国家自然科学基金(41371250) 作品数:11 被引量:88 H指数:7 相关作者: 尹力初 张蕾 易亚男 高德才 张艺 更多>> 相关机构: 湖南农业大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 湖南省研究生科研创新项目 更多>> 相关领域: 农业科学 环境科学与工程 更多>>
不同地下水位和施肥管理对水稻土有机碳组分的影响 被引量:9 2014年 利用自1981年开始的红壤性水稻土长期定位试验,对耕层土壤不同有机碳组分进行分析,以探究不同地下水位(低水位80cm、高水位20cm)和施肥(高量有机肥、常量有机肥、化肥)管理对红壤性水稻土有机碳组分数量和分配的影响。结果表明:各处理土壤的颗粒有机碳(POC)含量为6.29~11.77g·kg-1,高、低水位下,各施肥处理的POC含量均随着有机肥施用量的增加而增加,但高水位下POC增加的幅度更大;高、低水位下,有机肥处理的颗粒有机碳占总有机碳的比例(fPOC/TOC、oPOC/TOC)均显著高于化肥处理,且在低水位下这种差异尤为显著;土壤中各有机碳组分均与土壤总有机碳TOC和〉2mm团聚体结合态有机碳含量存在极显著正相关;在高水位或低水位区,有机肥的施用均能大幅度撂高+壤TOC和POC.日寿高7k位下有棚.碟的积累再为明显. 易亚男 尹力初 张蕾关键词:长期施肥 水稻土 地下水位 有机碳组分 后续施肥措施改变对红壤性水稻土团聚体有机碳组分的影响 被引量:11 2016年 利用一个长达30年且已进行适当变更的长期定位施肥试验,采用物理方法对团聚体有机碳进行分组,并运用δ13 C自然丰度方法,研究长期施用高量有机肥、常量有机肥、化肥及当其施肥措施改变(化改常、常改高、高改化、常改化)3年后红壤性水稻土团聚体有机碳组分含量及其分布比例的变化规律,以期为调控稻田土壤肥力及红壤性水稻土有机碳库的管理提供理论依据。结果表明:与施用化肥30年相比,长期施用有机肥显著提高了红壤性水稻土团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)的含量,其中以游离态颗粒有机碳变幅最大,达67.5%-150.0%,对施肥最敏感,能较好地反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。在后续施肥过程中,增加有机肥施入量(化改常、常改高)团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)含量将分别显著提高5.2%-15.5%,2.8%-40.2%,18.9%-43.9%,2.8%-17.6%,5.1%-8.2%;而减少有机肥施入量(高改化、常改化)则与之相反,分别降低15.8%-20.9%,12.6%-26.9%,24.6%-48.4%,19.9%-23.9%,4.9%-21.9%。在所有施肥处理条件下闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)分布比例最低,为11.3%-13.4%;矿物结合态有机碳(MmMOC)分布比例最高,为50.4%-59.0%,是红壤性水稻土固存有机碳的主要形式。外源新碳施入量越多,大团聚体及其各有机碳组分的新碳含量越高,且45.6%-50.1%进入矿物结合态有机碳组分,34.1%-42.3%进入游离态颗粒有机碳组分,11.8%-18.0%进入闭蓄态颗粒有机碳组分。因此,在我国南方红壤性稻作区的农业生产过程中应继续或加大施用有机肥,从而进一步维持或提升土壤不同组分有机碳库。 张艺 尹力初 戴齐关键词:长期定位试验 红壤性水稻土 土壤团聚体 有机碳组分 长期秸秆还田和地下水位对土壤镉积累及有效性的影响 被引量:5 2020年 以1982年开始的长期定位试验为对象,研究了2个地下水位(高水位-20 cm和低水位-80 cm)下3种施肥方式(高量秸秆还田HS、常量秸秆还田MS、化肥CF)对水稻土镉积累及有效性的影响。结果表明:高水位条件下,长期秸秆还田可增加土壤总镉及有效态镉含量,HS和MS处理分别较CF处理提高21.8%、59.9%和9.8%、49.2%。低水位条件下,HS处理土壤总镉及有效态镉含量高于CF处理,较CF处理分别提高11.2%和31.6%;MS处理土壤总镉及有效态镉含量低于CF处理,较CF处理分别下降8.8%和14.3%。2012年,在保证原定位试验有足够重复的前提下,变更高水位条件下的部分试验处理。当HS处理变更为CF处理5 a后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前下降2.5%和5.7%;CF处理变更为MS处理后,土壤总镉和有效态镉含量分别较变更前增加16.5%和58.9%。相同施肥处理,高水位土壤总镉含量高于低水位土壤。在MS处理下,高水位土壤有效态镉含量也高于低水位土壤,而在HS和CF处理下,低水位土壤有效态镉含量高于高水位土壤。土壤镉含量和土壤基本理化性质的相关分析表明,土壤总镉与土壤有机质、络合态铁含量极显著正相关,与pH显著负相关;土壤有效态镉与土壤pH、游离氧化铁极显著负相关。研究表明,施肥方式和地下水位是通过改变土壤的基本性质影响土壤镉的积累及其有效形态。 吴佳琪 黄运湘 尹力初 梁玉文 黄玲 向艳艳 施强关键词:秸秆还田 地下水位 总镉 有效态镉 水稻土 Effects of Long-Term Groundwater Management and Straw Application on Aggregation of Paddy Soils in Subtropical China 被引量:4 2015年 Soil organic carbon (SOC) and iron (Fe)-oxides are important contributors of aggregate stability in highly weathered soils, and they are influenced by groundwater management and straw application. A 30-year plot experiment with early rice (Oryza sativa L.)-late rice-winter fallow rotations was conducted using a upland clay soil in cement pools under shallow groundwater table at a depth of 20 am (SGT) aud deep groundwater table at a depth of 80 cm (DGT) to simulate the groundwater tables of two types of important paddy soils, gleyed paddy soils and hydromorphic paddy soils, respectively, in subtropical China. Soil redox potential (Eh) was measured in situ, and 0-20 cm soil samples were collected for the analyses of soil Fe-oxides, SOC, and aggregates under SGT or DGT with different straw application treatments, in order to evaluate the interaction of groundwater management and straw application on paddy soil aggregation and the relative importance of SOC or Fe-oxides on soil aggregation. The results showed that soil Eh was restricted by irrigation, and its variation was more significant under DGT than under SGT. The decreased soil Eh or reduced drying and wetting cycles under SGT resulted in more SOC accumulation with the straw application, had no effect on soil free Fe-oxides (Fed), significantly increased the amorphous Fe-oxide (Feo) and complex Fe-oxide contents, but decreased the crystalline Fe-oxide content (Fed-Feo). The soils under DGT had more macroaggregates than those under SGT, but the difference decreased with the straw application. It could be concluded that soil Fe-oxides were the principal contributing factor to the aggregation of paddy soils in subtropical China and SOC was also an important contributing factor. YIN Li-Chu ZHANG Lei YI Ya-Nan LUO Lan-Fang湘东地区典型土壤团聚体稳定性的影响因素 被引量:10 2018年 [目的]揭示湘东地区土壤团聚体的分布规律及其影响稳定性因素,为研究南方土壤团聚体胶结机制提供一定的理论依据。[方法]在湘东地区选择3种常见成土母质(第四纪红土、花岗岩风化物、板岩风化物)上发育的典型自然林地、水田与旱地,采集表层土壤(0—20cm)与底层土壤(40—60cm),利用湿筛法测定土壤水稳性团聚体组成。[结果]土地利用方式、母质类型及土层部位显著影响土壤团聚体的组成及稳定性,且它们的交互作用也非常明显。不同利用方式下土壤团聚体稳定性总体表现为:水田>林地>旱地;但利用方式对团聚体稳定性的影响仅局限于表层土壤,同时在花岗岩风化物发育质地较砂的土壤上表现不明显。不同母质间土壤团聚体稳定性呈现出如下规律:第四纪红土>板岩风化物>花岗岩风化物,但表层土壤或旱地、林地利用下该规律不甚明显。同时,表层土壤团聚体稳定性一般要显著高于底层土壤,但对于第四纪红土发育质地较为黏重的土壤或水田利用方式下并非如此。[结论]成土母质、利用方式、土层部位通过对土壤质地、有机质、氧化物等的影响间接影响着湘东地区土壤团聚体的分布。 谷忠元 康黎 罗梦娟 刘玲玲 尹力初关键词:团聚体 成土母质 亚热带 改变施肥管理后不同肥力稻田土壤CO_2排放特征 被引量:12 2015年 利用一个长达30a水稻土长期定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下,将原化肥处理改施有机肥,原有机肥处理改施化肥或者增施有机肥。通过观测田间试验2012—2013年双季稻轮作周期内不同肥力水平稻田土壤施肥管理改变后的土体CO2排放通量(FCO2),研究不同后续施肥管理对不同肥力红壤性水稻土CO2排放的影响。结果表明:变更施肥能明显改变CO2排放动态变化,其中长期施用有机肥处理改施化肥后其FCO2明显减小,长期施用化肥或有机肥处理增施有机肥后其FCO2显著增大。有机肥和土壤有机碳均可促进土体CO2排放,有机肥处理有机物料碳添加量与CO2-C年排放量呈极显著的正相关关系(r=0.9015**,n=21),单施化肥处理土壤有机碳含量与土体CO2-C年排放量符合线性方程:y=10.962x-68.86(R2=0.7507,n=9,P<0.01)。长期施用有机肥土壤改施化肥会导致其有机碳矿化损失,土壤有机碳含量越高,矿化损失量越多,最终其有机碳水平将与长期施用化肥的土壤有机碳平衡值一致;长期施用化肥或有机肥土壤改施或增施有机肥可促进土壤有机碳积累,外源添加碳越多,土壤积累碳越多;相同有机肥施用量下土壤有机碳含量越高,有机物料表观分解率越大,积累于土壤中的有机碳越少,不同有机碳水平土壤在相同有机肥管理下其有机碳最终会达到相同的平衡值。在有机碳水平较低(<20.46 g/kg)红壤稻田上增施有机肥是提升已培肥水稻土有机碳含量的可持续发展措施,而在有机碳水平较高(>14.45 g/kg)红壤稻田上应避免改施化肥。总之,在有机碳含量较高或者较低的中国南方红壤性水稻土上,持续的有机肥施用是保持或者提高其有机碳水平的必要措施。 张蕾 尹力初 易亚男 高德才 付薇薇 王泽浩关键词:水稻土 CO2排放 后续施肥措施改变对水稻土团聚体有机碳分布及其周转的影响 被引量:15 2017年 利用一个长达30 a且已进行适当变更的长期定位施肥试验,改施C4玉米秸秆以替代C3水稻秸秆,运用δ^(13)C自然丰度方法,研究长期施用高量有机肥、常量有机肥、化肥及当其施肥措施改变(化肥改为常量有机肥、常量有机肥改为高量有机肥、高量有机肥改为化肥、常量有机肥改为化肥)3 a后对红壤性水稻土团聚体有机碳分布及其周转的影响。结果表明:在所有施肥处理条件下红壤性水稻土团聚体分布以大团聚体(>0.25 mm)为主,占72.48%~86.33%。与施用化肥30 a相比,长期施用常量有机肥、高量有机肥有利于促进红壤性水稻土粗大团聚体(>2 mm)的形成,并提高团聚体平均重量直径(MWD)。团聚体中有机碳含量随着团聚体粒径的增大而增大,大团聚体更有利于有机碳富集。长期常量有机肥、高量有机肥处理下红壤性水稻土中有机碳主要贮存在粗大团聚体(>2 mm)中,而长期化肥处理下以细大团聚体(2~0.25 mm)对土壤有机碳贡献率最高。外源新碳施入量越多,全土和各粒径团聚体新碳含量越高,且外源新碳主要分布在大团聚中。在后续施肥措施改变3年后,增加有机肥施入量(化改常、常改高)>2 mm粗大团聚体、MWD、全土及各粒径团聚体中有机碳含量将分别显著提高7.08%~73.13%、5.38%~44.22%、14.53%~38.50%、0.70%~35.86%;而减少有机肥施入量(高改化、常改化)则与之相反,分别降低28.17%~43.20%、21.17%~31.54%、17.54%~27.30%、11.49%~29.77%。因此,在我国南方红壤性稻作区的农业生产过程中应继续或加大施用有机肥,从而进一步维持或改善土壤结构,提高土壤有机碳含量。 张艺 戴齐 尹力初 谷忠元关键词:红壤性水稻土 土壤团聚体 施肥对不同地下水位水稻土团聚体组成及有机碳分布的影响 被引量:21 2013年 利用长期定位试验研究施肥(高量有机肥、常量有机肥、化肥)对不同地下水位(低水位80cm,高水位20cm)红壤性水稻土团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明,高、低水位下,各施肥处理的水稳性团聚体均主要分布在〉2mm的大团聚体范围内,分别为58.62%-71.29%和68.66%-80.46%,其数量随粒径的减小而减少。有机肥处理显著提高土壤〉0.25mm水稳性团聚体含量、团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD),降低土壤团聚体的分形维数(D),且增加(降低)量随有机肥施用量的增加而增加。地下水位也显著地影响土壤团聚体的稳定性,低地下水位下,土壤团聚体的MWD、GMD值均显著高于高地下水位下各施肥处理。土壤有机碳含量深受施肥和水位条件的影响。高、低地下水位下,土壤全量有机碳含量分别为14.45-20.46g/kg和14.16-18.88g/kg,高量和常量有机肥处理的土壤有机碳含量较化肥处理分别增加42%,29%和33%,25%;〉2mm粒径团聚体的土壤有机碳含量最高且数量最多,对土壤有机碳的贡献率最高。 易亚男 尹力初 张蕾 高德才关键词:施肥 水稻土 土壤团聚体 土壤有机碳 红壤性水稻土Eh动态变化及其影响因素初探 被引量:7 2014年 通过田间原位测定长期定位试验20cm和80cm地下水位下3种施肥处理水稻土氧化还原电位值(Eh值),阐明已培肥红壤性水稻土晚稻生长期间Eh的动态变化,并初步探讨影响水稻土Eh变化的主要因素。研究结果表明,在晚稻生育期间,各处理Eh变化趋势一致,基本上在水稻生长返青期处于最低水平,分蘖初期和分蘖盛期、拔节抽穗期、扬花期和灌浆期处于较低水平且变幅较小,至烤田期排水落干,Eh出现明显增幅;其中,在淹水期和烤田期,供试土壤Eh平均值分别在-144.79^-107.05mV和140.27~372.60mV之间。方差分析结果表明,观测时期(组内效应)对Eh变化有显著意义,表明影响水稻土Eh的众因素变化较大,在不同时期对Eh的综合影响显著不同。水分是决定Eh变化的关键因素,土壤水分与水稻土Eh有极显著的负相关性(r=-0.364^(**),n=126),且水位对水稻土Eh变化影响显著(p<0.05),水位越低,Eh越高,低水位处理Eh值平均高出高水位处理Eb值37.4%左右,且水位对水稻土Eh的影响较稳定。施肥对整个生育期Eh变化也有显著影响(p<0.05),但施肥对Eh的影响不稳定,仅在返青期、分蘖初期和烤田期对Eh变化起显著作用,有机肥能降低返青期至分蘖初期水稻土Eh。高、低水位下3种施肥处理在晚稻不同生育期近根点Eh均值均大于远根点,表明水稻根系能小幅提高水稻土Eh值。此外,Eh变化与5cm处土温显著相关,而土壤有机碳对Eh变化的影响因被有机肥掩盖,二者之间相关性不显著。 张蕾 尹力初 易亚男 高德才 王泽浩关键词:根系 有机碳 土温 施肥管理改变对红壤性水稻土氧化亚氮排放的影响 被引量:1 2015年 利用一个长达30年的水稻土长期定位试验,在保证原有定位试验继续正常开展的前提下变更部分施肥处理,得到继续施用高量有机肥(HOM)、施用常量有机肥30年后改施高量有机肥(N-H)、继续施用常量有机肥(NOM)、施用化肥30年后改施常量有机肥(C-N)、施用高量有机肥30年后改施化肥(H-C)、施用常量有机肥30年后改施化肥(N-C)、继续施用化肥(CF)等7种施肥处理,观测2013~2014年双季稻轮作周期内原有施肥和变更施肥处理后对土体N2O排放的影响。结果表明:NOM改为N-C和HOM改为H-C处理,与变更前相比,周年N2O排放的全球增温潜势估算分别提高了7.9%和4.7%,而NOM改为N-H和CF改为C-N处理,周年N2O排放的全球增温潜势估算分别降低了8.2%和4.1%。 王泽浩 尹力初 付薇薇 张泷丹关键词:红壤性水稻土 施肥 氧化亚氮 化肥