川中丘陵区不同利用方式的土壤养分特征研究

通过实地调查、土壤采样分析和数理统计结合的方法，对川中丘陵区5种土地利用方式（水田、旱地、菜地、林地和荒草地）的土壤养分状况进行对比分析，结果表明．土地利用方式对土壤有机质、全氮、全钾、全磷、碱解氮、速效钾和速效磷含量的影响达极显著（或显著）水平；在5种土地利用方式中．土壤有机质和全氮含量由高到低的顺序为：水田〉林地〉菜地〉旱地〉荒草地；土壤全钾和速效钾含量由高到低的顺序为：水田〉菜地〉旱地〉林地〉荒草地；土壤全磷含量由高到低的顺序为：菜地〉旱地〉林地〉水田〉荒草地。     

长江三角洲典型地区土壤性质对土地利用变化的响应—以江苏省锡山市为例

以锡山市为分析样区,对土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷和速效钾等7个指标对旱地变为未利用地、水田变为菜地、水田变为旱地、水田变为林地和水田变为未利用地等五种变化方式的响应进行了研究.结果表明,土地利用变化对土壤性质有显著影响,但不同变化方式对各指标的影响方向及影响程度不同：（1）水田变为菜地、旱地和林地使土壤向酸化方向发展,土壤pH分别降低0.47、0.78和0.17;旱地和水田变为未利用地分别使土壤pH提高0.24和0.74;（2）水田变为未利用地、菜地和林地分别使有机质降低3.83、3.18和0.35 g kg^-1;水田变为旱地、旱地变为未利用地分别使有机质含量增加7.58和1.07 g kg^-1;（3）旱地变为未利用地、水田变为菜地和未利用地分别使全氮降低0.31、0.08和0.11 g kg^-1;水田变为旱地和林地分别使全氮提高0.41和0.04 g kg^-1;（4）旱地变为未利用地使全磷有微小幅度的降低,降低量为0.01 g kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地后不同程度地提高全磷含量,增加量分别为0.23、0.08、0.23和0.09 g kg-1;（5）旱地和水田变为未利用地分别使速效氮降低2.38和7.62 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地和林地分别使速效氮增加11.61、34.51和18.26 mg kg^-1;（6）旱地变为未利用地使速效磷降低3.70 mg kg^-1;水田变为菜地、旱地、林地和未利用地分别使速效磷增加45.16、7.54、40.55和10.94 mg kg^-1 ;（7）旱地变为未利用地以及水田变为菜地、旱地、林地和未利用地均使速效钾含量有所增加,增加量分别为8.75、77.44、32.28、160.4和27.59 mg kg^-1.     

广西不同类型农田土壤重金属含量状况分析

以《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)的二级标准值作为判定依据,对广西水田、园地、旱地3类农田土壤的8种重金属含量超标情况进行统计分析。结果表明,3类农田土壤重金属含量超标率较高的元素是Cd、Hg、Ni,其次是As、Zn,而Cu、Pb、Cr较低;旱地土壤重金属超标率远高于水田和园地,水田又高于园地;在超标样品中,水田和园地以单项重金属超标为主,旱地以多项重金属复合超标为主。     

基于137Cs示踪的丹江口市农用地土壤侵蚀与有机质流失分析

运用137Cs示踪技术探讨了丹江口市小流域不同土地利用方式的土壤侵蚀,并分析了137Cs含量与有机质和重金属含量之间的关系。结果表明:农用地土壤侵蚀速率从大到小依次为沟谷旱地>坡耕地>菜田>水田>草地>灌丛,耕作土的侵蚀强度多为中度和强度侵蚀,非耕作土则是微度和轻度侵蚀;不同土地利用方式对土壤有机质和重金属分布影响很大,有机质含量分布规律为草地>灌丛>菜田>水田>沟谷旱地>坡耕地;Pb与Ni含量为灌丛>草地>坡耕地>沟谷旱地>菜田>水田;Cr与Cu含量为灌丛>菜田>坡耕地>草地>沟谷旱地>水田;Zn含量为灌丛>菜田>草地>坡耕地>沟谷旱地>水田。对137Cs含量与土壤有机质、重金属含量进行回归分析的相关系数均在0.7以上,说明在景观简单的小流域,可以利用137Cs含量和数学模型预测土壤有机质和重金属的含量变化。     

鄂南红壤丘陵区种植结构调整对土壤养分的影响

研究了鄂南红壤区不同种植模式的旱地及坡荒地，不同轮作模式的水田、水田改旱菜地的土壤养分状况，本区土壤有机质含量和氮素含量较低，磷素普遍缺乏，钾素含量较低且呈下降趋势，土壤有机质及氮含量呈现水田类＞水田改旱地类＞旱地类：土壤磷含量则是水田改旱地类＞水田类＞旱地类；水田类钾含量明显降低旱地类和水田改旱地类，而且三熟制油菜－西瓜－晚稻种植模式下，土壤全钾及速效钾含量呈下降趋势，水田改为旱作是改善土壤水分状况的有效措施。     

广东省东南部菜地水田砷含量空间分布

针对稀疏采样条件下农用地土壤砷含量空间分布难以高效准确识别的问题,以广东省东南部农用地为例,采集表层土壤(0~20 cm)样本104个,借助空间分析与多元回归建模手段,分菜地、水田和果园3类农用地分析土壤砷含量统计特征、模拟揭示土壤砷含量空间分异的成因与空间分布格局。结果表明:1)研究区农用地土壤砷含量总体上达标,但个别样点土壤砷含量值高达137.80 mg/kg,显著高于国家土壤环境质量二级标准(GB156182-1995);2)3类农用地中菜地土壤砷含量最高、水田次之、果园相对较低,均值分别为11.04、9.89和2.54 mg/kg;3)各类农用地土壤砷污染来源不同,菜地砷污染主要在不同地形条件下,受河流污水灌溉和烟囱排放的废气沉降随地表径流累积影响,在空间上呈现北部偏高、其他地区偏低的分布格局;4)水田砷污染受河流污水灌溉影响显著,空间上呈现南北部偏高、中部地区偏低的污染格局。研究结果对在稀疏采样监测地区开展农用地土壤重金属污染制图与精细防控策略的制定提供了一种行之有效的方法。     

长江中下游地区农田土地利用对中小型土壤动物群落的影响

为了解长江中下游地区不同农田土地利用方式对中小型土壤动物群落的影响,在吴江市设置3组样地161采样点,共捕获中小型土壤动物20906只,隶属于5门11纲14目21类。其中,线虫纲为优势类群,弹尾目、蜱螨目、猛水蚤目、轮虫纲和寡毛纲为常见类群。农田土地利用方式对中小型土壤动物密度产生明显的影响,灌溉水田土壤动物密度分别是旱地与菜地的1.6倍以上,且差异显著,但3类土地利用方式的土壤动物类群总数无显著差异。灌溉水田土壤动物多样性H′指数分别是旱地与菜地的0.42和0.46倍,且差异显著,但旱地和菜地无显著差异。皆为旱作的旱地与菜地的中小型土壤动物群落间类群及其个体数量相似程度较高,而灌溉水田与旱地或灌溉水田与菜地间中小型土壤动物群落相似程度较低。因此,农田土地利用方式和具体措施对中小型土壤动物群落组成与结构特征有一定的影响。     

不同利用方式旱地红壤水稳性团聚体及其碳、氮、磷分布特征

针对江西红壤地区不同利用方式引起的土壤质量和肥力的相应变化,研究了不同肥力水平、不同利用方式下红壤旱地水稳性团聚体含量及其养分分布规律。研究表明,荒地土壤中>5 mm水稳性团聚体含量显著高于其他利用方式,花生地和果园土壤则以0.25～0.053 mm的水稳性团聚体为主。各肥力水平下,菜地土壤中除>5 mm水稳性团聚体外,各粒级团聚体中有机碳、全氮和全磷含量均显著高于花生地、果园和荒地土壤。说明菜地土壤长期大量施肥,导致土壤碳、氮、磷养分含量均相对丰富。不同利用方式旱地红壤中,有机碳、全氮主要分布在>5 mm、5～2 mm和2～1 mm的较大粒径水稳性团聚体中。说明随着团聚体粒径增大,其有机碳含量增加,土壤全氮的消长趋势和有机碳一致。土壤全磷较均匀地分布在水稳性团聚体中,如高肥力菜地和荒地土壤各粒级团聚体中全磷含量间均无显著性差异。各利用方式旱地红壤中2～1 mm和1～0.5 mm的水稳性团聚体含量与土壤有机碳、全氮和全磷含量间均达到了极显著正相关。     

九台市不同利用方式下土壤铬含量及其空间分布特征

基于传统统计学和地统计学原理，分析了菜地、旱地和水田3种耕作方式对吉林省九台市土壤重金属铬分布的影响，并研究了整个区域铬含量的空间异质性特征。结果表明，菜地和水田土壤中铬含量明显高于背景值，存在积累现象，而旱地不明显。用球状模型来拟合整个区域铬含量的理论半变异函数效果最佳，铬分布具有较好的空间结构性，自相关范围较大，属于强空间相关。同时，各向异性分析表明该区域的铬含量分布是各向同性的。通过普通Kriging插值发现，铬含量的高值区主要分布于九台市东北部的岛状区域和西南部，这主要是受不同土地利用方式和地形的影响，使得长期以来．该区域铬的迁移方向大致为西部和东北部。总体而言。九台市土壤铬含量分布目前仍主要受母质、土壤性质等内在因素的影响，但一些外在因素如耕作方式、施肥对其影响也不容忽视。     

土地利用方式对土壤活性有机碳含量影响的初步研究

以我国川中丘陵区紫色土为背景,研究了5种不同土地利用方式对土壤活性有机碳(可溶性有机碳和微生物量碳)含量的影响,分析了可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、总有机碳(TOC)的关系。结果表明,土地利用方式对土壤活性有机碳有显著影响。DOC含量呈现菜地>果园>水田>林地>旱地的趋势;MBC含量为水田>果园>菜地>林地>旱地。有机物质的输入量、种植制度和土壤管理措施是差异存在的重要原因。菜地、旱地、林地、果园和水田的DOC/TOC均值分别为0.58%、0.28%、0.19%、0.57%和0.28%,其相应的MBC/TOC均值分别为3.57%、3.09%、2.38%、2.67%和3.42%。经相关性分析,5种土地利用方式DOC、MBC含量与TOC之间的差异性达到了显著或极显著水平。     

基于污染损失率法的土壤重金属污染评价及经济损失估算

半定量或定量估算土壤污染造成的经济损失,对开展土壤环境质量评价工作具有重要意义。以长三角典型区张家港市蔬菜地为例,在分析蔬菜地土壤中Cd、As、Cr和Cu4种重金属含量及其变化趋势的基础上,以该地区土壤重金属的基线值为基准,运用污染损失率法,初步估算了重金属污染损失率（重金属污染对土壤的损害程度,%）和土壤进行蔬菜种植利用时的重金属污染经济损失量（万元·a^-1）,并预测了未来10a和20a重金属污染经济损失量。结果表明,张家港市蔬菜地各单项重金属污染损失率在1.00%-1.67%之间,综合重金属污染损失率为5.02%,土壤重金属污染总体较轻,污染等级整体为Ⅱ级,属于尚清洁水平。但如果按照目前重金属积累的趋势发展下去,随着蔬菜种植年限的增加和种植面积的扩大,综合重金属污染损失率将呈不断增加的趋势,导致重金属污染经济损失量不断增加,2009年重金属污染经济损失量约为1998万元·a^-1,2029年将增加到5532万元·a^-1。因此,需要对蔬菜生产系统中重金属的来源进行有效控制,以降低土壤重金属的积累,减少由此带来的经济损失。     

工业型城乡交错区土壤重金属含量及其空间分异的特征-以无锡典型城乡交错区为例

Phosphorus （P） is necessary for growth and nitrogen fixation, and thus its deficiency is a major factor limiting legume production in most agricultural soils. The effect of phosphorus supply on nodule development and its role in soybeans （Glycine max L.） was studied in a nutrient solution. Plants were inoculated with Bradyrhizobium japonicum and grown for 35 days in a glasshouse at a day and night temperature of 25℃ and 15℃, respectively. Although increasing P supply increased the concentrations of P and N in the shoots and roots, the external P supply did not significantly affect the P concentration in the nodules, and the N fixed per unit nodule biomass decreased with increasing P supply. The nitrogen content in the shoots correlated well with the P content （r=0.92＊＊）. At an inoculation level of 10^2 cells mL^-1, the P supply did not affect the number of nodules; however, at inoculation levels of 10^3.5 and 10^5 cells mL^-1, increasing P supply increased both the number and size of nodules. Irrespective of the inoculation level, increasing P supply increased the nodule biomass relative to the biomass of the host plant. It is suggested that the P deficiency specifically inhibited the nodule development and thereby the total N2 fixation.     

工业和农业污染稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移比较

[目的]稻田土壤重金属污染是当前农产品安全生产关注的重要问题.本文比较分析工业和农业污染源稻田土壤重金属的赋存形态及水稻吸收运移,以期为稻田土壤重金属污染控制提供参考.[方法]在长江中下游地区调查选取工业源和农业源重金属污染稻田各27块,在水稻成熟期使用抖根法采集根际土壤及水稻根系和籽粒样品,采用Tessier七步提取...     

华北地区有机种植和常规种植模式下土壤重金属含量及污染评价

为探讨有机种植与常规种植两种不同种植方式对土壤重金属含量和污染特性的影响,本文在华北5个地区选取典型的有机蔬菜和有机小麦种植基地及附近相似条件的常规种植地块,比较了土壤中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As共6种重金属含量的差异,并采用不同评价方法对不同种植方式下土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:与常规种植相比,有机种植减轻了土壤酸化和盐渍化,提高了土壤有机质含量和阳离子交换量,在一定程度上有利于降低土壤中重金属的生物有效性。与土壤背景值相比,所有调查地区的土壤重金属均有不同程度的增加和积累。与常规种植相比,有机种植模式能有效降低土壤中Cd、Cr含量,有机小麦种植地块因长期施用大量有机肥导致土壤中Cu、Zn、As大量富集;而常规温室菜田同时施用大量的有机肥、化肥及农药,土壤中Cu、Zn、As富集的风险比有机种植模式高;露天蔬菜有机种植地块土壤中Cu、Zn、As含量与常规地块差异不明显。综合污染指数评价结果显示,调查地区土壤均属于轻污染程度,主要贡献因子为Cd、Cu、Zn,有机种植降低了土壤中重金属的综合污染水平;地累积指数法评价结果表明,调查地区处于无污染到中等污染水平,最明显的污染元素是Cd,有机种植降低了土壤中重金属污染的程度和风险;潜在生态危害指数评价结果表明,所调查地块存在轻微潜在生态风险,其中产生较大生态危害的是Cd,表现出轻微生态危害程度。本研究表明,有机种植减轻了土壤中重金属综合污染水平和污染风险,并减轻了土壤重金属的潜在生态危害。     

经济发达区不同土壤利用方式下重金属的时空分布及预测

土壤利用方式的改变可能导致重金属的积累,并威胁食品安全。本文以长江三角洲经济发达的典型地区张家港市为例,评价了土壤利用由稻麦轮作转变为蔬菜种植对该市土壤中Cd、As、Cr、Cu时空分布的影响;并预测了目前条件下,蔬菜种植面积的扩大和种植年限的增加对重金属在土壤中的积累趋势及污染潜力。结果表明,在蔬菜种植过程中,土壤中As含量变化不明显;Cd、Cr和Cu的含量有不断累积的趋势,一定面积的土壤超过了土壤环境质量一级限值(背景值);如果按目前的蔬菜种植扩大和重金属积累的趋势发展,未来10年,将有2.4%面积的土壤Cu超过土壤环境二级限值,20年后,Cd亦出现超标现象(约0.7%面积),有可能对蔬菜品质产生影响。因此,对今后蔬菜种植管理过程中引起的土壤重金属积累及潜在污染问题应该得到充分的重视。     

岩溶山区磷石膏堆场重金属迁移对耕地质量的影响及污染风险管控

[目的]探讨磷石膏堆场周边耕地土壤重金属含量的变化、成因及污染风险,为磷化工产业可持续发展及水土环境重金属污染的治理提供科学依据。[方法]通过对贵州省中部磷石膏堆场进行实地调查与采样开展分析和研究。[结果]磷石膏堆场排水、侵蚀冲沟水及洼地积水中Cd,Hg,As的含量都超过农田灌溉水质一类标准(水作)水质限值,特别是Cd。在磷石膏堆场周边50～300 m范围内,玉米地、蔬菜地、水稻土中Cd的含量分别超过农用地土壤污染风险筛选值的4.87～9.43倍、8.83～19.13倍和3.83～13.42倍,堆场周边旱作土主要是Cd,As,Zn的污染风险,而水稻土则主要是Cd,As,Hg,Zn的污染风险;大部分蔬菜地土壤和水稻土中Cd的含量超过农用地土壤污染风险管控值。[结论]天然降雨对露天磷石膏堆场产生的侵蚀及淋溶作用是重金属迁移的主要原因,在地表水流方向上耕地重金属污染风险随着堆场距离的增加而逐步减小。兴修排灌设施及调整种植结构是减少磷石膏堆场周边耕地重金属污染的有效途径。     

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。     

Long-term fertilization with pig-biogas residues results in heavy metal accumulation in paddy field and rice grains in Jiaxing of China

Pig-biogas residue is widely used as organic fertilizer for rice (Oryza sativa L.) in China. To evaluate the risk of heavy metal contamination in paddy soil and rice grains caused by long-term pig-biogas residue fertilization, this study was conducted in paddy fields which had been fertilized continuously with pig-biogas residue for 8 years. We found that pig-biogas residues contained high concentrations of arsenic (As), cadmium (Cd), copper (Cu) and zinc (Zn). As a result, the concentrations of these four metals in paddy soils and rice grains sampled from biogas residue fertilized fields were significantly higher than those from control fields. In addition, in biogas residue fertilized fields, the concentrations of these four metals rapidly increased in the tillage layer compared with those in deep soil layers, and biological availability was significantly higher than in control fields. Moreover, we found that the accumulation of these four metals in paddy soils and rice grains increased in the second year compared with the first year. To reduce heavy metal accumulation in rice grains, we screened for rice genotype among 20 local rice genotypes. We found obvious genotypic differences in grains’ accumulation of heavy metals, and identified some rice genotypes which had low accumulation of multiple heavy metals. These low-accumulating genotypes predicate the possibility to reduce heavy metal accumulation in rice grains grown in pig-biogas residue fertilized fields.     

上海市郊旱作农田土壤养分资源状况

研究了上海市郊旱作农田土壤养分特征,结果表明：自80年代以来经过近20年的土壤耕作演替,上海市郊蔬菜、瓜果旱作土壤总体养分状况表现为有机质、氮素、磷素和钾素含量均很丰富。土壤氮、磷养分积累明显,较80年代第二次土壤普查有大幅度增加,一方面施用过多肥料造成浪费,另一方面带来潜在的非点源污染,对周围的环境造成威胁。各区域由于受土壤质地、土壤类型、气候条件、作物种类、耕作方式等不同土壤养分有所差异。不同耕作方式对农田土壤养分的含量影响较大,其水平高低依次为：大棚土壤、露天菜地土壤、传统自留地土壤。大棚瓜、菜地土壤有酸化趋势,菜园土壤有效磷含量远高于稻麦田土壤,这主要和施肥水平有关。     

长三角工业型城乡交错区蔬菜生产系统重金属平衡及健康风险

随着中国城市化进程的加快,城乡交错区重金属污染问题越来越受到人们的关注.本文以长三角无锡市城乡交错区某蔬菜基地为例,详细观测了两年期间(2003.7-2005.7)蔬菜生产系统中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属元素的平衡状况,其目的是掌握该生产系统重金属的积累趋势,评价系统中土壤和蔬菜的健康风险.结果表明:该系统在管理过程中,重金属的输入途径有施肥和灌溉,有机肥施用是生产系统重金属输入的主要来源,占输入量的88.5% 以上.系统重金属年输入量较高,明显高于荷兰农业区水平,而Cu、Pb、Zn等元素年输出量明显较低,占输入量的10% 以下,表现为盈余.观测田块土壤中Cu、Pb、Zn、Cd含量均低于农田土壤二级标准但明显高于太湖地区人为土元素背景值,存在积累的趋势.蔬菜中重金属健康风险评价结果表明,在目前的生产条件下,叶菜类蔬菜重金属健康风险较高.