基于土壤光谱特征的宁夏银北地区盐碱地盐分预测研究

对宁夏回族自治区银北地区盐碱地野外土壤表层光谱反射率和土壤全盐及盐分进行定量分析,筛选出各土壤盐分指标的敏感波段,然后采用全回归和逐步回归的方法建立各盐分的预测模型。结果表明：表层土壤高光谱反射率r,及其平滑去嗓处理后的值R,lg(R)与全盐含量呈极显著正相关关系,1/R,lg(1/R)与全盐呈极显著负相关关系,(R)'和〔lg(1/R)〕'在特定单波段处表现较佳;土壤表层光谱反射率与CO₃^2-的相关性最强,其次是SO₄^2-;土壤光谱反射率与Na⁺的相关性在各种变换方法下均较强,其次为Mg²⁺,与Ca²⁺的相关性最弱。基于R的逐步回归方程为全盐含量预测的最佳模型;基于土壤光谱反射率拟合土壤CO₃^2-的准确度略高于对土壤HCO₃^-;敏感波段估测土壤SO₄^2-含量的决定系数明显高于其他阴离子;采用〔lg(1/R)〕'逐步回归得到的方程拟合土壤Na⁺,K⁺和Mg²⁺含量相对于其他变换方式效果更理想。预测模型中对土壤全盐和Na+的模型精度较高,预测能力强;光谱对土壤SO₄^2-和Mg²⁺的预测能力也较强;对土壤Cl^-和Ca²⁺的预测稳定性、预测能力和精度都较差。     

塿土剖面CO2浓度的动态变化及其受环境因素的影响

CO₂是土壤空气的重要组成,土壤空气CO₂浓度一般高于大气几倍到数十倍,甚至上百倍^[1]。土壤空气中CO₂主要来源于土壤呼吸,其浓度主要决定于生物因素(植物根系、土壤微生物活性等)和环境因素(土壤温度、含水量等)^[2～4]。土壤空气CO₂浓度可以反映和影响土壤向大气释放CO₂的通量^[4,5],同时对植物根系生长发育、土壤微生物活动和各种养料物质转化也有很大影响^[1]。研究了解土壤空气CO₂浓度剖面分布、季节动态及其影响因素,有助于人们认识土壤中CO₂产生、累积、输运以及向大气排放的生物和物理过程,制定和实施合理的农作措施以改善作物生长环境和减少土壤向大气排放的CO₂。国外已在森林、草地和农田土壤上开展了较长时间的土壤空气CO₂浓度观测研究^[4~7],但我国的研究和报道很少^[8,9]。本文通过土壤剖面不同深度CO₂浓度的定位观测,初步揭示了土剖面CO₂浓度的分布特征、季节动态及其受水热条件的影响。     

SO42-和Cl-对稻田土壤养分及其吸附解吸特性的影响

利用长期定位试验 ,比较了长期施用含SO₄^2-和Cl^- 化肥 22年后稻田土壤的 pH值、养分状况及其吸附解吸特性。结果表明 ,长期施用含SO₄^2-化肥 ,土壤有机质、速效氮和速效钾的含量较高 ,但全量氮磷钾的含量较低 ;长期施用含Cl^- 化肥 ,土壤全量氮磷钾和速效磷的含量较高 ,但pH值相对较低。长期施用含上述二种阴离子的化肥后 ,土壤对H₂PO₄^-的最大吸附量均较大 ,且在Cl^- 处理下土壤对H₂PO₄^-吸附的结合能较大 ,而SO₄^2-处理下土壤在同等吸附量时对H₂PO₄^-的解吸量相应较多。长期施用含SO₄^2-的化肥亦使土壤对钾素的供应强度较大 (ΔK0的绝对值较大 )、缓冲能力增强 (AR0值较高 ) ,而长期施用含Cl^- 的化肥时则与SO₄^2-相反     

总氮量的测定

众所周知,对于富含NO₃^--N、NO₂^--N的土壤、肥料、污水以及其他样品,用K氏法测得的全氮值不能反映出NO₃^--N、NO₂^--N的含量,因此不能代表总氮量。     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿时N肥、P肥、有机肥的配合施用(NPM)较单施P肥对提高土壤硝态氮(NO^-₃-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO^-₃-N均造成不同程度的亏缺。苜蓿(NPM)连作较小麦(NPM)连作土壤NO^-₃-N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮(NH⁺₄-N)分布影响与NO^-₃-N不同，深层土壤CK、NPM配施处理NH⁺₄-N含量明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH⁺₄-N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

土壤交换性和非交换性NH4+在低地水稻的氮素营养中的重要性

G.Keerthisinghe等人在菲律宾主要植稻区的三种土壤上进行田间试验,考察NH₄⁺-N肥的施用和作物氮素的吸收对土壤交换性NH₄⁺和非交换性NH₄⁺水平的影响。     

土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响

[目的] 研究土壤秸秆注孔对土壤含水量及作物生长的影响,为旱作农田增加雨水蓄集能力及提高水分利用效率提供理论依据。[方法] 开展玉米-小麦轮作田间试验,设置常规种植(CK)、土壤秸秆注孔2孔/m²(T₁),4孔/m²(T₂),8孔/m²(T₃)4个处理。[结果] 秸秆注孔所有处理均提高了整个试验期表层土壤含水量。T₂,T₃处理提高了收获期深层土壤含水量,试验结束时两者底层土壤(60-80 cm)含水量较CK分别提高了29.19 %和28.18 %。秸秆注孔处理提高了作物株高、经济产量和生物量,以及降水利用效率和水分利用效率,T₂,T₃处理的提高效果最明显,且彼此差异不显著。[结论] 秸秆注孔具有保水性能和增产能力,根据成本和效果综合考虑,推荐秸秆注孔4孔/m²(T₂)作为优选处理。     

低硒土壤中75Se的形态转化

用⁷⁵SeO₂水溶液分别按0.131ppm和1.631ppm比例处理暗棕色森林土。用这种土壤盆栽的小麦含Se分别为0.023ppm和0.493ppm。小麦收获之后,对土壤残留的⁷⁵Se用不同的提取剂连续进行化学分级,⁷⁵Se的各种形态按其占土壤总Se的百分比大小排序为:同位素交换态Se>NH₄OH可提态Se>HNO₃可提态Se>HCl可提态硒>水溶态Se>K₂SO₄可提态硒。土壤残留⁷⁵Se主要以NaHSeO₃同位素交换态存在,其量占土壤总硒28%,NH₄OH可提态Se次之,占20%;水溶态Se较少,仅6-7%。以SeO₃^-2形式加入土壤的⁷⁵Se被土壤紧密吸附。     

Cl-、SO42-在酸性土壤中对铝电极电位的影响及其差异

盐分是土壤腐蚀的一个重要影响因素,业已证明,土壤盐分尤其有Cl^-存在时,能加速土壤腐蚀反应^[1,2]。Cl^-、SO₄^2-是土壤中常见的盐分阴离子,它们不但能破坏金属表面的氧化膜,同时由于Cl^-、SO₄^2-都具有特性吸附能力,有可能直接参与腐蚀反应过程。     

我国黄土、褐土和潮土土壤中的氮素矿化潜力

在35℃下培养154天,用7、7、14、28、28、28、42天的培养间隔,测定了黄土、褐土和潮土16个土壤的氮素净矿化作用。培养前和每次间隔培养,土壤中的矿质氮用0.01 M CaCl₂淋洗收集,应用紫外分光光度计测定每次淋洗液中的NO₃-N。积累的净矿质氮与时间平方根t^1、2呈线性相关。采用G. Stanford和S. J. Smith以及J. Richter的数学模型计算了每个土壤的氮素矿化潜力N₆。结果表明,氮素矿化潜力能反映土壤的供氮能力,土壤氮素矿化潜力N₀占土壤全氮百分数为10.8—23.4%。矿化速率常数k的最可靠估算为0.0064±0.0006日^-1。     

不同耕作条件下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响因素研究

为了研究耕作措施对双序列轮作农田土壤温室气体的排放及影响, 采用CO₂分析仪、静态箱 气相色谱法在陇中黄土高原半干旱区对传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作+秸秆还田4种耕作措施下豆麦双序列轮作农田土壤温室气体(CO₂、N₂O和CH₄)的排放及影响因素进行了连续测定和分析。结果表明: 测定期内4种耕作措施下农田土壤均表现为CO₂源、N₂O源和CH₄净吸收汇; 除传统耕作不覆盖措施, 其他3种耕作措施不同程度地减少了2种轮作序列土壤的N₂O排放通量, 并显著增加了土壤对CH4的吸收。CO₂和N₂O的排放通量分别与地表、地下5 cm处、地下10 cm处的土壤温度呈极显著和显著正相关关系, 相关系数分别为0.92^**和0.89^**、0.95^**和0.91^**、0.77^*和0.62^*; 而CH₄吸收通量与不同地层的温度之间无明显的相关关系; CO₂和CH₄的通量与0~5 cm、5~10 cm的土壤含水量均呈显著正相关关系, 相关系数分别为0.69^*和0.72^*、0.77^*和0.64^*, 而与10~30 cm土壤含水量无明显相关关系; N₂O排放通量与各层次的土壤含水量之间均呈不显著负相关关系。对2种轮作序列各处理下土壤中排放的3种温室气体的增温潜势计算综合得出: 4种耕作措施中, 免耕不覆盖处理可相对减少土壤温室气体的排放量, 进而降低温室效应。     

镁对土壤某些理化性质的影响

本文研究了镁离子在土壤中的吸附特性和交换性镁对土壤某些物理性质的影响。试验结果表明:镁盐阴离子对镁离子侵入土壤吸收复合体能力的影响为:CO₃^2->SO₄^2->Cl^-。在低浓度下,Mg²+在Na⁺陪伴下较其单独存在时更易被含MgCO₃的石灰性土壤吸附。在混合盐溶液中,当盐渍度和SAR一定时,Na⁺在Na⁺-Mg²⁺体系中比在Na⁺-Ca²⁺体系中更易被土壤吸附。当ESP一定时,随着土壤吸收复合体中交换性镁百分率(EMP)的增加,分散系数逐渐增加,饱和导水率和毛管水上升高度逐渐降低,当EMP>60%时,不再发生变化。随着ESP的增加,交换性镁的不良影响逐渐变小。     

滇池流域大棚土壤硝酸盐累积特征及其对环境的影响

对滇池流域主要大棚土壤的分析结果表明：随着大棚年限的增长，土壤剖面(0～60 cm)土层中硝态氮在不断累积，加重了土壤次生盐渍化；大棚内0～20 cm、20～40 cm土壤硝态氮含量与全盐的相关性均达极显著水平。同时对大棚区的地下水、地表水的分析结果表明：地下水中NO^-₃含量与土壤NO^-₃含量呈正相关，相关系数为0.945^**，大棚种植区土壤的NO^-₃累积严重威胁地下水环境；地表水中的总氮含量与大棚土壤NO^-₃含量的相关性很好(r=0.994^**)，大棚种植区土壤的NO^-₃累积将加重滇池面源污染的负荷。     

淹水土壤中氮素运移与转化试验及其数值模拟

在室内试验的基础上,建立了淹水土壤中NH₄⁺—N和NO₃^-运移转化的耦合数学模型,并对表施于水层中的氮肥(碳铵:NH₄HCO₃)在饱和土中运移与转化过程进行了数值模拟。结果表明:该试验条件下NH₄⁺—N的硝化作用主要发生于土壤表层1cm左右的范围内。     

克拉玛依人工碳汇林区景观地球化学特征与规律

以克拉玛依人工碳汇林区的土壤可溶性盐分离子、地下水矿化度和植被为研究对象, 综合运用描述性统计和相关性分析等方法, 研究其景观地球化学特征, 旨在通过对克拉玛依人工碳汇林区的景观地球化学特征的研究, 为这一地区盐渍化土壤改良和沙漠化防治提供理论依据。结果表明: 克拉玛依人工碳汇林区土壤Cl^-、SO₄^2-、Ca²⁺在0~80 cm范围内变异系数较大, 80~100 cm范围内, 土壤总盐和各离子变异系数相对较小; 盐分表聚现象严重; 该地区盐土类型主要是硫酸盐型, 其中SO₄^2-和Na⁺+K⁺为土壤可溶性盐的主要成分。研究区地下水呈弱碱性, 除HCO₃^-外, 其他离子和矿化度表现出较强的变异性; 地下水的化学类型主要为Cl·SO₄-Na, 矿化度和Cl^-、SO₄^2-、Na⁺+K⁺相关系数较为显著。种植人工碳汇林后, 除土壤HCO₃^-含量有轻微上升外, 其他离子均有所下降, 其中SO₄^2-含量的降低趋势最为明显。俄罗斯杨林分土壤含盐量随种植年限的增长明显降低, 种植后的土壤盐渍化状况有明显改善。     

肥液浓度对单膜孔入渗NO-3-N运移特性影响的室内试验研究

该文通过室内入渗试验，研究了不同浓度的单膜孔肥液入渗NO^-₃-N的分布特性。研究表明：不同浓度的膜孔肥液入渗土壤NO^-₃-N浓度的湿润锋运移距离与土壤水分运动的湿润锋一致；肥液浓度越大，相同入渗时间的NO^-₃-N浓度锋运移距离越大，土壤剖面NO^-₃-N浓度最大值越大，相同深度处土壤NO^-₃-N浓度也越大。肥液入渗土壤NO^-₃-N浓度分布特征与湿润体深度符合分段函数模型。供水入渗过程中，NO^-₃-N浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大；再分布过程中，NO^-₃-N浓度锋运移距离继续增大，而NO^-₃-N浓度最大值逐渐减小。     

红壤侵蚀区不同地层背景马尾松林土壤理化特性及细菌多样性

[目的] 揭示土壤理化特性与细菌丰度之间的内在关系,为红壤侵蚀区马尾松林水土流失分区精准治理提供参考。[方法] 以福建省长汀县红壤侵蚀区马尾松林为研究对象,选择侏罗系中统漳平组中段(J₂Z²)、侏罗系中统漳平组下段(J₂Z¹)、侏罗纪燕山期早期侵入岩(γ₅^{2(3) c})、第四系全新统(Q_h)4种地层背景,分析测定不同地层背景马尾松林土壤理化特性和细菌群落组成及多样性。[结果] 不同地层背景马尾松林土壤理化指标整体表现为：J₂Z¹＞J₂Z²＞Q_h＞γ₅^{2(3) c};土壤养分含量各地层背景各有丰缺,J₂Z¹地层背景土壤有机质含量大于其他地层,Q_h地层背景氮含量大于其他地层,而γ₅^{2(3) c}地层背景磷和钾含量较高;4种地层背景土壤细菌差异操作分类单元(OTU)数目表现为：Q_h＞J₂Z²＞J₂Z¹＞γ₅^{2(3) c},分别占总OTU数目的21.62%,18.29%,16.79%,12.08%;细菌群落多样性表现为：J₂Z²＞Q_h＞γ₅^{2(3) c}＞J₂Z¹;J₂Z¹地层和Q_h地层土壤细菌多样性与土壤含水率和土壤pH值正相关,J₂Z²地层与土壤容重以及全磷含量正相关,γ₅^{2(3) c}地层与土壤钾含量和速效氮含量正相关。[结论] 红壤侵蚀区不同地层背景马尾松林土壤理化特性存在一定差异,在植被恢复过程中应考虑地层背景因素进行分区治理,细菌对不同地层背景土壤性质具有一定指示作用。     

影响土壤镉吸持和解吸的因子

研究了土壤的pH、离子浓度(0.01mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L)、阴(阳)离子种类(NO₃^-、Cl^-、OAc^-、SO₄^2-、HPO₄^-及Zn和Pb)及石灰和葡萄糖对土壤镉吸持及其解吸的影响。     

施氮水平对太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系土壤温室气体通量的影响

应用静态明箱-气相色谱法对4 个施氮肥水平N0 [0 kg(N)·hm^-2]、N200 [200 kg(N)·hm^-2]、N400 [400kg(N)·hm^-2]、N600 [600 kg(N)·hm^-2]的夏玉米-冬小麦季轮作体系2008~2010 年的土壤温室气体(CH₄、CO₂ 和N₂O)排放通量进行研究, 同时观测5 cm 土层土壤温度并记录降水量。结果表明: 太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统为CH₄ 吸收汇, CO₂ 和N₂O 排放源。随着氮肥施入量的增加土壤对CH₄ 的吸收速率降低, 而CO₂ 和N₂O 的排放速率增加。冬小麦季施氮处理土壤对CH₄ 的吸收速率显著低于无氮肥的N0 处理, 而N600处理土壤CO₂ 和N₂O 排放速率显著高于N0 处理(P<0.05)。施肥和灌溉会直接导致土壤CO₂ 和N₂O 的排放通量增加, 同时土壤对CH₄ 的吸收峰值减小。土壤温度升高和降水量增加以及干湿交替加剧均会造成N₂O 和CO₂排放速率增加。同时在持续干燥和低温条件的冬季不施氮处理观测到土壤对N₂O 的吸收现象。N0、N200、N400 和N600 处理土壤CH₄ 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为-1.42、-0.75、-0.82、-0.92(2008~2009 年)和-2.60、-1.47、-1.35、-1.76(2009~2010 年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤CO₂ 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为15 597.6、19 345.6、21 455.9、29 012.5(2008~2009 年)和10 317.7、11 474.0、13 983.5、20 639.3(2009~2010年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤N₂O 年排放总量(kg·hm^-2·a^-1)分别为1.05、2.16、5.27、6.98(2008~2009年)和1.49、2.31、4.42、5.81(2009~2010 年)。     

溶质类型与矿化度对半干旱盐渍化地区果园土壤水分有效性的影响

盐渍化土壤水分有效性是制约土地生产能力的关键因素之一。研究不同盐分类型及矿化度的盐溶液对土壤水分有效性的影响, 可为微咸水合理灌溉以及促进土壤生产潜力的发挥提供科学依据。本研究采用离心法在室内研究了脱水过程中灌溉水的溶质类型(NaCl和Na₂SO₄)与矿化度(0、1 g·L^-1、3 g·L^-1、5 g·L^-1、10 g·L^-1)对半干旱盐渍化地区果园土壤水分有效性的影响。结果表明: 不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理均可使田间持水量、暂时萎蔫系数、永久萎蔫系数、迟效水和无效水较对照有所降低。不同矿化度的NaCl处理以及1 g·L^-1的Na₂SO₄处理土壤全有效水和速效水都较对照增加, 3 g·L^-1、5 g·L^-1和10 g·L^-1的Na₂SO₄处理土壤全有效水和速效水都较对照减小。不同矿化度的NaCl和Na₂SO₄处理均可使土壤通气孔隙和毛管孔隙相对减少, 非活性孔隙增大, 其中矿化度为5 g·L^-1的NaCl和Na₂SO₄处理对其影响最为明显, 通气孔隙分别较对照减小16.8%和14.8%, 毛管孔隙分别较对照减小5.2%和6.5%, 非活性孔隙分别较对照增加15.7%和14.4%。NaCl对于土壤比水容量和毛管断裂的延迟效果比NaSO₄明显。且土壤溶液盐分含量增加, 土壤持水能力下降、供水性能增加而土壤抗旱性降低。