华北平原冬小麦/夏玉米轮作田土壤N2O通量特征及影响因素

采用静态箱/气相色谱法对华北平原冬小麦/夏玉米轮作田土壤N2O通量进行周年观测,研究轮作田土壤N2O源的大小及其变化规律,分析土壤温度、水分、有效氮含量对土壤N2O通量的影响。结果表明,土壤N2O通量季节变化明显且变化主要是由施肥引起的。麦田土壤N2O通量变化范围为-36~835μg.m-2.h-1,玉米田为-1~263μg.m-2.h-1,麦季土壤N2O排放强度(80.5μg.m-2.h-1)低于玉米季(90.5μg.m-2.h-1)。轮作田土壤N2O年总排放量为6.9kg.hm-2,麦季(4.2kg.hm-2)高于玉米季(2.7kg.hm-2)。土壤N2O通量随地温升高呈指数增长(通过0.01显著水平检验),季节Q10值为2.2,单日的Q10值在3.8~4.5;作物主要生长季(4-10月)土壤N2O通量随土壤中NH4 -N含量的增加呈线性增长(通过0.05显著水平检验),而与土壤含水量和NO3--N含量均未表现出明显数量关系。在作物主要生长季,上述各因子对土壤N2O通量的综合影响极显著(通过0.01显著水平检验),其中土壤含水量和NH4 -N含量是主导因素。     

黑土立体休闲技术改土增产效果

为了打破犁底层障碍,消减连作障碍,分别在轮作和连作的黑土上采用分层深耕犁将0~20 cm耕层土与20~40 cm下层土进行转换,以达到休闲表层土壤的目的。采用大区对比法连续2年调查改土后效果。结果表明:第1年、第2年立体休闲处理较对照组未改土,0~40 cm土层土壤平均容重分别降低0.05、0.11 g/cm~3;通气系数分别提高14.97×10~(-2)、16.69×10~(-2) cm/s;而饱和导水率较对照组第1年降低了3.14×10~(-3) cm/s,第2年提高了10.95×10~(-3) cm/s;抗剪强度较对照组第1年降低了0.72 kPa,第2年提高了0.82 kPa;土壤平均含水率提高分别提高4.07%、4.95%;温度分别提高0.78、0.13℃。立体休闲后表层土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾降低、下层土土壤肥力增加。在轮作条件下,立体休闲后第1年马铃薯和甜菜分别减产5.63%和3.06%;第2年玉米和马铃薯分别增产5.20%和27.00%。在大豆连作条件下,立体休闲区植株干质量平均比对照提高7.63~7.82%;根干质量提高7.61%~13.41%;根长增加4.42%~6.26%;单株荚数增加18.83%~20.71%;株粒数增加幅度为32.43%~37.21%;根瘤数每株增加1.46~5.15个;产量比对照增加3.09%~22.38%。     

中国北方紫花苜蓿土壤有效磷丰缺指标与适宜施磷量初步研究

为了初步建立我国北方紫花苜蓿土壤有效磷( Olsen－P)丰缺指标,并确定不同丰缺级别土壤的适宜施磷量,采用土壤有效养分含量与缺素处理相对产量回归方程法、土壤有效养分丰缺分级改良方案和“养分平衡—地力差减法”确定适宜施肥量新应用公式,开展了本研究。结果表明,东北平原区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>26、14~26、7~14、4~7、2~4和0~2 mg/kg;内蒙古高原区第1~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>28、16~28、9~16、5.2~9、3.0~5.2、1.7~3.0、1.0~1.7、0.6~1.0、0.3~0.6、0.2~0.3和0~0.2 mg/kg;西北荒漠绿洲区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>20、12~20、7~12、4~7、2.4~4和0~2.4 mg/kg;黄土高原区第1~5和6~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>29、15~29、7~15、4~7、2~4和0~2 mg/kg;黄淮海平原区第1~3和4~11级土壤有效磷丰缺指标依次为>13、4~13、1~4和0~1 mg/kg。当紫花苜蓿干草目标产量为15 t/hm2时,第1~11级土壤的适宜施磷( P2 O5)量依次为0、45、90、135、180、225、270、315、360、405和450 kg/hm2。     

毛乌素沙区退化湿地土壤剖面水分和养分特征

在毛乌素沙地秃尾河源区,随机选取地下水位分别为50cm,80cm和100cm的3块退化湿地(1号、2号和3号)和1块地下水位超过300cm的典型沙地,通过采集土壤剖面,对比分析了退化湿地与典型沙地土壤水分和养分剖面分布特征。结果表明:地下水位深度对土壤含水量影响较大,1号退化湿地土壤含水量整体最高,为16.15%~28.12%,2号和3号退化湿地土壤含水量剖面特征相近,含水量分布范围为5.65%~24.75%,整体上低于1号退化湿地,但高于典型沙地;有机质在4块样地中均是表层含量最高,且随土层深度的增加而逐渐减少。退化湿地表层有机质含量为8.51~17.13g/kg,约为典型沙地的2~3倍,且2号和3号退化湿地分别在10—16cm,30—33cm,22—28cm存在有机质富集层,但含量低于表层;4块样地土壤全氮含量范围为0.01~0.60g/kg,其剖面分布特征与有机质相似。硝态氮在各样地间剖面分布特征不明显,但其表层含量均高于下层,表层最高者为3号退化湿地,为0.58mg/kg,最低者为典型沙地,约0.24mg/kg;4块样地土壤全磷、速效磷和铵态氮含量范围分别为0.10~0.20g/kg,0.80~3.15mg/kg和2.81~3.33mg/kg,其均在退化湿地与典型沙地剖面不同层次间无明显差异。4块样地表层土壤速效钾含量最高。速效钾在1~3号退化湿地与典型沙地中的平均含量分别为27.76,54.95,43.57,23.42mg/kg,其在退化湿地中的含量明显高于典型沙地;土壤含水量与有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效钾呈显著相关(P0.05),而全磷与其他7个指标之间的相关性不显著。     

深耕培肥改良瘠薄黑土理化性质及提高大豆产量的研究

为明确深耕培肥对瘠薄黑土的改土效果,采用大田对比方法,以依安地区黑土为供试土壤,开展深耕培肥对瘠薄黑土土壤理化性质影响及对大豆产量的调查研究。结果表明:深耕培肥可以有效降低10~30 cm土层土壤容重、硬度,提高土壤通气性,容重第1年和第2年分别下降0.09 g cm~(-3)和0.05 g cm~(-3),通气系数分别提高为34.01×10~(-5) cm s~(-1)和10.89×10~(-5) cm s~(-1),10 cm以下土层土壤硬度与对照相比呈明显下降趋势;同时,深耕培肥后20~30 cm土层有效磷含量显著提高,两年增加幅度为15.05~16.23 mg kg~(-1);深耕培肥可以提高土壤速效钾含量,增加幅度为10.19~10.38 mg kg~(-1);并且深耕培肥提高了大豆产量,两年平均提高大豆产量达9.61%。     

有机物料深耕还田改善石灰性黑钙土化学性质提高玉米产量

为明确不同深耕方式和有机物料配施还田对石灰性黑钙土化学性质影响及持续改土效果,在黑龙江省安达市石灰性黑钙土上开展了深松、秸秆心土还田、秸秆心土还田+鸡粪3种深耕处理对土壤p H值、盐基离子、有效氮、磷、钾和玉米持续增产效果研究,并与常规耕作进行了比较。结果表明:深耕处理可以改变土壤酸碱度及盐基离子浓度,明显降低土壤p H值,降低幅度分别为0.59~0.96,土壤的水溶性钾、水溶性钠、HCO3-离子质量分数降低幅度分别为0.9~6.9、79.6~272.1、19.5~46.6 mg/kg,提高水溶性钙离子质量分数,幅度为36.5~125.6 6 mg/kg,土壤p H值与水溶性钠、HCO3-离子含量显著正相关,与土壤水溶性钙离子含量呈显著负相关;深耕处理可提高深层土壤有效氮、磷、钾含量,在20~50 cm土层,各处理土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量高于对照,顺序为秸秆心土还田+鸡粪秸秆心土还田深松对照,其中秸秆心土还田+鸡粪处理对土壤有效氮、磷、钾影响最明显,高于对照幅度分别为13.5~36.0、2.4~4.1、41.2~71.3 mg/kg;深耕可以增加玉米产量,不同深耕技术增产效果不同,秸秆心土还田和秸秆心土还田+鸡粪处理一次改土后,连续3a均表现增产趋势,秸秆心土还田+鸡粪改土后第1年比对照增加47.1%,第2年和第3年分别比对照增产25.2%和24.7%,3a平均比对照增产32.3%,效果显著,秸秆心土还田处理与对照相比增产效果不如秸秆心土还田+鸡粪处理,第1、2和3年增产分别为11.2%、9.8%和18.1%,3a平均增产11.3%,深松处理增产效果在不同年份表现不一致,第1年没有增产,第2年增产6.3%,第3年增产14.3%,3a平均增产6.2%;从土壤化学性质的变化及改土后玉米产量看出,秸秆心土还田+鸡粪处理是比较适合石灰性黑钙土改良的耕作措施。     

专家介绍

李勇研究员 ,1 958年生 ,中共党员 ,理学博士 ( 1 990 ) ,洪堡学者 (德国 ,1 997- 1 999)。师从我国著名土壤侵蚀与水土保持专家朱显谟院士 ,在中国科学院水土保持研究所攻读硕士、博士学位 ;1 997年 4月 - 1 999年 2月在德国农业景观与土地利用研究中心工作 ;1 998年 1 1月 - 1 999年 1月在比利时鲁文大学实验地貌实验室做访问研究 ;1 999年 3月 - 8月、2 0 0 1年 1 0月- 1 2月 ,受USDA资助赴美国土壤保持实验室进行合作研究。现为中国农业科学院农业环境学科杰出人才一级岗位 ,博士生导师 ,国际原子能机构 (IAEA)亚太地区土壤侵蚀评价…     

第五届植物技术国际会议通知

由国际植物技术协会主办,中国科学院南京土壤研究所、土壤与农业可持续发展国家重点实验室承办的“第五届植物技术国际会议(Phytotech 2008)”将于2008年10月22~25日在南京国际会议中心举行。本届会议旨在讨论植物修复污染环境的科学理论及实际应用,会议有关信息及注册、提交摘要/全文等相关事宜可登录会议网站:http://159.226.104.139/home/indexFrameset.asp?id=1。会议主席:骆永明研究员会议秘书:宋静副研究员通信地址:南京市北京东路71号中国科学院南京土壤研究所,邮编:210008联系电话:025-86881101(骆永明)、86881130     

种植年限对设施大棚土壤次生盐渍化与酸化的影响

以京郊设施大棚为研究对象,分析了不同种植年限设施大棚土壤盐分含量、离子组成和pH值状况。结果表明,新建设施大棚在第3或第4年就出现了土壤次生盐渍化,5年以上的老设施大棚土壤电导率超标(0.5 m S·cm~(-1))率远高于新建设施大棚。设施大棚土壤盐分在0~20 cm表聚明显,盐分含量随着土层的加深而逐渐降低。盐基离子以SO_4~(2-)为主,其次是C~(2+);盐基离子含量大小顺序:阳离子为Ca~(2+)Na~+K~+Mg~(2+);阴离子为SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-。设施大棚土壤pH值随着种植年限的延长而下降;连续种植15年后,设施大棚土壤盐分平均增加了1.25倍,pH值平均下降9.3%。土壤次生盐渍化与酸化两者伴随出现,已成为限制设施生产可持续发展的重要障碍。     

砾石暗沟提高脱硫石膏改良龟裂碱土效果及油葵产量

针对龟裂碱土质地黏重、透水性差、难以改良利用等瓶颈问题,该研究采用砾石暗沟改良技术,在统一施用脱硫石膏22.5 t/hm2和淋洗定额4 500 m~3/hm~2的基础上,研究不同暗沟间距(3、6、9 m)及砾石垫层厚度(25、30、35 cm)对龟裂碱土理化性质、盐分离子浓度、油葵产量的影响。试验结果表明:1)灌水洗盐过程中砾石暗沟的设置有利于提高土壤渗透性,保持脱盐状态,暗沟间距越小脱盐效果越显著;2)砾石暗沟处理下土壤Na~+、CO_3~(2-)、HCO_3~-、Cl~-浓度显著减少,其中Na~+是最主要阳离子,其Cl~-的相关性最大,其次为SO_4~(2-);3)在暗沟间距3 m、砾石层厚度35 cm的处理下(T3),第1年0~40 cm土层pH值、碱化度分别比CK(无暗沟处理)降低11.6%、32.2%,第2年分别降低12.4%、39.6%;4)T3处理油葵出苗率和产量最高,第1年产量为CK的2.87倍,第2年为CK的3.44倍。因此,砾石暗沟能促进脱硫石膏改善龟裂碱土理化性质,提高作物产量。     

悼念土壤学与水土保持专家朱显谟先生

<正>中国共产党优秀党员,中国科学院院士,著名土壤学与水土保持专家,中国土壤侵蚀学科的开创者和奠基人之一,中国科学院水利部水土保持研究所、西北农林科技大学水土保持研究所研究员、博士生导师,《水土保持通报》第一任主编朱显谟先生于2017年10月11日10时在陕西省西安市逝世,享年102岁。朱显谟先生逝世后,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平,中共中央政治局常委、国务院总理李克强,原中共中央总书记、国家主席、中央军     

不同盐碱地改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿生长及产量的影响

为明确国产化盐碱地改良剂在重度盐碱地的施用效果,采用田间试验和室内分析相结合的方法,以牧草和绿肥兼用型紫花苜蓿为供试作物,研究重度盐碱地施用国产1号(2 250 kg·hm-2)、国产2号(7 960kg·hm-2)和脱硫石膏(22 500 kg·hm-2)3种改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)出苗率和鲜草产量的影响,以及施用脱硫石膏对土壤(0~20 cm)和紫花苜蓿茎、叶中重金属含量的影响。结果表明,与对照(不施改良剂)相比,施用改良剂处理的紫花苜蓿出苗率提高18.4%~31.7%,3茬鲜草总产量提高18.9%~43.5%;土壤pH下降0.11~1.46,容重降低0.01~0.06 g·cm-3、孔隙率提高1.15%~10.15%,土壤理化性状得到改善;施用脱硫石膏和含有脱硫石膏的国产2号使土壤和紫花苜蓿中汞、铅和铬含量有显著提高,但土壤重金属含量未超过国家《农业土壤环境质量标准》GB15618—2001规定的二级土壤使用标准,紫花苜蓿中汞、镉、铅和铬的含量检测符合国家饲料卫生指标(GB13078—2001)的规定。本研究表明,3种盐碱地改良剂以国产2号的施用效果最好,可在同类型盐碱地大力推广应用。     

紫色丘陵区土壤可蚀性因子研究

土壤可蚀性是标准小区上单位降雨侵蚀力所引起的土壤流失量,具有明确的物理意义和简便的测定方法,是确定土壤流失量的重要指标,也是土壤预测预报模型的重要参数[1]。美国的《农业手册》(No·282,537和703)总结并提出了土壤侵蚀预报模型USLE和RUSLE[2-4]各个参数的计算方法。我国学者对土壤可蚀性进行了大量的研究,朱显谟[5]将土壤抗侵蚀性能分为抗冲性和抗蚀性,学者们[6-7]分别对土壤抗冲性和抗蚀性进行了研究。人工模拟降雨研究土壤可蚀性有效率高、可控性好的特点得到了广泛的运用。史学正等[8]用人工模拟降雨仪研究了亚热带土壤的可蚀性,于东升等[9]用不同人工模拟降雨方式研究了土壤可蚀性     

不同年限温室土壤盐分变化及对土壤退化的影响

为明确种植年限与土壤盐分及土壤退化间的关系,选择栽培模式和管理方式相近的温室,研究其土壤盐分、pH和交换性盐基离子随种植年限的变化趋势。结果表明:随种植年限的增加,土壤全盐量增加,第18年达1.833g/kg;土壤K~+和SO_4~(2–)含量升高,Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~–含量降低;土壤中Na~+和Cl~–增量相对较少。土壤盐离子之和占全盐百分比在第6年平均为77.58%,而至第18年时为52.46%,说明随着种植年限延长,土壤盐离子组成已发生较大改变。土壤pH,第18年比第6年平均下降了1.01个单位,土壤交换性盐基下降了20.11%。因而,随温室种植年限延长,土壤盐渍化严重,酸化程度加重,交换能力下降,土壤肥力下降。     

前言

朱显谟教授是老一辈着名科学家,中国科学院院士。现为我所名誉所长、博士生导师。他自1940年大学毕业后在江西地质调查所、中央地质调查所、解放后在南京土壤所、西北水土保持研究所从事土壤、土壤侵蚀、水土保持和国土整治方面的科学考察与研究工作。     

朱显谟教授关于黄土—古土壤研究简述

黄土高原不仅是华夏民族之摇篮和农业文化发祥地,而且因其黄土分布面积之广、黄土沉积之深厚、黄土-古土壤发育之完整与蕴藏历史环境信息之丰富,均为世界之最。远在40多年前的建国初期,朱显谟教授在野外考察中曾发现在深厚黄土层中广泛分布的多层“红色土”实际上是古老土壤的遗迹,当时称之为“红层”或埋藏土。     

干旱区长期膜下滴灌农田耕层土壤盐分变化

新疆地处干旱地区,水资源短缺,膜下滴灌作为有效的节水灌溉技术在新疆农业生产中广泛使用。但新疆同时是盐碱化普遍发生的地区,采用滴灌技术后,传统灌溉的灌溉洗盐过程随之消失,且该地区灌溉水矿化度较高,对土壤盐分有一定的补充作用,因此滴灌技术虽然节水增产效果明显,但长期滴灌可能导致土壤盐分积累,降低土壤质量。通过监测一个长期膜下滴灌、面积约为224 km2的农场15a农田土壤盐分含量,对长期膜下滴灌土壤盐分含量的变化进行研究,研究结果可为膜下滴灌土壤盐分管理提供科学依据。以位于新疆北部玛纳斯河流域的新疆生产建设兵团第八师147团农田为研究对象,通过收集该团场自1996年至2010年记录的农田耕层盐分和养分指标的分析数据,利用统计学知识及地理信息系统技术,对不同滴灌年限下土壤耕层盐分变异特征及土壤耕层盐分与其他土壤指标的相关性进行研究。研究表明:(1)在滴灌的第一个3年周期内,土壤耕层盐分平均含量从3.13 g kg-1降低至3.00 g kg-1,降幅达4.2%,但经12年滴灌年限,土壤耕层盐分从3.13 g kg-1升高至4.81 g kg-1,升高了53.7%;(2)在五个监测周期(15 a)内,土壤盐分含量明显上升,研究区土壤耕层盐分含量集中分布在4~10 g kg-1,土壤耕层多为中度盐化土和重度盐化土;(3)长期膜下滴灌导致土壤耕层盐分发生重新分配,全团范围内农田盐分含量分布接近正态分布。本研究条件下,长期膜下滴灌会造成土壤耕层盐分积累,滴灌水携带的盐分对土壤盐分有一定的补充作用;采用2~3年进行一次大水洗盐以及培肥土壤、提高土壤有机质含量对防止滴灌土壤积盐具有重要作用。     

黄土高原塬区麦田土壤水分变化特征及其对降水的响应

利用对黄土高原塬区具有较好代表性的西峰站近18 a(1989~2006年)降水和土壤水分资料,研究麦田土壤水分的变化特征及其与不同尺度的标准化降水指数SPI的关系。结果表明:(1)4~6月份,是麦田深层土壤水分的失墒期,6月前后土壤干旱最严重;(2)7~10月是麦田深层土壤的增墒期,土壤水分与降水的显著相关深度逐渐向深层推移,10月底墒得到有效补充;(3)失墒期深层土壤水分对表层水分的滞后时间小于增墒期的,分别为1个月左右和2个月左右;(4)一个月尺度的降水对耕作层的影响是最大的,2~6个月尺度降水的影响深度主要在30~150 cm,大于6个月尺度的SPI影响深度在主要70~200 cm;(5)除了作物蒸腾影响,降水尺度越大,土壤水分受影响的深度越大。     

不同耕作方式下土壤水分动态变化及利用效率的研究

为明确不同耕作下土壤水分动态变化及其利用效率,2010~2013年采用田间试验方法,研究了宽窄行深松25 cm(T1)和宽窄行深松35 cm(T2)和均匀垄(T3)三种耕作方式下土壤水分周年变化、动态变化以及水分利用效率。结果表明:土壤含水量周年变化可分为3个阶段,即"大幅度变化期"、"平稳期"和"小幅度变化期"。大幅度变化期出现在4月末至8月末,小幅度变化期和平稳期受温度和降雪量的影响,不同年份长短不一。三年0~100 cm土层平均土壤含水量T2和T1较T3高,T2比T1土壤含水量更高。土壤含水量随土壤深度的增加呈"先升后降的趋势",0~40 cm土壤含水量为"增加趋势"、40~60 cm土壤含水量为"维持较高",60~100 cm土壤含水量为"下降趋势"。宽窄行深松有利于保墒保苗,深松后T2比T1储水效果更好。T2和T1土壤水分利用效率分别较T3提高17.4%和6.6%,T2土壤水分利用效果最好。     

气候变化对甘肃黄土高原土壤贮水量的影响

利用甘肃省黄土高原16个气象站1971~2000年气象资料、13个农业气象观测站及3个农业气象试验站土壤湿度资料,分析了近50年温度、降水及近30年土壤水分变化特征,用数理统计方法拟合了0~200 cm土壤贮水量动态变化,得出了土壤贮水量随气候变化的规律。研究表明,上世纪80年代以来,甘肃黄土高原土壤含水呈减少之势,0~200 cm土层土壤总贮水量春、秋季减少了40~90mm,夏季减少了20~36mm;土壤贮水适宜农作物生长的时段减少了2~3月,土壤水分匮缺的范围无论从时段及层次上都有所扩展。