三峡库区2种土地利用方式下土壤盐基离子及碳氮含量对氮添加的响应

为探究三峡库区2种土地利用方式下土壤交换性盐基离子及土壤碳氮含量对氮添加的响应,以湖北省秭归县的林地和果园土壤为研究对象,进行室内土柱淋溶模拟试验,研究4种不同氮添加量(0,50,120,200 kg/(hm²·a))下,土壤中交换性Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺以及NO₃^--N、DOC的变化。结果表明：随着氮添加量的增加,林地土壤中的交换性盐基离子淋失量显著增加(p<0.05),而果园土壤中的交换性盐基离子淋失量无显著变化,且林地土壤中交换性盐基离子淋失总量与各盐基离子淋失量均高于果园土壤;经N1、N2、N3处理后,与对照组(N0)相比,林地土壤中的交换性盐基离子淋失总量分别增加1.78%,4.45%,8.49%,且NO₃^--N淋失量分别增加89.21%,77.73%,157.25%,说明氮添加通过加剧土壤中NO₃^--N的淋失带走土壤中交...     

不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响

自连续13a在同一地块以不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地,分层采集沟灌、滴灌、渗灌3个处理0～60cm土层土壤样品,研究灌溉方式对土壤酸化特征的影响。结果表明,3种灌溉处理土壤活性酸度和交换性酸含量均随着土层加深而降低,各处理间土壤活性酸度在0～40cm土层差异明显,总体为沟灌>渗灌>滴灌;土壤交换性酸差异出现在0～30cm土层,为渗灌>沟灌>滴灌;土壤交换性Al3+随土层加深呈先增加后降低的变化趋势,且以滴灌含量最低。各处理土壤盐基饱和度(BS)随土层加深而增加,在0～30cm土层为滴灌>渗灌>沟灌。土壤pH与交换性酸、硝态氮含量呈极显著负相关,与盐基饱和度、特别是Ca2+饱和度呈极显著正相关;Al3+占交换性酸比例与有机质含量呈极显著负相关。总之,保护地土壤酸化与硝态氮含量、盐基饱和度、有机质含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更利于抑制土壤酸化。     

模拟酸雨淋溶下不同母质发育雏形土矿物风化中的盐基离子与硅计量关系

土壤矿物风化过程中释放的盐基离子(BC)与硅(Si)的比值(BC︰Si)是定量评估土壤矿物风化对土壤酸化过程缓冲作用的基础,是准确估算当前环境下土壤酸化速率的依据。本研究以云母片岩、片麻岩和安山岩3种母质发育的湿润雏形土为研究对象,测定了其土壤物理、化学和矿物学性质。通过洗脱实验除去土壤交换性盐基以消除土壤胶体吸附的交换性盐基离子对矿物风化计量关系的影响,再利用模拟酸雨淋溶实验,采用Batch方法获取3种不同母质发育土壤的盐基离子和硅的释放量,进一步估算BC︰Si值。结果表明,由于母岩不同,土壤黏粒、pH、有机质、交换性盐基(K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺)、阳离子交换量(CEC)和土壤矿物含量存在差异。在模拟酸雨淋溶实验条件下,未洗脱盐基土壤的BC︰Si值为洗脱盐基土壤的3倍以上,因此只有洗脱土壤交换性盐基才能获得来自风化过程的BC︰Si值。同一母质发育土壤的腐殖质表层(Ah)BC︰Si最小,母质层(C)最大。不同母质发育土壤的BC︰Si值表现为：片麻岩>云母片岩>安山岩,土壤中斜长...     

冻结状态下盐渍化土壤中水溶性盐基离子含量高光谱反演

为探究采用高光谱技术反演冻结状态土壤水溶性盐基离子含量的可行性,该研究针对河套灌区盐渍化土壤,测定土壤在冻结与未冻结状态下的光谱和主要水溶性盐基离子含量(HCO₃^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-、K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺),光谱经标准正态变量变换(standard normal variable,SNV)和变量投影重要性法(variable importance in projection,VIP)筛选出敏感波段后,采用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)、支持向量机回归法(support vector regression,SVR)和极限学习机法(extreme learning machine,ELM)构建基于特征光谱的土壤离子含量高光谱反演模型,并对比冻结与未冻结状态反演模型...     

休耕轮作对黑土酸化的影响

通过长期定位试验,在吉林省德惠市采集休耕轮作的土壤样品,研究休耕轮作对土壤pH值及土壤交换性H+、Al3+的影响;休耕轮作对土壤阳离子交换性能的影响;休耕轮作的土壤pH值与各相关理化性状的相关性;休耕轮作对土壤缓冲性能的影响以及对酸化速率的影响.结果表明:(1)土壤经过休耕轮作后,土壤酸化得到缓解,土壤交换性酸(交换性H+和交换性Al3+)呈下降的趋势,土壤pH随着交换性酸的降低而升高;交换性H+和交换性Al3+含量随土壤有机质含量的增加而减小.(2)休耕轮作措施能够增加土壤中阳离子交换量及盐基饱和度;(3)土壤pH与各盐基阳离子的相关性大小依次为Ca2+＞ Na+＞ K+＞Mg2+,并且交换性Ca2+含量最多,占盐基总量的89％～95％,对盐基饱和度贡献最大;(4)休耕轮作措施能够增加土壤的酸碱缓冲容量,休耕轮作后的土壤最高酸碱缓冲容量是长期连作土壤酸碱缓冲容量的2倍以上,从而增强了土壤对酸碱的缓冲性能,并且降低了土壤的酸化速率.     

设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换性能的影响

以辽宁省沈阳市于洪地区设施菜地及其相邻旱田土壤为研究对象,测定土壤的有机质、阳离子交换量、交换性盐基离子组成和土壤盐基离子饱和度,分析设施蔬菜栽培对土壤阳离子交换量及交换性盐基离子组成的影响。结果表明:(1)与旱田土壤相比,设施土壤有机质含量明显增加,上下层土壤有机质平均含量分别为35.6 g kg-1和18.0 g kg-1,分别是旱田上下层土壤有机质含量的2.1倍和1.8倍;设施土壤阳离子交换量呈上升的趋势,土壤阳离子交换量与有机质含量呈极显著正相关关系(r=0.603**,n=50,r0.01=0.361)。(2)与旱田土壤相比,不同层次设施土壤交换性盐基总量均有所增加,交换性盐基离子中除交换性Ca2+含量变化不大之外,交换性K+、Mg2+、Na+含量均显著增加;不同层次设施土壤交换性K+、Mg2+、Na+饱和度显著高于旱田土壤,但交换性Ca2+饱和度和盐基饱和度呈下降趋势。     

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。     

不同改良剂对酸性土壤的修复效应

为明确不同改良剂对酸性植烟土壤的修复效应,采用盆栽试验,分析了施用丰收延酸性土壤改良剂、金叶酸性土壤改良剂及石灰后土壤pH、水解性酸、潜性酸及土壤交换性能的动态变化。结果表明:施用改良剂可提高土壤pH 3.01%~24.11%,降低土壤水解性酸16.08%~50.46%、交换性Al 3+51.80%~64.27%、交换性H+含量84.12%~93.56%,提高土壤交换性盐基总量45.18%~46.16%、阳离子交换量0.33%~20.10%、盐基饱和度21.35%~49.78%。施用土壤改良剂后,土壤pH先升高后下降,至移栽60天后趋于稳定;土壤水解性酸在烤烟移栽后30~90天差异较小,至移栽后120天略有增加。施用石灰的土壤交换性氢、交换性铝一直下降,但施用丰收延、金叶酸性土壤改良剂的土壤交换性铝下降至烟苗移栽后120天略有增加,土壤交换性氢上升至烟苗移栽后120天大幅度下降。施用土壤改良剂后,土壤交换性盐基总量、阳离子交换量、盐基饱和度一直提高,但变化幅度较小。不同土壤改良剂的材料来源及组成成分不同,其对酸性土壤的恢复效果也不同,以施用石灰的效果最好。     

温室蔬菜栽培对土壤交换性盐基离子组成的影响

对沈阳市大民屯镇蔬菜生产基地温室番茄栽培条件下土壤交换性盐基离子组成变化的研究表明，使用5年和11年温室0～30cm土层的土壤交换性K平均含量分别是其相邻露地菜田的4．1倍和8．7倍。由于土壤交换性K含量的增加，交换性K与盐量总量的比值随温室使用年限增加而显著增加，而Ca＋Mg与盐基总量的比值随温室使用年限增加而显著降低。土壤水溶性与交换性Ca、Mg、K之间、水溶性阳离子总量与交换性盐基离子及总量之间具有极显著的相关关系（P〈0．01），表明温室土壤交换性盐基组成是土壤水溶性盐分积累的一个主要影响因素。与露地菜田相比，高量施肥条件下温室土壤交换性K含量的显著增加是交换性盐基组成及盐基离子之间比值变化的一个主要特征。     

电动模拟土壤酸化及其交换性离子组成变化

土壤酸化及其环境效应研究是土壤环境领域的重要内容。自行设计了模拟土壤酸化的电动装置,该装置由直流电源、反应槽、石墨电极组成,并采用四种不同类型土壤,研究了电动模拟土壤酸化后土壤pH、交换性酸和交换性阳离子组成的变化。实验结果显示,经电动处理后土壤pH发生明显变化,土壤pH由阳极到阴极逐渐升高,pH变幅为水稻土燥红土红壤赤红壤,水稻土的pH变化比红壤更为明显;土壤交换性H+和Al~(3+)含量在阳极附近最高,交换性Al~(3+)占交换性酸总量达65%以上;交换性Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+和Na~+表现出离阳极越远,含量越大的规律,其中交换性Ca~(2+)和Mg~(2+)在模拟酸化后含量变化较大,而交换性K~+和Na~+的变化幅度相对较小。结果表明,电动处理可快速获得不同pH梯度的土壤样品,并模拟了土壤酸化过程中的阳离子迁移过程,是模拟土壤酸化及其效应研究的有效方法。