不同土地利用方式对哈尼梯田土壤肥力的影响

哈尼梯田土地利用方式的改变对梯田土壤肥力的变化有重要影响。探究不同土地利用方式下哈尼梯田土壤肥力的变化特征及其影响因素,有助于理解土壤肥力对哈尼梯田持续发展的影响。以哈尼梯田典型区域内的水田、旱地、设施大棚土壤为研究对象(种植作物分别为水稻、玉米和柑橘、葡萄和辣椒),通过采样区域野外调查和实验室室内分析的方法,对梯田不同土地利用方式下土壤肥力特征进行研究。结果表明:(1)哈尼梯田不同土地利用方式下,水田和旱地玉米土壤水稳性团聚体稳定性最高,设施栽培(葡萄、辣椒)土壤水稳团聚体稳定性最低(P<0.05)。(2)不同土地利用方式下,土壤化学肥力随土壤深度增加而降低,水田改为其他4种土地利用方式,土壤全氮、有效磷含量增加,土壤pH下降(P<0.05);而水田土壤中的阳离子交换量、交换性钙、交换性镁含量显著低于其他4种土地利用方式(P<0.05)。(3)不同土地利用方式下土壤酶活性0～20 cm土层高于20～40 cm土层。整体上,除磷酸酶外,旱地、设施土壤中的脲酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均显著降低,旱地玉米的磷酸酶活性显著高于水田(P<0.05)。(4)不同土地利用方式下,表层土壤(0～20 cm)中土壤微生物量碳氮含量均高于深层土壤(20～40 cm)微生物量碳氮含量。旱地和设施土壤中的微生物量碳氮含量显著低于水田的微生物量碳氮含量(P<0.05)。(5)土壤蔗糖酶、蛋白酶、磷酸酶活性和微生物量碳、微生物量氮与土壤有机碳含量均显著正相关,土壤蔗糖酶、磷酸酶活性和全氮含量显著正相关,蛋白酶、蔗糖酶活性和微生物量碳、微生物量氮与交换性钙、交换性镁显著负相关,蔗糖酶、芳基硫酸酯酶活性与微生物量氮含量正相关。在哈尼梯田中,水田改为旱地、设施大棚后,土壤中根区微环境、植株凋落物等刺激土壤物理肥力中水稳性团聚体稳定性降低;不同土地利用方式下,植物生长所需养分供给不同,人为耕作、灌溉、施肥促使旱地(旱地玉米、旱地柑橘)化学肥力中氮磷钾含量升高,但设施大棚(设施辣椒、设施葡萄)土壤化学肥力氮磷钾含量降低;同时旱地及设施大棚生物肥力土壤酶活性、微生物量碳氮含量低于水田。改变哈尼梯田传统土地利用方式,导致传统稻作模式土壤肥力降低,破坏梯田养分的运移和     

不同利用方式和肥力红壤中水稳性团聚体分布及物理性质特征

研究了不同土地利用方式和土壤肥力对红壤水稳性团聚体及土壤物理性质的影响。结果表明,同一肥力水平下不同土地利用方式的土壤中,>0.25 mm水稳性团聚体含量变化趋势相同,均以旱地土壤含量最低,林地土壤最高。不同肥力水平下,林地、果园、水田中>5 mm水稳性团聚体含量变化均为:高肥力>低肥力。说明随土壤肥力的逐渐增高,有机质胶结物质含量增加,有利于形成更多的水稳性大团聚体。土壤团聚体稳定性与>0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关,这表明>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤团聚体稳定性的主要因素。不同土地利用方式下的土壤物理性质(土壤容重、土粒密度、土壤孔隙度)存在较大差异,变化规律也不一致。但土壤容重和土壤孔隙度与>0.25 mm水稳性团聚体含量有很好的相关性。     

不同土地利用方式下南亚热带赤红壤酸化特征

土地利用方式是影响土壤酸化的重要因素，研究不同土地利用方式下赤红壤酸化特征可为缓解和治理赤红壤区土壤酸化提供依据。本研究采集了4种土地利用方式(菜地、果园、水田、林地)的赤红壤区土壤样品，测定了表层(0～20 cm)和表下层(20～40cm)土壤的理化性状，结合田间调查和统计数据分析了不同土地利用方式下土壤酸化特征及成因。结果表明：果园表层土壤pH显著低于林地，果园表下层土壤p H显著低于水田和林地；菜地、果园土壤交换性Al³⁺含量显著高于水田和林地；果园表层土壤的盐基饱和度与阳离子交换量均显著低于自然林地，菜地表下层土壤盐基饱和度显著低于水田；与水田和林地相比，菜地和果园的酸化更严重，酸缓冲能力更低。不同土地利用下施肥、复种指数以及耕作方式上的差异可能是造成气候与母质相似地区土壤酸化差异的主要原因。     

不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响

以山东省临沂市四种典型土地利用方式为例,分析不同土地利用方式对土壤养分及肥力的影响.结果表明:不同土地利用方式对有机质(OM)含量具有显著影响,而对pH、全磷(TP)、全氮(TN)、全钾(TK)和土壤颗粒组成无显著影响.不同土地利用方式土壤OM含量由高到低顺序为:水田>未利用地>林地>旱地;TN含量由高到低顺序为:未利用地>林地>水田>旱地;TP含量由高到低顺序为:未利用地>旱地>林地>水田;TK含量由高到低顺序为:林地>水田>旱地>未利用地.相关分析表明,旱地各养分之间的相关系数要大于水田、林地和未利用地,不同土地利用方式对TP和TN之间的相关系数无影响.主成分分析表明,旱地、水田、林地和未利用地综合肥力指标F值大小顺序为:水田(0.86)>林地(0.78)>旱地(0.51)>未利用地(0.43).     

紫色丘陵区不同土地利用方式土壤剖面微团聚体组成及分形特征

通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了紫色丘陵区不同土地利用方式下的土壤剖面微团聚体组成及分形特征。结果表明:林地、花椒地、旱地、水田和柑橘园土壤微团聚体组成以0.25~0.05mm粒级为优势粒级,0.05~0.01mm次之,占比18.80%~35.57%,0.001mm粒级含量最少,为0.33%~2.57%;0—20cm土层土壤微团聚体平均重量比表面积(MWSSA)表现为林地(161.04cm2/g)柑橘园(134.49cm2/g)花椒地(117.31cm2/g)水田(100.67cm2/g)旱地(96.94cm2/g),且林地土壤微团聚体MWSSA显著大于其他土地利用方式;0—20cm土层林地土壤团聚状况和团聚度显著高于其他土地利用方式,且其团聚体状况分别比花椒地、旱地、水田和柑橘园提高了16.55%,20.15%,11.23%和7.68%;20—40cm土层各土地利用方式土壤微团聚体分形维数D值表现为柑橘园(2.41)林地(2.40)花椒地(2.32)水田(2.31)旱地(2.12),且旱地土壤微团聚体D值显著低于其他利用方式;5种土地利用方式土壤微团聚体分形维数与各因子的相关性分析有一定的相似性,同时也存在一定的差异性。因此,不同土地利用方式下土壤微团聚体分形维数在一定程度上能表征土壤物理性质的优劣、养分肥力的高低以及抗蚀能力的强弱。     

黄河三角洲滩地土壤颗粒分形特征及其与土壤有机质的关系

土壤粒径分布影响土壤的水力特性、土壤肥力以及土壤侵蚀状况等,是重要土壤物理性状之一.以黄河三角洲滩地土壤为研究对象,利用单重与多重分形学理论和方法,对黄河三角洲滩地不同土地利用方式土壤的分形特征及其与土壤有机质的相关性进行研究.结果表明,不同土地利用方式对土壤单重分形维数D有显著影响,D值介于2.465 7～2.678 9,其中,林地的D值最大,粘粒含量最高,砂粒含量最低;而荒草地的D值最小,粘粒含量最低,砂粒含量最高;土壤粒径分布的多重分形参数D0(容量维数)、D1(信息维数)和D1/D0(信息维数/容量维数)的值因土地利用方式不同而出现规律性的趋势,均表现为刺槐林地>欧美杨林地>棉花地>荒草地;土壤单重分形和多重分形参数均与土壤有机质含量之间存在显著的相关性,而且普遍高于土壤质地与有机质的相关性.土壤分形及多重分形参数能较好地表征黄河三角洲滩地不同土地利用方式对土壤结构性状和土壤肥力的影响与改变,可为黄河三角洲滩地的治理与开发提供理论依据和技术指导.     

不同土地利用方式下粉壤土粒径分形特征——以鄂西典型小流域下牢溪为例

为揭示鄂西地区小流域下不同土地利用方式对土壤结构和理化性质的影响,以下牢溪小流域内6种土地利用方式的土壤作为研究对象,应用分形理论研究不同土地利用方式的土壤粒径分布(PSD)及其分形特征的差异以及与土壤有机质含量的相关关系,分析土地利用方式的合理性.结果 表明:不同土地利用方式下土壤颗粒粒径中粉粒体积分数最高(78.1...     

土地利用方式对江西红壤旱地碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数是表征土壤有机碳积累与质量的综合指标,可有效地反映人类活动对土壤质量的影响。本研究以未开垦的红壤荒地为对照,研究了3种土地利用方式(农地、茶园、果园)下0~40 cm土层总有机碳和活性有机碳的分布特征及土壤碳库管理指数的变化。结果表明:(1)不同土地利用方式下各土层土壤总有机碳、活性有机碳的大小均表现为农地果园≈茶园未开垦的红壤荒地,相比于未开垦的红壤荒地,其他3种土地利用方式均能显著提高土壤总有机碳、活性有机碳含量(P0.05)。(2)红壤旱地开垦利用均能显著提高土壤碳库管理指数(P0.05),但在选取的3种不同利用方式下,土壤碳库管理指数在0~10 cm土层差异显著(P0.05),表现为农地果园≈茶园;在0~20cm土层表现为农地与茶园相当(P0.05),与果园有显著差异(P0.05);在20~40 cm土层3种不同土地方式无明显差异(P0.05)。因此,红壤荒地开垦利用能够提高土壤碳库管理指数,且农用地比果茶园效果更佳。     

低丘红壤区小流域土壤肥力性质空间分布特征

利用GIS软件的空间分析功能,以土地利用类型区为分析单元,分析评价了亚热带典型小流域土壤肥力性质的空间和剖面分布特征。研究结果表明:小流域土壤酸化明显,旱地酸度高于水田;土壤保肥力处于中等水平以上;42.6%的土壤表层有机质处于中度缺乏状态;94.3%的表层土壤全P和97.3%的土壤全K处于中度缺乏状态。不同土地利用方式下土壤性质分异明显,综合评价结果表明水田肥力高于旱地。     

有机管理对不同土地利用方式下土壤质量的影响

许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用方式下农田土壤质量的差异,并对不同管理措施下农田土壤养分含量、重金属含量、动物数量共计20个指标进行方差分析和主成分分析。研究发现虽然总体上(综合5种土地利用方式的均值)有机管理的土壤pH显著高于常规农田;但针对一种土地利用方式,只有露天菜地和农田边界的土壤pH显著提高。总体上有机管理下土壤全磷、全钾、有效磷含量显著降低,但露天菜地土壤有机质和全氮含量均显著高于常规管理农田。有机管理在总体上显著降低了土壤Cr、Cu、Ni、Zn含量;但针对一种土地利用方式,只显著降低了大棚菜地土壤Cr、Ni、Zn含量,果园和稻田田埂土壤Cu含量,露天菜地和农田边界土壤Zn含量。有机管理虽然总体上均显著增加了土壤中蜘蛛目、倍足纲、步甲、蚯蚓的数量;但针对一种土地利用方式,只显著增加了露天菜地地表蜘蛛目、倍足纲、步甲,稻田田埂地表步甲、土壤蚯蚓以及果园倍足纲数量。主成分分析结果表明,不同管理方式下土壤质量差异明显,有机管理下蜘蛛目、倍足纲、步甲和蚯蚓等土壤动物较多,土壤pH较高,土壤P含量较低,重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量较低,但并非在所有土地利用方式下都成立。由此可见,有机管理虽然总体上可以改善土壤质量,但受具体管理措施、人为投入品数量和有机种植时间等因素影响,并非在所有土地利用方式下效果都显著,且在不同土地利用方式下显著改善的指标也各不相同,因此需要针对不同土地利用方式和不同指标采取针对性的改善措施。     

黄土丘陵区空心村土地复垦后不同年限土壤肥力评价

为提升空心村土地整治质量,科学指导复垦耕地培肥及管理,以陕西省渭南市澄城县空心村为研究对象,采集了不同复垦年限村庄复垦前后土壤及周边荒草地土壤样品,选取物理、化学等8个评价指标,采用层次分析法确定因子权重,构建评价模型并进行了土壤肥力评价。结果表明:(1)复垦前后及周边荒草地土壤肥力指标的权重分别为容重0.028,质地0.75,pH值0.016,电导率0.041,有机质0.303,全氮0.159,速效磷0.159,有效钾0.159,CR<0.1,符合一致性检验;(2)村庄复垦前平均肥力指数为57.67,复垦后最高肥力指数为72.91,平均值达到68.59,不同利用的土壤综合肥力指数表现为:空心村复垦后>荒草地>空心村复垦前;(3)空心村复垦后土壤综合肥力指数与复垦年限正相关,复垦后肥力改良指数平均值为20.08%;(4)有机质对土壤肥力影响最大,与土壤综合肥力的指数相关系数R 2为0.5246,因子间影响大小表现为:有机质>速效钾>有效磷>全氮>电导率>pH值。综上,复垦可提升空心村土壤肥力,在复垦过程中调控有机质含量可较快提升土壤肥力。     

丘陵红壤耕作利用过程中土壤肥力的演变和预测

通过区域尺度上两个时段的定位采样 ,结合田块尺度上的长期试验 ,研究了耕作利用变化对我国中亚热带低丘红壤区土壤肥力演变的影响。分析了土壤肥力演变的驱动力 ,建立了土壤养分变化与养分平衡间的相关预测模型。对比分析表明 ,丘陵红壤肥力的变化与养分平衡量的变化趋势一致。在保持荒地和水田利用方式时 ,土壤有机质含量显著降低 ;旱地系统中速效磷和速效钾含量增加 ,但在不施肥的针阔混交林中却下降 ;荒地开垦为水田后 ,土壤肥力有增加趋势。旱坡地红壤全氮和速效钾的变化量与氮、钾的平衡量的显著相关 ,而土壤速效磷与磷的平衡量间相关不显著 ,其原因是没有考虑磷的固定和矿化。     

基于最小数据集的青藏公路沿线土壤质量评价

为明确青藏公路沿线土地土壤质量的基本特征,通过采集沿线3种不同土地利用类型(农地、草地和沙地)的土壤样品,采用主成分分析法(PCA,Principal Component Analysis)筛选最小数据集(MDS,Minimum Data Set)指标,并构建土壤质量指数(SQI,Soil Quality Index)定量评价其土壤质量。结果表明:(1)相较于农地和草地,沙地的土壤肥力较为贫瘠,其土壤有机质、全氮和有效磷的土壤肥力等级均为6级。9个土壤指标均为中低度敏感指标,沙地土壤黏粒和粉粒含量具有更强的空间分异性。(2)沿线土壤质量评价最小数据集由全钾、全磷、有机质、黏粒和粉粒组成,最小数据集能够较好地替代全数据集进行土壤质量评价(p<0.01)。(3)沿线农地的土壤质量指数SQI(0.535±0.043)高于草地SQI(0.499±0.044)和沙地SQI(0.449±0.066)。该研究发现沿线农地土壤质量为中等水平,沿线草地和沿线沙地土壤质量处于较低水平,土壤有机质是影响青藏公沿线土壤质量的主要因素。     

Impact of intensive agricultural management on carbon and nitrogen dynamics in the humid tropics

ABSTRACT

The concern about global climate change continues to increase research interest regarding carbon and nitrogen dynamics in the soil. This is based on their role in maintaining soil fertility, which can instead be a source of greenhouse gas emissions if not managed properly, while threatening food security. Humid tropical conditions enable intensive agricultural cultivation with various cropping systems to fulfill the demand for agriculture products. Such climate accelerates the soil organic matter decomposition rate so that it strongly influences soil carbon and nitrogen dynamics. However, inappropriate implementation of intensive agricultural systems that does not consider the balance between carbon and nitrogen input and output, negatively affects soil fertility, mainly decreasing soil organic carbon and total soil nitrogen, changing the composition of carbon and nitrogen owing to the loss of soil organic matter through erosion and leaching, thus, causing soil degradation. Mitigation strategies can be performed by using organic matter and crop residue, crop rotation and improvement of crop pattern, soil tillage and fertilization, cover crops and mulch. Sustainable land management for maintenance of soil organic carbon and total soil nitrogen dynamics should be locally and globally developed and adopted for a more sustainable agricultural system. Recovery of soil capacity to accumulate carbon is a strategic step to reduce the impact of climate change. Hence, an intensive study on efficient soil organic carbon management is required to improve food production and mitigation of climate change to attain sustainable development goals in 2030.     

河北省农地土壤肥力特征时空变异分析及其质量评价

本文选取pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾、碱解氮构成河北省农地土壤肥力评价指标;并采用层次分析法确定土壤肥力评价指标的权重,运用模糊数学法对河北农地土壤肥力进行了综合评价。经与第二次土壤普查比较,研究发现:土壤pH值较高,有机质、全氮、碱解氮含量中等偏上,全磷、有效磷、全钾、速效钾含量较高,速效钾含量呈下降趋势;河北农地土壤肥力综合隶属度在0.739～0.862之间,其中唐山、衡水、石家庄、邯郸土壤综合肥力较高,廊坊、邢台土壤综合肥力有待提高。     

A Comprehensive Evaluation of Soil Fertility of Cultivated Land: A GIS-Based Soil Basic Niche-Fitness Model

This paper aimed at using the niche-fitness analysis method to assess soil fertility of cultivated land in Jianghan Plain in China. By introducing the niche-fitness theory into comprehensive analysis of soil fertility, an evaluation method was developed using geographic information systems (GIS) and the soil basic niche-fitness model (SBNFM). To begin with, 10 indicators were selected and used to assess the spatial differences of soil fertility for cultivated land, and its weight was decided using analytic hierarchy process (AHP). Soil samples were collected from topsoil (0–25 cm) in 58 units and examined for pH, organic matter (OM), total nitrogen (TN), etc. After standardizing soil attribute data of each unit, the optimum niche of every indicator was obtained and the soil basic niche-fitness value of each plot was calculated by using SBNFM. Finally, the soil fertility of the cultivated land was divided into four grades based on the shortest distance cluster analysis method in this area. Results indicate that the soil fertility of the cultivated land in this area was on the medium and high side, the percentages of area in grades 1, 2, 3 and 4 accounted for 33.43%, 35.99%, 22.70% and 7.88%, respectively; thus, approximately 70% of the cultivated land was classified in the top two grades. The linear-correlated relationship between niche-fitness value and rice yield has shown that SBNFM is an important and effective tool to analyze soil fertility and evaluate the quality of cultivated land. The above results might be helpful and support fertilizer management or agricultural activity in the study area.     

我国中亚热带缓丘区红粘土红壤肥力的演化Ⅱ.化学和生物学肥力的演化

本文着重探讨红粘土红壤化学和生物学肥力在利用过程中的演化特征,并通过聚类分析筛选出评价红壤化学和化学肥力演化的指标,并进行了相应的评价。结果表明：红粘土红壤的要草地及荒地系统由于长期受侵淋溶等退化过程的影响,土壤养分水平已跌至“保底”值．垦殖利用后,其化学肥力随着耕垦熟化过程不断提高,表现为土壤中各种速效养分及交换性Ｃａ、Ｍｇ含量均增加,而交换性Ａ１含量降低。同样,林草地系统红粘土红壤的生长学肥力     

陕西省子长县沟道土地的土壤肥力评价

通过野外实地考察和对土壤垂直剖面样品的采集和测试,分析了黄土丘陵沟壑区沟道内的台地、滩地、坝地、草地等几种主要土地利用类型的土壤肥力状况,并与沟道内新造耕地进行了对比研究。同时,在分析土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷及速效钾等7个土壤肥力指标测定数据的基础上,对不同土地利用类型的土壤肥力进行了综合评价。结果表明,斑块状分布于沟道内的5种不同土地利用类型条件下,其土壤肥力指标存在一定差异。对比陕西省土壤肥力划分标准,黄土丘陵沟壑区沟道内各种土地类型土壤有机质含量均处于低水平,其中新造耕地的土壤有机质含量处于最低的第8级;各地块的土壤全氮、速效氮、全磷含量也处于较低水平,其中草地、滩地和台地的速效磷含量相对较高,可达到4或5级肥力水平;各地块全钾和速效钾含量等级相对其他肥力元素较高,速效钾含量以新造耕地和低龄坝地较低。由于有机质、氮、磷等肥力元素含量水平低,从而导致新造耕地和低龄坝地的综合土壤肥力质量也较低。因此,对沟道新造耕地不仅要做好复垦、平整、侧蚀水毁防治等工程,同时还应重视后期土壤肥力培育工作,采取科学措施,提高土地的生产力。     

Effect of seasonality and agricultural practices on occurrence of entomopathogenic nematodes and soil characteristics in La Rioja (Northern Spain)

The effects of seasonality and land management on entomopathogenic nematodes (EPNs) distribution and on soil characteristics were studied in natural areas and agricultural fields under organic and conventional management in La Rioja (Northern Spain). The population density of the native EPNs as well as air temperature, rainfall, soil fertility, soil moisture, and soil content of heavy metals were seasonally recorded over 2 consecutive years. The highest occurrence of EPNs was observed in autumn, followed by spring and summer. Agricultural management influenced the amount of soil organic matter, nutrients and heavy metals, as well as soil volumetric moisture and temperature, leading to statistical differences mainly between natural and agricultural sites, but also in some cases between different types of agricultural management. The usefulness of soil organic matter, C, N, P and K content, as well as the C/N, C/P and N/P ratios as indicators for differentiating conventional and organic crop management as well as the role of agricultural practices such as tillage and fertilizing is discussed.     

绿肥翻压对烟地红壤微生物及土壤养分的影响

为探讨绿肥对烟地红壤改良培肥的生物机制,试验以冬闲地为对照,研究了紫花苕绿肥翻压及麦茬翻压对烟地红壤微生物、土壤酶活性及养分含量的影响。结果表明,绿肥翻压处理的土壤细菌、放线菌、土壤酶活性、土壤有机质及养分含量均高于麦茬翻压地和冬闲地,变化差异达到显著(p<0.05)或极显著水平(p<0.01),而真菌数均以麦茬地较高。绿肥翻压地分别与麦茬翻压地和冬闲地比较:在越州试验区的土壤细菌分别提高1.74×106、2.61×106cfu.g-1,放线菌提高1.35×104、0.65×104cfu.g-1,土壤脲酶提高1.5、1.68 mg.g-1,酸性磷酸酶提高2.9、3.09 mg.g-1,过氧化氢酶提高1.2、2.54 mL.g-1,多酚氧化酶提高1.91、7.58 mg.kg-1,土壤有机质提高16.36、26.22 g.kg-1,土壤碱解N提高42.52、54.31 mg.kg-1,土壤速效磷(P2O5)提高6.22、7.57 mg.kg-1;在晋宁试验区的土壤细菌分别提高2.52×106、3.95×106cfu.g-1,放线菌提高1.17×104、1.62×104cfu.g-1,土壤脲酶提高1.77、2.0 mg.g-1,酸性磷酸酶提高1.13、1.24 mg.g-1,过氧化氢酶提高1.45、2.19 mL.g-1,多酚氧化酶提高4.81、11.34 mg.kg-1,土壤有机质提高10.18、19.43 g.kg-1,土壤碱解N提高41.34、54.43 mg.kg-1,土壤速效磷(P2O5)提高4.79、5.86 mg.kg-1。