我国中亚热带缓丘区红粘土红壤肥力的演化Ⅱ.化学和生物学肥力的演化

本文着重探讨红粘土红壤化学和生物学肥力在利用过程中的演化特征,并通过聚类分析筛选出评价红壤化学和化学肥力演化的指标,并进行了相应的评价。结果表明：红粘土红壤的要草地及荒地系统由于长期受侵淋溶等退化过程的影响,土壤养分水平已跌至“保底”值．垦殖利用后,其化学肥力随着耕垦熟化过程不断提高,表现为土壤中各种速效养分及交换性Ｃａ、Ｍｇ含量均增加,而交换性Ａ１含量降低。同样,林草地系统红粘土红壤的生长学肥力     

外源氮在中、低肥力红壤中的转化与去向研究

采用盆栽15N示踪技术,研究了外源化肥氮和有机氮在中、低肥力红壤中的转化过程及其在土壤团聚体中的分配特征。结果表明:无论是低肥力还是中等肥力红壤上,化肥与有机肥配施都能显著增加土壤硝态氮、微生物生物量碳、氮及酶活性,且显著提高氮肥在土壤中的残留率,减少氮肥损失。相同施氮条件下,小麦生育期内中等肥力红壤上微生物生物量碳、氮及硝态氮含量分别相当于低肥力土壤的1.8、1.3和2.0倍。中等肥力红壤上尿素的施入对小麦生育期土壤硝态氮无影响,而低肥力红壤上施用尿素使土壤硝态氮含量提高了5.7倍。施肥可以显著提高低肥力红壤上小麦的地上部吸氮量,相当于不施肥的2.1~3.3倍,但对于中等肥力红壤,不同施氮条件对小麦的地上部吸氮量无明显影响。施入有机肥可以显著增加土壤各粒级团聚体中外源氮的残留量,是单施化肥的2.1~5.0倍。与单施化肥氮相比,有机氮或与有机肥配施的化肥氮优先进入到大团聚体中,而外源氮在微团聚体和粉粘粒中的残留与分配并无明显差异。本研究说明有机肥或化肥与有机肥配施能有效降低氮肥的损失,提高氮肥在土壤中的保存,特别是对于中等肥力的土壤,有机肥的配合施用对于后季作物的生长具有重要意义。     

侵蚀红壤肥力退化评价指标体系研究

对 6个不同土地利用方式条件下不同侵蚀程度的红壤退化试验小区土壤的物理、化学和生物学性质进行了测定 ,应用主成分分析法对 6个试验小区的红壤肥力退化进行排序和评价。通过对 16项土壤参评因子和 4项参评因子评价结果的比较 ,得出土壤有机质、水稳性团聚体、过氧化氢酶、微生物碳量 4项肥力因子已基本上反映了土壤肥力退化的综合状况 ,并建立了红壤肥力退化程度的评价指标方程 ,从而大大地简化了评价工作     

施肥条件下瘠薄红壤的物理肥力恢复特征

在中国科学院红壤生态开放实验站布置田间长期定位试验,研究施肥条件下瘠薄红壤的肥力恢复特征,本文报道土壤物理性状的变化。结果表明,施用有机肥处理的大团聚体含量比单施化肥处理高100~150g/kg。施用有机肥6年,旱作条件下大团聚体含量达到500~600g/kg,已接近丰产桔园红壤的含量水平,而单施化肥处理为400~450g/kg,比一般红壤条件还低。耕种6年后,红壤的容重降至0.9~1.1mg/cm3。施用有机肥还提高土壤的总孔隙度1%~8%;提高传导孔隙的比例3%~20%;使 >200m孔隙的比例达到9.6%~.9%,平均14.6%,接近丰产桔园的水平;提高田间持水量0.7%~4.5%,显著增强土壤的持水能力。因此,有机肥施用是恢复和保持红壤物理肥力的重要而有效的措施。     

不同肥力水平土壤团聚体的稳定性及对氮肥盐溶液的响应

在室内利用筛分技术研究了关中地区相同质地类型3个不同肥力水平土团聚体的组成及其稳定性,并在4个不同浓度氯化铵溶液中进行湿筛,探讨了不同肥力土壤团聚体对盐溶液的反应特征及抗化学物质分散的能力,以便揭示长期施用无机氮肥对土壤团聚体的作用与影响。结果表明,干、 湿筛结果显示3个肥力水平土壤直径＞0.25 mm团聚体的含量均随肥力水平的升高显著增加,供试土团聚体的水稳性较差,湿筛后直径＜0.25 mm的微团聚体含量在85%以上,而富有农学价值的直径在15 mm的水稳性团聚体在高肥力土壤中含量仅为2.80%,中肥力土壤为1.47%,低肥力土壤为0.84%。3种肥力土壤团聚体组成受氯化铵溶液浓度的影响,在4种浓度的氯化铵溶液中湿筛后,直径25 mm的团聚体的含量随溶液浓度增大而减少,而0.252 mm团聚体含量明显增加。试验得到的主要结论为, 不同肥力水平土壤团聚体质量差异明显; 团聚体的化学稳定性受盐溶液浓度和肥力水平的共同作用,随氮肥溶液浓度增大,团聚体组成集中在0.252 mm的较小范围,盐分使得多级的团聚体组成向单一化方向变化; 高肥力土壤受氮肥溶液的影响相对较弱,中、 低肥力土壤对氮肥溶液的响应则较为强烈。     

低丘红壤肥力退化与评价指标体系研究

以对侵蚀红壤肥力退化过程分析为基础，通过因子分析和相关分析对评价红壤肥力退化的指标体系进行了分析研究。结果表明，侵蚀退化红壤复垦后土壤肥力得到不同程度的恢复，时间和生物因素是影响土壤肥力恢复的主要因素。复垦时间长，发展林业均有助于土壤物理、化学和微生物性质的恢复。因子分析能有效地减少土壤性质指标间的重复信息，起到筛选和精简指标的作用。精简的6项指标（有机质含量、水稳性团聚体、过氧化氢酶、土壤物理性黏粒含量、土壤阳离子交换量、土壤微生物量碳）能概括所测定的全部16项指标包含信息的90％以上，能以较少的指标来反映土壤肥力的整体状况。     

不同利用方式和肥力红壤中水稳性团聚体分布及物理性质特征

研究了不同土地利用方式和土壤肥力对红壤水稳性团聚体及土壤物理性质的影响。结果表明,同一肥力水平下不同土地利用方式的土壤中,>0.25 mm水稳性团聚体含量变化趋势相同,均以旱地土壤含量最低,林地土壤最高。不同肥力水平下,林地、果园、水田中>5 mm水稳性团聚体含量变化均为:高肥力>低肥力。说明随土壤肥力的逐渐增高,有机质胶结物质含量增加,有利于形成更多的水稳性大团聚体。土壤团聚体稳定性与>0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关,这表明>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤团聚体稳定性的主要因素。不同土地利用方式下的土壤物理性质(土壤容重、土粒密度、土壤孔隙度)存在较大差异,变化规律也不一致。但土壤容重和土壤孔隙度与>0.25 mm水稳性团聚体含量有很好的相关性。     

鄂南第四纪粘土红壤团聚体的稳定性及其稳定机制初探

用湿筛法和LeBissonnais法研究了鄂南第四纪红粘土母质发育的两种侵蚀程度的红壤团聚体的稳定性,并且分析了影响供试土壤团聚体稳定性的土壤性质。结果表明,轻度侵蚀的耕作土壤团聚体的稳定性较低,在水的作用下易崩解成较小粒径的水稳性团聚体;强度侵蚀的土壤表层团聚体的稳定性较高,崩解后产生较多的水稳性大团聚体。引起土壤团聚体破坏的主要作用机制是土壤团聚体中的闭蓄空气爆破引起的消散作用;研究区第四纪红壤团聚体的主要胶结物质是土壤中的粘粒、游离氧化铁铝和无定形铁。由于供试土壤中有机质含量很低,在本研究中,有机质含量与土壤团聚体稳定性之间没有显著正相关关系。     

不同肥力红壤水稻土根际团聚体组成和碳氮分布动态

研究水稻种植期间表层土壤团聚体数量及其有机碳、全氮含量的变化,对揭示人为耕作的影响、认知土壤肥力的演变规律具有重要意义。选择两种不同肥力的红壤性水稻土进行田间根袋试验,分别于水稻插秧前、分蘖期、孕穗期和成熟期采样,分析了水稻生长过程中根际和非根际土壤团聚体组成、稳定性以及有机碳、全氮分布的动态变化。结果表明,低肥力土壤团聚体以0.25 mm大团聚体为主(56.2%~64.0%),0.25~1 mm粒级团聚体含量最高;除1~2 mm粒级外,水稻生育期内根际土壤各粒级团聚体含量均有显著变化;取样时期、根际作用与取样时期的交互效应对0.25~1 mm和0.053~0.25 mm粒级含量有显著影响。高肥力土壤中以0.25 mm微团聚体为主(59.8%~72.0%),0.053~0.25 mm粒级团聚体比例最高,取样时期显著影响0.25 mm大团聚体含量,根际作用与取样时期的交互效应对2 mm粒级含量有极显著影响。与非根际相比,根际土壤大团聚体的破坏率较低,平均重量直径(MWD)较高,种植水稻有助于提高根际土壤的稳定性。两种肥力土壤团聚体中有机碳和全氮含量均表现为1~2 mm粒级最高,0.053~0.25 mm粒级最低,大团聚体中显著高于微团聚体。根际土壤中,水稻成熟期各粒级团聚体有机碳含量与插秧前无显著差异,而分蘖期和孕穗期有明显波动;水稻的生长降低了大团聚体中的全氮含量,对高肥力土壤的影响更为显著。总体而言,低肥力土壤中,根际作用主要影响团聚体组成和稳定性,取样时期影响团聚体碳氮含量;高肥力土壤中,团聚体组成和碳氮分布受根际作用和取样时期的共同影响。     

降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀产沙关系

通过人工模拟降雨和表土微形态观测,研究了发育于泥质页岩、第四纪红粘土和花岗岩3种母质的红壤在降雨侵蚀过程中表土土壤结构的变化及其对侵蚀的影响。结果表明:降雨过程中,泥质页岩红壤极易形成土壤结皮,增加径流,响应结皮的形成,径流速率和含沙量较高,且迅速达到最大值,随后径流稳定而含沙量持续下降。第四纪红粘土红壤团聚体稳定,较难形成结皮,且结皮易被破坏,导致侵蚀过程中产流产沙量较低,均随降雨时间的延长而呈缓慢上升趋势。花岗岩红壤基本上不能产生结皮,粗化现象严重,因此产流量和产沙量也较低;由于土壤团聚体稳定性差以及径流的选择性运移,泥质页岩红壤和花岗岩红壤侵蚀泥沙中细颗粒(<0.02mm)含量远高于土壤中该粒径颗粒。而第四纪红壤侵蚀泥沙中粗颗粒较多,以多级团聚体的团聚体为主。     

丘陵红壤耕作利用过程中土壤肥力的演变和预测

通过区域尺度上两个时段的定位采样 ,结合田块尺度上的长期试验 ,研究了耕作利用变化对我国中亚热带低丘红壤区土壤肥力演变的影响。分析了土壤肥力演变的驱动力 ,建立了土壤养分变化与养分平衡间的相关预测模型。对比分析表明 ,丘陵红壤肥力的变化与养分平衡量的变化趋势一致。在保持荒地和水田利用方式时 ,土壤有机质含量显著降低 ;旱地系统中速效磷和速效钾含量增加 ,但在不施肥的针阔混交林中却下降 ;荒地开垦为水田后 ,土壤肥力有增加趋势。旱坡地红壤全氮和速效钾的变化量与氮、钾的平衡量的显著相关 ,而土壤速效磷与磷的平衡量间相关不显著 ,其原因是没有考虑磷的固定和矿化。     

红壤微生物量氮的周转期及其研究意义

本文采用＾１５Ｎ标记底物法测定了三种不同肥力水平的红壤中微生物量氮周转 速率,结果表明三种红壤中微生物量氮的周期转分别为６３天,８９在和２５１天。     

山东省青州市耕地地力等级评价研究

本文介绍了农业部有关耕地地力等级评价在山东省青州市的试点研究结果。整个评价是建立在全面野外调查和室内化验分析以获取大量耕地地力相关信息的基础上,以GIS和SPSS等技术并结合有关数学模型为依托,对耕地地力进行的自动化和定量化评价。对耕地地力等级的分布特点、利用现状、存在问题及对策也进行了分析,希望能对青州市耕地高效和可持续利用提供科学依据。     

不同熟化度红壤及红壤性水稻土的腐殖质组成及其特性

土壤腐殖质是评价红壤肥力的重要因素^[2],根据前人研究^[8,3,1]:一般土壤腐殖质的含量及组成受土壤地带性的影响。胡敏酸与富啡酸的比值自南向北逐渐递增,红壤胡敏酸与富啡酸的比值小于1。本文着重研究同一地区自然成土因素类同的情况下,红壤通过水旱耕作和培肥,土壤腐殖质的组成及特性的变化。     

红壤微生物生物量C周转及其研究

采用14 C底物标记技术测定了三种不同质地 (红砂土菜地、黄筋泥桔园和茶籽园 )的红壤微生物生物量C的周转期。结果表明 ,在 2 5℃、5 0 %田间持水量培养条件下 ,三种红壤微生物生物量C的周转期分别为 80天、1 39天和 1 70天。周转期与粘粒含量关系较为密切 ,砂质土壤的周转期较粘粒土壤短 ,提示砂质土壤有机质易被微生物降解 ,有利于养分的迅速释放 ,而粘粒土壤则更有利于养分的持留。周转期与利用方式、pH以及有机质含量无明显相关。红壤微生物生物量C周转期总体上较报道的其他类型土壤微生物生物量C周转期短 ,表明热带—亚热带地区酸性红壤有机质和养分周转相对较快 ,这有可能是造成红壤养分贫瘠的一个原因。根据周转期估算 ,通过微生物年周转的C量 (即年流通量 )为微生物生物量C的 2倍以上     

松辽平原玉米带黑土肥力退化机理研究

通过田间调查和土壤肥力指标分析，探讨了松辽平原玉米带黑土肥力退化的原因和机理。结果发现，现行的以小四轮拖拉机为主要动力的耕作制度下，土壤剖面中耕层与犁底层的界面为“波浪型”，而年年进行秋翻的玉米田，其耕层与梨底层的界面为“平面型”。而且两者耕层土壤的养分含量和理化性质等指标也有明显差异。研究还发现，现行的以无机氮磷肥为主的施肥制度和玉米连作种植制度对土壤养分平衡有很大影响。因此认为，现行的不合理的耕作、施肥及玉米连作制度是导致松辽平原玉米带黑土肥力退化主要原因。     

紫色土退化旱地的肥力恢复与重建

常规耕作的水土流失造成紫色土坡耕地土层浅薄化、土壤养分贫瘠化、土壤干旱化及土壤结构劣化等土壤肥力退化问题。 1 984～ 1 996年长期田间试验结果表明 ,聚土免耕通过垄沟网状结构可保持水土 ,其多年平均径流与土壤侵蚀模数分别为 65 7.7m3hm- 2 和5 30 .0tkm- 2 ,而常规耕作的相应值分别为 1 75 4 .0m3hm- 2 和 31 2 2 .0tkm- 2 ,通过聚土与改土结合 ,聚土免耕活土层厚度平均增加 1 1 .8cm ,聚土免耕耕作技术还通过垄沟强化培肥降低土壤容重 ,增加土壤有机质及N、P、K含量 ,改善土壤理化性状 ,恢复土壤肥力。聚土免耕作物产量比平作高 1 5 %～ 30 %。 1 996～ 1 998年秸秆覆盖实验结果表明 ,秸秆覆盖增加土壤有机质和养分含量 ,改善并维持土壤结构。聚土免耕与秸秆覆盖结合有利于土壤养分活化、土壤结构形成与维护 ,是紫色土退化旱地肥力恢复与重建的关键技术。     

红壤地区杉木人工林土壤肥力质量性状的演变

通过在江西省红壤地区主要林区的铜鼓县和德兴县选择不同林龄（1～28年）的杉木人工林样地采用随机网格法对土壤分层取样，并对土壤样品进行分析后的研究结果表明，从造林阶段到5～8年的幼林期，包括林地凋落物层、土层厚度、有机质、全N、CEC、BS、pH和速效N、P、K在内的林地主要土壤质量性状大幅度退化。随着树龄的增大，林地土壤质量性状开始缓慢恢复。但是，即使杉木人工林进入了主伐期，土壤质量性状的恢复程度仍选低于其初始水平。