脱硫石膏糠醛渣对碱化盐土入渗及盐分离子的影响研究

针对甘肃白银碱化盐土质地黏重、透水性差、难以改良利用等瓶颈问题,在统一施用有机肥30 t hm-2的基础上,采用灌溉淋洗及施用脱硫石膏、糠醛渣进行改良。通过室内土柱入渗试验,研究施用改良剂对碱化盐土的入渗率、累积入渗量、湿润锋随时间的变化规律及盐分离子的影响。试验结果表明:改良措施对土壤入渗和盐分离子动态影响显著,在统一施用脱硫石膏30 t hm-2、糠醛渣7.5 t hm-2和有机肥30 t hm-2的条件下,处理后土壤任意时刻入渗率、湿润锋推进距离、累积入渗量与入渗时间呈幂函数关系;pH值、碱化度、全盐含量显著降低,Na+、CO32-、HCO3-含量显著降低。     

脱硫石膏与结构改良剂配合施用对龟裂碱土理化性状和水稻生长的影响

[目的]筛选出最适宜宁夏回族自治区银北灌区盐碱地水稻生长的土壤结构改良剂施用量,为中国同类型地区盐碱地的改良应用提供科学依据。[方法]设置田间定位试验,研究银北灌区龟裂碱土在施用不同剂量土壤结构改良剂(0,150,270,375kg/hm~2)与统一施用定量脱硫石膏(22.5t/hm~2)对土壤基本理化性质及水稻生长的影响。[结果]在施用不同剂量结构改良剂后,0—20cm土层的土层容重、全盐量和pH值呈降低趋势,总孔隙度和水稳性团聚体则呈增加趋势。在0—20cm土层,各处理改良效果均较显著,当深度大于40cm时,所有处理的改良效果不明显。施加改良剂增加了水稻的成活率、株高和产量,且各处理间均差异显著(p0.05)。[结论]脱硫石膏与结构改良剂配合施用能显著改善龟裂碱土理化性状,促进水稻成长。综合考虑经济因素,脱硫石膏(22.5t/hm~2)+土壤结构改良剂(270kg/hm~2)的施用量效果最佳。     

脱硫石膏配施聚马来酸酐对碱化土壤的改良效果研究

针对我国吉林地区碱化土壤的特点,通过田间小区试验,研究了水稻种植条件下不同用量脱硫石膏对碱化土壤的改良效果,同时进行了脱硫石膏配施聚马来酸酐(HPMA)增强改良效果的研究。结果表明,脱硫石膏可以显著降低碱化土壤pH值、碱化度,其中耕层土壤pH值最大降幅为1.59,碱化度(ESP)降幅在30%以上。施用脱硫石膏主要通过影响土壤水溶性Na~+、Ca~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-含量来调节土壤含盐量;适量施用脱硫石膏可以显著降低土壤含盐量,最大降幅为1.81 g·kg~(-1),过量脱硫石膏带入土壤的盐分不能及时淋洗反而会导致土壤含盐量增加。脱硫石膏配施聚马来酸酐对降低土壤pH值、碱化度无显著影响,但在一定程度可以降低土壤含盐量。从改碱与降低含盐量两方面综合考虑,建议东北碱化土壤改良过程中添加脱硫石膏的质量配比以2%为基础进行调整。     

不同改良剂对河套灌区盐渍化土壤性状和葵花生长特性的影响

为了评价不同改良剂对盐渍化土壤的改良效果,以葵花为研究对象,采用大田裂区试验方法,设置生物炭(DC,22.5 t/hm~2)、脱硫石膏(DS,37.5 t/hm~2)、脱硫石膏加有机肥(DSF,各37.5 t/hm~2)、对照(DCK)4种处理。结果表明:施加改良剂均降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度,生物炭效果最明显,在耕层(0—20 cm)收获后较播种前土壤容重降低6.11%,是DCK的4倍,孔隙度增加12.89%,是DCK的5倍;脱硫石膏降低土壤pH和电导率效果最优,最大降幅分别为10.09%和28.51%;3种改良剂对盐渍化土壤的肥力效应不同,与对照相比,在收获后生物炭处理显著提高土壤耕层有机质、碱解氮、速效磷含量,脱硫石膏显著提高速效钾含量;各改良剂处理能显著增加葵花株高、茎粗、干物质积累量和百粒重,且生物炭处理的葵花产量最高,为4 539.60 kg/hm~2,较对照增产32.28%。综上所述,在河套灌区盐渍化土壤中施入不同改良剂后,土壤性状得到明显改善,促进葵花的正常生长,提高了产量。其中施入生物炭22.5 t/hm~2对盐渍土壤改良效果最佳,其次是施入脱硫石膏37.5 t/hm~2,能有效地提高土壤肥力和葵花产量。     

不同水质淋洗与改良剂施用对银北灌区碱化盐土水盐运移的影响

通过土柱模拟试验，开展了不同水质淋洗下磷石膏及其与酸性材料组合施用后对宁夏碱化盐土土壤水盐运移的影响研究。以黄河水、低矿化度农田退水和高矿化度农田退水作为淋洗水源，腐植酸、糠醛渣和硫酸铝作为酸性材料。结果表明：（1）不同水质淋洗下，垂直湿润锋推进深度、累积入渗水量与入渗时间的平方根均呈线性关系，黄河水淋洗下，改良剂组合措施表现最优，而在高矿化度农田退水淋洗下，单施磷石膏措施最优。（2）黄河水和低矿化度农田退水淋洗下，施用改良剂降低了0—50 cm土层土壤电导率，黄河水淋洗下"磷石膏+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下为"磷石膏+腐植酸"和"磷石膏+硫酸铝"处理表现较优；（3）随着淋洗水矿化度的增加，土壤pH降低深度增加，施用改良剂降低了0—30 cm土层的土壤pH，黄河水淋洗下，"磷石膏+硫酸铝"处理表现最优；低矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"处理最低；高矿化度农田退水淋洗下表现为"磷石膏+糠醛渣"处理最低。（4）黄河水淋洗下，施用改良剂提高了不同深度土壤含水率，不同水质淋洗下，施用改良剂提高了0—70 cm土层深度土壤含水率，而各改良剂之间土壤含水率相差不大。综上所述，针对宁夏碱化盐土的改良，建议黄河水和高矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+硫酸铝"组合措施进行土壤改良；低矿化度农田退水淋洗下，采用"磷石膏+糠醛渣+硫酸铝"组合措施进行土壤改良。     

盐化土壤微生物区系及理化性状对不同改良剂的响应研究

系统分析了脱硫废弃物、专用改良剂和不同量菌肥对盐化土壤的改良效应,结果表明:单施脱硫废弃物对土壤细菌和放线菌数量影响很小,但可以有效增加真菌数量;单施专用改良剂或菌肥后微生物数量增幅相对较大,改良剂效果优于菌肥;脱硫废弃物、改良剂和菌肥同时施用可以显著增加土壤微生物数量;单施脱硫废弃物和菌肥对土壤有机质和养分含量、作物收获后的指标影响很小;3种物料同时施用则可以显著提高土壤有机质和养分含量,向日葵的株高、径粗、盘径、实粒数和百粒重都有显著增加。在施用脱硫废弃物和改良剂的前提下,菌肥施用量为45 kg hm-2的处理对盐化土壤改良效果最佳,但与施用量为30 kg hm-2的处理差异不显著。     

改良剂与沼液配施对中度苏打盐碱土的改良效果研究

为了探究改良剂与沼液配施的合理方案,实现盐碱地改良,针对吉林省大安市盐碱地,通过大田试验,研究沼液与改良剂配施对苏打盐碱土的改良效果。试验结果表明,改良剂与沼液配施均能够有效提高土壤有机质、有效磷、速效钾、碱解氮的含量,增大总孔隙度,增加了土壤团聚体的数量,改善了土壤团聚体稳定性,水稻产量显著提升,并有效降低土壤pH值、土壤容重、碱化度、水溶性盐含量。综合分析,脱硫石膏与沼液配施对苏打盐碱土改良效果最好,对比未施用沼液的处理,有机质含量提升100%,有效磷含量提升34%,速效钾含量提升59%,碱解氮含量提升104%,总孔隙度提升14%,土壤团聚体数量显著增加,土壤团聚体稳定性得到明显改善,增产率为76.77%,土壤p H值降低12%,土壤容重降低9.9%,碱化度降低11%,水溶性盐含量降低48%。     

脱硫石膏与灌溉耦合对滨海盐碱土化学性质的影响

脱硫石膏(CaSO4.2H2O)是火力发电厂石膏湿法烟气脱硫的副产物。对盐碱地施用脱硫石膏可以通过Ca2+置换盐土中的Na+,达到脱盐目的。通过盆栽试验研究天津滨海盐土施用脱硫石膏并配合灌溉淋洗改良盐碱土的效果。结果表明:对于表层土壤(0-10cm),施用脱硫石膏对Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Cl-、SO24-离子含量有显著降低作用。10cm以下土壤,脱硫石膏的脱盐能力与施用量呈正相关。脱硫石膏与灌溉耦合时,脱硫石膏施用量为3 000kg/hm2以上时改良效果较好。随着脱硫石膏施用量的增加不但降低了土壤Na+含量与土壤pH值,对灌溉量的需求也有所降低。灌溉量为田间持水量的80%时脱硫石膏对土壤Ca2+、Mg2+与K+的降低作用与CK相比差异最显著。脱硫石膏施用量的增加提高了土壤全盐量,但随灌溉量增加这种影响逐渐降低。     

脱硫废弃物和专用改良剂在碱化土壤改良中的效果

通过大田试验,研究了添加燃煤脱硫废弃物和几种专用改良剂对碱化土壤性质的变化及其对油葵(Helianthusannuus)生长的影响。结果表明:二者配合施用提高了土壤有机质和养分含量,一定程度上降低了碱化度、pH和全盐含量,使油葵出苗率、株高和产量分别提高了116.7%、19.2%和140.7%以上;3种专用改良剂间,改良剂Ⅲ在提高土壤养分含量和降低碱化度和全盐含量等方面的效果最佳,其增产幅度也最高;改良剂Ⅰ的两个施用时期间,秋施显著提高了有机质、全N和碱解N含量,降低了全盐含量,提高了油葵出苗率和产量;改良剂Ⅰ的3个施用水平间,7.50 t hm-2和11.25 t hm-2的施用量下具有较高的全N和碱解N含量、较低的全盐含量和碱化度以及较高的出苗率、株高和产量。以上结果表明脱硫废弃物和改良剂及其配合施用改善了土壤物理化学性质,且有利于油葵的生长和发育。其中,改良剂Ⅲ的改良效果最佳,但其施用技术有待于进一步的研究。     

盐渍化土壤施用有机物-脱硫石膏改良剂效果的研究

研究了在盐渍化园田土壤上施用有机物与脱硫石膏混合改良刺对土壤理化性状和白菜产量的影响.试验采用改良剂的2种配方(成分比例不同)、3个施用量,以不施改良剂处理为对照,7个处理,3次重复.结果表明t施用有机物-脱硫石膏混合改良剂Ⅲ、Ⅳ可降低土壤容重最多为10.34%,11.30%;增加土壤总孔隙度最多达8.94%,9.84%.0-5 cm土壤全盐量由0.72%降至0.26%～0.46%;5-20 cnl土壤全盐量由0.32%降至0.14%～0.19%.改良剂2种配方的不同施用量与对照相比,土壤ESP、pH、土壤交换性Na~+和土壤Cl~-占阴离子总量分别下降了2.59%～16.28%,0.12～0.19,2.87%～24.53%和9.26%～213.05%.增加土壤SO_4~(2-)和Ca~(2+)最多达137.45%和228.24%.与对照相比,白菜增产10.19%～30.99%.施用有机物-脱硫石膏混合改良剂不仅能够改善土壤的理化环境,同时也为作物提供了丰富的腐殖酸及Ca,S等营养物质.     

宁夏不同种植年限下硒砂瓜土壤干燥化效应研究

通过对压砂地不同种植年限下土壤干燥化效应进行研究,为宁夏中部旱区压砂地可持续发展提供理论依据。在观测压砂3,8,12,16,25a的土壤含水量的基础上,分析比较不同种植年限下土壤含水量、水分过耗量、干燥化指数、干层厚度等土壤干燥化指标。结果表明:不同年限下0—600cm的土壤含水量、贮水量和有效贮水量的均值分别为11.24%,936.00mm和506.27mm;随种植年限的增加,0—600cm土层平均土壤含水量、贮水量呈递减趋势,水分过耗量逐渐增大;不同种植年限下土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先减小后增大最后逐渐平稳的趋势;压砂地土壤干燥化系数为68.29%～162.36%,平均干层厚度为283.33cm,以中度和轻度干燥化强度为主;典型相关性分析发现,经纬度、种植年限、粉粒及砂粒含量等环境因子是影响土壤干燥化指数和土壤干层厚度的重要因素。     

贺兰山东坡青海云杉林苔藓群落及环境之间的关系

苔藓植物作为一种环境指示植物广泛应用于生态各领域。以贺兰山东坡青海云杉(Picea crassifolia)林下苔藓群落为研究对象,沿着东坡山体设置了15个样地,运用冗余分析(RDA)对苔藓物种重要值与环境因子进行了排序,以期揭示贺兰山苔藓植物群落结构与环境因子之间的关系。结果表明:15个样地485份标本都是地面生苔藓,共有14科19属36种,主要是丛藓科(Pottiaceae)、灰藓科(Hypnaceae)、青藓科(Brachytheciaceae)、牛毛藓科(Ditrichaceae)和提灯藓科(Mniaceae),占苔藓植物总数的69.44%;15个样地苔藓物种重要值大小排序显示:优势种分别为灰藓(Hypnum cupressiforme)、山羽藓(Abietinella abietina)、树形疣灯藓(Trachycystis ussuriensis)、美姿藓(Timmia megapolitana)、青藓(Brachythecium pulchellum)、对叶藓(Distichium capillaceum)、无齿紫萼藓(Grimmia anodon)、厚角绢藓(Entodon concinnus)、细牛毛藓(Ditrichum flexicaule)和中华赤藓(Syntrichia sinensis),其中灰藓的重要值为0.417 6,是贺兰山东坡青海云杉林下苔藓植物主要的建群种,说明贺兰山东麓云杉林下较为干燥。RDA结果表明:海拔(F=5.124,p=0.010)、坡向(F=3.114,p=0.034)、年均降雨量(F=2.598,p=0.050)和年均温度(F=3.357,p=0.030)是影响苔藓群落分布的主要因素,第一和第二主轴共计可以解释苔藓群落方差63.20%。研究结果可以为贺兰山苔藓植物保护和合理利用提供理论依据。     

宁南山区不同建设年限梯田土壤肥力变化规律研究

对国家农业综合开发水土保持项目宁夏项目区6个重点小流域坡改梯工程实施后不同建设年限的梯田土壤肥力进行了为期4年的定点跟踪监测研究,结果表明,坡改梯初期土壤肥力与修建前相比有所降低,经过3～5年的合理培肥和土壤肥力的逐步恢复,不同建设年限梯田土壤肥力的年度变化大体上呈现出逐渐提高的趋势,在梯田修建第5～7年土壤肥力各项指标达到最高,但修建第8年时土壤肥力出现了下降趋势。建议政府相关部门继续加大梯田建设力度,重视梯田修建后的培肥与改良,为宁南山区作物高产、稳产提供有力保障。     

农牧交错区小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤碳氮磷化学计量特征

研究小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)人工灌木林土壤化学计量特征,有助于阐明林下土壤养分分配及限制因素,为人工灌-草生态系统物质平衡和稳定维持提供理论依据。以内蒙古中部农牧交错区天然草地为对照(CK),比较相同林龄不同密度人工小叶锦鸡儿灌木林下0~50 cm土层土壤有机碳、总氮和总磷含量及其化学计量特征。结果表明(1)与天然草地相同,小叶锦鸡儿人工灌木林土壤SOC和TN在0~5 cm出现明显地"表聚性",且随着土壤深度的增加逐渐降低。(2)该研究区土壤释放P素能力较强且含量相对稳定,但C素和N素含量总体偏低;其间,C/P受控于土壤SOC含量,N/P受控于TN含量,C/N受林分密度影响较小,相对稳定。(3)在土壤养分平衡过程中,该地区低密度林(1200棵hm^-2)各土层C、N、P含量均显著高于中、高密度林,促进了土壤C素和N素的积累与循环,有助于改善土壤环境。     

植被恢复对红壤侵蚀区土壤氮组分的影响

为了解植被恢复过程中土壤不同氮组分变化规律,以福建省长汀县典型红壤侵蚀区为研究对象,利用时空互代法,选取5个典型植被恢复阶段样地(裸地、恢复10、20、30年马尾松人工林和天然林)。土壤样品采集后,测定不同土壤氮组分,并探讨了其与土壤养分的关系。结果表明:(1)土壤全氮和有机氮组分(微生物量氮、溶解性有机氮、颗粒有机氮和粘粒有机氮)均为天然林>马尾松恢复20年人工林>裸地。天然林土壤铵态氮含量显著高于其他恢复阶段样地,植被恢复10年后硝态氮含量显著升高;(2)天然林土壤微生物量氮和粘粒有机氮与全氮的比例分别是裸地的5.37倍和2.81倍,并且其两种矿质氮(铵态氮和硝态氮)与全氮的比例也分别是裸地的3.23倍和5.67倍。(3)土壤全氮、有机氮组分和矿质氮与土壤其他养分(全碳、全磷、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾)呈显著正相关,说明植被恢复过程中,土壤肥力也逐渐改善。     

震后极端降雨下流域产沙及物质运移规律模拟——以四川省洪溪河流域为例

汶川地震引发的滑坡产生了大量松散物质,在极端降雨事件驱动下进入下游河道,导致河床淤升,河道变宽,给沿河道地势较低的居民区形成了新的洪涝风险。基于四川洪溪河流域2013年极端降雨数据,从无强降雨事件情景开始逐渐加大降雨强度及频次生成6个不同降雨情景。运用凯撒二维水动力地表景观演变模型(CAESAR-lisflood)模拟不同降雨情景下流域产沙以及物质运移规律及其空间分布格局。结果表明:随着降雨强度的增加,流域出口产沙量以及流域总产沙量都呈非线性的增加趋势,且累积产沙量在极端降雨事件发生前后有明显的突变现象;各个降雨情景下侵蚀堆积的严重程度以及影响范围差异明显;震后流域遭到破坏的植被对流域的物质运移规律及空间分布格局有较大的影响,在较少滑坡、泥石流灾害的上游地区和滑坡、泥石流灾害严重的中下游地区水土流失程度差异明显。     

曲周县农田土壤有效微量元素含量空间变异特征及影响因素初探

以河北省邯郸市曲周县为研究区域,采用地统计学与地理信息系统相结合的方法,对曲周县农田土壤有效微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)含量的空间变异特征及其主要影响因素进行了初步研究和探讨。结果表明:土壤有效Fe、Mn含量的最优理论模型为指数型(R2为0.887和0.553),有效Cu含量为球状模型(R2为0.988),有效Zn含量为高斯模型(R2为0.977)。土壤有效微量元素含量的空间变异程度和空间相关性由大到小依次为:Zn> Cu> Mn> Fe,Fe> Zn> Mn> Cu。从空间分布来看,土壤有效Fe、Mn、Zn含量主要处于低水平,并且土壤有效Fe、Mn、Cu含量以片状分布为主,土壤有效Zn含量呈现由西向东逐渐递减的趋势。土壤有效Fe、Mn、Cu、Zn含量与土壤有机质含量均呈极显著正相关,与土壤pH间没有显著的相关,而土壤有效Cu含量则与土壤pH间存在显著正相关。总体而言,曲周农田土壤有效Fe,Mn,Zn含量相对较低,而有效铜含量相对较高。如果种植对铁锌敏感而且需求量相对较高的作物,应该考虑Fe、Zn肥的施用。     

不同利用方式红壤磷素有效性的深度变化——以江西省余江县孙家小流域为例

在江西省鹰潭市余江县孙家红壤小流域的典型红壤区随机选取了具有代表性的林地(F)、花生旱地(PU)、新稻田(NP,<30 a)和老稻田(OP,> 200 a),在0~40 cm深度每隔5 cm采集分层土样,分析了土壤全磷(TP)、有效磷(Bray P)、磷素活化系数(PAC)及有机磷(Po)、无机磷(Pi)与各组分磷的深度变化,探讨了土壤pH与土壤有机质(SOM)对红壤磷素有效性的影响。研究结果表明:孙家小流域不同利用方式红壤TP含量大小依次为:老稻田>新稻田>林地>花生旱地;除林地外,花生旱地与稻田土壤TP、Bray P、Pi和Po含量随着土壤深度的增加呈显著降低趋势,且稻田土壤Po含量及其占全磷的比例显著高于林地和花生旱地。花生旱地与稻田0~20 cm土壤中极有效磷(EAP)、中等有效磷(MAP)及EAP、MAP中的无机磷与有机磷的比值均显著高于林地土壤。林地转为旱地和稻田,尤其是长期植稻可以促进土壤非有效磷(NAP)向利于作物吸收的EAP与MAP转化,因而提高土壤磷素有效性。相关分析表明,随着SOM累积量的增加,四种利用方式红壤中EAP、MAP含量均显著提高。     

基于线性混合模型的滨海盐碱土盐分空间变异性研究

准确的土壤盐分空间变异信息是防治土壤盐碱化和制定科学种植规划的重要依据。本文根据电磁型近地传感器EM38测定的土壤表征电导率(EC_a),研究有限最大似然法(REML)在地统计建模趋势去除中的应用,基于线性混合模型将趋势与残差分离,然后利用泛克立格开展海涂围垦区水稻田土壤盐分的空间变异性研究。结果表明,本研究区土壤盐分存在强烈的空间变异性且呈一定的空间分布趋势;REML方法拟合的二次多项式模型可较好的表征土壤盐分的空间分布趋势,在去除趋势的同时,选用指数模型对残差的半方差函数进行拟合;基于泛克立格插值的交叉检验结果可见,该方法可得到较小的预测误差,且标准离差比平均值参数接近理想值,REML方法大大提高了模型的精度;就地统计空间插值结果可看出,土壤盐分呈出从西北角向东北角、从周边向中心渐变的空间分布特征,且与土壤排水条件表现出较好的耦合性。     

人类活动条件下兰坪县土地利用景观格局及生态系统服务价值

对土地利用景观格局的生态系统服务价值评估,有利于人们认识自然生态系统对人类福祉的重要性。基于兰坪县1996年和2015年两期遥感影像解译数据,居民点数据,采用ArcGIS技术,生态价值评估方法,分析了人类活动对土地利用景观类型变化及生态系统服务价值的影响。结果表明:随着社会经济的发展以及相关政策的出台,林地、耕地以及建设用地等土地利用景格局的变化较大;结合443个居民点以及不同气候带基础数据,得出人类活动主要集中在1 900~3 000 m的温带范围内。人类活动对土地利用景观格局的变化有着重要的影响;20年间兰坪县生态系统服务价值总量增加了44 035.19万元,其中不同生态服务功能的服务价值贡献率由大到小依次为:土壤形成与保护、气体调节、水源涵养、生物多样性保护、气候调节、原材料、废物处理、娱乐文化、食物生产;不同土地利用景观类型生态系统服务价值总量大小排序为:林地 > 耕地 > 水体 > 草地 > 建设用地 > 未利用地。