设施农业土壤质量退化及生物修复

设施农业在促进现代农业发展、提高农民收入、保障国家粮食安全等方面发挥着重要作用。随着设施农业的高速发展,因其特殊的生态环境和耕作模式,引发了设施土壤质量退化问题,严重影响着人类的生存环境和现代农业可持续发展。生物技术已成为设施农业土壤退化控制领域重点开发和应用的技术手段。主要从我国设施农业现状、设施农业土壤质量现状及存在问题、生物技术修复土壤质量退化等方面进行综述,并对设施农业土壤生物修复技术进行展望。

中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了中国农田土壤有机碳库自20世纪50年代以来的演变特征,指出中国农田土壤1950-1980年期间以丢碳为主,1980年以后经过农业管理措施的改变,有机碳含量逐渐提升。总结了中国农田固碳潜力相关研究,虽然不同估算方法的出的结果存在一定差异,但总体来看中国农田土壤有较大的固碳潜力。分析了农田土壤有机碳库的影响因素,虽然气候因素和土壤理化性质的差异能对农田土壤有机碳库造成影响,但农业管理措施才是农田土壤有机碳含量产生变化的关键。指出了中国农田土壤有机碳库研究方面存在的问题以及今后的发展方向,为气候变化背景下中国农田土壤碳减排提供了新的参考与借鉴。

有利于黑土耕地保护的农艺技术及配套设备

加强黑土耕地保护是东北地区乡村振兴的关键,是农业可持续发展的重要工作,在国家政策的支持下,农民的黑土保护意识不断增强,农机、农艺融合应用一定程度改善了黑土耕地资源现阶段的退化、流失、耕层变薄等问题。为进一步加强黑土耕地保护规范性,该文分析了黑土耕地资源的现状及面临的问题,介绍了黑土耕地资源保护关键农艺技术,并对黑土耕地保护适宜农机特征进行概括,希望高效率落实促进黑土耕地保护工作。

黑土资源退化的原因归纳与保护途径

黑土耕作区是我国农业生产的重中之重,在大力开展农业机械化生产的同时,如何利用良种、良法、良机提高黑土资源利用效率,改善现阶段土地退化的不利局面具有重要意义。结合我国黑土地保护政策与保护工作实施的现状,分析了黑土资源退化的主要原因,细化总结提出了预防措施,并针对关键技术进行详细分析,对解决黑土资源退化、合理保护黑土耕地具有重要意义。

黑土地保护的农机化需求及配套农艺技术

黑土地保护是东北地区农业环境保护工作的重要组成部分,面对黑土减少、地力减退等不利问题,加强规范化保护,提升保护性耕作等措施应用质量,促进农机农艺匹配成为新时期黑土耕作区的重要工作。针对多方面产生的黑土退化现象,结合农机化生产的实际情况,分析了现阶段对农机化生产和典型农机设备的技术与功能需求,总结了农机化生产与农艺技术配套发展的可行途径。希望社会各界加强对黑土地保护的重视,共同促进农业产业健康有序发展。

种植紫花苜蓿对土壤养分的影响

为了探究种植紫花苜蓿对土壤养分含量的影响,了解并掌握紫花苜蓿长时间种植后土壤肥力状况及其变化趋势,为后续紫花苜蓿合理施肥提供理论依据和参考,本研究对2014—2021年玉门丰花草业有限公司紫花苜蓿种植基地半滩、14队、17队、18队土壤样品的养分检测数据进行分析。结果表明:长时间种植紫花苜蓿对各区域土样养分的影响程度不同,2014—2021年半滩、14队、17队、18队苜蓿田土壤pH值、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量总体均呈增加趋势,速效钾含量总体呈下降趋势,且各区域土壤养分的变化量差异较大,这也从侧面反映出丰花公司苜蓿田盐碱化改良效果不佳,测土配方施肥方案仍存在不足,在后续施肥中需要进一步改进。

压砂地土壤质量演变特征及其退砂后土壤培肥建议

通过文献调研的方法,综合分析压砂地土壤物理、化学和生物学性质的演变特征。结果表明,压砂具有蓄水保墒作用,同时防止土壤水蚀、风蚀,减少水土流失。但随着压砂年限增加,压实作用造成土壤结构变差,土壤肥力和土壤关键酶活性呈降低趋势,土壤微生物结构发生变化,土壤连作障碍加剧,土壤质量总体呈下降趋势。从轮作休耕、节水高效栽培模式、深松深翻构建耕层、土壤快速培肥等方面,提出了退砂地土壤质量提升建议。

典型黑土区农业流域土壤侵蚀-沉积对土壤养分和酶活性的影响

研究农业流域土壤侵蚀—沉积对土壤养分和酶活性的影响可为土壤侵蚀退化评价提供重要科学依据。选择典型薄层黑土区的宾州河流域为研究区,在流域上游、中游和下游各选取2个代表性坡面,基于137 Cs示踪技术估算土壤侵蚀—沉积速率,分析流域和坡面尺度土壤侵蚀—沉积对土壤养分(有机质、全氮和速效磷)和土壤酶活性(转化酶、脲酶和碱性磷酸酶)的影响。结果表明:(1)土壤侵蚀速率在流域上游最大,分别是流域中游和下游的1.9,11.2倍;坡面尺度上土壤侵蚀速率在坡中部最大,分别是坡上部和坡下部的1.3~2.6,2.8~12.2倍。(2)在流域尺度上,土壤有机质空间分布与土壤侵蚀速率空间分布呈相反的变化趋势,土壤全氮和速效磷含量在流域下游皆大于流域中游;坡面尺度上土壤有机质、速效磷含量、转化酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均表现为坡下部>坡中部,说明农地土壤侵蚀降低土壤养分含量和酶活性。(3)流域沉积区土壤沉积速率对土壤有机质、速效磷含量、脲酶和碱性磷酸酶活性有显著影响。(4)土壤有机质和速效磷含量对土壤脲酶和碱性磷酸酶活性有显著影响,表明土壤侵蚀—沉积引起的土壤养分再分布是造成土壤酶活性空间分异的重要原因。

荒漠草原露天矿开采对矿区及周边区域土壤养分的影响

为研究露天矿产资源开采对周边土壤因子的影响程度及范围,以地处生态脆弱区的内蒙古荒漠草原典型矿区及其周边区域为研究区,采集矿区及与矿区不同距离范围内的土壤样品,分析矿区及其周边区域土壤养分的变化特征。结果表明:研究区内土壤中有机质(SOM)、速效钾(AK)、速效磷(AP)含量均处于较低水平,土壤质量较差;土壤中有机质(SOM)、速效钾(AK)、速效磷(AP)、碱解氮(AN)含量随着与矿区中心距离的增加呈显著性增加(P<0.05),说明露天开采影响了土壤中有机质、速效养分的积累,而土壤pH值、全氮(TN)含量变化不明显。对土壤养分自相关性进行地统计分析,土壤全磷(TP)、速效磷(AP)、速效钾(AK)表现为强烈空间自相关性,全氮(TN)具有中等程度空间自相关,碱解氮(AN)、有机质(SOM)、pH值空间自相关性较弱。矿区及其周边1.0~2.0 km区域的土壤养分明显低于天然草原(对照),距离矿区中心5.0 km区域的土壤养分与天然草原基本接近,表明距离矿区中心5.0 km以外的区域土壤养分基本不受采矿活动影响。

面向联合国SDG15.3.1的2000~2020年京津冀地区土地退化评估

为了防止土地退化,《联合国防治荒漠化公约》提出了土地退化零增长的目标,并成为可持续发展目标(sustainable development goal,SDG)的重要目标之一。但就目前SDG评估而言,针对长时序演变特征的土地退化中性(land degradation neutrality,LDN)本土化实证研究还较少。因此,本文利用SDG15.3.1元数据指标框架,以2000~2010年为基准期,2010~2020年为评估期,对近20年京津冀地区的土地退化情况进行了评估。结果表明:①基准期,京津冀土地退化的面积为18004 km^(2)(占全区域总面积的比例为8.41%),土地改善的面积64900 km^(2)(占全区域总面积的比例为30.32%),基准期综合表现为改善;②评估期,京津冀土地退化的面积为27414 km^(2)(占全区域总面积的比例为12.8%),土地改善的面积42957 km^(2)(占全区域总面积的比例为20.06%),评估期综合表现为改善;③土地生产力的变化在基准期和评估期对土地状态的评估起了主导作用,其次为土地覆盖,土壤有机碳变化的作用最小;④通过基准期和评估期土地退化的情况相比,得出京津冀地区2000~2020年达到了土地退化零增长的目标。研究结果将有助于京津冀地区生态规划管理,推动京津冀协同发展。

吉林省黑土地保护现状问题及对策

吉林省是我国商品粮生产基地和粮食生产大省,黑土地资源非常丰富。但是,由于长期无序开发及运用传统农业生产模式,黑土地质量下降严重。为了改善吉林省黑土地的质量,在分析黑土地保护的必要性后,着重探讨了目前吉林省黑土地保护工作中存在的问题,并提出相应技术措施。

东北黑土地退化的原因及保护策略

本文分析了东北黑土地退化的影响,包括对土壤质量、农作物产量和品质、水资源和生态系统、农村社区和农民收入以及国家粮食安全和经济发展的影响。为了应对这一问题,本文提出了一系列保护策略,包括政策引导、技术创新与推广应用、农田水利设施建设与维护、污染控制和环境修复以及公众教育和意识水平提升等方面的措施。这些策略的实施可以有效地保护东北黑土地,实现农业可持续发展和生态环境的改善。

南平市稻田土壤养分变化趋势分析

了解和掌握南平市稻田土壤肥力状况和变化趋势,为合理施肥提供依据。对南平市2017—2021年每年543个稻田土壤定点取样的养分检测数据进行分析,结果表明:稻田土壤为酸性,pH总体有所提升;有机质含量属中等水平,总体呈下降趋势,但含量较缺乏、中等水平的比例提高,较丰富、丰富水平的比例减少;碱解氮含量属中等水平,但总体呈降低趋势;速效磷含量属丰富水平,缺乏与中等水平的比例下降,丰富水平比例上升;速效钾含量属于中等水平,缺乏水平的比例下降,较丰富、丰富水平的比例上升。稻田土壤有机肥和无机肥的合理配施是维持农业可持续发展的关键土壤培肥措施,在化肥施用上应根据不同区域采取平衡施肥,控氮、稳钾、因地施磷,大配方、小调整的施肥原则。

区域发展过程中土地利用转型及其生态环境响应研究——以江苏省为例

以江苏省为例，利用1985年、1995年、2005年和2008年4期遥感影像解译获取的土地利用变化数据，按照“生产-生态-生活”土地利用主导功能分类，通过土地利用转移矩阵、重心转移、区域生态环境质量指数、上地利用变化类型生态贡献率等方法，定量研究江苏省土地利用功能结构转型、卒问转型特征及其生态环境响应规律。研究表明：①1985～2008年，汀苏省土地利用主导功能结构变化主要表现为生产州地面积的减少，生态朋地、生活用地面积的增加。主要的转化类型为农业生产用地转化为农村生活刷地、城镇生活用地，牧单牛态用地转化为农业生产用地。②1985～2008年，农业生产用地、生态用地、农村生活用地窄问分布的不均衡性进一步加剧，工矿生产用地空间分布的不均衡性有所缓和，城镇生活用地卒问分布经厂力了先加剧后有所缓和的阶段。③1985～2008年，江苏省的生态环境质量稍有下降，其中农业生产用地被农村和城镇生活用地大量占用是生态环境质量退化的主导因素，农业生产用地转化成水域，七态刖地是区域生态环境改善的主要因素。

长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤有效养分影响

利用中国农业科学院红壤实验站开始于1982年的水稻长期定位试验,研究长期有机无机肥配施对水稻产量及土壤速效氮、磷、钾含量的动态变化(1982—2011年)特征。29年研究结果表明:长期有机无机肥配施(NPKM)能提高水稻产量,培肥地力。长期施用化肥(NPK)导致水稻产量降低。稻谷产量随着施肥量的增加而增加。在等氮投入情况下,增施化学磷肥的增产效应要高于化学钾肥,且早稻表现尤为明显;长期单施有机肥和单施化肥对稻谷产量的影响没有显著差异。随着施肥时间的延长,各处理水稻产量差异越显著。各施肥处理土壤碱解氮增加速率表现为慢-快-慢三个阶段,有机肥的施用相较单施化肥,能够显著提高土壤碱解氮含量(p<0.05)。土壤有效磷的累积主要与化学磷肥的施用有关,各施肥处理土壤有效磷历年平均含量变化趋势为:NPKM、NPM、PKM>NPK>M、NKM(p<0.01);土壤速效钾以有机肥和化学钾肥配施的处理(NPKM、NKM、PKM)增加最快,单施化学肥料的处理(NPK)增加最慢。随着氮、磷施用量的增加,土壤中氮、磷素出现盈余,但NPKM处理相比其他处理能够有效降低盈余量;各处理土壤中钾素均表现为亏缺状态,红壤性水稻田至少每年应补充投入钾素200 kg hm-2才能基本维持土壤钾素平衡。

贵州喀斯特地区土壤石漠化的本质特征研究

喀斯特土壤石漠化是我国西南喀斯特地区诱发重要地质灾害的生态环境问题,是制约区域社会经济发展的关键因素。通过分析贵州喀斯特地区土壤的机械组成、物质成分、理化性质和微生物特性,探讨了土壤石漠化的本质。结果表明:土壤侵蚀,细粒物质减少,表层土壤消失,岩土界面缺少风化母质的过渡层,或者被裸露基岩取代;土壤质地出现砂化,颗粒变粗;土壤有机质及养分含量减少,保水保肥性能减弱;土壤微生物功能多样性降低;超载的社会经济压力等是导致喀斯特地区土壤石漠化最重要的驱动力。

人为活动对云南纳帕海湿地土壤碳氮变化的影响

以纳帕海湿地原生沼泽作为参照 ,选择人为干扰下的沼泽化草甸 ,草甸和排干湿地开垦的耕地作为研究对象 ,研究人为干扰对纳帕海湿地土壤碳氮变化的影响。两年的定位研究结果表明 :沼泽土壤C/N值较高 ;人为干扰下纳帕海湿地土壤空间结构上土壤有机质 0～ 2 0cm表层与 2 0～ 4 0cm下层相差 4倍 ,水平分布上则随人为干扰加强、沼泽化过程减弱而降低 ,下降幅度高达 2 2 .92 %～ 6 9.6 4 %;土壤全氮及其空间分布呈现与有机质相同趋势 ,两者相关系数r=0 .98;NH+ 4 N、NO-3 N与全氮和水解氮相关系数分别为r=- 0 .74、r=- 0 .6 5 ,r=- 0 .81、r=- 0 .76。表明了纳帕海湿地沼泽土壤较低的矿化量和对碳的固定及较大的氮累积量 ,以及人为活动干扰后湿地土壤碳氮养分的释放变化。

长期不同施肥对红壤性水稻土产量及基础地力的影响

利用长期定位施肥试验并结合盆栽试验,研究长期不同施肥模式对双季稻产量和土壤基础地力的影响,并分析水稻产量和肥料贡献率对土壤不同基础地力的响应。结果表明:长期施用氮磷钾肥(NPK)或氮磷钾肥配施稻草(NPKS)有利于双季稻产量的增加。NPK处理的早稻产量、晚稻产量和年总产量分别较对照(CK)处理增产100.7%、67.0%和81.9%,NPKS处理分别增产113.8%、77.7%和93.7%。CK处理早稻基础地力产量随试验年限的增加呈极显著下降趋势(p<0.01),晚稻基础地力产量在试验的前9年随年限增加呈极显著下降(p<0.01),之后基本维持稳定。长期施用氮磷钾肥或氮磷钾肥配施稻草有利于土壤基础地力的提升。土壤基础地力产量和基础地力贡献率均表现为NPKS>NPK>CK。NPK和NPKS处理早稻基础地力产量分别较CK提高38.5%和68.1%,晚稻分别提高25.8%和49.0%。NPK和NPKS处理早稻基础地力贡献率分别较CK提高21.4%和54.9%,晚稻分别提高12.8%和22.8%。无论施肥或不施肥,早晚稻产量均随土壤基础地力产量提高而增加;肥料对早晚稻产量贡献率随基础地力产量提高而极显著降低。土壤有机质、全氮、速效钾是影响土壤基础地力的主要养分因子,土壤全磷、全钾、碱解氮、有效磷对土壤基础地力也产生重要影响。

三江源地区高寒草地不同退化程度土壤特征研究

为了解区域尺度上不同退化程度高寒草地的土壤特征,在对三江源地区进行多样点采样和室内分析的基础上,研究草地退化对高寒草地不同土层的土壤物理和化学等特征的影响。结果表明:随着退化程度加剧,不仅草地群落组成出现明显变化,地上/地下生物量显著下降,而且土壤各理化性质也受到不同程度的影响。土壤容重随草地退化程度的加剧和土壤深度的增加而增大;土壤有机碳随草地退化程度的加剧而显著下降,尤其是0～10cm土层;草地退化加剧导致土壤总氮和硝态氮含量呈逐渐下降趋势,且对0～10cm土层影响更为显著;土壤铵态氮含量在草地轻度退化阶段最高,且受草地退化影响不显著。相关性分析表明,不同土层的土壤有机碳和总氮与生物量之间均呈显著正相关,多元逐步回归分析也显示土壤有机碳和总氮含量与绝大部分草地演替阶段的生物量显著相关,表明土壤有机碳和总氮可作为衡量三江源地区草地退化程度的重要土壤性状指标。人工草地的建植可明显增加地上/地下生物量,但短期内对土壤的改良效果并不显著,极度退化草地的土壤恢复将是一个缓慢的过程。

集约农业利用下红壤地区土壤肥力与环境质量变化及调控——江西省南昌市郊区和余江县案例研究

选择江西省南昌市郊区和余江县分别代表红壤地区集约化农业快速发展的大城市郊区和典型农区,研究集约农业利用下红壤地区土壤肥力与环境质量的变化特征与调控措施.结果表明,20多年来,以南昌市郊区为代表的城郊菜地的土壤有机质含量平均增加21.53%（一般农田的土壤有机质含量变化不大）,土壤速效磷含量增加13.15～18.86倍,土壤速效钾含量平均增加1.15～1.35倍;而土壤全氮含量增加不明显,土壤硝态氮的积累不多;以余江县为代表的传统农区,土壤酸化趋势明显,近90%的土壤有pH下降现象,平均下降达0.5个单位;同时部分农田土壤有一定程度的重金属污染.农业种植业结构调整、化肥用量的增加特别是磷钾肥的大量施用、以及畜禽粪肥的施用,是造成土壤养分富集和失衡、土壤酸化的重要原因.工业生产是造成农田土壤污染的主要原因.短期减量施肥、配合施用养分促进剂,以及通过施用缓释肥料提高肥料利用率,均可在一定程度上控制养分的过度富集与失衡; 适当施用石灰等碱性改良剂是防治土壤酸化的重要措施;而对于轻度污染土壤,可以通过施用化学改良剂（如石灰等）,或种植超积累植物而得到修复.