一种基于数字图像技术量化土壤结构体形状的方法

土壤结构是土壤中各种过程的物理框架,对土壤物理、化学及生物化学过程定量化研究具有极为重要的意义。现有土壤结构的量化方法过度依赖于实验室技术,导致其受限于样本量级、分辨率和成本等因素的影响。为了克服这些限制,本研究以高分辨率土壤剖面图像为研究对象,利用数字图像技术量化土壤结构体形状。结果表明:典型的结构分类和主观描述可以转化为定量的形态计量学指标(如圆角率、圆度、长轴椭圆角、长宽比、坚固度和宽高比等);9个土壤剖面中表层土壤结构体的平均圆角率、圆度和宽高比(0.79、0.74和1.05)均高于心土层(0.64、0.68和0.94),平均长宽比和长轴椭圆角(1.35°和42.73°)均低于心土层(1.79°和49.33°)。因此,利用数字图像技术能够准确地量化和直观地表征土壤结构体的形态特征,且该技术阐明了成土过程中土壤结构体形状逐渐从块状结构向圆球状结构转化的规律。

耕种制度对西南地区冬水田甲烷排放的影响

1995年5月15日～1997年5月15日两年在田间条件下研究我国西南地区冬水田甲烷排放量及耕种制度的影响。结果表明：冬水田水稻生长期甲烷排放通量在0．47～171．12mg／m2·h间，平均值达33．91mg／m2·h并且在每年长达250～280天的非水稻生长期内仍在排放甲烷，排放通量在2．51～54.52mg／m2·h间，平均为13.24mg／m2·h，使得冬水田甲烷年累积排放量高达165．82g／m2，是目前世界上各类稻区各类利用方式下甲烷排放量最大的一类稻田。与冬水田相比，半旱垄作（中稻）能减少甲烷年累积排放量3.36％和33．53％；而水稻生长期半旱垄作（稻麦）和水旱轮作（稻麦）甲烷排放通量比冬水田低34．11％和38．47％～66．65％，甲烷年累积排放量只占冬水田的36.7％和11．96％～34．27％。采用半旱垒作（稻麦）和水旱轮作（稻麦）是减少我国西南地区冬水田甲烷排放量最有效的方法之一。

长期施用有机肥料对紫色水稻土有机无机复合性状的影响

连续九年施用有机肥料，紫色水稻土土壤及＜０．００２ｍｍ的有机无机复合体中无定形铁、铝和络合态铁、铝的含量呈不同程度的增加，络合态铁和铝间具拮抗作用（ｒ＝０．７９９８￣＊ｎ＝７）；土壤的有机质含量增加主要是由于轻组有机质含量增加，而有机无机复合度下降，土壤重组腐殖质的含量为０．２５—０．０１ｍｍ＞＜０．００２１ｍｍ＞１—０．２５ｍｍ＞０．０１—０．００２ｍｍ；有机无机复合度及重组腐殖质中松结态与紧结态的比值随粒径的增大而下降，其平均复合度明显低于土壤，土壤中松结态腐殖质结合的铁的含量和Ｆｅ／Ｃ比值具有增加趋势，而铝的含量和Ａｌ／Ｃ比值恰相反；其中胡敏酸结合的铁铝含量比富里酸低；复合体中松结态腐殖质结合的铁铝含量与有机碳含量的顺序相一致。

酸性水稻土上水稻对硅、钾、钙、镁的吸收及其动力学研究

运用盆栽试验研究了南方稻区酸性水稻土上增施硅(Si)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)肥对水稻产量的影响及其水稻对Si、K、Ca、Mg的吸收。结果表明,在酸性水稻土上增施Si、K、Ca、Mg肥及其配合施用均具有显著的增产效益,能明显地提高水稻对该种元素吸收速率和总吸收量。施Si肥主要是增加了水稻后期对Si的吸收,使水稻成熟期能保持较高的Si含量;施用K肥使水稻在移栽后能较长时间内保持较高的K吸收速率;施Ca、Mg肥能使水稻保持较高的Ca吸收速率;K和Ca之间存在不同程度的交互作用。扩散方程、Elovich方程和多项式方程均能很好地描述水稻生长期内水稻对Si、K、Ca、Mg的吸收过程。可用扩散方程和Elovich方程的参数b值来评价水稻对Si、K、Ca、Mg吸收速率。

紫色水稻土硅有效性的研究

通过田间试验和土壤培养试验研究了紫色水稻上有效硅含量的概况，影响因素及施硅效应。结果表明:紫色水稻土施硅肥有不同程度的增产效应，增产幅度＞10％的土壤占55％。土壤有效硅含量为红紫泥田（SiO2:45.4mg／kg）＜灰棕紫泥田（SiO2:89.8mg／kg）＜红棕紫泥田（SiO2147.mg／kg）。水稻产量与土壤还有效硅含量及水稻茎叶硅含量呈显著正相关（r=0.781**和r＝0.804**，n=20）。影响紫色水稻上有效硅含量的因素主要是土壤pH和土壤质地;其次是Eh;铁铝氧化物含量和有机质含量也有一定的影响;有效硅与土壤全硅无明显相关性（r=0.196，n=22）。强酸性土、酸性土，质地偏砂土壤常是缺硅土壤;提高酸性土的pH，硅的有效性下降，降低碱性土的pH，土壤硅的有效性增强。有机酸能显著地促进土壤硅的释放，提高有效硅的含量。应用Elovich、抛物线扩散方程和权函数方程能很好描述土壤硅的释放。动力学方程参数b值比直观分析更能综合地反映土壤的硅释放。

垄作免耕下稻田土壤团聚体和水热状况变化的研究

本文研究了垄作免耕下稻田土壤团聚体和水热状况的变化。结果表明:垄作免耕下的稻田土壤,<0.01mm土粒团聚度有增大的趋势,其中>0.01mm无机微团聚体和>0.01mm级铁、铝-有机微团聚体所占的比例表现为不同程度的提高,而>0.01mm级钙、镁-有机微团聚体显著下降;土壤水热状况处于新的协调状况促进了土壤潜在肥力的发挥。

三峡库区中低产土壤重金属含量及其与小麦吸收的关系

三峡库区中低产土壤的Hg、As、Cr、Pb、Cu五个重金属含量(除渝北区外),均在国家土壤环境质量标准内,属自然背景值一级标准。Cd和Zn高于全国土壤中的平均含量和背景值含量,属二级标准。土壤的重金属含量与土壤母质类型、pH值、阳离子交换量、有机质、无定形铁和物理性粘粒有关,同时存在一定的地域分布。重庆近郊的土壤所有重金属含量相对较高。土壤重金属的可给态或有效性含量极低,锌和铜不是过量,而是不足。小麦籽粒中As、Cr、Pb、Zn、Cu含量低于国家食品对重金属限量标准和小麦籽粒的背景值标准,Hg、Cd含量高于国家规定标准。籽粒中的Cu、Zn含量是小麦茎叶中的2.0～2.2倍,而茎叶中的Hg、Pb、As、Cr、Cd含量明显高于籽粒。

土壤有机无机复合体的研究进展

对土壤有机无机复合体结构模型、有机无机复合体与团聚体的关系、有机无机复合体的肥力特征等方面的最新研究成果进行了综合评述。现代测试技术和计算机技术的应用为土壤有机无机复合体的研究提供了新的研究途径,发展形成了腐殖质胶体、有机无机复合体及有机质—异源生物物质复合体的结构模型,在纳米化学水平和三维分子结构模型上重新认识和阐明土壤有机无机复合体的结构和功能;有机无机复合体是土壤改良剂、营养源和重金属或有机有毒污染物过滤器;应在土壤科学、环境科学和生态学中,重视有机物质与矿物质相互作用和结构模型研究,加强土壤有机无机复合体环境化学行为和颗粒迁移动力学的研究。

紫色水稻土钾有效性和钾释放的研究

紫色水稻土全钾含量属中等水平，速效钾属中等偏下水平，土壤对钾素的供应总体不足。作物吸收的钾，矿物钾占76.95％，速效钾和缓效钾仅占10.81％和12.24％。土壤矿物钾释放随时间的延长逐渐下降，随土壤颗粒粒径的下降显著增大，在80分钟时，释放量仍高达08～8.8mg·kg-1.min-1，80分钟内的累积释放量为土壤缓效钾的1.5～2.0倍;土壤速效钾的形成随时间的延长逐渐趋向稳定。不同土壤矿物钾的释放顺序和土壤速效钾形成顺序的不一致性，是由它们的机理和土壤性状综合造成的，但是，Elovich方程都能较好地拟合土壤矿物钾的释放过程和土壤速效钾的形态过程，方程参数b值能反映过程进行的速度。

紫色水稻土有机无机复合与土粒团聚的关系

紫色水稻土的原土复合量（重组腐殖质）为中性土＞钙质土＞酸性土，同一土壤剖面中其含量是随土层深度下降；而有机无机复合度为钙质土＞中性、酸性土，在土壤剖面中是随土层深度增加。＜０．０１ｍｍ土粒团聚量和＜０．０１ｍｍ土粒团聚度为钙质土＞中性土＞酸性土。原土复合量和有机质含量，物理性粘粒含量、铁氧化物含量与＜０．０１ｍｍ土粒团聚量呈显著正相关；而有机无机复合度与有机质含量呈显著负相关，与腐殖质结合状态，物理性粘粒含量和＜０．０１ｍｍ土粒团聚度间无显著相关性。土壤有机质在上粒团聚中，是与矿物质呈复合状态的腐殖质（原土复合量）起作用，而原上复合量的多少很大程度上决定了＜０．０１ｍｍ土粒团聚量。有机无机复合和土粒团聚的关系是通过原土复合量和＜０．０１ｍｍ土粒团聚量间的关系来体现的。

垄作稻田和垄作养鱼稻田土壤结构与肥力特征研究

水稻半旱式垄作栽培技术(又称水田自然免耕技术)的推广运用为稻田资源的综合开发利用,尤其是稻田高产养鱼奠定了物质和技术基础。它比较合理地解决了传统淹水平作水稻和传统稻田养鱼中存在的种稻与蓄水,种稻与养鱼,养鱼与晒田,养鱼与化肥、农药施用,水稻与杂草,水稻与病虫等方面的问题,水稻增产显著,成鱼产量大幅度提高,一般可达750—2250kg·ha^(-1),高者3750kg·ha^(-1)以上。物质循环和能量转化的成倍增加,势必对稻田生境和土壤肥力产生影响。因此,搞清楚传统淹水平作稻田起垄后的垄作稻田和垄作养鱼稻田的土壤结构和土壤肥力的变化规律,对指导开发稻田资源,实现稻鱼双丰收具有重要的意义。

二滩水电站移民区土壤水分特性的研究

四川省攀枝花市盐边县二滩水电站红格移民安置区农耕地土壤水分性质与抗旱性能的研究结果表明 ,与当地土壤肥力水平相对较高的菜园土和水稻土相比较 ,安置区土壤层次性被打乱 ,无保水性的犁底层存在 ,水分渗漏强 ;土壤最大吸湿水、萎蔫系数、田间持水量和有效水含量与土壤 <0 .0 1 m m物理性粘粒含量呈正相关 ,土壤保水性能主要取决于土壤 <0 .0 1mm物理性粘粒含量 ,只有有机质含量较高 ,结构良好的土壤 ,才能很好地协调土壤保水性和供水性之间的矛盾 ;不同土壤水分的蒸发性能被巨大的气候蒸发势所掩盖 。

二滩水电站移民安置区土壤肥力特征的研究

对二滩水电站红格移民安置区新垦地的土壤肥力进行了较为系统的研究。研究结果表明，与当地土壤肥力水平相对较高的菜园土和水稻土相比较，红格移民安置区新垦地土壤有机质含量极低为４．０８～４．３９９／ｋｇ，腐殖质仅占有机质含量的３．７３％～７．１５％，微生物数量少５土壤粗骨性强，＜０．０１ｍｍ土壤物理性粘粒的团聚度仅为１０．４％～２８．９％，土粒分散性强，水土流失严重；土壤保水性弱，水分蒸发损失大，土壤干旱较其他区域土壤更为严重；各种养分包括全 Ｎ、 Ｐ、 Ｋ和有效 Ｎ． Ｐ、 Ｋ，微量元素 Ｂ、 Ｍｏ、 Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｆｅ、 Ｍｎ缺乏或严重缺乏。以土壤培肥和节水、抗旱为核心的高产高效综合农业技术的应用是二滩水电站红格移民安置区移民稳定安置的基本保障．

浸润垄作稻田土壤生态系统的研究

浸润垄作稻田土壤生态系统的研究魏朝富，高明，车福才，邓春（西南农业大学土化系重庆６３０７１６）ＡＳｔｕｄｙｏｎＩｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ－ＲｉｄｇｅｄＰａｄｄｙＳｏｉｌＥｃｏｓｙｓｔｅｍ￥．ＷｅｉＣｈａｏｆｕ；ＧａｏＭｉｎｇ，ＣｈｅＦｕｃｈａｉ；ＤｅｎｇＣｈｕｎ（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＡｇｒｉｃｕｌｌｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，）．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｃｏｌｏｇｙ，１９９３，１２（３）：２６－３０；Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅａｌｓｗｉｃｈａｎｉｎｆｉｌｔｒａｔｅｄ－ｒｉｄｇｅｄｐａｄｄｙｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｒｉｄｇｉｎｇａｎｄｃｏｎ－ｔｉｎｕｏｕｓｆｕｒｒｏｗｉｎｆｉＩｔｒａｔｉＯｎｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ，ＣｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｌｅｖｅｌｉｎｆｉＩｔｒａｔｅｄｐａｄｄｙｓｏｉｌｅｃｏｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｉｓｅｃｏｓｙｓ－ｔｅｍｈａｓｃｏｅｘｉｓｔｅｄｇａｓ－ｌｉｑｕｉｄ，ｇａｓ－ｓｏｌｉｄａｎｄｌｉｑｕｉｄ－ｓｏｌｉｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，ｅｎｌａｒｇｅｓｓｏｉｌｓｕｒｆａｃｅｂｙ３８％ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｓｃｕＩｔｉｖａｔｅｄｌａｙｅｒｂｙ５－１０ｃｍ．

垄作免耕水稻土团聚性的研究

在垄作免耕水稻土中,游离铁有所增加,但无定形铁却有下降趋势;腐殖质增多,有机无机复合度提高,从而使水稻土团聚性增强,>0.001mm 水稳性微团聚体和<0.001mm 粘粒团聚度都有不同程度的增加。其中,无机微团聚体数量增多,有机微团聚体相对减少,但 Al、Fe—有机微团聚体却表现出明显的增加。

农科研究生创新能力培养的几点认识

增强农科研究生的创新能力 ,应重视研究生数理基础培养 ;重视跨学科、跨专业研究生的招生和培养 ;加强研究生导师的自身素质建设 ,建立以学术带头人为核心 ,以中青年教师为骨干 ,集体培养博士、硕士研究生的培养机制 ;研究生应注重学术性论文写作能力的训练 ,学术论文写作是科学研究的重要组成部分。

浸润垄作稻田土壤表面物理现象及肥力意义

本文以淹水平作稻田为对照,讨论了浸润垄作稻田土壤表面物相界面特征以及对土壤水、热、气、肥的协调效应。浸润垄作稻田是气—液、气—固、液—固三种土壤表面物相界面共存,消除了淹水平作稻田水层覆盖对土壤和环境间进行的物质循环和能量转化的障碍效应;土壤表面水、热、气交换更新频繁,土壤养分代谢快,有效性高,构成了浸润垄作稻田高水平,高效应的物质循环和能量转化。

四川盆南紫色土水分特征及抗旱性能的研究

四川盆南紫色土水分特征及抗旱性能的研究表明,土壤有效持水量和水分移动性是决定紫色土抗旱性能的最重要因素;紫色土抗旱能力是暗紫泥>灰棕紫泥>红紫泥、棕紫泥>红棕紫泥>粗暗紫泥;中壤>重壤>粘土>砾质土;有机质对提高紫色土水分有效性和抗旱能力具有一定意义.

四川盆地紫色水稻土有机无机复合体铁铝氧化物组成的研究

本文研究了四川盆地9种紫色水稻土有机无机复合体中铁、铝氧化物的组成。结果表明,游离铁为钙质紫色水稻土>中性紫色水稻土>酸性紫色水稻土,无定形铁为中性紫色水稻土>酸性紫色水稻土>钙质紫色水稻土,游离铁活化度为酸性紫色水稻土>中性紫色水稻土>钙质紫色水稻土,络合态铁以中性紫色水稻土较高,络合态铝以酸性紫色水稻土最高,酸性紫色水稻土无定形铝比中性和钙质紫色水稻土高5～30倍。在中性紫色水稻土中,<0.002mm粒级有机无机复合体游离铁、无定形铁和铝分别为土壤的32.8～58.3％、68.3～91.8％和66.7～93.0％;络合态铁、铝集中分布在<0.002mm和0.01～0.002mm有机无机复合体中,有机肥施用对无定形铁和络合态铁、铝具有明显的影响。有机质与无定形铁、铝和络合态铁、铝的相关系数分别为0.9473、0.4950、0.9412和-0.8322。络合态铁和铝间具有明显的拮抗作用(r=-0.7998)。在水旱轮作下,施用有机肥有利于紫色水稻土铁—腐殖质复合的形成。

四川紫色土吸附气态水特征及其热力学函数的研究

本文用平衡水汽压法研究了紫色土对气态水的吸附特征以及被吸附气态水的热力学函数.结果表明,紫色土对气态水的吸附属多分子吸附,在一定温定、湿度条件下,土壤具有一定吸附限量。最大平衡吸附量为中性紫色土>钙质紫色土>酸性紫色土,并与土壤物理性粘粒、粘粒、有机质、粘粒团聚度、阳离子代换量(CEC)密切相关.其中,以物理性粘粒含量及其团聚度和阳离子代换量影响最大.土壤吸附气态水是一个放热过程,被吸附气态水的相对偏摩尔焓(△(?))、自由能(△(?))和熵(△(?))比纯水低。当土壤含水量为6.00%时,相对偏摩尔焓、自由能和熵的大小顺序为中性紫色土<钙质紫色土<酸性紫色土。偏摩尔熵和焓受有机质的影响最大,物理性粘粒和CEC 对相对偏摩尔自由能(△(?))的作用较大。