土壤物理性状（共10篇）
土壤物理性状 篇1
土壤结构恶化、肥力低下是限制农业生产力发展的基本问题, 土壤结构改良剂是提高农业生产力的重要手段之一。在渍涝胁迫过程中, 作物往往以无氧呼吸为主, 对生物膜的完整性产生不利影响, 导致总生物量下降[1]。通过室内模拟试验, 研究土壤改良剂对渍涝农田土壤物理特性的影响;采用人工模拟渍涝农田环境, 研究土壤改良剂对大豆苗期受渍涝的影响, 通过测定植株生长的各项指标进行分析比较, 明确它们在减轻渍涝灾害方面的作用。碳化稻壳可增加植物根部氧气供应, 防止因土壤物理结构性不好, 而产生植物根系窒息[2];秸秆还田对改良土壤、培肥地力和维持、提高土壤有机质含量增加土壤中微生物数量效果显著[3];增施有机肥是创造团粒、改良土壤结构、提高土壤肥力的有效途径和措施[4,5]。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
碳化稻壳、发酵牛粪和玉米秸秆。白浆土, 玻璃管 (长30cm, 直径10cm) , 纱布, 干细沙, 塑料盆 (可装土2kg) , 水箱等, 供试大豆品种为黑河38号。
1.2 试验方法
1.2.1 土壤改良剂对土壤物理特性的影响试验
试验共设10个处理, 处理1为碳化稻壳2%+白浆土98%;处理2为碳化稻壳4%+白浆土96%;处理3为碳化稻壳6%+白浆土94%;处理4为发酵牛粪2%+白浆土98%;处理5为发酵牛粪4%+白浆土96%;处理6为发酵牛粪6%+白浆土94%;处理7为玉米秸秆2%+白浆土98%;处理8为玉米秸秆4%+白浆土96%;处理9为玉米秸秆6%+白浆土94%;处理10为白浆土100% (对照) 。重复3次。
将改良剂及土壤风干, 发酵牛粪和玉米秸秆过1cm筛;玻璃管下端用纱布封口, 装上3cm厚的细沙;将改良剂和白浆土均匀混合, 改良剂用量分别为总重的2%、4%、6%, 装入玻璃管中, 压实。从上端加水至饱和状态。
测定项目:土壤容重、饱和含水量、水分渗透速度 (在该试验条件下, 当土壤达到饱和含水量后, 单位时间内通过该土层的水量) 和土壤持水量。
1.2.2 大豆苗期渍涝试验
试验共设8个处理, 处理1为常规土壤, 正常水分;处理2为常规土壤, 大豆苗期 (2片复叶展开时) 渍涝5d;处理3为土壤+5%碳化稻壳, 正常水分;处理4为土壤+5%碳化稻壳, 苗期 (2片复叶展开时) 渍涝5d;处理5为土壤+5%秸秆, 正常水分;处理6为土壤+5%秸秆, 苗期 (2片复叶展开时) 渍涝5d;处理7为土壤+5%牛粪, 正常水分;处理8为土壤+5%牛粪, 苗期 (2片复叶展开时) 渍涝5d。重复12次。
采用盆栽试验方法模拟渍涝农田, 每盆播种3粒大豆种子, 出苗后选生长均匀一至的保苗1株, 在大豆苗期 (2片复叶展开时) 开始渍涝, 将塑料盆放入一个加水的水箱中, 水位没过土壤1cm, 5d后渍涝结束, 然后分4d将水降至正常。于处理结束后第5d测定大豆植株株高、地上干重、地下干重、根瘤数量和根瘤干重。
2 试验结果与分析
2.1 改良剂对土壤物理性状的影响
从试验结果可知 (见表1) , 碳化稻壳和玉米秸秆对饱和含水量影响较大, 随着用量增加饱和含水量增大, 碳化稻壳增加4.7%～10.9%, 玉米秸秆增加6.1%～17.2%;发酵牛粪对饱和含水量影响较小。碳化稻壳和玉米秸秆对最大持水量的影响均是随着用量的增加先增大后降低, 在4%用量时最高, 较对照分别增加10.2%和15.6%, 发酵牛粪随着用量的增加最大持水量增大, 较对照增加0.7%～6.2%。碳化稻壳和玉米秸秆对容重影响较大, 发酵牛粪影响较小, 且都随着用量增加容重减少幅度增大。碳化稻壳和玉米秸秆对渗透速度影响明显, 随着用量增加渗透速度明显增加, 碳化稻壳增加46%～64%, 玉米秸秆增加26%～35%, 发酵牛粪对其影响较小。
2.2 改良剂对大豆苗期各性状的影响
从试验结果可知 (见表2) , 正常环境或渍涝条件下施用改良剂可明显增加大豆根瘤数量和重量, 增幅都在3倍以上, 与正常环境相比渍涝条件下根瘤数量和重量都明显下降, 在渍涝条件下施用改良剂与正常环境下常规相比根瘤数量和重量仍然增加明显。正常环境和渍涝条件下施用改良剂除玉米秸秆处理株高差异不明显外, 碳化稻壳和发酵牛粪处理株高都明显增加, 在渍涝条件下碳化稻壳和发酵牛粪处理的株高接近或达到了正常环境下常规处理的株高。从地上及地下干重看, 在正常环境, 碳化稻壳和发酵牛粪处理都明显增加, 碳化稻壳地上和地下干重分别增加58%和16%, 发酵牛粪为37%和15%;渍涝条件下, 碳化稻壳和发酵牛粪处理也增加明显, 碳化稻壳为65%和110%, 发酵牛粪为63%和7%;但是渍涝条件下碳化稻壳和发酵牛粪处理的地上及地下干重低于正常环境下常规处理, 只是明显减轻了渍涝对大豆干物质积累的不良影响。
3 小结
a.在该试验条件下, 加入碳化稻壳、玉米秸秆都可明显增加土壤的饱和含水量、最大持水量和渗水速度, 降低土壤容重, 可增加土壤库容, 改善土壤通透性, 从渍涝型农田土壤的特点上看, 加入碳化稻壳和玉米秸秆对其物理特性将起到很好的改良作用。发酵牛粪可有效提高土壤的持水性, 增加土壤养分, 对其它物理特性影响较小。
b.施用改良剂可以避免渍涝条件下对大豆根瘤的不良影响, 碳化稻壳和发酵牛粪可提高渍涝条件下大豆地上及地下干物质积累, 可有效减轻渍涝对大豆的不良影响。
参考文献
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土壤物理性状 篇2
关键词：玉米；耕作方式；土壤理化性状；产量
中图分类号： S513.04；S153.6文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0118-04
收稿日期：2014-11-27
基金项目：国家现代农业产业技术体系南宁玉米综合试验站项目（编号：CARS-02-73）；广西科学研究与技术开发项目（编号：桂科攻1123001-1J）。
作者简介：吕巨智（1984—），男，湖北武穴人，硕士，研究方向为玉米栽培生理与育种研究。E-mail：lvjuzhi520@sina.com。土壤是作物生长的基础，对土壤进行耕作可改善耕层的土壤结构，调节土壤中固体、液体、气体的三相比例，协调好土壤中水、肥、气、热的关系，为作物生长发育创造良好的环境条件[1]。广西壮族自治区玉米主产区采用不合理的耕作方式，导致耕层变浅，犁底层紧实，容重增加，土壤蓄水和透水能力差，根系下扎阻力增加，从而增加了玉米发生灾害的风险，对玉米生长发育不利，进而影响玉米产量的提高[2-5]。土壤耕作是农业生产中的一项重要措施，以不同的外部机械力形式作用于土壤并从本质上改变土壤的物理化学性状，调节土壤的水、肥、气、热等因子，达到提高作物产量的目的[6-9]。本研究通过定位试验研究了不同耕作方式对耕层土壤水分状况、理化性状及玉米产量的影响。在广西壮族自治区有关深松对土壤理化性状及玉米产量的研究还未见报道。本研究于2011年在广西农业科学院玉米研究所试验地进行，以正大619为材料，采用随机区组设计，3次重复，研究了6种不同耕作方式对土壤水分、容重，氮、磷、钾和有机质含量及玉米产量的影响，为探索最佳的耕作方式以提高玉米产量和建立合理的耕作制度提供理论依据和技术支撑。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验在广西农业科学院玉米研究所试验田进行。供试土壤为黏壤土，土层0～45 cm全氮含量0.09 g/kg、碱解氮含量0.07 mg/kg、全磷含量0.13 g/kg、速效磷含量79.89 mg/kg、全钾含量34.307 g/kg、速效钾含量159.33 mg/kg、有机质含量16.87%，pH值6.46。
1.2试验材料
选择广西壮族自治区当前主推玉米品种正大619为参试品种，该品种发芽率达95%以上。
1.3试验设计
本试验于2011年3月28日至7月30日进行试验，设6个处理。处理1 （CK）：传统耕作-旋耕，玉米人工收获，秸秆移走，旋耕2遍灭茬后用牛开行人工播种；处理2 （T1）：深松35 cm+免翻耕，玉米人工收获，秸秆移走，深松35 cm后免耕，开播种沟人工播种；处理3 （T2）：深松35 cm+旋耕，玉米人工收获，秸秆移走，深松35 cm后旋耕1遍灭茬，用拖拉机开行，人工播种；处理4 （T3）：深松25 cm+免翻耕，玉米人工收获，秸秆移走，深松25 cm后免耕播种，开播种沟人工播种；处理5（T4）：深松25 cm+旋耕，玉米人工收获，秸秆移走，深松25 cm后旋耕1遍灭茬，拖拉机开行，人工播种；处理 6（T5）： 免耕，玉米人工收获，秸秆移走，开播种沟人工播种。采用随机区组排列，共6个处理，3次重复，10行区，行长 33 m ，行距0.7 m，重复间留走道1.0 m，小区行间不留走道，密度为5.7万株/hm2。基肥：供试肥料为陶氏复合肥；追肥：定苗后结合中耕除草，施陶氏益农复合肥150 kg/hm2、尿素150 kg/hm2尿素；大喇叭口期结合大培土施用攻苞肥，施陶氏益农复合肥375 kg/hm2。
1.3测定项目及方法
在玉米播种前期、苗期、开花吐丝期、成熟期等4个生育时期，采用土钻取土，分别取0～15、15～25、25～35、35～ 45 cm 4个层次，每个小区取3个点，土壤养分均按常规分析法[10]测定，土壤含水量采用烘干法测定，土壤容重用环刀法测定。成熟期每个小区选取有代表性的植株10株，测定株高和穗位高，在玉米达到完全成熟时进行测产，每点测产面积17.5 m2，收获时每小区选取代表性果穗10穗进行室内考种，测定穗行数、行粒数、秃尖长、穗长、穗粗和百粒质量等。
1. 4数据分析
采用Excel和DPS 6.05软件数据处理系统对试验数据进行统计分析。
2结果与分析
2.1不同耕作方式下土壤含水量变化
土壤水分是土壤的重要组成部分之一，它不仅是作物生长需水的主要给源，而且还深刻地影响着土壤内养分转化和生物活动过程。从图 1可以看出，不同耕作方式的生育期土壤含水量的总体变化趋势存在显著差异，成熟期35～45 cm 土层土壤含水量最大，其中，深松处理为17.50%～19.33%，免耕处理为17.03%，传统耕作处理为15.28%。各个处理不同土层的不同生育时期土壤含水量总的变化趋势为：播种前变化不大，苗期普遍呈现下降趋势，开花期和成熟期土壤含水量均随着土壤深度的增大呈增加趋势。总之，不同耕作方式的生育期土壤含水量由高到低的顺序为深松处理﹥免耕处理﹥传统耕作。
从图1-A可以看出，0～15 cm土层在播种前期，6个处理的含水量经方差分析显示，其中3个处理差异不显著。随着生育期的推进，土壤含水量苗期有所降低，开花期和成熟期田间温度逐渐升高，蒸发量加大，土壤水分散失速率加快，导致土壤含水量普遍降低，而深松处理的土壤含水量高于传统耕作。深松处理土壤表层不碎、耕层不翻土、土层不乱，创造虚实并存的耕层结构，具有较强接纳和保蓄水分的能力，也具有较高的土壤含水量；传统耕作处理表层土壤破碎程度严重，不容易保水，导致雨水散失较多，致使土壤含水量较低。
从图1-B可以看出，15～25 cm土层在苗期，传统耕作的含水量高于其他处理，但其余各个测定时期均表现为深松的土壤含水量高于传统耕作，6个处理差异显著。
从图1-C可以看出，25～35 cm土层在播种前期变化不大，苗期呈现下降趋势，其余2个测定时期均表现为深松的土壤含水量高于传统耕作，6个处理差异显著。
从图1-D可以看出，35～45 cm土层在播种前期变化不大，苗期呈现下降趋势，其余2个测定时期均表现为逐步升高的趋势，在成熟期达到最大，深松的土壤含水量高于传统耕作，6个处理差异显著。
2.2不同耕作方式下土壤容重变化
土壤容重是重要的土壤物理性状指标，反映了土壤紧实状况，直接影响土壤养分的吸收、转行、利用与作物根系生长和发育，能够反映土壤养分在土壤中的运移和土壤的持水性能[11]。从图2可以看出，不同层次的土壤容重在不同生育期呈现“前低-中高-后低”的趋势，深松后苗期土壤容重比较低，到开花期到1个峰值，随后又开始下降。0～15 cm各生育时期处理间土壤容重均无明显差异（图2-A）；在开花期15～25 cm土壤容重显著降低，深松处理在整个土层范围内比传统耕作下降了0.08 g/cm3（图2-B）；但在25～35 cm和35～45 cm明显表现为深松处理的降低幅度大于传统耕作（图2-C、图2-D））。说明深松对0～45 cm的土壤容重降低有一定的促进作用，生育后期深层土壤容重降低，逐渐向深松前恢复。
2.3不同耕作方式对土壤N、P、K及有机质含量的影响
土壤有机质是土壤肥力的重要指标，也是土壤肥力的稳定指标[12]。由图3-A可以看出，不同耕作方式下土壤有机质含量表现为 T1> T2>T5>T3>T4>CK，以 T1 含量最高，表明深松能一定程度提高土壤有机质含量，但各处理间差异不明显。土壤中的氮素主要以有机氮的形式存在于土壤有机质库中，二者的变化紧密联系，由图3-B看出，不同耕作方式下土壤碱解氮的含量特征和有机质含量也表现出高度的相关性。
由图3-C、3-D可以看出，不同耕作方式下土壤速效磷和土壤速效钾变化特征表现出一定的相似性，T1、T2、T3土壤速效磷含量相对高于 T5和CK，其中 T2 含量最高，CK含量最低，这表明土壤深松后能提高土壤通透性，补充和活化土壤磷，提高土壤磷的有效性，而且能减少土壤钾素的耗竭。
2.4不同耕作方式对玉米产量及其构成因素的影响
深松后打破犁底层，降低土壤容重，增加土壤通透性和贮水能力，提高土壤含水量、总孔隙度，提高水肥利用效率，给玉米的生长提供一个良好的物理环境，对玉米产量的提高具有促进作用。由表1可见，深松处理比对照增产 1.47%～3.13% 。但是增产幅度不是很大，究其原因，可能一方面是因为遇到当年降水量比较充足的年份，深松的蓄水保墒增产效果不是很明显，另一方面玉米为须根系作物，深松对其根系发育影响较小。综合以上结果分析表明，深松处理可以提高土壤含水量，降低容重，起到保墒作用。以 25～35 cm 效果最好，为最优组合。
由表2可知，深松处理的玉米产量构成因素均较对照有不同程度的改善。深松处理的株高、穗位高较高，穗长较长，行粒数较多；各处理在百粒质量、穗行数和穗粗等方面均未出现显著差异。
3结论
不同耕作方式对土壤含水量、容重，氮、磷、钾、有机质含量和玉米产量以及产量构成均有影响。由于不同耕作方式对土壤结构进行了不同程度的改变，导致了土壤容重和接纳、蓄积雨水的能力存在较大差异。成熟期35～45 cm 土层土壤含水量最大，其中，深松处理为17.50%～19.33%，免耕处理为17.03%，传统耕作处理为15.28%。不同耕作方式的生育期土壤含水量由高到低的顺序为深松处理﹥免耕处理﹥传统耕作。
深松和常规耕作处理均对土壤进行了扰动，土壤容重较低，在开花期15～25 cm土壤容重显著降低，深松处理在整个土层范围内比传统耕作下降了0.08 g/cm3；但在25～35 cm和35～45 cm明显表现为深松处理的降低幅度大于传统耕作。
不同耕作方式对土壤有机质和速效养分有着不同的影响。不同耕作方式下土壤有机质和碱解氮的变化特征相似。
深松处理能一定程度提高土壤有机质和碱解氮的含量，其中，免耕方式的土壤有效磷和速效钾含量比传统翻耕土壤的要高，具体的作用机理有待进一步研究。
不同耕作方式对玉米产量影响较大，深松处理的玉米产量构成因素均较对照有不同程度的改善，深松处理比对照玉米增产1.47%～3.13%。但是增产幅度不是很大。
试验分析结果表明，从改善土壤条件，提高土壤蓄水保肥能力、增加玉米产量的角度，以 “深松35 cm+旋耕”为比较适宜的耕作方式。
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土壤物理性状 篇3
1 材料与方法
1.1 试验材料
早稻金优899, 全生育期113d, 湖南省种子公司生产;BRA土壤调理剂, 其中含Ca O≥40%, Mg O≥5%, Si O2≥5%, 有效活菌数≥5.0×108cfu/g, 湖南泰谷生物科技股份公司生产;45%阿康复混肥 (15:15:15) , 俄罗斯阿康公司生产;尿素, 郴州化工集团公司生产。
1.2 试验地点
湖南省永州市零陵区菱角塘镇画眉山村5组。
1.3 土壤状况
黄泥土水稻土田, 试前检测土壤有机质25.6g/㎏, 碱解氮153mg/㎏, 有效磷13.2mg/㎏, 速效钾94mg/㎏, p H值5.1。
1.4 试验设计
共设3个处理, 3次重复。处理①常规施肥 (CK) 45%阿康复混肥450kg/hm2+尿素90kg/hm2;处理②常规施肥45%阿康复混肥450kg/hm2+石灰750kg/hm2+尿素90kg/hm2;处理③常规施肥45%阿康复混肥450kg/hm2+BRA土壤调理剂750kg/hm2+尿素90kg/hm2。
1.5 试验方法
各处理除按试验设计施肥外, 追肥施用尿素75kg/hm2和45%阿康复合肥225kg/hm2。其他田间管理措施同大田生产。各小区面积33.3m2, 3次重复, 随机区组排列。小区间设置田埂, 宽0.3m, 高0.2m, 外用塑料薄膜覆盖, 四周设保护行, 单收计产。
2 试验结果与分析
2.1 对土壤理化性状的影响
表1显示, 施用BRA土壤调理剂的处理③试验后p H值为5.65, 比试验前和处理①都提高了0.55;处理③土壤有机质、有效磷和速效磷以及碱解氮和速效钾等, 分别比试验前提高了3.93mg/kg、17.55mg/kg和7.0mg/kg以及24mg/kg和20mg/kg。说明使用BRA土壤调理剂能有效调节Ph值, 改善土壤结构, 增强微生物的有效活性, 解磷释钾效果明显, 加速了有机物质的矿化, 提高了土壤保水供肥能力。
2.2 对水稻产量构成因素的影响
说明: (F0.05
经测产考察, 其经济性状见表2。从表2看出, 施用BRA土壤调理剂750kg/hm2的处理③比处理①增加产量1308kg/hm2, 增产效果极显著。经方差分析, 不同处理间F值为18.775, F0.05=4.757, F0.01=9.780, 即F﹥F0.01, 处理间产量差异极显著。表明BRA土壤调理剂对水稻产量有较大影响 (见表3、4) 。
2.3 对水稻经济性状的影响
五点法取样测定10蔸, 通过测定株高、有效穗、穗长、总粒数、实粒数等, 分析其经济性状的变化, 表明不同处理的水稻经济性状有较大差异。表5显示, 处理③的水稻能提高结实率和增加千粒重。大田观察处理③成熟度比较整齐一致, 色泽较光亮, 且无明显的病虫危害表现。说明施用BRA土壤调理剂, 改善了土壤理化状况, 促进了水稻健康生长发育, 提高了抗逆能力, 改良了水稻经济性状, 实现增产。
2.4 经济效益分析
BRA土壤调理剂按1元/kg, 阿康复合肥按3.4元/kg, 郴州产尿素按2.6元/kg, 水稻按2.8元/kg, 折算成本及效益。结果表明, 以处理③即施用BRA土壤调理剂的效益最好, 比处理①净增产值达极显著水平 (见表6) 。
3 结论
(1) 试验表明, BRA土壤调理剂具有很好的调节土壤酸碱度的功能, 能有效改善土壤理化性状, 增强土壤微生物的有效活性, 解磷释钾及加速有机物质矿化效果明显。
(2) BRA土壤调理剂能改良水稻的经济性状和调节产量结构因子。使用BRA土壤调理剂能提高水稻对养分的吸收利用效果, 促进水稻健康生长发育, 增强抵抗病虫害的能力, 从而增加每亩有效穗数、每穗实粒粒数, 提高结实率, 增加产量和改善品质, 经济效益显著。BRA土壤调理剂符合有机无公害农业发展趋势, 在水稻生产上具有很好的推广应用前景。
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土壤物理性状 篇4
关键词 香蕉 ；减量施氮 ；农艺性状 ；土壤养分 ；产量
中图分类号 S157.4 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.12.001
氮肥是作物极其重要的营养元素，决定着作物体内蛋白质合成、光合作用等关键的生理代谢环节[1]。在热带、亚热带气候区域，降水量大，且大多是红壤，容易发生硝态氮的淋溶作用，氮肥过量施用或损失等问题日益突出[2]。据统计，施入土壤的氮素只有30%～40%被作物吸收利用，通过淋溶、径流、氨挥发、硝化-反硝化途径损失[3]。约20%被土壤微生物固定进入土壤，而40%～50%被雨水淋失或分解进入空气中[4-5]。
香蕉（Musa AAA Cavendish）是热带亚热带大型的草本果树，植株高大，生物量大，生长过程中施用肥料数倍于一般作物，肥料成为香蕉生产中主要的成本之一。前人关于氮肥对菠萝、玉米、番茄、甜瓜、甘草等作物品质影响的研究开展不少[6]。氮肥是香蕉生产中重要的肥料，在生产中根据不同的土壤状况施用量为1 287～2 500 kg/hm2，合理施用氮肥能显著促进根系的生长。邓兰生等在香蕉试验研究中得出二级根系比表面积比对照增加52%[7]。蕉农在香蕉生产管理中普遍采用“大水大肥”方式，大量肥料的浪费或阶段性肥料配比不科学，造成产量品质的降低。本研究在习惯性施肥的基础之上，减少氮素肥料施用量，通过科学合理评价土壤养分淋失和产量等指标，以期为耕作栽培管理、合理施肥提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试验区概况
2014～2015年在海南省澄迈县红光农场辖区内（N 19°56′，E 109°54′）香蕉试验示范基地开展田间试验。该地区气候属于热带季风气候型，全年无霜，气候温和，年均日照在2 017 h，雨水充沛，年降雨量在1 800 mm以上，雨季主要集中的每年5～10月份。试验基地前茬种植作物为速生桉树，供试土壤为玄武岩发育的砖红壤，土壤基本理化性质为：pH 5.4，有机质22.14 g/kg，全氮0.68 g/kg，碱解氮89.2 mg/kg，有效磷29.64 mg/kg，速效钾46.08 mg/kg。按全国第二次土壤普查的推荐的土壤肥力分级标准，该试验土壤地力属于中肥力土壤。
1.1.2 试验材料
供试香蕉品种为巴西蕉（Musa AAA Giant Cavendish Cv.Brazi）。双行浅沟种植，隔行铺设喷水带，用于浇水管理；种植密度为2.0 m×2.0 m，2 490株/hm2。采用的有机肥为市面购买成品，有机肥烘干样测定NPK含量分别为0.85%、0.52%和0.94%。化学肥料品种选择为尿素（N）、过磷酸钙（P2O5）和钾肥（K2O），有效养分含量分别为46%、14%和60%。
1.2 方法
1.2.1 试验设计
本试验于2014年6月26日开始种植，2015年5月2日试验结束。试验设有7个处理：（1）CK：单施有机肥作为底肥，10 200 kg/hm2；（2）T0：常规施用氮肥处理，施用量氮肥为1 485 kg/hm2；（3）T1：施氮量为T0的90%；（4）T2：施氮量为T0的80%；（5）T3：施氮量為T0的70%；（6）T4：施氮量为T0的60%；（7）T5：施氮量为T0的50%。每个处理选择80株，单株作为重复处理。磷肥（50%作为基肥随有机肥施入，50%作为追肥施用）和钾肥作为追肥施用，各处理施用量相同，分别是850、3 500 kg/hm2，上述施用量均为肥料的用量；有机肥作为基肥施用，在种植时作为基肥施入且各处理施用量均为10 200 kg/hm2；苗期、营养生长期、孕蕾期和抽蕾后期施用氮肥比例为2∶4∶3∶1，具体施用量见表1。
各处理施肥管理为：以香蕉4个生育期为主要施肥依据，基本原则“少量多次，兼顾重点”，施肥次数一共12次，各施肥时间分别为： （1）苗期，2014 年7月10日施第1次肥（N 50%，即表1对应氮施用量，以下相同，K为总量5%），2014年8月2日施第2次肥（N 50%，K为总量5%）；（2）营养生长期，2014年9月30日施第3 次肥（N 30%，K为总量8%），2014年10月15日施第4次肥（N 20%，K为总量5%，P为总量30%），2014年10月28日施第5次肥（N 30%，K为总量7%），2014年11月23日施第6次肥（N 20%，K为总量10%）；（3）孕蕾期，2014年12月13日施第7次肥（N 30%，K为总量15%，P为总量20%），2014年12月28日施第8次肥（N 20%，K为总量10%），2015年1月20日施第9次肥（N 30%，K为总量10%），2015年2月15日施第10次肥（N 20%，K为总量10%）；（4）抽蕾后期，2015年3月8日施第11次肥（N 60%，K为总量8%），2015年4月3日施第12次肥（N40%，K为总量7%）。
nlc202309090051
1.2.2 采样与分析
在试验开始之前采集蕉园基础土壤样品分析土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾，采集的土壤为45 cm耕层土壤，五点采样后测定取平均值；试验结束后按照土壤耕层0～20、20～40、40～60 cm，用土壤环割刀采集土壤样品分析NO3--N、NH4+-N，参照兆瑞芬方法[8]；土壤容重采用环刀法；香蕉植株性状采用直观测量法；产量计算由每个处理随机采用10株，称量后折算。
采用Excel软件进行数据汇总，图表中数据为（平均值±标准）误用Excel软件统计分析；采用DPS软件进行单因素显著性分析。
2 结果与分析
2.1 减氮施肥对香蕉不同生长期主要农艺性状的影响
根据各个处理对不同时期香蕉生长性状的变化结果（表2）可知，氮肥对于香蕉各重要生育期具有较大的影响，尤其是孕蕾期之前。对照处理（CK）在株高、茎围和青叶数的性状指标上，均比施用氮肥处理（T0～T5）表现差。苗期性株高、茎围及青叶数最高值为T3、T2、T1处理，分别比对照高6%、11.3%和20.8%，均较对照处理（CK）达到差异显著；营养生长期株高、茎围及青叶数最高值为T3、T3、T4处理，分别比对照（CK）高14.2%、16%和19.8%，均较对照处理（CK）达到差异显著；孕蕾期株高、茎围及青叶数最高值为T0、T3、T1处理，分别比对照（CK）高20.8%、22.6%和33.6%，均较对照处理（CK）达到差异显著，其中青叶数的指标中T1与其他处理均到达显著水平；抽蕾后期株高、茎围及青叶数最高值为T2、T3、T3处理，分别比对照（CK）高19%、24.8%和44.4%，均较对照处理（CK）达到差异显著，可知，适合的氮用量可以改善香蕉的农艺性状，这与章明清等研究结果基本一致[9]。
2.2 减氮施肥对蕉园土壤氮、磷养分淋失的影响
从表3可知，试验对照、常规施肥以及各个减施氮素处理对蕉园土层NO3--N及NH4+-N变化为：无论是常规施肥或者是减量施氮处理均能提高不同土层NO3--N的含量。常规施用氮肥及减量施用氮肥处理中，土层0～20 cm NO3--N含量分别对对照增加341.3%、270.6%、265.1%、226.4%、239.6%和217.0%；在20～60 cm土层中分别较对照多淋失了244.9、153.9、197.3、132.9、92和93.2 kg/hm2；通过减量施点氮的处理结果上分析，均能较大幅度减少土壤NO3--N的淋失，其中T4处理减少幅度达到80%；各土层中，相对NO3--N的含量而言，NH4+-N含量低得多。从表3结果分析中得出，减量施氮处理（T1～T5）较常规施肥处理中20～60 cm土层NH4+-N含量分别减少了47.4%、51.3%、30.5%、58.3%和92.1%。
磷肥施用是造成地下水或地表水富营养化的重要原因[10]。薛晓辉等通过二次多项次回归方程研究说明过量施入氮肥，硝态氮的积累在一定的耕层[11]。表3中结果可知，施用氮肥一定范围内可以促进土层有效磷含量，在0～20 cm土层中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分别比对照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。
2.3 减氮施肥对香蕉产量的影响及经济效益的分析
从表4中可以看出，香蕉全生育期不施用氮肥造成香蕉产量显著性减少，比常规施用氮肥处理较少17.1%，达到显著效果；随着氮肥施用量的减少，当施用量在常规施用量的70%时，增产的效果最佳，分别比常规和对照增产4.7%和20.9%；试验结果表明，常规施用的氮用量过高，造成土壤中养分不平衡不利于香蕉产量的提高。
研究结果表明，减量施氮可以显著性提高香蕉产量，进而提高经济效益。常规性施肥其肥料成本高达每公顷29 229元，只是较对照每公顷新增经济效益576元。在试验中减氮范围值内，采用常规施氮量的70%当量氮肥，对香蕉产量和经济效益最优，分别比对照和常规性施肥每公顷增加经济效益13.8%和4.8%，表明，改进后的减量施氮处理，在一定程度上可以提高生产效益。
3 讨论与结论
合理施用氮肥，是实行高产高效栽培技术关键，同时也避免不合理施用氮造成的水体污染现象。香蕉是热带亚热带重要的草本果樹，属于典型的“大水大肥”作物，在施肥管理过程中氮钾肥过量施用屡有发生，长此以往，会造成土壤质量退化、给环境带来不良的影响[12]。在本实验方案中，基于当地常规性施用氮量1 485 kg/hm2的基础上，依次减少氮肥的施用量。尿素在旱地高温的条件下，较快从NH4+-N转化为NO3--N，有利于植物的生长[13]。及从香蕉生长性状、产量等反映，减少施氮量的处理不仅没有减少产量，而且还有增产增效的作用，其中施氮量为常规用氮量的70%的T3处理表现最优，效果达到显著，这说明在本试验区域的肥力蕉园土壤地力，在本试验采用的常规性氮肥基础上减少施氮量是可行的。
在确保香蕉稳产生长的情况下，总体上减少肥料的使用量，重点是氮和磷的投入使用方面。磷在土壤中移动性小，主要通过裂隙或孔隙的优先流方式向深层渗透，所以土壤有效磷含量低时淋失则少；反之，土壤吸附磷饱和，则吸附能力减弱，淋失更快。在试验中显示，施用氮肥一定范围内可以促进土层有效磷含量，在0～20 cm土层中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分别比对照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。代文才等[14]在砖红壤土室内模拟研究结果表明，尿素与NH4+-淋溶相关度达到42%，说明土壤中胶体吸附阳离子能力有效，当施肥量大于土壤吸附容量时，淋失的现场则会明显。
本研究中主要关注氮肥减量使用对蕉园土壤养分淋失和产量及效益的分析，结果显示在施氮量在常规施氮量的70%时，具有较好的产量和效益；而T4、T5中减少氮用量60%和50%，部分指标较对照和常规性施氮肥处理效果较好；曹明等在香蕉控氮施肥研究中也表明，控施一定量的氮肥，增产率达到22.65%，与本研究的基本结果一致[15-16]；研究主要工作在大田中进行，该时间正值季节性雨水天气，会加速营养元素的淋失和径流损失，由此该研究工作需要进一步在相对封闭的环境下进一步深入研究。
参考文献
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[10] 司友斌，王慎强，陈怀满. 农田氮、磷的流失与水体
土壤物理性状 篇5
一、对土壤养分含量的影响
1.土壤有机质
土壤有机质有保水保肥能力。能增强土壤的抗旱能力, 减少土壤养分流失, 有利于土壤微生物繁殖, 促进土壤养分转化分解。实施秸秆还田后土壤有机质含量均有不同程度提升。实施还田两年的较实施前基础值平均升高4.1克/千克, 增幅为17.36%~35.15%, 较无秸秆还田平均升高1.4克/千克, 增幅3.05%~12.63%;还田一年的较实施前基础值平均升高3.6克/千克, 增幅16.95%~28.42%, 较无秸秆还田平均升高0.9克/千克, 增幅2.17%~10.40%。表明秸秆还田明显提高了土壤有机质含量, 起到了培肥地力的作用。
2.土壤容重
土壤容积比重是土壤熟化程度指标之一。熟化程度较高的土壤容重较少。通常含有机质多而结构好的土壤, 容重在1.1克/立方厘米~1.4克/立方厘米之间。实施秸秆还田可有效降低土壤容重。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均降低0.15克/立方厘米, 降幅为1.47%~21.66%, 较无秸秆还田平均降低0.06克/立方厘米, 降幅为1.60%~8.45%;还田一年的较实施前基础值平均降低0.22克/立方厘米, 降幅为14.39%~14.47%, 较无秸秆还田平均降低0.02克/立方厘米, 降幅为1.45%~2.46%。
3.土壤全氮
土壤全氮可作为土壤氮素的丰缺指标。实施秸秆还田后土壤全氮含量均有不同程度提升。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高0.06克/千克, 升幅为4.81%~7.69%, 较无秸秆还田平均升高0.03克/千克, 升幅为1.87%~4.42%;还田一年的较实施前基础值平均升高0.13克/千克, 升幅为9.68%~19.79%, 较无秸秆还田平均升高0.03克/千克, 升幅为2.68%~6.25%。
4.土壤有效磷
土壤有效磷是土壤磷素养分供应水平高低指标, 土壤磷素含量高低在一定程度反映土壤中磷素的贮量和供应能力。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的秸秆还田较实施前基础值平均升高6.9毫克/千克, 增幅为1.27%~129.01%, 较无秸秆还田升高5.0毫克/千克, 增幅为5.26%~41.51%;还田一年的较实施前基础值平均升高5.1毫克/千克, 增幅为30.11%~128.07%, 较无秸秆还田升高1.9毫克/千克, 增幅为11.01%~25.00%。
5.土壤全磷
土壤全磷量即磷的总贮量, 包括有机磷和无机磷两大类。土壤中的磷素大部分是以结合态存在, 因此土壤中全磷含量并不能作为土壤磷素的供应指标, 土壤全磷含量高时并不意味着磷素供应充足, 而全磷含量低于一定水平时, 却可意味着磷素供应不足。实施秸秆还田后土壤全磷含量均有小幅度提高, 变化不太明显。
实施秸秆还田后土壤有效磷含量均有所提升。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高0.03克/千克, 升幅为3.03%~5.43%, 较无秸秆还田升高0.04克/千克, 升幅为2.11%~7.94%;还田一年的较实施前基础值平均升高0.01克/千克, 升幅为0~1.75%, 较无秸秆还田升高0.02克/千克, 升幅为1.85%~5.45%。
6.土壤速效钾
土壤速效钾即土壤中存在的水溶性钾, 能很快被植物吸收利用, 其含量除受耕作、施肥等影响外, 还受土壤缓效钾贮量和转化速率的控制, 可作为土壤钾素水平的供应指标, 表征土壤钾素养分供应情况。实施秸秆还田后土壤速效钾含量均升高。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高66毫克/千克, 升幅为40.83%~51.47%, 较无秸秆还田平均升高4毫克/千克, 升幅为0~3.91%;还田一年的较实施前基础值平均升高51毫克/千克, 升幅为37.00%~38.92%, 较无秸秆平均升高17毫克/千克, 升幅为1.75%~26.85%。
7.土壤缓效钾
土壤缓效钾是土壤速效钾的补给源, 是表征土壤钾潜力的主要指标。实施秸秆还田后土壤缓效钾含量均有不同幅度升高。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高135毫克/千克, 增幅为19.10%~33.13%, 较无秸秆还田平均升高15毫克/千克, 增幅为0~4.06%;还田一年的较实施前基础值平均降低75毫克/千克, 增幅为8.51%~15.03%, 较无秸秆平均升高31毫克/千克, 增幅为0.70%~7.86%。
8.土壤全钾
实施秸秆还田对土壤全钾影响不明显, 全钾含量稍有提升。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高0.2克/千克, 升幅为0.45%~0.90%, 较无秸秆还田升高0.2克/千克, 升幅为0.38%~1.36%;还田一年的较实施前基础值平均升高0.1克/千克, 升幅为0~1.17%, 较无秸秆还田升高0.2克/千克, 升幅为0.78%~1.05%。
9.土壤p H
实施秸秆还田对土壤p H值变化基本无影响。实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的p H值无变化;还田一年的较实施前基础值平均降低0.1, 较无秸秆还田无变化。
10.土壤CEC
土壤阳离子交换量是影响土壤缓冲能力高低的主要因素, 也是评价土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依据。实施秸秆还田后土壤阳离子交换量均有不同程度提升。
实施机械收获玉米秸秆还田腐熟技术还田两年的较实施前基础值平均升高1.4cmol/千克, 增幅为3.62%~14.72%, 较无秸秆还田平均升高0.1cmol/千克, 增幅为0~1.55%;还田一年的较实施前基础值平均升高0.7cmol/千克, 增幅为4.97%~5.51%, 较无秸秆还田平均升高0.2cmol/千克, 增幅为0.75%~2.42%。
二、秸秆还田提供大量元素养分量
玉米机械收获秸秆还田后提供的氮、磷、钾养分平均值分别为7.1千克/亩、2.0千克/亩、12.3千克/亩。这些养分进入土壤可有效提高土壤养分供应, 减少投肥量。秸秆还田作为农田生态循环的重要环节, 对提高土壤养分含量, 提高资源利用效率有十分重要的意义。
三、秸秆还田减少钾肥、氮肥用量
玉米机械收获秸秆还田每亩平均减少钾肥用量10.2千克。每亩平均固碳量是321.9千克, 可每亩减少氮肥用量0.81千克。
土壤物理性状 篇6
关键词：土壤性状,玉米根系,调控措施
玉米的根系是从土壤中获取生长必需资源, 即水分和养分, 并且固定植株直立生长的最重要的器官。玉米根系的生长状况直接影响资源的吸收及向地上部分运输养分的能力, 而土壤的性状又直接影响到根系的发育, 从而影响玉米的地上部分生长和生物量, 所以土壤质地、土壤紧实度、土壤温度、土壤水分、土壤通透性等土壤性状与玉米根系之间的关系就会影响到植株的生长发育。
1 土壤性状对玉米根系的影响
1.1 土壤质地对玉米根系生长的影响
土壤的成土因素包含母质、气候、生物、地形和时间。母质的差异, 影响土壤形成的速度和土层的厚薄;地形对气候产生影响, 使土壤的水分和温度状况发生变化;土壤的特性需要时间来发展, 上述3个因素缓慢地、内在地影响土壤本质变化, 称为消极因素。而气候、生物会较急剧地, 外在地影响土壤形成, 称为积极因素。由于土壤颗粒形成条件的差异, 导致产生的土粒大小和特性不同。
以吉林省为例[20], 中部地区多为黑土和黑钙土, 土壤质地为壤质黏土, 其特点为土壤上层为粒状与团块状结构, 疏松, 多根系。40cm以下土壤颜色较上层淡, 黏土, 小核块状, 结构紧实, 多细根须。东部山区多为暗棕壤及白浆土, 10cm左右为粒状团块结构, 20cm为白浆层, 较紧实, 一般呈片状结构, 在早期玉米根系生长发育较其他壤质土缓慢, 但根的比之于轻壤土中的根系要粗壮些许。下层粘紧核块状或核柱状结构, 须根较少[1]。西部多为风砂土, 属砂性土壤, 颗粒较粗, 由于土粒之间孔隙大且松散, 使得根系的下扎较为容易, 但是不利于土壤保温, 早晚温差较大, 且保水保肥能力较差。
黏性土壤颗粒细小且较为紧实, 但不利于空气流通, 对早期根系伸长有明显的抑制作用, 但土壤早晚温差不大、保水保肥能力强;壤土介于砂性和黏性之间, 兼有沙土和黏土的优点, 适合多种作物生长[2]。李潮海等[1]研究了不同土壤质地对玉米根系生长动态的影响, 结果表明:轻壤土颗粒之间的间隙较大, 适宜根系发育, 根系易于下扎, 根系向水平方向扩散幅度小;轻黏土颗粒之间的间隙小, 根系向下生长受到空间抑制, 使得根系在下扎时变粗。不同质地的土壤对不同基因型玉米根系形态和分布的影响是不一样的。Bengough等人[3]的研究结果也证实了这一点, 正是由于在质地不同的土壤中根系所表现出的补偿效应引起根系的分布角度、侧根的发生有了很大的差别, 即影响了根系在土壤中穿插和活力的不同, 从而表现为根系形态的差异。国内已有研究也表明[4], 随着下层 (20~60cm) 土壤容重的增加, 玉米根条数、根干重、根长和根系活力都呈现减少的趋势, 且容重越大, 减少的趋势越显著, 且产量下降。
1.2 土壤紧实度对玉米根系生长的影响
土壤的紧实度可通过土壤容重表现出来, 不同土壤容重不同, 其稳定性也不同。土壤容重对土壤水、肥、气、热等土壤性状有着直接或间接的影响, 从而影响到土壤肥力的反应和作物养分的需求[5]。玉米根系的生长发育在不同质地土壤中, 对根冠养分吸收有着直接的重要影响, 提高土壤的自动调节能力可以使土壤肥力水平得以提高并满足玉米对生长因子的持续需求。
玉米根系生长过程中, 土壤紧实度对其影响的研究结果较为一致, 即土壤容重较高或过于紧实土壤中根系生长受到抑制。而当土壤孔隙直径与根径相当时, 根系在下扎的过程中很容易穿透, 如果在根系生长的土层中, 土壤容重过大, 小于根径的孔隙增多, 会使根系的下扎受阻, 同时也增加了根系的穿透阻力[18]。有研究指出[6], 土壤容重较高时, 土壤坚硬度也随之增加, 根系生长下扎的阻力增大, 根系生长速率明显下降, 从而导致根系变粗、水平方向的侧生根增多、根系分布在浅土层, 主要集中分布在上层土壤。根直径变粗的可能生理意义是增加克服轴向阻力的能力, 但水平分布角度大。Shierlaw等人认为, 当下层土壤容重过大抑制根系向下生长时, 会刺激上层根系侧根的发生, 表现为根系在不同土层生长具有一定的补偿作用[3]。郑存德等人[7]的研究表明土壤容重过大, 会加速玉米根系在玉米生育后期的衰亡, 而土壤紧实度低, 颗粒孔隙大的土壤, 有利于玉米根系保持较高活性。1.2~1.3g/cm3的容重范围为事宜玉米根系生长的区间, 而1.3~1.4g/cm3的容重范围可能是玉米根系生长最佳容重的上限值。
同时, 玉米根系氮磷钾吸收量在一定的土壤质量密度范围内, 均随下层土壤质量密度的增加而降低[8]。Houlbrooke的研究[9]结果表明, 随土壤紧实度的增加, 植株的根系长度在减小, 地上部及根的生物量也在降低, 根系全量养分含量也呈降低趋势。
1.3 土壤温度对玉米根系生长的影响
植物对土壤温度的直接反应就是热量的需求。土壤温度及地表湿热状况对植株的生长、发育和繁殖有较大影响, 土壤温度对玉米根系的生长有直接影响, 并关系到根系对水分和养分的吸收、运转和贮存, 同时对地下的土壤环境有影响。如土壤呼吸、根系自养呼吸、有机质的分解速度、土壤微生物活动能力等, 均受到土壤温度高低的制约[10]。根系在土壤中生长活动, 除与土壤水分和通气条件有关外, 土壤温度是起主导作用的。在一定范围内, 根系的伸长生长随着土壤温度的升高而增加。在温暖立地条件下生长的植物根系深度大于寒冷立地条件下生长的根系生长深度。
在一定的范围内, 根部吸收养分及矿质元素的速度随土壤温度的增高而加快, 但当土壤温度过高时 (超过40℃) , 一般根系吸收矿质元素的速率下降。过高的土壤温度使酶钝化, 影响根部代谢。高温也使细胞透性增大, 矿质元素被动外流, 根部纯吸收矿质元素量减少。温度过低, 根吸收矿质元素也减少, 因为代谢减弱, 主动吸收慢, 细胞质黏性也增大, 离子进入困难[11]。
1.4 土壤水分对玉米根系生长的影响
土壤水分对根系的生长发育, 以及根系的分布都有直接的影响, 在土壤水分正常的条件下, 土壤水分越多, 根水势越高, 当水分减少时会减少了玉米的次生根数目, 但可以增加根毛数量。以往的研究认为[12], 水分不足时, 土壤溶液束缚在土壤胶体之中, 土壤水势极低, 根系很难吸收到水分, 从而使根系到处延伸, 追逐水源, 反应为主根弱而须根多;反之, 当水分过于饱和时, 土壤水势较大, 土壤通气受到抑制, 供氧不足, 根系生长发育缓慢, 同样不利于根系吸收水分。
玉米根系生长过程中, 对不同土壤含水量的土壤剖面的研究表明, 由于局部水势的差异, 使得不同区域的根系伸长速度相异, 造成根系总体的向水性。宋凤斌等[13]研究表明, 根的水平扩散或垂直下扎的生长因土壤水分不同而有所差异。一般来讲, 当土壤水分在冬季得到存储, 且达到一定深度, 而在玉米生长发育期内雨水不足时, 玉米根系会追寻水源伸长向下性更强。而当土壤水分深层储存不足, 多以降雨为主时, 土壤水分多集中在浅层土壤中, 这时玉米根系倾向于水平方向扩散, 根浅且分布广。玉米根系不同的生长方式, 表明玉米根系的趋水性, 从而来保证植株水分供应。这与Nakamoto研究一致[14], 即在未灌溉和早期干旱的土壤中根系比充分灌溉和晚期干旱的土壤中深层根系生长多, 土壤水分含量直接影响着根系的生长方向。吴元芝等[15]研究表明其中根系深度和根系分布形状还影响根系吸水速率与含水率关系曲线的形状, 壤黏土、黏壤土和砂壤土的临界含水量平均为0.260、0.233、0.131cm3/cm3, 壤黏土>黏壤土>砂壤土, 随根系深度和深层根系分布的增加而降低。Kuchenbuch等[16]的干旱胁迫试验表明, 当土壤容积含水量在0.17cm3/cm3左右时, 主根的伸长速率最大, 随着土壤容积含水量的降低, 主根伸长速率降低;当土壤容积含水量下降到0.05cm3/cm3以下时, 主根的伸长速率仅为最大值时的20%。陈家宙等人[17]的试验从玉米拔节中期开始连续干旱会使玉米根系数量、重量和体积都减少, 连续干旱时间超过21d之后, 根系生长受到明显抑制。不同干旱持续时间对根系数量之间的差异主要来自土壤上层, 干旱对0~10cm表层根系数量减少较多, 而对20~30cm根系数量影响不明显。
1.5 土壤通气性对玉米根系生长的影响
土壤空气是土壤的重要组成之一, 在土壤形成、土壤肥力培育、植物的生命活动和微生物活动过程中都有十分重要的作用。土壤通气状况好坏对植物根系的生长具有重要的影响。土壤通气性是指土壤空气与大气进行交换的能力, 以及土壤内部气体扩散的特性。土壤通气性能的好坏, 直接影响土壤肥力的有效利用, 通气不良时, 好气性微生物活动受抑制, 会降低土壤有机物质的分解和养分的释放;过分通气时, 好气性微生物和真菌又会迅速分解有机物质使之矿质化, 且养分释放太快而被淋溶, 降低土壤肥力。牛文全等研究[18], 在不同土壤通气状况下, 作物根细胞和组织呼吸及养分吸收量不同。有氧呼吸可以形成较多ATP (三磷酸腺苷) , 将更多能量贮存起来, 为作物生长提供动力, 保证作物正常成长。
土壤通气不良, 则氧气不足, 将抑制作物根系的呼吸作用, 进而削弱根系吸收水肥的功能。植物根系生长发育要求的氧气来自于土壤。在一定范围内, 氧气供应越好, 根系吸收矿质元素就越多。土壤通气良好, 除了增加氧气外, 还有减少CO2的作用。CO2过多, 必然抑制呼吸, 影响盐类吸收和其他生理过程。玉米对土中空气十分敏感。玉米是需氧气较多的作物, 土壤空气中含氧量10%~15%最适玉米根系生长, 如果含氧量低于6%, 就影响根系正常呼吸作用, 从而影响根系对各种养分的吸收[21]。当CO2含量大于1%时, 根系发育缓慢, 至5%~20%, 则为致死的含量。
2 玉米高产土壤结构
土壤深层根系数量多、根系活力高, 有利于吸收深层土壤中较多的水分和养分。与土壤接触的有效面积大, 对养分吸收转运能力强, 有利于根系获得较多的营养物质, 促进地上部光合性能的提高, 为地上部子粒的充实提供保障。同时, 高产土壤速效养分并不一定都是高的, 在水分得以满足前提下, 土壤质地疏松、通透性好十分重要。只有这样的土壤才能为根系发育提供水、肥、气、热协调的良好土壤环境。
所以高产玉米要求土层深厚, 疏松通气, 结构良好, 土体厚度要求在1m以上, 活土层厚应在30cm以上, 有上虚下实的土体构造, 水、肥、气、热协调;团粒结构应占30%~40%, 总孔隙度为50%左右, 毛管孔隙度为35%~40%, 土壤容重为1.0~1.3g/cm3[22]。据研究, 春玉米深耕40cm的总根量比深耕20cm的多22%, 根吸收面积增加34%。在1m深土层均匀施肥的条件下, 玉米根系自0~20cm土层吸收的养分占总吸收量的47.4%~59.3%, 而自0~40cm土层吸收的养分占总吸收量的77.6%~88.2%, 且玉米生育后期根系吸收养分活跃层下移到30~40cm土层阁。因此, 注意20cm以下深层土壤耕作、培肥对下层根系生长发育及延长功能期十分重要。
3 调控土壤性状的措施
土壤物理性状 篇7
木薯, 是我国广西一带非常重要的经济农作物。木薯这一产业在广西区域经济的发展过程中, 占据着重要的地位, 是广西省在发展过程中重要的支柱产业之一。就目前我国木薯的种植范围、产量、面积来看, 广西省是我国木薯种植中最大的种植区域, 全年的生产总量占据我国木薯种植整体水平的百分之七十。我国在种植木薯这一块, 大部分木薯种植基地还是采取的传统手工种植方式, 导致在种植木薯的过程中, 花费成资金成本非常高, 种植木薯时所需要消耗的劳作力强度大, 而且对于木薯的种植效率低、质量差, 这些因素都直接导致木薯在种植过程中, 经济效益无法达到预期的目标, 严重的阻碍了木薯这一产业的发展。所以, 各个地区在种植木薯的过程中, 传统的手工种植方式已经无法满足木薯产业在发展中的要求。
1 机械化种植方式在种植木薯中存在的问题
1.1 土地资源的利用有限, 无法进行大面积的种植
就我国目前种植木薯的区域来看, 不把广西省各个市县中已经有一定规模的木薯种植基地算入在内, 其他地区木薯种植基地都是一些面积小、散乱的木薯种植, 例如:海南、福建、广州等一系列区域。这些区域中的木薯, 大多都是种植在山坡、荒地等一些无人开垦的地方, 对于木薯种植的土地资源比较匮乏, 无法实施大面积有效的播种, 极大的影响了机械化种植方式在木薯种植这一方面的作用发挥。
1.2 木薯品种的质量差, 新品种的宣传力度不够
我国木薯产业在发展的过程中, 对于木薯种植的品种一直都没有一个行之有效的改良方法, 品种的质量得不到很好的保证, 木薯的产量无法满足木薯产业在发展过程中对经济效益的需求, 严重的影响种植木薯的农民对于木薯的信心与热情, 种植木薯不能够达到自己赚钱的目标, 这不仅仅阻碍了木薯产业的发展, 还在很大程度上制约了机械化种植方式在木薯种植中的应用。虽然我国相关部门在木薯品种的培育上进行了一系列的创新, 但是对于新品种的宣传力度还不够, 还需要加大宣传的力度, 对新品种的木薯进行进一步的推广。
1.3 木薯种植过程中相关管理不到位, 没有相应的技术支持与工具
传统的木薯种植方式, 是以一种不施肥、不撒药、不耕作, 将种子洒去土壤后就由它自然的生长, 所以木薯种植中的经济效益非常的低, 若是不能改变其种植方式, 木薯产业将很难持续的发展下去。机械化这一种木薯种植方式, 在应用到木薯产业中时, 相关的部门没有对其的作用效果有一个充分的重视, 对机械化种植方式的投入力度小, 在科研这一方面的资金投入非常的少, 直接造成木薯产业中机械化种植方式相关的设备工具, 先进的科学技术都相对的处于一个空白的状态。木薯种植过程中, 对于相关的管理也没有一个明确的规定, 工作人员在对木薯进行种植时, 操作行为的规范管理也没有做到位, 导致机械化种植方式在木薯种植过程中的实际效用, 无法得到充分的施展。
2 分析机械化种植, 对于木薯的生长与土壤理化性状的影响
2.1 机械化种植方式, 对木薯在种植过程中农艺性状的影响
木薯在生长的过程中, 自身的发芽率对于木薯的成长有着非常重要的关系, 发芽率是木薯产量得以有效提高的基础。木薯品种中植株的大小关系着木薯中块根的形成, 可以在木薯生长的过程中为其提高丰富的养分, 使木薯中的块根生长得非常的粗壮。将机械化种植应用于木薯种植过程中的时候, 将挖沟渠、施肥料、播撒种子、翻土覆土这一系列工序进行一个完整统一的解决, 挖掘沟渠中的深度与翻土覆土的厚度之间相互的平衡, 这对于木薯的生长有着极大的促进作用, 能够很好的保护木薯中苗子的茁壮成长。
2.2 机械化种植方式, 对木薯在种植过程中生理生化这一特性的影响
木薯在生长的过程中, 生理生化这一特性对于木薯种子的成长发育以及种植所获得的产量, 有着非常重要的作用。木薯在生长的阶段, 叶绿素能够很好的使木薯进行光合作用, 可以将木薯在进行光合作用过程中所吸收的能量, 有效的将其转化为碳水化合物, 极大的提高了木薯的生产产量。碳水化合物中的可溶性糖, 是其储藏、代谢的重要表现形式, 能够在木薯进行光合作用时将所产生的能量合理的运输到木薯中的块根部分, 使木薯中的块根充分的吸收营养, 可溶性蛋白质是碳水化合物中非常重要的一个部分, 木薯中可溶性蛋白质分量的多少, 直接关系了木薯在生长发育阶段的成效。
2.3 机械化种植方式, 对木薯在种植过程中土壤物理性状的影响
木薯在生长的过程中, 土壤物理性状对木薯的生长有着非常重要的作用。土壤孔隙度、土壤容积重量这两个重要的土壤
全面督促相关部门加强在建高铁的人防建设, 及时落实专人看守牵引变电所、AT所等重要设施, 另外施工材料以及工具的存放处也要经常巡逻。对接触网架线已经建设好的区段, 要加大巡防的力度, 防范拆割盗, 并重点看守电化接触网以及通信基站等电力设备。
3.3.2加强现场管理
在施工建设的过程中, 要认真履行好自身的职责, 加强监督检查与现场管理, 组织队伍定期检查线路问题, 对栅栏破损以及电缆裸露等问题要及时上报, 落实建账销号的制度, 督促责任单位完善到位, 通过落实逐级问责制, 保障检查督促工作落实到每一个人, 确保工作的按期保质完成。
4结论
通过了解在线高铁的建设情况, 做好建设的前期的工作。通过制定高铁建设的标准, 从而对沿线地区进行盯控与治理。在在建高铁的建设过程中, 加强管理, 确保高铁建设的质量。
参考文献
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物理性状, 影响着木薯中的块根与植株的生产状况, 木薯中块根的大小, 决定了木薯块根在收获过程中的难度。土壤中容积重量与孔隙度的大小, 决定了土壤中透水性与透气性的好坏, 土壤中的容积重量越小、孔隙度之间的距离越大, 其透水性与透气性也就越好, 土壤中的这些因素决定着木薯在生长过程中的发育情况。机械化种植这一种方式, 能够很好的将土壤中的容积重量进行适当的降低, 扩宽土壤中孔隙度之间的距离, 能有有效的改善土壤中的物理性状。土壤的良好结构形态性能, 能够为木薯中块根、植株的生长发育提供一个优质的环境, 加快木薯生长的速度, 提高木薯种植的效率, 促进木薯行业的发展。
3结论
机械化这一种新型的种植方式, 能够有效的改变传统手工种植中无法适应木薯产业发展的这一现实状况, 能够提升木薯的生长速度, 改善种植木薯土壤理化性状, 是木薯产业在发展过程中的必然采用的一种种植方式, 能够有效的推进木薯产业的发展。
摘要：随着我国经济的不断发展, 在木薯这一农作物种植领域, 机械化种植这一种方式对于木薯的生长状况与土壤的理化性壮有着非常重要的作用, 相比于传统的手工种植方式, 机械化种植方式提高了木薯的种植数量, 加快了木薯种植的生长, 能够有效的促进木薯中茎叶这一部分的生长, 降低木薯种植所在地土壤的容积重量, 扩宽土壤之间的孔隙, 加强土壤之间的透气性。
关键词：机械化种植,木薯,生长,土壤,理性化状
参考文献
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土壤物理性状 篇8
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验地点一位于东平县新湖乡王管村, 麦子、玉米收获后配合秸秆腐熟剂还田已进行7年;试验地点二位于宁阳县东疏镇前村, 秸秆还田也进行了6年。为进行比较, 选择相邻土质和管理相对一致及播种品种相同的地块进行对比调查取样。
1.2 调查与取样方法
在当地农技人员的配合下, 用卷尺测量了小麦的株高及倒2叶的长和宽, 用SPAD-502型手持叶绿素计测定了叶片的叶绿素相对含量, 用土钻多点混合法采集了表测土的混合样, 用环刀采集了表层土的原状土样。
1.3 测试方法
按文献[3]规定的方法进行, 其中有机质用油浴加热重铬酸钾氧化—容量法、有效氮用碱解扩散法、有效磷用碳酸氢钠提取—钼蓝比色法、有效钾用醋酸铵浸提—火焰光度法、p H值用酸度计法、容重用环刀法测定[4,5,6]。
2 结果与分析
2.1 秸秆还田对土壤理化性质的影响
土壤中有机质代表土壤肥力的综合指标, 是作物持续高产的基础, 东平县与宁阳县2处秸秆还田试验点分别比对照提高2.77、2.14 g/kg, 相对提高23.06%和16.63%, 平均增加19.85%, 增加效果较为明显。土壤有效氮、有效磷、有效钾是作物从土壤中直接吸收并用于合成营养物质的重要养分, 从分析结果看, 秸秆还田地块的土壤有效氮、有效磷与对照相比有增有减, 变化规律不明显, 而有效钾含量增加明显, 东平县与宁阳县2试验点处比对照分别增加10.67、13.33mg/kg, 增加幅度分别达到12.14%、17.96%。土壤的p H值在6.84~7.12, 变化不明显。土壤的物理性质方面, 土壤表层容重有所降低, 与对照相比, 东平县与宁阳县试验点分别降低0.052、0.073 g/cm3, 相应地土壤的孔隙度也有所改善 (表1) 。
2.2 秸秆还田对小麦生长的影响
土壤理化性状的改善促进了小麦的生长发育, 由表2可知, 进行秸秆还田后, 东平县与宁阳县2个试验点小麦株高分别增加8.11、5.52 cm, 增加效果显著;叶长分别增加2.60、2.52 cm, 叶子的宽度也有一定程度的增加。叶绿素是叶片进行光合作用的场所, 它的含量与土壤的供氮状况有一定关联, 此次测定的叶绿素含量的相对数值变化有增有减, 规律不明显, 在一定程度上说明秸秆还田没能改善土壤有效氮的供应, 相反为了调节碳氮比, 在还田时应增加一定的氮肥施用量。
3 结论
经对6~7年配合使用秸秆腐熟剂进行小麦、玉米2季作物收获后全还田地块调查和室内化验分析的结果表明, 秸秆还田使东平县与宁阳县2个试验点的土壤有机质分别增加了2.77、2.14 g/kg, 有效钾含量分别增加10.67、13.33 mg/kg, 对提高土壤有机质和速效钾含量明显, 对土壤有效氮、有效磷和p H值的影响效果不明显;改善了土壤的物理性状, 东平县与宁阳县2个试验点土壤容重降低0.052、0.073 g/cm3, 相应地土壤的孔隙度也有所改善, 对土壤含水量的改善作用不明显;促进了小麦的生长发育, 东平县与宁阳县2个试验点株高分别增加8.11、5.52 cm, 叶长分别增加2.60、2.52 cm, 增加效果显著, 对叶绿素含量的影响不明显。
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土壤物理性状 篇9
摘 要：河塘底泥含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养元素，但底泥中重金属的释放易对土壤—植物造成污染，成为底泥资源化利用的限制因素。本研究以南渡江下游塘柳塘底泥为材料，按容积比10%，20%，30%施入沿岸河滩沙地（0～30 cm土层），种植空心菜、苦瓜、丝瓜，探讨不同底泥施用量对土壤性状以及果蔬食品安全的影响。结果表明：（1）施用底泥可以改良土壤结构、提高土壤肥力，但存在中低水平重金属污染风险。（2）除施用20%，30%河塘底泥的样地土壤重金属Cd含量超过国家的限值外，其余样地土壤重金属均在国家限值以内。（3）丝瓜、苦瓜等瓜果类农产品重金属含量小，安全性高；空心菜有可能存在污染风险，而其根茎重金属Cr、As污染风险较大。在底泥重金属污染风险评价基础上，通过果蔬品种选择，可降低风险，确保农产品安全，实现底泥资源化利用。
关键词： 河塘底泥； 资源化利用； 果蔬； 风险评价； 食品安全
中图分类号：S159.2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.10.005
Abstract： The ponds sediments were rich in N， P， K and organic matter， but the release of heavy metal in sediments had potential risk for soil and plants， and it was the main limiting factor that restricts the resource utilization of pond sediments. In this study， the sediments in Tangliutang River， a typical pond in the lower Nandujiang River， were taken as the experimental material. In order to investigate the effect of pond sediment application on soil properties and food safety of fruits and vegetables， the volume ratios of 10%， 20% and 30% in 0～30 cm depth soil were designed to rebuild soil tillage layer by adding ponds sediments， and Ipomoea aquatica Forsk， balsam pear and Luffa acutangula were planted. The results showed that： （1） The ponds sediments could improve the soil structure and the soil fertility， but it also had the risk of heavy metal pollution in lower-middle level. （2） The contents of heavy metals were lower than the national limits in all experiment plots except that the contents of heavy metal Cd exceeded the national limits in the experiment plots adding 20% and 30% ponds sediment to the soil layer. （3） The heavy metal contents in balsam pear， Luffa acutangula were lower， and the agricultural products were safety. Ipomoea aquatica Forsk had less contamination risk， but its roots had a high risk of heavy metal Cr and As contamination. Based on the risk assessment of heavy metal pollution of river sediments， and through the variety selection of fruits and vegetables， it was possible to reduce risk and ensure the safety of agricultural products， and achieve utilization of sediment.
Key words： river sediments； resource utilization； fruits and vegetables； risk assessment； safety of agricultural products
河湖底泥是黏土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学和生物等过程及水体传输而沉积于河流、湖泊等水体底部而形成的，是水体生态系统的重要组成部分[1]。底泥中既含有有利于作物生长的N、P、K及有机质等营养成分，也含有危害植物生长的多种有害物质，是营养成分与污染物累积的重要场所[2]。河湖治理产生的大量清淤底泥如若处置不当，不仅会占用大量土地，还会因营养成分淋失，造成资源浪费，甚至可能因其含有的有害成分淋失产生二次污染[3-4]。河湖底泥资源化利用不仅可以解决底泥出路问题，还可以产生经济效益，开展底泥资源化基础理论研究与实践研究，成为一个备受关注的研究领域[5-6]。针对污染较为严重的土壤，通过工程措施改变土壤理化性状，进而防止土壤中污染物进入食物链[7]；对轻微污染土壤，可通过果蔬品种选择，降低风险，确保农产品安全。
南渡江为海南第一大河，下游地区水系发达，河塘遍布。因受水产养殖和生活废水影响，众多河塘淤塞严重，底泥深厚；南渡江中下游干流河段水质为Ⅲ类，而河塘水质大多为Ⅳ～Ⅴ类，水质恶化，严重破坏了生态环境[8]。由国土资源部和财政部批准立项的海口市南渡江流域土地整治重大工程的任务之一是通过土地整理与道路、灌排以及农田防护等基础设施建设，着力解决水土资源不平衡、土层薄、地力低、农田水利设施配套不完善等问题，推进热带现代农业的发展。基于此，本研究依托于海口市南渡江流域2×104 hm2土地整治项目，选取南渡江下游典型河塘塘柳塘为研究对象，采用田间试验的方法，探讨不同施泥处理对土壤性状及所种植果蔬的影响，并对其安全性进行评价，为河塘清淤底泥的处理与应用提供科学依据，为南渡江流域蔬菜瓜果基地的建设提供研究基础与技术支撑。
1 材料和方法
1.1 试验材料
2013—2014年在海南海口新坡镇塘柳塘开展试验研究，实验区地处南渡江下游冲积平原，土壤为沙土，多开垦为农田，主要种植水稻和蔬菜等作物[9]。土壤容重1.55 g·cm-3，有机质含量为1.59%，pH值5.70，重金属Cr、As、Cd、Pb、Hg含量分别为9.77，0.26，0.05，7.70，0.02 mg·kg-1。塘柳塘河塘底泥有机质含量为0.64%～5.30%，pH值4.72～6.28，重金属Cr、As、Cd、Pb、Hg含量分别为9.79～77.07，0.89～5.04，0.13～0.56，17.30～55.11，0.07～0.46 mg·kg-1。塘柳塘河塘底泥肥力评价与生态风险评估结果表明，南渡江下游河塘底泥有机质丰富，肥力较高，适合构建土壤耕作层；土壤重金属潜在生态风险处于中低水平，需开展相应试验研究，确保施用底泥的土壤生产的果蔬产品安全[10]。试验种植的果蔬有丝瓜（Luffa acutangula）、苦瓜（balsam pear）、空心菜（Ipomoea aquatica）。
1.2 试验设计
田间试验步骤为：土地平整→小区划分→底泥摊平→旋耕混匀→播种；底泥施用量按容积比10%，20%，30% 3个梯度设计（0～30 cm土层），每一梯度（样地）设置3个小区重合。本次试验采用空心菜与苦瓜、丝瓜倒茬，第一、三、五茬种植空心菜、二、四茬分别栽种苦瓜、丝瓜。
1.3 样品采集与处理
从每一样地的3个小区分别采集土壤样品，经预处理后，取等量混合供测试。果蔬样品也按每一样地的3个小区分别采集，田间采集的新鲜果蔬用自来水冲洗2～3遍，再用去离子水反复冲洗，晾干；用粉碎机将苦瓜、丝瓜的可食用部位以及空心菜的茎叶与根分别匀浆，并取等量混合存放在0～4 ℃的恒温箱备用。
1.4 测定方法
采用环刀法测定原位土壤容重；采用重铬酸钾容量法-外加热法测定土壤的有机质，电位法测定土壤pH值（土液比1∶2.5），联合浸提-比色分析方法测定土壤有效磷、速效钾，碱解扩散法测定土壤碱解氮。采用微波消解与电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定待测样品的Pb、Cd、Cr，原子荧光光度计测定Hg、As。
1.5 数据处理与评价
采用Microsoft Excel 2007对施用底泥的土壤和果蔬测试数据进行统计处理；土壤重金属评价指标及限值依据《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ/T 332—2006），果蔬重金属评价指标及限值依据《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2012）；肥力评价依据全国第二次土壤普查养分分级标准，土壤环境质量等级划分以土壤各单项质量指数为依据，≤0.7为一级/优，0.7～1.0为二级/良，>1.0为三级/不合格。
2 结果与分析
2.1 不同底泥施用量的土壤性状
2.1.1 土壤物理性状 土壤容重是土壤重要的物理性状，是衡量土壤的肥力、保水性、通透性的重要指标。砂土容重多在1.4～1.7之间，孔隙多，通气透水性强，蓄水和保肥性能差。如表1所示，施用底泥后，试验样地的土壤容重由之前的1.55 g·cm-3，下降到1.43～1.50 g·cm-3，并呈现出随底泥施用量增加而降低的趋势。可见，施用底泥对土壤结构具有一定改善作用。
2.1.2 土壤化学性状 如表1所示，施用底泥后，样地1、样地2、样地3土壤pH值略有降低，分别为5.63，5.46，5.32，属于酸性微酸性土壤。样地1、样地2、样地3的土壤有机质含量分别增加到17.31，18.72，20.14 g·kg-1，分属四级/缺乏、四级/缺乏、三级/中等等级；样地1、样地2、样地3全氮含量分别为0.96，1.06，1.11 g·kg-1，分属四级/缺乏、三级/中等、三级/中等等级；样地1、样地2、样地3全磷含量分别为0.68，0.63，0.71 g·kg-1，均属三级/中等等级；样地1、样地2、样地3全钾含量分别为10.33，12.98，12.77 g·kg-1，均属四级/缺乏等级。除全磷外，其他土壤养分有随底泥施用量增加而上升的趋势，表明施用底泥对提高土壤肥力有较大帮助；而全磷含量变化特征不明显，这可能与试验布置之前的本底有关。
2.2 不同底泥施用量的土壤重金属
2.2.1 土壤重金属含量 河塘底泥具有较高的土壤肥力，有较好的利用价值，也具有一定的风险，处理不当，会使土壤产生重金属污染。如表2所示，塘柳塘河塘底泥重金属Cr、As未发现超标现象，有少量样品重金属Pb超标，而重金属Cd和Hg超标普遍，但超标倍数不超过1倍，塘柳塘河塘底泥生态风险处于中低水平。与食用农产品产地环境质量评价标准相比，施用底泥的土壤重金属Cr、As、Pb、Hg含量不超标，而施用底泥容积比20%、30%的样地2、样地3土壤重金属Cd超标。
2.2.2 重金属污染评价 如表2、表3所示，施用10%，20%，30%河塘底泥的样地1、2、3的土壤重金属Cr、As、Pb的含量都符合国家一级评价标准，而且含量远远低于国家限值。样地1重金属Cd的含量符合国家二级评价标准，而样地2、3的含量超过国家二级评价标准，属于三级，但其绝对含量超标并不严重；样地3重金属Hg符合国家二级评价标准，但低于国家的限值。
施用一定量底泥后，土壤肥力增加，土壤性状得到改善；同时，部分土壤重金属出现超过国家限值现象，造成轻微污染。因而，需要通过果蔬品种试验与选择，降低风险，确保农产品安全。
2.3 农产品安全评价
2.3.1 果蔬农产品重金属含量 不同栽种时间样地1、2、3的果蔬的重金属含量基本呈依底泥施用量增加而增大的趋势，与其栽培土壤的重金属含量趋势一致（表2、图1、图2）。不同栽种时间的空心菜茎叶的重金属含量差异较大；其中，第三茬空心菜茎叶的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg最小，而第五茬空心菜茎叶的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg含量最大。表明空心菜茎叶的重金属含量季节变化较大，这可能与其生长时期的土壤水环境与气温高低有关。
空心菜不同部位的重金属含量差异较大。其中，空心菜根的重金属含量较茎叶的重金属含量要大。第五茬3块样地空心菜根部的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg平均含量分别为茎叶的1.4，1.9，3.5，8.0倍和1.1倍。这表明，空心菜根部对As的吸收能力大于其地上部分，而对Hg的吸收能力与其地上部分差别不明显。
空心菜、苦瓜、丝瓜3种农产品之间的重金属含量差异较大，其所含重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg的总量由多到少排列依次为空心菜根、丝瓜、空心菜茎叶、苦瓜。苦瓜所含重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg的总量最少，空心菜根、丝瓜以及空心菜茎叶的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg总量分别为苦瓜的23.9倍、5.9倍和4.6倍。
2.3.2 农产品食用安全评价 以食品安全国家标准食品中Cr、Cd、Pb、As、Hg等重金属的限量为评价标准，如图1、图2、表4所示，评价实验区种植的空心菜、苦瓜、丝瓜等农产品之食品安全。
苦瓜样品重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg的超标率为0，其重金属含量都符合并且远远低于标准限值；其中3号样地的苦瓜重金属Pb的相对含量最高，也仅为0.023 mg·kg-1，约为标准限值的1/5。
所有样地丝瓜的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg均不超标，除As外，其余4种重金属含量远低于标准限值。样地1、2、3丝瓜的重金属As含量分别为0.165，0.323，0.408 mg·kg-1，其中3号样地的丝瓜重金属As的含量最高，约为标准限值的4/5。
所有样地的三茬空心菜茎叶的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg均不超标。第三茬空心菜茎叶的重金属含量最小，第五茬空心菜茎叶的重金属含量最大。其中样地1、2、3第五茬Cr平均量较大，分别为0.400，0.434，0.419 mg·kg-1，约为其标准限值的80%，其余重金属含量均不足标准限值的1/5。表明空心菜茎叶存在重金属Cr污染风险。
第5茬空心菜根的重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg总量最高，约为茎叶的2.8倍；其中，样地2和样地3重金属Cr超标，分别为0.814，0.599 mg·kg-1；样地1、2、3重金属As均超标，分别为0.675，0.849，1.228 mg·kg-1，样地3重金属As是标准限值的2.5倍。表明空心菜根的重金属Cr和As污染风险较大。
3 结 论
（1） 施用过底泥的土壤容重、土壤有机质以及N、P、K等土壤养分有随底泥施用量增加而降低的趋势。可见，施用底泥对改良土壤结构、提高土壤肥力、培肥土壤等具有重要作用。
（2） 南渡江下游河塘底泥具有较高的土壤肥力，但存在重金属污染风险；研究区河塘底泥重金属Cr、As不超标，少量样品Pb超标，而Cd和Hg超标普遍，但超标倍数不超过1倍，生态风险处于中低水平。
（3） 施用10%，20%，30%河塘底泥的土壤重金属Cr、As、Pb的含量符合国家土壤环境一级评价标准；施用20%、30%河塘底泥的土壤重金属Cd的土壤环境质量分级属于三级，但其绝对含量超标并不严重；施用30%河塘底泥土壤重金属Hg的土壤环境质量分级属于二级，其绝对含量低于国家的限值。可见，底泥施用量超过20%，部分土壤重金属出现超过国家限值现象，造成轻微污染。
（4）空心菜、苦瓜、丝瓜3种果蔬产品食用部分所含重金属Cr、Cd、Pb、As、Hg的总量由多到少排列依次为空心菜根、丝瓜、空心菜茎叶、苦瓜。施用底泥样地空心菜根重金属As均超标，底泥施用量超过20%的样地的空心菜根重金属Cr超标。施用底泥后，样地空心菜茎叶重金属Cr含量比较接近标准限值，存在污染风险；而丝瓜、苦瓜等瓜果类的农产品重金属含量小，安全性高。可见，对轻微污染土壤也可通过果蔬品种选择，降低风险，确保农产品安全。
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土壤物理性状 篇10
1 材料与方法
1.1 调查范围
根据当地不同气候区和土壤类型进行调查。白浆土、土壤耕层浅, 多实行耠大垄或大犁扣, 不适宜深松, 故不做调查。主要是在宜机耕地选择有代表性的地块, 对不同耕作形式进行调查, 主要选择新立镇的大新街道、泡沿村和黑林镇的黑林村以及豆坊村4个村, 每个村设2个试验点进行详细调查。选择相同地块、同一玉米品种、施肥水平相当的深松地块和原垄灭茬原垄播种地块作为调查测试点。
1.2 调查内容与方法
主要对秋季深松后地块春季土壤持水量和化冻情况、干旱情况下作物生长发育的影响、抗灾能力是否增强、作物根系发育是否有所不同以及对产量的影响, 通过调查和测试对深松耕作形式做以总结。
1.2.1 春季土壤田间持水量和化冻情况。
春季播种前, 对2011年秋季深松地块和原垄地块采取定点监测的方式进行土壤水分和土壤化冻情况测定。测量时间为3月20日、3月30日、4月10日, 测量方法是用水分测定仪测量土壤0~10、10~20、20~40 cm水分。通过人工挖剖面来测量土壤化冻深度。1.2.2玉米地上部分生长发育情况。秋季对玉米植株进行了调查, 由于2012年榆树市比较干旱, 许多乡镇玉米出现了底叶过早枯黄现象, 9月18—20日分别对4个村的8个调查测试点的玉米植株进行调查。首先是从深松地块和未深松地块整体来观察植株表现, 然后每块地按单对角线选3点, 每点取10株, 主要调查叶片枯黄程度、株高、茎粗、结穗部位。
1.2.3 地下根部生长发育情况。
9月末至10月初对玉米地下部分进行调查, 主要对根系条数和根长进行调查。
1.2.4 玉米产量情况。
10月7—8日, 对2个乡镇8个点的深松地块和对照地块分别进行秋季测产, 测产方法是每个地块按单对角线取3点, 每点取20 m2, 调查公顷保苗株数、空秆率、穗长、穗粗、秃尖、行数、行粒数等产量性状, 进行理论测产。
2 结果与分析
2.1 春季土壤田间持水量和化冻情况
调查结果表明, 土壤0~10 cm水分无明显变化, 但是10~20、20~40 cm水分深松地块均高于原垄地块, 要高出1.5~2.0个百分点。土壤化冻深度深松地块比原垄地块化冻快, 4月10日时, 深松地块比原垄地块化冻深5~7 cm, 而且土壤疏松、团粒结构有所改善[1,2]。
2.2 玉米地上部分生长发育情况
调查结果表明, 深松地块在各种性状上均好于未深松地块;从叶片枯黄程度上看:深松地块平均枯黄1.26片、未深地块为3.06片, 二者差距为1.80片;平均株高深松地块比对照高17 cm, 茎粗高于对照0.22 cm。
2.3 玉米地下根部生长发育情况
调查结果表明, 深松地块平均根系数量为60.6条、对照为54.2条;0~15 cm根数深松地块为11条, 对照为19条;15~30 cm深松地块为35.4条, 对照为30.3条;30 cm以上深松地块为14.0条, 对照为4.9条。说明黑壤土深松地块根系要多于未深松地块, 同时发现根系比较粗壮、下扎较深, 而且根毛比未深松地块多出1倍以上。
2.4 玉米产量
调查结果表明, 秋季深松深翻地块玉米空秆率比浅耕地块平均低4.08个百分点、秃尖少0.88 cm, 深松地块的平均产量为8 438.7 kg/hm2、未深松地块的平均产量为7 753.6 kg/hm2, 平均增产685.1 kg/hm2。深松地块比未深松地块平均增产8.84%。
3 结论与讨论
通过调查发现, 春季土壤水分变化和理化性质深松地块都明显好于未深松地块, 深松地块与未深松地块地下根系比较, 总根系比对照多, 主要根系明显长于对照。从玉米植株地上部分长势看:植株抗旱能力有所增强, 叶片枯黄程度明显轻于未深松地块, 且茎秆粗壮, 籽粒成熟度和色泽好于未深松地块, 果穗的秃尖小、百粒重高, 深松地块产量明显高于未深松地块。深松耕作方式既能改善土壤理化性状, 又较浅耕增产幅度显著, 是可大力推广的耕作方式[3,4,5,6,7]。
玉米增产增收的原因主要有以下4个方面:一是土壤经秋季深松后, 土壤孔隙增加, 通透性增强, 能够更好地接收冬春降雨, 经过冬春季节的冻融交替, 使土壤变得疏松、理化性状有所改善、促进土壤团粒结构的形成。地表面积相对增加, 春季能够充分接收阳光和热量, 土表温度上升快。二是深松使土壤孔隙度增加, 土壤蓄水功能增强, 形成无数地下临时小“水库”把水分储存在土壤表层以下, 而未深松地块水分容易形成地表径流而流失和蒸发。三是通过秋季深松, 切断土壤表层的毛细管, 减少表层以下水分过度蒸发, 增强土壤蓄水保墒能力。四是土壤深松, 打破犁底层, 土壤耕层变深, 可以使玉米根系充分下扎, 粗壮有力, 吸收更多的水分和养分以供地上部分生长发育所需营养来达到增产增收的目的。
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