海南岛土壤质量系统评价与区域特征探析

研究建立了海南岛热带地区土壤质量系统评价模型 ,并对该岛土壤质量进行综合评价 ,结果表明海南岛土壤养分有效性为主要限制因子 ,水分有效性和根系适宜性状较好 ,土壤综合质量中等偏上。与林地相比其他土地利用方式土壤质量均有所下降     

热带低丘地区农场尺度土壤质量指标的空间变异

本文以我国热带地区海南儋州一个典型农场为样区,采用地统计学方法研究土壤质量指标的空间变异。研究选择了土壤质量评价最小数据集中的7项土壤质量指标(总有机碳,容重,粘粒含量,速效P、K,阳离子交换量,pH)进行分析,统计分析的结果表明,研究区域土壤存在酸化和养分贫瘠化现象。地统计学分析结果表明,表层土壤基底值普遍高于表下层土壤,说明表层土壤由于受随机因素影响更为强烈导致空间变异性增强。在各项土壤质量指标中,pH和土壤容重主要表现为基底效应,总有机碳、阳离子交换量,速效P、K含量以及亚表层土壤粘粒含量表现出中等空间相关性,表层粘粒含量空间变异随距离增加而增加。在GIS支持下,采用块段克立格方法(blockkriging)进行各项土壤质量指标的空间内插得到指标的等级分布图。研究结果可以为进一步的土壤质量综合评价提供方法和理论依据。     

不同水分条件下表层施磷对小麦吸收下层土壤养分的影响

采用分层隔水盆栽试验,研究了不同土壤状况下,土壤表层(0-15cm)施磷对冬小麦吸收利用下层土壤(15-35cm)中氮磷钾养分影响。结果表明,土壤干旱降低了土壤磷、钾的有效性,严重抑制植株生长。不施磷肥时,小麦根系下扎量高于施磷处理,能从富含水分和养分的下层土壤吸收水分和养分,从而改善其营养状况,增加生物量。在土壤湿润的情况下,小麦对上层土壤养分的吸收量增加,同时由于扎入下层土壤中的根系量增多,因而也能利用一部分下层土壤中的氮磷钾养分。     

施氮对小麦根-土界面磷迁移及根际磷素组分变化特征的影响

植物根系养分吸收性能与土壤养分、水分、pH值和温度等环境条件有着密切的关系,同时又影响着近根微区(根际)土壤中养分的迁移和有效性.土壤中磷素在土壤中的迁移和吸收直接与土壤性质有关.     

黄河三角洲土壤质量自动化评价及指标体系研究

采用4种评价方案,利用相关系数法确定指标权重,利用隶属度函数计算指标隶属度,采用综合指数法,在Arcgis中进行黄河三角洲土壤质量的自动化评价和比较。结果表明:利用GIS自动化评价土壤质量快速准确;基于土壤全量养分和速效养分的评价差异较小,两者可选其一;基于土壤有机质和土壤含盐量指标的评价与土壤质量的全面评价(基于土壤全量、速效养分、有机质、含盐量、地下水埋深及矿化度)之间差异较小,在其他数据有限的前提下,土壤质量可以用土壤有机质和盐分含量指标评价。     

不同土壤层次供应水分和养分对玉米幼苗生长和吸收养分的影响

本试验模拟滴灌方法 ,在不同土壤层次进行灌水和施用氮磷养分的盆栽玉米试验 ,旨在探讨在不同土壤层次供应水分和养分对夏玉米幼苗生长、根系空间构型及玉米对养分吸收的影响。试验表明 :在土壤深层进行滴灌可以有效降低土面蒸发 ,提高水分和养分的利用效率 ,从而显著提高玉米幼苗的生长量 ;在不同层次施肥灌水 ,对玉米根系在土壤中的空间构型影响很大 ,进行深层滴灌可以极大促进根系在较深土壤中的发育 ;在不同土层施肥灌水对玉米幼苗吸收N、P、K三种养分的能力也有影响 ,深层施肥灌水提高了玉米对 3种养分的吸收量     

经济高速发展区土壤肥力质量演变的系统评价

以地处经济高速发展区的张家港市为例,进行了土壤肥力质量演变的系统评价。结果表明,采取基于综合评价与功能评价相结合的土壤质量评价方法,不但可以了解土壤肥力综合质量演变状况,而且还可以把握研究区土壤质量演变过程中存在的主要问题。综合评价结果显示,自1980年以来,经过24年的耕作,张家港市土壤质量呈现上升的动态演变趋势,雏形土二、三等地面积提高,四等地所占比例降低,人为土二等地面积提高,三、四等地比例降低,并出现一等地。功能性评价结果表明,肥力保证功能和大量养分供应功能的提高是雏形土质量提高的原因,而肥力保证功能的提高是人为土质量提高的主要原因,微量营养的变化对研究区土壤质量的提高贡献较小。雏形土较人为土具有更高的质量提高的余地。雏形土钾素的亏缺、人为土明显酸化和全磷的降低,以及两种土壤有效Cu的超标和有效Zn和B的短缺,是研究区土壤存在的主要问题。     

土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。     

海涂围垦区土壤质量综合评价的指标体系研究

以苏北海涂围垦区为研究区域,选取与作物生长密切相关的理化性质为指标,采用模糊数学方法对土壤质量状况进行了定量评价,获取了区域土壤质量状况分布图,并对不同指标体系下的评价结果进行了比较分析.结果表明:研究区土壤质量状况总体较差,有机质是重要的土壤质量评价因子,土壤盐分与地下水矿化度是土壤质量的主要限制因子;不同评价方案获得的土壤质量状况具有空间相似性,西部棉花种植区土壤质量状况总体优于东部的水稻种植区;体积质量对土壤质量评价差异影响较小,速效养分对土壤质量评价影响较大,基于速效养分的土壤质量评价精度高于全量养分;在其他因素获取困难的情况下,采用土壤有机质、速效养分和盐分或仅采用土壤有机质和盐分作为评价指标亦能较好地反映土壤质量状况.该研究可为海涂围垦区土壤质量快速评价指标体系的构建、中低产地的科学改良和管理提供一定理论依据.     

基于GIS宁夏引黄灌区农地土壤综合养分状况评价

精准农业是未来农业的发展方向,查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异,是精准农业的基础研究内容.以宁夏引黄灌区灵武农场的农地为例,运用ArcGIS进行空间数据采集、处理、分析,并采用主成分分析法确定评价因素的权重值,运用模糊数学方法建立各个评价因子对土壤养分状况的隶属函数,最后计算了综合养分状况的评分并利用指数和法得到最终的土壤养分状况评价值,根据综合评价值划分土壤养分状况等级,利用ArcGIS软件进行克里格插值得到最终土壤综合养分状况评价图.从具体评价结果可以看出,土壤综合养分状况由西北向东南降低的趋势明显.西角北角为两个极端高值区域,东角南角为两个极端低值区域.     

Landscape-scale soil quality change under different farming systems of a tropical farm in Hainan, China

Abstract. The impact of different tropical farming systems on soil quality was examined using a systematic sampling strategy. Total organic C, pH, extractable P, exchangeable K, bulk density, water stable aggregates, microbial biomass C, cation exchange capacity, soil depth, and clay content were determined. An assessment framework, including a minimum data set, linear scoring functions and weighted additive indices, was used to evaluate the soil quality of a tropical farm growing various crops in Hainan, China. Soil quality was evaluated according to four functions: water availability, nutrient availability, rooting suitability, and erosion resistance. Our results showed that soils were intrinsically lacking in nutrients and vulnerable to degradation, and that these problems were exacerbated by inappropriate management. There was strong evidence that long-term rubber farming caused soil acidification, soil compaction, and depletion of organic matter and nutrients. By contrast, conservation practices in coffee plantations protected or improved organic matter concentration and soil structure, resulting in higher soil quality indices.     

新疆奎屯垦区土壤砷污染现状评价

研究用网格布点法在奎屯垦区三个团场共采集土壤样品67个。通过对土壤中砷的测定,利用地统计学方法与GIS技术研究了该区域土壤(0～20cm)砷的污染状况,对土壤中砷的分布进行了探讨,并对砷在土壤中的含量进行了预测。结果表明:奎屯垦区土壤砷含量为10.31～33.99mgkg-1,平均值为20.21mgkg-1,高于全国平均水平(11.2mgkg-1);在所调查的67个土壤样点中有14个点超过了农田土壤环境的二级指标,超标率为20.90%,有29个点达到了警戒值;土壤砷含量大于25.00mgkg-1的区域主要在127团的东北部和西南部,128团的西北部和中部,在129团的西部和东南部也有零星分布。     

Adaptation of soil quality indices and application to three tillage systems in southern Illinois

Sustainability of agricultural management systems has become an issue of wide public concern and international debate. One result is that soil quality assessment has been suggested as a tool for evaluating sustainability of soil and crop management practices. Our objective was to adapt a soil quality index to assess the effects of three long-term tillage systems on sloping Grantsburg silt loam soil. Soil quality was evaluated using a framework that included three soil functions: (1) resist erosion (water relations), (2) provide plant nutrients (nutrient relations), and (3) provide a favorable root environment (rooting relations). A score for each of these functions was computed using measurements (indicators) that were normalized with one of the three (more is better, optimum, or worse) scoring functions. Six different indices were developed from a basic framework. Modifications included changing the weighting factors, threshold limits, or type of scoring function applied to indicators, and the addition of air-filled and water storage porosity to the nutrient and rooting relations functions. Changing threshold limits and the type of scoring function used for surface residue improved the correlation between water relations and soil loss. The addition of porosity indicators increased the sensitivity of nutrient and rooting relations functions to yield and cone index, respectively, and resulted in a better correlation between porosity indicators and plant population. Computing soil quality indices helped to combine different soil properties and processes into a simple tool that explained changes in complex soil properties in response to different tillage practices. This supports previous studies suggesting that computing soil quality indices and functions could be useful for selecting management practices to maintain or improve soil quality. Our results demonstrated that adjusting threshold limits for local conditions can make the function ratings more or less sensitive to the management practices being evaluated.     

土壤质量评价指标及其时空变异

综述了土壤质量的概念及其研究进展,并探讨了土壤质量指标的选择原则,得出不同土壤的评价应以土壤的功能为基础并采用不同的标准。在以往研究中,人们一直强调以土壤物理、化学特性作为土壤质量指标。目前,国内外关于土壤生物学指标的研究日益增多,一些参数作为生物指标已表现出很大的潜力并成为系统稳定性的早期预警和敏感指标。之后阐述了国内外土壤质量指标空间变异的研究现状,探讨了该领域研究中存在的问题,展望了国内外土壤空间变异的研究前景。     

Determination of the quality index of a Paleudult under sunflower culture and different management systems

Soil is an essential resource for life and its properties are susceptible to be modified by tillage systems. The impact of management practices on soil functions can be assessed through a soil quality index. It is interesting to assess soil quality in different soil types. Therefore, the aim of this study was to determine the soil quality index of a Paleudult under different management conditions and sunflower culture. The experiment was carried out in Botucatu (SP, Brazil), in an 11-year non-tilled area used for growing soybean and maize during summer and black oat or triticale in winter. Four management systems were considered: no-tillage with a hoe planter (NTh), no-tillage with a double-disk planter (NTd), reduced tillage (RT) and conventional tillage (CT). Soil samples were taken from the planting lines at harvest time. To determine the soil quality indices, following the methodology proposed by Karlen and Stott (1994), three main soil functions were assessed: soil capacity for root development, water storage capacity of the soil and nutrient supply capacity of the soil. The studied Paleudult was considered a soil with good quality under all the observed management systems. However, the soil quality indices varied between treatments being 0.64, 0.68, 0.86 and 0.79 under NTh, NTd, RT and CT, respectively. Physical attributes such as resistance to penetration and macroporosity increased the soil quality index in RT and CT compared to NTh and NTd. The soil quality indices obtained suggested that the evaluated soil is adequate for sunflower production under our study conditions. In view of the SQI values, RT is the most suitable management for this site since it preserves soil quality and provides an acceptable sunflower yield.     

黄土丘陵区侵蚀土壤质量评价

通过建立侵蚀土壤质量单因素评价模型和综合评价模型,选出了黄土丘陵区适宜的侵蚀土壤质量评价方法,定量评价了该区土地利用方式对土壤质量的影响。结果表明,采用加权综合法对土壤质量进行综合评价能够较好地反映土壤质量的实际情况,敏感地反映土地利用方式变化对土壤质量的影响。应用因子分析法所筛选的8项土壤质量简化评价指标能够很好地反映29项综合评价指标的信息,评价结果具有较高的代表性。拟定了黄土丘陵区侵蚀土壤质量分级标准,将研究区土壤质量分为5级。黄土丘陵区10种土地利用类型间土壤质量差异显著,以天然乔木林地土壤质量最佳,属1级;其次是天然灌木林地和大棚菜地,土壤质量属2级;天然草地土壤质量属于3级,人工乔灌林地土壤质量接近3级;人工草地、撂荒地、农地和果园土壤质量属于4级。     

土壤质量时空变化一体化评价方法及其应用

探讨了土壤质量时空变化一体化的评价方法 ,并以河北省曲周县一个 3 3km2 的小区为例 ,对 1980年与 1999年两个时段的 8个单项土壤质量指标和土壤综合质量指标的时空变化进行了定量化评价。结果表明土壤质量指数法与GIS技术相结合 ,可以很好地表示土壤质量的时空变化。文章还讨论了该方法的适用范围。     

土壤质量评价中文文献分析

基于中国知网(CNKI,http://www.cnki.net)1950~2016年关于土壤质量方面的中文文献查阅结果,概述了我国关于土壤质量的内涵认知、评价指标体系选择和权重确定方法以及土壤质量评价方法,旨在为今后的土壤质量评价提供参考。关于土壤质量的内涵,中国科研人员更接受土壤肥力和土壤质量这两个概念,进入21世纪后,中国开始更为关注基于"污染"的土壤环境质量;评价指标体系大致可以分为土壤物理指标、土壤养分和常规化学指标、土壤生物指标和污染物指标四类,土壤物理指标中,质地、含水量和耕层厚度使用频数最多,土壤养分与常规化学指标中,有机碳和pH使用频数最多,土壤生物指标中酶活性、细菌数量和真菌数量使用频数最多,但相比于物理指标和土壤养分和常规化学指标,生物指标的应用较少,污染物指标中重金属指标的使用频数最多;指标权重的确定方法中主观法的层次分析法和客观法的主成分分析占主导地位;土壤质量评价方法中综合指数法和内梅罗指数法应用的最多。土壤质量评价指标体系,因评价者、评价区域、评价对象和评价目的的不同而不同,随着我国经济、土壤微生物的研究技术的迅猛发展,预计微生物指标在土壤质量评价中将会得到越来越广泛和深入的应用。     

土壤质量评价方法进展

土壤质量评价是对土壤内部属性变化的总体描述,发展经历了定性到定量的过程,融合了多学科的特征。本文综述了国内外土壤质量评价方法及其研究成果。指数法简单易行,但是带有主观性,会掩饰土壤性质某些质的变化;动态评价方法比较真实地反映土壤质量动态变化的过程,同时还可以将评价结果用于经济学分析,研究范围拓宽;生命周期评价完整研究土壤发生发育的周期,时间尺度上考虑全面,但是没有考虑空间尺度;G IS用于土壤质量评价,能将定量分析与空间分析结合起来,评价结果更具科学性。