近20年海南省耕地林果化的时空分异及驱动因素分析

耕地林果化是指原本种植粮食作物的耕地被用于植树种果的现象,揭示耕地林果化时空分异及驱动因素对科学管理耕地、稳定粮食生产具有重要意义。基于土地类型变化视角,以海南省2000、2010和2020年3期土地利用数据为基础,综合利用转移矩阵、地理探测器和多元线性回归模型,系统分析了近20年海南省土地类型变化视角下的耕地林果化利用总体态势、时空分异特征及其驱动因素。研究表明：2000－2020年海南省林果化耕地规模呈降低态势,耕地林果化增量规模从2000－2010年的1 314.35 km2下降到了2010－2020年的472.45 km2,且前时段的林果化耕地有397.61 km2在后时段转回为了耕地。两个时段内,市县尺度耕地林果化利用现象空间差异明显,文昌、儋州的耕地林果化规模较高;网格尺度的耕地林果化空间分布格局基本相似,但格网耕地林果化比例具有明显差异。各时段驱动因子的解释能力不同,GDP增速、自然地形、区位因素是解释力较强的驱动因子;驱动因子是通过因子间交互作用影响耕地林果化利用,表现为双因子增强或非线性增强。     

中国耕地多功能耦合协调时空演变及其驱动因素

为探究耕地多功能耦合协调演变规律及其驱动因素,该研究依据2000－2018年中国30个省级行政区统计数据,综合评价耕地\     

近30年中国主要农田土壤pH时空演变及其驱动因素

  【目的】  研究中国农田土壤pH时空变化特征及其主要的驱动因素,为土壤酸化阻控、土壤质量提升和土地可持续利用提供理论基础。  【方法】  基于农业农村部布置在全国主要农田区域的耕地质量监测点数据 (950个),分析旱地、水旱轮作、水田等不同土地利用类型下土壤pH时空变化特征,并利用提升回归树模型探究影响土壤pH变化的主要驱动因素。  【结果】  就全国而言,土壤pH及其变异系数表现为旱地 (6.74 ± 1.19和17.63%) > 水旱轮作 (6.54 ± 0.93和14.26%) > 水田 (5.80 ± 0.81和13.95%),其中华南地区农田土壤pH表现为水田 (5.74 ± 0.79) 大于水旱轮作 (5.47 ± 0.56) 和旱地 (5.45 ± 0.91)。从监测初期 (Ⅰ阶段,1988—2000) 到监测中期 (Ⅱ阶段,2001—2010),旱地和水田土壤pH整体上随时间呈降低趋势,下降速率分别为0.065和0.054/年 (P < 0.01),而水旱轮作土壤pH无显著变化;从Ⅱ到Ⅲ阶段 (2001—2018),旱地和水旱轮作土壤pH整体上随时间呈上升趋势,上升速率分别为0.022和0.016/年 (P < 0.05),而水田土壤pH无显著变化。东北、华北、西南、长江中下游地区的旱地土壤pH随时间均呈线性下降趋势 (P < 0.05),而华南地区从Ⅱ到Ⅲ阶段呈线性上升趋势 (P < 0.01);西南、长江中游和华南地区水田土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势 (P < 0.01),而东北、西南和长江下游地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势 (P < 0.01);西南地区水旱轮作土壤pH从Ⅰ到Ⅲ阶段呈线性下降趋势 (P < 0.01),而华北、长江下游和华南地区pH从Ⅱ到Ⅲ阶段呈上升趋势 (P < 0.05)。通过Pearson和提升回归树分析发现,年均降雨量是造成土壤pH空间尺度上差异的最主要因素,其次是土壤质地、容重和有机质含量。此外,在旱地土壤上长期的氮肥投入和在水田和水旱轮作土壤上钾肥的投入对pH变化的影响较大。  【结论】  整体而言,我国旱地和水田土壤pH从监测初期到中期呈快速下降趋势,而旱地和水旱轮作土壤pH从监测中期到2018年呈缓慢增加趋势。东北地区的旱地土壤pH呈持续下降趋势,需要引起重视。氮肥在旱地和钾肥在水田上的施用导致土壤pH的降低,今后应优化水肥运筹,通过改善土壤容重和有机质进而有效调控土壤pH。     

华北集约化农区耕地土壤肥力时空演变特征——以河北省曲周县为例

科学准确地进行耕地土壤肥力评价以及揭示其时空演化特征,对于指导农业生产与耕地资源可持续利用具有重要意义。本文以华北集约化农区典型县域河北省曲周县为研究区,基于耕地土壤样点测试数据和耕地利用数据,综合运用模糊综合评价和地统计学方法,以耕地利用图斑为评价单元对耕地土壤肥力进行评价,并揭示耕地土壤肥力的时空演变特征。结果表明：2000-2018年研究区耕地土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾平均含量均有所增加,pH有所降低,且均受到结构性因素和随机性因素的共同影响;2000-2018年研究区耕地土壤肥力指数均值由0.25增长为0.54,增长率为116.00%,耕地土壤肥力由较低水平转变为中等水平,且总体变异程度和空间自相关程度均处于中等水平;2000年和2018年耕地土壤肥力等级分别以Ⅱ级和Ⅲ级为主,为总面积的83.92%和50.43%,广泛分布于除侯村镇和依庄乡之外的各个乡镇;2000-2018年研究区耕地土壤肥力Ⅰ级和Ⅱ级面积减少,Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级面积有所增加,Ⅱ级转出面积和轻度增加的面积最大,但最高等级和高度增加的耕地面积相对较小,其面积比重分别为1.86%和3.34%。因此,曲周县土壤肥力受到自然本底特征与人为农业生产活动的共同影响,有效地平衡与协调土壤养分元素含量有助于提升耕地土壤肥力以及土地资源的可持续利用程度。     

中国耕地低碳利用效率时空演变及其驱动因素

探究耕地低碳利用效率演变规律及其驱动因素对实现耕地利用高效低碳、助力农业绿色发展具有重要意义。该研究构建耕地低碳利用效率评价体系,采用超效率SBM模型测度1998-2018年中国30个省级行政区耕地低碳利用效率,分别采用核密度估计、可视化制图和总体分异测度指数刻画耕地低碳利用效率时序特征、空间格局和区域差异,进而采用地理探测器模型识别耕地低碳利用效率演变驱动因素并剖析各因素驱动机制。研究结果表明：1）研究期内中国耕地低碳利用效率逐步提高并呈现\     

近37年扬州市耕地土壤有效锌含量时空变化特征

基于扬州市1984—2020年表层土壤数据,运用地统计分析和相关性分析方法,系统分析了扬州市耕地土壤有效锌含量时空变化特征及其影响因素。结果表明:近37年扬州市耕地土壤有效锌平均含量上升1.15 mg/kg,增幅达188.5%;扬州市耕地土壤有效锌分布存在明显的空间异质性,总体上呈现南高北低、西高东低的分布特征。成土母质、土壤质地及土地利用方式不同,耕地土壤有效锌含量存在显著差异。不同成土母质中,长江冲积物发育土壤有效锌含量较高;不同土壤质地中,砂壤土中有效锌含量较高;不同土地利用方式中,旱地土壤中有效锌含量最高。土壤pH及有机质含量与土壤有效锌含量存在不同程度的响应关系。     

1985—2018年内蒙古自治区耕地集约利用时空变化及其驱动因素

[目的] 探索内蒙古自治区耕地集约利用时空变化规律,为改善该区耕地集约利用方式,实现耕地资源可持续利用提供科学依据。[方法] 运用主成分分析方法对内蒙古自治区全区及其12个盟市的耕地集约利用水平进行综合评价,并揭示其时空变化特征及驱动因素。[结果] ①从全区层面分析,1985—2018年期间,内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,耕地集约度由63.30增长至88.12,增幅高达39.21%,耕地集约利用总体呈波浪式增长。②从空间层面分析,通过自然分界法将内蒙古自治区各盟市耕地集约利用水平划分为5个等级,其中巴彦淖尔市和呼伦贝尔盟为高度集约型(Ⅰ级),锡林郭勒盟、兴安盟、阿拉善盟、鄂尔多斯市为较集约型(Ⅱ级),呼和浩特市为一般集约型(Ⅲ级),赤峰市、通辽市为较粗放型(Ⅳ级),乌兰察布市、包头市、乌海市为粗放型(Ⅴ级)。③从驱动因素分析,人均GDP、农民人均可支配收入、财政用于农业支出以及第一产业固定资产投资额对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著正向驱动作用,而第一产业生产总值、城镇化率以及治理水土面积对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著负向驱动作用。[结论] 内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,未来应规范耕地流转,加强耕地用途管控,协调产量与生态的关系,进一步提高耕地集约利用程度。     

近30年华北平原粮食主产区土壤肥力质量时空演变分析——以山东禹城市为例

土壤肥力质量的时空演变分析有助于了解区域土壤肥力变化情况和变化规律,对制定相应的农业管理措施,进一步提升土壤生产力,稳定粮食产量具有重要意义。本文以华北平原典型区禹城市为例,进行了土壤肥力质量时空演变分析。结果表明:自1980年以来,经过近30年的耕作和中低产田改造,禹城市土壤肥力质量显著提高,尤其在土壤肥力质量较差的区域,土壤质量提升更显著;土壤肥力质量空间变异性减弱,土壤肥力水平趋于一致,且空间变异受自然因素的影响降低,更多的受到人为管理因素的影响。     

近40年大兴区耕地土壤有机质时空变异特征及其影响因素

研究长时期的土壤有机质(SOM)时空动态变化规律对指导大都市边缘区耕地保护、农田土壤肥力提升和农业生产管理具有重要意义。通过综合运用GIS、地统计学与数据统计分析方法,研究北京市大兴区近40年来五个时期(1980、1990、2000、2006、2017)耕地SOM的时空变异特征,并对其影响因素进行定量分析。结果表明:近40年来大兴区土壤有机质的动态变化表现为短期下降但整体呈上升趋势,从1980年的Ⅴ级地为主到2017年以Ⅳ级地为主,土壤有机质含量均值从9.36 g kg-1上升到14.87 g kg-1,增加了58.87%;大兴区五个时期的土壤有机质含量变异系数范围为0.22～0.38,均属中等程度变异;五个时期SOM的块金系数C0/Sill分别为50.00%、45.45%、49.92%、43.19%和38.17%,说明随着时间推移区域耕地资源的本底因素引起的异质性愈占主导;SOM的空间最大相关距离在8.14～14.57 km范围内波动;大兴区耕地土壤有机质含量整体上升,其主要受到土壤质地、土壤类型、种植作物类型和人为耕作管理活动的影响。在未来的农田管理过程中,应改善土壤结构,施用有机...     

鄱阳湖平原耕地多功能时空演变及其驱动机制

[目的] 科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法] 运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果] ①2000—2020年鄱阳湖平原各县区耕地综合功能总体呈上升趋势,受社会经济发展水平影响显著,具体表现为耕地综合功能的提高优先发展于社会经济发展较快地区,如南昌县、安义县等南昌市周边地区。②20 a间鄱阳湖平原耕地多功能变化趋势不同,其中生产和景观美学功能呈现增长趋势,生态维持和社会保障功能则出现下降趋势,说明鄱阳湖平原耕地生产功能虽有所提高,但难以保障日益增长的粮食、经济需求,同时第二、三产业的飞速发展使耕地所能提供的经济贡献比重逐渐下降。③鄱阳湖平原耕地多功能发展水平受社会和自然两方面影响,社会因素可通过实施改善农业生产基础条件,保障农村居民最低收入,提高农村居民医疗福利标准等政策调节,自然环境方面则需要人类共同保护、修复生态环境。[结论] 多种因素共同影响鄱阳湖平原耕地多功能发展水平,合理制定耕地保护利用政策、保障农村居民生活水平对提高耕地多功能发展水平具有促进作用。     

40年来宁乡市稻田土壤肥力时空变异分析

土壤养分具有较强的时空变异性,明确 40年来县域稻田土壤肥力时空变异特征,能为稻田土壤培肥管理提供科学指导。通过收集整理宁乡市第二次土壤普查及 2018年稻田土壤肥力数据,以地统计学为基础,借助GS+7.0、ArcGIS和 R等软件进行分析。结果表明,40年来稻田土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾及综合肥力指数分别增加13.1%、98.5%、20.1%、98.2%、13.7%和47.9%,但 pH降低0.58,土壤呈酸化趋势;土壤有效磷空间相关性较弱,受随机因素影响较大;有机质、全氮、碱解氮、速效钾、pH和综合肥力指数空间相关性较强,受地形和人为因素的共同作用;有机质、全氮和碱解氮是土壤综合肥力指数的重要因素,全氮的大幅增加是土壤综合肥力指数提升的关键驱动原因;当前水稻产量与土壤综合肥力指数呈极显著正相关。     

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。     

近30年我国典型水稻土肥力演变特征

【目的】 水稻土是我国面积最大、分布最广的耕地土壤类型,水稻产量约占全国粮食总产量的二分之一,明确水稻土养分演变规律对其质量建设和生产力输出有重要意义。本研究拟以136个国家级水稻土长期定位监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的水稻土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国水稻土肥力和生产力的演变特征,为水稻土合理培肥管理提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析结合平均值及中值分析的方法对水稻土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了水稻土有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH以及作物产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和冗余分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出水稻土肥力演变的主要贡献因子和影响水稻土作物产量的主控肥力因子。 【结果】 近30年常规施肥下水稻土肥力监测结果显示,与监测初期相比,水稻土有机质 (31.3～32.2 g/kg) 和全氮 (1.88～1.92 g/kg) 含量基本稳定,土壤速效养分含量明显升高。2012—2016年间水稻土有效磷平均含量 (20.1 mg/kg),比监测初期平均值 (15.2 mg/kg) 显著提高了32.2%;2012—2016年间水稻土速效钾平均含量 (92.1 mg/kg) 比监测初期 (77.8 mg/kg) 提高了18.4%。经过近30年施肥,水稻土pH值下降了0.35个单位。主成分分析结果表明,水稻土肥力提高的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷。冗余分析结果表明,影响作物产量的主要肥力因子是土壤速效钾、有效磷和有机质。 【结论】 近30年农民习惯施肥管理模式下,水稻土整体肥力略有提高,生产力水平明显提高,但土壤pH值降低,有酸化趋势;水稻土肥力演变的主要障碍因子是土壤有机质和全氮,所以水稻土培肥应该在平衡施用氮磷钾肥的基础上合理配施有机肥或秸秆。      

潮土区29年来土壤肥力和作物产量演变特征

【目的】 潮土是我国重要的农业土壤,是小麦和玉米的主产区。本研究对29年来全国潮土长期定位试验监测的数据进行了分析,明确了潮土区土壤养分状况、肥力水平以及产量变化特征,为潮土区的养分管理和合理施肥提供科学依据。 【方法】 基于分布在我国12个省、市、自治区的51个潮土肥力长期监测基地,整理分析了潮土29年来5个肥力指标 (有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH) 以及作物产量随监测年限的变化。监测期10～29年,监测区种植的作物主要为小麦和玉米,种植方式包括小麦?玉米、冬小麦?夏玉米、春小麦?夏玉米轮作。本研究将监测时间分为监测初期 (1988—1997年)、监测中期 (1998—2003年) 和监测后期 (2004—2016年) 三个阶段,并进行了三个监测时期各肥力指标和产量平均值的比较,运用主成分分析法分析了土壤综合肥力的主要贡献因子。 【结果】 潮土有机质、全氮、有效磷、速效钾含量整体呈上升趋势,而pH呈下降趋势。土壤有机质和全氮从监测初期到监测中期分别显著提升了47.1%、37.8%,中期到后期提升未达到显著水平;土壤有效磷从监测初期到监测后期逐步提升226%,监测初期与后期差异显著;土壤速效钾从监测初期到中期略有下降,监测中期到后期显著提升了30.4%;土壤pH呈下降趋势,尤其从监测中期的8.14到监测后期的7.78;潮土区常规施肥下小麦和玉米产量的变化随时间呈现出明显上升的趋势,监测中期小麦的平均产量比监测初期显著增加了87.6%,监测中期与后期产量差异不显著;玉米的平均产量从监测初期到监测中期显著提升了111%。主成分分析结果表明,潮土区土壤全氮和有机质是潮土综合肥力的主要影响因素。 【结论】 经过10～29年的常规施肥,潮土区土壤的单一肥力、综合肥力以及作物产量先后都得到了显著提高,虽然pH有明显降低。土壤综合肥力和作物产量的变化主要取决于土壤全氮和有机质含量,因此,施肥过程中要适当控制氮肥的比例和用量。      

西部地区紫色土近30年来土壤肥力与生产力演变趋势分析

【目的】 紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889 × 104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征,为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。 【方法】 利用时间趋势分析和中值分析的方法,分别总结了紫色土土壤有机质 (SOM)、全氮 (TN)、有效磷 (AP)、速效钾 (AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势,分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势;运用主成分分析和冗余分析方法,分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析,探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化,但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在 2011—2016 监测阶段的平均值为15.34 mg/kg,比初始监测阶段 (6.10 mg/kg) 显著提高了151.4%;土壤速效钾含量在 2011—2016 年的平均值比初始监测阶段 (1988—1992年) 增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势,比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明,紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明,影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH,对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷,对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。 【结论】 近29年来,在常规施肥管理模式下土壤有效磷和有效钾含量显著上升,一方面提高了玉米、甘薯生产力,但却导致了养分的不平衡,紫色土全氮含量和pH出现了下降,导致小麦产量出现下降风险。紫色土肥力的障碍因子是较低的土壤全氮和有机质含量。所以农民常规施肥不利于紫色土的培肥,应该注重平衡施肥,增施有机肥,在提高土壤磷和钾有效性的同时,保持土壤全氮和有机质的平衡。      

近30年来典型黑土肥力和生产力演变特征

【目的】 东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。 【方法】 利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质 (SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。 【结果】 与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值 (17.38 mg/kg) 显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量 (224.31 mg/kg) 较监测初期 (171.50 mg/kg) 提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。 【结论】 在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。      

近60年我国土壤侵蚀科学研究进展

在系统总结我国近60年土壤侵蚀科学研究取得的成就的基础上,通过分析与整合,重点介绍全国土壤侵蚀时空特征与动态变化、土壤侵蚀过程及其调控机制、黄河泥沙来源与粗泥沙集中来源区的界定、风力侵蚀机制及沙漠化防治、侵蚀环境演变与调控等5个对土壤侵蚀学科发展有重大意义的进展,提出了我国土壤侵蚀学科亟待加强的3个领域。     

近40年江苏农田土壤pH时空变化特征及驱动因素

  【目的】  从县域尺度探究江苏农田土壤pH的时空变化特征及其驱动因素,为农田土壤酸化的预测、阻控以及土壤质量的提升提供科学依据。  【方法】  基于第二次全国土壤普查(1980年)、全国测土配方施肥(2006—2012年)以及江苏省土壤农化性状普查(2018年)数据,分析不同时期江苏农田土壤pH的时空变化特征,并利用回归分析探究影响农田土壤pH变化的主要驱动因素。  【结果】  2018年江苏全省农田土壤pH范围为5.61～8.31,平均7.02,其中,东部沿海和北部各市农田土壤pH较高,以中性和碱性为主;南部各市农田土壤pH较低,以酸性为主。近40年,江苏农田土壤pH平均下降0.57个单位,其中1980—2006、2006—2012和2012—2018年,年均降幅分别为0.016、0.008、0.007个pH单位。1980—2006年,江苏农田土壤pH快速下降,Ⅰ级(pH>7.5)样本点占比由60.6%降至38.0%,Ⅲ级(pH 5.5～6.5)样本点占比由8.5%增加至28.2%。2006—2018年,农田土壤pH下降趋势得到有效抑制,各级样本点占比趋于稳定。农田土壤pH变化主要与土壤初始有机碳密度、作物秸秆碳还田量和化肥施用量密切相关,其中,土壤初始有机碳密度贡献近40年江苏农田土壤pH变化的48.7%,分别高于作物秸秆碳还田量和化肥施用量的26.9%和24.4%。  【结论】  江苏农田土壤pH总体呈现“南酸北碱”和“东部沿海高于内陆”的空间分布特征,主要与土壤性质、土壤类型和土地利用方式有关。40年间农田土壤pH的下降并非匀速,1980—2006年的快速下降是由于大量化肥的施用,而2006—2018年的缓慢下降则是由于秸秆还田量的增加。     

长期施肥下褐土生产力的演变及其影响因素

【目的】 土壤生产力提升和稳定是农业可持续发展的基础。研究过去30年间常规施肥条件下,褐土生产力的变化,厘清影响褐土生产力水平的主要因素,为褐土的培肥改良和生产力提升提供理论依据。 【方法】 基于全国28个长期定位试验点的褐土定位试验,分析了29年 (1988—2016) 不施肥和常规施肥两个处理的土壤肥力指标,并运用主成分分析方法分析了地力和施肥因素对产量的影响。 【结果】 1) 不施肥处理小麦和玉米产量均为先降低后缓慢升高,均值分别为3175和4056 kg/hm2;常规施肥处理小麦产量逐渐升高,玉米产量趋于平稳,均值分别为6124和7432 kg/hm2;小麦和玉米的增产量先升高后降低,均值分别为2901和3429 kg/hm2。施肥提高了作物产量的可持续性指数 (SYI),小麦和玉米SYI值分别为0.57和0.54,分别提高了54.82%和52.49%;降低了变异系数 (CV),小麦和玉米分别降低了44.70%和40.77%。2) 褐土区小麦季和玉米季地力贡献率分别为53.0%和54.2%,变异系数分别为41.2%和37.6%。肥料总量的农学效率,小麦先升高后降低,均值为6.36 kg/kg,玉米先降低后趋于平稳,均值为13.89 kg/kg。氮肥农学效率随施肥年数增加而降低。3) 主成分分析结果表明,影响小麦产量的5个主成分的累积贡献率为71.729%,影响玉米产量的4个主成分的累积贡献率为67.948%,对于两种作物,有机肥用量的影响最大,其次是土壤全氮和有机质含量。 【结论】 褐土区土壤生产力受有机肥用量和土壤全氮、有机质含量的影响最大,因此褐土区生产力的提高与地力的提升和肥料的科学施用密切相关。地力提升可以采取秸秆还田、施用有机肥等措施;肥料施用需要适当提高磷肥的比例,降低氮肥的比例,同时适当提高有机肥的比例。