潮土区土壤有机质含量的趋势演变研究——以禹城市为例

通过分析山东省禹城市100个采样点1980年和2003年耕层土壤的有机质含量,研究了土壤有机质的时空变异特征,探讨了潮土区有机质含量的变化,形成了研究区1980年和2003年有机质含量空间分布图及1980~2003年有机质含量的空间变化图。分析了研究区有机质含量增加的原因。研究结果表明,该市目前土壤有机质含量平均为14.68g kg-1,比1980年的6.0g kg-1增加了8.68 g kg-1,年均提高0.38g kg-1。土壤表层含盐量的降低为土壤养分含量提高提供了条件。     

成都平原区土壤速效磷时空变化特征

根据1982年173个样点和2002年117个样点的分析数据，利用地统计学方法和GIS技术对成都平原耕层（0～20cm）土壤速效磷含量的时空变异特征进行了研究。结果表明，成都平原耕层土壤样点间速效磷平均含量由1982年的7.1mg／kg增至2002年的14.3mg／kg，平均增加了103.40％。20年间由于受区域间农业管理措施、土地利用方式和土壤颗粒组成差异的影响，占平原耕地面积75.86％的土壤速效磷含量增加，且区域增加幅度呈由东向西逐渐降低的趋势。土壤速效磷含量与土壤颗粒组成的相关性分析表明，1982年土壤速效磷含量与土壤砂粒（2～0.02mm）之间呈极显著的负相关，与土壤粉粒（0.02～0.002mm）之间相关未达到显著水平，与土壤粘粒（〈0.002mm）之间呈显著正相关；2002年土壤速效磷含量与土壤砂粒之间呈显著的负相关，与土壤粉粒之间呈极显著正相关，与土壤粘粒之间相关未达到显著水平。     

黑龙江典型县域农田黑土土壤有机质现状分析

应用地统计学分析技术,对黑龙江典型县域的农田黑土土壤有机质进行了空间异质性分析。结果表明,土壤有机质平均含量以五大连池市和北安市最高,高于70gkg-1,宾县和阿城市最低,低于20gkg-1,有机质含量变化范围在11.8-128.9gkg-1。土壤有机质最佳空间变异符合高斯模型,主要受结构因素的影响,占84.1%。     

江苏省沭阳县农田土壤有机质和全氮的时空变异及其影响因素

在2011年土壤采样的基础上,参照1981年沭阳县二次土壤普查资料,对该县土壤有机质和全氮30年来的时空演变进行了分析,并进一步讨论了时空演变的自然和人为因素.结果表明:30年来,沭阳县农田耕层(0～20cm)土壤有机质和全氮均明显增加,2011年土壤有机质和全氮的平均含量分别为23.12 g/kg和1.36 g/kg,分别比1981年增加了12.15 g/kg和0.61 g/kg,平均增加速率达0.41 g/(kg·a)和0.02 g/(kg.a).2011年土壤有机质和全氮的整体空间分布格局与1981年相似,均呈现北部黏性土壤高而南部砂性土壤低、东部水田高西部旱地低的空间分布格局.土壤质地是造成这种时空变异最主要的结构性因素,而秸秆还田量的增加、土地利用方式的转化是30年来影响土壤有机质和全氮时空演变的主要人为随机性因素.     

北京典型边缘区25年来土壤有机质的时空变异特征

采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了北京典型边缘区25 a来两个阶段(1981～2000年,2000～2006年)土壤有机质含量(SOM)的时空变异特征.研究结果表明:土地利用类型及土地利用方式的转换对土壤有机质含量产生重要影响.1981～2000年,荒草地向耕地的转换以及因灌溉设施的完善而引起水浇地面积的增加使得整个研究区域土壤有机质含量普遍增加,有机质含量平均值从9.64 g/kg增加到12.35 g/kg,增加了28%;在利益的驱使下,农户改变了土地利用方式,不再向种植粮食作物的土地追加投入,研究区域土壤有机质含量平均值由12.35 g/kg降低到11.46 g/kg(2000～2006年).空间上,1981年土壤有机质含量自北向南逐渐降低;与1981年相比,2000年的土壤有机质含量普遍增加一个级别,增加最多的区域分布在研究区域的中部,这些区域也是土地利用类型变化明显的地方,主要是荒草地向其他农用地的转换;与2000年相比,2006年研究区域内土壤有机质含量增加的只有3个地区,并且大部分增加不显著,增幅不到1g/kg.     

长期定位试验条件下红壤性水稻土有机质的变化

通过22年长期定位试验,研究了红壤性水稻土有机质的含量及其结合形态在3种稻作制、3种有机肥施用水平及2种地下水位深度条件下的长期演变规律,结果表明:红壤旱土改水田后,土壤有机质含量逐渐增加,各处理平均增长15.2gkg-1,增长率达98.9%。不同稻作制间,以稻—稻—冬泡处理土壤有机质增长幅度最大,21年共增加了18.0gkg-1,增长率达116.9%;稻—稻—冬绿处理次之,共分别增长15.8gkg-1和102.6%;稻—稻—冬油处理最低,仅分别增长11.9g kg-1和77.3%。不同有机肥施用水平间,以高量有机肥处理土壤有机质增长最快,21年共增加了17.9gkg-1,增长率为116.2%;常量有机肥处理次之,共分别增加16.1gkg-1和104.5%;化肥处理最低,共分别增加11.8gkg-1和76.6%。不同地下水位深度对土壤有机质积累的影响不显著。土壤腐殖质结合形态以紧结态为主,占腐殖质总量的50～70%,松结态腐殖质次之,占20～40%,稳结态腐殖质最少,仅5～11%。冬种处理土壤腐殖质的松/紧比大于冬泡处理。施用有机肥料能提高土壤腐殖质的松/紧比。     

京郊耕地土壤有机质丰缺状况分析

对京郊12个区县的292个耕地质量长期定位监测点的监测数据(2006年)进行详细分析,将耕层土壤有机质含量分为五级(参照北京市耕地土壤养分分等定级标准),4级以下(低有机质水平)耕地土壤占总监测面积的55.3%,北京市耕地耕层土壤有机质平均含量为15.40g kg-1;粮、菜、果及其他四种种植模式下,菜田耕层土壤有机质含量最高,达17.65g kg-1,其次是其他种植田、果园和粮田;作为京郊主要土壤类型的褐土和潮土,其耕层土壤有机质含量差异不大,分别为15.40g kg-1和15.09g kg-1;不同质地的耕层土壤,有机质含量差异较明显,土壤越粘重,有机质含量越高。     

黄土高原东部潇河流域农田土壤有机质时空变异及影响因素

为揭示土壤有机质时空变化规律及其影响因素,通过收集黄土高原东部潇河流域1982年第二次土壤普查数据和2017年不同时期耕层土壤有机质含量的实测资料,应用地统计学方法对其进行分析。结果表明:从1982年至2017年,耕层土壤有机质均值由11.06 g·kg~(-1)升高至15.69 g·kg~(-1),增幅为41.86%;近35年潇河流域农田耕层土壤有机质含量均呈增加趋势,空间分布呈现由中部向四周逐渐升高的趋势。从第二次土壤普查时期到2017年,耕层土壤有机质含量表现为从低级向高级逐渐累积的规律。其中,土壤有机质含量20 g·kg~(-1)和15～20 g·kg~(-1)的土地面积从无增加到分别占流域总面积的0.74%和43.72%,10～15 g·kg~(-1)土地面积减少幅度最大,为29.93%,6～10 g·kg~(-1)土地面积从13.82%减少到1.57%,6 g·kg~(-1)土地从有到无。成土母质、地形变化、种植结构、施肥是影响土壤有机质时空分异的主要因素,人类对土壤养分干预作用表现出增强的趋势,应注意土壤培肥,实行分区管理,以保证整个农业流域的可持续发展。     

近30年中国农田耕层土壤有机质含量变化

土壤有机质含量是影响土壤肥力水平的重要指标,也是开展耕地质量建设、科学施肥工作的基础。利用2005—2014年测土配方施肥项目数据与全国第二次土壤普查数据进行对比,分析了近30年来中国农田耕层土壤有机质的变化趋势。结果显示,30年来我国农田耕层土壤有机质含量呈整体上升趋势,目前,全国耕层土壤有机质平均含量为24.65 g kg~(-1),较全国第二次土壤普查时期提高4.85 g kg~(-1),提高24.49%。其中,30~40 g kg~(-1)等级比例增加3.64个百分点,20~30 g kg~(-1)等级比例增加5.68个百分点,10~20 g kg~(-1)等级比例增加5.36个百分点。需要引起注意的是,大于40 g kg~(-1)等级比例减少了1.38个百分点。     

耕层增减对作物产量、养分吸收和土壤养分状况的影响

试验于2012—2015年在淮北平原中部的濉溪县展开,设原始耕层(TS)、在原始耕层厚度上人工削减5 cm(TS-5)和在原始耕层厚度上人工增加5 cm(TS+5) 3个处理。在玉米和小麦成熟期采样分析和田间测产,在3季小麦收获后分别采集0~20 cm土层土样进行分析,明确耕层厚度变化对玉米–小麦轮作体系作物产量、养分积累的影响和土壤养分含量的变化规律。结果表明,耕层减少5 cm处理明显降低玉米–小麦轮作体系作物产量和N、P2O5、K2O积累量,与原始耕层处理相比,分别下降了5.61%和8.31%、5.65%、18.38%;耕层增加5cm后作物产量和各养分积累量均未出现显著变化。第1个轮作周期结束时,耕层减少5cm处理的土壤有机质、全氮和速效钾含量明显低于原始耕层处理;而经过3个轮作周期,土壤有机质含量仍处于较低水平,全氮和速效钾含量逐渐回升,与原始耕层对应指标已无显著差异。耕层增加5cm处理明显提高了土壤有机质和各养分含量,并在3个轮作周期后仍处于较高水平。综上,耕层厚度减少5 cm会降低玉米–小麦轮作体系作物产量、各养分积累量和土壤有机质含量,并在短期内难以恢复;增加5 cm耕层虽然能改善土壤养分状况,但对作物产量和养分积累量的提高没有明显效果。     

黑河流域灰棕荒漠土种植耐旱牧草小冠花改土培肥效果的研究

在黑河流域的灰棕荒漠土上种植了耐旱牧草小冠花改土培肥效果明显,3年生小冠花与CK比较,0~20 cm土层中自然含水量增加73.93g kg-1、土壤贮水量增加67.17m3hm-2、>0.25mm团粒结构增加12.16%、总孔度增加10.94%、土壤容重降低0.29g cm-3;pH由8.15降到7.83,全盐含量降低1.72g kg-1,脱盐率达到58.70%;土壤有机质增加3.01g kg-1、速效N、P、K分别增加20.9 mg kg-1、5.7 mg kg-1、11.3 mg kg-1,CEC增加7.0 cmol kg-1。3年生小冠花平均株高85.4 cm,单株鲜重1074.2g,单株干重343.8g,鲜草产量72.5 t hm-2,干草产量23.2 t hm-2,产值0.93万元hm-2。     

东北黑土农田养分时空演变分析

通过东北黑土农田的广泛采样、化验分析,目前黑土农田有机质含量平均为33.9 g kg-1,全氮1.91 g kg-1,速效磷24.85 mg kg-1,速效钾159.95 mg kg-1。1979年~2002年期间黑土农田土壤有机质下降了3.76 g kg-1~4.14 g kg-1,平均每年下降0.16 g kg-1~0.18 g kg-1;而土壤速效磷含量大幅度上升,已是原来1979年的2倍以上,23年里土壤速效磷上升了12.66 mg kg-1~14.66 mg kg-1,平均每年上升0.55 mg kg-1~0.64 mg kg-1。认为土壤速效磷是过去的20多年里人为生产活动改变最大的肥力因子,其他土壤养分指标的空间分布有较明显的地带性,存在显著的空间变异,尤其是土壤有机质、全氮、碱解氮与地理纬度高程度相关,受气候等自然因素影响较大。     

滩涂土壤有机质含量的反射光谱估算

Rapid determination of soil organic matter (SOM) using regression models based on soil reflectance spectral data serves an important function in precision agriculture. “deviation of arch”(DOA)-based regression and partial least squares regression (PLSR) are two popular modeling approaches to predict SOM. However, few studies have explored the accuracy of the DOA-based regression and PLSR models. Therefore, the DOA-based regression and PLSR were applied to the visible near-infrared (VNIR) spectra to estimate SOM content in the case of various dataset divisions. A two-fold cross-validation scheme was adopted and repeated 10 000 times for rigorous evaluation of the DOA-based models in comparison with the widely used PLSR model. Soil samples were collected for SOM analysis in the coastal area of northern Jiangsu Province, China. The results indicated that both modelling methods provided reasonable estimates of SOM, with PLSR outperforming DOA-based regression in general. However, the performance of PLSR for the validation dataset decreased more noticeably. Among the four DOA-based models, the linear model of the DOA provided the best estimation of SOM and a cutoff of SOM content (19.76 g kg^-1), and the performance for calibration and validation datasets was consistent. As the SOM content exceeded 19.76 g kg^-1, SOM became more effective in masking the spectral features of other soil properties to a certain extent. This work confirmed that reflectance spectroscopy combined with PLSR could serve as a non-destructive and cost-efficient way for rapid determination of SOM when hyperspectral data were available. The DOA-based model, which requires only 3 bands in the visible spectra, also provided SOM estimation with acceptable accuracy.     

长江流域油菜田土壤硫肥力现状研究

选择长江流域油菜产区研究安徽省土壤缺S现状和油菜植株硫营养状况。结果表明,安徽省长江流域油菜产区,土壤有效S平均含量15.31mgkg-1,缺S状况较为严重,缺S土壤所占比例高达63.10%,潜在性缺S土壤所占比例为35.48%。主要土壤类型中灰潮土缺S状况最为严重,有效S不足的土壤所占比例高达80%。油菜植株全S含量为5.08~20.18gkg-1,平均10.02gkg-1。花和叶含S量较高,全S含量平均为11.06gkg-1和11.00gkg-1,茎杆含S量较低,全S平均含量仅8.00gkg-1。油菜花朵和叶片全S含量多在8~16gkg-1,茎杆含S量在6~10gkg-1之间。花、叶、茎全S含量(y)与土壤有效S含量(x)之间呈极显著二次曲线正相关,回归方程分别为y1=3.79782+0.88501x-0.02265x2(R2=0.4156**,F=9.96,n=31),y2=3.6548+0.86280x-0.02111x2(R2=0.26569**,F=5.07),y3=3.78016+0.45330x-0.00981x2(R2=0.34399**,F=7.32)。     

黄淮海平原农田土壤磷素空间分布特征及影响因素研究

根据505个样点表层(0～20 cm)土壤磷素的化验数据,在ArcGIS9.0平台上运用地统计学方法研究了黄淮海平原土壤磷素的空间分布特征及其影响因素.结果表明,该区土壤全磷和速效磷含量均属中等水平,全磷含量达(0.73±0.18)g·kg-1,速效磷含量达(21.31±16.08)mg·L-1.土壤全磷空间分布总体上呈团状或块状,其中高值区(＞0.80 g·kg-1)主要分布于河北中南部、山东西部以及山东、安徽、江苏三省交汇处,并由黄淮海中部地区向南北方向逐渐减少;低值区(＜0.50 g·kg-1)主要分布于黄淮海南北两地.土壤速效磷含量总体上呈小团块状分布,其空间分布较全磷复杂.高值区(＞24.0 mg·L-1)主要分布在黄淮海平原的中部地区,并向东北和正南方向减少.低值区(＜12.0 mg·L-1)主要分布于黄淮海平原南、北部边缘.全磷和速效磷高值区主要分布区地理位置大体一致,均是在黄淮海平原中部区域一带,并以此区域向北降低.不同土壤类型由于成土母质本身含磷量空间分布差异,产生了土壤磷素空间变异.土壤质地、磷肥使用量及部分理化性状影响土壤磷素含量.     

城市垃圾等合成有机土壤的理化性质及其对茄子经济性状和产量的影响

系统研究了几种合成有机土壤的理化性质及其对茄子生长发育和产量的影响。结果表明:人工合成有机土壤A组合,生活垃圾、羊粪、玉米秸、菜籽饼、粉煤灰及肥沃土壤容积比为0.20∶0.20∶0.10∶0.03∶0.07∶0.40,加入茄子专用肥发酵处理后,配制成人工合成有机土壤有利于茄子的生长发育。与对照(土壤栽培)比较,容重降低0.31g cm-3,总孔度、毛管孔度、空气孔度分别增加11.71%、4.80%和6.91%;自然含水量、蓄水量分别增加104.67g kg-1和94.93m3hm-2;有机质、速效N、P、K、CEC分别增加14.00 g kg-1、24.73mg kg-1、11.83 mg kg-1、42.91 mg kg-1和5.68 cmol kg-1;重金属离子Hg、Cd、Cr、Pb分别降低0.02 mg kg-1、0.03 mg kg-1、0.32 mg kg-1、0.54 mg kg-1;茄子株高、茎粗、单果重、单株果重、产量、产值、利润分别增加19.57 cm、0.34 cm、74.58g、0.55kg、19.01 t hm-2、1.63万元hm-2和1.05万元hm-2。不同处理间的差异显著性经LSR检验达到显著和极显著水平。     

河西走廊旱塬长期定位施肥对土壤理化性质及春小麦增产效果的研究

在河西走廊旱塬灌漠土上连续11年肥料定位试验结果表明:有机肥料、化学N肥、P肥3种肥料配合施用,对土壤理化性质和小麦产量有良好的影响。其中有机肥料与化学N肥、P肥(MNP)配合施用与化学N肥、P肥(NP)配合施用比较,0~20 cm耕层土壤有机质、碱解N、速效P、速效K分别增加1.40g kg-1、14.01mg kg-1、7.04 mg kg-1、14.80mg kg-1;土壤总孔度、团粒结构、自然含水量、土壤贮水量分别增加4.15%、8.32%、66.85g kg-1、177.15m3hm-2;小麦产量、产值、施肥利润分别增加1.94 t hm-2、0.21×104元hm-2、0.14×104元hm-2;肥料投资效率达1.39元/元。不同处理间的肥效是MNP>MN、MP、NP>M、N、P>CK。     

基于土壤-地形关系的合理样点对土壤有机质空间预测的影响

针对土壤精细化管理体系中合理样点数及空间预测优化问题,本文将基于土壤-地形关系,探讨了不同采样方式下以局部样点数量为代表提供最优数据的可能性.以地统计学、土壤-地形关系、地理加权回归克里格(GWRK)模型为基础,经系统格网、地形单元分区和地形起伏度最佳统计单元等三种采样方式分析合理样点集的空间分布对土壤有机质空间预测精...