欧亚黑土带的东部极限究竟在那里?

关于这一问题,在放多专门文献及土壤图中可兹参考的有下列材料:格林卡教授(Глинка К.д.)的土壤学^[5]。在这本著作里,我们得出两个答案:“黑土带…………纵深地蔓延到亚洲境内,直到黑龙江的上游。”以及“苏联境内外贝加尔湖的东部…………草原地带并不分布;而黑土带进入北满。”     

耕作黑土土壤腐殖质组成和胡敏酸类型研究

以吉林省玉米带耕作黑土为研究对象,以防护林带黑土代表未耕作土壤,依据熊田法提取土壤腐殖质,分析了玉米带耕作黑土和未耕作黑土的腐殖质组成以及胡敏酸类型的差异。结果表明:长期耕作施肥使土壤腐殖质总量降低,其中,土壤游离态胡敏酸、游离态富里酸和结合态富里酸含量均有所减少,结合态胡敏酸含量变化不大。土壤结合态腐殖质的胡富比增加,说明长期耕作施肥使结合态腐殖质的活性降低。长期耕作施肥使结合态腐殖质向腐殖化度高的类型转化,结合态腐殖质质量退化。     

黑土区植物篱带对土壤抗蚀性作用效果研究

植物篱系统内部发挥的作用不尽相同,研究分析植物篱系统内影响土壤抗蚀性能、水土保持效果的主要部位,为黑土区推广应用植物篱模式提供技术支撑。通过小区定点试验研究发现,在黑土区植物篱模式中,篱带植物部位的土壤结构优于篱间耕地,篱带部位的土壤抗蚀性也高于篱间耕地部位,而土壤入渗性和抗冲性与篱间部位相比有显著的提高,由此可见,在黑土区坡耕地中由于引入了植物篱,篱带植物根系的作用,改善了土壤结构与性能,固结了土壤,提高了土壤综合抗蚀性能,从而发挥了减轻水土流失的重要作用。在黑土区植物篱模式内,篱带部位植物是影响土壤综合抗蚀性能和防蚀效果的重要因素,因此,植物模式研究应用中,要注重篱带植物品种保持水土性能的研究,开发优良植物篱品种,以提高植物篱模式的综合效益,进一步促进植物篱模式在黑土区的推广应用。     

松辽平原玉米带黑土肥力退化机理研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析，探讨了松辽平原玉米带黑土肥力退化的原因和机理。结果发现，现行的以小四轮拖拉机为主要动力的耕作制度下，土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”，而年年进行秋翻的玉米田，其耕层与梨底层的界面为“平面型”。而且两者耕层土壤的养分含量和理化性质等指标也有明显差异。研究还发现，现行的以无机氮磷肥为主的施肥制度和玉米连作种植制度对土壤养分平衡有很大影响。因此认为，现行的不合理的耕作、施肥及玉米连作制度是导致松辽平原玉米带黑土肥力退化主要原因。     

吉林玉米带现行耕作制度对黑土肥力退化的影响

该文从“体质”和“体型”两个方面探讨了吉林玉米带现行耕作制度对土壤肥力退化的影响。结果表明,现行的耕作制度下,土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”,而每年进行秋翻的玉米田,其耕层与梨底层的界面为“平面型”。“波浪型”犁底层的土壤容重、三相组成与“平面型”剖面相比有明显差异,而耕层中有机无机复合体及其有机碳分布特征无明显差异,与底层土壤有较大差异。但由于“平面型”剖面耕层的有效土量是“波浪型”有效土量的2倍,因此,在生产上“平面型”剖面土壤保水性能、玉米产量等多方面都普遍优于“波浪型”土壤。吉林玉米带黑土肥力退化的主要原因是耕层有效土量过少。     

典型黑土带玉米农田土壤微生物群落地理分布及驱动因素

探究东北黑土带土壤微生物群落的地理分布格局及其驱动因子,对于有效和可持续地管理这一宝贵的土地资源具有重要的学术价值。本文以东北典型黑土带玉米农田的耕层土壤为研究对象,采集了来自黑龙江省、吉林省和辽宁省24个样点72个土壤样本。利用磷脂脂肪酸（Phospholipid fatty acid,PLFA）技术定量描述土壤微生物群落结构,运用随机森林和层次分割分析等机械学习算法深入解析环境因子对微生物地理分布的相对贡献。研究发现,典型黑土带玉米农田土壤总微生物和各微生物类群的生物量呈现随纬度自南向北增加的空间分布格局;土壤有机碳（SOC）和土壤全氮（TN）不仅是驱动微生物生物量纬度分布格局的主要因素,也是影响微生物群落组成最重要的因素。SOC和TN还与其他环境因子,特别是与土壤粘粒含量（CC）之间存在耦合关系,共同影响东北黑土带土壤微生物群落组成。     

安徽淮北平原砂姜黑土的年龄研究

砂姜黑土是淮北平原分布面积广,耕作历史悠久的农业土壤之一。它特有的“黑土层”、“钙质结核层”及其埋藏状况已引起国内外土壤工作者的注目。     

不同土地利用方式对黑土胶散复合体的影响及与酸度的关系

以吉林省黑土玉米带区域内10对长期定位采样点的2种土地利用方式土壤(耕作黑土和防护林带黑土)为研究对象,采用胶散分组法提取土壤胶散复合体,探究长期不同利用方式对黑土胶散复合体和酸度的影响。结果表明:耕作黑土与防护林带黑土均表现为G_0与G_2组的绝对含量增加,G_1组的绝对含量下降,复合体总量分别下降了3.88%和0.28%。耕作黑土和防护林带黑土pH分别平均下降12.12%和3.77%,有机碳含量在耕作黑土和防护林带黑土中分别平均下降23.17%和9.00%,2种利用方式土壤的胡敏酸、富里酸、交换性钙离子和碳酸钙均出现下降;耕作黑土分别平均下降12.18%,3.53%,16.29%,31.53%;防护林带黑土分别平均下降20.07%,13.14%,2.81%,7.81%。G_1组与pH、HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著正相关,与FA呈显著负相关;G_2组与pH、HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著负相关。pH与HA、Ca~(2+)和CaCO_3呈极显著正相关,与FA呈显著负相关。经过11年的变化,黑土胶散复合体稳定性下降,相比非耕作状态下黑土,耕作模式下的黑土胶散复合体稳定性下降更为严重,胶散复合体总量下降的更多,酸度下降更为明显。Ca~(2+)和HA的变化是影响黑土土壤酸化和土壤团聚体稳定性的主要驱动因素。土壤酸化的结果使土壤胶散复合体数量减少,稳定性变差。     

基于RS和GIS的松辽平原黑土信息提取

为保护黑土资源并使其可持续利用,基于ASTER数据采用多元逐步回归方法估算了黑土有机质含量,利用决策二叉树方法和DEM数据等提取了黑土信息。结果表明：基于ASTER数据可快速有效地提取黑土信息;当土壤有机质质量分数低于2%时,估算有机质的模型精度受到土壤反射特性的制约而误差较大;在GIS支持下充分利用辅助信息可提高黑土的提取精度,使提取的黑土信息更准确可靠;根据研究得到松辽平原黑土带北起黑河市,南至昌图县,现有黑土总面积51 360.15 km2,其中黑龙江、吉林、辽宁省的黑土面积依次递减,分别是35 3     

东北黑土区埂带植物研究现状及发展方向

近年来,关于埂带植物的研究越来越多。梯田埂植物带和地埂植物带是目前东北黑土区坡耕地水土流失治理中的主要措施。通过对东北黑土区使用较为广泛的埂带植物的选择与配置、埂带植物的生物学和生态学特性、埂带植物对土壤理化性质的影响等几方面进行了分析和阐述,并指出存在的问题及研究方向,为东北黑土区埂带植物的进一步研究提供参考。     

东北黑土地土壤风蚀风洞模拟试验研究

东北黑土区耕地土壤疏松,抗侵蚀能力弱,在大风天气下易产生土壤风蚀.针对东北黑土区突泉县农田黑土风蚀过程中主导因子对风沙流结构及风蚀量的影响特征进行风洞模拟试验.研究表明:黑土风沙流风速廓线呈对数函数分布,风沙流中土壤颗粒运动对风速的影响主要集中在80 mm高度以内,黑土风沙流断面风蚀物含量随高度增加呈指数递减趋势;随风速增大黑土风沙流高度呈对数递增;黑土土壤风蚀量随风速增大呈指数递增趋势.得出黑土风蚀的临界表层土壤(2 cm深度内土壤)含水量为7％,表层土壤含水量大于7％的地表难以发生风力侵蚀;风蚀量与土壤表层含水量在临界土壤含水量范围内符合对数分布;黑土土壤风蚀强度随风速增大呈幂函数递增.     

中国东北黑土带土壤线空间变异规律

利用遥感影像分析土壤参数和监测植被长势要求准确的土壤线参数。利用MODIS反射率产品计算东北黑土带不同分区土壤线参数,研究其空间分布规律;并利用不同分区土壤线参数计算与土壤线性相关的植被指数,分析不同植被指数与作物叶面积指数、光合有效辐射分量之间的相关关系。结果表明：东北黑土带土壤线斜率的总体趋势是,由北向南先增加后减小,最大值（1.5921）在北纬47°～47.7°之间的黑土带范围（对应行政范围为海伦南部,望奎北部）;最低值（1.1319）在德惠南部与九台中部。与土壤线性相关的植被指数与作物两个生理参数的相关关系显著高于归一化植被指数（NDVI）; 改进的转换型土壤植被指数（ATSAVI）对土壤线参数的敏感性最高,利用分区不同土壤线参数计算的ATSAVI与作物生理参数的相关系数高于利用单一土壤线参数计算的结果;引入土壤线参数可以提高植被指数反演作物生理参数的精度。     

不同耕作制度对土壤渗透性和玉米生长的影响研究

针对松辽平原玉米连作黑土在不同作制度下所形成的两种不同构型剖面(“平面型”剖面和“波浪型”剖面),对玉米产量有显著影响。通过模拟构型,研究了不同剖面构型的水分特征及其对土壤肥力的影响。结果表明:“平面型”剖面构造改善了土壤的通透性,增加了土壤水分渗透的速率,减少了雨水径流。“波浪型”剖面耕层土壤的耗水量比“平面型”剖面的大,特别是后期,易发生水分亏缺现象。从作物生育时期降雨量分析来看,对于“平面型”剖面来说略有盈余,而“波浪型”却出现亏缺。“波浪型”剖面耕层土壤比“平面型”剖面更容易发生干旱现象,这可能是黑土区土壤易出现干旱现象的主要原因。在这种现象的作用下,使玉米生长过度依靠年度降水,将会出现年际产量的高波动性。     

东北黑土区植物篱土壤入渗性能研究

[目的]对东北黑土区植物篱种植模式的土壤渗透性进行研究,为黑土区坡耕地水土流失治理提供科学依据。[方法]通过小区试验开展研究。[结果]植物篱模式能够减小土壤容重,提高土壤孔隙度,显著增加土壤的入渗能力,进而减少水土流失;篱带部位的入渗能力大大高于篱间部位,不同品种植物篱渗透性能排序为:黑豆果短梗刺五加桑树,植物篱土壤入渗受地面坡度影响,小坡度的土壤入渗率高于大坡度。[结论]植物篱作为一种水土保持新措施,具有改善土壤结构,增加土壤入渗,减少地表径流,防治水土流失的作用,应在黑土区开展广泛的研究与推广。     

北方带状植物篱土壤水分物理性质分异特征

为了探究不同带状格局植被土壤水分物理性质的差异,通过选取我国北方12种典型植物篱并对其土壤水分物理性质的主要指标进行对比分析。结果表明:(1)植物篱系统内各部位土壤持水性能、毛管孔隙度、总孔隙度和机械组成差异不显著(p0.05);黑土区和风沙土区植物篱系统内各部位土壤水稳性微团聚体(粒径0.25mm)、小团聚体(粒径0.25~2.00mm)、大团聚体(粒径2.00mm)和团聚体总量差异显著(p0.05),其中微团聚体(粒径0.25mm)、大团聚体(粒径2.00mm)和团聚体总量均为带内最高;风沙土区与黄土区植物篱系统内各部位土壤有机质含量差异不显著(p0.05);黑土区植物篱系统内各部位土壤有机质含量差异显著(p0.05),其中带内是带前的1.48倍,带后的1.42倍、带间的1.72倍。(2)不同植物篱系统整体间土壤持水性能、孔隙度、水稳性团聚体和有机质含量差异显著(p0.01)。土壤最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度均表现为黄土区植物篱风沙土区植物篱黑土区植物篱;土壤微团聚体、小团聚体、大团聚体和团聚体总量均为黑土区最高,风沙土区最小;有机质含量表现为黑土区植物篱黄土区植物篱风沙土区植物篱。(3)不同植物篱系统整体间土壤机械组成差异显著(p0.01)。粘粒含量为黄土区植物篱黑土区植物篱风沙土区植物篱;粉粒含量为黑土区植物篱黄土区植物篱风沙土区植物篱;砂粒含量为风沙土区植物篱黄土区植物篱黑土区植物篱。(4)对12种植物篱系统整体进行聚类,按土壤类型不同可分为三类,即黄土区植物篱(甘肃定西和宁夏彭阳)、风沙土区植物篱(内蒙赤峰)、黑土区植物篱(黑龙江拜泉)。     

外加可溶性碳氮对不同热量带土壤N2O排放的影响

在室内条件下研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤：黑土、潮褐土和红壤N2O排放的影响。结果表明,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤N2O排放量从高到低分别为潮褐土（0．868、3．07μg·g^-1）,红壤（0．511、0．731μg·g^-1）,黑土（0．221、0．294μg·g^-1）,且添加可溶性碳显著促进了土壤N2O排放量。在黑土、潮褐土和红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后N2O排放量均表现为化肥＋有机肥土壤〉化肥土壤〉无肥土壤,且与无肥土壤相比,红壤的化肥土壤N2O排放量增加254％,潮褐土化肥土壤增加49．5％,黑土化肥土壤增加1．74％,说明在有效积温越高的土壤上长期施肥对土壤N2O损失的贡献越大。研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大。     

土壤有机质含量与玉米生产力的关系

土壤有机质是土壤肥力的重要指标。本文通过空间移位的方法,将东北黑土带由南向北5个点有机质含量为18.1g kg-1、31.1g kg-1、54.6g kg-1、103.9g kg-1、53.6g kg-1的农田黑土,分别移至黑龙江省的海伦市和吉林省的德惠市的两种气候下,通过田间试验的方法,研究了黑土有机质含量与玉米生产力的关系。结果表明,在相同的施肥条件下,土壤有机质含量与玉米产量间不存在显著相关关系,产量差异不显著;施肥对各种有机质含量的黑土均有显著增产作用,增产幅度在12.3%～64.1%,黑土带的南部区域德惠市的施肥增产作用要明显高于北部区域海伦市的增产作用。     

东北典型黑土区土壤理化性质的变化特征

东北黑土区是我国最为重要的粮食生产基地,摸清第二次土壤普查以来主要黑土土种理化性质的变化特征可为保护黑土资源提供有力的科学依据。本文基于第二次土壤普查的典型黑土剖面资料,重新调查了典型黑土区内的23个黑土土种,结果表明:近20年来主要黑土土种上的粮食单产增加约81%;在化工肥料和侵蚀的共同作用下,黑土的有机质含量和全氮含量变化不大,但全磷含量显著增加,全钾含量显著降低,表层土壤酸化明显。建议今后适当增加钾肥施用量而减少磷肥施用量。     

利用黑土层厚度评价东北黑土区土壤生产力——以鹤北小流域为例

东北黑土区是中国重要的粮食生产基地,自开垦以来,土壤生产力退化严重。探索简易可行的黑土生产力评价方法,可为合理利用和保护黑土资源提供科学依据。以位于典型黑土区北端的鹤北小流域为例,基于黑土厚度和土壤理化性质的野外调查,构建了用黑土层厚度评价土壤生产力的方法。结果表明,黑土层厚度与土壤生产力水平间呈对数关系,当黑土厚度小于40-50 cm时,随着厚度增加,土壤生产力增加明显;当黑土厚度大于40-50 cm时,随厚度增加土壤生产力增加速度减缓。多年大豆单产及当地土地分等定级的双重验证表明用黑土层厚度评价土壤生产力简易可行,能够揭示土壤生产力的空间分异。研究区耕作方式对土壤生产力影响显著:同一地块内从坡顶到坡脚生产力呈增加趋势,但在等高种植情况下,地块土壤生产力差异较小,顺坡或与等高线交叉情况下,地块土壤生产力差异较大。     

基于最小数据集的吉林省黑土耕层土壤质量评价

黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型,其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象,采集1 401个土壤样本,测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标,对于黑土耕层土壤进行质量评价,并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明:吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成,由全量数据集(Total Data Set,TDS)、重要数据集(ImportantDataSet,IDS)和最小数据集(MinimumDataSet,MDS)分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系,R~2分别为0.716、0.771,表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间,均值为0.53,呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为:容重为1.23～1.43 g/cm3,酸碱度(pH值)为4.74～6.96,有机质为33.14～35.81 g/kg,有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。