磁化微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响

在淡水资源贫乏的土壤盐渍化地区,通过对磁化微咸水灌溉后土壤交换性盐基离子组成和水溶性盐分的测定分析,探讨地下微咸水灌溉对土壤交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)微咸水灌溉中土壤交换性Mg~(2+)、K~+、Na~+降低0.7%~25%,其交换性盐基饱和度(BSP)降低7.9%~32.4%;交换性Ca~(2+)和交换性盐基总量(TEB)提高6.7%~7.9%,BSP Ca~(2+)(Ca~(2+)在交换性盐基中所占百分比)提高1.5%~3.0%;(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)和Mg~(2+)/K~+均增加0.6%~51%,K~+/TEB则降低13.2%~31.3%;(2)磁化微咸水灌溉后,土壤交换性K~+、Ca~(2+)、TEB和BSP K~+、BSP Ca~(2+)含量提高13.2%~31.3%;交换性Na~+、Mg~(2+)和BSP Na~+、BSP Mg~(2+)均降低为9.3%~56.5%,呈显著差异水平(P0.05),且各交换性盐基离子平均含量大小依次为Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+K~+;Ca~(2+)/K~+、Ca~(2+)/Mg~(2+)、(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB、K~+/TEB均提高3.7%~47.8%,Mg~(2+)/K~+则降低47.8%~55.4%;(3)土壤交换性盐基离子与水溶性盐基离子K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)之间总体呈极显著相关(P0.01),与(Ca~(2+)+Mg~(2+))/TEB均表现为极显著相关(P0.01)。综上所述,磁化微咸水灌溉改变了土壤盐基离子的交换特性和离子组成,对降低土壤盐渍化地区长期应用微咸水灌溉产生的土壤盐分积聚有良好的作用。     

电动模拟土壤酸化及其交换性离子组成变化

土壤酸化及其环境效应研究是土壤环境领域的重要内容。自行设计了模拟土壤酸化的电动装置,该装置由直流电源、反应槽、石墨电极组成,并采用四种不同类型土壤,研究了电动模拟土壤酸化后土壤pH、交换性酸和交换性阳离子组成的变化。实验结果显示,经电动处理后土壤pH发生明显变化,土壤pH由阳极到阴极逐渐升高,pH变幅为水稻土燥红土红壤赤红壤,水稻土的pH变化比红壤更为明显;土壤交换性H+和Al~(3+)含量在阳极附近最高,交换性Al~(3+)占交换性酸总量达65%以上;交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+和Na~+表现出离阳极越远,含量越大的规律,其中交换性Ca~(2+)和Mg~(2+)在模拟酸化后含量变化较大,而交换性K~+和Na~+的变化幅度相对较小。结果表明,电动处理可快速获得不同pH梯度的土壤样品,并模拟了土壤酸化过程中的阳离子迁移过程,是模拟土壤酸化及其效应研究的有效方法。     

硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施对酸化果园土壤化学性质及苹果产量和品质的影响

以烟台地区苹果主栽品种烟富3为试材,通过连续5年的定位试验,研究了硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施对酸化果园土壤化学性质、果树叶片功能、果实产量和品质的影响。结果表明:与空白对照相比,硅钙钾镁肥处理提高了土壤pH、碱解氮、速效钾、交换性钙镁含量及阳离子交换量,硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施后的土壤有机质、速效钾、交换性钙含量和阳离子交换量显著高于对照,分别提高11.6%、24.8%、24.7%和1.55 cmol/kg。单施硅钙钾镁肥提高了叶片SPAD值和叶面积,分别较对照提高6.05%和8.39%;硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配施显著改善叶片功能,叶片SPAD值和叶面积分别较对照提高11.9%和16.1%。单施硅钙钾镁肥及其与黄腐酸钾配施均能显著提高单果重和产量,分别较对照增加9.4%～11.8%和11.4%～14.8%;果实可溶性固形物、固酸比、维生素C含量和硬度分别较对照增加了8.6%～10.2%、14.1%～16.8%、10.1%～12.3%和3.2%～3.8%,差异显著。综合评价,硅钙钾镁肥可有效改良土壤,改善苹果叶片功能,提高苹果产量和品质;硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施比单施硅钙钾镁肥效果更加显著。     

施用石灰对果园酸性土壤镁吸附-解吸特征的影响

通过研究施用石灰对蜜柚果园酸性土壤镁吸附-解吸特性的影响,明确施用石灰对酸性土壤镁有效性的改良效果,为酸性土壤改良提供科学依据。以土壤培养试验以及田间石灰改良试验所采集土壤样品开展等温吸附试验,并以0.02 mol·L~(-1) Na NO_3进行解吸试验。结果表明,(1)随着石灰用量的增加,土壤p H及交换性盐基离子含量增加,且对果园不同土层土壤影响程度大小依次为0～10 cm(L1)10～20 cm(L2)20～40 cm(L3);(2)用Langmuir方程可以对吸附等温线进行较好拟合,描述土壤对镁的吸附作用(R~2=0.957～0.999),随着平衡液镁浓度的增加,土壤对镁的吸附量增加,吸附分配系数(K_d)下降。随着石灰施用量增加K_d上升,土壤固定镁的能力越强;(3)随着石灰用量的增加,土壤镁的解吸量先增加后下降,其大小依次为C2(1.8 mg·kg~(-1))C3(3.6 mg·kg~(-1))C1(0.9 mg·kg~(-1))C0(0),而解吸率呈现逐步下降的趋势;(4)土壤镁的吸附能力与pH、有机质、交换性Ca~(2+)、交换性Mg~(2+)、盐基饱和度存在显著正相关性(P0.05),与交换性酸、交换性Al~(3+)呈显著负相关(P0.05),解吸能力则反之。综上所述,合理施用石灰可以有效地改善土壤酸度,增加土壤镁的吸附量和解吸量,提高土壤镁的有效性。     

祁连山哈溪林区典型植被土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的变化特征

选择祁连山东段哈溪林区的高山灌丛林、祁连圆柏林和青海云杉林3种典型植被土壤为研究对象,研究了其0～100 cm土层土壤阳离子交换量(CEC)和交换性盐基离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+))的垂直分布规律。结果表明,随土层深度增加,高山灌丛林、祁连圆柏林和青海云杉林的土壤CEC值均不断减小,不同植被按其土壤CEC值大小排序为祁连圆柏林>青海云杉林>高山灌丛林;土壤交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量随土层深度变化规律各不相同,交换性K~+含量不断减小,交换性Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量没有明显的变化规律;不同森林土壤交换性盐基总量(TEB)变化规律各不相同,按其值大小排序为青海云杉林>祁连圆柏林>高山灌丛林;土壤中交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量占TEB比例大小为Ca~(2+)>Mg~(2+)>Na~+>K~+;不同森林土壤盐基饱和度(BSP)变化规律亦不相同,按其大小排序为青海云杉林>祁连圆柏林>高山灌丛林。     

余江县水稻土剖面酸缓冲性能与酸化速率

为探明不同母质发育的水稻土在剖面层次上的缓冲性能特征及酸化速率大小,以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土为对象,测定不同层次(0～20、20～40、40～60、60～80 cm和80～100 cm)土壤的pH、有机质、全氮、阳离子交换量和酸碱缓冲容量,定量比较不同母质和不同土层酸碱缓冲容量的变化及差异。结果表明:以红砂岩和河流冲积物母质发育的水稻土酸碱缓冲容量在0～20 cm土层比80～100 cm土层分别显著升高10.14 mmol·kg~(-1)和4.18 mmol·kg~(-1),且随着水稻土初始pH(不加酸碱的pH)的增加,其酸碱缓冲容量也呈增加趋势。在0～20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量比河流冲积物母质显著增加7.38mmol·kg~(-1);在20～100 cm土层,2种母质发育的水稻土酸碱缓冲容量无显著差异。红砂岩母质发育水稻土表层酸化速率(0.78kmol H~+·hm~(-2)·a~(-1))大于河流冲积物母质(0.36 kmol H~+·hm~(-2)·a~(-1))。水稻土酸碱缓冲容量与pH呈极显著负相关(P0.01),与交换性盐基总量呈显著负相关(P0.05),与阳离子交换量、有机质、全氮和交换性酸呈极显著正相关(P0.01);水稻土pH与有机质、全氮和交换性酸呈极显著负相关,与交换性盐基总量呈极显著正相关(P0.01),与阳离子交换量无相关性。研究表明,酸碱缓冲曲线可以很好地反映不同母质发育的水稻土在不同土层上对加酸、加碱量的敏感程度;随着土层深度的增加,2种母质的酸碱缓冲容量呈下降趋势,其中在0～20 cm土层,红砂岩母质发育的水稻土酸碱缓冲容量和酸化速率最高,其酸碱缓冲容量主要与初始pH、有机质、全氮、阳离子交换量、交换性盐基总量和交换性酸有关,且2种母质发育水稻土均处于铝硅酸盐矿物分解和交换性盐基离子缓冲阶段。     

喀斯特山区不同生态恢复模式土壤盐基离子的交换及分布特征

为了解喀斯特山区生态恢复模式对土壤盐基离子的交换及分布特征的影响,以喀斯特山区典型黄色石灰土为对象,研究了耕地、草地、林草间作地、退耕还草地生态恢复模式下土壤阳离子交换量(CEC)和盐基离子的分布规律。结果表明:该区土壤CEC为26.52～44.90 cmol/kg,且基本随土层深度的增加逐渐减小;各土壤层次阳离子交换量均表现为退耕还草地显著低于其他生态恢复模式(P0.05);在0—10,10—20 cm土层中林草间作地的CEC最高。交换性盐基离子的含量呈现出Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+的规律,且以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主(占TEB的比例平均为91.92%,6.04%),K~+、Na~+所占TEB比例较低(平均为1.03%,1.01%);盐基离子中交换性K~+、Na~+、Mg~(2+)含量具有表聚性,基本随土层深度的增加而逐渐下降;不同生态恢复模式下,退耕还草地各盐基离子含量显著低于林草间作地、耕地和草地(P0.05),但各盐基离子含量随土层深度不同存在较大差异。土壤交换性盐基总量(TEB)在剖面层次上的分布规律不明显,不同生态恢复模式土壤TEB大小顺序随着土层深度的加深有所不同,在0—10,10—20 cm土层和40—60 cm(母岩)层均表现为草地最高,退耕还草地最低。土壤盐基饱和度(BS)为42.58%～65.02%,且随土层深度的增加逐渐增大,各土壤层次BS均表现为草地耕地林草间作地退耕还草地;相关分析表明,CEC、盐基离子含量与有机质、全氮和碱解氮均呈极显著正相关。冗余分析表明,土壤理化因子仅能解释45.3%的阳离子交换作用变化,土壤阳离子交换作用变化除了受土壤基本理化因子的影响外,还受其他因素的影响。总体而言,退耕还草地在供肥保肥和缓冲能力上显著低于其他恢复模式,土壤供肥保肥和缓冲性能在恢复初期退耕还草阶段有所下降,但随着生态恢复的进程会逐渐得到改善。     

不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响

为全面评价不同灌溉方式下设施土壤养分供应状况,以设施土壤为研究对象,采用田间试验与室内分析相结合的方法,对连年采用沟灌、滴灌和渗灌灌溉下的设施土壤有机质含量、阳离子交换量、盐基离子组成及其比列进行了研究。结果表明:3种灌溉方式土壤有机质、阳离子交换量及盐基离子含量表层较高,不同灌溉方式间表层土壤有机质含量及阳离子交换量表现为渗灌高于沟灌,沟灌高于滴灌,土壤交换性盐基离子含量总体以渗灌处理最高。各灌溉方式0—60cm土层土壤盐基离子饱和度大小顺序均为Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+,Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度随土层深度的增加而增大,K~+、Na~+饱和度总体呈随土层加深先降低后上升的变化趋势。Ca~(2+)、Mg~(2+)饱和度在0—30cm土层滴灌最高,30—60cm土层渗灌最高。K~+饱和度总体以渗灌为高,沟灌居中,滴灌最低。土壤Ca/K、Mg/K值总体以滴灌最高,沟灌次之、渗灌较小。从不同灌溉方式对设施土壤交换性盐基组成及比例的影响来看,采用滴灌方法不仅能省水,有效供应养分,更有利于保持养分之间的平衡,是一种较为合适的灌溉方法。     

酸性紫色土的阳离子交换特征及其对酸缓冲容量的影响

明确酸性紫色土的交换性阳离子组成特征及其对土壤后续酸化进程的影响有助于评估紫色土的潜在酸化风险。为此,在重庆市合川区采集了38个酸性紫色土,进行了理化性质分析与酸缓冲容量测定,探讨了阳离子交换特征对土壤酸缓冲容量的影响。结果表明:部分紫色土的酸化程度较为严重,但酸性紫色土仍具有较高的交换性盐基阳离子含量和阳离子交换量(CEC)。紫色土的交换性Ca~(2+)和交换性Mg~(2+)含量分别为红壤的5.9倍和3.9倍。紫色土CEC也显著高于红壤和砖红壤。丰富的黏土矿物组成,尤其是较高的蒙脱石含量,是紫色土具有较高盐基阳离子含量和高CEC的主要原因。酸性紫色土的酸缓冲容量大小为3.18～25.6mmol·kg~(–1)·pH~(–1)。酸缓冲容量与交换性盐基总量和CEC间均呈极显著的正相关性。较高的盐基阳离子含量和CEC有助于增加紫色土的酸缓冲容量,减缓土壤的酸化速度。因此,尽管部分紫色土酸化较为严重,但受成土母质和发育程度的影响,丰富的盐基阳离子含量能对进入土壤中的酸进行缓冲,减缓紫色土酸化速度。这是紫色土相对于其他地带性酸性土壤所具有的独特酸化特征。     

硅钙钾镁肥及引入柠檬酸对红壤和潮土pH值及养分含量的影响

通过土壤培养试验研究了硅钙钾镁肥(SCPM)及引入柠檬酸的复混肥(CA-SCPM)在酸性红壤和石灰性潮土上的养分供给和酸碱度调节能力。硅钙钾镁肥添加量设置为6 g/kg,硅钙钾镁肥与柠檬酸(CA)的比例为88%∶12%。与对照处理相比,培养至150 d时,SCPM肥及CA-SCPM肥提高红壤pH值约1.16个单位,提高潮土pH值约0.19个单位。SCPM、CA-SCPM两个处理均能显著提高红壤速效钾、交换性钙镁、水溶性钙镁硅及有效硅含量;SCPM、CA-SCPM两个处理提高了潮土速效钾、有效硅及水溶性硅含量,却降低了潮土交换性钙镁、水溶性钙镁含量。CA对两种土壤养分有效性无明显影响。SCPM肥在红壤上的改良效果,体现在其提高pH值、盐基离子以及有效硅含量;在潮土上的积极效果主要表现在速效钾和有效硅含量的提高,将CA引入SCPM肥后综合效果更好。     

土壤动物在农业生态系统中的研究进展

近些年来随着对生态学的深入研究,人们认识到土壤动物的群落结构、功能以及在生态过程中积极的不可替代的作用,土壤动物逐渐成为生态学研究的热点之一。本文分析评价了国内关于土壤动物的研究进展。同时对国外土壤动物在土壤环境评价、凋落物分解、土壤健康的指示作用、与污染环境的关系、二氧化碳浓度对其的影响、在农业生态系统中的作用、在城市生态系统研究中的作用、在废弃物处理及土壤改良中的应用、在N循环中的作用、湿地土壤动物研究等10个方面的研究动态进行了综述。并提出了对土壤动物研究工作的几点建议。     

四种土壤管理方式对李园土壤微生物和土壤酶的影响

通过2003~2004两年的试验发现,刈割覆盖、刈割压埋、畜粪还园三处理纤维分解菌和硅酸盐细菌的数量均明显高于清耕处理(对照),且两种微生物数量均以夏季最多,秋季次之,春季再次,冬季最少。前三处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维分解酶、多酚氧化酶的酶活性都较清耕有显著或极显著提高;各处理酶活性也以夏季最高、秋季次之,春季再次,冬季最低。2004年刈割覆盖、刈割压埋两处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性较2003年有显著或极显著增加,畜粪还园、清耕两处理三种酶活性两年间差异很小。经相关性分析还发现,纤维分解菌除与脲酶相关性不显著外,它与其余的酶均显著或极显著正相关;硅酸盐细菌与所有的酶均极显著正相关。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

Soil indicator systems ‐ the basis for soil conservation decisions to control soil erosion and soil compaction

The efficiency and acceptance for erosion and compaction control management is not high and therefore not a guarantee for sustainable land use and soil functionality. The best method for increasing acceptance is a regional soil indicator system combined with an environmental indicator system (McRae et al. 2000). Like the concept of “critical load inputs”; for chemical pollutants, this system would make it possible to quantify the soil state and soil condition for decisions concerning the soil carrying or load capacity. The next step is the assessment of the land use pressure on soil in terms of the soil load capacity and the driving forces for land use. These results may determine the response level required: In a balanced situation, Best Management Practices may help ensure sustainability is maintained, slightly disproportional results suggest additional special agricultural management techniques may be needed, while significant differences may indicate the need for additional land use adjustments or changes in technical management. The indicator system is ideal for application in north‐eastern Germany for all moraine areas and the areas at risk to water and wind erosion and soil compaction.     

慈溪市土壤系统分类研究

本文对浙江省慈溪市第二次土壤普查土壤分类系统进行了修订,并建立了慈溪市土壤系统分类,依据浙江省土系建立的原则和要求,初步建立了慈溪市土壤的土族和土系。     

面向土壤系统分类的土壤调查制图方法的初步研究

我国的土壤系统分类方案已经基本形成,但还没有相应的土壤调查方法技术研究。按照传统土壤调查的主要剖面、检查剖面、定界剖面的思想与办法,采用空间内插技术,在研究区的4条实验路线上共挖掘了64个剖面点,通过这些剖面点的诊断层和诊断特性确定了研究区的土壤类型并勾绘了土壤类型界线。再用1条检验路线对勾绘的土壤图进行检查,结果表明,在检验路线上设置的20个检查剖面点中,其中19个剖面点与实际情况相符,正确率95%,说明使用内插法进行面向土壤系统分类的土壤调查制图是可行的。再结合土壤景观可以辅助土壤调查工作者更高效地确定土壤类型、勾绘土壤界线。     

土壤退化时间序列的构建及其在我国土壤退化研究中的意义

我国土壤退化发生广、发展快,后果严重,很多问题亟待解决,加大其研究力度势在必行。显而易见,人们对土壤特性与土壤退化过程了解得越详细,对土壤退化的评估与防治也会越好。因此迫切需要建立大量土壤退化时间序列来明确土壤退化过程中时间因素的作用并帮助人们正确理解和认识土壤退化与人为作用之间的关系。为了得到可靠的结果,土壤退化时间序列的建立需包括起始土壤相似性判定与退化土壤绝对或相对年龄的验证两个重要过程。本文详细论述了土壤退化时间序列的构建过程及应注意的问题,并探讨了土壤时间序列在我国土壤退化研究中的意义,旨在为土壤退化时间序列的正确建立与应用提供较为详尽的参考。     

分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

城市化过程对土壤资源影响研究进展

世界范围内的快速城市化过程对土壤资源的质与量都产生了深刻影响.作为一种不可再生性自然资源,土壤在我国快速城市化过程中的强烈人为活动影响下发生功能上的转化、弱化甚至消失.城市及其周边地区的土壤景观、各种土壤过程都明显异于传统的土壤质量演变规律.与农业生态系统相比,城市生态系统更加复杂,城市化过程中土壤演变研究的挑战性也更大.深入开展城市化过程中土壤质、量响应及其生态环境效应的系统研究意义重大.     

Towards a biochemical quality index for soils: An expression relating several biological and biochemical properties

Soil biological and biochemical properties are highly sensitive to environmental stress and thus can be used to assess quality. Any soil quality index should include several biological and biochemical variables so as to reflect better the complex processes affecting soil quality and to compensate for the wide variations occurring in individual properties. Many authors recommend the use of a native soil supporting climax vegetation that has undergone minimal anthropogenic disturbance as a high quality reference soil. In this study which examined three such native soils of Galicia (N.W. Spain) bearing Atlantic oakwood as the climax vegetation, biological and biochemical properties were found to vary widely seasonally and with sampling site and depth. These variations were closely correlated with the total carbon (C) and/or total nitrogen (N) contents of the soils. The following equation: Total N= (0.38×10^–3) microbial biomass C +(1.4×10^–3) mineralized N +(13.6×10^–3) phosphomonoesterase +(8.9×10^–3) β-glucosidase+(1.6×10^–3) urease explained 97% of the variance in total N for the soils studied, suggesting that a balance exists between the organic matter content of a soil and its biological and biochemical properties. A simplified expression of the above equation may be useful as a biochemical quality index for soils. Received: 5 March 1997