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引言1

一、研究背景1

二、研究内容2

三、试验地概况2

四、试验设计3

五、已有成果6

六、获得资助6

第一章 长期施肥对作物产量和经济效益的影响8

第一节 化肥长期施肥下作物产量的变化8

一、作物产量对长期施氮肥的响应8

二、作物产量对长期施磷肥的响应10

三、作物产量对长期施钾肥的响应11

四、作物产量对长期施用有机肥的响应12

五、作物产量对长期肥料偏施的响应14

六、长期不同施肥措施下作物产量的变化15

第二节 有机肥长期不同施用措施下水稻产量的变化16

一、水稻产量对不同有机肥用量的响应17

二、水稻产量对不同有机肥施用时间和种类的响应18

第三节 长期施肥下作物产量稳定性的差异19

第四节 长期施肥下作物产量与气象因子的关系21

第五节 长期施肥下水稻产量构成的变化24

第六节 长期施肥下水稻和玉米品质的变化25

第七节 长期不同施肥措施对作物年均收益的影响29

第二章 长期施肥对作物生长发育的影响34

第一节 作物氮磷钾养分吸收的变化规律34

一、长期施肥对水稻吸收氮磷钾养分的影响34

二、长期施肥对玉米吸收氮磷钾养分的影响36

第二节 作物叶面积指数和叶绿素的变化37

一、长期不同化肥施用措施对水稻剑叶特征的影响37

二、长期不同有机肥施用对水稻剑叶特征的影响38

三、长期不同化肥施用对水稻叶片叶绿素含量的影响39

四、长期不同有机肥施用对水稻叶片叶绿素含量的影响40

五、长期不同化肥施用对水稻叶面积指数的影响41

第三节 长期不同施肥对水稻剑叶净光合速率的影响42

第四节 长期不同施肥下作物酶活性的变化44

第五节 长期不同施肥下作物水分利用率的变化45

第三章 长期施肥对红壤碳库的影响47

第一节 长期施肥下红壤旱地的有机碳演变49

一、长期施肥红壤旱地土壤总有机碳含量变化49

二、长期施肥红壤旱地颗粒有机碳的变化50

三、长期施肥红壤旱地活性有机碳和微生物碳的变化51

第二节 长期施肥红壤性水稻土土壤有机碳演变54

一、长期施肥红壤性水稻土有机碳含量的变化55

二、土壤活性炭和难降解碳的变化62

三、土壤可矿化有机碳的变化63

四、土壤有机碳在土壤团粒结构中的变化64

五、土壤活性有机碳的垂直变化67

六、土壤有机碳在土壤剖面及其颗粒结构中的分布69

第四章 长期施肥对土壤养分的影响72

第一节 长期施肥下土壤氮素的演变72

一、长期施肥下红壤旱地的氮素变化72

二、长期施肥下红壤性水稻土的氮素变化77

第二节 长期施肥下土壤磷素的演变规律81

一、长期施肥下红壤旱地的土壤磷素变化82

二、长期施肥下红壤性水稻土的土壤磷素变化84

第三节 长期施肥下土壤钾素的演变规律91

一、红壤旱地的钾素变化91

二、红壤性水稻土的钾素变化93

第四节 长期施肥下土壤酸碱度的演变97

一、红壤旱地酸碱度的演变97

二、红壤性水稻土酸碱度的演变98

第五章 长期施肥对土壤物理性质的影响100

第一节 长期施肥红壤农田土壤容重的变化101

一、红壤旱地土壤容重的变化101

二、红壤稻田土壤容重的变化101

第二节 长期施肥红壤农田土壤力学性质的变化103

第三节 长期施肥红壤农田土壤孔隙度的变化109

一、红壤旱地孔隙度的变化109

二、红壤稻田土壤孔隙度变化109

第四节 长期施肥红壤农田土壤团聚体结构和稳定性的变化111

第五节 长期施肥红壤旱地土壤黏土矿物的变化113

第六节 长期施肥红壤农田土壤铵离子吸附的变化115

一、红壤旱地的铵离子吸附变化115

二、红壤性水稻土的铵离子吸附变化117

第七节 长期施肥红壤性水稻土剖面结构的变化120

一、不同化肥施用方式红壤性水稻土剖面特征120

二、不同有机肥施用方式红壤性水稻土剖面特征124

第六章 长期施肥对土壤生物活性的影响和评价127

第一节 长期施肥红壤农田土壤微生物生物量的演变127

一、长期施肥红壤旱地的微生物生物量变化128

二、红壤性水稻土微生物生物量及代谢活性变化特征129

第二节 长期施肥红壤农田土壤酶活性的演变130

一、红壤旱地土壤酶活性变化131

二、红壤性水稻土酶活性变化133

第三节 长期施肥红壤农田土壤微生物区系的演变134

一、红壤旱地的微生物区系变化135

二、红壤性水稻土的微生物区系变化143

第七章 长期施肥对农田生态系统的影响及评价150

第一节 试验区气象因子变化150

第二节 长期施肥对红壤旱地和水稻土肥料回收率的影响152

一、长期施肥对红壤旱地肥料回收率的影响153

二、长期施肥对红壤性水稻土肥料回收率的影响155

第三节 长期施肥田间杂草群落的演变158

一、长期施用化肥红壤性水稻土田间杂草群落的演变158

二、长期施用有机肥稻田杂草群落的演变164

第四节 长期施肥红壤农田土壤动物的演变167

第五节 长期施肥红壤农田碳汇效应168

一、农田生态系统碳汇计算方法169

二、不同施肥处理红壤稻田碳排放和碳固定169

三、不同施肥处理红壤稻田净碳汇效应170

四、不同施肥处理红壤稻田净碳汇效应变化特征172

第六节 长期施用猪粪红壤农田重金属污染风险176

一、主要计算方法177

二、土壤铜含量变化178

三、土壤锌含量变化179

四、土壤铜、锌累积速率181

五、土壤Cu、Zn超标风险分析182

六、土壤Cr和As含量的影响184

七、土壤稻田猪粪环境承载力评估185

长期试验发表的论文188

参考文献192

致谢211