科研产出
秸秆还田配施氮肥对砂姜黑土有机质组分与碳库管理指数的影响
《生态与农村环境学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：在安徽蒙城砂姜黑土上进行4 a的秸秆还田定位试验,研究砂姜黑土耕层土壤有机质组分和碳库管理指数的变化特征,分析不同有机质组分、作物产量以及碳库管理指数之间的相关性。结果表明,秸秆还田显著提高了砂姜黑土耕层土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数(P<0.05),秸秆还田配施360~720 kg·hm-2氮肥较秸秆还田但不施肥土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数分别提高10.1%~15.8%、20.4%~32.5%和41.7%~74.6%。秸秆还田且配施540 kg·hm-2氮肥处理土壤活性有机质含量增幅最高,且主要提高了惰活性有机质组分含量。玉米产量与土壤总有机质、活性有机质含量和碳库管理指数均表现为显著相关(P<0.01)。秸秆还田配施氮肥促进了土壤有机质质量水平,尤其是与540 kg·hm-2氮肥配施对土壤有机质含量的提高效果显著。
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长期施肥下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性研究
《中国农业科学 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析长期施肥条件下小麦产量的变化规律,试图探明淮北小麦产量稳定性对不同施肥模式的响应机制,为淮北砂姜黑土合理施肥管理、改善农田生态系统质量提供依据。【方法】以安徽杨柳长期定位试验为研究平台,通过研究小麦的平均产量、产量年际波动及土壤养分状况对5种施肥模式(不施肥、单施化肥、单施有机肥、有机肥与化肥配施(等氮)、有机肥与化肥配施(高氮))的响应,比较不同施肥条件下淮北砂姜黑土区小麦产量稳定性的优劣,并以此评判施肥的合理性。【结果】淮北砂姜黑土区长期不施肥的小麦产量总体呈下降趋势,年下降量为5.81 kg·hm-2;而长期施肥的小麦产量随时间呈锯齿状波动并总体上升的趋势,其中有机肥与化肥配施(高氮)处理(HMNPK)的产量趋势线最高,但其增产优势逐年减弱,有机肥与化肥配施(等氮)处理(MNPK)以9.75 kg·hm-2的年增长量缩短与其的差距;单施化肥处理(NPK)的小麦产量趋势线在试验前期高于单施有机肥(M),但在22年后有被M处理赶超的趋势。从32年小麦平均产量来看,与不施肥相比,有机肥与化肥配施(高氮与等氮)的增产幅度最大,平均产量分别达5 544.3和5 200.6 kg·hm-2;NPK次之,比当年不施肥处理产量提高了614.6%,M增产幅度最低,但与NPK差异并不明显。砂姜黑土地力贡献率在试验前10年持续降低,降至10%左右趋于稳定,而肥料对小麦产量的贡献率则是在前10年持续增加至80%—90%便维持动态平衡。长期不施肥易导致小麦产量变异系数(CV)偏高、可持续性产量指数(SYI)偏低,产量稳定性最低;施肥处理中HMNPK和MNPK处理的CV最低、SYI最高,产量稳定性最高,而M处理的产量稳定性和可持续性不及NPK。与长期不施肥相比,施肥可明显提高淮北砂姜黑土全氮、有机质、有效磷和速效钾的含量,其中有机肥的施入显著提高了土壤全氮和有机质含量,而有效磷含量与化肥的投入相关,处理M土壤速效钾含量较高,但与其他施肥处理差异不显著;通过相关性分析可知全氮、有机质、有效磷含量与小麦产量呈极显著正相关关系(P<0.01)。【结论】施肥可有效提高淮北小麦产量,且产量随时间呈锯齿状波动;有机肥与化肥配施(高氮和等氮)的增产效果最佳,但高氮与等氮水平间的产量差随种植年限的增长而逐渐缩短;在试验开始前一阶段单施化肥的增产效果优于单施有机肥处理,但在22年后有被赶超的趋势。与长期不施肥相比,有机肥与化肥配施的施肥模式更有利于促进小麦产量稳定性和生产可持续性的提高,其次为单施化肥,单施有机肥最低。施肥可有效提高砂姜黑土养分含量,其中有机肥对有机质、全氮及速效钾含量的提高作用较强,而化肥则对有效磷含量提高作用较强,且小麦产量与全氮、有机质和有效磷均呈极显著正相关关系。因此,安徽淮北砂姜黑土区有机肥与化肥配施为最佳施肥模式,土壤养分供应较均衡,小麦产量幅度最大且稳定性最佳,农田生态系统质量最优。
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秸秆还田和施肥对砂姜黑土理化性质及小麦-玉米产量的影响
《生态学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：通过安徽省蒙城县砂姜黑土上连续4a的冬小麦-夏玉米连作长期定位试验,研究了秸秆还田配合施用不同量氮肥对土壤理化性质及作物产量的影响。结果表明,秸秆还田可降低土壤容重2.5%—9.2%,提高含水量8.2%—28.5%和表层土壤贮水量4.1%—19.9%;增加土壤总孔隙度1.1%—8.9%、毛管孔隙度18.9%—41.0%,非毛管孔隙度降低6.4%—38.8%,土壤毛管孔隙度占土壤总孔隙度的比例增加。秸秆还田所有处理耕层的土壤硝态氮含量高于秸秆移除处理,施氮540、630、720 kg N hm-2a-1时,秸秆还田处理的硝态氮含量显著高于秸秆移除,而铵态氮含量无明显变化规律。无论秸秆还田还是秸秆移除,耕层土壤的硝态氮含量随氮肥用量的增加呈指数趋势增加,硝态氮含量与施氮量的相关性秸秆移除处理高于秸秆还田处理;秸秆还田处理的铵态氮含量随施氮量增加成指数趋势增加,而秸秆移除处理呈指数趋势减小,相关性均不显著。秸秆还田条件下,小麦和玉米获得高产的年氮肥用量分别为630、696 kg N hm-2a-1,秸秆移除为579、627 kg N hm-2a-1。经作用力分析,秸秆还田是影响土壤物理性质的最重要因素,作物产量受秸秆还田和施氮量的影响,但氮肥水平大于秸秆还田。
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施用化肥对砂姜黑土碳库管理指数的影响
《生态环境学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：针对安徽省砂姜黑土的不良属性,在安徽蒙城砂姜黑土上进行了4年的施肥定位试验,施肥方式为年施氮量(以N计)0、360、450、540、630、720 kg·hm-2,玉米季占55%,通过研究连续施肥措施下砂姜黑土耕层土壤活性有机质组分的变化特征,分析了单施化学氮肥对土壤有机质组分及碳库管理指数的影响。结果表明:施用化学氮肥有利于提高土壤总有机质质量分数和活性有机质质量分数,变化幅度分别为17.49~19.46、3.10~3.52 g·kg-1,化肥施用水平之间差异不显著,相比不施肥,施肥土壤的总有机质质量分数增加1.53~3.53 g·kg-1、活性有机质质量分数增加0.10~0.52 g·kg-1、稳定态有机质增加1.02~4.30 g·kg-1。处理间高活性有机质质量分数变化范围为0.46~0.62 g·kg-1,施用化肥后降低,高量氮肥与不施肥处理间差异显著(P<0.05);中活性有机质质量分数在2.21~3.25 g·kg-1之间,且与氮肥施用水平有关,年施氮量(以N计)高于540 kg·hm-2时其值增加,但各施用水平间无显著差异(P>0.05)。施氮对CMI的影响不显著,土壤总有机质增加的有机质组分主要为稳定性有机质。施氮处理的玉米籽粒产量明显高于不施氮处理,年施氮(以N计)720 kg·hm-2的玉米籽粒产量最高,达11 137.90kg·hm-2。相关性分析结果显示,3种活性有机质之间,活性有机质和高活性有机质相关性最高,关系最为密切;碳库管理指数与活性有机质呈极显著正相关,相关系数为0.910;总有机质含量与活性有机质含量显著正相关(P<0.05),与碳库管理指数无显著相关性(P>0.05);玉米籽粒产量与总有机质、活性有机质极显著正相关(P<0.01),与碳库管理指数显著相关(P<0.05)。由此可知,化学氮肥可促进砂姜黑土耕层土壤总有机质和活性有机质的提高,且二者均能够反映砂姜黑土施用化肥后的肥力变化情况;提高砂姜黑土总有机质的有机质组分主要是稳定态有机质;要提高玉米产量需要较高的氮肥用量。
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肥料运筹对砂姜黑土甘薯生长和产量的影响
《中国农学通报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：氮肥易引起甘薯徒长而使产量下降,生产上农民一般采用较低施氮量确保甘薯稳产,但也影响了甘薯产量潜力的发挥。笔者通过田间试验研究了施肥量和钾肥品种运筹对砂姜黑土甘薯生长和产量的影响,为甘薯高产创建提供施肥依据。试验表明:施肥促进甘薯地上部生长大于促进块根的生长,且施肥量越大,根冠比下降越多。全部用硫酸钾高量施肥1导致甘薯地上部徒长,与习惯施肥相比,甘薯减产3.7%;钾肥一半用氯化钾的高量施肥2处理能使甘薯地上部和地下部协调生长,甘薯比习惯施肥增产6.2%,比高量施肥1增产10.4%,达显著差异水平。将习惯施肥氮肥用量124.5 kg/hm2提高到225 kg/hm2时,氯化钾是"忌氯"作物甘薯产量进一步提高关键,与单施硫酸钾相比,氯化钾与硫酸钾配施显著提高了甘薯N、P、K养分利用效率。试验表明砂姜黑土区甘薯不施含氯钾肥的习惯施肥不利于甘薯的高产,甘薯钾肥品种运筹值得进一步深入研究。
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砂姜黑土秸秆还田配施氮肥的固碳效应分析
《生态环境学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：以安徽蒙城砂姜黑土4年秸秆还田定位试验为研究对象,研究了秸秆还田配施不同氮肥水平条件下砂姜黑土耕层土壤容重、有机质组分的变化特征,分析了土壤有机质含量与土壤容重的相关性以及秸秆还田和氮肥施用对土壤碳库管理指数、固碳效应的影响。结果表明,秸秆还田(S)显著降低了土壤容重,不同施氮水平间,秸秆移除的土壤容重在1.24~1.31 g·cm-3之间,而秸秆还田在1.14~1.20 g·cm-3范围内,后者较前者下降2.50%~9.20%(p<0.05),其中以秸秆还田配施N5(S+N 720kg·hm-2)处理的降幅最高。S较秸秆移除(R)显著提高了耕层土壤有机质含量(TOM)和活性有机质(LOM)含量,增加幅度分别为2.38%~10.61%(p<0.05)和9.10%~44.74%(p<0.05),其中分别以配施N2(N 450 kg·hm-2)、N3(N 540 kg·hm-2)水平的幅度最高。相同施氮条件下,碳库管理指数(CPMI)S较R高出2.42%~87.68%(p<0.05);秸秆还田配施氮肥较秸秆还田不施氮肥显著提高了CPMI,提高幅度分别为41.71%、38.17%、74.62%、48.84%和48.86%(p<0.05),并以配施N3处理的为最高,较N1(N 360 kg·hm-2)、N2、N4(N 630 kg·hm-2)和N5高出23.22%、26.38%、17.33%和17.31%(p<0.05);秸秆还田配施氮肥处理的CPMI较R+N0依次高出2.42%、45.14%、41.51%、78.85%、52.44%和52.46%(p<0.01);秸秆移除各氮肥水平间的CPMI无显著差异。根据等质量土壤计算方法,等质量土壤为2615 Mg·hm-2(0~20 cm),秸秆还田配施氮肥增加了耕层等质量土壤有机碳储量,增加范围为6.58%~14.83%;秸秆还田配施氮肥较不施氮肥显著高出10.29%~16.35%(p<0.05),较R+N0高出25.99%~32.91%(p<0.01),均以配施N4水平的增幅最高;S+N0较R+N0提高14.23%(p<0.05)。相关分析表明,SOM和LOM含量均随土壤容重的减小而增加,相关系数为0.5540和0.7575,分别呈显著线性负相关(p<0.05)和极显著线性负相关(p<0.01)。由此可见,秸秆还田可显著降低土壤容重,提高SOM、LOM和CPMI,有机质和活性有机质含量随土壤容重的增加递减;秸秆还田和施肥均可提高等质量2615 Mg·hm-2的土壤有机碳储量,秸秆还田以配施N4、N5高氮量时表现为最高,N1、N2和N3处理次之,不施肥最低;单施氮肥对提高等质量土壤的有机碳储量具有显著作用,但不及秸秆还田与氮肥配施的效果显著。
关键词： 砂姜黑土 秸秆还田 氮肥水平 有机质组分 碳库管理指数 碳储量
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基于主成分-聚类分析评价长期施肥对砂姜黑土肥力的影响
《土壤学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：利用安徽濉溪杨柳定位试验(1981-)为平台,以土壤的5种酶活性(脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶)及7种基础化学性质(pH、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾)作为评价指标进行主成分分析,最后将各主成分得分系统聚类。结果表明,通过主成分分析方法可将原12个土壤生物化学性质指标降维、提取出2个主成分,反映了原信息量的88.22%,且无原变量丢失。其中第一主成分以酸性磷酸酶、中性磷酸酶、EC、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾贡献最大;第二主成分则以脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、pH贡献最大。作为综合评价砂姜黑土肥力的生物指标,酸性和中性磷酸酶优于其他三种土壤酶。以两个主成分得分为新指标进行聚类得到长期不同施肥方式对砂姜黑土的培肥效果排序为MNPK,HMNPK>M>NPK>CK,即有机肥与化肥配施是砂姜黑土的最佳培肥模式,单施有机肥次之,而长期单施化肥或者不施肥则会导致土壤肥力下降。
关键词： 主成分分析 聚类分析 砂姜黑土 土壤肥力 施肥方式
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不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响
《核农学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性的影响,本文以砂姜黑土长期(30年)定位施肥试验为研究对象,利用荧光实时定量PCR技术和酶活性测定方法,对不同施肥模式下的土壤养分变化,微生物群落丰度和土壤酶活性进行了系统分析。结果表明:相比长期不施肥和撂荒处理,施肥管理可有效提升5-10cm土壤有机质,碱解氮,速效钾,速效磷,总氮,总磷;此外,相比不施肥、撂荒、猪粪+化肥和牛粪+化肥处理,单施无机肥和无机肥配施秸秆还田可显著降低土壤pH值。土壤微生物的丰度与土壤有机质、养分含量和土壤酸度有着密切的关系。使用有机物料处理的土壤真核微生物丰度显著增加,土壤酸度的变化可显著影响土壤微生物的群落结构和降低氨氧化古菌数量。牛粪处理的多种土壤酶活性显著增强,其他施肥处理酸性磷酸酶活性与土壤有机质和土壤养分含量密切相关。因此,无机肥(化肥)和有机肥(猪粪或牛粪)的配合使用对于保持土壤微生物丰度和活跃的土壤酶活性十分重要。本试验研究了不同施肥模式对砂姜黑土微生物群落丰度和土壤酶活性,土壤酶活性变化规律及其和土壤速效养分的关系,探讨长期施肥管理模式对土壤酶活性的影响以及土壤酶活性作为土壤肥力质量指标的可能性,以期为评价长期不同施肥模式的土壤肥力水平高低提供有效的指标,从而为促进土壤良性循环提供科学依据和较好的施肥管理措施。
关键词： 长期定位实验 施肥模式 砂姜黑土 微生物丰度 酶活性
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长期施肥对砂姜黑土无机磷形态的影响
《植物营养与肥料学报 》 2009 北大核心 CSCD
摘要：采用顾益初、蒋柏藩的无机磷分级方法,研究了长期施肥下砂姜黑土无机磷组分含量变化、生物有效性及其与土壤有效磷的关系。结果表明,长期耗竭状况下Ca_2-P和Ca_8-P的植物营养效率最高,其次为Al-P和Fe-P,O-P和Ca_(10)-P也表现出了一定的有效性;Fe-P和Al-P对植物的营养贡献率最高,虽然Ca_2-P和Ca_8-P活性最高,但由于含量低,对磷素养分的贡献率较低,土壤磷素极度耗竭下,Ca_2-P的植物营养贡献率甚至低于Ca_(10)-P和O-P。砂姜黑土对磷的固定严重,土壤中积累的磷主要向Al-P、Fe-P和有效性更低的Ca_(10)-P和O-P转化,Ca_2-P、Ca_8-P的增量较少。相关分析和通径分析表明,无机磷组分对有效磷的贡献为:Al-P>Ca_8-P>Ca_2-P>Fe-P>O-P>Ca_(10)-P;建立了Olsen-P与无机磷组分间的回归方程:Y=3.8751+0.4674 X1+0.4470 X2+0.3769 X3-0.1166 X4-0.07838 X5(Y代表有效磷含量,X1、X2、X3、X4、X5分别代表Ca_2-P、Ca_8-P、Al-P、Fe-P和Ca_(10)-P含量;P<0.01,R~2=0.9989)。
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