基于三七质量安全的土壤Cd和Pb风险阈值

为保障三七(Panax notoginseng)绿色种植和质量安全,探讨中国三七安全生产的土壤风险阈值。分析土壤理化性质、土壤Cd(镉)、Pb(铅)含量和有效态、三七主根Cd、Pb含量,通过线性相关分析三七主根Cd、Pb与土壤理化性质及土壤Cd、Pb总量与有效态之间的关系。利用回归模型建立土壤Cd、Pb总量有效态与三七主根Cd、Pb的回归方程,反推土壤有效态Cd、Pb阈值。结果表明,三七种植区土壤Cd、Pb样品超标率分别是83.64%和16.36%,土壤Cd污染严重,土壤Pb处于清洁水平。三七主根Pb含量未超标,Cd含量超标率为29.09%。土壤pH与三七主根Pb呈显著负相关,三七主根Cd含量与土壤Cd含量和土壤有效态Cd含量分别呈显著和极显著正相关;三七主根Pb与土壤Pb含量和土壤有效态Pb均呈极显著正相关。基于三七主根Cd、Pb限量标准推导出土壤有效态Cd阈值为0.27 mg/kg,土壤有效态Pb阈值为70.66 mg/kg。

基于有效硒的富硒土壤阈值及有效硒的影响因素

土壤中有效硒(Se)含量是影响作物硒含量的主导因素.为合理有效在有效硒含量高、全硒含量低的土壤中圈定富Se土壤范围并提出天然富Se作物培育理论性指导,在宁夏北部石嘴山市采集表层土壤样品8814件和根系土-作物配套样品195件,以有效硒为分析主线,通过对表层土壤和根系土中全Se、有效Se含量和Se形态以及根系土配套作物硒含量的综合研究,确定适合研究区的基于有效Se的富Se土壤阈值,建立有效Se的多元回归模型确定影响有效Se的主要理化指标以期通过提高有效硒的方式提高作物富硒率.结果表明,根系土-作物中Se的特征可代表表层土壤全Se和有效Se特征,根系土全Se、有效Se及作物Se含量的协调性分析确定0.24mg·kg^(-1)的全Se含量作为富Se土壤界定阈值;有效Se的多元回归模型显示,土壤中全Se和土壤肥力元素含量的增加可促进有效Se的富集.

土壤水分阈值对北疆膜下滴灌棉花生长、耗水规律及产量的影响

为探明北疆地区膜下滴灌棉花主要生育期适宜的土壤水分阈值,在蕾期、花铃期、吐絮期设置了3个土壤水分阈值区间包括(50%~80%)FC(FC为田间持水量)、(60%~90%)FC和(70%~100%)FC组成正交试验,并以当地农户灌溉为对照组(CK),定量分析了各生育期土壤水分阈值对棉花生长指标、耗水规律和产量的影响。结果表明:各生育期土壤水分阈值为(50%~80%)FC时,W1处理棉花株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、地表干物质积累量均较CK处理显著降低了26.8%、22.0%、37.1%、14.3%(p<0.05),全生育期耗水量较CK处理减少了37.2%。W6处理的单株铃数和籽棉产量均最高(6.41个、5 848.99 kg/hm^(2)),W4处理的水分利用效率(WUE)最高(1.28 kg/m^(3)),W9处理的单铃重最高(5.41 g),W5处理衣分最高(42.51%),分别较CK处理增加了10.9%、10.1%、21.9%、1.5%、3.1%。基于熵权-TOPSIS的综合评价结果表明W6处理最优,建议北疆地区膜下滴灌棉花蕾期、花铃期和吐絮期土壤水分阈值分别设为(60%~90%)FC、(70%~100%)FC和(50%~80%)FC。

基于多元回归分析的水稻节水控制灌溉下土壤水分阈值研究

为了保证控制灌溉技术能够在吉林省水稻种植区有效使用与推广,提高农业用水效率,实现农业可持续发展,采用吉林省灌溉试验中心站岔路河水田试验基地控制灌溉测桶试验数据,对不同水分控制指标下的水稻产量进行差异分析,合理确定适宜水稻生长的分生育阶段的土壤水分阈值。结果表明,不同土壤水分控制条件下水稻产量的差异性较为显著;通过回归方程模型诊断,确定水稻分生育阶段的土壤水分阈值为:返青期80%~100%、分蘖期80%~100%、分蘖中期80%~100%、分蘖后期70%~100%、拔节孕穗期80%~100%、抽穗开花期80%~100%、乳熟期85%~100%、黄熟期60%~100%。控制灌溉下水稻种植土壤水分阈值的合理确定,可以大幅度节约灌溉水量。

不同土地利用方式下的场地土壤环境容量评价

从土壤功能和环境风险的角度出发,结合我国具体实际,对场地土壤的不同土地利用方式进行分类,以人体健康、地下水安全、土壤生物为敏感受体,研究在不同土地利用方式下基于不同敏感受体的综合土壤环境阈值计算方法,构建场地土壤环境容量的评价方法.在此基础上,以重金属Cd为模式污染物,计算了我国红壤区不同土地利用方式下的土壤环境容量,对场地土壤环境容量的评价方法进行验证.公园用地、居住用地、工矿用地和商服用地的土壤Cd环境容量分别为11.68kg/hm^(2)、28.89kg/hm^(2)、40.84kg/hm^(2)和40.84kg/hm^(2).本研究为基于不同敏感受体的场地土壤的环境阈值和环境容量评估提供了参考方法和案例,为场地土壤环境容量的评价奠定科学基础,对提升我国场地土壤的环境管理水平具有重要意义.

硒在土壤-农作物系统中的分布特征及富硒土壤阈值

为查明Se在土壤-农作物系统中的分布特征,开展富Se土壤阈值研究,在重庆市黔江区采集表层土壤8789件,深层土壤155件,并采集玉米籽实141件和水稻籽实159件(同时分别采集对应根系土样品141件和159件),分析了土壤及农作物中的Se、有机质、S、Mn、TFe2O3、Al2O3和K2O等含量及土壤p H,利用地统计法分析了表层及深层土壤Se的分布特征,基于多元回归分析,研究Se生物有效性的影响因素,基于根系土各组分含量及农作物Se含量进行土壤富Se阈值研究.结果表明,研究区高Se土壤占全区的32.72%;表层土壤及深层土壤Se含量的分布主要受到成土母质的控制,土壤Se源稳定且表层富集现象明显.玉米和水稻的富Se率分别为75.35%、46.81%,土壤有机质和S含量均会限值Se的生物有效性.若种植作物为玉米,建议以0.3 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值;若种植作物为水稻,在土壤p H≤7.5时,建议以0.3 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值;在土壤p H>7.5时,建议以0.4 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值.同样地,若研究区种植有其他大宗农作物,亦可用该方法进行建议富Se土壤阈值研究.

春夏两季连翘光合作用的土壤水分阈值效应及生产力分级

【目的】研究春、夏两季连翘叶片光合作用多级土壤水分梯度的响应过程,阐明连翘光合作用的土壤水分阈值效应和生产力分级范围,并进行季节间比较,为春、夏季土壤水分胁迫下连翘的风险诊断和田间植物的土壤水分管理提供科学依据。【方法】以2年生连翘苗木为材料开展温室盆栽试验,通过测定人工给水后植物自然耗水的方法分别获取春季14组和夏季10组土壤水分梯度,利用Li-6400光合作用系统测定2个季节连翘叶片的光合作用光响应过程,并以净光合速率（P_n）和水分利用效率（WUE）分别作为评价土壤水分对连翘的＂产＂、＂效＂指标,研究2个季节连翘的土壤水分阈值效应及其生产力分级。【结果】1）当春、夏季土壤相对含水量（RSWC）分别降低至37.5%和46.2%时,随着RSWC继续降低,P_n和WUE显著降低,连翘光合作用的气孔限制转为非气孔限制,P_n和Gs之间由线性正比关系转为非线性正比关系;2）春、夏季P_n,WUE对RSWC的响应过程均可用多项式较好地拟合,由此可确定2个季节连翘的P_n水分补偿点、P_n均值水分点、WUE均值水分点、P_n水分饱和点和WUE水分高效点,借助坐标轴图示,可将土壤水分对连翘的有效性分为无产无效水（春季RSWC≤26.1%,夏季RSWC≤26.4%）、低产低效水（春季RSWC为26.1%～37.5%,夏季RSWC为26.4%～46.2%）、中产中效水（春季RSWC为37.5%～39.5%或80%～100%,夏季RSWC为46.2%～47.8%或95.7%～100%）、高产中效水（夏季RSWC为47.8%～49.2%,83.7%～95.7%）和高产高效水（春季RSWC为39.5%～80.0%,夏季RSWC为49.2%～83.7%）;3）夏季土壤水分阈值（水分补偿点除外）均高于春季,有效水分范围（低产低效水、中产中效水、高产中效水、高产高效水）内夏季各级＂产-效＂水的上限、下限均高于春季,表明连翘对土壤水分含量的要求因生长发育时期不同而异。【结论】植物水分管理中要兼顾生长发育时期的影响,同时为了获得较高的连翘＂产＂、＂效＂水平,需维持春季39.5%≤RSWC≤80.0%、夏季49.2%≤RSWC≤83.7%的高产高效水。

北方麦区土壤有效磷阈值及小麦产量、籽粒氮磷钾含量对监控施肥的响应

【目的】分析我国北方麦区不同土壤有效磷水平下,监控施肥后小麦籽粒产量与养分吸收利用变化,为保证减施磷肥后小麦的丰产、优质、绿色生产提供理论依据。【方法】于2018—2020年在我国北方麦区49个地点进行了田间试验。所有试验均设农户施肥(FF)、监控施肥(RF)和监控无磷(RF-P)3个处理,监控施肥的磷(P_(2)O_(5))肥用量较农户施肥平均减少60 kg/hm^(2),相当于减少了46%。在小麦成熟期调查了土壤不同磷素水平下,小麦产量、产量构成、籽粒氮磷钾含量,并计算了磷素养分吸收利用率;在小麦收获期,采样测定土壤有效氮磷钾含量。【结果】当土壤有效磷<15 mg/kg时,小麦产量最低,为5155 kg/hm^(2);当土壤有效磷在25~30 mg/kg时,产量达到最高,为7217 kg/hm^(2);有效磷过高并不能持续提高小麦产量,反而因穗数、千粒重低导致产量降低。土壤有效磷<15、15~20、20~25、25~30和>30 mg/kg时,监控施肥处理小麦产量与农户施肥处理相比差异虽然未达显著水平,但小麦的磷肥吸收效率与磷肥偏生产力平均分别为1.03和104.7 kg/kg,分别较农户处理显著提高了119.6%和112.2%,籽粒氮磷钾含量与农户施肥处理相比无显著差异。当土壤有效磷<15 mg/kg,或速效钾达171和200 mg/kg、有效磷为15~20和>30 mg/kg时,不施磷肥小麦显著减产;但土壤速效钾为147和158 mg/kg、有效磷在20~25和25~30 mg/kg时,不施磷肥不减产。土壤有效磷含量越高,小麦籽粒平均氮含量越低、磷含量越高,籽粒平均钾含量在有效磷为20~25 mg/kg时达到最高。【结论】在北方麦区,过高的土壤有效磷含量有降低小麦氮素营养的风险,适当降低磷肥用量在保证产量的同时,还可大幅提高磷肥的利用率。土壤有效磷维持在20~30 mg/kg时,减施或不施磷肥依然可以实现小麦高产,但若速效钾>170 mg/kg时不施磷肥小麦有减产风险。因此,应基于对小麦目标产量、籽粒养分含量和土壤有效磷钾的监控,确定合理的磷肥用量,实现北方麦区化肥减施,小麦稳产提质增效和绿色生产。

开封引黄灌区灌溉条件下稻田土壤盐分阈值研究

结合各生育期水稻耐盐度、各处理实际种前初始土壤含盐量和对应生育期最高的土壤含盐量,分析了各灌溉处理条件下的稻田土壤含盐量在水稻各生育期的动态变化规律和允许初始土壤含盐量阈值.结果表明:控制灌溉及控制灌溉加淋洗条件下,各水稻生育期土壤含盐量均有不同程度降低,随着淋洗水量的增加土壤含盐量逐渐降低,并获得了不同灌溉方式下的允许稻田初始土壤含盐量阈值.此结论对实际应用有指导意义.

冬小麦节水高产的土壤水分阈值及其动态

明确影响作物产量的土壤水分阈值,对作物水分亏缺诊断及非充分灌溉实施具有重要意义。本文通过设置不同灌水次数形成土壤供水差异,在河北省衡水试验站开展2011/2012年度冬小麦田间试验,探讨冬小麦产量与7个生育期不同深度土层的土壤水分之间的关系,分析影响冬小麦产量的土壤水分阈值及其动态。结果表明,6个亏水处理与充分供水对照在土壤浅层的水分差异最大,且差异随着土层深度的增加而减小,在0.4、0.8、1.2m土层深度的差异分别为19.7%~36.5%、9.3%~21.7%和2.9%~9.7%。6个亏水处理与对照之间不同土层土壤水分的变异程度随着土层深度增加而减小。不同生育期、不同深度土壤水分含量与小麦籽粒产量之间为二项式函数关系,且呈开口向下的抛物线形式,其显著程度随生育期推进及土层深度而变化。其中0.4m土层深度水分含量与产量关系最密切。影响小麦产量的土壤水分阈值随着生育期推进总体呈下降趋势。自拔节孕穗期至乳熟期,0.4、0.6、0.8、1.0、1.2以及1.6m土层深度的水分阈值由田持的83.1%~95%降至72.3%~90.0%。依据对照与亏水处理之间的土壤水分动态差异、全生育期平均土壤水分差异、不同土层土壤水分变异程度、土壤水分与小麦产量动态关系显著性程度4个方面的分析,提出0.4m为适宜的水分亏缺诊断深度,相应地拔节孕穗、抽穗、开花、灌浆初期、灌浆中期、灌浆后期、乳熟期的土壤水分阈值分别为95.0%、98.4%、79.9%、73.7%、88.6%、79.6%和75.7%。

物种敏感性分布法在建立土壤生态阈值方面的研究进展

土壤生态阈值是制定土壤环境质量标准的重要依据,而物种敏感性分布法（SSD法）是建立土壤生态阈值的常用方法。通过梳理国内外基于SSD法建立土壤生态阈值的研究,阐述了SSD法建立土壤生态阈值的关键问题,即毒性数据的收集、筛选以及拟合模型的选择,述评了SSD法在建立土壤重金属和有机污染物生态阈值方面的研究进展。结果发现,SSD法的毒性数据一般是通过公开文献或人为添加外源污染物获取的,具有一定的局限性和区域差异性;另外,土壤理化性质、作物种类和重金属形态也是影响应用SSD法建立土壤生态阈值的重要因素;目前,基于SSD法建立土壤有机污染物生态阈值的研究较少。因此,开展基于SSD法的土壤生态阈值研究,对科学制定土壤环境质量标准具有重要的现实意义。

三次样条插值法在确定“巨峰”葡萄结果期开始灌溉补水的土壤水势阈值中的应用研究

为了提出一种合理的数学分析方法确定"巨峰"葡萄结果期开始灌溉的精确土壤水势阈值。针对以土壤水势实时监测及果实粒径无损测量、数据拟合等方法获取的果实膨大速率关于土壤水势的离散数据曲线,采用基于Matlab编程的3次样条插值法对所形成的散点图进行曲线平滑化处理,考察一阶求导后曲线的斜率变化并结合新梢生长等指标的显著性差异进行综合分析,确定了果实幼果期、第1次快速膨大期、转色期各生长阶段划分的临界值和对应时期开始灌溉的土壤水势阈值。将"巨峰"葡萄结果期的果实生长划分为急速膨大、快速膨大、缓慢膨大、收缩4个阶段并确定了幼果期、果实第1次快速膨大期、转色期开始灌溉的土壤水势阈值分别为-11.64、-14.86和21.00k Pa,可为指导果树的水分管理提供关键参数,为农业精准灌溉技术中土壤水势阈值的研究奠定了理论依据。

基于蒙特卡洛模拟技术的杭嘉湖平原稻田土壤镉安全阈值研究

安全的稻米产地环境是保障稻米镉含量不超标的基础,而正确确定稻米产地土壤镉安全阈值是进行产地安全管理的关键。为此,以杭嘉湖稻米主产区为例,通过土壤-稻米对应采样分别获得了研究区118个土壤-稻米样品,并基于监测数据采用线性回归与蒙特卡洛耦合模型法,回归方程法及吸收系数法构建了研究区稻米产地镉安全阈值。研究结果表明,土壤镉含量、土壤pH、土壤质地是影响稻米镉含量的主要因素。线性回归与蒙特卡洛耦合模型分析结果表明,在稻米镉达标期望概率为70%、80%、90%、100%时,土壤镉安全阈值分别为1.2 mg/kg、1.0 mg/kg、0.8 mg/kg及不能确定。采用吸收系数法计算的安全阈值为1.2 mg/kg,而直接采用监测数据的平均值代入回归方程得到的产地土壤安全阈值为1.5 mg/kg。不同安全需求下的土壤镉安全阈值有差异显著,运用回归方程法得出的结论高于令稻米镉含量达标率为70%的土壤镉安全阈值,吸收系数法得出的结论与令稻米镉含量达标率为70%的土壤镉安全阈值相一致。且结果均高于土壤环境质量标准二级镉阈值。

屋顶绿化条件下四种草坪草耗水特性及土壤水分阈值

本文以4种草坪草——高羊茅、黑麦草、狗牙根、中华结缕草为试验材料,在屋顶环境下应用小型蒸散仪和便携式光合测定系统,对4种草坪草不同土壤水分梯度下的光合生理参数的光响应进程进行测定.结果表明,暖季型草坪草的光合速率和水分利用效率均高于冷季型草坪草;4种草坪草在屋顶环境下最佳土壤水分阈值为:高羊茅71.50%—87.50%、黑麦草59.70%—70.30%、狗牙根56.00%—82.60%、中华结缕草71.50%—89.00%.制定了适宜的灌水方案,在草坪草生长季内,黑麦草、高羊茅两种冷季型草坪草分别需补充灌水次数为33次和37次,每次19.29 mm和16.64 mm;狗牙根和中华结缕草两种暖季型草坪分别需补充灌溉25次和27次,每次20.75 mm和18.20 mm.本研究以期为今后草坪草的节水灌溉与水分的量化管理提供参考依据.

复合污染土壤上几种叶类蔬菜对Cd和As的富集效应

[目的]不同蔬菜镉、砷富集系数各异,对镉和砷污染土壤的响应也不同。研究复合污染土壤上不同叶类蔬菜对Cd和As的积累效应,为轻度中度Cd和As污染土壤的合理与安全利用提供适宜的蔬菜种类。[方法]采集了西安市12个污染程度不同的菜地耕层土壤,于2015年3月6日5月26日在西北农林科技大学资源环境学院遮雨大棚内进行了盆栽试验。供试7种叶菜,包括菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿。蔬菜收获后,测量了蔬菜产量、Cd和As含量与吸收累积量,计算了蔬菜对Cd和As的富集系数等,并用线性回归模型研究了不同蔬菜栽培的土壤Cd和As安全临界值。[结果]镉污染土壤(0.6~2.4 mg/kg)对大多数蔬菜生物量有抑制效应,中、低浓度镉砷复合污染(Cd 1.0~2.4 mg/kg,As 24.9~26.8 mg/kg)对供试蔬菜生长没有叠加效应。镉污染土壤上,菠菜、油菜、苋菜叶、生菜可食部Cd含量均超出食品安全限量标准(0.2 mg/kg),其中菠菜和油菜Cd最高超标4倍以上;而茼蒿和空心菜茎秆Cd未超标。虽然供试蔬菜砷含量随着土壤砷含量增加有升高趋势,但叶菜As含量没有超标。7种蔬菜Cd富集系数为0.083~0.491,高低顺序为油菜、菠菜、生菜和苋菜叶>油麦菜、苋菜茎和空心菜叶>空心菜茎和茼蒿。菠菜、油菜、生菜、油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿土壤Cd安全临界值分别为0.33、0.38、0.46、1.15、0.59~1.79、1.49~8.16和8.98~17.11 mg/kg,其中菠菜、油菜和生菜阈值与现行标准(0.3~0.6 mg/kg)相当,而油麦菜、苋菜、空心菜和茼蒿均大于土壤重金属污染限量值。As富集系数为0.002~0.006,空心菜叶和茼蒿叶片As富集系数显著高于其他蔬菜。7种蔬菜的土壤As临界阈值分别为62.31、70.35、70.21、67.41、67.86~90.43、57.21~75.70和72.43~105.06 mg/kg,均高于现行标准(25 mg/kg)。[结论]中等程度的Cd和As复合污染土壤上,Cd对蔬菜的生长有显著的抑制,As与Cd没有叠加作用。不同蔬菜的产量、污染程度和安全阈值等有显著差异,因此选择低富集、抗污染蔬菜品种是利用中低重金属污染土壤的一条可行途径。空心菜和茼蒿对Cd富集系数低,可推荐在中、低污染土壤上种植。

科尔沁沙地东南缘大青沟自然保护区土壤水分的时空分布特征

用TDR分层对科尔沁沙地东南缘大青沟国家级自然保护区土壤水分进行定位观测,采用多重比较等方法,对土壤水分与环境因子关系的差异进行分析,通过Kriging 插值法用Surfer软件绘制土壤水分等值线图,研究结果表明：土壤含水率在不同的生长季节上变化,表现为夏季＞秋季＞春季,各层间没有显著差异;月均（5、7、9月）土壤含水率的变异系数坡向＞植被类型＞坡位;层均（0～60cm）土壤含水率变异系数坡位＞植被类型＞坡向＞样带.月均土壤含水率从高到低依次为：阔叶林＞矮林＞樟子松林＞疏林草原＞灌丛,不同植被类型各层月均土壤含水率总体上差异极显著,阔叶林远远高于其它植被类型;层均土壤含水率,各植被类型各月份间总体差异极显著,总体趋势从高到低为：阔叶林＞矮林＞樟子松林＞灌丛＞疏林草原,阔叶林明显高于其它类型.月均土壤含水率坡向间总体上差异显著,层间无显著差异;东、西坡与北坡有显著差异,东西坡高于南北坡;层均土壤含水率,同一月份各个坡向间差异不明显, 7月明显高于其它月份;各月总体表现为：东＞西＞南＞北坡.月均土壤含水率除31～45cm外,3个坡位间各层均有极显著差异,下坡位明显高于上坡位与中坡位;中坡位各层月均土壤含水率差异极显著;层均土壤含水率各月份各坡向间差异极显著,下坡位远大于上坡位与中坡位.该区从沟底到坡顶的植被变化逐渐由湿生-中生-旱生逐渐过度,垂直分布明显,这类天然残遗植被与土壤水分及其与环境因子的关系,对于促进周边沙地植被恢复具有重要的参照意义,据此建议了大青沟周边沙地植被恢复模式相应的最低土壤水分阈值,沙地0～30cm土层土壤含水率 9.1%～11.5%、 8.1%～9.0%、6.0%～8.0%;沙地31～60 cm土层土壤含水率 11.1%～13%、 8.5%～11%、6.0%～8.4%,分别适合恢复为疏林、灌丛、半灌丛.

复杂景观环境下土壤厚度分布规则提取与制图

复杂景观环境下,土壤—环境关系知识的获取是预测性土壤制图的基础。为了探究复杂景观下土壤厚度分布与环境条件的关系,该文以黑河上游祁连山区典型小流域为研究区,应用模糊c均值聚类(fuzzy C-means cluster,FCM)和决策树(decision Tree,DT)方法,建立了一套获取土壤厚度分布与环境间关系知识的方法。利用2种方法结合获得流域内土壤厚度各分布等级的环境要素关键阈值与土壤-环境关系知识集,将所得环境阈值和知识集进行预测性制图,并通过野外独立样点对制图结果进行精度评价。结果表明:土壤厚度图的总体精度为74.2%,Kappa系数为0.659。该研究将2种方法结合获得了土壤厚度分布对应的土壤环境关键阈值和土壤-环境关系知识集,为复杂景观环境下土壤厚度的预测性制图提供了一种有效的解决方案。

设施黄瓜土壤重金属与养分的分异特征及其相关性研究

采用野外调查和室内分析相结合的方法,以河北省永清县蔬菜主产区黄瓜温室土壤为研究对象,调查研究不同质地土壤重金属与养分的分异特征,分析黄瓜温室土壤重金属与土壤养分的相关性,构建两者之间的关系预测模型,并结合温室蔬菜土壤重金属的限值标准,提出温室黄瓜管理模式下导致重金属超标的土壤养分环境安全阈值。结果表明:设施黄瓜中壤质土壤表层Cd的变异系数达53.1%,具有空间分异型分布特征,Hg的变异系数达42.5%,属于弱分异型分布,其余重金属均表现为均匀分布特征。中壤土养分元素N、P、K和有机质在土壤中的变异系数均大于25%,表现出了分异或弱分异的特征,分异特征明显;设施黄瓜重壤土与中壤土表现基本一致。该研究对具有分异特征的重金属元素Cd、Hg与养分元素构建了相关预测模型,包括线性方程、对数方程、二次方程、幂方程、指数方程5种类型,Cd均达到了显著或极显著相关水平,而Hg均未达显著水平。利用Cd和养分之间呈显著相关的预测模型确定了中壤土速效氮、磷、钾养分的环境安全阈值分别为66.67,244.59,685.70mg/kg,有机质为13.38g/kg。设施黄瓜重壤土速效氮、磷、钾养分的环境安全阈值分别为125.38,401.34,751.17mg/kg,有机质为20.00g/kg。

基于产量响应诊断冬小麦水分亏缺适宜土层及其水分阈值

明确作物产量对水分亏缺的响应是实施非充分灌溉的科学基础。该文在华北气候下，通过设置不同灌水次数造成处理间的土壤供水差异，探讨了大田冬小麦籽粒产量与不同生育时期、不同土层深度的土壤水分之间的关系，系统分析了影响小麦产量的水分阈值，提出了适宜的土壤水分诊断深度。结果表明：不论从土壤水分动态、还是从全生育期平均水分来看，亏水处理与充分供水对照在浅层土壤的水分差异最大，且随土层深度增加而减小。0～0.4、0～0.8、0～1.2 m的水分差异分别在19.7%～36.5%、9.3%～21.7%和2.9%～9.7%之间。此外，土壤水分变异程度随土层深度增加而减小。不同生育期、不同深度的水分与小麦产量关系多为开口向下的抛物线函数，但函数关系的显著程度随生育期及土层深度而变化，其中0～0.4 m的水分与产量关系最为密切。影响小麦产量的水分阈值随生育进程呈下降趋势。自拔节孕穗至乳熟期，0～0.4、0～0.6、0～1.0、0～1.2及0～1.6 m的水分阈值由田间持水率的83.1%～95%下降到72.3%～90.0%。依据处理间土壤水分动态差异、全生育期平均水分差异、不同土层的水分变异程度、土壤水分与小麦产量关系显著性程度4方面的分析，该文提出0～0.4 m为适宜的水分亏缺诊断深度，相应在拔节孕穗、抽穗、开花、灌浆初期、灌浆中期、灌浆后期、乳熟期的水分阈值分别为95.0%、98.4%、79.9%、73.7%、88.6%、79.6%和75.7%。该结果对小麦亏缺灌溉管理具有实际指导意义。

淮北平原冬小麦土壤含水率时空特征分析

【目的】探讨淮北平原冬小麦生育期内土壤水分的时空变化特征,为冬小麦灌溉和田间水分管理提供科学依据。【方法】基于1992—2018年淮北平原砂姜黑土区的土壤含水率数据和适宜土壤含水率阈值,采用Mann-Kendall检验法(M-K检验法)、滑动T检验法、克里金插值法等方法分析了淮北平原冬小麦生育期内土壤含水率时空变化规律。【结果】(1)冬小麦全生育期10、20 cm土层深度含水率呈下降趋势,而50 cm含水率则呈上升趋势;10、20和50cm的土壤含水率未发生突变,其变化处于正常波动范围。(2)冬小麦生育期内,拔节—抽穗阶段、抽穗—乳熟阶段和乳熟—成熟阶段的土壤含水率低于适宜含水率下限值出现的概率分别为38.5%、46.2%和46.2%,不利于冬小麦生长发育;而返青—拔节阶段土壤含水率均高于适宜含水率下限值,出现干旱胁迫的可能性较低。(3)在空间分布上,冬小麦全生育期表层土壤含水率西南部最高,中部较低,而中层50cm则呈从南向北减少的整体态势。(4)在拔节—抽穗阶段,土壤含水率的低值区出现在蚌埠和蒙城的概率为45.5%和50.0%,而在抽穗—乳熟阶段其概率分别为62.0%和38.1%。【结论】未来淮北平原表层土壤含水率可能呈下降趋势,冬小麦生长受干旱胁迫的可能性较大,蚌埠和蒙城地区应加强冬小麦的灌溉。