高原耕地土壤养分空间分布与影响因子相关性研究

综合运用GIS地统计分析和空间分析技术,以保山市隆阳区为代表区域研究高原坝区耕地土壤主要养分的空间变异规律,及其与土类、地形因子间的关系。结果表明:研究区内土壤pH、有机质、碱解氮、速效钾表现出中等程度的空间相关性。有效磷变异系数最大,空间自相关性较强。各指标在不同土类间差异均达极显著水平:潴育型水稻土中pH值、有机质、碱解氮含量较高;黄壤中有效磷含量最低,速效钾最高;红壤中有机质含量最低。土壤养分受地形因子影响明显,pH、有机质、碱解氮和速效钾与海拔均呈显著的正相关;有效磷与海拔呈负相关;坡度与pH、有机质、碱解氮、有效磷均呈负相关,与速效钾正相关。坡向与各指标相关性均不显著。本研究可为科学耕地施肥,合理土地改良及利用提供依据,对高原稀缺耕地的可持续和高效利用具有重要意义。     

潍坊市土壤大量营养元素有效量及其影响因素

为研究山东省潍坊市土壤大量营养元素有效量分布规律及其影响因素，通过网格化采样，并进行分析测试，获得了碱解氮、有效磷、速效钾等土壤大量营养元素有效量，及对应元素全量、pH和有机质等数据，进行了丰缺空间绘图、相关性和差异性分析。结果表明：碱解氮、有效磷、速效钾含量均具有较强的空间变异性，尤以有效磷变异系数最高。空间分布上，碱解氮以较缺乏区占比最高，有效磷和速效钾以丰富区占比最高。碱解氮、有效磷、速效钾分别在砂姜黑土、潮土、滨海盐土中含量最高，且均与其他土壤类型差异显著。碱解氮、有效磷、速效钾与土壤理化指标关系密切，3种元素有效量均与有机质呈显著正相关；碱解氮与全氮、有效磷与全磷均呈显著正相关；碱解氮、有效磷与土壤pH均呈显著负相关；速效钾与土壤pH呈显著正相关。本研究揭示了大量营养元素有效量在土壤中的本底差异及影响因素，可为土壤肥力的空间调控提供科学依据，助力提升农业生产力水平。     

长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性及土壤养分的影响

为阐明长期施肥对黑土和暗棕壤土壤酶活性的影响、土壤酶活性与土壤养分的关系,探讨土壤持续利用的培肥模式,采集了施用不同肥料28年后的黑土和暗棕壤,对黑土和暗棕壤土壤酶活性以及土壤养分因子进行了测定和分析。结果表明,与不施肥对照相比,各施肥处理均可显著增加黑土和暗棕壤有机质和氮磷钾养分含量,提高土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性,其中以化肥配施有机肥效果最为明显。土壤酶活性与土壤养分之间有很好的相关性,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷含量呈显著相关,黑土对施肥比暗棕壤对施肥更敏感。对不同土壤长期化肥配施有机肥均可为作物生长创造良好的土壤环境。     

阜平县不同海拔梯度下耕地土壤养分现状与分布特征

为在太行山区阜平县对耕地土壤提出科学合理的施肥理论依据,利用2018年阜平县耕地测土配方施肥调查数据,运用统计学和克里金插值方法研究了阜平县耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾及pH等养分含量现状及分布特征。结果表明:当前阜平县耕地土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的均值含量分别为7.08,21.84 g/kg, 70.53 mg/kg, 22.43 mg/kg, 75.43 mg/kg,土壤pH值主要为中性水平,占比65.42%;土壤有机质含量、碱解氮含量和速效钾含量均表现为以中等含量水平为主,占比分别为45.55%,43.19%和59.86%,处于中等及以上的占比分别为98.76%,64.42%和75.96%;土壤有效磷含量主要处于高等含量水平,占比29.99%,而高等及以上水平占比74.15%。从空间分布上耕地土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾大体均呈现由东南向西北逐渐增长的趋势,而从海拔梯度分区下有机质和有效磷呈现丘陵区(21.85 g/kg)<低山区(21.92 g/kg)<中山区(22.70 g/kg)趋势,碱解氮呈现中山区(64.72 mg/kg)&l...     

基于GS+和ArcGIS的蒲江县耕地土壤养分空间变异分析

基于GS+7.0、ArcGIS10.2建立蒲江县全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质5种耕地土壤养分含量的最优半方差函数模型,利用该模型进行了空间变异和普通Kriging空间插值分析。研究区土壤全氮、碱解氮、有机质均具有中等空间变异性,有效磷、速效钾表现为弱空间变异性。全氮、碱解氮含量高低受地形、成土母质、土壤类型等自然条件和施肥、种植模式、耕作措施等人为活动的共同影响,有机质更多地受人为活动的影响,而有效磷、速效钾则主要决定于人为活动的作用。5种土壤养分含量的空间插值图可直观地表达县域耕地土壤养分的含量水平及其分布状况,使用该图件可方便地提出相应的平衡施肥建议。     

宁德市耕地土壤养分空间分布特征分析和甘薯施肥建议

利用福建省宁德市9县(市、区)近9年测土配方施肥34 998个土样测定分析结果和序贯高斯模拟,分析宁德市耕地土壤pH值、有机质和速效氮、磷、钾空间分布特征,并提出甘薯施肥建议。结果表明:土壤pH值、有机质和速效氮、磷、钾指标的半变异函数均为指数模型。宁德耕地土壤以pH值≤5.5、土壤有机质≥20 g/kg、碱解氮100~250 mg/kg、有效磷15 mg/kg、速效钾80 mg/kg为主。随着海拔高度下降,宁德耕地土壤pH值均值随之上升,土壤有机质含量均值和碱解氮含量均值随之下降,土壤有效磷含量均值和速效钾含量均值随之呈先降后升的趋势。应根据土壤测定值与推荐施肥量关系表,或海拔与施肥量的回归关系式,在甘薯田酌情施用石灰、氮肥、磷肥、钾肥,还应增施有机肥。     

延边地区三种类型植烟土壤酶活力、速效养分根际效应研究

在大田环境条件下,采用随机区组设计,研究延边地区3种类型土壤烤烟全生育期根际和非根际土过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性,pH值,碱解氮、速效钾和速效磷含量动态变化.结果表明:延边地区植烟土壤根际土过氧化氢酶、脲酶和转化酶活性平均为0.60U,0.48U和22.09U,根际效应在不同土壤酶间存在差异:过氧化氢酶(R/S=1.08)＜脲酶(R/S=1.14)＜转化酶(R/S=1.51).暗棕壤烟株根际土3种酶活性和酶活根际效应均高于其他两种类型土壤.烟株根际土pH值、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为5.42、72.52 mg/kg、33.36 mg/kg和402.04 mg/kg,根际效应表现为:pH(R/S=0.91)＜碱解氮(R/S=0.98)＜速效磷(R/S=1.99)＜速效钾(R/S=2.46).烟株根际土pH值、碱解氮和速效钾含量均表现为:暗棕壤＞黑砂土＞白浆土,根际土速效磷含量与此相反.结论:暗棕壤烟株根际效应较大,酶活性较高、养分富集较多,为烟株生长提供了良好的养分供应环境,是暗棕壤烟叶质量优于黑砂土和白浆土的原因之一.     

哈尔滨市辖区黑土速效养分空间异质性分析

研究在哈尔滨市所辖黑土区的6个市县进行,共采集表层(0～20cm)黑土土样411个,测定了全部样点的有机质、全氮的养分含量,同时测定了部分样点的碱解氮、速效磷、速效钾的养分含量,利用地统计学中协同克立格分析方法并结合经典统计学和GIS技术分析碱解氮、有效磷、速效钾养分空间异质性。分析表明有效磷空间分布符合指数模型,碱解氮、速效钾符合高斯模型,其块金值与基台值之比分别为50.0%、39.7%、6.3%,有效磷和碱解氮为中等程度空间相关水平,速效钾为强度空间相关水平;与克里格对比,应用协克里格插值绘制的三种速效养分空间分布图精度显著提高,为协克里格方法在土壤养分空间异质性分析上的应用提供了实践依据。     

黑土区低山丘陵坡耕地侵蚀沟浅层土壤养分特征及其影响因素

[目的] 研究黑土区低山丘陵地形侵蚀沟土壤养分特征及其影响因素,为黑土区土地资源合理运用,土壤肥力精确化管理和退化土壤修复工作提供数据与理论支持。[方法] 以黑龙江省延寿县不同发育类型侵蚀沟表层土壤作为研究对象,对0—40 cm层侵蚀沟各部位的土壤进行取样测定,量化分析土壤养分特征。[结果] ①不同侵蚀沟道间有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量较CK差异显著(p＜0.05),随侵蚀沟发育,0—40 cm层的土壤有机质含量呈递减趋势,土壤全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、碱解氮含量总体呈下降趋势。随着土层加深,土壤养分差异显著(p＜0.05),呈下降趋势。受侵蚀—沉积影响,土壤有机质、全氮、全钾、碱解氮含量在沟头段降幅明显;土壤有机质、有效磷、有效钾含量在沟尾因沉积作用下降平缓。②土壤退化指数在0—40 cm层呈A₂＞A₁＞A₃,随侵蚀沟发育,土壤退化程度加重。[结论] 土壤养分与容重总体呈显著负相关,与土壤水稳性团聚体含量、黏粒含量呈显著正相关;土壤剖面与构型差异是造成土壤养分差异的根本原因,侵蚀沟发育是土壤养分变化的次要原因,土壤有机质、全氮、全钾含量也受到部位差异影响。     

昆山市土壤养分现状与变化趋势研究

2009年对昆山市土壤养分进行检测,检测结果显示：有机质35.5 g·kg-1,全氮2.22 g·kg-1,碱解氮162 mg·kg-1,有效磷15.1 mg·kg-1,速效钾115 mg·kg-1,pH值6.0。与第二次土壤普查相比,有机质和全氮含量呈上升趋势,碱解氮、有效磷、速效钾含量明显提高,pH值呈下降趋势。     

勐海县甘蔗土壤养分空间分布特征及肥力评价

对勐海县10个甘蔗生产乡镇进行土壤调研取样,共采集0～20 cm土层样品200份,测定了土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,运用ArcGIS的Kriging插值法分析了蔗区土壤肥力现状与空间分布特征,并采用改进后的Nemerow综合指数法评价了土壤的肥力等级.结果表明:勐海县蔗区土壤主要为...     

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。      

桂西北环境移民安置区新垦土地土壤质量与可持续利用研究——土壤肥力特征

本文对环江肯福环境移民安置示范区所采 88个表层土样及 4个剖面土样有机质 ,全氮 ,全磷 ,全钾 ,水解氮 ,速效磷 ,速效钾 ,pH等指标进行了测定。结果表明该区表层土壤有机质含量较高 ,土壤氮相对丰富 ,钾含量偏低 ,磷严重缺乏 ,pH偏酸性。土壤剖面发育完整 ,在土壤剖面中有机质、氮、速效磷、交换性钾主要聚集在 2 0cm的表层土壤中 ,全磷随深度的增加而降低 ,全钾和 pH值则随土壤深度增加而上升     

太湖地区典型水稻土大时间尺度下的肥力质量演变

2004年通过调查与第2次土壤普查(1982年)相对应地块的土壤性状,对太湖流域江苏省武进地区典型水稻土土壤肥力变化趋势及原因进行分析.结果表明:从1982年到2004年,该研究区主要的6类水稻土共198个取样点的有机质、全氮、速效磷、速效钾显著上升,而pH和CEC显著下降.各亚类水稻土,除小粉土和沙土肥力质量指数有较大幅度提高外,其他类型水稻土肥力质量指数增加不大.各亚类水稻土土壤肥力单因子质量指数变化趋向一致,即1982年各亚类土壤速效钾的单因子质量为最低,其中速效钾单质量指数最小的小粉土为1.48;2004年pH值的质量指数则为最小值,其中pH质量指数最小的白土仅为1.73;同时,各水稻土CEC单质量指数由第2次土壤普查时的2.91～3.0显著下降为2004年的2.14～2.93.因此土壤酸化并伴随盐基离子的淋失是限制研究区水稻土土壤肥力质量的关键因素.     

呼伦贝尔市岭东黑土区耕地土壤肥力的演化

本研究结合全国耕地地力调查与质量评价项目的实施,利用“3S”技术对呼伦贝尔市岭东黑土区的68.11万公顷耕地进行了系统调查。根据1980～1982年全国第二次土壤普查927个土壤农化样点,与2002～2003年全国耕地地力调查与质量评价项目的1007个农化样点的同位对比资料,对该地区土壤的肥力现状进行了系统的分析。结果表明,该地区的耕地土壤肥力退化明显,其中土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾下降幅度较大,20年间分别下降了15.52g/kg、0.813.g/kg、27.7.mg/kg、64.3.mg/kg,下降幅度分别为25.38%、26.3%、12.93%和27.35%。只有土壤速效磷表现明显上升趋势,增长幅度达105.83%,这与多年大量施用磷肥有关,说明人类的生产活动对土壤肥力的变化有重大影响,通过合理有效地补充土壤养分是能够调节土壤养分平衡的。     

遵义市植烟土壤肥力综合评价及空间分布

了解遵义市植烟土壤综合肥力状况,为烟草种植规划提供理论支持。在遵义市13个区（县）168个乡镇采集3772份植烟土壤样品进行化学性状测定,运用模糊数学法评估植烟土壤肥力状况,采用Kriging插值法绘制植烟土壤化学性状和综合肥力评价空间分布图。结果表明：(1)遵义市植烟土壤酸碱度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量相互间呈极显著相关关系;有机质、碱解氮含量达到高或较高水平,土壤有效磷、速效钾含量较高,保障了烤烟生长所需的主要营养;(2)植烟土壤各肥力指标具有明显的空间变异特征,有机质与碱解氮分布基本一致,呈现极大的关联性,有机质、碱解氮和有效磷为斑块状分布态势,土壤p H值和速效钾呈块状分布。其中钾含量较高的区域与土壤p H值较低区域基本一致;(3)遵义市植烟土壤肥力综合评价得分为0.73,变异系数为16.8%,Ⅰ～Ⅲ级合计占比超过93%,遵义市植烟土壤肥力状况较好,空间变异较小。综合来看,遵义市植烟土壤肥力能供给优质烟叶生产的需求,但部分地区仍需加强有机肥、氮肥的使用,针对不同区域的肥力差异进行改良。     

Kinetics of Soil Urease in Four Agricultural Soils Affected by Urease Inhibitor PPD at Contrasting Moisture Regimes

An incubation test was conducted on four agricultural soils to investigate effects of phenyl phosphorodiamidate (PPD) on soil urease kinetics at contrasting moisture regimes with contrasting fertility levels. The PPD made the Michaelis constant (Km) increase and the maximum enzyme reaction velocity (Vmax) decrease, behaving as a mixed inhibitor. With incubation time, Km first increased and then decreased under saturation condition, whereas it decreased under field-moist condition, the opposite of the changes of Vmax. Compared with black soil and albic soils, brown and cinnamon soils had larger Km and lower Vmax and Vmax/Km ratios, indicating that the effectiveness of PPD was greater in soils with low fertility. Compared with brown soil and cinnamon soil, black soil and albic soil showed more increases in Km and decreases in Vmax. To apply PPD under waterlogged, saturated, and low-fertility conditions could be a reasonable way to increase fertilizer nitrogen (N)–use efficiency.     

东北黑土地保护利用研究足迹与科技研发展望

中国东北黑土是世界上最肥沃、垦殖时间较短的土壤类型之一,在保障国家粮食安全中具有非常重要的地位。本文在总结东北黑土地概况(定义、分布、土壤类型和垦殖时间)的基础上,梳理了东北黑土地的研究足迹,并提出了未来东北黑土地科技研发的方向。东北黑土地包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤和棕壤6种土壤类型,主要分布在辽河平原、松嫩平原和三江平原。自然黑土肥力较高,但是开垦后受生态系统改变和人类活动的双重驱动,土壤肥力发了巨大变化,土壤有机质含量在垦殖初期(约30a)迅速下降,开垦50a后下降速度趋于稳定;侵蚀区黑土层受风蚀和水蚀等影响出现了不同程度的流失。有机培肥、轮作、等高种植等技术措施已经被广泛应用于黑土培肥与水土流失防治。黑土层是黑土地的标志性土层,是黑土地肥力的核心。基于黑土层保护的东北黑土地保护利用建议从以下3方面开展科学研究:(1)解析人类活动下的黑土层厚度及颜色变化过程和驱动机制,探索现代农业管理方式下维持和增加黑土层厚度的技术途径;(2)针对东北黑土地6种土壤类型耕地限制粮食生产能力的主控因子,因地制宜建立以"肥沃耕层构建"、"障碍性土层消减"和"控蚀固土增肥"为核心的东北黑土...     

冻融作用对农田土壤可溶性氮组分的影响

为了解非生长季农田土壤氮素转化过程,采用室内冻融模拟培养试验研究了不同冻融温度和冻融循环次数对东北4种典型农田土壤(棕壤、褐土、草甸土、黑土)可溶性氮组分含量的影响。结果表明:随着冻结温度降低,4种农田土壤可溶性无机氮(DIN,NO_3~–-N+NH_4~+-N)、可溶性有机氮(DON)和可溶性全氮(DTN)含量均显著增加。随着融化温度升高,除NH_4~+-N含量显著升高外,4种农田土壤NO_3~–-N、DON和DTN含量的变化行为受冻结温度和土壤类型的协同影响。随着冻融循环次数增加,棕壤和褐土NO_3~–-N、NH_4~+-N、DON和DTN含量均显著增加;草甸土NO_3~–-N、DON和DTN含量均显著增加,而NH_4~+-N含量显著降低;黑土NO_3~–-N和NH_4~+-N含量均显著降低,而DON和DTN含量则先升高后降低。不同类型土壤受冻融作用影响的响应能力不同,其大小顺序为褐土棕壤、草甸土黑土。可见,冻融作用促进了土壤氮素转化,有利于土壤有效氮的累积,为春季作物生长提供足够的氮素,但同时也增加了土壤氮素流失风险。     

湘西植烟土壤pH时空变异及其主要驱动因素

【目的】研究湘西州烟区土壤pH时空变异特征,为湘西烟区土壤pH调节提供科学依据。【方法】以湘西州2000年和2015年耕层土壤pH值为研究对象,利用多元统计学和地统计学方法分析了土壤pH时空变异特征及其影响因素。【结果】湘西植烟土壤pH均值由6.21下降至6.12,同时表现出最小值变小,而变异系数、最大值、极差均变大的规律,说明湘西植烟土壤pH在大幅下降的同时,其变异也在增大。地学统计分析结果显示,2000年和2015年植烟土壤pH空间结构模型分别符合指数模型和球状模型,Moran’s I变小,分形维数变大,块金效应由58.17%增加至64.13%,表明空间变异主要由结构因子和随机因子共同决定,且随机因子的影响效应在增强;空间分布表现为不同等级插花状分布,土壤pH“极低”、“低”、“高”和“极高”等级的面积显著增加,分别增加了2.61、6.48、4.39和0.17个百分点,而“适宜”等级的面积则下降了13.65个百分点。影响因素的分析结果显示,交换性钙、交换性镁、有效硫、有机质、粘粒 (< 0.002 mm)、粉粒 (0.02～0.002 mm) 和碱解氮是植烟土壤pH的主控因素,7项指标对植烟土壤pH的累计解释能力达83.8%,其中以交换性钙的独立解释能力最大,可解释其变异的60.6%,交换性钙、交换性镁和有机质为主要控酸因子,有效硫和碱解氮为土壤主要致酸因子。【结论】长期施用不同化学肥料和有机物料,湘西植烟土壤的pH变异程度在加大,适宜等级的土壤面积总体上减少。交换性钙是土壤pH升高的主要驱动因素,而有效硫和碱解氮是土壤pH降低的主要驱动因素。因此,湘西植烟土壤需要增加含钙物料的投入,控制含硫物料的投入以及化学氮肥的使用,以维持土壤的可持续利用。