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长期施肥对黄壤性水稻土有机碳矿化的影响

土壤学报 2018年第1期55卷 225-235页

作者：郭振王小利段建军焦克强孙沙沙段英华张雅蓉李渝蒋太明贵州大学农学院贵阳550025 贵州大学烟草学院贵州省烟草品质研究重点实验室贵阳550025 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室北京100081 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵阳550006

以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期(22年)定位施肥试验为对象,采用室内模拟培养试验研究了不施肥(对照,CK)、施化肥(NPK)、低量有机无机肥配施(0.5MNPK)、施牛粪(M)和常量有机无机肥配施(MNPK)对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:NP... 详细信息

以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期(22年)定位施肥试验为对象,采用室内模拟培养试验研究了不施肥(对照,CK)、施化肥(NPK)、低量有机无机肥配施(0.5MNPK)、施牛粪(M)和常量有机无机肥配施(MNPK)对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:NPK处理土壤有机碳含量(21.6 g kg^(-1))与CK处理(22.8 g kg^(-1))基本相同,而0.5MNPK、M和MNPK处理的土壤有机碳含量较CK处理分别提高了30.6%、72.9%和62.2%,其中,M和MNPK处理差异达显著水平(p土壤有机碳矿化速率大小依次为:M>MNPK>0.5MNPK>CK>NPK,各处理土壤有机碳矿化速率随时间的动态变化均符合对数函数关系(p土壤有机碳累积矿化量为1.23~2.37 g kg^(-1),以M处理和MNPK处理较高,较CK处理(1.46 g kg^(-1))分别增加了62.6%和44.2%(p土壤有机碳的累积矿化率(土壤有机碳累积矿化量/土壤有机碳含量)较CK处理(6.4%)均有所下降,以M处理和MNPK处理下降较多,降幅分别为1.2%和0.9%。土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化可以用一级动力学方程拟合(p土壤潜在可矿化有机碳量为1.55 g kg^(-1),与CK处理相比,NPK处理下降了11.6%,但差异不显著(p>0.05),而有机肥处理(0.5MNPK、M和MNPK)有不同程度的提高(21.3%~73.6%),其中,M和MNPK处理提高幅度较大(p土壤有机碳的周转速率,减少周转时间。上述结果指示黄壤性水稻土长期施用有机肥(0.5MNPK、M和MNPK)能够提高土壤有机碳的矿化速率,在促进土壤有机碳积累的同时降低其累积矿化率(单位有机碳矿化水平),增强土壤固碳能力。

关键词：长期施有机肥黄壤性水稻土有机碳矿化拟合参数有机碳积累

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长期施肥下黄壤性水稻土有机碳组分变化特征

中国农业科学 2014年第19期47卷 3817-3825页

作者：张丽敏徐明岗娄翼来王小利秦松蒋太明李忠芳贵州大学农学院中国农业科学院农业资源与农业区划研究所中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所贵州省土壤肥料研究所农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贺州学院化学与生物工程学院

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义... 详细信息

【目的】土壤有机碳具有高度异质性,不同组分的有机碳由于化学性质和存在方式等不同,其生物有效性和肥力功能不同,并反映出不同的稳定机制,所以深入研究土壤有机碳的组分特征,对于更好地了解土壤有机碳的稳定性和肥力机制具有重要意义。本研究以黄壤性水稻土为对象,旨在研究揭示长期施肥对土壤有机碳组分特征的影响并探讨合理培肥模式。【方法】以中国黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验为依托,通过田间取样和室内分析,采用土壤有机碳物理-化学联合分组方法,重点研究不同施肥条件下土壤有机碳组分含量及分配比例的变化,并通过定量分析组分碳含量与年均碳投入量的关系,探讨土壤有机碳饱和现象。试验处理包括不施肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、无机肥配施低量有机肥(0.5MNPK)和无机肥配施高量有机肥(MNPK),碳投入梯度为0.87—6.02 t·hm-2·a-1。【结果】与不施肥(CK)相比,单施化肥(NPK)处理显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、化学保护粉粒组有机碳和生物化学保护粉粒组有机碳含量,总有机碳提升10%;有机肥处理(0.5MNPK、M、MNPK)显著增加了土壤游离态粗颗粒有机碳、物理保护有机碳、化学保护粉粒组、黏粒组有机碳和生物化学保护粉粒组、黏粒组有机碳,增加幅度高于化肥处理,总有机碳提升24%—46%,其中以有机无机肥配施(MNPK)的提升幅度最大;与不施肥(CK)及单施化肥(NPK)处理相比,有机肥处理(0.5MNPK、M、MNPK)土壤物理保护有机碳的分配比例显著升高;模型分析发现,长期施肥条件下土壤游离态粗颗粒有机碳浓度与年均碳投入量呈显著的线性关系,而化学保护态有机碳浓度与生物化学保护态有机碳浓度以及土壤总有机碳含量,均与年均碳投入量呈显著的"饱和曲线效应"的对数函数关系。【结论】有机无机肥配施是提升黄壤性水稻土有机碳水平的最佳培肥措施,并以物理保护有机碳的提升幅度最大,强化了有机碳的物理稳定机制;黄壤性水稻土较稳定的有机碳组分(化学保护态、生物化学保护态)以及总有机碳存在饱和现象,在当前条件下出现饱和限制。

关键词：土壤有机碳饱和物理-化学联合分组有机碳组分长期施肥黄壤性水稻土

西南黄壤性水稻土长期不同施肥模式下作物产量及氮肥利用率演变特征

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中国土壤与肥料 2017年第3期 20-27页

作者：刘彦伶李渝张雅蓉张文安蒋太明贵州省土壤肥料研究所贵州贵阳550006 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006 贵州省农业科学院贵州贵阳550006

为了解西南黄壤性水稻土长期施肥效应,通过连续19年长期定位试验,分析了西南黄壤性水稻土单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥和1/2化肥配施(0.5MNPK)、全量有机肥和全量化肥配施(MNPK)4种施肥模式对作物产量、氮肥利用率的影响及... 详细信息

为了解西南黄壤性水稻土长期施肥效应,通过连续19年长期定位试验,分析了西南黄壤性水稻土单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、1/2有机肥和1/2化肥配施(0.5MNPK)、全量有机肥和全量化肥配施(MNPK)4种施肥模式对作物产量、氮肥利用率的影响及变化特征。结果表明:长期施用化肥或有机肥可显著增加作物产量,NPK、M、0.5MNPK、MNPK比CK分别显著增产56.2%、57.8%、65.0%、74.0%;各施肥处理氮肥偏生产力(PFP_N)、氮肥内部利用率(IE_N)、氮肥回收利用率(RE_N)、氮肥累积利用率(ARE_N)分别为10.9~20.7kg·kg^(-1)、44.7~53.8 kg·kg^(-1)、13.6%~19.6%、12.0%~16.9%,均以0.5MNPK最高,MNPK最低,高量氮肥施用导致氮肥利用率较低;长期单施化肥处理氮肥利用率随时间保持持平或呈下降趋势,施用有机肥的各处理氮肥利用率随时间呈显著上升趋势,尤其是氮肥累积利用率呈极显著上升趋势。长期施用有机肥尤其是有机无机配施作物产量稳定且氮肥利用率稳步提高。因此,常年高量施氮的黄壤性水稻土可适量减少氮肥用量,相应的进行有机无机肥料的合理配施是提高作物产量和肥料利用率的有效措施。

关键词：黄壤性水稻土长期施肥产量氮肥利用率演变特征

长期施肥对黄壤性水稻土磷平衡及农学阈值的影响

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中国农业科学 2016年第10期49卷 1903-1912页

作者：刘彦伶李渝张雅蓉张文安蒋太明贵州省农业资源与环境研究所农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州省农业科学院

【目的】研究长期施肥条件下土壤有效磷(Olsen-P)的演变特征及土壤磷素的累积状况,分析土壤磷素累积与土壤有效磷的响应关系,明确Olsen-P的农学阈值及合理磷肥施用量,为西南黄壤地区科学施用磷肥提供理论依据。【方法】以贵州黄壤肥力... 详细信息

【目的】研究长期施肥条件下土壤有效磷(Olsen-P)的演变特征及土壤磷素的累积状况,分析土壤磷素累积与土壤有效磷的响应关系,明确Olsen-P的农学阈值及合理磷肥施用量,为西南黄壤地区科学施用磷肥提供理论依据。【方法】以贵州黄壤肥力与肥料长期定位试验为平台,选择试验中6个处理分别是不施肥(CK)、偏施氮钾肥(NK)、常量氮磷钾肥(NPK)、常量有机肥(M)、减1/2有机肥+减1/2氮磷钾肥(1/2 M+1/2 NPK)和常量有机肥+常量氮磷钾肥(MNPK)。分析西南黄壤性水稻土19年(1995—2013)土壤Olsen-P含量与植株吸磷量,研究土壤Olsen-P的变化规律及土壤累积磷盈亏状况,通过Mitscherlich方程模拟作物相对产量对土壤Olsen-P的响应关系,明确西南黄壤性水稻土的农学阈值,并分析Olsen-P与施肥量之间的关系。【结果】长期施用磷肥处理可显著提高土壤Olsen-P含量,各施磷处理Olsen-P年增长速率在0.72—2.47 mg·kg-1·a-1,其中MNPK处理Olsen-P增长速率最大,NPK处理最小,主要与施肥量的高低有关;有机肥配施化学磷肥比单施化学磷肥和单施有机肥更能有效地促进作物对磷素的吸收;不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷处理土壤磷素盈余量为176—1 200kg·hm-2,其中MNPK处理磷素盈余量最高;土壤累积磷盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤中磷素每盈余100 kg·hm-2,NPK、M、1/2M+1/2NPK、MNPK处理Olsen-P含量分别提高4.0、2.0、3.2和2.0 mg·kg-1;土壤每年磷盈亏和Olsen-P含量与磷肥施用量呈极显著正相关关系,磷肥用量(纯P)17.4 kg·hm-2时土壤磷盈亏呈持平状态,西南黄壤性水稻土Olsen-P的农学阈值为15.8 mg·kg-1;对应的施肥量(纯P)为每年37.2 kg·hm-2·a-1。【结论】土壤有效磷随土壤磷素盈余而变化,同时与磷素投入量密切相关,当磷肥用量(纯P)为17.4 kg·hm-2·a-1土壤磷素呈持平状态。当磷肥用量(纯P)为37.2 kg·hm-2·a-1时,可获得较高作物产量,磷肥当季利用率高,且磷素在土壤中累积较少。当磷肥用量(纯P)大于37.2 kg·hm-2·a-1时,作物产量对磷肥用量无响应,大量磷素累积在土壤中,增加土壤磷素的流失风险。土壤中累积磷盈余量一定的情况下,西南黄壤性水稻土长期单施化学磷肥提升土壤Olsen-P的速率大于施用有机肥处理。

关键词：长期施肥黄壤性水稻土有效磷磷盈亏农学阈值

长期有机无机肥配施增强黄壤性水稻土有机氮的物理保护作用

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植物营养与肥料学报 2015年第6期21卷 1481-1486页

作者：张丽敏徐明岗娄翼来王小利段建军李渝蒋太明段英华中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 贵州大学农学院贵州贵阳550025 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 贵州省农业科学院土壤肥料研究所贵州贵阳550006 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006

【目的】土壤有机碳物理一化学联合分组方法很好地联系了有机碳的多种稳定机制,成为深入研究土壤有机碳组分特征的有效手段。本研究旨在利用该方法研究长期施肥对黄壤性水稻土有机氮组分特征的影响,为合理施肥提供理论依据。【方法】基... 详细信息

【目的】土壤有机碳物理一化学联合分组方法很好地联系了有机碳的多种稳定机制,成为深入研究土壤有机碳组分特征的有效手段。本研究旨在利用该方法研究长期施肥对黄壤性水稻土有机氮组分特征的影响,为合理施肥提供理论依据。【方法】基于南方黄壤性水稻土18年长期施肥定位试验,分析了不同施肥处理土壤有机氮组分含量及分配比例的变化。试验处理包括不施肥对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施有机肥（M）、无机肥配施低量有机肥（0.5MNPK）和无机肥配施高量有机肥（MNPK）。【结果】单施化肥处理（NPK）水稻土总有机氮及各组分有机氮含量与不施肥对照相比无显著变化,施用有机肥处理（M、0.5MNPK、MNPK）则显著提高了土壤总有机氮、游离态粗颗粒、物理保护、化学保护及生物化学保护有机氮含量提高幅度分别为27%-51%、23%-39%、128%-274%、29%-42%和13%-28%,以有机无机肥配施最为显著,但降低了游离态细颗粒有机氮含量。在各个氮组分中游离态颗粒有机氮占总有机氮比例最高（46%-50%）物理保护有机氮比例最低（2%-6%）。与不施肥（CK）及单施化肥处理（NPK）相比,有机肥处理（M、0.5MNPK、MNPK）提高了土壤物理保护有机氮的分配比例。【结论】长期施肥土壤各组分有机氮及总有机氮两两之间均呈显著相关关系只有游离细颗粒有机氮与物理保护有机氮呈负相关关系。长期施用有机肥,极大改善土壤团聚体结构促进游离细颗粒有机氮的包裹,进而提高物理保护有机氮的相对比例,土壤有机氮的物理保护作用相对增强。因此,有机无机肥配施是提高稻田土壤有机氮含量的最有效措施。

关键词：土壤有机氮组分长期施肥物理-化学联合分组黄壤性水稻土

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黄壤性水稻土的磷素肥力评价及稻麦施肥模式

西南农业学报 1987年第3期 14-22页

作者：朱钟麟米君富罗晓川贾仲伦四川省农业科学院土肥所

校验研究结果表明,Olsen法测定的土壤有效磷含量与作物相对产量的关系符合Mitscherlich改良方程R=A(1—10~cx)。在黄壤性水稻土上,小麦的C值较为稳定,约为0.067.;水稻的C值较高,且随土壤性质变化。采用复合划级法,分别将土壤有效磷含量1... 详细信息

校验研究结果表明,Olsen法测定的土壤有效磷含量与作物相对产量的关系符合Mitscherlich改良方程R=A(1—10~cx)。在黄壤性水稻土上,小麦的C值较为稳定,约为0.067.;水稻的C值较高,且随土壤性质变化。采用复合划级法,分别将土壤有效磷含量土壤磷素肥力定为极低、低、中、高四级;小麦相对产量分为土壤有效磷每增加1P-ppm,在CEC15的土壤上,应分别施入2.8和7.1ppm-P。

关键词：黄壤性水稻土磷肥施用模式有效磷磷肥评价磷肥反应模式

长期施肥对黄壤性水稻土耕层有机碳平衡特征的影响

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西南农业学报 2014年第6期27卷 2428-2431页

作者：李渝罗龙皂何昀昆张文安蒋太明贵州省农业资源与环境研究所贵州贵阳550006 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006 贵州省科学技术情报研究所贵州贵阳550004 贵州省农业科学院贵州贵阳550006

为阐明长期施肥对黄壤性水稻土有机碳平衡特征的影响,探讨土壤可持续利用培肥模式,收集2006-2011年10种施肥模式下(CK,1/4M+3/4NPK,1/2M+1/2NPK,M,NPKM,NPK,NK,N,NP,PK)的黄壤性水稻土,分析了各施肥模式下土壤有机碳平衡的变化特征。结... 详细信息

为阐明长期施肥对黄壤性水稻土有机碳平衡特征的影响,探讨土壤可持续利用培肥模式,收集2006-2011年10种施肥模式下(CK,1/4M+3/4NPK,1/2M+1/2NPK,M,NPKM,NPK,NK,N,NP,PK)的黄壤性水稻土,分析了各施肥模式下土壤有机碳平衡的变化特征。结果表明:长期施用有机肥情况下,各处理土壤有机碳含量较不施肥处理(CK)均显著增加;随着有机肥施用量的增加,有机碳含量逐渐增加,其中NPKM处理最高;不同施肥模式有机碳平衡变化较大,除1/4M+3/4NPK处理外,施有机肥处理土壤有机碳表现为盈余,且各处理间存在显著差异;不施肥和施用化肥处理的有机碳表现为亏缺;黄壤性水稻土有机碳平衡与系统总碳投入显著正相关(R2=0.9974),维持土壤有机碳平衡所需的最低碳投入量为每年2.7 t/hm2。研究区黄壤性水稻土有机碳尚未饱和,仍具一定的固碳潜力,施有机肥,尤其是有机肥与化肥配施可以提高土壤有机碳含量。

关键词：黄壤性水稻土长期施肥有机碳平衡碳投入

长期不同施肥处理对黄壤性水稻土理化性质的影响

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江苏农业科学 2017年第19期45卷 294-298页

作者：刘彦伶李渝张雅蓉张文安黄兴成蒋太明贵州省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006 贵州省农业科学院贵州贵阳550006

依托国家黄壤肥力与肥效长期定位试验,研究连续施肥18年后,不同施肥处理对西南黄壤性水稻土土壤质地、容重、总孔隙度、阳离子交换量(CEC)、pH值、有机质、氮、磷、钾等土壤理化性质的影响。研究结果表明,长期不施肥土壤容重、孔隙度、... 详细信息

依托国家黄壤肥力与肥效长期定位试验,研究连续施肥18年后,不同施肥处理对西南黄壤性水稻土土壤质地、容重、总孔隙度、阳离子交换量(CEC)、pH值、有机质、氮、磷、钾等土壤理化性质的影响。研究结果表明,长期不施肥土壤容重、孔隙度、阳离子交换量与初始值无明显差异,而土壤养分含量基本呈下降趋势;长期单施化肥土壤容重比试验初始值增加5.1%,土壤孔隙度降低2.1百分点,土壤物理性质有变劣趋势,土壤pH值也显著低于其他处理,除土壤磷素养分明显增加外,有机质、氮、钾等其他土壤养分基本呈下降趋势;常规有机肥(M)、常规有机肥+常量氮磷钾肥(MNPK)处理黏粒含量显著降低且沙粒含量显著提高,土壤质地由黏土转变成壤质黏土,土壤容重比单施化肥处理分别降低15.9%、18.1%,土壤孔隙度显著提高。长期施用有机肥可显著提高土壤阳离子交换量(CEC)、pH值及其他土壤养分,与试验初始值相比,MNPK处理土壤CEC、pH值、有机质、全氮、全磷分别提高9.9%、5.0%、29.6%、35.2%、52.6%;长期施用绿肥效果虽不如有机肥,但也可在一定程度上改善土壤理化性质;长期不同施肥处理土壤全钾含量均比试验初始值下降9.1%~19.5%,在实际生产中应重视钾肥的施用。在西南黄壤性水稻土上化肥与有机物料配施尤其是与畜禽有机肥配施对改善土壤理化性质效果最佳。

关键词：黄壤性水稻土长期施肥土壤理化性质

贵州黄壤性水稻土不同粒径有机碳之间的矿化差异

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江苏农业科学 2017年第14期45卷 223-226,235页

作者：郭振王小利段建军徐明岗张雅蓉李渝蒋太明贵州大学农学院贵州贵阳550025 贵州大学烟草学院/贵州省烟草品质研究重点实验室贵州贵阳550025 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室北京10081 农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站贵州贵阳550006

以贵州长期定位试验的黄壤性水稻土为对象,以单施有机肥处理为例,采用湿筛法和碱液吸收法研究不同粒径土壤[粗颗粒(>250μm)、微团聚体(53~250μm)、单粉粒(2≤粒径0.05),固碳能力依次是:粗颗粒>单黏粒>微团聚体>单粉粒。不同粒径土壤... 详细信息

以贵州长期定位试验的黄壤性水稻土为对象,以单施有机肥处理为例,采用湿筛法和碱液吸收法研究不同粒径土壤[粗颗粒(>250μm)、微团聚体(53~250μm)、单粉粒(2≤粒径土壤有机碳的稳定性提供理论依据。结果表明:所有组分有机碳的矿化速率呈现出先快速上升后逐渐下降的趋势,并在培养后4 d达到峰值,矿化速率CO2-C介于0.004 0~0.050 4 g/(kg·d)之间;培养前期单粉粒有机碳和微团聚体有机碳的矿化速率较高,粗颗粒有机碳矿化速率最低。所有组分的累积矿化量CO2-C介于0.151 7~0.185 4 g/kg之间,且粗颗粒和单黏粒有机碳累积矿化量较原土分别降低了13.3%和8.18%,其他组分较原土略有提高;微团聚体和单粉粒的有机碳累积矿化量较高,分别为0.176 4 g/kg和0.185 4 g/kg,显著高于粗颗粒和单黏粒(P土壤中可矿化有机碳的分配比例无显著差异(P>0.05),固碳能力依次是:粗颗粒>单黏粒>微团聚体>单粉粒。不同粒径土壤中可矿化有机碳的分配比例随粒级减小而变大,大粒径土壤固碳能力较小粒径强。

关键词：黄壤性水稻土粒径有机碳矿化稳定性矿化速率累积矿化量