农田土壤有效磷的时空变异及其影响因素分析—以江苏省如皋市为例

研究农田土壤有效磷的时空变异特征可为作物合理施肥和识别农业面源磷污染重点控制区提供科学依据.以长三角地区的江苏省如皋市为例,对不同时期农田土壤有效磷的时空变异特征进行了研究.结果表明：自1982年至2002年的20年间,有效磷在空间分布上有一定的变化,随时间整体呈持续增长的趋势,三个年代各土系有效磷平均值分别为3.51 mg kg^-1、6.73 mg kg^-1、12.43 mg kg^-1,但不同类型的变异特征有所差别.南部的壤质云母混合型热性石灰淡色潮湿雏形土（营防系）1982年至1997年出现下降但近年来有一定回升,其余土系在各个时段内呈现不同程度地上升.其中,由江淮冲积物发育而成的、分布于中西部的、质地较粗的砂质云母混合型热性石灰淡色潮湿雏形土（磨头系和桃园系）近年来与其他土系比较增长趋缓,由江淮冲积物发育而来的分布于东北部的东陈系和由浅湖相冲积物发育而成的分布于西北部的搬经系近年来增长较快.造成这些时空变异的主要因素有施肥管理、土地利用方式的改变和土壤性质等.从全市20a来有效磷演化趋势拟合的方程经过计算表明,按目前的增长趋势,大约经过24 a,土壤中有效磷含量有可能达到对水体产生危害性的临界值.     

基于土壤系统分类的河南省土壤有机质时空变异

利用1982年河南省第二次土壤普查数据和2009年采样数据,采用传统统计学、地统计学和地理信息系统(GIS)的方法,在土壤系统分类的基础上,揭示河南省不同土类有机质含量时空变异规律,并讨论了影响其变异的主要原因。结果表明:从1982年到2009年,河南省土壤有机质(SOM)含量均值由12.21 g kg-1增加至16.02 g kg-1,增加了31.20%,河南省SOM自西向东逐渐增加,平原地区增加较多,而河南省南部、偏北部和西部山区地区有所减少;系统分类中的底锈干润雏形土、淡色潮湿雏形土、灌淤旱耕人为土、干润冲积新成土、干润砂质新成土、简育湿润变性土、简育湿润雏形土SOM平均含量从1982年到2009年有较大的提高,分别提高了5.7、5.6、5.6、5.5、5.4、5.0、3.1 g kg-1,而湿润正常新成土和干润正常新成土SOM含量有所降低,分别降低了2.5 g kg-1和1.9 g kg-1。因气候条件、成土母质、土壤质地、土地利用方式和人为活动的影响使得河南省不同土类的SOM出现时空差异。     

河南开封土壤养分变化特征及其持续利用途径研究

通过 1 984～ 1 998年河南开封不同土壤耕层有机质与氮磷钾养分分析 ,论述了不同农业利用方式和农田管理措施下不同土壤耕层养分的时空变化特征和硝态氮累积特性 .由于“重氮磷 ,轻有机肥 ,忽视钾素补给” ,土壤养分变化的总趋势以下降 ,钾素耗竭性明显 .土壤养分空间变化较为复杂 ,但不同土壤间耕层养分为普通淡色潮湿雏形土 >底锈干润雏形土 >石灰淡色潮湿雏形土 >灌淤旱耕人为土 >简育干润雏形土 >干润砂质新成土 .硝态氮累积表现为由上至下递减或由上至下递增和相对积累于土体某一深度 .最后研究提出了土壤持续利用的有效技术途径 .     

江苏省如皋市长寿人口分布区土壤及其微量元素特征

人类的健康长寿主要依赖于遗传、生活习惯以及环境等因素,其中环境是影响长寿现象的重要因素之一。对江苏省如皋市长寿人口的空间分布研究表明,如皋市90岁以上长寿人口比率的空间分布具有地域聚集特征,比率较高的区域分布在北部-东部-东南部发育较强的壤质雏形土和人为土上,在中西部的砂质雏形土和南部弱发育的年轻壤质-粘质雏形土上,比例较低。这种分布特征与土壤中的有效硒、锌和硼等微量元素空间分布特征相似。相关分析和主成分分析结果表明,如皋市土壤中有效态硒、锌和硼与90岁以上人口比例均达到极显著相关,并归属于同一主成分,表明这些元素或组合可能是该地区对健康长寿有益的主要微量元素。     

基于土壤系统分类的河南省土壤有机质时空变异研究

利用1982年河南省第二次土壤普查数据和2009年采样数据,采用传统统计学、地统计学和地理信息系统（GIS）的方法,在土壤系统分类的基础上,对产粮大省河南省土类土壤有机质（SOM）含量时空变异特征进行了分析研究,揭示了不同土类SOM时空变异规律,并分析讨论了影响其时空变异的主要原因,对河南省不同土壤类型的合理施肥与养分调控具有指导和借鉴意义。结果表明：从1982年到2009年,河南省SOM含量均值由12.21g kg-1增加至16.02 g kg-1,增加了31.70%,变异系数分别为67.90%和35.52%。两个时期SOM变异函数均符合球状模型,块金效应值由56.10%变为60.18%,变程由569.05km变为547.22km,SOM含量空间自相关性变弱,自相关距离减小。河南省SOM自西向东逐渐增加,平原地区增加较多,而河南省南部、偏北部和西部山区地区有所减少;系统分类中的底锈干润雏形土、淡色潮湿雏形土、灌淤旱耕人为土、干润冲积新成土、干润砂质新成土、简育湿润变性土、简育湿润雏形土SOM平均含量从1982年到2009年有较大的提高,分别提高了5.76g kg-1、5.61g kg-1、5.56g kg-1、5.47g kg-1、5.42g kg-1、4.99g kg-1、3.05g kg-1,而湿润正常新成土和干润正常新成土SOM含量有所降低,分别降低了2.47g kg-1和1.90g kg-1。因成土母质、气候条件、土壤质地、土地利用方式和人为活动的影响使得河南省不同土类的SOM出现时间和空间上的差异。SOM含量增加的土类主要分布在平原耕地地区,秸秆还田以及有机肥的施入,使该区域SOM含量有较大程度的提高。     

滇池流域原位模拟降雨条件下不同土壤质地磷素流失差异研究

在滇池流域的设施大棚和露地两种土地利用类型上,选择粉砂质壤土、粘壤土、砂质粘土、壤质粘土等4种典型土壤质地,应用原位模拟人工降雨设备,对地表径流和渗漏的流失过程以及水中的总磷(TP)、水溶性总磷(DTP)和溶解性正磷酸盐(DRP)的浓度、流失量变化特征进行了研究,模拟降雨量为80 mm,雨强采用40 mm/h以模拟渗漏流失过程和120 mm/h以模拟径流流失过程。结果表明:在不同土壤质地下,壤质粘土在两种流失方式下都极易发生养分流失,而砂质土的径流量和渗漏量较高,养分流失风险增加;壤质粘土的TP流失浓度和流失量高,而砂质土的DTP、DRP流失浓度和流失量高;在两种不同流失方式下,径流比渗漏初始产流时间早,产流历时短;而且径流是磷素流失的主要途径,砂质壤土、粘壤土、壤质粘土(露地)径流水中的TP、DTP、DRP流失浓度和流失量要高于渗漏,但砂质粘土和壤质粘土(大棚)的渗漏流失量较高。在不同土地利用方式下,露地比大棚更易发生径流流失,且土壤磷素流失多以泥砂结合态的PP为主要流失形态,而砂质粘土和壤质粘土(大棚)以水溶性总磷(DTP)为磷素流失的主要流失形态;在本研究区域内,土壤速效磷含量已经高达272.38 mg/kg,远远超过了作物适宜生长的土壤速效磷含量,也超过了土壤磷素淋溶的临界值,因此,滇池流域土壤磷素向下淋溶的趋势对地下水的富营养化造成了巨大威胁。     

四川郫县土壤耕层有机质时空变异特征

在ArcGlS8.1软件系统平台上,通过分析四川郫县土壤耕层1981年93个样点和2002年46个样点的有机质含量,研究了该县有机质的时空变化特征。结果表明,郫县耕层土壤有机质平均含量从1981年的26.4gkg-1增加到2002年的28.2gkg-1。其区域变化差异为:东部略微下降,中部与西部增加。近21年来水稻土有机质平均含量仅少量增加,而黄壤则增幅明显。距成都市区的远近和推广秸秆还田程度是引起耕层土壤有机质含量时空变异的主要原因。     

宁夏山地土壤的发育规律及系统分类研究

为全面了解宁夏山地土壤的发育特性及其系统分类归属,基于宁夏土系调查项目挖掘的典型剖面,选取10个发育在宁夏贺兰山山地(剖面编号为3、11、13、14和108)和六盘山山地(剖面编号为73、82、119、120和121)的土壤作为研究对象,结合剖面形态特征和理化性质,尝试对山地土壤的发育特征和系统分类归属进行研究。结果表明:(1)发育在宁夏的10个山地土壤高级单元归属为新成土、雏形土、淋溶土和均腐土等4个土纲,正常新成土、干润雏形土、湿润雏形土、冷凉淋溶土、湿润均腐土等5个亚纲,干旱正常新成土、简育干润雏形土、暗沃干润雏形土、冷凉湿润雏形土、简育冷凉淋溶土、斑纹湿润均腐土等6个土类,石灰干旱正常新成土、普通简育干润雏形土、普通暗沃干润雏形土、暗沃冷凉湿润雏形土、普通简育冷凉淋溶土、斑纹简育湿润均腐土等6个亚类,续分为10个土族,包括粗骨砂质硅质混合型温性—石灰干旱正常新成土,粗骨砂质长石型温性—石灰干旱正常新成土,壤质长石混合型石灰性冷性—普通简育冷凉淋溶土,砂质硅质混合型非酸性冷性—斑纹简育湿润均腐土等,10个供试剖面在土族完全分异,因而续分为10个土系,包括葡萄泉系、一堆系、滚钟口系、六盘山公园系、绿塬腰系等10个土系。(2)海拔对宁夏山地土壤的发育特征有着明显影响,表现为随海拔升高:腐殖质积累过程逐渐明显、土体淋溶过程加剧、土体石灰反应逐渐减弱直至消失;土壤水分条件逐渐改善,处于高海拔位置的山地土壤土体底部有弱氧化还原反应发生,形成铁子和铁锰胶膜;土壤pH逐渐减小,土壤酸碱性发生一定的变化。(3)受成土环境和成土因素的作用,土壤发育规律在诊断特征上的反映为随海拔高度的抬升呈现一定的垂直分异规律,其中诊断表层由淡薄表层演变为暗沃表层;土壤水分状况经干旱/半干润土壤水分状况向湿润土壤水分状况演化;土壤温度状况由温性土壤温度状况变为冷性状况。     

黄土高原东部潇河流域农田土壤有机质时空变异及影响因素

为揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素,通过收集黄土高原东部潇河流域1982年第二次土壤普查数据和2017年不同时期耕层土壤有机质含量的实测资料,应用地统计学方法对其进行分析。结果表明:从1982年至2017年,耕层土壤有机质均值由11.06 g·kg~(-1)升高至15.69 g·kg~(-1),增幅为41.86%;近35年潇河流域农田耕层土壤有机质含量均呈增加趋势,空间分布呈现由中部向四周逐渐升高的趋势。从第二次土壤普查时期到2017年,耕层土壤有机质含量表现为从低级向高级逐渐累积的规律。其中,土壤有机质含量20 g·kg~(-1)和15～20 g·kg~(-1)的土地面积从无增加到分别占流域总面积的0.74%和43.72%,10～15 g·kg~(-1)土地面积减少幅度最大,为29.93%,6～10 g·kg~(-1)土地面积从13.82%减少到1.57%,6 g·kg~(-1)土地从有到无。成土母质、地形变化、种植结构、施肥是影响土壤有机质时空分异的主要因素,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势,应注意土壤培肥,实行分区管理,以保证整个农业流域的可持续发展。     

高温烘干测定土壤水分的时间规范研究

通过对4种质地(即沙壤、轻壤、中壤和重壤)土壤,在4种温度下的恒温烘干试验(105℃、125℃、140℃、150℃)和有机质含量测定。结果表明:它们的失水规律一般是沙壤和轻壤采用125℃恒温2h;中壤和重壤恒温2h20min,可代替常规烘干土样方法,从而缩短了烘土时间。而高温烘干土样有机质含量与风干土有机质含量比较,绝对误差小于0.05%,故有机质含量不影响高温烘干法。     

农作措施对集约化土壤中磷形态变化的影响

Phosphorus (P) in agricultural soils is an important factor for soil quality and environmental protection. Understanding of P and its fractions in soils on a regional scale is imperative for effective management or utilization of P and the improvement of P availability in soils. To study spatial variability and changes of soil P and its fractions as affected by farming practices, soil samples were taken in Rugao County, Jiangsu Province of China, an intensive agricultural area in the Yangtze River Delta region, in years of 1982 (n = 1 514), 1997 (n = 1 651), and 2002 (n = 342). High spatial variabilities of Olsen P and total P (TP) were observed throughout the study area. Loamy Stagnic Anthrosols and clay or loamy Aquic Cambosols had significantly higher concentrations of Olsen P and TP than sandy Ustic Cambosols and Aquic Cambosols. Olsen P and TP were increased from 1982 to 2002. The accumulations of Olsen P and TP in the cultivated soils were likely related to the increased application of P fertilizer, organic input, and soil incorporation of crop residues as well as conversion of soil use. Accumulated soil P was dominantly in labile and semi-labile P fractions. These P fractions may be utilized by future crop production by adjusting management practices, but they also pose a serious threat to nearby water bodies. Future strategies should include decreasing P fertilization in soils and supporting sustainable management. The information from this study can be used to monitor changes in soil fertility and environmental risks so that the use of fertilizers can become more rational.     

陕西黑垆土在中国土壤系统分类中的归属

在分析陕西省境内9个黑垆土剖面成土环境、剖面形态特征及理化性质的基础上,按照中国土壤系统分类高级及基层分类检索标准,确定了其在中国土壤系统分类中的归属。9个黑垆土剖面的腐殖质层厚度介于30～120 cm,通体均具有强石灰反应,CaCO_3含量介于12.5～189.5 g/kg,其中6个剖面具有30～45 cm的堆垫层。黑垆土共包括淡薄表层、暗沃表层、雏形层、黏化层、钙积层5个诊断层和堆垫现象、钙积现象、盐积现象3个诊断现象,均腐殖质特性、温性土壤温度状况、半干润土壤水分状况以及石灰性4个诊断特性。9个黑垆土剖面在高级分类上可检索为淋溶土和雏形土2种土纲,向下继分为普通钙积干润淋溶土、钙积暗沃干润雏形土、钙积简育干润雏形土以及普通简育干润雏形土4个亚类;其土族鉴别特征可分为黏壤质混合型温性、壤质硅质混合型石灰性温性、壤质混合型温性等6个土族以及胡家庙系、崾崄系、崔木系等9个土系。但目前的系统分类检索结果未能体现黑垆土具有深厚腐殖质层及堆垫现象的典型特性,因此黑垆土的系统分类归属仍需开展深入研究,同时建议新增堆垫干润雏形土土类或堆垫简育干润雏形土亚类,以体现人为农业生产活动对黄土高原地区土壤的影响。     

Contact angle of soils as affected by depth, texture, and land management

Water repellency can be a significant factor in soil physical behaviour, but little is known about the depth dependence of the contact angle of field soils. We investigated contact angles and wetting properties as a function of depth for a wide range of agricultural and forest soils in Germany. The agricultural soils ranged from silty to sandy texture (six profiles), and the forest soils ranged from sandy to loamy texture (eight profiles). Contact angles (CA) were measured with the Wilhelmy plate method (WPM). In most of the soils, advancing WPM contact angles were considerably greater than 0° and they varied irregularly with depth. In general, sandy soils had larger WPM contact angles than silty soils. From the relation of the contact angle with texture and pH the quality of soil organic matter (SOM) was considered as more important for the wetting properties than the total amount of soil organic carbon (SOC). Finally, it was found that for soils with intermediate sand contents either under agricultural or forest use, the kind of land use seemed not to influence CA. Coarse‐textured sandy soils that were used only as forest sites were more hydrophobic than silty soils which were exclusively used as agricultural soils. We conclude that a coarse texture favours, in combination with other factors (mainly pH), hydrophobic SOM.     

1982-2012年来杭州市郊水稻田有机质变化特征及其调控措施

[目的]了解杭州市郊水稻田土壤有机质的长期演变,为杭州市正在推进的精品化、高度集约化农业生产提供土壤肥力的精确管理依据。[方法]利用历史资料和近期土壤质量调查数据探讨了近30 a 来杭州市郊水稻田土壤有机质的变化特征。[结果]从1982—2012年,杭州市郊水稻田土壤有机质含量总体呈下降趋势,平均降幅为2．95％,但各土种有机质变化有所差异。其中,培泥砂田、小粉田、黄斑田、泥砂田和粉泥田的土壤有机质呈现增加趋势,特别是培泥砂田,土壤有机质含量增幅高达22．86％;而青紫泥田、青粉泥田和黄松田的土壤有机质呈现下降趋势,且青紫泥田土壤有机质含量降幅高达22．59％。[结论]近30 a 来,杭州市郊水稻田土壤有机质发生了较大变化,但其变化程度和变化方向因土壤种类而异。施肥结构、耕作方式及耕作制度是引起土壤有机质变化的主要原因。     

近15年台兰河流域土地利用变化及其生态效应研究

利用 1990、2000 和 2005 年的 TM 影像数据,在 GIS 技术支持下,定量研究了近 15 年来台兰河流域的土地利用变化特征.结果表明:1990-2005 年,台兰河流域耕地和沙地面积均明显增加,分别增加 3.50万 hm~2 和 2.05万 hm~2,而草地和天然林地面积锐减,其中草地净减少 6.00万 hm~2,反映出流域有大面积拓荒的趋势.选择研究区 5 组自然条件相同而土地利用方式不同的代表性样区进行对比研究,结果发现不同土地利用方式对土壤有机质含量及总盐的影响主要发生在 0～25 cm 土层中,剖面中土壤有机质含量及总盐自上而下明显降低.人工甘草地和盐碱地的土壤总盐远高于其他土地利用类型,土壤表层(0～20 cm)有机质含量在几种土地利用类型之间的比较是:经济林＞耕地＞人工甘草地＞改良沙地＞盐碱地.随耕种年限的增加耕地总盐含量降低,有机质含量增加.     

耕作侵蚀对紫色土坡耕地土壤容重和有机质二维分布的影响

为了研究耕作侵蚀对坡耕地土壤容重、有机质以及两者相互关系的影响,选择四川盆地中部的简阳县的坡耕地作为研究对象,采用模拟耕作的方法,通过对比模拟耕作前与5次、20次模拟耕作之后的土壤容重、有机质的水平以及垂直变化与分布规律,并探讨耕作侵蚀对两者关系变化的影响规律。研究结果表明:由于耕作侵蚀的搬运作用,5次和20次耕作之后坡顶位置的表层土壤被不断搬运至下坡位置,从而导致坡顶表层土壤容重增加;并且耕作过程中锄头的翻转作用改变了土壤容重在垂直方向的分布。耕作前土壤有机质在各坡面位置的垂直分布可用对数方程描述,然而5次和20次耕作之后其两者之间没有显示任何关系。耕作前土壤有机质含量与土壤容重呈现显著的负相关关系,5次和20次耕作之后,土壤有机质和土壤容重之间无相关关系。因此,耕作侵蚀改变土壤有机质和容重在水平和垂直方向的分布并且改变有机质和容重之间的关系。     

高产农田土壤有机质、养分的变化规律与作物产量的关系

以山东桓台县高产农田为研究对象 ,对全县 1982～ 1998年的平均作物产量、土壤有机质、速效养分、化肥施用量等进行了调查和分析。结果表明 ,从 1982年到 1998年 ,桓台县农田土壤有机质处于不断增加的状态 ,但增加的幅度随着秸秆还田的普及而逐渐变小。目前全县县域农田土壤有机质平均水平为 15.0 gkg-1,有可能是当前耕作方式、土壤类型和气候条件下土壤有机质的平衡点。研究还表明 ,高产条件下土壤有机质与作物产量之间存在显著正相关关系。在吨粮田发展过程中 ,土壤速效氮和速效钾对作物产量的贡献逐渐降低 ,而土壤速效磷的贡献呈增加趋势。