、32.6%和68.1%。说明在M1N基础上再增施磷肥或有机肥,可持续性指数可进一步提升是由于土壤养分指数和土壤微生物指数提高的缘故,同时也增加了潜在的环境风险。适量有机肥与无机氮配合施用(M1N)是实现栗褐土区土壤-作物系统可持续生产的较佳施肥模式。

黄土丘陵区栗褐土定位连续施肥效应

晋西北河曲县砖窑沟流域栗褐土上连续７年定位施肥试验的增产和培肥效应分析表明：连续施肥与ＣＫ相比，增产幅度有增大趋势，而且抗逆性增强。有机肥与无机肥合施的增产和培肥效应最明显，多年平均增产幅度是ＣＫ的１．５倍。有机肥与氮肥合施的增产效应最大。高量有机肥与氮肥合施的培肥效果最好，多年平均增产效应是ＣＫ的２倍。