农田土壤压实过程及模型研究进展

农田土壤受到农业机械田间作业的影响发生压实板结,造成土壤孔隙率降低,容重和紧实度增大,限制水分入渗和根系生长,影响作物产量。随着我国农业机械化水平不断提高,土壤压实对农业可持续发展的影响引起了广泛的关注。本文通过文献调研,总结了土壤压实过程的国内外研究进展,对土壤压缩行为、压缩曲线与预固结压力的计算方法进行了梳理,综述了土壤压实机理和压实模型的发展历程和未来动向,可为推进农田土壤压实研究提供参考。     

铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩及回弹特性的影响

铁矿尾砂作为工业废弃物已经应用于农业生产，可以改善土壤结构；农业机械作业造成的土壤压实、破坏土壤结构是影响作物产量的主要原因之一。论文旨在探讨铁矿尾砂配施有机物料对褐土压缩—回弹特性的影响，将混有铁矿尾砂和有机物料的土壤以18%含水率培养一昼夜，按1.25 g/cm3容重装入土工试验专用环刀，采用快速固结试验方法，进行单轴压缩试验。结果表明，随铁矿尾砂施用量增加，在低应力时，土壤孔隙比减小量（?e）变大；在高应力时，土壤 ?e 变小。预固结压力值（Pc）和压缩指数（Cc）均随铁矿尾砂施用量增加而降低，Pc和Cc变化范围分别为72.91～119.30 kPa、0.445～0.720，二者均与有机质含量呈极显著正相关关系；与砂粒含量呈极显著负相关关系（P<0.01）。回弹指数（Cs）变化范围为0.0109～0.0169，与有机质及砂粒含量均无显著相关关系，有机物料是影响土壤回弹指数的主要因素。较对照相比，20%铁矿尾砂配施有机物料处理使压缩指数降低12.77%，预固结压力值和回弹指数分别提高6.93%和22.14%，降低压实风险。     

绿肥对土壤有机质的影响

本试验系与中国农科院土肥所合作进行的。     

机械压实对农田土壤性质及土壤侵蚀的影响研究进展

土壤是耕地的重要组成部分,也是农田生态系统的基础,健康的农田土壤对抵抗自然营力如风力、水力、风力等导致的土壤侵蚀至关重要。但随着近些年来农业机械的普及发展,农田土壤也遭受更严重的机械压实。机械作业过程中农田土壤遭受的压实对农田土壤理化性质及土壤生物产生不良影响,机械压实也使农田土壤抵抗侵蚀的能力受到影响,这种影响主要通过机械压实对土壤物理性质的影响间接实现。为明确农田机械压实的研究现状及压实对土壤侵蚀的影响机理,该研究概述了农田土壤机械压实的起因,阐述了机械压实对土壤性质的影响及其作用机理,讨论了机械压实间接影响土壤侵蚀的因素。总结发现,目前研究主要集中在机械压实对土壤性质的影响、土壤性质对土壤侵蚀的影响方面,鲜有研究机械压实对土壤侵蚀的影响机制。最后针对目前机械压实研究的不足提出了未来研究的方向,并探讨了农田土壤机械压实与土壤侵蚀之间的联系,以期将现有机械压实研究理论更好应用到实践,趋利避害,为国内农田土壤侵蚀防治提供参考。     

秸秆添加与土壤基质势对棕壤压缩回弹特性的影响

土壤板结是农田土壤退化问题之一,秸秆还田是提高土壤有机质含量、改良土壤的重要措施。但秸秆还田和土壤基质势对土壤板结的影响尚不明确。试验设0,3,5 g/kg 3个秸秆添加量处理,以及高(1 000 kPa)、中(100 kPa)、和低(10 kPa)3个土壤基质势处理。通过固结试验,测定不同处理的压缩曲线并计算压缩回弹特性指标。结果表明：秸秆添加量、土壤基质势及其二者间的交互作用对压缩曲线最大曲率、预固结压力值、压缩指数和回弹指数的影响都达到显著性水平。预固结压力值、压缩指数和回弹指数均随着秸秆添加量的增加而增大,而最大曲率则随着秸秆增加量的提高而降低。土壤基质势与压缩曲线最大曲率、预固结压力值和压缩指数均呈正相关关系。回弹指数随着土壤基质势的增加呈现先降低后增加的趋势。秸秆添加有助于提高土壤回弹和抗压缩特性。     

土壤活性有机质的研究进展

本文简要综述了土壤活性有机质及其应用的研究进展,包括活性有机质的概念及其测定方法、活性有机质与土壤养分供应、土壤理化性质的关系及其活性有机质在反映土壤肥力综合评价土壤质量等方面的应用。     

长期施肥对土壤有机质及生物学特性的影响

概述了国内外近年来关于长期施肥条件下土壤有机质与生物学特性等方面的研究成果,内容包括土壤有机质,腐殖质组成与性质,有机无机复合体,微生物酶等。     

溶解性有机质影响土壤吸附重金属的研究进展

溶解性有机质(Dissolved organic matter,DOM)由于含有羧基、羟基、羰基和甲氧基等活性功能团,能作为重金属在环境中的迁移"载体"或"配位体",通过与土壤中重金属之间的离子交换吸附、络合、螯合等一系列反应抑制或促进重金属在土壤中的吸附,影响重金属的沉淀、迁移转化和生物有效性,进一步影响生态环境安全和人类健康。因此,详细介绍了DOM尤其是外源DOM的来源、提取和组成,同时综述了溶解性有机质对土壤吸附重金属的影响及其影响机理的研究进展。     

土壤动物在土壤有机质形成中的作用

作为土壤生态系统重要组成部分的土壤动物,在土壤元素循环转化和迁移过程中发挥着重要的作用。土壤动物是凋落物分解的"微型粉碎机",通过体内"特殊转换器",影响土壤有机质的转化、腐殖质的形成。本文从土壤动物对地表枯落物分解入手,分析了影响土壤动物对凋落物分解的因素,土壤动物通过刺激土壤酶活性,与土壤微生物群落一起,加快土壤有机物的分解,促进土壤腐殖质的转化。旨在拓宽土壤动物生态功能,丰富土壤腐殖质形成机理学说,对保护土壤生物多样性、提高土壤地力、保障粮食安全具有重要的科学意义。     

土壤团聚体中有机质研究进展

团聚体和有机质是保持土壤结构和肥力的基础,二者相互作用,不可分割,前者是后者存在的场所,后者是前者存在的胶结物质。在现有资料中,分别以团聚体和有机质为主要研究对象的报道较多,而团聚体中有机质性质的研究较少。本文从土壤有机质物理分组与化学分组相结合的角度,介绍国内外有关土壤团聚体中有机质的数量和特性及其对农业措施的响应方面的研究进展,内容包括团聚体分组、数量和稳定性,团聚体中的有机质的数量、未分组有机质的性质和腐殖物质组分的性质,颗粒分组中的有机质数量和性质,团聚体-密度联合分组中的有机质的数量和性质,不同土地利用方式和长期耕作施肥对团聚体中的有机质的影响等。以期推动不同粒级团聚体和不同HS组分相互作用及其对土壤固碳和肥力贡献研究工作的开展,为探索土壤有机质物理保护与化学保护之间的关系,揭示土壤固碳和培肥机理提供依据。     

林火对土壤有机质的影响研究综述

火干扰被认为地球化学循环和土壤碳循环的主要干扰因素,主要包括森林火灾和计划烧除。就火干扰对土壤有机质的影响进行归纳总结,火干扰对土壤有机质的影响差异很大,主要取决于火灾类型、火强度、火干扰持续时间、可燃物特性、土壤类型、土壤含水率等,高强度火灾后土壤有机质显著减少、腐殖质急剧转化成溶解性物质,火干扰土壤中各粒度级碳含量增加、游离脂肪链的长度有选择性降低、土壤芳香烃和烷基大量增加、土壤腐殖酸与富里酸中的胡敏素数量增加,更高温度下胡敏素是残留在土壤中的主要有机成分,森林可燃物不完全燃烧后经过冷凝形成黑碳;森林火灾直接杀死部分菌类,改变土壤微生物结构和营养成分,通过核磁共振光谱比较腐殖质中的有机化合物,发现火干扰土壤的腐殖质羧基缺位。根据归纳现有研究现状,并提出今后的研究重点与方向。建立火干扰后土壤有机质连续跟踪调查研究机制,土壤有机质变异数据库,加强火干扰对土壤有机质影响机理的模拟研究。     

Role of Soil Organic Matter in Maintaining Sustainability of Cropping Systems

Soil organic matter (SOM) has long been recognized as an important indicator of soil productivity. The SOM refers to the organic fraction of the soil exclusive of undecayed plant and animal residues. It plays a crucial role in maintaining sustainability of cropping systems by improving soil physical (texture, structure, bulk density, and water-holding capacity), chemical (nutrient availability, cation exchange capacity, reduced aluminum toxicity, and allelopathy), and biological (nitrogen mineralization bacteria, dinitrogen fixation, mycorrhizae fungi, and microbial biomass) properties. The preservation of SOM is crucial to ensure long-term sustainability of agricultural ecosystems. Improvement/preservation of soil organic matter can be achieved by adopting appropriate soil and crop management practices. These practices include conservation tillage, crop rotation, use of organic manures, increasing cropping intensity, use of adequate rate of chemical fertilizers, incorporation of crop residues, liming acidic soils, and keeping land under pasture. Organic matter can adsorb heavy metals in the soils, which reduce toxicity of these metals to plants and reduce their escape to ground water. Similarly, SOM also adsorbs herbicides, which may inhibit contamination of surface and ground water. Furthermore, SOM also functions as a sink to organic carbon and mitigates carbon dioxide (CO₂) gas escape to the environment. Globally, soil organic matter contains about three times as much carbon as found in the world's vegetation. Hence, organic matter plays a critical role in the global carbon balance that is thought to be the major factor affecting global warming. Overall, adequate amounts of soil organic matter maintain soil quality, preserve sustainability of cropping systems, and reduce environmental pollution.     

农艺措施对土壤可溶性有机质的影响研究进展

土壤可溶性有机质(DOM)是土壤有机物中的高活性组分，在土壤养分的生物地球化学循环、重金属和有机污染物的迁移转化、土壤矿物质的活化及土壤肥力的保持等过程中发挥着重要作用。农艺措施可通过内外源同步作用显著影响土壤DOM的含量、组分及性质，本文综述了近年来相关研究中不同农艺措施下土壤DOM的变化，总结了不同耕作管理、种植制度、施肥措施以及新型土壤改良剂等对土壤DOM的影响。分析表明，免耕加秸秆覆盖方式可显著提高土壤DOM含量，与单一耕作相比轮作可提升土壤DOM含量，绿肥配施有机肥较单一化肥施用可显著改善土壤DOM的组成和结构，合理调控热解炭和水热炭等土壤调理剂的施用时间、施用量、C/N等性质可优化土壤DOM结构和性能。本综述分析了农艺措施对土壤DOM的影响效果及作用途径，指出了当前的研究热点和难点，并对未来研究方向进行了展望，可为今后合理的农艺措施管理和土壤健康调控提供科学指导。     

土壤有机质空间变异性及其驱动因素研究进展

土壤有机质是表征土壤质量的主要指标,在土壤肥力、环境保护和全球碳循环中发挥着重要作用。土壤有机质的主要特征之一是具有高度的空间异质性,这是土壤形成过程中自然因子和人为活动综合作用的结果。本文对土壤有机质空间变异性的研究方法进行了回顾,从非生物和生物两方面阐述了驱动土壤有机质空间变异的主要因素,分析了研究土壤有机质空间变异性尺度效应的重要性及相关成果。在此基础上,结合以往研究的特点和不足,从深层土壤有机质的空间变异性、森林土壤有机质的空间变异性、土壤有机质空间变异性驱动因素间的交互作用以及较大尺度下土壤有机质空间变异尺度效应四个方面,对未来的研究方向提出了合理化建议。     

土壤中溶解性有机物及其影响因素研究进展

溶解性有机物(DOM)是陆地生态系统中极为活跃的有机组分,是土壤圈层与相关圈层(如生物圈、大气圈、水圈和岩石圈等)发生物质交换的重要形式。它不但是土壤微生物最重要的能量与物质来源,影响微生物的新陈代谢,而且对土壤营养元素(如C,N,P)和污染物的化学活性与生物活性也有直接影响。因此,土壤中溶解性有机物的消长动态已成为当前农业生态学领域的研究焦点问题之一。本文综述了土壤中溶解性有机物的迁移转化规律和主要影响因素,并指出未来的研究重点应在以下几个方面:(1)土壤有机质性质对DOM释放的影响。(2)有机质对DOM数量和质量的影响(3)生物和物理化学因素对土壤中DOM吸附和解吸的影响(4)DOC、DON和DOP迁移转化的差异。     

国际土壤有机质研究概况和趋势——基于文献计量学分析

土壤有机质对土壤生态系统的健康发展有至关重要的作用。为厘清全球土壤有机质研究的脉络,作者利用WOS数据库结合Citespace软件分析了国际土壤有机质研究的相关概况,并对未来土壤有机质可能的研究方向提供参考意见。结果显示:全球土壤有机质研究正处在快速发展阶段,发文量最多、H指数最高和篇均被引最多的国家均是美国;发文量最多的研究机构是中国科学院,总被引频次最多的机构是美国农业部,H指数最高的是美国加州大学;发文量最多、总被均被引频次和H指数最高的科研学者均是Lal,篇均被引最高的学者是Six;从发文量和总被引频次以及H指数来看,《Soil Biology and Biochemistry》是最权威的期刊;全球土壤有机质研究的最新热点集中在土地利用方式、生物多样性、农业土壤、土壤污染和土壤呼吸作用等方向。未来全球土壤有机质研究可能会集中在土壤有机质对农业生态系统的影响、土壤有机质对环境污染的影响和土壤有机质结构及性质的分析三个方向。     

Problems and Limitations of the Dichromatometric Method for Measuring Soil Organic Matter Content: A Review

Eurasian Soil Science - The content of soil organic matter (SOM) is a fundamental characteristic of the humus status of soils. The dichromatometric method based on a significant variety of...     

土壤有机质测定方法述评与展望

有机质是土壤的重要组成部分,是判定土壤质量动态变化的重要标准。为了便于了解当前土壤有机质测定方法的优点和局限性,利于今后有机质研究和测定工具的开发,本文对当前测定有机质的方法,包括干烧法、湿烧法、化学氧化法、灼烧法和土壤有机质光谱测定法进行了阐述,分析了各方法的优缺点以及研究中适宜选择的方法,并对当今农业的需求和测定方法的不足,提出了研究无损、原位测量有机质工具的构想,展望了土壤有机质快速测定方法的发展趋势,以此为精准农业的实施和农业的可持续发展,提供基本的信息及建议。