土壤改良剂对黄河三角洲滨海盐碱土的改良效应

采用牛粪(A)、石膏(B)、秸秆(C)、保水剂(D)4种改良剂,通过4因素4水平正交设计方案,对黄河三角洲滨海盐碱土进行土壤改良试验,筛选出较好的改良方案,为黄河三角洲盐碱土的改良利用提供理论依据。研究结果表明:土壤pH和钠吸附比(SAR)随着改良时间增加呈下降趋势,土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾呈上升趋势;4种改良剂对盐碱土改良指标的贡献值存在差异,综合考虑最佳配方为A4B4C1D4,其土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾含量分别比对照增高113.93%,1 014.23%,828.32%,265.45%;其土壤pH和SAR比对照分别下降4.71%,33.37%。     

不同隔盐材料对滨海盐渍土水盐动态和树木生长的影响

[目的]揭示不同隔盐材料对滨海盐渍土水盐动态和树木生长的影响,为滨海地区盐渍土改良和沿海防护林营造等林业工程提供理论依据。[方法]采用单因素方差分析及多重比较方法,于2010—2013年在天津滨海重度盐碱地区的大田试验中,开展了沸石、陶粒、蛭石和河沙4种隔盐材料对盐渍土0—80cm土层水盐动态及4个树种(刺槐、国槐、香花槐和红叶臭椿)生长影响的研究。[结果](1)在树穴底部和侧壁铺设隔盐层可以明显降低土壤含盐量并显著增加土壤含水量。沸石处理(FS)能显著降低0—80cm土体内盐分含量,控抑盐效果明显优于其他处理。陶粒处理(TL)在40—80cm土层有显著的降盐效果,但其控盐效果比沸石差。蛭石处理(ZS)仅在40—60cm土体内显著降低土壤含盐量。河沙处理(HS)中,0—80cm土体内盐分含量虽低于对照,但与对照之间无显著差异,降盐效果最差;(2)铺设隔盐层可显著降低土壤盐分离子含量,其中对Na+,Cl-和SO2-4这3种滨海盐碱地主要盐分离子的去除效果排序为:FSTLZSHS;(3)隔盐层材料能有效改善树种根区土壤物理性质,提高各树种成活率和保存率,并能明显促进植物生长,其中沸石效果最佳。[结论]可将沸石作为滨海地区4个树种造林时隔盐材料的最优选择。     

降雨及隔盐层对滨海盐碱地水盐运动的影响

 为探索不同材料隔盐层对滨海盐碱地水盐运动的影响,在白蜡林地树穴底部布设炉渣和沙子作为隔盐层,比较研究不同深度土壤水分和总盐分的季节性变化规律。结果表明：土壤表层和不同深度处土壤含水量及含盐量变化规律不同,表层主要受降雨和蒸发影响,底层则同时还受地下水位变化的影响;1个雨季中,土壤表层强降雨的淋洗作用极为明显,表层不同隔盐层的差异性不太明显,但离表层30cm处各隔盐层隔盐和抑制返盐的效果非常明显,设置炉渣隔盐层处理的电导率从5月份的591ms/m下降到了10月份的493ms/m,沙子隔盐层处理的电导率从558ms/m下降到501ms/m;离表层60cm处炉渣隔盐层从810ms/m下降到582ms/m,沙子隔盐层从607ms/m下降到560ms/m。从减小电导率的幅度上来看,炉渣的隔盐效果好于沙子。     

不同环境材料对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的改良效应

针对黄河三角洲滨海盐碱化土壤的特点,选取4种含盐量分别为0.13％,0.24％,0.86％和2.07％的土壤,采用脱硫石膏和腐植酸作为改良剂,通过单施与配施组合处理开展土壤改良的淋溶试验,分析4种淋滤液的酸碱度(pH)、电导率(EC)、淋溶后土壤的pH、水溶性全盐、Na+、Ca2+、Mg2+含量,以及钠吸附比(SAR)变化.结果表明:脱硫石膏处理(A)和腐植酸十脱硫石膏处理(C)的土壤淋滤液pH值均显著低于对照(CK)和腐植酸处理(B),而EC显著高于处理A和处理C.对于淋溶后的盐碱化土壤,处理A、B、C均能降低土壤pH、代换性Na+含量和土壤SAR.处理B能够降低土壤水溶性盐含量,但差异不显著,处理A和C能显著提高土壤水溶性盐含量.测定发现,处理C对滨海盐碱土的改良效应最显著,4种土壤淋溶后pH分别较对照CK降低0.26％,0.83％,1.05％,1.83％;Na+含量分别降低82.4％,92.6％,89.1％,78.6％;SAR分别降低97.4％,98.5％,97.7％,94.7％.综合比较认为,在黄河三角洲滨海盐碱土壤改良中,在保证灌溉量的基础上采用脱硫石膏与腐植酸配施可达到良好的盐碱地改良效果.     

黄土丘陵沟壑区柠条人工林地土壤养分特征研究

为了促进黄土丘陵沟壑区人工柠条群落的更新,以定西市巉口镇龙滩流域的人工柠条群落为研究对象,对其5种平茬处理方式(全部平茬、隔株平茬、隔行平茬、隔株隔行平茬、未平茬)下3个土层深度(0～20、20～40、40～60 cm)的8个土壤养分指标(pH值、有机质含量、全氮含量、全磷含量、全钾含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量)进行了测定和分析研究。结果表明:平茬方式对土壤养分的影响不明显,不同平茬方式间土壤养分含量差异不显著;土层深度对土壤养分的影响很明显,不同土层间土壤养分含量差异显著,尤其是有机质、全氮和碱解氮含量,而且土壤养分含量总体上呈现出随着土层深度的增加而下降的趋势,养分呈一定的表聚效应。     

不同隔盐措施对滨海盐碱地白蜡光合作用日变化的影响

为了探索不同隔盐措施对滨海盐碱地白蜡光合作用日变化的影响,为盐碱地造林树种及改良措施的选择提供理论依据,通过田间试验,以不设隔盐层为对照,研究了在栽植穴底部铺设炉渣和沙子作为隔盐层处理下白蜡光合作用的日变化。结果表明:铺设隔盐层可以显著降低土壤电导率;炉渣隔盐处理显著提高白蜡的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度;沙子隔盐处理可显著提高净光合速率,而对蒸腾速率、气孔导度的提高效果不及炉渣隔盐处理;两种隔盐处理均可降低非气孔因素对光合的限制。由于两种隔盐物质的物理性质不同,炉渣隔盐处理比沙子隔盐处理更能降低土壤电导率、促进光合作用。     

不同改良剂对重金属污染土壤中小麦镉吸收的影响

为探讨不同改良剂及用量对重金属污染土壤的修复作用和效果,采用土壤盆栽试验,研究不同改良剂(K2HPO4、鸡粪、Na2S)对小麦生物量、不同组织镉吸收量、土壤pH及土壤有效态镉含量的影响。结果表明:3种改良剂均增加了小麦籽粒和茎秆重,对小麦的生长起到了促进作用,24g/kg鸡粪(B3)处理下,小麦籽粒重和茎秆重最高;不同改良剂均可降低小麦地上部和根系镉含量,0.004 8g/kg Na_2S(C3)处理水平下,地上部和根系镉含量与对照相比分别下降了69.72%,59.42%,下降幅度最大。其中,24g/kg鸡粪(B3)处理水平下转运系数最小,对重金属从根系向地上部迁移的抑制力最强;鸡粪(B)、Na_2S(C)可显著降低小麦籽粒中的镉浓度,K2HPO4(A)对降低小麦籽粒镉浓度无显著影响,但随着用量的增加,小麦籽粒镉浓度呈现降低的趋势,3种改良剂对降低小麦籽粒镉浓度的作用效果为Na_2S鸡粪K_2HPO_4;施加改良剂增加了土壤pH,土壤有效态镉含量随改良剂用量的增加呈下降趋势,24g/kg鸡粪(B3)与对照相比下降幅度最大,达48%。     

隔盐层对滨海地区盐分动态及国槐生长的影响

以天津市大港区的盐渍土为研究对象,通过大田试验分别在栽植穴底部和侧壁铺设10 cm厚的陶粒、蛭石和沸石作为隔盐层,研究种植国槐后不同隔盐措施对中度盐碱地的改良效果.通过每月定期测定土壤盐分质量含量及国槐的生长指标,分析不同隔盐措施的降盐效果及对国槐生长状况的影响.结果表明:不同隔盐措施的表层土壤盐分质量含量受当地气候条件的影响发生积盐和脱盐的周期性变化,在此期间出现2次显著的聚盐高峰期,分别是春末和夏末;3种隔盐材料都能够降低该地区土壤中的主要盐离子和全盐量,其中以沸石作为隔盐层处理的降盐效果最佳;不同隔盐措施都能够改善国槐生长环境,其中以沸石作为隔盐材料最有利于改善国槐生长环境,可最大程度地促进国槐生长.     

碱性材料对修复与改良酸性硫酸盐土壤障碍因子的研究

采用盆栽试验研究了不同碱性材料(石灰、自研改良剂、钙镁磷肥)对酸性硫酸盐土壤主要障碍因子的修复及其对水稻生长的影响。结果表明,不同碱性材料对土壤理化特性、土壤养分有效性和水稻生长的影响存在明显差异。与常规施肥(NPK)处理相比,自研改良剂(SAM)和钙镁磷肥(CMP1)处理土壤p H增加了1.25和0.92个单位,土壤速效磷含量分别增加了3.1倍和2.6倍,土壤有效铁、有效锰、交换性H+、Al3+含量均大幅下降。SAM与CMP1处理通过提供足够的有效磷并补充钙、镁等元素,有效改善了根系生长环境,从而有效控制铁、锰、铝等元素向地上部转运,进而对作物的生长起到促进作用。SAM和CMP1处理较NPK处理有效促进了关键生育期水稻根系活力并显著增加了水稻籽粒产量,增幅分别达121.1%和105.1%。石灰效果次之。综上,初步认为碱性材料改良酸性硫酸盐土壤的关键在于保证了充足有效磷的同时,提高了土壤p H,降低了土壤金属的毒害。本试验条件下,钙镁磷肥对修复和改良酸性硫酸盐土壤障碍因子效果非常明显,但其成本是自研改良剂的3倍,因此,基于改良剂的成本与长期适用性考虑,自研改良剂可能是该类土壤改良的最佳选择。     

不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果

[目的]研究不同改良剂在黄河入海口附近滨海重盐碱地上的改良效果,选择出适合于该区滨海重盐碱地上的盐碱改良剂。[方法]选用禾康、磷石膏、微生物菌肥、土生、药肥和有机肥在黄河三角洲毛坨试验站进行盐碱地改良试验,分析不同盐碱改良剂对滨海重盐碱地的物理、化学、生物学性质的改良效应。[结果](1)所有改良剂均能显著降低盐碱地土壤容重,增强土壤通透性,尤其是磷石膏和禾康效果更显著;(2)所有改良剂使土壤电导率明显下降(至少15.9%以上),具有较好的压盐降盐作用。(3)对盐碱棉田脱盐效果较好,能有效改善盐碱土壤化学性质的改良剂是磷石膏和禾康;(4)所有改良剂均能增加盐碱地土壤微生物量,增强土壤呼吸,其效果最好的是有机肥和有机肥菌肥混施处理;(5)能较好地改善盐碱地土壤肥力,提高棉花产量的改良剂是有机肥及有机肥菌肥混施处理。[结论]磷石膏、禾康、有机肥及有机肥菌肥混施处理均能明显改良盐碱土物理、化学、生物学性质。     

改良剂对反酸田土壤性质与水稻产量的影响

采用盆栽试验研究了不同改良剂在反酸田土壤上的应用效果。结果表明,土壤pH在3.47~4.90范围内,pH与交换性H+和交换性Al3+呈极显著线性负相关关系,而与土壤有效铁和有效硫含量呈显著正相关。不同改良处理在提高作物产量和改良土壤性质方面较对照处理与NPK处理效果明显,且钙镁磷肥、自研改良剂、石灰及碱渣等无机改良剂改良效果显著高于添加腐植酸、精制有机肥、碱性有机肥处理。其改良效果主要体现在提高土壤pH,显著降低土壤交换性H+和交换性Al3+含量,明显增加土壤有效钙和有效镁的含量,改善根系生长环境,增加水稻地上部养分吸收和水稻籽粒产量。综上,初步认为酸害(包括活性酸和潜在酸)是反酸田土壤最主要的限制因子,钙镁磷肥、自研改良剂和石灰等偏碱性且富含有效钙或磷的无机矿物质是农业生产中改良反酸田的适宜改良剂。     

添加秸秆及生物质炭对风沙土有机碳及其活性组分的影响

以宁夏贺兰山东路风沙土为研究对象,分析秸秆、生物质炭等碳量添加下土壤有机碳及活性碳组分的变化,为确定该地区最佳施肥措施提供科学理论依据。结果表明:添加生物质炭和秸秆均显著增加了土壤有机碳含量,与对照相比土壤有机碳含量分别增加了7.7%、7.5%。添加生物质炭有利于土壤易氧化有机碳、颗粒有机碳的积累,二者含量分别比对照增加49.6%、17.5%;而添加秸秆更有利于土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的积累,其含量分别比对照分别增加25.8%、59.9%。秸秆与生物质炭添加均显著增加了土壤速效氮、容重和黏粒含量,且以添加生物质炭增加作用更为明显,显著降低了土壤全盐、砂粒含量。土壤有机碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳与速效氮含量极显著正相关,与全盐、砂粒含量极显著负相关;土壤可溶性有机碳、颗粒有机碳、易氧化有机碳与容重极显著负相关;而土壤微生物生物量碳与理化性质之间无显著相关性。综上,在风沙土中添加生物质炭更有利于土壤活性碳库提升和理化性质改善,且以年添加量7 t/hm2以上为宜。     

Short-term changes in chemical and microbial characteristics of paddy soil in response to consecutive addition of organic ameliorants in a rice–rice–vegetable rotation system

With regard of the problems of soil acidification and soil degradation caused by high intensive planting in south China, a 2-year pot experiment consisting of six harvests under a rice–rice–vegetable rotation cropping system was conducted to assess the effects of NPK+ rice straw (RS) and combined application of RS with peanut bran, biochar, and organic fertilizer on soil chemical and microbial characteristics in paddy soil. The control treatment received chemical fertilizer alone. Results showed that RS and the combination of RS with organic ameliorants, especially NPK+ rice straw + biochar (RSBC) treatment led to the greatest improvement of soil pH, soil organic carbon, microbial biomass carbon, and total nitrogen (TN) content, and urease (UE), acid phosphatase (ACP) and catalase (CAT) activities concurrently without yield sacrificing, which inferred that RSBC treatment could be an effective measure to alleviate soil acidification, boost carbon sequestration and nutrients content as well as soil enzyme activities in rice-rice-vegetable rotation system. Besides, Pearson’s correlation analysis showed that soil mineral nitrogen (N_min) content was negatively related to pH, and the available potassium (AK) content was positively related to UE and CAT activity but negatively related to ACP activity. Canonical correspondence analysis demonstrated the N_min and AK explained 27.2% and 13.7% of the variation in microbial species, respectively. Therefore, it is believed that soil N_min and AK content could be the primary factors of soil microbial properties under the rice-rice-vegetable rotation system.     

河套灌区中度盐渍化土壤改良产品筛选研究

为寻求适宜内蒙古河套灌区中度盐渍化土壤改良产品,选择了具有代表性的4种土壤改良剂和3种抗盐碱专用肥,通过田间及室内试验研究施用各土壤改良产品对土壤含盐量、土层贮盐量及油葵产量构成等因素的影响。结果表明:施用各种土壤改良产品处理均显著优于对照处理;其中抗盐碱专用肥在提高作物出苗率、保苗率及增产方面占优,而土壤改良剂在土壤脱盐及降低土壤碱性方面更具优势;在各种改良产品中丹路菌肥(T5处理)在提高葵花出苗率、保苗率及增产方面效果最佳,在土壤脱盐及降低土壤碱性方面也较为突出;磷石膏(T1)处理在土壤脱盐及降低土壤碱性方面效果最佳,故将丹路菌肥和磷石膏作为本研究筛选结果,建议在盐渍化土壤改良中推广使用。     

有机酸改良剂对盐碱土水盐运移的影响

土壤盐碱改良剂的应用研究对土壤改良及作物生长有重要意义,其中富含有机酸的改良剂因其无毒无害效果显著被广泛使用。通过室内一维土柱入渗试验,选取“禾康”盐碱清除剂作为典型有机酸改良剂(简称OA),设置4组施用含量梯度(0.140,0.145,0.150,0.155 g/cm^2),以未施加OA的处理作为对照,同时设置不同的OA施加深度(5—10,15—20,25—30 cm),以研究OA对盐碱土水盐运移的影响。结果表明:混施OA处理中,随着OA施加量的增加,土壤入渗能力减弱,稳定入渗率显著下降,通过Philip和Green-Amp入渗模型对入渗过程拟合,Philip模型较Green-Ampt与拟合参数的一致性较好,更适合于土壤中含有有机酸改良剂作用的入渗过程模拟,吸渗率S、稳渗率A相对误差分别为9.82%,2.23%,吸渗率S、稳渗率A、饱和导水率KS及土壤水吸力Sf均呈减小趋势,土壤的持水性能和土壤脱盐率显著提升。在层施OA处理下,随着层施深度的增加,累积入渗量增大,稳渗率降低,土壤的脱盐率无明显提高。研究结果为有机酸改良剂在盐碱土改良应用中提供理论依据。     

塔里木盆地南缘新垦农田土壤性状变化及其与小麦产量的关系

以塔里木盆地南缘不同年限新垦农田(10年、20年、30年、40年、50年)为研究对象,以未开垦的荒漠自然土壤为对照,测定0―40cm土层有机质、养分、盐碱等土壤性状,探讨了新垦农田土壤肥力和盐碱变化及其对小麦产量的影响。结果表明:随开垦年限延长,0―20,20―40cm土层有机质含量均呈线性增加,但后者变化幅度相对较小。在0―40cm土层,全氮、有效氮和速效钾含量随时间延长的变化均与有机质含量呈极显著正相关,开垦50年时分别增加88.8%,213.4%,37.5%;有效磷含量在开垦前30年呈线性增加而后又降低,开垦50年时比开垦前增加1201.2%。荒漠自然土壤(0年)是以Na+和Cl-为主的轻度盐渍化土壤,开垦为农田后总盐分含量显著下降,且不同年限间差异不明显,在0―40cm土层平均为0.8g/kg,离子累积转变为以Na+和HCO3-为主。土壤pH在开垦30年(pH为8.85)时比开垦前增加13.4%,之后又显著下降,pH变化与CO32-和K+累积呈显著正相关。新垦农田小麦产量平均为4.79 t/hm^2,与土壤有机质、养分、盐分含量和pH均不相关,但与Na+、Cl-含量均呈显著负相关。综上,随开垦时间延长绿洲农田土壤肥力和盐渍化程度已得到明显改善,但0―40cm土层Na+和Cl-含量却是影响新垦绿洲小麦产量的主要土壤因子。因此,培肥农田土壤,采取有效措施降低Na+和Cl-含量,并防止其再次升高是实现绿洲小麦稳产高产的关键。     

不同浸提剂处理森林土壤溶解性有机碳含量比较

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不同方法提取测定土壤DOC和WSOC含量,分析与土壤理化指标的相关性及方法间的显著性关系。结果表明:①典型森林土壤DOC或WSOC含量随土壤剖面深度的增加,呈显著下降趋势。培养离心提取测得的土壤DOC含量明显较低,仅0.82～9.52 mg/kg,超纯水浸提的风干土WSOC含量达10.56～249.19 mg/kg,而0.5 mol/L K₂SO₄提取的鲜土WSOC含量达155.70～576.94 mg/kg,0.5mol/L K₂SO₄浸提的干土WSOC含量最高,达158.94～797.56 mg/kg,含量表现为:DOC<干土超纯水浸提WSOC<鲜土K₂SO₄浸提WSOC<干土K₂...     

高寒草地群落物种多样性与土壤环境因子的关系

对新疆巴音布鲁克高寒草地植物群落4个物种多样性指数和14个土壤指标进行回归分析,结果表明,全盐,HCO3-,Ca2+,速效N,pH值,土壤含水量与物种多样性有显著相关关系(P<0.05).全盐,HC3-,Ca2+,速效N和土壤含水量与丰富度指数的最好拟合为二项式,pH值与丰富度指数的最好拟合为直线回归,全盐,Ca2+.和pH值与Shannon-Wiener指数的最好拟合为二项式,土壤含水量与Shannon-Wiener指数的最好拟合为直线回归,这表明物种多样性与土壤环境因子的关系并不是简单的正相关或负相关关系.     

环保酵素对盐碱土关键化学性质的影响

[目的]探讨利用果蔬垃圾制备的环保酵素不同施加比例对改良盐碱土的可行性影响,为内蒙古地区农业可持续发展研究提供理论和实践依据。[方法]环保酵素和水按体积比1∶200(GE_1),1∶500(GE_2)和1∶800(GE_3)进行稀释处理,通过室内土培试验研究其对土壤关键化学性质(pH值、电导率EC和碱化度ESP)以及土壤养分状况(有机质、水解性氮、有效磷、速效钾和DOC)的影响。[结果]施加合适环保酵素比例可以降低土壤盐碱性,提高土壤部分养分含量。环保酵素施用为GE_3时,土壤pH值和碱化度(ESP)分别降低17.51%和38.42%;EC值显著降低42.50%;土壤有机质、速效钾含量分别显著提高56.54%,79.76%,而土壤水解性氮和有效磷含量分别降低6.52%,8.48%;土壤DOC增加达34.28%。[结论]在试验条件下采用1∶800为改良盐碱土的环保酵素施用比例,同时对环保酵素的改良进行主成分分析发现pH值、EC和速效钾是环保酵素对盐碱土改良的特征指标。     

Soil ameliorants alter physicochemical properties and fungal communities in saline-sodic soils of Northeast China

To understand the mechanisms of soil ameliorants affecting microbial communities is important for saline-sodic soils reclamation. High-throughput sequencing was used to characterize the fungal community in soils amended with four types of ameliorants over an 8-year period. Besides a control without any additional ameliorant (CK), other four treatments including 1) amendment with sandy soil (SS), 2) amendment with desulfurization gypsum (DG), 3) amendment with farm manure (FM), and 4) amendment with a mixture of SS, DG, and FM (M) were analyzed. Soil pH and electrical conductivity significantly decreased with the addition of soil ameliorants, whereas the soil organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), and SOC/TN ratio (C/N) significantly increased in the FM and M treatments compared with the CK treatment. Fungal richness increased significantly with the mixed ameliorants addition (M). Distinct fungal community structures were observed in the treatments with soil ameliorants. The fungal community composition was significantly associated with the SOC, C/N, aggregate content with a diameter > 0.25 mm and geometric mean diameter. The changes in these soil characteristics were highly correlated with the ameliorants additions, suggesting that the impacts of ameliorants on the soil fungal community occurred indirectly as a result of alterations to soil physiochemical properties.