Effect of Heavy Metal Pollution on Potassium Behavior in Typic Udic Ferrisol

The indirect influence of heavy metal contamination of soil on nutrient availability, an important aspect of soil quality, may need to be taken into consideration when determining overall effects of heavy metals. A laboratory experiment was performed to study the effects of combined pollution of Cu, Ph, Zn and Cd on soil K status as indicated by chemical fractions, adsorption-desorption and quantity/intensity (Q/I) relationship of K in a Typic Udic Ferrisol (generally called red soil), by employing uniform design and single factor design. Compared to the control, content of exchangeable K was decreased, but that of soluble K increased in the samples contaminated with heavy metals. Due to heavy metal pollution, potassium adsorption was reduced by 5% to 22%, whereas the desorption percentage of adsorbed K increased by 2% to 32%. The Q/I curves shifted downward, potassium buffering capacity (PBCK) decreased, and equilibrium activity ratio values (ARoK) increased with increasing heavy metal pollution. These influences followed the sequences of Ph>Cu>Zn and combined pollution>single one. Displacement of K from canon exchange sites and decrease in soil CEC due to heavy metals should be responsible for the changes of soil K behaviours. The findings suggest that heavy metal pollution of soil might aggravate the degradation of soil K fertility by decreasing K adsorption and buffering capacity and increasing desorption.

Fate of Urea Applied to Peanut (Arachis hypogaea L.) on a Sloping Udic Ferrosol in Subtropical China

A field experiment was conducted to study the outcome of N using isotope-labeled urea with a peanut cropping system in a Udic Ferrosol on a 7% slope at the Ecological Experimental Station of Red Soil, Chinese Academy of Sciences. The micro-plots were designed in two sets with three replicates and four N treatments. An iron frame with its edge 10 cm above the ground was used to control soil erosion and runoff in set A, but in set B the upper edge of the frame was level with the ground. Randomly positioned 15…

Impacts of Choerospondias axillaris Growth on Acidity of Udic Ferrosols in Subtropical China

Changes in acidity of Udic Ferrosols, caused by growth of Choerospondias axillaris (Roxb.) Burtt et Hill, in comparison to wild grass, were investigated for pH distribution in the soil profile, exchangeable acidity, and cation status in the soil leachate of a simulated leaching experiment. Soils were sampled in profiles at 5 cm intervals to a depth of 100 cm. In the 15-60 cm layer the soils with 10-year old C. axillaris had significantly lower pH (P < 0.05), with the largest difference being 0.41; and in…

有机物料深混还田对棕壤孔隙结构及玉米产量的影响

土壤孔隙结构在土壤水分和物质运移过程中起着重要作用,开展不同耕作方式和有机物料还田下土壤孔隙结构研究,可为耕地质量评价提供理论依据。本研究于2018年开始,以辽宁南部棕壤为研究对象,以常规耕作(T15)为对照,分析了秸秆浅混还田(0~15 cm)(T15+S)、秸秆深混还田(0~35 cm)(T35+S)和秸秆有机肥配施深混还田(0~35 cm)(T35+SM)对土壤孔隙结构的影响。采集0~15 cm和15~35 cm土层原状土柱,采用CT扫描和图像分析技术,量化土壤孔隙参数,包括孔隙分布特征、>31μm孔隙总数、>31μm孔隙度、成圆率、欧拉数、各向异性和分形维数。结果表明,T35+S和T35+SM处理较T15处理田间持水量显著增加(P<0.05)。与T15处理相比,0~15 cm土层T15+S、T35+S和T35+SM处理>31μm孔隙总数分别显著降低了15.2%、54.4%和60.5%(P<0.05),>31μm孔隙度分别显著降低了26.9%、39.7%和55.1%(P<0.05),不同孔径孔隙数量也表现出显著降低。而在15~35 cm土层T35+S和T35+SM处理>31μm孔隙总数、孔隙度和不同孔径孔隙数量均较T15处理增加。有机物料深混还田改善了上下土层孔隙连通度,促使孔隙形状趋于规则,表现为与T15+S和T15处理相比,0~15 cm和15~35 cm土层下T35+S和T35+SM处理各向异性和欧拉数均显著降低(P<0.05)。与T15处理相比,不同处理玉米产量均显著增加,其中T35+SM处理最高,增产了10.4%(P<0.05)。0~15 cm土层>31μm孔隙总数、孔隙度和500~1000μm孔隙数量与产量相关性最大,分别达到了28.0%、32.2%和27.1%;15~35 cm土层500~1000μm孔隙数量与产量的相关性最大,达到了29.0%。因此,有机物料深混还田可改善土壤孔隙结构,增加土壤保水供水能力,提高了该地区农业生产能力,是较为理想的棕壤地力培育途径。

黑土土壤质量演变初探III——不同地区黑土主要微量元素状况及其评价

以不同地区黑土阳离子微量元素的全量及有效态含量变化为研究内容 ,重点讨论和评价了锌、锰、铜和铁的分布状况、变化规律和丰缺程度。研究结果表明 :公主岭、海伦和北安地区黑土全锌、全锰、全铜和全铁平均含量与1980年第二次土壤普查结果基本一致 ;有效锌、有效锰、有效铜和有效铁的平均含量都高于缺素的临界值 ,说明3个地区黑土中目前不会出现严重的微量元素缺乏的现象。除北安地区有效铜含量低于1980年第二次土壤普查结果外 ,其他地区微量元素有效含量都有所提高 ,一般顺序为 ,公主岭<海伦<北安。黑土中微量元素与其他理化形状之间的相关性在不同地区表现不同 ,但有效锌、有效铜和有效铁含量与黑土中有机质含量之间存在一定的正相关。因此 ,在目前情况下 ,黑土中有机质水平可以基本上反映出微量元素的丰缺程度。

镉污染对红壤和潮土微生物的生态毒理效应

以土壤微生物生物量碳(Cmic)、土壤酶活性及微生物多样性为微生物学指标,以0.01mol·L-1CaCl2作为Cd有效态提取剂,以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28d的条件下探讨了外源Cd对土壤微生物的生态毒理效应。结果表明:1)不同培养时间潮土CaCl2提取态Cd含量均显著低于红壤,潮土微生物受到Cd的抑制作用也明显小于红壤。2)各微生物指标的敏感性不同,并受土壤类型和培养时间的影响,其中,脱氢酶的敏感性强于脲酶,微生物功能多样性指标中BiologEco板上每孔的平均吸光值(AWCD)的敏感性强于Shannon指数;Cmic、脲酶、脱氢酶、AWCD和Shannon指数均在红壤中更为敏感。选取的5个微生物指标对Cd污染都有良好的响应,均可作为Cd污染土壤微生物生态毒理实验中的测试指标。在土壤酶指标中,可优先选取脱氢酶作为测试指标。3)Cd对Cmic、土壤酶、微生物功能多样性的抑制作用存在时间效应。14dCd对Cmic的抑制作用大于28d,而对脲酶和脱氢酶的抑制作用小于28d。建议Cd污染土壤微生物生态毒理实验中将培养时间设置为28d或适当延长。4)28d时,红壤中Cd对Cmic、脱氢酶、脲酶、AWCD、Shannon指数的EC10分别为1.31、0.26、0.93、0.08、22.71mg·kg-1,而在潮土中分别为1.97、0.69、13.12、0.09、>200mg·kg-1。

长期施肥后简育湿润均腐土中磷素形态特征的研究

对黑土(简育湿润均腐土)长期定位施肥15年后土壤磷素形态进行分析研究。结果表明:土壤中积累的Al-P、Ca2-P量与施磷量成正相关;只施NK能促进植物对Ca8-P的吸收;闭蓄态磷(Oc-P)含量均较低。施磷肥能增加黑土Fe-P含量,却未能增加Ca10-P含量。黑土各形态无机磷的含量大小顺序为:Fe-P>Ca10-P>Al-P>Ca8-P>Ca2-P>Oc-P。施磷能增加土壤中有机磷(O-P)的含量,但不能增加土壤有机质含量。土壤有机质含量均有不同程度的下降。本试验黑土中施入N 112.5 kg hm-2a-1和P 20 kg hm-2a-1能保持土壤中无机磷(I-P)平衡。

农林复合系统中物种间水肥光竞争机理分析与评价

低丘红壤农林复合系统被认为能通过引入树木而利用土壤深层水分及防治水土流失，从而作为亚热带地区应对季节性干旱的有效利用方式。然而，复合也可引起光能、水分和养分的竞争，导致农作物减产。通过作物生长量的测定、利用多年监测的土壤水文数据、15N微区试验及光合有效辐射的测量，综合探讨了南酸枣-花生复合系统引起的物种间水肥光的变化；通过其交互作用形成的协同，竞争关系分析，较为全面地评价了农林复合系统水肥光竞争特征。研究表明：低丘红壤上南酸枣与花生复合，促进了南酸枣生长，却减小了20％～50％的花生产量和生物量。其原因不单是南酸枣遮荫引起复合花生光合有效辐射减弱，还与水、肥竞争有关。复合系统在旱季加大利用50～100cm土层土壤水分，从而缓冲了干旱造成的影响；但南酸枣与花生间作系统也存在着一定的水分竞争。复合使得南酸枣能够利用施于花生区及淋失到60cm深处的养分，提高了养分的利用率；但同时也导致养分的竞争并影响花生的生长。在花生产量、生物量受复合南酸枣竞争影响因子中，以光最大、养分其次、水分最小。农林复合系统水肥光交互作用因其组分类型与时空配置而异，需从生态、经济、社会效益方面对复合模式加以优化。

低丘红壤花生南酸枣间作系统研究 IV.光能竞争与剪枝作用

农林间作导致间作花生区域光合有效辐射和花生产量的下降,而且花生产量与光合有效辐射呈极显著正相关,表明了光能竞争是导致农林间作花生产量下降的主要原因。2001年6月初剪枝后,5龄和9龄南酸枣间作系统花生相对光合有效辐射分别从5月份的79.2%和63.4%增加到88.7%和67.5%; 但随着南酸枣生长,5龄和9龄南酸枣间作系统中7月份的花生相对光合有效辐射又下降到80.8%和65.7%。2001年剪枝以后,5龄南酸枣和9龄南酸枣间作系统花生相对产量分别由2000年的64.1%和55.4%提高到68.2%和58.1%。这表明剪枝在短期内能在一定程度上减轻光能竞争,但仍然不能满足花生生长需要。

花生—南酸枣间作系统氮素利用研究

在低丘红壤花生—南酸枣间作系统中利用1 5N同位素示踪方法研究结果表明 ,5龄和 9龄南酸枣分别竞争利用了施用于花生的氮肥的 9 66%和 3 0 15 %。与单作花生系统相比 ,5龄和 9龄南酸枣间作系统中花生对表施氮肥的利用率分别下降 3 7 8%和 5 9 1%。间作 5龄南酸枣对模拟淋溶至亚表层土壤氮素的利用率非常低下 ,与花生单作相比 ,5龄南酸枣间作系统表施氮素土壤残留没有显著差异 ,其安全网作用不明显。随着树龄增加 ,南酸枣根系充当安全网作用的潜力被证实。 9龄南酸枣对模拟淋溶至3 5cm和 5 5cm深度土壤氮素的利用率分别为 3 3 79%和 14 74% ,与花生单作相比 ,其表施氮素在 0～ 60cm土层残留降低 2 4 1%。

不同类型紫色土土／气界面汞释放通量及其影响因素

运用动力通量箱与RA-915+汞分析仪联用技术,对重庆市3种类型紫色土的土/气界面汞交换通量进行了实地监测.结果显示,不同类型紫色土的土/气界面汞交换通量有一定差异,随着土壤pH值的增加,汞交换通量值增大,酸性紫色土平均通量值为(30.8±23.7)ng.m-.2h-1,中性紫色土为(34.9±25.7)ng.m-.2h-1,石灰性紫色土为(39.0±27.0)ng.m-2.h-1.土/气界面汞交换量受光照、气温、土壤温度和空气相对湿度等因素的影响,汞交换通量与光照、气温和土壤温度呈显著正相关关系,与相对湿度呈显著负相关关系,与大气压不相关.

汉江上游郧县一级阶地发育土壤的诊断层特征及分类

阐明秦岭南侧北亚热带环境中黄土母质上发育土壤的诊断层特征及其分类意义。选择位于汉江上游郧县前坊村一级河流阶地土壤剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、元素、矿物及结构进行了研究。结果表明,汉江河谷分布的土壤具有A-AB-Bt1-Bt2-BC-C剖面形态特征;Bt层具有"黏化层"的标志,并呈现黏磐的诊断特征,其黏化程度与中国典型黏磐湿润淋溶土有良好的可比性;黏土矿物以伊利石为主,少量高岭石,风化程度处在脱钙作用的后期阶段,尚未出现显著的富铝化作用,达到中等风化强度;土壤类型可归为黏磐湿润淋溶土。

南亚热带丘陵湿润铁铝土结构退化及其机理

本文探讨了南亚热带丘陵湿润铁铝土结构退化过程特征及其机理。结果表明，与地带性自然植被下丘陵湿润铁铝土比较，次生植被或人工植被下丘陵湿润铁铝土结构退化现象明显。表现在表土砂化，即砂粒含量相对增加，粘粒含量相对减少；土壤结构稳定性下降，主要体现在较大粒径水稳性团聚体减少；土壤孔隙性变差，主要体现在容重增加和较大孔径的孔隙减少。对自然湿润铁铝土而言，容重增加、较大孔隙减少更为明显；对耕型湿润铁铝土而言，土壤结构稳定性下降，表土砂化更为突出。数理统计分析结果表明，养分贫瘠化，特别是有机质减少，是丘陵湿润铁铝土结构退化的主要内在因素。

低丘红壤花生南酸枣间作系统研究 Ⅲ.土壤水分

红壤水分含量随土壤深度而增加为农林间作的水分协同利用提供了可能。但土壤水分动态结果表明农林间作不会改善表层土壤水分状况。南酸枣在干旱季节主要通过吸收深层次土壤水分,与间作花生对表层土壤水分的竞争也不剧烈。与单作南酸枣相比,间作系统中南酸枣种植带土壤水分含量较低。这表明农林间作对土壤水分的影响不是促进间作南酸枣生长、抑制间作花生生长的主要原因。

长期不同植被覆盖和施肥管理对黑土活性有机碳的影响

【目的】阐明长期不同植被覆盖与施肥管理后,同一地块的黑土的总有机碳(TOC)、活性有机碳的变化。探讨黑土可持续利用的土地管理模式。【方法】第一个田间试验开始于1985年,研究不同植被覆盖(裸地、草地、耕地)下的黑土活性有机碳的含量和分布变化。第二个田间试验开始于1993年,研究了不同施肥处理(无肥对照(CK)、氮磷(NP)、氮磷配施有机肥(NPOM))对活性有机碳变化的影响。【结果】不同植被凋落物和根系分泌物及长期不同施肥管理均对黑土活性有机碳的形成产生明显的影响。与1985年相比,裸地TOC和全氮(TN)分别下降11.2%和15.3%,草地TOC和TN分别增长13.2%和5.8%,耕地TOC增长1.1%,而TN下降15.5%。与裸地相比,耕地和草地轻组有机氮分别增长13.9%和46.2%,轻组有机碳增长36.48%和62.0%。不同植被下热水浸提有机碳和高锰酸钾氧化碳总量的顺序为草地>耕地>裸地。在第二个试验中,施加有机肥能使TOC和TN分别增加了25.5%和18.6%。与对照相比,有机肥和氮磷肥的配施,使轻组有机氮分别增加了126.7%和12.17%,轻组有机碳增加了125.14%和17.14%。与对照和施氮磷肥相比,施加有机肥使颗粒有机氮分别增加了49.8%和23.2%,颗粒有机碳增加了6.5%和29.9%。高锰酸钾氧化有机碳和热水浸提有机碳含量的顺序为CK<NP<NPOM。【结论】草地与氮磷配施有机肥处理均有利于土壤TOC及活性有机碳的积累。

多氯联苯对我国土壤微生物的生态毒理效应

作为持久性有机污染物(POPs),多氯联苯(PCBs)一旦进入土壤将长期存留并对土栖生物产生潜在危害。土壤微生物是土壤生态系统重要组成部分,研究外源PCBs对土壤微生物的生态毒理效应,筛选出指示PCBs污染的敏感指标并获取可靠的生态毒理数据十分重要。研究以江西红壤和天津潮土为供试土壤,在室内25℃连续培养28 d的条件下进行了生态毒理实验,选择了微生物量碳、呼吸强度、代谢熵、硝化作用、脱氢酶活性、脲酶活性和微生物群落功能多样性为微生物指标。结果显示:1)在28 d培养时间内,多氯联苯(PCBs)的毒性作用随培养时间的延长而增强,且在红壤中的毒性作用强于在潮土中,表明PCBs对土壤微生物的毒性作用存在时间效应并受土壤性质的影响。2)各微生物指标的敏感性不同,微生物量碳、脲酶活性和微生物功能多样性对PCBs污染反应不够敏感,而土壤呼吸强度、代谢熵、硝化作用和脱氢酶活性对PCBs污染反应敏感。3)14 d时,红壤中PCBs对脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为1.20、3.18和1.09 mg·kg-1,而在潮土中分别为6.31、4.73和>50 mg·kg-1;28 d时,红壤中PCBs对硝化作用、脱氢酶活性、呼吸强度和代谢熵的EC10值分别为2.32、0.77、0.51和0.71mg·kg-1,而在潮土中分别为5.91、1.65、3.00和>50 mg·kg-1。综合考虑经济和实际需要等因素,建议将呼吸强度、硝化作用和脱氢酶活性作为PCBs污染土壤生态毒理评价中的首选敏感指标,并建议培养时间设置为28 d。

低丘红壤花生南酸枣间作系统研究 V.水土保持

降雨分配不均，特别是暴雨是造成低丘红壤水土流失的重要原因：红壤开垦农用后，地表径流减少，土壤侵蚀增加；减少水土流失并不是复合农林间作的内在属性，而取决于复合农林系统的管理措施。与南酸枣单作系统相比，花生系统地表径流减少50％～60％，土壤侵蚀增加247％～352％。与花生单作系统相比，5龄南酸枣花生间作和9龄南酸枣花生间作系统地表径流量分别减少21％和6％，土壤侵蚀量分别减少11％和23％。但是，就单位花生种植面积而言，花生南酸枣间作与花生单作处理之间水土流失并没有显著性差异。

北京妙峰山低山森林土壤系统分类的研究

该文以诊断层和诊断特性作为土壤分类的基础，研究了北京妙峰山低山森林土壤的分类问题．研究结果表明，根据１９９５年《中国土壤系统分类》（修订方案），该土壤属雏形土纲，湿润雏形土亚纲，简育湿润雏形土类．

复合改良剂对土壤田间持水能力的影响

土壤水是作物生长和生存的物质基础,土壤田间持水能力是土壤生产力的重要指标。为了提高土壤的田间持水能力并对农业剩余物秸秆进行资源化利用,设计了以秸秆、膨润土及PAM按照不同的配比开发出新型复合改良材料,通过田间试验研究了改良材料对四川省宜宾市三种主要土壤类型的田间持水能力的影响。

土壤湿度和浇水对紫色土土/气界面汞释放通量的影响

以重庆市的主要耕作土壤——紫色土为研究对象,用动力通量箱与RA-915+汞分析仪联用技术,通过室内模拟实验研究土壤湿度和浇水对紫色土土/气界面汞交换通量的影响.结果表明,加入外源硝酸汞的土壤汞交换通量大于加入硝酸亚汞的土壤汞交换通量,对照土壤的汞释放通量最小.随着土壤含水量的增加,土/气界面汞交换通量有增加的趋势,在土壤湿度接近土壤饱和含水量的60%时达到最大,但随着土壤湿度的继续增加,汞通量急剧下降.浇水对土/气界面汞交换通量也有较大的影响,当向土壤中均匀加水后,土壤中汞的释放量急剧下降,下降幅度达到42.4%—73.5%;水分在土壤中混合均匀后,土/气界面汞释放量又逐渐增加,约2—3 h后,汞释放通量才会达到或超过加水以前的水平.