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2018 年中国土壤学会土壤化学专业委员会学术研讨会

作者：蔡太义李玮张佳宝黄会娟白玉红刘通冯凯河南理工大学中原地区土地资源综合监测与持续利用野外科学观测研究基地河南焦作454000 封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所南京 210008 安徽省农业科学院作物研究所合肥 230031 封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所南京 210008 河南理工大学中原地区土地资源综合监测与持续利用野外科学观测研究基地河南焦作454000 河南省科学院能源研究有限公司郑州450008

为探明长期施肥对砂姜黑土大孔隙结构的影响，本研究选取37a 田间定位试验的5 个处理：不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、等氮条件下有机肥与化肥配施(MNPK)和高氮条件下有机肥与化肥配施(HMNPK)，通过 X 射线CT 扫描原状土柱... 详细信息

为探明长期施肥对砂姜黑土大孔隙结构的影响，本研究选取37a 田间定位试验的5 个处理：不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、等氮条件下有机肥与化肥配施(MNPK)和高氮条件下有机肥与化肥配施(HMNPK)，通过 X 射线CT 扫描原状土柱(7.5 cm 直径×20 cm 高)，利用图像处理技术进行土壤孔隙三维结构重建.

关键词：土壤孔隙孔隙形态,长期施肥显微CT 砂姜黑土

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基于显微CT研究施肥方式对砂姜黑土大孔隙结构的影响

基于显微CT研究施肥方式对砂姜黑土大孔隙结构的影响

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中国土壤学会土壤物理学专业委员会“土壤物理学与水土资源可持续利用学术研讨会”暨International Workshop of Soil Physics and the Nexus of Food,Energy and Water

作者：蔡太义张佳宝张丛志黄会娟赵占辉李太魁封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所南京210008 河南理工大学河南焦作454000 封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所南京210008 河南理工大学河南焦作454000 河南省农业科学院郑州450008

施肥方式是改善砂姜黑土大孔隙结构的重要措施之一.本研究选取中国科学院与河南省人民政府合作的"砂姜黑土改良"长期施肥定位试验平台(河南省西平县)的3个处理：CK(对照,秸秆还田)、SC(常规施用化肥)和SM处(施有机肥),运用显... 详细信息

施肥方式是改善砂姜黑土大孔隙结构的重要措施之一.本研究选取中国科学院与河南省人民政府合作的"砂姜黑土改良"长期施肥定位试验平台(河南省西平县)的3个处理：CK(对照,秸秆还田)、SC(常规施用化肥)和SM处(施有机肥),运用显微CT扫描田间原状土柱,采用ImageJ 1.51K软件及其插件对土壤孔隙结构进行三维重建,定量研究了不同施肥方式下土壤孔隙数量、形态和空间变化特征.结果表明,砂姜黑土孔隙度和土壤孔隙数量变化变化趋势一致.土壤总孔隙度变化顺序为SM＞CK＞SC.其中,SM处理不同土层孔隙数量最多,空间变异也最大;CK处理次之,SC处理居最后.SM和CK处理的分形维数最高,土壤孔隙结构复杂且稳定,SC处理分形维数较低,孔隙结构相对简单.本研究表明,SM处理综合表现较优,是砂姜黑土结构改良的一种推荐施肥方式.

关键词：土壤孔隙施肥方式砂姜黑土显微CT 分形维数黄淮海平原

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河南封丘县域农田土壤固碳速率空间变异特征及其影响因素

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应用生态学报 2016年第5期27卷 1479-1488页

作者：赵占辉张丛志刘昌华蔡太义张佳宝中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室封丘农田生态系统国家试验站南京210008 河南理工大学测绘学院河南焦作454000

农田土壤固碳速率是评价土壤固碳效应和潜力的重要指标,精确估算区域农田土壤固碳速率对土壤地力及环境效应均具有重要意义.本研究选取黄淮海平原典型潮土区河南省封丘县为研究区域,按照土壤利用-土壤类型联合单元布点法,于2011年采集... 详细信息

农田土壤固碳速率是评价土壤固碳效应和潜力的重要指标,精确估算区域农田土壤固碳速率对土壤地力及环境效应均具有重要意义.本研究选取黄淮海平原典型潮土区河南省封丘县为研究区域,按照土壤利用-土壤类型联合单元布点法,于2011年采集了70个耕层土样,测定了土壤有机碳含量、机械组成、容重、pH,并与全国第二次土壤普查(1981年)数据进行对比分析,结合地统计方法和GIS技术研究了该地区近30年农田土壤固碳速率的空间变异特征,利用显著性检验、回归分析、方差分析等方法定量分析了该区域农田土壤固碳速率的影响因素.结果表明:近30年封丘县域土壤固碳速率平均值为0.33 t C·hm^(-2)·a^(-1),变异系数为74%,属于中等变异性;土壤固碳速率的变化在东西方向上表现为西高东低、中部高南北低,呈片状分布,区域结构性因素是引起农田土壤固碳速率空间分布差异的主导因素,如土壤类型、机械组成、容重、pH,可解释空间变异的59.5%,其次是随机性因素,如秸秆还田量、施肥量,可解释空间变异的40.5%.

关键词：黄海海平原空间变异有机碳固碳速率

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激发式秸秆深还对土壤养分和冬小麦产量的影响

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土壤学报 2016年第2期53卷 438-449页

作者：赵金花张丛志张佳宝河南粮食作物协同创新中心小麦玉米作物学国家重点实验室(河南农业大学农学院) 郑州450002 封丘农田生态系统国家试验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所)南京210008

针对目前黄淮海平原潮土区普遍实施的覆盖式秸秆还田所存在的主要问题,本研究提出了基于氮肥激发的秸秆深埋还田技术,并通过连续4年(2011—2014)的大田定位试验进行检验。系统比较了秸秆移除、秸秆覆盖还田、激发式秸秆深还(秸秆与无机... 详细信息

针对目前黄淮海平原潮土区普遍实施的覆盖式秸秆还田所存在的主要问题,本研究提出了基于氮肥激发的秸秆深埋还田技术,并通过连续4年(2011—2014)的大田定位试验进行检验。系统比较了秸秆移除、秸秆覆盖还田、激发式秸秆深还(秸秆与无机氮肥或有机氮肥配施进行深埋,并于行间种植作物)的3种秸秆还田方式对土壤养分和冬小麦产量的影响。结果表明:激发式秸秆深还在各项土壤养分指标和冬小麦产量方面均有显著优势,该处理能够显著增加土壤有机质、微生物生物量碳、微生物生物量氮、土壤全氮和土壤硝态氮含量,并显著提升冬小麦产量。其中无机氮肥激发秸秆深还处理能显著增加土壤硝态氮含量和冬小麦有效穗数,从而显著提升冬小麦产量。而有机氮肥激发的秸秆深还处理主要通过提升土壤有机质,增加冬小麦千粒重来增加产量。所有处理中16%无机氮肥激发的秸秆深还冬小麦产量最高。

关键词：秸秆深还激发效应土壤养分产量因素冬小麦

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生物炭、秸秆和有机肥对砂姜黑土改性效果的对比研究

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土壤 2016年第3期48卷 468-474页

作者：高学振张丛志张佳宝丁宁宁封丘农田生态系统国家实验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

砂姜黑土是广泛分布于我国黄淮海平原、具有多种障碍因子的典型中低产土壤。本研究通过小麦和玉米轮作盆栽试验,研究了生物炭、秸秆和有机肥3种有机物料对砂姜黑土性质的改良效果。结果表明:添加秸秆能显著提高土壤微生物生物量碳(MBC)... 详细信息

砂姜黑土是广泛分布于我国黄淮海平原、具有多种障碍因子的典型中低产土壤。本研究通过小麦和玉米轮作盆栽试验,研究了生物炭、秸秆和有机肥3种有机物料对砂姜黑土性质的改良效果。结果表明:添加秸秆能显著提高土壤微生物生物量碳(MBC)和可溶性有机碳(DOC)含量,减小土壤线性延展系数(COLE);添加生物炭对砂姜黑土MBC和DOC影响不显著,但显著减小土壤COLE。对土壤磷脂脂肪酸(PLFA)含量的分析发现,添加秸秆显著提高了小麦灌浆期和玉米抽雄期土壤总磷脂脂肪酸、细菌、真菌、放线菌和腐生真菌的含量,而添加生物炭和有机肥对土壤总磷脂脂肪酸、细菌、真菌、放线菌、腐生真菌和真菌/细菌影响不显著。综上,生产实践中3种有机物料添加应根据各地砂姜黑土主要障碍因子不同而灵活选择。

关键词：生物炭秸秆有机肥砂姜黑土改性效果

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长期不同施肥下潮土磷素的演变特征

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植物营养与肥料学报 2015年第6期21卷 1514-1520页

作者：信秀丽钦绳武张佳宝朱安宁张丛志封丘农田生态系统国家试验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室中国科学院南京土壤研究所南京210008

【目的】研究在施磷量相等的条件下长期施用有机肥和化肥对潮土全磷、有效磷的演变的影响,为潮土地区农业生产和地力培育提供理论依据。【方法】以河南封丘的肥料长期定位试验(开始于1989年)为平台试验设置7个处理,即有机肥(OM)、1/2有... 详细信息

【目的】研究在施磷量相等的条件下长期施用有机肥和化肥对潮土全磷、有效磷的演变的影响,为潮土地区农业生产和地力培育提供理论依据。【方法】以河南封丘的肥料长期定位试验(开始于1989年)为平台试验设置7个处理,即有机肥(OM)、1/2有机肥+1/2化肥(1/20M)、氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、磷钾(PK)、氮钾(NK)和不施肥处理(CK)分析比较了不同处理土壤的全磷、有效磷含量及两者比值的演变规律。【结果】所有施磷处理土壤全磷均与试验年份呈显著线性相关,1/2有机肥+1/2化肥、有机肥和氮磷钾处理土壤全磷年均增加量为0.0083、0.0081和0.011 g/kg;各处理2008~2010年3年平均土壤有效磷含量大小顺序为PK>OM>1/20M>NPK>NP>CK>NK施磷处理下试验进行的前11年土壤有效磷快速增加,以后达到稳定状态;有机肥处理和1/2有机肥+1/2化肥处理土壤有效磷与全磷的比值显著高于氮磷钾处理,试验20年后有机肥处理和1/2有机肥+1/2化肥处理有效磷/全磷是氮磷钾处理的1.9和1.4倍。磷素平衡与全磷及有效磷含量均达到了极显著相关相关系数分别为0.981和0.886。磷素盈亏每增加100 kg/hm2土壤全磷含量增加0.04 g/kg土壤有效磷含量增加约为2 mg/kg。试验20年后其他理化性质与土壤全磷、有效磷含量之间的相关关系均未达到显著水平。但土壤有机质和土壤全氮与有效磷/全磷的相关系数达到了显著水平,说明土壤有机质和全氮含量提高有利于土壤磷素的活化。【结论】土壤全磷和有效磷的演变都显著受磷素盈亏的影响。在每年P_2O_5投入量相当于135 kg/hm^2时施用化肥更加有利于潮土全磷含量的提高;经过21年的不同施肥处理,平衡施用化肥处理有效磷含量只能维持在7 mg/kg左右这一水平处于中低水平,依旧需要磷的投入才能维持作物的高产。施用有机肥可以在不增加施磷量的条件下增加作物可吸收利用的磷。因此减少施磷量增施有机肥可能成为潮土地区减肥增效的重要手段。

关键词：潮土全磷有效磷有机肥化肥磷素平衡

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不同稳定性有机物料对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响

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中国生态农业学报 2015年第10期23卷 1228-1235页

作者：赵占辉张丛志蔡太义刘昌华张佳宝河南理工大学测绘学院焦作454000 封丘农田生态系统国家试验站/土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所南京210008

针对黄淮海平原广泛分布的砂姜黑土结构性差、有机质含量偏低的特征,通过中国科学院封丘农田生态系统国家试验站2年砂姜黑土不同外源有机物料施用处理盆栽试验[共设8个处理,分别为空白（CK）、施秸秆（S）、施有机肥（M）、施1/2秸秆＋... 详细信息

针对黄淮海平原广泛分布的砂姜黑土结构性差、有机质含量偏低的特征,通过中国科学院封丘农田生态系统国家试验站2年砂姜黑土不同外源有机物料施用处理盆栽试验[共设8个处理,分别为空白（CK）、施秸秆（S）、施有机肥（M）、施1/2秸秆＋1/2有机肥（SM）、施生物炭（C）、施1/2生物炭＋1/2秸秆（CS）、施1/2生物炭＋1/2有机肥（CM）和施1/3生物炭＋1/3有机肥＋1/3秸秆（CSM）],研究了等C、N输入下不同稳定性有机物料（生物炭、秸秆、有机肥）对砂姜黑土理化性质及玉米产量的影响。结果表明,与CK处理相比,施用外源有机物料能显著降低土壤容重19.60%~32.23%,增加饱和含水量7.91%~28.99%、田间持水量10.47%~30.76%,提高耕层土壤总孔隙度10.36%~28.21%,提升全量有机质11.00%~37.00%;并对活性有机质组分（低活性有机质、中活性有机质、高活性有机质）产生显著影响,其中高活性有机质增加幅度高达39.22%~83.83%。从有机物料的配比效果来看,CSM处理土壤容重最低,为1.28 g·cm^-1,C、S处理土壤容重分别为1.30 g·cm^-1、1.36 g·cm^-1。CSM处理土壤总孔隙度最大,为58.53%;S、CS、SM处理次之,分别为55.62%、56.90%、54.38%;C、M处理最小,分别为53.18%、50.38%。CS、CM、CSM处理土壤总有机质含量较高,分别为30.76 g·kg^-1、32.99 g·kg^-1、31.45 g·kg^-1;C、S处理相对较低,分别为25.36 g·kg^-1、26.16 g·kg^-1。CS、SM、CSM处理玉米产量最高,分别为463.67 g·盆^-1、376.31 g·盆^-1、471.77 g·盆^-1,且差异性显著。可见不同稳定性有机物料施入能够改善土壤理化性质,提高玉米产量,生物炭配合秸秆、有机肥还田处理改良土壤及增产效果最佳。

关键词：有机物料稳定性砂姜黑土理化性质玉米产量生物炭秸秆有机肥

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长期保护性耕作对纤维素降解基因cbh Ⅰ多样性的影响

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土壤学报 2015年第2期52卷 406-414页

作者：陈坤李传海朱安宁彭文涛钱明媚曹慧南京农业大学农业部农业环境微生物工程重点实验室南京210095 封丘农田生态系统国家试验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

研究了免耕秸秆覆盖（CntWntS）、耕作秸秆覆盖（CntWtS）、免耕秸秆不覆盖（CntWnt）和耕作秸秆不覆盖（CntWt）四种保护性耕作措施对黄淮海平原典型潮土中纤维素降解菌多样性的影响。采用PCRRFLP技术分别对纤维素降解菌cbh I基因进行... 详细信息

研究了免耕秸秆覆盖（CntWntS）、耕作秸秆覆盖（CntWtS）、免耕秸秆不覆盖（CntWnt）和耕作秸秆不覆盖（CntWt）四种保护性耕作措施对黄淮海平原典型潮土中纤维素降解菌多样性的影响。采用PCRRFLP技术分别对纤维素降解菌cbh I基因进行多样性分析。结果表明,CntWntS与CntWnt相比,纤维素降解菌的数量增加了148%,而CntWtS与CntWt相比,纤维素降解菌的数量也增加了130%。纤维素降解菌cbh I基因分型在四个处理小区比较丰富,共有44个OTUs,其中CntWntS、CntWtS、CntWnt、CntWt处理中分别有35、34、30、30个OTUs。多样性指数分析显示,Shannon-Wiener指数的数值范围为3.09~3.36。系统发育分析表明,文库中的纤维素降解菌分别属于Basidiomycota（担子菌门）和Ascomycota（子囊菌门）,同时发现土壤中存在大量的未培养纤维素降解菌。因此,免耕和秸秆覆盖等保护性耕作能够明显提高土壤中纤维素降解菌数量和cbh I基因多样性。

关键词：保护性耕作纤维素降解菌 cbh Ⅰ基因多样性 PCR-RFLP分析

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不同施肥及秸秆还田对潮土有机质及其组分的影响

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土壤 2015年第6期47卷 1034-1039页

作者：吴其聪张丛志张佳宝陈金林信秀丽南京林业大学林学院南京210037 封丘农田生态系统国家实验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

基于长期田间定位试验样地,研究了裸地(CK1)、不施肥秸秆移除(CK2)、不施肥秸秆还田(CK3)、施无机肥秸秆移除(NPK)、有机无机肥混施秸秆移除(1/2NPK+1/2OM)、有机肥秸秆移除(OM)、无机肥秸秆还田(NPK+S)、有机肥秸秆还田(OM+S)8种处理... 详细信息

基于长期田间定位试验样地,研究了裸地(CK1)、不施肥秸秆移除(CK2)、不施肥秸秆还田(CK3)、施无机肥秸秆移除(NPK)、有机无机肥混施秸秆移除(1/2NPK+1/2OM)、有机肥秸秆移除(OM)、无机肥秸秆还田(NPK+S)、有机肥秸秆还田(OM+S)8种处理对土壤有机质及其组分含量的影响。结果表明,CK1土壤有机质及有机质各组分含量最低,但有机质稳定性较CK2、CK3高。与CK2相比,施肥处理(NPK、1/2NPK+1/2OM、OM)、秸秆还田处理(CK3)以及秸秆与肥料混施处理(NPK+S、OM+S)均能不同程度地增加土壤有机质及其各组分的含量,提高土壤有机质稳定性。其中OM处理效果最为显著,有机质含量比CK2高155.1%;有机质各组分中可溶性有机质DOM、富里酸FA、胡敏酸HA、胡敏素HM比CK2分别高39.1%、133.7%、540.0%、152.5%;HA/FA值为0.43,比CK2高173.9%。在CK3的基础上施用肥料(NPK+S、OM+S),土壤有机质含量以及有机质稳定性均有所增加,并且有机肥(OM+S)效果好于无机肥(NPK+S)。可见秸秆还田及有机肥施用对潮土有机质及其各组分含量均有提升作用,促进有机质积累并提高其稳定性。

关键词：定位施肥秸秆还田潮土土壤有机质有机质组分

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土壤质地对秸秆分解的影响及其微生物机制

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土壤 2015年第6期47卷 1085-1091页

作者：杨军陈效民赵炳梓张佳宝南京农业大学资源与环境科学学院南京210095 封丘农田生态系统国家实验站土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008

本研究以河南省封丘县的砂质、壤质、黏质潮土为对象,基于网袋秸秆埋设法,比较分析了经半年埋设后小麦和玉米秸秆分解速率变化,及基于磷脂脂肪酸(PLFA)的微生物组成差异。结果表明:秸秆分解率在不同质地潮土间无显著性差异;残留秸秆中... 详细信息

本研究以河南省封丘县的砂质、壤质、黏质潮土为对象,基于网袋秸秆埋设法,比较分析了经半年埋设后小麦和玉米秸秆分解速率变化,及基于磷脂脂肪酸(PLFA)的微生物组成差异。结果表明:秸秆分解率在不同质地潮土间无显著性差异;残留秸秆中碳含量与原始秸秆相当,表明秸秆分解过程中碳按比例减少;但氮和磷含量显著增加,尤其在质地黏重的土壤处理中更为明显。经半年埋设,小麦和玉米秸秆中钾的释放比例分别高达99%和97%。PLFA结果显示,两种秸秆中的细菌、真菌、放线菌在砂、壤、黏土处理间无显著差异,表明影响秸秆分解的微生物生物量在不同土壤质地处理间相当,这可能是导致秸秆在不同质地潮土中分解率无显著差异的原因之一;但PCA分析表明,参与小麦和玉米秸秆分解的微生物种类有所不同,其差别主要与革兰氏阳性菌14:0、i14:0、3OH-16:0、i17:0,革兰氏阴性菌cy17:0以及放线菌10Me18:0有关。

关键词：土壤质地秸秆分解养分释放微生物磷脂脂肪酸

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