吉林省农田耕层土壤pH的时空变化特征

本研究通过分析2005~2013年测土配方施肥项目在吉林省采集的大量土壤样品,明确了不同地区农田耕层土壤pH的空间变异特征,并与第二次土壤普查数据对比探讨了土壤pH的变化趋势。结果表明,目前吉林省农田耕层土壤pH分布在3.8~9.1之间,平均值为6.5。不同类型农田土壤pH的高低顺序为:黑钙土风沙土草甸土黑土白浆土≈暗棕壤水稻土。空间上,吉林省农田耕层土壤呈现自西向东逐渐降低的分布特征,以西部白城市的通榆县最高而东部延边朝鲜族自治州的汪清县最低。时间上,与第二次土壤普相比,吉林省各种土类的pH存在共性的土壤酸化趋势。不同土类间pH的降幅存在较大差异,代表性的黑土下降约0.5个单位,酸化程度较大的草甸土和水稻分别下降了1.4和1.6个单位,而酸化程度较小的白浆土下降了0.1个单位。吉林省农业生产中应控制化肥用量,调整肥料品种,合理增施有机肥,大力推广秸秆还田,从而缓解土壤酸化趋势,改善土壤肥力。     

亚热带耕地土壤酸化程度差异及影响因素

准确揭示区域耕地土壤酸化程度及其原因对于耕地质量提升和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用地处亚热带的福建省1982年36 777个和2008年236 445个耕地表层土壤调查样点属性建立的1∶25万耕地土壤数据库,借助GIS技术与灰色斜率关联分析模型探讨了26年间全省耕地土壤酸化程度及其原因,为省域耕地土壤酸性调控提供科学依据。结果表明:1982—2008年间福建省67.60%的耕地土壤发生不同程度酸化,其中强度、中度和弱度酸化面积分别占全省耕地总面积的0.83%、18.26%和48.52%。就行政区域差异而言,强度酸化耕地主要分布在龙岩市,占全省强度酸化耕地总面积的86.88%,其次为泉州市,占比为8.39%;中度酸化耕地主要分布在南平市、龙岩市和泉州市,分别占全省中度酸化耕地总面积的29.88%、18.10%和16.94%,弱度酸化耕地则遍布全省各县市区。从土壤类型差异来看,潜育水稻土、渗育水稻土和酸性紫色土亚类的酸化面积比例较大,分别占相应亚类总面积的82.87%、72.37%和69.20%;但渗育和潴育水稻土亚类的酸化程度较为严重,强度、中度和弱度酸化的渗育和潴育水稻土面积分别占全省耕地相应酸化程度总面积的98.94%、84.51%和87.36%。从土地利用类型差异分析,水田和水浇地的酸化面积比例较高,分别占相应利用类型总面积的70.35%和60.78%。灰色斜率关联分析模型分析表明,1982—2008年间酸雨、高温多雨气候及化肥大量施用是引起福建省耕地土壤酸化的主要外因,故严控工业含硫等酸性废气排放进而控制酸雨和合理调整施肥结构是减缓全省耕地土壤酸化的必要途径。     

典型黑土区农田土壤碳库及其影响因子显著性变化特征研究

明确不同时期农田土壤碳库及其显著影响因子对农田土壤固碳具有重要意义。基于北安和克东地区20世纪80年代初全国第二次土壤普查资料,2010年测土配方施肥数据和实际补充采集样品分析数据,利用土壤类型GIS连接法研究土壤有机碳库及密度时空变化特征,并采用方差分析检验不同时期土壤有机碳密度空间变异的影响因子及其显著性差异。结果表明,研究区沟谷和低洼平地农田土壤有机碳密度及下降速率均高于漫岗高平原,表层和剖面的碳库年均下降速率为-0.14 t hm-2a-1和-0.13 t hm-2a-1,碳库储量呈现显著下降趋势。1980年农田表层土壤有机碳密度的显著性影响因子为土壤类型(亚类)、海拔、pH和全磷;2010年影响因子中土壤类型(亚类)和pH依然显著,海拔和全磷不再显著,坡度成为新的显著性影响因子。     

彭水县耕地地力现状与对策分析

用2008—2010年重庆市彭水县测土配方施肥化验数据与1984—1987年第2次土壤普查数据进行比较分析,结果表明:彭水县耕地普遍存在着酸化,土壤有机质、全磷含量下降,全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量上升等特点;笔者认为是有机肥施用不足和长期偏施化肥的结果;建议大力施用有机肥,推广平衡施肥。     

浙江省水稻土有机碳储量估算和密度比较研究

土壤碳库是全球土壤碳循环的重要组成部分。研究以第二次土壤普查数据为基础,通过土壤类型法估算了浙江省水稻土有机碳储量并研究了水稻土有机碳密度空间分布情况。结果表明:浙江省水稻土总面积约为18423 km2,有机碳库总量为165.99 Pg,平均1 m有机质密度为8.28 kg m-2。有机碳密度呈现沿海杭嘉湖、宁绍、台州和温州四大水网平原等地区密度高,中部、西部地区密度低的状况。另外,通过比较各个省份的水稻土有机碳密度高低,发现在同样使用全国土壤普查数据与土壤类型法的基础下,数据的缺失与计算方法的细微差异会导致有机碳密度计算结果的差异。     

甘肃农田土壤氮磷钾养分变化特征

自1983年全国第二次土壤普查以来,由于经过多年的地力培肥,农田土壤养分发生了变化。1998年土壤养分调查结果揭示了甘肃省不同地域的主要耕种土类及耕地类型的土壤氮磷钾养分变化特征,为今后土壤养分资源的综合评价和科学施肥管理提供了基础资料。     

我国水土流失状况与发展趋势研究

利用第3次水土流失普查数据,分析我国目前水土流失总体状况,水蚀、风蚀和冻融侵蚀等不同类型水土流失状况以及东部、东北、中部和西部地区4大经济区域水土流失状况,并对水蚀区侵蚀危险度现状进行了评价。结合水利部开展的第1、2次全国水土流失普查数据,分析15年来水土流失的动态变化情况,以及我国主要江河流域多年来土壤流失量变化的状况。     

基于1∶5万土壤数据库的福建省耕地全氮储量动态变化研究

基于福建省1982年第二次土壤普查2 021个剖面点和2008年测土配方施肥29 945个样点耕层(0~15 cm)土壤属性数据建立的1∶5万土壤数据库,研究了近30多年来全省耕地的全氮密度和储量动态变化。结果表明,1982年福建省耕地土壤的全氮密度和储量分别为0.258 kg m~(-2)和4.26 Tg;而2008年分别上升到0.262 kg m~(-2)和4.39 Tg,近30年来全省耕地土壤全氮呈富集趋势。从不同地级市来看,龙岩市全氮密度上升最多,增幅为0.036 kg m~(-2),而厦门市全氮密度下降最多,降幅为0.041 kg m~(-2)。从不同土壤类型来看,潮土土类和潜育水稻土亚类全氮密度上升最多,增幅均超过0.015 kg m~(-2),而石灰土土类和淹育水稻土亚类全氮密度下降最多,降幅均超过0.015 kg m~(-2)。总体来看,福建省耕地土壤近30年来的全氮密度空间动态变化差异很大,今后根据不同耕地土壤类型和地级市的氮素富集程度,制定氮肥优化管理措施是非常必要的。     

河北省不同生态区农田土壤肥力现状及变化特征

河北省第二次土壤普查距今已近30年,经过多年的耕作施肥,河北省农田土壤肥力发生了明显的变化,为了更好的对河北省不同生态区农田土壤资源进行管理,需要对河北省肥力现状和变化特征进行充分了解,以实现耕地保育与生态环境协调发展的目标。通过对2009~2014年河北省测土配方施肥项目中获取的45698个土壤样品的测试数据分析,并与第二次土壤普查数据结果对比,以明确河北省不同生态区农田土壤肥力现状与变化特征。结果表明:河北省农田土壤pH平均为7.8,有机质含量平均为17.0 g kg~(-1),有效磷平均含量为24.4 mg kg~(-1),速效钾平均含量在137.1 mg kg~(-1)。河北省不同生态区土壤pH差异明显,燕山丘陵区有明显酸化趋势;土壤有机质含量自西北向东南方向逐渐降低,有效磷和速效钾含量呈明显的地带性分布,在不同生态区间有明显差异。与第二次土壤普查结果相比,河北省不同生态区的土壤有机质和有效磷含量均大幅度增加,速效钾含量略有增加,但在不同生态区间变化趋势不一致,而土壤则有酸化的趋势,这种变化与各生态区的自然生态状况和农业管理有紧密的关系。建议河北省应加强对主要生态区的土壤肥力的长期定位观测,以明确土壤肥力演变规律与发展方向。在生产上推广应用测土配方施肥技术,增加有机肥施用并推进秸秆还田技术在不同作物体系的应用,以实现河北省农田土壤肥力与作物生产能力的同步稳定提升。     

三都县水稻土养分现状、历史变化及施肥策略

根据贵州省三都县2010年测土配方施肥补贴项目的土样化验数据和1981年该县第2次土壤普查资料,分析三都县水稻土的养分状况、地力水平及变化规律,并提出施肥对策。分析结果表明,三都县水稻土有机质含量较高,为40.4g/kg;全氮和有效磷的含量适中,分别为2.378g/kg和15.2mg/kg;速效钾含量为95mg/kg,含量较低。与第2次土壤普查土样测试数据相比,有机质与全氮的变化不大,有效磷的含量比之前大幅提高,增幅达85.7%;速效钾的含量下降明显,比之前降低30%。     

近30年山东省耕地土壤pH时空变化特征及影响因素

通过研究山东省第二次土壤普查省级汇总(1984年)和省级耕地地力评价(2015年)耕地土壤pH数据,分析了土壤酸化的总体情况和动态变化,探讨了土壤酸化的自然和人为驱动因素。结果表明,30年来,山东省耕地土壤pH平均值由7.6降至7.2,降低了约0.4个单位,整体表现为酸性耕地面积明显增加,弱碱性和中性耕地面积相对减少,局部耕地酸化。目前,山东省弱碱性、中性和弱酸性耕地土壤比较多,占92.74%,酸性耕地土壤占7.04%;酸性耕地土壤主要分布于胶东半岛和东南部沿海的威海、烟台、青岛、日照、临沂和枣庄等6个市。不同地市酸碱度变化差异较大,威海变化最大,降低了1.3个单位;其次是泰安、日照、烟台和青岛,分别降低了1.1、1.1、1.0和1.0个单位。全省耕地土壤pH变化由大到小依次为:水稻土(潮土型)、棕壤、粗骨土、砂姜黑土、褐土和潮土。全省耕地土壤酸化主要影响因素为土壤类型、植物收获以及化肥不适当施用。     

江苏省典型茶园土壤酸化趋势及其制约因素研究

茶园土壤酸化日趋严重已成为当前茶叶生产中的突出问题。为制定茶园土壤酸化的控制对策,本文采用定位监测的方法,分析了江苏省茶园土壤酸化现状和土壤pH降低速率的动态变化及其与酸雨、土壤性质的关系。2008—2010年间江苏省21个典型茶场调查结果显示:所有被调查的茶园土壤pH值均低于茶树生长最适值5.5,其中pH值低于4.0的茶园比例达42.8%。2003—2010年间,江苏省茶园土壤pH降低速率呈现先逐年增大后减小的变化规律,期间2007年土壤pH降低速率达到最大。茶园土壤酸化及其动态变化受研究区域酸雨强度和频率的影响,同时土壤pH降低速率与土壤有机质、交换性盐基总量呈极显著的负相关,与土壤阳离子交换量(CEC)、黏粒含量存在显著的负相关关系。     

安徽省土壤有效硫现状及时空分布

【目的】 土壤有效硫是作物硫素营养的主要来源,在获取省域范围耕地土壤有效硫基础数据和硫肥试验研究结果的基础上,以地统计学特征分析和新的土壤有效硫分级指标统计为手段,研究全省土壤有效硫时空变化特点和区域性分布现状,掌握全省耕地土壤硫养分丰缺状况及供给水平,为科学施肥提供依据。 【方法】 选择安徽省砂姜黑土、潮土、黄褐土、水稻土等11个土类,采集农田0—20 cm耕层土样34.5万个。通过大样本数据的统计分析,利用ArcGIS进行Kriging插值的地统计学分析,按照本省耕地土壤有效硫新的丰缺分级标准,即极缺 (< 10.0 mg/kg)、缺乏 (10 ～16 mg/kg)、较缺乏 (16～22 mg/kg)、中等 (22～34 mg/kg) 和丰富 (> 34 mg/kg) 五级,结合第二次土壤普查分级指标对应分析,进行省域耕地土壤有效硫丰缺现状和时空分布研究。 【结果】 1) 全省耕地土壤有效硫含量范围在0.10 ～101.90 mg/kg之间,平均值为24.99 mg/kg,中位数为21.00 mg/kg。2) 全省耕地土壤缺硫概率较大。有效硫含量处于极缺 (< 10 mg/kg)、缺乏 (10 ～16 mg/kg) 与较缺乏 (16 ～22 mg/kg) 水平的分别占总样本数的13.76%、20.91%和18.43%。3) 省域总体缺硫状况由东向西递增、南北向中间趋减。按不同农业区域比较,淮北平原的宿州、亳州和阜阳市缺硫最严重,其次是皖南山区,又以黄山市、铜陵市土壤缺硫较严重。4) 土壤类型和时空变化上,以棕壤、黄潮土、粗骨土、红壤、黄壤、紫色土和砂浆黑土等缺硫最为严重。与20年前研究分析比较,沿江平原、江淮丘陵和皖西农区缺硫趋势减弱,而皖南山区土壤缺硫状况明显加重。目前,棕壤、砂姜黑土和黄棕壤缺硫频率和风险增大,而黄潮土、黄褐土和灰潮土缺硫频率降低。 【结论】 省域耕地缺硫 (< 22 mg/kg) 面积约311.19 × 104 hm2,占全省耕地总面积的53.10%。针对棕壤、砂浆黑土、黄潮土、红壤等九类土壤缺硫比率高 (39.67% ～56.89%之间) 的现状,应推荐含硫化肥或补施硫肥,降低作物缺硫风险。      

山东省棕壤形成的特点

本文着重阐明山东省棕壤形成的特点,并与褐土作了比较。棕壤形成的特点,突出反映在淋溶作用和粘化作用较褐土强。它一般呈酸性至微酸性,盐基不饱和至饱和,不含游离碳酸钙;褐土呈中性至碱性,盐基过饱和,多数含游离碳酸钙,假菌丝体发达。发育良好的棕壤剖面,不仅有粘粒的移动,而且有铁锰的淋溶淀积;褐土虽有粘粒的移动,但不如棕壤明显,且无铁锰淋溶淀积特征。     

去除水分影响提高土壤有机质含量高光谱估测精度

土壤水分的影响是当前采用光谱分析法预测土壤养分含量的关键问题,该文旨在探索去除土壤水分影响、提高有机质高光谱定量估测精度的方法。首先采用地物光谱仪进行湿土和过筛干土的高光谱测试,并进行一阶导数变换;然后,采用奇异值分解(singular value decomposition,SVD)结合相关分析筛选土壤水分特征光谱,构建去除水分因素的修正系数,形成湿土光谱的校正光谱;最后基于校正前后湿土光谱,应用偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归构建土壤有机质含量的估测模型,并对模型进行验证和比较,分析评价校正前后光谱的预测精度。结果显示:按土壤水分含量梯度划分的2组和全部棕壤及褐土土样共4组样本校正后建模决定系数和均方根误差分别为0.85、0.82、0.74、0.76和0.19%、0.20%、0.23%、0.19%,决定系数提高了0.02~0.09,均方根误差降低了0.01~0.03百分点,验证决定系数、均方根误差和相对分析误差分别为0.78、0.77、0.72、0.76,0.21%、0.15%、0.21%、0.15%和2.03、2.02、1.86、1.98,决定系数提高了0.06~0.15,均方根误差除褐土土样提高0.02百分点外,其他样本组降低了0.01~0.08百分点,相对分析误差提高了0.17~0.43,模型决定系数和相对分析误差得到显著提升;尤其对于土壤水分含量变异系数较小的3组土样,模型从待改进级别提高到性能良好级别,对土壤有机质含量具有较好的预测准确性。说明该方法用于去除土壤水分因素影响和提高有机质含量高光谱估测精度的有效性。     

环渤海湾地区主要梨园土壤养分状况及养分投入研究

对环渤海湾地区三省204个主要梨园养分投入和土壤养分含量状况进行了研究,结果表明:(1)该区域主要梨园土壤有机质平均含量为17.1 g kg-1,其中,辽宁省主要梨园土壤有机质平均含量为22.9 g kg-1,山东和河北省主要梨园土壤有机质平均含量<20 g kg-1,<10 g kg-1的梨园分别占13%和25%。该地区梨园土壤碱解氮、速效磷和速效钾平均含量为70.0 mg kg-1、63.1 mg kg-1和175.9 mg kg-1,速效磷含量普遍较高,存在不同程度积累现象。梨园土壤酸化现象明显,50%以上的梨园土壤pH<6.0,以辽宁省梨园土壤pH平均值最低。(2)土壤养分质量综合评价结果表明,环渤海湾地区的辽宁省梨园土壤养分水平最高,河北省最低。土壤有机质、碱解氮和pH值是该地区主要梨园土壤养分质量的限制因子。(3)山东省主要梨园氮、磷(P2O5)、钾(K2O)养分总投入量分别为968 kg hm-2、441 kg hm-2和523 kg hm-2,且以化肥养分投入为主。河北省养分投入状况与山东省相似。山东和辽宁省梨园化肥施用以三元复合肥为主,分别占94%和66%,河北省施用的尿素占化肥总量的77%。     

四环素类抗生素在土壤和堆肥中的吸附和降解

Two agricultural soils were collected from Dahu and Pinchen counties and swine manure compost (SMC) from Ping-tung County in Taiwan, China to investigate the sorption and dissipation of three tetracyclines (TCs), i.e., oxytetracycline (OTC), tetracycline (TC) and chlortetracycline (CTC), in compost, soils and soil/compost mixtures with different organic carbon (OC) contents. There were seven treatments in total. TCs were most strongly adsorbed to SMC in all treatments due to the high OC content. When SMC was present in the soils, the sorption of TCs was significantly enhanced, which might be attributed to the increased OC content and CEC. The adsorption of TCs showed non-linear adsorption isotherms and fitted well to the Freundlich model. After 49 d of incubation at 25 ℃ in soils and soil/compost mixtures in the dark, TCs elapsed in all substrates, with the time required for 50% degradation (DT₅₀) between 20 and 41 d, and the time for 90% degradation (DT₉₀) between 68 and 137 d. Soil amended with compost enhanced the stability of TCs and reduced their mobility. The dissipation of TCs in a soil environment was slow, indicating that these compounds might be persistent in soil.     

耕地棕壤酸碱缓冲性能及酸化速率研究

辽宁省耕地棕壤自第二次土壤普查以来酸化趋势明显,pH整体平均值从第二次普查时期的6.42降至5.73。对辽宁省4个典型地区(昌图、沈阳、瓦房店、清原)的耕地棕壤耕层(0-20cm)缓冲性能、酸化速率及其影响因素进行研究,结果表明:各地区酸碱缓冲容量变幅为29.66～39.87mmol/kg.pH unit,其中辽宁北部和中部地区酸碱缓冲容量明显高于辽南和辽东地区。酸化速率以辽南地区下降速率最快,其值为2.69H+kmol/(hm2.a),而速率最慢的地区为辽东,其酸化速率为1.44H+kmol/(hm2.a)。土壤初始pH、阳离子交换量、颗粒组成及有机质含量均是影响酸碱缓冲容量变化的主要因素。北部和中部质地以粉(砂)壤土为主,阳离子交换量、盐基饱和度及粘粒含量均高于南部和东部地区,因此缓冲性能也较强。施肥及其他人为因素对辽宁耕地棕壤酸碱缓冲容量及酸化速率的影响有待进一步研究。