γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移特性的影响     

石肖肖  史文娟  庞琳娜  文利军  高志永 《水土保持学报》2020,34(3):190-197

为了明确一种新型的环保型保水缓释剂γ-聚谷氨酸(简称γ-PGA)的节水保肥效应,在施氮量相同情况下(2 g/kg)设置了4种γ-PGA梯度的施加量(0,0.1%,0.2%,0.4%),以0作为对照处理,通过室内一维土柱入渗试验,研究了γ-PGA施加量对土壤氮素迁移特性的影响。结果表明:(1)定水头入渗条件下,累积入渗量、入渗速率、湿润锋迁移的距离均随着γ-PGA施量的增加而逐渐越小,与对照组相比,添加0.4%γ-PGA的试验组其累积入渗量、入渗率和湿润锋迁移的距离分别减少27.64%,73.45%,31.58%;(2)Philip公式模拟结果中,吸渗率S随γ-PGA施量的增加逐渐减小,呈负相关;Kostiakov公式模拟结果中,经验系数K随γ-PGA施量的增加逐渐减小,呈负相关,经验指数a随γ-PGA施量的增加逐渐增大,呈正相关;(3)随着γ-PGA施量的增加,表层土壤(0—15 cm)含水率随着γ-PGA施量的增加而逐渐增大,深层土壤(15 cm以下)则相反;同时,γ-PGA施量越大,同一时期各土层深度硝态氮、铵态氮含量越大,停止供水后的第4天,添加0.1%,0.2%,0.4%γ-PGA的试验组平均硝态氮含量比对照组分别增加29.55%,42.49%,59.50%,平均铵态氮含量比对照组分别增加43.97%,123.40%,156.74%。综上,向土壤中施加γ-PGA可有效减缓水分下渗,将水分更多地聚集在土壤浅层,同时降低肥料淋失率,提高水肥利用率,减少灌溉次数和费用,达到改善土壤结构,提高作物产量的目的。  相似文献   

γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移特性的影响研究     

石肖肖  史文娟 《水土保持学报》2020,34(3)

摘 要：为了明确一种新型的环保型保水缓释剂γ-聚谷氨酸（简称γ-PGA）的节水保肥效应。本文在施氮量相同情况下（2g/kg）设置了四种γ-PGA梯度的施加量（0%，0.1%，0.2%，0.4%），以0%作为对照处理，通过室内一维土柱入渗试验，研究了γ-PGA施加量对土壤氮素迁移特性的影响。结果表明：1）积水入渗条件下，随着γ-PGA施量的增加，其累积入渗量、入渗速率、湿润锋迁移的距离均逐渐越小，与对照组相比，添加0.4%γ-PGA的累积入渗量、入渗率和湿润锋迁移的距离分别减少了 27.64%、73.45%、31.58%。2）根据Philip公式模拟结果，吸渗率S随γ-PGA施量的增加逐渐减小，呈负相关；Kostiakov公式模拟结果中，经验系数K随γ-PGA施量的增加逐渐减小，呈负相关，经验指数随γ-PGA施量的增加逐渐增大，呈正相关；3）随着γ-PGA施量的增加，表层土壤（0~15cm）含水率随着γ-PGA施量的增加而逐渐增大，深层土壤（15cm以下）则相反；同时，γ-PGA施量越大，同一时期各土层深度硝态氮、铵态氮含量越大，与对照组相比，停止供水后的第四天，添加0.1%、0.2%、0.4%γ-PGA的试验组平均硝态氮含量分别增加了29.55%、42.49%、59.50%，平均铵态氮含量分别增加了43.97%、123.40%、156.74%。综上，向土壤中施加γ-PGA可有效减缓水分下渗，降低肥料淋失率，有效提高土壤保水保肥能力，从而提高作物对水肥的利用效率，减少灌溉次数和费用，达到改善土壤结构，提高作物产量的目的，为干旱半干旱地区的节水农业提供了理论依据。  相似文献   

γ-聚谷氨酸对土壤水分入渗和水盐运移的影响   总被引：3，自引：3，他引：0  

文利军  史文娟  庞琳娜 《水土保持学报》2019,33(3):76-80,87

γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamicacid,γ-PGA)是一种优良的新型环保高分子材料,具有良好的吸水性、超强的吸附性和生物可降解性,节水潜力较大。通过室内土柱模拟试验,研究了不同γ-PGA施量(0,1%,3%,5%)对土壤水分入渗和水盐运移的影响。结果表明:随着γ-PGA施量的增加,土壤的入渗能力与湿润锋运移速度均减弱,稳定入渗率显著减小,与对照相比,添加1%,3%,5%γ-PGA的累积入渗量分别减小16.22%,40.34%,54.72%,湿润锋峰值分别减小了17.74%,52.32%,61.61%;随着γ-PGA施量的增加,Philip公式中的吸渗率(S)从1.669减小到0.854;Kostiakov公式中的经验系数(K)从0.855减小到0.792,经验指数(β)从0.356增加到0.480,且γ-PGA施量与S和K之间呈线性负相关,其斜率分别为-16.583,-1.195;添加γ-PGA可改变土壤水盐的分布特征;随着γ-PGA施量的增加,表层土壤(0—10 cm土层)的含水率呈增加趋势,10 cm以下土壤的含水率呈减小趋势,但含盐量的土壤剖面变化趋势则与含水量呈相反的趋势,表明γ-PGA可减少土壤水分的下渗,显著增加土壤的滞水能力,然而聚谷氨酸对土壤盐分运移没有显著影响。该研究为γ-PGA作为节水控盐的土壤改良剂提供了理论依据。  相似文献   

添加γ-聚谷氨酸减少土壤水分深层渗漏提高持水能力   总被引：11，自引：3，他引：11  

史文娟  梁嘉平  陶汪海  谭帅  王全九 《农业工程学报》2015,31(23):94-100

γ-聚谷氨酸(Poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)是一种高分子聚合物,具有超强的吸水能力和生物降解性。为探明γ-PGA在土壤改良方面的应用及对土壤水分运动的影响,该文基于室内垂直一维入渗土柱试验,研究了不同γ-PGA施量配比(0、0.5%、1%、2%、4%)对土壤水分入渗及持水特性的影响。结果表明:与对照组相比,添加4%的γ-PGA的累积入渗量、入渗率和湿润锋分别减少了57.95%、53.89%、59.58%;四种入渗模型参数的模拟结果显示,与对照组相比,随着γ-PGA施量的增加,Kostiakov公式中的经验系数从0.808减小到0.538,经验指数从0.530增大到0.623;Philip入渗公式中的吸渗率从0.704减小到0.292;Green-Ampt公式中,饱和导水率从0.0043减小到0.0011 cm/min,湿润区有效的土壤水扩散率从1.19减小到0.16 cm~2/min,湿润锋处的土壤水吸力无明显变化;垂直一维入渗代数模型中,饱和导水率从0.0044减小到0.001 cm/min,非饱和土壤吸力分配系数和土壤水分特征曲线和非饱和导水率综合形状系数均无明显变化趋势。土壤的持水特性结果表明:随着γ-PGA施量的增加,土壤饱和含水率增加,且与对照相比,表层土壤(0~10 cm土层)的含水率呈显著增加趋势,深层土壤(≥10~40 cm土层)的含水率则呈减小趋势。同时,湿润土层的厚度逐渐减小,说明γ-PGA不仅可增强土壤的持水能力,而且还可改变土壤剖面水分的分布形态,使更多水分蓄积在作物根区土层区域。该研究为γ-PGA的田间土壤改良及应用提供了理论支撑。  相似文献   

脱硫石膏与聚谷氨酸配施对盐碱化土壤的改良效果     

张灵芝  李蒙  李洪义  殷俐娜  王仕稳 《水土保持通报》2023,43(6):115-125

[目的] 探究脱硫石膏与聚谷氨酸（γ-PGA）配施对盐碱化土壤的改良效果,为改良西北地区盐碱化土壤提供理论和技术依据。[方法] 通过土柱模拟淋溶试验和盆栽模拟生长试验,从促进盐分淋洗,降低土壤含盐量,降低土壤pH值,改善土壤养分状况,促进作物生长的角度对脱硫石膏和γ-PGA配合施用对盐碱地的改良效果进行研究。[结果] 脱硫石膏与γ-PGA配施能进一步降低淋后土壤的pH值,提高Na⁺淋洗;可降低淋洗后HCO₃^-和Cl^-的含量,但提高淋洗后土壤SO₄^2-,Ca²⁺和Mg²⁺含量;有效降低淋后土壤钠吸附比（SAR）值。盆栽试验表明脱硫石膏与γ-PGA配施可显著增加玉米的株高、叶面积和干重,其中生长30 d时该处理玉米干重达到最大值,较对照处理增加了54.40%,较单施脱硫石膏和γ-PGA处理分别增加了40.27%和29.47%。此外,脱硫石膏与γ-PGA配施植株收获后土壤的pH值更低,且土壤N,P,K养分含量和土壤酶活性更高。[结论] 脱硫石膏和γ-PGA配施能起到较好的互补增效作用,进一步促进了土壤离子交换,降低了pH值,提高了土壤养分含量,促进了作物生长。  相似文献   

土壤养分状况系统研究法在菠菜平衡施肥上的应用   总被引：18，自引：0，他引：18  

阮云泽  孙桂芳  唐树梅 《植物营养与肥料学报》2005,11(4):530-535

利用ASI土壤养分状况系统研究法研究平衡施肥对菠菜产量和品质的影响。结果表明,海南花岗岩砖红壤土壤养分为缺钙缺氮缺铜;随着施氮量的增加,菠菜产量提高,体内的硝酸盐含量增加;氮肥施用量与硝酸盐含量呈正相关关系(化学氮肥r=0.9876,有机氮肥r=0.8175)。氮肥用量超过ASI系统研究法的推荐用量,硝酸盐积累量达显著水平。在最佳施氮量情况下,(尿素240kg/hm2)随施钙量的增加,菠菜产量增加。ASI土壤系统研究法推荐的施钙处理叶片硝酸盐积累量最低,硝酸还原酶活性随钙用量的增加而提高。试验施用钾和镁肥对菠菜产量有负效应,且菠菜硝酸盐的积累量增加。ASI土壤养分状况系统研究法的诊断结果与菠菜产量和品质的提高具有较好的相关性,对菠菜平衡施肥有一定的指导作用。  相似文献   

喷施γ-聚谷氨酸提高夏玉米产量和养分吸收的机制     

张静静  白由路  杨俐苹  卢艳丽  王磊  李格  张银杰 《植物营养与肥料学报》2019,25(11):1856-1867

【目的】探明γ-聚谷氨酸 (γ-PGA) 促进夏玉米生长和养分吸收利用的调控机制,为其在玉米生产中的科学使用提供技术指导和理论依据。【方法】以玉米品种郑单958为试材,于2017和2018年在河北廊坊进行了田间试验。在两个氮肥水平下,即常规用量 (N 180 kg/hm2) 和减量30% (N 126 kg/hm2),分别喷施γ-PGA或谷氨酸两种增效剂 (剂量分别为0、37.5、150 g/hm2),共10个处理。在玉米5个关键生育期采集植株样品,测定植株干物质积累和氮磷钾养分含量,并于收获期测定了玉米籽粒产量。【结果】1) 两种增效剂处理的夏玉米穗粒数、产量、干物质和养分积累量存在显著差异,喷施γ-PGA效果显著优于喷施谷氨酸。与清水对照相比,喷施γ-PGA可通过提高穗粒数来实现增产,干物质积累总量显著增加,且主要促进开花前后的干物质积累,氮磷钾积累总量也有显著增加,两个剂量间无明显差异。喷施谷氨酸与清水对照的效果无明显差异。2) 常规施氮水平下,与清水对照相比,喷施低量γ-PGA干物质积累总量显著增加5.08%,但增产作用不明显;而喷施高量γ-PGA的处理虽然干物质积累总量增加不明显,但穗粒数明显增加,产量显著增加3.42%,两剂量处理氮磷钾积累量均显著增加,增幅分别为5.20%～6.97%、7.29%～10.85%、3.48%～5.27%;减氮30%水平下,喷施高量γ-PGA处理穗粒数提高,产量显著增加3.07%,而低量处理的穗粒数和百粒重均有明显提高,并显著增产,两剂量下干物质和钾积累总量分别显著增加6.48%～7.93%、4.36%～6.12%,而低量处理氮磷积累量分别显著增加8.41%、11.94%,显著高于高量处理。两种施氮水平下,谷氨酸处理各指标与对照均无明显差异。3) 高产年份 (2017年) ,喷施高量γ-PGA显著增产2.54%,低量处理增产不明显,两个喷施剂量均显著增加干物质和氮磷钾积累总量;低产年份 (2018年) ,两个剂量γ-PGA处理的产量均显著增加,增幅分别达4.37%、4.14%,低量处理均显著增加干物质和养分积累量,且显著高于高量处理。对谷氨酸处理而言,仅在2018年低量处理通过增加百粒重使得产量显著增加,但效果低于γ-PGA处理。【结论】喷施γ-PGA促进夏玉米开花前后干物质积累,提高干物质和养分积累总量,增加穗粒数提高产量,而喷施谷氨酸无明显效果。可见,γ-PGA的增产增效并非主要是由于分解的谷氨酸起作用。减氮30%水平下喷施γ-PGA的增产增效作用大于常规施氮,且常规施氮水平下喷施高量γ-PGA的增产效果更好,而减氮30%水平下喷施低量γ-PGA的效果更好,表现为喷施低量γ-PGA处理 > 常规施氮对照 > 减氮30%对照,说明减氮30%下喷施低量γ-PGA能达到减肥增效的目的。  相似文献   

施γ-聚谷氨酸对桃树生长发育和¹⁵N吸收利用及损失的影响     

鲍聪聪  肖元松  彭福田 《水土保持学报》2020,34(3):207-211,218

以1年生桃树盆栽实生苗为试材,底肥为尿素3 g(其中15N标记0.4 g)、磷酸二氢钾3 g,设CK为对照,T1、T2、T3分别添加γ-PGA 10,80,150 mg,探究不同浓度γ-聚谷氨酸(γ-PGA)对桃树植株生长与氮素吸收利用的影响。结果表明:施用中量和高量γ-PGA能显著提高土壤脲酶与过氧化氢酶活性以及土壤碱解氮含量;施用中、高量γ-PGA能促进桃实生苗根系生长,尤其是细根的生长。与对照相比,施用中量γ-PGA桃实生苗根系总长度、分支数、根尖数、交叉数和根系总表面积分别增加51.95%,40.53%,30.72%,35.21%,45.23%;施用中、高量γ-PGA能显著提高植株净光合速率和叶绿素SPAD值,以及干物质积累量。施用中、高量γ-PGA能显著提高桃实生苗根系活力、硝酸还原酶、谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性。施用中、高量γ-PGA提高了桃实生苗氮素吸收利用率和氮素残留率,降低了氮素损失率,与对照相比,氮素吸收利用率分别提高27.80%和27.07%,氮素残留率分别提高14.00%和19.04%,氮素损失率分别降低16.43%和19.49%,且差异显著。可见施用γ-PGA可改善桃根区土壤理化性状,提高植株氮素吸收利用率和土壤氮素残留率,降低氮素损失率,促进了桃实生苗的生长。  相似文献   

长期施肥对土壤团聚体分布和养分含量的影响   总被引：19，自引：0，他引：19  

刘中良  宇万太  周桦  徐永刚  黄宝同 《土壤》2011,43(5):720-728

土壤团聚体组成和土壤养分状况是评价土壤肥力的两个重要指标。不同粒级的团聚体在营养元素的保持、供应及转化能力等方面发挥着不同的作用。本文通过比较长期施肥对土壤团聚体的分布和对土壤养分在团聚体分布变化的影响,全面评价长期施肥对改善土壤肥力状况的作用。结果表明：长期施肥减少＞5 mm 的非团粒结构的数量,增加 0.25 ~ 5 mm 团聚体的含量,改善了土壤的物理结构;土壤大团聚体中含有更多的全 C、全 N、全 P,因此大团聚体对养分的保持有重要作用;施肥对速效养分含量影响显著,碱解 N 含量随粒级的减小而增加,有利于作物的吸收;肥料的施加使得小粒级团聚体对土壤养分储量的贡献率越来越突出,更利于养分的供给。此外,研究还发现耕作条件下有机无机肥配施不利于较小粒级团聚体全 N 和全 P 的保持。  相似文献   

包膜材料γ-聚谷氨酸对菜心的农学效应   总被引：3，自引：0，他引：3  

黄巧义  唐拴虎  李苹  付弘婷  张木  黄旭  易琼  张发宝 《植物营养与肥料学报》2016,22(6):1645-1654

【目的】考察施用γ-聚谷氨酸（γ-PGA）对菜心生长、产量、品质和养分吸收的影响,揭示γ-PGA的农学施用效应。【方法】在酸性土壤（pH 5.89）和强酸性土壤（pH 4.85）以菜心为供试作物进行盆栽试验。在常规施肥（施N 1.33 g/kg土,分5次施入土壤）的基础上,设不施γ-PGA包裹型肥料（T1）、分5次施用γ-PGA 0.53 mg/kg土（T2）和1.06 mg/kg（T3）、在定苗一周后一次性淋施γ-PGA 0.53 mg/kg土（T4）和1.06 mg/kg土（T5）5个处理。调查了菜心根系活力、养分含量、养分吸收累积量、叶片抗氧化系统、菜心产量及品质。【结果】酸性、强酸性土壤上,γ-PGA处理（T2、T3、T4、T5）的伤流强度均高于T1,且T3、T4、T5的伤流液氨基酸输出强度显著高于T1,平均增幅分别达到38.1%、33.2%、44.2%（P < 0.05）。酸性土壤上,T2、T3、T4、T5处理的菜心钙、镁含量显著高于T1（P < 0.05）,菜心钙的增幅分别为29.6%、21.8%、26.4%、22.7%,镁的增幅分别为11.7%、8.3%、22.2%、16.7%,锌、锰也有一定程度的提高;强酸性土壤上不同处理的菜心养分含量没有差异。T2、T3、T4、T5处理的氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌、铁、锰累积量均显著高于T1;T4、T5处理的菜心叶片可溶性蛋白显著高于T1（P < 0.05）,T2、T3、T4、T5处理的菜心叶片CAT活性显著高于T1（P < 0.05）;而酸性土壤上,仅T3处理的菜心叶片CAT活性显著高于T1处理（P < 0.05）。酸性、强酸性土壤上,T3、T4处理的菜心叶片SOD活性显著高于T1（P < 0.05）;不同处理的菜心叶片POD活性没有差异;T2、T3、T4、T5处理的菜心产量均显著高于T1（P < 0.05）,在酸性土壤上增幅分别为4.4%、7.3%、12.2%、12.3%,强酸性土壤上分别为9.7%、14.2%、12.2%、12.39%。两种类型土壤上,T2、T3、T4、T5处理的菜心地上部分和根系生物量均显著高于T1处理（P < 0.05）。T4、T5处理的Vc含量和游离氨基酸含量显著高于T1（P < 0.05）,T2、T3、T4、T5处理的硝酸盐含量显著低于T1（P < 0.05）。γ-PGA淋施处理（T4、T5）的菜心根系活力、养分含量、养分累积量、叶片抗氧化能力、产量和品质均优于γ-PGA包裹肥料施用处理（T2、T3）。不同γ-PGA用量水平不影响菜心产量、品质、养分含量及叶片抗氧化能力。在酸性土壤上,γ-PGA对菜心养分吸收累积影响更为显著,而在强酸性土壤上,γ-PGA对菜心叶片抗氧化能力影响更突出。【结论】施用γ-PGA可提高菜心根系活力,促进菜心对养分,尤其是中微量元素的吸收,并增强菜心抗逆性,产量显著提高,一次施用效果好于分多次施用。  相似文献   

添加γ-聚谷氨酸对土壤结构及持水特性的影响   总被引：2，自引：2，他引：0  

曾健  费良军  陈琳  杨扬 《水土保持学报》2018,32(1):217-224

为进一步探究γ-聚谷氨酸在农业方面应用,将不同γ-PGA含量(0,0.1%,0.2%,0.5%,1%)施入无团粒结构的砂壤土与粉壤土中,研究了γ-PGA在土壤物理结构及持水特征方面的作用。结果表明:随γ-PGA含量的增加,同一吸力下土壤持水量增加,VG模型中参数α值均大于对照组,n值递减。γ-PGA添加至1%时,砂壤土中容重降低0.087g/cm3,孔隙度增加3.28%,粉壤土中容重降低0.108g/cm3,孔隙度增加4.08%,添加γ-PGA降低了毛管孔隙比例,提高无效孔隙比例,表明γ-PGA对粉壤土物理特性影响大于砂壤土。饱和含水量与γ-PGA含量呈幂函数正相关,饱和扩散率则呈负相关关系,粉壤土中VG模型参数所计算饱和扩散率与水平入渗法计算值间相对误差值小于10%。除凋萎系数外,γ-PGA对其余土壤水分常数影响显著,均随γ-PGA含量增加而增大。土壤中薄膜水、毛管水比例提高,重力水比例显著下降。γ-PGA含量为1%时,粉壤土中有效水比例为64.83%,砂壤土中仅为56.14%。添加γ-PGA有利于改良土壤内孔隙分布,提高持水能力,防止土壤水分的深层渗漏。  相似文献   

雨滴直径对表土结构和入渗特征的影响     

马敢敢  李光录    穆旭东  侯卫亮 《水土保持研究》2022,29(6):104-111

为探究雨滴击溅对表层土壤结构和入渗特征的影响,揭示土壤微结构与入渗间的深层关联,以黄土高原土为对象,采用模拟降雨、同步辐射CT扫描和入渗试验,系统地分析了不同雨滴击溅作用下土壤结构变化与入渗速率间的关系。结果表明:(1)击溅土壤结构发生变化,团聚体数量和三维分形维数显著增加,孔隙体积和大孔隙率显著减小。雨滴直径越大,击溅后的团聚体破碎程度越强,孔隙堵塞率最高达46.40%。(2)雨滴击溅下,破碎的团聚体堵塞孔隙,在土壤表层形成致密低渗的结皮层,结皮强度随雨滴直径和击溅次数的增加逐渐增加。(3)土壤入渗速率随雨滴直径和击溅次数的增加逐渐减小,经过3次雨滴击溅后减渗效应最高可达91.81%。(4)土壤稳渗速率与雨滴直径和土壤结构特征参数呈显著指数关系变化。研究表明,雨滴直径显著影响表层土壤结构和入渗特征,雨滴直径越大,土壤结构越分散,土壤入渗能力越低。  相似文献   

冻融作用对土壤微团聚体特征及分形维数的影响   总被引：9，自引：0，他引：9  

王展  张玉龙  虞娜  邹洪涛 《土壤学报》2013,50(1):83-88

为了研究冻融作用对土壤微团聚体特征和分形维数的影响,本试验以东北地区典型土壤-棕壤为研究对象,通过室内人工控温冻融培养,测定分析不同含水量条件下,不同冻融频次处理后土壤水稳性微团聚体组成、平均质量比表面积(MWSSA)、平均质量直径(MWD)和分形维数(D)等特征指标.结果表明:供试土壤经冻融循环处理后,不同粒级微团聚体含量的变化趋势不尽相同,除0.005 ～0.001 mm外,含水量对其他粒级微团聚体含量的影响均达到了显著或极显著影响,冻融次数对各级微团聚体含量均达到了显著或极显著影响;土壤平均质量比表面积随着冻融次数和土壤含水量的增加先减小后增加;土壤平均质量直径随冻融次数的增加先增加后减小,随土壤含水量的增加先减小后增加;分形维数随着冻融次数的增加先减小后增加,随土壤含水量的增加呈波动式变化.冻融处理使土壤微团聚体的稳定性先增强后减弱,适宜含水量可增加土壤微团聚体的稳定性.  相似文献   

长期深耕秸秆还田配施生物炭对砂姜黑土团聚体及小麦-玉米产量的影响     

何家帅  李新美  魏跃鹏  郭航兆  杨康娜  孙磊康  李孝永  贾绪存  李玉霞  李荣发  王群 《农业工程学报》2024,40(7):161-171

为探究耕作方式、秸秆还田和生物炭添加结合对土壤团聚体粒径分布、团聚体养分特征、养分库储量及小麦-玉米周年产量的影响,本研究采用3因素2水平试验设计,分别为耕作方式：常规旋耕（CT）,深翻耕作（DT）;秸秆处理：秸秆还田（S）、秸秆不还田（NS）;生物炭：生物炭添加（B）、无生物炭添加（NB）,共8个处理。结果表明：无生物炭添加时,旋耕秸秆还田显著提高了0~15 cm土层团聚体稳定性及土壤养分库储量,而深耕秸秆还田显著改善了>15~30 cm土层土壤团粒组成,提升土壤肥力,促进作物增产。相关性分析表明,砂姜黑土中作物产量的提升更依赖于深层（>15~30 cm）土壤物理结构的改善和土壤肥力的提升。配施生物炭后如DT-S-B（深耕秸秆还田配施生物炭）较CT-NS-NB（旋耕秸秆不还田无生物炭）处理尤其使>15~30 cm土层团聚体稳定性显著增强,>2 mm粒级团聚体比例、重量平均直径和几何平均直径值分别增加165.88%、62.37%和119.81%,显著提高>2 mm粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高了>2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,降低了<2 mm粒级团聚体有机碳和养分固持能力,使>15~30 cm土层土壤有机碳库储量、全氮、全磷和全钾库储量分别显著提升37.41%、38.99%、41.26%和9.84%,促使2年作物周年产量平均增加22.96%,但在深耕秸秆还田的基础上配施生物炭在短期内增产效果不显著。综上,深耕秸秆还田配施生物炭能够显著改善黄淮海南部砂姜黑土深层土壤团聚体粒径分布和稳定性,提升了土壤肥力和作物周年产量,保障了农田高效绿色可持续生产。  相似文献   

长期不同施肥措施下黑土作物产量与养分平衡特征   总被引：13，自引：2，他引：13  

郝小雨  周宝库  马星竹  高中超 《农业工程学报》2015,31(16):178-185

为了明确长期不同施肥措施下黑土作物产量及养分平衡特征,利用开始于1979年的哈尔滨黑土肥力长期定位试验,以小麦-大豆-玉米轮作(3a)为一个周期,选取对照(不施肥,记作CK)、常量氮磷钾化肥配施(小麦施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为75、150 kg/hm2,玉米施N、P2O5量分别为150、75 kg/hm2,K2O共施75 kg/hm2,记作NPK)、常量有机肥(施肥18 600 kg/hm2,记作M)、常量化肥有机肥配施(化肥施量同NPK,有机肥施量同M,记作MNPK)和二倍量氮磷化肥有机肥配施(小麦施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,大豆施N、P2O5量分别为150、300 kg/hm2,、玉米施N、P2O5量分别为300、150 kg/hm2,有机肥共37 200 kg/hm2,记作M2N2P2)5个处理,研究了不同作物的平均产量、产量年际变化和土壤养分表观平衡。结果表明:1)较CK,长期平衡施用化肥或化肥配施有机肥提高了作物产量,多年平均增产率分别在82.5%~91.6%(小麦)和35.6%~40.9%(玉米)之间。长期不同施肥措施增产效果表现为M2N2P2MNPKNPKM,有机无机肥配施与单施化肥处理间作物产量差异不显著。2)长期不施肥处理小麦和玉米产量随试验年限推移呈下降趋势,降幅分别为13.93和42.61 kg/(hm2·a),大豆则以7.409 kg/(hm2·a)的速率增加。施肥处理小麦、大豆和玉米产量随试验年限的增加呈总体上升的趋势。3)在该试验条件下,长期施用常量化肥处理(NPK)和常量化肥有机肥配施处理(MNPK)土壤氮亏缺量分别为29.7和17.5 kg/hm2,磷盈余量分别为33.4和61.2 kg/hm2。各处理土壤中钾素均表现为亏缺,亏缺量在30.4~73.0 kg/hm2之间。MNPK处理氮、钾供应状况有所改善,较NPK处理分别增加12.2和27.6 kg/hm2。4)作物产量与土壤有机质、碱解氮、有效磷、降雨量、生育期日平均气温呈显著正相关关系(P0.05)。5)在黑土小麦-大豆-玉米典型轮作制度下,基于土壤养分平衡特征提出"稳氮、减磷和增钾"的施肥策略。该研究为评价和建立长期施肥模式、促进粮食持续生产提供依据。  相似文献   

覆膜和施生物炭对青海高原春油菜生长、产量和土壤团聚体的影响          下载免费PDF全文

宋明丹  詹舒婷  李飞  李正鹏 《中国土壤与肥料》2021,(6):88-94

春油菜喜冷凉耐湿润,是青海地区的优势作物,探索其高产栽培技术和理论对于该区食用油和蛋白质供给具有重要意义。2019年通过开展覆膜和施生物炭的试验,监测春油菜干物质积累、养分吸收、产量和土壤团聚体等指标,阐明覆膜和施生物炭在该区的应用效果及作用机制。研究结果表明,春油菜开花期和角果形成期干物质积累迅速,覆膜和施生物炭对总干物质量的增加作用在春油菜初花期最显著,其中覆膜和施生物炭分别比对照高192%和102%。施生物炭和覆膜均显著提高了油菜地上部总吸氮量和总吸钾量,其中施生物炭处理比对照分别高44%和34%,覆膜处理比对照分别高135%和133%。覆膜显著提高了氮素在茎中的分配比例,由对照的0.12提高到0.15。施生物炭和覆膜春油菜产量分别比对照提高9%和34%,主要通过提高单株角果数,尤其是每个分枝的角果数实现增产的。团聚体分析表明,覆膜显著提高了0.25～2 mm的土壤团聚体含量,施生物炭显著提高了大于0.25 mm的水稳性大团聚体含量14.8%,同时团聚体平均重量直径提高23.1%,有利于土壤团聚作用  相似文献   

玉米间作马铃薯对根际土壤酶活性及团聚体稳定性的影响     

芦美  赵吉霞  李永梅  王自林  范茂攀 《水土保持研究》2023,(6):123-132

[目的]阐明影响水稳性团聚体稳定性的主要因素,为云南省红壤坡耕地综合治理提供科技支撑。[方法]设置玉米单作、马铃薯单作、玉米与马铃薯间作3个处理,分析了间作对作物根际土壤养分含量、酶活性、球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量、团聚体组成和稳定性的影响,以及对作物的农艺性状及产量的影响。[结果](1)相比于单作,玉米与马铃薯间作不仅能使马铃薯根际土壤中的有机质、速效磷含量分别显著增加了13.53%,46.53%(p<0.05),而且能使两种作物根际土壤的总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)和易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)含量均有增加趋势,其中玉米的差异性达显著水平(p<0.05)。(2)相比于单作,玉米与马铃薯间作可以显著增加两种作物根际土壤的脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性,以及>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_0.25)和平均质量直径(MWD)值(p<0.05),玉米的增幅为17.63%～41.29%,马铃薯的增幅为10.81%～34.79%。(3)相比于单作,玉米与马铃薯间作均可显著增加两种作物的地上部和根系的干重(p...  相似文献   

贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究   总被引：5，自引：3，他引：2       下载免费PDF全文

吴梦瑶  陈林  庞丹波  刘丽贞  刘波  祝忠有  李学斌 《水土保持学报》2021,35(2):210-216

以贺兰山不同海拔植被下0—20,20—40 cm土层土壤为研究对象,分析不同粒径团聚体含量及团聚体稳定性随海拔升高的变化特征,探讨其与土壤理化性质之间的相关关系。结果表明:0—20 cm土层,0.25~0.053 mm团聚体为主要团聚体类型,随海拔增加,水稳性大团聚体(>0.25 mm)含量增加,<0.053 mm团聚体含量减少,表明土壤团聚体随海拔增加呈现由小粒径向大团聚体转变的趋势。20—40 cm土层,水稳性大团聚体含量在中海拔(2139 m)达到最高,占比为65.73%。平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)在0—20,20—40 cm土层均呈现随海拔升高先增加后减小的趋势,并在2139 m处达到峰值。不同海拔梯度土壤团聚体MWD和GMD与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)粉粒以及砂粒含量呈正相关,与黏粒含量、pH呈负相关。贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体稳定性总体表现为中海拔>高海拔>低海拔,较高含量的大团聚体和土壤养分是团聚体稳定的关键要素。  相似文献   

不同施肥模式下设施菜田土壤团聚体养分和微生物量特征   总被引：9，自引：1，他引：8  

荣勤雷  李若楠  黄绍文  周春火  唐继伟  王丽英  张彦才 《植物营养与肥料学报》2019,25(7):1084-1096

【目的】针对设施蔬菜生产中普遍存在的化肥施用严重超量、化肥与有机肥配施模式不合理等现象,利用日光温室蔬菜有机肥/秸秆替代化肥模式定位试验,研究了不同施肥模式对设施菜地土壤团聚体养分、微生物量碳氮含量的影响,为设施蔬菜优质高效生产和减量施用化肥提供科学依据。【方法】将25%或50%的无机氮肥用玉米秸秆或猪粪中氮替代,进行温室蔬菜田间定位试验。试验共设5个处理(各处理等氮、等磷、等钾):1)全部施用化肥氮(4/4CN);2) 3/4化肥氮+1/4猪粪氮(3/4CN+1/4MN);3) 2/4化肥氮+2/4猪粪氮(2/4CN+2/4MN);4) 2/4化肥氮+1/4猪粪氮+1/4秸秆氮(2/4CN+1/4MN+1/4SN);5) 2/4化肥氮+2/4秸秆氮(2/4CN+2/4SN)。在定位试验第6年冬春茬黄瓜季拉秧期采取耕层土壤样品,分析土壤团聚体分布规律和稳定性,并测定各粒级团聚体中土壤养分和微生物量碳、氮含量。【结果】设施菜地土壤团聚体以250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体为主,其含量分别平均为32.0%和38.4%。较4/4CN模式,有机肥/秸秆替代化肥模式提高了土壤大团聚体(> 250μm)比例。配施秸秆模式对土壤团聚体分布影响相对较大,并显著提高土壤团聚体机械稳定性,平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)分别提高6.1%和11.2%。在<250μm团聚体、250~1000μm团聚体、1000~2000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,不同有机肥化肥配施模式(3/4CN+1/4MN、2/4CN+2/4MN、2/4CN+1/4MN+1/4SN、2/4CN+2/4SN)土壤有机碳含量较4/4CN模式分别增加36.8%~89.6%、34.9%~100.3%、29.5%~69.2%和21.7%~72.1%,分别平均增加69.8%、76.6%、56.9%和49.2%。不同施肥模式对有机碳、全氮、硝态氮、速效磷的影响规律基本一致。土壤有机碳、全氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,平均分别占土壤有机碳储量的34.1%、35.2%和土壤全氮储量的34.0%、36.4%。土壤硝态氮在250~1000μm团聚体与1000~2000μm团聚体中含量较高,土壤速效钾、微生物量碳氮含量表现为随土壤团聚体直径的增大而提高,而速效磷则随土壤团聚体直径的增大而降低。【结论】设施菜田土壤团聚体优势粒级为> 2000μm团聚体和250~1000μm团聚体,配施秸秆模式显著提高土壤团聚体的机械稳定性。有机肥/秸秆替代化肥模式提高土壤各级团聚体有机碳、全氮、硝态氮和速效磷含量。设施菜地土壤有机碳氮主要分布在250~1000μm团聚体和> 2000μm团聚体中,而微生物量碳、氮含量随土壤团聚体直径的减小而呈增加的趋势。  相似文献   

保水剂对粘质潮土团聚体分布、稳定性及玉米养分积累的影响   总被引：5，自引：2，他引：3  

马征  姚海燕  张柏松  董晓霞  刘苹 《水土保持学报》2017,31(2):221-226

通过玉米盆栽试验,研究了4种不同类型保水剂对粘质潮土团聚体分布、稳定性和玉米养分积累及吸收利用的影响。结果表明:保水剂保水效果在玉米生长中后期显现,收获期各处理土壤含水量比对照提高21.45%~65.09%;通过计算5种土壤团聚体特征参数并分析其与土壤粒径组成的相关性发现,聚丙烯酸钠(WT_1)与自制有机肥型保水剂(OSC)的土壤水稳性大团聚体数量(R_(0.25))比施肥处理(T_1)显著提高72.40%和58.00%,平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)较T_1分别显著提高45.91%,67.89%和57.34%,64.11%,土壤不稳定团粒指数(E_(LT))显著降低18.51%和14.83%;各保水剂处理使分形维数(D)降低0.10%~2.64%;GMD与土壤各级颗粒含量均呈极显著相关(p0.01),较其他参数可更准确的反应土壤团聚体分布及稳定性;聚丙酰胺型保水剂(AS)和OSC对于土壤氮素的保持和促进氮素转化效果更好,籽粒含氮量比T_1分别显著上升10.37%和15.67%。OSC对提高土壤团聚体和促进养分吸收利用均具有显著效果,这对进一步研制复合功能保水剂提供了参考。  相似文献