山东省典型褐土的磷素淋溶特征及风险评价

为阐明褐土磷素在山东降雨条件下对水体富营养化的风险及其淋溶特点,采取了室内连续淋洗和模拟降雨淋洗的方法对山东省典型褐土的磷素淋溶特征进行了研究。结果表明,水溶性磷的淋失量随供磷水平的提高而增加;不同施磷量处理的淋洗峰值出现时间存在着明显差异,P7、P6及其它施磷处理的淋洗最大峰值分别出现在第3、4、5天;土壤速效磷(Olsen-P)、水溶性磷淋失量以及施磷量之间存在着明显的正相关关系;褐土中的速效磷能够随水发生垂直迁移,一年的降雨强度能使其向下迁移15cm左右;速效磷可以作为施磷量的一个重要指示指标。对于大多数农作物生产来说,在较低的施磷水平下(180kg/hm2以下),土壤速效磷含量均保持在20μg/g左右,既能满足作物高产的需要,又不会对水体产生危害。总之,控制施磷水平在180kg/hm2以下,可以做到高产与环境兼顾。     

长期施肥对褐土剖面水溶态磷分布特征的影响

为了揭示长期不同施肥条件下,褐土土壤水溶态磷(H_2O-P)含量变化及其剖面分布特征,筛选出最佳的施肥方案,以连续进行了27 a的长期不同施肥处理定位试验为研究对象,共选择7个处理,即不施肥处理(N_0P_0M_0)、2个氮磷化肥配施处理(N_1P_1M_0、N_2P_2M_0)、3个有机无机肥配施处理(N_2P_1M_1、N_3P_2M_3、N_4P_2M_2)和单施高量有机肥处理(N_0P_0M_6),于2018年秋季采集这7个处理的0～100 cm土层土壤样品,采用改进的Hedley方法分析测定了各土壤样品的H_2O-P含量。结果表明,H_2O-P具有表聚性,在0～20 cm土层,N_3P_2M_3、N_4P_2M_2及N_0P_0M_6处理的土壤H_2O-P含量显著升高,较1992年基础土样升高了34.26～90.67 mg/kg;N_0P_0M_0、N_1P_1M_0、N_2P_1M_1处理的土壤H_2O-P含量则呈现下降趋势,较1992年基础土样降低了4.72～12.68 mg/kg。褐土0～100 cm剖面土壤中H_2O-P的垂直分布特征总体表现为0～20 cm土层H_2O-P含量最高,20～40 cm土层H_2O-P含量快速下降,40～100 cm土层H_2O-P含量随土层深度增加逐渐下降;不同施肥处理剖面H_2O-P分布存在差异,施肥处理显著提高了土壤中H_2O-P的表聚性。施用有机肥显著提高了土壤H_2O-P含量,其中,N_3P_2M_3处理对褐土H_2O-P剖面分布的影响最为显著。     

水田土壤剖面磷素分布特征

对水田土壤剖面分层采样分析，研究了磷素在水田土壤剖面中的分布特征。结果表明水田土壤剖面各层中全磷、有机磷、速效磷均有一定量的积累，并且表现出土壤剖面下层磷素增加的趋势；秋季土壤剖面中有机磷占全磷的比例有高于春季比例的特点。     

尧都区西南部褐土耕层土壤养分的空间分布特征

【目的】为探讨褐土耕层土壤养分的空间分布特征及其变异规律.【方法】以临汾市尧都区为研究区,应用地统计学、克里格插值法和地理探测器等方法,研究褐土耕层有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾等土壤养分要素的空间分布特征及其影响因素.【结果】褐土耕层土壤有机质、全氮、水解氮、有效磷和速效钾均服从对数正态分布,平均含量分别为12.34g/kg,1.15g/kg,53.54mg/kg,23.45mg/kg和229.58mg/kg,变异系数在38.36%~85.40%之间,均呈中等变异强度.【结论】有机质与全氮的空间变异主要受结构性因素影响,而速效养分主要受随机因素影响;速效钾表现为单一斑块,其他养分均呈从两边区域向中间区域逐渐增加的趋势.人为管理措施对速效养分格局起主导作用,成土母质和灌溉水源条件是影响有机质和全氮分布的主要因素.此外,灌溉水源条件对各养分影响均较大,土壤质地的影响均较小.     

土地利用方式对潮棕壤磷素剖面分布的影响

采用现场采集土壤样品及室内分析测试,对中国科学院沈阳生态实验站4种土地利用方式的潮棕壤在0～150cm10个土层中全磷的垂直分布、磷储量及碳磷比进行比较研究。结果表明,不同利用方式下土体中全磷平均含量为林地>撂荒地>玉米地>水稻田,各种利用方式土壤全磷含量在0～30cm各层次差异不显著,30cm以下各层次玉米地和撂荒地差异不显著,但60cm以下各层次林地土壤全磷显著高于其他3种利用方式,表明土地利用对磷素的剖面分布产生了明显的影响。4种利用方式在20cm深度土壤磷储量差异不明显,但在100cm和150cm深度,林地和撂荒地显著高于玉米地和水稻田土壤。土壤碳磷比随剖面深度下降而降低,在40cm以下有林地和玉米地高于撂荒地和水稻田的趋势。回归分析表明,各种利用方式下土壤速效磷与全磷有较好的正相关关系,说明供试土壤中速效磷含量受全磷状况的影响较大。     

长期施肥对褐土土壤磷素累积及层间分布的影响

通过对山西省寿阳县褐土旱地15年长期定位施肥试验,结果表明,有机无机配合施肥及单施有机肥都能显著增加0～40 cm土壤全磷、有机磷和速效磷的含量,单施化肥能够提高0～20 cm土壤全磷、有机磷和速效磷含量。长期施肥主要增加了0～20 cm土壤全磷、有机磷和速效磷含量。土壤磷素层间分布随不同的有机无机配合施肥发生变化。     

短期磷耗竭对褐土磷形态及细菌群落的影响

磷肥是作物高产的一个重要保障,然而过量施磷及其低利用率,易造成土壤中磷的累积,加剧磷矿耗竭和水体富营养化风险。因此研究土壤中累积磷素的耗竭特征,能为提高土壤累积磷的高效利用和降低环境风险提供理论依据。本研究以玉米为试验作物,以初始有效磷含量分别为 17.23 mg·kg^-1（ T1）、40.2 mg·kg^-1（ T2）、108.62 mg·kg^-1（ T3）和 181.33 mg·kg^-1（ T4）的褐土为供试土壤,通过盆栽试验,以连续种植5茬玉米的方式耗竭土壤中的累积磷,分析磷耗竭过程中土壤有效磷、磷形态（改进的Hedley法测定）、土壤理化性质和细菌群落结构的变化。结果表明,褐土磷耗竭过程中,有效磷含量总体呈下降趋势,而且初始含量越高,降幅越大。对于活性磷组分,T1处理显著升高,T2、T3和T4处理显著降低;中等活性磷含量降低,在耗竭中呈现先降低后升高的趋势,主要受稀盐酸提取态磷（Dil.HCl-Pi）和氢氧化钠提取态有机磷（NaOH-Po）的影响;稳定性磷含量升高,其中主要为浓盐酸提取态无机磷（Conc.HCl-Pi）和残渣态磷（Residual-P）含量升高。土壤有效磷和有机质与磷形态显著相关。磷耗竭过程影响了细菌群落结构和组成,T4处理最为明显。在门分类水平上,T4处理蓝细菌门（Cyanobacteria）等相对丰度在耗竭过程中显著下降;芽单胞菌门（Gemmatimonadota）等相对丰度在耗竭过程中显著上升 ;在属分类水平上 ,类诺卡氏菌属（Nocardioides）、norank_f_AKYG1722和节杆菌属（Arthrobacter）等相对丰度在耗竭过程中显著下降;norank_f_67-14和沙壤土杆菌（Ramlibacte）等相对丰度在耗竭过程中显著上升。属分类水平上相对丰度前40的多个细菌属与有效磷、活性磷、有机质显著相关。类诺卡氏菌属和节杆菌属等可能会促进中等活性磷转化为有效磷和活性磷;微枝形杆菌属和斯克尔曼氏菌属等则可能利用土壤中的稳定性磷。褐土磷耗竭会降低土壤有效磷含量,显著消耗土壤活性磷中的无机磷NaHCO₃-Pi和中等活性磷中的有机磷NaOH-Po,增加土壤中稳定性磷的含量。土壤磷耗竭过程中,门分类水平上的放线菌门、厚壁菌门等菌门和属分类水平上的类诺卡氏菌属、微枝形杆菌属、和斯克尔曼氏菌属等菌属与有效磷间相互影响。本研究为褐土磷耗竭过程中磷形态转化及微生物调控提供了理论依据,为土壤累积磷的利用提供支撑。     

山西省不同地区褐土对磷素的吸附特征

为了合理施用磷肥,减少农田土壤磷素流失风险,通过室内等温吸附解吸试验研究山西省境内太原市小店区、运城市永济市、长治市长子县3个地区不同土层褐土对磷的吸附、解吸特征,并在初始外源磷质量浓度为100 mg/L时,研究土壤对磷的吸附动力学特征。结果表明,不同地区的不同土层褐土对磷的吸附量及解吸量均随初始外源磷质量浓度的增加而增大,吸附量随土壤深度的增加而增大,而解吸量则随土壤深度的增加而减小。不同地区的不同土层褐土对磷的吸附过程与Langmuir方程拟合良好;拟合参数最大吸附量(Q_(max))、表面吸附系数(K)、最大缓冲容量(MBC)最大值均出现于长子县褐土。小店区、永济市、长子县0～20 cm土层Q_(max)值分别为740.74,781.25,787.40 mg/kg;20～40 cm土层Q_(max)值分别为757.58,793.65,806.45 mg/kg;40～60 cm土层Q_(max)值分别为769.23,806.45,813.01 mg/kg。不同地区的不同土层褐土对磷等温吸附结果均可与准二级动力学很好地拟合;吸附平衡时土壤对磷的吸附量qe最大值出现于长治市长子县褐土40～60 cm土层土壤,最小值出现于太原市小店区褐土0～20 cm土层土壤;准二级动力学模型速率常数k值的最大值、最小值分别出现于永济市40～60,0～20 cm土层土壤。由此可知,长子县褐土对磷有较强的吸附能力,而小店区褐土对磷的吸附能力相对较弱。在种植过程中,应根据当地土壤对磷的吸附能力,合理使用磷肥,减少土壤磷素流失风险。     

山东褐土高产农田的供磷特性

山东省兖州、肥城少部分褐土有机质含量较低,严重缺磷,不缺氮和钾;微量元素中极小部分缺硼和锰。回归分析结果表明,褐土的有效磷含量是制约夏玉米产量的主要养分因素。褐土表层土壤中全磷以无机磷为主,且以Ca10-P含量最多,有机磷中以MLOP(中度活性有机磷)含量最高。灰色关联分析结果表明,褐土中的Ca2-P和LOP(活性有机磷)的相对有效性较高。褐土吸附和固定的主要基质分别是无定形Fe2O3和游离Fe2O3,解吸则主要受CaCO3的影响。褐土的3种磷酸化酶以碱性磷酸化酶的活性最高。有机解磷细菌数量大于无机解磷细菌数量,土壤微生物转化有机磷强度大于转化无机磷强度。高产农田的水解氮和供磷强度均极显著高于中低产田,缓效磷、Ca2-P和LOP含量均显著高于中低产田;3种磷酸化酶的活性、解磷细菌数量和土壤微生物转化有机磷和无机磷强度,高产田均高于中低产田;高产田比中低产田对磷的吸附能力弱,固磷能力差别不显著,对吸附磷的解吸较易。     

北京地区棕壤与褐土研究工作的发展及现状

本文阐明了自50年代将褐土引入中国土壤分类系统中的经过和对该土壤进行的一系列研究.同时,也对各种不同的学术见解和目前研究工作的进展进行了叙述.     

澄城县苹果园土壤有效磷分布特征

以澄城县7个乡镇86个农户的苹果园为研究样区,对果园±壤有效磷含量进行分析.结果表明:86个苹果园中,果园土壤有效磷含量的最低值为2.88 mg/kg,处于极度缺乏状态,最高值为48.29 mg/kg,处于非常丰富状态;7个乡镇的有效磷含量总体变异系数均较大,尤以王庄镇变异系数最高,其值为65.80％,严重影响全区苹果产量,应予以重视.     

长期施肥对褐土有效铜、有效锌时空分布特征的影响

通过对长期试验1992年基础土样以及1996,2001,2006,2011,2016年各施肥处理的0～40 cm土样和2018年0～100 cm土样有效Cu、有效Zn含量的分析测定,研究长期施肥对褐土土壤有效Cu、有效Zn含量时空分布特征的影响。结果表明,与1992年基础土样相比,2018年不施肥及氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Cu含量有所降低,有机无机肥配施及单施高量有机肥处理随着有机肥施入量的增加0～20 cm土层有效Cu含量由降低转变为升高;与不施肥处理相比,氮磷化肥配施对0～20 cm土壤有效Cu含量影响较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥可提高0～20 cm土壤有效Cu含量;与1992年基础土样相比,2018年不施肥及氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Zn含量变化幅度较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥处理0～20 cm土层有效Zn含量均有较大幅度提升;氮磷化肥配施处理0～20 cm土层有效Zn含量与不施肥处理相比差异性较小,有机无机肥配施及单施高量有机肥可提高0～20 cm土层有效Zn含量。在2018年0～100 cm土层剖面上,长期施肥对0～60 cm土层有效Cu含量影响较大,对60～100 cm土层影响不明显;氮磷化肥配施有效Cu含量的剖面分布规律与不施肥处理相似;有机无机肥配施及单施高量有机肥处理有效Cu含量在0～60 cm土层有较大幅度提升。在2018年0～100 cm土层剖面上,长期施肥对0～20 cm土层有效Zn含量影响较大,对20～100 cm深层土壤影响较小;与不施肥处理相比,氮磷化肥配施0～20 cm有效Zn含量有降低的趋势;有机无机肥配施及单施高量有机肥处理0～20 cm土层有效Zn含量上升幅度较大,且随着有机肥施入量的增加显著增加。     

硅磷混施对褐土无机磷形态的影响

采用室内培养的方法,研究了不同配比硅磷混施对褐土无机磷素存在形态的影响。结果显示:在60d的培养期间内,前20d各施磷处理有效磷、Ca2-P含量急剧下降,Ca8-P、Ca10-P、O-P、Al-P、Fe-P含量都有增加趋势;20～60d内,随时间的延长,有效磷、Ca2-P含量下降趋势减缓,Ca8-P、Al-P含量继续增加,O-P、Fe-P含量开始减少,Ca10-P变化不大。硅磷混施各处理与单施磷相比,有效磷、Ca2-P、Fe-P含量均减少;Al-P、O-P含量增加。硅磷混施各处理中,随硅磷比例的增加,有效磷、Ca2-P、Fe-P、Al-P、O-P含量均减少,Ca8-P含量增加,对Ca10-P的影响不大。实验表明:在褐土中,硅磷混施非但不能提高磷素有效性,反而降低其有效性。     

温室土壤磷素迁移变化特征研究

采用野外调查采样和室内分析相结合的方法,研究了典型温室栽培地区山东寿光土壤磷素状况及其迁移变化特征.结果表明:(1)除Ca10-P外,温室土壤耕层(0～20 cm)全磷及无机磷组分含量均显著高于露地土壤,其平均含量分别为露地土壤的2.9、3.7、5.6、4.1、3.4倍和6.1倍,且以耕层累积为主,表现出明显的表聚特征,并有向下迁移的趋势;(2)在温室栽培的前期,磷素累积较快,连续种植了4～8 a时,全磷含量达到一个较高范围,为露地土壤的2～4倍,随着种植年限的继续增加,其再累积磷素的能力较差,甚至略有下降;(3)Ca8-P、Al-P和O-P是温室土壤磷素累积的主要形态,与露地土壤相比,其在0～20 cm耕层的平均增加量分别为296.5、288.5、306.0 mg·kg-1;(4)温室土壤耕层水溶性磷和速效磷的平均含量为10.9 mg·kg-1和248.4 mg·kg-1,分别为露地土壤的8.7倍和5.4倍,磷淋失并造成环境污染的可能性很大.     

岷江上游褐土类型与发生特征研究

岷江上游褐土垂直分布带幅为500～800m,阳坡宽,阴坡窄,粘化层中粘粒(<0.001mm)含量为9％～21％,粘化作用较国内外其它褐土弱,约少1/3～2/3。矿物风化度低,粘土矿物组成以伊利石,绿泥石为主。土壤发育具淋溶和次生粘化特点。根据碳酸盐淋溶淀积强度,可划分为燥褐土、石灰性褐土、淋溶褐土3类型。其淋溶强弱依次为燥褐土<石灰性褐土<淋溶褐土。     

长期不同秸秆还田方式对褐土磷素组分的影响

为了提高我国北方旱作地区秸秆和磷素的利用效率,试验选用秸秆不还田、秸秆覆盖还田、秸秆直接还田、秸秆过腹还田4个处理,供试土壤取自各处理1992—2016年0～20,20～40 cm土层,分析秸秆还田方式对褐土磷素组分时空分异特征的影响。结果表明,随着不同秸秆还田试验的进行,不同形态磷素均表现为前期变化较小,后期变化幅度增加;空间上在表层富集,差异性较大;不同活性磷占总磷比例表现为活性磷有所增加、中活性磷较平稳、稳定性磷有所降低;长期秸秆还田下活性磷中无机磷所占比例大幅度增加,秸秆过腹还田处理效果最好。秸秆还田能够促进磷素向有效态转化,明显提高活性态磷中无机磷所占比例,提高磷素的利用效率,且秸秆过腹还田效果最显著,其是一种值得推荐的秸秆还田方式。     

褐土和潮土土壤微生物量氮的测定研究

研究了用碱性过硫酸钾氧化法流动注射分析仪测定褐土和潮土土壤微生物量氮的可行性,并与开氏法进行了比较,同时采用碱性过硫酸钾氧化法测定了河北省不同肥力水平褐土和潮土麦田土壤微生物量氮含量.结果表明:采用碱性过硫酸钾氧化法,可使褐土和潮土浸提液中加入的有机态氮(尿素和EDTA)和铵态氮的回收率达95.33%～100%,与开氏法所测结果基本一致,相关系数达0.99.采用碱性过硫酸钾氧化法测得河北省2大土类不同肥力水平麦田土壤微生物量氮为1.80～66.76 mg/kg,其中褐土为6.39～66.76 mg/kg、潮土为1.80～20.98 mg/kg.     

改良碳酸盐草甸土的几项措施

碳酸盐草甸土质地黏糗紧实、通透性能差、土壤养分释放能力低、田间持水量低,既不耐涝,又不抗旱,是粮食产量不稳定的原因之一.近年来,黑龙江省桦川县对碳酸盐草甸土进行了一系列改良,根据其土质黏糗、土壤呈弱碱性等特点,结合当地实际,采取了如下措施.     

陕西关中冬小麦/夏玉米区土壤磷素特征

目的 研究陕西关中冬小麦/夏玉米区土壤磷素分布特征及近30年农田土壤有效磷变化,对维持和提高土壤质量和土地生产力,合理施磷和减磷增效具有重要意义。方法 利用2011年在陕西关中平原冬小麦/夏玉米种植区选择的10个典型县、区采集的458个土壤样本,通过与1980年土壤普查土壤有效磷含量数据的比对,分析近30年来陕西关中农田耕层土壤有效磷的变化及当前土壤磷库分布特征。结果 30年来该区农田耕层土壤有效磷含量整体呈显著上升,宝鸡市、咸阳市和渭南市的平均有效磷含量分别为26.09、27.50和21.53 mg·kg ^-1,与第二次土壤普查有效磷含量结果相比,增幅分别达334.83%、276.71%和231.23%。高有效磷等级地块的比例均有大幅度增加,其中以有效磷含量15-30 mg·kg ^-1的增幅最大,有效磷含量＜10 mg·kg ^-1的降幅最大。有效磷和无机磷总量分布呈现出西部（宝鸡市）和中部（咸阳市）高于东部（渭南市）,而有机磷含量则相反。当前关中地区大面积土壤有效磷含量高于农学阈值,可满足作物高产时的磷素供应。同时,宝鸡、咸阳市土壤有效磷含量＞37 mg·kg ^-1 的累积分布概率超过20%,水溶性磷含量＞2 mg·kg ^-1 的累积分布概率超过22%,存在较高的水环境污染风险。 结论 长期集约化高强度种植条件下含磷肥料的过量施用显著提高了土壤有效磷含量。从保护环境和合理利用有限的磷资源角度考虑,应合理调控磷肥施用,做到因土施肥,因需供肥。     

长期施肥对褐土有机碳和氮素在团聚体中分布的影响

 采集安排在半湿润农田生态系统土垫旱耕人为土（中等肥力红油土）上长达25年的肥料定位试验小区耕层的土样（0～20 cm土层），采用干筛法将供试土样分为5～2、2～1、1～0.25 mm等3个等级团聚体，研究长期施肥对有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮在不同粒级土壤团聚体中分布的影响。研究表明：①长期施肥对耕层土壤5～2 mm团聚体含量影响最大。长期施肥，特别是化肥与有机肥配合施用有利于该粒径团聚体的形成。②长期施肥处理能使土壤有机质、全氮以及硝态氮含量有较大幅度增加，但对铵态氮的影响较小。③与不施肥对照相比，经过长期施肥耕层土壤中有机质、全氮在不同粒级的团聚体中的含量差异较大，并且呈现出较强的规律性，均表现为1～0.25 mm粒径团聚体中的含量最高。④长期施肥处理对硝态氮在各级团聚体中的分布影响较大，除化肥＋中量秸秆处理外，其余处理土壤团聚体中硝态氮含量均随团聚体粒径增大而降低。⑤5～2 mm团聚体含量与土壤有机碳、全氮以及硝态氮之间呈显著正相关关系；而1～0.25mm团聚体与土壤全氮含量以及硝态氮含量呈显著负相关关系。说明5～2 mm团聚体是土壤有机质、全氮和硝态氮的主要载体。⑥在绝大部分情况下1～0.25 mm的团聚体对土壤有机碳、全氮、硝态氮的贡献率最大。