吉林黑土区不同施肥条件下农田土壤动物组成及多样性变化

采用手捡法和改良干漏斗法(Modified.Tullgren)对吉林黑土区长期定位施肥农田土壤动物群落组成及多样性进行研究。12个施肥小区内共采集108个土壤样品,获得农田土壤动物标本17265只(未鉴定标本187只),隶属3门9纲19目3亚目48科。统计分析结果表明,所采集标本中,营养功能群以植食性(35.53%)为主。其中,大型农田土壤动物捕获的个体数和类群数以撂荒和施氮肥区最多;中小型农田土壤动物则以撂荒和轮作区最多;大型农田土壤动物群落的多样性指数(H′)依次是NP>N>1.5MNPK>PK>M2NPK>CK>NK>NPK>M1NPK>轮作>SNPK>撂荒,中小型农田土壤动物多样性指数依次是M1NPK>M2NPK>SNPK>1.5MNPK>NP>CK>轮作>NK>NPK>PK>N>撂荒。群落相似性指数分析表明,不同施肥之间相似性系数一般较低。农田土壤动物群落组成异质性较高,SNPK与M1NPK、撂荒地处理之间的相似性明显高于其他群落,N与SNPK、M2NPK和轮作之间、CK与1.5MNPK和NPK之间的相似性明显低于其它施肥之间的相似性。反映出不同施肥处理对土壤生态系统内部环境,进而对土壤动物群落产生的影响。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体（CO₂、N₂O和CH₄）的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家（公主岭）黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明：各施肥处理土壤温室气体CO₂和N₂O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施（M₂NPK）处理土壤CO₂、N₂O排放通量和CH₄吸收量均显著高于施化肥处理（P<0.05）;施用化肥处理土壤CO₂、N₂O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO₂排放通量最高,而土壤N₂O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥（NPK）处理土壤N₂O排放通量明显高于秸秆还田（SNPK）处理,而土壤CH₄净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥（CK）比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应（GWP）分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施（M₂NPK）处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施（SNPK和M₂NPK）温室气体排放强度（GHGI）较弱,显著低于不施肥（CK）和偏施化肥（N）处理,其中M₂NPK为-222 kg CO₂-eq·t^-1。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

长期有机培肥模式下黑土碳与氮变化及氮素矿化特征

土壤氮的矿化是土壤氮素肥力的重要指标,是影响作物产量至关重要的因素。本研究依托黑土长期定位试验,通过取样分析研究了32 a不同培肥模式下黑土碳、 氮及主要活性组分的变化,采用淹水培养法研究了不同施肥模式下黑土氮素的矿化特征。结果表明,施肥显著提高黑土可溶性碳（DOC）、 氮（DON）的含量及其比例。在氮、 磷、 钾化肥的基础上配施有机肥,显著降低了土壤微生物量氮（SMBN）占土壤总氮的比例,提高了土壤微生物量的C/N比值（SMBC/SMBN）,促进了土壤氮的生物固持。施肥32 a后,单施常量和高量有机肥处理的土壤氮的矿化量（Nt）显著提高,分别相当于不施肥的8.2倍和10.2倍,而单施氮或氮磷钾化肥对黑土氮素矿化量无明显影响。施用有机肥显著提高了土壤氮素的矿化率（Nt/TN）,但有机肥配施化肥（氮或氮磷钾）的处理与单施有机肥相比,黑土氮的矿化率显著降低,降低幅度分别为23.5%~32.1% 和14.1%~17.8%。土壤氮素矿化量与土壤有机质、 全氮储量、 活性碳、 氮组分均呈极显著线性相关,但氮素的矿化率随着有机质和全氮含量的提高而提高至0.4% 后基本稳定。表明尽管土壤氮的矿化与有机质的含量直接相关,但土壤有机质的品质同样决定着土壤氮素的矿化能力。施有机氮是提高土壤供氮能力的重要途径。     

等氮条件下长期有机无机配施对春玉米的氮素吸收利用和土壤无机氮的影响

【目的】研究等氮量投入条件下,长期使用不同有机物料替代无机肥的适宜比例对玉米氮养分累积、运移和氮肥利用效率和产量的影响,可以为吉林黑土区春玉米高效施肥,维持并提高土壤肥力提供理论依据。【方法】以国家(公主岭)黑土肥力与肥料效益长期定位试验为研究平台,玉米品种郑单958为供试作物,设5个不同处理,即:不施肥(CK)、氮肥(N)、氮磷钾化肥(NPK)、粪肥+NPK(MNPK)、秸秆还田+NPK(SNPK)。在玉米苗期、拔节期、大喇叭口期、抽丝期、灌浆期和成熟期采集地上部植株样品,分析玉米植株不同部位的氮含量和累积量以及运移比例,计算氮肥利用效率。【结果】在玉米各生育时期,MNPK处理氮素累积量均高于NPK和SNPK处理;拔节期至大喇叭口期氮素累积量为19.67~86.44 kg/hm2,其中MNPK氮素累积量达到86.44 kg/hm2,为氮素累积量增加最多、吸收速率最快的时期;在成熟期,MNPK、NPK、SNPK、N和CK处理植株氮素总累积量分别达到286.2、276.2、249.4、151.7和63.6 kg/hm2,SNPK处理氮素累积量略低于NPK处理,MNPK显著高于NPK和SNPK(P0.05)。MNPK、SNPK、NPK和N处理中,叶和茎鞘总氮素转移量分别为99.0、79.7、87.2和41.8 kg/hm2,总的转移氮素对籽粒的贡献率分别为51.0%、47.7%、47.2%和43.4%,以MNPK处理的总氮素转移量和转移氮素对籽粒贡献率最高,与其他处理差异显著。在各处理中,MNPK、NPK和SNPK三个处理的氮肥偏生产力(PFP)均大于60kg/kg,以MNPK最高,达到65.4 kg/kg。与化肥NPK处理比较,SNPK氮素偏生产力和收获指数差异不显著。MNPK处理土壤无机氮的含量在玉米整个生育期一直高于化肥NPK处理,并在玉米大喇叭口期达到最高,达到60.83 mg/kg,并与其他处理差异显著。【结论】长期有机无机配合施用,不仅能有效调节氮素积累和转运,还能提高氮肥利用效率。在适宜氮用量为165 kg/hm2时,以农家肥氮替代70%,或秸秆氮替代30%化肥氮素,既减少化肥氮投入,又增加了土壤供氮能力,因此,有机肥氮替代部分化肥氮是吉林省黑土区春玉米氮素管理的有效途径之一。     

不同施肥制度对黑土磷、硫含量及空间变异特性的影响

在长期定位试验条件下,研究了黑土磷和硫的含量及空间变异特性。研究结果表明,与休闲区相比,空白区土壤磷和硫含量明显下降,NPK区、M+NPK区与S+NPK区土壤磷含量明显富集,土壤硫含量明显下降;随土层深度加深,各处理区土壤磷含量呈下降趋势,土壤硫含量呈S型分布,呈逐渐增加趋势;土壤磷淋溶现象不明显,但NPK区磷迁移趋势较有机物料区明显增强;土壤硫向下淋移明显,各处理间差异较小。     

长期施肥下黑土玉米田土壤温室气体的排放特征

研究不同施肥措施下东北黑土区玉米农田温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的排放量及其增温潜势,将为制定农业温室气体减排措施提供理论依据。本研究以国家(公主岭)黑土长期定位试验为平台,采用静态箱-气相色谱法对不同施肥措施下玉米农田土壤温室气体排放通量进行了监测,并分析了不同施肥处理间玉米田的综合温室效应差异。结果表明:各施肥处理土壤温室气体CO_2和N_2O的排放高峰均出现在玉米拔节期。农家肥和化肥配施(M_2NPK)处理土壤CO_2、N_2O排放通量和CH_4吸收量均显著高于施化肥处理(P0.05);施用化肥处理土壤CO_2、N_2O排放通量高于不施肥处理;撂荒区土壤CO_2排放通量最高,而土壤N_2O排放通量显著低于施肥处理;等施氮量条件下,化肥(NPK)处理土壤N_2O排放通量明显高于秸秆还田(SNPK)处理,而土壤CH4净吸收量结果则截然相反。从土壤综合温室效应和温室气体强度可分析出,与不施肥(CK)比较,偏施化肥N和NPK处理的综合温室效应(GWP)分别增加了142%和32%,SNPK综合温室效应降低了38%;尤其是有机无机配施(M_2NPK)处理的综合温室效应为负值,为净碳汇。平衡施肥NPK和有机无机肥配施(SNPK和M_2NPK)温室气体排放强度(GHGI)较弱,显著低于不施肥(CK)和偏施化肥(N)处理,其中M2NPK为-222 kg CO_2-eq·t~(-1)。因此,为同步实现较高的玉米产量和较低的温室气体排放强度,有机无机肥配施是东北黑土区较为理想的土壤培肥方式。     

长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响

通过国家（公主岭）黑土肥力和肥料效益长期定位监测试验（1990～2012年）,研究长期施肥对黑土活性有机质、pH值和玉米产量的影响。结果表明,与试验初比较,施化肥处理土壤有机质和活性有机质均呈下降趋势,N处理土壤有机质和活性有机质分别下降了22.1%和13.8%;有机无机肥配施处理土壤有机质和活性有机质均呈增加趋势,秸秆还田（S+NPK）处理土壤有机质含量没有显著变化,土壤活性有机质增加了40.5%;M1+NPK和1.5（M1+NPK）处理活性有机质含量分别增加56.8%和62.5%。与试验初比较,施化肥处理土壤pH值呈下降趋势,其中NPK处理土壤pH值下降1.5个单位左右,有机无机配施处理土壤pH值没有下降,其中M2+NPK处理（2007年）土壤pH值比NPK处理高1.3个单位。施化肥处理玉米平均产量（1990～2012）排序为NPK>NP>NK>N>PK、CK;3个等氮量处理M1+NPK、S+NPK和NPK的玉米平均产量差异不显著。表明长期有机无机肥配施不仅能维持和提高土壤有机质的数量和质量,而且能防止土壤酸化,从而显著提高土壤肥力和持续生产力。     

长期施用有机肥对黑土胡敏素结构特征的影响——固态13C核磁共振研究

 【目的】研究连作玉米农田长期施用有机肥（猪粪）对黑土胡敏素（HM）结构特征的影响,比较不同施肥量和施肥年限间的差异,为阐明HM在土壤肥力上的作用提供理论依据。【方法】以1980年建立的国家黑土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,采集定位12年和25年的3个试验处理（①不施肥CK;②施低量有机肥,施猪粪30 t?hm-2?a-1;③施高量有机肥,施猪粪60 t?hm-2?a-1）土样,在NaOH-Na4P2O7分离和HF-HCl脱灰处理的基础上,应用固态13C交叉极化魔角自旋核磁共振（13C CPMAS NMR）方法对HM进行结构表征。【结果】与不施肥相比,施用有机肥后HM的有机碳含量增加,烷基C比例增加,烷氧C和芳香C比例下降,烷基C/烷氧C、脂族C/芳香C和疏水C/亲水C比值增加,上述规律性随有机肥施用量的提高和施用年限的延长表现得更加明显。不施肥处理随年限延长,HM的有机碳含量降低,而烷基C、烷氧C和芳香C比例以及烷基C/烷氧C、脂族C/芳香C和疏水C/亲水C比值均表现出与施肥处理相同的变化规律,但其变化幅度小于施肥处理。【结论】长期施用有机肥使土壤HM的结构向着烷基化和疏水性程度增加的方向发展,这对于土壤肥力的保持是有利的。     

长期化肥有机替代对黑土氮转化相关酶活性的影响

【目的】化肥有机替代是培肥土壤和提高氮素利用效率的主要途径之一,而氮素转化相关酶是氮素进入土壤后转化过程的主要推动力。因此,研究化肥有机替代对土壤氮转化相关酶活性的影响对于后续提高氮素利用效率具有重要意义。【方法】本文以国家黑土土壤肥力与肥料效益长期定位监测基地为平台,探究了32年长期化肥有机替代在玉米生育期对黑土土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性的影响。试验共选取四种处理：不施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、秸秆部分替代化肥处理（NPKS）、有机粪肥部分替代化肥处理（NPKM）。【结果】NPKS,NPKM在玉米生育期内提高了土壤中脲酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶的活性,具体趋势为NPKM> NPKS> NPK> CK。与NPK相比,NPKM与NPKS在玉米生育期内平均分别可以提高29%和21.9%的脲酶活性,2.7%和2.2%的过氧化氢酶活性,39.8%和24.1%的硝酸还原酶活性,8.4%和6.1%的亚硝酸还原酶活性。秸秆与有机粪肥对多酚氧化酶活性的影响效果相反,与NPK相比,NPKS在玉米生育期内平均提高了15.9%...     

农用柴油机整机常见故障与排除分析研究

农业机械化生产已经在我县广大农村普遍推广应用,农用柴油机整机故障是指所出现故障的产生原因,这不仅仅局限于某一特定的系统,可能是由多个系统的多种故障原因所引起,也可把它称为柴油机综合故障.此类故障的诊断难度较大,本文就柴油机整机常见的故障与排除进行分析研究.