种稻年限对苏打盐碱土理化性质及真菌群落的影响

【目的】研究不同种稻年限对苏打盐碱土理化性质及真菌群落的影响,为盐碱地改良提供理论依据。【方法】以分别种植水稻1年、3年、5年、15年、20年和50年的苏打盐碱地土壤为研究对象,通过常规分析和IlluminaMiSeq平台测序分析,对不同种稻年限苏打盐碱土基本理化性质及真菌在ITS1+ITS2区域的丰度和多样性进行研究。【结果】随种稻年限增加,苏打盐碱土的pH、电导率、总碱度以及水溶性盐分总量均显著下降;有机质和微生物量碳含量显著增加;全氮、铵态氮和硝态氮含量随种稻年限增加呈升高趋势;速效磷含量先显著增加,在种稻20年时达最大值,之后略有下降;速效钾含量没有明显变化规律。种稻1年、3年、5年、15年、20年和50年的土壤中获得的真菌有效序列数量分别为56 942、42 482、45 987、92 214、64 665与68 515,包括5门12纲25目26科45属59种,其中枝孢菌属Cladosporium、霍特曼尼菌属Holtermanniella和马氏链球菌属Massariosphaeria为优势菌属,相对丰度均大于2%。α多样性指数随种稻年限增加先增大后逐渐减小,种稻5年时最大。土壤pH、电导率、总碱度、水溶性盐分总量和速效钾含量是影响种稻后苏打盐碱土真菌群落结构的主要环境因素。【结论】种植水稻可以明显改变苏打盐碱土基本理化性质和真菌群落结构,促进苏打盐碱土的改良。     

不同种植年限紫花苜蓿和棉花轮作对土壤理化性质的影响

【目的】研究阿克苏地区不同种植年限紫花苜蓿和苜蓿/棉花轮作,对土壤理化性质的影响。【方法】采集种植1~4 a的紫花苜蓿地、连作5 a棉花地和第5 a苜蓿轮作棉花地的0~10、10~20和20~40 cm土壤,测定土壤容重、全盐、有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾。【结果】紫花苜蓿与棉花轮作能够降低pH;土壤容重随苜蓿种植年限的增加而降低,并且种植时间越长,改善效果越好;棉花连作土壤全盐含量最高,种植苜蓿和苜蓿与棉花轮作可以降低土壤全盐,苜蓿种植时间越长,土壤全盐降低越明显,苜蓿种植第四年全盐量比第一年降低50.5%,苜蓿/棉花全盐比棉花连作降低了41.7%;土壤有机质含量随苜蓿种植年限增加而增加;苜蓿/棉花轮作土壤土全氮含量最高,种植苜蓿地0~10 cm全氮含量呈增加趋势;种植苜蓿第四年的土壤碱解氮及速效磷含量最高,速效钾随苜蓿种植年限的增加而逐渐增加。【结论】阿克苏地区种植紫花苜蓿可显著降低土壤容重,增加土壤有机质和氮素含量,苜蓿、苜蓿/棉花轮作能够降低土壤盐分。     

不同种植年限蔬菜地土壤养分变化规律研究

【目的】调查西双版纳地区蔬菜主要种植基地的土壤养分状况,为蔬菜地土壤养分的合理、科学管理提供理论依据。【方法】通过田间调查与取样分析相结合的方法进行。【结果】1随种植水稻年限的延长,土壤pH值和土壤碱解氮含量呈逐年平缓下降趋势,土壤有机质、有效磷和速效钾含量均呈逐年平缓增加趋势,土壤有效养分逐年平衡;2随种植蔬菜年限的延长,土壤pH值、有机质含量均呈逐年显著下降趋势,而且种植蔬菜年限越长,下降趋势越显著。土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量呈极显著上升趋势,而且种植年限越长,平均每年增加量越大;3种植蔬菜的土壤,在氮、磷、钾三种元素中,土壤有效磷平均每年增加率最大,速效钾次之,碱解氮最小,导致土壤有效养分失衡。【结论】种植蔬菜导致土壤有机质含量逐年减少,土壤酸性逐年增强,土壤中氮、磷、钾有效养分含量逐年增加,且养分失衡。     

长江三角洲绰墩遗址埋藏古水稻土肥力特征研究

 【目的】了解绰墩遗址古水稻土的基本性质，阐明水稻土的可持续利用机理。【方法】以绰墩遗址埋藏的古稻田土壤为研究对象，根据14C和考古学方法确定了土壤成土年龄和分布；按照中国土壤学会编汇的《土壤农业化学分析方法》测定了土壤pH，有机碳、营养元素含量。【结果】碳化稻和土壤有机质中14C分析证实绰墩遗址最古老水稻土为距今6 000年马家浜时期，该时期古稻田位于表层以下1 m左右，平均每块稻田面积5.2 m2。古水稻土（每克土中水稻植硅体含量>5 000颗）有机碳平均含量9.7 g·kg-1；N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn的全量平均含量分别为0.8、1.58、18.2、7.6、6.3 、0.1、22.、0.51 g·kg-1和40.9、80.8 mg·kg-1。【结论】古水稻土的有机碳、全氮含量、C/N比显著大于同期种植强度较弱的古水稻土（水稻植硅体含量<5 000颗/g），其它元素差异不显著；不同种植强度古水稻土有效态养分含量和pH差异不显著。古水稻土N、S、Cu全量含量显著低于现代表层水稻土，而有机碳、P、Fe、Mn全量含量则相反；现代表层水稻土有效态养分含量一般大于古水稻土。     

江西余江县高产水稻土有机碳和养分含量变化

 【目的】研究高产水稻土有机碳和养分含量变化状况，为水稻土的定向培肥和持续利用提供科学参考。【方法】通过田间采样分析并比较第二次土壤普查的背景资料，研究江西省余江县高产水稻土有机碳和养分的含量状况及其近20余年来的变化情况，并分析其环境意义。【结果】江西省余江县高产水稻土表层0～10 cm的有机碳、全氮和速效磷含量分别为（20.2±3.88）g·kg-1、（2.09±0.55）g·kg-1、（42.7±32.7）mg·kg-1，均达到非常丰富的水平。近20余年来土壤有机碳库基本保持稳定、处于平衡状态，但全氮和速效磷含量显著增加，而速效钾含量变化不明显。高产水稻土表层0～10 cm的磷固定量和固定率分别为（142.7±41.1）mg·kg-1和（36.2±10.4）%，CEC为（7.93±1.32）cmol·kg-1，并不比一般水稻土和旱地红壤高。这使通过施肥进入土壤的磷活动性增加，以致更易进入水体，可能是区域水体富营养化的主因。【结论】经过长期的耕作培肥，高产水稻土的有机质和速效磷含量均达到非常丰富的水平，有机碳库基本处于平衡状态，但磷的固定量并不高。由于该类型土壤的固钾能力较弱，高产水稻土的速效钾含量并不丰富，应当重视钾库的平衡保持和提高。     

设施菜地和露天菜地的土壤重金属含量及累积特征

【目的】比较分析不同种植年限的设施菜地和露天菜地土壤重金属的污染特征,为菜地管理及土壤重金属污染治理提供科学依据。【方法】以豫西洪积平原洪庄杨乡附近的露天菜地和设施菜地土壤为研究对象,大田土壤为对照,以种植年限(0～4,5～9,10～19,≥20年)为采样依据,测定8种土壤重金属(Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As、Hg)的含量,并运用地累积指数和内梅罗指数,对研究区设施菜地和露天菜地的土壤重金属含量及其累积特征进行综合分析。【结果】①2类菜地土壤重金属Cu、Ni、Pb、Cd和Hg含量存在不同程度的超标,而大田对照土壤除Ni外,其他各重金属含量均不超标;除Ni元素外,露天菜地和设施菜地土壤重金属含量均具有随种植年限增加而增大的趋势,而露天菜地则由于易受外界条件影响而在总体增大趋势之下呈现一定的波动性。②露天菜地和设施菜地土壤均存在Pb、Hg、Cd的累积污染,其程度大小均为Hg>Cd>Pb,且随种植年限的增加累积污染程度增大。③露天菜地和设施菜地土壤均达到了重金属强度污染水平,且均随种植年限的增加而呈加重态势,露天菜地土壤重金属综合污染指数较设施菜地高。【结论】研究区菜地土壤已产生不同程度的重金属累积污染,露天菜地和设施菜地具有大致相似的污染特征,累积污染均随种植年限增加而加重,但外源性因素对露天菜地重金属污染的影响更广泛。     

不同种植年限对设施栽培土壤养分累积及其环境的影响

【目的】探讨不同种植年限对设施栽培土壤养分累积及其环境的影响,为设施栽培土壤的养分管理提供依据。【方法】以农田和菜地土壤为对照,测定了陕西杨凌地区5个不同种植年限(1,3,5,7,10年)的25个大棚不同土层深度(0～10,10～20,20～40cm)土壤的pH、电导率及养分含量,通过分层聚类分析筛选出最有代表性的土壤养分指标。【结果】相对于农田和菜地土壤,种植1～5年的设施栽培土壤的速效氮、速效磷、速效钾、有机质及有效态锰、铜、锌含量均随种植年限的增长而升高,种植5～10年后各养分含量则趋于稳定,其含量均随土层深度的增加而降低。种植1～3年时,土壤硝态氮含量及电导率均随种植年限的增加而显著升高;各种植年限各层土壤硝态氮含量与电导率均呈极显著正相关(P0.01),说明设施栽培土壤的硝态氮累积形成了一定的硝酸盐淋溶和次生盐渍化的风险。随种植年限的增加,设施栽培土壤pH呈下降趋势,且与土壤硝态氮和速效磷含量均呈极显著负相关(P0.01),说明硝态氮和速效磷的累积是导致土壤pH下降的主要原因。提出以pH、有机质、速效磷和有效锌为典型指标,来表征土壤养分随栽培年限的变化状况。【结论】与农田和菜地土壤相比,设施栽培土壤pH下降、电导率上升且养分含量相对较高,存在一定的环境风险,应提倡合理施肥,以保证设施栽培的持续发展和利用。     

种植年限对三江平原农田土壤剖面性质及碳、氮含量的影响

【目的】系统探讨三江平原湿地开垦后不同种植年限对土壤剖面性质及碳、氮含量变化等的影响规律，分析其相互关系，为该地区现有种植方式下耕地质量建设提供参考依据。【方法】采用野外实地调查方法，系统调查了三江平原宝清县北部、抚远县东南部两个垦区中不同农业利用年限土壤剖面层次、容重、植被组成等的变化，并采集表层和亚表层土壤样品，测定相应的碳、氮含量，分析其含量变化与种植年限的相互关系。【结果】随着种植年限的延长，土体中相应层次的形成和分化愈明显，腐殖质层厚度愈变薄，二者间呈显著负相关；土壤容重则随种植年限延长而增加，且二者间呈直线相关；表层和亚表层土壤有机碳的含量均随种植年限的增加而减少，二者间的相互关系可用二次多项式（Y = b0 + b1x + b2x2）形式表示；表层土壤全氮含量的变化与种植年限间亦呈显著负相关，且亦可用二次多项式形式来表示；土壤C/N比值亦随种植年限而变化，但与其所处的环境条件具有一定关系，且近年来其比值有下降的趋势。此外，还讨论了湿地农业利用后土壤有机碳储量的变化、立地条件对湿地性质的影响及湿地保护等相关问题。【结论】在当前三江平原耕地种植方式下，随着种植年限的延长，土壤耕层变薄、有机质及氮素含量下降的趋势较为明显，必须通过增加有机肥施用量、强化耕地养分管理、改进耕作方式等措施，防止这种趋势的继续，保证区域农业持续、稳定发展。     

不同种植年限大棚菜地土壤速效磷、钾及电导率的垂直变异

【目的】探讨不同种植年限大棚菜地土壤速效磷、速效钾以及电导率的垂直变异,为大棚菜地合理施肥提供理论依据。【方法】采用多点取样的调查方法,对新疆库尔勒主要蔬菜基地种植17年的露天菜地及不同种植年限(3,10,14年)大棚菜地的土壤速效磷、速效钾含量及电导率进行测定,分析其在0～180cm土层的垂直分布状况。【结果】在0～180cm土层,调查区大棚菜地土壤速效磷含量呈明显的上高下低型垂直分布,随种植年限的增加0～20cm土层土壤速效磷大量积累;调查区大棚菜地土壤速效钾含量垂直分布相对平稳,随种植年限的增加各土层土壤速效钾含量逐渐减少,表层土壤速效钾处于明显的消耗状态;调查区大棚菜地土壤电导率随土壤深度增加变化较为平缓,随种植年限的增加,0～60cm土层土壤电导率显著提高,盐分有累积趋势;与种植年限相近的大棚菜地相比较,露天菜地0～20cm土层土壤速效磷显著低于大棚菜地,速效钾含量与电导率则显著高于大棚菜地,表现出更为明显的次生盐渍化。【结论】大棚菜地需要平衡施用磷肥,补充钾肥,并防止土壤次生盐渍化。     

日光温室种植年限对土壤养分与土壤微生物数量的影响

【目的】研究日光温室土壤养分和土壤微生物数量随种植年限的变化趋势及其相互关系.【方法】选取种植年限分别为1、5、10和15a的日光温室土壤为研究对象,同时取温室周边的露地土壤为对照,分别测定土壤微生物数量与土壤养分.【结果】土壤有机质、全氮、全磷含量随种植年限的增加呈先增加后减少的趋势,在第10年达到最大值,全钾含量持续上升,pH值持续缓慢下降;土壤细菌和放线菌在第1年时的数量比对照大幅下降,然后随种植年限的增加呈先增加后减少的趋势,同样在第10年达到最大值,分别是第1年的6.24倍和2.27倍,但是真菌数量持续上升,导致土壤持续偏真菌化;相关分析表明,土壤有机质、全氮与细菌、放线菌、微生物总数呈显著或极显著正相关,pH值与土壤微生物数量的相关性不显著.【结论】为维持日光温室土壤的持续高效生产,应根据不同年限下土壤微生物数量以及养分含量的变化规律及其相互关系合理施肥.     

盐碱洼地开发种稻综合栽培技术研究

在农安县苏打盐碱土开发种植水稻,平均亩产达360kg,使大面积盐碱洼地能加速改良利用,为增产细粮开辟了广阔基地。经过3年开发研究已总结提出盐碱洼地水稻生育规律;筛选耐盐碱品种;培育壮苗,增强抗盐碱能力;建设窄幅条田,实行深沟排水,充分洗盐排碱;建立合理群体结构;实行浅水勤灌,提高脱盐效果;增施有机肥料,改良盐喊土壤;氮磷钾配合,分期合理追肥;防治水稻赤枯病等一整套综合栽培技术。     

苏打盐碱胁迫对西伯利亚白刺光合和生长的影响

采用盆栽方法,对西伯利亚白刺进行苏打盐碱胁迫,并对其生长、气体交换参数、叶绿素荧光参数进行初步研究。结果表明:适中的土壤盐碱含量能促进西伯利亚白刺生物量、苗高绝对生长量的增加,在土壤盐碱含量为0.2%时,生物量达到最大,比对照提高27.3%;在高土壤盐碱含量下,净光合速率（Pn）下降主要是由非气孔限制因素造成的,叶片含水量（LWC）和叶绿素（Chl）含量下降是导致Pn下降的部分原因;胞间CO2浓度（Ci）上升的部分原因可能是气孔不均匀性开闭造成的;叶片类胡萝卜素（Car）含量随土壤盐碱含量提高,先降后升,非光化学猝灭系数(NPQ)变化不显著,表明西伯利亚白刺可以通过提高Car含量来保持较高的NPQ。生物量与Pn、表观光能利用效率（LUE）、表观CO2利用效率（CUE）、气孔限制值（Ls）、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ原初反应的最大量子效率（Fv/Fm ）呈显著正相关;生物量、Pn、LUE、CUE、Fv/F0、Fv/Fm为第一类能够有效评价西伯利亚白刺耐苏打盐碱土能力的指标,Ls、Fm为第二类能够有效评价西伯利亚白刺耐苏打盐碱土能力的指标;评价植物耐盐性指标的有效性会因盐类型的不同而改变。      

长期稻草还田对胡敏酸化学结构的影响——高级13C NMR研究

为了从分析技术上对胡敏酸的结构分异进行定量化研究,以湖南桃源地区的长期(1990—2011年)田间试验为平台,采用元素分析、稳定碳同位素分析和高速多重倾斜幅度交叉极化/魔角自旋(Multiple cross-polarization/magic angle spinning,multi CP/MAS)定量测定技术结合选择性官能团测定的固态13C核磁共振(Nuclear magnetic resonance,NMR)方法,旨在利用系列技术阐明连续22年稻草还田对土壤胡敏酸化学结构的影响。结果表明,稻草还田后胡敏酸含量增加了78%,但元素组成没有发生显著变化,其分子饱和程度、氧化度和极性都与不施肥对照很接近。稻草还田土壤胡敏酸的δ~(13)C值低于对照,表明长期稻草还田提高了非极性物质来源的碳。定量multi CP/MAS NMR方法则证实稻草还田后主要提高了土壤胡敏酸的脂类、芳香族物质和木质素比例,而蛋白质、多肽和糖类物质的比例则有所降低,从而导致烷基/烷氧基比值及疏水性指数增大,表明其分解程度增加,疏水性特征更加明显。高级NMR技术进一步发现胡敏酸中有大量的质子化碳,稻草还田后质子化芳香碳比例增加,但质子化异头碳和烷氧基比例降低,而它们的非质子化碳相对稳定;δ113~93化学位移内除异头碳外还含有芳香碳,且稻草还田的芳香碳在此化学位移内的比例更高。可见稻草还田后土壤胡敏酸的量和结构均有所变化,高级测定技术对结构的刻画有助于了解长期稻草还田肥力的提升机制。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C／N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田袁水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18．9％～28．8％;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量Ⅲ类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理以及水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

不同氮磷钾肥配施对盐碱地水稻产量性状和吸肥规律的影响

采用田间小区试验方法,研究了氮磷钾肥不同配施处理对盐碱地水稻产量性状及吸肥规律的影响。试验结果表明,在轻度盐碱化稻田上,氮磷钾肥合理配施水稻产量可较不施肥处理提高95.5%,水稻吸氮量、吸磷量和吸钾量可较不施肥处理分别提高100kg/hm2、30kg/hm2和80kg/hm2。盐碱化稻田土壤供肥能力较低,氮肥分次施用是提高其利用率的重要措施,水稻种植后土壤速效磷含量常出现亏缺,因此,今后在盐碱地水稻种植中一定要注意氮肥的合理投入以及氮磷钾的合理配施,并不断加强提高磷肥有效性的研究。     

水稻土溶解性有机质与Cu2+结合过程及机制研究

农田土壤中Cu²⁺的迁移转化对生物体健康产生重要影响,然而,水稻土中的溶解性有机质（DOM）与Cu²⁺的结合过程和机制尚不清楚。本研究通过动态光散射、三维荧光、同步荧光以及X射线光电子能谱（XPS）等方法,探究水稻土中DOM的粒径、光谱和结构特征及其与Cu²⁺的结合过程及机制。结果表明,土壤DOM的SUVA₂₅₄值为（3.25±0.07）L·（mg·m）^-1,低于4 L·（mg·m）^-1,其亲水性较高同时芳香性偏低,并且其芳香结构中含有较多的含氧官能团。水稻土DOM的构成以类富里酸和类腐植酸为主,Cu²⁺与类腐植酸络合稳定常数（lgK_M=5.07）高于类富里酸（lgK_M=4.81）。表明稻田土壤DOM中的类腐植酸组分与Cu²⁺优先结合,尤其以短波类腐植酸中的酚基、羟基和酚羟基等含氧基团对Cu²⁺的添加表现得更为敏感。另外,DOM表面疏松的介孔结构、负电荷和羟基、酚羟基以及氨基等官能团对Cu²⁺吸附起到关键作用。     

蚯蚓和细菌对秸秆混粪改良苏打盐碱土碳转化及微生物群落的影响

为了促进苏打盐碱土中有机物料的转化,优化微生物群落结构,提高有机碳含量,利用蚯蚓（Pheretima guillelmi）和外源微生物（类芽孢杆菌C1）研究二者在单一或联合作用下对苏打盐碱土中水稻秸秆和牛粪混合物的降解、有机碳转化以及土壤微生物群落结构的影响。结果表明,蚯蚓、菌株C1单一和联合作用下,水稻秸秆和牛粪混合物的降解率分别提高了66.0%、40.9%和72.1%,土壤有机碳（SOC）含量分别增加了65.8%、18.2%和25.5%,水溶性有机碳（WEOC）含量分别提高了63.5%、1.6%和26.3%。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能使WEOC的前体物从植物源向微生物源转化,从而增加类溶解性微生物代谢产物的比例;蚯蚓还可以促进WEOC中类腐植酸物质的生成,降低土壤的老化程度,并且与菌株C1之间存在协同效应。蚯蚓、菌株C1单一和联合作用均能够增加真菌的丰富度、多样性以及具有纤维素降解能力的子囊菌群的相对丰度。在属水平上,蚯蚓的作用与土壤中SOC、WEOC含量和WEOC紫外吸收特征值呈正相关。研究表明,蚯蚓与菌株C1单一或联合作用能够使土壤微生物群落结构向更有利于有机物料转化的功能方向转变,进而促进有机物料的降解,提高SOC的含量和稳定性。因此,蚯蚓和菌株C1在苏打盐碱土改良方面具有重要的应用潜力。     

盐碱土区井灌水稻钵盘育苗插秧密度研究

通过对水稻钵盘育苗插秧栽培密度的研究表明,苏打盐碱土区水稻插秧最佳密度是３０ｃｍ×１６５ｃｍ。按此密度插秧,水稻产量性状最佳,产量最高,达到７１４２３ｋｇ／ｈｍ２。     

吉林省西部盐碱土资源开发利用中的若干问题

在总结多年盐碱土改良与开发利用经验的基础上，针对吉林省西部苏打盐碱土资源的特性，论述了盐碱土改良利用中应遵循的5项原则，阐述了盐碱地种稻的优势，并对种稻改良中存在一些问题进行了评述。根据盐碱土的成因和特性，提出了目前盐碱土改良的实质是建立“淡化表层”的观点。根据多年的盐碱土改良研究经验和盐碱土区自然植被为草甸草原这一事实，提出了目前盐碱地上不宜种树的观点。