东北黑土区小流域“林-旱-水”格局土壤磷空间分布特征研究

磷(P)是作物生长需要的主要营养元素之一,过量施用会导致环境污染,研究土壤P空间分布特征和驱动机制可为区域施肥和农业面源污染防控等提供参考。本文结合经典统计学和地统计学,研究了东北黑土区边缘"林地-旱地-水田"格局下不同土地利用、地形、水文、种植方式等对土壤全磷(TP)和速效磷(AP,通常用OlsenP衡量)空间分布的影响。研究表明,该地区土壤TP和AP的空间自相关程度和空间变异程度均处于中等水平,但AP空间变异程度远大于TP。TP和AP空间分布特征存在明显差异,TP在旱地与林地之间的过渡地带相对匮乏,AP在水-旱交错带区域相对富集,TP和AP含量均在流域出口处达到峰值,分别为0.8 g/kg和60 mg/kg,TP的空间分布特征指示了"旱改水"后早期侵蚀沉积效应依然存在。受土壤理化性质和侵蚀的影响,旱田土壤TP和AP含量均在平地和坡顶达到最高,坡背和坡底最低。林地TP和AP含量最低,水田TP含量高于旱地平地,但水田AP含量显著低于旱地平地。施肥(N、P)、种植方式、土地利用、侵蚀和沉积过程是影响流域尺度土壤P空间分布的主要因素,而水系、村镇空间位置关系影响不显著。当AP>25 mg/kg时,流域中下游,特别是土壤P相对富集的水旱交错区、河流交汇区和流域出口区存在潜在的流失风险。

生物黑炭添加对黑土水分梯度处理玉米苗期生长的影响

土壤添加生物黑炭(Biochar)能够改变其理化性质,影响土壤水热动态和作物生长过程,关系到作物的产量。玉米是黑龙江省重要的粮食作物和经济作物,研究生物黑炭添加对玉米苗期生长过程的影响,可为改善东北春季冷凉条件下苗期玉米生长提供理论依据和技术支撑。利用人工气候箱,通过盆栽培养的方法,研究了不同生物黑炭添加条件下,水分含量梯度变化对玉米苗期生长过程的影响。结果表明:(1)土壤添加不同生物黑炭量(50g/kg和100g/kg)后,低有机质土壤和高有机质土壤均表现为22%的土壤含水量最有利于玉米幼苗生长,而田间持水量接近24%时有明显的抑制作用;(2)土壤有机质和生物黑炭对玉米苗期生长的影响存在叠加现象,低有机质土壤中施入生物黑炭100g/kg促进玉米苗期生长效果最佳,而高有机质含量土壤中施入生物黑炭50g/kg促进玉米苗期生长效果最佳;(3)生物黑炭添加量相同时,相同土壤含水量条件下,通常高有机质土壤苗期生长相对较快。