基于区域和亚类水平的中国水稻土氮储量空间分异格局研究

农田氮循环是陆地生态系统氮循环的一个重要环节,因此对中国水稻土氮储量及其空间变异特征的研究有利于了解农田土壤氮循环。本研究基于中国1∶100万土壤数据库和1490个水稻土剖面数据,在水稻土亚类和土壤大区水平上对中国水稻土氮密度和氮储量的空间变异特征进行研究。结果表明:中国水稻土平均氮密度为12.4Mghm-2;中国水稻土氮储量为569Tg。不同亚类水稻土平均氮密度以潜育型水稻土最高(19.7Mghm-2),漂洗型水稻土最低(8.71Mghm-2)。不同土壤分区氮密度最高的是西南区(17.4Mghm-2),最低则是南方区(11.5Mghm-2)。各亚类和区域间水稻土氮密度均有显著差异,但水稻土氮密度在各亚类间的变异大于各区域的差异,这表明水稻土地表水分状况对水稻土氮空间变异的影响程度较气候的影响大。     

孔隙结构对水稻土温室气体排放的影响

土壤结构影响水分和气体的运动和土壤生物活动,进而影响稻田温室气体排放.为探明土壤结构对水稻生长过程中温室气体排放的影响,选取江苏宜兴的湖白土和江西进贤的红壤性水稻土进行盆栽试验.设置不搅动(NP)、搅动(PD)和搅动后掰土回填(RP)3个处理.应用X射线CT成像技术分析不同处理土壤孔隙结构,通过静态箱法测定水稻生长过程...     

秸秆还田对水稻土微生物影响的研究进展

水稻土是我国主要农业土壤类型之一。水稻土的发生发育过程在"土壤-微生物-水稻"相互作用的系统中进行,生态系统功能很大程度上受微生物生物量、多样性和功能等特征所影响。施肥可影响土壤养分循环和土壤质量,同时也影响土壤微生物活性及其群落多样性。有机肥肥效持久,可增加土壤地力,符合现代可持续发展的理念。有机肥代替化肥已逐步成为国家需求之一。其中,秸秆是稻田重要的有机资源,直接还田是最经济可行,易于推广操作的综合利用方式。鉴于土壤微生物在稻田生态系统中的重要性和有机肥施用对农田土壤地力可持续性的影响,本文主要论述了当前国内外在有机肥料施用,特别是秸杆还田对水稻土中微生物生物量、群落结构、多样性和功能影响以及微生物生态效应研究的进展,并进一步展望了水稻土中主导秸秆降解的微生物群落在时空尺度上的变异性,为今后水稻土中有机肥的添加和农田资源化管理提供理论指导     

土壤电化学特牲的研究——Ⅰ.水稻土的电导与其肥力的关系

1.设计了一个在田间直接测定水稻土的电导的电导池,用以鉴别水稻土的肥力状况。根据条件试验,在水稻生长期间通常变动的水分含量范围以内,水分含量的差别可以不予考虑。土壤胶体本身的电荷在电导上的贡献也很小,所以一般也不必考虑。土壤含砂粒较多时,应该加以适当的改正值。2.根据大量的田间测定结果,在酸性的水稻土中,电导与肥力水平成明显相关。施肥的数量和种类对土壤电导发生显著的影响。由于水稻对养分的吸收,所以根际土壤的电导较根外为低,并且随着水稻的生长,而使土壤电导降低。3.酸性水稻土的干土渍水后电导的增加数值与土壤的肥力水平成正相关。这种电导的增加,基本上是由于有机质的分解所致。4.根据与化学分析的对照结果,土壤溶液的电导与阳离子的浓度成明显相关。在引起酸性水稻土电导的阳离子中,钙镁占90—95%,钾占2—8%,铁和铵的数量都在1%以下。5.作者根据研究结果,认为电导可以作为鉴别酸性水稻土的肥力水平的一个简便的综合性参考指标。     

温度对南方红壤和水稻土水分特征曲线影响差异性分析

为了研究温度变化对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机法测定南方红壤和水稻土在4,12,20,28,36℃温度条件下土体脱湿过程的水分特征曲线,并运用VG模型进行参数提取,探讨了温度对土壤当量孔径分布、非饱和导水率及水分扩散度等参数的影响。结果表明:相同水势条件下红壤和水稻土的含水率随温度增加而显著减少(P0.05),表现出4℃12℃20℃28℃36℃的关系,且同一温度下的红壤持水性能显著高于水稻土(P0.05);不同温度处理下红壤和水稻土的非饱和导水率以及水分扩散度均表现出20℃最高、36℃最小的显著差异性(P0.05),这表明土壤在20℃时的导水能力和入渗能力相对最佳,且同一温度下红壤的非饱和导水率和水分扩散度均低于水稻土;红壤和水稻土的饱和含水率θ_s、进气值相关参数α、形状系数n均随温度增加而缓慢减小,拟合参数随温度变化而差异显著(P0.05),这说明土壤水分特征曲线参数对温度有一定的敏感性。研究结果可为进一步探讨温度对南方土壤持水性能和水分运移机制研究提供合理的参考依据。     

土壤水分和植物残体对紫色水稻土有机碳矿化的影响

采用为期62.d的实验室恒温(281)℃培养方法,研究了土壤水分和植物残体对紫色水稻土有机碳矿化的影响。结果表明,紫色水稻土有机碳矿化速率在培养30.d后基本达到稳定,好气条件下土壤有机碳累积矿化量高于淹水条件,且差异达到极显著水平。用一级动力学方程对植物残体的矿化速率进行拟合表明,好气条件下,植物残体的分解速率常数(k值)大小顺序为蚕豆秸秆玉米秸秆水稻秸秆,而淹水条件则为水稻秸秆蚕豆秸秆玉米秸秆。水分状况和植物残体化学组分的差异影响紫色水稻土中有机碳的动态变化,最终导致碳累积矿化量差异。     

利用方式改变对水稻土发生学特性的影响

长期种植蔬菜和苗木改变了水稻土(水耕人为土)周期性的灌溉和排水的管理方式及土壤的水分、通气状况,因而对水稻土发生学特性产生了显著的影响。长期种植蔬菜和苗木,耕作层厚度增加,犁底层变薄;铁锰斑数量明显增加,氧化铁晶胶比明显提高;长期种植蔬菜还可引起土壤酸化。随着种植蔬菜等其它旱作时间的增加水稻土逐渐失去其原有的特性。但长期种植蔬菜是否已改变了土壤类型还有待于进一步研究。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质,而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视.本文系统综述了水稻土重金属污染的来源,重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响,并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向,指出:①加强水稻–重金属–微生物三者相互作用、相...     

水稻丰产的土壤环境及其调节

水稻土是我国的主要耕作土壤之一,在全国各个农业气候带和不同地形、母质及水文条件下,凡能通过人为措施以满足水稻对水分的要求,以及具有适于水稻生长发育的地区,都有水稻土的分布。而秦岭——淮河以南的亚热带和热带地区,水稻土的分布最为广阔。本文的内容主要是南方水稻土的初步研究总结。     

水稻土甲烷产生、氧化和排放过程的相互影响①——以水分历史处理为例

通过盆栽和培养试验研究了不同水分历史水稻土CH4产生、氧化及排放间的相互影响。水稻土CH4产生、氧化和排放皆受土壤水分历史条件的强烈影响,非水稻生长期土壤水分含量越高,随后水稻生长期CH4排放量越大,产生和氧化能力也越强。无论是水稻生长期平均值还是季节变化,CH4排放皆受CH4产生的显著影响。CH4产生量和排放量的相对差值很好地说明了各处理间土壤CH4氧化潜力的差异。水稻土CH4排放通量主要受CH4产生率,而不是CH4氧化潜力的影响,但CH4氧化能牵制CH4产生率对CH4排放通量的影响,水稻土这种自然调节CH4排放量的特性对减少稻田CH4排放具有重要的意义。     

水分状况对红壤母质中物质移动及稻麦生物量的影响

利用模拟土柱研究了红壤母质在淹水条件下物质的迁移规律及不同水分条件对作物生长的影响。土柱施加有机质淹水后,矿质元素活化,部分迁移出土体。物质的累积淋溶量序列为:Fe>Ca、SiO₂>K>Al、P、Mn、Mg,日渗漏量与Eh是影响物质淋溶的主要因素。主组元分析表明,淹水初期主要的土壤发生过程是矿质元素的活化与淋溶,硅铝的相对富集及土壤养分状况的改善。铁、锰的淋淀与水分关系密切。铁、锰在表层淋离,中下层淀积,这同自然状况下铁锰的淋溶淀积特点是一致的。     

苏南地区水稻土的合理耕作的研究

苏南地区传统的土壤耕作要求水稻移栽前耕层土壤“上有泥糊、下有团块”,认为泥糊有利于土壤的养分释放,团块有利于土壤通气^[2];而对于秋耕,力求达到耕层土碎、田面平整。为此,必须耕耙配套,因而每年化费的劳动和能量很大。七十年代以来,由于大面积发展双三制,耕作次数增多和溃水时间延长,难以实现晒堡,农民普遍反映土壤发僵,通气性变坏^[1,4,7],碎土更加困难。为了摸清传统土壤耕作制中存在的问题,探索合理的土壤耕作制,我们于1978-1979年在无锡等地进行了不同整地方法的田间试验,并就出现的问题进行了盆栽对比研究。     

土壤深层储水对小麦产量效应的研究

在黄土高原南部的陕西关中和晋南台塬区,广泛地流传一句农谚:“麦收隔年墒”。意思是说,冬小麦产量的高低取决于前一年雨季降水对土壤墒情补充和恢复的程度。这句简单的话是群众干百年来从事农业生产实践而总结出来的一条小麦生产的重要规律。远在五十年代,我们也发现,在春季干旱严重的年份,冬麦单产依然可以达到四、五百斤以上^[2]。     

土壤微生物量和土壤固定态铵的变化及水稻对残留N的利用

在小麦盆栽试验后的^15N标记土壤上,研究了水稻生长过程中土壤微生物量C、N和土壤固定态铵的变化及其有机无机肥料残留N的有效性,结果表明,土壤微生物量C随着水稻生长而逐渐增加,到收获时达到1378．6－1790．5mg/kg土;土壤微生物量N的变化与水稻吸收N素有关,开始时由于淹水使得土壤微生物N有所下降,但随后又有所增加;随着水稻的N的吸收增加,生物量N又下降,直到水稻成熟期又有所恢复。在整个水稻生长季节中,土壤固定态铵的含量变化不大,但其中的一些^15N仍与外界土壤中矿质N发生了交换,表明 些固定态铵对水稻仍有较高的有效性。     

关于水稻土形成特点的探讨——花斑状形态特征的形成

水稻土引人注目的形态特点是呈花斑状,这种形态特征是在基质色调的背景上由铁锰斑点,灰色胶膜与潜育斑镶嵌而成的。在进行水稻土剖面观察时,从远处看基本上是灰色或灰棕色色调,而在近处仔细观察,则不难看出在底色的背景上穿插着纵横交错的杂色斑纹。其镶嵌程度要比相应的起源土壤细致得多。这种形态特征,无疑同水稻土的形成特点有关系。     

南京近郊不同质地黄棕壤水分动态及其与杉木生长的关系

土壤水作为一个肥力因素,与林业生产有着密切的关系,许多国家的土壤学者都把它作为评价森林土壤生产力的关键因素之一^[6]。Zahner对于水分张力与林木生长曾作过详述^[7];而对于土壤有效水与杉木生长的关系,我国也曾有过报道^[3]为了进一步研究不同质地土壤的水分动态,近年来我们在南京近郊东善桥吉山附近本所幼龄杉木试验林,选择不同土壤质地的标准地,进行土壤含水量和杉木生长量的定位观察研究,以探索不同质地土壤水分动态与衫木生长的关系。现将试验结果叙述如下。     

土壤水分状况和质地对稻田N2O 排放的影响

１９９４年中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地和水分状况对稻田Ｎ２Ｏ排放的影响。结果表明稻田Ｎ２Ｏ排放主要受土壤水分状况的影响,淹水状态下,Ｎ２Ｏ排放很少,水分落于期间Ｎ２Ｏ排放量占水稻生长期Ｎ２Ｏ排放总量的８７．５０％～９８．６５％。土壤质地显影响稻田平均Ｎ２Ｏ排放通量,砂质土壤排放的Ｎ２Ｏ显或极显高于壤质和粘质土壤,水稻生长期砂质、壤质及粘质土壤的平均Ｎ２Ｏ排放通量分别为１３７．６３、８７．５４和６３．６μｇＮ２Ｏ－Ｎ／ｍ＾２．ｈ。     

非反应性物质在土壤中的迁移及其参数确定

采用一维对流－水动力弥散方程研究了非反应性化学物质在土壤中的迁移行为。通过实验研究了土壤团聚体大小和孔隙水流速对非反应物质在土壤中迁移的影响。结果表明,对流－水动力弥散方程能较好地预报氚（＾３Ｈ２Ｏ）的穿透英线和迁移行为,随着团聚体由小变大,＾３Ｈ２Ｏ在其土柱中的穿透曲线的溶质出流提前,而淋洗结果推迟,峰值变小,最佳拟合Ｄ值由小变大。流速增加,Ｄ值增大,扩散现象加剧,Ｄ和流速呈正比。这为进一步研究     

秸秆还田对稻田土壤溶液中溶解性有机质的影响

研究了麦秆不同方式还田、施用无机氮肥及不同移栽时间对水稻田土壤溶液中溶解性有机碳（DOC）、溶解性有机氮（DON）浓度的影响。结果表明，淹水后土壤溶液中DOC浓度在淹水初期明显增加，而后逐渐下降。添加麦秆这一有机物料，在水稻生长期前2个月内显著提高了DOC，对DON在一段时间内也表现出促进作用，其后差异不显著。施用无机氮肥降低了土壤溶液中DOC、DON浓度。DON的浓度与施肥量呈负相关。水稻推迟移栽，土壤溶液中溶解性有机质（DOM）均显著降低。     

土壤紧实度与土块分配对水稻生长的影响及耕作方法的调节

本文就苏南地区二种粘质水稻土的土壤紧实度和土块组成对水稻生长的影响进行了研究,并对不同方法耕作后耕层土块的组成状况进行了观测,结果指出:土壤紧实度和土块/细土比例的不同对水稻生长有明显的影响,土壤紧实度对水稻生长的影响是通过土壤对根的机械阻力,抑制土壤养分的转化及水分物理特性的改变所致;而土块组成的影响可能主要是影响土壤养分的转化。研磨细了的土壤转化成NH₄-N的量最高,土块大于1厘米者对NH₄-N的产生受到严重抑制,因此认为,春耕后耕层中小于1厘米的土块是评定春耕质量的一个重要指标,耕层土块大于8厘米时妨碍栽秧操作,8-4厘米者影响次之,1-4厘米者对栽秧无影响。对于要获得较小土块组成的耕作质量,旋转耕作效果最好,机耙最差,但土壤经过充分晒垡后,各种耕作方法均可获得较好的相同效果,这时,对合适机具的选择主要可从经济效益考虑。渍水条件下土垡经过挤压受损后,可使土块膨软,这或对土壤养分的释放有利,故一般用于春耕机具,只考虑其切割效果而不同时考虑挤压作用是不足的。