不同氮肥对咖啡园砖红壤硝化作用的影响

为提高咖啡园砖红壤肥料有效性,采用土壤好气培养法进行试验,以尿素和硫酸铵为氮肥,研究了砖红壤区不同咖啡园土壤硝化作用特征。结果表明,土壤性质、氮肥种类和环境温度显著影响砖红壤硝化速率。在3种因素共同作用下,硝化速率呈“S”型变化曲线;土壤性质中土壤pH是影响咖啡园砖红壤硝化特性的主要因素,pH值越高的土壤硝化速率越快（酸性土壤）,21 d后土壤硝化率达到100％;不同氮肥的硝化过程有明显差异,施尿素的土壤硝化速率显著高于施硫酸铵的土壤（p<0.05）;温度会影响硝化速率,30 ℃土壤硝化速率显著大于25 ℃土壤。因此,针对不同土壤特性和环境温度,应选择不同种类氮肥,以提高肥料利用率。     

二棱大麦氮素营养指标研究

大麦植株干物重、含氮率、植株吸氨量、土壤速效氨和土壤累计供氨量各项指标,在大麦一生中均具有各自的变化动态和累积规律,经过统计选择认为,土壤累计供氨量是表示麦田氮素水平的较好指标。土壤累计供氨量是植株吸氨量和同期土壤速效氮之和,年度间具有相对的稳定性和可比性。在大麦生长的一生中,按变形双曲线的回归模型累积,其值与产量密切相关。文中模拟推算了大麦亩产250和350公斤的土壤累计供氨指标和曲线模型,供进一步研究和应用鉴定。     

生物炭对盐碱土理化性质及大豆产量的影响

为改良松嫩平原盐碱地土壤地力,提高作物产量,对生物炭改良盐碱土的技术理论进行完善,用随机区组设计,研究了不同生物炭用量对盐碱土水分渗透性及大豆产量的影响。结果表明,生物炭增加了盐碱土水分渗透性能,生物炭处理Y3初始渗透速率、平均渗透速率、稳定渗透速率、累积入渗量和饱和渗透系数分别为CK的23.75,28.46,23.69,24.42和24.79倍。生物炭增加了盐碱地的有机质、速效磷、速效钾、全氮、全磷和全钾含量。生物炭处理Y3的大豆产量最高,单株产量达3.17 g,为CK的2.22倍。     

生物炭对环丙沙星在热带土壤中吸附行为的影响

以热带农业废弃物甘蔗渣为材料，在3种温度（350、450、550 ℃）下制备不同碳化度的生物炭（分别记为BC350、BC450、BC550），研究其对环丙沙星在砖红壤中吸附-解吸行为的影响。研究结果表明，环丙沙星在砖红壤和添加水平为1.0％的生物炭土壤上的吸附过程可以分为快速和缓慢2个阶段，伪二级动力学模型能很好地描述砖红壤和生物炭土壤吸附环丙沙星的动力学过程（r>0.989，p<0.01）；添加质量浓度分别为0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1.0％的3种生物炭提高了砖红壤对环丙沙星的吸附量，且随着生物炭添加量的增加，吸附量逐渐增加。环丙沙星在生物炭土壤中的吸附-解吸过程能够采用Freundlich模型和Langmuir模型进行较好的拟合（r>0.984，p<0.01）；添加生物炭后土壤对环丙沙星的解吸过程并非吸附的可逆过程，其吸附-解吸过程具有明显的迟滞效应，环丙沙星在生物炭土壤中的解吸滞后指数提高了1.32~1.86倍。生物炭对土壤中环丙沙星有一定的固定作用，环丙沙星在被生物炭土壤吸附后，解吸较为困难，因此可以降低环丙沙星在环境中迁移的生态风险。     

在砖红壤中施用不同氮肥后的氮素淋溶动态与特性研究

为探讨不同氮肥在砖红壤中的养分释放特性,本研究采用土柱淋溶试验,研究了普通尿素、腐植酸脲及缓释氮肥(自制)在分别由花岗岩、砂页岩、浅海沉积物、玄武岩母质发育的4种砖红壤中的淋溶特性及动态,采用一级动力学方程Nt=No(1-e~(-kt))、Elovich方程q_t=a+blnt、抛物线方程q_t=a+bt~(0.5)对肥料在不同砖红壤中的氮素累积释放动态变化进行描述。结果表明,一级动力学方程拟合程度最高(0.936 0**~0.995 0**),抛物线方程次之(0.923 8**~0.986 4**)。氮素最大释放率(No值)与氮素累积释放率变化趋势一致,均为尿素﹥腐脲﹥缓释氮肥。淋溶曲线表明,缓释氮肥和腐植酸脲均能减小氮素淋出率,降低氮素淋出量,减少氮素的淋溶损失,且缓释氮肥效果更显著。与尿素相比,在4种砖红壤中缓释氮肥的氮素淋出量减少了41.47%~48.62%,腐植酸脲的氮素淋出量减少了6.21%~9.32%。尿素、腐植酸脲、缓释氮肥在砂页岩砖红壤中的首次氮素淋出率均为最大;尿素、腐植酸脲在浅海沉积物砖红壤中累积氮素淋出率最小,而缓释氮肥在玄武岩砖红壤中累积氮素淋出率最小。本研究可为热区土壤的合理施肥提供理论依据。     

磷肥在热带土壤中的转化规律及残效

采用海南岛6类土壤,进行不同施磷量盆栽试验,应用土壤无机磷分级方法,研究水溶性磷肥在砖红壤中转化的情况。盆栽试验历时5年。其结果表明:(1)过磷酸钙与土壤充分混合,连续盆栽作物5年中均有明显效应。(2)施磷肥处理所增加的有效磷比例和盆栽后土壤有效磷量逐年下降幅度因土壤类型不同而差异很大。(3)水溶性磷肥在土壤中很快转化为各种形态的无机磷,但其形态比例、变化趋向和速度也因土壤类型不同而异。玄武岩(铁质)砖红壤以Fe—P(磷酸铁盐)为主,浅海沉积物(硅铝质)砖红壤以Al—P(磷酸铝盐)为主,花岗岩和云母片岩(铝质)砖红壤的Al—P含量略高于Fe—P。在盆栽过程中各类土壤的Al—P含量逐年降低,而Fe—P的含量除了在玄武岩砖红壤中是逐年降低外,在其他类型的土壤中则逐年提高,施肥后,Ca—P(磷酸钙盐)的含量在各类土壤中都比盆栽前提高,但变化幅度很微小。(4)不同施磷量处理间土壤中O—P(闭蓄态磷酸铁)的含量差异不显著,盆栽过程头3年没有明显变化,而盆找后第5年比前3年有所增长,但只有玄武岩砖红壤的增长量达到显著水平。(5)无机磷转化的次序,似乎存在Al—P→Fe—P→O—P转化的趋向,因此,Al—P的有效性>Fe—P。     

不同植被土壤水分入渗特征初探

为提高水资源特别是自然降水利用率,研究了长沙市区3种不同类型植被土壤水分入渗特征。结果表明,乔灌草与灌草、人工草坪两种植被土壤水分入渗率均随时间延长而减小,但裸地土壤水分入渗率随时间变化出现较大波动;3种不同类型植被土壤水分入渗能力差异较大,以人工草坪植被土壤水分入渗速率最大,前70 min的平均入渗率为0.64 cm/min,乔灌草与灌草植被土壤的为最小,前70 min的平均入渗率为0.21 cm/min。     

温度、光照和土壤含水量对大豆胞囊线虫休眠卵孵化的影响

研究在实验室条件下不同温度,不同光照和不同土壤含水量对大豆胞囊线虫(SCN)休眠卵孵化的影响.分别测定了5个温度梯度下(18℃、21℃、24℃、27℃和30℃),7个光照条件下(0/24 h,4/20 h,8/16 h,12/12 h,16/8h,20/4 h和24/0 h)和7个土壤含水量(1%、5%、10%、15%、20%、25%和30%)条件下SCN休眠卵的孵化情况.结果表明:在供试温度18～30℃之间,休眠卵的孵化总量随温度升高而增加,30℃下孵化数量最大,达1316.33条.全光照处理的孵化量最大,达745.00条,4L/20D、12L/12D和20L/4D次之,而全黑暗处理的孵化量最少,仅为102.00条.土壤含水量在1%～30%之间,含水量为15%时孵化数量最大,达265.33,含水量在1%～15%时,孵化量随含水量的增加而增加,当含水量大于15%时,孵化量随含水量增加反而降低.研究证实在SCN休眠期可以通过提高温度增加光照时间来诱导卵孵化,以提高J2孵化数量,采用休眠胞囊接种应注意调节土壤含水量.     

尿素转化的硝态氮在3种母质砖红壤中垂直运移特征初步研究

为探明尿素转化的硝态氮在热带砖红壤中的垂直运移特征,在野外自然降雨条件下,利用大型土壤溶液渗滤装置,选择花岗岩、玄武岩和砂页岩3种母质发育的砖红壤为供试土壤,以不施肥为对照,对0～20 cm、20～60 cm、60～100 cm和100～200 cm土层的土壤溶液中硝态氮浓度变化做连续观测和研究。结果表明,施肥后尿素转化的硝态氮,在花岗岩为母质的砖红壤中可运移至20 cm深处,并在20 cm处表现出累积趋势;在玄武岩为母质的砖红壤中可运移至60 cm处,但需时较长;在砂页岩为母质的砖红壤中可运移至200 cm处,且运移到20、60、100和200 cm处需时较短。另外不同母质砖红壤溶液中尿素转化的硝态氮向下垂直运移的程度不同,其大小顺序为砂页岩>玄武岩>花岗岩。     

马铃薯粉痂菌诱饵植物筛选及环境对病害发生的影响

通过筛选获得土壤中马铃薯粉痂菌的诱饵植物,明确不同地区土样的含菌量以及马铃薯栽培品种对土壤含菌量的影响;同时,研究温度和土壤含水量对马铃薯粉痂病发病情况的影响。采用带菌土壤诱导和带菌薯块诱导两种活体诱导的方法进行马铃薯粉痂菌的诱导;在温室条件下设计不同的处理来研究温度和土壤含水量对马铃薯粉痂病发病的影响。筛选得到诱饵植物为番茄品种‘3-375’,不同地区和种植不同马铃薯品种的土壤中粉痂菌的含量存在差异。温度和土壤含水量对粉痂病发病情况有一定影响。土壤中存在马铃薯粉痂菌,该病原菌可以通过土壤和种薯传播;温度和土壤含水量等环境因素对该病害的发生有影响。     

干热河谷区灌草草地的水土保持效应

为了恢复干热河谷退化山区草地的生态环境,提高草地的水土保持能力,于2004～2007年在金沙江干热河谷区的云南省永胜县设置样点,在退化严重的草地上建植了7个组合模式的灌草复合型草地,以凋落物量、最大持水量、有效截流量、草地盖度、草地土壤崩解时间为指标,对建植3年的灌草草地的水保效果进行研究。结果表明,＂灌＋草＋藤＂最适宜金沙江干热河谷区的植被重建,其中＂木豆＋非洲狗尾草＋高羊茅＋大翼豆＂建植模式显著地提高草地植被盖度和凋落物重量。凋落物的持水能力与凋落物重量呈显著的正相关;土壤根量与土体崩塌时间呈显著的正相关。灌草草地植被盖度、凋落物量和根系重量的显著提高,有效地提高草地的持水量和有效截流量,推迟草地土壤崩解时间,增加了土体的稳定性,对防止水土流失和泥石流的形成具有重要作用。     

全膜覆土栽培对作物的水温效应

为揭示全膜覆土栽培对作物的增产机理,在大田条件下分析了全膜覆土、传统地膜覆盖及露地栽培春小麦的土壤温度、土壤含水量、灌浆速率,以及两茬春小麦和一茬马铃薯的产量、水分利用效率和经济效益的差异。结果表明,与露地栽培相比,全膜覆土显著提高了春小麦生长前期耕层地温,降低了生长后期地表温度,同时起到保水和充分利用土壤深层水分的作用。全膜覆土春小麦的籽粒灌浆速率峰值出现时间和灌浆持续时间均比露地和地膜覆盖小麦分别推后3和6 d,平均灌浆速率分别提高0.65%和6.15%。全膜覆土栽培技术可连续提高三茬作物的产量及水分利用效率,使其总纯收益比露地和地膜覆盖处理分别增加26.07%和10.76%。     

广东橡胶林生态效益的初步研究

据1983—1985年试验研究结果表明,广东橡胶林能具有类似于热带次生林的小气候生态环境,能有效地控制水土流失;其土壤肥力能较快恢复以至有所提高,系统内物质循环能趋于动态平衡。实践证明,橡胶林人工生态系统有良好的生态效益、经济效益和社会效益。我国开发利用热带地区的经验是成功的,坚持合理的、高标准的开发和科学管理(如胶园的林网化、梯田化、覆盖化、良种化),植胶后能较快地出现新的生态平衡。在热带草原或荒山草坡植胶,会明显地改善当地的生态环境,即使以橡胶林更替低山丘陵区的热带次生杂木林,也不会引起当地生态环境变劣和经济收益下降。     

不同环境因子对多效唑在海南芒果园土壤中降解的影响

多效唑是一种三唑类植物生长调节剂,在海南芒果园使用量大,环境风险高。然而,多效唑在海南芒果园土壤中的降解行为尚不明确。为此,采集海南芒果典型种植区（乐东、东方、昌江）土壤为研究对象,考察了多效唑的本底降解特征,分析了土著微生物、外源铁还原菌、土壤持水量等环境因子对多效唑降解的影响。结果显示：多效唑在海南芒果园土壤中的降解半衰期（t_1/2）为51~114 d,属中等降解或较难降解农药。其中,乐东土壤中的t_1/2最大,残留风险最高。在海南芒果园土壤中,环境因子对多效唑降解的影响与土壤类型密切相关。在乐东土壤中灭杀土著微生物和添加外源铁还原菌对多效唑降解的影响微弱,而在东方土壤和昌江土壤中,灭杀土著微生物可使多效唑的降解速率下降67.47%~69.12%,t_1/2延长2.4~3.0倍,表明多效唑在这2种土壤中的降解主要是微生物参与的生物化学过程。同样,添加外源铁还原菌也抑制了多效唑在这2种土壤中的降解,使t_1/2延长2~4倍,表明胞外电子传递不但未能氧化还原降解多效唑,甚至可能影响土著微生物对多效唑的降解活性。不同土壤持水量的多效唑t_1/2表现为：60%持水量>30%持水量>100%持水量,表明适度的持水量可加速多效唑在土壤中的降解。主成分分析表明,在海南芒果园土壤中,土壤理化性质对多效唑降解的影响大于外部环境因子,其中,pH和阳离子交换量（CEC）是2个关键土壤因子,较低的土壤pH或较高的CEC更有利于多效唑的降解。研究结果可为海南芒果园土壤中多效唑残留的风险预防和管控提供基础数据。     

基于GEE和Landsat时间序列数据的海南岛土地利用分类研究

土地利用/覆盖变化（land use/cover change,LUCC）是当前全球变化研究的核心内容之一。土地利用遥感监测是土地利用变化相关研究的重要技术手段,尤其是高分辨率遥感技术和谷歌地球引擎（Google Earth Engine,GEE）云计算平台的出现,为土地利用空间信息的获取提供了新的途径和方法。本研究基于GEE云平台提供的Landsat-8 OLI时间序列卫星影像数据,采用随机森林（random forest,RF）和支持向量机（support vector machines,SVM）分类算法,对海南岛土地利用类型进行了遥感分类研究。结果表明：RF与SVM算法对海南岛土地利用中水体和建筑用地的分类精度均较高,对耕地、园地和林地分类精度较低。与SVM方法相比,RF分类方法能够更准确识别各类地物信息,更适于海南岛土地利用分类的研究。海南岛林地（包括天然林、橡胶林等）所占比例最大,主要分布在海南岛中部;耕地和园地面积接近,相间分布于海南岛大部分区域;水体和建筑用地面积较小,在海南岛均呈零散的分布状态,以沿海地区为主。GEE平台对于开展大区域土地利用分类与遥感动态监测具有重要的意义。     

海南岛灌丛土壤有机碳分布特征

海南岛土壤有机碳研究工作多集中在森林土壤,而灌丛土壤尚未引起足够重视。本文以海南岛24个灌丛样地的72个土壤剖面为研究对象,分析其有机碳含量、有机碳密度及其碳储量,以期揭示海南岛灌丛土壤有机碳的分布特征,并初步估算海南岛灌丛土壤的有机碳储量,为评价海南岛灌丛的重要生态价值提供理论依据。结果表明:海南岛灌丛土壤平均有机碳含量为(6.20±0.61)g/kg,平均土壤有机碳密度为5.94 kg/m~2;土壤有机碳含量及各土层统一到10 cm厚度的平均有机碳密度随土壤深度的增加而减少;海南岛灌丛土壤(100 cm)的有机碳储量约为1.48×10~7t。其中,土壤表层(0~30 cm)与(0~50 cm)的贡献率分别为46.15%和65.28%,与其它类型土壤一致。     

玉米秸秆还田对砂姜黑土水分动态及冬小麦水分利用效率的影响

为给冬小麦水分高效利用提供科学依据,根据土壤-植物-大气连续体(SPAC)原理,利用野外小型蒸渗仪,以不施肥为对照(CK),原位研究了配方施肥(PF)以及配方施肥+秸秆还田(PF+JG)处理对砂姜黑土水分动态和冬小麦水分利用效率的影响.结果表明,秸秆还田主要影响0～40 cm土层土壤剖面水分含量,而40～80 cm土层土壤水分含量基本保持稳定.在小麦出苗期和拔节期,PF+JG处理的0～40 cm土层土壤含水量较PF处理分别提高50.9％和34.6％.土壤水分最大有效库容在小麦全生育期呈单峰变化趋势,峰值在返青期;PF+JG处理的出苗期土壤水分最大有效库容较CK和PF处理增加了8.25％和20.82％,拔节期增加8.07％和10.95％,且均差异显著(P＜0.05).PF+JG处理的土壤水分入渗量分别是CK和PF处理的4.53和3.55倍;小麦耗水量较PF处理降低9.2％;小麦产量和水分利用效率分别比CK和PF处理增加124.1％、18.8％和144.0％、30.8％,且差异达显著水平(P＜0.05).说明秸秆还田对冬小麦产量和水分利用效率的提高作用与增加土壤水分有效库容、水分入渗量和减少总耗水量有关.     

不同土地利用方式对土壤磷有效性和溶磷细菌群落结构的影响

为探究不同土地利用方式对土壤磷有效性和溶磷细菌群落的影响,以海南省白沙县龙眼园（LO）和由龙眼园转化的有机茶园（OTP）、传统无机茶园（CTP）土壤为研究对象,利用Illumina高通量测序技术分析土壤phoD功能微生物的群落结构,研究土壤速效磷与phoD功能微生物和酸性磷酸酶的相关性。结果表明：龙眼园转换成无机茶园后,在0~10 cm土层,pH、总氮（TN）、总磷（TP）、速效钾（AK）和有机碳（SOC）含量显著降低。同时,在10~20 cm土层,pH、总氮（TN）、总磷（TP）和有机碳（SOC）含量也显著降低。在0~10 cm土层,土壤速效磷（AP）含量在龙眼转化成有机茶园和无机茶园后分别降低了16%和71%。在10~20 cm土层,有机茶园土壤速效磷（AP）提高了56%,而无机茶园的速效磷（AP）含量降低了65%。相似性分析表明,土地利用方式明显改变了土壤phoD微生物群落结构。但是,土层深度并没有改变phoD微生物群落结构。RDA分析表明,土壤pH、总钾（TK）、速效钾（AK）和硝态氮（NO₃^--N）是驱动phoD功能微生物群落结构分异的主要环境因子。土壤速效磷（AP）含量与phoD功能微生物密切相关,其中Betaproteobacteria在调控土壤磷的有效性中发挥重要作用。研究结果表明,龙眼园转化成茶园改变了phoD微生物群落结构,同时降低了有机茶园土壤总磷（TP）和无机茶园土壤有效磷（AP）含量。与无机茶园相比,有机管理可以提高土壤速效磷（AP）含量。     

施用不同土壤改良剂对砖红壤酸度的影响

对砖红壤施用不同的改良剂,经一年的大田试验,测定土壤的活性酸与交换酸研究不同土壤改良剂对酸性土壤酸度的影响。试验结果表明：滤泥单施与石灰单施处理能有效降低土壤的活性酸以及交换性酸的含量,有较好的降低土壤酸度的效果,而施用绿肥、甘蔗渣、羊粪以及羊粪与膨润土混施均不能有效降低土壤的酸度。