氮添加对黄土高原春小麦耕层土壤磷组分及植株磷分布的影响

以旱作农田春小麦为研究对象,设置4个氮添加梯度,分别为0(CK)、75、115、190 kg·hm^(-2),利用顾益初-蒋柏藩法和Bowman-Cole法于2019年和2020年连续测定收获后0~20 cm耕层土壤的无机磷组分和有机磷组分,综合分析氮添加对土壤磷组分、植株器官磷含量的影响和驱动土壤磷转化的关键因素。结果表明:氮添加增大了土壤无机磷占全磷的比例,2019年增幅为1.02%~4.93%、2020年增幅为1.31%~4.92%;同时也降低了土壤有机磷占全磷的比例,降幅分别为0.74%~4.92%(2019年)和2.50%~4.92%(2020年)。与对照处理相比,N115处理显著(P<0.05)降低了缓效和难以吸收利用的磷源,其中在2019年和2020年无机磷组分Ca_(8)-P分别降低了8.55%和19.53%,Al-P分别降低了9.26%和12.88%,Fe-P分别降低了10.34%和39.21%,Ca_(10)-P分别降低了2.87%和16.27%;有机磷组分MROP分别降低了18.18%和16.53%,MLOP分别降低了23.29%和14.59%。氮添加导致土壤有机碳显著提高了2.85%~5.54%(2019年)和8.54%~15.35%(2020年),但土壤pH值显著降低了0.47%~0.83%和1.85%~2.42%。随着施氮量增加,籽粒产量、地上部生物量均呈先升高后降低趋势,变化范围分别为1890.26~1961.91、1886.19~2263.42 kg·hm^(-2)(2019年),4726.41~5905.79、5283.62~5755.19 kg·hm^(-2)(2020年),均在N0处理最小,N115处理最大。相关性分析结果表明有效磷与无机磷Ca_(2)-P呈极显著正相关(P<0.01),与有机磷MLOP呈显著正相关(P<0.05),与无机磷O-P呈显著负相关(P<0.05)。因此,氮添加可能通过增加碱性磷酸酶和微生物量碳、氮、磷的有效性,降低土壤中缓效和难以吸收利用的磷源—无机磷Al-P、Fe-P、Ca _(8)-P、Ca_(10)-P的含量,促进有机磷MLOP、MROP的矿化,进而促进黄土高原春小麦耕层土壤有效磷的转化。

林木凋落物对南方黏性黄壤土改良效应研究

为研究凋落物对南方粘性黄壤土的改良效应,以杂交构树等4种树种不同类型的凋落物为供试材料,以仪征市新集镇土样为供试土壤,采用网袋分解法对凋落物分解及其养分释放特征进行研究;采用室内培养法研究凋落物分解对土壤理化性质的影响。结果表明,有机质含量以香樟枝中最高(826.8 mg/g),全氮(N)含量以桂花树枝中最高(42.54 mg/g),全磷(P)含量以桂花树枝最高(8.04 mg/g),全钾(K)含量以桂花树枝中最高(93.72 mg/g)。不同凋落物中,分解速率最快的为杂交构树叶片(1 a),分解最慢的香樟根系(2.98 a)。分解过程中的C、N、P和K均表现为释放状态。不同树种间比较,N和C的释放速率差异较大,而P和K差异不显著。相关性分析表明,同类型凋落物中含有较高的N含量有利于分解,而C/N高对凋落物分解不利。本研究还表明凋落物添加可以降低土壤pH值,同时也能够显著增加土壤有机质、全N、碱解N、全P、速效P、全K和速效K的含量。此外,凋落物的添加可以显著降低土壤容重、增加土壤总孔隙度和田间持水率。杂交构树叶、根和茎分解速率在不同树种间对比中最快,因此杂交构树凋落物可以更快参与土壤团聚体形成并为土壤供给养分,适宜作为改良植被应用于南方黏性黄壤土的改良当中。

不同根部微灌水器对云南红壤和黄沙土水分分布的影响

探索根部微灌水器类型对土壤水分分布的影响和作用规律,是提高根部微灌水效率的有效途径。该文研究了根部微灌水器类型对土壤水分分布的影响。试验采用2种灌溉方式(地上滴灌和根部微灌)、2种灌水器(流量可调式灌水器和内镶贴片式滴灌带),测定各处理在3种灌水时长(5、15和30 min),在2种土壤(云南红壤土和黄沙土)时的土壤水分含量。结果表明:1)灌水器种类与土壤类型、灌水器种类与灌水时长对土壤水分有极显著的交互作用(P<0.01),但三者之间没有显著交互作用(P>0.05);2)流量可调式灌水器四周配有8个水平出水孔,其灌溉水在2种土壤中向四周渗出的水平宽度都较宽(25 cm左右),而内镶贴片式滴灌带只有1个向下单孔,灌溉水向四周渗出的水平宽度均较窄(16 cm左右);3)在红壤土中,根部微灌内镶贴片式滴灌带的高含水率区域更接近于作物根部区域,而地上滴灌的高含水率区域基本上集中在花盆土壤的上部区域;4)在红壤土中,基质势对灌溉水的运移起主要作用,而在黄沙土中重力势起主要作用;5)在红壤土中,灌水时间越短,土壤面积百分比为70%时对应的区域越集中在较窄的和较低的土壤含水率区段,且各区段是连续的,灌水30 min时,它所对应的土壤含水率区段最宽,土壤水分分布均匀性也最高;在黄沙土中,随着灌水时间的增加,土壤面积百分比为70%时所对应的土壤含水率区段范围大,且黄沙土所对应的分布区段大于红壤土,表明红壤土水分分布不均,而黄沙土水分分布较均匀。该文为提高根部微灌系统使用效率提供理论依据。

有机肥替代化肥比例对黄壤土活性有机碳及酶活性的影响

为明确等量养分施肥条件下,有机肥替代化肥不同比例对黄壤土活性有机碳及土壤酶活性的影响,以贵州省典型的黄壤土为对象,研究不施肥(CK),单施化肥(T1),70%化肥+30%有机肥(T2),50%化肥+50%有机肥(T3),30%化肥+70%有机肥(T4)和单施有机肥(T5)对土壤总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化性有机碳(ROC)、微生物生物量碳(MBC)含量和土壤纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶活性及辣椒产量的影响。结果表明:有机肥替代化肥能显著提高土壤总有机碳和各组分土壤活性有机碳含量,土壤TOC、DOC、ROC和MBC含量较单施化肥处理分别提高15.45%~55.82%、20.29%~91.30%、34.85%~51.21%和37.78%~71.11%;土壤有机碳库管理指数(CMI)较单施化肥处理提高36.95%~53.78%;随着有机肥替代化肥比例的增加,土壤纤维素酶、蔗糖酶和脲酶活性均呈现出先增加后降低的趋势,土壤酸性磷酸酶活性则呈现出不断提高的趋势;与不施肥对照相比,施肥明显提高了辣椒产量,50%化肥+50%有机肥处理的辣椒产量达到25 765.63 kg·hm^(-2),较其他施肥处理显著提高13.90%~49.36%。整体来看,有机肥替代化肥有助于提升黄壤土活性有机碳含量、土壤有机碳库管理指数、微生物活性及辣椒产量。从提高土壤固碳角度和增产效应出发,50%化肥+50%有机肥施用比例为推荐施肥措施。

贵州典型黄壤土中有机质和碳酸钙对Cd2+吸附解吸特征的影响

为了研究去除有机质及碳酸钙前后黄壤土对Cd^(2+)的吸附解吸特性,采用序批平衡法进行原土、去有机质土及去碳酸钙土对Cd^(2+)的吸附解吸试验,用Langmuir和Freundlich型吸附等温方程对试验吸附数据进行拟合,研究有机质和碳酸钙对Cd^(2+)吸附解吸的影响。结果表明,3种土壤对Cd^(2+)吸附量均随平衡溶液中Cd^(2+)质量浓度的增加而增加,Cd^(2+)吸附率随Cd^(2+)初始质量浓度的增加呈先升高后降低的趋势,且Cd^(2+)吸附量和吸附率均呈现出原土>去碳酸钙土>去有机质土的趋势。去有机质土和去碳酸钙土中Cd^(2+)吸附等温线不适合用Langmuir方程描述,而Freundlich方程可较好地描述3种土壤对Cd^(2+)的等温吸附过程。黄壤中Cd^(2+)解吸量和解吸率均随Cd^(2+)初始质量浓度的升高而增大,且Cd^(2+)解吸量和解吸率均呈现出去有机质土>去碳酸钙土>原土的趋势。黄壤中Cd^(2+)解吸量与吸附量均呈极显著正相关(P<0.01)。当Cd^(2+)吸附量一定时,3种土壤中Cd^(2+)解吸量表现为去有机质土>去碳酸钙土>原土。由此可见,在贵州偏酸性典型黄壤中,有机质对Cd^(2+)吸附解吸行为的影响明显大于碳酸钙。

土壤类型与施氮水平耦合对水稻产量及氮素利用率的影响

以‘南粳9108’、‘扬粳4227’、‘镇稻18号’和‘南粳46’为试验材料,研究了黄黏土、砂壤土两种土壤下不同施氮量处理(0、180、270、360 kg N·hm^(-2),分别以N_(0)、N_(1)、N_(2)、N_(3)表示)对水稻产量与氮素利用率的影响。结果表明:黄黏土下除‘镇稻18号’的N2处理,其余各品种各施氮处理的产量均显著大于砂壤土,其中黄黏土下‘南粳9108’各施氮处理比砂壤土增产23.1%~87.4%,‘扬粳4227’各施氮处理比砂壤土增产12.2%~39.8%,‘镇稻18号’各施氮处理比砂壤土增产-1%~34.7%,‘南粳46’各施氮处理比砂壤土增产2.2%~20.9%;黄黏土下各品种水稻的穗数、结实率较高,而砂壤土每穗粒数较高;土壤类型以及土壤类型与施氮量的互作效应对不同品种水稻产量及产量构成因素有显著或极显著影响;砂壤土下各品种施氮后的增产效果均显著高于黄黏土;两种土壤下各品种氮素利用效率随施氮量的增加而下降,其中各品种在砂壤土下的氮素农学利用率均高于黄黏土;土壤类型对氮素农学利用率有极显著影响,土壤类型与氮素水平的互作效应对氮素表观利用率有显著影响。