紫云英及氮肥减量下配施生物质炭对土壤理化性质和水稻产量的影响

【目的】为减少化学氮肥的使用,通过盆栽试验探究在紫云英还田条件下,氮肥减量配施生物质炭对稻田土壤养分提升、水稻增产的作用,旨在明确在紫云英替代部分氮肥的基础上,更有利于培肥和增产的最佳减氮量和生物质炭添加比例,以期为实际生产应用提供科学依据。【方法】采用双因素水稻盆栽试验,以冬闲+常规施肥(CK)为空白对照,设置了4个(0.25%、0.5%、1%、2%)生物质炭添加比例,在追肥时设置3个(减氮10%、减氮20%、减氮30%)减氮比例,共设置13个处理组合,每个处理重复4次,共计52盆,生长周期120 d,水稻成熟后比较各处理对土壤理化性质及水稻产量、性状的影响。【结果】在紫云英还田下,减氮30%配施2.0%生物质炭显著提高了土壤pH(P<0.01)与CK相比提高了12.02%;减氮20%配施2.0%生物质炭对土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)、速效钾(AK)含量均具有极显著提升作用(P<0.01),显著提升了土壤全氮含量(P<0.05),比CK分别增加了38.8%、107.2%、25.4%、24.9%;减氮20%配施0.5%生物质炭时碱解氮含量显著提升了49.6%(P<0.01)。紫云英还田下减氮30%配施1.0%生物质炭时产量最高,与CK相比分别显著增产18.7%(P<0.01)。施加低量生物质炭(0.25%生物质炭)更有利于水稻地上部生物量积累,比CK显著增加了90.04%(P<0.01)。相关性分析表明,土壤有机质、有效磷、速效钾是提升水稻产量的主要土壤环境因子(P<0.05、r>0.5)。【结论】紫云英、氮肥减量及生物质炭联合施用的培肥增产效果显著,紫云英还田下减氮20%配施2.0%生物质炭更有利于提升稻田土壤养分含量,减少氮素流失,促进水稻生长增产,但施加过量生物质炭对水稻产量及生物量具有一定的抑制作用,在追肥时减氮30%配施1.0%生物质炭对水稻增产效果最佳。

地形部位与种植年限对红壤果园土壤性状的影响

以浙江省杭州市为例,选择23个具不同种植时间的低丘红壤果园,同时采集坡麓、下坡和中上坡部位的土壤样品,比较分析了地形部位(自然因素)与种植时间(人为因素)对果园土壤物理、化学和生物学性状的影响。结果表明:有效土层厚度主要受自然因素控制,受人为耕作影响较小,其厚度:坡麓>下坡>中上坡;其他土壤性状同时受自然因素和人为耕作的复合影响。土壤CEC、有机碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体、微生物生物量碳含量均表现为坡麓>下坡>中上坡,土壤容重一般是坡麓<下坡<中上坡;土壤pH一般是坡麓高于下坡和中上坡。随着种植时间的增加,土壤有机碳、有效磷、速效钾、微生物生物量碳呈现增加的趋势,土壤容重和水稳定性团聚体呈先增加后降低,土壤pH呈现连续下降。坡麓与下坡、中上坡之间的土壤性状差异较大,而下坡与中上坡之间的土壤性状差异相对较小。种植时间对土壤性状的影响在坡麓比下坡、中上坡更为明显。多元统计分析表明,土壤肥力指标之间的变化存在协同性,根据变化的相似性大致可归为3组:第1组包括CEC、有机碳、微生物生物量碳、有效磷和速效钾;第2组包括pH、容重和有效钙,第3组包括土体厚度和水稳定性团聚体。研究认为,丘陵果园土壤质量的空间异质性是客观现象,同时受自然因素与人为因素的影响,因此,在采取管理措施上需要考虑坡位与种植时间的差异。

浙西丘陵区柑橘园土壤健康状况及管理对策

柑橘是浙西地区重要的经济作物,在浙江省水果生产中占有重要地位,但区内柑橘产量和品质参差不齐。为了解浙西丘陵柑橘园土壤健康状况,从浙西丘陵区选择了38个代表性柑橘园,从土壤物理、土壤化学、土壤生物学及土壤环境质量等方面观测了30余项指标,解析了该地柑橘园土壤障碍因子。基于对柑橘园土壤质量指标的全面分析和主成分综合分析,可以把影响浙西柑橘园土壤健康的评价指标归纳为表层土壤酸度因子、表层土壤有机碳因子、亚表层土壤物理因子、表层土壤速效养分因子和表层土壤镉污染因子5个方面;该地的土壤障碍主要表现在酸化明显、有机质不足、土体紧实、养分缺乏与不平衡及镉轻度污染。为消除这些障碍,提出了施用石灰降酸克服土壤化学障碍因子、施用有机改良剂克服生物学障碍因子、深耕结合培肥克服土壤物理障碍因子、推广平衡施肥和因缺补缺施肥技术提高土壤养分水平、采用安全利用技术解决部分果园镉污染问题等柑橘园土壤健康管理对策。

水田长期改建苗圃后土壤性状的变化研究

为了解在水田上改建苗圃对土壤质量的影响,在浙江省内同时采集了水田起源的不同类型苗圃表层土壤与剖面分层土壤,以长期种植水稻农田为对照(水田),分析土壤含水量、水稳定性团聚体、容重、饱和导水率、有机碳、微生物生物量碳、活性有机碳、有效磷、速效钾和pH等指标,探讨水田长期改用苗圃后对表层和深层土壤性状的影响。研究把苗圃分为加土型(加土种植,增加地面高度)、减土型(带土移苗,降低地面高度)和常规型(种植过程中地面高度无明显变化)3种情况。结果表明,水田改建苗圃后,表层土壤有机碳、微生物生物量碳、有效磷、速效钾和水稳定性团聚体含量普遍下降,活性有机碳/有机碳的比例也逐渐变低,土壤有机碳和水稳定性团聚体含量的下降以加土型和减土型更为明显。减土型和常规型苗圃的表层土壤饱和导水率明显低于水田,土壤容重却明显高于水田;常规型苗圃表层土壤酸度大于水田;加土型苗圃表层土壤砾石含量明显高于水田。对代表性常规型苗圃剖面土壤的鉴定表明,水田改为苗圃后,整个土壤剖面含水量呈现下降趋势,对丘陵区土壤(黄筋泥田)深层土壤含水量下降的影响大于对平原区土壤(青紫泥田和淡涂泥田)的影响;深层土壤有机碳和活性有机碳也呈下降趋势。水田长期改用苗圃可引起土壤质量的退化,对表层和深层土壤性状均有影响。

不同种类有机物料对新垦红壤有机碳提升及培肥效果的影响

由荒坡地开垦形成的新垦红壤普遍存在立地条件差、土壤结构不良、保肥保水性差、生产能力低下等诸多问题,提高土壤有机碳被认为是新垦红壤快速熟化的重要途径。为了解不同类型有机物料在促进红壤有机碳提升及培肥效果的差异,选择黄筋泥和红砂土2种新垦土壤,通过室内培养方法比较研究了10种常用有机物料对土壤中各形态有机碳、速效养分及酶活性等的影响。结果表明:不同有机物料中的有机碳的稳定性顺次为:风化煤腐殖酸>50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥>泥炭>猪粪/水稻秸秆堆肥>生活垃圾堆肥>沼渣>菌菇棒堆肥>猪粪>鸡粪>水稻秸秆>紫云英;在粘质土壤(黄筋泥)中的稳定性高于砂质土壤(红砂土)。施用风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥对提升土壤腐殖质的效果最为显著。有机物施用后残留在新垦园地土壤中的有机碳主要以矿物结合态有机碳存在,游离态有机碳和粗颗粒有机碳占总有机碳的比例较低。施用各类有机物料也可明显提高土壤微生物活性、促进土壤水稳定性团聚体的形成,轻微提高土壤CEC,但效果因有机物料不同有显著的差异。综合评价结果表明,对改良土壤性状效果最佳的是风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥、猪粪/水稻秸秆堆肥,菌菇棒堆肥、水稻秸秆和紫云英的效果相对较差。研究建议,在改良新垦低丘红壤时,宜考虑性状不一的多类有机物料混配施用。

浙江省地质高背景农田的分布与重金属污染特点

根据成因的差异,浙江省地质高背景农田可分为运积型、残坡积型和次生风化富集型等3种类型,它们的分布、污染特点有所差异。运积型地质高背景农田主要形成于洪冲积母质上;残坡积型地质高背景农田形成于残积和坡积及其再积母质上;次生风化富集型地质高背景农田多分布于丘陵山地及其附近区域,形成于碳酸盐岩的残积母质上。镉是浙江省地质高背景农田污染最为突出的重金属元素,污染程度以运积型地质高背景农田最为严重。与其他人为污染农田不同,地质高背景农田土壤重金属污染程度较重,且常伴有复合污染;其生物有效性受多种因素的影响,其中,pH是影响地质高背景农田土壤镉生物有效性的重要因子。

酸化对水稻土钾素形态及淋移性的影响

为了解土壤酸化对水稻土钾素平衡的影响,在浙江省选择4种代表性土壤,模拟土壤酸化,并在酸化土壤中采用施用钾肥等措施,研究其对土壤钾形态转变的影响。结果表明,随着土壤酸度的增加,土壤钾素形态发生了明显的变化,逐渐由矿物态、非交换态向交换态和水溶态转变;矿物态和非交换态的比例逐渐下降,而水溶态的比例逐渐增加。土壤中矿物态钾和非交换态钾发生明显下降的pH值大约为3.0~4.5;酸化对滨海平原和水网平原水稻土中矿物态钾和非交换态钾的影响大于对丘陵和河谷平原水稻土的影响;土壤酸化后,施入土壤中的钾主要以活性较高的水溶态和交换态存在,向非交换态转化的比例明显降低,土壤对外源钾的缓冲性逐渐下降。淋洗试验表明,酸化加速了土壤钾素的释放和迁移,释放量随土壤酸度增加而上升;在酸性土壤中施用沸石可增强土壤对钾素转变的缓冲性,降低土壤钾素的淋失。

长期非粮化利用对水田土壤碳库及酸度和容重的影响

为了解"非粮化"对水田土壤质量的影响,在浙江省滨海平原、河谷平原、水网平原、丘陵地区等4类地貌类型区分别选择淡涂泥田、培泥砂田、青紫泥田和红泥田等4种代表性水田,调查了水田长期经营蔬菜、水果、茶叶、毛竹等"非粮化"活动对土壤有机碳、酸碱度和容重的影响。结果表明,"非粮化"农业活动可对土壤有机碳、酸碱度和容重产生较大的影响,水田长期改为蔬菜地、果园、竹园、茶园和苗木地后,土壤均呈现酸化的趋势,以茶园土壤酸化最为明显,其次为竹园、蔬菜地,果园和苗木地土壤酸化相对较轻;酸化现象在丘陵地区和河谷地区表现最为明显,在滨海平原酸化相对较弱。水田用于蔬菜地、果园和苗木地后土壤有机碳普遍下降,而用于茶园和竹园后土壤有机碳变化较小。土壤矿物结合态碳的下降趋势比有机碳的下降趋势更为明显,表明"非粮化"行为可明显影响水田土壤中的稳定性有机碳。除用于蔬菜生产外,水田"非粮化"生产后土壤容重普遍明显增加,影响了土壤的通气性和透水性。