Changes in N,P and K Contents in Eum-orthic Anthrosols at Different Moisture Contents

[Objectives]This study aimed to provide a basis for the management of nitrogen,phosphorus and potassium nutrients in eum-orthic anthrosols and the fertilization of crops.[Methods]Using the indoor culture method,the contents of total nitrogen,available phosphorus and available potassium in eum-orthic anthrosols under three different moisture conditions:long-term drying,long-term logging and alternate drying and logging were analyzed and compared.[Results]The total nitrogen content was higher under the moisture condition of long-term drying.The minimum(0.60 g/kg)appeared on day 30,and the maximum(0.74 g/kg)appeared on day 120,increased by 8.8%compared with the minimum.The available phosphorus content was also higher under the moisture condition of long-term drying.The minimum(16.9 mg/kg)appeared on day 60,and the maximum(22.5 mg/kg)appeared on day 120,increased by 33.1%compared to the minimum.The available potassium content showed a downward trend under long-term logging,and was higher than those under the other two moisture conditions.The maximum(150 mg/kg)appeared on day 30,and the minimum(136 mg/kg)appeared on days 75 and 90,reduced by 9.3%compared with the maximum.[Conclusions]Water plays a positive role in activating nutrients.Different nutrients have different responses to different moisture conditions.

半湿润地区土垫旱耕人为土不同土层氮矿化的水温效应研究

本论文以半湿润地区土垫旱耕人为土(褐土)为供试土样,应用长期通气培养法,研究了湿度和温度对0—90cm土壤剖面不同土层(每30 cm为1土层)氮素矿化的影响。每层土壤设11.0、15.0、19.0、23.0、27.0%5个土壤水分等级和8.0、16.0、24.03、2.0、40.0℃5个温度等级,共25个处理,在恒温培养箱中进行培养。培养期间分别在7、14、21、354、9、63和84 d取样测定矿化氮累积量。结果表明,不同土层土壤有机氮的矿化累积量均随温度、水分含量升高而增加,各土层增幅的大小顺序为0—30 cm>30—60 cm>60—90 cm。0—30 cm土层矿化氮是0—90 cm土层可矿化氮的主体,其矿化氮占67.9%。不同土层土壤氮素矿化过程不同:在培养期间0—30 cm土层氮素矿化量与培养时间符合线性关系,而30—60 cm和60—90 cm土层符合对数函数;不同土层氮素矿化速率k与含水量w间为直线关系,相关系数r在0.93以上,0—30 cm土层的k值对温度反应最为敏感,其次为30—60 cm土层,以60—90cm土层反应最小。总体上看,在较高温度培养条件下,随温度增加,土层越深,矿化速率增加越慢;温度和水分对不同土层土壤氮素矿化具有明显的正交互作用。对0—30 cm土层,在高温情况下水分效果更加突出;而对30—60cm和60—90 cm土层,温度效应比水分效果更加突出。

土垫旱耕人为土中磷的分布特征及其土壤发生学意义

本研究以我国半干旱地区的土垫旱耕人为土为对象,分析在自然土壤发生过程和人类活动影响下,不同形成阶段内土壤中总磷(TP)、速效磷(AP)、有机磷(OP)和无机磷(IP)的含量和分布特征。同时也探讨现代土壤利用方式的影响。结果表明,与半干润淋溶土层相比,堆垫层总磷、速效磷、有机磷和无机磷平均分别增加0.29,4.67,0.20和0.30倍;堆垫层段内,现代耕作层(Aup1)中各形态磷含量最高,向下至亚耕层(Aup2)迅速降低,而由亚耕层(Aup2)至埋藏耕作层(Aupb)和半干润淋溶土表层(2A)总磷和无机磷逐渐降低,反映了不同历史时期人类活动强度不同;半干润淋溶土层段内,土壤中的磷主要来自于黄土母质,其变化以受自然成土因素影响为主,总磷、速效磷、有机磷、无机磷含量较低且层间变化不大。菜地土壤中堆垫层内各形态磷的含量显著大于农田土壤。土壤利用方式对磷的影响大于堆垫厚度。各形态磷在剖面中的分布模式与磷素自身的迁移、淋失到下层的钙等因素有关,同时也受根系的吸收、人为灌溉施肥等因素影响。剖面中OP与OP/IP之间以及各形态磷与其他土壤理化性质的关系可以指示自然条件和人为影响的差异。

长期不同施肥措施下[土娄]土细菌群落结构变化及其主要影响因素

【目的】研究不同施肥处理下土壤细菌群落的特征,为建立促进土壤生态系统稳定和健康的养分管理制度提供依据。【方法】陕西省杨凌示范区"国家黄土肥力与肥料效益监测基地"的28年长期定位试验始于1990年秋,种植制度为冬小麦–夏休闲,无灌溉。本研究选取定位试验中不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(N、P2O5、K2O分别为135、108、67.5 kg/hm^2,NPK)和有机无机肥配施(70%N来自牛粪,MNPK)3个处理。于2018年6月小麦收获后采集0-20 cm耕层土样,测定养分含量、含水量、微生物量碳含量、微生物量氮含量及目标土壤微生物。以1%琼脂糖凝胶电泳法检测土壤中DNA,根据97%相似度对序列进行OTU聚类、α多样性分析(包括Shannon、ACE和Chao1等指数),使用CANOCO 4.5软件对土壤细菌门水平群落结构、细菌相对丰度等与土壤理化性质进行冗余分析。【结果】与CK相比,NPK和MNPK处理显著提高了土壤有机碳、全氮、微生物量碳、微生物量氮、硝态氮和铵态氮含量,显著降低了土壤pH值。不同处理细菌基因拷贝数为每克干土6.69×10^9~16.46×10^9,与CK相比,NPK和MNPK处理细菌数量分别提高了77%和146%。MNPK处理的土壤细菌Shannon多样性指数显著高于CK和NPK处理,而Simpson指数显著低于CK和NPK处理,NPK与CK处理间两个指数无显著差异。3个处理的细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)和均匀度指数均没有显著差异。在门水平上,共获得35个细菌类群,其中,放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主要优势菌门(相对丰度>10%),占到全部菌门的80.1%~81.7%。与CK相比,MNPK处理显著降低了放线菌门(F=5.845,P<0.05)的相对丰度,增加了拟杆菌门(F=4.461,P<0.05)的相对丰度,3个处理间其他菌门均无显著差异。冗余分析结果显示,CK与NPK、MNPK处理的土壤细菌群落结构具有明显差异,且MNPK处理对土壤细菌群落组成的影响更大。土壤理化性质对细菌菌群影响表现为:土壤硝态氮>可溶性有机碳>pH>铵态氮>有机碳>土壤含水量,这些理化因子均是影响微生物生长的关键因子。【结论】关中[土娄]土区旱作雨养条件下,化肥平衡施用和有机无机肥配施均显著提高了土壤中细菌数量、多样性和丰富度,有机无机肥配施还改变了细菌群落结构,特别是降低了放线菌门、增加了拟杆菌门的丰度,更有利于土壤生态系统的稳定和健康。