不同利用方式红壤磷素有效性的深度变化——以江西省余江县孙家小流域为例

在江西省鹰潭市余江县孙家红壤小流域的典型红壤区随机选取了具有代表性的林地(F)、花生旱地(PU)、新稻田(NP,<30 a)和老稻田(OP,> 200 a),在0~40 cm深度每隔5 cm采集分层土样,分析了土壤全磷(TP)、有效磷(Bray P)、磷素活化系数(PAC)及有机磷(Po)、无机磷(Pi)与各组分磷的深度变化,探讨了土壤pH与土壤有机质(SOM)对红壤磷素有效性的影响。研究结果表明:孙家小流域不同利用方式红壤TP含量大小依次为:老稻田>新稻田>林地>花生旱地;除林地外,花生旱地与稻田土壤TP、Bray P、Pi和Po含量随着土壤深度的增加呈显著降低趋势,且稻田土壤Po含量及其占全磷的比例显著高于林地和花生旱地。花生旱地与稻田0~20 cm土壤中极有效磷(EAP)、中等有效磷(MAP)及EAP、MAP中的无机磷与有机磷的比值均显著高于林地土壤。林地转为旱地和稻田,尤其是长期植稻可以促进土壤非有效磷(NAP)向利于作物吸收的EAP与MAP转化,因而提高土壤磷素有效性。相关分析表明,随着SOM累积量的增加,四种利用方式红壤中EAP、MAP含量均显著提高。     

工程堆积体坡面侵蚀泥沙分选特性与运移机制研究

为揭示工程堆积体陡坡坡面在径流驱动下侵蚀泥沙颗粒分选特征及搬运机制,设计了3种上方来水流量(10,20,30 L/min)下的野外模拟径流冲刷试验,对杨凌弃土工程堆积体陡坡坡面(32°)侵蚀泥沙的颗粒分布特征进行分析。结果表明:侵蚀泥沙(分散前)中黏粒、细粉粒较原始土壤明显增加,易产生侵蚀;径流对团粒破碎作用影响侵蚀泥沙黏粒含量,当径流功率＜1.71 N/(m·s)时,黏粒含量与径流功率呈负相关,＞3.89 N/(m·s)时则呈正相关;侵蚀泥沙中细粉粒、粗粉粒主要以单粒的形式搬运,而黏粒以及砂粒多以团粒的形式搬运;侵蚀泥沙中黏粒表现为富集,砂粒表现为贫化;泥沙颗粒粒径决定其主要搬运形式,＜0.11 mm的泥沙颗粒以悬移/跃移搬运为主,＞0.11 mm的泥沙颗粒以滚动搬运为主;滚动搬运的贡献率随径流搬运能力的增强呈先增大后减小。研究结果将有助于揭示工程堆积体坡面水蚀过程机理,为提高工程堆积体陡坡坡面水蚀模型预测精度提供科学依据。     

长期施肥对红壤旱地团聚体磷素储存容量的影响

土壤磷素储存容量(SPSC)是基于磷饱和度(DPS)概念提出与发展的指标,可以有效地评估及监测土壤磷素的存储状态及释放潜能。以红壤旱地长期肥料定位试验地(1988—)为依托,以无机肥区的NK、NPK、NP、PK、NPKCa、NPKCaS及有机无机配施的1/2NPK(CK)、1/2NPK+花生秸秆还田(PS)、1/2NPK+稻秆(RS)、1/2NPK+鲜萝卜菜(FR)、1/2NPK+猪厩肥(PM)共11小区的土壤为对象,采用湿筛法获得各粒级团聚体样本,分析红壤旱地及各粒级团聚体SPSC的变化特征,探讨土壤供磷水平对SPSC的影响,评估红壤旱地磷素的流失风险,预测红壤旱地可继续容纳外源磷的"安全寿命"。结果表明:在无机肥区,长期未施磷肥的NK处理土壤SPSC高达265 mg·kg~(-1),分别为NPK、NP、PK、NPKCa与NPKCaS处理的1.9倍、1.6倍、1.9倍、2.0倍和2.4倍;各粒级团聚体对土壤SPSC的贡献率由高到低依次为1～0.25 mm、0.053～0.25 mm、 2 mm、1～2 mm;按现有施磷量,红壤旱地仍可以继续安全施用磷肥30年。在有机无机肥配施区,与CK处理相比,配施猪厩肥(PM)处理的SPSC呈现出负值且高达-333mg·kg~(-1),应立即停止施肥或调整施肥量;而配施花生秸秆(PS)、稻秆(RS)及鲜萝卜菜(FR)处理的SPSC仍为正值且处理间差异不显著,各粒级团聚体对土壤SPSC的贡献率由高到低依次为1～0.25 mm、 2 mm、0.053～0.25 mm、1～2 mm;按现有施磷量,可继续安全施磷41年、30年、14年,CK处理则可安全施磷51年。由SPSC与TP、Bray-P的相关关系可以发现,当SPSC 10 mg·kg~(-1)时,红壤旱地磷是绝对"安全"的;当–10 mg·kg~(-1)≤SPSC≤10 mg·kg~(-1)时,红壤旱地磷处于极度不稳定状态,极易或已经开始向周围环境或水体释放,需随时监测或停止施磷;当SPSC –10 mg·kg~(-1)时,红壤旱地磷已经向周围环境或水体释放,应立刻停止施磷,并调整施肥方案,降低土壤磷素的环境风险。     

高职数学实施创新教育的研究

数学作为人类文化的中心部分之一,在社会和科学中被广泛应用,它的思想方法威力无穷,美不胜收,丰富了人类的精神财富.全面提高创新意识和能力,数学的创新教育责任重大.     

长期施肥对旱地红壤团聚体磷素固持与释放能力的影响

在中国科学院红壤生态试验站26年的旱地红壤长期肥料定位试验中,选取无机肥试验区的NPK、NK处理,有机无机肥配施试验区的对照(CK)、CK+稻秆(RS)、CK+花生秸秆还田(PS)、CK+绿肥(FR)及CK+猪厩肥(PM)等7个肥料处理土壤,采用湿筛法逐级提取并得到粒级依次为2 mm、2~1 mm、1~0.25 mm与0.25~0.053 mm的团聚体土壤样品;通过室内分析获得了土壤及各粒级团聚体的全磷(TP)、有效磷(Available P)、水溶性磷(CaCl_2-P)、土壤磷素吸持指数(PSI)及土壤磷素饱和度(DPS)等指标值,并探讨了上述测定指标间的相关关系。结果表明:长期施用磷肥可有效保持旱地红壤的供磷水平,配施猪厩肥可显著增加旱地红壤及大小团聚体的TP、有效磷及CaCl_2-P含量、降低土壤PSI并显著增大旱地红壤DPS,加大了旱地红壤磷素的流失风险;随着土壤中1 mm粒级团聚体数量的增多,旱地红壤磷素储量显著增加,磷素固持能力显著下降,土壤磷释放潜能随之增大。由DPS、有效磷及CaCl_2-P的分段线性拟合方程可以推断得出,当旱地红壤中有效磷为168~260 mg kg~(-1)时或DPS28%,土壤磷素具有潜在流失风险;当有效磷≥260 mg kg~(-1)或DPS≥28%,土壤磷素具有极高的流失风险,应立即停止施用磷肥尤其是有机磷肥,并重新调整施肥方案,以避免土壤磷素流失及其对水体环境的污染。     

苏北典型葡萄种植集聚区土壤肥力特征与施肥对策——以灌南县为例

了解葡萄种植集聚区土壤肥力特征是有效制定土壤与精准施肥管理措施的重要前提。本研究选取苏北灌南县为研究对象,对55家设施葡萄园非施肥区和施肥区土壤主要肥力指标进行了测定,运用主成分分析与隶属度函数相结合的模糊综合评价法,对土壤肥力特征进行了综合分析与评价。结果表明,葡萄园施肥区土壤综合肥力整体处于较高水平,其中有机质和全氮的指标权重最大,分别为18.98%和18.02%,是影响葡萄园土壤肥力的关键因子。与非施肥区土壤相比,施肥区有14.55%和10.91%的土壤分别存在有机质和全氮含量降低现象。研究区土壤pH均呈碱性,是限制土壤肥力的主要因子。葡萄园本底有效磷含量普遍偏低,均值为19.51 mg·kg^-1,而速效钾、交换性钙、交换性镁含量均处于较高水平,均值分别为364.55、12 346.52 mg·kg^-1和816.66 mg·kg^-1。施肥区土壤有效磷含量处于较高水平,均值为69.87 mg·kg^-1,但仍有20.00%的土壤有效磷含量处于中等及以下水平。研究表明,苏北设施葡萄园应注重土壤酸碱度的调节及磷肥的适量补充,控制钾、钙、镁肥的投入,合理增施有机肥。     

旱地转变为稻田对关键带红壤剖面土壤团聚体碳含量的影响

在红壤关键带江西鹰潭孙家小流域观测站选取花生旱地、新稻田(30 a)及老稻田( 200 a)3个典型剖面(0～120 cm),按照30 cm的土层间隔自下而上地采集剖面样品,采用湿筛法逐级提取了粒级为 250μm、250～53μm及53μm团聚体的样本,分析各粒级团聚体的全碳含量及其对土壤全碳贡献率的变化,探讨铁铝氧化物与团聚体碳含量的相关关系。结果表明:红壤关键带的花生旱地和新、老稻田剖面土壤中250～53μm团聚体所占比例高达41.9%～58.2%;花生旱地向新、老稻田转换的过程中,剖面土壤 250μm团聚体的比例呈现出"低-高-低"的变化趋势,250～53μm团聚体的比例呈现出"高-低-低"的变化趋势,而53μm团聚体的比例呈现出"低-低-高"的变化趋势;从旱地转为稻田,尤其是长期的水耕熟化作用会使各土层土壤及大小粒级团聚体的全碳含量显著增加,且无定形氧化铁的形成对红壤旱地和老稻田的全碳含量有重要影响;三个剖面的土壤全碳含量均随着剖面呈现出先快速降低,后趋于平稳的变化规律,但较深土层中53μm团聚体对老稻田新增加的全碳贡献最大。     

基于无人机贴近摄影测量的坡面细沟侵蚀及形态演化研究

[目的] 寻求效率和精度均高且适应性强的坡面细沟侵蚀测量技术手段,克服传统测量方法效率低,成本高,适用性差等问题,为坡面细沟侵蚀演变过程及定量化研究提供新的思路和技术手段。[方法] 利用无人机通过贴近摄影测量获取连续6场人工模拟降雨下坡面细沟发育的高分辨率影像及模型,经定位精度、模型精度和侵蚀模拟3个方面验证,定量揭示坡面细沟侵蚀及形态演化过程的可行性。[结果] ①三维实景模型地理配准均方根误差RMSE_3D=1.5 cm,像控点平面误差RMSE_H=0.42 cm,高程误差RMSE_V=0.88 cm,模型细节及纹理清晰,分辨率达到毫米级。②多期模型能够清晰刻画细沟发育经历的雨滴溅蚀—片蚀—小跌水—断续细沟—连续细沟5个阶段。坡面细沟平均沟宽、沟深、密度分别从最初的1.25 cm,0.82 cm,0.05发展到最终的3.27 cm,4.75 cm,0.23,最大沟长236 cm,最大沟深14.23 cm。③细沟土壤侵蚀量模拟值随着降雨历时的增加不断接近真实值并趋于稳定,平均误差在10%以内。[结论] 无人机贴近摄影测量技术能较好地反映细沟发育演化过程,作业效率及便利性较传统测量方法具有显著优势。     

不同中药渣组合好氧堆肥产物对土壤碳矿化特性的影响

为研究不同配方中药渣废弃物好氧堆肥产品品质差异及其对土壤碳素矿化的影响，设置了好氧堆肥和有机肥还田两个试验。通过工厂化条垛式好氧堆肥试验，研究了中药渣废弃物3种组合，在相同碳氮比、不同木质纤维素含量下对好氧堆肥产品品质的影响；采用土壤呼吸瓶进行室内恒温恒湿培养模拟土壤施肥效应，研究了3种有机肥施用对不同肥力土壤有机碳分解动态的影响。试验结果显示：中药渣物料的初始木质纤维素含量显著影响堆肥产品的碳氮养分转化和腐殖质组分。与初始低木质纤维素含量处理(T1)相比，高木质纤维素含量处理(T3)堆肥有机碳降解难，堆肥产品中全碳含量提高5.7%，全氮含量降低18.4%，但有利于腐殖质形成，尤其是显著增加胡敏酸组分20.9%。3种中药渣堆肥产品等碳量输入对不同肥力土壤的碳素矿化效果差异显著，高肥力土壤CO₂-C的释放速率和累积释放量均高于低肥力土壤，但有机碳的累积矿化率却低于低肥力土壤，并且高肥力土壤中添加T1堆肥产品累积矿化率显著高于添加T3堆肥产品。两个肥力土壤中有机肥中胡敏酸组分与土壤碳素矿化率之间呈显著负相关关系。因此，为提高有机肥的土壤固碳效应，可适当提高有机肥中胡敏...