土壤次生盐渍化与微生物数量及土壤理化性质研究

次生盐渍化已成为制约设施栽培农业发展的主要障碍因子,为揭示次生盐渍化对土壤微生物和理化性质的影响,对上海市南汇区和崇明区设施栽培大棚土壤酶活性和微生物活性进行研究.结果表明:随着栽培时间的增加,土壤表层(0-5 cm)有机质变化不明显;而土壤中硝态氮和总盐量增加,连续栽培15年土壤的硝态氮(94.23 mg/kg)是露地表层土的14.8倍,EC值是露地的14.9倍;从第5年起土壤出现酸化现象.次生盐渍化越严重,对土壤脲酶、磷酸酶和呼吸强度的抑制越明显,连续栽培15年土壤脲酶活性受抑制率达到71.8%.EC值、总盐、硝态氮与放线菌、细菌数量都呈极显著负相关,与真菌数量呈显著负相关,最高相关系数达到-0.957.次生盐渍化对于深层土(15-20 cm)的影响没有表层土明显.     

香石竹设施栽培土壤可溶性盐分主成分分析

为探索香石竹设施栽培土壤盐害的防治方法与技术途径,对香石竹设施栽培土壤可溶性盐分进行了主成分分析。结果表明:土壤中可溶性盐分可分为主成分1(SO42-、NO3-、Ca2+、Cl-、K+)和主成分2(CO32-、HCO3-)两个成分,主成分1中SO42-、NO3-、Ca2+与土壤EC值三次模型拟合度较高(R2>0.850**),并与土壤EC值呈不同强度的正相关性;土壤EC值与全盐量呈强正相关性(r=0.99**),并接近线性关系(线性模型R2=0.976**,三次模型R2=0.984**);土壤EC值可作为一个有效指标,反映土壤盐渍化及土壤可溶性盐分,特别是反映SO42-、NO3-、Ca2+的变动情况,盐害防治重点在于SO42-、NO3-、Ca2+。研究对指导香石竹设施栽培土壤管理与持续利用具有重要意义。     

基于黄瓜种植的设施菜地土壤硝酸盐型次生盐渍化的分级研究

在江苏省泰州市基于黄瓜种植(种植的黄瓜品种为东方明珠)的设施菜地中进行了硝酸盐型土壤次生盐渍化的分级研究。供试土壤经过不同浓度的硝酸盐处理对应形成不同程度的次生盐渍化。用土壤电导率(EC)标示次生盐渍化的等级,经测定,对照及处理的EC分别为:对照(CK)0.89 dS m-1,处理1(T1)2.78 dS m-1,处理2(T2)3.65 dS m-1,处理3(T3)4.66 dS m-1,处理4(T4)6.15 dS m-1。统计结果表明,表层土壤(0～10 cm)硝酸盐含量与土壤EC之间呈显著正相关关系。表明由硝酸盐引起的不同程度的土壤次生盐渍化即硝酸盐型次生盐渍化的分级可以通过土壤电导率来标示。实验表明,不同程度的硝酸盐型次生盐渍化显著影响黄瓜的株高和产量(p<0.05)。根据不同程度的次生盐渍化土壤对黄瓜株高和产量的影响,对长江三角洲地区基于黄瓜种植的设施菜地土壤硝酸盐型次生盐渍化进行了初步分级,即等级Ⅰ:EC<2.03 dS m-1,等级Ⅱ:2.03 dS m-16.15 dS m-1。     

土壤调理剂及其配施微生物菌肥对设施菜田次生盐渍化土壤改良效果研究

针对设施菜田土壤次生盐渍化问题,研究分析不同用量土壤调理剂及其配施微生物菌肥对促进土壤脱盐、改善土壤理化性质及土壤微生物多样性的改良效果。试验结果表明,施用土壤调理剂和微生物菌肥后,土壤理化性质明显改善,土壤容重、EC、全盐量均有不同程度下降,Na+、K+、Ca2+、Cl-、HCO3-含量降低,有效抑制土壤返盐;且施用土壤调理剂和微生物菌肥后,土壤细菌群落多样性和丰富度趋于增加,尤其是固氮菌和分解有机质菌属的数量显著增加,土壤有益菌含量的增加对黄瓜生长起到促进作用。土壤调理剂及其配施微生物菌肥在改善土壤理化性质、降低土壤表层盐分、提高土壤微生物细菌群落多样性方面具有显著效果,可为设施菜田次生盐渍化土壤缓解盐胁迫提供参考。     

暗管排水对大棚土壤次生盐渍化改良及番茄产量的影响

为探讨防治设施土壤次生盐渍化的措施,于发生次生盐渍化的大棚土壤内埋设埋深40cm,间距6m及埋深70cm,间距8m的塑料暗管,研究土壤电导率(EC)、饱和导水率、体积质量等基本理化性质的变化,分析暗管排水对次生盐渍化土壤改良及番茄产量的影响。结果表明:埋设暗管可以明显降低次生盐渍化土壤的EC值,尤其是暗管上方的EC值显著低于对照;同时,土壤饱和导水率增加,体积质量降低而总孔隙度升高;番茄平均单果质量增加,产量显著提高,各项指标均表现为埋深70cm,间距8m暗管的处理优于埋深40cm,间距6m的处理。埋深70cm,间距8m暗管的处理在大棚土壤次生盐渍化改良中的效果优于埋深40cm,间距6m的处理。     

积盐对设施栽培土壤酸度及酸组成的影响

[目的]探讨盐渍化对土壤酸度的可能影响,为了解设施栽培土壤的酸化过程提供依据。[方法]采集了不同酸化特征的设施栽培土壤、露天栽培土壤和自然酸性土壤等3类表层土壤和剖面分层土壤样品,通过化学分析和室内添加肥料盐及土壤洗盐模拟试验,比较研究设施栽培土壤、露天栽培土壤与自然酸性土壤中活性酸、潜性酸、盐基饱和度之间关系差异及其受土壤盐分积累的影响。[结果]与自然酸性土壤相比,设施栽培土壤的酸是人为输入式,其酸化主要发生在表层,土壤剖面呈自上而下下降。在相同交换性酸水平的条件下,设施栽培土壤的pH值最低,其次为露天栽培土壤,而自然酸性土壤的pH值相对较高。在相同土壤pH值的情况下,自然酸性土壤的盐基饱和度明显低于设施栽培土壤和露天栽培土壤,而设施栽培土壤的盐基饱和度高于露天栽培土壤;设施栽培土壤的交换性酸中活性酸组成比例高于自然酸性土壤。增加中盐的积累可显著降低设施栽培土壤pH值;设施栽培土壤的盐分淋洗过程在降低土壤盐分的同时也降低了土壤的活性酸(提高了土壤的pH值)。[结论]盐分的积累增强了设施栽培土壤中潜性酸向活性酸的转化,高量施用化肥不仅可直接通过酸性物质的输入促进土壤pH值的下降,同时由此引起的盐分也可在一定程度上进一步降低土壤的pH值。     

杏壳生物炭对温室次生盐渍化土壤修复效应的研究

日光温室土壤次生盐渍化是设施蔬菜生产中的主要障碍性因子。研究以温室盐渍土、杏壳生物炭和负载微生物的杏壳生物炭为主要对象,通过监测土壤培养过程中土壤溶液pH,电导率(EC),水溶性磷、水溶性钾的动态变化,以及相应处理下盐分敏感蔬菜-辣椒的发芽率,探索添加不同比例的生物炭材料对温室次生盐渍化土壤的修复效果。结果表明,经过40 d土壤培养,添加杏壳生物炭对土壤溶液pH影响不明显,但是2.5%低添加量生物炭降低土壤溶液EC值的效果最为明显,在土壤培养的整个时期,添加杏壳生物炭和负载微生物的杏壳生物炭土壤溶液EC值均显著低于CK,且微生物负载生物炭降低土壤溶液EC值的效果更好;此外,添加生物炭不仅降低了土壤水溶性磷钾的变化幅度,有利于磷钾在土壤中的固持,而且显著提高了土壤碳氮比(P <0.05);辣椒发芽率随生物炭材料添加量的增加显著提高(P <0.05),其中添加10%负载微生物的杏壳生物炭辣椒的发芽率可达90%以上,比对照提高2.3倍。综上所述,添加负载微生物的生物炭对设施菜田次生盐渍化土壤的修复效果较好。     

塑料大棚设施菜地土壤次生盐渍化特征

以上海郊区规模化设施蔬菜园艺场为研究对象,监测了不同种植年限和不同种植模式的塑料大棚设施菜地土壤的主要理化性状,筛选了设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,分析了不同深度土壤特征指标的变化规律。结果表明,与露天菜地相比,设施菜地土壤酸化、盐渍化、养分累积明显,田间最大持水量和土壤呼吸速率降低;各类种植年限和种植模式的设施菜地表层土壤(0~20 cm)可溶性盐分、硝态氮和全磷含量分别达到4.18 g·kg~(-1)、121.8 mg·kg~(-1)和1.38 g·kg~(-1),分别为对应露天菜地的2.9倍、1.7倍和1.6倍。综合考虑设施菜地和露天菜地土壤主要理化性状的显著性以及设施菜地土壤对作物的障碍影响和对环境的污染风险,选择p H值、可溶性盐分、硝态氮和全磷作为设施菜地土壤次生盐渍化特征指标,并采用土壤相对质量评价法进行评价。设施菜地土壤p H值随着深度的增加而升高,可溶性盐分、硝态氮和全磷则随着深度的增加而递减,其中硝态氮相对质量指数达到3.06;随着设施菜地种植年限的增加,土壤p H值逐步降低,硝态氮、全磷和可溶性盐分逐步累积,其中4~6年棚龄的p H值和可溶性盐分相对质量指数最高,7~9年棚龄的硝态氮相对质量指数最高,10年以上棚龄的全磷相对质量指数最高,茄果连作模式的可溶性盐分和硝态氮相对质量指数最高,叶菜连作模式的全磷相对质量指数最高。     

三种秸秆有机肥改良土壤次生盐渍化的效果及生物效应

通过盆栽实验的方法,研究了三种秸秆有机肥对次生盐渍化土壤的EC值、硝酸根离子含量和油菜生物量的影响。结果表明,M1有机肥显著增加油菜的生物量,但在一定程度上增加土壤盐分含量;M2有机肥的效果与M1有机肥效果趋势相似,但增加土壤中的盐分含量的程度要小的多;而施用秸秆肥料M3,在增加油菜生物量的同时显著降低土壤盐分含量,减轻了土壤的次生盐渍化程度。结果表明,三种秸秆有机肥均能提高油菜对盐渍化的耐受能力,增加其生物量。采用M3秸秆有机肥改良土壤盐渍化是一条有效途径,但其最佳施用量与土壤盐渍化程度有关,非盐渍化土壤施用过多M3肥料将降低生物量。     

外源有机物料对次生盐渍化大棚土壤的改良效果

大棚土壤次生盐渍化已成为制约大棚设施农业生产的突出问题。在云南采集典型次生盐渍化大棚土壤,选择土壤调理剂、生物炭、商品有机肥、猪粪4种有机物料进行盆栽试验,研究其对盐渍化土壤的改良效果,结果表明:(1)施用生物炭和商品有机肥能有效改善次生盐渍化大棚土壤结构,降低容重,提高总孔隙度。(2)外源有机物料对改良大棚次生盐渍化土壤有显著作用,不仅降低了土壤全盐和电导率,还提高了作物产量。(3)大棚次生盐渍化土壤的主导阳离子为Ca2+、阴离子为NO-3、SO2-4,商品有机肥、生物炭和猪粪3类外源有机物料对降低Ca2+、NO-3、SO2-4的效果较好。(4)生物炭改良次生盐渍化大棚土壤的效果优于其它3种有机物料。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

四种土壤管理方式对李园土壤微生物和土壤酶的影响

通过2003~2004两年的试验发现,刈割覆盖、刈割压埋、畜粪还园三处理纤维分解菌和硅酸盐细菌的数量均明显高于清耕处理(对照),且两种微生物数量均以夏季最多,秋季次之,春季再次,冬季最少。前三处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、纤维分解酶、多酚氧化酶的酶活性都较清耕有显著或极显著提高;各处理酶活性也以夏季最高、秋季次之,春季再次,冬季最低。2004年刈割覆盖、刈割压埋两处理蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性较2003年有显著或极显著增加,畜粪还园、清耕两处理三种酶活性两年间差异很小。经相关性分析还发现,纤维分解菌除与脲酶相关性不显著外,它与其余的酶均显著或极显著正相关;硅酸盐细菌与所有的酶均极显著正相关。     

土壤动物在农业生态系统中的研究进展

近些年来随着对生态学的深入研究,人们认识到土壤动物的群落结构、功能以及在生态过程中积极的不可替代的作用,土壤动物逐渐成为生态学研究的热点之一。本文分析评价了国内关于土壤动物的研究进展。同时对国外土壤动物在土壤环境评价、凋落物分解、土壤健康的指示作用、与污染环境的关系、二氧化碳浓度对其的影响、在农业生态系统中的作用、在城市生态系统研究中的作用、在废弃物处理及土壤改良中的应用、在N循环中的作用、湿地土壤动物研究等10个方面的研究动态进行了综述。并提出了对土壤动物研究工作的几点建议。     

Soil indicator systems ‐ the basis for soil conservation decisions to control soil erosion and soil compaction

The efficiency and acceptance for erosion and compaction control management is not high and therefore not a guarantee for sustainable land use and soil functionality. The best method for increasing acceptance is a regional soil indicator system combined with an environmental indicator system (McRae et al. 2000). Like the concept of “critical load inputs”; for chemical pollutants, this system would make it possible to quantify the soil state and soil condition for decisions concerning the soil carrying or load capacity. The next step is the assessment of the land use pressure on soil in terms of the soil load capacity and the driving forces for land use. These results may determine the response level required: In a balanced situation, Best Management Practices may help ensure sustainability is maintained, slightly disproportional results suggest additional special agricultural management techniques may be needed, while significant differences may indicate the need for additional land use adjustments or changes in technical management. The indicator system is ideal for application in north‐eastern Germany for all moraine areas and the areas at risk to water and wind erosion and soil compaction.     

慈溪市土壤系统分类研究

本文对浙江省慈溪市第二次土壤普查土壤分类系统进行了修订,并建立了慈溪市土壤系统分类,依据浙江省土系建立的原则和要求,初步建立了慈溪市土壤的土族和土系。     

面向土壤系统分类的土壤调查制图方法的初步研究

我国的土壤系统分类方案已经基本形成,但还没有相应的土壤调查方法技术研究。按照传统土壤调查的主要剖面、检查剖面、定界剖面的思想与办法,采用空间内插技术,在研究区的4条实验路线上共挖掘了64个剖面点,通过这些剖面点的诊断层和诊断特性确定了研究区的土壤类型并勾绘了土壤类型界线。再用1条检验路线对勾绘的土壤图进行检查,结果表明,在检验路线上设置的20个检查剖面点中,其中19个剖面点与实际情况相符,正确率95%,说明使用内插法进行面向土壤系统分类的土壤调查制图是可行的。再结合土壤景观可以辅助土壤调查工作者更高效地确定土壤类型、勾绘土壤界线。     

分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景

分形理论的提出对于定量描述复杂的、高度不规则的系统特征与机理提供了方法.本文从土壤腐殖质、土壤微生物、土壤团聚体等方面回顾了分形理论在土壤肥力研究中的主要结果:土壤腐殖质胶体在不同条件下形成不同分形特征的聚合物;同一种微生物可能形成具有不同分形特征的结构;土壤中的有机无机胶体在不同条件下凝聚成不同的团聚体,从而形成不同的土壤结构并对其肥力功能产生影响.我们认为分形理论在探索土壤的形成过程和肥力功能上将具有重要的应用前景:如团粒结构体的形成可能是由土壤胶体分形凝聚而成;土壤中的活性有机质有逐渐老化的现象,可能和腐殖质胶体由结构疏松的分形结构向普通团聚体过渡的过程有关;土壤微生物在不同微环境下具有不同的分形特征,可以推测在各种土壤过程(包括物理、化学以及生物化学过程)中它们的功能也可能是不一样的.此外,土壤结构的开放程度决定孔隙、水分以及空气的分布,从而决定了微生物的生存空间.所以土壤结构体对微生物空间分布的影响也是将来该领域值得研究的内容之一.     

城市化过程对土壤资源影响研究进展

世界范围内的快速城市化过程对土壤资源的质与量都产生了深刻影响.作为一种不可再生性自然资源,土壤在我国快速城市化过程中的强烈人为活动影响下发生功能上的转化、弱化甚至消失.城市及其周边地区的土壤景观、各种土壤过程都明显异于传统的土壤质量演变规律.与农业生态系统相比,城市生态系统更加复杂,城市化过程中土壤演变研究的挑战性也更大.深入开展城市化过程中土壤质、量响应及其生态环境效应的系统研究意义重大.     

土壤退化时间序列的构建及其在我国土壤退化研究中的意义

我国土壤退化发生广、发展快,后果严重,很多问题亟待解决,加大其研究力度势在必行。显而易见,人们对土壤特性与土壤退化过程了解得越详细,对土壤退化的评估与防治也会越好。因此迫切需要建立大量土壤退化时间序列来明确土壤退化过程中时间因素的作用并帮助人们正确理解和认识土壤退化与人为作用之间的关系。为了得到可靠的结果,土壤退化时间序列的建立需包括起始土壤相似性判定与退化土壤绝对或相对年龄的验证两个重要过程。本文详细论述了土壤退化时间序列的构建过程及应注意的问题,并探讨了土壤时间序列在我国土壤退化研究中的意义,旨在为土壤退化时间序列的正确建立与应用提供较为详尽的参考。     

Relationships between soil respiration and soil moisture

The interaction of soil microbes with their physical environment affects their abilities to respire, grow and divide. One of these environmental factors is the amount of moisture in the soil. The work we published almost 25 years ago showed that microbial respiration was linearly related to soil-water content and log-linearly related to water potential. The paper arose out of collaboration between two young researchers from different areas of soil science, physics and microbiology. The project was driven by not only our curiosity but also the freedom to operate without the constraints common to the current system of science management. The citation history shows three peaks, 1989, 1999 and from 2002 to the present day. Interestingly, the annual citation rate is as high as it has ever been. The initial peak is due to the application of the work to studies on microbial processes. The second peak is associated with the rise of simulation modelling and the third with the relevance of the findings to climate change research. In this article, our paper is re-evaluated in the light of subsequent studies that allow the principle of separation of variables to be tested. This re-evaluation lends further credence to the linear relationship proposed between soil respiration and water content. A scaled relationship for respiration and water content is presented. Lastly, further research is suggested and more recent work on the physics of gas transport discussed briefly.