導語：如何才能寫好一篇土壤容重，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】土壤容重 測定方法 改進

1 土壤容重測定方法綜述

土壤容重是指在自然狀態(tài)下，單位體積土壤的干重，單位為g?cm-3。土壤的容重可以直接反映出土壤的松緊程度和結(jié)構(gòu)狀況等情況。而且對于土壤的透氣性、入滲性能、持水能力、溶質(zhì)遷移特征以及土壤的抗侵蝕能力都有非常大的影響[1]。目前，國內(nèi)外對于測量土壤容重的方法有很多，但對于林地土壤，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)更加復雜，而且土壤結(jié)構(gòu)不均一，用普通的方法進行精準快捷的土壤容重的測量有一定的難度。森林土壤容重的測定通常采用農(nóng)業(yè)土壤容重的常規(guī)測定方法，即環(huán)刀采土、烘干稱量法。此外，還有蠟封法，水銀排出法，填砂法和射線法（雙放射源）等[2-3]。

2 測定方法的選擇

在土壤容重的實驗中，土壤樣本的采集方法為環(huán)刀法。

（1）方法原理。用一定容積的環(huán)刀（一般為100cm3），切割自然狀態(tài)下的土樣，使土樣充滿其中，烘干后稱量計算單位容積的烘干土重量。（2）實驗儀器。環(huán)刀，量程為0.01的分析天平，小鋁盒，烘箱，干燥器，量筒，自封袋等。（3）實驗過程。實驗材料均來自我市轄區(qū)內(nèi)的自然保護區(qū)，選取了幾個具有代表性的采樣點采樣；取得的土壤立即放入自封袋中冷藏保存，對每個樣品進行編號，詳細記錄。返回實驗室后，分別將小鋁盒和自封袋稱重，記錄下其凈重為m0和mz，再稱量自封袋和袋內(nèi)土壤樣品的總重量mt；再將土壤樣品從袋中取出，分別放入小鋁盒內(nèi)，并在小鋁盒上記錄好樣本采集地點和采集時間，便于以后的實驗分析；然后用量程為0.01的分析天平對小鋁盒和土壤樣品逐一進行稱重，記錄下質(zhì)量為m；接下來將盛有土壤樣品的小鋁盒放入烘箱中，并在105℃條件下烘干6小時，取出后放入干燥器中冷卻，降至常溫后取出并記錄下質(zhì)量為m1；繼續(xù)將稱過重的小鋁盒放入烘箱中，在105℃條件下烘干2小時，再放入干燥器中冷卻，記錄下此時的質(zhì)量為m2，直至與前一次烘干的質(zhì)量差小于0.05g，計算其平均值作為烘干后的質(zhì)量。然后需要將烘干后土壤中較大的石礫（一般直徑大于2mm）挑出，稱量其質(zhì)量，記為ma；再在量筒中裝入適量的水，體積記為V1，再將石礫放入其中，觀測并記錄此時的體積為V2，則通過計算得到石礫的體積V=V2-V1；最后將以上所得的數(shù)據(jù)進行整理和匯總，并制成表格。

3 土壤容中的測定方法及其改進

3.1 土壤容重

土壤容重又稱土壤假比重，是指土壤在未破壞自然結(jié)構(gòu)的情況下，單位容積的重量，通常以g/cm3表示。土壤容重是土壤的一個基本物理性質(zhì)，對土壤的透氣性、入滲性能、持水能力、溶質(zhì)遷移特性以及土壤的抗侵蝕能力都有非常大的影響[4]。土壤容重除用來計算土壤總孔隙度外，還可以用于估測土壤的松緊度和土壤結(jié)構(gòu)狀況。土壤容重小，說明土壤比較疏松，孔隙多，通透性較好，潛在肥力較高；土壤容重大，說明土壤比較緊實，孔隙小，結(jié)構(gòu)性差，通透性差。

3.2 林地土壤容重的計算方法

通過兩種方法的比較發(fā)現(xiàn)，石礫對土壤容重的測定有很大的影響，應當用改進后去掉石礫的方法進行計算，以減小計算過程中出現(xiàn)的誤差。

3.3 其他改進方法

有些林地土壤中還有較多的有機質(zhì)，土壤中的有機質(zhì)也會對土壤容重的測定產(chǎn)生影響，所以也應該考慮其在計算過程中產(chǎn)生的影響，對計算方法加以改進。

根據(jù)不同土壤結(jié)構(gòu)和組成成分，應當選用不同的計算方法，以減少計算過程中出現(xiàn)的誤差，使林地土壤容重的測定結(jié)果更加準確。

4 結(jié)語

通過本次實驗可知，保留石礫的土壤容重和去掉石礫的土壤容重測量結(jié)果相差甚遠，準確測量林地土壤的容重對科學研究意義非凡。在實驗過程中學習實驗方法的改進對于減少實驗中繁雜的步驟，減少實驗時間，特別是對實驗結(jié)果的準確度予以保障，這才是我們在以后的學習和工作中應該秉承和發(fā)揚的。

參考文獻：

[1] 鄭紀勇，邵明安，張興昌.黃土區(qū)坡面土壤容重和飽和水率空間變異特征[J].水土保持學報，2004（3）：53-56.

[2] 中國科學院南京土土壤研究所土壤物理研究室.土壤物理性質(zhì)測定法[M].科學出版社，1978.

篇2

氟磺胺草醚(fomesafen)是一種具有高度選擇性的大豆苗后除草劑，據(jù)統(tǒng)計2012年氟磺胺草醚作為除草劑的單劑品種可用面積162.2萬hm2/次，在黑龍江省除草劑單劑品種使用排名第4位[1]。但由于不合理的施用、不規(guī)范的輪作和耕作，導致氟磺胺草醚用藥量逐年增加，而且該藥在土壤中殘留期長達6～12個月[2]，在土壤中不會鈍化，可保持活性數(shù)個月，經(jīng)過雨水的淋溶很容易在土壤中隨著地表徑流和侵蝕土壤進入池塘、河流、湖泊等進一步污染地下水環(huán)境，并對非靶標水生生物造成危害，同時能在水生生物體內(nèi)進行富集，并通過食物鏈的傳遞危害到人類健康[3-4]。由于田間試驗難于收集淋溶液，達不到試驗理論的統(tǒng)一性，所以本試驗以淋溶柱的方式在室內(nèi)進行。目前研究除草劑淋溶的試驗已有相關(guān)報道，聶果等[5]利用不銹鋼柱研究發(fā)現(xiàn)單嘧磺酯在黑龍江黏土中主要分布在5～20cm之間；周世萍等[6]研究毒死蜱在土壤中的殘留和淋溶動態(tài)發(fā)現(xiàn)，降水量為200mL，濃度最高峰的土層深度為0～5cm；王玉軍等[7]研究多菌靈的淋溶特性，試驗發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)含量32.5g/kg時淋溶深度可達20～30cm。本試驗研究了氟磺胺草醚在黑土中淋溶規(guī)律并探討不同條件對氟磺胺草醚土壤淋溶的影響，為明確氟磺胺草醚在土壤中的環(huán)境行為，更好地預測農(nóng)藥對地下水污染的風險和生態(tài)安全性評價提供了科學依據(jù)[8]。

1材料與方法

1.1供試土壤供試土壤取自東北農(nóng)業(yè)大學院內(nèi)試驗田黑土。供試土壤均采自大田表層0～15cm耕作土。土樣采集后，在潔凈的實驗室內(nèi)平展、風干，揀除其中的植物殘根、石塊及其他雜物，過630μm篩待用，樣土經(jīng)檢測pH值6.67，有機質(zhì)含量3.8%。

1.2儀器與試劑液相色譜儀：Waters高效液相色譜1525，手動進樣器和Breeze工作站；色譜柱：WatersC18(250mm×4.6mm，5μm)不銹鋼柱；液相色譜過濾系統(tǒng)；20mL瓶口移液器；KQ600B超聲波清洗機；HZQ-F160振蕩器；TDL-60B-W離心機；1/10000電子天平；濾膜孔徑約0.22μm；50mL帶蓋離心管；乙腈；磷酸；NaCl；去離子水。

1.3高效液相色譜分析條件流動相乙腈-水(5%磷酸)體積比60∶40，流速1.0mL/min，柱溫30℃，檢測波長295nm，進樣量20μL，在上述色譜條件下，氟磺胺草醚的保留時間約為4.933min。

1.4試驗方法

1.4.1土柱及淋溶裝置制作取直徑10.5cm下水管40cm，在5～40cm每隔5cm打一個1cm的圓孔用以取土樣，取直徑10cm玻璃材料均勻打好孔洞作為淋溶柱的柱底，利用PVC材料沿著柱子底部架高5cm，以防淋溶液反滲入土壤樣品中。取2.5L礦泉水瓶，底部打小孔用以注入淋溶水樣，礦泉水瓶用細繩按吊瓶方式固定好，用封孔膜將醫(yī)用針管纏繞一圈扎入礦泉水瓶蓋處，將制作好的淋溶裝置掛在支架上，通過控制水流控制淋溶速度。

1.4.2氟磺胺草醚淋溶的檢測方法取500g風干土樣添加氟磺胺草醚作為藥土處理對象，土壤含水量10%，土柱每隔5cm添加500g土樣，藥土500g加入土樣上層，藥土上覆蓋一層濾紙，濾紙上加一層石英砂，降雨量100mm，降雨速度23~25滴/min，淋溶結(jié)束后在5、10、15、20、25、30、35cm土層用自制取樣器取樣，通過土樣前處理后經(jīng)高效液相色譜檢測氟磺胺草醚各土層的藥液含量情況。

1.4.3土壤樣品的前處理土壤樣品除去碎石、雜草和植株根莖等雜物，風干后過630μm篩。稱取上述土壤樣品20g于250mL具塞錐形瓶中，加入去離子水20mL濕潤土壤，再準確加入乙腈(分析純)20mL于250mL具塞錐形瓶中，浸泡1h后，振蕩30min，靜置5min后，將上清液轉(zhuǎn)移至盛有5gNaCl的50mL離心管中，振搖5min后，以5000r/min的速度離心5min后，取上層乙腈相直接上機待測[9-11]。

1.4.4標準曲線的制作將氟磺胺草醚標準溶液用乙腈稀釋配制成質(zhì)量分數(shù)為1、2、5、10、20、50、100、200mg/kg系列標準溶液，在上述高效液相色譜條件下進行3次重復測定，以氟磺胺草醚質(zhì)量分數(shù)x為橫坐標、峰面積y為縱坐標作圖，做標樣線性方程。1.4.5加標回收率的測定向空白土壤中添加氟磺胺草醚標準溶液，使土樣中添加質(zhì)量分數(shù)分別為1、5、10、50、100、150mg/kg，采用上述土壤前處理和高效液相色譜的方法3次重復測定空白及加標土壤樣品。

2結(jié)果與討論

2.1標準曲線制作將氟磺胺草醚標準品配制成不同質(zhì)量分數(shù)的標準溶液，測得不同質(zhì)量分數(shù)下峰面積可知標樣線性方程為y=27602x+17923，相關(guān)系數(shù)為R2=0.9991；其中y為氟磺胺草醚峰面積，x為標準溶液質(zhì)量分數(shù)。在試驗的質(zhì)量分數(shù)范圍內(nèi)，儀器對氟磺胺草醚有較好的線性相關(guān)性。

2.2加標回收率在過篩土壤樣品中添加氟磺胺草醚標準溶液，測得不同質(zhì)量分數(shù)下的添加回收率和相對標準偏差見表1。由表1可知：隨著標準土樣氟磺胺草醚質(zhì)量分數(shù)的增加，平均回收率逐漸增加，藥液質(zhì)量分數(shù)1mg/kg時回收率56.7%，這可能和儀器本身的檢測限量有關(guān)。藥液質(zhì)量分數(shù)10～150mg/kg時回收率均能達到90%以上，相對標準偏差小于2%，說明本實驗氟磺胺草醚提取方法、儀器檢測條件可行。

2.3氟磺胺草醚在土壤中淋溶的影響因素分析

2.3.1不同施藥量對氟磺胺草醚土壤淋溶的影響由圖1可知：隨著氟磺胺草醚淋溶深度的增加，土樣檢測質(zhì)量分數(shù)逐漸下降，土樣25cm時檢測質(zhì)量分數(shù)均低于20mg/kg，土樣30cm時50mg/kg氟磺胺草醚水劑未檢出殘留，土樣35cm時100mg/kg氟磺胺草醚水劑未檢出殘留，同一淋溶層添加氟磺胺草醚質(zhì)量分數(shù)越高儀器檢測農(nóng)藥殘留量越大，結(jié)果表明土層中氟磺胺草醚藥質(zhì)量分數(shù)越大，土壤吸附藥液的殘留質(zhì)量分數(shù)越大，土壤淋溶作用越強。

2.3.2有機質(zhì)對氟磺胺草醚土壤淋溶的影響由圖2可知淋溶深度25cm時，有機質(zhì)含量7.4%未檢出農(nóng)藥殘留；淋溶深度30cm時，有機質(zhì)含量6.3%未檢出農(nóng)藥殘留，同一藥土層，不同有機質(zhì)含量相比較存在差異，土樣檢測質(zhì)量分數(shù)隨著有機質(zhì)含量的增加，淋溶深度和土樣檢測質(zhì)量分數(shù)逐漸降低。結(jié)果顯示土壤中添加一定劑量的有機質(zhì)之后形成了新的人工吸附劑，它對土壤中的氟磺胺草醚有很大的吸附能力和吸附容量，這種行為直接影響了氟磺胺草醚在土壤中的淋溶，即土壤有機質(zhì)含量越高，藥土越不容易隨水下移，土壤吸附性能越強，則可供淋溶的污染物越少，污染物淋溶能力就越弱[12]。

2.3.3不同降雨量對氟磺胺草醚土壤淋溶的影響由圖3可知：淋溶深度30cm時，降雨量70mm未檢出農(nóng)藥殘留；淋溶深度35cm時，降雨量100mm未檢出農(nóng)藥殘留；35cm降雨量140mm農(nóng)藥檢出量小于1mg/kg。同一淋溶土層，降雨量越大土樣檢測濃度越高，結(jié)果表明降雨量越大，同一時間內(nèi)降雨速度越快，農(nóng)藥隨著雨水向下移動的速度加快，土壤的滲透能力增強，導致淋溶深度和土樣檢測濃度越高。

2.3.4土壤含水量對氟磺胺草醚土壤淋溶的影響由圖4可知：隨著氟磺胺草醚淋溶深度的增加，土樣檢測質(zhì)量分數(shù)逐漸下降，淋溶深度35cm時，含水量10%、15%未檢出農(nóng)藥殘留，同一藥土層，土樣含水量不同相比較存在差異，土樣檢測濃度隨著土樣含水量的增加，淋溶深度和土樣檢測質(zhì)量分數(shù)逐漸增加，結(jié)果顯示土壤含水量大滲透能力增強，加快了土壤淋溶向下運動的速度，淋溶的深度越大。

2.3.5氟磺胺草醚不同劑型對土壤淋溶的影響由圖5可知：氟磺胺草醚水劑(SL)、微乳劑(ME)和乳油(EC)隨著淋溶深度的增加，其土樣的檢測濃度逐漸下降，淋溶深度30cm時，微乳劑(ME)和乳油(EC)藥土層均未檢測出農(nóng)藥，同一藥土層，不同劑型相比較，淋溶深度和土樣檢測濃度差異明顯，水劑表現(xiàn)出較強的淋溶性，微乳劑次之，乳油的淋溶性最弱。水劑配方中使用的有機溶劑和表面活性劑比乳油和微乳劑都少，微乳劑用水做主要溶劑，但是需要加入大量的乳化劑，乳油中含有大量的有機溶劑，即3種劑型的水溶性水劑最大，微乳劑次之，乳油最小。從試驗結(jié)果可以看出，水溶性越大，農(nóng)藥土層向下運動的速度越快，同層土樣的藥土檢測質(zhì)量分數(shù)就越大。

3結(jié)論

農(nóng)藥在土層中的淋溶深度和對地下水的潛在污染受多種因素的影響，其中起主導作用的因素有4種：1)施藥地塊可供土壤淋溶的施藥量，施藥量的多少取決于是否合理用藥，操作是否規(guī)范；2)施藥地區(qū)年降雨量和降雨強度，農(nóng)藥隨雨水在土壤中下移的速度與同一時間內(nèi)降雨量的多少有關(guān)；3)施藥地塊土壤本身的物理特性，土壤的質(zhì)地主要取決于土壤含水量、有機質(zhì)含量、土壤的透氣性等；4)農(nóng)藥自身的成分組成，農(nóng)藥的化學成分決定了農(nóng)藥的性質(zhì)，農(nóng)藥的水溶性影響農(nóng)藥下滲速度和對土壤的吸附作用。農(nóng)藥土壤淋溶最大的危害是對地下水造成的污染，以及帶來的一系列連鎖反應。評價一種農(nóng)藥對地下水的污染需要各方面因素綜合考慮再做出評價。

篇3

    農(nóng)作物的生長需要大量的氮素,需要施用大量的化肥來增強農(nóng)業(yè)土壤的氮素肥力,但是化肥氮不能長久地留存在土壤中,大量施用有機肥才是培育土壤氮素肥力的有效途徑。目前,隨著對農(nóng)業(yè)生態(tài)問題的關(guān)注,可溶性有機氮在農(nóng)業(yè)土壤中的作用已經(jīng)備受重視,所以,研究農(nóng)業(yè)土壤中SON的測定方法、在土壤氮素供應和轉(zhuǎn)化中的作用,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

    1 SON的測定方法

    農(nóng)業(yè)土壤中的可溶性氮可用水浸提,但水浸提會造成土壤擴散,導致難以獲得精確的數(shù)據(jù)進行分析。部分鹽溶液已用于氮的浸提,但鹽浸提會破壞土表的吸收平衡而釋放出有機氮,不利于溶解。農(nóng)業(yè)土壤中的SON不能直接通過浸提測量,必須從總的可溶性N(TSN)濃度中排除礦質(zhì)N的濃度進行判定。近幾年,一些簡易、快捷和自動化的測定方法已運用于TSN的常規(guī)分析,推動了SON的測定。在對農(nóng)業(yè)土壤中的可溶性氮的測定中,可采用電超濾法(EUF),該方法不僅能提取礦質(zhì)N(EUF-NO3)有機N(EUF-Norg),還能夠判定營養(yǎng)釋放的速率,相比其他方法更具優(yōu)越性,但EUF法工作量較大、成本較高,并且與土壤浸提法相比存在結(jié)果差異。

    2 SON在N轉(zhuǎn)化中的作用

    DON是有機氮的重要構(gòu)成部分,因其具有流動性和有效性的特點,在氮的礦化、固定、淋溶、植物吸收等動態(tài)過程中具有不可替代的作用。

    2.1 DON與礦化

    礦化主要是研究土壤礦質(zhì)N大小的變化,沒有重視SON及其轉(zhuǎn)化。然而,N的形態(tài)決定了它的利用價值,所以判定有機質(zhì)是礦化成NH4+-N還是轉(zhuǎn)化為SON是非常有必要的。DON含有許多難溶、難分解的物質(zhì),但其在氮的礦化過程中占據(jù)非常重要的位置。Mehgel和Appel指出CaC12浸提的SON量是砂質(zhì)土中可礦化有機N庫的確切指標,這是由于這個庫與凈N礦化量有關(guān);Kielland指出極地凍土氮基酸的迅速換新造成高速率的總N礦化;Mengel研究了17塊農(nóng)田、1座森林、2片草原的土壤中氮礦化與土壤可溶性氮庫之間的關(guān)系,他們發(fā)現(xiàn)氨基N與凈N礦化之間的密切相關(guān)[1]。

    2.2 DON與固定

    NH4+是被土壤微生物消化和固定的N的主要形式,經(jīng)典的礦化作用,即固定作用理論(MIT)認為全部吸收的N都源于礦質(zhì)N,但是,許多微生物能夠直接利用低分子量的可溶性有機氮化合物,這表示經(jīng)典的MIT理論可能不準確,而且所涵蓋的信息太單一或簡化。Barraclough實驗發(fā)現(xiàn),在冬小麥的土壤中,全部的氨基N都被土壤微生物群體直接吸收,這表示在礦質(zhì)N固定的同時SON的濃度顯著增加,改變了過去對土壤中N轉(zhuǎn)化過于簡單的觀點[2]。

    2.3 DON與琳溶

    農(nóng)業(yè)土壤淋溶液中的DON的濃度超過礦質(zhì)N的濃度,并且DON是淋溶到農(nóng)業(yè)土壤中的主要N源,而有機態(tài)氮是氮素融入江河湖泊的主要形態(tài),溫帶氣候條件下農(nóng)業(yè)土壤中的NO3--N是排水中的主要N源,其中一部分有機態(tài)氮來源于農(nóng)作物有機生產(chǎn)系統(tǒng),DON也是導致農(nóng)業(yè)土壤中N流失的重要原因。Bergstrom等采取滲漏計法分析了有機肥的淋失狀況,發(fā)現(xiàn)在使用等量氮素時,有機肥淋溶掉的N多于無機N,造成有機農(nóng)業(yè)倡導使用有機肥,簡單地以為施有機肥能夠生產(chǎn)出無污染的綠色安全食品,其實實際情況并不是如此。土壤有機質(zhì)會阻礙土壤礦物質(zhì)的活性部分,使得淋溶的有機質(zhì)的吸著力減弱,因此,應重視有機態(tài)養(yǎng)分在土壤中的移動和損耗,可溶性有機態(tài)氮在其中的影響需要進一步探究[3]。

    2.4 植物與徽生物對DON吸收的相互競爭

    由SOM的礦化及植物殘渣釋放的N一直以來被認為是植物吸收的主要N源,植物可以直接吸收NO3--N,在某些特定環(huán)境下,可溶性有機氮是植物可吸收的主要氮源。土壤中的有機氮是不斷變化的,植物以及微生物都能吸收利用土壤中的有機氮,因此,植物與微生物在對DON吸收方面存在對立關(guān)系。在農(nóng)業(yè)土壤中,有機N化合物對植物根的有效性較小,但并不表示這部分不更新或者不向植物提供N,有關(guān)研究表明,植物與微生物能較快地主動吸收施入土壤中的氨基酸,但兩者之間存在相互的競爭。Henry等的實驗結(jié)果表明,微生物吸收的氮比植物高出許多倍,這表明微生物競爭N素養(yǎng)分能力比植物強,但Hodge等則認為,植物競爭N素養(yǎng)分能力比微生物強,所以需要進一步的研究才能確定浸提的SON中究竟有多大部分被植物吸收并利用。

    3 結(jié)語

    農(nóng)業(yè)土壤中淋溶出的NO3--N影響了人類健康以及生存環(huán)境,及其在作物營養(yǎng)中的重要性已引起研究者的注意,但是農(nóng)業(yè)土壤中的SON的轉(zhuǎn)化和通過DON淋溶的流失卻未能獲得足夠的重視。在未來的研究過程中,還需要進一步探究SON與其他形式N的有效性指數(shù)之間關(guān)系,以明確SON的最終去向。

    參考文獻

    [1] 郭景恒,張逸,何騫.氮沉降影響下酸性森林土壤中水溶性有機氮的分布特征[J].環(huán)境化學,2011,30(06):1121-1124.

篇4

關(guān)鍵詞：自動站 土壤水分對比觀測 分析評估

中圖分類號：S151.9 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（c）-0191-04

根據(jù)《自動土壤水分觀測準確性研究》[1]理論，對青島六個區(qū)市2011年度土壤水分對比觀測實驗數(shù)據(jù)進行評估分析，發(fā)現(xiàn)在土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)比較均勻地段，自動土壤水分觀測經(jīng)訂正可以替代人工取土觀測土壤水分。

1 資料來源

青島六個區(qū)市氣象局2011年度自動土壤水分觀測站器測體積含水率與人工取土觀測重量含水率對比實驗數(shù)據(jù)，膠州、平度、萊西、即墨每個站樣本數(shù)56個，膠南、嶗山每個站樣本數(shù)48個。

2 評估分析理論依據(jù)簡介

根據(jù)《自動土壤水分觀測準確性研究》知：

（1）

式中為人工取土四個重復平均重量含水率；為人工取土四個重復點較探針點安裝前重量含水率平均相對變化率；為探針點探針安裝后重量含水率較安裝前相對變化率；為探針點探針安裝后體積含水率探測值；為探針點探針安裝后土壤容重。

2.1 土壤容重綜合修正法

假設(shè)土壤水分觀測地段土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)比較均勻，土壤含水量變動區(qū)間（）比較小，根據(jù)《自動土壤水分觀測準確性研究》知，和之間存在正比關(guān)系。

（2）

（2）式中為常數(shù)，，其中為常數(shù)；為綜合修正土壤容重。

綜合修正土壤容重可通過人工觀測土壤重量含水率和同時次自動土壤水分觀測站觀測體積含水率計算得出。

即： （3）

2.2 簡化直線回歸法

2.2.1 簡化直線回歸法

假設(shè)觀測地段土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)比較均勻，土壤含水量變動區(qū)間（）比較小，自動土壤水分觀測站探針安裝時對環(huán)境改變很小，即，，根據(jù)《自動土壤水分觀測準確性研究》知，和之間存在線性關(guān)系。

（4）

（4）式中、為常數(shù)，其中，為探針安裝后土壤容重倒數(shù)；，為人工測平均重量含水率與自動土壤水分觀測站測重量含水率之差，其中為探針點探針安裝前重量含水率。、可以通過對比觀測，采用直線回歸直接求出。

2.2.2 簡化直線回歸法

根據(jù)（4）式， （5）

（5）式中，，由（4）式的分析可知，、亦為常數(shù)，也可采用直線回歸求出。

3 分析評估

用土壤容重綜合修正法和簡化直線回歸法，分別對青島六個區(qū)市同層次土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)比較均勻?qū)Ρ扔^測地段2011年度自動土壤水分觀測與人工取土土壤水分觀測對比實驗數(shù)據(jù)進行分析評估，結(jié)果如下。

3.1 土壤容重綜合修正法分析評估、驗證結(jié)果

3.1.1 綜合修正土壤容重與人工測定土壤容重對比

平均綜合修正土壤容重與人工測定土壤容重對比見表1。

從表1看出，平均綜合修正土壤容重大于等于人工測土壤容重的占87.5%，最大相差0.68g/cm3；平均綜合修正土壤容重小于人工測土壤容重的占12.5%，最大相差0.06g/cm3。

3.1.2 土壤容重綜合修正法分析、驗證結(jié)果

根據(jù)（2）式：，由自動土壤水分觀測站體積含水率計算重量含水率，再與人工實測重量含水率對比；或由人工測重量含水率計算體積含水率，再與自動土壤水分觀測站實測體積含水率對比。

土壤容重綜合修正法分析結(jié)果見表2。

表中：土壤重量含水率平均分析絕對誤差：

土壤體積含水率平均分析絕對誤差：

根據(jù)、計算公式知，、之間存在關(guān)系。

3.1.3 土壤容重綜合修正法分析、驗證結(jié)果評估

從表2看出，用土壤容重綜合修正法除萊西0～40 cm外，土壤體積含水率平均絕對誤差均小于5%，根據(jù)《自動土壤水分觀測規(guī)范（試行）》（山東省氣象局氣測函[2010]21號《關(guān)于印發(fā)的通知》），自動土壤水分觀測可以替代人工觀測。而且因>1，根據(jù)，則必

從表3、表4看出，用土壤容重綜合修正系數(shù)法除萊西20～30 cm土壤體積含水率平均絕對誤差5.01%略大于5%外，其他均小于5%，總體效果比土壤容重綜合修正法好，自動土壤水分觀測可以替代人工觀測。而且因>1，根據(jù)，則也必

萊西土壤容重綜合修正法土壤體積含水率平均絕對誤差均較大原因：為便于分析，以膠州、萊西10～20 cm為例，對人工測重量含水率、自動土壤水分觀測站測體積含水率進行比較（見圖1、圖2），發(fā)現(xiàn)膠州人工測重量含水率、自動土壤水分觀測站測體積含水率變化趨勢相同，而且在土壤水分變動不大情況下，人工測重量含水率和自動土壤水分觀測站測體積含水率兩條曲線接近等距曲線，綜合修正土壤容重幾乎是一條水平直線。而萊西雖人工測重量含水率、自動土壤水分觀測站測體積含水率雖變化趨勢相同，但自動土壤水分觀測站測體積含水率敏感度低，其變化幅度明顯小于同時段人工測重量含水率變化幅度，不符合變化規(guī)律，造成綜合修正土壤容重不穩(wěn)定，致使0～40 cm土壤容重綜合修正法土壤體積含水率平均絕對誤差大于5%，而40～100 cm深層土壤水分比較穩(wěn)定，所以土壤容重綜合修正法土壤體積含水率平均絕對誤差符合要求。

3.2 簡化直線回歸法分析、驗證結(jié)果

3.2.1 簡化直線回歸法分析、驗證結(jié)果

以自動土壤水分觀測站測體積含水率為自變量，人工四個重復觀測平均重量含水率為因變量，根據(jù)（4）式對同層次、同時次對比觀測資料進行直線回歸。簡化直線回歸法回歸方程、分析結(jié)果見表5、表6、表7。

表中：土壤重量含水率平均分析絕對誤差：

土壤體積含水率平均分析絕對誤差：

3.2.2 簡化直線回歸法分析、驗證結(jié)果

以人工四個重復觀測平均重量含水率為自變量，自動土壤水分觀測站測體積含水率為因變量，根據(jù)（5）式對同層次、同時次對比觀測資料進行直線回歸。簡化直線回歸法回歸方程、分析結(jié)果見表6、表7、表8。

3.2.3 簡化直線回歸法分析、驗證結(jié)果評估

表5、表8顯示，簡化直線回歸法除萊西0～50 cm、平度90～100 cm、即墨40～50 cm和90～100 cm外，土壤體積含水率平均絕對誤差均小于5%，根據(jù)《自動土壤水分觀測規(guī)范（試行）》，自動土壤水分觀測可以替代人工觀測，而且重量含水率平均絕對誤差也小于5%。

從表5、表8中發(fā)現(xiàn)，采用簡化直線回歸時，體積含水率平均絕對誤差與重量含水率平均絕對誤差之間，一方面根據(jù)、計算公式，（ ，或），由于采用統(tǒng)計方法，大部分與偏差較大，與之間也不存在倒數(shù)關(guān)系，有些甚至為負值，已失去物理意義；另一方面當采用直線回歸時>，當采用直線回歸時大部分會出現(xiàn)

簡化直線回歸法平均絕對誤差均較大的原因，除自動土壤水分觀測站測體積含水率敏感度低外，還由于觀測地段部分區(qū)域和層次與自動土壤水分觀測站安裝點土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)不一致，安裝自動土壤水分觀測站時安裝地點土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，，條件難以達到，全市共8個層次平均絕對誤差大于5%，明顯超過綜合修正土壤容重法的4個不合格層次。

4 結(jié)語評述

在土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)比較均勻地段，土壤容重綜合修正法和土壤容重綜合修正系數(shù)法比較適宜，且大部分土壤容重綜合修正系數(shù)法的土壤體積含水率平均絕對誤差小于等于土壤容重綜合修正法的土壤體積含水率平均絕對誤差，方法簡便，物理意義清晰，簡化直線回歸法大部分統(tǒng)計模擬也比較好，可直接用自動土壤水分觀測站測體積含水率和相應綜合修正土壤容重計算替代人工重量含水率觀測值，或由自動土壤水分觀測站測體積含水率根據(jù)簡化直線回歸方程計算替代人工重量含水率觀測值，再根據(jù)人工測的田間持水量、土壤容重、凋萎濕度等水文物理常數(shù)計算土壤相對濕度、土壤總含水量和有效含水量等。

但土壤容重綜合修正法應關(guān)注自動土壤水分觀測站測體積含水率的敏感度，可將圖1作為對比實驗質(zhì)量監(jiān)控工具使用，根據(jù)人工測重量含水率、自動土壤水分觀測站測體積含水率變化趨勢相同、綜合修正土壤容重幾乎是一條水平直線特征，檢驗對比觀測效果；土壤容重綜合修正系數(shù)法因人工測體積含水率與經(jīng)土壤容重綜合修正系數(shù)修正后的自動土壤水分觀測站測體積含水率都不是直接觀測值，對誤差分析有比較大的影響，致使萊西用土壤容重綜合修正法不合格的0～40 cm四個層次幾乎全部合格。簡化直線回歸法須注意：（1）體積含水率平均絕對誤差小于5%，不能保證重量含水率平均絕對誤差也小于5%，不可僅以體積含水率平均絕對誤差作為判斷標準。（2）為保障在體積含水率平均絕對誤差小于5%時重量含水率平均絕對誤差也小于5%，最好采用簡化直線回歸法。（3）由于，條件難以達到，簡化直線回歸法不及綜合修正土壤容重法適用性強。

篇5

關(guān)鍵詞：土壤調(diào)理劑；大蒜；土壤理化性狀；產(chǎn)量

中圖分類號：S156.2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）03-0088-03

山東金鄉(xiāng)是聞名全國的大蒜之鄉(xiāng)，常年種植面積穩(wěn)定在4～5萬公頃，占全國大蒜種植面積的30%。大蒜的生產(chǎn)、加工、出口已具標準化、產(chǎn)業(yè)化、基地化，是支撐當?shù)亟?jīng)濟的主導產(chǎn)業(yè)。但由于連年種植大蒜時間長，加之施用化肥農(nóng)藥不合理，造成土壤理化性狀惡化，養(yǎng)分平衡失調(diào)，地力下降， 嚴重影響大蒜正常生長及產(chǎn)量的提高，成為制約大蒜生產(chǎn)發(fā)展的主要因素。因此，如何改善大蒜田土壤理化性狀，保持和提高其土壤肥力，是目前金鄉(xiāng)大蒜生產(chǎn)發(fā)展中需要研究解決的一個重要問題。土壤調(diào)理劑能夠改善土壤理化性狀，改良土壤結(jié)構(gòu)，調(diào)理失衡的土壤養(yǎng)分體系，促進氮磷鉀和有機質(zhì)等養(yǎng)分供應，提高土壤保水、保肥性。本研究通過使用兩種不同類型的土壤調(diào)理劑，探討不同土壤調(diào)理劑對大蒜田土壤理化性質(zhì)和土壤肥力的影響，為土壤調(diào)理劑在大蒜上的應用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2011～2012年在山東省金鄉(xiāng)縣進行。試驗地土壤肥力中等，土壤有機質(zhì)為1.23%，堿解氮80.11 mg/kg，速效磷35.26 mg/kg，速效鉀130.41 mg/kg，pH值7.86。

土壤調(diào)理劑種類為麥飯石、蒙脫石，大蒜品種為金鄉(xiāng)雜交蒜。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)3個處理，處理1：蒙脫石；處理2：麥飯石；處理3：以不施調(diào)理劑為對照（CK）。 隨機區(qū)組排列，重復3次，小區(qū)面積為20 m2。兩種調(diào)理劑用量均為1 500 kg/hm2。各處理間留約0.5 m寬的隔離帶。復合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）用量為1 500 kg/hm2，有機肥用量為750 kg/hm2，復合肥及有機肥于播種前均勻撒入各試驗小區(qū)；土壤調(diào)理劑于播種前一次性施入。

于2011年10月3日播種，行株距為18 cm×15 cm。2012年4月3日澆第一次水，并隨水沖施尿素160 kg/hm2，硫酸鉀120 kg/hm2。4月20日澆第二水，并隨水沖施甲殼素海藻肥300 kg/hm2，其技術(shù)指標為有機質(zhì)>10 g/L，N+K2O≥100 g/L。5月7日提完蒜薹后，澆第三水，即“催頭水”。

1.3 土樣采集與測量方法

分別于2012年3月3日、4月15日、5月19日取土。每個小區(qū)采用“S”形五點取樣， 用環(huán)刀取土， 用于測定土壤容重、孔隙度；同時在旁邊取0～20 cm土層土樣，土樣經(jīng)自然風干后， 根據(jù)土壤各指標測定所需粒徑的大小過篩，測定土壤氮、磷、鉀及有機質(zhì)。容重采用環(huán)刀法測定；孔隙度測定：測出容重， 根據(jù)公式計算得出，孔隙度（%）= （1-容重/比重）×100； 速效 N、P、K 含量測定分別采用堿擴散法，0.5 mol/L NaHCO3浸提、鉬銻抗比色法測定和1 mol/L 醋酸銨浸提、火焰光度法測定[1]。有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀容量法。

2 結(jié)果與分析

篇6

1材料與方法

1.1試驗地點及氣象條件

試驗于2009年在4個中國典型玉米主產(chǎn)區(qū)進行,分別是:東北(黑龍江農(nóng)墾總局852農(nóng)場,124.48°E,46.33°N)、華北(河南省溫縣,112.99°E,34.92°N)、西北(陜西省長武縣,107.88°E,35.28°N)和西南(四川省簡陽市,104.56°E,30.41°N),4個地點的土壤類型分別為黑土、黑壚土、潮土和紫色土。4個地點的玉米生育期內(nèi)氣象數(shù)據(jù)見表1,包括玉米生育期內(nèi)長期氣象數(shù)據(jù)(1999—2008)及2009年玉米生育期內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)。

1.2玉米高產(chǎn)體系的創(chuàng)建

根據(jù)各試驗點長期氣象數(shù)據(jù)所表征的光溫水條件,設(shè)計適合當?shù)貧夂虻母弋a(chǎn)栽培管理模式?？傮w原則是應用模型通過品種、播期及密度設(shè)計高產(chǎn)群體和目標產(chǎn)量,以最大限度利用當?shù)毓鉁刭Y源,通過測試土壤養(yǎng)分狀況及當?shù)馗弋a(chǎn)栽培條件下的產(chǎn)量目標,確定施肥量,保證充足的養(yǎng)分供應,同時保證完善的植保措施使病蟲草害不成為高產(chǎn)的限制因素,以充分展示不同土壤條件對玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)的影響。黑龍江852農(nóng)場產(chǎn)量目標為11.0t•hm2,雨養(yǎng)春玉米,為使玉米生長與當?shù)毓鉁貤l件相匹配,選用當?shù)刂髟灾性缡炱贩N“綏玉7號”,該品種生育期內(nèi)需要的有效生長積溫(GDD)[2021]為1386℃,密度70000株•hm2,5月1日播種,為滿足玉米養(yǎng)分需求,每公頃N、P2O5、K2O施用量分別為166kg、99kg和48kg,小區(qū)面積65m2(6.5m×10m);陜西長武產(chǎn)量目標為13.2t•hm2,選用品種“先玉335”,該品種生育期內(nèi)所需GDD為1518℃,密度為85000株•hm2,播種期為4月21日,雨養(yǎng)春玉米,每公頃N、P2O5、K2O施用量分別為250kg、40kg和80kg,小區(qū)面積56m2(7m×8m);河南溫縣產(chǎn)量目標12.4t•hm2,品種為當?shù)刂髟云贩N“豐玉4號”,該品種生育期內(nèi)所需GDD為1780℃,密度為75000株•hm2,6月7日播種,充分灌溉,每公頃N、P2O5、K2O施用量分別為263kg、113kg和143kg,小區(qū)面積50m2(5m×10m);四川簡陽產(chǎn)量目標8.7t•hm2,密度為60000株•hm2,品種為當?shù)刂髟云贩N“川單418”,該品種生育期內(nèi)所需GDD為1706℃,采用育苗移栽,移栽期為4月19日,雨養(yǎng),玉米紅苕間作,每公頃N、P2O5、K2O施用量分別為225kg、78kg和150kg,小區(qū)面積20m2(4m×5m)。所有試驗點均為3次重復。

1.3根系取樣及測試方法

各試驗點在玉米根系最發(fā)達期(吐絲期)取根樣,取樣方法為分層取根法[22],選擇臨近的兩株進行取樣,0~60cm土壤層次分層劃分成小長方體,小長方體高分別為10cm(0~10cm)、10cm(10~20cm)、20cm(20~40cm)、20cm(40~60cm),長為株距的1/2,即黑龍江852農(nóng)場、陜西長武、河南溫縣與四川簡陽4個試驗點小長方體長分別為11cm、12cm、11cm和8.5cm,寬度依據(jù)玉米行距而有所變化,4個試驗點分別為10.8cm、10cm、10cm和10cm。用直徑0.5mm孔徑的尼龍網(wǎng)對每個土塊進行過濾洗出根系,去掉氣生根及延伸至土壤中的莖,各土塊中的根在75℃烘干稱重。

1.4土壤剖面及土壤取樣與分析

在每個試驗點挖掘典型土壤剖面,采集土壤剖面照片,記錄土壤剖面特性。分0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60~100cm5個土壤層次進行土壤容重測定,同時取各個土層的土壤樣品,帶回實驗室風干測土壤有機質(zhì)含量[23]。

1.5測產(chǎn)

收獲期在每個小區(qū)選擇9m2面積進行測產(chǎn),取部分籽粒在75℃烘干稱重,計算玉米在15.5%含水量下的產(chǎn)量。

1.6產(chǎn)量潛力的模型計算

利用Hybrid-Maize模型進行玉米產(chǎn)量潛力的計算。Hybrid-Maize模型[2021]是美國Nebraska大學開發(fā)的玉米專用模型,能夠模擬玉米在水分限制(雨養(yǎng))與無水分限制(灌溉)條件下的長期(多年)與當年的玉米產(chǎn)量潛力,在中國玉米主產(chǎn)區(qū)得到校驗和應用[6,24]。模型模擬所需要的氣象數(shù)據(jù)包括當年或長期的每日太陽輻射、最高氣溫、最低氣溫、降雨量、平均風速與平均相對濕度,氣象數(shù)據(jù)來源為試驗點所在地區(qū)氣象站,模擬時需要輸入玉米播種日期、播種密度與品種特性(吐絲與收獲所需要的GDD)。

2結(jié)果與分析

2.1不同土壤條件下玉米的長期產(chǎn)量潛力、當年產(chǎn)量潛力與實際產(chǎn)量

圖1為各試驗點的實測玉米產(chǎn)量及應用Hybrid-Maize模型及氣象資料計算的長期(10年)產(chǎn)量潛力及2009年產(chǎn)量潛力。黑龍江852農(nóng)場(雨養(yǎng))、陜西長武(雨養(yǎng))、河南溫縣(灌溉)與四川簡陽(雨養(yǎng))4個試驗點在本文設(shè)計的高產(chǎn)栽培管理條件下的長期產(chǎn)量潛力分別為11.0t•hm2、13.2t•hm2、12.4t•hm2和8.7t•hm2,長期玉米產(chǎn)量潛力陜西長武>河南溫縣>黑龍江852農(nóng)場>四川簡陽,主要原因是陜西長武與河南溫縣可選用生育期較長的品種,品種所需GDD分別為1518℃和1780℃(黑龍江852農(nóng)場品種所需GDD只有1386℃),且氣象條件適宜玉米生長,陜西長武的氣象條件可以承受更高的栽培密度(85000株•hm2)。2009年4個試驗點的產(chǎn)量潛力分別為11.7t•hm2、13.6t•hm2、10.9t•hm2和8.5t•hm2,其中黑龍江852農(nóng)場與陜西長武2009年模擬產(chǎn)量高于長期模擬產(chǎn)量,主要原因是2009年黑龍江852農(nóng)場與陜西長武生育期內(nèi)總輻射高于長期平均,而生殖生長期的平均溫度低于長期平均使灌漿期延長,因而有利于產(chǎn)量的提高;河南溫縣2009年模擬產(chǎn)量低于長期模擬產(chǎn)量,主要原因是2009年生育期內(nèi)溫度高于長期平均;四川簡陽2009年模擬產(chǎn)量與長期模擬產(chǎn)量之間沒有差異。2009年黑龍江852農(nóng)場、陜西長武、河南溫縣與四川簡陽4個試驗點實際獲得的產(chǎn)量分別為10.7t•hm2、14.1t•hm2、9.2t•hm2和6.7t•hm2,分別實現(xiàn)了當年產(chǎn)量潛力的92%、104%、84%和78%,不同地點在最佳管理措施下實現(xiàn)產(chǎn)量潛力的程度明顯不同。

2.2不同土壤條件下的土壤剖面結(jié)構(gòu)、土壤容重和有機質(zhì)含量

圖2為不同試驗地點不同深度(0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm、60cm以下)土壤剖面結(jié)構(gòu)圖。黑龍江852農(nóng)場試驗點為典型黑土;0~40cm為黑土層,為壤質(zhì)黏土,主要為粒狀與團塊狀結(jié)構(gòu),疏松,多根系;40~60cm土層顏色較上層淡,黏土,小核塊狀,結(jié)構(gòu)緊實;60cm以下顏色為濁黃色,黏土,極少根系。陜西長武試驗點為典型黑壚土;0~40cm為覆蓋熟土層,是長期耕種、施用糞肥和近代黃土沉積物的產(chǎn)物,此層又可細分為耕層、犁底層和老表土層,為壤土至黏壤土;40cm以下為黑壚土層,黏壤土至壤質(zhì)黏土,暗灰色。河南溫縣試驗點為典型潮土;0~20cm耕作層淺灰棕色至暗灰棕色,呈屑粒狀、碎塊狀及團塊狀結(jié)構(gòu),多須根與孔隙;20~30cm為亞耕層,緊接耕作層之下,長期受機具擠壓作用所形成,色澤與耕作層相近,結(jié)持較緊,塊狀或片狀結(jié)構(gòu),根系與孔隙顯著減少;30~60cm為氧化還原特征層,以塊狀結(jié)構(gòu)為主;60cm以下為母質(zhì)層,顯示沉積物基質(zhì)色調(diào),具明顯沉積層理的土層,基本無生物活動等成土特征。四川簡陽試驗點屬于四川典型石灰性紫色土;0~20cm為耕作層,根系較多,紫色,質(zhì)地較輕;20~50cm紫色,土壤較黏重;50cm以下土壤黏重,顏色灰白色一層為碳酸鈣淀積層。土壤條件主要包括土壤肥力特征及土壤物理、化學和生物學等特性,本文選擇性地采用了對玉米生產(chǎn)影響大、在生產(chǎn)中易于調(diào)控的土壤物理(容重)與肥力(有機質(zhì))兩個重要指標進行研究。圖3是4個試驗地點的土壤容重與有機質(zhì)含量。4個點容重隨著土壤層次加深逐漸增大,以四川簡陽容重最高,為1.5~1.7g•cm3;其次是河南溫縣與黑龍江852農(nóng)場,為1.2~1.5g•cm3;陜西長武容重最小,為1.0~1.3g•cm3。其中黑龍江852農(nóng)場0~10cm土壤容重較小,10cm以下土層土壤容重增大,耕層(0~20cm)容重為1.37g•cm3;河南溫縣10cm以下土壤容重增大,尤其10~20cm容重最大,為1.53g•cm3;四川簡陽整個土壤剖面容重均較大,平均為1.58g•cm3;陜西長武整個土壤剖面土壤容重較小,耕層(0~20cm)容重只有1.15g•cm3。4個試驗地點有機質(zhì)隨著土層的加深呈遞減趨勢,黑龍江852農(nóng)場黑土有機質(zhì)最高,0~100cm土層變化范圍為6.4~74.6g•kg1,耕層(0~20cm)有機質(zhì)為69.3g•kg1;其次是四川簡陽與河南溫縣,變化范圍為8.0~30.2g•kg1和8.0~20.6g•kg1,0~20cm耕層有機質(zhì)分別為23.8g•kg1和18.6g•kg1;陜西長武最小,為7.3~13g•kg1,耕層有機質(zhì)12.8g•kg1。

2.3不同土壤條件下吐絲期玉米根系特征

4個試驗地點的玉米吐絲期根系(干重)立體分布見圖4。從圖中可以看出,4個試驗地點玉米根系主要分布在0~20cm土層,40cm以下根系含量較少。陜西長武與黑龍江852農(nóng)場的根量較大,0~40cm橫向分布廣泛,四川簡陽與河南溫縣的根系量少,主要分布在0~10cm。圖5是4個試驗地點不同土壤深度的玉米根干重密度。由圖5可以看出,4個試驗地點以陜西長武的根干重密度最大,以0~10cm與10~20cm最大,根干重密度分別為0.81g•dm3和0.35g•dm3,隨著土層加深根干重密度降低,40cm以下土層根干重密度降至0.04g•dm3以下。黑龍江852農(nóng)場根干重密度略低于陜西長武,0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60cm以下根干重密度分別為0.54g•dm3、0.14g•dm3、0.06g•dm3、0.02g•dm3和0.002g•dm3。河南溫縣根干重密度較低,0~10cm和10~20cm根干重密度分別為0.41g•dm3和0.05g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.008g•dm3。四川簡陽根干重密度最低,0~10cm和10~20cm根干重密度分別為0.35g•dm3和0.09g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.021g•dm3。由于黑龍江852農(nóng)場為典型黑土,0~40cm為壤質(zhì)黏土,主要為粒狀與團塊狀結(jié)構(gòu),比較疏松,同時因為黑土有機質(zhì)含量高,適合玉米根系生長,故根干重密度較高。陜西長武為典型黃土高原黑壚土,0~40cm為長期耕種層,土壤容重在4個試驗地點中最低,土壤疏松,有機質(zhì)含量低但養(yǎng)分便于調(diào)控,根系生長好,因此,根干重密度在4個試驗點中最高。河南溫縣為潮土,有機質(zhì)含量不高,容重較高,不利于根系下扎,根干重密度低。四川簡陽為典型石灰性紫色土,有機質(zhì)含量較低,土壤質(zhì)地黏重,尤其50cm以下土壤為灰白色黏重土壤,不利于調(diào)控,根系生長緩慢,根干重密度較低。

2.4產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度與土壤條件、根系生長的關(guān)系分析

由圖6可知,土壤容重增加,玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)的程度逐漸下降,各層土壤容重與產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度均呈極顯著負相關(guān)。根干重密度隨著玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度增加而增加,在各土層中,根干重密度變化與玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度呈顯著正相關(guān)。

3討論

3.1土壤條件對玉米產(chǎn)量潛力實現(xiàn)的影響與機理

本研究發(fā)現(xiàn),在4個典型玉米主產(chǎn)區(qū),土壤容重、土壤質(zhì)地與有機質(zhì)顯著影響玉米根系生長發(fā)育和產(chǎn)量潛力實現(xiàn)。陜西長武根干重密度最大,主要原因是土壤容重低,土壤質(zhì)地為壤質(zhì)土,利于根系生長,黑龍江852農(nóng)場與河南溫縣具有相似的土壤容重,但黑龍江852農(nóng)場土壤有機質(zhì)高,土壤較疏松,更利于玉米根系生長,河南溫縣10~20cm犁底層容重高,嚴重限制了玉米根系下扎,四川簡陽土壤容重最大,并且具有土壤障礙層,影響玉米根系發(fā)育,根干重密度低。土壤條件影響玉米產(chǎn)量主要通過影響玉米根系發(fā)育,有研究表明,土質(zhì)疏松,砂性土壤利于玉米根系生長,土壤容重較大的黏重土壤不利于玉米根系的生長發(fā)育[1819,25]。國內(nèi)已有研究也表明[2627],隨著下層(20~60cm)土壤容重的增加,玉米根條數(shù)、根干重、根長和根系活力都呈現(xiàn)減少的趨勢,且容重越大,減少的趨勢越顯著,且產(chǎn)量下降。另一方面土壤肥力影響玉米生長,尤其是土壤有機質(zhì)[2,1416]。土壤有機質(zhì)含量影響玉米根系生長,研究表明,0~20cm土層玉米的根系量與土壤有機質(zhì)呈顯著正相關(guān)[28]。本文中土壤容重與產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度呈顯著負相關(guān),根系生長與產(chǎn)量潛力實現(xiàn)程度呈顯著正相關(guān),說明土壤條件限制玉米的生長,從而限制玉米產(chǎn)量潛力的實現(xiàn)程度。當然,除了土壤容重和有機質(zhì)等以外,土壤結(jié)構(gòu)、土壤的保水保肥性、土壤的生物肥力等很多因素也對作物產(chǎn)量有很大影響,在這些方面前人已做了大量研究[25,28]。

3.2土壤條件的調(diào)控

在本研究中,比較理想的土壤條件是黑龍江黑土,土壤容重適中,耕層(0~20cm)土壤容重為1.37g•cm3,有機質(zhì)含量高,耕層有機質(zhì)含量69.3g•kg1,雖然是壤質(zhì)黏土,但高的有機質(zhì)含量可改善土壤團粒結(jié)構(gòu)和水肥供應能力,利于玉米生長和獲得高產(chǎn),實現(xiàn)玉米產(chǎn)量潛力[2,1416];陜西長武黑壚土土壤容重低,耕層為1.15g•cm3,土壤為壤質(zhì)土,盡管有機質(zhì)含量低,耕層有機質(zhì)為12.8g•kg1,但疏松的土壤條件利于根系的生長與水肥調(diào)控,從而完全實現(xiàn)了玉米的產(chǎn)量潛力[7];河南溫縣10cm以下土壤容重大,尤其10~20cm犁底層的容重最大,為1.53g•cm3,土壤有機質(zhì)含量較低,耕層有機質(zhì)含量18.6g•kg1,說明耕作層淺,耕層土壤肥力較低,嚴重限制了玉米根系的下扎,進而限制了玉米產(chǎn)量潛力的實現(xiàn);四川簡陽土壤有機質(zhì)含量較低,整個土體容重較高,平均為1.58g•cm3,并且土壤黏重,不利于實現(xiàn)玉米的產(chǎn)量潛力。

篇7

關(guān)鍵詞：蔬菜種植；水稻土；團聚體；土壤結(jié)構(gòu)；土壤演變

中圖分類號：S152.4 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）11-0066-04

目前由于城鎮(zhèn)化建設(shè)擴大，較多的遠郊糧田改種蔬菜以滿足城鎮(zhèn)居民生活需求，土地利用方式的改變勢必影響土壤演變及肥力水平。土壤團聚體、有機質(zhì)含量與土壤結(jié)構(gòu)形成、養(yǎng)分保儲密切相關(guān)，是評價土壤肥力水平、土壤有機碳固儲能力、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的重要指標[1～4]，也是表征土壤質(zhì)量的重要指標[2，4]。不同土壤類型、土地利用方式及施肥措施對土壤團聚體、土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分含量的影響存在明顯差異[3，5～8]。通常土壤養(yǎng)分的增加易促進土壤有機質(zhì)的積累并提高土壤大團聚體含量[9，10]。近年來涉及旱作區(qū)蔬菜種植及其他土地利用方式下的土壤酸化、板結(jié)及養(yǎng)分變化[1，3，6，7]等報道較多，但針對稻田改種蔬菜對土壤物理結(jié)構(gòu)及土壤碳固儲的潛在影響研究不夠。本試驗利用自然條件下具有相同稻-麥輪作糧食作物種植背景的長期糧食種植與改種蔬菜20年以上田塊，研究不同利用方式下土壤物理結(jié)構(gòu)（團聚體含量、土壤容重、固液氣三相比）及土壤有機質(zhì)0～60 cm剖面上分布差異，探討稻區(qū)農(nóng)田糧改蔬對土壤演變的影響，為正確評價農(nóng)田糧改蔬后農(nóng)田土壤的演變趨勢及制定合理調(diào)控措施提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

1.2 樣品采集與測定

選擇3塊肥力中等的稻-麥輪作糧田且其部分區(qū)域改種蔬菜達20年以上田塊，其中將每塊農(nóng)田的糧食種植區(qū)（稻田，CP）作為對照，蔬菜種植區(qū)（蔬菜田，VP）則為處理，重復3次。于2011年5月，分別在糧作區(qū)和相鄰菜作區(qū)，各隨機選擇3個采樣點，分0～20、20～40、40～60 cm三層采集，將同區(qū)域同層次3個樣點的土壤樣品混合，即為某一研究區(qū)域某一層次的土壤樣品。所采取土壤樣品用于水穩(wěn)性團聚體、土壤有機質(zhì)的測定。

水穩(wěn)性團聚體測定用濕篩法[11]，依次通過1.000、0.250、0.053 mm篩進行分級；剖面土壤容重利用土鉆法[11]進行測定；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法[12]；土壤總孔隙度、毛細管孔隙度和氣體孔隙度采用計算法[12]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

式中F：水穩(wěn)性團聚體占總團聚體百分含量；m：水穩(wěn)性團聚體烘干質(zhì)量；i：團聚體粒級；M：總團聚體烘干重。

本試驗數(shù)據(jù)處理利用Excel 2003進行方差分析、相關(guān)分析及制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土地利用方式對土壤團聚體含量與分配的影響

土層土壤團聚體含量

2.2 不同土地利用方式對土壤容重和孔隙度的影響

2.3 不同土地利用方式對土壤有機質(zhì)含量的影響

圖3 長期菜作和糧作下不同土層有機質(zhì)含量

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，長期植菜致0～20 cm 耕層土壤容重與固液相所占比例下降、氣孔度增加，而20～40 cm層土壤容重具有降低趨勢且固液相所占比例較糧作田增加。水稻土土壤容重降低與耕層氣孔度的增加改善了土壤結(jié)構(gòu)[13]，但土壤蓄水保水能力下降。糧改蔬后，土壤容重隨剖面深度增加且在40～60 cm土層顯著高于糧作田，甚至高于糧作田犁底層（20～40 cm）。推測原因可能是長期植菜的精耕深松打破了糧作田固有犁底層、上層土壤中細小土壤顆粒與較小有機肥顆粒隨水分向下遷移到深層所致，并影響深層團聚體的形成。

本研究發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)隨土壤剖面深度增加而降低，這與前人結(jié)果一致[11，16]；有機質(zhì)含量與土壤深度呈顯著負對數(shù)相關(guān)關(guān)系，與寇太記等[11]研究結(jié)果趨勢相同。但本研究發(fā)現(xiàn)長期蔬菜種植降低了0～20 cm 耕層土壤有機質(zhì)含量，這與張靚等[14]認為蔬菜種植因多施有機肥將提高土壤有機質(zhì)含量的結(jié)果不一致。分析有以下幾方面的原因，① 張靚等[14]是基于旱作區(qū)土壤結(jié)果，而本研究是針對江南稻區(qū)水稻土，旱作區(qū)與稻區(qū)存在土壤類型與水分條件等環(huán)境因素明顯差異，有機質(zhì)在土壤中礦化與合成機制不一致；②旱作區(qū)多施漚制農(nóng)家肥而稻區(qū)多施用糞尿肥為主，后者輸入的外源有機物料偏少；③改種蔬菜使得糧田土壤物理結(jié)構(gòu)改善，耕層增加的氣孔度提高了土壤中空氣含量，有利于微生物有氧代謝，相比厭氧環(huán)境易促進有機質(zhì)的礦化分解，不利于有機質(zhì)的積累。糧田改種蔬菜影響土壤演變，但對土壤質(zhì)量的綜合影響仍有待進一步研究。

參 考 文 獻：

[1] 孫 艷， 權(quán)， 劉 軍， 等. 日光溫室蔬菜栽培對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響——以陜西省涇陽縣日光溫室土壤為例[J]. 土壤學報， 2011， 48（1）：168-174.

[2] Dexter A R. Advances in characterization of soil structure [J]. Soil & Tillage Research， 1988， 11： 199-238.

[3] 袁俊吉， 蔣先軍， 胡 宇， 等. 不同植被覆蓋對養(yǎng)分在土壤水穩(wěn)性團聚體中分布特征的影響[J]. 水土保持學報， 2009， 23（6）： 112-117.

[4] Zhang B， Peng X H. Organic matter enrichment and aggregate stabilization in a severely degraded Ultisol after reforestation [J]. Pedosphere， 2006， 16（6）： 699-706.

[5] 趙 紅， 袁培民， 呂貽忠， 等. 施用有機肥對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響[J]. 土壤， 2011，43（2）：306-311.

[6] 梁愛珍， 張曉平， 楊學明， 等. 耕作對東北黑土團聚體粒級分布及其穩(wěn)定性的短期影響[J]. 土壤學報， 2009， 46（1）： 154-158.

[7] 張旭輝， 李戀卿， 潘根興. 不同輪作制度對淮北白漿土團聚體及其有機碳的積累與分布的影響[J]. 生態(tài)學雜志， 2001， 20（2）： 16-19.

[8] 劉夢云， 常慶瑞， 安韶山， 等. 土地利用方式對土壤團聚體及微團聚體的影響[J]. 中國農(nóng)學通報， 2005， 21（11）： 247-250.

[9] Yasemin K， Alvin J M. Soil aggregate sequestration of cover crop root and shoot-derived nitrogen [J]. Plant and Soil， 2005， 272： 263-276.

[10]王學君， 董曉霞， 孫澤強， 等. 水肥調(diào)控對土壤團聚體及有機碳的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學， 2009， 9：64-66，69.

[11]Kou T J， Zhu P， Huang S， et al. Effects of long-term cropping regimes on soil carbon sequestration composition in rainfed farmland of Northeast China [J]. Soil & Tillage Research， 2012， 118： 132-138.

[12]魯如坤. 土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法[M].北京： 中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社， 2000，269-315.

[13]寇太記， 劉德鴻， 徐曉峰， 等.臭氧污染對水稻土物理結(jié)構(gòu)和氮磷鉀含量的影響[J]. 土壤學報， 2012， 49（6）： 1164-1168.

[14]張 靚， 梁成華， 杜立宇， 等.長期定位施肥條件下蔬菜保護地土壤微團聚體組成及有機質(zhì)狀況分析[J]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學學報， 2007， 38（3）： 331-335.

篇8

關(guān)鍵詞 苗期深松；玉米；小麥；產(chǎn)量；影響

中圖分類號 S513；S512 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）01-0022-02

山東省是黃淮海區(qū)域典型的小麥—玉米一年兩熟制耕作區(qū)，由于常年復種連作，夏玉米種植多采用免耕貼茬播種，造成耕層土壤被壓實，犁底層密度增大、通透性下降等，對作物生長不利。土壤耕層變淺、土壤結(jié)構(gòu)緊實、嚴重板結(jié)、有效耕層土壤量減少等不良土壤物理性狀，已經(jīng)嚴重阻礙玉米產(chǎn)量潛力的正常發(fā)揮[1]。本試驗就苗期深松對夏玉米及后期小麥的產(chǎn)量、土壤物理特性等方面進行研究，目的在于探討玉米苗期深松對大田作物的促進作用，以便更好地應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 試驗概況

試驗地點位于山東省濰坊市昌邑市卜莊鎮(zhèn)后河村，種植制度為玉米—小麥兩熟制。供試玉米品種為登海605，小麥品種為濟麥22。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)2個處理，分別為：2011年夏玉米苗期深松30 cm，2011年秋旋耕后種植小麥，2012年夏直播玉米（A）；2011年夏玉米苗期不深松，2011年秋旋耕后種植小麥，2012年夏直播玉米（B）。大區(qū)試驗，不設(shè)重復。兩端地頭及每個小區(qū)間隔處留出3 m長的拖拉機轉(zhuǎn)彎地帶。

1.3 調(diào)查項目與內(nèi)容

土壤物理特性測定，包括土壤容重、土壤堅實度、土壤含水率等[2]。各個生育時期的葉面積系數(shù)和干物質(zhì)積累動態(tài)、產(chǎn)量構(gòu)成、收獲指數(shù)等，收獲采用抽樣取點[3-4]。每個處理收獲3個3 m2的樣點計產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期深松對當季玉米的影響

2.1.1 苗期深松對土壤物理特性的影響。由表1可知，苗期不深松試驗地0～15 cm土壤的平均容重為1.65 g/cm3，15～25 cm的平均容重為1.87 g/cm3，25～35 cm的平均容重為1.71 g/cm3，15 cm左右土壤容重最高，犁底層明顯。苗期深松后土壤容重在0～35 cm都有降低，尤其是15～25 cm范圍內(nèi)下降達11.76%，說明深松確實可打破犁底層，降低土壤容重，對于提高土壤通氣性有利。苗期不深松試驗地0～15 cm土壤的緊實度為5.9 kg/cm2，15～25 cm的平均緊實度為9.3 kg/cm2，25～35 cm的平均緊實度為7.6 kg/cm2，15～25 cm土壤緊實度最高，犁底層明顯。苗期深松后土壤緊實度在0～25 cm都有降低，尤其是15～25 cm范圍內(nèi)下降達19.35%，說明深松確實可打破犁底層，降低土壤緊實度。苗期深松后玉米吐絲期20～40 cm土壤含水量增加了8.58%，80～100 cm的土壤含水量增加了10.15%，100～120 cm的土壤含水量增加了20.37%。說明苗期深松后打破了犁底層，提高了土壤蓄水量。

2.1.2 苗期深松對玉米生長的影響。由表2、表3可知，苗期深松處理的植株生長發(fā)育速度較快，干物質(zhì)積累也較迅速；葉面積指數(shù)在開花期差異達到最大；大喇叭期葉片干重差異明顯，開花期苗期深松的干物質(zhì)均比不深松的增加，說明前期基礎(chǔ)好，體現(xiàn)了穗部發(fā)育的優(yōu)勢；到成熟期根系的生長優(yōu)勢仍不減，苗期深松的根系干重比不深松的增加17.26%，進一步分析發(fā)現(xiàn)根的數(shù)量變化不大，但深松使得根分支增加。分支根是根系吸收水分和養(yǎng)分的主要部位，根分支大大增加，對根系吸收作用的充分發(fā)揮具有積極的意義。

2.1.3 苗期深松對玉米產(chǎn)量的影響。由表4可知，苗期深松處理比不深松處理每年可增產(chǎn)玉米805.5 kg/hm2，增幅達7.65%，增產(chǎn)明顯。

2.2 苗期深松對后期小麥的影響

2.2.1 苗期深松對小麥出苗和苗期生長的影響。保苗是耕作的第一關(guān)鍵技術(shù)，10月9日播種后，由于播種時土壤濕度較大，麥種沒有土覆蓋，10月16日澆水保苗。10月27日調(diào)查，不同處理的出苗差距較大，玉米苗期深松后旋耕的出苗比常規(guī)旋耕播種基本苗多43.5萬根/hm2。以小麥單株為單位調(diào)查了幼苗生長的參數(shù)：分蘗數(shù)、葉數(shù)、根數(shù)和植株干重。由表5可知，單株分蘗數(shù)、葉片數(shù)、根數(shù)、植株干重處理A比處理B分別多10.38%、42.56%、16.02%、10.34%。說明處理A（玉米苗期深松后）能促進小麥幼苗生長，比不深松的苗期生長顯著。

2.2.2 苗期深松對小麥葉面積變化的影響。不同處理對小麥葉面積的影響，主要通過群體大小產(chǎn)生影響。由圖1可知，葉面積的基本趨勢相同，開花期達到最大，然后逐漸下降，處理A下降速度較慢，說明葉片衰老較慢。

2.2.3 苗期深松對小麥產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響。由表6可知，有效穗數(shù)、千粒重處理A比處理B分別增加25.5萬穗/hm2、0.4 g。說明苗期深松有利于增加有效穗數(shù)和千粒重。處理A產(chǎn)量比處理B增加746.5 kg/hm2，增幅達7.69%。

2.3 苗期深松對第2年夏玉米的影響

2.3.1 苗期深松對第2年土壤物理特性的影響。由表7可知，苗期深松后第2年耕作時，土壤容重和不深松的差異不顯著，說明深松降低土壤容重，經(jīng)過1年的耕種，容重又逐漸增大。苗期深松后第2年土壤緊實度在15～35 cm都有降低，說明深松打破了犁底層，降低土壤緊實度。苗期深松后第2年玉米吐絲期0～15 cm土壤含水量增加了13.36%，15～25 cm的土壤含水量增加了2.51%，25～35 cm的土壤含水量增加了19.00%。說明苗期深松后打破了犁底層，第2年仍然能夠提高土壤蓄水量。

2.3.2 苗期深松對第2年夏玉米生長的影響。由表8可知，不同處理對玉米生育時期沒有影響。由表9可知，2個處理葉面積指數(shù)差異不大；成熟期深松處理后的根系仍優(yōu)勢明顯，苗期深松的根系干重比不深松的增加30.53%，根系是吸收水分和養(yǎng)分的主要部位，根系的增加，為吸收養(yǎng)分作用的發(fā)揮有積極的意義。

2.3.3 苗期深松對第2年夏玉米產(chǎn)量的影響。由表10可知，夏玉米苗期深松處理較未深松處理第2年玉米產(chǎn)量增加457.5 kg/hm2，增幅達4.63%。

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，玉米苗期深松能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，起到降低容重和堅實度的作用，能夠打破犁底層，提高土壤的含水量。苗期深松處理當季玉米增加805.5 kg/hm2，增幅達7.65%，增產(chǎn)明顯；下一季冬小麥深松處理的比不深松的增產(chǎn)746.5 kg/hm2，增幅達7.69%；第2年玉米增產(chǎn)457.5 kg/hm2，增幅達4.63%。建議玉米苗期深松1年1次或者隔年1次，對玉米和小麥的生產(chǎn)起到良好的作用[5-8]。

4 參考文獻

[1] 張世煌，李少昆.國內(nèi)外玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報告（2009年）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社，2010：106-109.

[2] 震林.苗期中耕深松技術(shù)的研究[J].水土保持科技情報，1992（3）：31-34，63.

[3] 于久全，黃毅.阜新旱作農(nóng)業(yè)示范區(qū)玉米中耕深松試驗研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（18）：214-215.

[4] 于曉芳，高聚林，尹斌，等.春季深松對內(nèi)蒙古西部農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)及玉米產(chǎn)量的影響[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2012（3）：21-23.

[5] 劉玉濤，王宇先，張樹權(quán)，等.不同深松模式對玉米生長和土壤水分的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2012（5）：20-24.

[6] 趙偉.不同深松處理對玉米產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2011（12）：35-37.

篇9

關(guān)鍵詞：苗期深松；土壤物理性狀；玉米生長；產(chǎn)量

中圖分類號：S513.05 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2012）11-0049-04

Effect of Deep Loosening at Seedling Stage on Soil

Physical Properties and Summer Maize Growth and Yield

Kong XiangBin1，2， Bai XingHuan1，2， Wang TongQin1，2， Yang HongGuang1

（1.Weifang Academy of Agricultural Sciences， Weifang 261071， China；

2.Weifang Comprehensive Experiment Station of National Corn Industrial Technology System， Weifang 261071， China）

Abstract This research was conducted in Buzhuang Township， Changyi County， Weifang City， Shandong Province in 2011 to study the effects of deep loosening at seedling stage on soil physical properties， soil nutrient， summer maize growth， development and yield. The results were as follows. Deep loosing at seedling stage decreased the soil bulk density and compactness， but increased the soil water content. In 0 ～ 25 cm soil layer， the contents of organic matter， alkali solution nitrogen， rapidly-available phosphorus， rapidly-available potassium increased in different rate； in 25～35 cm soil layer， the content of organic matter declined slightly， the contents of alkali solution nitrogen， rapidly-available phosphorus and rapidly-available potassium increased slightly. Deep loosing promoted the plant growth and dry matter accumulation of summer maize. The leaf area index had the biggest difference in flowering period between deep loosing and not； the leaf dry matter in big trumpet period was obviously different； deep loosing increased the dry matter in flowering period. Compared to not deep loosing， deep loosing could make the maize yield increase by 7.65%.

Key words Deep loosening at seedling stage； Soil physical properties； Maize growth； Yield

耕層深度是衡量土壤條件的基本因子，適合玉米生長的最低耕層深度在22 cm以上。美國玉米田土壤深耕和深松為35 cm，我國玉米田平均為165 cm，黃淮海區(qū)域平均為172 cm，明顯較淺[1]。山東省是典型的小麥玉米一年兩熟制耕作區(qū)，常年復種連作，夏玉米多采用免耕貼茬播種，造成耕層土壤緊實、犁底層密度增大、通透性下降等不良物理性狀，嚴重阻礙玉米產(chǎn)量的提高。本試驗就苗期深松對夏玉米的生長發(fā)育、產(chǎn)量、土壤物理特性、土壤營養(yǎng)變化等方面進行研究，以探討增加免耕貼茬播種玉米產(chǎn)量的有效措施，服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1 材料與方法

11 試驗地點與供試品種

試驗于2011年在濰坊市昌邑卜莊鎮(zhèn)后河村進行。供試品種為登海605。

12 試驗設(shè)計

設(shè)2個處理，即夏玉米苗期（展開6葉）不深松（A）和深松30 cm（B）。每個處理播種大區(qū)試驗，不設(shè)重復，密度675萬株/hm2。大區(qū)行長100 m，10行區(qū)，行距06 m，株距025 m。

13 測試內(nèi)容與方法

131 土壤物理特性的測定 采用5點取樣法于玉米開花期采集土樣，采深為0～15 、15～25、25～35 cm，分別測定土壤容重及土壤緊實度。玉米吐絲期和成熟期采集土樣測定土壤含水率，采集土層為0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120 cm。

132 土壤養(yǎng)分測定 采用5點法采集土樣，采深為0～15、15～25、25～35 cm，土樣風干后送實驗室測定。測定項目包括土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀和pH值。

133 玉米長勢調(diào)查 苗期（3～4葉）調(diào)查玉米出苗率、出苗整齊度、株高、植株干重（110℃烘30 min，70℃烘到恒重），每區(qū)連續(xù)調(diào)查10株。拔節(jié)期調(diào)查株高、葉面積指數(shù)、根系干重、植株干重，每區(qū)連續(xù)調(diào)查5株。生育進程主要包括播種期、出苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期、成熟期（收獲期）調(diào)查，標準是各大區(qū)內(nèi)50%以上植株達到規(guī)定標準為記載期。玉米成熟期（收獲期）調(diào)查測定株高、穗位高、地上干重、莖粗、倒伏、病害等級等，每區(qū)調(diào)查5株。

134 產(chǎn)量測定 5點取樣，在兩行中連續(xù)測10 m，計數(shù)株數(shù)、穗數(shù)、倒伏率，收回全部果穗稱重并數(shù)穗數(shù)，按均值法取20個果穗考種，折算成標準含水量（14%）的產(chǎn)量。測定穗粒數(shù)、出籽率、含水率、千粒重等指標。

2 結(jié)果與分析

21 苗期深松對土壤物理性狀的影響

211 對土壤容重的影響 由表1可知：苗期不深松，0～15 cm土層的平均容重為165 g/cm3，15～25 cm的平均容重為187 g/cm3，25～35 cm的平均容重為171 g/cm3，15～25 cm土壤容重最高，犁底層明顯。苗期深松后土壤容重在0～35 cm土層都有降低，尤其是15～25 cm范圍內(nèi)下降達1176%，說明深松確能打破犁底層，降低土壤容重，提高土壤通氣性。

表1 苗期深松對土壤容重的影響

（g/cm3）

處 理 土層（cm）

0～15 15～25 25～35

A 165 187 171

B 154 165 155

B比A±（%） -667 -1176 -936

212 對土壤緊實度的影響 由表2可知：苗期不深松0～15 cm土層的緊實度為59 kg/cm2，15～25 cm的緊實度為93 kg/cm2，25～35 cm的緊實度為76 kg/cm2，15～25 cm土壤緊實度最高，由犁底層所致。苗期深松后土壤緊實度在0～25 cm土層都有降低，尤其是15～25 cm范圍內(nèi)下降達1935%，說明深松能夠打破犁底層，降低土壤緊實度。

表2 苗期深松對土壤緊實度的影響

（kg/cm2）

處 理 土 層（cm）

0～15 15～25 25～35

A 59 93 76

B 58 75 87

B比A±（%） -169 -1935 1447

213 對玉米吐絲期土壤含水量的影響 由表3可知：苗期深松后玉米吐絲期20～40 cm土層含水量增加了858%，80～100 cm的土壤含水量增加了1015%，100～120 cm的土壤含水量增加了2037%。說明苗期深松打破犁底層后提高了土壤蓄水量。

表3

苗期深松對玉米吐絲期土壤

含水量的影響

（%）

處 理 土 層（cm）

0～20 20～40 40～60 60～80 80～100 100～120

A 222 233 258 221 197 162

B 200 253 251 221 217 195

B比A±（%） -991 858 -271 0 1015 2037

214 對玉米成熟期土壤含水量的影響 由表4可知：苗期深松后玉米成熟期0～20 cm土壤含水量增加了161%，20～40 cm土壤含水量增加

表4

苗期深松對玉米成熟期土壤

含水量的影響

（%）

處 理 土層（cm）

0～20 20～40 40～60 60～80 80～100 100～120

A 186 213 238 191 189 159

B 189 221 234 218 215 192

B比A±（%） 161 376 -168 1414 1376 2075

了376%，60～80 cm土壤含水量增加了1414%，80～100 cm土壤含水量增加了1376%，100～120 cm土壤含水量增加了2075%。這進一步說明苗期深松后打破了犁底層，提高了土壤蓄水量。

22 苗期深松對土壤養(yǎng)分的影響

由表5可知：苗期深松后，0～25 cm土層有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀都有不同程度的增加；25～35 cm土層有機質(zhì)略有下降，堿解氮、速效磷、速效鉀略有增加。 表5

玉米吐絲期土壤養(yǎng)分的測定

處 理 0～15cm土層

有機質(zhì) 堿解氮 速效磷 速效鉀

15～25cm土層

有機質(zhì) 堿解氮 速效磷 速效鉀

25～35cm土層

有機質(zhì) 堿解氮 速效磷 速效鉀

A 116 1988 256 1228 58 1398 227 554 50 940 202 656

B 128 2174 279 1276 62 1444 229 582 49 950 203 662

B比A±（%） 1034 936 898 391 690 329 088 505 -200 106 495 091

注：有機質(zhì)的單位為g/kg，堿解氮、速效磷、速效鉀的單位為mg/kg。

23 苗期深松對玉米生長的影響

如表6所示，不同處理對玉米生育時期沒有影響。

表6

生育時期調(diào)查

（月/日）

處理 播種期 出苗期 拔節(jié)期 抽雄期 吐絲期 開花期 成熟期

A 6/22 6/28 7/14 8/15 8/19 8/20 10/12

B 6/22 6/28 7/14 8/15 8/19 8/20 10/12

據(jù)表7、表8、表9可知：苗期深松的植株生長發(fā)育較快，干物質(zhì)積累也較迅速；葉面積指數(shù)在開花期差異最大；大喇叭口期葉片干重差異明顯，開花期苗期深松的干物質(zhì)均比不深松的增加，說明前期基礎(chǔ)好，體現(xiàn)了穗部發(fā)育的優(yōu)勢；到成熟期根系仍優(yōu)勢不減，苗期深松的根系干重比不深松的增加1726%，進一步觀察結(jié)果表明，深松使得支根增加。支根是吸收水分和養(yǎng)分的主要根系，它的增加，增強了根系的吸收功能。

24 不同處理的穗部性狀及其產(chǎn)量

由表10可知：苗期深松比不深松可增收玉米8055 kg/hm2，增產(chǎn)明顯，達765%。各個穗部性狀深松處理均優(yōu)于不深松處理。

表7

不同生育時期葉面積指數(shù)

處 理 拔節(jié)期 大喇叭口期 開花期 成熟期

A 177 242 433 323

B 183 251 460 327

B比A±（%） 339 372 624 124

表8

不同生育時期干物質(zhì)表現(xiàn)

（g/株）

生育時期 處 理 葉片重 莖鞘重 植株干重 根系干重

拔節(jié)期 A

B

B比A±（%） 113

114

088 007

009

2857 156

163

449 036

040

1111

大喇叭

口期 A

B

B比A±（%） 2003

2480

2381 1763

1796

187 5046

5663

1222 1280

1387

836

開花期 A

B

B比A±（%） 3557

3667

309 10873

11350

439 16383

17036

399 1953

2019

338

表9 成熟期干物質(zhì)表現(xiàn)

（g/株）

處 理 葉片重 莖鞘重 籽粒重 植株干重 根系干重

A 4165 9229 15742 31563 2427

B 4286 9258 16088 32478 2846

B比A±（%） 291 031 220 290 1726

表10 不同處理穗部性狀及其產(chǎn)量表現(xiàn)處 理 穗長

（cm） 穗粗

（cm） 禿尖

（cm） 穗行

數(shù) 行粒

數(shù) 千粒重

（g） 出籽率

（%） 產(chǎn)量

（kg/hm2）

A 193 46 28 156 380 3095 858 105270

B 206 48 21 158 397 3149 869 113325

B比A±（%） 674 435 -2500 128 447 174 128 765

3 結(jié)論

篇10

1測定指標及方法

土壤和污泥基本理化性質(zhì)的測試方法參照《土壤農(nóng)化分析》（第三版）；總磷、總鉀、總銅、總鉛、總鉻、總砷、總鋅、總鎳采用HNO3-HF-HClO4微波消解ICP-AES法；重金屬形態(tài)采用BCR四步連續(xù)提取法，將土壤中重金屬分為：可交換與碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵-錳-氫氧化物結(jié)合態(tài)、有機物與硫化物結(jié)合態(tài)、殘渣態(tài)，并采用ICP-AES測定各形態(tài)重金屬含量。小麥種子發(fā)芽試驗：小麥種子為東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院小麥組06-4069號。供試土壤取經(jīng)風干研磨后的0.25mm標準篩下物。改良初期共設(shè)12個處理，包括蒸餾水對照、鹽堿土對照及脫水污泥與鹽堿土混合樣品10個（污泥體積比分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%），每個樣品取10g，加蒸餾水10mL，其他試驗土壤為孵育試驗花盆中的改良土壤。上述每個處理3個重復，每個重復均用4分法從純凈種子中選取種子50粒放入培養(yǎng)皿，種子之間保持1~5倍的間距。培養(yǎng)皿用酒精擦洗消毒，濾紙作床放置于25℃恒溫箱中。發(fā)芽過程中注意每天定時加水、通氣，并記錄種子逐日發(fā)芽情況。當胚根突破種皮，長度為種子長度一半時計為發(fā)芽種子。待發(fā)芽結(jié)束后統(tǒng)計發(fā)芽率、發(fā)芽勢，3個重復取平均值。發(fā)芽率=（n/N）100%（1）式（1）中：n為種子正常發(fā)芽粒數(shù)（計數(shù)時間：第8天），N為供試種子總數(shù)。發(fā)芽勢=（A/N）100%（2）式（2）中：A為發(fā)芽種子數(shù)達高峰時正常發(fā)芽種子數(shù)（計數(shù)時間：第5天）。

2結(jié)果與討論

2.1污泥改良對土壤鹽堿化特征參數(shù)的影響土壤容重、pH值、水溶性鹽含量、堿化度通常是表示土壤鹽堿化程度的重要參數(shù)，這些指標值越高表明鹽堿化程度越高，越不利于植物生長。圖1表明以污泥為改良劑可有效減低土壤容重、pH值和堿化度，改善土壤的鹽堿化狀況。由圖1（a）可知：未經(jīng)改良的鹽堿土即使通過物理翻混，仍然維持較高的容重，在20個月的孵育時間內(nèi)始終在1.31~1.35g/cm3之間。隨著污泥投加比例的增加，土壤容重不斷降低，尤其是污泥比例超過30%的改良土壤容重降低更為明顯。這與之前研究總結(jié)的土壤有機質(zhì)含量增加與容重的變化呈顯著的線性相關(guān)這一結(jié)論相一致[13]。隨著孵育時間的延長，一次污泥改良后的土壤在植物生長期結(jié)束后土壤容重均有回升的趨勢，這與有機物的不斷礦化關(guān)系密切。在二次污泥改良后土壤容重繼續(xù)降低。圖1（b）表明：隨著污泥投加比例的增加土壤pH值顯著降低；污泥投加比超過30%，可降低pH值1個單位以上，唐銀健等在施用污泥堆肥改良堿性灘涂土時也得到了相似的結(jié)果[14]。隨著孵育時間的延長，土壤pH值基本維持下降；在一次改良后8~20個月之間土壤pH值為先升高再降低的趨勢，其原因可能是在有機質(zhì)分解和硝化作用中產(chǎn)生了有機酸[12]，有機酸不斷產(chǎn)生和分解的過程導致了pH值的波動。圖1（c）表明：污泥改良可增加土壤水溶性鹽含量。一次改良后的20個月內(nèi)，污泥投加量在20%以下的土壤中含鹽量有略微增加的趨勢；而投加量在30%以上的土壤中含鹽量卻不斷降低，可能的原因是低污泥投加量的土壤由于物理性質(zhì)改良效果不明顯而出現(xiàn)返鹽現(xiàn)象，而高污泥投加量的土壤由于其容重降低明顯，土壤孔隙率增高以及作物生長期植物的覆蓋作用使得土壤排鹽效果增強。經(jīng)過二次污泥改良后的土壤含鹽量進一步增加。然而，土壤堿化度隨污泥添加比例的增加明顯降低（圖1（d）），說明盡管污泥可增加土壤的水溶性鹽含量，但可有效降低土壤陽離子交換量中交換性鈉的比例。一次污泥改良后，隨著孵育時間的延長土壤堿化度變化不大；經(jīng)二次改良后土壤堿化度進一步降低。

2.2污泥改良對鹽堿化土壤養(yǎng)分性質(zhì)的影響

2.2.1有機質(zhì)土壤有機質(zhì)是植物所需各種礦物營養(yǎng)的重要來源。由圖2可知：土壤有機質(zhì)隨污泥投加量的增加而增加，但隨著孵育時間的延長，由于有機物的礦化作用，改良后土壤有機質(zhì)均有所降低，且高污泥投加量的土壤有機質(zhì)礦化率也越高，這與之前的研究結(jié)果基本一致[15]。在孵育期15d內(nèi)有機物降解速率最快，3個月內(nèi)，污泥投加比例在30%以上的改良土壤中有機物達到基本穩(wěn)定。8個月后，30%以下污泥處理的土壤已接近原土的有機質(zhì)水平，而50%以上處理的土壤有機質(zhì)約為對照土壤有機質(zhì)含量的2倍左右。二次改良后的土壤中有機質(zhì)又明顯增加，并隨時間的延長繼續(xù)降低。

2.2.2氮磷鉀氮磷鉀是植物生長的最重要的三大營養(yǎng)元素。圖3表明，土壤總氮、總磷隨著污泥投加比例的增加而增加，且投加比例超過30%增加趨勢更為明顯，這與李偉等在研究污泥改良石灰性土壤中得到的結(jié)論相吻合[16]。總鉀含量受污泥改良影響較小，說明原土壤中鉀鹽含量豐富，這也是蘇打鹽堿化土壤的一個重要特征。一次改良后的20個月內(nèi)，土壤總氮磷鉀在基本不變的基礎(chǔ)上略有降低，二次改良后有明顯增加，說明污泥可視為氮磷鉀的穩(wěn)定供給源。由圖3可知：土壤速效氮磷鉀也隨著污泥投加比例的增加而增加。一次改良后8個月內(nèi)，速效氮在污泥投加比例較高的情況下增加明顯，隨后逐漸減低，說明污泥在土壤中有緩釋氮肥的作用，但緩釋肥效持續(xù)時間有限。二次改良后又明顯增加。污泥量在30%以下的土壤速效磷含量維持穩(wěn)定，而50%以上污泥投加的土壤速效磷處于較高的水平。一次改良后20個月內(nèi)始終處于增加狀態(tài)，約為孵育初期的0.5~1.5倍。說明污泥不僅可以增加土壤有效磷肥含量，還具有緩釋磷肥的作用[17]，且肥效期較長。土壤速效磷含量在二次改良后繼續(xù)增加。一次改良后土壤速效鉀含量在整個孵育期內(nèi)變化不明顯；經(jīng)過二次改良后明顯增加。

2.3污泥改良對鹽堿土中重金屬的影響

盡管生物對許多微量重金屬元素都有一定量的要求，但是由于重金屬的穩(wěn)定性和富集性，環(huán)境中過多的重金屬將會對生命活動起限制作用。由表1可知，原泥中Cu、Pb、As、Zn、Ni、Cr總量均低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)》（CJT291-2008）標準。圖4表明，即使是連續(xù)2年污泥投加量為70%的改良土壤中重金屬總量仍低于《土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB15618-1995）》（二級旱地土壤pH>7.5）最高允許濃度值。其中：改良土壤中Zn含量隨污泥添加比例的增加明顯增加，而Cr、Cu、Ni、Pb、As含量略有增加，原因是污泥中Zn含量遠遠高于土壤背景值。一次改良后，隨孵育時間的延長，土壤中各重金屬總量均有所降低，說明較長的孵育期更有助于重金屬的遷移。重金屬在土壤中的形態(tài)一定程度上決定了它的生物有效性。低污泥投加比例的改良土壤中Zn主要以殘渣態(tài)存在，占總量的60%以上；隨著污泥投加量的增加，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)的Zn含量均增加明顯。一次改良孵育8個月后，污泥投加比例在30%以下的土壤中，其鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)的Zn基本消失，20個月后有機物與硫化物結(jié)合態(tài)的Zn明顯降低。二次改良后，各污泥改良土壤中Zn含量均明顯增加，9個月后仍以鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的Zn降低明顯。一方面活性較強形態(tài)的Zn可能被植物利用，另一方面向更穩(wěn)定的形態(tài)轉(zhuǎn)化。污泥改良后土壤中Cr和Cu在土壤環(huán)境中主要以殘渣態(tài)存在，占總量的80%~90%，其次是有機物與硫化物結(jié)合態(tài)，占總量的8%~15%，且隨孵育時間的變化不明顯。Ni和Pb在改良土壤中殘渣態(tài)比例占總量的50%~69%，其次是有機物與硫化物結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)。一次改良后經(jīng)過8個月的孵育期，所有改良土壤中的重金屬僅可提取到殘渣態(tài)和有機態(tài)的Ni和Pb，說明改良土壤中重金屬的遷移性有所降低。二次改良后，20%以上投加比例的土壤中，鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)和可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)的Ni增加明顯，且9個月后仍以這2種形態(tài)的Ni降低為主，而Pb的增加則以殘渣態(tài)為主，且隨時間變化不明顯。30%以下污泥投加比例改良后的土壤中殘渣態(tài)的As占總量的80%~95%以上，其次是鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)的As；當污泥投加量大于50%時，改良土壤中出現(xiàn)有機態(tài)和可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)的As。2次污泥改良后，可交換態(tài)與碳酸鹽結(jié)合態(tài)的As含量不但隨著污泥投加比例的增加而增加，而且隨孵育時間的延長也出現(xiàn)增加的趨勢?？梢娢勰喔牧己笸寥乐兄亟饘僭鼗钚暂^強的是Zn、Ni和As，在土地利用時必須要引起足夠的重視，而Cu、Pb和Cr以穩(wěn)定態(tài)為主，環(huán)境毒性相對較小，該結(jié)論在之前的研究中也得到過類似的驗證[18]。

2.4污泥改良鹽堿土對小麥發(fā)芽生長的影響

2.4.1對小麥種子發(fā)芽的影響種子發(fā)芽可以一定程度上診斷鹽堿良效果和土壤的污染程度，污泥投加比例對小麥種子發(fā)芽的影響見圖5。研究過程中蒸餾水（對照）處理的平均發(fā)芽率超過90%并達到相對穩(wěn)定，說明隨機選取的種子平均質(zhì)量較好，可用于進一步的發(fā)芽試驗研究。圖5表明隨著污泥投加比例的增加，種子的發(fā)芽率也有所提高。污泥體積比在30%~60%之間，小麥種子發(fā)芽率超過60%。鹽堿土對照處理和脫水污泥對照處理的小麥種子發(fā)芽率均不超過50%。但是繼續(xù)加大污泥投加量并超過60%，表現(xiàn)出種子發(fā)芽時間推遲，平均發(fā)芽率降低，其原因可能是由于污泥中的有害組分對種子發(fā)芽起了抑制作用[19-20]。一次改良后，隨著改良土壤孵育時間的延長，各處理的種子發(fā)芽率均有所提高。改良后90d，污泥投加量在30%~50%之間的改良土壤中小麥種子發(fā)芽率接近70%，240d可提高到70%以上，在20個月的孵育期末接近80%。二次改良初期，小麥種子發(fā)芽情況與一次改良初期相近，經(jīng)過9個月的孵育期，種子發(fā)芽率可達到75%左右，說明污泥的穩(wěn)定化有利于土壤環(huán)境的改善，促進種子發(fā)芽，而污泥對作物種子發(fā)芽的抑制作用主要表現(xiàn)在改良初期，具有暫時性而非永久性[21]，因此在播種前3個月進行污泥改良，可一定程度上提高種子的發(fā)芽率。

2.4.2對小麥生長的影響連續(xù)2年污泥改良的小麥盆栽試驗表明：出苗期，以污泥投加比為30%和50%的長勢最好；一次改良條件下，70%污泥投加的土壤中第二年種植小麥的長勢好于第一年。但是兩年盆栽試驗各處理都出現(xiàn)病蟲害導致的小麥出苗2個月后逐漸變黃，枯萎的現(xiàn)象，至抽穗期只有30%和50%污泥處理的土壤中種植的小麥結(jié)有麥穗，但產(chǎn)量較低，相對鹽堿土對照處理的小麥生長情況仍有一定的改善。

3結(jié)論