乌梁素海沉积物中有机质与营养元素分布特征研究

通过分析乌梁素海表层沉积物12个沉积物采样点,得出泥样中的有机质含量为10.241~33.911 g/kg,均值为20.928 g/kg,位于湖泊北部表层沉积物有机质含量较南部高,且表现出沿岸带较丰富的空间分布特征;表层沉积物总氮的含量为0.519~1.510 g/kg,平均值为0.86 g/kg。总磷含量为0.505~0.635 g/kg,平均值为0.546 g/kg;在水平方向上,有机质与总氮和总磷含量显著相关,相关系数分别为0.814,0.738。表明有机质富集应是促进湖泊富营养化的重要因素,水体富营养化具有显著的内源性。     

黄土高原南北样带不同土层土壤容重变异分析与模拟

为探明黄土高原南北样带土壤容重空间分布特征,为土壤水文过程模拟与预测提供水力参数,采用经典统计学方法,分析了样带不同土层深度(0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm)土壤容重的空间变异特征,并用多元逐步回归、传递函数方程和一阶自回归状态空间模型方法分别对土壤容重的空间分布进行了模拟。结果表明:样带0~20 cm深度土壤容重的变异为中等程度变异,20~40 cm为弱变异。状态空间方程转换系数表明,不同土层深度土壤容重的影响因素不同,0~10 cm主要为有机碳含量、黏粒和砂粒体积分数,10~20 cm为有机碳含量、黏粒和砂粒体积分数和降水量,20~40 cm为黏粒和砂粒体积分数、降水量和土地利用。状态空间模型的模拟效果均优于经典统计的多元逐步回归方程和传递函数方程,基于黏粒和砂粒体积分数、降水量和土地利用的状态空间模型可以解释样带20~40 cm容重92.3%的变异。一阶自回归状态空间模型可用于田间条件下土壤容重分布特征的预测。     

邛海盆地土壤氮素空间变异特征与影响因素研究

以西昌市邛海盆地为研究区域,随机均匀布点采集386个耕作层土壤样点,分析化验土壤理化性质,运用地统计学方法和GIS技术研究邛海盆地表层土壤氮素含量的空间变异特征,利用方差分析、缓冲区分析和回归分析定量分析区域内土壤氮素空间变异的影响因素。研究结果表明,研究区表层土壤全氮和速效氮含量分别为(1.85±0.51)g/kg和(138.5±47.7)mg/kg,属较丰富水平,变异系数分别为27.52%和32.24%,属中等差异强度;土壤全氮和速效氮具有中等程度的空间相关性,空间变异均以随机变异为主,具有各向异性特征,在西北-东南方向上空间变异相对剧烈;研究区土壤全氮和速效氮含量总体上呈条带状或斑块状分布特征,高值区主要位于西昌市的东南郊区,并以此高值中心向南、向东和向北3个方向逐步递减,低值区主要出现在邛海北面近湖岸地带。影响因素分析结果表明,土地利用方式、土壤母质、土壤质地、土壤p H值、城镇、河流、邛海湖对土壤全氮和速效氮空间变异具有显著影响,而道路对土壤氮素空间变异影响不显著。     

旱作区土壤有机碳密度空间分布特征与其驱动力分析

为直观显示0～40 cm深度不同层次的土壤有机碳密度空间分布特征,并深入分析不同空间位置上有机碳密度的主要影响因素,根据2017年分层采样点的测试数据计算了旱作区土壤有机碳密度,采用反距离加权法模拟了有机碳密度空间三维分布特征,用地理加权回归分析了有机碳密度的影响因素。结果表明:旱作区土壤有机碳密度呈东北高、西南低的趋势;不同类型土壤的有机碳密度差别较大。气候(温度、降水)是旱作区有机碳密度的主要影响因素。随着土层深度的增加,气候和黏粒含量对土壤有机碳密度的解释度呈增大的趋势。年平均气温与土壤有机碳密度呈负相关性,在不同区域不同深度土层中,年降水量与土壤有机碳密度的回归系数都低于0. 01,相关性很小,黏粒含量与土壤有机碳密度呈正相关性。研究成果可为探究有机碳储量估算和科学制定固碳减排政策提供数据和理论支撑。     

基于ArcGIS的县域耕地表层土壤有机碳储量估算——以洪江市为例

基于农业部第三批测土配方施肥项目实施县洪江市耕地地力评价和测土配方施肥项目的数据成果,运用ArcGIS技术对洪江市耕地表层土壤有机碳储量进行估算,对洪江市耕地表层土有机碳储量及空间分布特征进行研究,并根据估算结果分析了不同类型耕地土壤有机碳储量的变化。研究发现洪江市面积加权平均土壤有机碳密度为41.50t/hm2,储量为1.20×106t。洪江市耕地土壤以水稻土为主,耕地土壤有机碳密度东南地区较高,西部中部及流域地区较低。     

西南岩溶盆地土壤干容重协同克里格分析

选择我国云南典型的坝子农业区鹤庆盆地为研究区域,用环刀采集表层(0~10 cm)土壤样品114个,测定土壤干容重和土壤含水率。利用经典统计学方法、普通克里格(OK)方法和协同克里格(OCK)方法,研究坝子农业土壤干容重的空间变异特征。结果表明:研究区域土壤干容重变化范围为0.74~1.60 g/cm3,平均值为1.25 g/cm3。在空间分布上研究区域土壤干容重呈现南北低,中东部高的格局,土壤类型、质地和土地利用方式是影响其空间分布的主要因素。土壤干容重和土壤含水率具有显著的相关性,相关系数达到-0.686。Kriging插值分析表明,以土壤含水率为辅助数据,利用OCK法能有效提高土壤干容重的预测精度。     

田块尺度下的苏北滩涂新垦农田土壤盐分空间变异性分析

为了消减盐碱障碍和提升地力,研究了苏北典型滩涂新垦农田土壤盐分的空间变异性。结果表明,农田土壤盐分东低西高,整体上属轻度盐渍化(含盐量1.27～1.98g/kg),但存在着盐斑(含盐量大于2g/kg)。表层及次表层土壤含盐量空间自相关程度强烈,其结构方差比分别为88.88%、80.75%;而其余土层含盐量间自相关程度为中等。垂直方向上,土壤盐分主要集中在犁底层(20～40cm)。     

基于Geo-D的陕西省STN空间变异因子交互影响

以陕西省为研究区,应用地理探测器模型,揭示了不同气候区域土壤全氮（STN）空间变异与自然、人文环境的内在联系。结果表明：陕西省STN表现出中等变异强度,平均含量为0.91g/kg。STN含量总体呈现南高北低的特性,秦巴区STN平均含量最高,为1.40g/kg;蒙中区最低,为0.37g/kg。整体上,STN含量变异受自然因素影响程度高于人文因素。其中,土壤有机质含量的单因子影响力最大（q为0.63~0.86）,其次为县级行政区划（q为0.13~0.67）。其它因素中,陕西省市级行政区划、日照时长单因子影响力较大,q均达到0.50以上;秦巴区与蒙中区土壤亚类影响力最大（q为0.22~0.30）;渭河区市级行政区划单因子影响程度最高（q为0.31）;晋陕甘区与蒙东区影响力最大因子分别为化肥施用量（q为0.47）、有效磷含量（q为0.26）。各因子对STN含量变异存在交互作用,交互影响力较单因子有所提升,表现出互相增强或非线性增强效应。     

土壤有机碳空间变异性对采样密度的响应研究

以北京地区土壤有机碳(SOC)为目标变量,对比4种不同采样密度下SOC质量比空间变异的结构变化以及在不同采样密度下不同空间预测方法对SOC质量比空间预测不确定性方面的表现。结果表明,SOC质量比关于地形因子的趋势属于宏观趋势,以低采样密度的趋势拟合效果最优;随着采样密度的增加,SOC质量比及其去趋势后残差的系统内部随机变异逐渐增强,结构变异逐渐减弱,变异函数的分布也越平稳,空间预测的不确定性也逐渐减小。另外,变异函数的变程可能也影响空间预测的不确定性;增加采样密度和引入地形因子辅助的回归克里格法均可以提高北京地区SOC质量比的预测精度;在预测精度不降低的情况下,引入地形因子辅助可以在一定程度上减少采样的数量。     

南疆干旱地区土壤盐分空间变异特征研究——以库尔勒三十一团为例

【目的】探明南疆干旱区土壤盐分空间分布特征和变异特征以及产生土壤盐分空间变异特征的原因。【方法】以库尔勒地区三十一团为例,采集该地区代表性的土壤样品,测试、分析了土壤样品不同土层的含盐量指标。【结果】①5个土层土壤含盐量均小于3 g/kg,均属于非盐化土;②5个土层土壤盐分的变异系数均属于中等变异性,其中0～20、40～60和80～100 cm接近于强变异性;③0～20 cm土层土壤盐分的半变异函数符合球状模型,20～40 cm土层土壤盐分的半变异函数符合指数模型,40～60、60～80和80～100 cm土层土壤盐分的半变异函数符合高斯模型;④研究区域土壤含盐量主要集中在1～3 g/kg之间,并且含盐量在2～3 g/kg土壤面积最大。【结论】研究区域土壤含盐量空间分布差异较大,各层土壤存在不同程度的盐渍化现象;土层的高盐分区主要集中分布在南北方向靠近沙漠、远离水库和地势较为低洼区域;垂直方向上,各层土壤含盐量差异不大。     

种植方式对华北平原典型农田土壤微形态特征的影响

以华北平原曲周18年长期定位试验的农田土壤为研究对象,利用偏光显微镜观察常规种植、无公害种植和有机种植3种种植方式下的土壤薄片,研究种植方式对土壤微形态特征的影响。结果表明:3种种植方式下的土壤和土壤粗颗粒的矿物组合基本一致,主要由石英和长石组成,但颗粒的形态和粒径有一定差别;有机种植下,土壤表层结构由中度分离的块状和板状结构为主变为团粒结构为主,发育良好的团聚体含量明显增加,土壤容重显著下降,有机质显著增加;表层土壤容重为1.19 g/cm~3,有机质含量为22.67 g/kg,总孔隙度高达32%。常规种植条件下,土壤表层结构以中度分离的块状结构为主,土壤结构较为紧实,发育程度较低;表层土壤容重为1.30 g/cm~3,有机质含量为18.42 g/kg,表层的总孔隙度为30%。无公害种植条件下,土壤表层结构以中度分离的团块状结构和少量的高度分离的粒状结构为主,土壤结构发育程度居于有机种植和常规种植二者之间。因此,有机种植条件下土壤结构疏松,土壤透气性良好,有利于作物生长。     

耕地质量主要养分空间分异特征分析及评价#br# ——以新疆叶城县为例#br# #br#

以新疆叶城县为研究区,选取有机质、碱解氮、有效磷以及速效钾四种主要养分,基于GIS运用经典统计学与地统计学相结合的方法,拟合最优半方差函数模型分析其空间分异特征并通过内梅罗指数法进行综合质量评价。得出的主要结果有：有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为11.68 g/kg、52.19 mg/kg、6.59 mg/kg、131.51 mg/kg,相较于第二次土壤普查,除速效钾含量降幅较大外其他三种养分含量均有不同程度提升,且各养分整体变异系数的范围在2207%~68.19%之间,均属于中等变异程度,且有效磷＞碱解氮＞速效钾＞有机质。均呈现较强空间变异性,其中有效磷与速效钾块基比为0.08、0.06,由结构性因素主导,有机质与碱解氮块基比为0.71、0.61,由随机性因素主导。耕地土壤主要养分综合质量指数为1.73,比1982年提升0.4,整体呈优化态势。综合发现：总体呈现“缺氮、少有机质、少磷、丰钾”的格局,有机质由中部中山地带向东北呈减少趋势;碱解氮呈现出由西南、东北方向内逐渐增加;有效磷高值区表现为斑块状分散嵌入;速效钾在方向上没有较强规律性。根据叶城县的土壤母质特征注意少量多次施肥,在整体加大有机肥、磷肥、氮肥的同时根据养分含量空间分异调整区域性施肥结构,伯西克热乡等可适当增加钾肥投入,对依力克其乡等可加强防护林体系的建设与维护。     

养殖废水灌溉对玉米地土壤水溶性碳及其剖面分布的影响

为了研究养殖废水灌溉对土壤水溶性碳量及其占总有机碳量比例的剖面分布的影响,设置水质和灌溉量处理,测定了玉米地土壤总有机碳和水溶性碳量,分析了水溶性碳占总有机碳比例及其剖面分布特征。结果表明,总有机碳及水溶性碳量在土壤表层较高,且随着土层加深均有所减少。养殖废水灌溉条件下的土壤总有机碳和水溶性碳量总体上比清水灌溉处理的高,这说明在一定范围内养殖废水灌溉更有利于土壤中有机碳量的增加。清水灌溉条件下,灌水量为640 m~3/hm~2时土壤总有机碳量最高;灌水量为760 m~3/hm~2时水溶性碳量最高。养殖废水灌溉条件下,灌水量为880 m~3/hm~2时土壤总有机碳和水溶性碳量均为最高。由于土壤中的总有机碳在土壤深层分布较少,且随土层加深土壤总有机碳量下降幅度减小,水溶性碳占总有机碳的比例随土层深度加深而逐步增加。养殖废水灌溉有利于土壤总有机碳、水溶性碳量的增加,并可促进二者在土壤表层的积累。     

生物有机肥对马铃薯产量与土壤氮循环作用机制研究

为探讨煤基生物有机肥对滴灌条件下马铃薯产量和土壤理化特性及氮循环相关功能微生物丰度的影响,揭示煤基生物有机肥对作物产量和土壤氮循环的作用机制,在施用相同化肥基础上,分别增施0、1 500、3 000、4 500 kg/hm²（CF、BF1、BF2、BF3处理）煤基生物有机肥开展田间试验。结果表明：与CF相比,增施煤基生物有机肥显著增加了植株和块茎干物质积累量,显著提高块茎总产量5.30%～9.49%,且随增施量的增加而增加;显著降低了土壤pH值,增加了有机碳含量。随有机肥增施量的增加,土壤细菌和真菌丰度呈现减少趋势,但均高于CF。增施煤基生物有机肥显著提高了亚硝酸盐还原酶基因（nirS）丰度,对固氮酶基因（nifH）和氨氧化细菌（AOB）的氨单加氧酶基因（amoA）丰度提高不显著。土壤有机碳是驱动nirS型反硝化菌丰度的重要环境因子。适宜增施煤基生物有机肥可以调控土壤细菌和真菌占比,调节土壤氮循环过程,与其他功能基因相比,nirS基因丰度变化对煤基生物有机肥的添加更为敏感。增施煤基生物有机肥有助于提升马铃薯田生产力,以增施4 500 kg/hm²     

不同盐渍土中生物炭对玉米生理生长的影响

为研究适宜于不同滨海盐渍土的生物炭改良方案,以江苏滨海垦区2种典型盐渍土(粉砂壤土、砂壤土)和玉米为研究对象,设置0,25,50,75,100 g/kg生物炭水平,探讨了生物炭对不同滨海盐渍土的改良效果及玉米生理生长的影响.结果表明:生物炭添加后,土壤电导率、Na+质量浓度降低,Ca2+,Mg2+,K+质量浓度升高,0...     

基于多光谱遥感的耕地土壤有机质定量反演

以重庆市江津区LandSat 8（L8）多光谱遥感影像和地面样点测土配方数据,开展了研究区L8地表反射率与土壤有机质的相关性分析,然后采用逐步回归分析的方法建立了研究区土壤有机质含量的遥感反演模型,最后利用模型计算了研究区土壤有机质含量分布。结果表明:研究区L8各波段地表反射率与土壤有机质含量均呈负相关,双侧显著性检验均＜0.01,其中,第6波段相关系数达到最大值为-0.840;以第4、5、6和7波段地表反射率建立的土壤有机质含量多元回归反演模型结果较好,模型判定系数R2=0.741;研究区土壤有机质含量遥感反演结果表明,研究区南部和北部边缘的土壤有机质含量较高,沿江浅丘阶地和中部深丘谷地的土壤有机质主要为10～30 g/kg,呈现不规律分布。      

北方旱作农业区蓄水保墒耕作模式研究

分析了北方旱作农业的现状,提出了适合东北垄作区的三年轮耕法和西北黄土高原区的自然降水高效利用技术,并对其进行了试验。东北耕法：秸秆还田使土壤含水率提高10%,土壤有机质3年提高0.06个百分点,土壤容积密度降低0.09g/cm^3,深松使0-100cm土层土壤含水率提高26.2%,少耕精播土壤含水率提高3个百分点;西北新耕法：冬小麦蓄水率提高18.5%,水分生产效率提高25.6%;春玉米在0-10cm土层,含水率提高30%,水分生产效率提高47.6%。2年连续秸秆还田试验,有机质质量分数增加0.05%-0.1%,全氮质量比增加0.1g/kg左右。     

Olive mill wastewater irrigation of maize: Impacts on soil and groundwater

The environmental impact of irrigating a maize field with weathered olive mill wastewater (OMW) for 5 years was assessed. The use of the weathered OMW added the following concentrations of nutrients to the field: 11.8 t/ha/yr carbon, 1033 kg/ha/yr total nitrogen, 23.8 kg/ha/yr phosphorous and 4161 kg/ha/yr potassium. The maize field received 6 times more nitrogen, 50 times more potassium and 2 times less phosphorous than the recommended fertilization rates. The presence of carbon increased microbial activity for organic nitrogen breakdown and the decomposition rate of organic nitrogen. No significant increase was observed of heavy metal accumulation in the soil. Electrical conductivity in the soil remained below the salinization threshold. No direct exposure values were exceeded. No impact on groundwater quality was observed. Irrigation of crops like maize with weathered OMW could be part of a viable decentralized solution for olive mill wastewater use in areas with low organic matter and high irrigation demand.     

土壤水分对半干旱区石灰性土壤有机碳矿化的影响

为明确土壤水分对我国北方半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化的影响,采用室内恒温培育试验,以栗钙土、栗褐土、褐土为研究对象,研究了不同土壤水分条件下土壤有机碳(SOC)矿化差异。土壤含水率设置为田间持水率(WHC)的40%、70%和100%。结果表明,随着土壤含水率升高,3类土壤2种利用方式(玉米地、果园)土壤有机碳累积矿化量及矿化率增大,较高水分下的增幅(70%WHC~100%WHC)小于较低水分下的增幅(40%WHC~70%WHC);土壤有机碳矿化动态符合一级动力学方程,土壤潜在矿化碳库(Cp)为33.10~193.56 mg/kg,潜在矿化率Cp/SOC为0.41%~3.35%,Cp及Cp/SOC随土壤含水率升高而增大,Cp及Cp/SOC较高水分条件下的增幅较小;40%WHC下Cp/SOC与土壤有机碳量显著负相关,70%WHC及100%WHC下则与土壤有机碳量及黏粒量显著负相关(P0.05)。半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化及土壤有机碳固存能力在较低水分条件下(40%WHC~70%WHC)受土壤水分变化影响较大。