土壤改良剂对喀斯特地区土壤养分水平运移的阻控效应

为筛选出一种或者组合材料作为喀斯特地区土壤改良剂,达到既能改良土壤,又能有效降低土壤养分流失的风险,研究了不同材料对溶液中养分的吸附特性以及室内模拟添加到喀斯特地区土壤后对土壤养分地表流失的影响。结果表明:9 900 g土、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g、9 900 g土+3%甘蔗渣炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g、9 900 g土+3%玉米秸秆炭297 g+2%沸石198 g+2%粉煤灰198 g处理硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾养分地表流失量之和分别为625.42、614.51、558.47、411.24、391.80 mg。所有实验处理均能降低养分地表流失总量,增加沸石及粉煤灰施用量有望进一步降低流失量。与对照相比,各处理均能减少总养分流失,增加沸石和粉煤灰的利用,有利于减少养分流失。养分吸附特征与养分种类和吸附材料直接相关。改良剂填充柱对养分的去除效果显示,沸石和粉煤灰组合表现出了较好的效果,有望降低喀斯特地区土壤养分经落水洞的流失。     

牦牛废弃物对沙化土壤养分淋溶损失的影响

  目的  研究施用不同配比的牦牛Bos grunniens粪生物质炭和牦牛粪堆肥以及聚丙烯酰胺(PAM)对沙化土壤养分淋溶的影响。  方法  在实验室条件下，设置8个处理:单施堆肥处理，炭肥混施(1∶1)处理，以及单施生物质炭处理。另设定不添加炭肥的空白处理。同时，在上述同样处理的基础上再对应地添加PAM，构成添加PAM区组，开展为期60 d的土柱模拟淋溶实验并测定土壤养分。  结果  总体而言，施用生物质炭或者堆肥都可以增强土壤养分含量，但炭肥混施的效果要明显优于单施生物质炭或单施堆肥。与空白对照相比，占土壤质量3%的生物质炭及堆肥混施能够显著增加土壤pH值，使土壤呈弱碱性，有机质质量分数提高530%，土壤全氮质量分数提升255%、硝态氮质量分数提升24.1%，总磷质量分数提升120%，有效磷质量分数提升78%，但对铵态氮效果不显著。此外，添加PAM可以有效降低外源养分的淋溶损失；根据炭肥混施处理的结果，全氮淋溶率减少9.6%，总磷减少7.1%。  结论  混施生物质炭及堆肥产品并配合PAM可以有效提高土壤养分质量分数，同时减少养分渗流的发生。图8表1参38     

黔南喀斯特峰丛洼地土壤养分时空动态

为了解贵州喀斯特峰丛洼地石漠化区土壤养分的时空分布规律及其变异特征,运用传统统计方法研究贵州黔南喀斯特峰丛洼地区不同地貌部位土壤养分的季节变化规律。结果表明:黔南喀斯特峰丛洼地土壤养分表现出较高的时空变异性,季节变化和坡位对该区域不同土壤养分因子的影响各异,土壤全磷、速效磷表现出养分洼积效应。     

淋溶条件下生物质炭对红壤中钾和磷含量及其淋出率的影响

采用室内模拟降水的方法,在未施肥红壤和施肥红壤中添加不同用量的生物质炭(0%、1%、2%和3%),分析在淋溶条件下生物质炭对土壤速效钾、速效磷含量及其淋出量的影响.结果表明:随着生物质炭用量的增加,红壤中速效钾和速效磷含量均显著提高,但淋洗液中总钾量和总磷量并没有显著增加;在未施肥土壤中,0%、1%、2%和3%生物质炭处理的钾淋出率分别为53.6%、14.3%、9.1%和7.5%,磷淋出率分别为88.8%、23.5%、16.3%和7.8%;在施肥土壤中,磷的淋出率随生物质炭用量的增加而减少,由24.1%降至7.2%;而钾淋出率受生物质炭用量的影响相对较小.在淋溶条件下,添加3%生物质炭可使未施肥土壤速效钾降幅由9.8%减少至0.3%,使施肥土壤速效钾降幅由10.8%减少至0.5%,但经生物质炭处理的未施肥和施肥土壤的速效磷含量在淋溶后下降更为明显.上述结果表明,生物质炭不仅能使土壤中速效钾和速效磷含量提高,且生物质炭有较强的养分保持能力,能够减少土壤中钾和磷的淋出率.     

模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

不同原料来源生物质炭对蔬菜种植土壤氮磷流失的影响

选择由竹子、水稻秸秆和烟草杆制成的生物质炭,研究不同原料来源生物质炭在不同添加量条件下对蔬菜生长和土壤氮磷流失的影响。结果表明,生物质炭种类和添加量对蔬菜生长和下渗水量产生了影响,且各处理均降低了氮磷流失,但各处理间规律不明显。对总氮和总磷流失,竹炭分别降低2.6%~19.4%和9.1%~30.3%,秸秆炭分别降低5.5%~20.4%和13.9%~19.0%,烟草杆炭分别降低4.1%~17.9%和17.6%~28.7%,生物质炭添加对降低总磷流失效果优于总氮。当竹炭和烟草杆炭添加量为5%时,对总氮总磷流失降低效果较佳,可作为实际应用参考添加量。     

施用生物质炭对桃园土壤肥力及黄桃产量和品质的影响

为探究不同原料生物质炭对桃园土壤肥力和黄桃产量的影响,以黄桃果园为研究对象,设置当地习惯施肥（CK）与分别配施 20 t·hm^-2水稻秸秆生物质炭（RB）、小麦秸秆生物质炭（WB）、杉木生物质炭（FB）4种处理,通过田间试验研究了不同处理对土壤理化性质、土壤胞外酶活性、各生育时期叶片及果实养分含量、黄桃产量及品质的影响。结果表明：不同生物质炭处理下土壤有机质含量显著增加,而铵态氮、硝态氮和有效磷含量均显著降低,其中WB处理较CK处理显著增加了土壤pH、阳离子交换量和全氮含量,增幅分别为6.7%、15.4%和17.6%。生物质炭施用显著提高了土壤酶活性,归一化酶活性显著增加80.0%~96.0%。不同生物质炭施用对土壤肥力影响不同,WB处理可显著提高土壤肥力指数17.8%。除RB处理较CK显著降低硬核期果实氮含量外,WB和FB处理均促进了植株地上部对养分的吸收,相较于CK,WB处理显著提高成熟期叶片钾含量、膨大一期果实磷含量以及膨大一期和硬核期果实钾含量;FB处理显著提高了膨大二期叶片磷含量、成熟期叶片钾含量,以及膨大一期果实氮、磷含量和成熟期果实磷含量。WB处理黄桃单果质量降低了12.7%,可滴定酸含量降低了13.8%,但黄桃总产量、可溶性糖含量及糖酸比无显著变化。研究表明,生物质炭施用可通过提高土壤pH、有机质含量和土壤酶活性来改善土壤肥力,促进植株地上部养分吸收,但短期内对黄桃产量和品质的影响较小。     

生物炭对冻融黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响

为了深入研究冻融条件下生物质炭对东北黑土中铵态氮和硝态氮淋失的影响效果,为解决冻融作用下黑土中无机氮素的淋失问题提供科学依据,采用室内模拟土柱淋溶实验方法研究了生物质炭对经过不同冻融循环次数处理土壤中铵态氮和硝态氮淋失的影响。研究结果表明:冻融会增加土壤氮素的淋失,且淋失量与冻融次数有关,施加生物质炭可以有效降低土壤因冻融作用引起的氮素淋失;玉米秸秆炭对无机氮素淋失降低率在76.15%~85.79%之间,树枝炭在55.26%~68.09%之间,可以看出玉米秸秆炭持氮效果较树枝炭更好;在冻融次数分别为3和1时,玉米秸秆炭和树枝炭持氮能力最强;两种生物质炭对铵态氮的固持能力均优于硝态氮。     

生物质炭对土壤硝态氮淋洗的影响

在过去10年中,施用生物质炭降低氮素淋洗正逐渐成为研究热点。为全面总结分析生物质炭在降低农田土壤硝态氮淋洗方面的影响,本文收集了2010-2016年在中国知网和Web of science上发表的相关中英文文献41篇,采用加权平均法对数据进行处理。结果表明：在农业生产过程中,86%的研究数据表明施入生物质炭可降低土壤硝态氮淋洗,且降低比例随生物质炭施入量的增加而升高。同时,98.2%的研究数据显示生物质炭的施入可以减少土壤水分淋溶体积,平均降幅达10.0%。生物质炭的施用效果以在中性土壤（pH=6.48）为最佳,硝态氮的淋失减少量达30.7%。研究表明,生物质炭可以降低土壤硝态氮的淋洗,平均降幅达24.6%,其淋洗效果主要与生物质炭施用量及原材料有关,此外土壤类型、土壤酸碱度等也是相关影响因素。但是目前关于生物质炭对硝态氮淋洗的研究主要集中在室内土柱模拟,未来仍需长期的田间定位试验来进一步验证其作用效果。     

生物质炭与土质互作对土壤硝态氮含量的动态影响

为探讨生物质炭改良植烟土壤的技术途径,在玻璃温室内,用蒸渗仪种植烟草,研究不同炭化温度(360℃、500℃)的生物质炭与土质(壤土和砂土)互作对植烟土壤0～30 cm土层硝态氮含量动态变化及土壤-烟株体系氮素表观损失量的影响。结果表明:①施用生物质炭能增加土壤硝态氮含量,施用低温炭(360℃)和高温炭(500℃)土壤硝态氮含量较对照分别增加20.58%和8.97%,低温炭比高温炭对硝态氮的持留效果更好;②低温炭对土壤硝态氮的持留作用主要发生在0～10 cm土层,而高温炭主要发生在10～20 cm土层,分别比对照高38.39%和7.37%,均达到显著水平;③施加低温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高16.09%和29.18%,可见施加低温炭对砂土保肥效果的提升高于壤土;而施加高温炭后壤土和砂土硝态氮含量分别比对照高11.03%和4.97%,可见施加高温炭对壤土保肥效果的提升高于砂土;④施用生物质炭能减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更好。各处理(壤土施化肥+低温炭、壤土施化肥+高温炭、砂土施化肥+低温炭、砂土施化肥+高温炭)分别较各自常规施肥对照的氮素表观损失量减少40.27%、34.10%、68.72%和54.05%,均与对照差异显著。因此,施用生物质炭能增强土壤对硝态氮持留效果,减少土壤-烟株体系的氮素表观损失量,低温炭比高温炭效果更显著,为生物质炭在植烟土壤中的合理施用提供理论指导。     

The Heterogeneity and Its Influencing Factors of Soil Nutrients in Peak-Cluster Depression Areas of Karst Region

By selecting a typical peak-cluster depression area of karst region in Southwest China, we evaluated the effect of land use types and topographic factors on soil nutrients. Grid and line sampling methods were used to sample soil in depression and slope lands respectively, and classical statistical tools were applied to analyze the spatial variability character of soil organic carbon （SOC）, total nitrogen （TN）, total phosphorus （TP）, total potassium （TK）, available nitrogen （AN）, available phosphorus （AP）, available potassium （AK）, pH, and C/N. It was found that land use type was the dominant factor that effected the spatial heterogeneity of SOC, TN, TP, TK, AN, and AP. The content of SOC, TN, and AN decreased with the increase of land use intensity. Due to high fertilizer input, TP and AP in tillage fields were higher than those in the other land use types. TK had no obvious change trend among various land use types. Topographic factors had a significant effect on SOC, TN, TP, AN, AP, AK, and pH. Habitat factor was the dominant factor that effected AK. Altitude factor was the dominant factor for pH. However, all of these factors had no significant effect on C/N. Tillage practice had important effect on soil nutrients loss and soil degradation in the fragile karst ecosystem, and the input of organic manure should be increased in this region.     

岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征

为了解岩溶地区生态系统中植物根系对土壤养分的影响,采用剥落法等方法对岩溶地区常绿阔叶林树种根际与非根际土壤的养分特征进行了分析。结果表明:不同树种根际土壤养分含量差异较大,12种树种根际土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮和有效磷均显著高于非根际土壤,根际土壤养分呈明显的富集作用,全钾和速效钾因植物种类不同富集率呈正值和负值;根际土壤pH值平均低于非根际土壤0.27;根际与非根际土壤有机质与全氮呈极显著相关(P<0.01),土壤全氮与全磷、碱解氮呈极显著正相关。岩溶地区森林生态系统植物对土壤环境质量的改善作用明显。     

磷肥和生物炭配施对杉木林地土壤微生物的影响

以二代杉木林地土壤为供试土壤，进行室内培养试验来探讨P肥与生物炭配施对杉木林地土壤养分和微生物结构的影响，为施用生物炭和P肥对我国经营南方杉木人工林的可持续性提供合理的依据。试验设置4组处理，进行150 d室内生物培养试验后测定土壤基本养分状况，同时采用高通量测序技术分析土壤细菌、真菌的群落组成，并对土壤主要养分与微生物类群的相关性进行分析。结果表明，与单施P肥处理组（P）相比，在施加P肥的条件下，配施的生物炭在氧化前后均能促进土壤全C、全N、全P，速效K的含量增加，同时也降低了硝态氮和速效P的含量，其中与施生物炭处理组（WBCP）相比，氧化生物炭处理组（OBCP）对速效P和溶解性有机碳的含量有显著的抑制作用；与原土（CK）相比，P处理组中土壤细菌相对丰度以及群落结构差异较小，而其他处理中土壤的细菌相对丰度以及群落结构差异较大；WBCP和OBCP处理组对土壤真菌种类影响弱于P处理组，不同生物炭的添加培养分别降低子囊菌门的相对丰度，提高了毛霉亚门的相对丰度；土壤基本养分含量与门、属水平下主要微生物类群具有密切的相关性。因此在施用P肥的土壤中添加生物炭，能够有效改善杉木人工林土壤的主要养分状况，总体上促进土壤微生物物种数的增加，但生物炭氧化后其改善效果减弱，在对主要微生物类群相对丰度的调节上具有差异。     

喀斯特峰丛洼地小流域表层土壤养分的空间异质性

为研究喀斯特峰丛洼地小流域土壤化学性质的空间变异性,基于规则网格取样(80m×80m),测定了典型喀斯特峰丛洼地木连喀斯特小流域163个表层(0cm~20cm)土壤样点基本养分全氮TN(total nitrogen)、全磷TP(total phosphorus)、全钾TK(total potassium)、有效氮AN(available nitrogen)、速效磷AP(available phosphorus)、速效钾AK(available potassium)、有机质SOM(soil organic matter)含量和pH值,并利用经典统计学和地统计方法进行了空间变异特征分析。结果表明:研究区土壤这8种指标数值的差异及变异系数均较大,各项土壤养分指标的变异程度依次为TK >AP >AN >TN >SOM >AK >TP >pH。不同养分指标具有不同的空间结构和最佳拟合模型,除TK和pH呈现强烈空间自相关、变程较短、空间依赖性较强外,其余6种指标(TN、TP、AN、AP、AK、SOM)均呈中等空间自相关,变程较长,空间连续性较好。Kriging等值线图直观、清晰的反映了研究区土壤养分空间格局。TN、AN、SOM的Kriging等值线图相似并且它们的空间分布趋势与pH正好相反,TP和AP的Kriging等值线图相似,TK和AK的Kriging等值线图相似。除pH外,木连喀斯特小流域养分空间格局可概括为:东边高,西边低,南边高,北边低,洼地高,坡地低。人为干扰和自然条件(地形、地貌、植被、裸岩率、坡度、坡向)是土壤养分空间异质性的主要影响因素。     

施用生物炭对云南烟区典型土壤养分淋失的影响

土壤养分尤其是氮、钾的淋失是制约云南烟叶生产可持续发展的重要因素之一。近些年来的一些研究表明,生物炭在减少土壤养分淋失方面有着很好的应用效果。然而,关于生物炭在云南植烟土壤上的应用效果研究报道较少。本文基于土柱淋洗模拟试验,研究了添加生物炭对南方紫色土、赤红壤和黄棕壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,以期为生物炭的合理广泛应用提供理论依据。研究结果显示,添加生物炭后,紫色土、赤红壤和黄棕壤的硝态氮淋洗总量分别减少16%、14%和22%;紫色土、赤红壤的磷素淋洗总量分别减少41%和32%,黄棕壤磷素淋洗总量变化不明显;紫色土和黄棕壤的钾素淋洗总量分别增加19%和23%,赤红壤的钾素淋洗总量变化不明显。研究表明,施用生物炭是控制云南植烟土壤氮磷淋失的有效措施。     

峡谷型喀斯特不同生态系统土壤养分及其生态化学计量特征

结合野外调查与室内分析,对峡谷型喀斯特水田(ST)、旱地(HD)、草地(CD)、灌丛(GC)、人工林(RGL)、次生林(CSL)6类生态系统进行研究,探讨不同生态系统土壤养分及其生态化学计量特征。结果表明:(1)除全钾含量外,6类生态系统土壤养分含量均随土层增加而减少,土壤pH与之相反;(2)与全球不同生态系统土壤的平均水平相比,峡谷型喀斯特不同生态系统的碳氮比、碳磷比、碳钾比、磷钾比和氮磷比均较低;(3)不同生态系统土壤养分含量差异显著,不同生态系统的化学计量差异也显著,土壤肥力的总体趋势为次生林人工林水田旱地灌丛草地。不同发展阶段、不同生态系统土壤养分的限制因子不同,应制定不同的管理和施肥措施,促进峡谷型喀斯特乃至整个西南喀斯特区域植被的迅速恢复和生态重建。     

岩溶区坡耕地土壤养分空间变异及其影响因子分析

对重庆市北碚区中梁山坡耕地上的100 m×100 m标准样地进行网格取样,利用地统计学方法分析了25个土壤样品的有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾等7种土壤养分的含量。结果表明:试验样地中有机质、全磷、全钾和速效钾具有较强的空间相关性,速效磷具有中等的空间相关性,全氮和碱解氮的空间相关性较弱。在试验样地的不同坡位上,各土壤养分的空间分布具有不同的特征,其中有机质、碱解氮、全磷和速效磷在坡顶、上坡和中坡位置含量较高;全氮、全钾和速效钾在坡底含量较高,往坡顶逐步降低。对土壤养分和环境因子的相关性分析表明:全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾的空间变异主要受环境因子中地质、地貌、土层厚度等结构性因子的影响,而有机质的空间变异主要受植被种植类型、耕作程度等随机性因子的影响。     

生物炭对京郊沙化地土壤性质和苜蓿生长、养分吸收的影响

通过田间试验研究了施用生物炭(14 t·hm^-2)和种植苜蓿对京郊沙化地的改良作用。试验设裸地(BL)、裸地添加生物炭(BLB)、种植苜蓿不加生物炭(A)和种植苜蓿添加生物炭(AB)四个处理。结果表明:添加生物炭使土壤容重显着减小11.5%~11.6%,pH值显着增加0.1~0.2个单位,田间持水量和总孔隙度分别增加9.1%~10.3%和7.6%~11.3%,土壤总氮、有机碳含量和氮、磷、钾、锌的有效含量分别增加10.3%~25.8%、52.8%~71.7%、12.7%~23.5%、141.7%~233.3%、47.7%~81.1%、94.2%~95.2%,有效铁含量最高减小29.1%,阳离子代换量(CEC)和钙、镁、锰、硼的有效含量无显着变化;种植苜蓿没有显着影响土壤pH值、容重、总孔隙度、田间持水量、CEC和氮、钙、镁、锌、硼的有效性,总体上显着减小了土壤含水量和总氮、速效磷、速效钾的含量,增加了铁和锰的有效含量。BLB处理土壤含水量比BL显着增加13.9%(P<0.05);添加生物炭使苜蓿地上部生物量、含水量和氮、磷、钾、钙、镁、铁、锌、锰、硼的吸收累积量分别显着增加91.1%、3.6%、110.0%、130.9%、200.4%、82.6%、44.8%、89.5%、102.7%、99.5%、104.7%.生物炭与苜蓿种植相结合可在短期内改善京郊沙化地土壤的理化性质、提高养分有效性和恢复植被。     

园地主要经济作物氮磷钾与PH相关性研究

为了解古田县果园作物土壤氮、磷、钾养分状况,探讨了果园土壤氮、磷、钾含量与土壤pH值之间的关系。结果表明,古田县园地土壤pH的平均值为5.07,处于酸性水平;全氮的含量均值为1.20g/kg,总体处于中等水平;供试园地土壤碱解氮均值为143.4mg/kg,处于中等水平;供试土壤有效磷均值为29.90mg/kg,处于丰富水平;速效钾含量均值为59.2mg/kg,处于严重缺乏水平。土壤中的氮、磷、钾养分状况与土壤中的pH值呈显著或极显著正相关。因此,改良土壤酸度是供试果园土壤改善氮、磷、钾养分供应的主要措施。