灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响

【目的】研究沟灌、渗灌、滴灌3种灌溉模式下,保护地土壤可溶性有机碳和微生物量碳在剖面中的分布特征。【方法】灌溉模式设沟灌、渗灌、滴灌3种,进行长达10年的长期定位灌溉试验。对长期定位灌溉试验保护地分层采集土壤样品,测定土壤总有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量,分析其剖面分布特征。【结果】土壤总有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量均呈表层土壤最高、随土层深度增加而降低的分布趋势;但灌溉模式间差异明显,土壤总有机碳含量在0—10cm、80—100cm土层为沟灌>渗灌>滴灌,10—80cm土层为渗灌>沟灌>滴灌;在0—100cm剖面各层,可溶性有机碳含量均为沟灌>滴灌>渗灌,微生物量碳为滴灌>沟灌>渗灌。可溶性有机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在4.98%—12.87%和1.48%—2.82%之间,其占总有机碳的比率均为滴灌>沟灌>渗灌。土壤可溶性有机碳、微生物量碳与土壤总有机碳含量呈显著的正相关关系。【结论】沟灌有利于土壤总有机碳、水溶性有机碳的积累,滴灌有利于微生物生物量碳的增加;渗灌相比较而言最不利于土壤有机质积累,不仅总有机碳含量低且水溶性含量占总有机碳的比例小。

东北地区不同水稻品种对Cd的累积特性研究

采用土培盆栽试验方法,以东北地区大面积种植的32个水稻品种为试验材料,在土壤中未添加和添加Cd(5mg.kg-1Cd)的条件下,研究水稻生长、籽粒产量和Cd在水稻植株不同部位的分配规律。结果表明,土壤中添加Cd后,多数水稻籽粒产量和植株总生物量下降,只有少数品种籽粒产量和生物量有所上升。Cd在水稻植株中的含量遵循根系>茎叶>颖壳>籽粒的规律,但从分配比例来看,土壤中未添加Cd时根系中Cd的分配比例较高,添加Cd后茎叶中Cd的分配比例明显增加。从稻米产量和质量安全角度综合考虑,认为越路早生(3号)品种为农业生产中较理想的种植品种,沈农265(1号)、农林315(30号)、屉锦(31号)、沈稻12(32号)品种可以在中轻度污染的农田土壤条件下种植,而千重浪-1(8号)、辽盐2(14号)、辽盐283(17号)、辽恢190(19号)以及吉03-2843(27号)品种尽量避免在污染土壤上种植。研究结果对东北地区镉污染稻田选择水稻品种,保障稻米安全具有重要意义。

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。

秸秆还田对半干旱区农田土壤养分含量及玉米光合作用的影响

为了提升和保育辽西半干旱区农田土壤质量,采用盆栽试验的方式探讨了不同处理方式、不同用量玉米秸秆还田对土壤养分含量的影响。结果表明,秸秆还田后,其土壤含水量比对照组提高了3%~7%;有机质含量比对照组提高幅度为1.9%~19%;全氮含量比对照组提高幅度为0.7%~14.4%;速效磷含量比对照组提高了2.51~14.75 mg/kg;速效钾含量比对照组提高了7.33~188.07 mg/kg;碱解氮含量比对照组提高了8.46mg/kg;净光合速率比对照组提高了3~11.03 CO2μmol/（m2.s）;秸秆还田可以缓解土壤碱化。

不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响

用测定有机碳矿化速率及土壤活性有机质含量变化的方法,探讨有机质含量与活性有机质含量的相关性,研究不同灌溉方法对保护地土壤有机质积累-矿化的影响。结果表明:在有机肥施入保护地土壤的90d内,有机碳矿化率沟灌为42.94%～47.19%,滴灌为48.51%～53.54%,渗灌为42.04%～45.77%,其大小顺序为滴灌>沟灌>渗灌;而同一灌溉处理有机肥有机碳矿化率为:2g·kg-1土>4g·kg-1土>6g·kg-1土>8g·kg-1土。活性有机质含量变化也因灌溉方式及有机肥用量而异,滴灌与渗灌处理的活性有机质含量变化趋势相似,沟灌则与滴灌、渗灌有较大差异;就有机肥用量而言,某一时间的活性有机质含量为:8g·kg-1土>6g·kg-1土>4g·kg-1土>2g·kg-1土。灌溉方式与有机肥用量对活性有机质含量的影响差异极显著,且灌溉方法与有机肥用量之间存在交互作用。

辽宁省设施土壤重金属Cd、Ni、As有效态含量及其影响因素的研究

为探讨不同种植年限、不同土层土壤中重金属有效态含量,采集136个辽宁省设施土壤及其相邻露地样品,分层测定了0～20cm和20～40cm土壤中有效态As、Cd和Ni的含量,并分析了影响其含量的因素。结果表明,设施土壤重金属有效态含量与其相邻露地土壤相比,各土层重金属有效态的含量均有所增加,且种植年限与3种重金属有效态的平均增量呈正相关。设施土壤pH值与有效态As呈正相关,与有效态Cd和Ni呈极显著负相关;有机质与有效态As和Cd均呈极显著的正相关,而与有效态Ni仅在20～40cm土层呈显著正相关。

不同灌溉方式对保护地土壤水稳性团聚体的影响

以相同方案在同一地块连续10年进行节水灌溉试验研究为基础,通过测定渗灌、滴灌和沟灌3种灌溉方法长期灌溉保护地土壤水稳性结构的变化,探讨了灌溉方法对土壤结构性的影响。结果表明:(1)滴灌能够提高0-15 cm土层土壤水稳性团聚体的含量和大小;渗灌则能够提高15-45 cm土层土壤水稳性团聚体的含量和大小。(2)土壤水稳性团聚体的含量(WSA)和平均重量直径(MWD)随土壤有机质含量的增高而增大。(3)从土壤团聚体角度考虑,保护地应优先选择滴灌,其次是渗灌。

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。

覆膜方式对辽西旱地农田土壤水热及玉米出苗率的影响

在辽宁省阜新县采用田间试验方法研究不同时期覆膜以及不同地膜覆盖率对旱地农田土壤水温变化规律和玉米出苗率的影响。结果表明：秋季覆膜和春季覆膜能够显著提高玉米春播时土壤0—15cm土层温度，且地膜覆盖率越高增温效果越明显，但在相同土层．相同覆盖率情况下，春覆膜与秋覆膜处理之间地温无明显差异。秋季覆膜和春季覆膜对玉米春播时土壤均具有一定的保墒效果．特别是对表层土壤，但秋季覆膜对土壤的保墒效果要明显好于春季覆膜的保墒效果。而同一时期覆膜、地膜覆盖率越高玉米出苗率越高，但差异较小。秋季全覆盖处理的出苗率最高，较露地处理高出23．44％。

保护地不同灌溉方法表层土壤pH小尺度的空间变异

基于保护地定位灌溉试验，采用经典统计学和地统计学的方法，以网格取样方式采集不同灌溉方法（沟灌、滴灌、渗灌）表层土壤，研究微尺度下土壤pH值的空间变异特征及空间分布。结果表明；经6年灌溉，沟灌处理pH显著降低，沟灌和滴灌0～5cm土层土壤pH表现为中等空间自相关，而其5～10cm和渗灌0～5cm和5～10cm的土壤pH表现为弱空间相关，水分的供给方式和数量影响土壤pH的空间变异。

长期施用含氯化肥对土壤养分和花生产量的影响

采用微区定位试验的方法,研究了长期施用含氯化肥对土壤养分和花生产量的影响。结果表明：与对照相比,长期施用含氯化肥0~40cm土层的土壤24年累积氯残留率平均为5.86%,土壤中含氯量平均为77.55kg.hm-2,土壤pH值降低幅度为1.7%~16%,土壤有机质增加了1.1%~2.7%,全氮增加了1.1%~2.7%,全磷增加了2.1%~13.0%,全钾增加0.2%~2.5%,碱解氮增加30.5%~92.3%,速效磷增加了100%~203%,速效钾增加了23.6%~46.2%。施用含氯化肥对花生有增加产量的作用,增产幅度为37.60%~92.07%。

不同灌溉方法对保护地土壤温度的影响

采用日光温室栽培番茄的试验方法，就节点式渗灌、沟灌、滴灌、普通渗灌等4种不同的灌溉方法对土壤温度的影响进行了研究。试验结果表明，灌溉方法对土壤10cm深处土壤温度影响不显著；沟灌与节点式渗灌、滴灌和普通渗灌处理20-50cm土层土壤温度差异达到5％显著水平，在4种灌溉方法中，番茄全生育期0～50cm土层土壤的总积温为滴灌最高，达为6205．4℃，比节点式渗灌、普通渗灌、沟灌分别高了10．2℃、52．9℃和118．7℃。灌水方法对土壤温度日变化的影响为：10cm深土层土壤温度最大值节点式渗灌和普通渗灌的分别出现在13：00时和14：00时左右，滴灌在15：00时前后，沟灌出现在16：00时左右。

长期定位施肥对土壤铜、锌形态转化及其空间分布的影响

采用改进的BCR连续提取法,对沈阳农业大学棕壤肥料长期定位试验地31年不同施肥处理土壤铜和锌含量变化及其空间变异规律进行研究。结果表明:与试验前相比,耕层(0-20cm)土壤各处理水溶态铜、弱酸溶态铜和残渣态铜含量都有不同程度的减少,可还原态铜和可氧化态铜含量在化肥区有所降低,在有机肥区有所增加;残渣态锌含量明显减少,其他形态锌含量有不同程度的增加。耕层各形态铜分布趋势因处理不同而不同,锌以残渣态为主。在空间分布上,2种元素弱酸溶态、可还原态和可氧化态含量都是随土层的加深而减少。可氧化态铜与有效态铜关系最密切;可还原态锌对有效态锌的贡献最大。

渗灌灌水控制下限对保护地土壤剖面磷素分布的影响

连续5a以相同方案于2000～2004年在沈阳农业大学科研基地进行保护地番茄栽培的渗灌试验,其5个处理的灌水控制下限土壤水分吸力值分别为10、16、25、40和63kPa,灌水控制上限土壤水分吸力值均为6kPa。研究结果表明:渗灌及其灌水控制下限能够显著影响不同形态磷素含量在土壤剖面中的分布。具体表现为土壤表层(0～10cm和10～20cm)的土壤全磷、无机磷和速效磷含量均高于其他土层,在30～40cm土层的含量为最低,灌水对土壤速效磷含量的影响主要发生在0～30cm土层;有机磷随着灌水向土壤底层发生迁移,其含量在土壤深层40～60cm为最高;各处理不同深度土层中的磷素均以无机磷为主。因此,灌水可以作为调节土壤中磷素的转化及其有效性的方式。

保护地不同灌溉方式下土壤碳库管理指数的研究

以沟灌、滴灌和渗灌3种灌溉方法进行保护地长期定位灌溉试验，保护地分3层采取0～45cm土层的土壤样品，测定供试土壤的总有机碳、活性有机碳含量，计算出碳库管理指数，研究了不同灌溉方法对保护地土壤总有机碳和活性有机碳的影响。结果表明，土壤总有机碳和活性有机碳均随土层的加深而减少。在0～15cm和15～30cm土层，3种灌溉处理土壤的总有机碳含量顺序为滴灌〉渗灌〉沟灌，而30～45cm的总有机碳含量顺序则为渗灌〉滴灌〉沟灌；各层次土壤活性有机碳含量排列顺序均为渗灌〉滴灌〉沟灌，且30～45cm土层渗灌与沟灌的差异达到了5％显著水平；各灌溉处理、不同深度土层的土壤碳库管理指数大小排列顺序均为渗灌〉滴灌〉沟灌，但只有15～30cm土层滴灌、渗灌的碳库管理指数与沟灌的差异达到了5％显著水平。

长白山山脉火山喷出物发育土壤的特性及系统分类研究

以长白山、龙岗、宽甸火山喷出物发育土壤为研究对象，对供试土壤形态特征进行描述，并对其pH、有机碳、磷酸盐吸持量、铁铝氧化物、火山玻璃等性质进行测定，按照《中国土壤系统分类检索（第三版）》的原则和方法并结合美国《土壤系统分类检索》第11版，讨论了土壤的诊断层、诊断特性，并进行了分类检索。结果表明：火山喷出物发育的土壤未必就是火山灰土。长白山天池火山锥顶部的土壤发育程度极弱，属于新成土；天池火山锥底部的土壤已经形成土壤结构体，且具有火山灰特性，属于火山灰土；宽甸青椅山顶部土壤以及龙岗金龙顶子底部土壤均具有火山灰特性，检索为火山灰土；宽甸大川头底部土壤0．02～2mm粒级含量未达到火山灰特性的要求，但具有雏形层，检索为雏形土。

土壤水分对包膜尿素氮素溶出特性影响的研究

研究土壤水分对自行研制的包膜尿素(BG、BF)氮素溶出特性的影响。采用室内恒温土壤培养方式,探讨土壤水分为田间持水量的10%、40%、80%和100%条件下包膜尿素氮素溶出特性。结果表明:土壤水分为田间持水量的40%以下时,BG和BF在各培养时期内的氮素溶出率都比较低,在培养第42天氮素溶出率仅为66.3%和68.4%,土壤水分在田间持水量的80%以上时,溶出率均达到了80%以上;土壤水分在田间持水量40%、80%和100%条件下,氮素溶出50%所需要的天数,BG型包膜尿素比BF型延长了4.6d、0.2d和0.9d;氮素溶出特性可以用一级反应动力学方程N1=N0[1-exp(-kt)]描述,k为氮素溶出速率常数,包膜尿素BG的k值小于BF。土壤水分对包膜尿素氮素溶出率影响较大,随着土壤含水量的增加,氮素溶出率增大;硅藻土作为包膜材料对养分的缓释效果要好于沸石粉。

不同施肥时期对春玉米土壤硝态氮含量变化的影响

以"郑单958"为材料,探究不同施氮处理下0～60 cm春玉米生育期间土壤硝态氮含量的变化,结果表明:0～40 cm土层,施氮增加了土壤硝态氮含量,且受施氮影响较大;20～40cm土层,与不施氮相比,施氮影响了玉米生育后期该层的土壤硝态氮含量;40～60 cm土层,土壤硝态氮含量变化不明显,趋于平稳,在吐丝期以后有所不同,施氮影响了灌浆阶段硝态氮的含量。其中以N 240 kg/hm2,1/5作口肥,2/5拔节中期追施,2/5大口期追施模式最佳,追施氮肥增加了玉米生育后期土壤的供氮能力,增产显著。该研究初步探明了不同施肥处理土壤硝态氮含量影响的变化规律,为玉米合理施肥,提高氮肥利用率提供依据。

土壤发育指标与气候因子的关系及辽西地区古气候重建

通过对我国现代气候条件下发育的22个土壤剖面发育指标的分析,运用相关性分析方法建立了土壤发育指标与气候因子的关系—转换函数,并将之运用于辽宁朝阳凤凰山古土壤剖面古气候参数重建中,得出71～423 ka BP以来的古气候参数值:403～423 ka BP期间年均降雨量为523.92～574.42 mm,年均温为10.6～11.0℃;311～403 ka BP期间年均降雨量为1 184.6～1 277.2 mm,年均温为15.6～16.6℃;243～311 ka BP期间年均降雨量为517.24～669.08 mm,年均温为9.18～12.2℃;225～243 ka BP期间年均降雨量为1 302.7 mm,年均温为16.5℃;208～225 ka BP期间年均降雨量为642.54～731.42 mm,年均温为10.1～11.6℃;176～208 ka BP期间年均降雨量为1 231.4 mm,年均温为16.0℃;148～176 ka BP期间年均降雨量为640.49～682.09 mm,年均温为8.49～9.13℃;71～148 ka BP期间年均降雨量为1 128.2～1 294.0 mm,年均温为16.1～16.6℃。辽宁朝阳现今全年平均气温9℃,年均降水量450～500 mm,说明该地区42万年以来气候有过多次波动,但总的趋势是由温暖湿润向寒冷干旱演化。

辽宁地区玉米超高产土壤物理性质研究

为探讨玉米超高产的土壤肥力特性,改良土壤的理化性状,对辽宁省内已达到超高产地块的土壤物理性质进行了调查分析。结果表明：玉米的产量与土壤容重和土壤总空隙度有极显著的相关性。超高产土壤的耕层厚度都大于25 cm,土壤容重一般在1.10~1.31 g/cm3范围内,田间持水量都大于22%,孔隙度达到50.94%以上,粉粒、黏粒所占比例超过了80%,土壤的pH值在5.56~7.91范围内。