農(nóng)田水氮碳調(diào)控土壤酸化及其作用效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-15 14:19
近三十年來,由于長期過量施氮和不合理灌溉,以及酸雨等因素影響,在引起土壤養(yǎng)分流失的同時(shí),還導(dǎo)致土壤酸化及土壤質(zhì)量惡化等問題日趨突出。部分土壤特別是設(shè)施菜田土壤酸化問題尤為嚴(yán)重,已成為這部分土壤可持續(xù)利用的主要限制因子。本研究依托我國長期施肥試驗(yàn)研究了不同施肥管理措施對農(nóng)田土壤pH值的影響。通過設(shè)置水氮組合田間試驗(yàn),研究適宜水氮用量提高作物對氮素的吸收利用,從而減少硝酸鹽淋失,緩解對土壤酸化的潛在影響。在種植年限較長的設(shè)施土壤上設(shè)置不同施氮量的試驗(yàn),開展了對土壤中氮素轉(zhuǎn)化過程及其對土壤酸化的影響研究。并通過研究生物炭對設(shè)施土壤的改良作用及抑制土壤中氮素的硝化反應(yīng)過程,探討生物炭施用提升設(shè)施土壤pH值的作用機(jī)制、適宜用量及相應(yīng)的技術(shù)措施。主要結(jié)果如下:1.長期不同施肥措施對農(nóng)田土壤pH值變化的影響,研究結(jié)果表明除杭州水稻土外,其他定位點(diǎn)長期單施氮肥及氮肥配施磷鉀肥(N、NP、NK、NPK)處理加速了土壤酸化進(jìn)程,導(dǎo)致土壤pH值下降。而在杭州水稻土長期單施氮肥或氮肥配施磷鉀肥(N、NP、NK、NPK)處理土壤pH值均升高。長期施用有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施(M、NPK+M)處理可以有效緩解祁陽紅...
【文章來源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
中國氮沉降分布圖(Zhu,etal2016)
圖 1-3 長期定位施肥對耕層土壤 pH 值演變的影響(A:黑土;B:紫色土)Fig 1-3 Dynamics of topsoil soil pH in the long-term experiment sites (A:Black soil, B:Purple soil)注:Fallow 處理(不耕作,不施肥,不種植作物);CK 處理(耕作,不施肥,種植作物);NPK(常規(guī)施肥,種植作物)Note: Fallow Treatment (No Tillage、No Crop and No Fertilizer) ; CK Treatment (Tillage、Crop and No Fertilizer.) ; NPKTreatment (Conventional with Fertilizer.)以上研究基本圍繞環(huán)境酸沉降和過量施氮導(dǎo)致土壤中 H+“輸入”與 H+“輸出”失衡所引起的酸化問題進(jìn)行研究。研究表明酸沉降、長期過量施氮導(dǎo)致土壤酸化問題發(fā)生已是不爭的事實(shí)。但由于我國土壤經(jīng)緯度不同,水熱條件差異較大,成土母質(zhì)差異形成南酸北堿的分布規(guī)律。有關(guān)土壤酸化方面的研究報(bào)道大多局限于我國南方酸性土壤或酸沉降、氮沉降量較嚴(yán)重的區(qū)域,而針對我國北方農(nóng)田及設(shè)施土壤酸化問題的研究報(bào)道相對較少。近年來,受土地利用方式、耕作、灌溉及連年過量施氮等因素的影響,必然對我國北方農(nóng)田或設(shè)施耕層土壤 pH 值、氮素淋洗產(chǎn)生一定的影響。因此,研究長期施肥、水氮互作、過量施氮等因素對北方農(nóng)田/設(shè)施土壤pH 值、氮素淋洗的影響對指導(dǎo)合理施肥具有重要的意義。1.5 土壤酸化的危害
3.1 材料與方法3.1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況及數(shù)據(jù)收集本研究利用我國在不同區(qū)域、不同農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候帶條件下設(shè)立的七個(gè)有代表性的土壤肥力和施肥長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn),應(yīng)用公開發(fā)表的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料[152-157, 166]進(jìn)行整理分析,試驗(yàn)土壤 pH 值和相關(guān)數(shù)據(jù)主要來自有關(guān)專著和已公開發(fā)表的文獻(xiàn)(見附錄表 1),主要研究長期不同施肥管理措施對土壤酸化的影響。七個(gè)長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn)跨越東亞熱帶—寒溫帶我國主要農(nóng)業(yè)氣候帶,依次是:湖南祁陽紅壤,江西進(jìn)賢紅壤、浙江杭州水稻土、四川重慶紫色土、河南鄭州潮土、北京昌平褐潮土和吉林公主嶺黑土長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn),覆蓋我國部分主要土壤類型及農(nóng)耕作制度,其分布情況見(圖 3-1)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生草對油橄欖園土壤性質(zhì)和油橄欖成花生理的影響[J]. 焦?jié)櫚?焦健,李朝周. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]基于灰色關(guān)聯(lián)-結(jié)構(gòu)方程模型的土壤酸化驅(qū)動(dòng)因子研究[J]. 周碧青,邱龍霞,張黎明,張秀,陳成榕,邢世和. 土壤學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]測墑補(bǔ)灌和施氮對冬小麥產(chǎn)量及水分、氮素利用效率的影響[J]. 金修寬,馬茂亭,趙同科,安志裝,姜玲玲. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(07)
[4]不同原料生物炭對銨態(tài)氮的吸附性能研究[J]. 宋婷婷,賴欣,王知文,方明,楊殿林,居學(xué)海,李潔,張貴龍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]黑土細(xì)菌及真菌群落對長期施肥響應(yīng)的差異及其驅(qū)動(dòng)因素[J]. 王慧穎,徐明崗,周寶庫,馬想,段英華. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(05)
[6]長期不同施肥處理紅壤旱地剖面養(yǎng)分分布差異[J]. 李大明,柳開樓,葉會(huì)財(cái),胡志華,余喜初,徐小林,楊旭初,周利軍,胡秋萍,胡惠文,黃慶海. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]生物質(zhì)炭對設(shè)施大棚土壤性質(zhì)與果蔬產(chǎn)量影響的整合分析[J]. 肖婧,王傳杰,黃敏,孫楠,張文菊,徐明崗. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]黑土坡耕地連續(xù)施加生物炭的土壤改良和節(jié)水增產(chǎn)效應(yīng)[J]. 魏永霞,張翼鵬,張雨鳳,王睿垠,馬瑛瑛,張奕. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]合成氮肥對中國茶園土壤養(yǎng)分供應(yīng)和活性氮流失的影響[J]. 喬春連,布仁巴音. 土壤學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]揚(yáng)州市耕地土壤pH值30年演變及其驅(qū)動(dòng)因子[J]. 毛偉,李文西,高暉,陳欣,姜義,杭天文,龔鑫鑫,陳明,張?jiān)缕? 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2017(04)
博士論文
[1]長期施肥導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸化的機(jī)制及緩解策略[D]. 曾沐梵.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]花生殼生物炭對中國北方酸化土壤硝化過程的作用機(jī)制研究[D]. 宗海英.中國海洋大學(xué) 2014
[3]黃土高原冬小麥水氮高效利用及優(yōu)化耦合研究[D]. 付秋萍.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[4]生物炭對中國北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振華.中國海洋大學(xué) 2012
[5]植物材料和水分管理對稻田土壤pH和碳氮礦化的影響[D]. 王赟峰.浙江大學(xué) 2012
碩士論文
[1]測墑補(bǔ)灌條件下水氮運(yùn)籌對冬小麥生長和產(chǎn)量的影響[D]. 李晶晶.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]不同土地利用方式下紅壤酸化特征及趨勢[D]. 姬鋼.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[3]耕作方式對黑土酸度變化的影響[D]. 鄧琳璐.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]長期施肥對旱作塿土肥力、小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分利用效率的影響[D]. 楊旸.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[5]長期施肥下紅壤酸化特征及影響因素[D]. 蔡澤江.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
[6]長期施肥對農(nóng)田土壤重金屬的影響[D]. 劉景.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:2918423
【文章來源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
中國氮沉降分布圖(Zhu,etal2016)
圖 1-3 長期定位施肥對耕層土壤 pH 值演變的影響(A:黑土;B:紫色土)Fig 1-3 Dynamics of topsoil soil pH in the long-term experiment sites (A:Black soil, B:Purple soil)注:Fallow 處理(不耕作,不施肥,不種植作物);CK 處理(耕作,不施肥,種植作物);NPK(常規(guī)施肥,種植作物)Note: Fallow Treatment (No Tillage、No Crop and No Fertilizer) ; CK Treatment (Tillage、Crop and No Fertilizer.) ; NPKTreatment (Conventional with Fertilizer.)以上研究基本圍繞環(huán)境酸沉降和過量施氮導(dǎo)致土壤中 H+“輸入”與 H+“輸出”失衡所引起的酸化問題進(jìn)行研究。研究表明酸沉降、長期過量施氮導(dǎo)致土壤酸化問題發(fā)生已是不爭的事實(shí)。但由于我國土壤經(jīng)緯度不同,水熱條件差異較大,成土母質(zhì)差異形成南酸北堿的分布規(guī)律。有關(guān)土壤酸化方面的研究報(bào)道大多局限于我國南方酸性土壤或酸沉降、氮沉降量較嚴(yán)重的區(qū)域,而針對我國北方農(nóng)田及設(shè)施土壤酸化問題的研究報(bào)道相對較少。近年來,受土地利用方式、耕作、灌溉及連年過量施氮等因素的影響,必然對我國北方農(nóng)田或設(shè)施耕層土壤 pH 值、氮素淋洗產(chǎn)生一定的影響。因此,研究長期施肥、水氮互作、過量施氮等因素對北方農(nóng)田/設(shè)施土壤pH 值、氮素淋洗的影響對指導(dǎo)合理施肥具有重要的意義。1.5 土壤酸化的危害
3.1 材料與方法3.1.1 試驗(yàn)點(diǎn)概況及數(shù)據(jù)收集本研究利用我國在不同區(qū)域、不同農(nóng)業(yè)生態(tài)氣候帶條件下設(shè)立的七個(gè)有代表性的土壤肥力和施肥長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn),應(yīng)用公開發(fā)表的試驗(yàn)數(shù)據(jù)資料[152-157, 166]進(jìn)行整理分析,試驗(yàn)土壤 pH 值和相關(guān)數(shù)據(jù)主要來自有關(guān)專著和已公開發(fā)表的文獻(xiàn)(見附錄表 1),主要研究長期不同施肥管理措施對土壤酸化的影響。七個(gè)長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn)跨越東亞熱帶—寒溫帶我國主要農(nóng)業(yè)氣候帶,依次是:湖南祁陽紅壤,江西進(jìn)賢紅壤、浙江杭州水稻土、四川重慶紫色土、河南鄭州潮土、北京昌平褐潮土和吉林公主嶺黑土長期監(jiān)測試驗(yàn)點(diǎn),覆蓋我國部分主要土壤類型及農(nóng)耕作制度,其分布情況見(圖 3-1)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]生草對油橄欖園土壤性質(zhì)和油橄欖成花生理的影響[J]. 焦?jié)櫚?焦健,李朝周. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]基于灰色關(guān)聯(lián)-結(jié)構(gòu)方程模型的土壤酸化驅(qū)動(dòng)因子研究[J]. 周碧青,邱龍霞,張黎明,張秀,陳成榕,邢世和. 土壤學(xué)報(bào). 2018(05)
[3]測墑補(bǔ)灌和施氮對冬小麥產(chǎn)量及水分、氮素利用效率的影響[J]. 金修寬,馬茂亭,趙同科,安志裝,姜玲玲. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(07)
[4]不同原料生物炭對銨態(tài)氮的吸附性能研究[J]. 宋婷婷,賴欣,王知文,方明,楊殿林,居學(xué)海,李潔,張貴龍. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[5]黑土細(xì)菌及真菌群落對長期施肥響應(yīng)的差異及其驅(qū)動(dòng)因素[J]. 王慧穎,徐明崗,周寶庫,馬想,段英華. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(05)
[6]長期不同施肥處理紅壤旱地剖面養(yǎng)分分布差異[J]. 李大明,柳開樓,葉會(huì)財(cái),胡志華,余喜初,徐小林,楊旭初,周利軍,胡秋萍,胡惠文,黃慶海. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]生物質(zhì)炭對設(shè)施大棚土壤性質(zhì)與果蔬產(chǎn)量影響的整合分析[J]. 肖婧,王傳杰,黃敏,孫楠,張文菊,徐明崗. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]黑土坡耕地連續(xù)施加生物炭的土壤改良和節(jié)水增產(chǎn)效應(yīng)[J]. 魏永霞,張翼鵬,張雨鳳,王睿垠,馬瑛瑛,張奕. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(02)
[9]合成氮肥對中國茶園土壤養(yǎng)分供應(yīng)和活性氮流失的影響[J]. 喬春連,布仁巴音. 土壤學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]揚(yáng)州市耕地土壤pH值30年演變及其驅(qū)動(dòng)因子[J]. 毛偉,李文西,高暉,陳欣,姜義,杭天文,龔鑫鑫,陳明,張?jiān)缕? 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2017(04)
博士論文
[1]長期施肥導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸化的機(jī)制及緩解策略[D]. 曾沐梵.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]花生殼生物炭對中國北方酸化土壤硝化過程的作用機(jī)制研究[D]. 宗海英.中國海洋大學(xué) 2014
[3]黃土高原冬小麥水氮高效利用及優(yōu)化耦合研究[D]. 付秋萍.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2013
[4]生物炭對中國北方酸化土壤的改性研究[D]. 徐振華.中國海洋大學(xué) 2012
[5]植物材料和水分管理對稻田土壤pH和碳氮礦化的影響[D]. 王赟峰.浙江大學(xué) 2012
碩士論文
[1]測墑補(bǔ)灌條件下水氮運(yùn)籌對冬小麥生長和產(chǎn)量的影響[D]. 李晶晶.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]不同土地利用方式下紅壤酸化特征及趨勢[D]. 姬鋼.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
[3]耕作方式對黑土酸度變化的影響[D]. 鄧琳璐.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]長期施肥對旱作塿土肥力、小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分利用效率的影響[D]. 楊旸.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2012
[5]長期施肥下紅壤酸化特征及影響因素[D]. 蔡澤江.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2010
[6]長期施肥對農(nóng)田土壤重金屬的影響[D]. 劉景.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:2918423
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