第四纪红土发育土壤的氧化铁磁性矿物学研究(英文)

应用矿物磁测技术对发育于第四纪红土母质上土壤的磁化率（χ）,频率依变磁化率（χｆｄ）,饱和等温剩磁（ＳＩＲＭ）和矫顽力（ＢＣＫ）进行了研究．结果表明,土壤χ和ＳＩＲＭ的变幅分别为７×１０－８～４７５×１０－８ｍ３ｋｇ－１和８．６×１０－４～３３２．７×１０－４Ａｍ２ｋｇ－１,两者粗略地表明了土壤中亚铁磁性矿物的数量差异．土壤的χｆｄ在４．９％～２３．３％,χｆｄ以及χ和ＳＩＲＭ的粒径分布证明,土壤中的亚铁磁性矿物以次生的超顺磁性颗粒态存在．土壤的磁化和退磁参数则表明具有较高χ的土壤其磁性由亚铁磁性矿物决定,低χ的土壤则是不完整反铁磁性氧化铁的贡献．本研究表明,矿物磁测技术为研究土壤氧化铁的数量、起源和类型提供了一种简便、快速、非破坏性的方法．     

乌鲁木齐市土壤磁学特征及其与粒度的关系

【目的】分析乌鲁木齐市市区、郊区表层土壤磁性和粒径分布特征的差异性,揭示土壤粒度与矿物磁性特征的关系,测试土壤磁性参数作为粒径代用指标的可行性,为未来运用磁学方法监测城市土壤污染提供参考。【方法】采集乌鲁木齐市市区建设用地及郊区农用地和未利用地表层(0~10cm)土壤样品45个,采用磁测和激光衍射粒度仪测量土壤磁性参数和粒度,利用Pearson相关性分析和GIS技术计算磁性参数低频质量磁化率(χLF)、高频质量磁化率(χHF)、百分频率磁化率(χFD)、硬剩磁(HIRM)、软剩磁(SOFTIRM)和饱和等温剩磁(SIRM)与粒径含量的相关系数,并绘制空间分布图。【结果】除χFD外,市区建设用地土壤磁性参数均值均高于郊区农用地和未利用地,多畴粗颗粒亚铁磁性矿物主导了土壤样品的磁学性质;市区表土黏土含量低于郊区,粉砂、砂粒含量略高于郊区;研究区土壤粒度组成以粉砂为主,其次为黏土和砂;通过比较市区表土磁性参数与不同粒径含量间的相关系数绝对值发现,χLF与2~8μm粒级,HIRM与8~16μm、63μm粒级,χFD与16~32μm、32~63μm粒级含量的相关性最强。郊区农用地、未利用地土样的磁性参数与粒级含量无显著相关性;黏土和极细粉砂含量与χLF和SOFTIRM、SIRM、HIRM在西部、东北、中部和南部区域空间上存在正相关,与χFD的相关区域位于市区中部。细粉砂与SIRM和HIRM在西北部、东北部以及东南部存在正相关,与χFD在空间上分布一致性较少。中粉砂、粗粉砂和砂含量与χFD在西部、东北部和中部偏西南区域存在正相关。【结论】乌鲁木齐市市区、郊区表土磁性和粒径分布特征不同。市区建设用地表土的χLF、HIRM和χFD分别可作为2~8μm粒级、细粉砂和砂粒级、中粉砂和粗粉砂含量的代用指标。在圈定的西部、东北、中部、南部、西北、东北、东南和西南区域,χLF、HIRM和χFD能更准确地反映粒级含量的高低。     

中国浙江部分红壤的灼烧磁性增强特征(英文)

为了探明红壤的灼烧磁性增强特征,测定了五种红壤在不同温度下灼烧后样品的磁化率,依频磁化率,软剩磁,硬剩磁,饱和等温剩磁和非滞后剩磁．结果表明：红壤灼烧至３５０℃开始产生磁性增强,在６５０～７５０℃和９５０℃出现磁化率峰值．五种供试土壤的磁性增强强度在３．４９～４２．７５之间．红壤灼烧磁性增强主要由于非铁磁性的无定形氧化铁转化为铁磁性的氧化铁所致．大约在３５０～６５０℃灼烧产生“软”多畴和超顺磁的磁铁矿／磁赤铁矿．所生成的“软”多畴和超顺磁磁铁矿／磁赤铁矿颗粒在相对较高的温度下转变为ＦＶ颗粒,在７５０℃以上转化为不完全反铁磁质的赤铁矿     

黄土风尘序列中古气候的替代性指标分析

碳酸盐和频率磁化率是夏季风替代性指标之一。通过对西峰赵家川新生代红黏土-黄土-古土壤序列中碳酸盐分析和频率磁化率测定,发现红黏土及黄土-古土壤的频率磁化率和碳酸盐存在良好的负相关,表明2套沉积在成壤过程中,碳酸盐的淋失对超顺磁性矿物相对富集具有重要的贡献。     

承德市土壤磁学性质及在土壤调查和分类上的应用

在承德市土壤普查中,结合典型剖面的磁化率测定,从数据分析中可以看出母质类型、土壤氧化还原状况、矿物颗粒粗细,土壤发育程度、土地利用方式等对承德市土壤的磁学性质影响很大,并具有一定规律。在成土条件相同情况下,不同土壤类型都有各自的磁化率特征。根据已知的不同土壤的磁化率特征和磁化率大小范围,可用来判断未知土壤类型和辅助勾绘土壤边界,因此,土壤磁化率可做为土壤分类的指标之一。     

首钢生产区颗粒物的磁学性质研究

首都钢铁公司在炼焦、发电、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等生产过程中产生的磁性颗粒物的磁学参数都有所不同,但这些磁性颗粒物都具有质量磁化率高（〉10^-5m^-3／kg）而频率磁化率低（〈3％）的特征,磁性矿物都以较粗的准单畴和多畴晶粒的磁铁矿为主,另外,磁性颗粒物中还含有少量的顺磁性矿物和反铁磁性矿物。     

黄土高原石灰性耕层土壤分形特征

以24个黄土高原石灰性耕层土壤样品数据为基础,运用分形模型研究了黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数,探讨了利用土壤颗粒粒径分布的分形维数来定量表征黄土高原石灰性耕层土壤的特征。结果表明,24个黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数D为2.5936～27094,分形维数表现为干润砂质新成土〉黄土正常新成土〉简育干润均腐土〉土垫旱耕人为土;土壤颗粒分形维数与〈0.001mm颗粒的含量呈显著正相关,土壤颗粒分形维数与土壤有机碳含量、全氮含量和碳/氮比相关性不显著;土壤有机碳含量与全氮含量呈显著正相关。     

聊城市位山灌区耕层土壤磁化率和有机碳的空间变异分析

为探究引黄灌溉对黄河下游地区农田土壤的影响,以山东省聊城市位山引黄灌区为研究区,测定农田土壤的磁化率和有机碳(SOC)含量,并运用地统计学方法研究其空间分布特征。结果显示,土壤低频磁化率(χlf)、高频磁化率(χhf)、频率磁化率(χfd)、有机碳(SOC)平均含量分别为66. 04×10-8m3/kg、61. 53×10-8m3/kg、6. 85%、8. 68 g/kg;土壤χlf、χhf、χfd具有中等空间相关性,SOC具有较强的空间变异性。研究表明,黄河沿岸农田土壤χlf和χhf低于其他地区,主要是受到引黄灌溉引沙入田的影响;农田土壤χfd呈条带状分布,由北向南逐渐增大,这与土壤母质、气候、地形等结构性因素有关;农田土壤SOC呈东西高、中部低的空间分布格局,主要是受到长期灌溉引沙入田、林地转为耕地等随机性因素的影响。     

中国浙江部分红壤的灼烧磁性增强特征

为了探明红壤的灼烧磁性增强特性,测定了五种红壤在不同温度下灼烧后样品的磁化率,依频磁化率,软剩磁,硬剩磁,饱和等温剩磁和非滞后剩磁。结果表明：红壤灼烧至３５０℃开始产生增性增强,在６５０￣７５０℃和９５０℃出现增化率峰值。五种供试土壤的磁性增强强度在３．４９￣４２．７５之间。红壤灼烧磁性增强主要由盱非铁磁性的无定形氧化铁转化为铁磁性的氧化铁所致。大约在３５０￣６５０℃灼烧产生“软”多畴和超顺磁的磁     

广西黎塘岩溶区富含铁锰结核土元素迁移特征

[目的]研究广西黎塘岩溶区土壤富含铁锰结核背景下元素含量与迁移特征,为富含铁锰结核土的有效修复提供理论依据.[方法]选择具有代表性的未受农业耕作影响的富含铁锰结核土为试验样地,其成土母岩为碳酸盐岩,以成土母岩为碎屑岩的土壤为对照,分层采集剖面A(0~35 cm)、B层(>35 cm)土壤及对应岩石样品,测定土壤、岩石氧化物及重金属元素含量.[结果]广西黎塘岩溶区土壤主要是Si、A1和Fe的氧化物,三者之和在土壤剖面A、B层的平均含量分别占总量的86.32%和86.30%;广西黎塘岩溶区土壤的SiO2和Fe2O3含量均低于对照,而Al2O3、CaO和MgO含量高于对照.广西黎塘岩溶区土壤Cd、Pb和Zn含量顺序为Zn>Pb>Cd,其中剖面A层Cd和Pb平均含量均超过B层,而Zn平均含量低于B层,剖面A、B层Cd、Pb和Zn平均含量均已超过广西土壤元素背景值及成土母岩为碎屑岩的土壤,未超过土壤环境质量二级标准值.广西黎塘岩溶区土壤以高硅铝系数、低盐基总量淋溶系数为特征,土壤剖面B层风化淋溶强度高于A层,风化淋溶程度整体上高于碎屑岩成土.土壤烧失量(LOI)与SiO2含量、Al2O3含量、硅铝率、盐基总量淋溶系数的相关系数分别为-0.8063、0.7091、-0.8570和-0.2923,土壤剖面A、B层Ca、Mg元素及B层的Cd元素发生了亏损,其他元素均表现为富集或强烈富集.[结论]成土母岩为碳酸盐岩的土壤氧化物、重金属含量、风化淋溶强度、迁移特征等与成土母岩为碎屑岩的土壤具有差异,铁锰结核的存在已造成重金属元素在土壤中的积累并具有潜在污染.     

黑土长期定位试验原状土搬迁对土壤微生物性质的影响

通过测定黑土长期定位试验原状土整体搬迁前后四种处理(CK、NPK、M、MNPK)土壤可培养微生物数量、土壤微生物量含量及土壤酶活性变化,探讨搬迁的特定条件对土壤微生物性质的影响。结果表明,1搬迁前后5年各处理三大类微生物数量、微生物量碳、氮含量和四种土壤酶活性在0~20 cm土层中均高于20~40 cm土层;2每年在两个土层中MNPK处理的三大类微生物数量和微生物量碳、氮含量均最高,CK处理均最低,而每年在两个土层中土壤过氧化氢酶和转化酶活性CK和M处理均明显高于NPK和MNPK处理,而磷酸酶活性CK和M处理则低于NPK和MNPK处理,脲酶活性在4个处理中差异不大;3比较搬迁前后5年间各项微生物指标变化发现,各项指标年际间虽存在变化但程度不大,搬迁后2011年和2012年相对较高,同为小麦茬的搬迁前2010年和搬迁后2013年各项指标较为接近。研究说明,土壤深度和施肥对土壤各项生物指标影响较大,年际间变化也受到轮作方式的影响,搬迁对土壤微生物扰动影响远小于施肥和耕作方式等的影响。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

白浆土的水分性质和水分动态

通过试验和调查研究,发现大部分白浆土的干燥度在1.00～1.27之间,各土层的水分性质差异显著。白浆土水分变化可分为冻结凝聚期,融冻返浆期,初夏干旱期,伏雨湿涝期和秋夏稳定期。研究表明,调节土壤水分是利用改良白浆土的首要问题。     

水田自然免耕土壤结构状况研究

本文研究了自然免耕土壤的水稳性团聚体、微团聚体和土壤结构的稳定性及其与水分的关系。结果表明:自然免耕促进了>25mm的水稳性团聚体形成,团聚水平、团聚度和结构系数增加,结构稳定性提高,土壤容重稳定。因此,浸润水分有利于土壤结构的形成和稳定。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

土壤质量管理：〈Ⅰ〉土壤功能和土壤质量

土壤质量管理是对土壤功能、土壤质量、土壤退化、土壤修复及其关系的研究和成果应用的科学实践活动.各种土壤的不同功能有其空间分异、历史演替和强弱序列;土壤质量及其评价建立在土壤功能之上.本文阐述了土壤功能、土壤质量及其评价指标和方法,并对今后的土壤评价研究提出了建议.     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

土壤改良剂对紫色土低吸力段持水特性的影响

本文研究了聚丙烯酰胺(PHM)和聚乙烯醇(VAM)对不同质地紫色土低吸力段持水特性的作用.结果表明,两种改良剂均能提高土壤持水量和释水量,增大土壤吸持水分对植物有效程度.改良剂VAM 的效果优于PHM,对质地偏粘土壤的效果更好。而PHM 则较适用于质地偏砂的土壤.