“三色源菌”对红壤旱地和稻田的改土培肥综合效应研究

2008年在湖南祁阳官山坪,采用田间试验和室内分析相结合的方法,进行了＂三色源菌＂不同用量、不同应用方式对红壤旱地和稻田改土培肥综合效应试验。研究结果表明：施用＂三色源菌＂可以明显提高作物产量;促进作物对土壤养分的利用,提高养分生物效果;改良红壤旱地酸度,提高土壤pH0.1～0.2个单位。     

秸秆还田下氮肥用量对水稻产量及氮素吸收的影响

通过田间试验研究了秸秆全部还田条件下不同N肥用量对水稻产量和N素养分吸收的关系。结果表明,在秸秆还田下N肥可以明显提高产量,当氮肥用量超过240kg/hm2时,水稻产量不再随着氮肥用量增加而增加。氮肥用量增加可以提高水稻籽粒和秸秆中N素含量,但N肥的利用率出现下降。秸秆还田条件下,祁阳县高产稻田最佳氮N用量在180～240kg/hm2,可以获得较高产量和经济效益。     

基于不同终点测定土壤中Zn的毒性阈值及其田间验证

利用Log-logistic剂量-效应函数模型,在实验室条件下分别利用大麦根伸长、西红柿及小白菜生长毒性及基质诱导硝化毒性测试方法,测定了16种不同性质土壤中Zn的毒性阈值,在此基础上建立了基于土壤性质主控因子的Zn的毒性预测模型,同时选取湖南祁阳酸性土和浙江嘉兴中性土验证了田间条件下土壤中Zn毒性阈值.结果表明:田间条件下,湖南祁阳土壤中Zn对玉米不同生长指标的EC10范围为37～51 mg· kg-1,EC50为127～312 mg·kg-1,不同测试指标的敏感性顺序为苗期叶面积＞秸秆生物量＞苗期株高＞籽粒产量;浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值EC10为213～332 mg·kg-1,EC50为682～922 mg·kg-1,不同测定指标间的敏感性顺序为孕穗期叶绿素含量＞秸秆生物量＞苗期株高＞籽粒产量.土壤中Zn的毒性阈值田间验证结果表明,实验室条件下基于不同评价终点测定的土壤中Zn的毒性阈值与田间条件下的吻合性在不同土壤间存在一定差异,相比而言,实验室条件下对偏中性的浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值测定结果与田间验证结果更接近;基于实验室条件下不同测试指标所测定的土壤中Zn毒性阈值与土壤主控因子间的预测模型能较好预测浙江嘉兴水稻土中Zn的毒性阈值,田间条件下所测定的ECx(x=10,50)值均在模型预测值的两倍的预测区间内;而对于偏酸性的湖南祁阳土壤,预测模型则低估了土壤中Zn的生态风险.     

肥力梯度红壤上不同形态氮库对玉米吸氮量的贡献

不同形态的土壤氮素是作物吸收氮素的主要来源,而土壤肥力不仅影响氮素的含量,也影响氮素的有效性,进而影响作物对氮素的吸收利用。明确不同肥力红壤中各形态氮素的变化及其对作物吸氮量的贡献,可为阐明氮素循环机制和沃土培肥提供理论依据。2019年5月在湖南祁阳红壤实验站选取低肥力、中肥力和高肥力红壤进行田间微区试验,设置不施氮（N0）和常规施氮（N1）两个处理。分析了2020年玉米（该试验的第三季作物）种植前和收获后土壤矿质氮（MN）、固定态铵（FN）、微生物生物量氮（MBN）和可溶性有机氮（SON）含量的变化及其与玉米地上部吸氮量的关系,并通过结构方程模型（SEM）建立了各形态氮库与吸氮量的关系模型。结果发现,N0条件下高肥力土壤的籽粒产量约为中肥力土壤的4.6倍,但在N1条件下,高肥力土壤的玉米产量和生物量与中肥力土壤无显著差异,但其吸氮量显著高于中肥力土壤。与种植前相比,N0条件下,收获后中肥力土壤FN含量显著提高了63%,低肥力和高肥力土壤分别增加了47%和11%。与其相反,土壤MN、MBN和SON含量均有所降低。土壤MN含量降低了0.4~4 mg?kg-1;MBN降低了18%~44%且土壤肥力间无显著差异;SON减少了55%~84%。N1条件下,土壤MN含量降低了约22~38 mg?kg-1; MBN降低了32%~72%;而SON的减少量在高肥力土壤中可达99 mg?kg-1,分别为中肥力土壤和低肥力土壤的2.0倍和9.3倍。相关分析结果表明,地上部吸氮量与MBN、SON和NH4+-N减少量存在显著正相关关系。结构方程模型结果进一步表明,SON和NH4+-N直接影响吸氮量,MBN通过影响SON和MN间接影响玉米地上部吸氮量。总体而言,SON和MBN可直接或间接影响玉米对氮素的吸收利用,是土壤中重要的氮素存在形态,应进一步加强对其形态转化的机制研究,可促进红壤培肥和氮素高效利用。     

长期不同施肥下我国旱地红壤N2O释放特征及其对土壤性质的响应

为评价长期不同施肥下红壤N_2O释放特征及其与土壤性质的关系,以湖南祁阳摞荒地(Cko)、不施肥对照(CK)、单施氮磷钾化肥(NPK)、施有机肥(M)、有机肥配施化肥(NPKM)和秸秆配施化肥(NPKS)6个处理的红壤为研究对象,进行为期30 d的培养,测定其N_2O释放量、有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、NH_4~+-N、NO~-_3-N含量及其pH值.结果表明:6个处理的N_2O释放量差异显著(P<0.05),大小排序为NPK>NPKS>M-NPKM>CK>Cko.施用有机态氮与等量无机态氮相比,前者N_2O释放量较低.N_2O释放量与土壤性质的关系较为复杂,其与铵态氮、硝态氮和碱解氮呈极显著正相关(P<0.01),而与C/N、pH值呈极显著负相关(P<0.01).多元回归和通径分析进一步显示,全氮、C/N、碱解氮、硝态氮和pH值与N_2O的释放量直接相关.本研究表明长期施肥及其土壤性质显著影响红壤N_2O释放量.     

长期有机无机肥配施对土壤肥力及水稻产量的影响

以长期定位试验为基本材料,研究了20年的连续施用有机肥、有机肥无机肥长期配施对土壤肥力及水稻产量的影响。结果表明：（1）施用有机肥料,土壤全氮含量比化学肥料要高,有效氮平均高出15.9mg/kg;（2）施用磷肥和钾肥是提高土壤磷钾养分的基础。施肥使土壤有效磷平均高出18.8mg/kg,有效钾平均高出27mg/kg;（3）施用有机肥料改善土壤物理性质,配施不明显改变pH。有机肥料使土壤容重下降12.6%,田间持水量平均上升19.7%。（4）有机无机肥连续配施,能持续高产稳产。稻谷总产（19年早、晚稻平均）,以NPKM为最高（5556.8kg/hm2）,比单施化肥NPK）增产704.3kg/hm2,增产14.5%。     

土壤活性有机质的研究进展

本文简要综述了土壤活性有机质及其应用的研究进展,包括活性有机质的概念及其测定方法、活性有机质与土壤养分供应、土壤理化性质的关系及其活性有机质在反映土壤肥力综合评价土壤质量等方面的应用.     

南方酸化红壤钾素淋溶对施石灰的响应

为探究石灰施用的长期和短期效应对酸化红壤钾素的影响,依托始于1990年的国家红壤肥力与肥料效益监测长期定位试验,选取化肥氮磷配施(NP)、氮磷钾配施(NPK)、氮磷钾配施+半量秸秆还田(NPKS)及其增加常量石灰（NPL、NPKL、NPKSL）6个处理。室内土柱淋溶试验设置0 L、0.5 L、1 L和1.5 L石灰施用量,监测田间和淋溶后0 ~ 50 cm土层速效钾和缓效钾含量、pH及淋溶液中钾离子（K⁺）含量的变化。结果表明：1）施用石灰4年后,与NPKS、NPK、NP相比,各处理均增加了相应土层的缓效钾含量;NPKSL和NPL处理分别增加了0 ~ 40 cm和0~10 cm速效钾含量,增幅分别为2.06 % ~ 36.39 %和27.26 %。2）石灰施用量相同,各处理土壤累积K⁺淋溶量由大到小依次为NPKS处理、NPK处理和NP处理。施用石灰减少了NPKS和NPK处理淋溶液中累积K⁺含量,降幅为18.10 % ~ 57.70 %,且K⁺淋溶率也下降。3）施石灰提高了表层土壤pH;土壤中钾素盈余情况下,石灰当季施用量每增加1 000 kg·hm^-2,K⁺淋溶损失率降低11.7%;施用石灰和施肥是显著影响平均淋溶K⁺量和K⁺累积淋溶量的主效应。可见,施用石灰的短期和长期效应均能提高表层土壤pH;减少速效钾在剖面的运移,增加剖面下层缓效钾的含量;土壤淋溶K⁺量、累积K⁺淋溶量和K⁺淋溶率均随土壤中速效钾含量的增加而增加,随施用石灰而降低。合理的石灰用量能够有效降低酸化红壤K⁺淋溶损失风险。     

中国农耕区土壤有机质含量及其与酸碱度和容重关系

对我国农耕区土壤有机质区域变化及其与酸碱度和容重关系进行系统分析,为耕地地力提升和改善土壤结构提供支撑。基于国家级耕地长期定位监测点913个,统计分析全国及7大区域（东北NE、华北NC、西北NW、长江中游MYR、长三角YRD、华南SC、西南SW）耕层土壤有机质含量、酸碱度及容重变化特征。结果表明,全国农耕区耕层土壤有机质含量平均值为22.4~24.8 g/kg。其中有机质含量中等偏低的监测点位占比达72.5%。不同区域耕层土壤有机质含量差异显著（p<0.05）,MYR耕层土壤有机质含量显著高于其他6个区域。全国农耕区耕层土壤pH和容重平均分别为（6.90±1.20）,（1.30±0.15） g/cm³。不同土壤利用方式对土壤有机质、酸碱度及容重产生影响。水田耕层土壤有机质含量显著高于旱地,旱地耕层土壤pH和容重则显著高于水田。亚当斯方程和指数函数分别推荐拟合土壤容重对有机质含量响应关系（R²=0.09,RMSE=0.17,n=759）,以及土壤pH对土壤有机质含量响应（R²=0.16,RMSE=1.24,n=886）。全国农耕区耕层土壤有机质含量总体中等偏低,呈现出东南向西北依次降低趋势。土壤pH及容重与土壤有机质呈现显著的负相关关系。亚当斯模型及指数方程能较好地拟合土壤容重及pH对有机质的响应关系,可用于非线性插值法补充土壤容重及pH缺失值。     

中国稻田土壤有机质时空变化及其驱动因素

【目的】评价中国稻田土壤有机质时空变化特征,为提高耕地质量,应对种植结构调整及气候变化等提供支撑。【方法】基于1988—2017年开展的338个国家级定位监测点,分析稻田耕层土壤有机质含量变化特征、驱动因素以及对土壤容重影响。【结果】近30年全国稻田耕层土壤有机质平均提高了3.49 g·kg^-1,年均增速0.09—0.12 g·kg^-1。稻田耕层土壤有机质含量年均增速高低依次为东北、长江下游、长江中游、华南和西南。目前,全国稻田耕层土壤有机质平均含量32.4 g·kg^-1,从高到低依次为长江中游、华南、东北、西南和长江下游。气候、土壤类型、氮肥投入以及种植制度等对土壤有机质产生影响。西南稻区和高纬度的东北稻区,稻田土壤有机质含量与年均气温显著负相关（P<0.05）,东部地区和低纬度的地区稻田土壤有机质含量与年均气温显著正相关（P<0.05）。潜育型水稻土有机质平均含量显著高于其他类型水稻土。合适的氮肥投入量（200—300 kgN·hm^-2·a^-1）有利于土壤有机质累积。土壤容重及耕层深度与土壤有机质存在显著响应关系（P<0.01）。【结论】我国稻田耕层土壤有机质含量整体呈上升趋势,年均增速呈现从南到北依次增加的趋势。年均气温和降水量,土壤类型,氮肥用量和种植制度等管理措施是区域土壤有机质含量分异的主要驱动因子。