不同年限梅花鹿干扰对亚热带森林土壤和植物生物量的影响

有蹄类动物的采食、践踏、排泄等行为会影响森林土壤理化特性与植物群落特征。选取浙江清凉峰国家级自然保护区典型亚热带针阔混交林地,设置4个华南梅花鹿干扰处理(禁养,圈养10、15、20 a),以探讨华南梅花鹿圈养对亚热带林地土壤和植被功能的影响。结果表明:(1)随着华南梅花鹿圈养年限的增加,土壤pH、含水率、毛管孔隙度、有机质和阳离子交换量呈现降低的趋势,土壤容重、碱解氮、有效磷和速效钾呈现升高的趋势。(2)华南梅花鹿圈养对0—40 cm土层土壤容重、含水率、毛管孔隙度、有机质、阳离子交换量以及0—20 cm土层碱解氮和有效磷的影响显著,均为圈养20 a处理与对照处理之间差异性达到显著水平(P<0.05)。(3)华南梅花鹿干扰能显著降低林下植被的地上生物量(P<0.05)。研究结果揭示亚热带森林土壤-植被对梅花鹿干扰的响应特征,为探讨森林蹄类动物栖息地退化机制和优化区域生态恢复模式提供科学的数据与理论基础。

基于随机森林法的山核桃林地土壤速效养分含量空间分布特征研究

土壤氮磷钾是土壤肥力管理的重要元素,是植物生长的必要养分元素。对土壤氮磷钾的空间分布进行特征解译,可为精准管理临安山核桃产区林地土壤肥力,促进山核桃林产业可持续发展提供理论依据。研究以临安山核桃主产区为研究区域,利用随机森林(RF)、普通克里格(OK)和Shapley加性解释(SHAP)方法,结合地形因子、气候因子、土壤因子、遥感因子等环境变量,对山核桃林地土壤碱解氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)的空间分布特征进行分析。研究结果表明:相比于OK模型,基于环境协变量所构建的RF模型对AN、AP和AK含量空间分布预测表现最佳,R^(2)分别为0.68、0.60和0.64,均方根误差(RMSE)分别为20.005、10.287和22.426,平均绝对误差(MAE)分别为15.425、7.709和21.628。RF模型SHAP分析显示,AN和AK含量分布主要受土壤有机质(SOM)的影响,并且SOM与AN和AK存在正相关性;AP主要受pH的影响,其次为色调指数,AP与pH和色调指数均具有负相关性;AK和AP同时受到海拔和坡向的影响。两种模型预测的氮磷钾空间分布趋势总体相似,不同速效养分存在明显的空间异质性。碱解氮高值区域主要分布于研究区东部;有效磷高值区域主要分布于研究区西部,但分散度高;速效钾高值区域则主要分布于研究区中部。总体而言,基于随机森林模型可以高精度模拟山核桃林地土壤氮磷钾含量空间分布特征,并依据主要环境协变量对土壤氮磷钾的影响关系,提出相应改良措施。在有效磷含量低值区域可以施用石灰来缓解土壤酸化,同时补追磷肥;碱解氮含量高值区域可以合理减少氮肥施用;速效钾含量低值区域合理施加钾肥;对于海拔较高及迎风坡多降雨的区域,可以构建林下高效水土保持植被,减轻水土流失;在林地施用有机肥料,改善土壤理化性质,增加土壤养分含量。

侧深施肥对水稻产量及养分吸收的影响

肥料深施是提高粮食产量和氮素利用率的关键要素。鉴于当前临海地区化肥种类繁多、施肥方式多样,通过田间试验,研究不同肥料与不同施肥方式相结合对水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明,惠多利复合肥深施(HS)和惠多利复合肥减量深施(HSJ)对水稻增产效果明显;茂施缓释肥一次性深施(MSY)显著增加了稻谷含氮量。因此,水稻产量及养分吸收受肥料类型和施肥方式的影响较大。茂施缓释肥减量深施(MSJ)提升pH值的同时也显著提升了土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量。综上所述,HS和HSJ施肥处理的株高和穗长增效显著且显著提升水稻产量,建议在后续生产中进行推广。

不同生物有机肥对镉污染农田中水稻产量和土壤肥力的影响

[目的]探讨生物有机肥在镉(Cd)污染农田中的修复效果,保障水稻的安全生产。[方法]选用牛粪生物有机肥、炭基生物有机肥、大豆生物有机肥和海藻生物有机肥,在镉轻度污染稻田中开展为期2年的田间试验,测定土壤理化性质、土壤有效态Cd、水稻生长状况和产量、糙米Cd含量。[结果]田间试验结果表明生物有机肥的施用土壤pH平均提高0.32,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分别平均提高9.38%、15.69%、10.62%、11.64%。水稻株高、穗长、根长、穗重、千粒重和产量分别提高5.86%、3.83%、16.54%、16.91%、7.14%、3.65%。土壤有效态Cd含量显著下降0.10 mg/kg,降幅为39.12%,糙米Cd含量显著下降45.36%。[结论]生物有机肥在降低土壤Cd生物有效性和水稻籽粒中Cd含量具有显著作用,同时能够促进水稻生长和提高土壤肥力,其中炭基生物有机肥作用效果最好,未来可作为保障水稻安全生产的一项技术措施。

不同土壤改良剂对水稻吸收和积累镉的影响

探究不同市售土壤改良剂在镉(Cd)污染稻田中的应用效果,保障水稻的安全生产。选用6种市售土壤改良剂(“特贝钙”、“土沃宝”“鲁西”“康源邦尔”“育壤康”、“初养”),在Cd中度污染稻田中开展田间试验,测定了土壤理化性质,有效态Cd含量,水稻各器官中Cd含量以及水稻产量。结果表明:施用土壤改良剂后土壤pH平均提高0.22个单位,碱解氮、有效磷、速效钾和有机质分别平均提高7.27%、7.44%、7.39%、2.99%;水稻株高、穗重、千粒重和产量分别平均提高4.72%、4.54%、3.50%、4.26%;土壤有效态Cd含量显著下降0.17mg/kg,降幅为36.59%,糙米Cd含量显著下降57.72%。供试的6种市售土壤改良剂对于Cd中度污染农田中水稻产量的增加有一定的效果,对吸收和积累Cd具有明显的抑制作用,其中“土沃宝”土壤改良剂在降低土壤有效态Cd和糙米中的Cd含量作用效果最好,可进行推广应用。

浙西南典型耕地土壤重金属空间分布及污染评价

【目的】采集分析丽水市莲都区某乡土壤样品,了解全乡农田重金属污染情况,为后续开展土壤安全管理和污染综合治理提供科学依据。【方法】采用主成分分析法进行来源解析,运用单项污染指数法、内梅罗指数法、地积累指数法、潜在生态风险指数法及生态风险预警指数进行土壤重金属污染评价。【结果】土壤镉(Cd)和铅(Pb)超标率(风险筛选值)分别为60.71%和39.29%,但均低于农用地土壤污染风险管控值。土壤Cd污染指数(Pi)为1.31,属于轻微污染,其余重金属小于1,无污染;内梅罗指数(P综合)为1.10,属于轻度污染。土壤Cd和Pb的地积累指数(Igeo)分别为1.74和0.79,属中度污染和无污染-中度污染;其余重金属均处于清洁水平。5种重金属的潜在生态危害系数(E i r)均值小于40,处于轻微水平风险;生态风险指数(IR)为48.87,属于轻微风险。土壤生态风险预警指数(IER)处于轻度预警级别。汞(Hg)和铬(Cr)受到人为和自然双重因素影响,Cd、Pb和砷(As)主要受矿山开发过程中污染物排放和畜禽粪便施用等人类活动影响。【结论】研究区土壤总体为轻微污染,Cd和Pb是研究区农田土壤最重要的生态环境因子,后续应加强治理和动态检测,保障农产品安全。

共热解生物炭对农田土壤镉污染修复及水稻吸收和积累镉的影响

农田土壤镉(Cd)污染严重影响耕地质量和粮食安全,通过制备和应用共热解生物炭探究其对水稻吸收和积累Cd及改良土壤效果,以期为农田土壤Cd污染修复提供新材料。通过田间试验探究花生壳-玉米秸秆共热解生物炭的3种不同添加量对水稻各器官中Cd转运迁移特性及生物有效性的影响。结果表明:施用共热解生物炭可以降低水稻籽粒中Cd的积累,减少对水稻植株的毒害作用,增加土壤肥力并促进水稻植株生长。与不添加共热解生物炭相比,生物炭处理土壤pH提高0.06~0.12个单位,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别增加37.20%~78.27%、49.62%~134.10%、20.79%~35.26%。添加共热解生物炭后土壤中有效态Cd含量显著下降11.11%~26.98%(P<0.05),水稻籽粒中Cd含量显著降低23.46%~47.49%(P<0.05)。田间应用花生壳—玉米秸秆共热解生物炭能够提高土壤肥力,改善土壤环境质量,降低水稻籽粒Cd含量,其中用量为15 t/hm^(2)时效果最为显著。

茶树对土壤酸碱度及营养元素的响应研究进展

茶树的生长离不开土壤,土壤中的养分元素影响着茶叶产量与品质。近年来,由于化肥的大量施用与茶园规模的快速增加,越来越多的茶树种植区域出现土壤酸化与养分失衡。为给茶园土壤改良与茶产业可持续发展提供参考,综述了茶树对不同土壤酸碱度及氮、磷、钾、钙、镁、铝等营养元素的响应状况,以及茶叶品质对营养元素的响应。

茶树枝生物质炭对农田土壤肥力与水稻镉吸收和转运的影响

开展受污染耕地治理技术探索,是确保耕地合理利用与缓解资源紧张的重要措施。该研究以茶树枝进行生物质炭烧制,在镉污染稻田中通过设置3种不同用量(3000、6000和9000 kg·hm^(-2))茶树枝生物质炭开展田间试验,探究茶树枝生物质炭对稻田土壤养分、有效态镉、水稻生长与镉吸收和转运的影响,结果表明,中用量生物质炭处理千粒重、株高、产量与空白对照处理相比分别增加5.04%、9.00%和3.77%,籽粒镉含量下降46.67%,显著降低镉在水稻体内的富集和转运系数。同时土壤pH值增加0.23,有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量分别增加11.41%、13.77%、8.28%、40.94%,土壤有效态镉含量下降13.04%。综合来看,采取茶树枝生物质炭6000 kg·hm^(-2)用量时,能够实现水稻增产与降镉,同步提升土壤肥力的目标,可作为安全利用技术措施进行推广应用。

石灰单施与生物炭配施对复耕土壤质量和小麦生长的影响

本研究通过盆栽试验,探讨石灰类调理剂单施与生物炭配施对复耕土壤理化性质及小麦幼苗生长的影响,以期为复耕地酸化土壤降酸提质和提升作物产量提供参考。结果表明,对酸性土壤(pH 5.35)施用调理剂与CK(未施加调理剂)相比,可增加土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,增幅分别在0.15%~7.93%、2.38%~8.34%和6.68%~21.33%;提高了小麦根鲜重、干重,增幅分别在2.78%~15.63%、1.14%~15.23%。单施石灰石粉的总根长、根系体积和总表面积较CK分别增加了10.75%、13.65%和11.98%。石灰类调理剂与生物炭配施增加了小麦地上部全氮、全磷和全钾含量,增幅分别在6.47%~12.92%、2.27%~7.70%和5.37%~9.44%;地下部全氮、全磷含量增幅在18.82%~24.27%、12.24%~22.37%。单施生物炭对土壤碱解氮、速效钾含量有促进作用;石灰类调理剂与生物炭配施能促进土壤有效磷含量、小麦生物量和土壤氮磷钾养分的增加。

不同叶面阻控剂对水稻生长和安全利用的影响

为探索水稻生产适用的高效、可推广的叶面阻控剂,本研究选用4种叶面阻控剂(黄腐酸钾、硅肥、锌肥和硒肥),探究其对水稻生长及产量的影响,以及对镉在水稻各器官中的富集和转运的影响。结果表明,在水稻分蘖期和灌浆期分别喷施4种叶面阻控剂后,水稻株高、分蘖数和千粒重均有不同程度增加,与空白对照相比,叶面阻控剂处理的水稻产量较空白处理增产0.34%~4.83%。叶面阻控剂施用后,水稻根部、茎部、叶部和籽粒中的镉含量均有所下降,所有处理籽粒中镉含量均符合食品安全标准。综合水稻产量与降镉效果,建议在轻度镉污染稻田采取叶面喷施硅肥技术措施阻控水稻镉吸收和转运,以实现水稻安全生产。

土壤调理剂协同有机肥对茶园土壤肥力及茶叶安全生产影响研究

施用土壤调理剂是钝化土壤重金属的一项重要技术措施,该研究通过采用牡蛎壳类土壤调理剂与有机肥协同施用的方式来研究对茶园土壤和茶叶中重金属含量的影响。结果表明,TY6处理(土壤调理剂2250 kg·hm^(-2)+有机肥7500 kg·hm^(-2))与CK处理(不施用任何材料)相比土壤pH值提高0.14,土壤有效磷、速效钾、有机质、碱解氮含量分别提高61.78%、32.11%、57.61%和36.48%。土壤铅、铬、砷、汞、有效态铅、有效态镉和有效态铬分别下降52.61%、20.48%、22.39%、70.00%、59.31%、66.67%和50.00%。茶叶百芽重增加25.58%,发芽密度增加32.09%,鲜叶产量增加95.06%,茶叶全氮含量增加4.67%,全磷含量增加6.40%,全钾含量增加3.79%。茶叶中铅、镉、铬、砷和汞分别下降70.59%、50.00%、26.67%、10.71%和17.86%。综上所述,为了提高茶园土壤质量,增加茶叶产量,降低茶叶重金属含量,减轻对身体的健康危害,建议采用土壤调理剂2250 kg·hm^(-2)+有机肥7500 kg·hm^(-2)的用量。

硅元素对茶树生长的影响

硅作为一种有益微量元素,在茶叶生长发育过程中发挥着重要的作用。本文对茶叶中硅的作用与含量、硅吸收形态以及茶园土壤中硅的含量、存在形式及其影响等多个方面进行总结,为硅元素在茶树生产中的应用提供参考。

不同钝化剂对茶园土壤及茶叶品质的影响

为了提高茶园土壤质量,降低茶叶安全风险,提高茶叶品质,探究不同钝化剂对茶园土壤及茶叶品质的影响。以生物质炭、钙镁磷肥、膨润土和石灰为试验材料,进行为期一年的田间试验。4种钝化剂均能很好地改良土壤、提升茶叶品质,减少重金属镉危害。其中,与CK相比,生物质炭处理土壤pH值、有机质和速效钾含量以及茶叶中全磷和全钾含量显著增加。石灰处理碱解氮和有效磷含量最高。钙镁磷肥处理咖啡碱含量最高。膨润土处理全氮、茶多酚、游离氨基酸和水浸出物含量最高,酚氨比最低。生物质炭、钙镁磷肥、膨润土和石灰处理下有效态镉含量与CK相比分别下降69.74%、66.62%、72.99%和61.95%。施用膨润土对茶叶品质的提升效果最为明显。施加生物质炭最有利于pH值和土壤养分的提升,对茶园重金属镉治理效果最优。

不同有机肥替代对柑橘土壤及品质的影响

通过开展田间试验研究不同有机肥替代化肥施肥模式对柑橘品质及土壤性质的影响,通过设置空白不施肥、常规施肥、化肥优化、15%有机替代和30%有机替代5个处理进行对照试验。结果表明,相比空白不施肥及化肥优化,各有机肥替代化肥处理的土壤理化性质和果实品质均有不同程度的提高和改善,其中15%有机替代化肥土壤pH值最高,土壤有机质和碱解氮含量随着有机肥替代比例的上升而增加。15%有机替代处理果汁率最高,可溶性固形物含量较常规施肥降低;同时15%有机替代处理总酸含量最低。从土壤质量提升和柑橘品质改良角度出发,可以采取15%有机肥替代化肥模式。

减施化肥和配施有机肥对水稻产量及土壤养分的影响

通过开展田间试验研究不同梯度有机肥替代化肥施肥模式对水稻产量及土壤性质的影响,设置空白对照和常规施肥、化肥优化、10%有机替代、20%有机替代、30%有机替代5个处理进行试验。结果表明,相比空白对照及常规施肥,各有机肥替代化肥处理的土壤理化性质和水稻产量均有不同程度的提高和改善,有机替代处理较常规施肥处理容重下降4.0%~9.6%。有机替代处理可以提高土壤养分含量,降低化肥投入量,同时对水稻产量的提升有较为明显的作用,30%有机替代处理较常规施肥增产2.2%。水稻30%基肥有机替代模式,一方面能够最大程度的消纳畜禽粪便,另一方面减少了水稻生产中的化肥成本,增加了产量,既保护了环境又为农民提高了经济收入,可以推广应用。

化肥减量条件下喷施锌肥对水稻生长和稻谷锌含量的影响

该试验旨在探究在化肥减量条件下,叶面喷施锌肥对水稻生长、产量和稻谷中锌含量的影响。通过在田间试验中设置5%、10%和20%的化肥减量梯度,同时在水稻孕穗期喷施锌肥。试验表明,与常规施肥相比,叶面喷施锌肥能够促进水稻生长。与常规施肥相比,在化肥减量5%条件下,水稻结实率、千粒重和产量分别增加3.64%、4.37%和8.17%;稻谷中氮和锌含量分别显著增加25.33%、43.14%,磷含量增加11.14%。此外,随着化肥用量的下降,土壤有机质含量不断增加,化肥减量20%时土壤有机质含量增加9.91%。叶面锌肥的施用能够提高水稻产量,提高稻谷中的锌水平,同时在化肥减量5%的条件下能够获得最大的作用效果,可以作为化肥减量增效的一项技术措施进行应用与推广。

生物炭农田应用的固碳减排研究进展

温室气体(GHGs)过量排放造成的全球气候变化问题受到广泛关注,农业活动是第二大温室气体排放源,减少农业温室气体排放刻不容缓.生物炭由生物质在高温限氧条件下热解炭化获得,其性质稳定、孔径丰富、富含芳香碳,因而减排增汇效果优异,具有参与农业自愿减排碳交易的显著潜力.然而生物炭固碳减排效果异质性大,影响因素复杂多样,因此有必要对其减排效应、影响因素和研究进展进行归纳总结.本文系统梳理了国内外与生物炭固碳减排相关的室内、大田研究和整合分析研究,同时采用CiteSpace软件进行可视化分析,探究了该领域的发展趋势和研究热点.基于国内外碳交易市场发展特点与程度以及相应配套政策总结了生物炭参与碳交易面临的机遇和挑战,并提出了相应的解决手段,为生物炭固碳减排研究的开展和生物炭农田应用项目参与碳交易提供了科学指导和建议.

浙江亚热带自然保护区土壤养分空间异质性及其影响因素

【目的】揭示亚热带国家自然保护区的土壤养分空间变异特征及其影响因子,为中国亚热带丘陵地区的珍稀植被和天然生态系统的保护提供理论依据。【方法】以浙江清凉峰国家级自然保护区内龙塘山-顺溪坞的土壤养分为研究对象,采用经典统计学和地统计学方法对龙塘山-顺溪坞土壤的pH、有机质、全氮、全磷、全钾质量分数进行了系统分析,并探究了其主要影响因子。【结果】龙塘山-顺溪坞保护区内土壤整体呈酸性,有机质、全磷、全氮、全钾质量分数平均值分别为65.04、0.67、1.63、18.45 g·kg−1,均属于中等程度变异。半方差分析结果表明:土壤有机质、全氮、全钾表现为强烈空间自相关性,土壤pH、全磷表现为中等空间自相关性,说明研究区土壤养分主要受结构性因素影响。全局Moran’s I指数显示:土壤有机质的空间自相关达到显著水平,其空间分布较为聚集,而土壤pH分布趋于随机性。Kriging插值结果显示:多种养分的空间分布较为碎片化,斑块特征显著。相关性分析显示:土壤有机质和全氮与海拔、容重、坡度呈显著相关(P<0.05),并且有机质和全氮之间呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】4种土壤养分均表现出较为明显的空间异质性,海拔和容重分别与研究区土壤有机质和全氮空间变异的相关性较强。

清凉峰自然保护区土壤阳离子交换量的剖面分布特征及其影响因素

为探究南方典型山区自然林地土壤阳离子交换量(CEC)在垂直剖面上的变化特征和影响因素,以清凉峰自然保护区内不同海拔梯度下采集的20个土壤剖面为研究对象,分析了土壤阳离子交换量、肥力指标和粒径特征,揭示了土壤阳离子交换量与相关指标的内在关系。结果表明:表层土壤[0~10 cm)、表下层土壤[10~30 cm)和心土层土壤[30~60 cm]的阳离子交换量均值分别为36.07、20.29、14.86 cmol/kg,整体处于三级以上水平;土壤阳离子交换量随着剖面深度的增加而下降,表层与表下层、心土层土壤的阳离子交换量均存在显著差异。土壤阳离子交换量的高低与不同土层的有机质、速效钾、碱解氮及速效磷的变化较为一致。相关分析显示,表层土壤阳离子交换量与有机质、速效钾呈显著正相关(P<0.05),表明有机质对土壤阳离子交换量会产生一定的影响且阳离子交换量对钾具有重要的保蓄功能。随着剖面深度增加,土壤中砂粒增加,黏粒减少,质地变轻,因此表层和表下层土壤阳离子交换量与砂粒均呈显著负相关(P<0.05),表层土壤阳离子交换量与黏粒呈极显著正相关(P<0.01),表明黏粒是土壤阳离子交换量的主要贡献者。不同土壤类型之间相同深度土层的阳离子交换量也存在一定的差异性,主要随海拔高度发生有规律的变化,表明不同类型土壤的保肥供肥和缓冲能力存在差异。