施肥处理对黄土丘陵区农田土壤酶活性和水溶性有机碳、氮的影响

为了评估长期施肥处理对黄土丘陵区川地农田土壤酶活性以及水溶性碳、氮的影响,以黄土高原安塞站川地农田定位试验样地为研究对象,分析了以土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的酶活性和单位有机碳酶活性作为评价微生物活性新途径的可行性,以及土壤水溶性有机碳、总氮和水溶性碳氮比的变化特征.试验共设九个处理,分别为N(氮肥)、P(磷肥)、M(有机肥,羊粪)、N+P、N+M、P+M、N+P+M,另加空白对照CK(不施肥)和裸地BL(无作物,不施肥).试验结果表明,除了过氧化氢酶,其他三种土壤酶活性都是表层高于下层,而且有机肥参与的处理土壤酶活性要显著高于化肥处理.初步分析发现有机质含量越高,单位有机碳酶活性值越低.长期施用有机肥,可显著提高土壤中水溶性有机碳和水溶性氮的含量,WSOC/WSTN对于不同施肥处理的响应要比C/N更为敏感.相关分析表明,水溶性有机碳、水溶性氮和有机质、全氮、碱解氮与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶三种酶都达到极显著相关关系,与过氧化氢酶未达到显著相关.总体研究发现,施化肥并不能显著影响土壤酶活性,但有机肥能显著提高土壤酶活性及水溶性碳、氮含量,施肥方式的差异影响着土壤酶活性;单位有机碳酶活性的响应规律和传统酶活性的规律并不一致,其机理还需进一步研究.     

南方森林土壤溶解有机碳与土壤因子的关系

采用TOC-5000A总有机碳仪测定了福建主要森林类型土壤溶解有机碳(DOC)的含量，分析了土壤溶解有机碳与土壤因子的关系。结果表明：南方酸性森林土壤中，DOC与有机碳总量、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾等养分因子之间呈极显著或显著的正相关关系，因而可以作为评价土壤肥力性状的生物学指标。土壤DOC与土壤中有机络合态铁、有机络合态铝和活性轻基铝之间呈权显著或显著的正相关。土壤中有机碳是影响土壤中铝和铁的溶出及迁移的一个重要因子。土壤DOC与pH值之间在一定的范围内呈权显著的负相关关系，因而土壤中铝的吸附、保持及溶解铝的排出受到溶液中DOC的强烈控制。土壤DOC与交换性铝之间无显著相关性。表2参14     

土壤活性有机碳与养分有效性及作物产量的关系

以吉林省德惠市的典型黑土为主要研究对象，分析了2000-2002年不同耕作施肥措施下土壤活性有机碳、速效养分和作物产量的变化规律及其相互关系；探讨了土壤活性有机碳在土壤肥力中的地位及与其他养分间的关系。结果表明：从2000年起土壤活性有机碳、土壤有效养分和作物产量均呈增加的趋势。土壤活性有机碳的不同类型对土壤养分的有效性贡献不同。易氧化有机碳与碱解氮之间呈极显著的正相关(r0.01=0．403^**,n=48)，而微生物量碳与速效磷间也呈正相关(r0.05=0．312，n=16)。易氧化有机碳与土壤速效钾间呈显著的负相关(r0.05=-0．537^**，n=48)。而微生物量碳与土壤速效钾间呈正相关(r0.05=0．428,n=16)。作物产量与土壤易氧化有机碳呈显著的正相关，与土壤碱解氮、速效磷、速效钾的相关性不显著。     

黄山不同海拔植被带土壤活性有机碳、氮及其与酶活性的关系

以黄山海拔870~1 760 m的常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林Ⅰ和Ⅱ以及高山草甸4种不同海拔植被带的土壤为研究对象,分析土壤碳氮及其活性组分的分布特征,并结合土壤酶活性、pH值及林下植被多样性等因子进行相关分析。结果表明:不同海拔植被带土壤微生物生物量碳（MBC）、溶解性有机碳（DOC）及全氮（TN）、微生物生物量氮（MBN）质量分数存在显著差异（P < 0.01）。不同植被带土壤微生物熵（MBC/TOC）、DOC/TOC存在显著差异（P < 0.01）,且总体上随着海拔升高而增加;高山草甸的土壤MBN/TN（5.79%）显著高于其他植被带（P < 0.05）。土壤脲酶活性总体上随着海拔升高而减弱,而β-葡萄糖苷酶和过氧化氢酶活性总体上随海拔升高呈增强趋势。Pearson相关及冗余分析表明:土壤活性有机碳、氮组分不仅依赖于土壤总有机碳（TOC）和TN,而且与土壤酶活性和pH值密切相关。溶解性有机氮（DON）对黄山土壤酶分布影响显著（蒙特卡罗检验,P=0.006）。综上所述,黄山森林土壤活性有机碳氮组分与植被类型直接或间接相关,且极大影响土壤酶活性。     

石灰岩山地不同植被类型土壤活性有机碳变化研究

对徐州石灰岩山地4种不同植被类型中的两种土壤活性有机碳的含量进行研究,结果表明:微生物生物量碳(SMBC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量在针阔混交林、落叶阔叶林、针叶林、灌草地4种不同植被群落中均随灌草地向林地变化而呈现上升趋势。其中,微生物生物量碳在4种不同植被群落中的变化趋势为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林>灌草地;水溶性有机碳在4种不同植被群落中的变化趋势为落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草地。两种土壤活性有机碳与总有机碳、全氮和pH值等主要生态因子的相关性均达到显著水平或极显著水平。在徐州石灰岩山地地区,与当地大面积栽植的侧柏相比,落叶阔叶林和针阔混交林可作为更好的替代树种,能够有效地改善土壤肥力状况。     

雷竹笋重金属含量及其与施肥的关系

为了解高效栽培雷竹笋重金属含量(质量分数)现状,探讨施肥和竹笋重金属含量的关系,采集了浙江省雷竹主产区70个样点的竹笋样品进行测定,布置了肥料试验.结果表明,高效栽培雷竹笋重金属镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)、铬(Cr)、铜(Cu)的平均质量分数分别为0.009 mg·kg-1,0.093 mg·kg-1,8.780 mg·kg-1,0.026 mg·kg-1和0.830 mg·kg-1,对照我国蔬菜卫生标准,研究区雷竹笋均未出现重金属超标现象.相关分析显示,竹笋重金属含量与土壤重金属全量无显著相关性,但与土壤重金属有效态之间相关性达显著或极显著水平.定位试验表明,不同施肥量处理间竹笋重金属含量均无显著差异,但有机肥化肥混施处理竹笋Pb和Cu含量明显高于纯化肥处理.雷竹覆盖区与不覆盖区间竹笋重金属含量没有实质性差异.表3参18     

冻融作用对石油污染土壤酶活性和水溶性碳的影响

通过现场采样调查及室内分析测试,研究了石油污染土壤经过10个冻融循环和恒温处理后,土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性、土壤呼吸速率、水溶性有机碳及微生物量碳的变化特征.结果表明,冻融作用对中重度污染土壤中过氧化氢酶和脲酶的活性有促进作用,过氧化氢酶活性提高6.64%,脲酶活性增加41.11%,但对土壤微生物量碳影响不大;水溶性有机碳受冻融作用影响较大,其比恒温处理提高67.04 mg·kg-1,且土壤中总石油烃含量越高,水溶性有机碳变化越大;中重度石油污染土壤经过冻融处理后,其石油烃含量较之恒温处理减少明显,两种不同处理的差值达290.268 mg·kg-1,而对于高度石油污染土壤来说,冻融作用则可能不利于石油烃的降解.     

湘潭锰矿废弃地土壤酶活性与重金属含量的关系

采用野外调查与室内分析相结合的方法对湘潭锰矿废弃地土壤酶活性与重金属含量的关系进行了研究．结果表明：湘潭锰矿废弃地的土壤受到不同程度的Cu、Zn、Mn、Co、Ca、Ni、Pb元素污染；矿渣废弃地土壤中的过氧化氢酶、脲酶、脱氢酶与土壤中重金属含量的一定关系，可以用土壤脲酶活性的大小检测反映土壤受到Pb污染的轻重，用过氧化氢酶活性的大小检测反映土壤受到Zn、Mn、Ni、Pb污染的轻重。     

不同施肥处理土壤水溶性有机碳含量特征及动态变化

采用田间小区试验,研究了不施肥(CK)、化肥(NPK)、鸡粪(M)和分别基于鸡粪、猪粪制造的有机无机复混肥(NPKM1、NPKM2)5种施肥处理土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量及其随小麦生育期的动态变化特征。结果表明,表层(0～20 cm)不同施肥处理的冷、热两种水溶性有机碳随生育期推移呈先增后减,随后再增加的动态变化;它们的含量在NPKM1、NPKM2处理下均显著高于CK和NPK处理(P<0.05),而低于M处理。各处理心土层(20～40cm)水溶性有机碳的动态变化趋势则表现出先增加后减少的变化趋势,而处理间水溶性有机碳含量高低顺序与表层相似。此外,表层两种水溶性有机碳与土壤养分、小麦产量的相关性比总有机碳高,因而能更灵敏地反映土壤养分供应状况和生产能力。     

外源有机碳对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

试验设置2%木本泥炭(M1)、2%草本泥炭(M2)和2%褐煤(M3)3个处理,对植烟土壤的活性有机碳、碳库管理指数和酶活性进行了考察。结果表明:施用外源有机碳可以提高土壤活性有机碳(LOC)、高活性有机碳(HLOC)和碳库管理指数(CMI),提升幅度为木本泥炭褐煤草木泥炭;施用外源有机碳后,植烟土壤的过氧化氢酶活性均无显著变化,施用木本泥炭12个月后,土壤蔗糖酶活性降低了54.6%,脲酶活性升高了25.9%,而草本泥炭和褐煤处理的土壤蔗糖酶和脲酶活性变化不大。     

雷竹林地覆盖增温过程中土壤化学性质的动态变化

为了摸索覆盖物对雷竹地土壤养分变化的影响,设立了不同覆盖材料的对比试验。结果表明：（１）稻草,稻草＋砻糠,竹叶３种覆盖处理,到试验的５０ｄ土壤有机质,全氮含量开始明显减少。前２个处理这种减少趋势一直维持到试验结束。试验全过程中土壤有机质,全氮分别减少了７．２８ｇ．ｋｇ,９．５５ｇ．ｋｇ＾－１和０．５０ｇ．ｋｇ＾－１,０．５７ｇ．ｋｇ＾－１。竹叶处理则到１００ｄ有机质,全氮又分别上升。（２）土壤水解     

集约经营雷竹林土壤磷素的时空变化

2006年,在雷竹Phyllostachys praecox主产区浙江省临安市三口镇,选取集约经营下不同栽植年限(1,5,10,15 a)的雷竹林以及与未栽雷竹的邻近水田(0 a)采集土样,旨在分析集约经营雷竹林土壤磷素随雷竹栽植年限和剖面深度的时空变化规律,以便为雷竹林土壤的可持续利用提供依据。研究表明:雷竹林土壤磷素随栽植年限增长而增加。0,1,5,10和15 a的10~20 cm土层全磷质量分数分别是0.39,0.58,0.58,0.85和1.57 g.kg-1;有机磷质量分数为130.16,179.83,183.61,209.46和262.79 mg.kg-1;有效磷为6.78,17.41,33.49,100.64和326.36 mg.kg-1。土壤中的全磷和有机磷随着栽植年限的增长而稳步上升;速效磷则随着栽植年限的增加而急剧上升。但有机磷占全磷的比例较小并随着栽植年限的增加而更趋下降,表明累积的磷素主要来自大多数还没有被利用而残留的无机磷肥,有机覆盖物对土壤磷素累积的贡献不大。雷竹林土壤全磷、有机磷和有效磷在剖面深度上的分布总体上是随深度的加深而逐渐减少:即表层(0~10 cm)>亚表层(10~20 cm)>底层(20~40 cm)。然而在10 a以前,土壤全磷呈现两头高而中间低的分布态势,1~15 a的土壤有效磷和有机磷均呈现从表层到底层逐渐减少的趋势,其幅度随着栽植年限的增加而扩大。集约经营模式虽然有较高的经济效益,但土壤中大量磷素的累积既是资源的浪费又对环境具有潜在的威胁,应调整施肥措施和配方。图3参20     

集约经营雷竹林土壤有机质的时空变化

雷竹Phyllostachys praecox林强度集约经营是大量施用肥料和冬季地表覆盖增温,使竹笋早出高产,给竹农带来丰厚的经济收入的管理栽培技术。在雷竹主产区浙江临安三口镇,采集种植时间分别为1,5,10,15 a的雷竹林土壤以及水田土壤(该区雷竹林主要是在这些水田上改制发展的)作为雷竹林的起始土壤(0 a),各4次重复,旨在分析雷竹林土壤有机质随雷竹种植时间和土壤剖面深度空间的变化情况,为雷竹林土壤的可持续利用提供一些依据。结果表明:雷竹林土壤有机质质量分数随种植时间先略微下降,再稳步上升。0,1,5,10和15 a的0~10 cm表层土壤有机质质量分数分别为30.96,25.55,26.35,33.07和79.24 g.kg-1。10 a的雷竹林土壤有机质已超过起始土壤,15 a雷竹林土壤有机质已达到起始土壤的2.5倍,证明强度集约经营导致了雷竹林表层土壤有机质快速累积。雷竹林土壤有机质在土壤剖面空间的变化呈随深度加深而递减的规律,以10 a为例,表层(0~10 cm),亚表层(10~20 cm)和底层(20~40 cm)的土壤有机质质量分数分别为33.07,27.64,13.73 g.kg-1,表层土壤的有机质分别是亚表层和底层的1.2和2.4倍,其他年限的也都有相同的趋势。不同年限雷竹林土壤剖面底层的有机质质量分数都表现为最初没有明显下降,随种植时间的增长略增的趋势,变动幅度很小,相对平稳。可见强度集约经营措施主要对表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)即生产雷竹笋的主要土层有显著的作用。还讨论了土壤有机质快速积累对土壤肥力和环境质量的可能影响。图1表2参20     

雷竹叶营养元素含量与土壤养分的关系

材料采自浙江省临安市高虹乡立地条件不同的竹园。对竹叶和土壤的样品分析结果表明 ,雷竹叶氮 (N) ,磷 (P) ,钾 (K) ,钙 (Ca) ,镁 (Mg) ,铁 (Fe)和硅 (Si)的平均含量分别为 1 5 1 4g·kg- 1 ,2 33g·kg- 1 ,1 4 71g·kg- 1 ,2 92g·kg- 1 ,1 30g·kg- 1 ,0 1 3g·kg- 1和 1 8 45g·kg- 1 。 7种元素中磷含量的变异最小 ,变异系数为 5 837% ,而硅变异最大 ,变异系数达 2 6 684%。竹叶氮含量与土壤全氮及水解氮含量有显著相关性 ,相关系数分别为0 639 和 0 669 。竹叶钾含量与土壤有机质和速效钾含量的相关性也达到显著和极显著水平 ,相关系数分别为 0 635 和 0 789 。竹叶钙含量与土壤有效磷含量和竹叶镁含量与土壤速效钾含量均表现出显著负相关 ,相关系数分别为 - 0 657 和 - 0 638 。当年生雷竹叶氮、磷、钾和镁 4种元素含量显著高于 3年生竹叶 ,分别是 3年生竹叶的 1 0 8倍、 1 1 1倍、1 33倍和 1 1 5倍 ,而钙和硅 3年生竹叶高于当年生竹叶 ,是当年生竹叶的 1 0 8倍和 1 36倍。表 6参 9     

农田土壤重金属污染评价研究进展

为科学合理地评价土壤中重金属污染问题,并为土壤污染修复和土地资源可持续利用提供依据,利用文献计量学方法,结合Cite Space软件分析了近25年来国内外土壤重金属污染评价相关领域的研究热点和发展方向的演进,发现人体健康及生态风险评价、重金属在土壤中形态分析及污染源解析等问题受到较为广泛的关注。综合分析了内梅罗综合污染指数法、富集因子法、地累积指数法和潜在生态危害指数法等四种常用的指数评价法在实际评价中的优势与不足,并发现现有的污染指数评价方法侧重土壤重金属超标问题,对农产品质量涉及较少,而土壤和农产品综合质量指数法克服了现有评价方法存在的问题,将土壤重金属污染与农产品品质有机结合,同时考虑到土壤背景值、重金属形态等,可更为全面地评价土壤重金属污染。     

覆膜种植下重金属在土壤-莴苣的迁移特征

通过田间种植莴苣试验,研究地膜覆盖对农田土壤中重金属迁移转化的规律。结果表明,地膜覆盖能有效降低重金属向地上部分转移,在同等种植方式下,通过地膜覆盖,Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 以残余态的方式被吸附在土壤中,其在土壤中的含量分别增加了1.5、4.6、3.8、0.2、0.1 mg/kg;而在莴苣植株中的Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 以游离态转移到土壤中,茎内的Cu、Fe、Zn、Pb 和Cd 分别减少0.6、16.8、10.8、0.03、0.01 mg/kg,叶内的分别减少0.09、5.5、2.3、0.16、0.03 mg/kg。结果表明覆膜使重金属以残余态的方式被大量吸附在土壤中,可以提高莴苣的产量,且食用安全性显著提高。     

四川茶区土壤重金属元素背景值及其评价

采用ICP-AES对四川茶区主要产茶地区茶园中的510份土壤样本的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn、Ni等重金属元素的含量进行了测定,结果表明：不同地区土壤中重金属元素含量的差异较大;不同类型的土壤中重金属元素含量的差异极显著.以GB15618-1995 和NY5020-2001进行评价,所有取样点茶园土壤中As和Hg均有1个超标样点;Cd有9个超标样点,超标率为1.8 %;Ni有14个超标样点,超标率为3.2 %;Cr、Cu、Pb、Zn均无超标点;从单因子污染指数可以看出,各重金属元素对土壤的污染程度依次大致为Ni＞Zn＞Cd＞As、Cr＞Hg＞Cu＞Pb;单因子污染指数Pi均小于1,各地的综合污染指数P综均小于0.7,表明四川茶区茶园土壤未受这8种重金属元素的污染,土壤环境质量总体良好.     

长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库特征的影响*

为了研究长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库的影响,在浙江省临安市三口镇选择了两块相邻的集约经营雷竹林样地(经营时间分别为1年和15年),采集并分析测定了土壤不同形态碳库、氮库和磷库,并利用核磁共振方法分析了土壤总有机碳的波谱特征。结果表明：长期集约经营显著增加土壤总有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳和易氧化碳含量,但显著降低微生物量碳含量。土壤有机碳的固态核磁共振结果表明,雷竹林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主。长期集约经营显著增加雷竹林土壤烷基碳比例和A/O-A值,烷氧碳比例变化不显著,而芳香碳比例和芳香度显著下降。从土壤氮库和磷库的变化来看,长期集约经营显著增加雷竹林土壤不同形态磷素和不同形态氮素含量,但显著降低微生物量氮和微生物量磷含量。综上所述,长期集约经营导致雷竹林土壤碳库和氮磷养分库的贮量显著增加,而土壤微生物活性和土壤有机碳库的稳定性却显著下降。     

长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库特征的影响_*

为了研究长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库的影响,在浙江省临安市三口镇选择了两块相邻的集约经营雷竹林样地(经营时间分别为1年和15年),采集并分析测定了土壤不同形态碳库、氮库和磷库,并利用核磁共振方法分析了土壤总有机碳的波谱特征。结果表明：长期集约经营显著增加土壤总有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳和易氧化碳含量,但显著降低微生物量碳含量。土壤有机碳的固态核磁共振结果表明,雷竹林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主。长期集约经营显著增加雷竹林土壤烷基碳比例和A/O-A值,烷氧碳比例变化不显著,而芳香碳比例和芳香度显著下降。从土壤氮库和磷库的变化来看,长期集约经营显著增加雷竹林土壤不同形态磷素和不同形态氮素含量,但显著降低微生物量氮和微生物量磷含量。综上所述,长期集约经营导致雷竹林土壤碳库和氮磷养分库的贮量显著增加,而土壤微生物活性和土壤有机碳库的稳定性却显著下降。