不同母质发育旱地土壤反硝化功能差异及其关键影响因素

农田土壤反硝化作用强度具有较高的空间异质性,不同类型土壤反硝化作用活性的影响机制可能存在差异。本研究通过大规模样带调查,系统采集了3种不同母质发育的旱地农田土壤,对比分析了土壤反硝化能力的差异及其与土壤环境因子的关系。结果发现:土壤反硝化势在3个类型土壤间有显著差异,其中河流冲积物发育的潮土(AS)反硝化势(以单位时间单位质量土壤的N2O释放量表示)显著高于其他两个类型土壤22.22～579.09μg/(kg·h),平均高达213.34μg/(kg·h),黑土(BS)的反硝化势平均为136.38μg/(kg·h),略高于第四纪红色黏土发育的红壤(QRCS)(96.17μg/(kg·h)),但两者无显著差异。相关性分析表明,土壤pH与反硝化势极显著正相关,说明在本研究所测定的土壤性质中,pH可能是影响不同类型土壤反硝化势差异的关键因素,另外,有机质含量对3个类型土壤反硝化势也有一定影响。同一母质发育的土壤,反硝化能力在不同采样地点也存在差异,而且调控不同类型土壤内部反硝化势的关键土壤环境因素不尽相同,其中对第四纪红色黏土发育的红壤、潮土和黑土影响最为显著的因素分别为土壤有机质、pH和黏粒含量。     

农田土壤剖面反硝化活性及其影响因素的研究

用培育法研究了我国3种农田土壤剖面各层土壤的反硝化活性及其影响因素。结果表明，潮土剖面各层上壤中以0～20cm土壤的反硝化活性为最高，培育20天时的反硝化活性达到49％，而下层土壤的反硝化活性，除52～65cm土层外，则都很低；加葡萄糖或肥土清液，明显地提高了各层土壤的反硝化活性，且以前者的作用更大些，但加磷则无此作用。黄泥土（中等肥力）剖面中各层土壤的反硝化活性，也以0～20cm土壤为最高。培育20天时的反硝化活性达到74％，随剖面深度的加深，反硝化活性逐渐减小。加葡萄糖和肥土清液对表土的反硝化活性没有明显的影响，却明显地提高了40～100cm各层土壤的反硝化活性。但加磷对各层土壤的反硝化活性则都无明显的影响。红壤（花生地）剖面中各层土壤的反硝化活性都极低。加葡萄糖或肥土清液能提高表土的反硝化活性，但对其下各层土壤的反硝化活性却没有影响。加磷未能提高各层土壤的反硝化活性。相关分析表明，培育20天土壤反硝化活性与土壤有机质含量呈极显著的正相关（r＝0．827* *），而与土壤速效磷含量和土壤pH无此相关性。     

培养温度和土壤类型对土壤硝化特性的影响

采用室内恒温好气培养方法,研究了温度(15℃、20℃、25℃和30℃)和土壤类型(黑土、潮土和红壤)对土壤硝化率的影响。氮素加入比率为N 200 mg kg-1土壤。结果表明:在15～30℃培养范围内,随着培养温度的升高,硝化率呈升高趋势;硝态氮累积量和培养积温(培养温度×培养天数,温度以0℃为基准)之间的关系可用单参数指数模型表示。在相同培养温度条件下,供试土壤硝化率从大到小的顺序为:高有机质含量潮土>低有机质含量潮土>高有机质含量黑土>低有机质含量黑土>低有机质含量红壤>高有机质含量红壤。硝化率(25℃恒温培养)与土壤全磷含量、全钾含量、黏粒含量及pH呈极显著相关;土壤pH和全磷含量解释了硝化率差异的98.1%。土壤pH是影响其硝化率的主要因素,并抑制土壤有机质含量及温度对硝化率的影响。     

粤东凤凰山茶区土壤铜、铬化学形态分布及茶叶有效性研究

采用连续化学提取法对粤东凤凰山茶区12个大型茶园共60份土壤样品中Cu和Cr的5种化学形态分布和茶叶有效性进行研究。结果发现,土壤中Cu的5种化学形态的分布规律为残渣态〉有机束缚态〉铁锰氧化态〉碳酸盐态〉交换态,而Cr的化学形态分布为残渣态〉有机束缚态〉交换态〉碳酸盐态〉铁锰氧化态。可交换态Cu和有机束缚态Cu含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cu呈极显著负相关,与碳酸盐态Cu呈极显著正相关,与有机束缚态Cu和铁锰氧化态Cu呈显著正相关。可交换态Cr含量与土壤有机质呈显著正相关,而土壤pH值与土壤可交换态Cr呈极显著负相关,与碳酸盐态Cr呈极显著正相关。凤凰山茶叶Cu含量的范围在41.20～118.93mg·kg^-1之间,平均为52.92mg·kg^-1。茶叶中Cu含量与土壤可交换态Cu、有机束缚态Cu、有机质都有显著的正相关性,而与土壤pH值有显著的负相关性。茶叶Cr含量的范围在2.73～6.29mg·kg^-1之间,平均为4.13mg·kg^-1。茶叶Cr含量与土壤有机质和pH值分布呈显著正相关和显著负相关。     

吉林省西部氟病区苏打盐碱土氟的赋存形态及分布特征

为了研究吉林省西部氟病流行区农田土壤的氟形态及其分布特征,采用连续浸提法,对该区域内45个表层土壤和6个剖面土壤的氟含量进行了测定,并与土壤理化性质进行相关分析。结果表明,表层土壤全氟含量变化范围为200~450 mg/kg,平均值为266.17 mg/kg,低于全国土壤氟背景值和对照黑土,但是其生物有效性强,水溶态氟和交换态氟平均含量分别为13.73、8.49 mg/kg,均高于对照黑土。土壤剖面中,残余态氟和全氟含量呈40~60 cm0~20 cm20~40 cm;铁锰结合态氟分布较均匀;其他形态氟则随着土层加深呈降低趋势。交换态氟与其他形态氟间呈显著或极显著的正相关关系,为各形态氟相互转换的过渡形式。pH与水溶态氟、有机束缚态氟、铁锰结合态氟呈极显著或显著正相关,与交换态氟呈极显著负相关;碳酸钙、CEC分别与水溶态氟和交换态氟呈极显著正相关;另外,有效磷与交换态氟呈显著正相关;有机质与水溶态氟、铁锰结合态氟和有机束缚态氟呈显著或极显著正相关;游离氧化铁和游离氧化铝分别与交换态氟和铁锰结合态氟呈显著或极显著正相关。降低苏打盐碱土pH是降低氟生物有效性的首选方法。通过对以上土壤参数进行分析,为今后降低该区域土壤中氟的生物有效性提供技术支持。     

海南省农用地土壤重金属含量与土壤有机质及pH的相关性

研究了海南省农用地土壤有机质含量、pH值和土壤中重金属含量,并对其相关关系进行了分析.结果表明:海南省农用地土壤有机质含量总体上处于中等水平,全省有机质平均含量为22.99 g/kg,各地区之间含量差异较大,土壤pH平均值为5.20;5种重金属元素含量的平均值均未超过<国家土壤环境质量标准>(GB156182-1995)二级标准限值.但研究区土壤中Hg、Cd、Cr 3种重金属元素含量的最大值均超过了国家土壤环境质量的二级标准,并分别达到了1.63、0.64、586.70 mg/kg:土壤重金属含量与土壤性质间的关系复杂:有机质含量与Hg、Cd、Cr含量呈极显著正相关,与Pb含量呈显著相关,而pH与Hg、Cr呈负相关,与Cd、Pb呈显著正相关.     

新疆伊犁新垦区土壤磁化率特征分析

对新疆伊犁新垦区几种不同土地利用方式下土壤磁化率参数及其与土壤有机质、粒度特征关系进行分析,结果表明:不同土地利用方式下土壤剖面的质量磁化率差异明显,杨树林地、农田林带边荒草地、杏林地与农田(几种油葵地)和干旱草场相比,土壤质量磁化率明显偏低;土壤质量磁化率与土壤有机质、粘粒、粉粒含量成负相关,不同土地利用方式相关系数差别较大,与土壤沙粒含量大多呈较好正相关.土壤频率磁化率与有机质、粘粒含量呈现较好正相关,个别达到极显著水平,与土壤粉粒含量呈不明显正相关;与土壤沙粒含量呈较好负相关.     

蚕豆绿肥利用方式对紫色土氮素矿化和硝化特征的影响

豆科绿肥对紫色土土壤氮素转化具有重要影响,而氮素矿化和硝化是决定土壤有效氮含量多少的重要环节。本文选取川、渝两地常见的蚕豆作为绿肥材料,分别以0.6 g/100 g、1.8 g/100 g和3.0 g/100 g(豆科绿肥干重/风干土重量)进行绿肥翻压(FY)和绿肥覆盖(FG),通过室内恒温好气培养法来研究蚕豆绿肥对紫色土氮素矿化和硝化特征的影响,测定了不同绿肥利用下的土壤铵态氮、硝态氮、全氮、有机质含量和氨氧化潜势及硝化强度,并计算土壤氮素矿化量和硝化率。结果表明,与不施绿肥对照相比,绿肥翻压和覆盖下土壤净氮矿化量和硝化率均明显提高,且在一定范围内有随绿肥施用量增加而增加的趋势。其中,FY1.8处理土壤净氮矿化量最高达304.21 mg/kg,与CK相比增加了302.70 mg/kg。土壤氮素最终硝化率达到了91.04%～96.80%,表现为FG3.0最高,FY3.0次之,FG0.6最低。中高量绿肥覆盖或翻压均显著提高了土壤全氮和有机质含量、土壤氨氧化潜势和土壤硝化强度;在相同绿肥用量下,绿肥翻压处理显著高于绿肥覆盖处理(P0.05)。相关分析表明,土壤净氮矿化量与铵态氮、全氮和有机质呈极显著的正相关关系,与硝态氮呈极显著的负相关关系;土壤的硝化率、土壤氨氧化潜势和土壤硝化强度与土壤pH值呈显著正相关关系。综上,蚕豆绿肥覆盖或翻压是提高紫色土土壤供氮能力的一种有效途径,其效应因利用方式和施用量不同而异。     

祁连山西段青海云杉林土壤养分特征研究

通过野外取样和实验室分析,对祁连山西段青海云杉林的土壤养分进行了研究。结果表明：（1）土壤全氮、全磷、全钾和有机质的平均含量依次为（0.29±0.01）%、（0.051±0.001）%、（1.990±0.019）%和（7.96±0.40）%,空间变异程度均属中等变异。同时,10个样地单因素方差分析表明除土壤全磷含量总体均值为极显著外（F〉F0.01）,全氮、全钾和有机质含量在不同样地的总体均值差异均不显著（F〈F0.05）。（2）在土壤剖面上,随土层深度的增加,土壤全氮、有机质含量先增加后降低;土壤全磷含量逐渐增加,但其差异不大;土壤全钾含量呈现出先增加后降低;在剖面空间变异除土壤全钾含量为弱变异性,其他养分变异程度均属中等水平。（3）土壤表层（0-10 cm）土壤有机质含量与全氮含量呈极显著正相关,土壤有机质含量与土壤全磷呈显著正相关,与土壤全钾含量相关性不显著。     

耕作方式对稻-油轮作系统土壤理化性质及重金属有效性的影响

为探明不同耕作方式下稻-油轮作系统中土壤重金属有效性的变化规律,测定了21年长期定位试验稻-油轮作系统中土壤及其剖面的主要理化性质和重金属有效含量,分析了二者间的关系。结果表明,与翻耕相比,垄作免耕使各土层土壤有机质含量和阳离子交换量显著提高,并具有明显的表层聚集现象,土壤pH值明显降低。耕层土壤Cd、Cu和Zn有效量以垄作免耕处理最高,土壤Pb的有效量则以常规平作处理最高,不同耕作方式下,土壤有效Cd和Pb出现表聚现象,但有效Zn和Cu随土壤深度的变化无明显规律。相关分析表明,土壤有机质含量与土壤Cd、Zn有效量呈极显著正相关关系,与土壤Pb、Cu有效量呈显著正相关,土壤pH值与土壤Pb有效量呈显著正相关,而土壤阳离子交换量与4种重金属有效量间的相关性不显著。由此推测,耕作方式主要是通过影响土壤有机质含量而影响重金属元素的有效性,垄作免耕较翻耕在改良土壤理化性质上有较大优势,却使0-20cm和20-40cm土层重金属有效量显著增加,表现出明显的表层富集趋势。     

豫中植烟土壤有效态微量元素与pH和有机质的关系

为探明豫中植烟土壤p H和有机质对微量元素有效态含量的影响，在豫中许昌市的建安、禹州、襄城和漯河市的城区、临颍和舞阳6个植烟县(区)采集了191个典型烟田耕层(0～20 cm)土样，测定了微量元素(有效铜、铁、锰、锌、钼)含量、p H和有机质含量，采用Pearson相关分析法与曲线回归方法分析了有效态微量元素含量与pH、有机质之间的关系。结果表明，有效铜、铁、锰、锌和钼的平均含量分别为1.20、49.24、84.80、1.71和0.02mg/kg，有效锰总体上充足，有效钼整体极为缺乏，个别样点有效铜、铁和锌缺乏；p H平均为7.90，总体上偏高；有机质平均为17.78g/kg，总体上适宜；微量元素有效态与pH、有机质之间均存在二次函数关系，随p H升高，有效铜呈增加趋势，有效铁和锌呈先升后降趋势，有效锰和钼呈先降后升趋势；随有机质升高，有效铜、锰、锌和钼呈增加趋势，有效铁呈先升后降的趋势。     

13种土壤硝化过程中亚硝态氮的累积与土壤性质的关系

通过室内培养（土壤水分60％WHC,温度25℃）方法对不同土壤（13种）硝化过程中亚硝态氮的累积进行了研究,并用通径分析方法探讨了土壤亚硝态氮峰值浓度和累积总量与土壤性质的关系,为加强氮素管理、减少亚硝态氮的累积提供理论依据。结果表明,在培养过程中,各供试土壤亚硝态氮的峰值浓度相差较大,且均出现在施肥5-7d,以褐土最高为146．09mg·kg^-1,其次是淤灌土为114．03mg·kg^-1;黑土、黄壤和棕壤在培养过程中几乎未检测到亚硝态氮。亚硝态氮累积总量以褐土、淤灌土最大,分别为350．82和334．51mg·kg^-1;水稻土和砖红壤最小,分别为7．58和13．06mg·k^-1。土壤pH、粘粒、无定形铁通过直接和间接效应成为影响土壤亚硝态氮峰值浓度、累积总量的主要因素,而土壤脲酶活性对这两个因变量的作用均很微弱;就通径分析的直接效应而言,有机质和全氮对土壤亚硝态氮峰值浓度、累积总量的影响最为显著,但其直接效应在很大程度上被其他因素的间接效应所抵消;土壤CEC对土壤亚硝态氮峰值浓度的作用也非常显著。此外,土壤络合态铝、络合态铁虽然对这两个因变量的直接效应不明显,但通过其他因素的综合作用也对这两个因变量起到了一定的影响作用。     

长期试验地红壤与潮土的矿化和硝化作用特征比较

采用培育试验研究了红壤与潮土两个长期定位试验中不同处理小区表层土壤的矿化和硝化作用特征。结果表明:红壤的矿化作用和硝化作用都很弱,而潮土硝化作用非常强烈。采用适宜的施肥措施培肥后氮素的矿化和硝化速率都有很大的提高;pH是影响硝化作用的重要因素之一,硝化速率与土壤pH呈显著正相关。合理施用肥料调控土壤肥力是提高红壤和潮土肥力的重要措施。     

植茶年限对土壤pH值、有机质与酚酸含量的影响

土壤pH值和有机质是土壤肥力的重要指标,土壤中的酚酸类物质也是一类重要的有机物质,与pH值和有机质关系复杂。本文以四川省名山区茶园土壤为对象,研究植茶年限对土壤pH值、有机质和酚酸含量的影响,并探讨它们之间的相互关系。结果显示:随着植茶年限的延长,各土层土壤的pH值均呈现不同程度的下降趋势,即植茶10年植茶7年植茶5年植茶3年水稻土,表层土壤酸化明显;随着植茶年限的延长,土壤有机质、总酚和水溶性酚含量均呈增加趋势。相关分析表明,0~10 cm土层土壤中,总酚与土壤pH值呈负相关;10~20和30~40 cm土层土壤中,水溶性酚与土壤pH值呈负相关;10~20 cm土层土壤中,总酚与土壤有机质呈正相关;在10~20、20~30和30~40 cm土层土壤中,水溶性酚与土壤有机质呈正相关。说明植茶土壤酚酸含量的增加是影响土壤pH值下降和有机质含量升高的重要因素。     

保护性耕作下土壤动物群落及其与土壤肥力的关系

保护性耕作不仅能改善土壤特性,增加作物产量,也是缓解农田生物多样性损失的重要措施之一。为了探讨保护性耕作下土壤动物群落结构及其与土壤肥力的关系,试验采用裂区设计,主区为翻耕和免耕,副区为3种秸秆还田处理。结果表明：秸秆还田显著增加了土壤动物优势类群弹尾目和蜱螨目,耕作方式和秸秆还田量之间存在显著的交互效应。免耕和秸秆还田的结合增加了土壤有机质含量,但pH值下降;秸秆还田增加了土壤全氮和速效磷;与初始条件相比,过氧化氢酶和蔗糖酶活性下降,而尿酶活性有所增加。土壤有机质和全氮对土壤动物特别是弹尾目和蜱螨目有显著的正效应,土壤速效磷含量也与优势类群表现为正相关;鞘翅目、双尾目和唇足纲表现了能适应相对较高pH值的土壤环境。总之,保护性耕作在一定程度上增加土壤碳库,缓解温室效应,同时也提高了土壤动物丰富度;土壤动物与土壤养分密切相关,表现其在作物对养分利用的有效性上起着重要的作用。     

长期施肥对黑土氮素矿化与硝化作用特征的影响

采用培养试验研究了长期施肥对黑土矿化与硝化作用特征的影响。结果表明,黑土的矿化作用和硝化作用都较强,长期施肥对黑土矿质态氮量有显著影响,施用化肥能够增加矿质态氮量,在施用NPK肥基础上增施有机肥,矿质态氮量进一步增加,表明在土壤管理上如果增加有机肥的施用,可以提高土壤的供氮能力。长期施肥黑土的硝化率与施N肥相关性较好,其次是施用PK肥。有机肥与无机肥配施可使土壤硝化率显著提高;硝化率高低取决于黑土可矿化态氮素含量和土壤pH。     

Effects of afforestation on ammonification and nitrification rates in former agricultural soils

Abstract. The effects of afforestation on potential nitrification, nitrification and ammonification rates were studied at an experimental site in NE Scotland 4½ years after afforestation of former arable land. The site had been planted with three tree species (Sitka spruce, sycamore and hybrid larch) at three different planting densities, with half the plots treated with inorganic NPK fertilizer. Laboratory measurements of potential nitrification, nitrification and ammonification rates, measured using a perfusion system, were compared between the unforested control and combinations of the various treatments. Differences in soil pH and soil moisture content were also investigated.
Potential nitrification rates measured in plantation soils were significantly lower than in the unplanted control soil. Nitrification and ammonification rates were also consistently lower, although these differences were only significant in a few of the treatments. Soils planted with a normal tree density had a tendency to show higher nitrification rates compared to soils planted with a high tree density.
The results suggest that afforestation of former agricultural soils may cause changes in important parts of the soil N cycle soon after planting. At this early stage in the life of the plantation this appears to be unrelated to changes in soil pH or moisture content, even though soils beneath the trees are drier. The apparent change may be the result of differences in the soil microbial community associated with the type of organic matter substrate present in the unplanted and planted soils.     

Effects of successive soil freeze-thaw cycles on nitrification potential of soils

Abstract

In our previous report (Yanai et al. 2004: Soil Sci. Plant Nutr., 50, 821–829), we demonstrated that soil freeze-thaw cycles caused a partial sterilization of the soil microbial communities and exerted limited effects on the potential of organic matter decomposition of soils. In the present study, the effects of soil freeze-thaw cycles on the nitrification potential of soils were examined and the impacts of the freeze-thaw cycles on the nitrifying communities were analyzed. Samples of surface soils (0 to 10 cm depth) were collected, from tropical arable land sites, temperate forest, and arable land sites~ Nitrification potential was assayed by the incubation of soils with or without the addition of 200 fig N of ammonium sulfate per g soil to reach a moisture content adjusted to 60% of maximum water-holding capacity at 27~wC following four successive soil freeze-thaw cycles (-13 and 4°C at 12 h-intervals). Nitrification potential of the soils, in which the decrease in the microbial biomass following the freeze-thaw cycles was less appreciable, was not inhibited by the soil freeze-thaw cycles. On the other hand, the nitrification potential of the soils, in which the decrease in the microbial biomass following the soil freeze-thaw cycles was relatively more appreciable, was clearly inhibited by the freeze-thaw cycles or was undetectable even in the unfrozen control. Surprisingly, nitrate production in the samples of an arable soil collected from Vietnam was inhibited by the addition of ammonium sulfate, and thus the effects of counter-anions of ammonium salts on the nitrification potential of the soils were examined. Since a much larger amount of nitrate was produced in the Vietnam soil with the addition of ammonium acetate and ammonium hydrogen carbonate than that in the soil with the addition of ammonium sulfate, it was considered that ammonium sulfate inhibited nitrification in the soil. These results indicated that ammonium sulfate may not always be a suitable substrate for estimating the nitrification potential of soils. Relationship between soil physicochemical properties and the effect of the soil freeze-thaw cycles on the nitrification potential was evaluated and it was considered that the soil pH(KCI) was likely to be responsible for the difference in the responses among soils, assuming that the pH values changed in unfrozen water under the frozen conditions of soils.     

湘西典型植烟土壤酸碱缓冲特性及影响因素

为探明山地植烟土壤酸碱缓冲特性,采集了湘西山区烤烟典型生产区的28个土壤样本,采用酸碱滴定法和灰色关联法分析了湘西山地植烟土壤酸碱缓冲特性以及土壤缓冲容量与各影响因素之间的量化关系。结果表明：湘西山地植烟土壤酸碱缓冲量为11.35~43.29 mmol·kg^-1,平均为17.26 mmol·kg^-1,黄棕壤的酸碱缓冲量（11.35~43.29 mmol·kg^-1）显著高于黄壤（11.79~20.70 mmol·kg^-1）。有78.57%的样本对酸碱敏感,黄壤土是否对酸敏感由有机质含量决定,黄棕壤土是否对酸敏感与pH和有机质含量密切相关。对于同一土壤类型,有机质和黏粒含量与酸碱缓冲容量显著正相关;对于黄棕壤,酸碱缓冲容量还与pH和阳离子交换量呈显著正相关,与交换性酸和交换性铝呈显著负相关。主要土壤类型之间缓冲性能存在较大差异,黄壤土酸碱缓冲性能主要受土壤有机质、阳离子交换量和黏粒含量的影响;黄棕壤土酸碱缓冲性能主要受pH、阳离子交换量和有机质的影响。在生产中应采用合理施用化肥、增施有机肥、调节土壤酸性等措施提高植烟土壤酸碱缓冲性能,为优质烟叶生产创造良好的生态环境。     

红壤丘陵区沟谷养分的分布特征初探

土壤侵蚀对水体环境有着重要影响,而南方红壤丘陵区为土壤侵蚀之严重地区。丘陵沟谷是土壤与水体环境的交错地带,是侵蚀土壤进入水体的通道,通过研究该地带的养分分布特征,可以在一定程度上反映土壤侵蚀状况以及对水体质量的影响。研究结果表明,沟谷地土壤pH值变化与其位置有明显的关系,接近水体的pH值较高,在沉积点特定范围内有显著的线性关系;有机质含量在非沉积剖面中呈指数下降趋势,而在沟谷带中含量与位置密切相关,沉积点中有机质含量是呈波动性地直线下降分布;土壤全氮与有机质有很好的线性相关关系,分布模式与有机质一致;全磷含量在不同位置和深度均无显著差异,而有效磷则不同,变异较大,一般是靠近地面的含量显著高于下层。