华南热带土壤养分含量状态及肥力评价

华南热带亚热带地区,广泛分布着红壤、黄壤、赤红壤、砖红壤以及在这些土壤上发育的水稻土.这个地区年平均气温在17-25℃之间,≥10℃的年积温为5000—9500℃,其中赤红壤和砖红壤地区,年平均气温在21℃以上,≥10℃年积温达7100—9500℃之其中赤红壤和砖红壤地区,年平均气温在21℃以上,≥10℃年积温达7100-9500℃之间,年降雨量在1500毫米以上,是我国发展热带、亚热带经济作物和林果木的良好基地,也是发展以水稻为主的粮食作物的好地方^[1,7-9].     

江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性研究

土壤光谱是土壤理化性质的综合反映,研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性,对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区,采集443个土壤表层土样,采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350~2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后,对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁(针铁矿和赤铁矿)、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量,对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明:红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显,620 nm~740 nm的特征吸收面积黄红壤红壤棕红壤红壤性土,420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤棕红壤红壤红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高,位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭,在近红外光谱区域土壤反射率最高,在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰,在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似,但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱,反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同,其光谱特征差异较为明显,光谱反射率表现为淹育型水稻土潴育型水稻土潜育型水稻土,620 nm~740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土潴育型水稻土淹育性水稻土,420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土潴育性水稻土潜育型水稻土,但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%,分类的准确度较高,而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。     

南方典型土壤水力特征差异性分析

为探究南方地区典型土壤水力性质的差异,采用压力膜法、定水头渗透法和一维水平土柱吸渗法对粘性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土和紫色土5种南方典型土壤的水动力学参数进行室内测定,对比分析了各土壤水力特征的差异及其产生的原因。结果表明:土壤质地和粘粒含量是影响土壤水力特征的主要因素;粘性潮土、沙性潮土属于级配良好土,而红壤、紫色土、水稻土属于级配不良土,粘性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土饱和导水率依次增大,分别为1.75×10~(-3),3.15×10~(-3),4.77×10~(-3),11.02×10~(-3),11.87×10~(-3) cm/min;相对水稻土和沙性潮土而言,其他3种试验土持水性较高。土壤有效水含量为沙性潮土粘性潮土水稻土紫色土红壤,其有效水孔隙体积分别占其总孔隙体积的48%,29%,27%,18%和17%。非饱和条件下,沙性潮土和红壤中的水分运动速率较快,远高于粘性潮土中的水分运动速率,约为其6.8倍。土壤质地、颗粒级配、粘粒和有机质含量不同是造成土壤水力特性差异的因素,其中土壤质地和颗粒级配为南方典型土壤水力特性差异的主要影响因素。     

玄武岩发育的几种红壤的矿物特征

本文主要研究不同生物气候条件下由玄武岩母质发育的红壤、赤红壤和砖红壤的理化性质及矿物组成。粘粒中氧化铁的含量都很高,为16.98±0.83%。砖红壤与赤红壤粘粒中高岭石与非晶物质的含量相近,它们之间的差异是赤红壤中没有三水铝石,而含有7—11%蒙皂石。红壤粘粒中高岭石和非晶物质的含量都低于砖红壤和赤红壤,而水云母和蒙皂石的含量较高,也没有三水铝石。粘粒含量、阳离子交换量、硅铝率、硅铁铝率、铁的游离度和风化淋溶系数等都反映了土壤风化程度上的差异,它与水热条件特别是年均温和积温有关,进一步说明生物气候因素引起的土壤性质及矿物组成变化比其它因素强烈。砖红壤与砖红壤性水稻土的差异是在氧化铁形态上;红壤与红壤性水稻土相比,后者粘粒中蒙皂石含量略高,水云母含量略低。     

长期施肥下我国南方典型农田土壤的酸化特征

【目的】阐明长期施肥下我国南方典型农田土壤的酸化特征,为合理施肥缓解农田土壤酸化提供科学依据。【方法】对湖南省典型农田土壤一水稻土和红壤上设置的32个长期监测点10年间的土壤pH及相关数据进行统计分析。【结果】从整体上看水稻土在长期施肥下未呈现明显酸化;在水旱轮作模式下的水稻土出现显著酸化,其pH平均下降速率为每年0.076是持续种稻模式的10倍。化学氮肥施用量的增加是水旱轮作下土壤酸化的重要因素之一,有机肥的施用对水稻土酸化无显著影响。红壤在常规施肥10 a期间pH呈明显的阶段性变化特征,施肥4~6 a与1~3a相比土壤pH下降了0.19个单位显著酸化;持续施肥至7~10 a红壤pH保持相对稳定。起始pH相对较高(pH6)的红壤长期施肥下出现极显著酸化,pH平均下降速率为每年0.075,与化肥氮施用量呈显著正相关;pH相对较低(pH 4-5)的红壤长期施肥下未显著酸化。【结论】我国南方地区长期施肥下,与持续种稻模式相比水旱轮作模式加速了水稻土的酸化,化学氮肥施用量的增加是导致其酸化的重要原因;起始pH相对较高(pH6)的红壤显著酸化化学氮肥用量增加导致其显著酸化。因此,控制和减少化学氮肥的用量是防止水旱轮作模式下土壤及红壤旱地进一步酸化的重要措施。     

土霉素在土壤中的垂直迁移及其影响因素研究

采用土柱淋溶法,研究了土霉素在土壤中的垂直迁移特性,探讨了不同土壤类型、淋溶体积、淋溶液pH值、施药量等因素对土霉素在土壤中淋溶迁移的影响。结果表明,在红壤、黑钙土、赤红壤3种不同类型的土样中,土霉素的迁移深度为：赤红壤〉红壤〉黑钙土;土霉素主要富集在土壤表层,其含量随土壤深度增加而明显降低;同一深度的土壤中土霉素含量随着淋溶液体积的增加而增大,随pH值增大而减小;土霉素在土层中的含量分布、淋溶深度与其施药量均呈正相关;当淋溶液中含有一定量的土霉素溶液时,土霉素在土壤中的迁移深度明显增加。     

小江流域土壤抗冲性实验研究

采用原状土冲刷法,对小江流域土壤抗冲性进行测试研究,结果表明:小江流域水稻土的抗冲性最大,棕壤其次,红壤、紫色土和褐红壤抗冲性最小;小江流域草地的抗冲性最大,耕地和灌丛地其次,裸坡最小;小江流域土壤的抗冲性大小与土壤中>2mm或<0.002mm的颗粒含量有较大关系。     

再生水盐分在亚热带不同土壤中的迁移特性及其差异

为了合理评价再生水灌溉盐分对土壤环境的影响,分析盐溶液淋溶亚热带土壤流出液盐分变化规律及其对土壤化学性质的影响差异,该文采用定水头入渗法,模拟不同浓度钠盐溶液淋溶黏性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土等5种亚热带地区土壤,并观测土壤流出液电导率（EC）和pH值的差异。试验结果表明：1）高浓度盐溶液对黏粒含量较高的红壤、紫色土、黏性潮土的穿透能力弱于黏粒含量较低的水稻土和沙性潮土。同等浓度水平处理达到相同的穿透程度,酸性土壤（红壤、紫色土、水稻土）能承受更多的低质水量。2）盐分在土壤中的迁移速度主要由土壤理化性质决定,土壤黏粒含量、交换性铝含量会显著减缓盐分在土壤中的迁移能力,而土壤粉粒含量、EC、pH值以及交换性钙、镁含量会促进盐分在土壤中的迁移。盐分更容易穿透碱性土壤（黏性潮土和沙性潮土）而流出,碱性土壤流出液相对EC最大变化速率比酸性土壤高36%。基于Boltzmann函数拟合表明,入渗水盐浓度及土壤理化性质对模型参数有显著影响（P<0.05）。3）土壤化学性质受入渗液盐分浓度的影响程度不仅与土壤本身的化学性质有关,也与土壤质地中的粉粒、黏粒含量有极显著的关系（P<0.01）。各浓度盐溶液对碱性土壤的pH值影响不明显,对酸性土壤的pH值影响较大,其流出液pH值减少1.6～2.6个单位,其中红壤的pH值变化最大,其次为紫色土。入渗液EC高于4.77 dS/m的处理对土壤流出液的稳定pH值影响增幅不明显。因此,利用低质水灌溉时要依据土壤理化性质合理限定水中盐浓度。     

生物质炭引起的土壤碳激发效应与土壤理化特性的相关性

生物炭因含有丰富的惰性碳元素而被看作是一种极富应用前景的固碳材料，将其施入土壤后可以增加土壤稳定性碳库，减缓全球气候变化。前人研究表明，生物炭添加到土壤中后，将增加（正激发效应）或者减缓（负激发效应）土壤原有机碳的矿化速率。然而，生物炭对不同土壤的激发效应以及土壤性质与生物炭激发效应之间的关系还不明确。因此，本研究利用13C 稳定性同位素标记的小麦秸秆制作成生物炭，分别将等碳量的生物炭和标记秸秆添加到四种不同性质的土壤中，室内培养一年，测定生物炭及秸秆中的碳元素在不同土壤中的降解量及其对土壤原有机碳的激发效应量。研究结果表明：生物炭在黑土水稻土以及下位砂姜土水稻土中引发了显著的负激发效应，激发效应量分别为-284 mg/kg和-157 mg/kg，而在红壤水稻土以及低肥力红壤水稻土（长期定位不施肥的红壤水稻土）中引发正激发效应，激发效应量分别为33.3 mg/kg和58.0 mg/kg；秸秆在四种土壤中引发的激发效应量不同，均为正激发效应，正激发效应量远大于生物炭。生物炭激发效应量与土壤的Ec（r= -0.884）以及pH（r= -0.824）成极显著的负相关关系。生物炭-碳在不同土壤上的累积降解量存在显著差异，黑土水稻土中为15.6 mg/kg，红壤水稻土中为14.2 mg/kg，下位砂姜土以及低肥力红壤水稻土中相似，分别为10.4 mg/kg和9.92 mg/kg；秸秆-碳的累积降解量远大于生物炭-碳，其在低肥力红壤水稻土中的降解量显著低于其他三种土壤。生物炭添加在黑土水稻土中碳净损失量最低，下位砂姜土水稻土中次之，低肥力红壤水稻土中最高。研究表明，生物炭在土壤中的固碳效果不仅受到生物炭-碳自身降解速率的影响，还会受到生物炭引发的土壤碳激发效应量的影响。     

超声波土壤含水量检测装置的模型建立与验证

为探究利用超声波脉冲速度检测土壤体积含水量的可行性,以广东省红壤、赤红壤、水稻土为研究对象,设计了一种超声波土壤含水量检测装置,并利用ZBL-U510型非金属超声波检测仪在3种不同温度环境下(10、20、30℃)对不同含水量的土壤样本进行声速测定,构建了土壤体积含水量与超声波差值声速的温度效应数学模型。结果表明:超声波在水稻土中的传播速度比红壤、赤红壤快,且温度对超声波声速随土壤体积含水量变化节律的影响不同。20℃环境下超声波在土壤中的传播速度最快,10℃其次,30℃最慢。采用Richards模型表征土壤体积含水量与超声波差值声速关系的预测误差在3%左右,采用分段结构温度效应模型的预测误差在5%以内,证明该文提出的超声波脉冲速度-土壤体积含水量的温度效应模型可用于动态温度条件下的土壤含水量预测。该研究可为超声波技术在土壤水分检测领域的应用研究提供参考。     

Characterization of nitrifying bacteria communities of soils from different ecological regions of China by molecular and conventional methods

Soil nitrification rate is very different among soil types, as a result of differences in physical and chemical properties. Little is known about the composition of the nitrifying bacteria community. In this investigation, three soils (fluvo-aquic soil, permeable paddy soil and red earth) from different geo-ecological regions in China were characterized for their nitrification activities and their nitrifying bacteria communities determined either by molecular approaches or by conventional culture methods. A 28-day long-term soil incubation showed that the maximum nitrification potential was found in the fluvo-aquic soil with almost 100% of inorganic N present as NO₃^–-N, while the minimum nitrification potential was in red earth with only a 4.9% conversion rate from ammonium into nitrate. There was no relationship between nitrification potential and numbers of nitrifiers in the soil. The conventional most probable number (MPN) method could enumerate ammonia oxidizers, but failed in enumerating nitrite oxidizers. Therefore, we used an MPN-PCR procedure which gave a convincing nitrite oxidizer count result, instead of MPN-diphylamine. Soils were characterized by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of DNA extracted from soils and amplified using a primer specific for the 16S rRNA gene and/or for the amoA gene. The DGGE columns of the three soils differed from each other. There were two similar bands present in DGGE columns of the fluvo-aquic and permeable paddy soils, but no similar band was found in DGGE columns of the red earth. The sequence of amoA indicated that all ammonia oxidizers in these soils were grouped into Nitrosospira clusters 1 and 3, and each soil had a common band similar to the other soils and a special band which differed from the other soils.     

中国土壤分类四十年

建国以来土壤分类是不断完善的过程。涉及全国的土壤分类系统至少有9个。可分为三个时期。解放初，采用美国马伯特土壤分类系统，以土类为基本单元，土系为基层单元，其中就有我国特有的山东棕壤、砂姜黑土和水稻土等类型；从1954年开始采用土壤发生分类系统，之后陆续提出了一些新土类，如黄棕壤、黑土、白浆土、砖红壤性红壤等，接着由于对耕地土壤的普查，充实了水稻土、明确了潮土、灌淤土和塍土等的独立土类地位。并提出了其他许多磷质石灰土等新土类。目前正在开始以诊断层如诊断特性为基础、结合我国丰富土壤类型的实际，在已有基础上，建立具有我国特色、具有空量指标的土壤系统分类。但这需要有一个较长的研究和完善过程。     

北京地区2种类型土壤优先流染色形态特征及其影响因素

通过野外染色示踪试验结合室内图像解析技术,对北京地区2种类型土壤(淋溶褐土和潮土)进行了优先流染色形态特征及其影响因素研究。结果表明:(1)样地土壤用浓度为4g/L的亮蓝溶液27.3L染色后,淋溶褐土基质流深度均值为7.72cm,潮土为8.56cm,潮土优先流发生相对滞后;(2)淋溶褐土的优先流比、染色面积比、最大染色深度和长度指数均大于潮土,优先流现象更明显;(3)淋溶褐土优先路径集中区较多,侧向流较发达,且染色面积比和土壤深度相关性大于潮土,两者关系更密切;(4)2种类型土壤的土壤质地和土壤有机质与染色面积比显著相关(P0.01),直径为1~3mm的根长密度也和染色面积比呈显著相关(P0.05)。淋溶褐土优先流现象比潮土更明显,2种类型土壤对优先流染色特征影响较大的为土壤质地、土壤有机质和直径为1~3mm的根长密度。     

水稻土的腐殖质组成

土壤的有机质状况与成土条件之间有着紧密的联系。借助于腐殖质形成分析法,ТюРин确定了腐殖质形成过程的地带性规律。他指出,不同发生学土类,其腐殖质形成有着明显的不同^[1]。Кононова把土壤腐殖质看作为一个高分子物质体系,她证明成土条件对腐殖质的影响,不仅表现在分祖形成方面,而且也表现在胡敏酸的本性方面^[2]。另一方面,一些工作表明,有机厦状况的不同又将对土壤形成过程和土壤性质产生不同的影响^[3]。因此,研究土壤的腐殖质状况,不仅有助于对土壤性质的了解,而且可为成土过程,从而为土壤分类提供有益的资料。     

磷在土壤中有效性的衰减

培育试验表明,磷与红壤中有效性的衰减可分为快反应（3小时）阶段和慢反应阶段,前者有效磷以直线关系下降,后者则为一渐减性曲线。快反应阶段磷有效性的衰减量和土壤活性铝含量显著相关,但与活性铁和交换铝相关不显著。用红壤、潮土、板浆白土三种性质不同的土壤进行的生物试验表明,产量也随着土－磷作用时间延长而下降,而且有一个终止时间,中性水稻土在8个月培育后产量即可不再下降,石灰性潮土为16个月,而酸性红壤在28个月以上,影响产量衰减的可能和磷在土壤中的双核化（转化为环状双核结构）和吸收作用有关,它们在程度上和延续时间上不同土壤不同,在水稻土上最弱,延长时间最短,而在红壤上作用最强,延长时间最长,潮土处于两者之间。     

河北沧州接地网土壤腐蚀性因素研究

接地网土壤防腐研究对保证电网安全运行具有重要意义。以沧州21个变电站接地网土壤为研究对象,通过现场及实验室测试土壤腐蚀性因素指标,运用主成分分析方法进行了统计分析。主成分分析研究结果表明,沧州接地网土壤中关键腐蚀性因素为氯化物、全盐含量和电阻率。根据土壤中的盐分与氯离子含量指标,接地网土壤主要分为滨海中度-重度盐化土壤、轻盐化潮土和潮土三种类型。以关键腐蚀性因素和土壤类型为评价指标,沧州地区接地网土壤腐蚀性划分为强腐蚀性、较强腐蚀性和中等腐蚀三个等级。近海的港城等4个变电站处于强腐蚀性土壤中,李刘堡等9个变电站土壤的腐蚀性较强,韩村等8个变电站的土壤属于中等腐蚀。     

漳州市农业土壤重金属现状、分析及防治

调查漳州市农业土壤重金属Hg、As、Cr、Cd、Pb背景值及污染现状,调查结果,漳州市农业土壤重金属背景值相对较低。其现状为,Hg、As、Cd、Pb含量高于背景值1~4倍(Cr除外),特别是Hg和As为高污染元素。按土壤类型划分,水稻土土类重金属含量高于赤红壤土类(Hg除外);按土地利用方式划分,水田>菜地>果园;按流域划分,九龙江流域农业土壤重金属含量高于非九龙江流域(Cr除外)。污染源以农业污染为主,工业污染相对较轻。     

不同土壤磷的固定特征及磷释放量和释放率的研究

通过加入不同浓度的P(水土比为 2 0∶1 )并利用连续提取法 ,对三种土壤P的固定特征以及磷的释放进行了研究。结果表明 ,红壤对P的固定能力高于潮土 ,而潮土高于水稻土 ,在加入P量为 2 97gkg- 1土壤的条件下 ,三种土壤对P的固定量分别为 2 84gkg- 1、2 5 3gkg- 1和 2 0 8gkg- 1。三种土壤对P的固定率则随着加入P量的增加而降低。在P的释放研究中 ,随着提取次数的增加 ,P的释放量减少 ,并在提取 8次后 ,以后各次P的释放量不发生显著变化。三种土壤中 ,水稻土P的最大释放量 (1 2 4 0 7mgkg- 1)显著高于红壤 (60 46mgkg- 1)和潮土 (1 9 74mgkg- 1) ,水稻土P的总释放量 (1 6次 )也大于红壤和潮土 ,三种土壤P的总释放量分别为 2 0 6 0 2 (1 98gkg- 1土壤P处理 )和 2 71 91mgkg- 1(2 97gkg- 1土壤P处理 )、1 0 0 48和2 60 5 3mgkg- 1、1 1 6 0 6和 1 3 1 91mgkg- 1。三种土壤P的释放率随着提取次数的增加而增加 ,并逐渐达到稳定。水稻土的释放率显著高于红壤和潮土。水稻土和潮土中 ,1 98gkg- 1土壤P处理的土壤P的释放率高于2 97gkg- 1土壤P处理的土壤 ,红壤则相反