子午岭地区林地破坏加速侵蚀对土壤养分流失和微生物的影响研究

以浅沟集水区为研究对象,分析了子午岭地区林地被开垦破坏15年后裸露地在不同侵蚀强度和侵蚀方式下的土壤养分流失和土壤微生物数量的变化。结果表明,林地开垦破坏后,土壤侵蚀加剧发展,侵蚀强度达159.7t/(hm2a),是林地土壤侵蚀量的上千倍。开垦破坏15年后,裸露地浅沟集水区不同地形部位表层土壤全氮、有机碳、速效磷和土壤微生物总数显著减少,同林地相比,依次分别减少37.9%～82.6%、42.7%～86.4%、24.2%～80.3%和31.8%～92.0%。在裸露地浅沟集水区梁坡随坡长的增加,表层土壤有机碳、全氮和速效磷含量及微生物总数呈显著的下降趋势,且沟槽的土壤各养分含量及微生物总数明显低于沟间。裸露地浅沟集水区土壤养分流失强度及微生物数量减少幅度在浅沟集水区的空间分布与土壤侵蚀方式和侵蚀强度相对应。林地开垦破坏15年后,土壤养分以有机碳流失最严重,其次分别为速效磷、全氮;微生物中的真菌减少幅度最大,细菌次之,放线菌减少幅度最小。     

不同草地建植模式对荒坡地土壤风蚀及理化性质的影响

荒坡地土壤贫瘠、植被稀疏,冬春季风蚀沙化严重,试验在密云水库库区荒坡地构建不同生态草地建植模式,研究草地建植对土壤理化性质改善作用和土壤风蚀防治效果,结果表明,生态草地建植当年地上生物量达2 246.9kg/hm2以上,越年后明显增加,可达5 941.6kg/hm2;生态草地建植可使荒坡地地表粗糙度增加1.7～14.5倍,土壤风蚀减少44.9%～75.1%,其中,草地雀麦+扁穗冰草建植模式地表粗糙度增加效果最佳,且不同建植模式土壤风蚀防治效果顺序为草地雀麦+扁穗冰草建植模式>草地雀麦+老芒麦建植模式>披碱草建植模式>草地雀麦+草木樨草建植模式>草地雀麦建植模式;同时,荒坡地生态草地建植可以降低土壤容重,增加总孔隙度,改善土壤物理性质,其中,草地雀麦+老芒麦草地建植1a,可使土壤容重降低8.7%,总孔隙度增加16.1%,荒坡地草地建植还可增加土壤有机质,降低土壤pH值,提高速效氮含量,草地雀麦+老芒麦建植模式与草地雀麦建植模式构建1a,土壤速效氮增加75.4%～79.1%。     

大沽河下游农田土壤水分含量动态变化特征

土壤水分作为土壤的组成部分以及"四水"转化的重要环节,其储存情况严重影响土壤中其他环境因子,因此,研究含水量动态变化特征具有重要的意义。回归等值线图能够较为直接地反映出土壤水分的时空分布。通过田间采样监测,获得了大沽河下游地区6个代表性农田剖面2017年4月21日至12月2日5～150 cm深度的土壤含水量数据,并采用回归等值线法分析其动态变化特征。结果表明:除研究区中部的毛子埠监测点外,其余5个监测点所求回归方程均能较好再现实际含水量;在时间尺度上,研究区南部、中部及北部沙梁监测点的土壤含水量随时间推移先减少,而后增加,最后再减少;位于研究区最北部的南村监测点,其土壤含水量随时间呈"增加–减少"趋势;在空间尺度上,北部两个监测点存在差异,其中南村监测点随研究深度增加,土壤含水量也逐渐增加;而沙梁与南部监测点相同,土壤含水量随深度先增加后减少;中部六里监测点的土壤含水量随深度先减少后增加。另外,可根据土壤含水量的剖面分布判断零通量面位置,并据此推测水分在空间上的运动方向。土壤含水量的变化随降雨量增加表现出一定的滞后效应,研究区降雨主要集中在7、8月份,除北部的南村监测点外,各监测点各深度土层含水量一般在9月达到最大值。该研究结果可以为合理制定区域土壤水–地下水联合调控方案提供科学依据。     

铜在土壤中的淋溶迁移特征研究

以棕壤为供试土壤,采用室内土柱淋溶模拟试验方法,研究了相当于泰安平均年降水量条件下铜在土壤垂直方向上的迁移转化特征.结果表明:各处理土壤中的铜在0～10 cm土层中均有不同程度的迁移转化.土壤铜含量越高,年降水量条件下表层土壤中铜的淋失量越大,沉淀态铜和矿物残留态铜所占的比例增加了28.57%～33.49%.高铜土壤中,钙含量的增加使交换态铜比例降低幅度为9.97%～10.48%,使铜的迁移量最大可减少15.54%;随褐煤施入量的增加,表层交换态铜含量减少,铜向5～10 cm土层中的淋溶量减少显著,有机结合态铜的含量增加22.76%～36.07%.     

三江平原不同土地利用方式对土壤理化性质的影响

在中国科学院三江平原湿地生态试验站综合实验场对3种不同土地利用类型的土壤(0～25cm)作了分析。结果表明,不同土地利用方式下土壤理化性质有明显差异。随着开垦时间的增加,土壤容重和比重显著增加,土壤孔隙度、田间持水量和水稳性团聚体含量却在不断变小,大部分土壤养分含量也明显降低。有机质含量在开垦7年后下降了69.51%,15年后下降了72.96%,土壤全氮分别减少了58.59%和63.34%,有效氮减少了55.78%和75.31%,有效磷分别减少了45.67%和49.9%,有效钾则减少了43.71%和42.87%;然而,湿地开垦为农田后全钾略有增长。弃耕5年后,土壤的性质有所恢复,土壤有机质含量比开垦15年的土壤增长了53.13%,全氮增长丁23.16%,有效氮增长了139.61%,有效磷、有效钾分别增长了14.19%和9.62%。     

新疆典型绿洲棉秆还田对覆膜滴灌棉田残膜分布的影响

为探寻长期膜下滴灌棉田在采取棉秆还田后残膜的分布状况,于2016年棉花采摘后在应用膜下滴灌开始年份分别为2006年、2002年和1998年的3块棉田中采集土壤样品,然后进行棉秆粉碎还田,2017年对3块试验棉田再次进行取样,分析秸秆还田前后0～40 cm土层中残膜面积、质量及棉杆残留量。结果表明：1）秸秆还田前,3块试验田的地膜残留密度随覆膜年限增加逐年增加,棉田土壤处于严重污染状态;2）采取棉秆粉碎还田后,3个取样地块0～40 cm土壤中棉秆分布总体上呈现由上至下先增加后减少并在15～25 cm深度土壤中聚集分布的特点;3）秸秆还田后,3块取样棉田0～15 cm耕作层土壤中残膜面积占比58%以上、残膜质量占比60%以上,该层中面积>5～30 cm2和质量>50～100 mg残膜均增加显著,相对秸秆还田前的土壤残膜分别平均增加20%和10%左右。     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。     

长期种植大棚蔬菜对涂地土壤生物学性质的影响

在浙东滨海平原选择连作时间为3～4年,8～10年和20年以上的大棚蔬菜地及蔬菜-水稻轮作8～10年和20年以上的大棚蔬菜地,同时选择刚围垦和经围垦改良脱盐的其他农地作为对照,分析研究不同种植年限和种植模式蔬菜地土壤微生物区系和酶活性,探讨长期种植蔬菜对涂地土壤生物学性质的影响。结果表明,围垦涂地种植蔬菜3～4年内,土壤有机质、氮和磷的全量和有效态、土壤微生物生物量碳、微生物数量、土壤酶活性均呈现增加的趋势,土壤质量明显改善;连作蔬菜8～10年后,土壤速效养分继续呈增加趋势,但土壤盐分显著积累,同时土壤生物学性质明显恶化（细菌和放线菌数量减少、真菌数量增加、土壤酶活性降低、土壤微生物生物量碳降低）。与连作相比,轮作可显著地防止土壤生物学性质的恶化。磷脂脂肪酸（PLFA）的方法研究也表明,蔬菜种植时间、种植方式（连作、轮作）对土壤生物学性质有很大的影响。     

土壤有机质对坡耕地土壤侵蚀及作物产量的影响

土壤有机质是形成土壤结构的重要因素.采取定位试验的结果表明,在10°～12°的黄土坡耕地上每公顷施厩肥30000、45000、75000kg,年径流量比对照区分别减少13.3%、20.5%、34%,年泥沙流失量分别减少32.3%、33.7%、35.4%,其减少率随施肥量的增加而提高;第4年各施肥水平下的耕层土壤有机质增加量分别为69.7%、65.0%和140.1%;一种作物在一年中的产量随施肥量的增加而增加,3种施肥水平可分别增产26.7%、25.5%和43.3%.在10°左右的坡耕地上,每年施入一定数量的有机肥,使土壤有机质增加,土壤结构得到改善,并达到减少水土流失、提高作物产量的目的.     

湘西植烟土壤有效硼时空变异及影响因素研究

为探明湘西植烟土壤有效硼时空变异特征,为湘西烟区硼素营养管理提供科学依据,分别于2000年和2015年在湘西烟区采集土壤样品并测定了有效硼含量,利用经典统计学、地统计学等方法,对该地土壤有效硼及其影响因素进行了研究。结果表明:有效硼含量均值由2000年的0.21 mg/kg增加到2015年0.64 mg/kg,增幅达204.76%;2015年土壤有效硼含量"适宜"和"高"等级的面积大幅增加,分别增加了73.27%和18.39%,而"低"等级则大幅下降,比2000年下降了91.19%。海拔高度、有机质、土地利用方式、轮作方式、地形和土壤母质均对土壤有效硼含量有显著影响,其中海拔高度的解释能力最大,可以解释10.2%的土壤有效硼变异,土壤母质独立解释能力最小,仅解释2.4%的土壤有效硼变异,6项指标累计可解释26.5%的土壤有效硼变异。     

闽北锥栗林经营过程中的水土流失防治效果研究

采用侵蚀针与径流小区定位观测相结合的方法,比较黑色薄膜覆盖与绿肥覆盖、割草覆盖、生物篱、施用除草剂等传统经济林水土流失治理措施的水土保持效果,探讨在锥栗林中黑色薄膜覆盖防治水土流失的可行性。结果表明:不同处理的水土及养分流失量总体上均显著小于对照。其中,绿肥覆盖与施用百草枯2种处理的液体径流量在试验期间均低于其他3种处理措施。由于覆膜减少了降雨的入渗量,与其他处理相比,黑色薄膜覆盖的液体径流量较大,其固体流失量则在不同月份均最低,施用百草枯处理的固体流失量也显著小于其他传统处理。通过对不同处理的坡面侵蚀空间分异特征进一步分析得出,与对照相比,绿肥覆盖、生物篱、施用百草枯3种处理的坡面净侵蚀现象随着处理时间的延长而逐渐减少,而黑色薄膜覆盖与割草覆盖处理的坡面净沉积作用明显。因黑色薄膜覆盖可实现"肥与水隔离",大量的液体流失并未造成过多的养分损失,仅5—6月的液体全P、全K和铵态N大于对照,7—10月,液体养分流失量也显著小于对照,且黑色薄膜覆盖在试验期间固体养分流失量总体上均显著小于其他处理。此外,黑色薄膜覆盖大大缩短了果实捡拾时间,降低了人工成本。黑色薄膜覆盖措施在减轻坡面土壤侵蚀、减少土壤养分流失方面效果显著,相对其他措施在锥栗林的水土保持方面具有优势,但较强的膜上径流具有加剧侵蚀的倾向,限制其实际应用。可结合设置覆膜比例,采用有孔薄膜、坡面微工程等减少液体径流,以达到薄膜覆盖的最佳效果。     

等高固氮植物篱技术在坡耕地可持续耕作中的应用

等高固氮植物篱技术是利用固氮植物能够固氮、生长快和具多用途的特点，在坡耕地上建立高密度植物篱。通过枝叶还田及腐根和枯枝落叶，有改善土壤肥力、团粒结构及水分渗透率，加上植物篱的机械阻档，联系人针表径流50％－70％，减少土壤侵蚀97％－99％，土壤全氮含量增加65％－103％，有机质含量增加达25％－35％，农作物增产达 30％－60％。该技术具有投入低、操作简便、实用性强、效果显著、效益多样的特点。该技术综合地解决了山区坡耕地水土保持和土壤培肥的问题和用地、养地的矛盾，可实现坡耕地的可持续耕作利用，值得在我国山区大力推广。     

寒旱环境黄土区植物护坡原位模拟降雨试验研究

在自建试验区内为研究植物护坡水文效应,本项研究采用野外模拟降雨试验的方法,分别对种植柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii Kom.）、霸王（Zygophyllum xanthoxylon Bunge Maxim.）2种灌木植物边坡和种植垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）、细茎冰草（Agropyron trachycaulum Linn. Gaertn.）2种草本植物边坡,以及作为对照组未种植植物的裸坡开展相同试验条件的模拟降雨试验。试验结果表明,在相同试验条件下裸坡的稳定径流量和泥沙量均相对较大其值为450.0～475.0 ml/min,8.28～8.36 g/min;种植霸王、柠条锦鸡儿边坡稳定径流量和泥沙量为307.0～355.5 ml/min,3.12～4.07 g/min;种植细茎冰草边坡、垂穗披碱草边坡稳定径流量和泥沙量为24.0～41.3 ml/min,1.52～2.40 g/min,该试验结果说明了坡面产生的稳定径流量和稳定泥沙量与边坡的覆盖度之间呈负相关关系以外,还进一步反映出种植草本植物的边坡其坡面产生的稳定径流量、泥沙量则显著小于种植灌木植物边坡,即种植灌木边坡其坡面产生稳定径流量、泥沙量分别是种植草本边坡的1.338～1.466倍、2.054～2.654倍;裸坡坡面以下0—20 cm处及坡面以下20—40 cm处含水率增幅分别为38.94%,11.08%;种植柠条锦鸡儿、霸王边坡坡面以下相同深度处的a层、b层含水率增幅为42.24%～44.19%,10.63%～11.76%,种植垂穗披碱草、细茎冰草边坡坡面以下相同深度处的a层、b层含水率增幅为47.27%～48.11%,13.98%～14.74%,坡面以下40—60 cm处的（c层）含水率变化相对不显著,表明在边坡种植的草本和灌木植物,在降雨坡面雨水入渗的过程中,阻止和减少了坡面径流的形成,同时亦反映出生长草本植物的边坡其阻止和减少坡面径流形成的作用相对显著于灌木植物;裸坡的径流系数为63.40%,种植柠条锦鸡儿和霸王边坡径流系数则分别为18.00%和20.33%,细茎冰草和垂穗披碱草径流系数分别为6.57%和1.71%,草本植物边坡径流系数相对最小,反映出草本植物其抵挡坡面雨水冲刷和侵蚀以及抑制地表径流作用等方面较灌木植物显著。     

生物炭对铜矿区排土场污染土壤理化性质和重金属形态的影响

为了探讨在重金属胁迫下,不同用量(0,1%,2%,4%)生物炭对土壤pH、有机碳、全氮、全磷以及重金属形态的影响,以铜矿区排土场污染土壤为研究对象,开展室内盆钵试验。结果表明：与对照K相比,在不同剂量生物炭处理下,土壤pH、有机碳、全N和全P增幅分别为3.5%～23.0%,5.6%～13.2%,2.9%～6.8%和3.4%～9.5%,酸溶态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为65.5%～71.2%,49.9%～71.5%,34.6%～50.6%和45.3%～52.1%,可还原态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为71.5%～74.3%,44.4%～63.6%,38.5%～57.8%和29.1～39.1%,可氧化态Cd含量降幅为15.6%～36.9%,可氧化态Pb, Cu和Zn含量增幅分别为16.9%～20.5%、3.9%～26.0%和18.8%～55.9%,残渣态Cd, Pb, Cu和Zn含量增幅分别为42.4%～44.2%,11.0%～23.5%,15.0%～37.9%和20.0%～41.9%。添加生物炭可以提高土壤pH,增加土壤有机碳和全氮含量,对土壤全磷含量也略有增加,但...     

长期有机养分循环利用对红壤稻田土壤供氮能力的影响

通过15年的田间定位试验结合盆栽试验,研究了长期有机养分循环利用和不同化肥配施对红壤稻田土壤供氮能力的影响。结果表明,土壤有机碳、全氮、微生物生物量氮(MB-N)和土壤氮的矿化量与生物吸氮量有极显著的正相关关系,是良好的土壤供氮能力指标。长期有机养分循环利用或配合化肥施用能显著提高土壤有机碳、全氮含量和氮的矿化量,提高幅度分别为20.1%4～0.9%、0.460～.60.g/kg和55.0%(6周);明显提高土壤MB-N含量,提高幅度平均为70.3%。长期纯化肥处理对土壤碳、氮库的积累和氮的矿化量的提高作用甚微。盆栽试验表明,长期施用氮肥和氮、磷、钾肥土壤供氮量提高量极小,与长期不施肥相比提高幅度分别为2.1%和6.2%,而有机养分循环利用能显著提高土壤供氮量,提高幅度为33.7%8～9.0%。随着有机养分循环利用和NPK肥配合程度的提高,土壤供氮量提高幅度呈上升的趋势。     

南方红黄壤区经济植物篱配合平衡施肥的水土保持效应研究

研究结果表明,水土流失不仅跟降雨量有关,还跟覆盖度有关,采用经济植物篱配合平衡施肥,可明显防治坡地的水土流失,与传统的农民习惯种植方式相比,可减少土壤流失88.58%～89.25%,减少径流量1.8%～8.20%.增加玉米产量52.03%(经济植物篱黄花菜+平衡施肥),增加农民收入263.28%～265.7%.经济植物篱配合平衡施肥对坡耕地的可持续利用起到了极大的作用.     

坡向和坡位对小流域梯田土壤有机碳、氮变化的影响

坡向和坡位是影响土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）变化的两大重要地形因素。研究其对小流域梯田SOC和TN变化的影响,对预测黄土高原地区坡改梯条件下土壤碳汇变化具有重要意义。本文以黄土丘陵沟壑区高泉沟小流域为例,区分东、西两种坡向,再根据海拔区分上（2220～2326 m）、中（2130～2220 m）、下（1938～2130 m）三种坡位,共采集213个土壤样品,研究坡向、坡位对梯田耕层（0～20 cm）SOC和TN的影响。结果表明,西向坡SOC和TN含量分别比东向坡高22.8%和13.6%（p0.1）,东西向坡的中、下坡位SOC和TN含量均大于上坡位。在西向坡,SOC含量下坡位（8.78 g/kg）最高,中坡位（7.82 g/kg）次之,上坡位（7.46 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了12.1%,24.2%。在东向坡,SOC含量中坡位（7.15 g/kg）最高,下坡位（6.28 g/kg）次之,上坡位（5.37 g/kg）最低;与上坡位相比,中坡位和下坡位的TN含量提高了37.3%,29.4%。坡向与坡位的交互作用对流域SOC的空间分布影响显著（p0.1）。坡向、坡位对土壤碳氮比值（C/N）也有显著影响（p0.1）。这一结果对准确估算流域梯田SOC和TN的变化提供了参考。     

降雨对施用两种尿素坡地氮素空间分布的影响

采用自动模拟降雨系统,设置恒定降雨强度,在室内对施用普通尿素和树脂包膜控释尿素的土槽进行模拟降雨试验。通过模拟降雨试验,比较研究了降雨对施用两种尿素的坡地氮素空间分布及氮素流失特征影响。研究结果表明:树脂包膜控释尿素在棕壤、褐土及红壤坡地上施用,均能显著减小降雨对坡地氮素空间分布的影响;与普通尿素相比,模拟降雨后,树脂包膜控释尿素处理的3种类型土壤坡地氮素残余量变异系数为普通尿素的14.08%~31.89%;且树脂包膜控释尿素显著缩小了降雨对3种类型土壤坡地表层与下层氮素空间分布影响间的差异;树脂包膜控释尿素在3种类型土壤坡地上施用均能减少降雨造成的氮素流失,与普通尿素施用相比,氮素流失分别减少了7.32%~17.35%(P0.05)、17.95%~24.24%(P0.05)、72.45%~78.84%(P0.01);同时,树脂包膜控释尿素还能减小降雨造成的坡地表层与下层氮素流失量间的差异,下层坡面氮素损失量仅比表层增加1.63%~5.02%。因此,降雨条件下,在坡地上施用树脂包膜尿素有利于控制氮素的分布失衡及流失。     

辽西石灰性褐土不同施氮模式下的土壤养分动态研究

从高效施肥的角度出发,研究了不同施氮模式下的辽西石灰性褐土土壤养分时空动态变化特征。结果表明,与对照相比,施氮明显提高0～20 cm土层碱解氮含量。随着土层加深,碱解氮和有效磷含量降低,速效钾含量变化较小。随着生育期推进,0～20 cm土层碱解氮、有效磷和速效钾含量总体呈先升高后降低的趋势,高峰出现在拔节期或大喇叭口期;20～40 cm土层碱解氮和有效磷含量保持稳定,速效钾含量呈降低-升高-降低趋势,高峰出现在大喇叭口-灌浆期内;40～60 cm土层碱解氮、有效磷和速效钾呈降低-升高-降低趋势,高峰分别出现在大喇叭口期和灌浆期。随着土层加深,土壤pH值升高。施氮降低了0～20 cm土层的pH值,而对20～40cm和40～60 cm土层的pH值无影响。随着生育期推进,0～20 cm土层的pH值呈现升高-降低-升高的趋势,20～40 cm和40～60 cm土层的pH值保持稳定。土壤养分动态变化特征因施氮模式而异。与其它施氮模式相比,二次追肥和一次深施的施氮模式能够在拔节期和大喇叭口期提供玉米较充足的有效养分,满足植株的生理需求。综合考虑土壤养分动态特性、产量性状、产投比、氮肥农学效率等因素,初步筛选出二次追肥和一次深施为辽西春玉米生产中的高效施氮模式。     

富士苹果营养转换期肥料氮去向和土壤氮库盈亏研究

运用15 N同位素示踪技术,以5年生烟富3/SH6/平邑甜茶苹果为试材,研究了不同施氮水平(0,50,100,150,200,250kg/hm2)对营养转换期富士苹果肥料氮吸收利用、土壤残留和土壤氮库盈亏的影响。结果表明,随施氮水平的提高,肥料氮的利用率逐渐下降,且树体吸收土壤氮素的比例逐渐降低,而来自肥料氮的比例逐渐升高;施氮1个月后,5.75%~12.99%的肥料氮被树体吸收,29.62%~39.74%的肥料氮残留在0—60cm土体中,47.27%~64.64%的肥料氮通过其他途径损失。随施氮水平的提高,树体吸收的肥料氮量和土壤残留氮量逐渐增加,但肥料氮利用率和土壤残留率却不断降低,同时损失量和损失率不断增加。残留在土壤剖面中的肥料氮主要分布在表土层(0—20cm),各土层15 N丰度随施氮水平的提高显著提高。随施氮水平的提高,土壤氮素总平衡由亏缺转为盈余,表明低施氮水平会造成土壤氮肥力的下降,过量施氮则会加剧土壤氮素累积。施氮水平与土壤氮素总平衡存在较好的正相关关系,其回归方程为y=0.3147x-16.144(R2=0.990 2),当施氮水平达到51.30kg/hm2时,土壤氮库达到平衡。