垦殖对黄河三角洲盐渍土碳氮分布特征的影响

以黄河三角洲新生盐碱地为例,采用空间替代时间的方法,选取未利用的盐碱地对照(CK)和平均开垦年限分别为小于5 a、10~15 a、20~25 a、30~35 a、50~60 a的小麦/玉米连作土地类型为研究对象,对1 m深土壤碳(有机碳、无机碳、全碳)、氮(全氮、碱解氮)含量进行了分析,研究不同垦殖年限下土壤碳氮水平和垂直分布特征。结果表明:垦殖后,土壤有机碳含量较未垦殖盐碱地均表现为显著提高(p0.05);盐碱地垦殖显著增加了0~40 cm土壤的碳储量,且随垦殖年限增加而增加;40~100 cm土层的有机碳含量无趋势性变化规律;土壤全氮、全碳、无机碳变化与有机碳变化表现出相似规律;垦殖30 a后土壤碳氮养分基本稳定,表层(0~40 cm)含量高于底层(40~100 cm)含量;垦殖年限主要影响0~30 cm土壤碱解氮含量;无机碳作为组成全碳的主要成分,极易受灌溉和地下水的影响。垦殖虽然显著增加土壤有机碳、全氮含量,但垦殖后碳氮比(C/N)呈降低趋势,约30 a后基本稳定,不同垦殖年限C/N平均为9.35,低于全国平均水平,反映出研究区土壤碳氮养分不均衡问题。     

洞庭湖区不同耕种方式下水稻土壤有机碳、全氮和全磷含量状况

在洞庭湖区的2km2典型样区内,按3个/hm2的密度采集土样,分析不同耕种方式下(水稻、水旱轮作油菜、水改旱种苎麻1~5年)水稻土壤的有机碳、全氮和全磷含量状况。结果表明,水稻田土壤有机碳、全氮和全磷含量水平均较高,水田改为旱地后土壤有机碳、全氮含量及C/N比值有较大幅度的下降,但全磷含量变化不大。土壤有机碳、全氮及C/N比值均以水稻田土壤>油菜地土壤>苎麻地土壤,与水稻田相比,油菜土壤有机碳平均下降了11.19%、全氮下降了10.33%,而苎麻土壤有机碳平均下降了35.57%、全氮下降了31.61%。土壤有机碳与全氮之间呈线性关系,相关性均达极显著水平(P<0.01)。     

黄土区不同类型土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量及其关系

研究了黄土高原南部地区不同土壤类型及不同利用方式下土壤微生物摄碳、氮和可溶性有机碳、氮的含量。结果表明：不同土地利用方式下，土壤微生物量碳、氮和可溶性有机碳、氮含量均为林地〉农田，其中林地枯枝落叶层〉林地O～20cm土层。农田土壤微生物量碳、氮的含量均为红油土〉黑垆土〉淋溶褐土；农田土壤中可溶性有机碳含量为淋溶褐土〉红油土〉黑垆土，而可溶性有机氮含量则为黑垆土〉红油土〉淋溶褐土。方差分析表明，不同土壤类型土壤微生物量氮含量之间的差异达显著水平，而不同土壤类型间土壤微生物量碳、可溶性有机碳、氯含量之间的差异未达显著水平。土壤微生物量碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例明显高于可溶性有机碳、氮占土壤有机碳和全氮的比例。相关分析发现，土壤微生物量碳与可溶性有机碳之间以及土壤微生物量氮与可溶性有机氮之间的相关性达显著或极显著水平，说明土壤微生物量碳、氮和土壤可溶性有机碳、氮之间有密切联系。     

黄土高原典型土壤全氮和微生物氮剖面分布特征研究

为阐明黄土高原典型土壤全氮和微生物氮含量随土壤类型、土层和土地利用方式变化规律,研究了从北向南依次分布的干润砂质新成土(神木)、黄土正常新成土(延安)和土垫旱耕人为土(杨陵)等典型土壤的全氮和微生物氮含量的变化特征。结果表明,不同土壤类型、不同土层全氮和微生物氮含量存在显著差异。从南到北,全氮和微生物氮含量显著下降(P0.05)。对同一土壤类型,全氮和微生物氮含量在060.cm随土层深度增加下降很明显,60120.cm有轻微下降,120.cm以下低而稳定。微生物氮含量随土壤类型的变化趋势与全氮完全相同,其与土壤全氮、有机碳及微生物碳含量均存在极显著正相关关系(P0.01)。土壤微生物氮与全氮比值变化在0.42%9～.44%之间。虽然土地利用对土壤全氮和C/N比影响不显著,但却显著影响微生物氮含量和微生物氮与全氮的比值;与农田土壤相比,草地土壤微生物氮含量和微生物氮与全氮比值均明显增加。这一结果说明微生物氮含量和微生物氮与全氮比值更能有效、快速地反映土壤质量的变化。     

农田土壤碳氮及其与气象因子的关系

为揭示土壤碳氮受外界环境因子的影响,基于辽宁省51个农业气象站的代表性,分析了土壤有机碳和全氮的剖面分布及其与气象因子、地理因子的关系。结果表明,土壤表层（0~20 cm）有机碳和全氮含量总体高于土壤下层（20~40 cm）;不同土层土壤有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的影响程度不同。土壤表层有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的显著或极显著影响（P〈0.05,P〈0.01）;土壤下层有机碳和全氮均与年平均气温呈显著负相关（P〈0.01）,而与年降水量不成显著相关。经度与土壤表层有机碳和土壤下层全氮呈显著正相关（P〈0.05）,而纬度和海拔不影响土壤有机碳和全氮。不同土层有机碳、全氮与气象因子的回归方程为农田生态系统的碳收支评估及养分循环提供基础资料。     

改良剂对旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响

基于室内模拟培养试验,研究改良剂(生物质炭、过氧化钙)对旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮的影响。试验设置4个处理,即CK、Ca(过氧化钙,1.72g/kg)、C(生物质炭,21.46g/kg)、C+Ca。结果表明:各处理土壤微生物量碳、氮以及可溶性有机碳具有相同的变化趋势,即前期(3d内)都增加较快,在第3天达到最大值,随试验进行有所下降,配施效果优于单施。各处理可溶性有机氮在21d内缓慢增加;第21天时,C+Ca、Ca、C相比CK分别显著增加了62.1%,55.5%,40.9%;35d以后,配施(C+Ca)与单施过氧化钙(Ca)的效果显著优于单施生物质炭(C)和对照(CK)。120d培养期内,配施(C+Ca)处理能够明显提高微生物量碳、氮以及可溶性有机碳、氮的平均含量;微生物量碳的平均含量大小顺序为C+CaCCKCa,微生物量氮的平均含量C+Ca处理显著高于其他处理;可溶性有机碳的平均含量大小顺序为C+CaCaCCK,可溶性有机氮的平均含量C+Ca、Ca处理显著高于CK、C处理。微生物量碳、氮以及可溶性有机碳之间互为极显著正相关(P0.01),而微生物量碳与可溶性有机氮之间呈极显著负相关。因此,生物质炭和过氧化钙能有效提高旱地红壤微生物量碳、氮及可溶性有机碳、氮,且生物质炭与过氧化钙配合施用更有助于土壤改良。     

人为活动对云南纳帕海湿地土壤碳氮变化的影响

以纳帕海湿地原生沼泽作为参照 ,选择人为干扰下的沼泽化草甸 ,草甸和排干湿地开垦的耕地作为研究对象 ,研究人为干扰对纳帕海湿地土壤碳氮变化的影响。两年的定位研究结果表明 :沼泽土壤C/N值较高 ;人为干扰下纳帕海湿地土壤空间结构上土壤有机质 0～ 2 0cm表层与 2 0～ 4 0cm下层相差 4倍 ,水平分布上则随人为干扰加强、沼泽化过程减弱而降低 ,下降幅度高达 2 2 .92 %～ 6 9.6 4 %;土壤全氮及其空间分布呈现与有机质相同趋势 ,两者相关系数r=0 .98;NH 4 N、NO-3 N与全氮和水解氮相关系数分别为r=- 0 .74、r=- 0 .6 5 ,r=- 0 .81、r=- 0 .76。表明了纳帕海湿地沼泽土壤较低的矿化量和对碳的固定及较大的氮累积量 ,以及人为活动干扰后湿地土壤碳氮养分的释放变化。     

土地利用变化对闽江口湿地土壤生态酶化学计量特征的影响

为探究闽江口湿地土地利用和恢复对土壤酶活性的影响,采集闽江口芦苇湿地、滩涂地、草地、农田和撂荒地5种不同土地利用方式,分析土壤β—葡萄糖苷酶、N—乙酰—氨基葡萄糖苷酶、L—亮氨酸—氨基肽酶和酸性磷酸酶活性及与环境因子之间的关系。结果表明:土壤pH、铵态氮和硝态氮在农田土壤显著高于其他土地利用方式;而土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)全量含量在撂荒地和芦苇湿地显著高于其他土地利用方式。撂荒地、农田和芦苇湿地可溶性碳氮含量显著高于滩涂和草地土壤;土壤微生物量碳氮含量在不同土地利用方式间变化趋势比较一致,撂荒地均显著高于其他土地利用方式,分别为1 272,124 mg/kg。土壤酶活性变化趋势在不同土地利用方式间基本一致,即撂荒地最高,其次是芦苇湿地和农田,草地和滩涂最低。土壤酶活性矢量长度介于1.12~1.34,矢量角度均大于45°,且土壤胞外酶生态化学计量C∶N∶P总体上为1.00∶1.03∶1.33,表现出主要受磷限制的影响。土壤酶活性与可溶性碳氮、总碳氮和微生物量碳氮均呈显著正相关。研究结果表明,芦苇湿地转化为滩涂等利用方式后土壤碳氮等养分显著降低,而撂荒等方式可提高土壤养分含量,促进土壤微生物活性,进而有利于湿地生态系统的恢复和改善。     

辽宁省不同土地利用对土壤微生物量碳氮的影响

通过野外调查采样和室内氯仿熏蒸提取法分析,研究了辽宁省旱地、稻田、湿地、草地、森林、果园6种不同土地利用方式共计35个样地表层土壤（0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm）对土壤微生物量碳（SMBC）和土壤微生物量氮（SMBN）的影响。结果表明,土地利用方式对土壤微生物量有显著影响,其中土壤微生物量碳依次为森林〉湿地〉稻田〉旱地〉果园〉草地;土壤微生物量氮则为森林〉旱地〉稻田〉果园〉湿地〉草地。土壤微生物量碳氮均表现为森林显著高于其他土地利用方式,湿地、稻田、旱地、果园高于草地。除旱地和稻田,土壤微生物量碳随土层加深含量递减;而土壤微生物量氮在6种土地利用类型中,均表现为随土层加深含量递减。相关分析表明,土壤微生物量碳、氮之间显著相关,土壤微生物量碳、氮是可以表征土壤肥力的敏感因子。     

模拟氮沉降对杉木人工林土壤可溶性有机碳和微生物量碳的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降试验,设计N0(对照)、N1(60kg N/hm2.a)、N2(120kg N/hm2.a)和N3(240kg N/hm2.a)4种氮沉降水平。通过连续7年的处理后,研究外加氮源对土壤可溶性有机碳及微生物量碳的影响及与土壤酶活性的关系。相同N沉降处理下,土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳均随土层加深而降低。氮沉降对土壤有机碳具有促进作用,中-低氮沉降(N1、N2)增加幅度大,高氮沉降(N3)增加幅度小。低氮(N1)处理促进土壤微生物生物量C增加,而中、高氮(N2、N3)则抑制;各氮沉降处理土壤可溶性有机碳含量从高到低的顺序为:N3、N2>N1>N0。40-60cm土壤微生物量碳与蔗糖酶、纤维素酶呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶、过氧化物酶呈极显著负相关关系;除40-60cm土层的β-葡糖苷酶外,各层土壤可溶性有机碳与土壤蔗糖酶、纤维素酶和β-葡糖苷酶活性呈极显著正相关关系,与淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶呈极显著负相关关系。因此,氮沉降增加将会对土壤碳累积与分解过程产生较大的影响。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

红壤丘陵区坡地土壤颗粒组成的空间分布特征研究

通过分析红壤丘陵区农田坡面14个0~100 cm剖面的土壤颗粒组成,结合研究区土壤侵蚀等相关资料,拟阐明坡面尺度土壤砂粒、粉粒和黏粒含量的空间分布特征,揭示自然条件下土壤颗粒组成在水平和垂直方向上的分布规律。结果表明:坡面尺度土壤砂粒、粉粒和黏粒均呈现出中等的空间异质性,变异系数分别介于17.6%~23.2%、10.7%~15.8%和13.5%~17.0%。由于粗颗粒的沉积,花生地和橘园地均表现出坡下的砂粒含量显著高于坡上和坡中(P0.05),黏粒含量坡下显著低于其他坡位(P0.05);由于黏粒更容易随入渗过程向深层运动,两种植被类型均表现出土壤砂粒含量随深度增加而降低(P0.05)、黏粒含量随深度增加而增加的趋势(P0.05)。无论在水平方向还是垂直方向上,粉粒含量均无明显变化规律(P0.05)。砂粒含量随坡位和土壤深度的变化程度均大于粉粒和黏粒。植被类型及相应的耕作制度影响土壤颗粒的分布,土壤砂粒在水平方向上的运动在花生地表现得强于橘园地;橘园地土壤黏粒含量在垂直方向上的迁移速率大于花生地,而对粉粒含量的分布规律影响不大。     

Mycorrhizas Mitigate Soil Replant Disease of Peach Through Regulating Root Exudates,Soil Microbial Population,and Soil Aggregate Stability

Soil replant disease is the main bottleneck interfering with tree growth of peach in soils with poor traits. A potted study was conducted to evaluate the effects of inoculation with an arbuscular mycorrhizal fungus (AMF), Acauloapora scrobiculata, on plant growth, mineral nutrients, soil enzyme activities, soil microbial populations, and root exudate compositions of peach (Prunus persica L. Batsch) seedlings grown in replant soil and non-replant soil. After 15 weeks in AMF inoculation, replant soil heavily inhibited root mycorrhizal colonization. In replant soil, AMF inoculation significantly increased shoot biomass and root phosphorus, potassium, calcium, copper, zinc, iron, and boron concentrations. Mycorrhizal peach seedlings showed a higher number of soil bacteria and total microbes but a lower number of soil fungi under replant conditions, as well higher soil urease and acid phosphatase activity and lower soil sucrase and catalase activity. Greater soil aggregate stability was observed in mycorrhiza-inoculated replant soil than in non-mycorrhizal soil due to the increase of water-stable aggregates in 2–4 mm and 1–2 mm size. In addition, a total of 92 substances were identified in root exudates, and the mycorrhizosphere had considerably more root exudate compositions. AMF inoculation had a significantly inhibitive effect on the relative abundance of allelochemical substances, including benzoic acid, benzaldehyde, diisooctyl phthalate, phenols, and sterols, while there was an increase in diphenyl-ethanedione and à-(benzoyloxy)-benzeneacetonitrile in replanted peach. It was concluded that AMF inoculation could partly mitigate soil replant disease of peach through modulating soil microbe balance, improving soil aggregate stability, and changing root exudate compositions.     

土壤培肥过程中氯离子累积与分布规律研究

以陕西杨凌杜寨村为中心,沿南、西、北3条辐射线分别采取耕层和剖面土样,探讨土壤中Cl^-的累积与垂直分布情况,揭示受人类生活影响历史较长的杜寨村农田土壤中Cl^-的累积状况与迁移规律。结果表明,在半干旱偏湿润气候地区,由于受自然环境因素和人为因素的强烈影响,Cl^-在村庄附近的土壤耕层呈现出累积趋势,随着离村庄距离的增加而明显减少;土壤剖面上Cl^-的含量随着土壤深度的增加也逐渐减少;Cl^-在土壤耕层虽然表现出一定的累积趋势,但累积量并不高,暂时不会影响作物的产量和品质。     

黑土区坡式条田对水土流失、土壤水热及呼吸的影响

[目的] 探索坡式条田在黑土区坡耕地水土保持和改善土壤环境中的作用，以期为坡式条田在坡耕地上的利用提供理论支持。[方法] 基于野外试验，观测研究了坡式条田对径流产沙、土壤水热和土壤呼吸的影响。[结果] ①黑土坡面设置坡式条田具有良好的减流减沙效果，年均减少输沙率和减少地表径流率分别为78.3%和68.5%，土壤侵蚀模数为87.53 t/（km²·a），控制在允许范围内；②修筑坡式条田显著提高土壤质量含水量（p<0.05），并能显著增加植被覆盖度（p<0.01）；③研究区土壤呼吸与土壤温度显著相关，修筑坡式条田能够显著降低土壤呼吸速率，降低土壤碳素损失。[结论] 黑土区坡式条田能够很好地防治水土流失，改善土壤水热和植被状况，且能降低土壤呼吸造成的C素流失，应在黑土坡耕地上推广应用。     

含水量、坡度和流量对土壤分离能力的影响

土壤分离过程为侵蚀产沙提供了物质准备,对其发生、发展的过程进行准确模拟具有重要的实践和理论意义。选取棕壤为研究对象,设计6个土壤含水量(3%,6%,9%,12%,15%,18%)、3个坡度(5°,10°,15°)和3个流量(8,12,16L/min),分析含水量、坡度和流量对土壤分离能力的影响。结果表明:(1)土壤分离能力均随含水量的增大呈下降趋势,且土壤分离能力间的差异随含水量的增大而减小,当含水量18%时,土壤分离能力几乎为0。土壤分离能力与含水量呈现二次多项式关系,在含水量3%时,土壤分离能力最高。(2)土壤分离能力在含水量6%,9%,12%,18%时均随坡度的增大而增大,并且与坡度呈二次多项式关系,在坡度15°时,土壤分离能力达到最大。(3)土壤分离能力在含水量3%~12%均随流量的增大而增大,并且与流量呈二次多项式关系,流量为16L/min时,土壤分离能力最大。(4)仅考虑两者对土壤分离能力的影响,误差的贡献率均为最高。若考虑三者的影响,坡度对土壤分离能力变异的贡献率最大(29.64%),其次为含水量(22.29%)和流量(19.72%),土壤分离能力的模拟精度分别由0.550,0.638,0.498显著提高到0.995。     

红壤和紫色土抗侵蚀性指标的计算方法研究

以长江流域主要侵蚀性土壤——红壤和紫色土为研究对象,以土壤可蚀性K值作为土壤抗侵蚀性指标,采用通用土壤流失方程计算得到人工模拟降雨试验下红壤和紫色土的抗侵蚀性指标,分别为0.325 2和0.276 3。应用侵蚀—生产力评价模型（EPIC）,根据上述两种土壤的理化性质计算其土壤抗侵蚀性指标,分别为0.313 8和0.266 8。分析比较这两种方法得到的土壤抗侵蚀性指标,最终得到侵蚀—生产力评价模型（EPIC）的修正系数（1.04）。     

准东地区土壤风蚀影响因子分析与风蚀量估算

为阐明准东地区土壤风蚀现状及影响因子,通过实地采样,结合气象、土地利用数据、DEM、遥感影像,从气候因子、地形因子、土壤因子以及植被盖度4个方面进行分析,利用GIS平台结合WEQ经验模型对各因子叠加计算的土壤风蚀状况进行分级,并对各侵蚀等级进行评价分析。结果表明:气候、土壤及植被盖度共同影响该区域的土壤风蚀状况。受各因子的影响,准东地区风蚀分级状况比较明显,侵蚀强度由南向北呈增强趋势,主要表现为重度侵蚀,占研究区面积的43.02%。该区域平均侵蚀模数为4 470.64t/(km2·a),风蚀量达9 969.53万t。为验证模型的准确性,利用137 Cs示踪法推算的风蚀模数与模型值进行对比,结果表明模型计算值与137 Cs示踪法估算值间的平均相对误差7.78%,证明该模型在研究区具有很好的适用性。     

林型和微立地类型及其土壤性质对土壤抗侵蚀能力的影响

采用原状土冲刷水槽法和静水崩解法测定土壤抗冲性和抗蚀性,以云冷杉红松林(PA)和椴树红松林(TP)的林隙和郁闭林分为对照,分析了小兴安岭地区2种林型由掘根倒木形成的不同丘和坑微立地类型及其土壤性质对土壤抗冲性和抗蚀性的影响,旨在揭示它们与土壤抗侵蚀能力的关系。结果表明:在2种林型下由掘根倒木形成的丘和坑微立地上,土壤砂粒含量均较高,其抗侵蚀能力均较弱,而对照却相反;2种林型下丘和坑微立地的土壤容重均与土壤抗冲性和抗蚀性呈无显著的负相关(P>0.05),而PA对照的土壤容重与它们均呈不显著正相关(P>0.05),TP林隙的土壤容重与它们却呈极显著正相关(P<0.01),其郁闭林分的土壤容重与它们呈极显著负相关;2种林型下丘和坑微立地的土壤有机质均与土壤抗冲性和抗蚀性呈不显著正相关,而对照则呈极显著正相关;土壤抗侵蚀能力随着林型和微立地类型而变化,TP丘和坑微立地的土壤抗侵蚀能力不显著高于PA,而PA对照的土壤抗侵蚀能力却显著高于TP的对照。由此可知,丘和坑微立地的形成会造成土壤抗侵蚀能力大幅下降,导致土壤养分的流失,土壤黏粒含量减少,土壤恢复过程较为困难。     

潮土、红壤和盐碱地障碍消减技术与产能提升模式研究进展

耕地质量建设是保障我国粮食安全的战略需求。我国中低产耕地亟需解决酸化、盐碱、贫瘠、生物功能衰减等问题,全面提升耕地产能。南京土壤研究所针对红壤、潮土、盐碱土等主要耕地土类,基于长期观测、研究和示范,明确了土壤质量演变规律和退化调控机制,发展了不同农区耕地质量培育理论和技术体系。针对潮土,阐明了有机质、团聚体和微生物联动的内稳性地力形成机制,研发了农田土壤和作物信息监测的传感设备,集成了厚沃耕层构建与大面积均衡增产模式。针对红壤,揭示了土壤酸缓冲性提升抑酸机制和关键微生物驱动养分转化机制,研发了抑酸抗酸协同技术和红壤大团聚体生物培肥技术,分类创建了江西省耕地生态培肥和产能提升模式。针对盐碱土,阐明了土壤水盐调控伴生氮素迁移转化过程,提出盐渍障碍消减与养分增效协同机理与调控技术,创新了滨海盐碱地和河套灌区次生盐渍化生态治理模式。未来研究重点在耕地质量调查与建设管理、耕地土壤障碍消减与产能提升、土壤健康管理与生态保护3个方面,突破土壤障碍消减技术瓶颈,研发系列调理剂和生物培肥产品,提升区域模式落地率,建立我国耕地质量提升和可持续利用的系统解决方案。