兰州地区农田土壤速效磷与速效钾含量的变化特征

以兰州地区3县5区不同利用方式农田为研究对象,从作物种类、土地利用强度和耕作方式3个角度采集80个样点表层土壤样品(0—20cm),对其pH值、电导率、速效磷和速效钾进行了分析。结果表明:(1)兰州地区农田土壤pH值为8.59,蔬菜地pH值低于其它作物农田,但差异不显著。重度利用农田土壤pH值低于轻度和中度农田,日光温室农田pH值低于大田和砂田,但差异不显著。(2)土壤电导率具有较大的变异,变异系数高达107.31%,不同作物种类、利用强度及耕作方式下土壤电导率不具有显著差异性。(3)研究区土壤速效钾含量具有一致性,平均含量为362.65mg/kg,变异系数为48.81%,不同作物种类、不同土地利用强度和耕作方式土壤速效钾不具有显著差异性。(4)速效磷平均含量为14.07mg/kg,不同种类作物农田土壤中,蔬菜地速效磷高于其它种类作物;不同利用强度下,重度利用农田土壤速效磷高于中度和轻度农田;从耕作措施分析,日光温室农田土壤速效磷显著大于砂田和大田。研究表明,基于作物种类差异的不同土地利用方式及耕作措施对土壤酸碱性及速效磷含量具有不同程度的影响,集约型农业管理措施是导致速效磷含量增加的主要原因之一,且重度农田土壤有酸化的趋势。     

太湖地区典型水稻土中速效磷变化规律研究

为了定量研究太湖地区农田土壤中速效磷的变化情况,本文对不同季节太湖地区三种典型水稻土(白土、黄泥土和乌栅土)中土壤速效磷的含量进行了分析。结果表明:速效磷含量在土壤剖面中由上层到下层呈现逐渐递减的趋势。三种土壤均以耕层含量为最高,在45cm以下基本上趋于稳定,但在接近地下水时又略有上升。季节性变化方面,速效磷含量一般在2月份的小麦分蘖-拔节期和9月份的水稻齐穗期较高。影响土壤速效磷含量的因素很多,经分析:土壤速效磷的含量与土壤的有机质含量呈极显著的线性正相关关系;旱作条件下与全磷含量之间呈显著的幂函数相关关系,在水作条件下与全磷含量之间呈极显著的线性正相关关系;与土壤的pH又有显著的线性负相关关系。     

吉林省农田耕层土壤速效磷、钾养分的时空变化特征

分析2005～2013年间测土配方施肥土壤样品,明确吉林省农田耕层土壤速效磷、钾养分的空间分布特征,结合第二次土壤普查数据探讨不同地区和土类农田土壤速效磷、钾养分的时间变化趋势。目前,吉林省农田耕层土壤速效磷含量平均为25.4 mg·kg-1(1.6～84.2 mg·kg-1),速效钾含量平均为123.6 mg·kg-1(24～299 mg·kg-1),均属中等变异。空间分布上,吉林省农田土壤速效磷自东向西逐渐下降,白山地区的靖宇县最高而白城地区的大安市最低,速效钾自北向南逐渐下降,长春地区的农安县最高而通化地区的集安市最低。不同土类间速效磷、钾含量差异显著,前者以白浆土最高而黑钙土最低,后者以黑土最高而水稻土最低。30年间,吉林省农田耕层土壤速效磷含量在省域及地区尺度上均呈显著上升趋势,土壤速效钾含量在地区间增减趋势不同,省域尺度上总体略有下降。土类方面,除黑土和暗棕壤略有下降外,大多数土类速效磷含量均明显提高,速效钾含量以风沙土、黑钙土增幅较高而暗棕壤、草甸土显著下降。基于以上结果,吉林省区域作物养分管理策略与技术需进行相应调整以优化养分资源投入,建议适当下调磷肥用量或改进磷肥品种以减少土壤磷素累积,土壤钾素亏缺地区应合理补充钾肥并积极推广秸秆还田技术。     

黄淮海冲积平原区土壤速效磷、钾的时空变异特征

通过分析1980年和2000年124个样点耕层土壤的速效磷和速效钾含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤速效磷、钾的时空变异特征。结果表明,2000年该县土壤速效磷和速效钾含量平均为8.8mg/kg和90.0mg/kg,分别比1980年增加了69.2%和降低了46.1%。由于区域间农业管理措施的差异,占全县耕地面积31%和92%的土壤速效磷和速效钾含量明显降低。20年中潮土、盐土和褐土速效磷含量分别增加了3.5mg/kg、5.8mg/kg和4.5mg/kg,速效钾含量相应降低了80.1mg/kg、30.4mg/kg和39.0mg/kg。     

成都平原区土壤速效磷时空变化特征

根据1982年173个样点和2002年117个样点的分析数据，利用地统计学方法和GIS技术对成都平原耕层（0～20cm）土壤速效磷含量的时空变异特征进行了研究。结果表明，成都平原耕层土壤样点间速效磷平均含量由1982年的7.1mg／kg增至2002年的14.3mg／kg，平均增加了103.40％。20年间由于受区域间农业管理措施、土地利用方式和土壤颗粒组成差异的影响，占平原耕地面积75.86％的土壤速效磷含量增加，且区域增加幅度呈由东向西逐渐降低的趋势。土壤速效磷含量与土壤颗粒组成的相关性分析表明，1982年土壤速效磷含量与土壤砂粒（2～0.02mm）之间呈极显著的负相关，与土壤粉粒（0.02～0.002mm）之间相关未达到显著水平，与土壤粘粒（〈0.002mm）之间呈显著正相关；2002年土壤速效磷含量与土壤砂粒之间呈显著的负相关，与土壤粉粒之间呈极显著正相关，与土壤粘粒之间相关未达到显著水平。     

模拟氮沉降对森林土壤速效磷和速效钾的影响

通过野外氮沉降模拟试验,研究了氮沉降对亚热带森林(罗浮栲、杉木和浙江桂)土壤速效磷和速效钾的影响,试验处理设置为对照[CK,0 kg/(hm2.a)]、低氮[LN,(30 kg/(hm2.a)]和高氮[HN,100 kg/(hm2.a)]。结果表明,长期氮沉降作用下,罗浮栲和杉木土壤速效磷的含量和速效磷/速效钾值皆随氮沉降水平提高而增加,而浙江桂土壤速效磷和速效磷/速效钾值则随氮沉降水平提高而减小;氮沉降对土壤速效钾有淋失作用(LN>HN),但影响不显著,各处理之间的速效钾含量差异小;不同森林土壤之间的速效磷或速效钾含量差异较大;保留凋落物与去除凋落物处理之间的试验结果呈显著正相关性。     

江苏省域农田土壤速效钾含量变化及其影响因子研究

为研究江苏省域农田土壤速效钾含量的变化特征及其影响因子,根据2008年和2015年江苏省基本农田质量长期监测点实测数据,运用经典统计学和地统计学分析了土壤速效钾的时空变化,运用多因素方差分析探明了成土母质、气候、种植制度、化肥因子对土壤速效钾含量变化的影响及不同影响因子间的交互效应。结果表明:①2015年江苏农田土壤速效钾平均含量为107.9mg/kg,与2008年相比无显著变化;②与2008年相比,2015年江苏沿海地区农田土壤速效钾含量下降明显,其中盐城部分地区下降最多,达10.0～30.5 mg/kg;徐淮部分地区土壤速效钾含量增加较多,达10.1～20.5 mg/kg;③成土母质、气候、钾肥对2008—2015年江苏农田土壤速效钾含量的变化存在显著影响。在钾肥超低投入下速效钾含量的变化主要受成土母质和气候影响,在钾肥低投入及以上水平,速效钾含量的变化主要受钾肥投入影响,说明施用钾肥是提高土壤速效钾含量的主要途径。     

太湖地区农田水环境中氮和磷时空变异的研究

试验研究了太湖地区农田水环境中N和P的动态变化结果表明:太湖地区农田水环境均受到不同程度的N、P污染,且3~7月间呈加重趋势;目前地表水特别是太湖水中N、P含量已远远超过富营养化的极限值,富营养化程度十分严重;地下水中总P和NO3--N含量变化明显,NH4 -N已劣于V类地下水质量标准,基本不适合饮用;浅层地下水中的NH4 -N含量与土壤黏粒含量呈负相关关系,深层地下水(井水)中NO3--N含量与pH值呈正相关关系。该研究可为太湖地区水环境保护和农业面源污染治理提供参考依据。     

土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子

利用地统计学和GIS相结合的方法,探讨了双流县土壤速效氮、磷、钾含量空间变异特征及其影响因子。结果表明:1) 土壤速效氮和速效钾含量具有强烈的空间相关性,相关距离分别达38754 m和56187 m,结构性因子是影响其空间变异的主要因子;土壤速效磷含量具有中等空间相关性,相关距离为24210 m,其空间变异受结构性因子和随机性因子共同影响。2) 土壤速效氮含量主要由北向南逐渐降低;速效磷含量主要在东北向西南及东南向西北方向上逐渐降低,而速效钾含量主要由东南向西北逐渐降低。3) 土壤速效氮含量在不同土壤类型及地形地貌间呈极显著差异;土壤速效磷含量在不同成土母质及地形地貌间呈显著或极显著差异;土壤速效钾含量在不同成土母质间呈极显著差异。土壤速效氮、磷、钾含量高值区单位面积化肥施用量明显高于低值区。     

江苏如皋市农田土壤速效钾时空变化与平衡施肥技术研究

通过分析江苏省如皋市1982年~2002年耕层土壤速效钾含量,研究了农田土壤速效钾时空变化及水稻钾肥适宜用量。结果表明,20年间该市耕层土壤速效钾含量已发生明显变化。2002年含量仅为50.51mg kg-1,比1982年降低了5.5mg kg-1,降低9.80%。耕地速效钾含量分级已从20年前的以Ⅳ、Ⅴ为级为主转变为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级为主,60%以上的耕地面积已发生速效钾缺乏现象。土壤肥力动态监测结果表明,随着秸秆还田和平衡施肥技术的逐步推广,速效钾快速下降势头得到有效遏止,下降速度趋缓。     

长期不同施肥对太湖地区典型土壤酸化的影响

以太湖地区典型土壤黄泥土上26年的长期肥料定位试验为例,研究不同施肥处理对研究区耕作层土壤(0～15 cm)酸化特征及酸化速率的影响。试验采用裂区设计,主区为不施有机肥处理(C)和施有机肥处理(M),副区为不同无机肥及秸秆施用处理。研究结果显示,不同施肥处理对土壤pH和土壤酸碱缓冲容量有显著影响,增施有机肥的主区处理pH显著低于不施有机肥处理,但对应的土壤酸碱缓冲容量略有上升;副区单施尿素处理和尿素增施水稻秸秆处理pH较不施尿素对照分别下降了0.45、0.66个单位,酸碱缓冲容量分别下降1.52、0.95 mmol kg-1;各试验处理的酸化速率为H+0.61～1.74 kmol hm-2a-1,单施尿素处理高于不施尿素处理,而尿素增施有机肥或水稻秸秆的大于单施尿素处理,以尿素配施有机肥和水稻秸秆处理最高。相关分析表明,各处理土壤pH与外源氮输入量、土壤全氮及速效氮存在显著的依变关系。尿素对土壤的酸化影响与有机肥及水稻秸秆存在差异,前者在降低土壤pH的同时还导致土壤酸碱缓冲容量的降低,而增施有机肥及水稻秸秆处理土壤缓冲容量保持稳定甚至提升,但其各自对土壤酸化的具体贡献率等还需进一步研究。     

渭北台塬区耕地土壤速效养分时空变异特征

为充分了解渭北台塬区耕地土壤养分的时空变异特征,以渭北台塬典型农业县——蒲城县为例,基于该区1980年和2011年两个时期的实测样点速效养分数据,采用传统统计学、地统计学结合GIS技术,研究其耕地土壤碱解氮和有效磷的时空变异性、变化规律及其影响因素。结果表明,1980—2011年,该区土壤碱解氮、有效磷的块金系数增大,空间相关距缩短,标准化Z值降低,空间结构性特征减弱,随机因素作用增强。二者的平均含量分别提高84.32%、179.30%,呈现出原低值区增速快、高值区增速慢或略有降低的趋势;碱解氮/有效磷平均比值由7.22降至5.67,高、低值区发生逆转,氮磷失调问题得到改善,但仍高于农作物适宜水平。人为活动如施肥、灌溉等是土壤速效养分时空变化的重要影响因素。     

太湖流域1995－2010年耕地复种指数时空变化遥感分析

为了重建太湖流域1995-2010年耕地复种指数时空变化过程,结合1995年NOAA-AVHRR的旬NDVI数据、2000-2010年250m16d合成的MODIS-NDVI数据和4期土地利用数据,利用傅里叶变换技术的HANTS方法重建农作物生长NDVI曲线,结合差分算法提取各时相复种指数。结果表明:太湖流域1995-2010年复种指数时空格局呈现以一年两熟为主,但一年一熟比例呈持续增长趋势,复种指数局部格局变化主要集中分布在上海市和浙江省;太湖流域复种指数呈北高南低的空间格局,1995-2010年总体呈较明显的下降趋势,从1995年189.4%持续下降到2010年167.3%,降幅从大到小依次为浙江省、上海市和江苏省;基于遥感和HANTS方法提取太湖流域复种指数在栅格尺度上精度达94.6%;受计算范畴差异及遥感数据空间分辨率影响,在县市行政区划单元尺度上,遥感方法与统计数据计算的复种指数平均误差约15.8%～21.6%。研究结果可为太湖流域农业政策制定及管理提供科学依据。     

Spatial and temporal changes of multiple cropping index in 1995-2010 in Taihu Lake basin, China

为了重建太湖流域1995－2010年耕地复种指数时空变化过程,结合1995年NOAA-AVHRR的旬NDVI数据、2000－2010年250 m 16 d合成的MODIS-NDVI数据和4期土地利用数据,利用傅里叶变换技术的HANTS方法重建农作物生长NDVI曲线,结合差分算法提取各时相复种指数。结果表明：太湖流域1995－2010年复种指数时空格局呈现以一年两熟为主,但一年一熟比例呈持续增长趋势,复种指数局部格局变化主要集中分布在上海市和浙江省;太湖流域复种指数呈北高南低的空间格局,1995－2010年总体呈较明显的下降趋势,从1995年189.4%持续下降到2010年167.3%,降幅从大到小依次为浙江省、上海市和江苏省;基于遥感和HANTS方法提取太湖流域复种指数在栅格尺度上精度达94.6%;受计算范畴差异及遥感数据空间分辨率影响,在县市行政区划单元尺度上,遥感方法与统计数据计算的复种指数平均误差约15.8%～21.6%。研究结果可为太湖流域农业政策制定及管理提供科学依据。     

太湖地区黄泥土表层氮库变化与水稻产量间的关系研究

24年田间定位试验研究表明,长期不施肥处理和化肥PK配施处理土壤表层N呈下降趋势,而施入化肥N处理(包括化肥N、化肥NP配施、化肥NK配施、化肥NPK配施处理)N增加较缓慢,有机与无机肥结合处理土壤表层N增加迅速。以长期不施肥为对照,长期有机肥 NPK处理水稻增产最多,达35.94%。随着N肥的逐年施入,土壤表层全N含量与产量间由显著正相关关系变为相关性不显著。     

Variation in content of available P and K (bray I) in soil samples from a cropped N,P, and K fertility experiment over 8 years

Abstract

Plots from a N, P, and K field fertility experiment were soil sampled each spring and fall from 1971 to 1979 to study the effect of cropping and different rates of added P and K on the content of available soil P and K (Bray I). Phosphorus and K fertilization was in the spring after soil sampling and before planting in 1971, 1972,and 1973 and in the fall after sampling in 1974, 1975, 1976, 1977, and 1978. Over the 8‐year period, available soil P increased 1 kg/ ha for every 2.3 kg/ha of added P; while available soil K increased 1 kg/ha for every 5.7 kg/ha of added K. However, within a growing season and between growing seasons, contents of available soil P and K showed cyclic patterns, increasing and decreasing to a greater extent than the long‐term response. Changes in available P and K from spring to fall and from fall to spring are presented. Variability in the content of available soil P and K for 32 plots receiving a similar treatment of either P or K was greater for P as compared to K.     

太湖地区农田土壤中氯代持久性有机污染物的残留和输入

Selected persistent organochlorine pesticides (OCPs), including 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane (DDT)and its principal metabolites 1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethylene (DDE) and 1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane (DDD), hexachlorocyclohexane (HCH) and its isomers (α-, β, γ-, and δ-HCH), hexachlorobenzene (HCB), endosulfan, dieldrin, and endrin were quantified to determine current levels of organochlorine pesticides, to assess the ecotoxicological potential, and to distinguish previous and current inputs in agricultural soils from the Taihu Lake region.Gas chromatography equipped with a 63Ni electron-capture detector (GC-ECD) system was employed. Thirteen OCPs were detectable in all soil samples, with DDTs being the main residues, and HCHs had the second highest level of OCP residues. Although OCP residual levels were lower than those in 1990s, the residual levels for most of the DDTs and some of HCHs were still higher than the national environmental standards for agricultural soils. The ratios of DDT/DDE and γ-/α-HCH in twelve soils indicated that new inputs could be present in the soils. Thus, efforts should be made to completely ban the production of OCPs and their use in agriculture so as to reduce the threat of OCPs to food quality and human health.     

北京平原区粮菜林三地类时空转变特征

该文利用遥感与地理信息系统技术研究北京平原区农用地内部粮田、菜地和林地三大类农地利用类型的变化。结果表明:2004年至2014年这10 a间,粮田转变为林地与菜地是北京平原区农地利用变化主流。粮田转变为林地面积是969.97 km~2,其土地利用变化重要性指数高达72.11%,在各类农地利用变化类型中居首。而粮田转为菜地则主要是粮田转变为设施菜地,10 a间粮田转变为设施菜地面积是163.53 km~2,其土地利用变化重要性指数为12.16%,在各类农地利用变化类型中居次;同时,10 a间北京平原区农地利用变化存在空间分异特征。主城近郊区与远郊平原区农地利用变化主要是粮田转为林地,两大分区中该变化类型土地利用变化重要性指数分别为84.18%、76.21%,明显高于其他农地利用变化类型土地利用变化重要性指数。在城市新区,粮田则分别转为林地与设施菜地;10 a间北京平原区农地利用空间分布均具有圈层特征,由近郊向远郊,农地内部结构都呈现林地为主类型,到粮田、菜地与林地混合利用类型,再到粮田与林地组合利用类型的空间格局。而10 a间随着主城区的外扩,上述农地利用圈层特征出现了由近郊向远郊外移、且林地与蔬菜面积占比增加的现象。研究认为:农地内部粮、菜、林3地类的转变和农地利用圈层外移是农户追求经济效益最大化与政府为改善生态环境所致;而改善生态不应以牺牲粮田为代价,应充分利用粮田的生态系统服务功能以实现生态绿化目的。     

不同施氮量对太湖地区新增设施菜地土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,研究了太湖地区大棚蔬菜不同施N量对土壤NO3--N累积及其土壤电导率、pH和蔬菜产量品质的影响.结果表明:土壤NO3--N的累积与施N量呈正比,种植两季蔬菜后,农民习惯施N下的土壤NO3--N从35 mg/kg上升到221.35 mg/kg;土壤电导率、pH与NO3--N含量显著相关,其中电导率与NO3--N的关系更为密切,相关系数达到0.832.NO3--N的累积导致蔬菜的产量与品质下降,与莴苣、芹菜施N量分别为312、384 kg/hm2的处理相比,农民习惯施N处理下的莴苣和芹菜产量分别下降了11.8％和33.9％,Vc含量下降了17％和36.6％,而硝酸盐含量增加了22.3％和32％,农民习惯施N处理下的两季蔬菜硝酸盐含量均达到三级污染,可危害人体健康.