湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

湘南三种典型红壤生土长期施肥对作物产量的影响

以长期定位试验为基本材料,研究了湘南3种典型红壤生土25年长期施肥对作物产量的影响。结果表明:(1)25年作物累计产量以紫色土为最高,其次是花岗岩红壤,第四纪红壤最低。(2)3种母质生土熟化过程中,对于不同处理,平衡施用氮磷钾化肥处理,均能获得较高作物产量,显著高于施用有机物料稻草处理,显著高于对照处理。施肥是加速红壤母质熟化的主要途径和方法。(3)对于不同处理方式,作物归还条件下其作物产量要高于不归还。(4)供试的3种土壤在熟化的过程中对植被的影响非常明显,在熟化的初期,许多作物在花岗岩发育的和第四纪红土发育的土壤上,都生长不好,然而在施有NPK的处理中,马唐草(Dischaemum Schreb)生长特别茂盛(覆盖度100%,高lm),明显地影响了土壤的水热状况,紫色土上马唐草生长不好。(5)种植小麦和黄豆,花岗岩、四纪红土NPK处理靠小区水泥梗边缘要好,小区中间95%部分长势差,叶片淡黄,植株矮小。(6)花岗岩红壤和第四纪红壤二种母质熟化24年后(即2005年)种植豆科作物—黄豆和禾本科作物小麦(2006年),其作物产量均表现为:0M>NPK。     

不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

【目的】成土母质和植被类型是影响土壤酸化的2个主要因素,研究不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面变化及其酸化特征,为防治土壤酸化提供依据。【方法】选取3种植被类型（马尾松林、湿地松林、阔叶林）下4种母质（第四纪红土、红砂岩、板页岩和花岗岩）发育的红壤,通过测定不同层次（0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm）土壤的pH及交换性酸,以及通过比较表层土壤（0—40 cm）与深层土壤（60—100 cm）pH的差异来表征红壤是否酸化及酸化程度大小。【结果】4种母质发育的剖面红壤均呈酸性或强酸性。在0—40 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为：花岗岩>红砂岩>第四纪红土>板页岩,3种植被类型下红壤pH大小顺序为：马尾松林>湿地松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,红砂岩、板页岩和花岗岩红壤pH呈减小趋势,交换性酸含量呈增加趋势,而第四纪红土红壤pH和交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;在40—100 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为：花岗岩>第四纪红土>红砂岩>板页岩,3种植被类型下红壤pH的大小顺序为：湿地松林>马尾松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,第四纪红土、红砂岩和花岗岩红壤pH呈增加趋势,交换性酸含量呈减小趋势,而板页岩红壤pH和交换性酸含量变化不明显;通过比较表层土壤与深层土壤pH可得出：4种母质红壤的酸化程度大小顺序为：第四纪红土>红砂岩>花岗岩>板页岩;3种植被类型酸化效果的大小顺序为：湿地松林>阔叶林>马尾松林。【结论】3种植被类型下4种母质发育的红壤,剖面土壤pH和交换性酸的变异主要发生在0—40 cm土层,而40—100 cm土层pH和交换性酸的变化较小。在3种植被类型下,0—40 cm土层以第四纪红土红壤酸化最为严重,其次为红砂岩红壤和花岗岩红壤,再次为板页岩红壤;湿地松林的酸化效果最强,其次为阔叶林,以马尾松林的酸化效果最弱。     

鄂东南红壤水分特性的研究

研究了鄂东南地区５种母质发育的红壤水分特性。结果表明，红壤的持水性以四纪红色粘土，泥质页岩和砂质页岩发育的红壤持水性较强，石英砂岩，花岗岩发育的红壤持水性较弱。土壤水分的有效性以表土层的土壤水效性较高，土壤的导水性和土壤的爱气孔隙有关。     

红壤性水稻土与耕型红壤对磷的吸持特性的研究

以湖南省发育于第四纪红土母质上的耕型红壤及其由这类红壤发育而成的水稀土为材料,用恒温吸附试验等方法研究了旱改水对土壤磷的吸持特性的影响以及控制土壤对磷的吸持特性变化的土壤因素,结果表明,在供试起始磷浓度范围内,红壤性水稻土对磷的吸持容量和吸持强度都大于耕型红壤;引起这一变化的主要原因是由于旱改水后,土壤水分状况的变化引起土壤中氧化铁的活性增强所致。     

施肥措施对不同母质侵蚀红壤的修复效应

通过大豆盆栽试验,研究几种肥料配比和调理剂施用对不同母质发育的侵蚀红壤的培肥效应.结果表明,1)与施用NPK化肥相比,土壤调理剂2号的施用可以提高旱地红壤的有效磷和有机质含量,减轻因施用化肥带来的土壤酸化,提高大豆对肥料氮、钾的利用率,增加作物生物量,提高土壤微生物数量;施用有机肥可以较快地提高土壤速效氮、磷、钾和有机质含量,显著提高大豆对肥料氮、磷、钾的利用率和土壤微生物活度,施用有机肥或土壤调理剂是提高红壤旱地肥力较好的技术措施.2)3种母质发育的红壤相比较,第四纪红土红壤速效养分较高,板岩发育的红壤植物氮磷肥利用率较高,而花岗岩发育的红壤植物钾肥利用率较低,应重视板岩发育红壤和花岗岩发育红壤的钾素资源补充.     

红壤丘陵区不同成土母质发育稻田土壤的肥力特性

以红壤丘陵区的典型区域宝洞裕流域作为研究区域,采用对比研究法探讨了不同成土母质发育的稻田土壤肥力状况,并采用模型综合评判法(INDEX模型)评价了稻田土壤的肥力水平.肥力指标研究结果表明,第四纪红土发育稻田土壤的养分质量分数相对其他两种母质较高,其表层土壤有机质质量分数均达到32 g·kg-1以上,全量养分指标和有效养分指标也有同样的规律;肥力综合评价结果表明,第四纪红土发育的清夹泥水稻土综合肥力指数达到0.109 969,而紫色沙页岩冲积物仅为0.028 521.     

磷与镉对不同类型耕型红壤有机氮矿化的影响

采用室内培养,设磷处理浓度为0、0.1、0.3和0.5 g/kg,镉处理浓度为0、0.5和1.0 mg/kg,研究磷、镉单独处理及磷、镉共同处理对湖南省4种典型母质(第四纪红土、花岗岩风化物、石灰岩风化物和板岩风化物)发育的耕型红壤有机氮矿化的影响.结果表明:培养2~8周的耕型第四纪红土红壤氮矿化量均值随磷添加量增加而先增加后减小,且在添加0.1 g/kg 磷时土壤的氮矿化量最大,其余红壤氮矿化量均随磷添加量的增加而增加;添加镉对耕型第四纪红土红壤和耕型石灰岩红壤氮矿化有抑制作用,最大降幅分别为4.98 mg/kg 和6.53 mg/kg;磷、镉共同处理,除耕型第四纪红土红壤外,对其余红壤氮矿化均表现为促进作用,且不同红壤氮矿化量存在差异;添加0.3 g/kg 和0.5 g/kg 磷对轻度镉污染红壤的有机氮矿化效果最好     

湘南3种典型红壤生土长期不同施肥对豆科作物的影响

通过对湘南3种典型红壤生土连续26 a定位监测.研究了长期不同施肥对豆科作物产量和经济性状的影响.结果表明:不同土壤类型对豆科作物产量影响较大,其中以花岗岩的累计产量最高(158 504.6 ks/hmz),四纪红土次之(153 139.4 kg/hm2),紫色土最低(147 936.9 ks/hmz),且均以生物产量归还的处理好于生物产量取走的处理.3种典型红壤生土不同施肥处理对豆科作物产量的影响基本一致,均以NPK处理最高,0M次之,CK处理最低.不同施肥处理对豆科作物(花生)的经济性状(分枝数、饱果数、100果重)影响也较大,供试的3种土壤种植作物26 a后的杂草量(禾本科),以花岗岩母质最多.其次为四纪红土,紫色土无杂草.     

不同母质发育红壤上玉米生长与土壤pH、交换性铝、交换性钙的关系

为探明红壤酸害的机理,采集了三种母质发育的红壤,经酸度调控后进行玉米盆栽试验。研究结果表明,玉米生物量与土壤pH的关系:土壤pH临界点为5.5左右,母质不同,临界点略有差异。土壤pH小于pH临界点时,玉米生物量随土壤pH的增加而线性增加,大于pH临界点时,玉米生物量基本保持不变(第四纪红土)或略有下降(板页岩、红砂岩)。土壤pH与交换性铝含量的关系:当土壤pH小于pH临界点时,随着土壤pH的增加,交换性铝含量直线下降;当土壤pH大于pH临界点时,交换性铝含量接近0,基本保持不变。土壤pH与交换性钙含量关系:第四纪红土土壤交换性钙含量随土壤pH增加线性增加;当土壤pH大于pH临界点时,板页岩、红砂岩土壤交换性钙含量随土壤pH呈线性增加,当土壤pH小于pH临界点时,土壤交换性钙含量基本保持不变,其值很小。不同母质发育的红壤,其土壤pH及交换性铝、交换性钙含量的临界值分别为第四纪红土:5.48及0.14、4.59 cmol·kg~(-1);板页岩:5.82及0.16、5.46 cmol·kg~(-1);红砂岩:5.54及0.13、3.06 cmol·kg~(-1)。     

Changes of Organic Matter, N, P and K Content of Soils in Red Soil Areas Under Long-Term Experiment

The content of organic matter （OM）, nitrogen （N）, phosphorus （P）, and potassium （K） in the three selected soils, including Calcaric Purpli-Orthic Primosols （purple sand-shale parent material）, Dystric Turbi-Anthric Primosols （quaternary red clay parent material） and Typic Udi-Sandic Primosols （granite parent material） were studied under a long-term experiment by using crop straw and inorganic fertilizers at the Hunan Red Soil Experiment Station of Chinese Academy of Agricultural Sciences. The results showed that the contents of OM, N, P and K in the three selected soils increased after 23 years application of crop straw and inorganic fertilizers, but the contents increased much less when crop straw or inorganic fertilizers was applied alone. The nutrient contents in the three soils developed from granite changed more remarkably than those in the soil derived from quaternary red clay and purple sand-shale. It was also found that the contents of OM, N, and P increased slightly in the treatments without applying fertilizers or returning the crop straw to the root bed. Combined application of inorganic fertilizers and crop straw could remarkably increase the contents of OM, alkalihydrolyzable N and available K, the positive correlation between application of organic fertilizers and increase of OM in soil did not always happened, it provided evidence for the relation between appropriate C/N ratio and accumulation of OM in soil. The increase of nutrient content was influenced by the soil properties. By comparing the contents of nutrient in 0-20 cm depth in the three different soils, it was concluded that the most increases of OM, alkali-hydrolyzable N, and available P were observed in Typic Udi-Sandic Primosols with the average increase by 3.03, 27.38, and 21.73 mg kg^-1, respectively. The available K increased in Dystric Turbi-Anthric Primosols with the average increase by 25.82 mg kg^-1, while it decreased in Calcaric Purpli-Orthic Primosols and Typic Udi-Sandic Primosols. It was concluded     

红壤水分扩散率和入渗性能的研究

研究了鄂东南５种母质发育的红壤水分扩散率和入渗性能,结果表明：土壤水分扩散率随土壤含水量的变化而变化,在含水量较高的情况下,表土层的土壤水分扩散率高于心土层和底土层;在低含水量的情况下,表土层的土壤水分扩散率低于心土层和底土层,影响土壤水分扩散率的主要因素是土壤容重。供试土壤水分稳定入渗速率均是表土层大于心土层和底土层,不同母质发育的土壤表土层以石英砂岩和花岗岩发育的红壤稳定入渗速率较大。,ｎ＝１７）,这是由于混状土柱的土壤水分扩散率主要受土壤总孔隙度的影响,容重小,总孔隙度大,土壤水分扩散率大。     

湘南3种典型红壤生土长期施肥对块根作物产量影响

为了全面系统地研究土壤熟化这一复杂的过程,寻求适宜的熟化方式,为开发利用红壤丘陵区的各种荒地资源、生产示范、科学规划提供依据,以长期定位试验为基本材料,采用田间试验方法,从1982年开始,研究了湘南3种典型红壤生土长期施肥对块根作物--红薯产量的影响。结果表明,3种母质红薯以紫色土上产量最高;紫色土红薯以处理4、处理3产量最高;3种母质红薯块根产量都以处理1最差。紫色土红薯块根产量依次为：处理4＞处理3＞处理6＞处理5＞处理2＞处理1;花岗岩红薯产量依次为：处理6＞处理5＞处理4＞处理3＞处理2＞处理1;四纪红土红薯产量依次为：处理6＞处理4＞处理3＞处理5＞处理2＞处理1;花岗岩、四纪红土处理3和处理4的小区中间80%部分没有产量,只有靠小区水泥梗边缘有红薯;3种母质的红薯块根产量都以地上部作物秸秆还田的处理好于不还田处理。     

长期施用化肥和稻草对红壤水稻土肥力和生产力持续性的影响

 【目的】研究长期施用氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥和稻草（RS）对中国亚热带地区红壤水稻土肥力变化的趋势和水稻生产力可持续性的影响。【方法】利用1981年建立在湖南省望城县黄金乡第四纪红土红壤发育的水稻土（分类为普通简育水耕人为土）上的定位试验田,对氮、磷和钾化肥及其与稻草长期配合施用的5个处理的土壤肥力和生产力可持续性进行了评价。【结果】氮、磷和钾化肥与稻草长期配合施用能维持和提高红壤水稻土的生产力和土壤肥力;水稻获得了持续高产,土壤有机质、全氮、全磷、可矿化氮量均增加,速效磷和速效氮比试前土壤增加。长期施用氮、磷肥而不施钾肥的NP处理水稻产量、土壤氮、钾逐年降低,稻田系统生产力的可持续性和土壤肥力难以维持。稻草还田对水稻具有显著的增产作用,27年54季的稻草还田配合化肥处理的平均水稻产量比仅施化肥的NP和NPK处理分别增产12.2%和6.7%,稻草的增产作用还随着稻草还田时间的延长而逐年提高。【结论】稻草还田携入的钾与化学钾肥具有相同的营养功能,稻草可替代部分化学钾肥。     

浙江省金华地区六种红壤持水性能的初步研究

本实验室研究应用发育于不同母质和不同利用方式的六种红壤,研究了持水特性和蒸发速度,结果表明,持水量主要决定于<0.01mm物理性粘粒含量,有机质含量,孔隙数量及不同孔径的组合,而蒸发速度则与粘粒含量和<0.005mm孔径的孔隙数量成正比.以比水容量达到10~(-2)ml/bar·g作为临界吸力值时各种土壤的吸力值;油泥土为0.1bar,黄筋泥,红紫砂土和黄泥砂土为0.3bar.从土壤条件考虑,上述土壤达到临界吸力值时一般应进行灌溉.     

旱地红壤有机—无机肥配施效应

旱地红壤施用NPK化肥,甘蔗仍不能正常生长;配施厩肥,甘蔗株高可提高9％—26％、平均茎粗增加0.1—0.4cm,平均单茎重增长0.17—0.43kg,蔗茎糖分含量也有所上升.施用厩肥可改良旱地红壤结构,改善根系生长的环境条件、根系生长量增加,从而扩大根系营养面积.旱地红壤施用NK、NP化肥,大豆干物重与对照差异不显著;施用NPK化肥仍不能平衡供给大豆所需养分、植株矮小,根系结瘤少;配施厩肥,大豆植株总吸氮量可增加30％—50％,吸磷、钾量可提高1—2倍,大豆干物重提高27％—60％.     

不均衡施肥对紫色土稻麦产量的影响

利用长期定位试验1991-2001年的部分监测结果,分析了养分非均衡化对稻麦产量和紫色土生产力可持续性的影响.结果表明,长期不均衡施肥,随着试验年份的延长,稻麦产量逐年降低,紫色土生产力的可持续性差.NPK化肥平衡施用以及NPK化肥与有机肥配合施用稻麦产量稳定,紫色土生产力的可持续性最强.     

长期施用含氯化肥对稻-麦轮作体系土壤生物肥力的影响

【目的】氯是植物必需的微量营养元素,但是含氯化肥（氯化钾和氯化铵）中氯离子含量和盐指数都较高,关于长期施用含氯化肥对土壤肥力影响的研究较少,尤其对土壤生物肥力的影响未见报道。论文旨在明确长期施用含氯化肥土壤微生物群落结构和酶活性的变化,探明含氯化肥对土壤生物肥力的影响机理,为含氯化肥的科学施用和土壤肥力的保育提供依据。【方法】利用已开展22年的紫色土肥力与肥料效益长期定位试验,采集含氯处理（含氯化肥配合稻草还田,(NPK)Cl+S）与不含氯处理（NPK+S）、以及不施肥对照（CK）和单施化肥（NPK）的土壤,采用磷脂脂肪酸法（PLFA）研究土壤微生物群落结构,并分析含氯化肥对土壤微生物量、种类及土壤酶活性和作物产量的影响。【结果】长期施用含氯化肥显著降低了土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性,与等养分的不含氯处理（NPK+S）相比,含氯化肥(NPK)Cl+S稻季土壤脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶的活性分别降低为不含氯处理（NPK+S）的35.7%、18.0%、69.8%,麦季土壤分别降低为不含氯处理的31.6%、24.5%、75.6%。主成分分析表明,脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶作为土壤生物活性的综合评价指标优于酸性和中性磷酸酶、硝酸盐还原酶。PLFA分析表明,含氯处理微生物量和种类最低,比等养分不含氯处理PLFA生物量降低24.7%,比对照降低43.2%;施用含氯化肥显著影响了土壤微生物的组成及数量,G+细菌显著降低,对真菌和放线菌影响较小;微生物种群量的减少与含氯处理土壤pH降低和酶活性下降有关。长期施用含氯化肥作物产量有降低的趋势,含氯处理比等养分的不含氯处理水稻季产量和周年产量22年平均下降6.8%、3.3%。【结论】长期施用双氯化肥（氯化钾和氯化铵）引起了土壤微生物群落结构改变及土壤生物活性降低,并表现出一定的减产趋势。建议不要长期施用双氯化肥,尤其要避免长期施用氯离子含量高的氯化铵。