基于生态化学计量方法识别农业面源污染防控重点区域

基于柴河流域汇水区内不同景观单元土壤与径流中氮、磷养分含量,分析了土壤与径流中污染物的生态化学计量特征,并综合评价了面源污染物的"源—流"过程,进而确定汇水区内面源污染防控的重点区域。结果表明:(1)汇水区内的坝平地、大棚种植区和柴河河道的土壤或底泥具有较高的氮磷比,其径流中溶解态氮磷比也较高,而磷矿区和富磷区林地土壤及径流中溶解态氮磷比较低;(2)土壤氮、磷养分与径流中氮、磷污染物之间未发现显著相关性(p0.05);(3)与其他景观类型相比,柴河底泥与大棚种植区的污染物"源"强较高,而大棚种植区和磷矿区污染物的"流"失风险较高,因此,大棚种植区由于其高"源"强和高"流"失性是该汇水区面源污染重点防控区域;(4)单个景观类型下,通过对比"源""流"过程在总流失风险中的比例确定磷矿区的流失、富磷区林地和河道底泥的污染物"源"是各自景观类型下面源污染防控的重点环节;而农业种植区(坡耕地、坝平地和大棚区)需同时在减"源"和控"流"上进行综合防控。     

黑土区县域土壤养分空间分布特征及其影响因子

【目的】 土壤养分是农业生产的必要条件,了解土壤养分的空间变化,对指导精准施肥有一定意义。 【方法】 本文以地统计学为基础,利用ArcGIS软件,对克山县土壤养分数据进行析取克里格以及泛克里格插值,得到土壤养分的空间分布图,并通过DEM数据提取坡度、坡向、曲率等相关地形因子,在SPSS软件中进行地形因子与土壤养分的相关分析。 【结果】 克山县土壤有机质、有效磷、速效钾和全氮含量平均值分别为43.89 g/kg、28.35 mg/kg、184.75 mg/kg和1.81 g/kg,有机质与全氮的变异系数均为0.09,属于弱变异强度,而有效磷与速效钾的变异系数分别为0.18与0.11,属于中等变异强度。有机质、速效钾及全氮的含量与海拔均呈显著的正相关关系（P<0.01）,其中,有机质与全氮受海拔的影响程度最大。有机质以及全氮的含量还受到坡度的影响,与坡度呈显著的正相关性。不同土地利用方式间,旱地和菜地有机质和速效钾含量显著高于水田,而有效磷显著低于水田,全氮含量差异不显著。 【结论】 克山黑土区土壤有机质和全氮含量变异小,而有效磷和速效钾含量变异大。土壤养分的空间分布受到坡度与海拔的影响,尤其海拔对有机质与全氮的影响程度最大。土地利用类型、土壤类型以及成土母质也影响养分的分布。      

元谋干热河谷不同土地利用类型雨季前后土壤养分变化

为探讨各土地利用类型对土壤氮、磷、有机质等养分的拦蓄效果,对元谋干热河谷区那能小流域内草地、林地、坡耕地三种土地利用类型区雨季前后的土壤养分含量变化情况进行了分析。研究结果表明:①经过5个月的雨季,表层土壤(0—30 cm)中,草地和坡耕地全氮含量分别减少0.001、0.089 g/kg,林地全氮含量增加0.057 g/kg;草地与林地碱解氮含量分别增加10.466、1.305 mg/kg,坡耕地碱解氮含量减少25.833 mg/kg;林地与坡耕地全磷含量分别减少0.186、0.320 g/kg,草地全磷含量增加0.030 g/kg;草地与坡耕地速效磷含量分别减少1.540、2.186 mg/kg,林地速效磷含量增加2.161 mg/kg;林地与坡耕地有机质含量分别减少0.294、0.702百分点,草地有机质含量增加0.556百分点。②土壤全氮与碱解氮、全氮与有机质、有机质与碱解氮含量呈显著性相关,全磷与速效磷、有机质相关性不明显。③由于人为扰动,坡耕地雨季前后各土壤养分指标存在较大的差异性。     

柴河小流域表层土壤盐分的分布特征

采用GPS定位系统,于2011年10月在柴河小流域采集表层土样50个,结合传统统计学方法和ArcGIS地统计学法分析了柴河小流域表层土壤盐分及钙镁离子含量的空间变异特征。结果表明,研究区表层土壤盐分及水溶性钙镁离子呈对数正态分布;柴河流域表层土壤盐分与水溶性钙镁离子、全氮、全磷及有机质呈显著正相关关系;结合柴河小流域高程南高北低的趋势,土壤盐分和土壤钙离子在低洼处均较高,表现出较强的迁移性。     

胜利矿区土壤养分空间变异特征与影响因素

研究矿区土壤养分空间变异特征对矿区土地复垦与生态保护具有重要意义。选取胜利矿区土壤作为研究对象，基于地统计学和GIS技术分析土壤养分的空间变异性，并探讨地形因子和土地利用类型对其影响。结果表明：研究区土壤pH、有机质、速效氮、速效磷、速效钾平均含量分别为8.073、21.588g/kg、82.914mg/kg、8.210 mg/kg、257.341 mg/kg。除pH属于弱变异外，其他养分均属于中等强度变异。各项养分指标均具有一定的趋势效应。pH的最适模型是球面模型，有机质、速效钾的最适模型是线性有基台模型，速效氮、速效磷的最佳拟合模型是指数模型。pH、有机质、速效氮表现为中等空间相关性；速效磷、速效钾呈弱空间自相关。pH值由中部向四周逐渐降低；有机质、速效氮高值区集中在西部高程较大的位置，低值区分布在受人类扰动较强的中东部；速效磷、速效钾没有呈现一定的分布规律。坡度、坡向、高程、地形湿度指数是造成土壤养分格局差异的主要地形因子；从土地利用方式看，采矿扰动是养分含量较低的重要原因，矿业用地养分含量显著低于耕地和草地。     

江西省不同农田利用方式对土壤养分状况的影响

为了全面掌握江西省土壤养分的状况,基于江西省16 823个农田耕层(0—20cm)土壤样点数据,运用实地采样、数理统计与地统计学等分析方法,对研究区不同农田利用方式(水旱轮作、一季旱地、两季旱地、一季水田和两季水田)下土壤养分含量进行了研究。结果表明:通过半方差函数研究发现,江西省土壤养分的空间变异主要是由随机因素引起的,耕层(0—20cm)土壤全氮(TN)和碱解氮(AN)含量分别为1.25～1.61g/kg,149.27～169.90mg/kg,全磷和有效磷含量为0.49～0.54g/kg和17.94～21.30mg/kg,全钾(TK)和速效钾含量为11.55～12.19g/kg和72.67～106.41mg/kg,有机质含量和土壤pH值为27.09～31.52g/kg,5.12～5.52;不同土地利用方式下土壤化学性质差异达到极显著水平,其影响程度由大到小依次为土壤pH值全氮速效钾有机质有效磷碱解氮全磷全钾;Pearson相关性分析发现,土壤中有机质含量和与全氮、碱解氮、全钾、速效钾、有效磷含量以及pH值有显著(p0.05)或极显著的相关性(p0.01),相关系数分别为0.945,0.359,-0.014,0.033,0.028,0.061,-0.061,说明土壤有机质含量与其他养分含量关系密切,可以作为指示土壤肥力的敏感因子。研究结果对于江西省采取合理的土地利用方式、施肥方式以及提高土壤养分水平、土地生产力等方面具有极其重要的意义。     

滇池流域不同土地利用方式土壤磷解吸研究

滇池富营养化严重,非点源磷污染对滇池有重要影响。溶解态磷一旦冲入湖中容易被水生植物利用,所以土壤中溶解态磷的输出值得专门研究。本文选取滇池流域不同土地利用类型的17样点,测定了样点土壤中全磷、速效磷、溶解性总磷和溶解性磷酸盐的含量,并进行了静态土壤磷解吸试验,以了解土壤磷的析出特征。结果表明,滇池流域土壤全磷含量为0.137～2.935 g.kg 1(不包括磷矿区的上蒜林地和上蒜坝平地),速效磷含量在0.311～96.238 mg.kg 1之间,不同土地利用方式下土壤全磷、速效磷含量均依次为湖滨废弃大棚>大棚>坝平地>坡地>林地;土壤溶解性总磷含量为0.66～9.52 mg.kg 1,不同土地利用方式的土壤溶解性总磷含量为湖滨废弃大棚>大棚>坡地>坝平地>林地;土壤溶解性磷酸盐含量较低。相关分析表明,土壤溶解性全磷含量与土壤全磷含量存在明显的正线性关系,溶解性磷酸盐含量与溶解性总磷含量线性正相关。溶解性磷酸盐在溶解性总磷中占20%～95%,说明溶解性磷酸盐是溶解性总磷的重要组成部分。结果表明,滇池流域土壤磷的溶出水平由土壤全磷含量所决定,而大量施肥不利于湖泊富营养化控制。研究结果还表明,磷的静态溶出过程在0.5～1 h能达到平衡,说明在地下水或地表径流的输移过程中有足够多时间达到溶解平衡,析出最大量。     

永定河流域农业土壤氮磷损失的计算及分析

为了解决当前农业生产过程中氮磷损失量计算过程中存在的不确定性问题,该文结合硝酸盐、铵盐与土壤颗粒结合类型的差异,从氮循环的角度定量评价降雨径流作用下的土壤氮损失量;结合磷元素的运移与土壤类型密切相关的特性,通过对土壤中的溶解态、颗粒态磷质量分数进行计算,确定农田径流量对应下的土壤磷损失量。永定河流域化学肥料施用量过大,致使土壤总氮损失量为96kg/hm2,总磷损失量为9kg/hm2,研究区内部的氮磷损失量数值差异较大。由于流域氮磷损失量计算方法充分考虑了流域土壤及施肥特性,因此,计算结果具有一定的合理性和适用性。本研究为土壤氮磷损失计算以及流域农业生产面源污染的源头控制提供依据。     

升金湖沿湖不同土地利用方式下土壤有机质和养分变化特征

为探讨升金湖沿湖不同土地利用方式土壤养分含量特征，以林地、农田、菜地和草地为研究对象，测定土壤有机质、pH值、C/N值以及氮磷钾等元素的含量。结果表明：（1）四种土地利用方式下，土壤 pH 值大小顺序为：农田>草地>林地>菜地，菜地和林地pH 值均为弱酸性；（2）土壤有机质含量顺序为：菜地>林地>农田>草地，菜地和林地有机质含量丰富，农田和草地稍欠缺。菜地C/N最高，农田C/N最低。（3）土壤全氮含量顺序为：菜地>林地>农田>草地。全磷、全钾含量没有明显差异，土地利用方式对二者影响不大。菜地中碱解氮和速效钾含量最高，农田中有效磷含量最高。本研究结果可为升金湖湖区土地资源的合理利用、保持和提高土壤肥力以及区域生态协调提供科学参考。     

重庆市涪陵区植烟土壤养分的适宜性评价及变异分析

为明确土壤养分状况及变异特征,本研究以2012年和2017年涪陵区烟田土壤样品为研究对象,采用模糊数学原理对土壤养分适宜性进行综合评价,运用t检验和多重比较方法分析了各肥力指标的变异情况。结果表明:研究区56.25%的土壤p H适宜,变幅在4.41～8.12;有机质含量变幅为7.62～39.99 g/kg,中等水平土壤占71.88%;全氮及速效氮、磷含量偏高,钾含量丰富。适宜性评价显示,2017年研究区植烟土壤适宜指数均值为0.6,变异系数为26.17%。适宜性指数分级表明,Ⅱ级以上的植烟土壤占46.88%。与2012年相比,土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾分别增加了0.54、1.69 g/kg、0.58 g/kg、24.63 mg/kg、17.2 mg/kg和66.6 mg/kg。因此,研究区土壤酸化趋势有所减缓,氮、磷、钾及有机质等含量有逐渐增加趋势,生产上要持续进行土壤改良,严格控制氮肥投入量,提升磷钾肥的有效性。     

杭州市土壤养分状况及培肥措施

经30个长期定位监测点数据分析,对杭州市不同土壤类型,不同的种植作物和不同的施肥习惯而引起的土壤养分的变化进行论述.经7年时间前后比较得出:土壤有机质、全N、速效N、速效P、速效K含量分别增加23.38 g/kg、0.71 g/kg、83.70 mg/kg、85.05 mg/kg和5.33 mg/kg.提高79.0%、40.76%、54.35%、88.50%和2.23%.养分含量的提高与土壤质地和种植作物密切相关.一般含黏粒较多的土壤和种植经济作物的土壤其有机质和全N、速效养分的含量也高,而质地轻松、种植水稻为主的土壤,土壤养分含量则低.同时更进一步对杭州市的土壤提出相关的培肥措施.     

河北雾灵山5种人工纯林土壤养分综合评价

通过河北雾灵山5种人工纯林的土壤养分分析,研究了不同林分类型对土壤pH值、有机质、全量养分和速效养分的变化,并对不同土壤养分进行了主成分分析。结果表明:5种不同林分类型的土壤pH值均为弱酸性,其变化范围为4.61～6.31;不同土层土壤有机质表现为:表层（0—10 cm）> 中层（10—20 cm）> 下层（20—40 cm）,有机质均值在2.53～9.60 g/kg之间;土壤全磷含量均值为0.20～0.70 g/kg;土壤全氮含量均值为2.38～3.45 g/kg;土壤速效钾含量均值为67.54～169.88 mg/kg;土壤速效磷含量均值在0.84～6.84 mg/kg之间;土壤碱解氮含量均值在65.68～147.88 mg/kg之间;不同林分类型土壤养分综合效应评价,白桦纯林最大,为1.122;落叶松纯林最小,为-0.819。综合来看,随土层厚度增加土壤养分含量减少;阔叶林土壤养分含量大于针叶林。     

陕西武功县猕猴桃园土壤养分调查与评价

测定陕西武功县猕猴桃园土壤养分含量,评价土壤肥力状况,为指导果园科学施肥提供参考依据。本研究采集研究区10个代表性果园表层土壤样品,对其pH、有机质以及速效氮、磷、钾含量进行测定,结合相关分级标准,分析果园土壤肥力状况。结果表明:武功县猕猴桃园土壤pH在7.52～8.54,平均为8.16,属于弱碱性土壤;土壤有机质含量在10.78～26.73 g/kg,平均为18.43 g/kg,达到中量水平的土壤样品仅占25.1%,整体表现缺乏;土壤速效氮含量在47.60～254.16 mg/kg,平均为138.69 mg/kg,64.7%的土壤样品速效氮含量超过120 mg/kg,仅有8.0%的土壤样品速效氮含量缺乏;土壤有效磷含量在11.01～292.10 mg/kg,平均为59.22 mg/kg,达到丰富及以上水平的土壤样品占90.3%;土壤速效钾含量在32.81～458.20 mg/kg,平均为190.92 mg/kg,丰富、中量、缺乏的土壤样品分别占57.3%、28.2%、14.5%。研究区土壤pH、土壤有机质空间变异相对较小,土壤速效氮、磷、钾含量比较丰富,但空间分布不均衡。建议在今后土壤及施肥管理中,采取综合措施,适度降低土壤pH,以满足猕猴桃生长所需的土壤酸碱环境;加强有机肥的投入,逐年提高土壤有机质含量;控制氮、磷、钾化肥的施用,提高肥料利用率。     

鲁北低平原内陆盐碱地不同种植方式对土壤理化性质的影响

采用农户调查和室内试验相结合的方式,研究内陆盐碱地农田管理方式对土壤理化性质的影响。结果表明,作物种植方式主要有小麦—玉米轮作、小麦—棉花轮作、西瓜—棉花套种、玉米—大豆间作和春玉米单作5种。这5种种植方式的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均含量分别为20.1,60.1,106.2和170.2mg/kg,不同种植方式间差异显著,西瓜—棉花套种方式的养分含量最高。不同种植方式下,土壤碱解氮含量最高值仅为70.2mg/kg,应适当增施氮肥;土壤速效磷含量平均值高于作物所需磷含量15mg/kg,应适当减少磷肥的施用;土壤速效钾平均值为170.2mg/kg,应根据作物对钾的需求特点,控制钾肥的使用。     

阜平县不同海拔梯度下耕地土壤养分现状与分布特征

为在太行山区阜平县对耕地土壤提出科学合理的施肥理论依据,利用2018年阜平县耕地测土配方施肥调查数据,运用统计学和克里金插值方法研究了阜平县耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH等养分含量现状及分布特征。结果表明:当前阜平县耕地土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的均值含量分别为7.08,21.84 g/kg,70.53 mg/kg,22.43 mg/kg,75.43 mg/kg,土壤pH值主要为中性水平,占比65.42%; 土壤有机质含量、碱解氮含量和速效钾含量均表现为以中等含量水平为主,占比分别为45.55%,43.19%和59.86%,处于中等及以上的占比分别为98.76%,64.42%和75.96%; 土壤有效磷含量主要处于高等含量水平,占比29.99%,而高等及以上水平占比74.15%。从空间分布上耕地土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾大体均呈现由东南向西北逐渐增长的趋势,而从海拔梯度分区下有机质和有效磷呈现丘陵区(21.85 g/kg)<低山区(21.92 g/kg)<中山区(22.70 g/kg)趋势,碱解氮呈现中山区(64.72 mg/kg)<丘陵区(70.53 mg/kg)<低山区(70.71 mg/kg),速效钾呈现低山区(74.75 mg/kg)<丘陵区(75.21 mg/kg)<中山区(83.78 mg/kg)趋势,土壤pH均不呈现明显规律。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾与海拔地形要素均呈现极正相关关系。结果可为阜平县耕地科学合理施肥提供理论依据,并推动精准农业发展,促进乡村振兴。     

云南绿春哈尼梯田湿地水稻土基本养分特征

选取了云南绿春县规东河片区、松东河片区、二号桥河片区为样区,分析了样区未发生土壤冲蚀、发生土壤冲蚀后修复1a,修复8a的梯田湿地水稻土表层土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷和速效钾特征。结果表明,(1)绿春哈尼梯田湿地水稻土pH值在5.21～6.79之间,呈微酸性;土壤有机质含量在3.80～47.14g/kg之间;土壤碱解氮含量在39.51～137.47mg/kg之间;土壤速效磷含量在1.29～13.31mg/kg之间;土壤速效钾含量在33.32～178.90mg/kg之间。从空间上看,绿春哈尼梯田湿地水稻土基本养分在同一地方相同片区较稳定,变异不大,但是不同地方之间有一定差异。(2)未发生土壤冲蚀的梯田水稻土基本养分显著高于发生土壤冲蚀后修复的梯田水稻土基本养分。经过修复和田间管理,梯田湿地水稻土养分含量有所升高,发生土壤冲蚀后修复8a在0.05水平上显著高于发生土壤冲蚀后修复1a。(3)绿春哈尼梯田同一山麓不同海拔高度土壤有机质含量基本稳定,变化较小。土壤速效养分含量在不同海拔高度变化较大,随着海拔高度的升高或者降低,养分并没有表现出明显的垂直变化特征。     

抚仙湖流域典型农田土壤质量状况及烟草种植障碍因素

以云南抚仙湖北岸澄江市约1 130 hm²农田土壤为研究对象,通过调查分析土壤物理、化学性质,评价了研究区土壤质量状况,并进一步利用空间分析、相关分析与主成分分析对研究区烟草种植的主要土壤障碍因子进行了分析。结果表明:研究区土壤整体偏黏(平均黏粒含量496.7 g/kg)、偏碱(pH均值7.45)、有机质含量较高(均值28.55 g/kg)、大中微量营养元素有效态含量也整体偏高(水解性氮均值119.10 mg/kg、有效磷均值68.85 mg/kg、速效钾均值208.44 mg/kg、有效锰均值28.14 mg/kg),但各土壤性质在空间上变异较大。土壤基础地力、人为施肥管理、质地、酸碱性、有效锰是影响该地区土壤肥力的主要障碍因素,这些因素可通过有机质、速效钾、黏粒、pH、有效锰等指标进行评价,并指导烟草种植的土壤管理。烟草种植过程中应根据土壤性质、烟草养分需求,结合土壤养分空间变异采取相应的土壤改良措施。     

滇池流域磷矿山区优势植物叶片与土壤养分生态化学计量特征

为了研究滇池流域磷矿山区不同生活型优势植物叶片和土壤的养分含量及其计量比特征,选取流域内磷矿退化山区内4种常见优势植物(马桑、云南松、蔗茅和紫茎泽兰)作为研究对象,分析植物叶片及土壤的C、N、P含量。结果表明:云南松影响下的土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量最高,分别为22.42 g/kg、1.85 g/kg、140.78 mg/kg、1 048.89 mg/kg,全磷含量最低,为2.51 g/kg;云南松叶片C含量为492.86 g/kg,显著高于其他植物,而N、P含量分别为11.22和2.78 g/kg,显著低于其他植物;土壤N含量与叶片C含量显著正相关,而与叶片N︰P比显著负相关。研究结果表明:磷矿山地土壤C、N养分是限制植物生长的主要限制因子;在土壤C、N养分相对匮乏的立地条件下,云南松和蔗茅叶片能够固定更多的C,而马桑叶片能够固定较多的N。因此,结合不同生活型植物的属性特征及该区域内群落的演替特征,建议磷矿山区废弃地的生态恢复可以构建蔗茅和马桑为主的植物群落,随后种植云南松形成针叶林以增加土壤C含量,并在恢复后期种植固N阔叶树种形成针阔混交林,以达到全面改善土壤养分、保持水土并控制土壤P素流失的目的。     

陕西省耕地土壤有效硅分布规律初探

在陕西省17种土壤类型中,选取了其中分布面积较广且具有代表性的11种耕地土壤类型,共采集耕层土壤样品159个,利用柠檬酸浸提法分析土样中的有效硅含量。结果表明,陕西省土壤有效硅平均含量为390.99mg/kg,最高为980.32 mg/kg,最低为74.5 mg/kg;土壤有效硅的水平分布特征总体上呈现北低南高,在陕南地区呈现西高东低的特征。土壤有效硅含量与土壤有机质、土壤全氮、全磷的含量成正比关系,与土壤全钾的含量关系不明显。     

河北平山片麻岩山区微地形表层土壤养分异质性分析

以河北平山片麻岩山区7种微地形（坡顶、塌陷、巨石背阴、缓台、陡坎、谷坡、U形沟）及原状坡的表层土壤养分测定数据为基础,对比分析不同微地形及原状坡之间表层土壤养分的异质性,为片麻岩山区植被恢复提供科学依据。结果表明:（1）微地形、坡向、风化层厚度均影响了表层土壤养分的变化,而微地形是引起这种变化的主要因子。（2）微地形的表层土壤养分特征多数优于原状坡。其中,U形沟、塌陷和巨石背阴处有机质含量最大（68.94 g/kg,60.71 g/kg,62.77 g/kg）,显著高于其他微地形和原状坡,坡顶处最小（22.58 g/kg）。（3）全氮与全磷含量规律基本一致,都在U形沟、塌陷和巨石背阴处最大,缓台和坡顶处较小。全钾含量在坡顶、陡坎、谷坡处最大（11.88 g/kg,12.56 g/kg,11.67 g/kg）,塌陷、巨石背阴处较小（9.39 g/kg,9.69 g/kg）。（4）碱解氮含量在U形沟、塌陷和巨石背阴处最大（6.87 mg/kg,6.54 mg/kg,5.93 mg/kg）,显著高于其他微地形及原状坡,坡顶处最小（3.75 mg/kg）。U形沟处速效磷含量最大（3.55 mg/kg）,塌陷、巨石背阴、陡坎和谷坡次之,这5种微地形显著高于坡顶和原状坡,坡顶处最小（1.27 mg/kg）。速效钾含量在坡顶、陡坎达到最大（60.09 mg/kg,58.27 mg/kg）,这2种微地形显著高于其他微地形和原状坡。（5）通过对7种微地形和原状坡的3个坡向的表层土壤养分进行灰色关联分析,得出U形沟、塌陷和巨石背阴的土壤养分条件最好,坡顶和原状坡的土壤养分条件最差。