土壤有机质空间分布预测与草莓种植分区施肥方案——以长丰县为例

为了探究土壤有机质含量及空间分布进而实行分区施肥,本研究以安徽省合肥市长丰县的草莓产业为例,利用长丰县的测土配方项目收集了1986个土壤采样点位的有机质数据,借助普通克里格(OK)、随机森林(RF)、随机森林残差克里格(RFRK)3种预测模型,结合与土壤形成相关的地形、植被等6个环境协变量,对研究区的土壤有机质空间分布进行预测,绘制空间分布图,并依据有机质含量划分施肥分区,针对各个分区提出不同的草莓施肥方案。结果表明,3种模型所预测的土壤有机质总体分布趋势基本一致,呈现北高南低的特点,有机质总体含量为8~30 g·kg^(-1)。根据土壤有机质的丰缺程度,将有机质含量为15~25 g·kg^(-1)的地区划定为中等施肥区,建议施用农家肥45.0~52.5 t·hm^(-2);有机质含量高于25 g·kg^(-1)的地区为低施肥区,建议施用农家肥37.5~45.0 t·hm^(-2);有机质含量低于15 g·kg^(-1)的地区为高施肥区,建议施用农家肥52.5~60.0 t·hm^(-2)。本研究根据预测的土壤有机质空间分布划定草莓施肥分区、制定施肥方案,为不同地区的草莓种植提供指导和参考。

有机肥替代化肥对土壤养分及草莓果实品质的影响

通过田间小区实验,研究有机肥替代化肥比例对土壤理化性质、草莓产量和品质的影响。供试作物选取“红颜”草莓,设置了空白对照(CK)、常规施肥(CG)、化肥优化施肥(YH)、有机肥替代15%氮肥有机无机配施(TH1)、有机肥替代30%氮肥有机无机配施(TH2)、有机肥替代50%氮肥有机无机配施(TH3)、有机肥替代30%磷肥(TP1)和有机肥替代60%磷肥(TP2)等8组实验条件,于2021年10月—2022年4月进行实验。有机肥替代化肥可以显著改善土壤的pH值、有机质、全氮、全磷和全钾等土壤理化性质。TH3处理可以使土壤pH提升9.63%,有机质提升22.41%,全氮提升26.13%,全磷提高16.36%,全钾提升33.00%。在草莓果实品质方面,TP2处理效果最好,维生素C提高了4.00%,可溶性糖提高了37.56%,可滴定酸降低了34.08%。

河流水质采样策略与频率对氮磷负荷估算的影响

为探究适合的流域水质监测频率与采样策略,提高氮磷污染物负荷估算的精度,基于云南省洱源县凤羽河流域2011~2013年间逐日流量与总氮､总磷浓度的每日数据,在7d/次,14d/次,21d/次,28d/次4种采样频率下设定了3种不同的采样情景(情景a:普通随机取样､情景b:随机取样的基础上增加降水量超过10mm的水样样品采集,情景c:随机取样的基础上增加降水量超过25mm的水样样品采集).基于采样频率与采样情景的组合,利用LOADEST模型估算的总氮与总磷负荷,并与逐日连续水量水质数据计算的实测值进行比较,评估了不同取样频率和取样情景下LOADEST模型的负荷估算精度.结果表明:在LOADEST模型的估算过程中,同种采样频率下,增加降雨时期的浓度数据将会提高LOADEST模型的模拟精度;在降雨事件期间进行加密采样,不仅加大了工作量,且增加的采样次数过多(如情景b)使总氮的RMSE值由1.92增至2.26,总磷的RMSE值由0.08增至0.19,高估氮磷负荷,模型模拟精度降低.在四种不同的采样频率下,情景c中总氮的RMSE值范围为1.92~2.07,总磷的RMSE值范围为0.06~0.13,均取得了该频率下最低的RMSE值,模型估算精度最高;从不同频率与采样情景对模型估算结果的影响来看,对总氮负荷估算结果(RMSE值范围为1.92~2.52)影响要大于总磷(RMSE值范围为0.06~0.18).其中,情景a与情景b的负荷估算结果精度随着采样频率降低而降低.情景c的估算结果受现有取样频率降低的影响不明显.本研究表明,在常规固定频率水质监测基础上结合气象预报适量增加降雨时的采样可在28d/次的较低取样频率下得到较高的氮磷负荷估算精度,符合我国各地区环境水质采样频率,可为相关研究的水质采样策略提供一定的参考作用.

重金属污染耕地安全利用钝化材料作用机制及效果研究进展

对钝化材料修复耕地土壤重金属污染的机理,及其在耕地中对土壤环境、植物影响、钝化作用期等安全利用效果进行了综述。钝化材料包括无机类、有机类、复合材料、新型钝化材料,钝化修复主要通过离子交换、吸附、沉淀、络合等作用降低土壤中重金属的生物有效性及迁移性。轻中度重金属污染耕地宜采用成本低、施用量少的石灰类、有机肥、农作物秸秆等材料,在受污染较重的耕地宜采用硅酸类、含磷材料、金属及其氧化物类、生物质炭、复合材料及新型钝化材料,液体材料宜采取叶面喷施减少施用量。为保证长期的环境效益及经济效益,钝化材料的选取应结合当地耕地土壤理化性质及土壤重金属背景值,建议合理配比有机类及无机类材料增强其作用性能,完善钝化材料用量标准。未来应研究、开发重金属种类和土壤条件针对性更强的钝化材料、与农业投入品相结合的钝化剂(如修复肥料等),加强钝化材料与农艺、生物措施结合的技术研究,实现环境、经济和生态效益协调统一耕地安全利用。

油菜秸秆还田腐解变化特征及其培肥土壤的作用

为促进油菜秸秆腐解,推进农村作物秸秆的资源化利用,减少秸秆焚烧对环境的负面影响,培养与提高土壤肥力,采用尼龙网袋和田间试验相结合方法,设置了油菜秸秆不同还田量处理和不同还田深度处理,研究了油菜秸秆腐解百分率和腐解速率变化特征,分析了油菜秸秆还田对土壤性质及作物产量的影响。结果表明,油菜秸秆还田的腐解百分率随时间延长而逐渐增大,秸秆腐解速率则早期快后期慢;随秸秆还田量增加,腐解速率降低,表现为全量还田的秸秆腐解速率<2/3量还田秸秆腐解速率<1/2量还田秸秆腐解速率<1/3量还田秸秆腐解速率;在种植水稻条件下油菜秸秆还田深度在10 cm时腐解速度最慢,在表层还田腐解速度最快,20 cm深还田腐解速度居中。相比对照处理来说,油菜秸秆还田降低了土壤容重,增加了土壤有机质含量,一定程度上提高了土壤氮磷钾含量(P<0.05)。油菜秸秆还田对水稻作物有极显著增产作用(P<0.01),增产幅度在6.02%～21.17%之间。本试验对水稻油菜轮作体系下油菜秸秆还田腐解特征进行的研究可为调控油菜秸秆还田腐解速度,改善农业生态环境提供参数依据。

玉米秸秆还田与氮肥运筹对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响

为研究不同氮肥基追比例运筹下玉米秸秆直接还田对砂姜黑土理化性质和小麦产量的影响,为确定当地适宜耕作和秸秆还田模式提供理论依据,采用两因素裂区试验,因素一为玉米秸秆(S)直接还田(5000kg/hm^(2))和玉米秸秆不还田;因素二为氮肥基肥-分蘖肥-穗肥施用比例。设3种基肥:分蘖肥:穗肥比例(70-30-0、60-30-10和50-30-20),共6个处理,分别为N_(70-30-0)、N_(70-30-0)+S、N_(60-30-10)、N_(60-30-10)+S、N_(50-30-20)和N_(50-30-20)+S。小麦收获后采集0~20cm代表性土壤样品分析理化性状,包括含水率、pH、有机质、氮磷钾养分含量,测定小麦株高、穗长、穗粒数、千粒重、籽粒产量。结果显示,与不还田相比,3种氮肥运筹下玉米秸秆还田后土壤pH降低,土壤含水率、有机质、有效磷、速效钾含量明显提高;各处理小麦籽粒产量各不相同,N_(50-30-20)+S处理小麦籽粒产量最高;相关性分析表明小麦产量与穗粒数(r=0.837)和结实率(r=0.885)呈5%显著正相关,秸秆还田结合适宜氮肥运筹促进小麦穗粒数和结实率提高,从而提高了小麦籽粒产量。因此,综合小麦产量、秸秆还田后土壤理化性状,小麦基肥-分蘖肥-穗肥施用比例50-30-20运筹方式下,配合实施与玉米秸秆直接还田,能有效改良土壤理化性质,提高小麦产量。

秸秆还田配施化肥对黄褐土氮磷淋失的影响

采用室内模拟装置淋溶土柱的方法,研究了水稻秸秆还田配施化肥对土壤氮磷淋溶迁移的影响。结果表明,土壤淋失液中总氮含量表现为:NS(无秸秆还田+优化施肥)处理>SF(秸秆还田+优化施肥)处理>SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理>CK(无秸秆还田、无施肥)处理;土壤淋失液中可溶性磷和总磷含量均表现为:SF(秸秆还田+优化施肥)处理>NS(无秸秆还田+优化施肥)处理>SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理>CK(无秸秆还田、无施肥)处理,并且呈现出随着时间的延长逐渐下降的趋势;经过淋溶后,表层土壤中全氮含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为0.486g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.440g/kg,全磷含量最高的是NS(无秸秆还田+优化施肥)处理,为0.306g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.261g/kg;但表层土壤中速效磷含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为29.353mg/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为21.210mg/kg。研究结果表明,化肥施用量减少有利于降低土壤氮磷的淋失,在优化施肥量条件下,黄褐土实行秸秆还田会降低土壤氮素的淋失,但会提高土壤磷素的淋失。

土壤及泥沙颗粒组成与养分流失的研究

利用自然降雨影响下的农田为试验样地,分析了降雨前后土壤颗粒组成与养分含量的变化,探讨了流失泥沙颗粒组成与养分的变化特征。结果表明,在降雨后,西瓜地与油菜地表土颗粒组成呈现粘粒与粉粒含量减少,砂粒含量相对增加的趋势;土壤养分含量都有不同程度的下降,其中水解氮与速效磷下降的幅度很大,西瓜地与油菜地水解氮降雨后降幅分别为9.67%和7.99%,速效磷的降幅分别为9.20%和8.76%;全氮养分降幅很小,西瓜地与油菜地分别为2.17%和1.54%;流失泥沙细小颗粒含量与养分含量随时间基本都呈降低的变化趋势,并且细小颗粒含量与携带流失的养分含量有显著甚至极显著的正相关性;流失泥沙具有富集粘粒和富集养分的特性,油菜地与西瓜地粘粒富集率分别为1.23和1.20,两样地全氮与速效磷的富集率都在1.3以上,而全磷和水解氮富集率基本处在1.1-1.3之间。

关于沟渠生态拦截氮磷的研究

为研究沟渠拦截氮磷的效果,在不同时间对沟渠不同断面水体进行了监测。结果显示,河水自然净化和水生植物拦截净化作用,都会降低沟渠水中的氮磷含量,并且全氮、全磷含量的降低幅度一般要高于铵态氮、硝态氮以及可溶磷的变化幅度;相对河水自然净化而言,水生植物拦截净化能力明显更强,几种形态养分含量的降低幅度在5.7%～32.9%之间,明显高于降低幅度在0.30%～6.6%之间的河水自然净化。结果还显示,在降雨结束以后,沟渠水中全氮、铵态氮含量都呈现先增加后降低的变化趋势,全磷、可溶磷、硝态氮含量总体呈现波动渐增的变化趋势。

水土流失量和养分流失量的预测

采用SCS模型,USLE模型,铁钉法和养分流失公式,对巢湖龟山研究区进行了水土流失量和养分流失量的预测和估算.结果表明:研究区的平均年径流量为476.5 mm,不同土地利用类型的年径流量不同,灌丛和草地相对较小,建设用地和未利用地则较大;USLE模型和铁钉法估算的土壤侵蚀量平均值分别为4 107.57和3 847.6 t/(km2.a),且不同土地利用类型的土壤侵蚀量均存在差异;土壤养分流失量的计算结果显示,氮素为7.389 t/(km2.a),磷素为3.166 t/(km2.a);流失土壤携带是养分流失的主要形式,径流携带养分总量相对较小,其中,氮素和磷素通过土壤携带造成的损失分别占氮、磷养分流失总量的90.14%和87.37%.

农业非点源污染及其防治策略研究

农业非点源污染是生态环境建设中遇到的关键问题之一,正日益受到重视。笔者分析了农业非点源污染的现状,指出化肥和农药的不合理施用是农业非点源污染的主源;畜禽粪便和“白色污染”也不可忽视。提高全民环保意识,加强农业非点源污染的监测,科学控制化肥农药等农用化学物质的施用,合理处置各类粪便,综合治理“白色污染”,发展无公害有机农业,是防治农业非点源污染的有效策略。

沈阳样区土壤与景观关系的研究

土壤是连续分布在地球陆地表面的自然客体,其发生发展与景观密不可分.在野外调查的基础上,对辽宁沈阳样区100个土壤剖面形态特征、颗粒组成、化学特征等进行对比研究,按照《中国土壤系统分类(修订三稿)》的标准,共划分出淋溶土、雏形土与新成土3个土纲和续分的5个亚纲、7个土类、9个亚类、9个土族、14个土系.土壤性质和类型与景观特征有很好的对应关系,土壤性质是地形部位、母质基础、水分状况等景观要素的综合体现,也是长期气候等环境变化与人为活动影响的综合结果.

农林复合措施保土保肥试验分析

在安徽省开展了4组农林复合间作试验。结果表明,等高种植和棉花可明显降低径流中氮、磷的流失,其中等高种植山芋的径流中全氮、全磷分别为10.481mg/L和0.122mg/L,顺坡种植山芋的径流中全氮、全磷则分别为43.112mg/L和0.285mg/L;等高种植棉花的径流中全氮、全磷分别为3.779mg/L和0.109mg/L,顺坡种植棉花的径流中全氮全磷则分别为38.980mg/L和0.288mg/L。沟渠拦截了径流和泥沙,也拦截了水土携带的氮、磷,观察期间,沟渠拦截1号至4号地块径流中氮素总量分别为575.09,631.18,199.45,710.05mg,磷素总量分别为54.54,21.42,23.24,30.13mg;沟渠拦截1号至4号地块流失泥沙中氮素总量分别为3.00,2.95,1.07,3.35g,磷素总量分别为0.80,0.67,0.21,0.69g。山芋—杨树—棉花—杨树复合间作明显降低了农田水土和氮、磷流失量,观察期间,山芋—杨树—棉花—杨树复合间作的径流量和流失泥沙量分别为2623cm3/m2和17.31g/m2,而单一山芋种植下为3138cm3/m2和19.76g/m2,单一棉花种植下为2658cm3/m2和17.87g/m2;山芋和棉花单位面积产生径流中氮磷平均值分别为17.88mg/m2和0.25mg/m2,泥沙中氮磷平均值分别为21.30mg/m2和5.24mg/m2,而山芋—杨树—棉花—杨树复合间作的对应径流和泥沙中氮磷值分别为14.23,0.22,20.08,4.85mg/m2。农林复合生产与沟渠拦截对保土保肥和防控农业面源污染,具有重要的作用。

2种土壤分类体系的比较及其展望

土壤分类是土壤学研究的一项基础工作 ,笔者就土壤发生分类和土壤系统分类进行了详细比较 。

循环经济与生态农业建设

循环经济是21世纪经济发展战略的必然选择,生态农业是农业循环经济的重要发展模式。文章在阐明循环经济和生态农业的涵义基础上,指出生态农业实质上是循环经济理论在农业上的运用和体现:通过对农业资源和农业环境分析,得出中国发展生态农业的客观必然性;最后提出了生态农业建设的发展战略。

巢湖马鞍山西北坡土壤侵蚀及其N、P时空变异研究

以马鞍山西北坡土壤作为研究对象,利用不同时间不同海拔高度土壤的试验数据,分析了坡面土壤氮磷含量的时空变异特征和次降雨前后土壤颗粒组成与氮磷含量的变化特征,进行了坡面土壤及氮磷元素移失量的估算。结果表明,速效磷含量由1月到7月呈增加趋势;土壤全磷含量随着时间变化而逐渐降低,在空间上随海拔高度降低而逐渐增加;土壤的全氮与水解氮在季节上表现出春季较高,而夏季较低的特点,在空间上呈从山体下部向上逐渐降低的趋势;降雨后,坡地表层土壤氮磷含量会有一定程度的降低,其中速效磷和水解氮降幅明显高于全磷和全氮,土壤颗粒组成呈现出粘粒和粉粒含量减少,砂粒含量相对增加的趋势;坡面土壤的平均流失厚度为0.41 cm/a,平均流失量为5 412 t/(km2.a),氮素和磷素的平均移失量分别为9.12,2.30 t/(km2.a)。

合肥市城区流失水土污染特征研究

利用降雨一径流过程中的采样与监测，研究道路面、草坪地和灌丛地径流中固体颗粒物、氮、磷等污染物浓度的变化特征。结果表明，城区降雨径流中初期污染物浓度明显高于后期，但不同下垫面上径流污染物变化规律有所差异。道路面径流污染物（SS，N，P）浓度在初期很高且下降幅度很大，末期则较低且趋于稳定;草坪地和灌丛绿地径流污染物从初期到末期基本呈平稳下降趋势。试验结果还表明，城区径流中输出的磷污染物以颗粒态为主，颗粒吸附态磷（PP）达到70％以上；氮污染物中颗粒态明显低些，但颗粒吸附态氮（PN）在40％～60％。

巢湖马鞍山土壤有机质和N、P变化研究

对巢湖马鞍山从山脚到山顶进行不同海拔土壤取样,经过相关处理和分析表明:在空间上,随着海拔的升高,土壤有机质、水解N、全N、全P的含量都基本呈减少的趋势,而速效P含量则呈现出山体下部与顶部含量高、中部含量低的特点;在时间上,有机质、全N、水解N含量基本表现为1月份小于4月份,而全P的含量呈现出4月份比1月份减少的趋势。

水土流失及其对农业非点源污染的影响

农业非点源污染已经成为制约经济、社会和环境可持续发展的重要因素,并直接影响人们的饮水和粮食安全。文章介绍了水土流失和农业非点源污染的概念,分析指出水土流失是农业非点源污染发生的重要形式和运输载体。在概括水土流失影响因素的基础上,提出了水土流失的防治对策,给出了水土流失和农业非点源污染研究的建议。

卡庆斯基制与美国制间土粒分析结果的转换

在分析对比卡庆斯基制 (苏联制 )与美国制土壤粒级特征的基础上 ,利用颗粒含量累积曲线法 ,进行卡庆斯基制与美国制土壤颗粒分析结果的相互转换。并对转换中可能产生的误差进行了分析 ,提出使用该方法时应注意的问题。