省域尺度下土壤养分的最佳采样尺度确定

合理的采样尺度,尤其是在大尺度区域,对实时掌控土壤养分的空间分布状况以及精准农业的发展具有重要意义。本文以山西省为例,以368 843个土壤养分采样点数据为原始数据,选择11个格网尺度(0.5km×0.5km、1km×1km、1.5km×1.5km、2km×2km、2.5km×2.5km、3km×3km、3.5km×3.5km、4km×4km、4.5km×4.5km、5km×5km、5.5km×5.5km)对土壤养分点进行样点选择,比较分析不同尺度下土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷的基本统计信息、半方差变异函数和普通克里金插值精度,以确定山西省土壤养分的最佳采样尺度。研究表明:在不同尺度下,这4种土壤养分均处于中等变异强度,平均值、中位数、标准差变化不大。土壤有机质和全氮在大尺度下受结构性因素影响变大,速效钾则变化不明显,速效磷空间变异分析结果较差,对该指标进行了剔除。分析不同尺度下插值精度指标,土壤有机质、全氮、速效钾的最佳预测尺度分别为4.5km、3.5km、2.5km尺度。综合各分析结果,最后确定2.5km为山西省土壤养分最佳的采样尺度。对不同地貌原始密度样点和2.5km尺度下样点空间制图,分析不同地貌下土壤养分含量各等级分布面积占总面积的差异,发现两种密度分布状况在不同地貌、不同等级的差异甚小。     

新型城镇化对粮食生产的挑战——以山西省为例

随着经济的快速发展,新型城镇化水平不断提高。新型城镇化过程中,大量耕地资源被占用,劳动力呈现"城市化"转移倾向,新型城镇化建设造成生态环境的恶化,农业产业结构调整导致粮食种植比重下降,从而对粮食生产和粮食安全带来许多挑战。因此,为保障城镇化进程中的粮食安全,山西省应该协调好城镇化发展和粮食生产的关系,加快建设高标准基本农田、培育新型农业经营主体、加强生态环境保护、合理调整种植结构,确保粮食生产安全。     

覆膜对旱地冬小麦产量与土壤水分动态的影响

通过大田试验研究了不同覆膜措施对旱地冬小麦产量和土壤水分动态的影响,试验设测控施肥、垄膜沟播+测控施肥和平膜穴播+测控施肥3种方式。结果表明,平膜穴播+测控施肥处理可显著提高产量,产量高达12 823.33 kg/hm2,在产量构成因素中,穗数和穗粒数是增产的主要因素;夏闲期土壤水分得到补充与恢复,播种时平膜穴播+测控施肥处理下2 m土壤贮水量显著提高,尤其是0~140 cm土层保水效果较好;平膜穴播+测控施肥处理耗水较多,较其他处理水分利用效率提高0.66%~7.37%。因此,平膜穴播+测控施肥是最适宜山西晋南地区的覆膜栽培模式。     

4种生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量的影响

[目的]验证4种生物菌肥的效果。[方法]以复垦土壤和油菜为试验材料,采用随机区组设计,利用不同的菌肥配施进行盆栽油菜及土壤的影响研究。[结果]4种生物菌肥对盆栽油菜产量品质及土壤养分含量比对照有不同程度的提高,且差异显著。不同浓度的山西菌肥2和北京菌根真菌与有机肥的配施效果更为明显,在施加山西菌肥2后油菜还原糖和土壤速效钾分别比CK提高92.2%,6.42%,硝酸盐含量最低。施加北京菌根真菌与有机肥配施后盆栽油菜产量,叶绿素,土壤速效磷分别比CK增加156.6%,65.6%,65.6%。南京菌肥施加后土壤碱解氮含量比CK增加128.7%。[结论]山西菌肥2,北京菌根真菌与有机肥配施以及南京菌肥对提高盆栽油菜的产量品质以及土壤的养分含量效果比较好。     

基于GIS和RS的太谷县土壤侵蚀动态变化分析

土壤侵蚀的发生使得土壤资源受到破坏,土壤肥力下降,生态环境恶化,洪涝灾害加剧,已严重威胁到人类的生活。以山西省太谷县为研究区,在ENVI,Arc GIS软件的支持下,以1990,2007,2015年的TM遥感影像为数据源,提取了影响土壤侵蚀强度的坡度因子、土地利用类型因子和植被覆盖度因子,对太谷县3个时期的土壤侵蚀强度进行了分级,并对近25 a间太谷县的土壤侵蚀动态变化进行了分析。结果表明,研究区土壤侵蚀强度在25 a间主要呈现加重趋势,微度侵蚀和轻度侵蚀呈先增加后减少的趋势,中度侵蚀呈现逐年增加趋势,强烈侵蚀、极强烈侵蚀和剧烈侵蚀呈现先减少后增加的趋势。太谷县南部区域土壤侵蚀长期比较严重,需采取有效措施加以防治。     

施用煤基复混肥对复垦土壤养分、酶活性及玉米产量的影响

通过复垦区大田试验,研究了煤基复混肥对土壤养分、酶活性及玉米产量的影响,目的是为了探究煤基复混肥培肥复垦土壤的最佳施用量。结果表明,煤基复混肥施用量为中肥时,土壤有机质含量在玉米拔节期、灌浆期和成熟期分别比施用量为高肥和低肥时提高了12.83%~48.72%,10.42%~15.80%,13.95%~32.08%;土壤碱解氮含量在玉米拔节期、灌浆期和成熟期分别比施用量为高肥和低肥时提高了42.86%~150.00%,58.36%~216.71%,38.43%~100.00%;土壤有效磷含量在玉米拔节期、灌浆期和成熟期分别比施用量为高肥和低肥时提高了7.47%~309.35%,5.19%~225.13%,1.68%~292.21%;土壤速效钾含量在玉米拔节期和灌浆期分别比施用量为高肥和低肥时提高了74.84%~239.30%,149.65%~383.09%;在玉米拔节期,土壤脲酶活性比施用量为高肥和低肥时提高了49.20%~398.61%,玉米产量比施用量为高肥和低肥时提高了6.96%~218.90%。施用量为中肥时煤基复混肥对复垦土壤肥力提升效果最好。     

基于GIS技术的耕地土壤环境质量综合评价研究——以山西省永济市为例

以山西省永济市耕地为研究区域,通过收集整理土壤环境质量样点数据,运用GIS技术建立了土壤环境质量数据库,依据国家土壤环境质量评价标准进行分析评价,获得了永济市耕地土壤环境质量评价结果.土壤面源污染水、土综合评价结果表明:18个样点中有3个为无污染,11个为轻度污染,4个为中度污染.点源污染土壤综合评价结果表明:该区主要污染物为F、Cl、Pb、Cd、As及DDT.蔬菜地样点综合评价表明:大部分蔬菜生产符合绿色食品种植要求(NY/T391-2000)和无公害食品蔬菜地种植要求(NY5010-2001);在不符合要求的样点中,超标物主要是Cd、Pb、Hg、As及DDT.该研究为进一步加强土壤环境质量管理与修复决策奠定了基础.     

秸秆还田方式对潮土剖面土壤氮组分及作物产量的影响

为探究长期不同秸秆还田方式对黄淮海平原潮土区土壤氮素组分及作物产量的影响,以中国科学院封丘农业生态试验站长期试验地为研究对象,选取其中秸秆移除、秸秆覆盖、秸秆深还3个处理,于试验开展第10年（2020年）秋玉米收获后,统计分析近5年产量数据,并采集各处理0～10、10～20、20～30、30～40 cm的土壤样品,测定土壤全氮及氮组分。结果表明：（1）秸秆覆盖还田和秸秆深还处理显著提高作物产量（小麦增产4.76%、5.36%;玉米增产6.33%、5.84%）。（2）秸秆覆盖还田显著提高0～10 cm NH⁺₄-N含量,0～20 cm TN、NO^-₃-N、AN含量,0～40 cm PON和MON含量;秸秆深还处理显著提高0～40 cm TN、MON、NO^-₃-N、AN含量,10～40 cm PON、NH⁺₄-N含量。（3）秸秆覆盖还田显著提高0～40 cm MON/TN,10～20 cm NO^-     

不同来源风化煤腐植酸化学特征与生物活性研究

  目的  探究不同来源风化煤所含腐植酸的生物活性差异及其与风化煤性质特征的关系,为寻找高活性腐植酸风化煤提供依据。  方法  选用山西左权、五台、静乐三地的风化煤,以不同方法处理、进行植物培养试验,采用紫外光谱、红外光谱、根系扫描的方法,比较分析不同风化煤的加工化学特征、产出腐植酸的生物活性。  结果  左权、五台、静乐三地风化煤总腐植酸含量在37.1% ~ 40.9%,但游离腐植酸含量差异较大,分别为1.92%、10.09%和30.62%;总酸性官能团酚羟基含量差异明显,其含量比为1.00∶1.22∶1.83,静乐风化煤的羟基含量和羧基含量最高;钙镁含量比为2.65∶1.25∶1.00;不同风化煤的E4/E6差异较小,但提取出的腐植酸E4/E6差异较大,分别为7.5、6.2和4.39。生物活性研究表明,3地风化煤腐植酸对绿豆再生根均有促进作用,呈现与IAA具有的相同功效的典型激素反应;其腐植酸促生活性依次为静乐>五台>左权,左权和五台腐植酸浓度在0.01%、静乐腐植酸浓度在0.05%时最高。  结论  左权、五台、静乐三地风化煤提出的腐植酸以静乐生物活性最高,五台次之,左权最低;风化煤中的钙镁含量越低、游离腐植酸含量越高,羟基红外光谱吸收峰越宽、总酸性基团含量越高腐植酸的生物活性就高。可为腐植酸加工选用优质的风化煤原料,为腐植酸应用选择适宜浓度范围提供参考。     

小白菜地土壤剖面N_2O分布特征与土壤性质变化

采用田间原位采集系统,于2010年7月25日～2010年9月11日对小白菜生长期间土壤剖面7cm,15cm,30cm与50cm N2O浓度进行田间原位监测。结果表明,土壤剖面间N2O浓度呈现较大的时空变异性。同一土层中,N2O浓度的变异性达到31%～135%。7cm与15cm,30cm与50cm土壤剖面间土层间N2O浓度呈显著的正相关。30cm与50cm土层的N2O浓度显著大于7cm与15cm土层的N2O浓度。小白菜地的30～50cm土层是N2O产生的主要位点。此外蔬菜地土壤剖面有明显的硝酸盐积累现象,同时表层土壤pH低于底层土壤。