农艺措施对轻中度盐碱障碍农田土壤养分的影响

以黄淮海平原盐碱障碍农田为研究对象,探究了秸秆覆盖、灌溉、氮素调控等农艺措施对轻中度盐碱障碍农田土壤养分的影响。研究结果表明:相比于当地常规水肥管理,增施氮肥能够显著促进土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的提高,应用3年后的0~20 cm土层,相应分别提高29.02%、52.04%、75.79%和45.06%;秸秆覆盖能够明显增加土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,应用3年后,相应分别增加26.15%、19.53%、42.08%、11.22%和35.81%;加大灌溉量减少了土壤有效磷和速效钾的消耗。应用3年后,秸秆覆盖和氮素调控下土壤有机质和碱解氮均由五级上升为三级,速效钾由四级上升为三级,养分适量;秸秆覆盖和加大灌溉量下的土壤有效磷由三级下降为四级;灌溉条件下土壤有机质由五级增加到四级,碱解氮由四级增加到三级。在黄淮海平原轻中度盐碱障碍农田的管理实际中应当适当增加秸秆覆盖量、增施氮素、补充磷肥并且适量灌溉。     

有机肥与覆盖方式对滩涂围垦农田水盐与作物产量的影响

针对土壤盐碱障碍因子普遍存在于新围垦滩涂农田并严重抑制作物生长的问题,设置了有机肥(鸡粪堆肥)、薄膜覆盖、秸秆覆盖及有机肥+薄膜覆盖、有机肥+秸秆覆盖组合措施,研究其对土壤水盐的调控作用与对作物生长的促进效应。结果表明:各调控均有利于滩涂围垦农田土壤水盐环境的改善、作物的生长,并整体表现出组合措施优于单项措施、秸秆覆盖优于薄膜覆盖的趋势。其中,有机肥+秸秆覆盖组合措施为调控措施中的优化处理,表现在土壤含水量高、土壤电导率与pH值低,作物产量高,增产率达100%以上。单施有机肥虽能增加土壤含水量、降低土壤pH值,但其土壤电导率升高了11.56%,产生了一定的次生盐渍化风险,与覆盖措施的组合能有效控制土壤盐分的表聚,使其显著低于对照,从而保证了有机肥的持续使用。该研究表明,有机肥与覆盖传统农艺措施的有效组合可较好地调控滩涂围垦农田土壤水盐,促进作物增产,该研究为苏北滩涂新垦农田盐碱障碍因子的消减及作物增产提供了一种新途径,也为当地有机肥及秸秆资源的可持续利用提供了依据。     

秦王川灌区农田土壤盐分离子特征分析

引大入秦工程实施以来,秦王川灌区土壤次生盐渍化问题日益成为人们关注的焦点。对秦王川灌区不同时空下的农田土壤可溶性盐分离子特征进行了统计分析以及对比分析,结果表明:秦王川盆地农田土壤八大离子中,阴离子以SO42-浓度最高,CO32-浓度最低,几乎为零,阳离子以Na+浓度最高,K+浓度最低,主要盐分包括Na2SO4、CaSO4、NaHCO3和Ca(HCO3)2等;土壤中不同盐分离子之间存在着一定程度的相关性,体现了盐分的沉积学特征以及其在土壤剖面上的分化关系;土壤的盐分含量在各种因素(灌溉、蒸发、降水以及人为耕作等)影响下,是一个时刻变化的动态过程,这种动态过程可能会在某一时间点达到某种平衡,但这种平衡会被新的因素的加入而打破。     

改良措施对苏北盐渍土盐碱障碍和作物磷素吸收的调控

以苏北轻度盐渍土(D)、中度盐渍土(Z)为研究对象,展开大麦-玉米轮作田间微区试验,分析仅施氮肥(CK)、常规施肥(P)及常规施肥下添加生物质炭(PC)、腐植酸(PH)和石膏(PG)处理对土壤盐分含量、pH和钠吸附比(SAR)以及作物磷素吸收利用的影响。结果表明:苏北滨海盐渍土壤盐分呈明显的季节性变化模式,各改良措施对0～20 cm土壤盐碱的调控作用较20～40 cm明显。石膏处理对土壤盐碱障碍的消减作用显著,DPG、ZPG处理下0～20 cm土壤脱盐率分别为31.06%、40.60%,土壤pH分别降低0.67、0.51个单位。各改良措施均能降低0～20cm土壤SAR,降低土壤Na+含量,改善土壤结构。轻度盐渍土上土壤SAR的降幅表现为:DPG>DPH>DPC,中度盐渍土上表现为:ZPG>ZPC>ZPH。轻度盐渍土上各改良措施均显著促进作物地上部吸磷,提高作物产量。DPC、DPH、DPG处理的积累磷肥利用率分别为对照的4.9倍、3.5倍、1.8倍。而中度盐渍土上仅ZPC和ZPG处理的增产效果显著,腐植酸在轻度盐渍土上的调控效果优于中度盐渍土。     

人为与环境因子对农田土壤有机质影响的比较研究——以典型黑土区和水稻土区为例

目前关于土壤有机质(SOM)影响因子的研究多涉及单一或少量因素,缺少环境因子与农田管理相结合的详细分析。为综合分析环境和人为因素对农田SOM的影响,利用2011年采集于典型黑土样区的281个样点和水稻土样区的193个样点,结合相应农田管理调查数据,采用双样本Kolmogorov-Smirnov检验、Kendallτ相关分析、随机森林模型进行对比研究。结果表明,通过综合环境与农田管理措施数据,随机森林方法可以较好地预测农田SOM含量,对其变异的解释度达到80%以上。人为与环境因素对SOM变异的解释能力在两样区间存在差异。SOM含量水平在黑土区受环境因子影响为主,在水稻土区受人为因子主导。相对重要性分析显示黑土区水热条件、黏粒含量影响显著,水稻土区田间管理作用明显。     

基于典范对应分析的苏北滩涂土壤春季盐渍化特征研究

运用常规统计学和典范对应分析方法,对苏北滩涂土壤全盐量(TS)、盐分离子组成、碱化度(ESP)、pH的空间分布特征进行了分析。结果表明,该区土壤为轻度至中度盐化,不同层次土壤中,Na+与Cl-、K+与Mg2+始终保持较好的关联性。TS的空间分布,在0～120 cm全剖面上主要受控于Cl-、SO24-、Na+因子,分层与全剖面的情况有所不同,但Na+均为主要因子之一;ESP在全剖面上主要受CO32-和HCO3-因子制约,其中在0～10 cm和20～40 cm土层主要受CO32-因子制约,10～20 cm土层内主要受HCO3-因子制约,40～100 cm土层则主要受Na+因子制约;pH受盐分离子的影响较小,在全剖面上分布较为均匀。     

苏北海涂围垦区土壤质量综合评价研究

以苏北海涂围垦区为研究区域,选取与作物生长密切相关的理化性质作为评价指标,分别采用相关分析法与主成分分析法确定权重系数,并应用综合指数法对土壤质量进行定量评价,获取区域土壤质量综合评价分级图.结果表明:围垦区土壤质量状况总体较差,存在一定程度盐渍化危害,土壤有机质和氮素含量偏低,碱解氮亏缺尤为严重.有机质是重要的土壤质量评价因子,土壤盐分与地下水矿化度是土壤质量的主要限制因子.相关分析法和主成分分析法对土壤质量的评价结果较为一致,r2 = 0.933 9**.围垦区不同部位土壤质量差异较大,围垦区西部棉花地土壤质量总体优于东部水稻地,且不同评价方法得到的土壤质量分级图具有空间相似性.该结果可为滩涂区中、低产地的精确施肥、障碍土壤的科学管理提供参考依据.     

江苏省农田生态系统碳源/汇、碳足迹动态变化

[目的]了解江苏省农田生态系统近年来碳源碳汇的基本演变趋势,识别江苏省农业发展过程中的重要碳排放源,指导江苏农业低碳化发展。[方法]利用模型对农田碳排放量、碳吸收量及碳足迹进行测算,并对其动态变化进行分析。[结果](1)江苏省农田生态系统碳排放总量总体趋向于增加,2001年江苏省碳排放量为4.44×10~6 t,2016年碳排放量为4.60×10~6 t,增幅为3.4%,化肥为碳排放的主要贡献因子。碳排放强度总体表现为下降趋势,各阶段碳排放强度均低于1t/hm~2。(2)碳吸收量总体呈现增加趋势,2001—2016年农作物总碳吸收量增加了3.57×10~7 t,年均复合增长率约为2.2%,单位面积碳吸收量呈整体增加趋势。园艺作物的碳吸收量明显高于粮食作物和经济作物。(3)农田生态系统碳足迹总体呈现降低趋势,存在较大的生态盈余。[结论](1)2001—2016年江苏省农田生态系统的碳吸收量明显高于碳排放量,具有良好的固碳能力,农田生态系统呈现碳汇;(2)农业投入物品对碳排放的影响程度不同,化肥是影响农业碳排放的最关键因子。     

生态风险分析用于苏北滩涂土壤盐渍化风险评估研究

针对制约苏北滩涂土壤资源开发利用的盐渍障碍因素,将生态风险理论引进该区域农田生态系统的盐渍化风险评价中,探讨了生态风险分析的方法与过程,建立了土壤盐渍化风险评价指标体系,构建了风险评价模型,并对区域土壤盐渍化风险状况进行了定量评估与分级。结果表明:研究区土壤盐渍化风险总体较高且不同部位风险差异较大,其综合风险值介于0.26～0.91之间,平均值达0.53;盐渍化风险分布表现出与土壤盐分、地下水矿化度较为相似的空间规律,受种植制度与耕作措施的影响,研究区东部水稻地盐渍化风险总体高于西部棉花地。研究区内风险较大的区域占总面积比例为63.54%,风险一般的占30.53%,风险很大的占5.01%,风险较小的仅占0.92%;其中较大风险和一般风险区分布面积最大,是土壤改良治理的重点区域。该结果可为滩涂区中、低产地改造、障碍土壤的科学管理提供参考依据。     

基于分等样地的江苏典型区农用地土壤重金属污染研究

在江苏农用地分等东台、六合-八卦洲、宜兴、昆山4个典型区样地进行土壤样品采集、测试分析与评价的基础上,采用GIS软件Sufer8.0,通过Kriging插值研究了农用地土壤重金属污染及其空间分布特征与规律。结果表明：1）东台农用地土壤重金属污染总体处于安全水平,六合-八卦洲有一定的污染,但总体尚好,宜兴则面临更高程度的污染危险,而昆山部分已经达到轻度污染,这种分布格局与经济发展形式及水平具有很强的相关性;2）4个典型区内部农用地土壤重金属具有各自的空间分布规律及其相应的形成因素;3）通过在分等标准样地土壤样品采集、测试分析,能够较好地揭示不同类型地区农用地重金属污染状况,从而为农用地环境质量管理和农业清洁生产等提供参考。     

不同秸秆埋深对苏北滩涂盐渍土水盐动态变化的影响

为了进一步认识稻田土壤中Ca、Mg元素生物地球化学循环对大气CO2浓度升高的响应,本实验利用中国稻麦轮作FACE(free air carbon-dioxide enrichment)试验平台,通过观测稻季不同生育期不同深度(30、60和90 cm)土壤溶液中的Ca2+、Mg2+ 浓度,研究大气CO2浓度升高对土壤Ca、Mg淋移的中长时期(第9年)影响。研究结果表明,随着土壤深度的增加,土壤溶液中的Ca2+浓度呈降低趋势,Mg2+浓度呈增加趋势;随着生育期的推进,呈现先增加后减小的趋势,并在抽穗期达到最大值。大气CO2浓度升高略微降低30、60 cm处土壤溶液的Ca2+ 浓度,增加90 cm处Ca2+ 浓度(6.7%)。稻田不同深度土壤溶液中Mg2+ 浓度对大气CO2浓度升高的响应有所不同,且在60 cm处有较强的正响应(12.1%)。研究明确高浓度CO2有加剧Ca2+、Mg2+ 向下淋溶损失的趋势,耕层土壤有机物料输入增多、 浓度增加、pH下降等是主要原因。大气CO2浓度升高对农田生态系统土壤Ca、Mg元素循环的长期影响值得进一步关注。     

江苏北部县域土壤有机质空间变异特征

苏北地区是江苏省的粮食主产区,掌握该地区的土壤有机质空间变异特征对苏北乃至全省农业生产均有重要意义。以江苏省沛县为案例,利用网格法采集了324个土壤样品,通过经典统计和地统计方法研究了该县的土壤有机质空间分布特征。结果表明:该县土壤有机质含量均值为20.10 g/kg,变异系数为0.42,属中等变异程度;土壤有机质空间自相关性为中等程度,自相关距离为26 700 m;全县土壤有机质含量主要集中在12～18,18～24 g/kg和24～30 g/kg三个等级,且在空间上由东向西逐渐降低,分布规律明显,主要受土壤类型与土地利用方式的空间分布的影响,并分析了该县不同区域土壤有机质含量的提升潜力,为该县乃至苏北地区制定合理的农业管理措施提供参考。     

江苏省NDVI时空变化特征及其与气候因子的关系

[目的]分析江苏省NDVI时空变化特征,并探讨该地区NDVI与气候因子之间的关系,为合理制订生态环境保护政策和措施服务。[方法]运用一元线性回归模型分析NDVI时空变化特征,运用相关性分析法分析NDVI与气候因子之间的关系。[结果](1)江苏省NDVI在2001—2010年上升速率为0.005/a。(2)江苏省部分丘陵山区平均NDVI达到0.8以上,江淮平原及黄淮平原平均NDVI大多位于0.7~0.8之间。(3)年际NDVI与相对湿度的相关系数为-0.720,月际NDVI与当月气温的相关系数为0.860;降雨和相对湿度对NDVI的影响存在滞后效应和累积效应,且滞后期均为1个月。[结论]江苏省NDVI在2001—2010年呈上升趋势;NDVI平均值空间分布及其变化趋势区域差异明显;NDVI年际变化与相对湿度相关性最高,而气温对月际NDVI变化影响最大。     

苏北海涂典型围垦区土壤盐渍化风险评估研究

为定量评估制约苏北海涂土壤资源开发利用的盐渍障碍因素,以苏北海涂典型围垦区江苏省大丰市金海农场为例,将灰色系统理论应用于风险评价,构建了实用的生态风险评价数学模型、指标体系与评价流程,并对区域土壤盐渍化风险状况进行了定量评估与分级。结果表明:土壤盐分、表土层容重与地下水矿化度是该区域盐渍化风险评估的重要因素;研究区土壤盐渍化风险总体较高且不同部位差异较大,其生态风险值F介于0.12～0.60之间,平均值达0.30;盐渍化风险分布表现出与土壤盐分、地下水矿化度较为相似的空间规律;受种植制度与耕作措施差异的影响,研究区东部水稻田盐渍化风险总体高于西部棉花地;研究区域不存在土壤盐渍化较小风险区,以一般风险、较大风险为主,其中较大风险区占总面积的50.11%,一般风险区占49.41%,很大风险区仅占0.48%,一般风险和较大风险区是该区土壤改良治理的重点区域。该结果可为海涂区中、低产地的质量提升、盐渍化土壤的科学改良与田间管理提供参考依据。     

山西平朔露天矿区复垦农用地表层土壤质量差异对比

以复垦农用地为研究对象,以原地貌未受损农用地和排土场未复垦地作为对照,共选择18个样地,对比研究复垦农用地、未复垦地及原地貌未受损农用地的土壤容重、田间持水量、pH值、有机质、全氮、全钾、有效磷、速效钾的差异,揭示复垦农用地土壤重构的过程及变异的规律。结果表明：（1）复垦农用地土壤容重、田间持水量、pH值、全钾、有效磷、速效钾的均值都略高于未受损农用地;而复垦农用地有机质、全氮的均值都略低于未受损农用地。（2）复垦农用地和未受损农用地在0-10cm的土壤容重及pH值均略低于10～20cm土层;0～10cm的土壤肥力指标均值略高于10～20em土层。（3）在0～10cm土层,复垦耕地和复垦林地的相关土壤理化性质要优于未受损耕地;在10—20cm,复垦林地土壤理化性质基本上优于未受损耕地。（4）复垦13年的耕地土壤容重、速效钾与未受损耕地差异不显著;复垦22年林地的单个土壤理化指标基本上优于复垦19年林地,复垦19年林地的单个土壤理化指标基本上优于未受损林地。