不同灌溉方法对保护地土壤有机质及氮素影响的研究

分层采集连续7年分别用渗灌、滴灌和沟灌灌溉的保护地0～80cm土层土壤样品,测定有机质、全氮及无机态氮和有机态氮含量,研究灌溉方法对土壤氮素形态及其数量剖面分布的影响。结果表明,三种灌溉处理0～80cm剖面土壤有机质含量变化范围为8.47～36.48 g kg-1,渗灌与滴灌有机质剖面分布相似,二者与沟灌差异较大;沟灌除30～40cm层次有机质含量低于渗灌和滴灌外,其它层次有机质含量均高于渗灌和滴灌处理。土壤全氮含量变化范围为0.72～3.97 g kg-1,在0～20cm土层不同灌溉方法之间差异显著,渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。无机硝态氮、铵态氮含量的变化范围分别为19.16～1442.06 mg kg-1和0～15.28 mg kg-1,在0～20cm土层各处理之间差异较为明显,以渗灌最大,沟灌次之,滴灌最小。有机态氮含量的变化范围为683.79～2512.87 mg kg-1,各处理之间的差异主要表现在0～30cm土层,其中0～10cm土层以渗灌处理有机态氮含量最高、沟灌次之,滴灌最低,10～30cm沟灌处理有机态氮含量却高于渗灌和滴灌处理。     

近20年来旱地耕层土壤全氮和pH的变化特征——以云南墨江县为例

为明确旱地耕层土壤全氮(TN)和pH含量的时空变异特征。研究基于云南墨江县1985年第二次土壤普查数据及2006年测土配方施肥农业项目调查数据,通过spss17.0和Arc GIS10.1等软件,采用数理统计和地统计相结合的方法,探讨了近20年土壤TN和pH的时空变异特征。结果表明:近20年来土壤pH和TN均有不同程度的变化,土壤TN有一定程度的增加,增幅达3.45%,而土壤pH整体呈下降趋势,降幅达7.56%;1985年和2006年土壤TN含量分别为1.16±0.46 g kg-1和1.20±0.62 g kg-1,变异系数分别为40.07%和51.35%,两个时期TN变异函数均符合Exponential模型,块金系数分别为61.36%和79.48%,TN含量具有中等程度的空间相关性;2006年墨江县坡耕地耕层pH为5.01,较1985年有了一定程度的降低,降幅达7.56%,且土壤pH变异系数较小,分别为10.78%(1985年)和12.20%(2006年)。土壤pH变异函数理论模型分别符合Gaussian(1985年)和Exponential(2006年)模型,2006年土壤块金系数68.75%较1985年的53.33%有了明显提高,土壤pH空间自相关程度降低。近年来,由于人为耕作活动、施肥结构变化及工业污染物排放等随机因素和气候变化的影响,旱地耕层土壤TN有所增加,土壤酸化比较明显。     

采伐干扰对华北落叶松林下土壤水分、pH和全氮空间变异的影响

以关帝山华北落叶松林下土壤为研究对象,选择采伐干扰样地A(人工间伐)和未采伐干扰样地B,采用地统计学小支撑、多样点的布点采样设计;用根钻法(直径Φ=7.0 cm)分别采取0~10、10~20、20~30 cm三层土壤样品。分析测定了土壤含水量、pH和全氮含量,采用传统统计和地统计学变异函数相结合的方法进行数据分析。结果表明:(1)采伐干扰样地A,土壤含水量降低,土壤含水量的变异减小。0~10 cm土层,未采伐干扰样地B,土壤含水量呈现强的异质性(C0+C=12.12),空间变异特征较复杂(分维数D=1.944);采伐干扰样地A异质性程度降低(C0+C=10.39),在较小尺度(0.5~12.9 m)上表现出空间自相关变异。(2)未采伐干扰样地B土壤pH为6.69,采伐干扰样地A土壤pH升高(6.86);采伐后土壤pH空间自相关变异减少,随机性变异增强。(3)未采伐干扰样地B土壤全氮含量(0~30 cm)均值为0.106 g kg-1,采伐干扰样地A(0.022 g kg-1)土壤全氮含量显著降低。未采伐干扰样地B土壤全氮的空间异质性特征明显,主要呈现较小尺度的空间自相关变异;采伐干扰样地A土壤全氮异质性强度明显降低,而空间变异尺度加大。土壤含水量、pH和全氮含量空间异质性的垂直分异均表现为随土层深度的增加而减小。     

环渤海沿海区域土壤养分空间变异及分布格局

大尺度研究土壤养分空间变异和分布,是实现区域平衡施肥和精准化农业的重要前提,大批量土壤养分的实验室分析比较费时费力且耗资较大,地统计及GIS插值技术可以有效解决这一问题。利用432个采样点,进行环渤海沿海区域0~30 cm和30~60 cm土层土壤养分空间变异和空间分布格局研究。土壤养分指标包括土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有机质及全氮。对各土壤养分指标进行传统统计和地统计分析并采用kriging进行空间插值成图。结果表明:同一养分指标变异程度在0~30 cm和30~60 cm土层均相近;各养分指标在两土层均具有良好的空间结构性;研究区土壤有效磷和速效钾含量相对丰富,碱解氮、有机质和全氮含量较缺乏,总体而言本研究区域土壤养分较缺乏,30~60 cm土层各养分含量较0~30 cm土层更加缺乏。     

晋西黄土区土壤水分时空异质性分析

选择山西吉县蔡家川流域典型坡面,应用同一尺度(20 m×20 m)取样方法机械布设土壤水分监测点(313个),用TDR水分测定仪测定土壤水分(测定时间:2005年,分两个季节:4月和8月;土壤剖面分两个层次:0~30cm和30~60 cm),基于kriging插值的方法生成了研究区土壤水分空间分布图,并结合观测季土壤水分的时空分布状况,研究土壤水分在空间和时间上分布的随机性和结构性特征。研究结果表明:4月份0~30 cm土层土壤平均含水量低于30~60 cm土层,土壤水分变异系数高于30~60 cm土层,而8月份0~30 cm土层土壤平均含水量明显高于30~60 cm土层,土壤水分变异系数高于30~60 cm土层;4月、8月表层土壤水分含量基本相当,而底层土壤水分含量8月明显低于4月;8月土壤水分的空间异质性程度小于4月;4月份0~30 cm3、0~60 cm土壤水分含量多集中于10~15%之间,而8月份0~30 cm土多集中于10~15%之间,而30~60 cm土壤水分均低于10%,生长初期土壤水分能支持植物生长的需要,而生长旺季植被的耗水明显增强,从土壤中吸收的水分明显增加。     

不同放牧对滇西北高原典型湿地土壤碳、氮空间分布的差异影响

土壤中的碳、氮含量是湿地"汇"功能的基础。滇西北高原湿地具有重要的"汇"功能,但不同放牧对其"汇"功能的影响是否存在差异尚缺乏研究。以滇西北高原典型湿地纳帕海为研究对象,对践踏型(牛羊践踏STD)、扰动型(藏香猪翻拱扰动PDD)放牧影响下,以及长期禁牧(NG)草甸土壤容重、表面紧实度及其碳、氮空间分布进行研究。结果表明:(1)土壤容重随土层深度(0~40 cm)的增加均呈增加的趋势,但不同放牧对表层(0~20 cm)土壤容重的影响存在显著差异,其中,STDNGPDD。随着土层深度(20~40 cm)的增加,这种影响差异不断减小至无差异。不同放牧干扰对草甸土壤表面紧实度的影响存在显著差异,其中,STDNGPDD。(2)不同放牧干扰下,土壤总有机碳(SOC)含量随土层深度的增加均呈现逐渐减少的趋势。但不同放牧干扰下,表层(0~20 cm)土壤SOC含量存在显著差异,其中,NGSTDPDD。随着土层深度(20~40 cm)的增加,不同放牧干扰对土壤SOC含量的影响不存在显著差异。(3)不同放牧干扰下,土壤全氮(TN)含量均随土层深度(0~40 cm)的增加呈现逐渐减少的趋势。但不同放牧干扰对表层(0~20 cm)土壤TN含量的影响存在显著差异,其中,NGSTDPDD。到20~30 cm,PDD放牧下的土壤TN含量显著高于NG和STD放牧的。随着土层深度的增加,不同放牧干扰对土壤TN含量的影响不存在显著差异。本研究表明了放牧对湿地表层土壤(0~20 cm)物理性状及其碳、氮营养物质积累存在显著影响,不同放牧对其影响存在差异,进而对湿地生态系统"汇"功能产生影响。研究为加强滇西北高原湿地放牧的分类管理、维护湿地生态系统"汇"的生态服务功能提供了一定的理论依据。     

辽西主产区葡萄的根区土壤养分研究

为了摸清辽西葡萄园根区土壤养分状况,2009年4月～5月,在辽西葡萄主产区选择34个代表性的葡萄园分3层采集0～60 cm根区土壤,测定了其养分含量。结果表明:辽西葡萄根区0～20 cm层土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷和速效钾平均含量分别为:20.37 g kg-1、2.0 kg-1、162.7 mg kg-1、164.0 mg kg-1和393.6 mg kg-1;20～40 cm层分别为:14.75 g kg-1、1.6 g kg-1、121.1 mg kg-1、124.3 mg kg-1和293.5 mg kg-1;40～60 cm层分别为:14.34 g kg-1、1.4 g kg-1、96.8 mg kg-1、87.6 mg kg-1和205.4 mg kg-1。总体来看,辽西主产区葡萄园根区土壤有机质处于中等水平,全氮、有效氮、速效磷和速效钾含量处于高水平或过量水平,存在潜在的环境风险。同时,由于多年传统施肥习惯,导致养分在根区土壤表层大量累积,其中土壤有效氮含量三层之间均存在显著性差异;0～20 cm土层的有机质、全氮和速效钾含量与20～40 cm和40～60 cm土层之间存在显著性差异,但20～40 cm和40～60 cm土层之间不存在显著性差异;土壤有效磷含量0～20 cm土层与40～60 cm土层之间存在显著性差异,0～20 cm与20～40 cm土层和20～40 cm与40～60 cm土层之间不存在显著性差异。     

密云水库上游流域土壤有机碳特征及其影响因素

以密云水库上游流域7种典型土地利用类型为研究对象,分析了不同土地利用类型及不同土层土壤有机碳含量的分布特征及其与气候、地形和土壤特征等因素的关系。结果表明:①研究区域内天然次生林和草地的土壤有机碳含量最为丰富,其次分别为灌丛和人工林,农田最低;0~40 cm土层中,土壤有机碳平均含量由高到低排序为:杨桦林>草地>辽东栎林>灌丛>落叶松林>油松林>农田;②除草地外,其他6种土地利用类型土壤有机碳含量均以0~10 cm土层最大,随着土层深度的增加呈现降低的趋势,且降幅较大;而草地土壤有机碳含量在0~20 cm范围内随剖面的延伸略有增加,20 cm以后表现为下降的趋势,各土层之间的变化幅度均较小;③各土层土壤有机碳含量均与海拔、土壤含水量、土壤全氮含量呈极显著正相关(p<0.01),而与年平均温度、年降水量、土壤体积质量和土壤pH值呈极显著负相关(p<0.01),与坡度之间存在很弱的正相关且未达到显著水平(p>0.05);偏相关分析表明,影响土壤有机碳含量的关键因素随土壤深度不同而不同,其中0~10 cm土层土壤有机碳含量最主要的影响因素为土壤全氮含量、土壤体积质量和土壤pH值,而10~20 cm土层为土壤全氮含量、土壤体积质量和坡度,20~40 cm土层则为土壤全氮含量和年降水量;④影响不同土地利用类型土壤有机碳含量的主要因素,草地和农田均为土壤全氮含量和年平均温度,落叶松林为土壤全氮含量和土壤含水量,油松林为土壤体积质量、土壤全氮含量和土壤pH值,杨桦林和辽东栎林均为土壤全氮含量和土壤体积质量,灌丛则为土壤pH值。     

典型黑土区不同坡位剖面土壤速效钾空间分布规律研究

本研究系统地揭示了典型黑土区典型样带多个剖面0~60 cm土壤速效钾横向和纵向分布规律。研究结果表明:研究区各样带土壤速效钾含量处于97.5~395.5 mg/kg之间,各样带土壤速效钾平均值一般是从表土层0~20 cm向20~40 cm处减小,然后逐渐向50~60 cm处增大。其变异系数和极差一般从表土层0~20 cm向50~60 cm处逐渐降低。土壤速效钾总体沿坡向向下呈下降趋势,同一土带各土层相隔越近速效钾沿坡向变化趋势越接近。各样带土壤剖面0~60 cm土层速效钾沿坡向变异均是从坡顶变异程度最大(CV=23%~28%),至坡肩变异程度相对较小(CV=12%~14%)。剖面土壤速效钾变化趋势整体上从0~20 cm向深土层先逐渐减少而后增加,通常在20~40 cm出现最低值。     

绿肥与苗木间种改良苗圃盐碱地的研究

利用盐碱苗圃地树苗行间空地种植耐盐绿肥作物毛叶苕子和二月兰,生产有机物料并就地翻压还田,不仅改良盐碱土壤物理性状,还提升土壤肥力。连续种植绿肥并翻压三年后,土壤中Na+含量降低,0~40 cm土层的盐分含量降低了37%以上,土壤有机质由8.43 g kg-1上升到10.51 g kg-1以上,土壤全氮增加近1倍,速效磷由4.36~4.67 mg kg-1增加到12.0 mg kg-1以上,速效钾增加10.37%~10.71%;土壤真菌,细菌,放线菌数量均有大幅度增加,土壤转化酶活性有较大提高,表层0~20 cm土壤容重由1.51 g cm-3降低到1.33 g cm-3,土壤疏松,结构良好,利于苗木生长。     

中国华北地区近40年物候春季变化

根据华北地区7个观测站物候资料,分析了华北地区1963-1996年及北京1963-2005年物候春季的变化特征及其与气温的关系。结果表明:华北地区的物候春季有明显提早来临的趋势,而造成这一变化的主要因素是本地区近40 a来冬春季气温的明显上升。其中1963-1996年间华北地区1-3月及4月的平均气温分别上升了2.3℃与1.7℃,物候春季起止日期分别提前了9d和4d,因而使得春季长度也延长了5d;北京1963-2003年间1-3月及4月的平均气温分别上升了3.5℃与2.6℃,物候春季的起止日期分别提前了11d和10d,但春季长度没有明显变化。     

沈阳市城市表土中微生物区系变化的初步研究

在沈阳市远郊-近郊-市区等不同城市化水平区内选取林地、草地和路边土几种不同利用方式下的表层土壤,对土壤中的微生物状况进行了初步分析。结果表明,随着城市化水平的提高,土壤中微生物的数量表现为明显的减少趋势。其中变化较大的是细菌,而真菌和放线菌的变化不明显。     

不同种植模式下菜地土壤腐殖质组分特性的动态变化

通过在南京普朗克有机农场开展的9年长期定位监测,研究了有机(露地和大棚)和常规种植模式下蔬菜地耕层土壤有机碳和土壤腐殖质组分特性的动态变化。结果表明,有机露地、有机大棚和常规露地种植土壤有机碳含量分别从11.41、9.29、9.00 g k g-1提高至15.35、20.90、10.00 g kg-1;胡敏酸碳(CHA)分别从1.79、1.23、1.14 g kg-1提高至2.11、3.11、1.31 g kg-1;富里酸碳(CFA)分别从2.19、1.88、1.73 g kg-1提高至2.44、2.68、1.91 g kg-1。两种有机种植模式的土壤有机碳及腐殖质组分含量增加达到显著水平,而常规种植模式下的变化不显著。两种有机种植模式下表征土壤腐殖质品质的胡/富比(CHA/CFA)、胡敏酸占总腐殖物质的比例(PQ值)均高于常规种植模式,土壤富里酸的E4/E6值、色调系数(ΔlogK)值随着种植时间增加的幅度较常规种植模式更大,土壤胡敏酸芳化度呈现先降低后增高的趋势,但在常规种植下变化不明显。说明土壤在长期有机种植模式下不仅更有利于土壤有机碳的积累,而且能促进土壤腐殖化进程。     

Changes in proteolytic bacteria in paddy soils in response to organic management

Proteolytic bacterial communities, which mineralize organic nitrogen, play a key role in agricultural systems. In this study, alkaline metalloprotease (apr) gene fragments from proteolytic bacteria were investigated in bulk and rhizosphere paddy soil from four fields under organic management (for 2, 3, 5, and 9 years), and from one field under conventional management (for 2 years). We analyzed the abundance and structure of the proteolytic bacterial communities using real-time quantitative PCR and denaturing gradient gel electrophoresis. Our results showed that the abundance of proteolytic bacteria ranged from 1.57?×?10⁸ to 8.02?×?10⁸?copies/g of soil. In addition, the abundance of the proteolytic bacteria in the paddy soils under organic management was significantly higher than those in the paddy soil under conventional management. Moreover, the gene copy numbers in the rhizosphere soils were significantly higher than those in the bulk soils. The abundance of proteolytic bacteria tended to increase with the duration of organic management, with the highest abundance being found in the soil that had been under organic management for 5 years. However, the proteolytic bacteria communities in the paddy soils were not significantly affected by management practices. Phylogeny analysis showed that all gel bands obtained represented genes from Pseudomonas. Additionally, correlation analysis and canonical correspondence analysis showed that C/N, C, and N were important factors that influenced the abundance and community structure of the proteolytic bacteria. These results suggest that proteolytic bacteria are indicators in organic management systems, depolymerize organic N and hence maintain soil sustainability.

Abbreviations: CM: conventional management; OM: organic management; DGGE: denaturing gradient gel electrophoresis; qPCR: real-time quantitative PCR detecting system; COFCC: China organic food certification center; CCA: canonical correspondence analysis     

我国主要梨园施肥现状分析

以国家梨产业技术体系为平台,对全国18个梨综合试验站744个主要梨园施肥种类、施肥时期、施用量和施用方式等进行调查。结果表明,全国范围内梨树施用的有机肥以猪牛羊杂粪为主,商品有机肥施用很少或几乎不施;施用的化肥以尿素和三元素复混肥为主,有的地区偏施尿素或三元素复混肥,复混肥中氮磷钾的比例较混乱,高磷高钾肥多。从施用时期看,以化肥作为部分基肥、果实膨大期追肥的现象较为普遍,而萌芽前追肥和花芽分化期追肥状况各地区差异较大。有机肥单位面积施用量和单株施用量差异较大,大多数梨园有机肥施用量不足,其中有4个试验站30% 左右的梨园不施有机肥;化肥的用量差异较大,盲目施肥或经验施肥现象严重。施肥方式以穴施和条施为主,施肥的深度差异较大。通过分析,指出各地梨树施肥存在的问题,以期为梨优质高产提供科学的施肥依据。     

闽北不同土地利用方式径流量动态变化特征

采用定位研究方法和小集水区试验技术方法,通过两年的降雨量数据观测,对闽北地区木荷林地、杉木林地、封山育林地和对照等不同土地利用方式的小集水区进行坡面径流动态规律研究。研究结果表明:试验小区地表径流的产生主要是受降雨量的影响,而与降雨强度的关系不大,地表径流量与降雨量之间呈现出极显著的非线性二次抛物线关系(P<0.01)。4种不同土地利用方式的月平均径流量一般随月降雨量的增大而增大,并且在同1月份间其平均地表径流量的大小趋势为:对照>封山育林>杉木>木荷,均是在6月份达到最大值,9月份出现最小值。对照比木荷林地、杉木林地、封山育林地更容易产生地表径流,林地具有较好的涵养水源和保持水土作用。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

Bacteria-grazing amoebae in situ in the rhizosphere

Summary An ultrastructural investigation of amoebae in situ in the rhizosphere showed that the protozoa are closely associated with soil aggregates and produce long pseudopodia that penetrate micropores. This could partly explain why bacteria are generally confined to the interiors of microaggregates. The presence of cytologically intact and partly digested bacteria in the food vacuoles indicates that rhizosphere bacteria are both ingested and digested by the amoebae. This digestion could lead to the recycling of P and N immobilized in rhizosphere microorganisms.     

长期施肥条件下土壤磷素的研究进展

施用磷(P)肥是提高农作物生产的重要措施.P肥施入土壤后易与土壤组分反应生成难溶的、对植物有效性低的化合物,因此P是土壤肥力管理中的一个重要方面.本文综述了国内外长期施肥条件下农田土壤P素的利用与积累状况、土壤P素形态转化及生物有效性的研究概况、长期施肥对土壤P素吸附与解吸的影响以及土壤P素流失的研究现状,并提出了目前在长期施肥条件下土壤P素的研究中存在的一些问题以及今后研究的热点.