土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

优化施肥对春小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响

2009 ～ 2010年,在宁夏引黄灌区分别以宁春11号和宁春16号小麦为供试作物,利用田间试验研究了优化施肥(OPT)和习惯施肥(CON)对春小麦产量、氮素吸收利用和土壤硝态氮累积的影响,表观评估了土壤—小麦体系氮素平衡.结果表明,相对于CK处理,OPT和CON都显著提高春小麦籽粒产量地上部生物量,并促进籽粒N和地上...     

石灰性土壤中锰素营养的研究——Ⅲ.土壤中MnSO4的转化及不同形态锰的含量变化

土壤中养分的存在形态不同对作物的可给性不同。从植物营养的角度虽然可将土壤中的锰分为三种形态:即速效锰(为作物直接吸收利用的二价锰)、缓效锰(主要为三价锰的氧化物,易于转化为二价锰)和无效锰(不易为作物吸收利用的四价锰),但用试验手段却很难获得这些结果。习用的方法是采用某种提取剂以提出某一形态的锰。本文根据盆栽试验和土壤测定的资料^[1,2],对易还原态、代换态、有机络合剂络合态、磷酸盐溶解态以及水溶态锰在石灰性土壤中的转化和含量变化进行了初步探讨。     

北京市平原农区深层地下水硝态氮污染状况研究

对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了分析。结果表明,北京市平原农区深层地下水硝态氮(NO-3N)含量平均为5.74mgL-1,其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响(NO-3N≥2mgL-1),21.0%的机井超过国际安全允许上限(NO-3N≥10mgL-1),8.1%的机井超过我国饮用水上限(NO-3N≥20mgL-1)。地下水位在120～200m的饮用水质量总体较好,硝态氮平均含量为5.16mgL-1,超标率为13.8%;而地下水位在70～100m的农灌水质量相对较差,硝态氮平均含量为5.98mgL-1,超标率为24.1%。近郊地下水质量劣于远郊,其中近郊饮用水超标率为38.7%,远郊为3.0%;近郊农灌水超标率为52.6%,远郊为15.3%。地下水硝态氮超标区域主要集中在老菜区。总体来看,北京市平原农区地下水硝态氮污染程度已超过欧美国家,必需及早采取有效措施加以控制。     

青贮玉米-牛粪尿体系的15N标记及氮素转化研究

15N示踪技术已开始应用于畜禽粪便氮素循环与利用研究领域,而15N在畜禽粪便不同组分和不同形态氮素中的丰度与数量将直接影响到畜禽粪便15N示踪去向与氮素实际去向的一致性。为了解15N在畜禽粪便标记过程的转化特点和在标记粪尿的分布特征,本文首先采用改进的、含有15N标记硫酸铵(60 atom%15N)的Hoagland营养液砂培种植15N玉米,然后将15N玉米和普通玉米以55∶45的氮配比作为混合青贮饲料饲喂1头已空腹2 d的2龄黄牛,饲喂4 d后停喂2 d,收集全部牛粪尿并对其不同组分和形态氮素的15N丰度和数量进行分析。结果表明:标记玉米、混合青贮饲料、牛粪尿的15N丰度分别为48.024%、26.579%和8.044%;标记玉米对硫酸铵15N的回收率为26.3%,牛粪尿对标记玉米15N回收率为36.0%。在收集的牛粪尿氮中,牛粪全氮、牛尿全氮、牛粪铵态氮和牛尿铵态氮量分别占70.25%、29.75%、5.44%和0.03%,其15N丰度分别为9.223%、5.261%、6.505%和5.419%。在短期内通过饲喂黄牛15N青贮饲料制备的标记牛粪尿中,15N丰度在不同组分和形态氮素中的分布并不相同,牛尿氮的15N丰度低于牛粪氮,矿质态和易于矿化态氮的15N丰度低于不易矿化态氮。     

中国农业面源污染形势估计及控制对策 Ⅱ.欧美国家农业面源污染状况及控制

 在全球范围内,农业面源污染正在成为水体污染的主要原因,对农业面源污染的控制不但逐步成为水污染治理的重中之重,也逐步成为现代农业和社会可持续发展的重大课题。20年来,发达国家在农业面源污染治理上主要通过源头控制,对农田面源、畜禽场面源进行分类控制。其核心特征为在扎实的试验研究基础上,发展环境友好的农业生产技术替代原有技术,在各主要水域和水源保护区研究和制定限定性农业生产技术标准。通过技术层面与政策层面的结合,在全流域范围内广泛推行农田最佳养分管理,限制水源保护区农田作物类型、轮作类型、施肥量、施肥时期、肥料品     

宁夏灌区不同类型农田土壤氮素累积与迁移特征

在宁夏灌区选择设施菜田(n=4)和水旱轮作大田(n=4),通过田间多点取样观测和室内分析的方法,研究了2种类型农田土壤氮素累积与分布特点,以及其迁移对浅层地下水的影响。结果表明,设施菜田0~150 cm土壤剖面溶解性总氮(TSN)、硝态氮(NO₃^--N)和溶解性有机氮(SON)含量都显著高于大田,前者分别是后者的1.5~5.6、1.5~3.4倍和1.6~9.8倍。设施菜田土壤氮素主要累积在0~5 cm和5~20 cm土层,而大田主要在40~100 cm土体。设施菜田和大田土壤溶解性总氮占全氮比例分别在5.4%~11.5%和2.2%~4.9%之间,前者的淋失风险较高。设施菜田各形态氮素累积量表现为SON>NO₃^--N>NH₄⁺-N,大田为NO₃^--N>SON>NH₄⁺-N。设施菜田浅层地下水中TSN、NO₃^--N和SON含量也都显著高于大田,前者平均含量分别是后者的9.5、13.8倍和7.0倍。因此,硝态氮和溶解性有机氮都是2种类型农田氮素累积的主要形态,也是浅层地下水污染的重要来源。     

滇池流域设施条件下氮磷对土壤硝酸盐累积的影响

 研究了滇池流域集约化地区设施条件下氮磷化肥对土壤硝酸盐的累积规律。研究结果表明:土壤中硝酸盐的积累主要受氮肥施用量的影响,磷肥对土壤中硝酸盐的积累的影响,因种植的作物不同而有较大的差异,在种植辣椒的土壤中,磷肥对土壤硝酸盐积累有显著影响,施磷降低土壤中的硝酸盐。在种植西芹的土壤中,磷肥对土壤中硝酸盐的影响因氮肥的投入量不同而有不同的表现,生菜中施磷对土壤硝酸盐累积无显著影响。     

心里美萝卜生长动态和氮磷钾营养吸收特性

 对心里美萝卜生长动态及氮磷钾养分吸收规律的研究表明:播种后37～46 d（肉质根膨大初期）整株鲜、干重增长最快,吸收氮磷钾养分量最多。不同时期吸收量及比例不同。肉质根产量在75 812 kg/hm²时,平均每生产1 000 kg肉质根植株需吸收N 3.49 kg,P 0.39 kg,,K 3.46 kg,比例为1∶0.11∶0.99. 收获时植株吸收的各种养分主要贮存在肉质根中。     

滇池流域农田土壤氮素流失影响因子研究

本试验采用田间原位模拟降雨并结合多元线性回归(逐步)的统计分析方法,分别在滇池流域的6个点位研究了旱季和雨季农田土壤的理化性质与氮素流失的关系。结果表明:各点位进行的模拟降雨的产流起始时间、产流历时和平均出水速度,在径流和渗漏两种流失方式下差异显著;两次径流试验中,质地为砂质黏壤土的C-2点(大渔乡元宝村)的初始产流强度和平均产流强度均最大。渗漏是氮素流失的主要方式,流失的形态主要是与NO3--N为主。土壤的孔隙度与降雨平均入渗率呈显著正相关,与径流中总氮(TN)和铵态氮(NH4+-N)的流失量呈负相关。0～20 cm的土壤硝态氮含量与地表径流和渗漏中总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)的流失量呈极显著的正相关,是影响氮素流失的最重要因子,且0～20 cm土壤有机质含量与氮素的流失量呈正相关,土壤pH、5～20 cm的土壤含水量均与TN及NO3--N的流失量呈负相关。0～5 cm土壤铵态氮与NH4+-N的流失量呈正相关。