紫色土坡地土壤性质对耕作侵蚀的影响

[目的]揭示土壤性质对耕作侵蚀土壤的敏感性,为紫色土区域采取适宜的耕作措施提供依据。[方法]利用磁性示踪技术定量旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤耕作位移和土壤位移量,选取土壤容重、土壤含水量、土壤有机质、土壤全氮、土壤有效磷、土壤抗剪强度和土壤紧实度等土壤理化性质和力学性质指标,研究土壤性质对旋耕机上下耕作和等高耕作的耕作侵蚀的影响特征。[结果]旋耕机上下耕作和等高耕作的土壤净位移和净位移量不仅受坡度影响,也受土壤性质的影响。土壤力学性质和土壤物理性质对旋耕机耕作侵蚀有显著影响,对于上下耕作的土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重与土壤净位移量呈显著正相关。对于等高耕作措施的土壤抗剪强度、土壤紧实度、土壤容重和土壤含水量与土壤净位移量呈显著正相关,其他指标关系不显著。[结论]土壤抗剪强度、土壤紧实度和土壤容重可以作为评价耕作侵蚀的土壤可蚀性指标。     

土壤动物与土壤健康

土壤动物与土壤健康息息相关,土壤动物多样性和功能能够灵敏反映人类活动和气候变化引起的土壤扰动。同时,土壤动物还通过与生物和非生物组分间的相互作用对地上生态系统产生反馈作用。当前土壤动物在土壤健康评价体系中的应用相对较少,主要集中在土壤线虫、节肢动物和蚯蚓等类群,仍缺乏基于土壤动物的系统性评价指标。因此,本文围绕土壤动物在指示土壤健康方面的潜力,系统总结了现有基于土壤动物的土壤健康评价指标,强调未来应建立和完善土壤动物基因组信息数据库,挖掘土壤动物的功能性状,加强土壤食物网结构和生态功能的研究,建立集成土壤动物物种多样性、功能性状和土壤食物网的指标体系,从而促进土壤健康和生态系统的可持续发展。     

霍林河下游典型洪泛区湿地土壤pH值和土壤含水量分布特征

以霍林河下游洪泛区湿地为研究区,采用网格采样法研究了土壤pH值和土壤含水量的时空变化及其相互关系。结果显示,研究区湿地土壤含水量和pH值存在明显的季节性差异,7月份土壤含水量高于9月份土壤,但7月份土壤pH平均值则低于9月份,9月份湿地土壤,尤其是亚表层发生明显碱化。湿地土壤含水量和pH值均呈现出条带状和斑块状的空间分布格局,尤其在9月份的空间变异性较高,且土壤pH值与土壤含水量间存在较显著的负相关关系,即含水量高的区域对应土壤pH值较低。土壤含水量和pH值的回归分析表明当土壤pH值>8.8时,非线性回归更适宜描述研究区土壤含水量和土壤pH值的显著负相关关系。     

pH和磷对铅胁迫下芥菜生长和土壤酶活性的影响

采用盆栽试验研究不同pH和磷酸盐浓度对铅污染土壤种植的芥菜生物量和铅吸收的影响,及铅浓度与土壤酶活性的关系.结果表明,芥菜地下部分铅含量明显高于芥菜地上部分.土壤酸化有可能导致土壤中铅的溶出释放,在试验中,土壤pH为5.0时,土壤中铅的释放最多,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最大.土壤中铅与磷酸结合成难溶性的磷酸铅,当土壤中施加的磷浓度为300mg/kg时,土壤中铅的释放量最少,芥菜生长和土壤酶活性受到的影响最小;土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性相关性较大,同时二者易受土壤pH和磷含量的影响,因此把土壤中铅的释放溶出与土壤酶活性结合起来作为判断土壤铅污染程度指标更合适.     

磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷吸附-解吸的影响

采用培养试验结合Langmuir吸附等温方程进行拟合求出吸附、解吸的相关参数的方法,研究了磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷吸附和解吸特性的影响。结果表明,随土壤磷水平和磷肥和有机肥用量的增加,土壤最大吸磷量、土壤磷最大缓冲能力显著降低;土壤易解吸磷和土壤磷的解吸率显著增加。土壤易解吸磷和土壤磷的解吸率与土壤Olsen-P呈显著正相关;土壤最大吸磷量、土壤磷最大缓冲容量与土壤Olsen-P呈显著负相关。单位量磷肥所增加的土壤易解吸磷随着磷肥用量和土壤磷水平的增加而增大;土壤磷水平和磷用量是影响土壤磷最大吸磷量和土壤磷最大缓冲能力的重要因素。     

土壤质量生物学指标研究进展

本文对近年土壤微生物、土壤酶活性和土壤动物等土壤质量生物学指标研究成果进行了综合评述。土壤微生物是土壤有机组分和生态系统中最活跃的部分,被认为是最敏感的土壤质量生物学指标:微生物生物量代表参与调控土壤中能量和养分循环及有机物质转化所对应微生物的数量,但须结合多样性研究以弥补其无法反映土壤微生物组成和区系变化的缺陷;微生物群落组成和多样性动态反映土壤中生物类群的多变性和土壤质量在微生物数量和功能上的差异;土壤微生物活性体现在土壤微生物商、微生物呼吸和代谢商等方面,应考虑生物量大小与微生物种群活性间的相关关系以反映微生物种群内的差异。土壤酶活性具有极高时效性,在较短时间内就能反映出土壤质量的变化。土壤动物通常以种类的组成和数量,土壤动物区系的相对丰度、多样性或活性作为评价土壤生物质量的敏感指标。与土壤理化指标相比,土壤生物学指标更能对土壤质量的变化做出灵敏迅速的响应,因而被广泛地用于评价土壤质量。     

三峡库区植物篱系统土壤颗粒分形特征及其与土壤理化性质的关系

在对长江三峡库区坡耕地植物篱系统调查样地土壤样品颗粒分析的基础上,对植物篱系统内土壤颗粒分布及土壤分形维数与土壤物理性质和土壤养分含量的关系进行了研究,结果表明:（1）乔木类、草本类和灌木类植物篱带间坡耕地土壤砂粒含量比其对应的植物篱带内土壤沙砾平均含量分别高10.4%,13.7%和9.2%;而黏粒含量在植物篱带内富集,其平均含量比植物篱带间坡耕地土壤黏粒含量分别高14.3%,19.5%和10.7%;（2）土壤分形维数与土壤黏粒和土壤粉粒含量具有显著（P < 0.01）的正相关关系,而与土壤砂粒含量显著负相关。（3）土壤分形维数与土壤孔隙度、含水量和土壤饱和导水率极显著正相关,而土壤容重与分形维数呈显著负相关关系。土壤分形维数与土壤有机质、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全钾、土壤有效钾、土壤全磷含量和阳离子交换量显著相关,而土壤有效磷含量和土壤分形维数相关性不显著。     

不同农田土壤酶活性与土壤养分相关关系研究

通过对不同农田土壤养分和酶活性相关关系的研究,探讨了土壤酶活性作为土壤肥力质量指标的可能性。研究结果表明,不同农田土壤养分含量和酶活性存在显著差异,土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性与有机质和大多数土壤养分呈显著线性相关,可以作为敏感的土壤生物学指标。但土壤转化酶和纤维素酶活性与土壤养分的变化没有明显的相关性。     

豫东黄河故道湿地土壤生物学性状及土壤质量评价

以豫东黄河故道湿地为研究对象,采用野外采样和室内分析相结合的方法,测定土壤有机质、土壤微生物量碳氮、土壤基础呼吸、土壤酶活性和土壤动物群落指标等14个生物学指标,运用数学统计方法,对不同类型湿地土壤的生物质量进行综合评价。结果表明,故道湿地不同利用类型土壤生物学性质和土壤动物群落多样性差异显著(p0.05),其排列顺序为:林地湿地湿草地沼泽湿地盐碱滩地。主成分分析得到2个主成分,累计方差贡献率高达98.651%;其中,土壤肥力和土壤酶活性、土壤动物群落指标在主成分上的载荷较高,可作为黄河故道湿地土壤的特征生物学指标,在一定程度上可反映土壤质量的变化情况。主成分综合得分表明林地湿地土壤质量最高,盐碱滩地最低。土壤有机质、土壤微生物量、土壤酶活性和土壤动物群落多样性四类指标可作为黄河故道湿地土壤质量评价的特征生物指标。     

土壤水力侵蚀对土壤质量理化指标影响的研究综述

土壤水力侵蚀对土壤理化性质的影响对控制土壤侵蚀、采取合理水土保持措施有着重要意义。该研究从土壤质量理化指标(土壤容重、土壤团聚体、土壤颗粒组成、土壤有机碳、土壤养分、阳离子交换量、土壤酸碱度)7个方面总结了土壤水力侵蚀对土壤质量影响的研究成果,系统地研究了土壤水力侵蚀影响土壤质量理化指标的过程和机理,筛选出反映土壤水力侵蚀的土壤理化基础指标因子,并分析了这些指标因子对土壤水力侵蚀的响应状况,总结了目前土壤水力侵蚀对土壤理化性质研究中存在的问题,对未来重点研究方向进行了展望,以期为深入研究水力侵蚀与土壤理化指标间的交互作用和反馈机制提供参考,为土壤质量评价研究提供基础理论依据和研究思路。     

珠穆朗玛峰北坡土壤过氧化氢酶与蔗糖酶活性研究

土壤酶主要源于土壤微生物代谢过程,以及土壤动物、植物根系分泌及残体分解[1,2],土壤酶活性反映土壤生物活性和土壤生化反应强度[3]。土壤酶活性与土壤物理特征(土壤水分、土壤温度、土壤空气、土壤团聚体)、有机质、pH、土壤微生物及土壤类型等关系密切[4]。环境因子如温度和湿度的变化、酸雨和臭氧等污染对土壤酶活性的影响也很大[5,6],因而土壤酶活性也可作为监测环境变化和污染对土壤质量影响的生物活性指标。此外,由于土壤酶活性与土壤碳、氮循环密切相关[7],因此土壤酶活性的研究常常还与全球气候变化相联系。目前土壤酶研究多集中…     

探索“透明”土壤体：土壤孔隙学的时代已经启航

土壤是地球表面由固、液、气三相组成的疏松多孔介质体,土壤物理、化学和生物学等过程主要发生在液相和气相填充的土壤孔隙中及其与固相的交界面。随着无损探测土壤孔隙结构、土壤生物化学原位分析和计算机模拟等技术的快速发展和计算能力的提升,从土壤孔隙的形态、结构和功能的角度,原位、直观、精确地研究土壤中动态发生的各种过程成为可能,推动了对真实土壤中各种微观过程与机制的研究。基于前期的研究进展,本文提出,研究透明土壤体的物理学—土壤孔隙学（Soilporelogy）的时代已经启航。土壤孔隙学主要针对土壤孔隙空间,研究其动态变化与土壤物理、土壤化学和土壤生物（生态）互作过程及其效应。以土壤孔隙学为主线,本文首先介绍了获取土壤孔隙方法的进步,进而论述了基于土壤孔隙的流体运动、生物化学过程、根系和生物活动以及土壤微观生态学等的试验和模拟研究。最后,本文对土壤孔隙学的研究方法和理论发展方向进行了展望,相信基于土壤孔隙的研究会推动土壤学研究新的发展。     

滨海盐碱地刺槐白蜡混交林土壤酶与养分相关性研究

研究了刺槐、绒毛白蜡纯林及其混交林中不同土层在不同季节的土壤养分含量、土壤酶活性的变化。结果表明:各林分间的土壤养分含量和土壤酶活性在各个季节和土层均表现出差异。经统计分析,土壤酶活性和土壤养分含量在不同季节呈显著相关关系。土壤酶活性和土壤养分含量在土层中的分布有一定的规律性,总的来说,随着土层逐渐加深,土壤酶活性逐渐减弱,土壤养分含量逐渐下降。混交林中各土层的pH值和含盐量都低于纯林相应值,并且在树木生长、土壤养分和土壤酶活性上,混交林优于纯林。     

土壤健康指标体系与评价方法研究进展

健康土壤能够保障健康食物生产,维持土壤生态系统多功能性,是农业绿色发展的基础。明确土壤健康现状,系统开展土壤健康诊断是培育健康土壤和提高土壤生产力的基础。然而,以往人们基于单一土壤功能即土壤生产力开展了大量的指标选择和评价工作,忽视了其他土壤功能,评价指标中土壤生物学特性未引起足够重视,对土壤过程的动态监测少。随着对可持续发展的关注以及农业绿色发展的需求,土壤健康指标体系和评价方法正在不断完善。针对不同空间尺度和不同作物体系,建立多目标协同的土壤健康评价体系成为土壤可持续利用的热点和前沿。本文总结了土壤健康指标体系的选择原则,分析了生物学指标在土壤健康评价中的重要性,重点阐述了我国、美国、新西兰等国家土壤健康评价方法以及基于土壤功能和土壤管理等评价方法的进展、优缺点和应用区域,提出了完善土壤健康评价系统的途径。未来需要构建基于区域自然禀赋环境特征的土壤-作物管理大数据平台,发展生物学指标,建立长期和全程动态监测体系,并与快速无损测试技术、智能化信息技术相结合,形成多目标协同、适用于不同区域和作物体系的土壤健康评价方法,通过多主体参与,为农业绿色发展提供重要支撑。     

滨海盐碱地刺槐白蜡混交林土壤酶与养分相关性研究

研究了刺槐、绒毛白蜡纯林及其混交林中不同土层在不同季节的土壤养分含量、土壤酶活性的变化。结果表明：各林分间的土壤养分含量和土壤酶活性在各个季节和土层均表现出差异。经统计分析．土壤酶活性和土壤养分含量在不同季节呈显著相关关系。土壤酶活性和土壤养分含量在土层中的分布有一定的规律性,总的来说,随着土层逐渐加深,土壤酶活性逐渐减弱,土壤养分含量逐渐下降。混交林中各土层的pH值和含盐量都低于纯林相应值,并且在树木生长、土壤养分和土壤酶活性上．混交林优于纯林。     

土壤酶活性与土壤Cd污染评价指标

利用盆栽水稻试验对土壤全Ｃｄ、有效态Ｃｄ和土壤四种酶活性关系进行了研究。结果表明：土壤四种酶活性随土壤Ｃｄ浓度增加有明显降低趋势;土壤脲酶和过氧化氢酶活性与土壤Ｃｄ含量均呈显著负相关,土壤酶活性与土壤有效态Ｃｄ相关系数大于与土壤全Ｃｄ的相关系数,故用土壤有效态Ｃｄ指标、土壤脲酶和过氧化氢酶活性生化指标或综合应用这两类指标作为土壤重金属镉污染程度的评价指标比较合适。     

华北山前平原农田土壤养分循环的酶学调控

土壤酶是推动土壤养分循环的生物催化剂, 研究华北山前平原农田养分循环的酶学调控机制将有助于评价该地区土壤养分状况。试验用土壤取自中国科学院栾城农业生态系统试验站, 分析了土壤脲酶与碱性磷酸酶活性在0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm 和30~40 cm 4 个土层中的分布, 研究了土壤粗砂(2 000~200 μm)、粉砂(200~63 μm)、粉粒(63~2 μm)和黏粒(2~0.1 μm) 4 个颗粒组中土壤酶活性与土壤养分之间的相关性。研究结果表明: 土壤脲酶活性与碱性磷酸酶活性均随土壤深度增加而降低, 土壤酶活性随土壤粒径减小而升高。在土壤粗砂和粉砂组分中, 土壤酶活性与养分含量显著相关, 而在土壤粉粒和黏粒组分中, 土壤酶活性与土壤养分含量并不总是显著相关。这些结果说明: 土壤酶活性在土壤养分循环中起到重要的调控作用, 土壤粗砂和粉砂中的土壤酶具有较高的田间实际催化活性, 对土壤养分循环的贡献较大; 与此相反, 土壤粉粒和黏粒中的土壤酶由于土壤无机矿物的吸附作用而失去部分田间催化能力, 降低了其对土壤养分循环的贡献。     

长期施用畜禽粪便对土壤生物化学质量指标的影响

采用两种母质发育的,长期施用畜禽粪便和化肥的稻麦轮作土壤作为供试土壤,探讨了施用畜禽粪便对土壤微生物组成、微生物生物量及活性、土壤酶活性等生物化学质量指标的影响。研究结果显示,与施用化肥比较,长期施用畜禽粪便显著提高了土壤细菌和放线菌数量(+72%和+132%)、土壤微生物生物量碳、氮(+89%和+74%)、土壤基础呼吸速率和微生物商(+49%和+45%),但降低了土壤真菌的数量(-38%)。土壤脲酶和转化酶活性也表现为长期施用畜禽粪便土壤高于施用化肥土壤。由于受土壤pH值强烈影响,土壤微生物代谢商(qCO2)和土壤磷酸酶活性没有表现出明显的变化规律。回归分析结果显示,长期施用畜禽粪便改变土壤活性有机碳含量和理化性质是导致土壤生物化学质量指标变化的主要原因。     

泥质海岸防护林土壤微生物、酶与土壤养分的研究

土壤微生物数量、土壤酶活性可以反映土壤的肥力状况。本文研究了东营泥质海岸不同林分下土壤养分、微生物数量、土壤酶活性及分布特征,结果表明：①土壤微生物、土壤酶和土壤养分主要分布在0-20 cm的土层,20-50 cm的较少;②不同林分微生物数量差异显著。白蜡林微生物数量最多,柳林、枣园数量较少,柽柳林数量最少。③不同林分土壤酶的活性表现出差异性,各种酶之间过氧化氢酶活性最高;④土壤养分含量差异显著,柳林土壤养分含量相对较高于其它样地,白蜡和桑园土壤养分含量次之;⑤林地土壤微生物数量和土壤酶活性与土壤养分密切相关。     

不同分类级别土壤矢量图与最小可分栅格的关系研究

土壤空间信息的矢量-栅格转换是利用土壤数据进行地表碳、氮等模拟研究的重要基础,由土壤矢量图转化成栅格图时,不同分类级别土壤矢量图与可转化为最小栅格之间的关系一直不够明确。本文利用江西省余江县1∶5万土壤图,研究了在土类、亚类、土属和土种分类水平上,土壤矢量图转化成不同大小栅格图过程中各类土壤分布的面积变化,设定某类土壤栅格分布总面积占同类土壤矢量面积的95%时所对应的栅格大小视为最小可分栅格,并且在不同土壤分类级别的土壤矢量图中,定义面积小于10 km2的土壤类型为小面积土壤类型、面积介于10 km2至100 km2的土壤类型为中等面积土壤类型,面积大于100 km2的土壤类型为大面积土壤类型。结果表明:余江县土壤空间数据的矢量-栅格在转换过程中,由于面积过小和图斑过于分散使得各土壤分类级别均有小面积土壤类型和部分大、中面积土壤类型的栅格面积随着栅格尺度的变小而变大;图斑聚集的大面积土壤类型和中等面积土壤类型栅格面积伴随栅格尺度的变小而变小;土类和亚类中,最小可分栅格分别为1 km和0.2 km,在土属和土种中,最小可分栅格均为0.1 km。