农田土壤钙素含量及空间分布规律研究——以武功县大庄乡为例

【目的】分析关中地区土壤发育与演化的历史,企图揭示在现代农业生产条件下土地高强度利用、施肥与耕作制度的变更等对土壤健康的影响。【方法】选定自然条件及土地利用类型一致的聚居村庄,在水平距离仅600 m的范围内,按照辐射线状采集农田土样,并参照了该地区1982年土壤普查数据采集信息,采用“横向参照标准方法”和“纵向（时间）标准方法”,研究农田土壤钙素的演化趋势。【结果】在水平尺度上距村庄0-400 m范围内表层0-40 cm土壤碳酸钙、交换性钙含量的水平变化均不够明显,在400-600 m处却明显增大,在0-600 m的范围内土壤水溶性钙含量随距村庄距离的增加而逐渐降低。在垂直尺度上不同水平距离处0-20 cm土壤碳酸钙含量均低于20-40 cm,而交换性钙和水溶性钙含量高于20-40 cm。在距村庄50 m处的剖面0-40 cm土层碳酸钙含量既低于距村庄500 m处,也低于1982年地区内土壤剖面同层的含量,而40 cm以下土壤碳酸钙含量明显增加。50 m处0-100 cm土壤钙素总贮量明显高于500 m处。表层0-40 cm土层交换性钙在村庄附近土壤中递减、水溶性钙含量递增。【结论】在无自然因素差异的有限水平空间范围内,高强度集约化土地利用以及密集型技术措施施行,明显驱动和加速了农田土壤钙素的淋失与淀积,导致土壤钙素的空间变异性及农田土壤表层钙素的隐型退化,这警示人们高度关注现代农业技术措施对土壤健康的作用和影响。     

不同形态氧化铁对黄土性土壤吸附铅的影响

针对土壤含氧化铁的普遍性以及氧化铁对土壤理化性质的重要影响,探求氧化铁对土壤吸附重金属离子的作用与影响。采用了化学选择性溶提技术,分别去除黄土性母质上发育的古土壤、淋溶褐土和黄褐土中不同形态的氧化铁,采用了等温吸附试验,并以Langmuir和Freundlich方程拟合参数为指标,分析去除不同形态氧化铁前后土壤对Pb~(2+)的吸附特征。结果表明:原土壤对Pb~(2+)的吸附曲线逐渐递增,并无明显阶段特征,且更符合Freundlich方程;而去除不同形态氧化铁后的3类土壤对Pb~(2+)的吸附曲线均为L型,阶段特征显著,更加符合Langmuir方程,且土壤对Pb~(2+)的亲和力(KL)成倍增加;去除络合态铁和无定形氧化铁后,土壤对Pb~(2+)的最大吸附量均有不同程度增加,其中去除无定形氧化铁之后,古土壤对Pb~(2+)的最大吸附量增幅最大,增加了14.71 mg·g-1;去除游离态氧化铁后古土壤、淋溶褐土对Pb~(2+)的吸附量分别下降了5.95、3.10 mg·g-1,黄褐土对Pb~(2+)的吸附量则增加了2.98 mg·g-1。土壤中氧化铁对Pb~(2+)吸附能力与吸附容量的影响不完全依赖于氧化铁的含量,在很大程度上依赖于土壤中氧化铁的形态。对于不同氧化铁形态的土壤采用相应的化学溶提技术,能够获得具有较高吸附性能的粘土矿物环境材料。     

盐分对土壤电阻率的影响研究

为了解盐渍化对土壤电阻率的影响,本研究在室内设置了不同盐分类型、不同盐分浓度的土壤,采用四电极法对各处理的电阻率进行相应测定,分析了土壤含水量、含盐量和单、复盐构成对土壤电阻率的影响。研究结果表明：土壤电阻率随着含水量的增大而从16．08Ω?m 下降到4．25Ω?m ,呈对数函数下降;随盐分含量的增大呈幂函数下降,含 NaCl 盐分的土壤电阻率从2．04Ω?m 下降至0．20Ω?m ,含 Na2SO4盐分的土壤电阻率从2．89Ω?m 下降至0．39Ω?m ;不同盐分类型的构成对电阻率的影响同样存在显著差异,含盐量为0．1％时,碳酸盐、硫酸盐、氯化物盐、氯化物－硫酸盐作用下土壤的电阻率分别为4．40、3．64、2．05、2．25Ω?m ,碳酸盐对土壤电阻率影响明显;当含盐量分别为0．5％、1．0％、1．5％、2．0％时,硫酸盐对土壤电阻率影响显著,对应的硫酸盐土壤电阻率分别为 1．72、1．03、0．74、0．58Ω?m ,氯化物盐土壤电阻率分别为0．59、0．36、0．27、0．21Ω?m 。含水率和盐分总量是影响土壤电阻率的重要因素,电阻率随土壤中 NaCl 和 Na2SO4含量的增加均呈幂函数递减规律;单、复盐类型不同,对土壤电阻率的影响存在差异。     

渭北苹果园土壤钙素退化状态

【目的】针对渭北苹果主产区出现的随植果年限增加,果树过早衰老,苹果的苦痘病、水心病、痘斑病等生理性病害频繁发生的问题,对该区苹果园土壤钙素退化部位、退化趋势及退化程度等进行了研究,以期查明制约苹果品质和果业可持续发展的因素,为果园土壤科学管理提供依据。【方法】在渭北黄土塬区分别选取＜10 a、10-20 a、＞20 a 3个园龄的苹果园各4个,并以土壤条件相同的农田作对照,在树冠层投影范围内距树干2/3处逐层采集剖面0-100 cm土壤样品,研究不同园龄果园土壤碳酸钙、交换性钙、水溶性钙含量及其贮量变化情况。【结果】3个不同园龄苹果园土壤碳酸钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加而降低,0-50 cm土层碳酸钙含量及贮量随园龄增加显著减少,50-100 cm则随园龄增大呈现逐渐增加趋势。10 a以上果园0-50 cm土层的碳酸钙总贮量显著低于农田。各果园土壤交换性钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加呈减少趋势,0-40和60-100 cm土层土壤交换性钙含量及贮量也随园龄的增加而减少,而40-60 cm土层则随园龄的增加而稍有增加。与农田相比,果园土壤的交换性钙均有所增加。各果园0-50 cm土层水溶性钙含量及其贮量都高于50-100 cm土层,10 a以上果园10-30 cm土层的水溶性钙含量最高。与农田土壤相比,3个园龄果园土壤水溶性钙含量都有所增加。【结论】即使在富含石灰质的渭北黄土旱地,因长期植果明显加速了土壤钙素退化。随园龄增大果园土壤钙素库容及有效钙供给减小,已成为该地区土壤化学性质隐性退化的特征之一。在重视果园大量养分管理的同时,警示关注包括钙素在内的中微量养分的演化趋势。     

关中农田土壤物理状态与分析

针对关中农田土壤通气、透水能力下降,抗不良环境能力减弱,生产成本逐年递增的实际问题,以关中11个县区农田土壤为研究对象,以土壤耕作层厚度、容重及团聚体特征为指标,开展了现代利用强度及土壤管理模式下农田土壤物理状态及其退化特征研究。结果表明:关中地区土壤发生学层次厚度尽管很厚,但受下层土体紧实化的影响,农田土壤耕作层普遍浅薄,疏松良好的土壤耕作层厚度变化在5~21 cm。调查范围内耕作层厚度在20 cm左右的仅占18%,10~15 cm之间的占64%,10 cm占18%左右。关中地区农田0~20 cm耕层土壤容重变化在1.04~1.34 g·cm~(-3),平均容重为1.21 g·cm~(-3),属于良好物理状态;而20~40 cm土壤容重变化在1.46~1.70 g·cm~(-3)之间,平均容重为1.58 g·cm~(-3),属于很紧实土壤状态。约36%的农田在20~40 cm处容重达到或超过了1.60 g·cm~(-3)的极限容重值。用干、湿筛技术测定的土壤团聚体的组成,关中农田1~5 mm的"(质量)优势团聚体"、团聚体的几何均重直径(GMD)、标准化平均当量直径(NMWD)以及土壤结构系数(Kctp)均显示,耕作层土壤团聚状态处于良好级别,其下层64%的土壤团聚状态较差,关中农田土壤团聚体水稳定性差,各地土壤团聚体状态以及稳定性差别明显。结论:关中地区农田土壤耕层变浅薄,是因为20~40 cm土层紧实化程度增大和犁底层上移与变厚所致;20~40土壤容重已经增大到极限值;0~20 cm土壤团聚体状态良好,但稳定性不强是引起其下层土壤紧实化的重要原因。关中农田土壤亚表层紧实化问题普遍,有愈加严重的发展态势。从空间上紧实化土层具有很强的隐蔽性,难以被人们所觉察,属于隐型土壤物理退化特征,不可小觑。     

渭北不同园龄苹果园土壤团聚体状况及演变趋势研究

为了探索果业生产和果园管理措施对土壤质量的影响,选取了渭北旱源苹果主产区彬县10a幼龄和21a老龄苹果园0~40 cm土壤为研究对象,以农田为对照,采用干筛法和湿筛法研究了不同种植年限果园土壤团聚状况与演变趋势。结果表明:渭北地区土壤机械稳定性团聚体以0.25 mm微团聚体为优势级别,仅0~20 cm处随园龄递增果园土壤团聚化趋势较为明显,0.25 mm土壤团聚体含量(DSAC0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著增大,团聚体分形维数(D)递减,但是,10~0.25 mm和5~1 mm最有价值团聚体和团聚体系数(KCTP)均在递减。渭北土壤水稳性团聚组成中约60%为0.25 mm微团聚体,在0~30 cm处土壤水稳性团聚体的MWD、GMD和WSAC0.25呈现为农田(对照CK)10a果园21a果园,随园龄递增有明显增大趋势。0.25 mm团聚体的破坏率(PAD0.25)随园龄增加显著增大,递增幅度随土层深度增加而递减。相关分析表明,土壤总有机碳(TOC)、颗粒态有机碳(POC)与机械稳定性团聚体各项指标呈极显著相关,土壤碳酸钙含量、黏粒含量与水稳定团聚体多项指标呈极显著相关,PAD0.25与土壤理化性质呈显著相关。研究表明,果树种植在表观上明显提高了渭北地区表层0~20 cm土壤机械稳定性大团聚体数量,增强了土壤抗风蚀能力,但却显著降低了土壤团聚体的农艺质量及其稳定性,果园土壤团聚体的农艺质量显著退化与有机物及碳酸钙含量递减有着直接关系。