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甘薯连作障碍发生的土壤养分因素探讨

中国土壤与肥料 2024年第4期 102-107页

作者：许仙菊姜晓蕊陈丹艳张永春汪吉东冯冰钟月华江苏省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部江苏耕地保育科学观测实验站/国家农业环境六合观测实验站江苏南京210014 金陵科技学院园艺园林学院江苏南京210038

连作障碍是甘薯种植中的一个突出问题。为了阐明甘薯连作障碍发生的原因,分别采集了5、10和15年连作甘薯及其对照土壤,分析了土壤pH、有机质、阳离子交换量、全量和有效态氮、磷、钾含量、有效态中微量元素含量,并计算了土壤氮、磷、钾... 详细信息

连作障碍是甘薯种植中的一个突出问题。为了阐明甘薯连作障碍发生的原因,分别采集了5、10和15年连作甘薯及其对照土壤,分析了土壤pH、有机质、阳离子交换量、全量和有效态氮、磷、钾含量、有效态中微量元素含量,并计算了土壤氮、磷、钾之间的比值。结果表明:相比于各自对照,5年甘薯连作显著提高了土壤pH,但是10和15年连作显著降低了土壤pH;5年连作对土壤有机质含量影响较小,但是10和15年连作提高了土壤有机质含量,其中15年连作达显著水平;5年连作对土壤全氮和碱解氮含量影响较小,但是10和15年连作均显著提高了土壤全氮和碱解氮含量;5、10和15年连作均显著提高了土壤全磷和有效磷含量;不同连作年限对土壤全钾、速效钾和中微量元素(钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硅)含量的影响没有明显规律;甘薯多年连作后,土壤氮/磷降低,氮/钾和磷/钾升高,导致土壤氮、磷、钾失衡,氮磷过多可能引起钾的相对缺乏,也会破坏土壤微生态体系,引起病虫害发生。甘薯是一种耐贫瘠且喜钾植物,基于上述结果,甘薯连作一般不会造成土壤肥力的降低,土壤酸化和氮磷钾养分失衡可能是造成甘薯连作障碍发生的两个主要原因。

关键词：连作年限甘薯土壤养分障碍因素土壤酸化

长期施用有机肥对土壤微塑料赋存及迁移特征的影响

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环境科学 2024年第4期45卷 2304-2312页

作者：王长远马啸驰郭德杰刘新红马艳罗佳江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014 国家农业环境六合观测实验站南京210014 江苏大学环境与安全工程学院镇江212013

为探明设施土壤中微塑料的赋存特征与施肥模式、种植年限及土壤深度之间的响应关系,通过现场采样、显微镜观察、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法,对长期施用有机肥土壤中微塑料丰度、形状、粒径、颜色、种类和表... 详细信息

为探明设施土壤中微塑料的赋存特征与施肥模式、种植年限及土壤深度之间的响应关系,通过现场采样、显微镜观察、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法,对长期施用有机肥土壤中微塑料丰度、形状、粒径、颜色、种类和表面形貌特征及有机肥中微塑料的丰度、粒径和种类进行分析.结果表明,设施土壤中不同种植年限下(2016~2021年)表层土壤中微塑料的平均丰度随着种植年限的升高而升高,化肥(CF)、有机肥(OF)和生物炭+有机肥(BOF)处理中微塑料丰度不同,其中每年OF处理微塑料的丰度最高,2021年长期施用OF的表层土壤微塑料丰度最高,为543.33 n·kg^(-1).3种施肥处理土壤中微塑料平均年增长速率分别为11.16%、12.61%和9.17%.微塑料丰度在不同深度土层中表现为随土层深度的增加而显著降低,且BOF处理中微塑料向深层土壤迁移效率最高.微塑料形状主要为纤维状、碎片状、颗粒状和薄膜状,在0~40 cm深度土壤中,纤维状微塑料在3种施肥类型土壤中均占主导地位.在40~60 cm土壤中CF处理无纤维状和薄膜状微塑料,颗粒状微塑料占比最高(57.14%);OF处理无薄膜状微塑料,颗粒状微塑料和纤维状微塑料占比最高(36.00%);BOF处理中占比最高的为颗粒状微塑料(41.18%),占比最少的为薄膜状微塑料(5.88%). 3种施肥处理土壤中小尺寸(研究对于明晰不同长期施肥模式下设施土壤中微塑料的分布特征和迁移具有重要意义.

关键词：微塑料有机肥土壤深度设施农田迁移

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低磷有机肥对土壤磷淋失及空心菜产量的影响

土壤通报 2024年第4期55卷 992-999页

作者：刘新红黑若楠姚怡罗佳马艳江苏省农业科学院农业资源与环境研究所国家农业环境六合观测实验站江苏省南京210014

【目的】有机肥减磷对于调控菜地土壤磷素的淋溶风险具有重要意义,然而其阻控磷淋失和稳定蔬菜产量的潜力还不清楚。【方法】以不施肥和菜地常用高磷含量有机肥(TP 2.03%,HP)为对照,设置总磷含量为1.75%(MHP)、1.32%(MP)和1.06%(LP)3种... 详细信息

【目的】有机肥减磷对于调控菜地土壤磷素的淋溶风险具有重要意义,然而其阻控磷淋失和稳定蔬菜产量的潜力还不清楚。【方法】以不施肥和菜地常用高磷含量有机肥(TP 2.03%,HP)为对照,设置总磷含量为1.75%(MHP)、1.32%(MP)和1.06%(LP)3种低磷有机肥处理,进行空心菜设施栽培试验,考察不同处理对于土壤磷素淋溶、土壤磷含量及蔬菜产量的影响。【结果】空心菜生育前期(第一、二茬)是磷素淋失的关键时期,相比HP处理,低磷有机肥(MHP、MP、LP)处理土壤磷淋失强度第一茬分别降低4%、21%和31%(P<0.05),第二茬分别显著降低24%、34%和45%;土壤总磷含量第一茬分别下降6.8%、21.2%和19.2%(P<0.05),土壤有效磷含量分别下降0%、21.6%和20.0%(P<0.05);空心菜产量不显著降低,第一茬MP和LP处理植株磷含量显著降低。表观分析表明,低磷有机肥处理显著降低了有机肥磷在土壤中的遗存。以土壤总磷和淋溶水总磷浓度进行分段回归分析显示,本实验背景土壤磷淋失阈值为土壤总磷1.19 g kg^(-1)。【结论】低磷有机肥可以有效降低土壤磷淋失强度,显著降低土壤磷遗存,不显著降低蔬菜产量。以实验区土壤为参照,建议在土壤磷高于1.19 g kg^(-1)的土壤中使用磷含量小于1.75%的有机肥,在低于此值的土壤中使用磷含量大于等于1.75%的有机肥。

关键词：有机肥减磷淋溶空心菜产量

化肥减量配施不同有机肥的植烟土壤-微生物碳氮磷生态化学计量特征

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生态学杂志 2024年第7期43卷 2150-2157页

作者：余顺平熊于斌杨娅俞海冰胡良松黄琳汤利云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南农业大学烟草学院昆明650201 玉溪市农业科学院云南玉溪653100 农业农村部云南耕地保育科学观测实验站昆明650201

探明化肥减量合理配施不同有机肥的土壤微生物生物量碳氮磷及其生态化学计量特征,明确农田生态系统生产力与养分供应之间的平衡效应,对促进云南高原特色农业产业的高效绿色发展具有重要意义。本研究以连续9年的植烟土壤为对象,进行长期... 详细信息

探明化肥减量合理配施不同有机肥的土壤微生物生物量碳氮磷及其生态化学计量特征,明确农田生态系统生产力与养分供应之间的平衡效应,对促进云南高原特色农业产业的高效绿色发展具有重要意义。本研究以连续9年的植烟土壤为对象,进行长期定位施肥试验。试验设不施肥(CK)、当地常规推荐施肥(100%化肥,CF-1)、化肥减量20%(CF-2)、化肥减量20%配施有机肥(OF)和化肥减量20%配施生物有机肥(BF)处理。分析比较植烟土壤微生物生物量碳氮磷及生态化学计量比,探讨其化学计量内稳性指数。结果表明,与常规推荐施肥处理相比(CF-1),化肥减量20%配施有机肥处理(OF)和配施生物有机肥处理(BF)均显著提高土壤碳氮磷含量及微生物生物量碳氮磷,且土壤C∶N、C∶P、N∶P和微生物生物量C∶N、C∶P、N∶P呈降低趋势。回归分析表明,微生物生物量C、N、P、C∶N和N∶P的内稳性指数1/H均≥0.75,具有敏感型特征。冗余分析表明,植烟土壤微生物生物量C、N、P与土壤C、N、P含量呈显著或极显著正相关,微生物生物量C∶N、C∶P与土壤C、N、P含量呈极显著或显著负相关,表明化肥减量配施不同有机肥对植烟土壤C、N、P的改变直接导致微生物生物量C、N、P化学计量比的改变。综上所述,连续化肥减量20%配施不同有机肥能不同程度提高植烟土壤养分含量,对于维持土壤碳氮磷及微生物生物量碳氮磷化学计量平衡、提高土壤肥力具有重要作用。

关键词：植烟土壤化肥减量微生物生物量生态化学计量比内稳性

砂姜黑土麦玉轮作不同施氮量下土壤矿质氮运移规律及分布特征

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农业资源与环境学报 2024年

作者：吕金岭高燕哺骆晓声郭战玲李太魁河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所农业农村部原阳农业环境与耕地保育科学观测实验站河南省农业生态环境重点实验室河南省生态环境监测中心

砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤，由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙，砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此，本研究设置CK（无氮磷钾肥）、TR（传统高氮）、OPT（优化施氮）和ZOPT（再优化施氮）4个处理，采... 详细信息

砂姜黑土是黄淮海地区的一类典型农田土壤，由于存在明显的砂姜层以及易产生多发性裂隙，砂姜黑土的氮素迁移分布存在不确定性。鉴于此，本研究设置CK（无氮磷钾肥）、TR（传统高氮）、OPT（优化施氮）和ZOPT（再优化施氮）4个处理，采用剖面取样和同位素示踪方法，探究砂姜黑土麦玉轮作氮素运移规律及作物吸收利用率。结果显示，长期施肥条件下，砂姜黑土NO3--N残留量主要集中在0～20 cm土层，其次为50～60 cm土层，再次为120 cm土层，120 cm以下NO3--N残留量低且变化不显著；从3季取样来看，不同施氮处理NO3--N残留量主要在0～20 cm和40～60 cm层，20～40 cm层最低。其中第1季（玉米季）不同处理当季15N残留量主要集中在0～20 cm土层，其余土层较低；第2季（小麦季）0～20 cm土层15N残留量增加显著，其余土层增幅较小；第3季（玉米季）由于极端降雨的影响，0～20 cm土层15N占比下降，15N残留量由上一季的74.9%～85.9%降低至52.3%～56.5%，20～60 cm土层15N残留量增幅明显，80～100 cm土层有小幅上升。各处理三季作物产量无显著差异（P>0.05），而15N利用效率表现为ZOPT >OPT>TR，说明190 kg·hm-2施氮量可满足砂姜黑土当季麦玉轮作氮素需求。除此之外，不同处理三季平均氮素损失介于27.9%～36.4%之间，其中TR处理最高，ZOPT处理最低。基于以上研究，砂姜黑土常规气象条件下化肥氮主要以作物吸收和土壤残留为主，而极端降雨条件下，化肥氮主要以环境损失为主，淋溶不是当季化肥氮的主要损失途径。

关键词：砂姜黑土氮素运移极端降雨 N标记麦玉轮作

不同浓度和表面修饰的聚苯乙烯微塑料对水稻种子萌发、生长和氧化应激的影响

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农业资源与环境学报 2024年第3期41卷 666-676页

作者：郑婷张海韵吕卫光李双喜沈晓芳上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306 上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 农业农村部上海农业环境与耕地保育科学观测试验站上海201403 农业农村部东南沿海农业绿色低碳重点实验室上海201403 苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰(原始、羧基化和氨基化)的聚苯乙烯微球(PS、PSC、PSN)暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)。结果表明,3种微塑料对水... 详细信息

为揭示微塑料对陆生植物的影响,本研究探究了不同表面修饰(原始、羧基化和氨基化)的聚苯乙烯微球(PS、PSC、PSN)暴露下水稻种子萌发、生长和氧化应激状况,暴露浓度分别为0.2、1、5 mg·L^(-1)和30 mg·L^(-1)。结果表明,3种微塑料对水稻种子发芽率和幼苗根质量的抑制程度表现为PSN>PSC>PS,对水稻根系形态(根长、根表面积和根投影面积)的抑制程度总体表现为两种经表面修饰的微球强于原始微球。PS在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下通过刺激水稻根部提高抗氧化系统的应激水平,避免了氧化损伤;随着浓度的升高,根部抗氧化防御能力逐渐减弱,在30 mg·L^(-1)时引发了脂质过氧化。两种经表面修饰的微塑料在较低浓度(0.2、1 mg·L^(-1))下即可抑制根部抗氧化系统。PSC仅在最高浓度(30 mg·L^(-1))下诱导了根部氧化损伤,而PSN在1 mg·L^(-1)时就引发了氧化损伤,且随着PSN浓度的升高,氧化损伤进一步加剧。随着微塑料浓度的升高,水稻根表洗脱物明显增多,可能与根部的抗氧化反应有关。最高浓度(30 mg·L^(-1))PSC和PSN的根表洗脱液中可观察到微塑料,根表吸附可能是导致氧化损伤和生长发育受阻的原因。水稻的芽对微塑料的敏感性远低于根部,芽质量和叶绿素含量受到了一定程度的抑制;3种微塑料均在最高浓度(30 mg·L^(-1))时引发了芽的氧化损伤,但各处理组间的差异不大。研究表明,与原始聚苯乙烯微塑料相比,经表面修饰的微塑料,尤其是氨基化微塑料对水稻种子萌发、根系生长和抗氧化系统的负面影响更强。

关键词：聚苯乙烯微塑料表面修饰水稻发芽生长根系形态氧化应激

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菇渣有机肥施用量对不同质地土壤养分提升及葡萄幼苗生长的影响

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农业环境科学学报 2024年

作者：马啸驰白亚涛韩烽吴景贵马艳江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/国家农业环境六合观测实验站吉林农业大学资源与环境学院兴安盟农牧科学研究所

为研究菇渣有机肥施用量对不同质地土壤养分含量与主要微生物数量变化、葡萄幼苗养分分配规律、光合作用及根系生长的影响，以阳光玫瑰葡萄幼苗为应试品种，开展盆栽试验。在壤土和黏壤土中均设置5种菇渣有机肥施用量（肥料干质量:干... 详细信息

为研究菇渣有机肥施用量对不同质地土壤养分含量与主要微生物数量变化、葡萄幼苗养分分配规律、光合作用及根系生长的影响，以阳光玫瑰葡萄幼苗为应试品种，开展盆栽试验。在壤土和黏壤土中均设置5种菇渣有机肥施用量（肥料干质量:干土质量）：0 g·kg-1（T0）、10 g·kg-1（T1）、20 g·kg-1（T2）、40 g·kg-1（T3）、60 g·kg-1（T4）。结果表明，随着菇渣有机肥用量增加，两种质地土壤pH值显著降低，土壤电导率值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量显著增加。当菇渣有机肥在两种质地土壤中的用量均为T1时，葡萄幼苗总生物量及根冠比最高，较其它各用量分别提升1.03%～112.31%和34.78%～246.15%，与T0、T3和T4用量相比存在显著性差异；当用量为T1～T2时，葡萄叶片中全氮、全磷、全钾含量相对较高。与不施有机肥相比，菇渣有机肥在壤土中的施用并未有效增加葡萄细根总根长和根尖数，同时在T4用量下细根总根长和根尖数分别显著降低了81.19%和65.37%；菇渣有机肥在黏壤土中的施用量为T1和T2时，细根总根长分别显著增加了87.02%和77.20%，根尖数分别显著增加了40.29%和42.36%。葡萄叶片光合作用表现呈现波动性变化，当两种质地土壤中菇渣有机肥用量为T4时，葡萄叶片净光合速率、胞间CO2浓度及气孔导度相对最低。适当的菇渣有机肥施用量 (10～20 g·kg-1) 显著提升土壤养分及主要微生物数量、植株生物量、叶片氮磷钾含量和净光合速率、总根长及根尖数，但过高的菇渣有机肥用量 (40～60 g·kg-1) 则显著抑制土壤微生物数量和葡萄幼苗生长表现。综上，菇渣有机肥施用量的增加显著提升土壤有机质和速效养分含量，而对土壤主要微生物数量及葡萄幼苗生长的影响表现为先促进后抑制。本试验条件下，菇渣有机肥在壤土中施用量为10 g·kg-1、在黏壤土中施用量为10～20 g·kg-1时对土壤肥力提升及葡萄幼苗生长促进效果最佳。

关键词：菇渣果园土壤养分微生物光合作用根系

不同土壤肥力下苏北水蜜桃最佳有机肥用量研究

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山东农业科学 2024年第9期56卷 75-82页

作者：高伯行李楠王光飞马艳颜士敏仇美华新沂市农业农村局江苏新沂221499 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/国家农业环境六合观测实验站江苏南京210014 江苏省耕地质量与农业环境保护站江苏南京210029

本研究以国家地理标志性农产品苏北新沂水蜜桃为供试材料,选取当地低肥力和中等肥力土壤果园的代表性地块,以常规施肥为对照,研究在化肥减量25%的基础上增施不同用量有机肥(30、45、60、75 t/hm^(2))对新沂水蜜桃产量、品质、经济效益... 详细信息

本研究以国家地理标志性农产品苏北新沂水蜜桃为供试材料,选取当地低肥力和中等肥力土壤果园的代表性地块,以常规施肥为对照,研究在化肥减量25%的基础上增施不同用量有机肥(30、45、60、75 t/hm^(2))对新沂水蜜桃产量、品质、经济效益、土壤理化性质及肥料利用效率等的影响,以期为新沂水蜜桃果园的有机肥施用提供技术指导。结果表明,在两种基础肥力不同的土壤上,增施有机肥较常规施肥水蜜桃均表现出增产提质的趋势。综合成本核算后,与常规施肥相比,在中等肥力土壤上,增施60 t/hm^(2)有机肥可获得最大的经济收益(增加8100元/hm^(2));而在低肥力土壤上,增施有机肥较常规施肥经济效益降低,这种相对亏损随着有机肥施用量的增加而递减。推测增施超过60 t/hm^(2)的有机肥或连续多年施有机肥有望获得更大的经济效益。无论是何种基础肥力土壤,当年增施有机肥在提高水蜜桃产量与品质、改善土壤理化性质方面均表现出潜力,推测这种改善效益可能通过连续多年施用有机肥来显著体现。这两个推测均有待于进一步验证。

关键词：土壤肥力有机肥苏北水蜜桃产量和品质土壤性状经济效益

生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制

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农业环境科学学报 2024年第10期43卷 2321-2329页

作者：李翔张纯邓建云许桂莲韦木莲魏岚刘忠珍广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省农业资源循环利用与耕地保育重点实验室广州510640 广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室广州510640 龙门县农业科学研究所广东惠州516000 龙门县乡村振兴服务中心广东惠州516000 佛山市农业科学研究所广东佛山528145

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性,明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制,本研究采用9种不同理化性质地带性土壤,加入系列用量稻壳生物炭,考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表... 详细信息

为解析土壤理化性质与生物炭添加效果之间的相关性,明确生物炭影响地带性土壤等温吸附丁草胺的特征及关键机制,本研究采用9种不同理化性质地带性土壤,加入系列用量稻壳生物炭,考察了丁草胺在生物炭-土壤混合体中的等温吸附特征。结果表明:在不同生物炭添加剂量条件下,丁草胺在土壤中的吸附等温线均遵循Freundlich吸附模型,生物炭添加显著增加了9种地带性土壤对丁草胺的吸附能力[模型平衡常数(Kf)增加],降低了线性吸附的程度[模型指数(1/n)降低]。生物炭添加剂量越高,丁草胺吸附容量越大。热力学计算结果显示,在0.5%~2%生物炭添加条件下,丁草胺在地带性土壤中的吉布斯自由能为-16.30~-21.67 kJ·mol^(-1),表明吸附过程是自发且有利的。皮尔森相关性分析结果表明,土壤有机碳与Kf增长率呈显著负相关,说明土壤可溶性有机质抑制生物炭对丁草胺的吸附。多元线性回归方程分析结果显示,当土壤未添加生物炭时,土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力高达99%,而当生物炭添加为0.5%、1%、2%时,土壤有机碳、pH、黏粒、粉粒4种土壤理化性质对Kf值的解释能力分别下降至83%、70%、90%。通径系数研究表明,生物炭添加剂量从0上升至1%时,土壤黏粒和土壤粉粒对丁草胺吸附的直接作用系数增大,而有机碳和pH对丁草胺吸附的直接作用系数减小。研究表明,生物炭输入改变了丁草胺的吸附特征,土壤黏粒和土壤粉粒等土壤质地因素对丁草胺吸附产生重要影响。

关键词：土壤生物炭丁草胺等温吸附影响因素

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