洞庭湖平原区土壤全磷含量地统计学和GIS分析

 以洞庭湖平原区典型景观单元为试点，利用GPS定位共取得651个耕层（0-20cm）土壤样品。本文通过对数转化、稳健统计、域法处理和Box-Cox转化四种数据处理方法对土壤全磷进行了正态分布性检验。结果表明：Box-Cox转化成功地使数据集服从正态分布并消弱了异常值的影响。应用地统计学分析方法进行了实验变异函数的计算和最适合模型的拟合，得出土壤全磷的最好的理论模型为球状模型，随后用普通克立格估值方法绘制了土壤全磷的空间分布图。在经过不同趋势阶数土壤全磷Kriging插值误差的综合比较的基础上，结果表明趋势效应参数宜选取二阶。Kriging 估值标准差（KSD）被认为是内插象素值的标准差，并为提高全磷的制图精度提供了有用的信息。应用地统计学和地理信息系统（GIS）的概率克立格法研究了洞庭湖平原典型区的土壤全磷的空间分布并进行了风险性评价。结果表明土壤全磷不同含量水平下的概率分布图对风险性评价、合理施肥和控制P的非点源污染的管理实践将是十分有益的。     

长期不同施肥下潮土磷素的演变特征

【目的】研究在施磷量相等的条件下长期施用有机肥和化肥对潮土全磷、有效磷的演变的影响,为潮土地区农业生产和地力培育提供理论依据。【方法】以河南封丘的肥料长期定位试验(开始于1989年)为平台试验设置7个处理,即有机肥(OM)、1/2有机肥+1/2化肥(1/20M)、氮磷钾(NPK)、氮磷(NP)、磷钾(PK)、氮钾(NK)和不施肥处理(CK)分析比较了不同处理土壤的全磷、有效磷含量及两者比值的演变规律。【结果】所有施磷处理土壤全磷均与试验年份呈显著线性相关,1/2有机肥+1/2化肥、有机肥和氮磷钾处理土壤全磷年均增加量为0.0083、0.0081和0.011 g/kg;各处理2008~2010年3年平均土壤有效磷含量大小顺序为PKOM1/20MNPKNPCKNK施磷处理下试验进行的前11年土壤有效磷快速增加,以后达到稳定状态;有机肥处理和1/2有机肥+1/2化肥处理土壤有效磷与全磷的比值显著高于氮磷钾处理,试验20年后有机肥处理和1/2有机肥+1/2化肥处理有效磷/全磷是氮磷钾处理的1.9和1.4倍。磷素平衡与全磷及有效磷含量均达到了极显著相关相关系数分别为0.981和0.886。磷素盈亏每增加100 kg/hm2土壤全磷含量增加0.04 g/kg土壤有效磷含量增加约为2 mg/kg。试验20年后其他理化性质与土壤全磷、有效磷含量之间的相关关系均未达到显著水平。但土壤有机质和土壤全氮与有效磷/全磷的相关系数达到了显著水平,说明土壤有机质和全氮含量提高有利于土壤磷素的活化。【结论】土壤全磷和有效磷的演变都显著受磷素盈亏的影响。在每年P_2O_5投入量相当于135 kg/hm~2时施用化肥更加有利于潮土全磷含量的提高;经过21年的不同施肥处理,平衡施用化肥处理有效磷含量只能维持在7 mg/kg左右这一水平处于中低水平,依旧需要磷的投入才能维持作物的高产。施用有机肥可以在不增加施磷量的条件下增加作物可吸收利用的磷。因此减少施磷量增施有机肥可能成为潮土地区减肥增效的重要手段。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。     

规模猪场粪便中污染因子的四季动态监测研究

为监测规模猪场粪便中污染因子的四季变化趋势,选择肥育猪、妊娠母猪、保育猪3种猪的粪便为研究对象,采用GB 8576—1988标准测定鲜粪的含水率,采用NY 525—2002标准测定风干粪样中的全氮、全磷和有机质含量,采用GB/T 17138—1997标准测定风干粪样中的铜、锌含量。结果表明,肥育猪和妊娠母猪鲜粪含水率的季节变化为冬季〉秋季〉春季〉夏季,保育猪为秋季〉冬季〉夏季〉春季;风干粪样中,除夏季保育猪排序略有不同外,3类猪群5项检测指标四季及年均值的大小顺序均为有机质〉全磷〉全氮〉铜〉锌;全氮含量,3类猪群均冬季最低,保育猪和妊娠母猪夏季最高,肥育猪秋季最高;全磷含量,保育猪夏季最低、春季最高,肥育猪与之相反,妊娠母猪春季最高、秋季最低;有机质含量,肥育猪和妊娠母猪夏季最高,保育猪和肥育猪春季最低;铜含量,3类猪群在四季的变化差异较大;锌含量,3类猪群均秋季最高。     

西瓜根系分泌酸性磷酸酶对有机肥营养的响应

有机肥营养对西瓜品质具有提升效果,但根系对有机肥中养分的吸收机制尚不完全清楚,尤其对磷素的利用机制。本研究关注西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性对有机肥施用的响应。采用模拟西瓜根系分泌物的方法研究有机酸对有机肥中可溶性全磷和有效磷含量的影响;采用砂培的方法,研究有机肥中的磷替代化肥磷时西瓜根系分泌酸性磷酸酶活性的响应;采用田间试验研究有机肥替代化肥以及有机肥不同施用量对西瓜根际酸性磷酸酶活性、西瓜磷营养、产量和品质的影响。结果表明,有机肥中水浸提可溶性全磷含量为6.9 g?kg~(-1),可溶性无机磷含量为525.1 mg?kg~(-1),可溶性全磷中无机磷占7.6%,有机磷占92.4%,可溶性有机磷需经过水解后才能被根系吸收。有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜根系和根际土壤酸性磷酸酶活性均显著提高,西瓜茎、叶中磷含量提高。施用三倍有机肥时西瓜根际土壤有效磷含量和西瓜产量提高。因此,有机肥中磷替代化肥磷时,西瓜通过提高根系分泌酸性磷酸酶的活性而提高利用有机磷的能力。     

微波消解法测土壤中全磷和全钾

用微波消解法测定土壤标准样品、标准方法测定消解液P和K含量,通过实验确定最佳消解及分析条件;而且比较微波消解法和传统电热板消解法的精密度和准确度,建立微波消解技术测定土壤P和K前处理方法.结果表明:土壤样品用1∶1HNO3∶HF 10ml的混酸体系进行消解,效果最佳;对于土壤标样,微波消解法测定P和K的相对标准偏差分别为1.46%～3.20%和0.38%～0.84%,电热板消解法测定P和K的相对标准偏差分别为3.06%～4.15%和0.40%～2.08%,微波消解法的测出值均高于电热板消解法;微波消解法的准确度和重现性明显优于电热板消解法,与标准值的相对相差比较,微波消解法都低于5%;两种试验方法样品回收率测得为94%～105%,符合分析方法要求.方法快速简便并有较高准确度、精密度,值得推广和应用.     

长期不施肥条件下几种典型土壤全磷和Olsen-P的变化

研究了11个不同气候条件、不同耕作制度、典型土壤类型长期定位试验不施肥处理土壤全磷和Olsen-P变化及其影响因素。结果表明,在长期不施肥条件下耕作,土壤Olsen-P含量下降比全磷的明显;在试验进行5年左右,土壤全磷含量都有所降低,以后各点表现不尽相同,新疆灰漠土、长沙水稻土和郑州潮土全磷含量随时间延长呈显著直线下降,其它试验点全磷的变化不明显;作物携出磷与土壤全磷下降之间,无论绝对含量或相对含量都不成比例。土壤Olsen磷下降率比全磷高几倍。Olsen-P下降趋势与起始土壤Olsen磷含量有关:起始土壤Olsen-P磷大于20 mg/kg时,25年内一直呈现明显下降趋势,降低40.5 mg/kg,特别是前5年下降更快,降低30 mg/kg;起始土壤Olsen-P为10～20 mg/kg时,下降趋势比前者缓慢,15年内一直呈明显下降趋势,下降19 mg/kg, 前5年下降15 mg/kg,15年后几乎不变;起始土壤Olsen-P小于10 mg/kg时,25年内无明显变化。Olsen-P下降量与起始Olsen-P占全磷的比例成显著直线关系。     

便捷式近红外光谱仪在土壤养分中的预测研究

采集位于云南省昆明、安宁、弥勒3个地区的350份土壤样品,利用便携式近红外光谱仪进行光谱的扫描并构建全氮、全钾、全磷和有机质4项养分的近红外预测模型。结果表明,在950～1 650 nm,不同地区的土壤样品光谱的轮廓较为接近;全氮、全磷、有机质的最佳预处理方法为一阶导数,全钾的最佳预处理方法为标准正态变量变换(SNV),光谱数据经过预处理后可提高模型的预测能力,并降低模型的复杂度;在土壤养分的PLS预测模型中,全氮、全钾、全磷和有机质的决定系数(R²)分别为0.789 9、0.910 8、0.947 0和0.833 6,RPD值分别为2.108、2.903、3.938和2.238,模型的拟合效果和预测能力均较好,基于便携式近红外光谱分析技术能实现对土壤养分含量的预测。     

流动分析仪快速测定土壤全磷含量

土壤经碱熔法消解，对连续流动分析仪和钼锑抗比色法所测土壤全磷含量进行比较分析，探讨流动分析仪测定碱熔法土壤全磷含量的可行性。结果表明，两种方法测定结果经 t检验，双尾 P(T ≤t)=0.5254，无显著性差异。回归直线方程y(流动分析仪-P)=1.0606x(钼锑抗比色法-P)-0.0191， R=0.9900。流动分析仪测定碱熔法土壤全磷的加标回收率在 98.09%～ 102.89%，3个样品重复测定 5次的相对标准偏差为 1.20%～ 2.07%。流动分析仪精密度与准确性高，试剂用量少，检测效率高，适用于批量土壤全磷的检测分析。     

赤红壤蔗区11年连续增量施磷下磷素演变及其 对甘蔗产量与磷流失的影响

【目的】 系统分析连续11年增量施磷下赤红壤蔗地土壤全磷、Olsen-P以及地表径流磷流失量的变化特征和土壤磷素变化与磷盈亏、蔗茎产量的响应关系,为土壤磷素科学管理提供参考。【方法】 依托长期肥力及地表径流定位监测试验（2008年—）,选取不施肥（CK）、推荐施肥（OPT）和增量施磷（OPT+P）3个处理,测定土壤全磷、Olsen-P含量及地表径流磷流失量,分析土壤磷素变化与磷累积盈亏量的关系,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并推算施肥处理土壤Olsen-P含量从第11年降至环境阈值所需的时间。【结果】 CK处理逐年降低土壤全磷含量,年降速率为0.0251 g·kg ^-1·a ^-1。施肥土壤全磷和Olsen-P含量随种植年限波动增加,土壤全磷和Olsen-P增速率OPT+P处理高于OPT处理。不施肥土壤表观磷盈亏10.2 kg·hm ^-2·a ^-1,施肥处理土壤表观磷盈余41.3—69.2 kg·hm ^-2·a ^-1,占施磷量的31.9%—35.6%,以OPT+P处理显著高于OPT处理67.5%。施肥下赤红壤蔗区土壤全磷和Olsen-P变化量均与土壤累积磷盈亏量呈显著正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,OPT处理和OPT+P处理土壤全磷上升0.06 g·kg ^-1和0.09 g·kg ^-1,Olsen-P 含量上升11.0 mg·kg ^-1和9.1 mg·kg ^-1。土壤每累积亏缺100 kg P·hm ^-2,CK处理土壤全磷下降0.32 g·kg ^-1。Mitscherlich模型较好地拟合蔗茎产量与赤红壤Olsen-P含量的响应关系（P＜0.01）。其计算出的土壤Olsen-P 农学阈值为12.1 mg·kg ^-1。施肥显著提高地表径流磷流失量,且OPT+P处理也显著高于OPT处理。地表径流磷流失量与土壤Olsen-P含量显著正相关。基于土壤磷素变化与累积磷盈亏的关系推算得出第11年OPT和OPT+P处理Olsen-P水平降至环境阈值的时间分别需要12年和16年。 【结论】 在南方赤红壤区,施肥尤其增量施磷在提高土壤磷素累积的同时增加了地表径流磷流失风险。在本试验磷的基础养分条件下,按OPT处理施磷,并从甘蔗种植的第2—3年实行隔年施磷可维持土壤磷素处于农学阈值与环境阈值之间。