【目的】利用连续施肥23年(1991—2014)的稻麦长期定位试验,研究长期不同施肥对土壤-小麦/水稻轮作体系镉(Cd)累积的影响,为西南紫色土地区农产品质量安全和合理施肥提供科学依据。【方法】利用8个长期不同施肥处理:(1)CK(不施肥对照);(2)N(只施氮肥);(3)NK(只施氮、钾肥);(4)NPK(施氮、磷、钾肥);(5)NPK+M(化肥+猪、牛粪);(6)NPK+S(化肥+稻草还田);(7)1.5NPK+S(1.5倍化肥+稻草还田);(8)(NK)_(Cl)P+S(含氯化肥+稻草还田)。分别测定不同年际间土壤中全镉和有效镉含量以及作物中的镉含量,并评估镉的累积程度。【结果】随着施肥年限的增加,土壤全镉含量逐年提高;长期不施磷肥的CK、N、和NK处理土壤全镉累积提升较慢,施用磷肥、有机肥及含氯化肥处理提升较快,其中以NPK+M、1.5NPK+S和(NK)_(Cl)P+S处理土壤全镉含量提升最快,23年后分别增加了1.18、1.18、1.15 mg·kg~(-1);除不施磷肥处理外,其他所有处理土壤全镉含量均超过土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB15618—2018)中的土壤镉污染风险筛选值0.6mg·kg~(-1)。长期施肥处理的土壤有效镉含量均明显高于不施肥对照,其中长期施用N、(NK)_(Cl)P+S和1.5NPK+S处理土壤有效镉含量提升幅度较大。随着试验年份的增加各施肥处理水稻籽粒中镉含量呈上升趋势,但均未超过食品安全国家标准(GB 2762—2017,Cd≤0.2 mg kg~(-1));小麦籽粒中镉含量在不同年际间没有明显变化,除长期施用含氯化肥(NK)_(Cl)P+S处理籽粒中镉含量超过食品中污染物限量标准外(GB 2762—2017,Cd≤0.1 mg kg~(-1)),其他处理均未超标。【结论】本试验条件下,长期不同施肥、特别是施用磷肥和猪、牛粪有机肥均提高了土壤全镉含量,增加了其生态风险;而长期施用含氯化肥因使土壤p H下降而提高了有效镉含量,并导致小麦籽粒中镉含量超标。因此,防止镉因施肥等途径进入农田,是保证农产品安全生产的重要环节。

【目的】研究稻麦轮作系统中紫色土总有机碳、活性有机碳和活性有机碳不同组分的变化特征及其对长期不同施肥措施的响应，揭示稻麦轮作系统长期不同施肥管理下有机碳质量和内在组成的变化。【方法】采集２２年长期定位试验不施肥（ＣＫ）、单施化学氮肥（Ｎ）、化肥氮磷钾配施（ＮＰＫ）、化肥氮磷钾＋秸秆还田（ＮＰＫＳ）、高量化肥氮磷钾＋等量秸秆还田（１．５ＮＰＫＳ）和化肥氮磷钾＋厩肥（ＮＰＫＭ）处理０—２０、２０—４０、４０—６０ ＣＭ土层的土壤，测定了总有机碳、活性有机碳及其不同活性组分的含量，计算土壤碳库管理指数和不同活性组分的分配比例，分析了活性有机碳及其各组分与总有机碳的关系。【结果】长期不同施肥显著影响了．．．

【目的】探讨长期不同施肥对钙质紫色水稻土磷素累积与迁移的影响。【方法】以长期肥料定位试验不同施肥处理的土壤为研究对象，试验处理包括不施肥（ＣＫ）、氮肥（Ｎ）、氮磷肥（ＮＰ）、氮磷钾肥（ＮＰＫ）、有机肥（Ｍ，鲜猪粪）、有机肥＋氮肥（ＭＮ）、有机肥＋氮磷肥（ＭＮＰ）和有机肥＋氮磷钾肥（ＭＮＰＫ）８种施肥方式，研究不同施肥处理条件下钙质紫色水稻土磷素平衡、累积和去向状况，以及不同施肥方式对耕层（０—２０ ＣＭ）土壤全磷、有效磷演变规律及土壤剖面（０—１００ ＣＭ）全磷、有效磷迁移特征。【结果】钙质紫色水稻土３３年不施用磷肥（ＣＫ和Ｎ）作物籽粒和秸秆磷素携出总量为６１３．１２ Ｋｇ·ｈＭ－２，种苗、根．．．

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理:CK处理(只种作物不施肥);N、NP、NK、PK、NPK为不同氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥(M)、秸秆还田(S)及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg~(-1);而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm~(-2),其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm~(-2),土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg~(-1)。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型(线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型)均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg~(-1)。【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。

【目的】揭示紫色土地区坡耕地不同施肥方式在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律,为紫色土坡耕地肥料管理及养分流失治理提供理论依据。【方法】采用两因素、三水平随机区组试验,利用自然降雨和人工降雨相结合的方法,采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量,取样分析养分流失量。【结果】一次性施肥显著提高了玉米生育前期地下水中氮浓度,加大了氮的径流损失,降低了氮肥利用率,使玉米生育后期供肥不足,造成玉米减产。氮的主要损失载体是壤中流,平均损失量达5.08 kg.hm-2,对环境造成了较大压力。氮损失受雨强影响小,受施肥方式影响大,一次性施肥显著加大了氮的损失量。磷损失的主要载体是...

【目的】通过测定不同施肥制度下的微生物数量和氨氧化细菌群落结构特点,认识长期施肥对石灰性紫色水稻土培肥和肥力演化的重要作用。【方法】利用稀释平板法以及最大或然法(MPN法)和变性梯度凝胶电泳法(DGGE)分别研究农家肥(M),氮肥+农家肥(NM),氮磷肥+农家肥(NPM),氮磷钾肥+农家肥(NPKM),无肥(CK),氮肥(N),氮磷肥(NP)和氮磷钾肥(NPK)等不同施肥制度对微生物数量和氨氧化细菌群落结构的影响。【结果】与对照无肥处理相比,施肥能增加微生物数量并改变氨氧化细菌的群落结构。无机肥配施农家肥的土壤微生物数量及氨氧化细菌的群落结构丰富度均比施用无机肥的处理高。主成分分析将8种施肥处...

【目的】长期施肥可改变植物残体、根系分泌物等有机物输入土壤的种类和数量,间接使土壤动物群落组成发生改变。本研究旨在分析紫色土区不同施肥方式对土壤动物主要类群的影响及土壤动物主要类群与土壤因子之间的相互关系,探讨土壤动物主要类群对农田土壤肥力特征响应的敏感程度。【方法】以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站长期施肥试验田为研究取样点,采用改良干漏斗法(Modified Tullgren)、湿漏斗法(Baermann)和手拣法对紫色土农田6种施肥方式,即对照处理(CK)、常规施肥(NPK)、单施有机肥(OM,猪粪)、有机肥-化肥配施(OMNPK)、秸秆还田(RSD)和秸秆-化肥配施(RSDNPK)的...

通过对酸性紫色土１２年的稻、麦轮作，有机、无机定位施钾的研究证明：ＮＰＫ或农ＮＰＫ配施的产量高，效果好；施钾时间愈长，增产愈显著；施钾对下一季作物有后效。经测定，连续施钾的土壤容重降低，孔隙率提高，有机质和氮、磷含量增加。通过对稻、麦、油主要生育期的植株分析得出：三种作物适宜的钾氮比分别为０．６、０．５、０．４，可作为预测缺钾和诊断施钾的依据。

【目的】土壤微生物在维持土壤肥力、土壤健康和提高作物产量等方面都具有非常重要的作用,探讨长期不同施肥措施对紫色水稻土团聚体微生物量及活性的影响,明确不同施肥制度下土壤不同粒级团聚体中微生物特性,为系统了解施肥管理对土壤肥力演变的影响提供理论依据。【方法】依托重庆市北碚区中性紫色水稻土22年的长期定位试验,选取对照(CK,不施肥)、氮磷钾(NPK)、稻草还田(S)、氮磷钾+稻草还田(NPK+S)4个处理,采集0—20 cm耕层土壤样品,采用湿筛法获得不同粒级土壤团聚体,研究不同粒级土壤团聚体中的有机碳以及微生物量、呼吸代谢熵等微生物特性。【结果】连续22年定位试验表明,与CK相比,各施肥处理均显...

【目的】研究长期不同施肥处理对水稻土厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB)群落结构和垂直分布特征的影响,深入认识不同施肥处理下石灰性紫色水稻土厌氧氨氧化作用的微生物调控机制,为该地区科学施肥、培肥地力提供理论依据。【方法】利用化学分析、末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)和荧光定量PCR技术分别对不同施肥处理下石灰性紫色水稻土理化性质、厌氧氨氧化细菌丰度及群落结构进行分析。【结果】理化性质结果显示,相对于无肥处理(CK),氮(N)、氮

【目的】研究重庆紫色土坡耕地"冬小麦-夏玉米"种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度(顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量)和2种耕作模式(顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥),采用野外径流小区长期(2008—2012年)定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。...

通过田间小区试验,研究了肥料组合对甘蓝产量和品质的影响。结果表明,不同肥料组合可提高甘蓝产量,以处理N30P15K20Ca150产量最高,其次为处理N30P15K20B0.2、N30P15K20。在N30P15K20基础上增施磷、钾肥产量降低1.42%,而配施钙、硼产量分别增加15.0%和2.69%。与CK(无肥处理)相比,肥料养分组合可提高甘蓝氨基酸、粗蛋白、Vc、可溶性糖含量,改善其品质。在处理N30P15K20基础上分别增施磷、钾肥,甘蓝氨基酸、粗蛋白、可溶性糖分别降低4.07%、10.3%和9.25%,而配施钙肥其氨基酸、粗蛋白、Vc分别提高3.26%、2.16%和1.50%。在N30...

【目的】揭示长期施肥对中性紫色水稻土生态系统氮素内循环矿化及硝化特征的影响,探索维持紫色水稻土长期供氮潜力的途径。【方法】利用重庆市北碚区21年的中性紫色水稻土长期定位试验,通过淹水密闭培养-间歇淋洗法研究长期施肥对土壤氮素矿化特性的影响,并测定了不同施肥措施下土壤硝化细菌数量、氨氧化潜势及硝化强度的变化。【结果】与长期不施肥对照相比,单施化肥(除单施氮肥)、有机肥或有机无机配施显著提高了土壤累积矿化氮量和氮素矿化势(N0),氮磷钾肥配施有机肥处理累积矿化氮量最高达164.43 mg.kg-1,氮素矿化势相比CK处理增加了59.29%,而含氯氮磷钾肥配施有机肥增加累积矿化氮量和氮素矿化势幅度显...

【目的】了解长期施肥对紫色土碳、氮的影响,为该区合理施肥提供依据。【方法】以31年长期定位施肥试验为基础,研究了中国西南紫色水稻土表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤碳、氮的含量与积累对长期不同施肥模式的响应特征。【结果】不施肥土壤有机碳含量年下降速率为0.033 g/kg,单施化肥(N、NP、NPK)和化肥配施有机肥(MN、MNP、MNPK)土壤有机碳含量年增加速率为0.047和0.085 g/kg,不施肥、单施化肥和有机肥配施化肥土壤氮含量年增加速率分别为0.0058、0.011和0.018g/kg。肥料的施入显著提高了表层和亚表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量及储量,其中有机无机肥配施效果优于单施化肥。与不施肥相比,单施化肥和有机无机肥配施分别增加了表层和亚表层SOC含量30.40%、44.69%、11.83%和19.29%,分别增加了SOC储量32.30%、42.87%、19.09%和24.96%;表层和亚表层土壤TN含量分别增加了13.39%、29.92%、8.33%和1.04%,土壤TN储量分别增加了15.43%、28.29%、15.22%和5.07%。且土壤碳、氮间存在着极显著线性关系。【结论】紫色水稻土区有机无机肥配合施用对土壤培肥效果较好。

【目的】农田磷流失风险与磷肥用量密切相关，鉴于土壤胶体在土-水界面磷素迁移转化过程中的重要作用，探讨施用磷肥对紫色土坡面胶体态磷流失的影响及其与产流产沙之间的关系，为从土壤胶体视角认识磷素迁移机制提供科学依据。【方法】试验采用人工模拟降雨和室内分析相结合的方法，开展4个磷肥施用量0(P0）、20(P20）、40(P40）和100(P100)mg·kg~(-1)下紫色土坡面产流产沙及胶体态磷流失特征研究。【结果】地表径流量受磷肥施用量影响较小,侵蚀产沙量受磷肥施用量影响较大，施磷后坡面初始产沙量显著降低了49.3%—68.7%,P100处理累积产沙量较其他施磷处理显著降低了26.5%—30.9%。地表径流是紫色土坡面水分散性总磷（WTP）和胶体态磷（CP）的主要流失途径，其流失比例分别占总流失量的57.5%—93.9%和62.3%—94.8%，且CP是地表径流WTP流失的主要形态，占WTP流失量的72.1%—80.7%。施磷显著增加了磷素流失风险，与P0处理相比，施磷后地表径流WTP、CP、DP（溶解态磷）累积流失负荷量分别提高了2.56—20.97倍、2.72—22.21倍、1.17—10.40倍，侵蚀泥沙WTP、CP、DP的累积流失负荷量分别提高了0.24—0.92倍、0.05—1.09倍、0.47—0.76倍。【结论】紫色土坡面胶体态磷流失的主要途径为地表径流，胶体态磷流失与产流过程密切相关，流失负荷量主要取决于磷肥施用量。水分散性总磷与胶体态磷呈极显著相关关系,胶体态磷是紫色土坡面磷素流失主要形态，可以通过调控地表径流，合理减施磷肥以减少坡面CP流失。