【2017年整理】利用GPS土壤紧实度测定仪研究土壤养分的吸收

【2017年整理】利用GPS土壤紧实度测定仪研究土壤养分的吸收 利用GPS土壤紧实度测定仪研究土壤养分的吸收 【摘要】 为揭示玉米对不同土壤紧实胁迫的响应程度与机理，以钙素为依据，设置土壤容重分别为1(1、1(2、1(3、1(4和1(5 g,cm3等5个水平玉米盆栽试验，以探讨土壤紧实度对玉米苗期生长及对钙素吸收的影响。同时土壤紧实度也可以通过使用浙江托普仪器的TJSD-750-II型GPS土壤紧实度测定仪。试验结果表明;玉米从播种到生长15 d期间，其生长对土壤紧实并不敏感，而15 d之后，地上部分生长速度随土壤容重增加而受到抑制;而根系生长也由于土壤的紧实胁迫而受阻，根系干物质质量下降，根系活力减小，影响钙素养分的吸收;玉米苗中全钙含量最高值(1(67,)出现在容重1(2 s,cm3处理中，土壤紧实的增加会导致根系活性减小，从而使作物根系对钙素的吸收减少、作物抗性下降，导致作物提前衰老。因此，土壤容重影响土壤中养分的有效性，土壤过松或过紧均不利于作物的生长。 关键词:玉米;土壤紧实度;土壤容重;钙素;GPS土壤紧实度测定仪 引言 土壤紧实化的危害是多方面的，表现为:土壤容重增大，土壤渗透率减小，水土流失的风险增大;土壤结构变劣，机械阻力增大，影响作物对养分的吸收，影响作物出苗、株高、叶面积以及产量等„。 土壤紧实与肥力变化对水稻、小麦、棉花作物生长发育的影响已有不少研究，这些研究多数集中在对大量元素的影响方面，而土壤紧实化对土壤中微量元素的有效性影响研究鲜见报道。钙是植物生长必需营养元素，普遍认为，一般情况下土壤中含钙量能满足植物需要，大田作物缺钙现象并不多见。土壤缺钙问题只可能发生在强淋溶土壤上，生产中可利用深根性植物将淋溶到土壤深层的钙素转运到土壤上层，以满足浅根性植物的需求。石灰性土壤中富含钙元素，作物一般很少出现缺钙问题。然而，因土壤表层逐年使用氮肥，脱钙作用明显，表层土壤钙离子饱和度下降;多年耕作又不可能将覆盖到较深土层的钙复转到上层，伴随着土壤亚表层的紧实化问题日趋严重，作物根系延伸受到抑制，浅根性植物缺钙，作物抗性下降的现象已经频现，给作物生产带来了一定的损失。 关中地区多年实行的轮作 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 为小麦一玉米一年两熟制，受生育期制约，每年在小麦收获后施行玉米硬茬播种，紧实的土壤影响着玉米根系对养分的吸收。 因此，本文以陕西填土为研究对象，以玉米为指示作物，模拟不同容重土壤对作物苗期的生长以及对土壤钙吸收的影响，揭示作物苗期对不同容重土壤紧实胁迫的响应机理，旨在揭示人为管理(大型农机旋耕、施肥、收获等)生产活动对土壤质量演变和作物生长过程的影响。 1 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 与方法 1(1试验材料 供试土壤样品采自陕西省杨凌区头道塬的农田，土壤母质黄土，土壤类型为填土。采集了该土壤0—20cm表层样品，土壤有机质含量15(74 g,kg，碱解氮、速效磷、速效钾含量分别为86(51、12(98、141(52 mg,kg，阳离子交换量、交换性钙含量分别为21(82、15(67 cmol,kg。 1(2试验方法 本研究于2010年6月在陕西省杨凌区二道塬进行，在可控温玻璃温室中采用恒温(25?)室内盆栽模拟试验，具体方法如下:在高度9 em、内径14 cm的圆形盆中分别填装过5 mm筛孔的土样1(52、1(66、1(80、1(94、2(08 kg，使盆中土壤容重分别达到1(1、1(2、1(3、1(4、1(5 g,em3，每千克土混施尿素0(5g、过磷酸钙(含P:0，质量分数16,)0(67 g;每盆浇灌200 mL水后，播入陕单958玉米种籽1粒，玉米生长过程中未追肥，各处理均重复10次;每3,5d依据作物长势浇灌水200 mL,盆左右;从玉米播种到出苗后第15天起，每5 d测定一次玉米苗株高，30 d后将盆中玉米苗取出，测定玉米苗生长状况，并测定茎叶中钙素含量。 玉米茎叶钙素含量用EDTA滴定法测定。 结果与分析所得各试验处理的数据求均值后采用EXCEL软件处理分析。 1.3 GPS土壤紧实度测定仪简介 仪器名称:GPS土壤紧实度测定仪 GPS土壤紧实度测定仪 仪器型号:TJSD-750-II GPS土壤紧实度测定仪 型号区别: 型号 TJSD-750型 TJSD-750-II型 功能 普通型，直接显示土壤紧实既可直接测量土壤紧实度(kg和kpa)，又可以随时区别 度(kg和kpa)，有数据存将测量时每次采样的数据存储到主机上，RS232接口 储功能，直接存储在主机可与计算机连接将数据导出，软件具有存储、打印 上。 功能(软件赠送)，内置GPS定位系统，可实时显示 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 配置含:主机，不锈钢测量点的位置信息(经纬度)，并可利用此定位数据 测量杆，电池 在计算机中绘制土壤紧实度分布图 标准配置含:主机，不锈钢测量杆，数据线，软件， 电池 GPS土壤紧实度测定仪 用途: 1.可用于野外测量土壤的紧实度。 2.紧实的土壤可阻止水分的入渗，降低化肥的利用率，影响植物根系生长，导致作物减产。因此，得知土壤的紧实度显得尤为重要，此仪器可以更好的指导农业生产和公路建设。 GPS土壤紧实度测定仪功能特点: 1.大屏幕中文液晶显示，薄膜式键盘 2.可同时按次自动记录最大值和最终测定点的数值并存储到主机内 3.可同时显示kg和kpa两个单位 4.全不锈钢测量杆，并在杆上有不同深度的刻度标识 5.便携式，无需外部供电，4节5号电池即可，特别适用于野外测量 6.TJSD-750-II型可以实时显示测量点的位置信息(经纬度) GPS土壤紧实度测定仪技术参数: 测量深度:0-450mm 测量范围:0-100kg;0-7000kpa(0-1000psi) 测量精度:以公斤为单位:0.05kg 以压强为单位:5k 存储数量:1000个 操作温度:-10?-60? 2结果与分析 2(1 土壤紧实胁迫对玉米苗期生长的影响 2(1(1玉米苗地上部分 在不同土壤容重下，玉米苗期株高的变异是对土壤紧实胁迫最宏观的反应与表现，如图1所示，图中R1(1,R1(5分别表示土壤容重1(1、1(2、1(3、1(4、1(5 g,cm’。 株高是指从土表到心叶的高度，播种后0—15 d内，不同容重处理间玉米苗株高差异不明显，玉米苗地上部分对土壤紧实胁迫并不敏感。故从播种后第15天起，测定玉米苗株高变化情况。由图1可知，在第15天以后，各处理问玉米苗株高差异较为明显，不同土壤容重下株高从大到小依次为R1(2、R1(1、R1(3、R1(4、R1(5，且容重为1(5 g,cm3处理的玉米株高极显著小于1(1、1(2、1(3与1(4 g,cm3，其玉米生长30 d的株高分别是其他容重处理的3,5—3,4。同时也表明，玉米苗期生长最适土壤容重为1(2 g,cm3。其中，玉米苗期株高出现R1(2大于R1(1的反常现象，主要原因在于土壤容重过小，种子与土壤接触面减小，不利于其对水肥的吸收利用;而随着土壤紧实增加，玉米苗地上部分的生长受抑制，这种抑制作用在紧实较大(R1(5)时表现十分明显。由上述试验可知，土壤容重过小或过大均不利于玉米苗期地上部分的生长。 2(1(2玉米苗根系生长 土壤紧实化趋势加大，将严重影响水分人渗及土壤水库接纳降水，很大程度上限制了作物根系的延伸，降低了作物的抗旱性。表1清楚地显示，伴随着土壤紧实化，容重加大，玉米苗根系在生长发育的过程中受到十分明显的抑制，根系质量减少显著，根冠比(地下部干重与地上部干重的比值)下降，随着土壤容重由1(2 g,cm3增加到1(5 g,cm3，根冠比由最高0(44下降到0(29，降幅为34(09,，而容重从1(1 g,cm3增加到1(2 g,cnl3，作物根冠比相对增加，可见玉米根系生长的最适容重应当在1(2 g,cm3左右。同样地，玉米苗地上部分鲜重与干重均与根系质量变异趋势相同，在土壤容重由1(2 g,cm3增大到1(5 g,cm3时也呈逐渐下降趋势，其中地上部分鲜重下降趋势明显，降幅达65(41,;此外，玉米苗的叶片数在该容重范围内减少，且容重越大黄叶数越多，植株显示出提前衰老的症状。以上结果表明:土壤过于疏松，根系表面与土壤接触较少，养分水分吸收不易，而土壤紧实、通透性降低，作物根系呼吸受影响，从而使得玉米苗地上部分和地下部分的生长都受到了抑制，因此，土壤过于疏松和紧实均严重影响着玉米对土壤中元素的吸收，直接影响作物的产量与品质。 2(2 土壤紧实胁迫对玉米苗期钙吸收的影响 土壤紧实，导致了土壤透气性能降低，随着作物根系呼吸增强，土壤中CO:浓度势必增加，碳酸根离子与土壤中碳酸钙反应生成易溶解、易移动的重碳酸钙，加速了土壤脱钙过程，导致土壤中钙供给水平下降，抑制了植物对土壤中钙素的吸收，导致作物苗期发育不健康。 图2为不同容重处理下玉米苗茎叶中钙含量变异情况，图中不同大写字母表示1,水平极显著差异，不同小写字母表示5,水平显著差异。通过显著水平检验分析，土壤容重1(2、1(3 g,cm3极显著高于1(1 g,cm3，土壤容重1(4、1(5 g,cm3显著高于1(1 g,cm3。由图2可知，不同紧实度土壤中玉米苗对钙素的吸收以R1(2处理为最高，其茎叶中钙含量为1(67,，与R1(1、R1(3、R1(4、R1(5各处理相比，玉米植株中钙含量增幅分别为29(32,、16(77,、22(96,、24(20,，与株高变异趋势是相一致的。R1(1为土壤容重最小的处理，所测定的植物钙含量也是最低的，茎叶钙含量仅为1(18,，出现该情况原因仍然是土壤容重过小，根系与土壤接触面较小，影响了玉米苗对土壤中钙素的吸收与利用，这与土壤紧实胁迫时玉米苗期地上部分株高与根系质量的影响类 似。 将试验结果进行统计分析得到各处理重复之间变异情况(表2)。根据变异系数划分等级(C，<10,为弱变异性;10,?C，?100,为中等变异性;C，>100,为强变异性)，由表2可知，玉米苗茎叶中全钙的含量在各不同容重处理中均为弱变异性，即不同处理下各重复之间变异较小。其中，R1(1处理下变异相对其 24,，这与R1(1处理为容重最小的处理有关，因他处理较高，变异系数为3( 此试验中采取滴灌补水措施以减小灌溉过程中土壤下陷对该处理土壤容重的影响。R1(2处理变异相对其他处理较小，变异系数为1(03,，由此可知R1(2处理适合多数玉米苗样品生长发育。 通过对不同容重处理下玉米苗茎叶全钙含量进行正态分布检验(图3)，其结果均服从正态分布，由此可知，数据满足统计学分析的要求。 3 讨论 有研究认为，玉米株高与土壤容重呈极显著负相关关系，也有研究认为，较高的土壤容重会导致玉米和葵花叶片扩展速度减小并缩小其最终叶面积?“”。。通过本试验可知，玉米从播种到生长15 d期间，株高对土壤紧实并不敏感，而15 d之后，生长速度因土壤容重不同而受到抑制。玉米苗期根冠比最大值与株高最大值均出现在R1(2处理，这与有关研究有部分差异，这可能与植物的种类有关。 据Passioura研究。2叫表明，土壤的机械阻力会引起根部的激素水平发生变化，影响作物根系的生长速度。伴随土壤紧实增加，机械阻力增加，根系分身细胞的分裂速度受到抑制，使得根系质量减小。2’2“。在本试验中，玉米苗期根系生长由于土壤的紧实胁迫而受阻，根系干物质重下降，根系活力减小。 Passioura研究嵋叫还指出，由于土壤容重增大，根系与土壤接触更加紧密，水分与养分也因此进入根区，使其养分吸收能力有所提高。本试验结果表明，随着土壤紧实化程度增大，玉米苗期根系发育受抑制，但是，玉米苗中全钙含量最高值却并非出现在R1(1处理，而是出现在紧实程度适中的R1(2处理，过紧实(R1(5)与过疏松(R1(1)的土壤对作物根系钙素吸收都不利。 Ashraf Tubeileh等。2引用“C标记一脉冲技术研究了玉米生长期土壤紧实胁迫对其碳素的同化与光合产物分配的影响，研究结果表明土壤紧实会降低玉米株高、地上与地下部分的干重，主要原因是土壤紧实使碳素同化速度下降，尤其是在玉米苗期。这与 本试验的研究结果相吻合。而随着土壤容重的增加，土壤紧实化加大，根系生长受阻，作物根系对钙的吸收减少，使得作物抗性下降，呈提前衰老迹象。 4 结论 (1)玉米从播种到生长15 d期间，不同容重处理间玉米苗株高差异不明显，说明玉米苗生长对土壤紧实并不敏感;15 d之后，地上部分生长速度随土壤容重增加而受到抑制，随土壤容重变化株高从大到小依次为R1(2、R1(1、R1(3、R1(4、R1(5，其中R1(1由于土壤容重过小，种子与土壤接触面减小，不利于其对水肥的吸收利用，因此其株高反而小于R1(2;而玉米根系生长也由于土壤的紧实胁迫而受阻，根系干物质质量下降，根系活力减小，影响钙素养分的吸收。 (2)玉米苗中全钙含量最低为1(18,，最高为1(67,，其值分别出现在土壤容重1(1、1(2 g,cm3处理中，土壤容重较小，根系与土壤表面接触少，作物对养分的吸收不易，而随着土壤紧实的增加，根系活性减小，同样使作物根系对钙素的吸收减少、作物抗性下降，导致作物提前衰老。因此，土壤容重影响土壤中养分的有效性，土壤过松或过紧均不利于作物的生长。