滨海土壤水分动态集成预报模型及其应用

通过GM(1,1)模型拟合土壤水分变化趋势、傅里叶变换提取周期分量和AR(p)模型模拟随机过程,所建立的集成预报模型对荒地土壤水分的模拟精度高于已耕作的麦田,总体相对误差减少33%～106%.麦田和荒地土层愈深,模拟精度愈高.麦田和荒地不同深度的土体模拟值总体误差分别为±7.4%～±16.8%、±5.56%～±8.15%.同时运用集成预报模型预报了麦田和荒地未来某一时刻的0～60cm土体含水量.     

预报土壤盐分动态的多层递阶时序法

文中将多层递阶时间序列方法用于土壤盐分动态的预报,方法简单,计算工作量小,预报精度高,而且避免了利用确定性方法预报时所遇到的困难。实例分析表明,本方法通过对于时变参数的追踪和预报,加上模型本身可修复的特点,使对土壤盐分动态的预测精度得以提高。     

区域土壤盐渍化预报模型的初步研究

本文根据1987年春、夏季黄淮海平原曲周县北部247.4km²面积上,60个点的土壤盐分观测结果,结合前人的研究,详细分析了影响土壤盐分变化的各种因素,如土壤质地剖面(主要是粘土层厚度),地下水埋深及矿化度,降雨、灌溉和土壤初始含盐量,并以此为自变量,运用逐步回归分析方法,建立了春、夏季0-100和0-40cm土体盐分储量统计预报模型。逐步回归拟合的效果较好,主要影响因素都被选入预报方程,不同季节、不同深度土体选入方程的自变量各有侧重。初步检验证明,这种模型至少可满足农业生产中等级预报的精度要求。但预报模型只适用于与1987年相似年型及自然条件下。     

土壤中冷凝水的产生及其对土壤盐分的影响

通过多年的水盐动态观测（土柱模拟试验）发现由于土壤昼夜温差变化较大，导致土壤中有冷凝水产生。温差愈大冷凝水产生愈多，并对土壤具有一定的淋溶盐分的作用。     

盐渍化弃耕地土壤盐分动态及其影响因素

以干旱区盐渍化弃耕地分布的光板地(裸地),不同生长时期的猪毛菜(Salsola ferganica)、芦苇(Phragmitesaustralis)和盐穗木(Halostachys caspica)群落为研究对象,研究了准噶尔盆地南缘玛纳斯河灌区典型盐渍化弃耕地土壤盐分的动态特征,并讨论了影响土壤盐分积累和迁移的环境因素.结果表明:试验区不同植被条件下土壤盐分含量差异较大,土壤0～ 100 cm各层盐分均为中等强度的变异.在地理地形、地下水位、成土母质等一致的条件下,气候的干热变化影响着土壤盐分的季节性变化,植被、土壤质地、土壤水分状况等因素与盐渍化弃耕地土壤盐分积累和迁移关系密切.     

土壤施肥模型与GIS集成的应用研究

建立在数据库基础上的土壤施肥决策系统或专家系统开始步入实用化的水平[1,2],在指导和帮助土地使用者在生产过程中合理施肥、恢复和提高土壤质量方面发挥着重要作用.     

不同年限日光温室土壤盐分及养分动态研究

以青海省西宁市城北区大堡子乡日光温室土壤为研究对象,分析了种植年限分别为1年、3～4年、6年、8年、15～18年、21年、30年日光温室土壤的盐分和养分含量情况。结果表明:随着日光温室种植年限的增加,盐分含量较对照增加13.40%～287.50%,pH值较对照下降10.13%～1.27%,两者呈相反趋势。随着日光温室种植年限的增加,土壤中有机质、全氮、全磷含量明显高于对照,分别较对照增加11.31%～145.24%、44.60%～172.47%、30.29%～191.70%;碱解氮含量较对照增加14.07%～122.28%;温室土壤中有效磷含量呈波动变化,波动范围为21.88%～218.75%。     

夏尔希里地区土壤盐分特征分析

为了探明新疆夏尔希里地区土壤盐分特征,采集了该地区绿洲、荒漠、山地3大系统的土壤样品,对土壤总盐,Cl^-,K⁺+Na⁺,CO₃^2-,HCO₃^-,SO₄^2-,Ca²⁺,Mg²⁺离子等指标进行测试。分析结果显示:荒漠区、山区、绿洲区总盐含量分别为2.29～9.45,6.11～8.41,2.32～7.83 g/kg。根据新疆土壤盐碱化的分级标准,3个区域土壤属中度盐化土。夏尔希里地区土壤总盐及各离子含量变异系数均小于1,属于中等变异。总盐含量:荒漠区 > 山地区 > 绿洲区;Cl^-,HCO₃^-,K⁺+Na⁺离子含量:山地区 > 绿洲区 > 荒漠区;CO₃^2-,Mg²⁺离子含量:荒漠区 > 山地区 > 绿洲区;SO₄^2-离子含量:绿洲区 > 山地区 > 荒漠区;Ca²⁺离子含量:荒漠区 > 绿洲区 > 山地区。3个区域的总盐与Cl^-,HCO₃^-,SO₄^2-,Ca²⁺,K⁺+Na⁺离子呈较显著正相关关系。     

黄淮海平原土壤盐分及其组成的空间变异特征研究

本文应用地统计学的方法,对黄淮海平原０－２００ｃｍ各土层的含盐量及其盐分组成进行了半方差函数分析,结果表明,黄淮海平原土壤盐分具有明显的空间变异特征,该区盐分已集中分布在某些较大的区域。     

可溶性盐对土壤pH测定的影响及消除初探

在我国大量施肥的背景下,最近几十年农田土壤酸化速率加快,尤其是设施栽培体系土壤。在淋洗强度较弱的情况下,土壤可伴随有次生盐渍化现象,而可溶性盐的存在对土壤p H(H2O)(用水浸提土壤测得的p H)的测定有显著影响。由于p H是酸化评估的重要指标之一,有必要深入探究农田土壤常见可溶性盐对p H(H2O)测定的影响。本研究中,为精确评估积盐农田土壤的酸化状况,以潮土、褐土、水稻土和红壤为研究对象,研究了农田土壤尤其是设施土壤中常见六种可溶性盐(Ca(NO3)2、KNO3、Mg SO4、K2SO4、Ca Cl2、KCl)对土壤p H测定的影响;并以硝酸钾为研究对象,对比分析了四种消除可溶性盐对p H(H2O)测定影响的方法,这四种方法分别为:用石灰位代替p H(H2O);用0.01 mol L-1Ca Cl2浸提代替水浸提;先用模型计算出盐分对p H(H2O)测定的影响,然后从p H(H2O)中减去;用蒸馏水或50℃的50%酒精溶液将土壤中可溶性盐洗除后风干再测定p H(H2O)。结果表明:10 g kg-1可溶性盐的存在可使土壤p H下降0.09~0.87个单位,可溶性盐浓度及土壤电导率(EC)均与p H、△p H(p H的下降程度)之间具有显著的自然对数相关性。同种土壤,不同盐类对p H测定的影响程度不同,强弱顺序因离子组成和土壤类型而异,总体表现为硝酸盐和氯化物对p H测定的影响高于硫酸盐,氯化钙的影响程度高于钾盐及硝酸钙和硫酸镁,三种钾盐之间差异不明显;同种盐类,四种土壤受盐分影响的程度强弱顺序为:褐土水稻土潮土红壤。四种方法均可以减弱或消除硝酸钾对p H测定的影响,6.9 g kg-1硝酸钾施入土壤中可使土壤p H下降0.24~0.71个单位,消除影响后,硝酸钾仅可使土壤p H下降-0.38~0.19个单位。四种方法的简单有效程度为:石灰位0.01 mol L-1Ca Cl2浸提测定p H模型拟合计算洗盐处理。消除可溶性盐对p H测定的影响可以使积盐的农田土壤酸化评估更为精确,使土壤酸化风险预测更为准确,有利于制定合理有效的风险应对措施。     

水土保持林生长过程及碳密度的动态变化

刺槐是黄土高原主要的水土保持树种之一,对刺槐生长过程与碳密度动态变化的研究,是正确评价黄土高原水土保持林生态服务功能中亟待解决的关键问题.以山西吉县红旗林场马莲滩刺槐水土保持林为研究对象,采用样方(面积400 m2)调查和树干解析法,研究刺槐的生长过程,提出刺槐的树高生长模型、胸径生长模型、生物量与胸径的关系,并在此基础上模拟计算刺槐水土保持林生物量及碳密度的动态变化.结果表明:1)树龄12 a以前为刺槐树高和胸径的快速生长期,树高的平均生长速率可达0.63 m/a,胸径平均生长率为0.53 cm/a,树龄12a时树高可达6.9m、胸径5.19 cm、生物量10.18 t/hm2;2)利用建立的生物量预测模型得出,当树龄达到20 a时,刺槐水土保持林生物量的连年生长量最大,达2.99 t/hm2,树龄35 a时生物量的连年生长量曲线与平均生长量曲线相交,成为成熟林,总生物量达72.79 t/hm2,碳密度为35.52 t/hm2,对树龄35 a以上的刺槐水土保持林应该及时更新与改造.     

有机碳质量分数对森林土壤水分入渗过程的影响及其模拟

为了探讨三峡库区不同森林植物群落土壤有机碳质量分数与土壤水分入渗的关系,将森林土壤有机碳质量分数设定为独立变量,引入土壤有机碳质量分数对Horton土壤水分入渗模型进行修正。结果表明:1)不同森林植被群落类型土壤有机碳质量分数不同,表现为阔叶混交林>针阔混交林>针叶混交林>乔灌混交林;2)初渗速率、初渗速率和稳渗速率的差分别与土壤下层土壤有机碳质量分数呈线性相关关系。研究还发现,Horton模型经引入土壤有机碳指标后,新模型的入渗速率与入渗量模拟值与实测值相关系数明显提高,模拟结果更逼近实测值。研究结果为同类地区森林土壤水分入渗过程预测与模拟提供了一种新方法。     

土壤中水溶性铜对西红柿的毒害影响因素及预测模型

该文选取17种具有代表性的中国土壤,研究了土壤孔隙水以及0.01mol/LCaCl2浸提态Cu对西红柿生长的毒害,结果发现对于土壤孔隙水中Cu对西红柿生物量10%抑制的毒性阈值(EC10)和50%抑制的毒性阈值(EC50),在17个非淋洗土壤中变化范围分别为0.06～1.47和0.17～3.42mg/L,淋洗土壤变化范围分别为0.05～2.24和0.13～4.37mg/L,最大值与最小值相差为23～41倍;0.01mol/LCaCl2提取态Cu的EC10和EC50,在非淋洗土壤变化范围分别为0.18～2.64和0.57～6.14mg/kg,淋洗土壤变化范围分别为0.18～1.28和0.61～7.11mg/kg,相差从6.9～14.4倍,表明土壤溶液性质影响水溶性Cu对西红柿的毒性阈值。同时,发现土壤孔隙水中Ca2+、溶解性有机碳是影响孔隙水中Cu对西红柿生长毒性的主要因子。当进一步考虑土壤溶液的重要因子(溶解性有机碳、土壤溶液pH值、电导率、全硫含量、Ca2+、Mg2+、K+、Na+),发现基于水溶性Cu的毒性阈值和土壤溶液性质的多元回归系数变化范围为0.75～0.99,说明利用土壤溶液性质能较好的预测土壤中水溶性Cu对西红柿的毒性阈值。该研究可为土壤水溶性Cu的风险评估提供参考。     

Influence of sea salts on the soil metabolism

Abstract

Microbial metabolism in reduction process of waterlogged paddy soils has been studied by Takai, Koyama, and Kamura (1, 2, 3, 4, 5, 6), Koyama (7, 8, 9, 10, 11, 12), and others. The results indicated that microbial metabolism in waterlogged soils takes place according to the following steps: (1) In the early stage of the incubation period, dissolved O₂, is consumed and the redox potential drops rapidly. (2) NO₂? and NO₂? are reduced to N₂. (3) Mn⁴⁺ is reduced to Mn²⁺. (4) Fe³⁺ is reduced to Fe²⁺. (5) SO₄ ²? is reduced to S^2?. (6) H₂ and CH₄ are produced. Takai and Chiang (13) reported that NH₄₊ and PO₄ ³⁺ in waterlogged paddy soils increase with the incubation period. Chiang and Takai (14) indicated that carbohydrates in the soil solutions almost remain constant throughout the incubation period, however, organic acids change similarly to those reported previously (5, 6).     

功能微生物与生物炭对海滨锦葵生长及滨海盐土地力的影响

为实现盐碱地的长效生态改良与可持续性发展,研究了盐碱胁迫条件下生物炭与功能微生物对滨海盐土养分含量及盐生植物海滨锦葵生长的影响。利用室内盆栽试验,在盐碱胁迫条件下设置了单独接种功能微生物丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)、解磷真菌(Apophysomyces sp. SM-1)、单独添加生物炭(Biochar,BC)及3者联合接种等共计8个处理对滨海盐土部分养分指标及盐生植物海滨锦葵生长的影响。结果表明,功能微生物和生物炭均能够显著影响滨海盐土改良的进程及海滨锦葵的生长。在土壤pH值方面,功能微生物和生物炭均能促进盐土降低pH值,其中AMF与BC联合施用处理的土壤pH值最低,而BC处理土壤pH相对较高。在土壤含水量方面,除AMF、SM-1及BC联合施用处理之外,其他处理均能不同幅度地提升盐土含水量,其中接种SM-1处理中土壤含水量的提升效果较为显著,较对照组提高了90.7%。在土壤养分含量方面,BC能够显著提升土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量,AMF及SM-1单独接种时对土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量有一定的提升作用,但效果并不显著。AMF与SM-1混合接种对土壤有效磷含量的提升效果优于BC处理,较对照增加了17.99%。AMF、SM-1与BC三者联用对土壤有机碳、碱解氮和有效磷含量的提升效果最佳,分别比对照增加了58.33%、4.83%及23.09%。同时在盐土中接种AMF、SM-1以及添加BC可明显提高海滨锦葵植株的株高、主根长、主根粗以及植株干重,其中AMF和SM-1对盐碱胁迫下海滨锦葵的促生效果优于生物炭,而BC更有助于海滨锦葵植株干物质的积累。因此,室内盆栽试验条件下,AMF、SM-1和BC均能影响滨海盐土的理化性质及海滨锦葵的生物量,BC对盐土地力提升的效果较好,而AMF及SM-1则对耐盐植物的促生效果更佳,并且三者联合施用可积极推动滨海盐土改良,促进盐生植物生长。     

黄河三角洲地区滨海盐渍土农业生态的利用模式

黄河三角洲是我国的重点经济开发区，分布着大量的盐碱荒地。根据黄河三角洲土地开发利用现状，总结提出了既有经济效益又有生态效益、适合黄河三角洲当地特点的四种高效生态农业模式。系统分析了四种模式的应用效益和实施技术规格，在此基础上提出了不同模式在黄河三角洲地区的适用条件和区域布局，该研究对于黄河三角洲的资源、经济和社会的可持续发展有积极意义。     

黄河三角洲地区滨海盐渍土农业生态的利用模式

黄河三角洲是我国的重点经济开发区,分布着大量的盐碱荒地。根据黄河三角洲土地开发利用现状,总结提出了既有经济效益又有生态效益、适合黄河三角洲当地特点的四种高效生态农业模式。系统分析了四种模式的应用效益和实施技术规格,在此基础上提出了不同模式在黄河三角洲地区的适用条件和区域布局,该研究对于黄河三角洲的资源、经济和社会的可持续发展有积极意义。     

Increases in pH and soluble salts influence the effect that additions of organic residues have on concentrations of exchangeable and soil solution aluminium

It has been suggested that additions of organic residues to acid soils can ameliorate Al toxicity. For this reason the effects of additions of four organic residues to an acid soil on pH and exchangeable and soil solution Al were investigated. The residues were grass, household compost, filter cake (a waste product from sugar mills) and poultry manure, and they were added at rates equivalent to 10 and 20 t ha^?1. Additions of residues increased soil pH measured in KCl (pH_(KCl)) and decreased exchangeable Al³⁺ in the order poultry manure > filter cake > household compost > grass. The mechanism responsible for the increase in pH differed for the different residues. Poultry manure treatment resulted in lower soil pH measured in water (pH_(water)) and larger concentrations of total (Al_T) and monomeric (Al_mono) Al in soil solution than did filter cake. This was attributed to a soluble salt effect, originating from the large cation content of poultry manure, displacing exchangeable Al³⁺ and H⁺ back into soil solution. The considerably larger concentrations of soluble C in soil solution originating from the poultry manure may also have maintained greater concentrations of Al in soluble complexed form. There was a significant negative correlation (r = ?0.94) between pH_(KCl) and exchangeable Al. Concentrations of Al_T and Al_mono in soil solution were not closely related with pH or exchangeable Al. The results suggest that although additions of organic residues can increase soil pH and decrease Al solubility, increases in soluble salt and soluble C concentrations in soil solution can substantially modify these effects.