有机无机肥配施对紫色土旱坡地土壤无机磷迁移的影响

为探索长江上游紫色土旱坡地麦玉轮作系统减少农田磷素流失的最佳施肥模式,降低磷对水体富营养化的影响。2011—2015年,以紫色土旱坡地典型农作冬小麦和夏玉米为材料,在西南大学试验农场进行田间定点试验。试验采用随机区组设计,共设置7个田间小区试验,分别为倍量施磷肥(2P)、优化施肥(P)、优化施肥+猪粪有机肥(MP)、优化施肥+秸秆还田(SP)、优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(MDP)、优化施肥量磷减20%+秸秆还田(SDP)、不施磷肥(P0)。测定了各农田土壤基础性质,以及0—20,20—40,40—60cm土层土壤全磷和有效磷含量,并对不同施磷水平以及磷肥减量配施不同有机肥条件下紫色土旱坡地土壤磷素迁移流失进行了原位定点研究。结果表明:不同施肥条件下紫色土旱坡地总磷(TP)和总可溶性磷(TDP)迁移流失量有明显的差异。TP流失量大小依次为2PPMPSPMDPSDPP0。2P处理总磷流失量最高,P处理是SDP和MDP处理的1.5~2倍。TDP流失量大小依次为2PMPPMDPSPSDPP0。坡上除了P0和P处理全磷含量有所减少外,其他各处理全磷含量都呈增加趋势,坡中、坡下的增长幅度要大于坡上,其中坡下处理MP比种植季前增加了0.400g/kg。除了P0处理土壤有效磷含量降低外,其他各个小区处理坡上、坡中、坡下土壤中有效磷含量都呈增加趋势。猪粪有机肥和秸秆还田对土壤中磷素有一定的活化作用,促进了磷素在土壤中的迁移,且猪粪有机肥对土壤磷素活化作用更强。化学磷肥减量并配施有机肥是应对农业面源污染"控源节流"的较好措施。     

土壤磷素的化学组分及其植物有效性

本文主要论述了土壤磷素分级方法、土壤不同磷素组分的转化与植物有效性的关系及影响因子等方面的研究进展,对不同分级方法的优缺点给予了评价,并提出了该领域今后的重点研究方向。     

红壤坡地果园不同水土保持措施对磷素流失的影响

在坡度为25%的江西红壤坡地果园,采取了7种不同水土保持措施,并设对照(全园裸露)进行比较,研究其磷素流失特征,结果表明:(1)在不同水土保持措施的作用下,红壤坡地果园土壤磷素流失差异明显,流失最严重的为对照,最轻的为百喜草全园覆盖;对照磷素流失量是7个不同水土保持措施磷素流失平均量的3.4倍,是百喜草全园覆盖的8.5倍。(2)可溶性磷(DissolvedPhosphorus,DP)是试验中磷素流失的主要形式,占处理与对照组磷素年流失总量的75.5%,泥沙结合态磷(ParticulatePhosphorus,PP)只占流失总量的24.5%,其中水平式梯田梯壁植草、百喜草全园覆盖、百喜草带状覆盖及敷盖3种处理中,磷流失总量的100%是DP。(3)红壤坡地果园土壤磷素流失存在着明显的时间发生特征,占总流失量的80.9%,发生在4～7月(雨量主要分布季节),各处理的磷素流失量与降雨量的相关系数都在0.91以上。     

黄绵土坡耕地磷素迁移与土壤退化研究

坡地水土流失是导致区域土壤质量退化与土地生产力下降的重要原因。采用野外天然降雨-径流小区试验法,初步研究了黄土高原黄绵土休闲坡耕地一次轻度侵蚀(侵蚀量410～435t/km2)降雨前后土壤质量的退化特征。试验结果表明,降雨侵蚀前后坡地表层(0～5cm)土壤性质均具有相似的波状变化特征,其中>50μm砂粒含量与50～20μm微团聚体含量随坡长的增加呈降低趋势,而粘粒含量、比表面积(SSA)、20～2μm微团聚体含量、土壤有效磷(AP)与全磷(TP)含量以及土壤含水量均为增大趋势,表明由于长期处于侵蚀环境表层土壤的细颗粒与养分逐渐向坡下迁移,坡地土壤在向质地沙化和肥力退化方向发展。统计分析表明,坡地土壤AP与TP含量均与土壤粘粒含量及SSA呈显著正相关,TP含量与20～2μm微团聚体含量呈显著正相关。坡地土壤性质在降雨前后的变化不如其沿坡面的空间变化呈显著,但是坡地土壤与径流泥沙的分析结果仍然显示出,降雨主要导致有效养分(AP)、<20μm细颗粒以及20～2μm微团聚体在坡面的迁移与流失,这正是坡地土壤质量退化的主要原因。     

生物炭对土壤磷素转化的影响及其机理研究进展

【目的】土壤中磷素总量及形态变化是其发挥营养元素作用和造成环境潜在威胁的重要因素。作为一种外源输入的新型功能材料,生物炭对调节土壤磷素转化及其功能发挥具有重要意义。本文重点针对农业生态系统中生物炭影响土壤磷素转化的研究进展进行综述,并对相应的影响机制进行探讨,旨在为生物炭在农田土壤磷素迁移转化方面的应用及调控提供理论依据。主要进展生物炭可有效增加土壤中有效磷的供给,不仅由于生物炭本身含有较高的磷,其施入土壤后,还可以调节土壤pH,吸附土壤磷素与金属的络合物,直接作为土壤微生物的碳素营养,提高土壤磷素的生物转化率等途径。展望生物炭研究应针对低肥力土壤进行生物炭适宜类型和添加量的研究,防止由于可能的磷素过多导致养分供应的不平衡。由于生物炭本身的含磷量较高,还应进行增施生物炭适当减少磷肥用量的试验,以提高生产效益。生物炭对根际土壤磷活性影响与实际生产相关更加密切,也应投入更多的注意力。此外,作为较为新兴的改土材料,生物炭施入土壤后的长期效应还有待观察和评估。     

不同施肥条件下红壤旱地磷素形态及有效性分析

磷素是红壤地区农业生产的最重要的限制因素，因此红壤磷素形态与转化问题的研究，对红壤地区农业生产具有重要意义。用Hedley方法对不同施肥条件下红壤旱地土壤磷素形态进行了研究，结果表明：施磷肥能明显增加红壤各形态无机磷含量和大多数形态有机磷含量；红壤中，对植物最有效的树脂磷和碳酸氢钠磷含量很少，铁铝结合态磷和残留磷含量很多；对有效磷（Bray磷）贡献最大的磷素形态是碳酸氢钠无机磷、铁铝结合态无机磷和存在于土壤团聚体内表面的有机磷。这对于了解不同施肥条件对红壤旱地磷素有效性的影响、探索磷素消长规律、指导红壤旱地磷素管理等都有一定的理论和实践意义。     

长期施肥下黄壤旱地磷对水环境的影响及其风险评价

通过对贵州中部黄壤旱坡地进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流样品 ,探讨长期施肥下旱地磷素水平与地表径流磷浓度的变化及其对水环境的影响。结果表明 :长期施肥下黄壤旱地的磷素水平不断提高 ,CaCl2 浸提磷 (溶解态活性磷 )和NaOH浸提磷 (藻类可利用的土壤总磷 )与土壤全磷或有效磷之间存在显著的相关性 ,土壤富磷化的同时 ,旱地磷对水环境影响的潜能明显提高。黄壤旱坡地中CaCl2 浸提磷、Olsen P、NaOH浸提磷、土壤磷吸持指数、土壤磷饱和度与地表径流中颗粒态磷、生物有效性磷和溶解态活性磷之间的相关性均达显著水平 ,以这些参数作为评价指标 ,初步将黄壤旱地磷对水环境的潜在影响程度分为 3个等级     

不同磷水平石灰性土壤Hedley磷形态生物有效性的研究

通过盆栽试验,采用修正的Hedley 9种磷素形态分级方法,研究了不同磷素水平石灰性土壤上连续种植三茬作物后,土壤各形态磷的动态变化及其对作物有效性的影响,结果表明:种植三茬作物后,不同磷水平土壤Hedley磷素各形态的减少率为H2O-PiNaHCO3-PiH2O-PoNaHCO3-PoNaOH-Pi、NaOH-PoHCl-Pi、HCl-Po残留态,并且减少率均为低磷土壤中磷土壤高磷土壤。表明水溶态无机磷对作物的有效性最高,NaHCO3-Pi由于土壤中绝对含量高,是作物吸收的主要形态。无机态磷素的有效性要明显高于有机态磷素。NaOH-P库对土壤活性磷具有补充作用。在低磷胁迫下作物对磷素利用效率最高,HCl提取态磷和残留磷也可以作为作物吸收的一种潜在磷源,但是利用这些形态磷来补充活性磷十分有限,因此中低磷土壤必须注意增加磷肥的投入来维持土壤磷供应能力,从而增加作物产量。高磷土壤则应严格控制磷肥用量,充分利用积累态磷素的有效性,以降低高磷土壤对环境造成的潜在威胁。     

不同施肥处理稻田系统磷素输移特征研究

磷是水体富营养化限制性元素,近年来由于磷肥的过量施用,农田迁移的磷素已成为水体磷素的主要来源。本研究通过野外测坑定位试验,研究有机肥处理(OT)、混施肥处理(MT)和化肥处理(CT)3种施肥处理下,稻田中磷素的迁移流失特征及这3种处理对水稻产量和磷素利用率的影响,以探求稻田系统的最佳施磷方式。结果表明,CT、MT和OT 3种施肥方式的磷径流流失负荷分别为0.56 kg(P)·hm-2、1.13 kg(P)·hm-2和4.20 kg(P)·hm-2,渗漏流失负荷分别为0.42 kg(P)·hm-2、0.44 kg(P)·hm-2和0.45 kg(P)·hm-2;磷的径流流失占流失总量的56.86%~90.38%,是水稻田磷素流失的主要途径。磷的径流流失主要受施肥和降雨的影响,50%左右磷的流失发生在第1次径流过程;磷素渗漏流失特征不受施磷处理的影响,80%以上的流失发生在施肥后的前30 d。在磷素流失形态上,坑面水、渗漏水和径流水中磷素的主要形态均为可溶性磷;在土壤方面,MT处理和OT处理能保证土壤磷营养,CT处理的土壤有效磷和有机质含量则显著下降。3种施肥处理的水稻产量显著高于空白对照,且MT最高,为6 728.84 kg·hm-2;磷肥利用率CT和MT处理显著高于OT,CT和MT间差异不显著。综合比较,混施肥处理在磷素流失、土壤养分利用和水稻产量等方面更符合我国生态农业发展的要求。     

模拟淋溶条件下沼液对菜田土壤磷素淋洗及其形态的影响

以不同磷水平菜田土壤为研究对象,通过土柱淋溶模拟试验,探讨施用沼液对土壤磷素形态及其移动性的影响。结果表明:与单施去离子水的对照相比,施用沼液通过减少淋洗溶液体积降低淋洗液中总磷含量722.3μg·柱~(-1),中、高磷土壤淋洗液总无机磷(TIP)分别减少507.2μg·柱~(-1)和1 319μg·柱~(-1)。低、中磷土壤淋洗液中水溶性无机磷(DIP)减少158.1μg·柱~(-1)和474.3μg·柱~(-1)。在低磷土壤中,施用沼液对剖面土壤全磷、有机磷和速效磷含量影响显著,上层(0~7 cm)土壤增加的比例分别为34.8%、37.7%和148%,土壤p H值显著降低0.39个单位,下层(7~14 cm)土壤增加的比例分别为18.5%、29.3%和32.9%,土壤p H值显著降低0.28个单位。在中磷土壤中,施用沼液对上层土壤全磷含量影响未达到显著水平,速效磷增加比例20.1%,下层土壤p H值降低0.33个单位。在高磷土壤中,施用沼液对剖面土壤全磷、有机磷和速效磷含量影响未达到显著水平,下层土壤p H值降低0.34个单位。因此,施用沼液降低土壤磷素淋洗,增加低磷土壤磷素有效性含量,但对中磷和高磷水平土壤的磷素影响未达到显著水平。     

土壤翻耕对坡地水分转化与产流产沙特征的影响

坡耕地严重的水土流失是导致黄土高原土壤质量退化与生态环境恶化的重要原因。采用模拟降雨的方法研究了翻耕与压实对休闲黄绵土坡耕地水分转化与产流产沙特征的影响。结果表明，(1)与压实相比，土壤翻耕导致入渗率下降40%～60%，产流强度增加1至3倍，降雨向土壤水分的转化率降低50％以上。(2)翻耕条件下流失径流的平均含沙量增加近70％，坡地产沙量增加3倍，径流流失量增加1倍，因此对坡地实行免耕休闲可以有效减轻水土流失、遏制坡地土壤质量退化的态势。(3)降雨过程中，随着产流时间的延长，坡地产沙量呈加速增加的趋势，而且增加速度显著快于坡面径流，因此采取适当措施延长初始产流时间、减少产流量以及提高降雨向土壤水分的转化率均可有效减少坡地土壤流失量。     

降雨强度对黄绵土坡地磷流失特征影响试验研究

坡地磷(P)的流失是导致土壤质量退化与水环境恶化的重要原因,探讨降雨特征对土壤P流失的影响机理对于坡地养分管理和环境保护具有重要的科学意义。该文以黄绵土(质地为粉质壤土)为试验材料,通过室内模拟降雨试验研究了雨强对坡地P随径流流失的影响。结果表明：施肥条件下坡地径流中溶解态磷(DP)含量达到0.18 mg/L以上。相同雨量时,径流中DP含量随雨强的增大而降低,泥沙浸提态磷(SEP)与全磷(STP)的含量与流失量以小雨强(0.91 mm/min)时为最大。坡面产流过程中DP、SEP及STP含量的变化均表现为“低－高－低”的变化趋势,其变化与径流含沙量呈正相关,而累积流失量则表现为加速增加的趋势。黄绵土坡地径流中不同形态P的含量随雨强的增大而降低,而总的流失量受雨强与产流过程等多种因素影响。     

福建省土地利用/覆被变化对区域生态环境影响研究

土地利用/覆被变化对区域生态环境的影响已成为国际土地科学研究中最为活跃的前沿领域之一,也是相关领域研究的重点。从气候、生物多样性、土地退化等几个方面分析了福建省土地利用/覆被变化对陆域生态环境的影响,土地利用变化对湿地的影响。结果表明:土地利用通过改变土地覆被将从正反两面影响区域的生物多样性;土地利用/覆被变化主要通过改变地表反射率和大气中气体含量影响气候质量;不同的土地利用类型和土地覆被程度引起土壤侵蚀的程度不同,土壤侵蚀过程加速了土壤养分的流失与土壤退化。     

浅谈烧荒及其解决措施

采用宏观调查和微观实验相结合,测试分析和定位观测相结合的方法,对黄土丘陵区坡耕地主要由水土流失造成的土地退化进行了研究。结果显示,黄土丘陵区坡耕地的水土流失不仅造成表层耕作土壤变薄和地表径流损失,还造成表土养分流失、土壤物理性能变差、土壤水分入渗能力下降。土地退化的最终结果是土地生产力的下降,干旱年份水土流失造成不同坡度坡耕地不同农作物的粮食减产幅度达21.9%～80.0%。     

坡面过程、块体移动和土壤侵蚀研究进展

Soil erosion and land degradation are global problems and pose major issues in many countries.Both soil erosion and mass movement are two forms of land degradation and humans play important roles in these geomorphological processes.This paper reviews slope processes associated with mass movement and soil erosion and contributory factors,including physical and human agents.Acting together,these cause diverse geomorphological features.Slope processes are illustrated by reference to case studies from Brazil and UK.The causes and impacts of erosion are discussed,along with appropriate remedial bioengineering methods and the potential of the measures to prevent these types of environmental degradation.Although there are several agents of erosion,water is the most important one.Cultivation can promote soil erosion,due to ploughing and harvesting,which moves soil down slopes.Soil erosion and mass movement data would inform the viability of soil conservation practices.Integrated management of drainage basins offers a promising way forward for effective soil conservation and soil remedial bioengineering in Brazil and UK.     

黄土高塬沟壑区典型小流域土地利用变化及其对水土流失的影响

 基于水土保持学基本理论并结合RS、GIS技术,以黄土高塬沟壑区典型小流域一杨家沟小流域为主要研究对象,并与未治理的小流域——董庄沟小流域进行对比,以1954—2008年的降水、径流、泥沙以及土地利用变化为基础数据,以水利部颁布的《土壤侵蚀分类分级标准》为标准,研究杨家沟小流域50多年来的土地利用变化及其对水土流失的影响。结果表明：1)杨家沟小流域自50年代初开始采取水土保持治理措施以来,土地利用发生了较大的变化,林地面积大幅增加;2)杨家沟小流域水土流失状况得到了明显改善,年产流降雨量、年径流量、年输沙量、土壤密度都明显减小,侵蚀强度分级中强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积不断减少;3)杨家沟小流域水土流失状况虽然得到了有效控制,但还可以加大治理力度,调整土地利用类型和土地利用结构,部分坡度较大的耕地应严格退耕还林,进一步植树造林,提高未利用地利用率,更加有效地控制水土流失。     

辽南土石质山区坡耕地水土流失试验研究

应用人工模拟降雨方法对辽南土石质山区坡耕地水土流失进行试验研究 ,试验按四因子二水平一次回归正交设计 ,试验因子选择降雨侵蚀力 (R)、地面坡度 (S)、雨前土壤含水量 (W)和作物盖度 (C)。研究结果表明 ,四因子对坡耕地径流量影响大小依次是R、W、S、C ,对土壤冲刷量影响大小依次是R、W、C、S。依据试验结果建立了坡耕地水土流失数学模型 ,此模型可在坡耕地水土流失定量评价及预测中应用。     

Parameterization of the MACRO model to represent leaching of colloidally attached inorganic phosphorus following slurry spreading

Abstract. The dual porosity soil water and contaminant transport model MACRO was tested for its suitability to represent water flows and leaching of phosphorus (P) through field drains following spreading of slurry. These flows are characterized by very high loadings of P, including a high proportion in colloidally attached form, for about one week following winter spreading of slurry, followed by quite a rapid decline to the low background level. Use was made of the option in MACRO for representing colloid facilitated contaminant transport. The model simulates transport through macropores and soil matrix pores (micropores) of contaminant carrying colloids, as well as trapping of colloids by straining and filtration using an adaptation of standard filtration equations. Calibration involved selecting soil hydraulic parameters, colloid filtration coefficients and P sorption characteristics for two soils from measured and literature values. Both P in solution and P attached to colloids were represented in simulated outputs. Reasonable agreement was found between simulated and measured water and leached P flows. Work with the model suggests that macropore flow through the soil to field drains of colloidally transported P is an important component of water pollution associated with slurry spreading     

科尔沁沙地东南部植被类型变化对土壤磷素状况的影响

In the past 50 years, large areas of the Horqin sandy land were afforested to prevent desertification. Although the afforestation policy appears successful, many people now doubt whether it is suitable to plant trees with high density on the poor soils in semiarid regions. Little is known about the impacts of afforestation on the sandy soil properties, although the evaluation of these impacts is fundamental to judge the rationality of afforestation policy. Soil phosphorus （P） fractions, acid phosphomonoesterase activities, and other soil chemical properties were compared among five adjoining typical ecosystems on poor sandy soils in southeastern Horqin sandy land. The ecosystems studied are natural elm savanna, degraded grassland, Mongolian pine （Pinus sylvestris var. mongolica） plantation, Chinese pine （Pinus tabulaeformis） plantation, and mixed plantation of Mongolian pine and poplar （Populus simonii）. The results showed that organic P dominated soil P （47%-65%） was the principal source of available P. The degradation of elm savanna to grassland significantly reduced soil pH and resulted in an overall reduction in soil fertility, although slightly increased labile inorganic P. Grassland afforestation had no significant influence on soil pH, organic carbon, and total N but significantly reduced total P. Impacts of grassland afforestation on soil P fractions depended on tree species. Natural elm savanna had higher soil P conserving ability than artificial plantations. Therefore, with the aim of developing a sustainable ecosystem, we suggested that vegetations with low nutrient demand （particularly P） and efficient nutrient cycling would be more suitable for ecosystem restoration in the semiarid region.     

坡面不同截-排水沟布置方式下土壤微团聚体流失特征

传统坡面水系工程主要在节约工程量的考量下,把截水沟布置成平行于等高线的形式,但为了符合坡面自然排水状况,该研究中考虑用汇流和分流的方式来探究从理论上改变坡面沟道的基本形状是否具有可行性。该研究设计按比例缩小的坡-沟模型,以无措施坡面为对照,用人工模拟降雨的方法探究在不同坡度、地类坡面上布置汇流型和分流型截排水沟道后,坡面土壤微团聚体的流失变化规律。结果表明:在各个地类和坡度中,布置汇流和分流截排水措施后均出现较小颗粒微团聚体(5μm)在侵蚀泥沙中富集的现象;在坡耕地中,布设截排水措施能显著稳定土壤小粒径微团聚体(5μm)比例的稳定性,但分流截排水措施的效果更加明显,但在5°和10°时,汇流截排水措施能更好减缓坡面土壤粗化(250~1 000μm)趋势;汇流措施能减少林地侵蚀泥沙中微团聚体富集的波动性并控制林地坡面较小粒径微团聚体流失(5μm)的程度,但在荒草地中,总体来看,汇流措施对控制坡面微团聚体流失具有更强的作用。汇流型和分流型截排水措施对不同地类坡面微团聚体的控制保护各有侧重,在布设坡面沟道时,根据坡面、土壤实际情况和土壤保护要求来选择坡面截排水措施是极有必要的。该研究为进一步研究坡面自然排水方式在现实中运用可能性和可行性提供部分基础资料。