蔡泽江 作品数:59 被引量:872 H指数:17 供职机构: 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项 更多>> 相关领域: 农业科学 环境科学与工程 自动化与计算机技术 更多>>
施用生物炭对土壤养分有效性和离子交换性能影响的整合分析 2023年 为准确评估施用生物炭对土壤养分有效性及交换性盐基离子的影响,通过收集2000—2020年发表的文献,获得不施生物炭(空白无添加)和单施生物炭648组匹配数据、不施生物炭和生物炭配施化肥430组匹配数据。采用数据整合分析(Meta-analysis)方法,分析了不同方式施用生物炭对土壤氮磷含量(总氮、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、Olsen-P)、交换性盐基离子(K^(+)、Ca^(2+)、Na^(+)和Mg^(2+))及阳离子交换量(CEC)的影响。结果显示:施用生物炭(单施或与化肥配施)土壤氮磷含量增加14.0%~128.1%、盐基离子含量增加22.5%~270.2%。对不同方式施用生物炭的效果比较可知,生物炭与化肥配施对土壤养分的提升效果更加显著,单施生物炭对土壤盐基离子提升效果更高。进一步分析显示,当生物炭原料pH≥8时,单施生物炭显著增加土壤Olsen-P含量达10.3%~58.5%;制备温度>500℃时,单施生物炭对土壤盐基离子含量的增加幅度为33.9%~384.7%;生物炭施用量<10t∙hm^(-2)时,生物炭与化肥配施对土壤Olsen-P含量增加幅度(374.1%)高于单施生物炭(2.1%);在pH<6.5土壤施用生物炭提高土壤氮磷及交换性钙含量,其中单施生物炭土壤Olsen-P含量和CEC的增幅分别达45.0%和17.9%。因此,施用生物炭能有效改善土壤养分有效性和离子交换性能,降低环境风险。实际应用中需要根据不同目的选择生物炭单施或配施化肥,同时综合生物炭特性、施用量和土壤属性条件,有效利用生物炭提升土壤肥力是未来农业高质量发展的重点方向。 冉继伟 齐昕 武栋 黄敏 蔡泽江 黄亚萍 张文菊关键词:生物炭 META分析 中国稻田土壤有效态中量和微量元素含量分布特征 被引量:22 2020年 基于全国282个水稻土监测点,分析土壤有效态中、微量元素含量及区域特征(东北、长三角、长江中游、西南、华南),结合丰缺标准,揭示中、微量元素丰缺程度。结果表明:东北水稻土交换性镁和有效硼含量高于其他地区,有效锌含量最低;长三角有效锰含量最高、有效硫含量最低;长江中游有效铜含量最高,有效态铁、锰和钼含量最低;西南交换性钙含量高于其他地区,有效铜含量则低于其他地区;华南有效态铁、钼含量均高于其他地区,而交换性钙、镁含量低于其他地区。中国水稻土交换性钙、镁及有效铁、锰、铜含量整体丰富;长三角和华南缺硫水稻土比例分别为42.2%和41.8%;东北、长三角、长江中游、西南和华南缺锌水稻土比例分别为75.0%、52.3%、31.9%、53.2%和10.4%,缺硼分别为38.5%、65.2%、92.2%、88.6%和78.3%,缺钼28.6%、60.4%、82.6%、42.0%和33.4%。可见,东北和长三角水稻土以缺锌为主;长江中游以缺硼、钼为主;西南以缺硼为主;华南以缺硼为主。研究可为全国和区域尺度水稻土中微量元素的管理和合理施用提供依据。 张璐 蔡泽江 蔡泽江 于子坤 韩天富 柳开楼 韩天富 柳开楼 刘立生 张会民关键词:水稻土 作物产量对土壤pH的响应差异及其影响因素 2023年 【目的】土壤酸化是耕地质量退化的突出问题,研究主要农作物产量对土壤pH的响应及其影响因素,为土壤酸化防治提供理论依据。【方法】通过“中国知网”、“Web of Science”数据库,分别以玉米(maize)、水稻(rice)、小麦(wheat)、大豆(soybean)、土壤pH(soil pH)、作物产量(yield)为关键词,获取1980—2020年已公开发表的文献数据。基于国内外大田试验,分析了玉米、水稻、小麦、大豆产量与土壤pH的关系,运用Sigmoid函数计算作物酸害阈值,结合皮尔逊相关性分析与偏相关分析,明确作物酸害阈值的主要影响因素。【结果】1)4种作物产量伴随土壤pH降低均呈“S”型降低趋势;玉米、大豆、小麦和水稻产量95%的酸害阈值分别为pH 5.87、5.34、5.32和4.21。2)作物相对产量与交换性铝呈显著负相关,与土壤pH、交换性钙、钙铝比、有机质、有效磷、化学氮肥施用量呈显著正相关。当土壤pH大于酸害阈值时,作物产量与有机质、有效磷呈显著正相关,当土壤pH小于酸害阈值时,作物产量与土壤pH、交换性钙、钙铝比呈显著正相关,与交换性铝呈显著负相关。3)偏相关分析表明,剔除有机质影响后,相对产量与pH的相关系数升高0.207,交换性铝与相对产量的相关系数升高0.072;剔除有效磷影响后,相对产量与pH的相关系数升高0.085,交换性铝与相对产量的相关系数升高0.147;剔除施氮量影响后,相对产量与pH的相关系数升高0.026,交换性铝与相对产量的相关系数降低0.009。有效磷、有机质和化学氮肥施用量是影响作物产量对土壤pH响应的关键因素。【结论】当土壤pH低于酸害阈值时,较高的有效磷和有机质含量可降低土壤pH对作物产量的不利影响,即有效磷和有机质含量越高,作物酸害越轻。 连旭东 张璐 刘思汝 蔡泽江 郑磊 张强 周建利 徐明岗关键词:作物产量 土壤PH 有机质 有效磷 氮肥施用 长期不同施肥对土壤各粒级组分中氮含量及分配比例的影响 被引量:6 2012年 土壤培肥过程中氮素的积累和在各级土壤颗粒中的分配对了解土壤氮素积累机制和氮素的可持续管理具有重要意义。本研究以红壤旱地长期定位试验为基础,采用离心法分离土壤颗粒,通过分析氮素在土壤不同颗粒中的含量,研究长期施肥对土壤中不同粒级土壤氮的分配的影响。结果表明,施肥二十年后,在0—20 cm土层,施肥处理的全氮含量在1.19~1.98 g/kg之间,施肥处理全氮含量显著高于不施肥处理(CK)。在20—40 cm土层,土壤全氮含量分布在0.59~0.84 g/kg之间,显著低于表层土壤氮含量;在0—20 cm土层,与氮磷钾化肥配施处理(NPK)相比,单施或者配施有机肥的土壤与砂粒、粗粉粒、细粉粒、粘粒结合的氮含量分别提高220%、84%、46%和26%。而在20—40 cm土层,与NPK处理相比,有机肥的施用仅提高了与细粉粒、粘粒结合的氮含量,降低了与粗粉粒结合的氮含量;在0—20 cm土层中,红壤氮素主要分布在粘粒中。20—40 cm土层CK、NPK和氮磷钾配施加秸秆还田处理(NPKS)表现为与粗粉粒结合的氮的分配比例最高,而施用有机肥的处理氮素分布仍以粘粒占比例最高。相关分析表明,土壤表层<5μm粒级的土壤颗粒中氮含量和作物的经济产量呈显著性正相关。长期施用有机肥可以显著提高表层土壤全氮及与各个颗粒结合氮的含量,不同处理的氮主要保存在粘粒中。而亚表层土壤中,施化肥或者秸秆还田加速了粘粒结合态氮的耗竭,配施有机肥促进了氮在粘粒中的积累,也更有利于土壤全氮的积累,是可持续的氮素管理措施。 申小冉 徐明岗 张文菊 吕家陇 王伯仁 蔡泽江关键词:长期施肥 红壤 土壤颗粒 氮分配 一种用于果园土壤培肥的深耕修复装置 本实用新型公开了一种用于果园土壤培肥的深耕修复装置,包括机架,机架的底部两端设有脚轮,两个脚轮之间且机架上由前至后依次设置有开沟铲、深耕结构、施肥结构;施肥结构中设有调节肥料出料速率的组件。本实用新型装置能够完成果园土壤... 张会民 刘立生 蔡泽江 黄晶 文石林一种防治土壤复酸化的调控系统、方法及应用 本发明公开了一种防治土壤复酸化的调控系统、方法及应用,属于农业技术领域,该系统包括:获取模块:基于基础数据,分别计算生物量与实际石灰用量间的关系、玉米籽粒碱含量和玉米秸秆碱含量与实际石灰用量间的关系、氮肥产酸量与实际石灰... 蔡泽江 张璐 文石林 张文菊 余强毅氮肥形态及用量对坡耕地红壤pH的影响机理 被引量:1 2023年 【目的】硝化释放氢离子(H^(+))是化学氮肥加速农田红壤酸化的主要过程之一。坡耕地红壤以“酸、瘦”为基本特征且硝化能力弱,厘清不同形态氮肥对坡耕地红壤pH的影响特征,为红壤区坡耕地酸化防治提供理论依据。【方法】开展化肥形态和尿素用量两个玉米盆栽试验,供试土壤为坡耕地红壤。化肥形态试验设6个氮肥形态处理:尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵、氯化铵、硝酸钾,施氮量均为N 200 mg/(kg,土);尿素用量试验设置施N 25 mg/kg(N25)、50 mg/kg(N50)、100 mg/kg(N100)、200 mg/kg(N200)、300 mg/kg(N300)、400mg/kg(N400);两个试验均以不施肥(CK1)和只施磷钾肥(CK2)为对照。玉米播种后45天收获,玉米植株样品测定植株生物量及养分含量,土壤样品测定pH、盐基离子、无机氮含量。【结果】与CK1、CK2相比,除尿素外的5个氮肥形态处理土壤pH均显著降低,以硫酸铵和氯化铵处理的降幅最大,为0.74~0.87个单位,其次为硝酸铵、碳酸铵和硝酸钾处理,降幅为0.34~0.37个单位,而尿素处理与CK1无显著差异,但显著高于CK2。当尿素N施用量<200 mg/kg时,土壤pH与CK1无显著差异,但显著高于CK2;施N量为300 mg/kg时,pH与CK2相当但显著低于CK1,而施N量为400 mg/kg时,pH显著低于CK1和CK2(P<0.05)。与CK1和CK2相比,硫酸铵、硝酸铵、碳酸铵和硝酸钾处理土壤交换性钙、镁离子含量分别降低了0.89~1.74和0.19~0.30 cmol/kg;与CK1相比,尿素N50~N400处理分别降低了0.43~0.81和0.11~0.25 cmol/kg;与CK1、CK2相比,除硝酸钾处理交换性钾离子显著增加外,其余处理交换性钾、钠离子含量无显著变化。与CK1相比,硫酸铵、碳酸铵以及尿素N300和N400处理土壤铵态氮含量增加了18.45~119.36 mg/kg,硝酸铵、硝酸钾以及尿素N300和N400处理土壤硝态氮含量增加了7.26~50.09 mg/kg;与CK2相比,尿素、硫酸铵、碳酸铵以及尿素N300、N400处理土壤铵态氮含量显著增加了16.17~123.60 杨昌富 王好圆 覃双结 张璐 文石林 文石林关键词:PH 化学氮肥 硝化 长期不同施肥对红壤旱地肥力的影响 被引量:37 2010年 通过长期不同施肥对红壤旱地肥力影响的定位研究,发现施肥耕作18年后,施用有机肥料不但增加了土壤可培养细菌、真菌和放线菌的数量,而且也增加了功能性微生物的数量;秸秆还田抑制真菌的生长,对反硝化细菌、好气性纤维素分解菌和好气性自生固氮菌的生长也没有促进作用。长期施肥耕作可提高土壤养分含量,其效果以有机肥料与化学肥料配合施用最为显著,长期施用化学氮磷钾肥料,导致土壤盐基饱和度下降、土壤pH下降1.1个单位,土壤酸化。在红壤地区旱地现有生产水平下,长期单施有机肥料可以保持土壤肥力稳定和逐步提高。 王伯仁 蔡泽江 李冬初关键词:长期施肥 红壤旱地 土壤肥力 两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响 被引量:7 2017年 钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg^(-1)和11.76 g·kg^(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg^(-1)和23.52 g·kg^(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg^(-1)和23.52 g·kg^(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg^(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。 张璐 蔡泽江 蔡泽江 上官方钦 文石林 张会民关键词:钢渣 调理剂 水稻生长 不同母质发育水稻土剖面酸度特征 被引量:1 2020年 为探讨红壤性水稻土剖面酸度特征及其主要影响因素,采集了南方红壤丘陵区典型县域(余江县)4种母质(红砂岩,河流冲积物,第四纪红土和板页岩)发育的25个不同深度水稻土样品(0~20,20~40,40~60,60~80,80~100 cm),分析了土壤酸度和养分指标。结果表明:在0~20 cm土层,水稻土酸度显著高于60~100 cm土层,其中第四纪红土母质发育土壤交换性Ca^2+、Mg^2+含量显著高于板页岩母质发育土壤,红砂岩与河流冲积物母质差异不显著。与0~20 cm土层相比,水稻土pH在20~80 cm土层显著增加了0.54~1.26,交换性H+含量显著降低了0.12~0.15 cmol/kg,交换性Al^3+含量显著降低了1.06~1.38 cmol/kg,交换性Ca^2+含量显著增加了0.81~2.22 cmol/kg,交换性Mg^2+含量显著增加了0.30~1.08 cmol/kg,不同母质之间差异不显著;在80~100 cm土层,第四纪红土、红砂岩与河流冲积物母质发育水稻土pH和交换性Ca^2+含量显著高于板页岩母质,板页岩母质发育水稻土交换性Al^3+含量显著高于第四纪红土,红砂岩与河流冲积物母质则差异不显著,第四纪红土、红砂岩和板页岩母质发育水稻土交换性Mg^2+含量显著高于河流冲积物母质。水稻土pH均与交换性H^+、Al^3+、有机质和全氮呈极显著负相关,与交换性Ca^2+、Mg^2+呈极显著正相关(P<0.01)。在0~100 cm土层,水稻土酸度表现为在0~20 cm土层较大,主要受土壤理化性质(交换性H^+、Al^3+、Ca^2+、Mg^2+、有机质、全氮)的影响,在80~100 cm土层较小,主要受成土母质影响,其中红砂岩、河流冲积物和第四纪红土母质发育的水稻土酸度小于板页岩。 张群 唐贤 周海燕 蔡泽江 蔡泽江 文石林 高强关键词:母质 水稻土 剖面