不同土壤改良剂对酸性铝富集红壤毒性缓解效应的差异

在红壤中添加外源铝并种植作物,研究不同土壤改良剂对酸性铝富集土壤的铝毒缓解效应差异及潜在机制。采用酸性红壤做盆栽试验,添加外源铝,并施用土壤改良剂腐殖酸(HA)、生物炭(C)和生石灰(CaO)种植小白菜,设置CK、HA(0.3%HA)、C(2%C)、CaO(0.3%CaO)、Al(1 mmol/kg Al 3+)、Al+HA(1 mmol/kg Al 3++0.3%HA)、Al+C(1mmol/kg Al 3++2%C)、Al+CaO(1mmol/kg Al 3++0.3%CaO)共8个处理,分析腐殖酸、生物炭和生石灰对铝富集红壤不同形态活性铝及作物生长的影响。结果表明:铝毒会显著降低小白菜的出苗率和鲜质量,提高小白菜铝含量;而施用改良剂能缓解铝毒对小白菜的抑制作用,改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,Al+HA、Al+C和Al+CaO处理小白菜鲜质量较Al处理分别增加86%、775%和1 014%。添加外源Al较CK处理土壤pH降低0.17个单位,活性铝总量显著增加,而添加改良剂后活性铝总量减少。此外,Al处理交换性Al 3+含量较CK处理上升11.17%,Al+HA、Al+C和Al+CaO处理交换性Al 3+含量较Al处理分别下降11.81%、59.63%和87.82%,而单聚体羟基铝离子Al(OH)2+和Al(OH)+2含量却上升。因此,在土壤中加入外源铝显著降低土壤pH,加重酸化,且交换性Al 3+增加,抑制小白菜生长;施用改良剂腐殖酸、生物炭和生石灰后交换性Al 3+含量降低,小白菜生长状况得到改善,其中生物炭和生石灰还能有效增加红壤pH。因此,改良剂通过对土壤pH、养分含量和交换性Al 3+含量产生综合作用从而影响作物生长。     

典型柑橘种植区土壤有机质空间分布与含量预测

以湖北省宜都市红花套镇典型柑橘种植区采集到的329个土壤样本为研究对象,设置土壤有机质(SOM)进行普通克里格(OK)插值的结果为参照,借助地理探测器选取与SOM相关性最大的前5种主要影响因子,分别建立全局模型多元线性回归、偏最小二乘回归和局部模型地理加权回归(GWR),再深入分析模型残差的结构性,构造GWR扩展模型GWRMLR、GWRPLSR,讨论几种SOM预测模型的差异。结果表明:使用GWRPLSR模型预测研究区SOM含量的均方误差和均方根误差可分别降低到9.834和3.136,相对分析误差提高到1.468,实测值与预测值间的相关系数(r)达0.743,具有最高的预测精度,GWRMLR其次,说明除SOM与主要影响因子间存在空间相关性,分析模型残差可进一步消除预测的不平稳性。因此,将模型残差项纳入考虑的局部扩展模型更适宜进行区域化SOM空间分布预测与数字土壤制图。     

土壤基质势调控对温室滴灌番茄土壤水分分布和产量的影响

【目的】指导设施蔬菜生产中科学合理地利用滴灌技术进行灌溉。【方法】采用小区试验的方法,以冬春茬番茄为研究对象,布置了7个不同土壤基质势阈值的试验,在番茄开花坐果期和结果期分别控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势在-15和-15 kPa(S1)、-15和-30 kPa(S2)、-15和-45 kPa(S3)、-25和-25 kPa(S4)、-30和-15 kPa(S5)、-30和-30 kPa(S6)以及-30和-45 kPa(S7),研究了日光温室滴灌土壤基质势调控下土壤水分随时间变化及空间分布的规律,以及番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率等。【结果】①控制滴头正下方20 cm深度土壤基质势可以明显影响0～100 cm深度土壤水分状况。②在番茄开花坐果期,当土壤基质势阈值控制在-30 kPa或更高时,番茄根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分基本不变,0～60 cm深度土壤体积含水率平均为28.6%,为田间持水率的84%,60～100 cm土壤体积含水率平均为36.2%,为田间持水率的90%。③番茄进入结果期后,当土壤基质势阈值控制在-25～-15 kPa时,整个土体土壤含水率基本保持在田间持水率的77%～91%,根系主要吸收利用0～60 cm深度以上范围的土壤水分,70 cm深度以下土壤水分消耗缓慢;当土壤基质势阈值降低到-45～-30 kPa时,根系吸收利用到80～100 cm深度的土壤水分,整个土体土壤含水率不断降低,降低到田间持水率的60%～66%。④不同处理番茄产量、畸形果率和灌溉水利用效率有明显差异,其中S3和S7处理番茄产量高,S5处理产量低;S1、S3和S4处理的畸形果率大,S6和S7处理的畸形果率低;S1处理的灌溉水利用效率最低,S7处理的灌溉水利用效率最高。【结论】日光温室少量高频滴灌条件下,当滴头正下方20 cm深度土壤基质势阈值开花坐果期控制在-30 kPa、结果期控制在-45 kPa时,整个土体土壤水分状况基本良好,番茄的产量高,畸形果率低,灌溉水利用效率高。     

基于生态学意义可视指标的乡村景观情景可视化评价

获得情景的关键就是辨识和归纳未来变化的方式、途径和关键要素,进而有的放矢地进行情景模拟。目前,一些研究开始通过增减某些关键景观要素来进行乡村景观情景可视化模拟,但还较少将基于生态学意义的可视景观指标运用到模拟的条件之中。本研究将基于生态学意义的可视景观指标应用到乡村景观情景可视化评价的情景设计之中。通过复杂性、自然性、开阔性、一致性和记忆表象5个可视景观指标的专家预期和基于GIS环境的客观分析,确定出不同情景的设计标准,并根据此标准生成原始现状景观、生态保护景观、集约生产景观和旅游休闲景观4个设计情景。通过当地居民、周边利益相关者以及在校学生对4个情景中的乡村景观进行评价,探讨了不同利益相关者对景观情景偏好的选择差异及影响因素。结果表明:参与者对集约生产景观情景普遍不感兴趣;越靠近当地的利益相关者对旅游休闲景观情景的偏好越强、对生态保护景观情景的偏好越弱;人们通过情景得到的感性认识和他们经过理性思考后的选择往往有差异,对景观主观判断上的差异很大程度来自于他们的个人生活背景。基于生态学意义的可视景观指标而构建的情景可视化对反映乡村景观变化、增强相关者决策与设计参与具有重要作用。     

武汉市有机钾资源调查与利用潜力评价

通过调查武汉市畜禽养殖粪便、作物秸秆和绿肥资源的总量、分布以及目前利用的现状,量化分析相应区域有机资源利用情况,以此为基础衡量武汉市有机钾(K2O)资源总量及其利用现状,总结有机钾资源利用中存在的问题,并提出建议。结果表明,武汉市畜禽粪便、秸秆及绿肥中有机钾资源年产总量约为115 027 t,其中,畜禽粪便中有机钾总量为60 796 t,占有机钾年产量的52.85%;秸秆中有机钾总量为49 657 t,占有机钾年产量的43.17%,绿肥中有机钾总量为4 574 t,仅占有机钾年产量的3.98%。畜禽粪便48.44%直接施入田中,21.74%喂鱼,14.39%做沼气利用,仅17.28%做有机肥;农作物秸秆有60.68%被农民焚烧或是闲置,仅有13.98%还田。现有利用方式造成有机钾资源的严重浪费,应改变现有利用方式,提高有机钾肥的利用率。     

黄土高原退耕方式与年限对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的关键过程,明确退耕后土地利用变化对土壤呼吸及其温度敏感性的影响是提升土壤碳汇能力的重要前提。以黄土高原20 a耕地、退耕3、6、10 a的苹果园与撂荒地为研究对象,原位监测样地2018年7-12月的土壤呼吸速率,估算其温度敏感性,并应用偏最小二乘结构方程模型,明确土壤呼吸及其温度敏感性的关键影响因子。结果表明,随退耕年限的增加,撂荒地土壤有机碳和全氮含量呈现先降低后升高的趋势,苹果园则与之相反。监测期间撂荒地平均土壤呼吸速率为2.73～4.65μmol·m^-2·s^-1,苹果园为1.07～3.13μmol·m^-2·s^-1,退耕3 a和6 a撂荒地的土壤呼吸速率显著高于苹果园(P<0.05)。土壤呼吸温度敏感性的变化范围为1.477～4.055,不同退耕方式间土壤呼吸温度敏感性并无显著差异。偏最小二乘-结构方程模型结果表明,土壤因子共解释了土壤呼吸及其温度敏感性34.4%的变化;相比于化学和生物因子,土壤水分与温度等物理因子对土壤呼吸及其温度敏感性的影响更为显著。研究...     

三种氮素营养快速诊断方法在油菜上的适宜性分析

通过大田试验研究了SPAD仪法、硝酸盐反射仪法和光谱仪法在油菜氮素营养快速诊断上的适宜性。试验设施氮0、60、120、180、240、300和400kg/hm2处理,在八叶期、十叶期和蕾薹期对各处理SPAD值、冠层归一化植被指数（NDVI值）和硝酸盐含量进行检测,并测定各时期油菜生物量和收获期籽粒产量。对不同施氮量下的油菜产量进行显著性检验及方程拟合,并对三种诊断方法各测定指标与氮肥用量、籽粒产量进行相关分析。结果表明,油菜施氮量与籽粒产量具有较好的相关关系,满足氮素营养快速诊断要求。三种诊断方法中,硝酸盐反射仪法能在一定程度上反映油菜氮素营养状况,但受油菜生理特性（苗期生物量小、蕾薹期氮素奢侈性吸收等）影响,诊断结果的可信度和稳定性不高。光谱仪法比较适宜于油菜蕾薹期氮素营养诊断,但存在追肥时期过晚、操作不方便等缺点。综合分析认为,SPAD仪法诊断结果稳定,并且具有快速、简便、低耗等优点,适合于油菜氮素营养快速诊断。     

珠三角主要工业区周边蔬菜产地土壤重金属污染调查分析

采集珠三角地区主要工业区周边蔬菜产地土壤,研究土壤中铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铬(Cr)5种重金属的含量与分布特征。参照国家土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的二级标准,采用单项污染指数法和综合污染指数法,对其重金属污染现状进行评价。结果表明：232份土壤样品中,Cd、Hg、As、Cr的超标率分别为45.06%、7.73%、5.15%和1.29%,未见Pb超标;37.34%的土壤受到不同程度的污染,Cd污染情况最为严重,Hg污染次之;土壤污染以单一重金属污染为主,未出现3种及以上重金属复合污染。各地污染状况呈现区域差异,东莞地区受污染的样品比例较大,珠海和广州的污染情况相对较轻。该区域的土壤重金属污染形势不容乐观,其可能给农业生产带来的风险应引起重视。     

不同粳稻品种在鄂中丘陵岗地的氮肥效应及差异分析

采用田间试验,比较了不同氮肥水平下两个粳稻品种“中稻1号”和“淮稻5号”在鄂中丘陵岗地单季籼稻区的产量和氮肥利用率。结果表明,施用氮肥可显著增加粳稻的产量,与不施氮处理（N0）相比,两个粳稻品种的施氮处理分别平均增产2 179 kg/hm2和3 209 kg/hm2,增产率为45.7%和53.5%。稻谷产量与氮肥施用量呈线性加平台关系,两个粳稻品种的平台产量分别为7 517 kg/hm2和10 234 kg/hm2,最适氮肥用量分别为221.0 kg/hm2和235.5 kg/hm2。与N0相比,两个粳稻品种施氮处理吸氮量平均增加58.7 kg/hm2和71.8 kg/hm2,增幅为80.9%和85.2%。当施氮量为248 kg/hm2时,“中稻1号”和“淮稻5号”的氮肥吸收利用率（NRE）、氮肥农学利用率（NAE）、氮肥贡献率（NCR）及氮肥偏生产力（PFPN）分别为29.4%和37.6%、10.6 kg/kg和18.0 kg/kg、35.4%和42.6%及29.8 kg/kg和42.3 kg/kg。综合分析认为“淮稻5号”在鄂中丘陵籼稻区种植,可以获得更高的产量及氮肥利用率。     

三峡水库运行对汉丰湖湿地植物群落及生境的影响

2012年9月和2013年9月对汉丰湖湿地5个断面的生境和植物群落特征进行了调查,分析了三峡水库运行对汉丰湖湿地植物群落及土壤生境的影响。结果表明,维管束植物共计59种,隶属于26科、20属,其中菊科、禾本科和蓼科种类较多;群落结构以草本植物为主,其中一年生草本植物占54.2%,多年生草本植物占37.3%;植物群落鲜重、高度和盖度平均值(范围)依次为2 031.5(488.3~6 586.1)g/m2、59.2(19.6~102.2)cm、109%(23%~201%);土壤容重、pH、有机质、有效氮、有效磷和有效钾的平均值(范围)分别1.32(1.00~1.60)g/cm3、8.15(6.83~8.59)、10.03(1.40~22.5)g/kg、29.37(6.00~94.38)mg/kg、12.18(1.33~59.37)mg/kg和46.13(2.50~219.00)mg/kg;重要值较大的有狗牙根(22.84±5.78)、牛鞭草(16.38±13.27)、马唐(11.10±12.27)、无芒稗(10.83±3.64)和狗尾草(9.56±5.38);主要环境影响因子为土壤pH值和有效钾含量。