中国稻田土壤有机质时空变化及其驱动因素

【目的】评价中国稻田土壤有机质时空变化特征,为提高耕地质量,应对种植结构调整及气候变化等提供支撑。【方法】基于1988—2017年开展的338个国家级定位监测点,分析稻田耕层土壤有机质含量变化特征、驱动因素以及对土壤容重影响。【结果】近30年全国稻田耕层土壤有机质平均提高了3.49 g·kg-1,年均增速0.09—0.12 g·kg-1。稻田耕层土壤有机质含量年均增速高低依次为东北、长江下游、长江中游、华南和西南。目前,全国稻田耕层土壤有机质平均含量32.4 g·kg-1,从高到低依次为长江中游、华南、东北、西南和长江下游。气候、土壤类型、氮肥投入以及种植制度等对土壤有机质产生影响。西南稻区和高纬度的东北稻区,稻田土壤有机质含量与年均气温显著负相关(P0.05),东部地区和低纬度的地区稻田土壤有机质含量与年均气温显著正相关(P0.05)。潜育型水稻土有机质平均含量显著高于其他类型水稻土。合适的氮肥投入量(200—300 kgN·hm~(-2)·a-1)有利于土壤有机质累积。土壤容重及耕层深度与土壤有机质存在显著响应关系(P0.01)。【结论】我国稻田耕层土壤有机质含量整体呈上升趋势,年均增速呈现从南到北依次增加的趋势。年均气温和降水量,土壤类型,氮肥用量和种植制度等管理措施是区域土壤有机质含量分异的主要驱动因子。     

九三农场不同开垦年限农田黑土养分分析

研究了九三农场不同开垦年限黑土有机质、全氮、全磷、碱解氮,速效磷和速效钾的含量变化。结果表明,开垦年限对土壤平均养分含量有一定的影响。有机质,全氮和速效磷含量变化趋势一致,均随开垦年限的增长而不断降低。有机质平均值从112.0 g.kg-1(荒地)下降到26.9 g.kg-1(开垦后40年),下降了75.90%;表层全氮含量由7.41 g.kg-1下降到2.23 g.kg-1,下降了69.90%。速效磷含量下降了90.59%。有机质和全氮含量均在开垦初期下降速率较大;全磷含量呈现出先下降后增高的趋势,土壤平均全磷含量以第5年为分界点,但在各个粒级上分界点有所变化;碱解氮含量随开垦年限显著增加;速效钾在第2年下降了42.72%,之后趋平。     

保靖县耕地土壤有机质现状及其差异性

运用数学统计分析方法,以2006年测土配方施肥项目所测保靖县耕地土壤有机质数据进行分析,研究了保靖县耕地土壤有机质现状及其差异性。结果表明:保靖县耕地土壤有机质(SOM)为较丰富水平,平均含量为25.27 g/kg。除县域中西部大部分区域耕地土壤有机质含量处于较低水平外,北部和南部地区耕地土壤有机质含量基本处于中等偏上的水平。水稻土不同亚类土壤有机质含量状况是:潴育水稻土>潜育水稻土>淹育水稻土>漂洗水稻土;石灰土不同亚类土壤有机质含量状况是:黑色石灰土>红色石灰土>淋溶红色石灰土;山地垂直带不同亚类土壤有机质含量状况是:暗黄棕壤>黄壤性土>典型黄壤>黄红壤>红壤性土。     

安徽省几种不同母质发育的稻田土壤氟含量及其影响因素

通过对安徽省6种不同母质上发育的水稻土采样分析,研究了水稻土中氟含最及其与土壤性质的关系.结果表明:供试水稻土全氟含量为274.3～631.5 mg·kg-1,平均为456.8 mg·kg-1,水溶件氟含量为0.64～9.51 mg·kg-1,平均为4.13 mg·kg-1.土壤氟含量主要与成上母质和幕本性质有关.土壤中黏粒含量是影响土壤全氟含量的主要冈素,与十壤伞氟含量之间呈极显著正相关关系.土壤水溶性氟含毋主要受土壤酸碱度与有机质含量的影响,与pH存在极显著正相关关系,与有机质呈极显著负相关关系.主成分分析结果表明,影响水稻土全氟含量的主要因素为土壤质地,而土壤pH和有机质等化学性质足影响水稻土水溶性氟含量的主要因素.从水溶性氟含量考虑,供试水稻土多处于氟污染水平,可能会对人体健康和生态环境安全产生影响.     

长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质及碳库管理指数的影响

【研究目的】以长期定位试验点的红壤性水稻土为研究对象,探讨长期不同施肥制度对红壤性水稻土活性有机质和碳库管理指数的影响。【方法】采用3种浓度的KMnO4(33、167、333mmol/L)氧化法测定土壤高活性有机质、中活性有机质和活性有机质3部分含量。【结果】研究表明:红壤性水稻土中的活性有机质以中活性有机质为主。连续种植25a水稻后,CK处理的土壤活性有机质含量降低,CMI(碳库管理指数)下降。各施肥处理的土壤有机质、活性有机质组分含量和碳库管理指数均有所增加,CMI以NPK RS处理上升最大,NK处理最小。土壤活性有机质含量和CMI的增幅大于土壤总有机质的增幅,水稻产量与CMI的相关性达到极显著水平。【结论】长期化肥与有机肥、稻草配合施用能明显增加红壤水稻土活性有机质组分和水稻产量。CMI可以作为评价土壤质量的指标。     

福建省红黄壤利用改良区划要点

根据红黄壤利用改良区划的原则与分级标准,把福建省划分为两个土壤地带、四个地区和八个土区,即:Ⅰ中亚热带红壤黄壤地带Ⅰ_1武夷山-戴云山-鹫峰山山地红壤、黄壤、水稻土,林、粮、茶地区。Ⅰ_1(1)闽东北中山山地红壤、黄壤、黄泥田,改低、防蚀区。Ⅰ_1(2)闽西北中山山地黄壤、红壤、冷浸田,改低、培肥区。Ⅰ_1(3)闽北低山山间盆地红壤、冷浸田、潮泥田,改低、培肥、防蚀区。Ⅰ_1(4)闽中中山红壤、山地黄壤、黄泥田,综合治理区。Ⅰ_1(5)闽西南中山河谷盆地红壤、山地黄壤、紫色土、黄泥田,改低水土保持区。Ⅰ_2闽浙东部滨海丘陵平原红壤、水稻土、盐土,粮、茶地区。Ⅰ_2(1)闽东滨海丘陵平原红壤、乌泥田、黄泥田、埭田,防旱、培肥、水土保持区。Ⅱ南亚热带砖红壤性红壤和红壤地带Ⅱ_1东南沿海砖红壤性红壤、红壤、水稻土,粮、经作、热作地区。Ⅱ_1(1)闽东南滨海丘陵平原砖红壤性红壤、乌泥田、埭田、赤砂土,水土保持、培肥、防旱区。Ⅱ_2闽粤低山丘陵砖红壤性红壤、红壤、水稻土,粮、林、经作地区。Ⅱ_2(1)闽东南低山丘陵砖红壤性红壤、红壤、赤砂土、潮泥砂田,防湿、防旱区。     

不同灌溉方式对有机肥碳矿化及土壤活性有机质含量影响

用测定有机碳矿化速率及土壤活性有机质含量变化的方法,探讨有机质含量与活性有机质含量的相关性,研究不同灌溉方法对保护地土壤有机质积累-矿化的影响.结果表明:在有机肥施人保护地土壤的90d内,有机碳矿化率沟灌为42.94%-47.19%,滴灌为48.51%-53.54%,渗灌为42.04%-45.77%,其大小顺序为滴灌>沟灌>渗灌;而同一灌溉处理有机肥有机碳矿化率为:2g·kg-1土>4g·kg-1土>6g·kg-1土>8g·kg-1土.活性有机质含量变化也因灌溉方式及有机肥用量而异,滴灌与渗灌处理的活性有机质含量变化趋势相似,沟灌则与滴灌、渗灌有较大差异;就有机肥用量而言,某一时间的活性有机质含量为:8g·kg-1土>6g·kg-1土>4g·kg-1土>2g·kg-1土.灌溉方式与有机肥用量对活性有机质含量的影响差异极显著,且灌溉方法与有机肥用量之间存在交互作用.     

宜昌地区土壤有机质的空间分布及演变特征

对宜昌地区13个典型土壤剖面土壤有机质进行了测定和统计分析。结果表明,宜昌地区土壤有机质表现出显著的空间变异性。在水平分布上,西部高山区土壤有机质最为丰富,高山棕壤土0～10 cm土层有机质含量可达到77.72 g/kg;中部低山丘陵区土壤养分缺乏,尤其是耕种后的红壤土0～10 cm土层有机质含量仅有2.83 g/kg;东部河谷平原区土壤有机质相对较高,水稻土表土层有机质含量为27.10g/kg。在垂直分布上,大多土壤剖面有机质都表现出显著的表聚性,并且黄棕壤、棕壤2种地带性土壤以及非地带性土壤中的潮土表现出明显的从表层往下有机质依次递减的规律。近30年来,宜昌地区土壤有机质整体上出现一定的退化特征,其中黄壤与红壤的退化特征尤为明显,0～10 cm土层有机质分别下降39.9%和54.7%。     

五十年来宁波市耕作土壤有机质时空变异研究

为明确宁波市土壤有机质的长期变化情况,通过历史资料和近年实施测土配方施肥项目时所采集的5 704个土样,分析比较研究了五十年来宁波市耕作土壤有机质的时空变异特征。结果表明,宁波市耕作土壤有机质含量先从1958年第一次土壤普查时的22.4 g·kg-1极显著(P0.01)增加到1980年第二次土壤普查时的34.8 g·kg-1,增加了55%;但到2008年又极显著下降至31.0 g·kg-1,降低了10.9%。分析认为,耕作制度和施肥结构的改变是引起土壤有机质变化的主要原因。宁波市耕作土壤有机质在各土壤分布区中的变化趋势为水网平原丘陵山区河谷平原滨海平原,这主要与土壤耕作的历史长短、水文以及因海拔升高而引起的气候变化有关。     

黄土高原沟壑区不同利用方式与坡位下土壤养分状况研究

以长武北部黄土高原沟壑区为代表,研究了不同利用方式及坡位下的土壤养分状况和变化特征。该地区土壤有机质平均含量为11.2g·kg-1,属于中等水平。全氮含量平均为0.9g·kg-1,达到中等偏高的水平。有机质、全氮和碱解氮在地形部位上表现出塬面>坡地>河滩地的变化趋势。农田和果园的土壤有机质和氮素水平相当,随着果园种植年限的增加,土壤有机质和氮素有下降趋势。土壤速效磷达到中等偏高水平,速效钾达到了高肥力水平,在不同地形部位上表现为河滩地>坡地>塬面。土壤速效钾、速效磷为果园土壤高于农田土壤,且随着果园种植年限的增加土壤速效钾、速效磷有累积趋势。     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

营养型土壤改良剂对酸性土壤的改良

营养型上壤改良剂施入3种不同理化性状和不同肥力水平的酸性土壤进行恒温培养，20和40d后，测定土壤的pH值以及交换性酸总量、H^ 、K^ 、Na^ 含量。试验结果表明，营养型土壤改良剂提高了土壤的pH值，降低了土壤中交换性H^ 和AP^ 含量。说明营养型土壤改良剂对酸性土壤具有明显的改良作用。