除草剂草甘膦的性质及环境行为综述

草甘膦是一种广谱、非选择性芽后除草剂,它被越来越广泛地应用于农业。本文总结了草甘膦的一些基本性质及其在环境中的行为和降解机理,概述了国内外的研究现状,及影响其在土壤环境去向的一些因素,如土壤性质、磷酸盐、重金属和DOC的存在等,为进一步研究提供一些建设性的参考。     

耕作管理对潮土团聚体形成及有机碳累积的长期效应

【目的】研究黄淮海平原潮土区耕作管理对土壤水稳性团聚体形成及有机碳累积的长期效应,为提升潮土地力、推动农业可持续发展提供理论基础与技术支持。【方法】采集河南省封丘县中国科学院封丘农业生态实验站连续8年保护性耕作的不同处理原状土壤样品,分析测定土壤团聚体的数量、稳定性以及土壤和各粒径团聚体中的有机碳含量。【结果】与常规翻耕处理相比,长期免耕和间歇性翻耕使0-10 cm土层粗大团聚体和10-20 cm土层细大团聚体的质量比例分别提高了63.4%和28.1%。秸秆还田主要提高了0-20 cm土层大团聚体的质量比例,平均提高率为3.0%。降低翻耕频率或秸秆还田处理,使不同土层团聚体的稳定性有所提升,前者使0-10 cm平均重量直径（mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（geometric mean diameter,GMD）值分别增加了11.9%-31.6%和4.1%-13.7%;后者使0-20 cm MWD和GMD值分别增加了3.5%和4.5%,翻耕频率对团聚体稳定性的影响程度显著高于秸秆还田处理。在0-10 cm土层,各粒径团聚体的有机碳含量随翻耕频率的降低而提高,而秸秆还田对团聚体有机碳的影响可以深入0-20 cm土层。耕作方式耦合秸秆还田处理对团聚体特征的影响显著大于降低翻耕频率或秸秆还田处理。潮土有机碳积累的主要贡献来源于粗大团聚体和细大团聚体,通过降低翻耕频率,可以提高0-10 cm土层粗大团聚体和10-20 cm土层细大团聚体对潮土有机碳积累的相对贡献,提高率分别达49.2%和29.1%。【结论】长期免耕和间歇性翻耕结合秸秆还田能显著提高潮土大团聚体的数量及其稳定性,通过提高大团聚体对土壤有机碳积累的相对贡献,可以增加潮土碳累积量。     

集约化种植条件下典型潮土区土壤氮素的演变特征

通过对集约化种植制度下黄淮海平原7个典型潮土区土壤N素的调查,结合第二次全国土壤普查资料,对20年来潮土N素含量、分布及其演变特征进行了全面的分析和评价.结果表明:土壤N素较20年前有所积累,其中全N含量除个别地区有所下降外,其他地区都呈上升趋势,增幅在0 ～ 56.54% 之间;各地土壤碱解N含量普遍上升,增幅在2.03% ～ 81.52%之间.但总体上典型潮土区N素水平依然较低,其中,92% 以上面积的土壤全N含量低于1 g/kg,90% 以上面积的土壤碱解N含量集中在30 ～ 90 mg/kg之间,都处于偏低及以下水平.     

旱稻水分利用率与碳同位素识别值之间的关系

通过温室盆栽试验 ,分析和探讨了三个水平的土壤水分条件对分蘖期和成熟期收获的旱稻(OryzasativaL .)生物量累积、水分利用率 (WUE)、植株不同部位的碳同位素识别值 (CID)的影响 ,并了解了它们之间的相互关系。水分条件包括 :饱和含水量 (W1 )、饱和含水量的 70 %(W2 )、饱和含水量的 4 0 %(W3)。结果表明当土壤水分条件从W1降低到W2时 ,分蘖期收获的生物量降低 4 5 %左右 ,成熟期收获的生物量降低 1 6 %～ 1 9%;而当从W1降低到W3时 ,分蘖期收获的生物量降低 73%左右 ,成熟期收获的生物量降低 5 5 %～ 5 7%。然而 ,根据地上部干重计算而来的WUE(WUE 地上部 )和根据全株干重计算而来的WUE(WUE 全株 )则随土壤含水量的降低而增加 ,其增幅在分蘖期为 0 .0 7～ 0 .2 8gkg-1 ,在成熟期为 0 .0 7～ 0 .4 5gkg-1 。植株的CID值变幅为 1 7.0～ 2 0 .6 ,但植株不同部位间差别显著 ,分蘖期收获的样品CID值从小到大的顺序为 :根 <最近完全伸展叶 <叶芽 <茎秆 ;而成熟期收获的样品CID值从小到大的顺序为 :籽粒 <根 <茎秆 <旗叶。随着土壤含水量的降低 ,植株所有部位的CID值亦显著减小。叶部的CID值与WUE 地上部(和WUE 全株 )之间呈一致的负相关关系。     

保护性耕作对潮土不同组分有机碳、氮的影响

为深入了解保护性耕作对土壤不同组分有机碳、氮的影响,本试验以北方潮土为研究对象,研究不同耕作方式下土壤轻组组分(LF)、重组组分(HF)以及各组分有机碳、氮(LFC、LFN、HFC、HFN)的变化。采用密度为1.7 g cm-3的碘化钾重液将土壤分离为轻组和重组。结果表明,0~20 cm土层,不同耕作方式下,土壤轻组有机碳(LFC)含量介于38.91~94.89 g kg-1之间,为土壤总有机碳(TOC)的6.89%~33.17%;轻组氮(LFN)含量介于1.03~3.47 g kg-1之间。耕作扰动导致土壤轻组有机碳、氮的损失,随着翻耕频率的增加,LF、LFC、LFN的含量显著降低;秸秆还田为土壤提供外源有机物,显著提高了土壤LFC和LFN的含量。轻组主要集中在土壤表层,随着土层深度的增加,LF、LFC、LFN的含量呈递减的趋势。由于轻组的C/N比值显著高于重组和原土,因此轻组对耕作制度和土层深度的变化更敏感。不同耕作制度下HF、HFC、HFN的含量变化不明显。少免耕能减少土壤有机碳、氮的损失,秸秆能补充土壤碳库,提高土壤氮含量,因此保护性耕作对提高土壤有机碳库,尤其对土壤轻组有机碳、氮的累积具有积极的作用。     

耕层厚度对潮土中化肥氮素转化的影响

耕层厚度是影响土壤肥力的重要因素之一,但其对潮土中化肥氮素转化的影响尚不清楚。利用田间?土柱模拟试验,采用15N示踪技术,探究在不同耕层厚度处理下,化肥氮在3种质地潮土0~40 cm土层中有机氮、无机氮与固定态铵库中的动态变化以及作物对化肥氮的吸收利用。结果表明：耕层厚度显著影响化肥氮在土壤不同氮库中的转化及其在土壤-作物系统中的去向,且在不同质地潮土中的作用效果一致。在不同质地潮土中,残留于土壤中的化肥氮83%以上以有机氮的形式存在,影响化肥氮的保蓄与供给。增加耕层厚度虽然降低了化肥氮向固定态铵库的转化,但提高了0~40 cm土层中的肥料来源有机氮储量,尤其是在施肥当季,耕层厚度25 cm（PLT-25）处理下的肥料来源有机氮储量平均较耕层厚度15 cm（PLT-15）处理提高8.9%。增加耕层厚度显著（P < 0.05）提高了施肥当季与后茬作物生长季内肥料来源无机氮的供给,在此期间PLT-25处理下作物对化肥氮的利用率较PLT-15处理提高8.0%左右,而化肥氮的当季损失率与累积损失率则较PLT-15处理分别降低12.3%与9.1%。就土壤质地的角度而言,砂粒含量高制约着化肥氮向有机氮库的转化,不利于作物对化肥氮的吸收利用,增大了氮肥损失。由此可见,在不同质地潮土中,增加耕层厚度在提高化肥氮素当季利用率的同时也增大了化肥氮在土壤中的残留量,减少了化肥氮的损失。残留的化肥氮在后茬作物生长季释放出来供作物吸收利用,促进了化肥氮累积利用率的提高。     

华北平原潮土速效N、P、K的空间分布及时间变化

通过2000、2002年田间定点试验,研究了华北平原潮土土壤碱解氮、速效钾、有效磷含量在空间上的分布和时间上的变化及其对农作物的产量效应。结果表明,我国华北地区土壤碱解氮含量水平稳中有升;速效钾含量水平较高,但有递减的趋势;有效磷含量水平很低,但空间变异性较大,制约了作物的增产。研究表明传统的施肥方法很难改善土壤养分的空间变异结构,甚至会使土壤养分水平更加不平衡,只有根据土壤养分的丰缺状况,有针对性地实施精准施肥和科学管理,才能改善土壤养分的空间分布。     

华北潮土区不同耕作方式下土壤动物丰富度与多样性

在黄淮海平原小麦-玉米一年两熟地区,试验设置了5个处理,分别为玉米小麦每年均翻耕(CTWT)、玉米免耕+小麦每年翻耕(CNTWT)、玉米免耕+小麦每2年翻耕(CNTW2T)、玉米免耕+小麦每4年翻耕(CNTW4T)、玉米小麦每年均免耕(CNTWNT),所有处理的农作物地上秸秆全部移出。调查结果显示,中小型土壤动物在数量上占总数的比例为83%～91%,土壤动物主要分布在表层,占有其总量的71.9%～73.2%。土壤动物存在显著的季节性动态,其丰富度在玉米季高于小麦季。土壤动物Shannon多样性指数在整体上表现为翻耕高于免耕处理,玉米季翻耕处理下有更高的均匀度指数,但小麦季均匀度指数差异不显著。多元典范冗余分析表明,耕作方式主要是对土壤动物的时间动态和垂直分布产生影响,从而间接地影响了土壤动物的数量和组成。     

一种耦合化学反应的溶质运移模型的应用

土壤中的化学作用对溶质运移具有重要影响．离子交换和络合反应是土壤中常见的化学反应。利用室内土柱出流实验对这两种作用下的土壤溶质运移进行了探讨，用CXTFIT软件模拟了不考虑化学反应时的常规溶质运移；用水文地球化学模拟软件PHREEQC进行了耦合离子交换和络合反应运移模型的模拟。结果表明，耦合模型的模拟精度更高，从而也初步证明了耦合模型是成功的。     

黄泛区潮土土壤水和地下水的动态变化及其对降雨的响应

基于时间序列分析方法,在1999年10月至2000年9月豫北平原潮土土壤水、地下水位观测资料的基础上,分析了降雨(包括灌溉)动态和土壤水、地下水位动态的相关关系,揭示了该地区土壤水、地下水位对降雨的响应及其动态变化规律。结果表明,该地区土壤水、地下水位序列为自相关序列,时间相关域为1～2个滞后时间距;土壤水、地下水位对降雨的初始响应时间都在1周以内,并基本随土层深度增加而增大。