猪粪等有机肥料中磷素养分循环再利用的研究

本文研究了有机肥料包括4种猪粪,两种半粪和鸡粪中磷素养分的含量。转化及水稻对它们的吸收利用特点。结果表明这类有机肥料中磷素的55—80%为无机态,它们和无机磷肥一样施入土壤后其磷素迅速被微生物(或化学)固定。盆栽试验表明,水稻能逐步吸收利用其中的磷素,且与对无机磷肥中磷素的吸收利用一样,于7月水稻生育旺期达到高峰,二者趋势甚为一致。有机肥施入土壤在分解过程中,用0.5mol L^-1NaHCO₃提取土壤,溶液中的活性有机磷不能用钼兰法直接比色测出,但可被作物迅速利用。有机肥与化学磷肥磷有效性相近,等效值接近1。但前者生产水稻干物效率要高,这与其中所含微生物、有机成分及多种营养元素有关。     

不同施肥条件下红壤旱地磷素形态及有效性分析

磷素是红壤地区农业生产的最重要的限制因素，因此红壤磷素形态与转化问题的研究，对红壤地区农业生产具有重要意义。用Hedley方法对不同施肥条件下红壤旱地土壤磷素形态进行了研究，结果表明：施磷肥能明显增加红壤各形态无机磷含量和大多数形态有机磷含量；红壤中，对植物最有效的树脂磷和碳酸氢钠磷含量很少，铁铝结合态磷和残留磷含量很多；对有效磷（Bray磷）贡献最大的磷素形态是碳酸氢钠无机磷、铁铝结合态无机磷和存在于土壤团聚体内表面的有机磷。这对于了解不同施肥条件对红壤旱地磷素有效性的影响、探索磷素消长规律、指导红壤旱地磷素管理等都有一定的理论和实践意义。     

外源草酸影响下植酸酶对土壤磷素的活化效果

通过室内培养,采用Hedley修正体系磷素分级的方法,阐述了外源草酸影响下,植酸酶对土壤中磷素的活化效果。结果表明:同时施入草酸与植酸酶处理可提高土壤有效磷含量,显著高于空白、单施草酸或植酸酶的处理。从磷素各组分看,同时施入草酸与植酸酶处理能够显著提高土壤中水溶态磷(H2O-P)、活性无机磷(NaHCO3-Pi)、中等活性无机磷(NaOH-Pi)和中等活性有机磷(NaOH-Po)含量,均随着培养时间的延长而不断上升,在第40 d上升至最大值,与空白对照比较,分别高37.76%,21.14%,15.52%,24.44%;草酸+植酸酶处理的土壤,除NaHCO3-Pi外,其他活性高的磷含量均高于植酸酶处理;施入植酸酶各处理的土壤磷石灰型磷以及残留态磷含量均低于空白对照及草酸处理,且随着培养时间的延长其含量下降,到第40 d开始逐渐趋于平稳,此时,草酸+植酸酶处理磷石灰型磷以及残留态磷含量分别比培养前降低了28.71%与32.56%。得出结论,在外源草酸影响下,植酸酶可使土壤磷由活性低的组分转化为活性较高的组分,从而提高磷素的利用率。     

定植3,13,34年热带胶园的土壤磷素形态变化和有效性研究

采用Hedley磷素分级方法研究了定植3，13，34年热带胶0－20cm深的土壤磷素形态，结果表明：在不施肥条件下，随着定植年限的增加，土壤磷素总量（∑P）基本保持不变，但土壤中的无机磷（∑Pi）增加了273％，有机磷（∑Po）降低了55％。并且发现，残留磷（Residual P）在长期耕作条件下是无铲的。由于土壤有机磷的矿化，使土壤磷素有效性水平降低。     

有机无机外源磷素长期协同使用对潮土磷素有效性的影响

【目的】 施入外源磷素是提升土壤有效磷的重要途径,不同磷源在土壤中的化学行为和存在形态对土壤磷素有效性起决定作用。研究有机无机外源磷素长期配合使用的协同关系及其对潮土磷素有效性的影响,可为合理减少磷肥施用,提高磷肥利用率和科学管理土壤磷素资源提供理论依据。 【方法】 本研究基于25年肥料定位试验,选取不施磷肥 (P0)、单施化肥 (FP)、化肥与有机肥配施 (FP+M)、化肥与秸秆配施 (FP+S) 四个处理,分析了化肥、有机肥、秸秆作为主要外源磷素长期协同使用对作物可持续生产能力、磷肥利用效率、施肥后效及潮土磷素形态和有效性的影响。 【结果】 连续处理25年后,P0、FP、FP+M、FP+S处理小麦产量变异系数分别为 49.0%、14.8%、17.2%、15.4%,玉米产量变异系数分别为 28.7%、27.1%、24.4%、23.2%,产量的稳定性均比不施磷提升,尤其是小麦产量稳定性显著增加;P0、FP、FP+M、FP+S处理产量的可持续性指数小麦依次为 0.23、0.62、0.60、0.64,玉米依次为0.45、0.47、0.53、0.52,施磷对小麦产量的可持续指数影响比玉米更大。FP、FP+M、FP+S处理的磷素累积生理效率分别为188.3、163.2和177.6 kg/kg,平均后效分别为1.30%、0.71%和1.16%,单施化肥磷素的效果高于磷肥配施有机肥、秸秆。长期不施磷肥,土壤无机磷各组分含量均降低,且主要消耗了土壤中无效态的O-P,P0处理减少的O-P占无机磷减少量的41.3%。长期投入化学磷素,降低了无效态磷的比例,但土壤对化学磷素的固定作用仍较强,FP处理Ca₈-P含量由12.0%提升到21.1%,无效态的O-P和Ca₁₀-P由77.7%减少为62.9%(占比仍超过60%),土壤Olsen-P由6.4 mg/kg提升到20.7 mg/kg。化学磷素与有机肥磷素协同使用可促使无效态磷向有效态磷及缓效态磷转化,提升土壤磷素有效性,FP+M处理Ca₂-P占比由2.0%提升到5.4%,缓效态的Al-P、Ca₈-P、Fe-P占比增加25.6个百分点,无效态的O-P和Ca₁₀-P占比减少29.0个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到51.8 mg/kg。秸秆磷素增加了具有缓冲作用的Ca₈-P含量,降低了无效态磷含量,提升了土壤潜在供磷能力,与FP相比,FP+S处理Ca₈-P占比增加7.9个百分点,Ca₁₀-P占比减少6.5个百分点,土壤Olsen-P含量由6.3 mg/kg提升到21.7 mg/kg。 【结论】 投入外源磷素均可显著提高作物产量、提升产量稳定性和产量可持续性指数。在小麦玉米轮作体系下,磷肥加秸秆最有利于维持土地的可持续生产能力。单施磷肥,磷素的后效和累积生理效率最高,但在土壤中的固定也高;有机无机磷协同使用可快速提升土壤磷素的有效性,对维持磷素组分结构和土壤质量作用显著;无机磷素与秸秆磷素协同使用对土壤磷素具有较强的激发效应,可减弱土壤对磷素的固定作用,提升土壤潜在供磷能力。      

调控措施对滨海盐渍土磷素形态及作物磷素吸收的影响

滨海盐渍化土壤存在磷素有效性低的问题。本试验采用根袋法盆栽试验,共设不施磷肥、常规磷肥、磷肥+生物质炭、磷肥+腐殖酸、磷肥+商品有机肥5个处理,分析不同调控措施对非盐渍土、轻度盐渍土和中度盐渍土有效磷含量、磷素形态以及大麦磷素吸收利用的影响。结果表明:①盐碱障碍降低根区内外土壤有效磷含量,表现为非盐渍土轻度盐渍土中度盐渍土。添加生物质炭能显著提高轻度、中度盐渍土根区内外土壤有效磷含量,较常规磷肥对照处理分别提高40.72%、84.80%。②盐碱障碍降低大麦产量,抑制地上部对磷素的吸收,不同调控措施均能促进盐渍土上大麦对磷素的吸收,提高磷肥利用率。轻度盐渍土上不同调控措施的增产效果不显著,中度盐渍土上添加生物质炭处理显著提高大麦产量,较常规磷肥对照处理提高63.20%。③盐碱障碍降低土壤活性无机磷、NaOH-Pi、NaHCO_3-Po、NaOH-Po比例,增加HCl-Pi比例。添加生物质炭处理能显著提高盐渍土活性无机磷比例,提高土壤磷的有效性。添加生物质炭和商品有机肥处理对中度盐渍土上HCl-Pi比例的降低效果优于轻度盐渍土。     

施用鸡粪后土壤磷的累积特征

根据不同方式计算鸡粪施用量,进行连续6茬蔬菜施用鸡粪田间试验,研究农田土壤中磷的累积特征。结果表明:土壤中全磷、树脂态磷、碳酸氢钠提取态磷、氢氧化钠提取态磷和稀盐酸提取态磷含量均随着鸡粪用量的提高而显著提高,且含量增幅随着种植茬数的增加而提高,故在生产实践中以作物需磷量配施鸡粪较优,否则由此所引起的土壤盈余磷素流失或淋失对地表水和地下水水质的潜在影响风险较大。     

珠江三角洲平原不同母质土壤磷形态分布及其有效性

选取珠江三角洲平原滨海沉积物、三角洲沉积物和河流冲积物发育的不同种植年限的农田,挖掘土壤剖面,采集不同深度土壤样品,采用Tiessen et al连续提取方法测定土壤不同形态磷含量,探讨成土母质对土壤磷形态分布及有效性的影响。结果表明:3种母质土壤磷形态均以无机磷为主,其中河流冲积物土壤无机磷最高(91.8%);无机磷以浓HCl提取态最高(21.9%～34.9%),有机磷以Na OH提取态最高(3.5%～7.9%)。随着种植年限的增加,3种母质土壤中稀HCl提取态无机磷、浓HCl提取态有机磷占全磷比例和磷活化系数均呈下降趋势,残留态P占全磷比例呈上升趋势;3种母质土壤中Na HCO3、Na OH提取态磷占全磷比例和土壤磷活化系数在土壤表层较高,而稀HCl提取态无机磷和残留态P占全磷比例在土壤剖面底层较高。通径分析表明,Na HCO3提取态无机磷对土壤磷活化系数影响最大。不同母质土壤剖面磷形态具有分异规律,长期种植降低了土壤磷的有效性。     

不同调理剂施用对富磷土壤磷素吸收及其形态变化影响

针对集约化设施土壤中磷素过度累积,本文开展盆栽试验,探究不同类型土壤调理剂施用对糯玉米干物质积累、磷素吸收及土壤磷素形态变化的影响。结果表明,生物质炭70%+明矾30% 处理玉米的长势最好,其盆干生物量最高为44.6 g/plant,显著高于对照处理19.57%。土壤总磷和水溶性磷含量在施用调理剂后与种植前相比均有不同程度的降低。在土壤无机磷组分变化方面,明矾100% 与生物质炭100% 处理均提高了缓效性磷源的含量,生物质炭70%+明矾30% 处理显著提高了速效性磷源含量。生物质炭70%+明矾30%、生物质炭30%+腐植酸30%+明矾30% 处理可以有效抑制土壤碱性磷酸酶的活性,同时抑制土壤有机磷素的矿化。综合来看,生物质炭70%+明矾30% 处理在释放土壤潜在性磷源、提高土壤速效性磷源、促进作物磷素吸收、提高作物干物质量积累等方面的综合表现较好。     

未开垦干扰黑土土壤磷素形态垂直分布特征

以典型黑土区未经干扰的天然次生林土壤为研究对象,采用修正的Hedley分级方法,研究了0~190 cm土壤剖面中不同磷素形态的分布特征。结果表明:未开垦干扰黑土土壤剖面有机磷含量高于无机磷,不同形态磷素含量以中活性有机磷Na OH-Po比重较大,占土壤全磷总量的50.78%,而活性磷H2O-Pi、Na HCO3-P含量及分别占土壤全磷总量的比重较低;垂直空间上,土壤各磷素形态含量以0~10 cm土层含量显著高于其他土层(P0.05),并且除Na OH-Po除外,其他磷组分随土壤深度的增加均表现为0~70 cm土层范围内逐渐降低,之后先增加后下降的一致性变化规律;相关分析表明,不同形态磷素与土壤有效磷均呈显著的相关关系,均可以作为植物吸收利用磷素的重要来源,其中Na HCO3-Pi、Na OH-Pi和Na OH-Po对有效磷的贡献较大。研究结果可为黑土区土壤磷素有效性评价提供本底值参考。     

土壤侵蚀与土壤肥力

对土壤侵蚀与土壤肥力概念进行了阐述,分析了两者之间的关系,指出土壤侵蚀与土壤肥力之间的作用是相互的,侵蚀造成土壤肥力的丧失,而土壤肥力的丧失反过来又加剧侵蚀作用的加强.在此基础上,提出了治理土壤侵蚀和培育土壤肥力时应注意的问题与治理方法.     

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。     

粗质地土壤坡度和前期含水量对土壤侵蚀的影响

利用野外模拟降雨试验,研究了粗质地土壤裸地和苜蓿地在不同坡度(5°,15°,25°)、不同前期含水量(低、中、高)条件下坡面降雨产流、产沙的过程及其特征,以此探究该区退耕还草效益。结果表明:3种坡度条件下裸地和苜蓿地的产流过程在不同前期含水量下均为先增大后趋于稳定,不同坡度之间的径流量差异不显著,但泥沙流失量随着坡度的增大而显著增加,在降雨过程中先增大达到峰值趋于稳定波动,裸地的波动幅度大于苜蓿地。2种处理的前期含水量对径流量以及平均入渗率的影响均达显著水平,裸地在相同的坡度下,前期含水量由低水平增加到中水平、低水平增加到高水平,径流量分别增加38.2%~52.8%,39.7%~42.8%,苜蓿地径流量分别增加27.3%~77.8%,45.5%~91.1%。坡度对泥沙流失量及含沙率影响显著,在相同的前期含水量下,裸地由5°增加到15°,15°增加到25°的泥沙流失量分别增加96.3%~268.7%,6.9%~40.3%,苜蓿地的泥沙流失量分别增加81.1%~384.2%,61.7%~169.9%。在相同坡度和前期含水量下,苜蓿地的径流量和泥沙流失量均显著低于裸地。研究结果表明粗质地土壤前期含水量和坡度显著影响坡地土壤侵蚀过程和总量,植被不但因为冠层拦截而减少径流,而且因为耗水量增加,降低了土壤前期含水量而减水减沙。     

水土保持与土壤质量评价

辨析了土壤侵蚀、水土流失和水土保持的概念和内涵。分析了水土保持与土壤质量的关系,认为水土流失会造成土壤的土层薄化、养分循环失衡、劣质化和贫瘠化、以及砂质化和砾质化,反之,土壤质量下降会降低土壤抗冲性和抗蚀性,进一步加剧水土流失,水土保持可以有效地改良和保持土壤质量。综述了土壤质量评价的研究进展,提出水土保持需要从保持土壤质与量的角度,在进一步弄清楚土壤质量演变过程与机理的基础上,尝试选择和建立适合的土壤质量指标与评价方法,并进行土壤质量动态监测与预测预警及对策的研究。     

苏打盐碱化土壤pH与团聚体中球囊霉素相关土壤蛋白含量的关系

球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)在土壤团聚体形成中起重要作用,与土壤团聚体稳定性正相关。土壤盐碱化破坏土壤结构,降低土壤中GRSP含量,但影响多大尺寸团聚体GRSP含量并不清楚。本文采集45个松嫩盐碱化草地土壤样品,通过干筛法分离出直径0.25、0.25~1和1~2 mm 3种不同粒级团聚体,采用Bradford法测定土壤中GRSP含量,并测定土壤盐碱化指标,经Pearson相关分析和前向选择变量多元线性回归分析,结果显示:土壤pH显著影响各粒级团聚体总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量和难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)含量,二者存在显著负相关关系,特别是0.25~1 mm粒级团聚体DE-GRSP含量与土壤pH存在极显著负相关关系,可解释22.3%的DE-GRSP含量变化。土壤pH、电导率、碱解氮和有效磷对各粒级团聚体易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)影响不显著。结果表明土壤苏打盐碱化影响0.25~1 mm团粒结构中较稳定的DE-GRSP含量,可能对土壤团聚体胶联和土壤碳存储产生负影响。     

黑土坡耕地土壤侵蚀对土壤性状的影响

黑土作为东北地区主要的耕作土壤,其结构性状对土地生产力影响极大。土壤侵蚀使肥沃的黑土层减薄,土壤理化性状不同程度地受到破坏和影响。根据黑土侵蚀现状,对不同侵蚀程度黑土坡耕地的养分状况、土壤田间持水量和渗透速度、抗蚀抗冲性能指标的测定分析发现,黑土侵蚀程度由轻度到重度,土壤有机质等养分含量越来越低;土壤蓄渗水能力逐渐减小;土壤抗蚀抗冲性能亦逐渐降低。黑土坡耕地土壤侵蚀程度的加剧,使得土壤有机质含量减少,保肥供肥能力降低,土壤黏度加重,结构变劣,保水能力减弱,影响农作物的生长发育,势必对我国东北黑土区商品粮基地的重要地位构成严重威胁。     

不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移

土壤侵蚀过程中,土壤团聚体的迁移反映了团聚体的破碎程度及径流的搬运能力,直接影响着侵蚀强度.以东北典型薄层黑土区耕层土壤为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究裸露休闲、纱网覆盖与秸秆覆盖3种地表条件下不同粒级(>5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和<0.25mm)土壤团聚体的迁移特征.结果表明:(1)纱网覆盖与秸秆覆盖具有削减径流和抑制侵蚀的作用,其中抑制产沙作用更明显,减沙率分别为75%和99%以上;(2)3种地表条件下,<0.25 mm团聚体是主要的流失粒级,其占到团聚体流失总量的50%以上;各粒级流失量均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖;(3)纱网覆盖和秸秆覆盖下的团聚体粒级分布与裸露休闲的相比,差异较为明显的均是<0.25 mm粒级,该粒级流失量较裸露休闲的分别减少74.62%和99%;秸秆覆盖与纱网覆盖之间差异明显的是<0.25 mm与1～5 mm粒级,流失量较纱网疆盖的分别减少97.81%和86.03%;(4)秸秆覆盖下团聚体平均重量直径表现为最大;分形维数和平均重量比表面积均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖.     

红壤和紫色土抗侵蚀性指标的计算方法研究

以长江流域主要侵蚀性土壤——红壤和紫色土为研究对象,以土壤可蚀性K值作为土壤抗侵蚀性指标,采用通用土壤流失方程计算得到人工模拟降雨试验下红壤和紫色土的抗侵蚀性指标,分别为0.325 2和0.276 3。应用侵蚀—生产力评价模型（EPIC）,根据上述两种土壤的理化性质计算其土壤抗侵蚀性指标,分别为0.313 8和0.266 8。分析比较这两种方法得到的土壤抗侵蚀性指标,最终得到侵蚀—生产力评价模型（EPIC）的修正系数（1.04）。     

旱地红壤与红壤性水稻土水分特性分析

对低丘红壤地区红壤性水稻土(黄筋泥田)和旱地红壤(黄筋泥)及不同利用方式下土壤的持水和供水特征进行了研究.结果表明,与红壤性水稻土相比,旱地红壤持水供水能力弱;红壤性水稻土各样品之间持水和释水能力的差异与有机质的变化相似,在红壤地区,培肥土壤有利于提高土壤抗旱能力,土壤利用方式不同改变了土壤孔隙的分布状况,使旱地红壤在低吸力段土壤的水分特征存在明显差异.     

Lead Bioavailability in Soil and Soil Components

Water, Air, & Soil Pollution - The use of enhanced-flushing technologies has emerged as a promising technique for the remediation of sites contaminated with immiscible liquids. An important...