基于主成分分析法的干旱区典型绿洲土壤盐分特征分析——以新疆第二师31团为例

为研究新疆典型绿洲土地盐分特征及分布特征,以新疆第二师31团为例,采用GPS对研究区域进行定点采样(N=66),采样深度为100 cm,采样层数为5层,对土壤盐分离子进行化验检测,运用SPSS软件对数据进行描述性、离子间相关性及离子主成分分析。结果表明:不同土壤层中各离子处于中等以上变异程度,各土壤层的pH=8.11,各土壤层中Cl^-、K⁺+Na⁺与SO₄^2-离子含量大于HCO₃^-、Ca²⁺与Mg²⁺离子;Cl^-、K⁺+Na⁺、SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺之间的相关系数较高,呈现极显著相关性。各土壤层的第一主成分主要包含Cl^-、SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺+Na⁺离子信息,第二主成分与第三主成分主要包含HCO₃^-离子信息。以第一主成分、第二主成分及第三主成分所表征不同信息为基准,分析了研究区不同位置不同土壤层的盐渍化程度及碱度,该研究区域受盐碱影响较大。     

渭-库河绿洲植棉土壤不同土层盐分相关性分析

为渭-库河绿洲植棉土壤盐渍化的治理、改良及合理利用提供一定的理论基础和科学依据,笔者通过筛选渭-库河绿洲植棉土壤上典型的野外考察路线、GPS定点、取样测定,并对植棉土壤不同土层总盐、盐离子含量以及盐离子间进行相关性分析。研究结果表明：植棉土壤不同土层盐分含量分别：0~ 10 cm 1.555%,10~30 cm 0.454%,30~50 cm 1.082%;pH：0~10 cm pH 8.09,10~30、30~50 cm pH 8.59左右;平均含盐量分别为15.549、4.548、10.821 g/kg。不同深度土层的盐分含量从大到少顺序依次为0~ 10 cm＞30~50 cm＞10~30 cm,属于盐化土壤。相关性分析结果表明：在研究区植棉土壤不同土层的全盐量、pH、HCO₃^-、Cl^-、Ga²⁺、SO₄^2-、K⁺+Na⁺、Mg²⁺之间的相关性基本上呈显著到极显著正相关,尤其是表层土壤中SO₄^2-与K⁺+Na⁺的相关系数达到了0.98,硫酸物在表层土壤积聚强烈,盐分以向上运行为主。     

长期施用牛粪对松嫩平原盐渍化土壤脱盐碱化效果的影响

为了探究施用有机肥对盐碱土壤脱盐效果的长期效应,以腐熟牛粪为改良材料,根据牛粪施用年限共设置4个处理,分别为：施用牛粪8,12,18 a,以未施用牛粪的作为对照。通过对土壤可溶性盐分组成、交换性盐基、有机质、容重、EC和pH值等指标的测定,定量化探讨牛粪对各个指标影响及其关系,阐明长期施用牛粪对盐碱土脱盐效果的影响。结果表明,长期施用牛粪显著降低了土壤HCO₃^-的含量,消除了CO₃^2-;降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度和土壤有机质;降低了Na⁺含量,增加了土壤交换性Ca²⁺、可溶性K⁺和Mg²⁺含量。相关性分析表明：土壤ESP和pH值与交换性Na⁺、HCO₃^-和CO₃^2-含量呈显著正相关,土壤pH值与土壤有机质呈显著负相关关系。回归分析表明：影响钠吸附比的主要因素是可溶性Mg²⁺,其...     

龟裂碱土地下水年际动态变化特征研究

旨在为龟裂碱土改良利用水盐调控提供理论依据,本研究对龟裂碱土用绳测法测地下水埋深、电导率仪测定矿化度、多参数测试仪测定pH值和滴定法测定盐分离子,对比分析龟裂碱土地下水埋深、矿化度、pH值和盐分离子年际变化规律。结果表明：地下水埋深和矿化度横向变化较大,变异系数分别为22.2%和38.9%,盐分离子Na⁺、Cl^-和HCO₃^-横向变异较大,Ca²⁺和K⁺横向变异较小;地下水盐分离子主要以Na⁺、Cl^–、SO₄^2-和 HCO₃^-为主;地下水埋深逐年变浅,pH值、矿化度逐年变小。本研究结果为龟裂碱土改良利用水盐调控提供依据,以及对干旱地区的环境保护和农业灌溉具有重要的科学价值。     

氯离子和盐基阳离子对蔬菜种子萌发及其幼苗生长的影响

为研究蔬菜种子对不同盐基离子胁迫的响应问题,以空心菜、辣椒和菜心种子为实验材料,NaCl、KCl、CaCl₂和MgCl₂ 4种盐分作为胁迫因子,探究Cl^-及盐基阳离子对蔬菜种子萌发及其幼苗生长的影响。结果表明：（1）在设置的Cl^-浓度范围内,低浓度Cl^-促进空心菜和辣椒种子萌发及其幼苗生长;而高浓度Cl^-却显著抑制空心菜和辣椒种子萌发及其幼苗的生长。菜心种子的萌发及其幼苗生长受盐胁迫的影响表现为,随Cl^-浓度升高抑制作用逐渐增强。说明空心菜和辣椒具有一定的适应盐渍土壤环境的能力,而菜心不适应盐渍土壤环境。（2）相同Cl^-浓度下,不同盐基阳离子对空心菜和辣椒种子萌发的影响差异不显著;对菜心种子萌发的抑制作用表现为K⁺最强,Na⁺最弱。不同盐基阳离子对空心菜幼苗胚根和株高的抑制作用均表现为K⁺最强,Ca²⁺最弱;对菜心幼苗胚根和株高的抑制作用表现为Mg²⁺最强,Na⁺最弱;对辣椒幼苗胚根的抑制作用表现为Na⁺最强,Ca²⁺最弱,而对辣椒幼苗株高的抑制作用又表现为Ca²⁺最强,K⁺最弱。说明不同盐基阳离子对蔬菜种子萌发及其幼苗生长的影响因蔬菜品种不同而异。     

盐胁迫下水稻叶绿素荧光特性与离子积累的相关性分析

以4个北方常规粳稻品种为材料,于孕穗期施加80 mmol/L的NaCl胁迫测定了水稻叶片叶绿素荧光参数及体内离子含量的变化,以揭示盐胁迫下水稻离子积累与叶绿素荧光特性的相关性。结果表明盐胁迫下水稻叶片最大荧光(Fm)、最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ的实际光合效率(PhiPSⅡ)、表观光合量子传递效率(ETR)和光化学猝灭(qP)均呈下降趋势最小初始荧光(Fo)和非光化学猝灭(qN)呈升高趋势。盐胁迫导致水稻体内Na⁺、Cl^-积累显著增加,K+积累显著下降,SO₄^2-、PO₄^3-和NO3-含量较对照差异不显著。盐胁迫下水稻叶绿素荧光参数与Na⁺、Cl^-和SO₄^2-含量呈显著负相关,与K+和PO₄^3-含量呈显著正相关,与NO3-含量相关性不显著。以上结果表明水稻体内有害离子在盐胁迫下会过量积累这是导致水稻叶片光合结构破坏和光合作用效率下降的重要原因。     

盐渍土壤生境中大果沙枣成年树离子吸收、运输和分配特征研究

为揭示盐渍土壤中大果沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)树体矿质离子分布规律,保障大果沙枣高效种植和丰产栽培,以不同盐度土壤中生长的成年大果沙枣树为材料,测定并分析了其根、枝、叶中Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的吸收、运输和分配特征。结果表明：盐土土壤环境中,大果沙枣叶片对Ca²⁺和Mg²⁺具有较强的选择吸收能力,低盐（I~II级）土壤环境中,叶内Na⁺含量明显上升,而至高盐（III~IV级）中,根部对Na⁺的吸收量明显高于枝和叶。随着林地土壤盐度的升高,K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺在枝部和叶部的积累量明显增大,矿质离子由根部向枝、叶部运输的能力在I~III级盐度土壤环境中逐渐增大,并在IV级盐度土壤环境中受抑。同时,根和枝中K⁺/Na⁺和Mg²⁺/Na⁺值均是先增大后减小,叶中K⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺变幅较小,根和叶中Ca²⁺/Na⁺变幅较大。大果沙枣成年树的盐适应机制主要是通过根对Na⁺的聚积作用,叶对K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的选择性吸收能力增强来实现的,同时也与枝中相对稳定的K⁺、Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的选择性运输能力有关。     

燕麦对碱胁迫的阳离子响应机制

以耐碱性燕麦品种Vao-9和碱敏感性品种白燕5号为试验材料,采用盆栽法,用25、50、75、100 mmol L^-1碱浓度(Na₂CO₃和NaHCO₃按摩尔比1∶1混合)进行短期(14 d)和长期(28 d)胁迫处理,观测两品种根、茎、叶中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺吸收及分配特点,并从离子平衡吸收与分配角度,探讨燕麦对碱胁迫的生理适应机制。胁迫处理14 d后,燕麦体内Na⁺增加,K⁺下降,Ca²⁺和Mg²⁺变化不大,且两品种间各器官中4种离子的分配比例差异不显著。胁迫处理28 d后,两品种各器官中Na⁺增幅较大,K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺降幅较大。Vao-9植株体内Na⁺、Ca²⁺含量大于白燕5号,但K⁺、Mg²⁺含量与白燕5号无显著差异,但两品种间各器官中4种离子的分配特点不同;当胁迫浓度达到100 mmol L^-1时,与白燕5号相比,Vao-9叶片中少分配5.9个百分点Na⁺,多分配13.5个百分点K⁺、28.9Ca²⁺、10.9Mg²⁺,茎中多分配5.4个百分点Na⁺,少分配9.8个百分点K⁺,根中少分配28.9个百分点Ca²⁺、10.9Mg²⁺,因而Vao-9叶片中Na⁺ /K⁺、Na⁺ /Ca²⁺、Na⁺ /Mg²⁺值较白燕5号低。可见,燕麦通过提高阳离子选择吸收及器官分配能力以适应碱胁迫。     

有机物料配施菌剂对设施次生盐渍化土壤的修复效果

设施土壤次生盐渍化已成为制约设施农业发展的主要问题,为验证施用有机物料对次生盐渍化设施土壤的修复效果,本研究采用田间小区试验,以河北永清典型次生盐渍化设施土壤为研究对象,选择牛粪和生物炭两种有机物料并结合微生物菌剂作为外源有机物料,处理包括不施用有机物料(CK)、单施牛粪(DM)、单施生物炭(BC)、牛粪配施菌剂(DM+MI)、生物炭配施菌剂(BC+MI),通过分析各处理土壤的水溶性盐分总量、各盐分离子以及植株生长状况,探讨了有机物料对设施土壤次生盐渍化的改良效果。结果表明：施用有机物料和微生物菌剂可以不同程度的减轻土壤次生盐渍化。与对照相比,对降低土壤盐分效果最显著的为DM+MI处理,最高可降低土壤可溶盐总量18.26%,以及Na⁺、Ca²⁺与Mg²⁺含量24.1%、18.75%、24.29%,其他降盐效果表现为DM处理>BC+MI处理>BC处理。施用有机物料对辣椒植株的生长有一定的促进作用,至第10周时显著增加株高与茎粗达10.40%~16.00%和19.50%~21.30%。对辣椒植株生长与土壤水溶性盐分含量的相关性分析表明,在设施次生盐渍化土壤中,辣椒植株生长与土壤中Ca²⁺和Mg²⁺的含量呈显著负相关关系。综上,有机物料配施微生物菌剂能改善土壤条件,降低土壤含盐量,缓解设施土壤次生盐渍化状况,并促进辣椒正常生长。     

秸秆配施微生物菌肥对盐碱地土壤及作物盐分含量的影响

为探究秸秆与微生物菌肥对盐碱地土壤和作物盐分含量的影响，试验于内蒙古达拉特旗重度盐碱地，分别设不施秸秆不施微生物菌肥(CK)、秸秆单施(G)、微生物菌肥单施(F)、秸秆配施微生物菌肥(GF)4个处理，分别种植燕麦、高丹草、黍子、油用向日葵4种作物，分析秸秆配施微生物菌肥对盐碱地土壤和作物盐离子浓度及盐分含量的影响。结果表明，与CK相比，秸秆配施微生物菌肥能显著降低土壤含盐量，提高作物生物量及作物体内盐离子积累量，其中土壤全盐量在种植油用向日葵的土壤中最低，为4 400.41 mg/kg,较CK显著降低了13.85%;作物生物量及盐离子积累量以秸秆配施微生物菌肥处理下的高丹草最大，生物量和盐离子积累量分别较CK提高了68.32%,108.28%。此外，秸秆配施微生物菌肥增强了各作物对盐离子的选择吸收能力，配施处理下燕麦对Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-有较强吸收能力，分别较CK提高50.51%,72.74%,56.39%;高丹草对Ca²⁺有选择吸收能力，较CK提高76.01%;油用向...     

宁夏引黄灌区盐碱地土壤盐分特征及相关性

土壤盐渍化是宁夏引黄灌区农业发展面临的主要问题之一。为了查明导致土壤盐碱危害的主要盐分离子,为改良利用盐碱地提供科学依据,利用相关分析法和主成分分析法,研究了该区不同类型盐碱地土壤盐分及盐分离子相关性。结果表明,盐化土壤全盐除与HCO3-相关性不显著外,与其他离子均呈显著或极显著正相关,无论是盐化土壤还是碱化土壤,土壤总盐均与SO42-、Cl-、Na+呈极显著正相关,Na+与Cl-、SO42-之间也呈极显著正相关,相关系数大于0.80;碱化土壤碱化度、pH与CO32-呈极显著正相关,主成分分析结果表明,Na+、SO42-、Cl-可作为研究区土壤盐化状况的特征因子。Cl-、SO42-、Na+、CO32-可作为研究区土壤碱化状况的特征因子。消除试区土壤盐碱化,应重点对Cl-、SO42-、Na+、CO32-这些有害盐分离子含量进行消减。     

石羊河流域下游不同年代退耕地土壤养分和盐分变异特征研究

由于气候及人类活动因素的影响,中国干旱灌区土壤盐渍化问题日趋严重,盐渍化退耕地面积不断扩大,通过研究不同年代盐渍化退耕地土壤盐分、养分的变化规律,为盐渍化退耕地土壤的恢复和合理利用提供理论基础。石羊河流域下游的民勤绿洲区属于土壤盐渍化严重区,选择不同年代退耕地,利用时空替代的研究方法,研究绿洲区盐碱化退耕地土壤盐分（土壤盐分离子Ca2+、Mg2+、K+、Na+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-）和养分（土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾）在不同退耕时期的变异特征。结果表明：退耕年限的长短对土壤养分、盐分影响程度不同,退耕0~5年土壤有机质含量较高,5~10年土壤有机质含量最低,退耕10年以后土壤有机质含量基本趋于稳定;土壤可溶性盐分含量随着退耕年限的延长而逐渐升高。盐分8大离子组成中,阴离子以主要为SO42-、Cl-为主,阳离子以K+、Na+为主,分别占总含盐量的66.2%和19.2 %。退耕地土壤盐渍化程度随着退耕年限的延长越来越严重。     

近代及现代黄河三角洲不同尺度地貌单元土壤盐渍化特征浅析

近、现代黄河三角洲近50%的土地为不同程度的盐渍化土。在土壤盐渍化过程中,地貌因素至观重要。地形的高低起伏,影响地面、地下径流的运动,土壤中的水分和盐分也就随之重新分配和积累。研究的目的是分析不同尺度下地貌单元之间土壤盐渍化特征差异及原因。为此,利用2002年5月23日到29日对近、现代黄河三角洲野外考察、GPS定点和土壤采样分析所得数据,对6个表征土壤盐渍化特征的参数（土壤的全盐量、pH值、有机质、Cl-/SO42-、HCO3-/(Cl-+SO42-)、(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)）进行统计分析,并进行多个独立样本的非参数检验（Kruskal-Wallis Test和Median Test）,检验6个参数在同一尺度不同地貌单元之间是否有明显的差异,结果表明：（1）近、现代黄河三角洲土壤盐渍化程度严重,整体属于滨海氯化物型盐渍土类型,有机质相对缺乏,土壤偏碱性。随土层深度增加（0cm~10cm、10cm~30cm、30cm~60cm）,盐渍化程度逐渐减轻;（2）同一尺度下不同地貌单元之间土壤盐渍化特征存在差异。一般地,随尺度变小（从一级到四级地貌单元）,土壤盐渍化特征差异越来越明显,存在差异的参数也逐渐增加。一级地貌单元只有pH值明显不同,从二级地貌单元到四级地貌单元,3个土层土壤的全盐量随不同的地貌单元而有明显的差别,且随着土层深度的增加,HCO3-/(Cl-+SO42-)和(K++Na+)/(Ca2++Mg2+)也变得明显不同。这也说明不同地貌单元下盐分组成及离子比例、积盐、脱盐过程存在差异,且随土层深度增加差异越大。     

不同种植年限设施西瓜土壤可溶性盐组分变化特征

采用田间取样及室内分析相结合的方法,研究了连续种植不同年限(0年-6年)西瓜的设施土壤可溶性盐含量及组分的变化。结果表明,与种植0年的麦地土壤相比,设施西瓜土壤pH显著降低(P < 0.01);土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量显著增加(P < 0.01);电导率显著增加且随着设施西瓜种植年限的延长而显著增加趋势(R₂ = 0.90,P < 0.01)。设施西瓜土壤可溶性盐阳离子以Ca₂₊和Mg₂₊为主,阴离子以SO_42-和NO_3-为主。随着设施西瓜种植年限的增加设施西瓜土壤可溶性盐总量显著增加(R₂ = 0.93, P < 0.01),增加的可溶性盐主要为Ca₂₊、K₊、NO_3-和Cl_-,分配比例分别为31.3%、10.1%、23.6%和15.0%。相关分析表明,供试的设施西瓜土壤速效磷、速效钾与盐基离子Na₊、K₊、SO_42- 和Mg₂₊含量显著相关(P<0.05),土壤电导率(EC)与土壤可溶性盐总量相关关系达到显著水平(P<0.05)。     

咸水冰融化与土壤入渗过程不同盐分离子迁移规律研究

通过模拟试验及大田试验研究了咸水冰融化过程及土壤入渗过程不同盐分离子迁移分布规律,以期揭示咸水冰融水水质变化机理及咸水结冰灌溉对土壤盐分分布的影响。试验结果表明,咸水冰融化过程各离子含量均急速下降,但不同离子融出速度不同,各离子融出比例高低次序为Cl->Mg2+>K+>Na+>SO42->Ca2+>HCO3-;离子融出速度的不同,导致融水离子组成发生变化,最终使融水钠吸附比下降,pH值上升。咸水结冰灌溉使0～80 cm土体中除HCO3-增加6.85%以外,其余各离子均表现为下降,各离子淋出比例由高到低为Mg2+>Cl->Ca2+>Na+>K+>SO42->HCO3-;Cl-、Na+淋出比例不是最高,但在总淋出盐分中所占的比例分别达到了62.01%和21.96%。咸水结冰灌溉改变了土壤的离子组成,使土壤表层产生碱化趋势,因此,咸水结冰灌溉应当配合一定措施防止土壤碱化。     

野生大豆对盐碱土离子浓度的影响

以盐碱土和盆栽野生大豆为研究对象,测定土壤中N、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、SO42-、CO32-和野生大豆根、茎叶、种子的氮含量,研究野生大豆对盐碱土的影响。结果表明：野生大豆能够提高盐碱土的氮含量。在花期和收获期土壤氮含量比原盐碱土分别提高了98和113%。野生大豆能够有效降低盐碱土的各种水溶性盐离子的含量和总量。在收获期土壤Na+、Cl-、HCO3-和SO42-含量比原盐碱土分别降低了94.9、85.3、47.6和95.5%;土壤可溶性盐离子总量比原盐碱土降低了90.5%。野生大豆对于盆栽盐碱土有改良作用。在收获期,野生大豆地上部分生物量很大,且在各个生长期的盐度下都能很好生长,具有绿化盐碱地的作用。     

重度盐渍化土壤灌溉碱性淡水与施用改良剂效果研究

摘要：试验采用了灌水和施用改良剂相结合的方法对重度盐渍化土壤进行改良。试验采用2因素3水平组合设计,3个灌水量,3个改良剂施用量,12个处理,3次重复。结果表明：灌水量525m3/hm2土壤全盐量由1.72%降至0.48%～0.64%、灌水量750m3/hm2土壤全盐量降至 0.4%～0.6%。改良剂不同施用量与对照相比,土壤ESP下降幅度为2.83%～26.44%;土壤HCO3-下降幅度9.13%～43.47%;土壤Cl-下降幅度19.6%～29.9%;土壤SO42-增加幅度10.36%～58.22%;土壤Ca2+增加幅度0.68%～62.24%。灌水量750m3/hm2洗盐效果明显,改良剂施用量4500kg/km2防碱效果明显。但从节水和土壤盐分积累分析,灌水量525 m3/hm2、改良剂施用量3000 kg/km2为宜。     

鼎湖山地区大气颗粒物中水溶性无机盐粒径分布特征

为研究珠江三角洲大气颗粒物的化学组成特征及其来源,2008年10-11月在中科院华南植物研究所鼎湖山区域大气本底观测站对大气中的颗粒物进行了分级（8级）采样,并对各个粒径段颗粒物中水溶性无机盐进行了分析。结果表明,SO42-、NH4+在小于1.1μm的细粒子中出现浓度峰值;Na+和Cl-在1.1-2.1μm出现浓度峰值;NO3-分别在1.1-2.1和3.3-4.7μm出现两个浓度峰值;K+在0.65-1.1和5.8-9μm两个粒径段出现峰值;而Ca2+和Mg2+的浓度峰值则出现在大于9μm粒径段。     

伽师县种植作物土壤有机质与盐分的相关性分析

为提高伽师县不同耕作土壤施肥的精度、减少浪费、降低盐分含量及轮流种植作物等方面提供科学依据。采用野外取样、GPS定位、统计分析和空间分析方法,在SPSS 17.0 和ArcGIS 9＋的支持下,研究不同耕作土壤有机质与盐分之间进行相关性分析。研究结果表明：（1）种植甜瓜土壤各层有机质平均含量高于种植玉米和种植棉花土壤。（2）不同耕作土壤不同土层中各盐离子变异系数的差异比较明显,有机质与盐离子具有不同程度的相关特征。其中,种棉土壤中有机质与K+＋Na+、Mg2+盐离子呈显著正相关,其余都是呈显著负相关;种植甜瓜土壤有机质与Cl-、Mg2+盐离子呈显著正相关,其余都是呈显著负相关;种植玉米土壤中有机质与SO42-、K+＋Na+、Mg2+盐离子呈显著正相关,其余都是呈显著负相关。（3）种植棉花土壤的盐分含量从表层到底层呈逐渐增加趋势;种植甜瓜土壤的盐分含量分别为表层含量高,中层和底层的盐分含量差异不大;种植玉米土壤的盐分含量呈先增加后减少的趋势。     

基于原位测定的坝上地区河流地貌耕地土壤盐分的空间变异分析

土壤盐分的空间变异一定程度上反映了耕作层土壤盐渍化的程度和状态。运用原位测定法,更准确高效地研究河流地貌耕地不同深度土壤盐分的空间分布特征。结果表明：河漫滩各土层盐分具有中等变异强度和较强的空间自相关性,而河流阶地各土层土壤盐分具有弱变异性,深层土壤盐分的自相关效应显著。Kriging 插值图中,研究区土壤盐分的空间分布表现为条带状、同心圆状和均匀分布。河流阶地表层土壤盐度与测定点坡度呈现弱负相关关系。地形、水文及土壤质地是影响研究区土壤盐分空间变异的主要因素。研究区尚未发生盐渍化,但河漫滩耕地具有更高的盐渍化风险,需加以重视和防范。