基于最小数据集的南方地区冷浸田土壤质量评价

调查分析了我国南方地区7个省份冷浸田土壤理化性状和生物学性状,筛选冷浸田土壤质量评价指标,建立土壤质量评价最小数据集。结果表明:冷浸田土壤有机质、全氮、C/N、有效磷与非冷浸田差异显著,分别较非冷浸田高出26.1%、11.2%、12.3%,低84.6%。冷浸田土壤含水量、有效铁、有效锰、有效锌、Fe~(2+)、Mn~(2+)、还原性物质总量含量分别较非冷浸田显著高出37.6%、91.5%、108.1%、17.0%、349.5%、143.1%、217.9%;冷浸田土壤微生物生物量碳、酸性磷酸酶活性均显著低于非冷浸田,而过氧化氢酶活性显著高于非冷浸田,蔗糖酶活性与非冷浸田相比无显著差异。冷浸田土壤线虫数量为301.9条100 g干土~(-1),显著低于非冷浸田;采用配对样本t检验和主成分分析方法,结果表明冷浸田土壤质量评价的最小数据集为pH、全氮、有效锰、Fe~(2+)、C/N、线虫数量6个指标,冷浸田土壤质量指数显著低于非冷浸田。研究结果对冷浸田土壤质量评价、土壤改良具有重要意义。     

安徽池州地区冷浸田的综合改良

安徽池州地区的冷浸田主要是低产水稻土、由于低温、水害和养分贫瘠等。导致常年产量很低，通过水利、耕作和培肥等措施综合改良后，不仅改善了土壤的理化性质，且获得了较好的增产效果。     

起垄和施肥对冷浸田土壤氧化还原状况的影响

通过起垄和施肥试验, 研究不同措施对冷浸田土壤氧化还原状况的影响, 以期为冷浸田改良提供数据参考。结果表明, 冷浸田土壤氧化还原电位介于 48.5~ 198.0 mV之间, 远低于正常稻田(450~700 mV)。起垄使0~5 cm土层氧化还原电位有升高趋势, 但使>5 cm土层土壤氧化还原电位降低。冷浸田还原性物质总量变化范围为5.7~15.6 cmol·kg^-1(起垄试验)和7.7~16.0 cmol·kg^-1(施肥试验), 起垄在短期内会提高土壤还原性物质总量, 增施钾肥、锌肥和硅肥会降低土壤还原性物质总量, 而磷肥用量对土壤还原性物质基本无影响。0~25 cm和25~50 cm土层土壤Fe2+含量平均为3 388.92 mg·kg^-1和3 356.39 mg·kg^-1; 起垄60 d后, 土壤Fe²⁺含量随着起垄高度增加而逐渐降低; 与不施肥(CK)、氮磷钾(NPK)处理相比, 施钾量增加20%(NPK₂)、增加硅肥(NPK+Si)和增加锌肥(NPK+Zn)可以大幅度降低土壤Fe²⁺含量; 0~25 cm土层土壤Fe²⁺含量高于25~50 cm土层。 起垄和施肥使冷浸田土壤Mn²⁺含量先降低后升高。     

塑料波纹管改造山区冷浸田技术研究

研究结果表明 ,采用塑料波纹管改造山区冷浸田 ,耕层土壤除渍 ,土体收缩、水、土温度升高 ,理化性状改善 ,水稻增产 2 9.7%。并可水旱轮作 ,提高农业综合生产能力。     

垄作免耕影响冷浸田水稻产量及土壤温度和团聚体分布

研究垄作免耕对冷浸田水稻产量及其构成因子的影响,同时,观察其耕层土壤温度和土壤团聚体结构的变化,旨在为冷浸田的综合治理技术提供科学依据。该研究以湖北省冷泉烂泥型冷浸田为对象,采用垄作免耕栽培田间定位试验方法,设计垄高10(LG10)、15(LG15)、20 cm(LG20)和平作(CK)4个处理种植中稻。研究结果表明,起垄(垄高10和15 cm)能显著(P0.05)提高冷浸田水稻产量,2011年和2012年垄高15 cm较CK分别增产10.95%和18.51%;与CK处理相比,垄作土壤平均增温范围为0.4~1.2℃,在0~5 cm土层内,垄作处理的土壤大团聚体(1 mm)含量明显提高;在5~25 cm土层内,土壤大团聚体含量LG15最高、CK最低、而LG20和LG10处于两者之间。垄高15 cm对大团聚体形成的影响大于垄高10和20 cm。垄作对冷浸田表层(0~5 cm)和下层(5~25 cm)土壤团聚体形成的影响存在差异,起垄后表层土壤大团聚体数量高于下层。但是,不同起垄高度与土壤温度和土壤大团聚体的变化不存在对应的数学正相关。综上所述,冷浸田合适的免耕起垄高度为15 cm。     

我国主要低产水稻冷浸田土壤微生物特征分析

研究我国冷浸田主要分布的7个省份冷浸田土壤样品的微生物特征,通过与当地高产田土壤微生物特征比较发现:我国冷浸田土壤的微生物量碳含量(70.98～356.61mg/kg)总体低于高产田,差异显著(P<0.05);冷浸田土壤中可培养的细菌、真菌、放线菌、氨化细菌、固氮菌、纤维素分解菌的平均值分别为高产田土壤的53.93%,43.33%,47.32%,51.98%,44.83%,47.80%。表明我国冷浸田土壤微生物总量偏低且活性弱。但是,可培养的硫化细菌数量(平均16.21×106个/g土)和铁还原菌数量(平均9.28×107个/g土)高于高产田土壤中可培养的硫化细菌数量(平均13×106个/g土)和铁还原菌的数量(平均7.32×107个/g土),说明我国冷浸田土壤中硫化氢和亚铁浓度较高。因此,只要有针对性的改良冷浸田土壤微生物群落结构和功能的多样性,冷浸田土壤肥力将大大提高。     

土壤改良剂对冷浸田土壤特性和水稻群体质量的影响

以南方典型冷浸田为研究对象, 在明沟排水的基础上, 通过田间定位试验, 以不施土壤改良剂为对照, 研究了施用不同土壤改良剂(自研的脱硫灰改良剂、生物活性炭, 市售的土壤改良剂石灰、硅钙肥、腐植酸)对冷浸田氧化还原电位、土壤呼吸强度、土壤微生物数量、水稻群体构建及产量构成因素的影响。结果表明, 施用改良剂能够改善土壤理化性状, 提升土壤速效养分和pH,但除脱硫灰处理外, 其他改良剂处理对土壤Eh未产生显著影响。施用不同土壤改良剂在水稻各生育期均能有效增强土壤微生物呼吸强度和放线菌数量, 并且放线菌数量达到差异性显著水平(P<0.05), 生物活性炭处理下土壤呼吸强度和放线菌数量分别较对照增加67.6%和127.6%。各土壤改良剂处理与CK相比较均有助于提高叶片SPAD、茎蘖数、水稻干物质积累量、成穗数、穗粒数、产量结实率和根系伤流速率。其中以脱硫灰和生物活性炭处理改良效果最佳, 抽穗后29 d时,根系伤流速率较CK分别提高45.4%和39.1%, 叶片SPAD分别增加27.4%和22.5%; 成熟期水稻成穗数较对照提高12.1%和10.7%,干物质积累量增加68.8%和50.5%,产量分别增加12.8%和10.3%。综上所述, 土壤改良剂可有效改善冷浸田土壤特性及水稻群体质量, 脱硫灰和生物活性炭处理的改良效果最明显, 增产幅度最大。     

连续水旱轮作对水稻冷浸田土壤细菌群落结构的影响

利用高通量测序技术,采用单季稻-冬闲(CK)、油菜-水稻(R-R)、春玉米-水稻(C-R)、紫云英-水稻(M-R)和蚕豆-水稻(B-R)五个处理探究水旱轮作模式对水稻冷浸田土壤细菌群落结构的影响,同时分析了土壤理化因子与细菌群落结构的关系。结果表明:水旱轮作能够显著增加水稻产量18%~44%。与CK相比,绝大多数水旱轮作降低了土壤细菌的丰富度,而细菌多样性与CK处理无显著差异。变形菌门和酸杆菌门为土壤中的优势细菌类群,其中变形菌门的丰度最高。与CK相比,轮作后酸杆菌、放线菌、硝化螺旋菌、慢生根瘤菌和亚硝化螺菌等参与碳氮循环的菌群丰度明显增加。聚类分析表明CK和M-R轮作土壤细菌群落单独聚为一类,而B-R、C-R和R-R轮作土壤聚为另一类。冗余分析表明土壤全磷、有效磷和p H是影响水旱轮作土壤细菌群落结构的主要因子。     

江南冷浸田治理利用研究进展

冷浸田是我国江南地区主要的一类低产水田,因其撂荒普遍,但增产潜力巨大且自然生态条件优越而受到关注。冷浸田形成是气候、地形、水文、人为管理等综合作用形成的结果。受常年地表水和地下水浸渍影响,冷浸田土壤物理、化学和生物学性质发生了系列变化,呈现"冷、烂、毒、瘦"障碍特征,如水土温度低、土壤浸水容重低、亚铁、有机酸及还原态硫等还原性物质含量高、有机碳含量高但活性有机碳及有效养分缺乏或失衡、微生物区系少等。通过稻田潜育层与土壤还原性物质、地下水位等指标可诊断冷浸田并可评价土壤质量。冷浸田的治理利用包括工程措施、农艺措施与生物措施等综合技术,涉及明沟暗管、适生品种、水旱轮作、垄畦耕作、平衡施肥与土壤改良剂等。除了传统的水稻种植方式外,因地制宜利用是提高冷浸田综合生产能力的有效措施。在总结前人基础上,基于农业可持续发展观点,展望了今后冷浸田治理利用的研究重点与对策建议,包括研究不同渍水状态与干湿交替下土壤结构和土壤有机质组分差异;加强长期渍水状态的冷浸田甲烷排放特征研究;加强冷浸田潜育化过程厌气性的微生物与其产生的相关酶的生态学过程研究,强化微生物学调控改良冷浸田;此外应针对不同生态类型与生产条件的冷浸田加强技术集成与政策扶持。     

涝渍地域稻田工程整理研究

农田工程整理是提高土地利用率的工程技术手段。本文明确了涝渍地域稻田工程整理的内涵,在分析现有稻田结构弊端的基础上提出了稻田工程整理的基本要求,构建了适应农业发展的新型稻田结构。     

太湖地区主要水稻土的土壤水分参数研究

太湖地区主要水稻土类型的水分参数研究结果表明 ,水稻土 4个土层的土壤水分特征曲线基本一致。土壤的饱和含水量、田间持水量、凋萎系数和土壤有效水的含量均从土壤上层到下层呈降低的趋势 ;土壤的非饱和导水率与负压水头之间呈负相关的指数曲线变化 ,当负压水头达到 10 k Pa时 ,非饱和导水率降低到最小值 ,且基本趋于稳定 ;非饱和土壤水扩散率变化于 1.1× 10 - 3～ 1.886× 10 - 3cm2 / min之间 ,非饱和土壤水扩散率随含水量也呈指数曲线变化。     

东北典型黑土区坡耕地涝渍地土壤化学性状

中国东北典型黑土区是我国重要的商品粮生产基地,对我国粮食安全和国民经济的稳定起到举足轻重的作用。作为土壤退化的一种特殊形式,涝渍地严重影响着垦区的农业生产。在东北典型黑土区坡面涝渍地及其周围正常耕地中布设采样点,测定了土壤氧化还原性及相关指标,以揭示坡耕地涝渍土壤与其周围耕种土壤化学性质的差异,得出涝渍土壤所具有的特殊化学性状。结果表明:涝渍土壤与耕种土壤化学性质差异显著。涝渍土壤属于酸性土壤,pH值为5.53,显著低于耕种土壤,有机质含量较高,且越接近涝渍地中心土壤有机质含量越高。涝渍土壤Eh显著低于耕种土壤,空间变异范围较大,但还没有达到强度还原状态。涝渍土壤在长期淹水条件下,大量的Fe3+、一部分高价锰被迅速还原,与耕种土壤相比,涝渍土壤还原性物质总量较高,高出20倍多,亚铁含量高出12倍还多,二价锰含量高出约10倍。     

太湖地区典型水稻土水力学特征及土壤库容研究

针对气候变化条件下温度升高对土壤水分产生的影响,选择太湖地区典型水稻土——乌栅土作为研究对象,对其土壤的水力学特征及土壤库容进行了研究。结果表明：（1）影响乌栅土水分特征曲线的主要因素是容重与黏粒含量。饱和条件下和水吸力达到1.50×106 Pa时各土层的含水量（凋萎含水量）变化均表现为：耕作层〉犁底层〉潴育层〉潜育层。（2）乌栅土的有效水含量与容重和黏粒含量呈显著负相关关系,与孔隙度呈显著正相关关系。（3）在土壤的各种理化性质中,容重和总孔隙度是影响饱和导水率的主要因素,而毛管孔度与pH值为次要因素。（4）乌栅土耕作层总库容为91.48mm,有效水库容为22.02mm,滞洪库容为20.50mm,这种土壤具有良好的水分状况,既能保证太湖地区粮食作物的稳产高产,又具一定的蓄水调节功能。     

环洞庭湖区稻田土壤中硅分布特征及其影响因素

[目的]研究环洞庭湖区稻田土壤中有效硅的空间分布特征及其变化规律,以期为环洞庭湖区精准农业的发展、农田的保养提供科学依据和实践指导。[方法]运用地统计学与GIS技术相结合的方法开展研究。[结果]环洞庭湖区土壤中有效硅的含量与水稻产量呈显著的正相关,硅是水稻生长所需的重要营养元素。环洞庭稻田土壤有效硅平均含量为155.1mg/kg,多集中于100~200mg/kg。有效硅含量变幅大,最低与最高含量相差27倍,在研究区域空间上呈中间高四周低,西北最低的分布格局。土壤有效硅具有较强的空间相关性,其空间变异主要受土壤类型、土壤酸碱度、成土母质等因素影响。[结论]硅在水稻生长发育中起着重要的作用。不同的土壤类型所处的自然地理环境不一样,土壤有效硅含量各异,土壤有效硅的丰缺程度受土壤成土母质的影响并与土壤pH值成显著的正相关。     

不同施肥模式下红壤性水稻土中磷的分布及其有效性

研究了不同施肥模式下红壤性水稻土中磷的分布及其有效性。结果表明,随团聚体粒径从大到小的变化,红壤性水稻土全磷含量在不同施肥模式下均表现出先上升后下降的趋势,在5～2 mm粒径团聚体中出现一个峰值;有效磷含量表现出先缓慢上升后迅速下降的特征,在5～2 mm粒径团聚体中出现一个大峰值;在施磷处理中,磷的有效率表现出先缓慢上升后迅速下降的特征,分别在5～2 mm和0.5～0.25 mm粒径团聚体中出现一个大峰值和一个小峰值,但在无磷处理中,磷的有效率表现出逐渐下降的趋势,只在0.5～0.25 mm粒径团聚体中出现一个小峰值。研究表明,长期施加磷肥,尤其与有机物还田相结合,会促使土壤全磷富集于>1 mm粒径团聚体,显著提高>2 mm粒径团聚体中有效磷含量与磷的有效性;在磷肥不足的情况下,减少磷肥施入量,结合有机物还田也能取得较好的效果;即使没有磷肥施入,实行秸秆还田也能在一定程度上提高土壤磷的有效性。     

土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响

冷浸田因长期受冷泉水浸渍,土体封闭,通气不良,土壤Eh值和有效养分低下,水稻产量偏低。本研究以单施化肥为对照,设置增施生物稻糠、脱硫灰、石膏、过氧化钙和硅钙肥处理,通过田间小区试验和定期观测,探究了不同土壤调理剂对冷浸田土壤特性及水稻生长的影响。结果表明:与CK处理比较,施用生物稻糠和石膏土壤活性还原物质含量分别降低了52%和30%,从而提高了土壤的氧化性能;土壤细菌数分别提高200%和96%,真菌数分别下降16%和10%,进而提高土壤供氮能力。而施用脱硫灰和石膏调节了土壤养分,土壤有效磷含量均增加83%,速效钾含量分别增加50%和13%,水稻叶绿素含量分别提高3%和5%。施用石膏、生物稻糠和脱硫灰水稻分别增产13.0%、10.1%和5.1%。研究认为,施用土壤调理剂能消减冷浸田还原物质毒害,提升土壤微生物活性,提高土壤养分供应,促进水稻增产,并以生物稻糠、石膏和脱硫灰效果最佳。     

东北典型黑土区坡耕地涝渍地土壤持水性和导水性研究

中国东北典型黑土区是我国重要的商品粮生产基地,对我国粮食安全和国民经济的稳定起到举足轻重的作用。作为土壤退化的一种特殊形式,涝渍地严重影响着垦区的农业生产。在东北典型黑土区坡面涝渍地及其周围正常耕地中布设采样点,测定了土壤剖面质地分布情况及土壤水分特征曲线,以揭示东北黑土区坡面涝渍地土壤水分过大的根本原因。结果表明,涝渍地土壤剖面中细质地土壤类型所占比例为90%,质地较粘重。涝渍地土壤具有较高的进气值,水吸力较大,保持在中小孔隙中的水分只有在较大吸力范围内才能缓慢释出,这造成涝渍地土壤具有极强的持水能力,不容易失水,再加上极弱的导水能力,水分饱和但不会被释放。以上这些土壤特性导致了涝渍地土壤长期处于湿度过大的状态。本研究结果可为涝渍地治理提供依据。     

宁南山区植被恢复对土壤团聚体特征及腐殖质分布的影响

在野外调查和室内分析的基础上,研究宁南山区植被恢复对土壤团聚体大小、分布和稳定性的影响,并对土壤团聚体中腐殖质的分布加以研究.结果表明,干筛法测定得到的R0.25在53.2％～71.3％之间,MWD在1.98～2.59之间,GMD在0.96～1.14之间,分形维数在2.70～2.83之间;湿筛法测定的R0.25、MWD、GMD均为天然草地最大,25年柠条、15年柠条次之,坡耕地最小.不同植被恢复措施下土壤的腐殖质碳含量在0.53～2.67 g/kg之间变化,1～0.25 mm大小的团聚体腐殖质碳含量相对高于其他粒级团聚体.逐步回归表明,影响团聚体大小分布和水稳性的因素是1～0.25 mm大小的团聚体中腐殖质含量.