耕地地力提升與化肥養(yǎng)分高效利用

目錄
第1章　緒論　1　
1.1　我國糧食安全生產(chǎn)面臨的耕地資源與土壤質(zhì)量退化問題　1　
1.1.1　耕地資源問題　1　
1.1.2　土壤質(zhì)量退化問題　2　
1.2　地力提升與養(yǎng)分高效利用的國際研究進展　4　
1.2.1　打破土壤次生障礙對化肥養(yǎng)分利用制約的原理與技術(shù)　4　
1.2.2　土壤結(jié)構(gòu)與微生物群落組裝促進養(yǎng)分循環(huán)和化肥增效的機制　4　
1.2.3　土壤–根系–微生物系統(tǒng)促進氮磷養(yǎng)分協(xié)同利用的機制　5　
1.2.4　提高化肥養(yǎng)分利用率的地力綜合管理模式　6　
1.3　地力提升與養(yǎng)分高效利用的國內(nèi)研究進展　7　
1.3.1　土壤質(zhì)量演變與養(yǎng)分循環(huán)調(diào)控　7　
1.3.2　培肥促進土壤團聚體形成和微生物演替機制　7　
1.3.3　土壤–根系–微生物系統(tǒng)促進氮磷協(xié)同利用和作物抗逆的機制　8　
1.3.4　耕地肥沃耕層構(gòu)建與化肥養(yǎng)分增效技術(shù)　9　
1.4　面向化肥減施增效的耕地地力綜合管理研究　10　
1.4.1　耕地地力和養(yǎng)分高效管理的研究方向與內(nèi)容　10　
1.4.2　耕地地力和養(yǎng)分高效管理的研究突破點　12
第2章　耕地地力水平與化肥養(yǎng)分利用率的關(guān)系　13　
2.1　耕地地力分布格局及其對主要作物化肥氮磷利用率的影響　13　
2.1.1　主要作物系統(tǒng)土壤地力的分布特征　13　
2.1.2　土壤地力對主要作物系統(tǒng)產(chǎn)量和氮磷利用率的影響　16　
2.1.3　主要作物系統(tǒng)土壤地力的關(guān)鍵影響因子　26　
2.2　小麥–玉米輪作農(nóng)田氮肥利用率的時空演變特征及預(yù)測　32　
2.2.1　長期不同施肥條件下玉米和小麥氮肥利用率的時空演變特征　32　
2.2.2　氮肥利用率與土壤速效磷的關(guān)系　36　
2.2.3　未來氣候變化和不同施肥條件下產(chǎn)量與氮肥利用率的變化趨勢預(yù)測　38　
2.3　典型旱地地力與氮肥利用率的關(guān)系　44　
2.3.1　作物氮肥利用率與地力關(guān)系的理論進展　44　
2.3.2　推薦施氮量　45　
2.3.3　我國不同區(qū)域糧食作物的施氮量　46　
2.3.4　氮肥利用率與基礎(chǔ)地力和施氮量的關(guān)系　47　　
2.4　水旱輪作農(nóng)田地力與氮肥利用率的關(guān)系　49　
2.4.1　太湖流域典型區(qū)地力調(diào)查和表征方法　49　
2.4.2　地力與氮肥利用率的關(guān)系特征　52　
2.4.3　氮肥利用率的提升潛力　58　
2.4.4　耕地綜合地力提升的方法　61
第3章　土壤酸化與化學(xué)養(yǎng)分的互動機制及其調(diào)控原理　63　
3.1　化肥–土壤酸化–耕地地力的互動機制　63　
3.1.1　施肥與土壤酸化的互動影響　63　
3.1.2　土壤酸化對耕地地力和養(yǎng)分利用的影響　65　
3.1.3　土壤酸化對養(yǎng)分轉(zhuǎn)化微生物群落及其功能的影響　66　
3.1.4　土壤酸化對耕地地力影響的物理學(xué)機制　69　
3.2　土壤酸化對作物養(yǎng)分吸收和利用的影響機制　75　
3.2.1　土壤酸化對作物養(yǎng)分吸收和利用的影響　76　
3.2.2　土壤酸化對根際微環(huán)境與養(yǎng)分轉(zhuǎn)化微生物的影響　78　
3.2.3　土壤酸化誘導(dǎo)鋁毒對作物根系生長與養(yǎng)分吸收的影響　79　
3.3　阻控土壤酸化提高養(yǎng)分利用率的主要措施　83　
3.3.1　阻控土壤酸化提高養(yǎng)分利用率的主要改良劑　83　
3.3.2　生物炭消減土壤酸化及其衍生地力障礙　90　
3.3.3　消減土壤酸化促進養(yǎng)分循環(huán)利用的綜合調(diào)控技術(shù)　98
第4章　土壤鹽堿障礙降低養(yǎng)分利用率的機制及其增效途徑　101　
4.1　鹽堿障礙對農(nóng)田養(yǎng)分形態(tài)轉(zhuǎn)化、有效性與吸收利用的影響機制　101　
4.1.1　鹽堿障礙對農(nóng)田氮素關(guān)鍵轉(zhuǎn)化過程的影響　101　
4.1.2　鹽堿障礙下根區(qū)土壤磷形態(tài)與有效性的特征　109　
4.1.3　鹽堿化農(nóng)田氮磷養(yǎng)分吸收利用的障礙機制　112　
4.2　鹽堿耕地障礙消減對化肥養(yǎng)分利用的促進機制　118　
4.2.1　障礙消減措施對鹽堿耕地土壤物理性質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)　118　
4.2.2　障礙消減措施對氮素轉(zhuǎn)化和磷素形態(tài)的促進機制　121　
4.2.3　障礙消減措施對鹽堿耕地氮磷養(yǎng)分吸收利用的提升效應(yīng)　126　
4.3　鹽堿耕地氮磷養(yǎng)分增效的調(diào)控途徑　128　
4.3.1　江蘇濱海鹽堿化耕地氮磷養(yǎng)分增效的調(diào)控途徑　129　
4.3.2　山東濱海鹽堿化耕地氮磷養(yǎng)分增效的調(diào)控途徑　131　
4.3.3　東北蘇打鹽堿化耕地氮磷養(yǎng)分增效的調(diào)控途徑　134　
4.3.4　西北內(nèi)陸鹽堿化耕地氮磷養(yǎng)分增效的調(diào)控途徑　136
第5章　土壤結(jié)構(gòu)性障礙制約養(yǎng)分高效利用的機制與突破對策　140　
5.1　土壤結(jié)構(gòu)性障礙特征及其對養(yǎng)分庫的影響　140　
5.1.1　黑土結(jié)構(gòu)性障礙特征及其對養(yǎng)分庫的影響　140　
5.1.2　典型區(qū)潮土結(jié)構(gòu)性障礙及其對養(yǎng)分庫的影響　147　
5.2　土壤團聚結(jié)構(gòu)對養(yǎng)分蓄供及利用的制約機制　152　
5.2.1　不同團聚結(jié)構(gòu)土壤中化肥氮轉(zhuǎn)化過程及影響因素　152　
5.2.2　土壤團聚結(jié)構(gòu)對潮土氨基糖組成的影響機制　158　
5.2.3　土壤團聚結(jié)構(gòu)對磷素養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的影響機制　162　
5.3　土壤團聚結(jié)構(gòu)形成及其微生物作用機制　164　
5.3.1　不同耕作和秸稈管理措施對潮土團聚結(jié)構(gòu)形成的作用機制　164　
5.3.2　長期施肥對潮土團聚結(jié)構(gòu)形成的微生物作用機制　173　
5.4　土壤結(jié)構(gòu)改良與調(diào)控技術(shù)模式　180　
5.4.1　黑土玉米秸稈富集深埋還田技術(shù)　180　
5.4.2　砂性潮土深免間歇耕作耦合秸稈還田技術(shù)　184
第6章　連作障礙抑制作物對養(yǎng)分吸收利用的機制與消減技術(shù)　187　
6.1　連作障礙影響耕地地力的機制　187　
6.1.1　連作障礙的土壤物理問題　187　
6.1.2　連作障礙的土壤化學(xué)問題　188　
6.1.3　連作障礙的土壤生物學(xué)問題　192　
6.2　連作障礙抑制作物生長及養(yǎng)分吸收利用的機制　193　
6.2.1　連作下土壤物理障礙對作物養(yǎng)分吸收利用的影響　194　
6.2.2　連作下土壤酸化對作物養(yǎng)分吸收利用的影響　194　
6.2.3　連作下化感物質(zhì)對作物養(yǎng)分吸收利用的影響　195　
6.2.4　連作下土壤生物對作物養(yǎng)分吸收利用的影響　196　
6.3　連作障礙消減技術(shù)的養(yǎng)分增效措施　197　
6.3.1　土壤養(yǎng)分調(diào)控　197　
6.3.2　施用生物有機肥　199　
6.3.3　施用生物炭　202　
6.3.4　施用蚓堆肥　202　
6.3.5　連作障礙綜合防控措施　204　
6.4　促進蔬菜健康生長和養(yǎng)分利用的技術(shù)模式　205　
6.4.1　促進番茄健康生長和養(yǎng)分利用的營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)　206　
6.4.2　促進黃瓜健康生長和養(yǎng)分利用的生物有機肥調(diào)控技術(shù)　207
第7章　土壤–作物系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)增效的微生物驅(qū)動機制與調(diào)控策略　211　
7.1　稻田生態(tài)系統(tǒng)與旱作生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物組特征　211　
7.1.1　農(nóng)田土壤微生物地理分布格局　211　
7.1.2　農(nóng)田土壤微生物群落構(gòu)建機制　213　
7.1.3　水稻和小麥的根際效應(yīng)　215　
7.1.4　水稻和小麥根際碳淀積與微生物群落的微尺度空間分布　217　
7.2　稻田生態(tài)系統(tǒng)有機質(zhì)分解與養(yǎng)分耦合轉(zhuǎn)化作用　221　
7.2.1　水稻土有機質(zhì)厭氧降解機制及其調(diào)控因子　221　
7.2.2　水稻土磁鐵礦與生物炭顆粒對有機質(zhì)降解的影響　224　
7.2.3　稻田生物膜對磷素的響應(yīng)　225　
7.3　旱作生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分蓄供與協(xié)同增效　230　
7.3.1　土壤孔隙結(jié)構(gòu)及微生物分布在養(yǎng)分蓄供中的作用　230　
7.3.2　土壤水分分布和微生物活動調(diào)控氮磷養(yǎng)分蓄供　233　
7.3.3　叢枝菌根真菌的綜合促磷效應(yīng)　235　
7.3.4　免耕與秸稈還田條件下土壤的碳磷互動效應(yīng)　236
第8章　不同氣候帶旱地土壤微生物群落演替及功能基因組響應(yīng)機制　239　
8.1　不同氣候帶典型旱地土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及演替特征　239　
8.1.1　不同氣候帶土壤微生物群落演替機制的研究方法　239　
8.1.2　不同氣候帶典型旱地土壤移置對土壤肥力和作物產(chǎn)量的影響　241　
8.1.3　不同氣候帶典型旱地土壤微生物群落組成與多樣性變化　244　
8.1.4　不同氣候帶典型旱地土壤微生物群落演替特征　246　
8.2　不同氣候帶典型旱地土壤微生物養(yǎng)分轉(zhuǎn)化功能組　254　
8.2.1　典型土壤微生物碳轉(zhuǎn)化功能組對不同氣候條件的響應(yīng)　254　
8.2.2　典型土壤微生物氮轉(zhuǎn)化功能組對不同氣候條件的響應(yīng)　258　
8.3　典型旱地土壤核心微生物組及其與地上部作物的關(guān)系　264　
8.3.1　核心微生物組與地上部作物的關(guān)系　264　
8.3.2　氣候條件變化下微生物與地上部作物的關(guān)系　272
第9章　中東部集約化農(nóng)田養(yǎng)分高效利用的沃土培育原理與途徑　276　
9.1　中東部集約化農(nóng)田土壤肥力培育原理與調(diào)控　276　
9.1.1　東北集約化農(nóng)田土壤肥力培育原理與調(diào)控　277　
9.1.2　華北集約化農(nóng)田土壤肥力培育原理與調(diào)控　286　
9.1.3　長江中下游集約化農(nóng)田土壤肥力培育原理與調(diào)控　290　
9.2　中東部集約化農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)過程與調(diào)控　296　
9.2.1　東北集約化農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)過程及調(diào)控　296　
9.2.2　華北集約化農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)過程及調(diào)控　305　
9.2.3　長江中下游集約化農(nóng)田土壤養(yǎng)分循環(huán)過程及調(diào)控　308　
9.3　中東部集約化農(nóng)田養(yǎng)分高效管理與減肥增效　310　
9.3.1　東北集約化玉米連作農(nóng)田養(yǎng)分高效管理與減肥增效　311　
9.3.3　長江中下游集約化雙季稻農(nóng)田養(yǎng)分高效管理與減肥增效　325　
9.3.4　中東部集約化農(nóng)田養(yǎng)分高效利用的區(qū)域管理特征　330
第10章　西北旱區(qū)主要糧作體系有機培肥的地力提升機制　332　
10.1　小麥單作體系綠肥及有機肥的培肥效應(yīng)　333　
10.1.1　黃土高原旱塬區(qū)有機培肥對小麥產(chǎn)量及土壤有機碳固持的影響　333　
10.1.2　黃土高原平原區(qū)秸稈還田和施用有機肥對小麥產(chǎn)量和土壤有機碳固持的影響　336　
10.1.3　添加鈣源對秸稈在土壤中腐解和有機碳固持的影響及其作用機制　338　
10.2　小麥–玉米輪作體系下秸稈還田模式對土壤培肥和產(chǎn)量效應(yīng)的影響　348　
10.2.1　麥玉輪作體系下秸稈還田模式對小麥產(chǎn)量的影響　348　
10.2.2　麥玉輪作體系下秸稈還田模式對土壤細菌群落及酶活性的影響　349　
10.2.3　麥玉輪作體系下秸稈還田模式對土壤碳固存的影響　353　
10.2.4　麥玉輪作體系下小麥秸稈高留茬還田模式促進土壤碳固存和產(chǎn)量效應(yīng)　357　
10.3　玉米||大豆間作體系對產(chǎn)量和土壤微生物的影響　359　
10.3.1　玉米與大豆間作對作物生長的促進作用　359　
10.3.2　玉米與大豆間作對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的影響　363　
10.4　我國北方小麥和玉米系統(tǒng)秸稈還田的有機碳固持與增產(chǎn)效應(yīng)　367　
10.4.1　秸稈還田對小麥和玉米產(chǎn)量的影響　367　
10.