灰漠土土壤全氮含量的高光谱特征分析及估测

【目的】研究传统土壤全氮含量测定方法,解决复杂、耗时、耗力等问题。【方法】以新疆干旱区灰漠土为研究对象,运用经典统计学和光谱学相结合的方法,研究灰漠土土壤全氮含量的光谱反射特性,通过对原始光谱的数据变换和相关性分析,构建了土壤全氮含量的高光谱估测模型,并对模型进行对比和验证。【结果】土壤中全氮含量不同光谱反射特性趋势相近,土壤的光谱反射率在780、1 800和2 140 nm波长附近出现波峰,在1 910 nm附近有明显的波谷,土壤全氮含量与原始光谱反射率相关性较差。通过一阶微分处理后的光谱数据与全氮含量的相关性显著优于原始光谱和二阶微分处理,最大相关系数为0.819,达到极显著相关;利用一阶微分变换从中提取特征波段667和1 414 nm,建立土壤全氮含量的估测模型:Y=2 698.048 X667-1062.149 X1414-0.015,R2为0.75,对估测模型进行验证发现,R2为0.80,当全氮含量过大或过小时,模型估测偏差相对较大,总体预测精度较高。【结论】高光谱分析技术对土壤全氮含量的预测具有一定的意义,利用估测模型可以快速鉴定土壤全氮含量。     

长期不同施肥下我国3种典型土壤重金属的累积特征

采用现场采样及室内分析测试方法,观测了1989年开始的红壤、黑土和灰漠土17 a不同施肥(不施肥、施用化肥、化肥与有机肥配施和单施有机肥)下重金属元素Cu、Cd、Zn、Pb和Cr含量随时间序列的变化,阐明长期施肥下3种土壤中重金属元素的累积变化过程和富集特征.结果表明,灰漠土各处理的重金属含量在17 a间持平;红壤和黑土中Zn、Pb和Cr含量17 a间没有显著变化,各个处理间也没有显著差异,但施用有机肥处理的Cu和Cd含量则显著增加,其快速增加期起始于试验开始的5～6 a后.其中红壤Cu含量在1996年之后的3 a中由41 mg·kg-1左右快速增加到64 mg·kg-1左右,之后在高浓度持平;Cd含量则在最近的10a中从0.20～0.30 mg·kg-1直线上升到1.30～1.50 mg·kg-1.黑土Cd在6 a中快速增加了2.4倍和1.4倍,2000年后在高浓度基本持平.红壤的Cu和Cd、黑土的Zn和Cd之间存在极显著正相关关系,表明其可能来源一致.长期施用有机肥是红壤和黑土中重金属显著富集的重要原因,有机肥的质量对土壤重金属的累积起重要作用.     

不同施肥模式对绿洲农田土壤微生物群落丰度与酶活性的影响

以中国科学院阜康荒漠生态系统国家野外观测研究站的长期定位试验为平台,利用荧光实时定量PCR(Real-time PCR)技术,对不同施肥模式下的土壤微生物群落丰度进行了测定,并分析了土壤酶活性。结果表明:与无肥处理(CK)相比,20年长期单施化肥(CF)或者化肥配施秸秆(CF/OM)处理均显著增加了土壤氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的丰度。其中,土壤AOB最低增加了16倍,而AOA最多增加了3倍,表明AOB可能在原位土壤氨氧化过程中发挥了更为重要的作用。尽管CF/OM处理的作物产量与CF处理无显著差异,但该施肥模式在维持作物产量的同时,其土壤微生物主要类群(真核微生物、细菌、古菌)数量最大,土壤有机碳含量最高,大多土壤酶活性高于其他处理,表明化肥配施有机肥有利于保持土壤微生物多样性,对于提高土壤质量具有重要作用。     

施用生物黑炭对新疆灰漠土肥力与玉米生长的影响

通过田间小区对比试验,研究生物黑炭作为改良剂与堆肥等其他生物质改良剂相比对新疆低产土壤——灰漠土的改良和玉米增产的效果。结果表明,施入20t·hm^-2和40t·hm^-2的生物黑炭,能显著提高土壤有机质含量,与基础土壤相比,提高了22．77％和49．80％,明显高于秸秆还田、羊粪和腐植酸有机肥等对土壤有机质的提升效果。施用生物黑炭提高了玉米单穗重、千粒重、产量以及生物量,降低了玉米的根冠比,促进玉米根系生长,而追施氮肥对玉米产量的影响差异不显著。因此,施用生物黑炭能够大幅度提高土壤有机质含量,对灰漠土土壤质量和作物产量以及农艺性状的提高具有重要作用。     

腐植酸对灰漠土棉田土壤无机磷形态的影响

石灰性土壤上常规施用磷肥,土壤有效磷固定严重,磷肥利用率较低.试验为新疆典型灰漠土棉田田间试验,通过常规施肥基础上施用不同量腐植酸,研究棉花不同生育期距地表不同深度及距棉株不同距离土壤有效磷及无机磷含量变化、各形态无机磷间动态转化以及施用腐植酸对棉花产量的影响.结果表明:对于典型灰漠土棉田,施用腐植酸能增加耕层土壤速效磷含量,并且随腐植酸用量的增加而增加,腐植酸能起到使土壤稳定持续供应土壤速效磷作用;施用腐植酸增加土壤有效磷含量的贡献依次主要是Ca2-P、Ca8-P和O-P增加的作用;腐植酸施用量必须达到一定水平才能有明显的激活土壤固定态磷、增加棉花产量的作用.     

不同施磷处理下棉田土壤磷素吸持特征研究

为探究不同施磷水平对棉田土壤磷的固定和释放机制,对新疆典型棉田5种施磷水平(P0、P75、P150、P300、P450)及不同层次(0～5、5～10、10～20、20～40、40～60 cm)的灰漠土进行磷素吸附和解吸特性研究,结果表明:土壤磷吸附量随磷肥施用量的增加先增加后减小,以P150处理吸附量最大,P0和P75处理吸附量较小,其中P150处理最大吸附量较P0处理增加了45%;随土层深度的增加,各处理吸附量逐渐增大,处理间吸附量的差异逐渐减小,40～60 cm土层最大吸附量为0～5 cm土层的2.10倍。土壤磷的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich和Temkin方程的拟合度都达显著水平(P0.05),土壤最大吸附量(Xm)与等温吸附曲线一致,以0～5 cm土层P75处理最小,为476.19 mg·kg~(-1),随土层深度增加而增加,吸附常数(K)与Xm呈相反趋势;随施磷量的增加,土壤最大缓冲容量(MBC)呈增加趋势,深层土壤小于表层土壤;土壤磷素吸附饱和度(DPS)以P75处理最大,整体随土层深度的增加而减小。土壤磷解吸量与解吸率随吸附能力的增加而减小;土层越深,解吸量与解吸率越小,其中0～5 cm土层解吸量为40～60 cm土层的2.06倍。增施磷肥能够提高棉田土壤贮存磷的能力,施磷量75 kg·hm~(-2)降低土壤对磷的吸附能力,增加土壤对磷的解吸,深层土壤磷的吸附特性受施肥水平的影响较小,供磷能力小于表层土壤。     

结合141团土壤条件论述棉花合理施肥

141团土壤类型以灌耕灰漠土为主,占团场耕地总面积的63.9%。团场耕地土层以板结土、粘土为主,沙质土壤比例小,分布零星。经调查,土壤普遍缺氮、少磷、富钾,偏碱性,且有不同程度盐渍化。土壤盐渍化原因,一方面是因为南部142团土壤盐分往下排压,随水带到该区;另一方面由于本团渠道渗     

不同耕作深度对马铃薯生长及产量的影响

<正>灰漠土耕作区多年不变的0~25厘米浅耕耕作方式,形成30厘米耕区的板结层,不利于土壤水分保存和作物生长发育。本文探索本地区不同耕作深度对农业灌溉用水储蓄和消耗情况的影响,为稳定和提高马铃薯产量提供适宜的耕作方式和科学的实践依据。一、材料与方法1.试验地土质     

长期不同施肥下我国3种典型土壤重金属的累积特征

采用现场采样及室内分析测试方法,观测了1989年开始的红壤、黑土和灰漠土17a不同施肥（不施肥、施用化肥、化肥与有机肥配施和单施有机肥）下重金属元素Cu、Cd、Zn、Pb和Cr含量随时间序列的变化,阐明长期施肥下3种土壤中重金属元素的累积变化过程和富集特征。结果表明,灰漠土各处理的重金属含量在17a间持平;红壤和黑土中Zn、Pb和Cr含量17a间没有显著变化,各个处理间也没有显著差异,但施用有机肥处理的Cu和Cd含量则显著增加,其快速增加期起始于试验开始的5～6a后。其中红壤Cu含量在1996年之后的3a中由41mg·kg^-1左右快速增加到64mg·kg^-1左右,之后在高浓度持平;Cd含量则在最近的10a中从0.20～0.30mg·kg^-1直线上升到1.30～1.50mg·kg^-1。黑土Cd在6a中快速增加了2.4倍和1.4倍,2000年后在高浓度基本持平。红壤的Cu和Cd、黑土的Zn和Cd之间存在极显著正相关关系,表明其可能来源一致。长期施用有机肥是红壤和黑土中重金属显著富集的重要原因,有机肥的质量对土壤重金属的累积起重要作用。     

碱化灰漠土中小麦根际氮,磷元素动态变化初探

本文研究了碱化灰漠土中小麦根际土壤中氮、磷元素及其在不同生长期根际和非根际土壤中的动态变化。结果表明，与根际外土壤相比小麦根际微环境是一个变化活跃的区域。