长期轮作施肥对菜田土壤pH值的影响及灰色预测模型研究

为探讨长期轮作施肥对菜田土壤pH值变化特征的影响,在闽东南蔬菜主产区连续进行7年四季豆-芥菜-早稻/豇豆轮作结合推荐施肥/习惯施肥模式的一年三熟制定位试验。根据试验年限内土壤pH实测值,构建土壤pH值变化灰色预测模型,分析不同轮作施肥模式对土壤pH值的影响及其变化趋势。结果表明,在7年定位试验期间,菜-菜-稻轮作结合推荐施肥处理(VR+RF)的土壤pH均值为5.24,显著高于菜-菜-菜连作结合推荐施肥(VV+RF)或习惯施肥(VV+FP),但与菜-菜-稻轮作结合习惯施肥处理(VR+FP)无显著差异。TPGM(1,1)灰色模型分析显示,VR+RF处理的土壤酸化速率均值为0.065个pH/年,但VV+RF、VR+FP和VV+FP三个处理的土壤酸化速率均值分别是VR+RF处理的2.077、1.215和2.231倍。灰色预测还表明,未来5年菜-菜-稻轮作结合推荐施肥和习惯施肥土壤pH均值将比基础土壤分别下降0.56和0.67个pH单位;菜-菜-菜轮作结合推荐施肥和习惯施肥土壤pH均值则将比基础土壤pH值分别下降1.05和1.13个pH单位。综上,菜-菜-稻轮作结合推荐施肥的生产模式是减缓当地菜田土壤酸化的有效耕作管理措施,对菜田土壤培肥具有重要生产价值。本研究结果为耕地土壤酸化改良提供了科学依据。

重庆渝东北植烟区土壤交换性钙镁与土壤属性的关联特性研究

为明确重庆渝东北植烟区土壤中交换性钙、镁养分状况与土壤属性的关联特性,为烟区养分管理提供参考依据,利用GPS定位技术在渝东北植烟区采集了1092个代表性土壤样品,对巫溪、巫山、奉节、万州、涪陵和丰都6个区县植烟土壤交换性钙和交换性镁含量分析,同时与其他土壤属性进行关联分析。结果表明:重庆渝东北植烟土壤交换性钙、镁含量丰富,其平均值分别为10.85 cmol/kg和1.79 cmol/kg,但也存在缺乏现象,且区域分布不均衡。总体来看,土壤交换性钙缺乏(<6 cmol/kg)占比28.30%,土壤交换性镁缺乏(<1.0 cmol/kg)占比42.75%。涪陵县与丰都县的土壤交换性钙、镁缺乏最严重,占比分别为40.00%和55.00%。丰都县与万州区土壤交换性钙、镁含量最适宜烤烟种植,占比分别为42.00%和36.61%。母质是影响土壤交换性钙、镁含量的重要因素,二叠系泥灰岩发育形成的土壤交换性钙、镁含量较高,侏罗纪紫色砂岩含量最低。植烟土壤pH、阳离子交换量与交换性钙、镁存在显著正相关关系,而土壤交换性酸总量与二者呈显著负相关,交换性钙镁缺乏是引起烟田酸化的主要原因。1~2 mm与<0.25 mm粒径团聚体是引起土壤交换性钙、镁分异的关键因子,应当促进粒径>2 mm的土壤大团聚体的形成。本研究可为重庆渝东北地区植烟土壤交换性钙、镁养分管理提供科学依据。

丛枝菌根真菌提高植物耐酸碱能力及改善土壤pH应用潜力

土壤酸碱度是影响植物正常生长的一个重要因素,土壤过酸或过碱都会对植物生长造成严重的影响,危害粮食作物的生长。中国人口众多,需要足够多的耕地种植粮食以供人民需求,但大量的耕地受到土壤酸化和盐碱化的危害,需要将酸化和盐碱化土壤转变为可以利用的耕地,如何改善土壤酸碱度已成为土地可持续利用的技术瓶颈。丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)能与陆地上大多数植物形成菌根结构,促进植物对营养的吸收,同时分泌一些次生代谢产物调控土壤pH。鉴于AMF的良好应用前景,笔者通过AMF能够提高宿主生物量、光合作用、抗氧化酶活性,促进植物对土壤养分吸收等角度,阐述了AMF提高宿主的耐酸碱能力;从AMF能够影响植物分泌次生代谢产物、土壤微生物群落结构、土壤酶活、土壤中养分固定和土壤中金属分配等角度,阐释了AMF调节土壤pH的作用机制。同时,对AMF在今后的应用进行了展望,以期通过菌根生物技术有效改善土壤质量,并为解决土壤过酸或过碱导致的粮食减产等问题提供思路。

红壤丘陵区市域设施菜地土壤肥力评价及其空间分布特征——以江西赣州为例

于2021年采集了赣州市设施菜地耕层(0~20 cm)235份土壤样本,测定了其土壤pH值、电导率、全氮、碱解氮、有机质、速效钾、有效磷等理化性质。结果表明:设施菜地耕层土壤的pH值平均值为5.3(3.7~6.9)、电导率为329.0(25.9~1889.0)μS/cm,土壤养分指标全氮、碱解氮、有机质、速效钾、有效磷含量分別为1.5(0.4~2.9)g/kg、139.2(42.7~319.1)mg/kg、26.8(10.0~42.2)g/kg、250.0(32.9~763.9)mg/kg、53.6(14.5~171.1)mg/kg,土壤综合肥力指数为1.51(0.78~2.34)。在土壤pH值方面,有64.2%的样本处于强酸或酸性水平,仅赣南东北区域的土壤酸化程度相对较轻;在电导率方面,有86.8%的样本为低盐度及以下水平(<600μS/cm),土壤全氮、碱解氮、有机质、速效钾和有效磷的样本处于中等及以上含量水平分别有83.0%、88.1%、79.6%、67.7%和48.9%,其中,土壤有效磷在赣南西北部和东北部较大区域处于低或较低的含量水平;土壤综合肥力指数的样本为中等、肥沃水平分别有83.8%、15.7%。综上,赣南设施菜地土壤全氮、碱解氮和有机质总体较为丰富且盐渍化风险低,但酸化较为严重,有效磷有所亏缺,速效钾因区域而异,土壤综合肥力中等,应加强各土壤理化因子的协同提升。

保护地土壤酸度特征及酸化机制研究

在辽宁省沈阳市于洪地区采集保护地及其相邻露地旱田土壤样品,测定土壤交换性酸、交换性盐基离子组成和土壤pH,研究保护地土壤酸化特征以及土壤pH与潜性酸、交换性盐基的关系。结果表明:(1)建成保护地栽培蔬菜后,保护地土壤酸化趋势明显,土壤交换性酸(交换性H^+和Al^(3+))呈上升的趋势,土壤pH随着交换性酸的增多而降低;Al^(3+)在交换性酸中所占比例随交换性酸总量增加而增大,随有机质含量增加而减小;H+在交换性酸中所占比例则呈相反的变化趋势。(2)保护地各土层土壤交换性盐基总量较露地相应层次土壤均有所增加,其中交换性Mg^(2+)、K^+、Na^+含量均高于露地,而交换性Ca^(2+)含量变化不明显;保护地各土层土壤交换性Mg^(2+)、K^+、Na^+饱和度较露地相应层次土壤均有所增加,但盐基饱和度、交换性Ca^(2+)饱和度下降明显。(3)土壤pH与交换性酸、非交换性酸含量呈极显著负相关,而与盐基饱和度呈极显著正相关,且主要受占优势的交换性Ca^(2+)制约。

保护地土壤盐分积累及其离子组成对土壤pH值的影响

在沈阳市于洪地区采集保护地土壤样品,测定土壤盐分含量、离子组成和土壤pH值,研究保护地土壤盐分积累及其与土壤pH值变化的关系。结果表明:(1)保护地土壤的盐分含量和电导率均明显高于露地土壤,露地土壤平均盐分含量为0.29 g/kg,改为保护地10年左右土壤的平均含盐量上升至1.56 g/kg,相应的电导率(EC)值达到0.53 mS/cm,已超过作物的生育障碍临界点(EC>0.50 mS/cm);(2)保护地土壤酸化趋势明显,建成保护地栽培蔬菜6年,土壤pH值从6.5降低至5.5以下,超过了蔬菜出现生理障碍的临界土壤pH值(5.52),保护地土壤酸化与土壤的次生盐渍化已成为限制当地保护地生产可持续发展的重要因素;(3)保护地土壤NO3-、SO42-、Cl-和Ca2+、Mg2+、K+、Na+等盐基离子含量均较露地土壤大大增加,但HCO3-低于露地土壤或与露地土壤持平,NO3-、SO42-数量与土壤pH值下降关系密切,Ca2+、Na+在全盐中的相对比例下降也是导致土壤pH值下降的重要原因。

长期施用有机肥对减缓菜田耕层土壤酸化的影响

高投入、高产出、集约化的现代农业生产中土壤酸化问题频频发生,连年大量施用氮肥及不合理的氮肥配施导致土壤pH下降明显,是造成土壤酸化的主要原因之一。采取有效的施肥措施来控制土壤酸化对提升农田质量具有重要意义。为此,通过10年定位试验对不施肥(CK)、有机肥(M)、推荐施肥(R)、增施氮肥(R+N)、增施磷肥(R+P)等5种处理的不同施肥措施进行土壤耕层酸化的研究。结果表明:10年后,土壤耕层酸化顺序为增施氮肥>增施磷肥>推荐施肥>不施肥=有机肥处理。长期过量施用氮肥导致菜田耕层土壤中H+含量增加、pH显著降低、电导率(EC)显著升高(P<0.05)。尤其在施肥3—5 a间土壤pH值出现明显降低。R、R+N、R+P处理与CK和M处理相比pH值、pH变化量、pH年均变化率均显著降低(P<0.05),说明CK和M处理对土壤的pH值降低有一定的缓冲作用。ω(C)/ω(N)升高的处理(CK、M、R)比ω(C)/ω(N)下降的处理(R+N、R+P)pH下降程度慢,即ω(C)/ω(N)升高,有利于减缓耕层土壤酸化。长期施用有机肥(牛粪)可显著减少(P<0.05)菜田耕层土壤NO3−-N与NH4+-N的累积量,增加有机质含量,从而减缓耕层土壤酸化作用。R、R+N、R+P处理NO3−-N与NH4+-N的累积量是M处理的1.27—2.87倍,而M处理的耕层土壤有机质含量是R、R+N、R+P处理的1.25—1.45倍。施氮量是影响菜田耕层土壤酸化的主要环境因子(P<0.05),施氮量与EC呈正相关,而与pH呈负相关;有机质与pH呈正相关,而与EC呈负相关。

保护地蔬菜栽培对土壤盐分积累及pH值的影响

对辽宁省沈阳市于洪地区保护地土壤盐分含量及其离子组成和土壤pH值进行测定分析,研究保护地蔬菜栽培对土壤盐分和土壤pH值的影响。结果表明,保护地土壤的盐分含量和电导率均明显高于露地土壤,露地土壤平均盐分含量为0.29 g/kg,露地改为保护地10年左右土壤的平均含盐量上升至1.56 g/kg,相应的EC值达到0.53 mS/cm,已超过作物的生育障碍临界点(EC>0.50 mS/cm)。保护地土壤酸化趋势明显,建成保护地栽培蔬菜6年,土壤pH值从6.50降低至5.50以下,超过了蔬菜出现生理障碍的临界土壤pH5.52。保护地土壤NO3-,SO42-,Cl-和Ca2+,Mg2+,K+,Na+等盐分离子含量均较露地土壤大大增加,但HCO3-则低于露地土壤;保护地土壤pH值的下降与NO3-,SO42-,Cl-的大量积累关系密切,而全盐中Ca2+,Mg2+,Na+相对比例的下降在土壤pH值下降的过程中也起着重要作用。

淋洗状态下保护地土壤pH与盐分含量及其组成关系的研究

以沈阳地区酸化比较严重的保护地土壤为研究对象,采用淋洗模拟试验的方法,通过测定淋洗后土壤pH值和全盐量、淋洗出的盐分离子含量,研究了土壤pH值与离子组成、含量之间的关系。结果表明:①土壤pH值与土壤全盐含量呈显著负相关关系,即土壤pH值随土壤全盐量的降低而逐渐增加,但盐分的减少对土壤pH的影响在淋洗后期明显大于前期;②土壤pH值与阳离子、阴离子的组成即相对比例有关,其中与K+和其他4种阴离子呈曲线负相关关系,与另外3种阳离子呈直线负相关关系,且相关性均达到极显著;③随着淋洗次数的增加,NO3-、SO42-等离子含量在全盐含量中所占比例而不断下降,与此同时土壤pH值却在不断的上升,而Ca2+、Na+等盐基离子在全盐中的相对比例的上升也是导致土壤pH值上升的重要因素。

三峡库区紫色土坡地土壤粗骨沙化和酸化特征

土壤侵蚀是三峡库区紫色土坡地土壤退化的主因,并由此造成土壤粗骨沙化和酸化。利用土地特性系列比较法,通过野外调查和室内分析相结合,研究了三峡库区紫色土坡地土壤退化特征,结果表明:(1)与未退化样地相比,不同利用方式和不同坡度段土壤粗化现象明显,表明它们存在不同程度的侵蚀退化。各土地利用类型pH值均有所减少,表征该研究区紫色土向酸性方向发展,特别是园地和菜地。(2)不同利用方式下土壤沙化程度由高到低的顺序是:荒地>建设用地>耕地>草地>林地>菜地>园地。(3)不同坡度段紫色土坡地土壤沙化程度基本随坡度的增加而增大,但>30°坡度段土壤沙化最轻。(4)不同利用方式和不同坡度段土壤粘粒、有机质、全N、碱解氮、全P、速效P、全K、速效K、阳离子交换量、pH值及微量元素之间存在着明显的相关性。

南方典型红壤区旱地与水田土壤酸度的剖面差异性

为探明红壤区不同耕地利用类型下土壤酸度的剖面变化特征及其主要影响因素,选取江西省余江县和湖南省祁阳县的典型水田、旱地两种耕地利用类型下、第四纪红色黏土母质发育的红壤,分5层(0~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm)测定土壤pH、交换性铝、交换态盐基阳离子及有机质含量等指标,分析剖面酸度特征及其相互关系。结果表明:土壤pH均随土层深度的增加呈增加趋势,不同耕地利用类型下以水田剖面p H较高,范围为5.80~6.43,旱地剖面p H较低,范围为4.68~5.41。土壤交换性铝含量以水田含量较低,范围为0.16~1.56 cmol/kg,旱地的含量较高,范围为4.22~7.02 cmol/kg,水田的交换性铝含量随土层深度的增加呈降低趋势,旱地则呈现相反的变化趋势。0~20 cm土层的交换性铝与有机质含量呈显著负相关,40~100 cm土层的交换性铝与交换态盐基阳离子含量呈显著负相关。耕地利用类型是影响土壤酸度的主要因素之一,旱地土壤酸度强于水田。增加耕层土壤有机质含量可能是减缓酸化、降低交换性铝含量的策略之一。

辽宁地区保护地土壤酸化现状研究

以采集于辽宁省朝阳市、铁岭市、沈阳市于洪区、沈阳市东陵区、丹东市5个地点的蔬菜保护地及其相邻露地旱田土壤样品为研究对象，研究测定了不同采样地土壤的酸化现状。结果表明：辽宁省朝阳市、铁岭市、沈阳市东陵区、沈阳市于洪区地表层土壤pH值由露地改为保护地种植蔬菜后均呈显著下降趋势（P〈0．05），土壤pH平均值分别比相应露地降低了0．96、0．69、1．05、0．75个单位；而丹东市保护地土壤pH值平均值为5．93，比露天蔬菜土壤提高了0．46个单位，但差异不显著，说明随种植年限的增加，保护地土壤的pH值呈持续下降趋势；朝阳市、铁岭市、沈阳市东陵区、沈阳市于洪区保护地土壤的pH值均随土层深度的增加而增加，土层越深越接近露地土壤的pH值，表层土壤（0-20cm）的pH值显著低于其下各土层的pH值（P〈0．05）；而丹东市保护地土壤0～80cm各土层的pH值表现出表层土壤高于深层土壤，即随着土层深度的增加，其pH值呈逐渐降低的趋势。

长期不同施肥模式对双季稻田土壤酸中和容量的影响

为探明南方双季稻区长期不同施肥处理下稻田不同耕层(0~10 cm和10~20 cm)土壤酸缓冲性能的变化特征,依托长期(36 a)施肥模式稻田(无肥(CK)、化肥(MF)、秸秆还田+化肥(RF)和30%有机肥+70%化肥(OM)),系统分析长期不同施肥处理下双季稻田0~10 cm和10~20 cm土壤酸中和容量(ANC)、酸缓冲容量(ABC)、酸瞬时缓冲容量(IAC)、铵态氮和硝态氮含量变化特征,及其土壤酸缓冲性能与土壤理化性质之间的相关性。结果表明,MF、RF和OM处理均有利于增加双季稻田0~10 cm和10~20 cm土壤ANC、ABC和IAC,其大小顺序均表现为OM>RF>MF>CK。与CK处理相比,OM处理稻田0~10 cm和10~20 cm土壤ANC和ABC分别增加36.78%,33.18%,18.67%,17.84%,IAC分别增加15.22%,14.02%。稻田0~10 cm和10~20 cm,MF处理土壤铵态氮含量均显著高于OM、RF和CK处理,MF处理分别比CK处理增加48.15%,51.09%;OM处理土壤硝态氮含量均显著高于RF、MF和CK处理,OM处理分别比CK处理增加204.73%,161.94%。各施肥处理稻田0~10 cm土壤ANC、ABC、IAC、铵态氮和硝态氮含量均高于10~20 cm。土壤ANC、ABC、IAC与土壤有机碳、全氮含量、电导率均呈显著的正相关关系;土壤ANC、ABC、IAC与土壤pH值、阳离子交换量均呈极显著的正相关关系。因此,长期采取秸秆还田、30%有机肥配施化肥措施是增强南方双季稻田耕层土壤酸缓冲性能的有效措施。

含硫及含氯化肥对湘南水田土壤酸度和养分有效性的影响

1990年5—11月,在湖南祁阳中国农科院红壤实验站水稻田布置田间试验,研究结果证实,在早稻和晚稻生长期间,与含氯化肥相比,施含硫化肥更能降低土壤pH而使土壤酸化,因而在南方水田施用含硫化肥时,必须和石灰及生理碱性肥相配合。同时,施含硫化肥能提高土壤有效性磷和钾的含量,增强土壤保肥与供肥能力。对大田水样中养分离子监测的结果表明,施含硫化肥减少钾离子的淋失;而施含氯化肥则减少硝态氮的淋溶,提高水田氮肥的利用率。

杭州龙井茶田土壤酸化过程分析

针对杭州龙井茶田土壤酸化趋势日益加重的现状,通过矿物表征、室内试验等技术方法,研究了茶田土壤酸性来源及产酸机制.在茶田现场采集6组20个土壤样品及对应岩样,茶田土壤pH稳定在4左右;通过XRD和XRF对土壤样品和岩石样品中的化学成分和矿物成分进行测定,结果显示茶田土壤中的常规阳离子含量远低于全国土壤元素丰度值;土壤和岩样动态淋滤试验结果表明,土壤酸性类型为HNO3和H2SO4,基岩风化过程中产生的Ca2+含量较大,且易发生淋溶,土壤成土后K^+、Ca^2+、Na^+、Mg^2+等盐基阳离子淋失快且淋失量大,是造成酸化的主要原因.茶树在多年种植条件下,由于盐基阳离子淋失,使得土壤盐基饱和度降低,从而导致土壤缓冲能力降低,造成土壤酸化.

浙江省红壤丘陵区旱地与水田土壤肥力的比较研究

利用近期调查的耕地地力数据,比较研究了浙江省红壤丘陵区旱地与水田土壤肥力的差异。结果表明:红壤丘陵区旱地与水田土壤均呈现显著的酸化,两者pH值低于5.5的土壤比例均在60%以上,且旱地的土壤酸度大于水田;两种利用方式土壤的有机质和全氮平均含量均属中下水平,且水田的土壤有机质和全氮平均含量分别比旱地高17.05%和7.45%;旱地的土壤有效磷和速效钾平均含量分别比水田高82.61%和58.79%;与自然红壤相比,水田的土壤有机质、全氮、有效磷含量和pH值呈现上升趋势,速效钾含量呈现显著的下降,而旱地的土壤全氮、有效磷和速效钾含量呈现上升趋势,有机质含量和pH值呈现下降。

不同灌溉方法下保护地土壤盐分分布特征的研究

通过渗灌、滴灌、沟灌3种灌溉方法对保护地土壤pH、全盐含量及水溶性离子组成的影响,探讨了3种灌溉方法在保护地土壤酸化、盐化过程中的演化规律。结果表明:渗灌、滴灌、沟灌:3种处理方法中滴灌处理比渗灌处理和沟灌处理效果更好,表层水溶性盐分和硝酸盐积累较轻,酸化较轻,有利于土壤环境的可持续性发展和有效地保护土壤资源。

保护地土壤酸缓冲性能研究

在辽宁省沈阳市于洪地区采集保护地土壤样品,用模拟的方法绘制酸缓冲曲线,测定酸害容量及酸害强度,对土壤的酸缓冲性能进行深入研究,探讨土壤的酸缓冲性能随保护地栽培年限的变化,结果表明:保护地种植年限越长,土壤pH值越低,土壤酸害容量(达到植物受害pH值所需要的酸)越小;达到植物受害pH值时所需要的酸越少,越容易对作物产生酸害。不同种植年限保护地土壤和露地土壤的酸缓冲曲线相似,但斜率各不相同。露地土壤酸缓冲曲线斜率绝对值最大,加入等量酸后pH下降幅度最大,即土壤酸害强度(土壤对酸的承受能力)越小;而作为保护地种植年限越久,酸缓冲性能曲线斜率绝对值最小,加入等量酸后土壤pH下降的越慢,土壤酸害强度越大。土壤酸害强度与有机质含量及阳离子交换量均呈极显著的正相关关系。

烟田土壤酸化现状及修复技术探讨

近年来,由于多种因素的影响,土壤酸化已越来越严重,对作物的生长发育以及最终产量、品质的形成均造成了不利影响。本文综述了酸化土壤的成因及其对烟草根系环境、生长发育、产质量形成的影响,并从合理施肥、应用土壤改良剂以及多种农业措施等方面总结了酸化土壤的改良和修复方式。

周宁县水田土壤酸化原因及改良措施

调查了周宁县水田土壤p H值现状,分析土壤酸化的原因,并总结了改良酸化土壤的技术措施。