摘要：为探究微塑料输入与秸秆添加对农田土壤氮淋溶的影响,以潮土和黄棕壤为研究对象,每种土壤各设置8个处理,包括对照(CK)、低量微塑料(PE1)、中量微塑料(PE2)、高量微塑料(PE3)、秸秆(S)、秸秆+低量微塑料(S+PE1)、秸秆+中量微塑料(S+PE2)、秸秆+高量微塑料(S+PE3),研究了添加秸秆与不添加秸秆条件下,不同微塑料输入量对土壤氮淋溶的影响。结果表明,仅添加微塑料条件下,与对照(CK)相比,潮土PE1、PE2、PE3处理总氮(TN)淋溶量均无显著差异,黄棕壤仅PE1处理显著增加了TN淋溶量。在添加秸秆(S)处理中,与对照(CK)相比,潮土添加秸秆后显著降低了硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH)_(4)^(+)-N)、TN淋溶量,分别降低了31.15%、13.45%、15.26%,黄棕壤添加秸秆后显著增加了TN淋溶量,增加了22.56%。添加秸秆处理相较于不添加秸秆处理,潮土各浓度微塑料输入下NO_(3)^(-)-N、NH)_(4)^(+)-N、TN的累计淋溶量呈降低趋势,而黄棕壤低量微塑料输入降低了TN淋溶量,高量微塑料输入增加了TN淋溶量。偏最小二乘路径模型分析表明,在潮土中添加秸秆主要通过影响淋溶液pH值和NO_(3)^(-)-N淋溶量影响氮素淋溶,微塑料添加量对氮淋溶无显著影响;在黄棕壤中添加秸秆主要通过影响淋溶液NO_(3)^(-)-N、NH)_(4)^(+)-N淋溶量影响氮淋溶,微塑料添加量主要通过影响淋溶液NH)_(4)^(+)-N淋溶量影响氮淋溶。研究结果可为农田土壤微塑料污染风险的管控及减少土壤氮素的淋失提供依据。

摘要：为明确长期施肥对山东潮土固碳潜力和作物产量的影响,以冬小麦-夏玉米轮作体系为研究对象,通过28 a定位施肥试验研究长期施肥下潮土固碳特征及其作物产量效应,提出不同肥力水平山东潮土有机碳提升策略。试验采用裂区设计,包括单施化肥和有机无机肥配施两大主处理,化肥区处理分别为不施肥、氮、氮磷、氮钾、磷钾、氮磷钾、减量氮磷钾、增量氮磷钾;有机肥区处理为化肥区处理基础上分别增加等量有机肥。结果表明,有机肥处理土壤累积碳投入量和固碳速率分别比化肥处理高2.47,4.29倍。有机肥处理土壤有机碳投入量为155.6~193.2 t/hm^(2),固碳速率为0.25~2.18 t/(hm^(2)·a),化肥处理土壤有机碳投入量为39.5~100.5 t/hm^(2),固碳速率为4.15~5.49 t/(hm^(2)·a)。其中,化肥区和有机肥区均是增量氮磷钾处理碳储量最高、固碳速率最快。随着外源碳的累积投入量增加,土壤有机碳呈线性增加,当投入量小于120 t/hm^(2)时,土壤有机碳的存储能力为18.4%~20.6%;当投入量在120~200 t/hm^(2)时,土壤有机碳的存储能力为11.5%。外源碳累积投入量小于100 t/hm^(2)时,土壤固碳效率为11.7%;外源碳累积投入量100~200 t/hm^(2)时,土壤固碳效率为4.3%。土壤有机碳含量与小麦和玉米产量之间均呈极显著相关关系,潮土土壤有机碳提升1 g/kg,作物总产量可增加414.5 kg/hm^(2)(小麦和玉米产量可分别增加208.4,184.8 kg/hm^(2))。在保证土壤肥力和作物产量条件下,建议山东潮土累积有机碳投入量为150 t/hm^(2)较为合适。薄录吉,李彦1,张英鹏,仲子文,孙明1,李冰,刘兆辉,孙翠平4(1.山东省农业科学院农业资源与环境研究所,农业农村部黄淮海平原农业环境重点实验室,山东济南250100;2.山东省农业科学院黄河三角洲现代农业研究院,山东东营257345;3.山东省地质矿产勘查开发局八O-水文地质工程地质大队,山东济南250014;4.山东省生态环境规划研究院,山东济南250102)

摘要：【目的】土壤有效磷(Olsen-P)与可溶性磷(Ca Cl_2-P)含量之间存在着平衡,研究磷肥施用量对潮土Ca Cl_2-P和Olsen-P及其比值的影响,评价磷素的淋失风险,可为潮土区合理利用养分资源、减少磷肥投入和流失提供理论依据。【方法】选择长期定位监测基地的5个处理(对照、NPK、预备处理、NPKM和1.5NPKM处理,简称OP1、OP2、OP3、OP4、OP5),5个处理的土壤Olsen-P含量存在显著差异(0.8、12.5、25.7、44.7、56.4mg/kg),据此在每个处理上再设置5个施磷量水平(F0、F1、F2、F3、F4),试验采取微区形式,随机区组设计,种植作物为夏玉米–冬小麦双季轮作。作物收获后,采集土壤样品,测定土壤Olsen-P和CaCl_2-P含量,建立Olsen-P和CaCl_2-P之间的定量关系。【结果】土壤CaCl_2-P含量为0.07～2.68 mg/kg,约为Olsen-P含量的0.5%～5.6%。短期高量磷肥施用可以显著提高土壤Olsen-P和CaCl_2-P含量,但土壤Olsen-P和CaCl_2-P的增加不同步。当土壤Olsen-P低于28.0 mg/kg时,Ca Cl2-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加而降低,当Olsen-P增加至28.0 mg/kg后,Ca Cl2-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加迅速增加,这表明磷肥施用首先提高土壤Olsen-P含量,Olsen-P增长到一定程度后CaCl_2-P才迅速增加。土壤CaCl_2-P和Olsen-P的关系符合双直线模型,突变点时土壤Olsen-P含量为30.2 mg/kg,对应的CaCl_2-P含量为0.3 mg/kg。当土壤Olsen-P含量超过30.2 mg/kg时,土壤磷素淋失风险增加。【结论】高量磷肥施用可以提高土壤CaCl_2-P含量,促进作物对磷的吸收,但同时增加了土壤磷素的淋失风险。研究区土壤磷素淋失临界值为30.2 mg/kg,微区试验中超过50%的小区土壤Olsen-P含量已经超过磷素淋失临界值,存在磷素淋失风险,应加强农田磷肥的科学施用和管理。

摘要：【目的】通过研究黄淮平原潮土区两年不同轮耕模式下土壤微生物量碳氮、酶活性的差异和变化特征,为该地区选择适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】2016-2018年采用裂区设计进行田间小麦–玉米轮作系统下的轮耕试验。主处理为小麦季旋耕(RT)和深耕(DT),3个副处理为玉米季免耕(NT)、行间深松(SBR)、行内深松(SIR),共6个处理。2017、2018年玉米收获后,每10 cm一个层次,测定了0-50 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性。【结果】各处理土壤有机质、全氮、速效养分、SMBC、SMBN及酶活性均随土层深度的增加而降低,40-50cm土层不受耕作方式的影响。小麦季深耕和玉米季深松对表层土壤有机质和全氮影响不明显,但显著提高了深层土壤有机质和全氮含量。小麦季旋耕显著增加了玉米季0-10 cm土层中速效养分含量,而小麦季深耕条件下的DT-SBR和DT-SIR处理则显著增加了20-40 cm土层中的速效养分含量。在0-20 cm土层,小麦季旋耕条件下的RT-NT、RT-SBR和RT-SIR处理的SMBC明显高于小麦季深耕条件下的DT-NT、DT-SBR和DT-SIR处理,但在20-40 cm土层,SMBC和SMBN均表现为小麦季深耕处理显著高于旋耕处理,且以DT-SIR处理SMBC (67.99 mg/kg)和SMBN (45.96 mg/kg)最高。小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)土壤微生物量氮/全氮值,但降低了表层(0-20 cm)土壤中的微生物熵。玉米季深松处理(RT-SBR、RT-SIR、DT-SBR和DT-SIR)较免耕处理(RT-NT和DT-NT)均提高了土壤酶活性,其中,在0-20 cm土层,RT-SBR和RT-SIR处理土壤脲酶活、蔗糖酶和中性磷酸酶活性较高;而DT-SBR和DT-SIR处理则提高了深层(20-40 cm)土壤中这三种酶的活性。【结论】在本试验期内,小麦季旋耕–玉米季深松处理(RT-SBR和RT-SIR)能明显提高0-10 cm土壤速效养分含量、0-20 cm土壤微生物量碳含量,而小麦季深耕–玉米季深松处理(DT-SBR和DT-SIR)则提升了20-40 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳和氮含量;小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)微生物量氮/全氮比,但降低了表层(0-20 cm)土壤微生物熵。

摘要：通过分析裂区设计下的6个处理,即小麦季深耕和旋耕2个主处理×玉米季免耕播种、行间深松和行内深松3个副处理:(1)旋耕+免耕播种(RT—NT);(2)旋耕+行间深松(RT—SBR);(3)旋耕+行内深松(RT—SIR);(4)深耕+免耕播种(DT—NT);(5)深耕+行间深松(DT—SBR);(6)深耕+行内深松(DT—SIR),对土壤养分含量和作物产量影响,筛选适宜于小麦—玉米轮作体系的耕作模式。结果表明,各处理土壤养分含量在小麦、玉米两季中均随土层深度增加而降低。小麦季,旋耕处理0—10cm土层土壤全氮、碱解氮、有效磷含量、硝态氮含量显著高于深耕处理;但深耕增加当季30—40cm土层土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、硝态氮、铵态氮含量。玉米季,DT—NT处理0—30cm土层有机质含量较RT—NT处理增加40.1%~64.3%。RT—SBR、RT—SIR处理显著提升土壤0—30cm全氮含量,其中RT—SBR处理0—10cm土层全氮含量最高,为1.4g/kg。RT—SIR处理显著增加0—20cm土壤碱解氮含量,较RT—NT显著增加15.0%~25.3%。在0—40cm土层,DT—SBR处理的有效磷含量最高,而RT—SBR处理的速效钾含量最高。DT—SIR处理显著提升20—50cm土层硝态氮和铵态氮含量,其中硝态氮含量为8.5~30.4mg/kg,铵态氮含量为2.6~8.9mg/kg。与小麦季相比,玉米季提升10—20cm土层有机质含量、0—50cm土层的碱解氮、有效磷、速效钾含量以及40—50cm土层的硝态氮、铵态氮含量。DT—SBR和DT—SIR处理穗长、百粒重、收获指数和产量显著高于其他处理,且二者产量较RT—NT处理显著增加6.4%~10.8%。玉米季DT—SIR处理的肥料偏利用率和经济效益最高。综上所述,深耕+行内深松处理有利于增加土壤养分含量,且增产效果较好,在本研究中最优。

摘要：为了揭示长期施肥对山东潮土磷素盈亏、农学阈值的影响,以冬小麦-夏玉米轮作为研究对象,通过33 a长期定位施肥试验研究土壤磷素盈亏、土壤有效磷对磷素盈亏响应,明确土壤有效磷农学阈值;试验采用裂区设计,包括单施化肥和有机无机肥配施两大主处理。结果表明,不施磷和只施有机肥处理磷素亏缺量分别为23.27~29.20 kg/(hm 2·a),12.10~22.27 kg/(hm 2·a);单施磷肥和有机无机磷肥配施磷盈余量分别为68.34~85.99 kg/(hm 2·a),88.84~107.64 kg/(hm 2·a)。单施化肥和有机无机肥配施两大主处理每盈余100 kg/hm 2磷素,土壤有效磷分别增加0.76,1.46 mg/kg,有机无机肥配施处理有效磷对磷盈亏的增幅响应更大。单施化肥处理中小麦和玉米的有效磷农学阈值分别为12.60,8.90 mg/kg,有机无机肥配施处理中作物产量和土壤有效磷含量关系不明显。长期耕作下,不施磷肥和单施有机肥处理需增施磷肥或增加有机肥量来增加土壤磷素;施磷处理中可适当减少施磷量来调控土壤磷盈亏;根据农学阈值和有效磷转化率合理确定施磷量。

摘要：【目的】探讨玉米秸秆生物炭配施氮肥对华北潮土区土壤理化特性和作物产量的影响,阐明土壤和植株对生物炭和氮肥施用的响应,旨在为该区域秸秆资源高效利用、培肥土壤及作物增产提供科学依据。【方法】以华北冬小麦–夏玉米轮作区为研究对象,研究玉米秸秆生物炭(缺氧条件下450℃热裂解1小时获得)配施氮肥对土壤养分含量、微生物量以及作物产量的影响。试验采用裂区设计,以秸秆生物炭施用量为主区,施氮量为副区。秸秆生物炭用量设0、7.5和22.5 t/hm^2 3个水平(以BC0、BC7.5、BC22.5表示);氮肥用量设0、150、225和300 kg/hm^2 4个水平(以N0、N150、N225、N300表示)。小麦在2014年10月9日播种,次年6月8日收获;玉米在2015年6月10日播种,当年9月28日收获。在作物成熟期进行产量测定,并采集0—20 cm土壤样品以及采用常规方法进行土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3–-N)、土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)的测定。【结果】生物炭对土壤养分含量、微生物量碳氮及作物产量有极显著影响。生物炭用量增加,土壤SOC、TN、DOC、NO3–-N含量以及土壤SOC/TN比值均显著增加,较BC0最大增加幅度分别为165.0%、74.1%、39.1%、75.1%和44.0%。MBC、MBN含量和作物产量均以BC7.5处理达最大值,较BC0最大增加幅度分别为49.2%、57.6%和46.1%,BC22.5较BC7.5处理平均降低12.1%、7.3%和9.7%;施用生物炭降低NH4+-N含量,BC7.5和BC22.5处理较BC0分别下降18.4%和23.7%。随着氮肥施用量的增加,SOC、DOC、NH4+-N、MBC、MBN含量均先增后减,在施氮水平为150 kg/hm^2时,其含量均达最大值,较N0最大增加幅度分别为29.7%、22.9%、44.8%、79.4%和115.3%。所有施氮的处理作物产量较N0均显著增加,而三个施氮处理间其产量差异不显著(P>0.05)。【结论】在维持作物产量不降低的情况下,短期内N150BC7.5处理对提升土壤肥力的效果最佳,是较为理想的施肥方式,但其有效机制及长期效果还需进一步试验研究。

摘要：在长期配方施肥和地力监测基础上,应用二次正交旋转回归设计方案进行田间试验。获得亩产超 600kg、700kg时氮、磷、钾肥和有机肥的最佳用量,为当地夏玉米生产提供了合理施肥依据。

摘要：水分胁迫是潮土区玉米苗期生长的主要限制性因素,本研究采用水磷二因素完全随机设计的盆栽试验,设水分胁迫(W_1,田间持水量的70%~75%)和充分供水(W_2,田间持水量的85%~90%)2个水分处理;磷素处理设对照不施磷(P1)、施磷0.05 g·kg^(-1)土(P2)、0.10 g·kg^(-1)土(P3)、0.15 g·kg^(-1)土(P_4)和0.20 g·kg^(-1)(P5)5个处理,研究水分胁迫下施磷对玉米苗期叶片光合特性、酶活性及养分吸收的影响,为潮土区农田水分和磷素合理施用提供科学依据。研究结果表明:水分胁迫(W1)降低了玉米苗期净光合速率(Pn),W_1较W_2叶片Pn平均降低了27.96%;显著提高了玉米苗期丙二醛(MDA)含量,平均提高41.93%,水分胁迫还降低了过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。在W1条件下施磷达到P_2水平叶片Pn即显著提高27.56%,而在W_2条件下施磷量只有达到P_4、P_5高水平时Pn才显著提高,在W_1条件下施磷对MDA的抑制效果明显弱于W_2。W_1条件下施磷量在P3水平POD和CAT活性最高,而在W_2条件下POD和CAT活性在P4达到最大值。W_1条件下适宜的施磷量(P_2至P_4)可以增加苗期玉米植株氮磷含量,但对钾含量影响较小;在W_2条件下增施磷有利于植株氮磷含量的增加,但钾素含量出现降低。综上,适宜的施磷量对潮土玉米苗期水分胁迫有一定的补偿作用,在本试验条件下,P_3处理在水分胁迫下更利于光合产物积累和玉米苗期抗逆性提高。

摘要：在北方缺水地区利用猪场废水对冬小麦进行小区灌溉试验,分析不同水质及水量灌溉处理土壤剖面全磷和速效磷的时空分布特征。结果表明:不同水质灌溉处理土壤全磷和速效磷在土层中的分布特征相似,均随深度增加含量逐渐减少;厌氧水不同灌溉量处理土壤全磷和速效磷含量与灌水量呈正比关系;收获后,各处理土壤耕层(0-40cm)磷素累积量均有所增加,磷素活化系数明显增大,大部分在7%～9%之间,高量厌氧水灌溉处理达到10.4%。采用未经处理的猪场废水多次灌溉后,过量磷素向下层土壤淋溶现象明显;高量厌氧水灌溉土壤耕层累积大量速效磷,易随地表径流污染周围水体。这两种类型的猪场废水不适于作为磷源进行农田灌溉。