长期不同施肥水田和旱地铁氧化物对红壤团聚体有机碳固持特性的影响

红壤中铁氧化物是影响有机碳固持的主要因素之一。探究红壤旱地和水田土壤有机碳与不同形态铁氧化物的关系,有助于理解土壤有机碳的稳定机制,为农田合理管理提供科学依据。本文依托我国南方红壤旱地和水田长期施肥定位试验(均超35年),分别采集长期不施肥(CK)、单施氮肥(N)、氮磷钾配施(NPK)和NPK与有机肥配施(NPKM)等4种施肥处理的土壤样品,采用沙维诺夫干筛法获得土壤大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(<0.25 mm),测定土壤团聚体有机碳含量及络合态、游离态和无定形等形态铁氧化物的含量。水田土壤大、小和微团聚体的平均有机碳含量分别为8.21 g∙kg^(-1)、7.65g∙kg^(-1)和2.08 g∙kg^(-1),而旱地分别为2.93 g∙kg^(-1)、6.68-1 g∙kg和1.33 g·kg^(-1);水田土壤大、小和微团聚体中的平均可溶性有机碳含量分别为70.72 mg∙kg^(-1)、79.83 mg∙kg和30.29 mg·kg^(-1),而旱地分别为7.27 mg∙kg^(-1)、21.49-1 mg∙kg和5.88 mg·kg^(-1)。无论是旱地还是水田,土壤小团聚体和微团聚体无定形铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,土壤各粒级团聚体无定形铁氧化物含量与可溶性有机碳含量均呈显著正相关关系。水田土壤各粒级游离态铁氧化物含量与土壤有机碳含量均呈显著正相关关系,尤以微团聚体贡献率较高。水田条件下,土壤微团聚体中的游离态铁氧化物含量与可溶性有机碳含量呈显著正相关关系。随着土壤团聚体粒级的增加,铁氧化物含量表现为先增加后降低的趋势。无定形铁氧化物对旱地和水田土壤有机碳均具有固持作用,游离态铁氧化物仅对水田土壤有机碳具有固持作用。

P肥施入土壤后的变化进程及对P淋失的影响

对施入不同剂量P肥的稻田土壤进行培养，测定不同时期土壤Olsen-P和CaCl2-P含量变化。结果表明，在施P量为100～1600kg·hm^-2条件下，200d时不同处理土壤Olsen-P含量降低量均接近于施P后的50％，不同施P量下土壤对Olsen-P的固定量均接近50％。表明在本试验施P量范围内该土壤仍未达到P吸附饱和，土壤对Olsen-P的固定量与施P量近似呈正比；当施P量低时，CaCl2-P含量低，且变化不明显；当施P量高于400kg·hm^-2时，CaCl2-P含量迅速增高。随着施P量提高，进入土壤缓效P库的比例降低，而进入速效P库和可溶性P库的比例增加，土壤对P的固定能力也逐渐降低，产生P损失的可能性增加，易于导致面源污染。预测结果表明，该土壤发生P素地表径流损失及在亚表层径流中P浓度猛增的Olsen-P含量“转折点”为81．3mg·kg^-1，与其对应的施P量约为524kg·hm^-2。可见，该土壤施P量一旦高于500kg·hm^-2，通过各种途径产生P损失的可能性增加。

长期施肥对稻田土壤硒含量形态及分布的影响

从湖南省 9个稻田肥力定位监测点经过 12年试验的 3个处理 (无肥、化肥、有机肥 )采集土壤 ,分析硒的含量与形态。结果表明 ,与无肥处理比较 ,施用化肥或有机肥都能提高耕作层土壤全硒、腐殖酸硒和交换性硒的含量 ,提高腐殖酸硒和交换性硒占全硒的比例 ,提高稻谷与稻草的含硒量 ;施化肥可提高腐殖酸硒中富里酸硒的比例 ,施有机肥可提高腐殖酸硒中胡敏酸硒的比例。施肥对剖面硒分布的影响与稻田淋溶强度有关。 3处理土壤硒的剖面分布相同的是 :全硒、腐殖酸硒、富里酸硒含量为A层 >W层 >C层 ,但同一土层硒的含量施肥处理高于无肥处理 ;腐殖酸硒 /全硒为A层 >C层 >W层 ,富里酸硒 /腐殖酸硒为C、W层 >A层。 3处理的交换性硒 /全硒以无肥处理的A层最低 ,W层最高。

不同水肥调控模式对稻田土壤氮磷肥力的影响试验

选取湖北省漳河灌区,开展了不同水肥调控模式下稻田土壤氮磷肥力影响试验,分析了2种灌溉方式、3种施氮方式互作条件下稻田土壤氮、磷含量的变化及其显著性测验(a=0.05)。结果表明,间歇灌溉能较好维持稻田耕作上层(0～20cm)土壤全氮、全磷含量,对耕作下层(20～40cm)土壤全氮、全磷的维持和促进较差;淹灌对稻田下层(20～40cm)土壤全磷含量的促进和恢复作用显著。相比不施氮肥处理,4次施氮肥处理对稻田上层(0～20cm)土壤硝态氮维持和恢复作用显著、对下层(20～40cm)铵态氮具有显著的消耗;4次施氮肥、2次施氮肥处理引起稻田上层(0～20cm)土壤全磷含量的差异较显著。

有机无机肥配施对双季稻田土壤微生物和碳库的影响

通过4年定位试验,研究了不施肥(WF)、不施氮肥(WN)、单施化肥(CF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、猪粪堆肥替代20%氮肥(DF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)6种施肥处理对双季稻田土壤的酶活性、可培养微生物数量、微生物量碳(SMBC)含量、微生物量氮(SMBN)含量、有机质含量和碳库管理指数的影响。结果表明:3种有机无机肥配施能显著提高双季稻田土壤中可培养细菌和放线菌数量,微生物量碳、微生物量氮、总有机质和活性有机质含量以及碳库活度指数、碳库管理指数,但处理间存在差异,以DF效果最好;连续耕作4年后,DF处理的土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量以及SMBC、SMBN含量分别比CF的提高了67.94%、50.30%、55.51%、17.96%和50.17%;DF的土壤磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性分别比CF的提高了18.19%、7.85%、73.47%和105.00%;总有机质、活性有机质含量及碳库管理指数分别比CF的提高了15.17%、58.40%、71.98%。综合分析,猪粪堆肥与化肥配施显著提高了稻田土壤中磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性和可培养细菌、真菌和放线菌数量,SMBC和SMBN的含量以及碳库管理指数,长期有机无机肥配施(尤其是猪粪堆肥与化肥配施)是扩大土壤碳库、提高土壤质量的有效途径。

秸秆还田配施氮肥对稻田土壤活性碳氮动态变化的影响

【目的】土壤微生物量碳氮和水溶性有机碳氮是土壤中最活跃的碳氮组分,是衡量土壤碳氮周转与养分有效性的重要指标。探讨秸秆配施氮肥、氮肥用量及基追比例对稻田土壤微生物量碳氮、水溶性有机碳氮、易氧化有机碳和速效氮的影响,明确秸秆还田条件下水稻生长季不同氮肥用量与基追比的土壤活性碳氮变化特征,为稻麦轮作区秸秆还田的氮肥管理提供理论依据。【方法】2012—2015年在湖北省荆门市田间试验中设置施氮量、秸秆配施氮肥和施氮时期3个大田试验。施氮量:不施氮(N0),推荐施氮(165 kg·hm^-2,N165),习惯施氮(195 kg·hm^-2,N195);秸秆配施氮肥:秸秆移除(CK),秸秆还田(移栽前将上季小麦秸秆全部还田,S),秸秆还田+习惯施氮量(SN),秸秆还田+推荐施氮量(SF),秸秆还田+推荐施氮量+腐解菌剂(SM);施氮时期:基施﹕拔节期﹕抽穗期氮肥施用比例为7﹕3﹕0(R1),5﹕3﹕2(R2),10﹕0﹕0(R3)。【结果】秸秆还田+习惯施氮量(SN)显著提高了水稻拔节期土壤微生物量碳(SMBC)含量,但是其成熟期水溶性有机碳含量(DOC)显著降低。秸秆还田+推荐施氮量(SF)显著提高了水稻拔节期土壤水溶性有机氮含量(DON)。腐解菌剂的施用显著降低了水稻成熟期DON含量,拔节期易氧化有机碳含量(ROC)也显著降低。秸秆还田下增加氮肥用量显著提高了水稻抽穗期和灌浆期土壤速效氮含量(AN);推荐施氮处理(165 kg N·hm^-2)的DON和AN含量显著升高;农民习惯施氮处理(195 kg N·hm^-2)降低了DON和AN含量;增加追施氮肥比例对土壤SMBC和DOC含量无明显影响,但提高了水稻拔节期SMBN和ROC含量。【结论】施氮量及其基追比是影响秸秆还田下稻田土壤活性碳氮含量的主要因素,合理配施氮肥能提高土壤微生物量碳、速效氮及水溶性有机氮等活性碳氮组分含量,增加追肥比例也能提高水稻生育期内土壤活性碳氮含量。

低丘红壤稻田氮肥施用技术的研究

以早籼浙９２４８、晚籼浙选优３号、晚杂汕优１０号和协优４６为供试品种，于１９９１年和１９９４年在低丘红壤稻田进行氮肥不同施肥时期与用量配比试验。结果表明：低丘红壤稻田在一季总施氮量相同的前提下，适当降低前期用肥量，增施保花肥、粒肥，可以获得更高的产量。保花肥施用的有效时期在倒三叶露尖－剑叶露尖之间，施用量以总用量的２０％～３０％为宜，如表现缺肥症状，用量可适当增加；若用量过多时，宜在倒二叶露尖－剑叶露尖和始穗期时分２次进行。施用保花肥、粒肥的增产机理在于提高后期分蘖的成穗率、减少颖花退化，使每穗实粒数、千粒重增加。

连续十年施肥对水稻土肥力的影响

人工淹水形成水稻土特有的环境条件.每年占水稻生物量15%的根茬及其丰富的水生生物自然归于土壤.既补充了碳源,又归还了部分营养成分,使得水稻土能维持一定的肥力水平.施用化肥缓和了土壤三要素取出的亏缺程度,改善了土壤的营养条件,有利于加强根系的代谢活动和提高根茬的归还量,所以土壤理化和生物特性相对得到一定程度改善.在化肥基础上配施有机肥,对于土壤理化和生物特性具有进一步显著改善的效果,由此可见,为了快速培肥地力,仍需提倡走“有机与无机相结合”的道路.

稻田有机肥配施的土壤环境效应评价指标体系构建

为构建稻田有机肥配施的土壤环境效应评价指标体系,采用整合分析筛选了稻田有机肥配施的土壤环境敏感因子,进一步通过变异分析、相关分析、主成分分析以及随机森林模型的耦合分析构建了稻田有机肥配施的土壤环境效应评价指标体系。整合分析从43个土壤环境指标中筛选出了26个有机肥配施的土壤环境敏感因子,包括稻田土壤容重(BD)、非毛管孔隙度、团聚体(>5、2~5、1~2、0.5~1、0.25~0.5 mm)、<0.25 mm微团聚体、pH、电导率(EC)、交换性钾离子、有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)、土壤脲酶(SUE)活性、土壤转化酶(SSC)活性、土壤脱氢酶(SDH)活性、锌(Zn)、铜(Cu)、镉(Cd)。对环境敏感因子进行变异分析,筛选出累计贡献率大于85%的环境敏感因子,进一步对筛选到的环境敏感因子进行相关性分析得出因子之间的相关性,通过主成分分析对因子进行分组,通过随机森林分析得出因子重要性,最后通过三者的耦合分析构建了包括BD、pH、EC、SOC、TN、AK、AP、MBC、Cd和Cu等10个指标的稻田有机肥配施的土壤环境效应评价指标体系。本研究为稻田有机肥配施的土壤环境效应评价奠定了基础,为我国土壤环境评价指标体系的构建提供了新思路。

宜州市水稻土肥力监测结果与应用

对宜州市4个监测点水稻土15年的长期监测表明:有机肥的施用量与有机质含量、氮肥的施用量与碱解氮和全氮含量、全氮的含量与碱解氮含量、钾肥的施用量与缓效钾含量均有极显著的线性相关关系;钾肥的施用量与速效钾含量、有机质含量与速效磷(钾)的含量均有显著的线性相关关系。根据监测结果和实践证明:大面积推广增施有机肥、优化配方施肥措施是切实可行的。

开沟排渍与优化施肥对冷浸田生产力的耦合效应

冷浸田以渍水与低磷低钾为重要特征。通过田间试验,研究了开沟排渍与优化施肥耦合对冷浸田生产力及水稻籽粒氨基酸品质的影响。试验设4个处理:1不开沟,习惯施肥(CK);2不开沟,高磷钾配方肥(PF);3简易开沟+习惯施肥(KG+XG);4简易开沟+高磷钾配方肥(KG+PF)。结果表明,PF、KG+XG与KG+PF处理均不同程度提高了水稻分蘖盛期叶片光合色素含量,并以KG+PF处理最为明显,成熟期上述三者处理的水稻籽粒产量分别比CK增产4.7%、15.4%、19.8%,差异均显著,开沟排渍与优化施肥分别增产14.9%与4.1%。PF、KG+XG与KG+PF处理的必需氨基酸较CK增幅1.3%~8.3%,其中以KG+PF处理最高,差异显著;简易开沟不同程度降低了水稻分蘖期稻田土壤的还原性物质含量,其中,KG+PF与CK处理的活性还原性物质及Fe2+含量差异显著,且其土体锈纹锈斑明显。籽粒产量与】3.5 mm团聚体数量呈显著正相关而与1~0.5 mm及0.5~0.25 mm团聚体数量呈极显著负相关,与土壤活性还原性物质及亚铁含量呈极显著负相关。综上,冷浸田开沟排渍增产效应明显高于优化施肥,二者对水稻产量增产表现为叠加效应,优化施肥对提高水稻籽粒氨基酸品质效果明显。