秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响

为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层(0~30 cm)土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。(2)秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。(3)与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。(4)皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离(r=0.73*)、土壤容重(r=0.70*)相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。

不同水稻种植模式下淹水及排干期土壤性质和微生物的变化

为揭示不同水稻种植模式、不同水分管理时期对稻田土壤性质和微生物的作用效应,利用长期定位监测试验比较分析单季稻不施肥、单季稻单施化肥、烟稻轮作3种种植模式和淹水期、排干期2种水分管理条件下稻田土壤理化性质和微生物群落结构的变化。结果表明:烟稻轮作模式稻田土壤有机质、全氮质量分数分别比单季稻模式提高了32.88%~34.79%和38.22%~44.39%。淹水期稻田土壤可溶性总氮以可溶性有机氮为主,占56.06%~62.54%;排干期以硝态氮为主,占62.34%~74.05%。烟稻轮作模式可显著提高淹水和排干条件下稻田土壤中可溶性有机氮和铵态氮质量分数,但对硝态氮质量分数的影响不明显。相较单季稻处理,烟稻轮作模式提高了稻田细菌Sobs、Shannon和Ace指数。好氧或兼性厌氧的酸杆菌属、黄色杆菌属均是3种水稻种植模式的优势菌属。3种种植模式淹水条件下稻田脱硫弧菌属、互营杆菌属等硫酸盐还原菌类存在显著差异,排干条件下硝化螺旋菌属也存在显著差异。淹水条件下烟稻轮作模式稻田土壤甲烷氧化菌相关的甲烷氧化单加氧酶基因α-亚基(pomA)的绝对丰度比单季稻处理降低了18.45%~18.54%。可见,水稻种植的淹水期和排干期的土壤可溶性氮组成和细菌群落结构存在显著差异;而烟稻轮作模式较单季稻模式可提高土壤肥力,改善微生物群落结构,增加硫酸盐还原菌类细菌丰度,降低产甲烷菌相关的甲基辅酶M还原酶基因丰度。

泥石流频发区不同土地利用类型下土壤分形维数与理化性质的关联度

为综合评价泥石流频发区不同土地利用类型下土壤的结构稳定性,本研究以蒋家沟为例,选取耕地、草地、林地为研究对象,裸地作为参照,基于分形理论分析了不同土地利用类型下土壤的分形特征,利用主成分分析方法,分析了影响土壤结构稳定性的主要影响因子,同时利用关联耦合度方法构建了土壤分形维数与理化性质间的耦合模型。结果表明,不同土地利用类型下土壤的分形维数介于2.71~2.75,0.5~2 mm土壤颗粒含量决定了不同土地利用类型下土壤的分形维数;土壤颗粒的分形维数与土壤碱解氮、容重、有机质含量显著相关,两者之间属于中等关联,土壤理化性质对分形维数的影响大小依次为容重>碱解氮>有机质;分形维数与理化指标的系统耦合度属于弱协调,未达到最佳状态;不同土地利用类型的系统耦合协调程度按大小排序为林地>草地>耕地>裸地。研究结果表明,增加植被覆盖和减少人为扰动有利于稳定的土壤结构形成。研究结论可以为流域植被恢复及土壤结构特征描述提供一定的理论依据。

上海城市土壤理化性质空间分布及其对土壤污染物风险控制值的影响

为考察土壤理化性质的差异对土壤中污染物的风险控制值计算结果的影响,以上海为研究区采集296个土样进行土壤理化性质参数分析,参考《建设用地土壤污染风险评估技术导则》(HJ 25.3—2019)中的方法计算不同污染物的土壤风险控制值,并与《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)中的风险筛选值进行比较。结果表明,研究区土壤为典型的黏性土壤特性,其土壤理化性质参数与HJ 25.3—2019推荐值有明显差异;土壤理化参数的取值主要影响挥发性有机污染物的风险计算结果;以研究区实测的土壤理化参数背景值来计算25种挥发性有机污染物在第一、二类用地的土壤风险控制值,结果与GB 36600—2018的风险筛选值相比存在不同程度的差异。采用Crystal Ball模型计算土壤容重(ρ_(b))、包气带土层孔隙水体积比(θ_(ws))、包气带土层孔隙空气体积比(θ_(as))和土壤有机碳质量分数(f_(oc))对土壤风险控制值的敏感性,4个参数敏感性排序为ρ_(b)>f_(oc)>θ_(ws)>θ_(as);污染物物理性质会影响土壤理化性质对土壤风险控制值计算的敏感性;研究区域土壤θ_(as)、θ_(ws)与HJ 25.3—2019推荐值差异较大,是造成土壤风险控制值计算结果与GB 36600—2018的风险筛选值存在差异的主要因素。

施肥类型对茶园土壤酸度的影响研究

【目的】茶园土壤酸化是当前茶叶生产中面临的重要问题。研究施肥类型对茶园土壤酸度的影响,为茶园土壤酸化阻控和改良提供理论依据。【方法】对比福建省周宁县17个定位监测茶园2013年和2021年土壤酸度变化,并根据相应茶企施肥档案资料,将茶园施肥类型划分为无机型(纯化肥施用)、有机无机型(有机肥和化肥配合施用)、有机型(纯有机肥施用)等3种类型,分析不同施肥类型对茶园土壤酸度的影响。【结果】2013—2021年,无机型肥料管理模式茶园0~20 cm、20~40 cm土层土壤pH平均值分别降低0.26和0.24个单位,年均降低0.033和0.030个pH单位,土壤酸化程度加剧。有机无机型茶园土壤pH分别提高0.19和0.20个单位,年均提高0.024和0.025个pH单位;有机型茶园土壤pH分别提高0.39和0.23个单位,年均提高0.048和0.028个pH单位,土壤酸化得到缓解和改良。茶园土壤pH变化速率与化肥施用量呈极显著的正相关关系,而与有机肥施用量呈极显著的负相关关系,施氮量增加加速茶园土壤酸化,增施有机肥可以减缓和改良土壤酸化。茶园土壤pH变化速率与初始土壤基本理化性状相关关系不显著。【结论】施肥类型是影响茶园土壤酸度变化的主要因素。在茶叶生产中,可通过控制化肥施用量,增加有机肥施用量来阻控和改良茶园土壤酸化。

潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(D.HCl-Pi)在全磷中的比例基本维持在66%。有效磷水平高于农学阈值(L2处理)之后,Resin-P组分才开始增加,增加量占有效磷库增加量的17.3%~22.6%。磷库耗竭过程中,有效磷库是作物吸收的第一磷库,且以Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi的先后顺序被利用。Resin-P、NaHCO_(3)-Pi、NaOH-Pi每消耗1 mg/kg,Olsen-P分别减少1.3、0.7和1.0 mg/kg。有效磷库组分与缓效磷库、难利用磷库组分可以互相转化。5年耗竭过程中,L1处理有18.0 mg/kg难利用磷转化为D.HCl-Pi,L2、L3处理分别有22.3和7.2 mg/kg D.HCl-Pi转化为有效态磷,提升了土壤累积磷素的生物有效性;而L4、L5处理分别有29.9和43.1 mg/kg有效态磷组分转化为D.HCl-Pi,降低了土壤累积磷的生物有效性。【结论】随着土壤Olsen-P水平的提高,有效磷库组分Resin-P、NaHCO_(3)-Pt、NaOH-Pt占比增加,难利用磷库占比减少,而缓效磷库占比高且稳定。有效态Resin-P在Olsen-P超过农学阈值后才开始累积。作物吸收可促进缺磷土壤难利用磷库组分转化为缓效磷库组分,中磷土壤缓效磷库组分转化为有效磷库组分,最终土壤累积磷素均被活化利用;而高磷土壤中30%以上的有效磷库组分被转化为缓效磷库组分,作物奢侈吸磷量显著增加,造成一定的磷肥养分浪费。中磷土壤是维持磷资源高效利用和作物高产的最佳磷库组成状态。

水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应

【目的】探究水稻土微生物群落、酶活性及理化性质对有机肥、石灰连续施用的响应规律,为培育健康水稻土提供理论依据。【方法】于2014年冬季,选取湘东双季稻区典型酸紫泥田,分别进行了连续施用鸡粪发酵商品有机肥、生石灰的大田试验。每年早、晚稻翻耕前各撒施一次有机肥、石灰,施用量均为2.25 t/hm^(2),分别以不施有机肥、石灰的处理为对照。在处理后第3年(2017年)和第7年(2021年)晚稻黄熟期,采集表层(0—15 cm)混合土壤样品,测定土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFAs)含量、酶活性及理化性质,筛选指示性强、响应敏感的土壤指标。基于土壤理化性质与生物学性质间的相互关系,构建结构方程模型,解析土壤PLFAs含量与酶活性对有机肥、石灰处理的响应机理。【结果】与对照相比,有机肥连施3年后,土壤革兰氏阴性菌(G^(-))PLFAs含量提高23%,革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌值(G^(+)/G^(-))因而降低29%;连施7年后,总PLFAs、细菌、革兰氏阳性菌(G^(+))和放线菌PLFAs含量分别提高16%、13%、28%和38%,腐生真菌PLFAs含量降低19%,而G^(-)菌PLFAs含量、G^(+)/G^(-)均与对照无显著差异。石灰连施3年后,土壤微生物类群PLFAs含量平均降低30%,连施7年后,平均降幅增至36%。有机肥施用3年后,土壤脲酶活性提高了29%;施用7年后,土壤过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性分别显著提高了63%、82%和39%。连施石灰3年,脲酶活性显著提高25%,连续施用7年则显著降低39%,对其他酶活性无显著影响。有机肥连施3、7年,土壤通气孔隙度分别增加了14%、33%,有机质总量分别增加了12%、7%,3个活性有机碳组分平均分别提高29%、69%;pH和碱解氮、有效磷、速效钾含量无显著变化;连续施用石灰3、7年,土壤pH分别提高0.6、0.6个单位,而通气孔隙度分别显著降低了47%、28%,总有机质和易氧化有机碳含量无显著变化,细颗粒有机碳含量分别提高了24%、9%,粗颗粒有机碳含量分别提高了100%、21%,施用石灰3年对速效养分含量无显著影响,施用石灰7年土壤碱解氮含量显著降低而有效磷含量显著增加。土壤物理、化学、生物学指标对连续施用有机肥的响应比值以正值为主,对连续施用石灰的响应比值以负值为主,土壤生物、化学指标对连续施用有机肥7年的响应比值较3年趋向更高正值,而对施用石灰趋向更高负值,达到17%~149%。结构方程分析结果表明,连续施用有机肥主要通过增加粗颗粒有机碳含量提升土壤易氧化有机碳,提升微生物总PLFAs含量和脲酶活性,而随着石灰累积用量的增加,降低土壤通气孔隙度、粗颗粒有机碳和碱解氮含量,降低土壤微生物总PLFAs、脲酶活性。【结论】长期连续施用有机肥可持续改善土壤通气性,增加有机质积累,提高土壤物理、化学和生物学性质,短期施用石灰有利于改善土壤物理、化学和生物学性状,但长期连续施用则降低石灰的正向效果。粗颗粒有机碳对土壤生物和化学性状响应有机肥、石灰连续施用的影响最为关键,具有预测土壤健康的潜能。

长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响

为明确长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,以13年长期定位试验为平台,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+80%化肥(G+0.8CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+60%化肥(G+0.6CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+40%化肥(G+0.4CF)共5个处理,研究了不同施肥处理对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,并分析了土壤吸附解吸特征参数与土壤理化性质的关系。结果显示,Langmuir等温吸附方程能较好地拟合土壤铵态氮的吸附特征(R^(2)为0.9969~0.9979,P<0.01)。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤铵态氮的最大吸附量、最大缓冲容量分别降低了4.85%~13.46%、4.55%~7.36%;土壤铵态氮的平均解吸量和解吸率为G+0.8CF>G+0.6CF>G+0.4CF>CF>CK。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤全氮和速效氮含量分别增加了19.42%~46.60%、15.24%~25.88%。相关性分析结果显示,解吸率与土壤全氮、土壤速效氮呈显著正相关,与土壤pH呈显著负相关;冗余分析结果显示,pH和速效氮是造成土壤铵态氮吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的56.7%和39.1%(P<0.05)。综上所述,长期紫云英配施减量化肥降低土壤对铵态氮的吸附,增加土壤对铵态氮的解吸,减少了土壤对氮的固持,提高氮的有效性。综合考虑土壤铵态氮的吸附解吸特性及土壤养分含量,以减量20%~40%化肥配施22500kg/hm^(2)紫云英处理效果较好。

玉米基肥期农田土壤氨挥发量与近地表氨浓度相关性研究

农田氨排放量与近地表氨浓度密切相关,但两者能否相互转换还缺乏系统研究。基于此,以近地表氨浓度经典方法(被动法)为主要使用方法,以传统海绵法为对照方法,在豫南砂姜黑土开展5种典型施肥处理玉米季基肥期氨排放量与近地表氨浓度的相关性研究。结果发现,不同施肥处理的氨挥发峰值均出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,第8天之后基本与对照无明显差异;不同处理的氨累计排放量差别较大,排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,累计排放量分别为7.68、5.48、3.37、2.78和0.22 kg·hm^(-2);同时发现,不同施肥处理近地表氨浓度也有相同趋势,峰值同样出现在施肥后的2-4 d,第5天开始显著降低,平均氨质量浓度排序为TR>OPT>SOPT>HK>CK,均值分别为17.5、11.6、10.7、8.21和1.70μg·m^(-3)。线性相关性分析表明,施肥后前8 d不同施肥处理的氨挥发量与近地表氨浓度的线性相关性较强,而8 d之后两者的相关性较弱,说明近地表氨浓度和农田氨挥发量的相关性与农田氨挥发量的高低有关。除此之外,不同方法中被动法对低施氮量和缓释肥的估算优于排放因子法,而排放因子法对高施肥条件下氨挥发量的估算优于被动法。整体而言,被动方法估算氨挥发量的相对误差介于-15.9%-17.5%之间,排放因子法相对误差介于-54.3%-81.8%之间,被动方法明显具备更高的估算精度。以上结果说明,被动方法可以潜在替代传统氨监测方法估算大区域农田氨挥发量,但估算精度主要集中在高氨排放期。

水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响

通过探索水分优化管理对稻虾共作模式水稻产量及土壤还原性物质的影响,为该模式下水稻水分管理和土壤改良提供科学依据。在水稻直播和机插两种种植方式下,分别设置以水稻分蘖后期和成熟期两次重晒田等措施为主的水分优化管理处理、以水稻分蘖后期和成熟期两次轻晒田等措施为主的水分常规管理处理,于湖北省潜江市采用田间定位试验开展研究。结果表明,在水稻直播和机插条件下,水分优化管理相对于常规管理平均增产率分别为8.5%和9.4%,增产效果均达到显著水平。相对于常规管理,水分优化管理对水稻有效穗数和每穗粒数的正效应大于结实率和千粒质量。水稻分蘖后期,水分优化管理相对于常规管理0~10 cm土层亚铁含量下降40.8%~41.8%,0~20 cm土层还原性物质总量下降45.1%~46.4%;与分蘖后期相比,水稻收获后0~20 cm土层亚铁和还原性物质总量总体呈下降趋势。由此表明,稻虾共作模式下分蘖后期和成熟期两次重晒田等水分优化管理措施能够显著增加水稻产量,缓解土壤潜育化程度。

2005-2017年中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量数据集

土壤水是地球水体的重要组成部分之一,陆地上植被和作物所利用的水分主要是从土壤中直接汲取的。因此土壤水的存贮、补给、消耗、更新和平衡对全国尤其是干旱半干旱区域的农业、牧业、林业、自然生态环境和水资源平衡,有着极其重要的意义。本数据集选取中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北干旱半干旱区的8个生态系统观测研究站,收集整理了各站2005–2017年的土壤含水量长期观测数据,通过质量控制、开展剖面-样地尺度上层次及时间归一化统计计算,生成了相应的土壤储水量数据集,以期为中国干旱半干旱区典型生态系统土壤储水量分布及变化状况提供长时序的数据刻画和支撑。

新宁县耕地土壤硒的空间分布特征及影响因素分析

为了研究新宁县耕地土壤硒的空间分布特征及其影响因素,采用网格布点、野外调查采样、分析测定、GIS空间分析等方法。研究结果表明:新宁县耕地土壤中硒含量范围为0.10~3.59 mg/kg,平均值为0.57 mg/kg,高于全国土壤硒含量均值。全县有78.22%的耕地达富硒水平,在万塘乡、安山乡等乡镇存在三个硒含量高值区。土壤硒的Moran’s I指数为0.280,块金效应为47.70%,表明新宁县土壤硒具有中等程度的空间相关性,并在空间上呈聚集分布,土壤硒含量受空间结构和随机因素共同影响。土壤硒与成土母质密切相关,花岗岩风化物发育的土壤硒含量高,平均值为0.62 mg/kg。不同土壤类型之间的硒含量存在明显差异,黄壤硒含量最高,紫色土硒含量最低,两者均值分别为0.68 mg/kg和0.42 mg/kg。经相关性分析可知,土壤有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)均与硒(Se)之间呈极显著正相关(P<0.01);当土壤pH<7.5时与硒含量呈正相关,pH≥7.5时则与硒含量呈负相关(P<0.05)。综上,新宁县耕地含有丰富的硒资源,根据土壤硒的空间分布特征,可为新宁县开发富硒农产品提供科学依据。

干旱半干旱区果园生草条件下土壤微生物(细菌)的多样性

采选4种具备潜在“绿肥”功能的草种(黑麦草、苜蓿、高羊茅、长柔毛野豌豆)以及自然生草和清耕模式进行果园行间长期生草处理,应用高通量测序技术分析不同生草模式下果园土壤细菌群落结构、数量和功能的变化,以期为干旱半干旱区果园的合理生草和苹果生产可持续发展提供参考依据。结果表明:生草处理下细菌OTUs被划分为39个已知细菌门、94纲、266目、541科、127属。其中苜蓿(458个OTUs)及自然生草(531个OTUs)处理具有更多的群体特异性OTUs,其次为黑麦草与长柔毛野豌豆处理,并且相较于清耕,生草处理的土壤显著富集了拟杆菌纲、梭状芽孢杆菌纲、放线菌纲、变形菌纲、拟杆菌门、草酸杆菌科、假单胞菌科、芽孢杆菌科等有益微生物。PCoA主成分、Adonis组间差异分析和α多样性(ACE指数)进一步表明,土壤细菌群落的组成主要受生草处理影响,其中自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆处理区域土壤样品中的细菌群落差异以及细菌多样性更显著。同时自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆生草处理下差异代谢通路主要聚焦于碳水化合物代谢,氨基酸代谢,能量代谢,跨膜转运及核苷酸代谢,其平均丰度分别为13.6%、9.5%、4.2%、3.4%、3.2%。综上所述,生草处理可影响细菌群落结构,其中自然生草、苜蓿及长柔毛野豌豆生草进一步显著促进了细菌群落的功能。

蔬菜根系土壤硒镉含量与理化性质关系研究

以贵州省观山湖区土壤-蔬菜协同样为试材,采用调查采样方法,研究了蔬菜硒镉、土壤硒镉含量及主要理化性质,进一步了解蔬菜硒镉富集情况,明确主要土壤理化指标与土壤硒镉含量的关系,以期为富硒土壤资源的综合利用提供参考依据。结果表明:在各级理化性质分级下,土壤(0~20 cm)全硒平均含量均高于富硒土壤标准(0.4 mg·kg^(-1));采集的46件蔬菜样品镉含量均未超过食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB2762-2022)限量值,超标率为0%,镉的安全性较高,硒含量均未检出。土壤理化性质对硒、镉的地球化学行为有重要影响,土壤有机质、pH、碱解氮与土壤硒含量呈显著相关关系,土壤速效钾与土壤镉含量呈极显著相关关系,土壤有机质、pH、碱解氮与土壤硒之间分别呈幂函数、指数函数、线性函数关系,土壤速效钾与土壤镉含量之间呈线性函数关系。研究区存在“土壤富硒作物不富硒”的问题,究其原因是土壤总硒与有效硒的关系不明确,因此在今后的研究中探究土壤中硒的形态特征及生物有效性对富硒农产品的稳定生产具有重要意义。

农田土壤有效态中量微量元素的时空变化特征研究

基于2019年的耕地地力调查监测点,分析农田土壤有效态中量微量元素含量及区域分布特征,结合分级标准和缺素临界值,揭示当前土壤中量微量元素丰缺状况;并对1983年、2004年的土壤的中微量元素有效态含量进行分析。结果表明:现阶段上海市奉贤地区农田土壤有效态中量微量元素养分中Av-S含量为20—30 mg∕kg,Av-Si>300 mg∕kg,Av-Cu 4—6 mg∕kg,Av-Zn 2—3 mg∕kg,Av-Fe 100—150 mg∕kg,Av-Mn 30—40 mg∕kg,Av-B 0.75—1 mg∕kg,Av-Mo 0.1—0.15 mg∕kg,平均含量依次为20.04 mg∕kg、390.92 mg∕kg、4.31 mg∕kg、2.42 mg∕kg、131.08 mg∕kg、34.74 mg∕kg、0.95 mg∕kg和0.13 mg∕kg,分别处于土壤养分分级标准(5级)的第3、1、3、2、2、2、2、3级。这8种中微量元素变异系数均为中等变异强度,以Av-Fe(90.39%)最大。在1983年、2004年、2019年三个时间上,除Av-Mo含量整体变化较为平稳,缺素现象在不断加剧(目前缺素面积达73.68%)外,其余中微量元素在整体上有不同程度的增减,无缺素现象或缺素面积在减少。中量元素Av-S和Av-Si含量变化为一降一升,两者均在果园中高于其他土地利用方式;微量元素Av-Cu、Av-Fe、Av-Mn总体含量比较丰富,无低于临界值田块,在空间分布上为条状或斑状分布,呈自西往东逐渐减少格局,其菜地中的含量要低于粮田和果园;Av-Zn和Av-B含量在年际间不断提高,菜地中的含量普遍较高,区域分布上呈现相反趋势,Av-Zn为中部高东西部低,而Av-B为东西部高于中部。同时土壤多个微量元素间存在较高的相关性,Av-Cu、Av-Zn、Av-Fe、Av-Mn间表现出正相关性,它们也受土壤SOM和pH影响较大,其中Av-Cu受SOM、Av-Mn受pH作用最明显。研究结果可为本区不同土地利用方式及区域分布的土壤养分管理和中微肥合理搭配提供依据。

干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状及真菌群落变化特征

探明干旱砾漠区不同微地貌单元土壤性状、真菌群落组成特征及其变化驱动因素,对于该区土壤真菌群落构建机制的理论研究和针对性生态损伤修复策略制定的实践指导具有重要意义。本文首先对比了干旱砾漠区4种微地貌单元(风蚀残丘、砾漠戈壁、河谷和风沙地)土壤理化性质、真菌α多样性及群落组成的变化特征,再结合不同微地貌单元植物群落特性和微气象因子测定,探究了各微地貌单元影响土壤真菌群落的主要生态因子。结果表明:(1)干旱砾漠区土壤均为砂质土壤,其中风沙地砂粒含量最大且黏粒含量最小,而河谷土壤粒径组成则相反;河谷和砾漠戈壁之间土壤容重和有机质含量无显著差异但显著高于其他两种微地貌单元;河谷土壤可溶性盐含量显著低于其他微地貌单元21.4%,但土壤含水量显著高出39.3%;速效养分中除砾漠戈壁的速效氮与速效钾、风蚀残丘的速效磷含量显著较低外,其他微地貌单元速效养分并未表现出显著性差异。(2)土壤真菌α多样性中,Shannon-Wiener指数、Pieloue指数和Simpson指数均表现为在风沙地显著降低而其他微地貌单元差异不明显,但Chao1多样性指数没有显著差异;真菌群落组成在门水平上,不同微地貌单元都以子囊菌门和担子菌门为优势菌门,其中子囊菌门在砾漠戈壁和风蚀残丘优势度最大,担子菌门在河谷占比最大;在属水平上,风蚀残丘的新凸轮孢菌属、暗茎草属,砾漠戈壁的新凸轮孢菌属、光黑壳,河谷的曲霉属、链格孢属,风沙地的金银花属、新凸轮孢菌属分别为各地貌单元土壤真菌群落优势属。(3)土壤含水量、有机质、速效氮、可溶性盐是影响干旱砾漠区不同微地貌单元土壤真菌群落结构变化的共同关键因子,风沙地的土壤机械组成、风蚀残丘的地表温度、光辐射强度、砾漠戈壁的地表风速和河谷的地表植被生物量分别为各自地貌单元影响土壤真菌群落的差异化生态因子。

干湿交替与秸秆添加对土壤氮动态的影响

为提高土壤氮肥力和秸秆综合利用率,采用室内模拟控制试验探讨了干湿交替、秸秆添加及其交互作用对土壤有效氮含量及氮矿化速率的影响。结果表明:秸秆添加对土壤有效氮含量无显著影响,但二者的交互作用显著增加了土壤铵态氮、硝态氮及无机氮含量,分别约增加了67%,93%和86%;二者交互作用对土壤氨化速率和硝化速率影响显著,对净氮矿化速率无显著影响。随着干湿交替强度的增加,土壤铵态氮、无机氮含量及氨化速率显著增加,但土壤硝态氮含量、硝化速率和净氮矿化速率变化不显著。方差分离结果表明,干湿交替强度、干湿交替循环次数、秸秆添加三者间的交互作用对土壤有效氮含量及氮矿化速率的方差解释量最大,其次为秸秆添加。研究结果表明,干湿交替可能会促进秸秆添加下的土壤氮转化过程,进而引起土壤氮肥力增加。

生物炭对土壤磷素有效性的影响研究进展

生物炭是生物质在限制供氧条件下,经300~700℃热解炭化加工而成的结构稳定的富碳产物。生物炭也是一种优质的土壤改良剂,有助于提高土壤磷素的有效性。为探明生物炭对土壤磷素有效性的影响,现对土壤磷素的形态和有效性以及生物炭的磷素特性进行了分析,并对生物炭影响土壤磷素有效性的3个途径进行了探讨,以期为施用生物炭活化农田土壤磷素提供相关理论指导。

潜山市农田灌溉水及底泥地球化学特征

本文通过对潜山市农田灌溉水样品中As、Hg、Se、Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、B、P共10项指标及pH值进行测试,分析了各元素的含量及分布特征。结果表明,pH值大部分样品都处于标准范围内。全市农田灌溉水样品中的10项元素含量均未超标,其中As、Zn、Pb、B、P的变化系数较大,这5种元素在全区农田灌溉水中含量变化较大。农田灌溉水的综合质量指数均小于1,整体质量较好,属于清洁水源。通过对农田灌溉水与底泥各元素含量的相关性研究发现,Pb含量成明显的负相关,As含量成弱的正相关,P含量成弱的负相关,其余元素含量相关性不明显。本研究可为基本农田灌溉和农业生产提供科学依据。

有机肥替代部分化肥对油菜产量和品质、肥料利用率及土壤性质的影响

揭示化肥减量与有机无机肥配施对油菜产量、品质和土壤养分的影响规律,为油菜生产提质增效提供理论依据。以甘蓝型油菜“浙油938”和“赣油杂8号”为试验材料,设置对照不施肥(CK)、常规施肥(T1)、优化施肥(T2)、有机肥替代15%化肥(T3)、有机肥替代30%化肥(T4)5个处理,研究有机肥替代部分化肥对油菜产量及品质、肥料农学利用率和土壤理化性状的影响。结果表明,相比于常规施肥和优化施肥,施用有机肥能够显著提高油菜的产量和肥料农学利用率,当有机肥替代率达到30%时,油菜的增产率最高,为36.24%~46.36%;此时,油菜的品质较高,含油量和饱和脂肪酸含量分别为38.6%和5.77%。此外,T4处理能够提升土壤质量,改良土壤结构,活化有效养分,进而提高土壤肥力,碱解氮、有效磷和速效钾含量较常规施肥分别提高了6.70%~34.27%、9.25%~17.00%和32.45%~83.78%;土壤pH值和阳离子交换量较常规施肥分别提高了2.73%~4.22%和12.65%~55.33%,土壤容重降低了5.79%~16.30%。化肥减量与有机肥配施能够提高油菜产量,改善油菜品质,且提升土壤养分含量。该试验条件下以有机肥替代30%化肥处理的效果最佳,能够促进养分的循环利用,兼顾油菜优质丰产和土壤良好理化特性。