保护性耕作改善石漠化土壤环境质量研究

在石漠化土壤上开展少耕种植、秸秆覆盖、生物覆盖等保护性耕作栽培试验,研究各种措施对土壤环境质量及作物产量的影响。结果表明:与习惯耕作相比,少耕加秸秆覆盖是改善石漠化土壤质量较好的措施,能极大的改善石漠化土壤的理化性状:土壤有机质、全氮增加13.9%,19.6%;土壤容重降低21.5%,孔隙度增加5.4%;土壤微结构明显改善;土壤水分含量提高16.7%～35.6%,冬春干旱季节提高幅度更大达25.9%～60.4%;还能增加作物产量4.7%～5.3%。生物覆盖对土壤理化性状、土壤微结构、土壤水分等环境质量也有不同程度的改善及提高,但对作物产量有不利影响。而单纯少耕种植会导致土壤板结从而使作物减产。

污泥和粉煤灰的循环利用及其对石漠化土壤质量的改善

本文通过在石漠化土壤中添加不同配比的城市污泥—粉煤灰混合物,研究其对石漠化区域土壤理化性质、持水性能,及在该石漠化土壤上所种植的高羊茅生长和重金属积累的影响。结果表明:施用粉煤灰能显著降低污泥Cu、Mn、Zn和Cd等重金属的含量并使土壤的pH得到提高,明显改善土壤的理化性质;土壤饱和含水率比对照提高1.95倍,持水时间提高7d左右,能增加土壤的N、P养分,并显著提高高羊茅的生物量,不失为促进石漠化地区生态恢复治理的一种有效方法。但由于重金属在环境中半衰期长、彻底清除难和生态毒害大等特点,不宜长期反复施用富含重金属的城市污泥。

生物炭对贵州喀斯特山地石漠化土壤理化性质和构树幼苗生长特性的影响

为了探究生物炭对石漠化土壤理化性质和构树幼苗生长的影响,选择贵州喀斯特石漠化退耕还林区石灰性土壤为研究对象,通过盆栽试验,分析4种不同处理(施复合肥处理为NPK,炭肥混施处理施肥量相同,按施炭量为土壤干质量的1%、2%、4%分别记为RH1、RH2、RH4)下土壤理化性质和构树生长状况的变化。结果表明:3种施炭量处理都显著降低了土壤容重,增加了土壤毛管孔隙率和总孔隙率,增加了土壤自然状态下的质量含水量、饱和含水量和毛管持水量,且随施炭量的增加变化越显著;单施肥处理和3种施炭处理均显著增加了土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量,且各养分含量随着稻壳炭施用量的增加而增加;施肥处理和3种施碳处理对植物株高胸径、地上部分生物量和总生物量的增长有显著的影响,与CK处理相比,仅RH4处理对植物根系生物量的增加有显著影响。可以说明施用生物炭可以改善土壤理化性质,促进构树苗期生长和干物质积累及根系发育,对贵州喀斯特石漠化土壤改良和植被恢复有重要意义。

黔西南不同程度石漠化土壤的养分、酶活性特征

为了解石漠化土壤质量状况,以贵州典型喀斯特地区不同程度石漠化土壤为研究对象,运用野外定点采样和实验室测定的方法,分析不同程度石漠化土壤养分及酶活性特征,探讨不同程度石漠化土壤质量变化规律,为石漠化生态环境修复过程中土壤质量的改善提供依据。结果表明,石漠化使土壤pH值显著增加,增加了4.49%~5.80%;石漠化土壤有机质、全氮含量反而高于无石漠化土壤,分别高1.02~2.99倍、3.65%~24.82%,但全磷全钾含量在中度和重度石漠化土壤中显著降低。随着石漠化程度加重,土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶、纤维素酶活性降低。从轻度到重度石漠化土壤,蔗糖酶活性降低了22.33%~71.46%,脲酶活性降低了31.25%~80.14%。中度、重度石漠化土壤脱氢酶活性分别降低了70.83%、83.33%,纤维素酶活性分别下降了55.0%、80.0%。碱性磷酸酶活性在重度石漠化土壤中仅为无石漠化土壤的24.78%。因此,土壤养分含量和酶活性可作为反映不同程度石漠化土壤质量的重要指标。

喀斯特石漠化土壤中施用城市污泥的环境影响分析

城市污泥广泛用于土壤增肥,但其中的重金属、氮等污染物可能对土壤和地下水环境造成潜在影响。为探索污泥在喀斯特石漠化土壤中进行土地利用的可行性,分析了不同污泥质量分数的混配土壤重金属含量,以及熟化过程土壤淋溶液中重金属、氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的含量。结果表明:(1)当混配土壤中污泥质量分数低于50%时,混配土壤中重金属均不超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)的农用地污染土壤风险筛选值;但总Cd在混配土壤中污泥质量分数为50%~75%时超标7.8%~32.8%,总Zn在混配土壤中污泥质量分数为75%时超标6.8%。(2)污泥质量分数为75%、熟化30d时,淋溶液中总Cu超过《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)Ⅳ类标准,其他情况下各重金属均不超标;土壤熟化过程中,混配土壤淋溶液中氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮均不超标。污泥在石漠化土壤中进行土地利用时,建议污泥质量分数低于50%,熟化30d以上。

赤泥型地质肥的制备及对石漠化土壤基质条件的改良效果

以赤泥作为堆肥载体制备地质肥料,施加改良石漠化土壤,通过模拟设置不同雨强冲刷和雨量浸润条件,测试分析了横向界面和径向剖面结构土壤的颗粒组成、容重、团聚体及养分指标变化,对地质肥料的改良效果进行了立体化的评价分析。结果表明:赤泥基地质肥可有效增强石漠化土壤横径向界面抗雨水冲刷和下渗侵蚀能力,在15~90 mm/h雨强条件下,土壤横向流失率降幅可保持在19.49%~72.20%,土壤黏粒降幅小于20%,OM、TN、TP等各营养指标降幅率最低至3.89%。0~20 cm表层土壤容重由1.18 g/cm3逐级降至0.86 g/cm3,水稳性团聚体量由45.33%增加至75.57%,在1 000~3 000 mm雨量浸润侵蚀条件下,径向剖面各层OM、TN、AP和AK等营养指标下渗率均明显降低,整体流失率最低至2.86%。红外特征分析显示,地质肥中多种营养有机基团特征吸收峰强度显著增强,赤泥地质肥粒料多孔结构有助于营养基质的载留附着。综合考虑土壤物化指标流失率趋势特征及土层构造影响等因素,赤泥基地质肥15%施加量对研究区石漠化土壤的改良效果最佳。

云南石漠化地区土壤性质分析

为了客观评价云南省不同地区石漠化土壤的理化性质,为不同石漠化地区植被恢复提供理论依据,采集昆明、宜良、弥勒、建水和文山5个典型的石漠化地区土样,对其进行土壤粒度、理化性质和元素组成分析。结果表明:石漠化地区的土壤主要以砂粒、粉粒为主,保水性差,抗旱力弱;石漠化土壤中有机质、N、P、K、速效P、速效K的含量低,土壤肥力差;石漠化土壤矿化严重,矿质元素含量高,土壤风化程度低,可溶性钙镁和不可溶性钙镁含量高,不适于植物生长。云南省昆明、宜良、弥勒、建水、文山5个典型石漠化地区的土壤理化性质有所差异,但是差异不显著,几个典型石漠化地区可以采取相似的植被恢复模式。

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。

不同粒径生物质炭对石林石漠化农地土壤氮磷流失的影响

研究旨在探究生物质炭粒径变化及施用比例对石林石漠化农地土壤氮磷流失的影响,为筛选制备适宜石林石漠化地区的土壤调理剂和缓释肥料载体提供理论依据。选取粒径为0~1 mm(粉末炭)的稻壳炭、橡胶木炭、竹炭和粒径1~3 mm(颗粒炭)的竹炭,每种生物质炭设置3个处理梯度(按炭土比1%、3%、5%添加),外加无生物质炭添加对照CK,共13个处理,进行盆栽和淋溶试验。研究表明:不同原材料的生物质炭都能减少土壤下渗水量和氮磷流失,生物质炭的总氮减排效果优于总磷;粉末炭的保水效果和氮磷减排效果均优于颗粒炭,粉末竹炭的总氮总磷减排率分别为15.9%~26.1%和8.9%~19.9%,颗粒竹炭的分别为5.1%~21.3%和5.3%~14.3%;除颗粒竹炭以3%最优,其余生物质炭对总氮、总磷的减排率均以5%为最优;5%的橡胶木炭无论是在提高人参果植株干重方面,还是保水和氮磷减排方面效果均最佳,橡胶木炭是最适宜石林石漠化农地的土壤调理剂和缓释肥料载体。