长期水耕植稻对水稻土耕层质地的影响

为了解长期水耕植稻对南方地区水田表土层颗粒组成的影响,以浙江省为研究区,采用历史资料分析、典型样区调查及定点观察相结合的方法,研究水稻土耕作层(包括犁底层)与心土层间黏粒含量的差异,分析植稻时间对水稻土不同土层颗粒组成的影响,比较植稻期间稻田排水中泥砂物质的颗粒组成与对应土壤间的差异,探讨了长期植稻对水稻土剖面质地分异的影响。对浙江省456个代表性剖面统计,与水稻土心土层比较,耕作层和犁底层黏粒含量平均下降了14%和10%。对植稻不同时间的浅海沉积物(从10～20年至80年)、第四纪红土(从5～20年至70年)和玄武岩风化物(从5～20年至35～70年)发育的水稻土比较发现,随植稻时间的增加,耕作层和犁底层土壤砂粒含量呈现增加趋势,黏粒含量明显下降,耕作层、犁底层与心土层黏粒含量的比值逐渐下降。农田排水中泥砂物质的黏粒和粉砂含量高于对应农田土壤,而砂粒含量则低于相应的土壤。分析认为,长期水耕植稻可导致耕作层土壤砂化(即砂粒含量增加,黏粒含量下降),其原因除与水耕过程中黏粒淋淀外,排水中黏粒和粉砂细颗粒的选择性流失对耕作层砂化也有较大的贡献。     

不同耕种年限红壤性水稻土理化性质的变化特征

以江西省余江县不同种植年限的红壤性水稻土为对象,研究了土壤有机质、pH、阳离子交换量(CEC)、游离氧化铁含量和氧化铁活化度随时间变化趋势;选择耕种7、22和80年的土壤剖面,研究了游离氧化铁和无定形氧化铁在剖面不同层次的分布。结果表明,耕层(0～20cm)土壤有机质含量随着水稻种植年限的增加而增加,淹水种稻导致土壤pH升高,但主要发生在种稻的前7年,7～80年间土壤pH变化不大。土壤CEC随着种植年限的增加而增加,在17年达到最大,然后随种稻时间的进一步增加而减小。土壤游离氧化铁含量随种稻时间呈下降趋势,但种稻后土壤氧化铁的活化度高于母土旱地红壤。对7年和80年水稻土,表层土壤游离氧化铁的含量低于底层土壤,说明铁在剖面中存在淋溶迁移。7年和22年水稻土表层土壤无定形氧化铁含量高于底层土壤,但对80年水稻土,土壤无定形氧化铁随采样深度的增加而增加。     

闽北地区水耕人为土的发生与系统分类研究

水耕人为土是在水耕条件下形成的具有人为诊断层的独特土壤类型。对采自福建省北部的13个水耕人为土典型剖面进行了土壤形成条件调查和土壤理化性状鉴定,明确了其发生学特性,并依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》,鉴定了其诊断层和诊断特性,确定了研究土壤剖面在中国土壤系统分类中的归属。鉴定出的诊断层主要有水耕表层、水耕氧化还原层、漂白层、黏化层;诊断特性主要有人为滞水土壤水分状况、潜育特征、盐积现象、氧化还原特性。13个剖面可分别归属为弱盐潜育水耕人为土、普通潜育水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、普通简育水耕人为土5个亚类。     

水耕时间对低丘水田土壤发育的影响

  目的  了解水耕时间对亚热带低丘水田土壤性态的影响,对水耕土壤进行正确分类。  方法  在浙江省金衢盆地内选择坡麓和岗地二种地貌单元,观测不同水耕时间的第四纪红土发育水田土壤的剖面形态特征,分层采集土样分析土壤理化性状。  结果  随着水耕时间的增加,土壤颜色由红转黄,色调由2.5YR向7.5YR或10YR演变;表层土壤黏粒含量逐渐下降,有机质与全磷及有效磷积累,pH、阳离子交换量和活性铁逐渐增加,土壤游离氧化铁逐渐下移淀积;水耕时间对土壤性状的影响由表层向心土层发展。调查表明,由于水分条件的差异,水耕时间对坡麓地带水田土壤性状的影响大于岗地水田。  结论  由第四纪红土旱地改为水田,形成典型水耕人为土约15 a,形成铁聚水耕人为土约150 a以上,水耕时间低于150 a主要形成简育水耕人为土;随着水稻种植时间的增加,活性有机质占有机质的比例随有机质积累同步增加,水稻土心土层具有较强的固碳潜力。     

不同利用年限的红壤水稻土中重金属元素含量研究

本文介绍了不同利用年限的红壤水稻土中重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的含量变化,利用年限分别为3、10、15、30和80年。研究结果表明,虽然红壤水稻土中不同的重金属元素含量的变化趋势有所差异,但总体上重金属元素含量随利用年限的延长而降低,并可能达到一个相对稳定的水平;施用未经处理的城市垃圾会导致水稻土中某些重金属元素含量明显升高;研究区的水稻土已发生Cd和Cu污染。     

耕作年限对水稻土有机碳分布和腐殖质结构特征的影响

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1 000、2 000 a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征,并利用红外光谱技术,探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明,耕作年限在50~2 000 a范围内,稻田耕作表层有机碳含量受耕作年限影响不大,随着耕作年限的增加,约30~60 cm深度土层中有机碳含量有升高趋势。稻田土壤0~40 cm土层和40~80 cm土层有机碳储量变化幅度(Δ)随着耕作年限的增加逐渐下降,表明早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力。100、500、1 000a水稻土耕作表层中,<2μm复合体的有机碳含量受耕作年限影响不大;随着耕作年限延长,<2μm复合体有机碳分配系数不断增大,10~50μm复合体有机碳分配系数则呈下降趋势。100、500、700 a水稻土胡敏酸的芳化度随耕作年限增加有所提高,500和700 a水稻土胡敏酸的脂肪族-CH2-、-CH3基团含量要高于100 a水稻土,胡敏酸的聚合程度基本上不受耕作年限影响。     

南方丘陵区不同母质水耕人为土发育速率的比较

如何度量水耕人为土的发育程度和发育速率是土壤发生学的一个难题。选择南方丘陵区3种常见母质(紫色砂页岩类坡积物PS、第四纪红黏土RC和红砂岩类坡积物RS)发育的水耕人为土时间序列作为研究对象,尝试利用属性距离和土壤发育指数来表征水耕人为土的发育程度,揭示母质对水耕人为土发育速率的影响。结果表明,水耕人为土剖面形态特征经定量后和属性距离一样能够表征水耕人为土发育的时间趋势,在指示水耕人为土的发育程度和估算发育速率上有重要意义。有机碳(SOC)、pH、黏粒含量和磁化率(MS)在计算发生层距离(HD)中贡献很大,而土壤颜色和湿结持性在计算发生层指数(HI)中起着重要作用。RC母质的土壤,土层较厚,颜色红,黏粒含量较高,保肥和保水状况好,土粒的黏结性和可塑性较好,SOC容易累积,发育速率最快。PS母质的土壤,土层较厚,细颗粒(黏粒+细粉粒,0.01mm)含量高,保肥和保水状况好,土粒有一定的黏结性和可塑性,SOC容易累积,发育速率次之。RS母质的土壤,黏粒和细颗粒含量均很低,土层薄,保肥和保水状况以及黏结性和可塑性差,SOC很难累积,发育速率最慢。母质对水耕人为土发育过程的影响可以通过影响其发育速率表现出来。研究同时显示,水耕人为土平均发育速率远较自然土壤快,并在人为培育下快速定向发育。但随着种稻年限的增加,水耕人为土的发育速率普遍下降,水耕人为土发育速率和成土年龄的关系大致符合对数关系。这种定量方法可以提高对水耕人为土形成过程的理解并能实现不同地区水耕人为发育速率的定量比较,有较好的使用前景。但此方法仍处于试验探讨阶段,有待更多的研究来验证和改进。     

母质对南方丘陵区水耕人为土理化性质演变的影响

基于时间序列系统分析了我国南方丘陵区三种母质起源的水耕人为土理化性质的演变,结果表明:成土母质可以决定黏粒与土壤有机碳(SOC)对人为水耕成土过程的敏感性,明显影响其演变特征。游离铁(Fed)对人为水耕的成土过程非常敏感,其迁移与转化主要受人为水耕成土过程影响,受成土母质影响很小;硅酸盐铁(Fet-Fed)对人为水耕的成土过程不敏感,但全铁(Fet)含量的分布主要受Fed的影响。黏粒的淋失会对土壤中元素的迁移与分布产生重要影响,造成SiO2相对富集和Al2O3相对亏损,在利用由Al和Si两种元素计算所得到的一些指标指示丘陵区水耕人为土的发育程度时一定要慎重;而TiO2在水耕人为土发育过程中相对稳定,可以作为稳定元素来指示水耕人为土演变过程中其他元素的迁移率。     

不同利用年限的红壤水稻土孔隙结构差异的图像分析

本文利用目前常用的土壤孔隙结构研究方法,获取了不同利用年限的红壤水稻土在风干状态下的孔隙结构图像,对孔隙结构特征的图像分析结果表明,随着利用年限的延续,孔隙结构逐渐改善,表现在孔隙面积逐渐增加,孔隙的孔径分布和孔隙在土体中的分布逐渐均匀,孔隙中大孔隙比重逐渐增大等方面。     

地表水影响下的水耕人为土形成速率初步研究

在区域土壤调查和排水采集器定位观测的基础上，结合模型方法，初步定量地研究了野外可辨别的氧化还原形态特征形成时间大约为１５￣２５年左右，根据铁的淋失速率确定了铁的分异程度与时间的关系，并对发育于第四纪红壤（普通简育湿润富铁土）的一个水耕人为土系列的相对水耕时间进行了定位。     

不同母质类型水稻土酶活性及其与理化性质的关系

将选自湖南双季稻区6种典型成土母质发育的水稻土置于长沙市郊同一生态条件下,通过7年定位池栽试验,研究了不同母质类型对土壤酶活性的影响以及酶活性与土壤理化性质之间的关系。结果表明：不同母质类型对土壤蔗糖酶活性的影响达到显著水平(P<0.05),对酸性磷酸酶、脲酶及过氧化氢酶活性的影响达到极显著水平(P<0.01)。主成分分析表明不同母质发育的水稻土酸性磷酸酶及脲酶作为综合评价土壤酶活性的指标要优于蔗糖酶及过氧化氢酶。6种不同母质水稻土土壤酶综合得分排序为：板页岩>河流沉积物>花岗岩>第四纪红土>紫色页岩>石灰岩。相关性分析表明,土壤蔗糖酶活性与有机质、全氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05)。脲酶活性与硝态氮、铵态氮含量呈显著的正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著的负相关关系(P<0.05)。酸性磷酸酶活性与速效磷含量呈显著正相关关系(P<0.05),与pH值呈显著负相关关系(P<0.05)。     

冬种绿肥和稻草全量还田对单季稻田土壤理化性质的影响

采用田间定位试验,研究了冬闲期种植绿肥和稻草全量还田对江汉平原单季稻田土壤理化性质和水稻产量的影响。试验设置稻草不还田水稻不施肥(CK)、稻草不还田单施化肥(NPK)、稻草原位焚烧还田+化肥(RSB+NPK)、稻草全量还田+化肥(RSM+NPK)、稻草不还田单独种植绿肥+化肥(GM+NPK)以及稻草全量还田+种植绿肥+化肥(RSM+GM+NPK),共6个处理。结果表明,与不还田的CK及NPK处理相比,RSM+NPK、GM+NPK和RSM+GM+NPK处理模式均有利于改善土壤物理性状和提高耕层土壤养分及有机质含量,其中多以RSM+GM+NPK处理增幅最大。RSB+NPK处理较CK处理显著提高土壤pH值、土壤有效磷和速效钾含量,但对土壤有机质、全氮和碱解氮含量影响不大。GM+NPK处理与RSM+GM+NPK处理稻谷产量近似,分别较NPK处理显著增加6.9%~11.7%和6.0%~13.4%,3年平均增加9.1%和8.7%,而RSM+NPK和RSB+NPK处理的稻谷产量3年里与NPK处理无显著差异。综合考虑,在江汉平原单季稻作条件下,以冬闲期稻草条带覆盖还田与种植绿肥配合还田为宜,可以改善土壤理化性质,显著提高水稻产量。     

稻田冬种绿肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨冬季种植绿肥作物改良土壤的生态作用, 以冬闲连作为对照, 通过连续8年的定位试验研究了冬种绿肥(紫云英、油菜和黑麦草)收获后翻压还田对后作水稻产量及土壤肥力的影响。结果表明: 连续8年冬种绿肥期间, 冬种绿肥各处理的水稻平均产量均高于冬闲对照, 但不同处理增产效果有所不同, 其中紫云英 早稻 晚稻处理增产效果最明显, 为10.48%, 其次是油菜 早稻 晚稻处理(7.31%), 黑麦草 早稻 晚稻处理的增产效果较差, 仅为5.76%。紫云英 早稻 晚稻处理的土壤pH和碱解氮含量最高, 与其他处理相比, pH增加0.58%~1.37%, 碱解氮增加6.59%~35.35%。黑麦草 早稻 晚稻处理的土壤有机质、有效磷、速效钾含量和C/N在各处理中最高, 分别较其他处理高2.99%~4.98%、19.25%~31.05%、16.97%~22.15%和0.97%~6.61%。相关性分析结果表明, 水稻产量与每穗颖花数、结实率、千粒重及土壤碱解氮、有效磷极显著相关(P<0.01), 与每穗粒数、有机质、速效钾显著相关(P<0.05), 而与穗长、有效穗数及土壤pH和C/N相关不显著; 水稻产量各构成要素与土壤养分之间的关系极为密切。综合来看, 稻田冬种绿肥有利于增加水稻产量和改善土壤肥力。     

水稻连续免耕抛栽对土壤理化和生物学性状的影响

于2005~2007年在双季稻田以翻耕处理为对照,研究了水稻连续免耕抛栽对土壤理化和生物学性质的影响。结果表明,稻田免耕1年(2季),有利于土壤物理性状的改善,随着免耕时间(3年6季)的延长,土壤物理性质变差。但免耕2年后,采用紫云英和稻草还田能降低免耕稻田的土壤容重,提高总孔隙度和非毛管孔隙度。免耕有利于土壤养分在表层土壤富集。土壤中三大类微生物总量免耕处理小于翻耕处理,免耕土壤细菌的数量增加,而放线菌和真菌的数量减少。土壤中脲酶活性增加,而过氧化氢酶和过氧化物酶的活性均降低。脲酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶的活性均与土壤有机质、全氮含量呈极显著相关,而过氧化物酶活性则与土壤全氮和速效钾含量呈极显著相关。该结果有水稻免耕抛秧栽培技术的推广应用的参考意义。     

起源于暗棕壤和红壤的水稻土有机质特性研究

土壤有机质是土壤的重要组成部分,其不仅对土壤的理化性质、肥力水平具有深刻影响,而且所包含的有机碳库动态与全球气候变化关系密切。农业土壤受人类活动的高强度干扰,其持有的碳库是全球碳库中最活跃的部分,对于维持全球碳平衡具有不可忽视的贡献[1]。水稻土是我国重要的农业土壤资源,地域分布广泛,其有机质含量是我国耕作土类中最高的,且固碳潜力显著大于旱地土壤[2]。在不同土壤类型和有机碳库的背景下,引起农业土壤碳库变化的关键因素不同[3]。我国地域广阔,南北气候和稻田耕作制度差异很大,不同区域水稻土的起源土壤存在明显的地带性。不同区域水稻土既具有长期人为利用下形成的一系列共性,又由于不同生物气候、母土、耕     

滨海沉积物发育的水稻土时间序列母质均一性判定与特性演变

时间序列方法是研究土壤发生特性演变的重要途径,而比较土壤变化的重要前提之一是序列中的土壤具有相同的起源,即具有母质的相对均一性。本研究根据史料记载中浙江慈溪海塘修筑年代估计出水稻土的耕作年龄,选择了植稻年龄约为50、300、500、700、1000a以及一个未垦滩涂剖面组成的一个时间序列作为研究对象。利用各种土壤属性参数对该时间序列的母质不连续性(或母质均一性)以及水稻土相对年龄进行了判定和验证。结果表明,时间序列的6个剖面虽然具有微小的差异,但其剖面内与剖面间母质来源相同。在水稻土母质不连续性判定中,去除黏粒的粉粒与粉粒中稳定元素Ti/Zr比值具有较好的指示作用。相对易变的土壤属性参数如碳酸钙、磁化率以及游离铁的剖面分异程度在水稻土相对年龄的判定中具有较好的指示作用。综合这些参数在时间序列中的演化趋势,发现500a剖面与整个序列的变化趋势不相符合,可能是利用历史的差异所致,在相关的性质演变研究中应该从序列中剔除。     

不同浸提剂对海南稻田土壤有效硒浸提效果比较

在海南定安县采集硒(Se)含量水平不同的3个代表性稻田土壤,结合水稻幼苗盆栽试验与黑麦草幼苗培养试验,用H2O(pH4.5)、0.5mol/LNaHCO3(pH8.5)和0.1mol/LKH2PO4三种浸提剂进行海南稻田土壤有效Se浸提效果的比较研究。结果表明:3种浸提剂提取的有效Se与植株累积的Se都呈极显著正相关,但H2O的提取能力弱。在水稻幼苗试验中,0.1mol/LKH2PO4与0.5mol/LNaHCO3相比,浸提时间短,测定的土壤有效Se的平均变异系数较小,且与水稻植株累积Se的相关系数较大,因此海南稻田土壤有效Se测定宜选0.1mol/LKH2PO4。     

红壤稻田土壤理化及生物学性状的动态变化特征

Rice production plays a crucial role in the food supply of China and a better understanding of the changes in paddy soil fertility and the management effects is of practical importance for increasing rice productivity. In this study, field sampling in a typical red soil region of subtropical China, Jiangxi Province, was used to observe changes in the soil physical, chemical, and biological properties in a cultivation chronosequence of paddy fields. After cultivation, clay (< 0.002 mm) content in the soil, which was 39% in the original uncultivated wasteland, decreased, to 17% in the 80-year paddy field, while silt (0.02--0.002 mm) content increased. Additionally, macroporosity increased and pore shapes became more homogeneous. Soil Ph generally increased. Soil organic C and total N content of the 0-10 cm layer increased from 4.58 and 0.39 g kg-1 to 19.6 and 1.62 g kg-1, respectively in the paddy fields after 30-year cultivation and then remained stable. Soil total P content increased from 0.5 to 1.3 g kg-1 after 3 years of rice cultivation, indicating that application of phosphate fertilizer could accelerate phosphorous accumulation in the soil. Total K content in the 0--10 cm soil layer for the 80-year paddy fields decreased by 28% compared to that of the uncultivated wasteland land. Total Fe and free Fe contents declined with years of cultivation. The bacterial population increased and urease activity noticeably intensified after years of cultivation. In this chronosequence it appeared that it took 30 years to increase soil fertility to a relatively constant value that was seen after 80 years of cultivation.     

Agricultural improvement of cultivated organic soils II. Effects of liming and deep cultivation on soil properties and root development

Abstract. The effect of liming and deep cultivation on soil properties and root development was investigated in two cultivated shallow fen peats resting on acid gyttja (lake mud) soils. Root growth was in general dependent on soil pH and aluminium content of the soil. A soil pH (H₂O) below 5 adversely affected roots and a pH below 4 severely restricted root growth. Liming of the topsoil or the subsoil and to some extent deep cultivation improved root growth. Increased rooting depth made it possible for plants to utilize soil water to a greater depth in the profile and to support a larger crop yield.