东北黑土区土壤凋萎湿度研究

以第二次全国土壤普查资料为基础,调查了东北黑土区黑土类中23个土种的典型剖面,测定了土壤凋萎湿度及相关理化性质,在分析黑土土种凋萎湿度特征及其与土壤理化性质关系的基础上,建立了分别利用土壤理化性质和最大吸湿水计算土壤凋萎湿度的两种方法。研究区23个土种的土壤凋萎湿度变化为9.45%~22.67%,平均为14.90%,随厚度略有增加,但变化不大。3个黑土亚类中,黑土的凋萎湿度最大,白浆化黑土最小。土壤凋萎湿度与机械组成,土壤容重和有机质含量有显著的相关性,可分别利用粘粒含量一个指标,粘粒含量与砂粒含量两个指标,粘粒含量、砂粒含量和容重3个指标计算估算土壤凋萎湿度,且选取变量越多估算效果越好。也可利用土壤最大吸湿水估算土壤凋萎湿度:PWP=1.4742×MH 0.6292。对这些估算方法的检验结果表明,利用土壤理化性质和利用最大吸湿水估算的土壤凋萎湿度与实测结果没有差异,建议方法是可行的。     

黑龙江土种数据库构建——基于第二次土壤普查数据

本数据库是在全国第二次土壤普查黑龙江土种志,黑龙江土壤,中国土壤,中国土种志等数据和资料的基础上,根据E-R数据模型的理论构建的关系型数据库,实现了数据库存贮和查询等功能。数据库包含黑龙江省63个市县,17个土类,48个亚类,127个土属和254个土种的数据资源,描述了土种的分布、面积、属性及生产性能,以及每个土种的典型剖面。该数据库可为黑土区域土壤肥力评价、土壤质量评价以及土壤资源可持续利用提供数据支持。     

农田黑土退化过程

利用全区域采样调查方法,结合县市土壤志和第二次土壤普查的结果,从区域尺度分析了东北典型农田黑土的退化过程。结果表明自开垦以来,农田黑土发生了显著退化,土壤有机质下降了60%,处于退化发生、退化发展和退化危机阶段的农田黑土共存。第二次土壤普查至2002年的20a间,农田黑土有机质仍以年平均5‰的速率下降,水土流失严重的县市年均下降速率高达13.5‰,黑土侵蚀已成为当前黑土退化的主要驱动因素。同时研究也表明如果增加农田投入或实施生态保育,农田黑土退化可以遏制,耕地是可培肥的。图1,表2,参10。     

20年来我国潮土区与黑土区土壤有机质变化的对比研究

对潮土区和黑土区的土壤样品进行采集和分析,结合第二次土壤普查资料,研究潮土区和黑土区土壤有机质的时空变化特征。结果表明潮土区土壤有机质含量呈现提高的趋势,黑土区土壤有机质含量呈现降低的趋势。出现这种变化的结果都与耕作制度,尤其是施肥管理水平等人为因素有密切的关系。     

大兴安岭旱作丘陵区耕地肥力演变研究

以全国第二次土壤普查资料为主要数据源,结合实地取样测定,比较分析了大兴安岭东南麓旱作丘陵区1981～2007年期间土壤肥力演变状况。结果表明,二十多年间耕地土壤养分含量发生明显变化。主要表现为:土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾含量明显下降,速效磷含量增加,但不同土壤类型的变化幅度不同;草甸土的有机质和全氮含量下降幅度大于暗棕壤和黑土,碱解氮含量在黑土中的下降幅度较大,暗棕壤次之,草甸土较低;暗棕壤中有效磷增加的幅度大于黑土和草甸土;速效钾在暗棕壤中下降的幅度最大,在黑土中下降的幅度最小;该区土壤中富含交换性钙、交换性镁、有效硫、有效硅等中量元素和锌、铜、铁和锰等微量元素;现有耕地约有87.2%的土壤缺硼,78.2%的土壤缺钼。     

我国砂姜黑土土种的系统分类归属研究

本文根据我国第二次土壤普查资料,依据《中国土壤系统分类检索》(第三版)中变性土诊断标准,对我国砂姜黑土主要分布区(安徽、河南、江苏和山东)的砂姜黑土所有土种进行了系统分类归属判别。结果表明:总共的54个土种中(安徽、河南、江苏和山东各13、20、6和15个),34个可以划归为变性土(安徽、河南、江苏和山东各7、16、5和6个),合计面积228万hm2(安徽、河南、江苏和山东各131万、59万、24万和14万hm2);26个砂姜黑土土种可划归为砂姜钙积潮湿变性亚类,8个为钙积潮湿变性土,其余属于雏形土或盐成土。对砂姜黑土的系统分类应该主要依据其黑土层的特性,而砂姜的存在与否只是决定亚类的特征。     

海伦黑土有机碳和养分含量30年变化特征

黑土是支撑东北地区粮食高产稳产的基础。近年来黑土质量退化、肥力下降,已严重威胁粮食的可持续生产能力。土壤有机碳和养分含量的演变特征是评价土壤肥力变化的重要指标。本文以位于黑土带腹地、具有代表典型黑土的海伦市为例,结合第二次全国土壤普查资料和实际调查数据,系统分析了30年来农田黑土有机碳和养分的变化规律及其相互关系,为改善黑土农田管理措施提供科学依据。结果表明,与80年代相比,黑土农田表层土壤有机碳含量下降了12%,其中厚层黑土下降幅度最大(22%)。土壤养分也呈现不同的变化趋势,表层黑土碱解氮和速效钾分别下降了33%和43%,有效磷增加了48%。碱解氮在厚层、中层和薄层黑土中的下降速率分别为3.25 mg·kg~(-1)·a~(-1),2.24 mg·kg~(-1)·a~(-1)和1.64 mg·kg~(-1)·a~(-1);速效钾的下降速率分别为4.11 mg·kg~(-1)·a~(-1),3.53 mg·kg~(-1)·a~(-1)和4.68 mg·kg~(-1)·a~(-1);不同类型黑土有效磷含量略有增加,增加速率分别为0.14 mg·kg~(-1)·a~(-1),0.53 mg·kg~(-1)·a~(-1)和0.22 mg·kg~(-1)·a~(-1)。相关性分析显示,土壤有机碳与碱解氮和速效钾含量显著正相关,与有效磷相关性不显著。针对当前黑土农田土壤碳和养分状况,应采取固碳、减磷、补钾和提高氮肥利用率的管理措施。     

黑土区长期连作玉米农田土壤肥力变化及其评价——以德惠市为例

通过对德惠市12个乡镇3类长期连作玉米的黑土进行采样分析化验,并与1982年第二次土壤普查资料对比,发现除全K和速效K含量外.其他土壤养分都有不同程度的增加.长期连作玉米厚层黑土阳离子交换量(CEC)、全N含量增加最多,速效K含量减少最多:中层黑土土壤有机质、全P含量增加最多,全K含量下降最快:薄层黑土碱解N含量、速效P含量增加最多.通过对德惠市黑土农田肥力现状进行评价,结果表明,由于根茬还田,长期连作玉米黑土地力没有下降,黑土农田肥力较高,保肥、耐肥能力强:但土壤N素供应不足,需要依赖施用N肥保证产量.     

长期施肥对黑土磷和锌形态转化的影响

【目的】东北黑土地为我国重要粮食生产基地高肥力的黑土仍需施用磷肥以保障粮食高产。探讨长期施肥对土壤磷和锌形态转化机制,为确保黑土区粮食和环境安全提供理论依据。【方法】本研究以设在典型黑土区13年的长期施肥定位试验为研究对象,设不施肥(CK)、施氮磷钾肥(NPK)、施氮磷钾加不同量有机肥(NPK+OM_1、NPK+OM_2、NPK+OM_3)共5个处理分析土壤不同形态磷和锌含量。【结果】长期施化肥对土壤有机磷含量影响不显著但土壤无机磷含量显著增加;长期不施肥黑土有效磷含量为32.6 mg/kg,长期施化肥加有机肥可显著增加土壤有效磷含量;连续13年施用磷肥,土壤中的磷每年平均累积16 kg/hm~2,其主要以铝磷(A1-P)和铁磷(Fe-P)的形态在土壤中储存,其中约20%仍为有效磷;而磷肥加有机肥的3个处理,连续施用13年后有机磷含量增加了47.2~67.9 mg/kg无机磷含量增加253.4~410.6 mg/kg,土壤全磷平均分别以每年49.4(NPK+OM_1)、64.2(NPK+OM_2)、70.4(NPK+OM_3)kg/hm~2的量累积在土壤中,其中15%~21%仍为有效磷主要以有效性较高的二钙磷(Ca_2-P)、八钙磷(Ca_8-P)、Al-P、Fe-P存在于土壤中,只有10%~21%的磷以有机磷的形态累积在土壤中,并且这个比例随有机肥施用量的增加而降低。黑土长期不施肥土壤有效锌(DTPA-Zn)含量可达1.96mg/kg,长期施化肥、化肥加有机肥均可显著增加土壤DTPA-Zn含量;长期施化肥使黑土酸化,改变了土壤锌形态增加了土壤交换态锌和无定型铁氧化物结合态锌的含量,化肥加有机肥显著增加了除矿物态锌以外的其他各形态锌的含量其中55%~88%以无定型铁氧化物结合态锌储存在土壤中。通径分析结果显示,Ca_2-P对DTPA--Zn影响最大,Ca_8-P、Al-P、Fe-P通过Ca2-P间接影响DTPA-Zn含量。【结论】长期施入黑土的磷主要以有效性较高的无机态磷储存在土壤中,锌主要以无定型铁氧化物结合态储存在土壤中。黑土中磷与锌未表现出拮抗作用且有效性高的Ca_2-P对DTPA-Zn含量的影响最大且二者呈正相关关系。     

将土种资料转化为土系的必要性与可行性分析

在对我国土壤基层分类发展历程进行简短回顾的基础上,分析了将土种资料转化为土系的必要性,和将第二次全国土壤普查建立的土种转化为土系的可行性,并指出了在土种转化为土系过程中应当注意的问题。研究结果表明,经过大量土壤学家的多次讨论修改,全国第二次土壤普查最终汇总时所建立的土种(或称"新土种")已接近土系的涵义,以此为基础,辅以必要的野外实地补充调查,根据土系划分的原则、标准和方法,将土种转化为土系是可行的。如果能够通过认真分析、比较、归纳、总结已建立的"新土种"资料,将其转化的土系,就能够使大量宝贵的土壤普查资料充分发挥作用,节约大量的时间和资金,这是在大规模开展新一轮土壤普查前,加速我国土壤系统分类的基层分类研究进程,完善我国土壤系统分类体系,使土壤调查资料能够更好地为生产实际服务有效途径。     

桂林市水稻土养分状况研究

1998年秋收后 ,我们对全市稻田进行了取样化验 ,共采集土壤农化样 35 36个 ,经化验与第二次土壤普查的养分状况相比较 ,结果表明 :土壤有机质、全氮呈上升趋势 ,土壤速效磷无明显变化、速效钾略有下降 ;p H值呈下降趋势。本文对这些化验结果进行了比较分析 ,为今后桂林市稻田培肥地力和合理施肥提供了科学依据。     

水钾耦合对褐土养分及花生养分累积的影响

为明确水钾耦合对土壤养分含量及花生养分吸收累积量的影响,以"花育25"为试验材料,采用水分(35%,50%,65%,80%的田间持水量)和钾肥(0,0.15,0.30,0.45g K_2O/kg)2因素4水平随机区组设计,通过遮雨棚盆栽试验探讨水钾耦合下褐土有机质、全量(全氮、全磷和全钾)和速效养分(碱解氮、有效磷和速效钾)含量的变化,以及花生植株养分累积量的差异。结果表明:钾肥用量增加会促进有效氮的吸收;在土壤水分缺乏时,水分胁迫低钾(W_1K_1)和轻度胁迫低钾(W_2K_1)两个处理在土壤全磷含量下降时有效磷含量不降反增,这表明施入少量钾肥有助于旱地磷的释放。施低钾K_1(135kg/hm~2)促进土壤速效钾的增加及土壤养分的平衡,较初始土壤提高0.43~0.59倍,且随钾肥用量的增加而不断升高。相同钾肥用量下,花生植株氮、磷和钾累积量随灌水量的增加均呈上升趋势;氮吸收量仅在水分胁迫时随着钾肥用量的增多而先增后减;除水分充足(W_4)外,在其他灌水处理下植株磷累积量随钾肥用量的增加均表现为先增后降;而钾累积量在各土壤水分下均随钾肥用量的增加呈现"低-高-低"的变化趋势,最高值均在中钾K_2(270kg/hm~2)处理。花生植株对营养元素的吸收累积与总生物产量和荚果产量相关性均达显著(p0.05)或极显著(p0.01)水平,总生物量与荚果产量呈极显著(p0.01)相关。综合考虑土壤养分的可持续供应、花生养分的累积和产量形成,建议土壤水分保持在65%FC,钾肥(K_2O)用量控制在135~270kg/hm~2为宜。     

灌漠土长期有机配施土壤肥力特征和作物产量可持续性分析

为揭示长期施用有机肥对灌漠土土壤培肥效果,依托甘肃河西绿洲灌区灌漠土长期定位培肥试验(1988-至今),设计有机肥磷肥配施(MP)、有机无机配施(1/2MN+P)、氮磷配施(NP)和不施肥(CK)4个处理,测定其第31年和已有的土壤养分和作物产量数据,研究灌漠土长期有机培肥对土壤肥力特征和作物产量的影响。结果表明:有机无机配合施用第31年和历年平均值与试验初始值相比,土壤有机质增加72.5%和24.9%,土壤全氮增加72.3%和25.7%,土壤全钾增加16.1%和33.0%;与无肥对照(CK)相比,土壤有机质增加54.9%和19.1%;土壤全氮增加47.3%和14.9%,土壤全磷增加73.0%和15.3%。有机无机配合施用能有效降低土壤pH。有机无机配施处理第31年和逐年平均值与对照(CK)相比,小麦/玉米间作体系产量增加149.2%和139.2%,肥料贡献率(FCR)为0.58,变异系数(CV)为0.21,可持续性指数(SYI)为0.61,养分和产量各项指标均达到高优水平。灌漠土长期有机无机配施措施能持续增加灌漠土土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量,降低土壤pH,提高土壤肥力和肥料贡献率,显著提高小麦/玉米间作体系产量及其稳定性和可持续性。研究结果可为甘肃河西绿洲灌区农田土壤科学培肥和农业可持续发展提供决策依据。     

化肥减施下有机物料对砂姜黑土有机碳组分和养分含量的影响

为探明氮、磷、钾化肥减施下有机物料对砂姜黑土固碳培肥的影响,于2018—2020年开展大田试验,设置常规单施化肥(F)、常规施肥+生物炭(F+B)、化肥减量20%+生物炭(80%F+B)、常规施肥+秸秆还田(F+S)、化肥减量20%+秸秆还田(80%F+S)5个处理,分析水稻季化肥减量配施生物炭或秸秆还田对土壤总有机碳和活性有机碳含量、所占比例,碳库管理指数及养分含量的影响。结果表明,相较于单施化肥,常规施肥下增施生物炭土壤总有机碳含量显著提高19.6%。化肥减量配施有机物料显著提高了土壤水溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳含量,较F处理分别增加21.6%~28.6%、46.2%~61.1%和16.2%~36.3%,其中80%F+S处理土壤易氧化有机碳和颗粒有机碳含量、所占比例及土壤碳库管理指数均最高。F+B处理土壤有效磷和速效钾含量最高,较F处理分别提高11.1%和30.8%,其他处理有效磷含量则降低6.5%~15.7%。主成分分析表明,活性有机碳组分和碳库管理指数在80%F+S处理中具有较高载荷,而F+B处理土壤有效磷、pH和速效钾因子得分较高。化肥减施下秸秆还田有利于提高砂姜黑土活性有机碳含量、所占比例及碳库管理指数,而常规施肥下配施生物炭能够促进土壤总有机碳积累和磷、钾有效性。本研究结果可为沿淮平原稻麦轮作区化肥减量增效、农业废弃物资源化利用提供技术支撑。     

长期施肥红壤稻田有机碳演变规律及影响因素

利用1981年起设置的水稻土长期施肥定位试验,分析了CK(不施肥)、N(单施氮肥)、NPK(氮磷钾配施)、NPK2(2倍氮磷钾配施)和NPKM(有机无机肥配施)等施肥措施下土壤有机碳的演变规律及其与作物产量和土壤养分(全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾)的相关性.结果表明:试验30年后,各个处理的土壤有机碳含量均有上升,其中CK、N、NPK、NPK2和NPKM的土壤有机碳在试验30年分别比试验前增加18.95％、17.72％、23.36％、16.92％和32.68％.与CK处理相比,NPK、NPK2和NPKM处理的土壤有机碳平均提高了4.09％、4.03％和25.68％.土壤有机碳含量与水稻产量呈显著相关(P＜0.001),相关系数r为0.410,这说明土壤有机碳含量的增加可以促进水稻增产.土壤有机碳与土壤养分中的碱解氮、速效磷和全磷含量均表现出极显著相关(P＜0.001),相关系数r分别为0.452、0.559和0.487,但是与钾含量相关不显著.这表明:有机无机肥配施可以持续快速提高红壤性水稻土的有机碳含量,同时在有机无机肥配施过程中应适当增施钾肥,从而促进土壤肥力平衡和维持作物高产稳产,实现农业可持续性.     

生物有机肥对蓝莓根区土壤养分及微生物学特性的影响

以蓝莓为试材,研究了生物有机肥对蓝莓根区土壤养分及微生物学特性的影响。结果表明:（1）生物有机肥（BOF）显著增加了蓝莓根区土壤含水量（p < 0.01）,显著降低了蓝莓根区土壤pH值、容重和总孔隙度（p < 0.01）;（2）生物有机肥增加了蓝莓根区土壤养分,BOF处理下蓝莓根区土壤有机碳、全氮、全钾、有效磷和有效钾含量均显著高于CK（p < 0.01）,其中,以土壤有效养分的增加幅度最大,而对全磷的影响并不显著（p > 0.05）;（3）BOF处理下蓝莓根区土壤酸性磷酸酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性均显著高于CK（p < 0.01）;（4）BOF处理下蓝莓根区土壤微生物量碳（MBC）、微生物量氮（MBN）含量均显著高于CK（p < 0.01）,土壤微生物量碳和氮较养分的变化更为敏感,能有效评价生物有机肥的改良效果;（5）BOF处理下蓝莓根区土壤微生物周转速率加快,周期缩短,转移量增加,土壤微生物活性增强,有利于土壤养分的循环和保持。综合比较来看,生物有机肥可有效促进蓝莓根区土壤养分的吸收和营养代谢协调均衡,确保蓝莓的高产优质。     

退化第四纪红粘土重建森林模式及其土壤恢复研究

以江西严重退化第四纪红粘土为研究对象,选择其中9种模式重建的林龄10年的森林,调查土壤理化性状,结果表明:(1)土壤有机质、全N、速效N、全P、速效P明显增加,而且增加幅度最大的是有机质;土壤全钾、有效钾都较大程度提高。(2)土壤有机质、全氮浓度随土层深度明显下降,有效磷、有效钾、有效氮浓度则随土层深度平缓下降,全磷、全钾浓度随土层变化不明显。(3)各重建森林模式的土壤容重、非毛管孔隙度也呈较大幅度降低;毛管持水量、毛管孔隙度呈不同幅度增加;不同重建模式总孔隙度变化的差异较大。     

稻—油轮作下有机替代对土壤胞外酶活性及多功能性的影响

通过田间定位试验,研究有机肥替代部分化肥对稻—油轮作体系下土壤胞外酶活性及多功能性的影响,为稻—油轮作体系土壤培肥和合理施肥提供理论依据。试验基于总养分替代原则,以不施肥为对照(CK),设置全量化肥(CF)、有机肥替代20%化肥(CFM1)及有机肥替代40%化肥(CFM2)处理,测定土壤化学性质、微生物学性质和土壤胞外酶活性,应用多元回归分析探讨土壤性质对土壤胞外酶活性及多功能性的影响。结果表明:与CF处理相比,CFM1、CFM2处理的微生物量碳、氮和土壤呼吸在油菜季平均增加275.27%,41.90%和64.29%;而在水稻季平均增加115.06%,338.32%,60.87%。有机肥替代部分化肥也显著提高土壤有机质、全氮、全磷和速效养分含量,增幅为13.25%~95.48%。相比单施化肥,有机肥替代部分化肥显著增加油菜季土壤β—葡糖苷酶、纤维素酶、木聚糖酶、亮氨酸氨基肽酶、N—乙酰—β—D—氨基葡糖苷酶和酸性磷酸酶等碳氮磷循环相关胞外酶活性,增幅为20.33%~140.31%;而在水稻季,只有木聚糖酶活性显著增加,增幅为133.63%~159.86%。油菜季土壤胞外酶活性变化的关键因子为土壤微生物量碳,而水稻季的则为土壤速效磷。相比不施肥和单施化肥,有机肥替代处理显著增加土壤多功能性,油菜季土壤多功能性的主要预测因子和调控因子主要是速效钾和速效氮含量,而水稻季的则为速效磷和微生物量氮。总之,有机肥替代部分化肥有利于土壤养分、土壤胞外酶活性和多功能性提高,是维持作物稳产和保持土壤生物健康的重要措施。     

贵州山区不同海拔蔬菜种植区域内土壤养分和酶活性变化

探讨不同海拔蔬菜高效种植区域内对土壤养分和酶活性的影响,为蔬菜高效种植的土壤养分管理提供依据。对贵州省高、中、低不同海拔区域的蔬菜地土壤进行取样,分析测定了土壤有机质、氮磷钾养分和酶活性的变化。结果表明,连续3年蔬菜高效种植的土壤有机质、全量氮、磷、钾与农民传统种植无明显差异,蔬菜高效种植模式下土壤碱解氮、有效磷有明显积累;土壤磷酸酶活性有随海拔增高而增大趋势;蔬菜高效模式下的酸性磷酸酶活性大于单作或稻油轮作;土壤脲酶活性受种植模式的影响大于海拔;参考菜园土壤速效养分丰缺指标,低海拔区三都县应适当减少氮磷钾化肥用量,中海拔区福泉市和高海拔区大方县应适当增加磷、钾化肥用量。     

制种玉米连作恒量施磷对灌漠土与潮土中磷素利用的影响

[目的]研究恒量外源磷施用对玉米种子生产的影响,为合理施磷提供依据。[方法]通过大田定位与实验室分析相结合,选用河西走廊石灰性潮土及灌漠土定位施肥。[结果]制种玉米连作8a,恒量磷二铵525kg/(hm^2·a)施用,除无机态二钙磷(Ca_2-P)外,2种不同土类总磷(T-P)、速效性磷(Av-P)、总无机磷(T-IP)、总有机磷(T-OP),以及其他各分级无机、有机磷组分均显著增加。无机磷占全磷总量65.2%~70.2%,有机磷占全磷总量6.5%~11.4%。无机磷中十钙磷(Ca₁₀-P)>八钙磷(Ca8-P)>铝磷(Al-P)>铁磷(Fe-P)>闭蓄态磷(O-P)。有机磷中活性有机磷(MLO-P)>高稳性(HRO-P)>中稳性有机磷(MROP)>活性有机磷(LO-P)。随连作年限增加,灌漠土Ca₁₀-P在连作第5a达到最大,Al-P,O-P均持续增加;潮土Ca₁₀-P持续增加,Fe-P,O-P在连作第5a达到最大,磷增加量为3.94%~37.28%。0—60cm土层,两种土类无机磷各组分含量均呈现由表层至下层递减特点,但不同分级磷在不同土层所占比例不同,Ca₁₀-P,Al-P,O-P,MRO-P底聚,Ca_2-P,HRO-P表聚,制种玉米连作生产8a,磷肥最大表观利用率为4.89%,磷素活化系数<2%,外源磷肥以174.3kg/(hm^2·a)残余在土壤中。[结论]制种玉米连作,总磷转化率低,磷素移动缓慢,大部分以溶解性较低的磷素形态在土壤表层积累,但随连作年限增加,土壤对磷素的固持及转化率下降,表现底聚趋势,对生态环境健康存在极大风险,应减量或停止施磷。潮土磷肥施用应采取更加合理措施。