近红外光谱技术在土壤养分分析中的研究进展及应用前景

精准农业是近年来国际上农业科学研究的热点领域,是现代信息技术和传统农业紧密结合的产物。近红外光谱技术(NIRS)作为一种无损、实时、准确的分析手段,在土壤学领域的应用逐渐得到了人们的重视,是实现精准农业的有效手段之一。对其目前在土壤学领域的应用进行了介绍和分析,认为NIRS在土壤学领域的发展方向应该是田间信息实时采集技术,即在田间条件下利用便携式NIRS分析仪对土壤养分和农作物苗情进行实时分析和处理,另外NIRS还可以与空间遥感技术相结合,宏观掌握农作物所需营养及其长势信息,从根本上改变我国粗放型农业现状。

物元模型在玉树地区林地土壤养分评价中的应用

选择玉树区林地土壤有机质,全氮,全磷,全钾,速效氮,速效磷和速效钾7项测试数据作为土壤养分评价指标,采用偏相关分析法确定权重,应用物元分析建模对玉树地区林地土壤养分进行评价。结果表明玉树地区整体林地土壤养分状况良好,除速效磷含量极贫乏外,其余养分指标含量均达到丰富水平;有机质、氮素和速效磷是影响土壤养分的主要因子。建议平衡地区土壤养分状况,优先考虑提高速效磷养分水平。

延安不同种植年限枣园土壤微生物、养分及pH的相关性

[目的]为陕北延安地区枣树土壤科学施肥提供理论依据。[方法]以不同树龄的枣树土壤为研究对象,测定土壤的微生物菌群、养分及pH状况,并且分析三者间相互关系。[结果]在不同树龄的枣园土壤微生物中,微生物类群的分布规律为细菌数量>放线菌数量>真菌数量,数量差异表现为盛果期枣园>老龄期枣园>幼龄期枣园,且随着土层的加深而递减;土壤微生物数量与有机质及有效氮、磷、钾、铁、钼均呈正相关,其中细菌数量与有机质、有效氮极显著相关,放线菌数量与有效钾显著相关,真菌数量与有机质、有效钾显著相关;3种微生物类群均与土壤pH呈负相关。[结论]适当降低土壤pH,提高养分可以增加土壤微生物数量,改善枣园土壤微生态环境。

攀西烟区紫色土pH值与土壤养分的相关分析

对四川攀西烟区有代表性的30个紫色土样品的pH值、有机质及有效养分含量进行了测定。结果表明，攀西烟区紫色土的pH值在5．13～8．14范围内，有半数左右的土壤偏碱性；有机质、碱解氮、有效锌和有效锰的含量均随pH值的升高而降低，交换性钙的含量随pH值的升高而升高，而pH值与速效磷、速效钾、交换性镁、速效铜、速效硼间的相关性则不显著。烟区紫色土的有机质和碱解氮含量偏低，速效磷、速效钾含量中等，交换性钙、交换性镁含量丰富；部分pH值较高的土壤可能会缺乏铜、锌等微量元素；在不同pH值的土壤上硼营养均严重亏缺，建议生产中增施硼肥。

江西不同种植制度下耕地土壤pH值和养分现状分析

【目的】为探明江西省不同种植制度下土壤养分和pH值状况。【方法】参照第2次土壤普查推荐的土壤养分和pH值分级标准,对江西省94个县(市)不同种植制度下具有代表性的4188个耕地土壤的养分和pH值进行比较分析。【结果】不同种植制度下土壤均酸化严重,稻-闲、稻-稻-闲或水旱轮作稻田土壤pH值<5.5的占比显著高于旱作,而水旱轮作尤其是肥-稻-稻能明显提高双季稻田土壤pH值。不同种植制度下土壤有机质含量中等偏丰富,表现为稻田高于旱地,双季稻田高于单季稻田,肥-稻-稻明显高于油-稻-稻、烟-稻。土壤碱解氮含量较丰富,其中油-稻和肥-稻-稻下土壤碱解氮含量较丰富的土壤样点占比分别达88.13%和82.46%,而油-棉、棉-闲和烟-稻下的土壤碱解氮丰富水平较其他种植制度低。土壤有效磷含量处于中等水平,稻-稻-闲或水旱轮作(除烟-稻)土壤有效磷含量大于20 mg/kg的占比明显高于旱作,而土壤有效磷含量10~20 mg/kg占比表现为旱作高于稻-闲、稻-稻-闲或水旱轮作(除烟-稻),但在9种种植制度中仍有19.00%~34.38%的土壤有效磷含量低于10 mg/kg,极其缺乏。不同种植制度下土壤速效钾含量均较低,速效钾含量在30~100 mg/kg的占比为51.35%~78.57%,速效钾含量大于150 mg/kg的旱作占比明显高于稻-闲、稻-稻-闲或水旱轮作。【结论】由上可知稻-稻-闲或水旱轮作制度(除烟-稻)下土壤有机质、碱解氮和有效磷含量均较高,是适合江西省耕地保护和农业增产的重要种植制度,而油-棉、棉-闲、烟-稻种植制度下土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均偏低。在今后农业生产中应结合种植制度对土壤养分的影响及江西土壤氮盈余、钾缺乏、部分土壤磷亏缺、土壤酸化严重的现状,进行合理布局和科学施肥。

不同耕作方式下玉米农田土壤养分及土壤微生物活性变化

通过连续3年的野外调查与室内分析试验,研究了不同耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)对玉米农田土壤养分及土壤微生物活性的影响。结果表明,不同耕作方式下土壤pH值略显酸性,土壤容重与土壤总孔隙度变化趋势相反;土壤容重基本表现为:免耕>翻耕>旋耕;土壤总孔隙度TSP基本表现为:翻耕>旋耕>免耕,不同耕作方式差异均显著(p<0.05)。不同耕作方式下土壤养分(有机碳、全氮含量)和有效养分(有效磷、铵态氮和硝态氮)均呈现出一致性规律,大致表现为翻耕>旋耕>免耕,不同耕作方式下土壤全磷含量差异均不显著(p>0.05);与免耕相比,土壤微生物量碳和氮、土壤微生物数量(细菌、真菌、放线菌、固氮菌和纤维素菌)均有明显的增加,大致表现为:翻耕>旋耕>免耕。土壤微生物活度的变化范围为0.38~0.69,依次表现为翻耕>旋耕>免耕,不同耕作方式下土壤微生物活度差异均显著(p<0.05)。不同耕作方式下土壤微生物量碳周转率高于氮周转率,说明微生物量碳更新比微生物量氮快,其中翻耕处理下土壤微生物量碳和氮更新较旋耕和免耕快。通径分析发现,不同土壤环境因子对土壤微生物活度产生直接和间接负作用,其中有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、细菌数量对土壤微生物活度产生直接效应;土壤微生物量碳、微生物量氮、真菌数量和固氮菌数量对土壤微生物活度产生间接效应。

毛竹向撂荒地扩展过程中的土壤养分特征

【目的】探究毛竹扩展过程中土壤养分及其化学计量的变化特征,为毛竹林的扩展调控提供理论依据。【方法】以福建永安竹林生态定位观测研究站毛竹向撂荒地扩展前期、扩展中期、扩展后期毛竹林为研究对象,沿毛竹扩展方向设置3块10 m×50 m调查样带,每个样带设置3个样地,分析毛竹扩展过程中土壤养分以及计量特征,揭示毛竹扩展对土壤养分影响规律。【结果】毛竹向撂荒地扩展过程中,0~30 cm土层土壤养分含量及化学计量比的平均值变异系数表现为扩展后期(13.8%~51.3%)>扩展中期(8.3%~31.8%)>扩展前期(4.3%~29.8%);C、N含量的变异系数变化范围(26.7%~43.8%)大于P、K(4.3%~24.1%);在0~30 cm土层,随着毛竹向撂荒地扩展,扩展后期C、N含量从20.19和1.70 g·kg-1显著增加到24.97和2.13 g·kg-1,P含量显著降低到0.263 g·kg-1;在0~20 cm土层,扩展后期C、N含量显著高于扩展前期和中期(P<0.05);在20~30 cm土层,各扩展时期C、N含量差异不显著(P>0.05);P含量随毛竹扩展呈降低趋势,不同扩展阶段的差异达到显著水平(P<0.05);在0~30 cm土层,C∶N相对稳定,不同扩展阶段间差异不显著,C∶P、N∶P扩展后期显著大于扩展前期,扩展前期与扩展中期差异不显著(P>0.05);在0~30 cm土层,C、N含量极显著(P<0.01)正相关,二者与K含量极显著(P<0.01)负相关,与P含量不显著相关;C∶N与C∶P呈极显著正(P<0.01)相关,与N∶P无显著相关。【结论】毛竹向撂荒地扩展过程中,扩展后期0~20 cm土层的土壤C、N含量显著(P<0.05)增加,土壤P含量显著(P<0.05)降低;在0~30 cm土层,土壤K含量并未发生显著变化,扩展后期C∶P、N∶P显著高于扩展前期,但N∶P仍小于我国及全球平均水平,不能满足毛竹林的N、P需求。扩展后期毛竹林土壤养分含量有所增加,但有效性降低,不利于毛竹林的健康稳定发展;在今后经营管理过程中,应加以人工调控,及时补充土壤N和P元素,以维持毛竹林健康生长。

秸秆还田对全膜双垄沟播玉米产量及土壤养分的影响

在庄浪县试验观察了秸秆还田对全膜双垄沟播玉米产量及土壤养分的影响。结果表明,秸秆还田处理的玉米经济性状表现较好。秸秆还田配施秸秆催腐剂能有效提高土壤有机质及氮、磷、钾等速效养分的含量,产量可达11 212.1 kg/hm2,较对照增产10.45%。

秸秆腐熟剂在全膜双垄沟播玉米栽培中的应用效果

在庄浪县旱作区全膜双垄沟播条件下,试验观察了秸秆还田施用秸秆腐熟剂对玉米产量及土壤养分的影响,结果表明,秸秆还田配施秸秆腐熟剂能有效提高土壤有机质及氮、磷、钾等速效养分的含量,玉米平均产量可达12 537.9 kg/hm2,较对照增产10.6%。