亚热带耕地土壤酸化程度差异及影响因素

准确揭示区域耕地土壤酸化程度及其原因对于耕地质量提升和农业可持续发展具有重要意义。本研究利用地处亚热带的福建省1982年36 777个和2008年236 445个耕地表层土壤调查样点属性建立的1∶25万耕地土壤数据库,借助GIS技术与灰色斜率关联分析模型探讨了26年间全省耕地土壤酸化程度及其原因,为省域耕地土壤酸性调控提供科学依据。结果表明:1982—2008年间福建省67.60%的耕地土壤发生不同程度酸化,其中强度、中度和弱度酸化面积分别占全省耕地总面积的0.83%、18.26%和48.52%。就行政区域差异而言,强度酸化耕地主要分布在龙岩市,占全省强度酸化耕地总面积的86.88%,其次为泉州市,占比为8.39%;中度酸化耕地主要分布在南平市、龙岩市和泉州市,分别占全省中度酸化耕地总面积的29.88%、18.10%和16.94%,弱度酸化耕地则遍布全省各县市区。从土壤类型差异来看,潜育水稻土、渗育水稻土和酸性紫色土亚类的酸化面积比例较大,分别占相应亚类总面积的82.87%、72.37%和69.20%;但渗育和潴育水稻土亚类的酸化程度较为严重,强度、中度和弱度酸化的渗育和潴育水稻土面积分别占全省耕地相应酸化程度总面积的98.94%、84.51%和87.36%。从土地利用类型差异分析,水田和水浇地的酸化面积比例较高,分别占相应利用类型总面积的70.35%和60.78%。灰色斜率关联分析模型分析表明,1982—2008年间酸雨、高温多雨气候及化肥大量施用是引起福建省耕地土壤酸化的主要外因,故严控工业含硫等酸性废气排放进而控制酸雨和合理调整施肥结构是减缓全省耕地土壤酸化的必要途径。     

1984年以来广东水稻土pH变化趋势及影响因素

利用广东省1984年以来的长期定位监测数据,对全省20多年来的水稻土pH变化趋势进行了分析。结果表明:1984年以来,全省水稻土整体呈现明显的酸化趋势,期间水稻土pH下降了0.33单位,强酸和酸性土壤的分布频率呈明显的上升趋势,分别增加了3.2%和21.9%;珠三角地区的水稻土pH下降了0.54单位,明显高于其他区域。单施化肥使土壤pH降低,而长期坚持化肥结合有机肥施用可以提高土壤抵抗酸化的能力,提高水稻土pH。重化肥而轻有机肥是导致广东省水田土壤pH下降的主要原因,同时日益严重的酸雨也是加速土壤pH下降的重要因素。今后应重视施用有机肥,减缓水稻土的酸化进程。     

福建耕地土壤磷素富集空间差异及其影响因素

利用1∶250 000福建省耕地土壤类型空间数据库以及1982年1 676个和2008年200 322个耕地土壤调查样点数据资料,借助GIS技术与灰色关联分析模型,探讨了26年间研究区耕地耕层土壤有效磷富集程度空间差异及其影响因素。结果表明:26年来福建省耕地土壤有效磷呈明显富集趋势,全省92.81%的耕地有效磷处于不同程度富集状态,有效磷平均富集量和年均富集率分别高达24.38 mg?kg-1和10.01%,并呈较明显的空间差异。地处南亚热带的厦门市耕地有效磷富集程度最大,中亚热带的南平市富集程度最小;有效磷富集程度较高的土类为紫色土、潮土、水稻土和赤红壤,较小的土类为滨海盐土和石灰土;富集程度较大的亚类包括淹育水稻土、灰潮土和漂洗水稻土,较小的亚类包括棕色石灰土和滨海盐土。研究区耕地土壤磷素富集及其空间差异主要受年均磷肥施用量、p H、年均气温和土壤黏粒含量显著影响,灰色关联系数0.722。根据研究区耕地土壤磷素富集程度及其空间差异制定磷肥优化管理措施是十分必要的。     

扬州市耕地土壤pH值30年演变及其驱动因子

【目的】土壤pH值是衡量耕地质量的重要指标,开展江苏省扬州市30年来种植制度、耕作制度、施肥、降雨等对耕地土壤酸化影响的研究,为预测和控制土壤酸化提供科学依据。【方法】调查了1984年、1994年、2005年、2014年四个时期耕地土壤pH、成土母质、土壤类型、土壤有机质含量,以及各时期的耕作制度、种植制度、降雨量和施用化肥品种和数量。数据来源于1984年第二次土壤普查的农化样点（4107个）、1994年的土壤普查点（2862个）、2005年土壤养分调查点（4018个）、2014年土壤养分调查点（6009个）,共16996个。参照《中国土壤》对我国土壤酸碱度分级指标将扬州市耕地土壤pH分为5级,分别为Ⅰ级（ 7.5）、Ⅱ级（6.5~7.5）、Ⅲ级（5.5~6.5）、Ⅳ级（4.5~5.5）、Ⅴ级（ 4.5）。应用地统计学中克里格法（Kriging）和相关的统计学方法,用ArcGIS10.1、SPSS19等软件进行了数据统计分析。【结果】扬州市1984年、1994年、2005年、2014年土壤pH平均分别为7.51（4107个）、7.07（2862个）、6.83（4018个）、6.74（6009个）;1984~2014年四个时期土壤pH空间分布格局基本不变,即里下河地区 沿江圩区 通南高沙土区 丘陵地区。1984、1994年和2005年,土壤pH以Ⅰ级、Ⅱ级为主,1984年占总面积的90%以上,1994年和2005年占总面积的75%以上;2014年土壤pH空间分布以Ⅱ级、Ⅲ级水平为主,占总面积的65.7%。30年间,土壤pH值下降0~1个单位的面积占总面积的47.2%,下降大于1个单位的面积占总面积的39.3%。前20年土壤pH值下降严重,下降了0~2个单位的面积占80%以上。30年间不同成土母质、土壤类型的整体土壤pH值呈下降趋势,分别下降0.9、0.8个单位;土壤有机质含量的变化与土壤pH变化呈负相关关系,30年间土壤有机质含量平均上升了6.01 g/kg,是土壤pH整体呈下降趋势的原因之一;30年间扬州市降水pH值整体呈下降趋势,其中丘陵、沿江地区下降最快,与丘陵、沿江地区土壤pH下降较快是一致的;30年间化肥投入量与土壤pH变化呈高度的负相关,2005年化肥投入量约505300吨,比1984年化肥投入量增加了2.42倍;2005~2014年化肥投入量呈稳定趋势,与30年土壤pH变化趋势是一致的;种植大棚蔬菜的田块土壤pH平均值比周边种植稻麦田块下降1.5~2个单位,表明土地利用类型改变也会影响土壤pH值。【结论】扬州市耕地土壤pH值30年间持续下降,前20年下降幅度较大,后10年渐趋稳定。影响土壤pH值空间分布因子主要有成土母质、土壤类型、土壤有机质含量;影响土壤pH时间分布因子主要有酸雨、施肥及土地利用类型,其中酸雨、施肥是导致土壤酸化的主要驱动因子。     

红壤长期不同施肥对玉米氮肥回收率的影响

为阐明长期不同施肥下玉米氮肥回收率的变化特征,揭示影响红壤玉米氮肥回收率的关键土壤因素,为红壤氮肥合理施用和提高氮肥回收率提供科学依据,在湖南红壤上连续观测了18年不施肥,施氮、磷、钾化肥,化肥配施有机肥和单施有机肥条件下玉米氮肥回收率的变化特征及其原因。结果表明,与施用化肥相比,玉米的子粒产量和植株氮素积累量在化肥配施有机肥下分别增加了61.5%和63.1%。氮、磷、钾化肥施用8年后,玉米氮肥回收率呈显著下降趋势,年平均下降速率达3.34个百分点;而化肥配施有机肥下氮肥回收率以每年1.24个百分点的速率显著增加;单施有机肥下氮肥回收率保持持平并略有上升。土壤pH、全氮和有机质含量均与氮肥回收率呈显著线性正相关,其中土壤pH对氮肥回收率的影响最明显。在土壤pH 4.5～6.3范围内,红壤pH每降低1个单位,玉米氮肥回收率下降10.9%。长期施用化肥的土壤pH以每年0.06的速率下降;单施有机肥尽管可缓解土壤酸化,但玉米产量较低,而化肥配施有机肥能同时抑制土壤酸化和提高玉米产量及氮肥回收率。因此,化肥配施有机肥具有明显的增产和保肥效果,是红壤上农业生产可持续性的施肥模式。     

基于土壤质量指数法省级尺度耕地土壤质量评价及空间分布特征研究——以福建省为例

【目的】探讨福建省土壤常规五项指标的土壤质量评价及其空间分布状况,为因地制宜地保护和提升省域耕地土壤质量提供科学依据。【方法】以2019年福建省4756组耕地土壤常规五项指标(包括土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾)数据为基础,应用土壤质量指数(Soil quality index,SQI)方法和GIS技术进行土壤质量评价和空间分布图绘制。【结果】福建省土壤常规五项指标的平均值分别为pH值5.48、有机质23.01 g kg^-1、碱解氮146.69 mg kg^-1、有效磷74.00 mg kg^-1、速效钾145.74 mg kg^-1,表现出省域土壤酸化严重、有效磷和速效钾丰富、有机质和碱解氮适中的现状,且“闽东南”的土壤pH、有效磷和速效钾高于“闽西北”,而有机质和碱解氮则是“闽西北”高于“闽东南”。土壤质量评价结果显示,福建省SQI的平均值为0.637,其中,厦门市SQI最高为0.671,泉州市SQI最低为0.558;有效磷在SQI中的贡献最大26.20%,而pH值则最小11.07%,且S...     

长期施用尿素降低赤红壤旱地耕层pH的特征与预测

【目的】阐明长期不同施肥处理的赤红壤旱地耕层土壤pH变化特征,并以模型预测土壤pH的未来变化,为区域土壤高产稳产和可持续利用提供理论依据。【方法】在闽东南赤红壤旱地花生–甘薯轮作制连续进行16年化肥定位试验和14年化肥配施有机肥定位试验,测定各施肥处理的历年耕层土壤pH。以实测土壤pH为依据构建灰色预测模型,并进行模型可靠性验证。【结果】连续16年实测结果表明,不施肥CK处理和不施氮肥(尿素)处理(RF-N)的耕层土壤pH在16年间从基础土壤的5.90分别提高到6.24±0.18和6.21±0.17,分别年均递增0.021和0.019个pH单位;习惯施肥(FP)、推荐施肥(RF)、不施磷肥(RF-P)和不施钾肥(RF-K)处理均导致土壤酸化,且酸化程度没有显著差异。化肥配施有机肥可抑制土壤酸化或提高土壤pH。连续14年推荐施肥配施猪粪(RF+PM)处理的土壤pH从基础土壤的5.73提高到5.80±0.36,显著高于RF和推荐施肥配施商品有机肥(RF+COM)两个处理,年均递增0.005个pH单位,但与推荐施肥配施稻草(RF+S)处理的差异不显著;RF+COM处理抑制土壤酸化的效果较差,...     

酸化土壤铝和镉对水稻幼苗根系生长的复合影响

酸雨和大量施用化肥致使我国土壤酸化日益加重。酸性土壤中,铝（Al）毒被认为是限制作物生长与产量的主要因素。镉（Cd）因被广泛应用于电镀、冶金、染料和电池等领域而大量进入土壤,已成为严重影响农业生产的重金属元素之一。在中国多数农业区,土壤酸化、Al和Cd污染重叠发生。目前,国内外关于单一土壤酸化、Al、Cd胁迫或两两复合胁迫对作物毒害效应及其机理研究,已有报道。然而有关酸化土壤Al和Cd复合胁迫对作物影响研究甚少。水稻是重要粮食作物,全球约13％水稻生长于酸化土壤。     

江西省余江县土壤肥力变化和驱动因素与对策研究

对照分析了余江县第二次土壤普查时期和2003年土壤养分和土壤pH的时空变化和土壤肥力综合指数变化。运用模糊数学、多元统计和层次分析方法,选取指标并计算了余江县土壤肥力各指标的隶属度、权重,并最终求得土壤肥力综合指数。通过比较发现,20年来,余江县土壤pH有显著下降,土壤酸化加重;速效磷、速效钾有较大幅度的显著提高;而有机质略有下降、全氮略有升高,但是变化幅度不大,不明显;土壤肥力综合指数显著增加。分析了变化的驱动因素主要是农业产业结构的调整和施肥量增加、施肥结构的更加合理,还与气候、地形、酸雨和土壤侵蚀的改善有一定的关系。并根据余江县的实际提出了合理对策。     

长期施肥对菜田土壤微量元素有效性的影响

利用田间试验研究了长期定位施用有机肥和氮、磷、钾化肥对菜田土壤重要微量元素有效性的影响。结果表明,长期施用氮肥会提高土壤有效态铁、锰、锌、铜含量,随着氮肥用量增加,土壤酸化程度加重,土壤中铁、锰、锌、铜有效性亦随之增强。磷、钾化肥能够提高土壤有效铁、锰含量,对土壤锌有效性不会产生明显影响,在一定范围内可以提高土壤有效性铜含量,但效果不明显。长期施用有机肥对土壤微量元素的影响与配施的化肥种类有关。土壤有效铁、锰、铜含量与土壤pH呈极显著负相关,而有效锌含量与pH相关性不明显,而且关系比较复杂。总之,影响微量元素有效性的首要因素是土壤酸碱度。     

土壤对养分离子吸附特性初步研究

针对土壤本身对养分离子具有吸附固定特性降低了养分的有效性,运用土壤养分状况系统研究法通过吸附试验研究新疆两种土壤对养分离子的吸附固定能力。研究结果表明:棕漠土对P、Zn、Cu的吸附固定能力比潮土强,两种土壤对K、B和Mn吸附固定差异不显著,棕漠土的养分限制因子是N>P>Mn>B,潮土的养分限制因子是N>Mn>P>K,因此施肥时考虑到土壤对养分离子的吸附固定能力确定合理的施肥量。     

基于ZigBee的精准农业模式研究

针对传统农业的局限性,探讨了传统农业生产模式转变为以信息网络为中心的精准农业的生产模式,阐述了ZigBee技术在精准农业中的应用,对系统的硬件进行了设计,并给出了软件流程。运用该系统可有效地降低成本,提高农作物产量。     

基于IHA-RVA法的生态治理对径流演变情势的影响评估

研究流域径流演变情势及其对生态治理的响应,可为流域水资源合理利用和水生态治理提供重要指导。该文依据北洛河上游1964—2014年逐日平均流量和年降水量资料,采用双累积曲线法、双滑动平均法(MASH)和Mann-Kendall趋势检验法对径流过程变化进行了分析研究,采用水文指标变化范围法(IHA-RVA)对5组30个径流指标及其改变度进行了评估,对径流演变成因做了初步分析。结果表明：研究期内年径流呈现减少趋势,且以1979年和2002年为界可划分为基准期、水土保持治理期和生态恢复影响期;汛期流量下降较非汛期明显,减少幅度为35.6%;生态治理影响下径流指标整体水文改变度为74.35%,属于高度改变;5组30个径流指标中发生高度改变的指标占比增加,其中年极端流量组变化度最大,为94.77%。人类活动使得流域河川径流显著减少且波动性减弱,而水土保持、退耕还林(草)措施是核心驱动力。     

降雨对地表糙度影响的研究

通过野外模拟降雨实验,研究了降雨对地表糙度的影响规律,经过降雨作用后,随机糙度的地表,变化呈增加趋势,而有向糙度的地表,则呈减小趋势;随着降雨组合因子增加,随机糙度的变化量呈增加的趋势,而有向糙度则呈幂函数递减。     

GIS支持下的土壤侵蚀强度景观空间结构研究

从土壤侵蚀角度看,自然生态系统景观由微度土壤侵蚀和其它等级土壤侵蚀强度的地域组成 ,其景观基本元素有斑、廊、基.在GIS支持下研究了宜昌地区土壤侵蚀强度景观的面积对比、多样性指数、优势度指数和多度等参数.通过RS-GIS一体化的土壤侵蚀遥感调查,认为宜昌地区中观尺度的土壤侵蚀强度景观结构类型有散置斑块景观、指状交错景观、网络景观.     

黄土沟壑丘陵区退耕对土壤侵蚀影响的模拟研究

随着在黄土沟壑丘陵区退耕政策的实施,退耕必将对该地区的水土流失特征产生重大影响。对退耕的水土保持效益进行模拟研究,可为退耕政策的合理实施提供理论依据。选定位于黄土沟壑丘陵区的安塞研究区,在RS和GIS支持下,采用USLE,模拟研究了不同退耕方案对土壤侵蚀的影响。在2001年土地利用的遥感解译图和GIS计算分析基础上设计了8种不同的退耕方案,模拟结果显示,各种退耕方案对土壤侵蚀的减少主要发生在强度及强度以上侵蚀区,退耕后研究区已没有发生剧烈侵蚀的区域,强度和极强度侵蚀明显减少;土壤侵蚀量的减少主要发生在≥25°退耕和≥15°退耕,≥25°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了19.9%和23.2%,≥15°退耕还草和还林分别使土壤侵蚀总量减少了36.6%和42.6%。≥8°退耕方案和全部退耕方案与≥15°退耕方案相比,水保效益并没有显著差别。     

基于InVEST模型评估土地整治对生境质量的影响

土地整治通过对土地资源及其利用方式再组织和再优化影响生境斑块之间物质流、能量流的循环过程,从而改变区域生境质量和分布格局。该文以大安市土地整治重大项目为例,采用InVEST模型分析了土地整治对生境质量的影响。研究表明:1)土地整治前(2008年)、整治中(2011年)、整治后(2014年),耕地、草地和盐碱地均为项目区的主要土地利用类型;2)土地整治后,大量的盐碱地和草地转变为耕地,耕地面积由整治前的14.43%上升到71.19%;3)土地整治中,项目区的生境质量得分由整治前的0.194下降到0.189,整治后又上升到0.214;4)土地整治工程改善了项目区的生境质量,但整治完成后生境质量改善效果经历了先下降后上升的过程,在整治完成3~4 a时,生境质量仅比整治前提高了0.06左右,整治完成4 a之后,生境质量开始逐渐好转。研究结果可为土地整治工作中的生境及生物多样性保护工作提供科学依据。     

陆面过程中的水文模式研究

陆面水文过程模拟是解决全球环境恶化与气候异常的最好方法，是当前学术界关注的热点。对陆面过程的涵义、模式的发展、陆面过程中水文参数的描述进行了总结，提出了在陆面水文过程研究中存在的尺度匹配误差、数据共享矛盾、参数不确定性等不足及今后的研究方向。     

农膜污染的防治对策

论述了我国残膜污染的原因、现状及残膜给环境和农业带来的危害 ,并针对目前存在的问题提出了治理对策。     

不同基因型大豆氮效率的研究

通过对不同基因型大豆新大豆1号和黑农40的试验研究,结果表明,施氮对新大豆1号的增产作用不明显,但对黑农40有较好的增产作用;花期黑农40和新大豆1号上、中、下层叶片氮含量都随着施氮量的增加而增加,黑农40叶片氮含量与施氮量的相关系数都达到极显著相关,但新大豆1号没有达到显著水平;施氮对新大豆1号的生物固氮抑制程度高于黑农40,使新大豆1号生物固氮降低36. 3% ~85. 2%。