南方红壤侵蚀区土壤肥力质量与人为活动可达性的空间关系——以福建长汀县朱溪流域为例

人为活动可达性对土壤肥力质量具有重要影响.以南方红壤侵蚀区典型流域福建省长汀县朱溪流域为研究区,选取10个土壤肥力质量因子,基于“3S”技术并结合野外调查,对10个土壤肥力质量因子进行叠加,生成土壤肥力质量等级图;根据相对高度、DEM生成的坡度、SPOT影像提取的土地利用图、距居民点和交通用地的远近,创建人为活动可达性综合评价指数,整个研究区可达性由最难到达至最易到达可分为5级.结果表明:1)人为活动可达性从“中等”到“困难”到“很困难”,土壤肥力质量总体呈上升趋势,可达性难度逐渐增大导致开发利用难度增大,人为活动的干扰程度相对减少;2)在人为活动可达性“容易”和“很容易”2个级别,分布着所有的“很好”和大部分“好”2个土壤肥力质量级别,并与流域下游的耕地地类对应,同时“容易”和“很容易”2个级别所在区域自然条件较好,人类开发利用强度大,导致部分区域土壤肥力质量级别较低;3)人为活动可达性是土壤肥力质量的重要但不是唯一影响因素;4)今后相关研究应加强土壤肥力质量综合评价模型中人为活动的定量表达,从而深入解 释南方红壤侵蚀区人为活动与土壤肥力的复杂关系.     

三峡库区坡改梯地不同土地利用方式的土壤肥力质量评价研究——以重庆市巫山县为例

以重庆巫山县典型坡改梯地为例,选取5种不同土地利用方式对土壤肥力质量进行评价,结果表明:研究区的土壤肥力整体处于中下等水平,5种地类按土壤肥力大小排序为荒地(0.501)>林地(0.431)>菜地(0.427)>园地(0.390)>粮田(0.349),农耕用地的土壤肥力明显低于林地和荒地,可见退耕还林还草具有明显的土壤培肥作用,人类活动和土地利用方式对土壤质量有很大影响,合理规划土地利用方式对土壤质量提高有重要作用。     

20年来东北典型黑土地区土壤肥力质量变化

通过大量样品分析和数据收集,研究了最近20年来东北典型黑土地区土壤肥力质量主要指标——pH、有机质、速效磷、速效钾和黏粒的变化情况,并在地理信息系统和地统计分析的辅助下,研究了该5项肥力指标以及综合肥力指数的时空变异规律。结果表明:20年中该地区土壤pH、有机质和速效钾平均含量明显降低,速效磷平均含量有较大增加;速效磷的变异系数变化最大,pH变化最小;20世纪80年代该地区土壤肥力综合指数以一、二级为主(80%以上),但21世纪初土壤肥力质量几乎被二、三级地所占据(98%以上)。该地区土壤肥力质量明显降低可能与长期以来重种轻养有关。     

基于GIS的土壤肥力质量综合评价——以天然云冷杉针阔混交林为例

以吉林汪清林业局金沟岭林场中41块天然云冷杉针阔混交林样地为对象,采用主成分-聚类分析,结合GIS技术,对该区域土壤肥力质量进行综合评价。结果表明,按主成分-聚类分析结果将41块样地分为4类:第1类土壤肥力质量综合得分为11.17~18.86(优),包括5块样地;第2类土壤肥力质量综合得分为3.01~7.44(良),包括8块样地;第3类土壤肥力质量综合得分为-6.97~1.27(一般),包括24块样地;第4类土壤肥力质量综合得分为-12.40~-9.63(差),包括4块样地。然后采用Arc GIS软件对综合得分进行普通Kriging插值,其标准均方根预测为0.9544,在1的附近,这基本达到插值精度的要求。从生成的研究区土壤肥力质量综合得分空间分布图来看,森林土壤肥力质量由西向东呈现先降低后升高的趋势;由北向南,森林土壤肥力质量变化幅度逐步减小,表明研究区南部土壤肥力质量变化较北部均匀。就研究区的整体土壤肥力质量而言,土壤肥力质量中等以上(优,良,一般)样地数占所研究区样地总数比例为90.24%,表明所研究区森林土壤肥力质量整体处于良好水平。     

海州露天矿排土场不同复垦模式下土壤酶与土壤肥力典型相关分析

为研究露天矿排土场不同复垦模式下多种土壤酶与土壤肥力因子的相关程度,采集阜新市海州露天矿排土场3种复垦模式(刺槐林地、白榆林地、草地)和荒裸地的0～5,5～10,10～20和20～30 cm 4个土层的土壤,利用单因素方差分析和典型相关分析(canonical correlation analysis)法分析排土场3种复垦模式下土壤酶活性和土壤肥力的相关性。3种复垦模式与荒裸地比较,土壤酶活性及土壤肥力显著提高(P0.05)。相同深度白榆林地土壤酶活性显著高于其他复垦模式,且土壤肥力较高;同一样地随着土层深度的增加,土壤酶活性和土壤肥力呈现出逐渐降低的趋势。第1对典型变量相关系数0.998,表明综合土壤酶活性因子与综合土壤肥力因子具有显著的相关性。采用种植白榆的复垦模式对露天矿排土场土壤改良效果较好。不同复垦模式下土壤酶中蔗糖酶、蛋白酶和脲酶与土壤肥力相关性显著。典型相关变量组可以作为海州矿排土场土壤酶和土壤肥力指示因子。     

山西省坝地土壤肥力质量评价

坝地是黄土高原地区群众的"保命田",其土壤肥力的高低很大程度上直接影响着黄土高原地区群众的粮食自给能力。以山西省忻州、吕梁、晋南(临汾、运城)4市16县的23个坝地为研究对象,通过野外实地考察、选点取样、评价指标实验室测定、综合评价方法筛选及土壤肥力综合指数计算等一系列的相关分析和研究,建立了黄土高原坝地土壤肥力评价指标体系,并对所选的23个坝地进行了肥力评价。结果表明:忻州、吕梁、晋南(临汾、运城)各市坝地的土壤肥力综合指数(IFI)分别为0.36,0.35和0.48,忻州和吕梁的坝地土壤肥力水平相近,属于中等水平,晋南(临汾、运城)的较高,属于高水平,全省坝地土壤的IFI由北向南递增。     

滨海盐渍化土壤理化性质与小麦生产间的关系

为促进滨海区域粮食生产,以盐渍化麦田为研究对象,在测定土壤(0~20 cm)基本性质及小麦产量、生物量基础上,分析土壤肥力特征与小麦生产能力间的关系。结果表明,土壤含盐量与小麦产量、地上部生物量(生物量)呈极显著负相关(p0.01),其关系符合三次函数方程。若以4 500 kg hm-2作为最低目标产量,土壤含盐量应在3.1 g kg-1以下。土壤有机质含量与土壤含盐量呈显著负相关(p0.05),与小麦产量、生物量呈极显著正相关(p0.01)。土壤有机质含量增加能够降低盐渍化程度,促进小麦生产。将直接相连的下层(10~20 cm)与上(表)层(0~10 cm)土壤含盐量比值作为抑盐效率(E),来评价有机质的抑盐作用,表层土壤有机质含量与E符合二次函数方程,有机质含量超过19.1 g kg-1时,抑盐效果显著,可以作为土壤肥力培育目标值。此外,提高土壤速效钾含量对小麦生产也具有显著促进作用。研究结果对研究区域及相似地区进行土壤肥力培育和粮食生产具有重要意义。     

微团聚体的保肥供肥性能及其组成比例在评断土壤肥力水平中的意义

本文根据作者对黑土和棕壤的多年研究结果，论述了不同粒级的微团聚体在保肥和供肥方面的不同性能。鉴于肥地与瘦地、小粒级与大粒级微团聚体间存在着保肥－供肥性能的明显差异，作者试以１０μｍ为界，划分＜和＞１０μｍ两类“特征微团聚体”，以其比例来界定高、低肥力土壤的微团聚体组成的数值范围和评断土壤肥力水平与培肥效果。结果表明，“特征微团聚体”的组成比例能较好地反映土壤肥力的现有状况及其调控的实际效果，是综合     

土壤结构的性态研究

提高土壤肥力的目的主要在于充分发挥土壤潜在能力,保证农作物的高额稳产.为了达到这个目的,必须定向控制土壤的变化,改善土壤状况.土壤肥力是各种土壤性质的综合表现,并随着环境和时间而不断变化.要彻底了解土壤肥力,不仅要明悉土壤供应肥、水的容量和供应的快慢及持续时间,还要考虑肥、水的协调和植物根系的生活条件,这就是我们所称的肥力基础(简称肥基).     

基于地统计的土壤养分采样布局优化

传统的土壤养分采样布置方法都是基于采样区土壤特征状态空间随机变异的假设。而地统计学研究表明,土壤特征状态在空间上有关联性,因此利用传统方法来制定采样方案并不是最优的,因为它没有考虑土壤特性的空间相关性,不能反映其局部的变化特征。该文在分析土壤肥力空间变异的基础上,研究利用经典统计学方法确定合理的采样点数目,并基于地统计学的半方差函数拟合与Kriging方法确定合理的采样点布局的方法,选择典型地区的土壤肥力进行空间变异分析和采样点布置的优化设计。研究结果表明：在合理的位置布置14个采样点就可以满足典型基地种植区绘制施肥处方图进行变量施肥决策的要求;利用经典统计学与地统计分析相结合的方法进行农田尺度的土壤肥力采样布点优化分析具有良好的可行性。     

黑土的酶活性

近年来,土壤的熟化实质问题引起了人们越来越大的注意.这主要是因为,揭示土壤的熟化实质,有助于定向地培肥土壤和有效地调控土壤肥力的演变进程.1978年,我们在先前工作的基础上,进一步对不同开垦年限、不同熟化度黑土的熟化实质问题进行了研究.本文着重讨论黑土的酶活性及其与土壤腐殖物质和其他肥力因素的相关性.     

三种黑土中有机碳、氮、磷的形态分布与肥力的关系

土壤腐殖质是土壤的重要组分。土壤的许多属性都直接或间接地与腐殖质的性质有关。我们曾指出^[2]黑土的腐殖物质及其组分与土壤的物理、化学及生物化学有显著的相关性,这表明它们对氮、磷等营养物质的转化、供应及贮存起着重要的作用。     

山西平朔露天矿区复垦农用地表层土壤质量差异对比

以复垦农用地为研究对象,以原地貌未受损农用地和排土场未复垦地作为对照,共选择18个样地,对比研究复垦农用地、未复垦地及原地貌未受损农用地的土壤容重、田间持水量、pH值、有机质、全氮、全钾、有效磷、速效钾的差异,揭示复垦农用地土壤重构的过程及变异的规律。结果表明：（1）复垦农用地土壤容重、田间持水量、pH值、全钾、有效磷、速效钾的均值都略高于未受损农用地;而复垦农用地有机质、全氮的均值都略低于未受损农用地。（2）复垦农用地和未受损农用地在0-10cm的土壤容重及pH值均略低于10～20cm土层;0～10cm的土壤肥力指标均值略高于10～20em土层。（3）在0～10cm土层,复垦耕地和复垦林地的相关土壤理化性质要优于未受损耕地;在10—20cm,复垦林地土壤理化性质基本上优于未受损耕地。（4）复垦13年的耕地土壤容重、速效钾与未受损耕地差异不显著;复垦22年林地的单个土壤理化指标基本上优于复垦19年林地,复垦19年林地的单个土壤理化指标基本上优于未受损林地。     

挖损农田复垦前后地力变化研究——以华北平原的曲周县为例

以曲周县为例,通过野外调查、采样和实验室分析,对挖损耕地复垦后的土壤肥力变化进行了研究。研究结果表明,挖损耕地与对照耕地相比较,土壤肥力包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量没有显著差异,土壤容重变小。建议复垦工作必须因地制宜,在平原地区只要挖损耕地在不超过一定深度影响耕作的情况下,可以直接恢复耕种,不需要进行专门的复垦工程进行挖损耕地的复垦和培肥。     

东北黑土地保护利用研究足迹与科技研发展望

中国东北黑土是世界上最肥沃、垦殖时间较短的土壤类型之一,在保障国家粮食安全中具有非常重要的地位。本文在总结东北黑土地概况（定义、分布、土壤类型和垦殖时间）的基础上,梳理了东北黑土地的研究足迹,并提出了未来东北黑土地科技研发的方向。东北黑土地包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤和棕壤6种土壤类型,主要分布在辽河平原、松嫩平原和三江平原。自然黑土肥力较高,但是开垦后受生态系统改变和人类活动的双重驱动,土壤肥力发了巨大变化,土壤有机质含量在垦殖初期（约30a）迅速下降,开垦50a后下降速度趋于稳定;侵蚀区黑土层受风蚀和水蚀等影响出现了不同程度的流失。有机培肥、轮作、等高种植等技术措施已经被广泛应用于黑土培肥与水土流失防治。黑土层是黑土地的标志性土层,是黑土地肥力的核心。基于黑土层保护的东北黑土地保护利用建议从以下3方面开展科学研究：（1）解析人类活动下的黑土层厚度及颜色变化过程和驱动机制,探索现代农业管理方式下维持和增加黑土层厚度的技术途径;（2）针对东北黑土地6种土壤类型耕地限制粮食生产能力的主控因子,因地制宜建立以“肥沃耕层构建”、“障碍性土层消减”和“控蚀固土增肥”为核心的东北黑土地保护利用技术模式,研发相关配套技术,探索模式的适应性及应用效果和机理;（3）以长坡为研究对象建立水土流失观测场,集中研发坡耕地控制面蚀和沟蚀的新技术和新模式。     

新增耕地土壤物质组分特征及其培肥研究

为了解土地整理新增耕地土壤物质组成及土壤肥力状况,对新增耕地土壤矿物成分、化学成分、污染元素和土壤化学性质进行了分析,分析结果将为新增耕地土壤培肥提供依据.实验结果表明新增耕地土壤养分的有效氮、磷、钾及有机质比较缺乏,必须对其进行培肥.利用固体废物对新增耕地土壤进行培肥,其成本低,工艺简单,培肥效果良好.     

我国主要土壤剖面酶活性状况

本世纪五十年代以来,由于科学的发展以及新技术的引入,土壤酶的研究愈来愈为人们所重视。试验研究已证明,土壤酶是土壤的组成分之一。     

东北黑土区土壤肥力变化特征的分析

黑土区土壤肥力一直是人们关心的问题。通过选择在黑土区典型县份-德惠市的调查表明,耕地土壤有机质、全氮、有效磷与1980年相比较,分别增加了3.2g kg-11,0.11 g kg-1和5.70 mg kg-1,但有效钾下降了33.3 mg kg-1。土壤中有机质2003年盈余量48.7kg hm-2,氮15.07 kg hm-2,磷25.35 kg hm-2;钾亏损量170.62 kg hm-2。笔者认为,单纯从土壤营养管理角度看,目前黑土区耕地土壤肥力状况似乎没有想象的那么坏。但已有的研究也表明,黑土区耕地肥力的变化与现行的耕作制度有很大的关系。     

An approach to the essence of soil fertility

After a brief historical review of the study of soil fertility it is shown that in studying the essence of soil fertility, both the ?physique”? and the ?pedon structure”? of soil should be investigated. Under proper cultivation and fertilization, it is possible to maintain and enhance the level of fertility of black soils. Humic substances combined with the surface of mineral particles are the soil constituents restricting the fertility of black soils, and may be used as the main index to characterize the level of fertility of these soils. The humification and turnover of organic matter are regulated by the soil enzymes. The enzymatic activities in black soils form an important supplementary index of their fertility status. Soil particles aggregating more stable and forming a looser fabric play an important role in maintaining and harmonizing the status of soil moisture, nutrients, air and heat throughout the soil profile. The resistance power or self-regulating capability of soil against unfavourable factors is an overall index reflecting the essence of soil fertility.     

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。