中国四川盆地地区侵蚀斜坡土壤酶活性研究

Determining how soil erosion affects enzyme activity may enhance our understanding of soil degradation on eroded agricultural landscapes. This study assessed the changes in enzyme activity with slope position and erosion type by selecting water and tillage erosion-dominated slopes and performing analyses using the ¹³⁷Cs technique. The ¹³⁷Cs data revealed that soil loss occurred in the upper section of the two eroded slope types, while soil accumulation occurred in the lower section. The invertase activity increased downslope and exhibited a pattern similar to the ¹³⁷Cs data. The spatial patterns of urease and alkaline phosphatase activities were similar to the ¹³⁷Cs inventories on the water and tillage erosion-dominated slopes, respectively. On both the eroded slope types, the invertase activity and soil organic carbon content were correlated, but no correlation was observed between the alkaline phosphatase activity and total phosphorus content. Nevertheless, the urease activity was correlated with the total nitrogen content only on the water erosion-dominated slopes. The enzyme activity-to-microbial biomass carbon ratios indicated high activities of invertase and urease but low activity of phosphatase on the water erosion-dominated slopes compared with the tillage erosion-dominated slopes. Both the invertase activity and the invertase activity-to-microbial biomass carbon ratio varied with the slope position. Changes in the urease activity-to-microbial biomass carbon ratio were significantly affected by the erosion type. These suggested that the dynamics of the invertase activity were linked to soil redistribution on the two eroded slope types, whereas the dynamics of the urease and alkaline phosphatase activities were associated with soil redistribution only on the water or tillage erosion-dominated slopes, respectively. The erosion type had an obvious effect on the activities of invertase, urease and alkaline phosphatase. Soil redistribution might influence the involvement of urease in the N cycle and alkaline phosphatase in the P cycle. Thus, enzyme activity-to-microbial biomass ratios may be used to better evaluate microbiological activity in eroded soils.     

基于Tiessen方法的土壤磷分级浸提过程的改进研究

选取四川盆地的紫色土、水稻土、潮土和黄壤4种代表性土壤作为研究对象,采用改进的M法与Tiessen法对土壤磷组分进行分级研究。结果表明:两种方法测得的磷组分含量及其占全磷的百分率除HCl-Pi外,无机磷组分均为紫色土显著高于水稻土、潮土和黄壤(P<0.05),而有机磷组分在这4种土壤中则差异不明显(P>0.05)。总体来看,两种方法间差异显著的组分主要为KCl-Pi和Na OH-Pi(P<0.05)。通过变异系数分析表明M法浸提的有机磷组分含量比Tiessen法重现性好。Pearson相关性分析表明两种方法测得的磷组分与全磷、速效磷、有机碳、全氮等的相关程度接近。回归分析表明,两种方法相同磷组分测定值间呈明显的线性关系(P<0.01),能通过校正系数相互转换。因此,增加有机磷组分测定及磷组分浸提时间均为4 h的M法可代替Tiessen法分级测定土壤中的磷组分。     

昆明盆地浅层地下水氮的分布及污染机理

通过对研究区内多年水质监测资料的分析,查明了昆明盆地浅层地下水中三氮的含量及其分布规律,在此基础上,从地下水污染源、区内的地质环境条件以及地下水开采等方面探讨了地下水中三氮的迁移、转化及其污染机理.最后,指出三氮污染已成为昆明盆地浅层地下水污染的普遍问题,地下水三氮入湖通量在一定程度上对滇池的富营养化发展起了作用.     

Anthropic pedogenesis of purple rock fragments in Sichuan Basin,China

Considerable amounts of rock fragments are found in many “Purple soils” developed from purple rocks in the Sichuan basin of southwestern China. We describe the effects of anthropic pedogenetic processes on purple rock fragments associated with soil amelioration by determining changes in rock fragment size distribution, transformation of P and K of purple rocks into soils, and the complexing of purple rock particles (soil mineral particles) with organic matter during anthropic pedogenesis of “Purple soils” in Sichuan basin of southwestern China. The pedogenetic capacity of rock fragments can be expressed by the content of < 2.0 mm particles as weathered products of rock fragment disintegration. The pedogenetic capacity of the purple rocks studied ranges from 0.3% to 6.2% under natural conditions. The rates of P and K transformed from purple rocks are closely associated with the pedogenetic capacity of rock fragments(r = 0.891^??; 0.961^??, n = 16). Digging (simulated by sieving) and crop planting facilitate pedogenesis of purple rock fragments and their mineral nutrient transformations. The soil mineral particles preserve 18%–36% of the organic carbon added as corn straw. The organic carbon is complexed after corn straw is mixed with < 1.0 mm soil mineral particles for 1 year. The improvement of newly reclaimed purple soils is enhanced by the complexing effect of organic substances with purple rock particles. The pedogenesis of purple rock in Sichaun basin can be accelerated by anthropic activity, such as tillage, crop planting, fertilization, and land reclamation.     

施肥对土壤及黄瓜中稳定性氮同位素丰度的影响

研究不同肥料配施对土壤、黄瓜及其叶片中稳定性氮同位素丰度(1δ5N‰)及硝酸盐和硝酸还原酶活性的影响。结果表明,随着配施有机肥比例的降低,黄瓜中1δ5N呈现先低后高再低的趋势;各处理单施化肥初期时黄瓜中1δ5N与有机肥60%和40%配施处理间差异显著(P0.05),中期时与有机肥60%、40%配施处理及对照间的差异显著(P0.05),末期时与有机肥60%配施处理间有差异(P0.05),与其他不同配施时差异不显著(P0.05);相同处理的不同采摘时期黄瓜中1δ5N差异不显著(P0.05)。不同处理时叶片与黄瓜间的1δ5N呈正相关(r=0.9836),其1δ5N主要受不同肥料配施处理的影响。随着有机肥比例的降低,黄瓜中硝酸盐含量逐渐降低,与黄瓜中1δ5N间的线性相关性差(r=0.6568);而叶片中硝酸还原酶活性逐渐提高,其中对照处理、100%、80%和60%有机肥处理时与叶片中δ15N丰度呈正相关(r=0.9187);60%、40%、20%有机肥和100%化肥处理时与叶片中1δ5N呈负相关(r=-0.9773)。总体来看,可以初步利用1δ5N作为标记来区分有机肥和化肥种植的黄瓜,但需要进一步研究1δ5N在作物中的分馏和分布规律。     

海河流域水稻田氮磷地表径流流失特征初探

选取海河流域水稻田作为研究对象,在自然降雨条件下通过田间实测方法研究其氮磷元素地表径流流失特征。结果表明,氮磷元素流失率分别为0.7%和0.6%,流失负荷分别为4.77kg.hm-2和2.08kg.hm-2。在详细分析试验结果后,找出影响氮磷地表径流流失量的因素,其中颗粒态氮是农田径流流失的主要形式,并与径流量成明显正向相关,而磷素流失量则受施肥量和径流量双重影响,影响规律较氮素更为复杂,尚需进一步研究。进而得出结论：在北方干旱少雨的气候影响下,地表径流并非海河流域农田种植作物氮磷元素流失的首要途径。     

Groundwater quality in Visakhapatnam Basin,India

Visakhapatnam Basin, located on the east coast of India adjoining the Bay of Bengal, is surrounded by hills. Groundwater in the basin is utilized for domestic, irrigational, and industrial purposes. The basin measures about 148 km² in which 35% of the land is utilized for irrigation, and 10% of the land for industries. However there is a rapid industrial development in the basin along with increasing population initiating the necessity to evaluate groundwater resources. The chemical quality of groundwaters available in the basin is discussed in relation to domestic, irrigational, and industrial purposes.     

川中丘陵区土壤侵蚀对土壤特性和作物产量的影响

Roles of tillage erosion and water erosion in the development of within-field spatial variation of surface soil properties and soil degradation and their contributions to the reduction of crop yields were studied on three linear slopes in the Sichuan Basin, southwestern China. Tillage erosion was found to be the dominant erosion process at upper slope positions of each linear slope and on the whole short slope (20 m). On the long slope (110 m) and medium slope (40 m), water erosion was the dominant erosion process. Soil organic matter and soil nutrients in the tillage layer were significantly related to slope length and ¹³⁷Cs inventories on the long slope; however, there was no significant correlation among them on the short slope, suggesting that water erosion lowered soil quality by transporting SOM and surface soil nutrients selectively from the upper to lower slope positions, while tillage erosion transported soil materials unselectively. On the medium slope, SOM, total N, and available N in the tillage layer were correlated with slope length and the other properties were distributed evenly on the slope, indicating that water erosion on this slope was still the dominant soil redistribution process. Similar patterns were found for the responses of grain yield, aboveground biomass, and harvest index for slopes. These results indicated that tillage erosion was a major cause for soil degradation and grain yield reduction on the linear slopes because it resulted in displacement of the tillage layer soil required for maintaining soil quality and plant growth.     

新疆车尔臣河流域地下水的可持续开发利用研究

为了探讨车尔臣河流域地下水资源的采补平衡和可持续利用,运用实地考察、历年统计资料及水均衡分析方法,对车尔臣河流域的水文地质条件及地下水进行了全面剖析。结果表明：近年来,在车尔臣河中游大量引水,导致下游水量减少,只灌不排或灌多排少的现象严重,因此一般年份已无水流入台特玛湖。对车尔臣河灌区进行以节水为中心的续建配套和技术改造,缓解且末县农业灌溉季节性缺水矛盾,提高灌溉保证率及农作物单产;增加下游生态用水,扼制东西部沙漠合拢的趋势,保护塔里木河下游绿色走廊。     

基于模型的上海郊区地下水氮素非点源污染特征研究

农业非点源污染是造成上海郊区地下水污染的主要因素,定量分析预测农业生产过程氮素的迁移转化规律是有效控制地下水污染的重要环节。以上海市浦东新区新场镇果园村的桃园为研究对象,借助生物地球化学过程模型（DNDC）和长期水文影响评价模型（L-THIA）,基于连续观测数据,详细分析了农业生产过程中氮素造成的非点源污染,特别是对周边地表、地下水的影响。结果表明,地表水总氮均值达6.34mg·L-1,远劣于地表水Ⅴ类标准（≤2.0mg·L-1）;地下水中总氮均值达16.85mg·L^-1,远劣于地表水Ⅴ类标准（≤2.0mg·L^-1）。约有20%采样点硝态氮含量属于地下水Ⅴ类（〉30mg·L^-1）。野外检测数据表明,该区地表水、地下水污染均严重超标,不宜饮用。模型分析显示,水体污染源主要来自桃园生产中施用的肥料,其中就模拟结果的数值可以得出,大约年农田氮输入量的1.7%通过土壤径流进入地表水,约3.5%经过土壤渗漏进入地下水,实测地下水中氮含量占桃园总氮输入量的5.8%。因此,合理调整施肥措施和施肥结构是减少土壤-水体中氮素污染的有效途径。     

四川盆地西部漂洗土壤区水体铁元素的分布特征

铁是水质监测的重要指标。为了弄清四川盆地西部漂洗土壤区不同水环境中铁的形态和含量、浅层潜水的季节动态及其形成原因,为该区土、水资源合理利用提供一定参考,于不同时期在四川省名山县漂洗土壤区采集潜水、池塘水、稻田和茶园沟渠地表水、土壤孔隙水及相应的土壤样品,分析了其铁的形态和含量及相应的理化性质。结果表明,从潜水和土壤孔隙水来看,潜水总铁和亚铁含量（分别为0.30、0.08mg·L^-1）均为最低,稻田孔隙水总铁和亚铁含量（分别为2.92、1.13mg·L^-1）均为最高,茶园孔隙水总铁和亚铁含量（3a生以下茶园分别为1.25、0.92mg·L^-1,6a生以上茶园分别为2.66、0.65mg·L^-1）居中;就稻田和茶园的土壤孔隙水与沟渠地表水比较而言,孔隙水总铁和亚铁含量总体上高于沟渠地表水相应的总铁和亚铁含量;潜水总铁和亚铁含量分别变动在0~0.86mg·L^-1和0~0.36mg·L^-1之间,其季节动态在不同区域间存在一定差异,与其所处地形部位及地表径流条件、离居民房屋和畜禽圈舍远近、土壤pH、有机质和铁元素的形态和含量、土地利用方式及作物种植年限、天气状况及水井自身氧化还原电位等条件有关。     

四川盆地丘陵区农田土壤对磷的吸附与解吸特征

研究了四川盆地丘陵区典型水田和旱地土壤对磷的吸附与解吸特征,并讨论了吸附-解吸参数与土壤基本理化性质的关系。结果表明,不同pH的农田土壤对磷的吸附和解吸均存在显著差异,土壤对磷的吸持能力表现为中性土壤〉酸性土壤〉石灰性土壤,中性有利于土壤吸附磷;水稻土对磷的最大吸附容量（Qm）和最大缓冲容量（MBC）高于紫色土,而临界平衡磷浓度（EPC0）和解吸率（b）低于紫色土。农田土壤对磷的吸附与解吸参数还受土壤理化性质的影响,Qm和MBC与有机质含量、无定形铁（Fe-ox）含量呈极显著正相关（P〈0.01,n=6）;吸附常数（K）与有机磷含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）;EPC0与土壤pH、CaCO3含量呈显著负相关,与有机磷含量呈显著正相关（P〈0.05,n=6）;b与Fe-ox含量呈显著负相关（P〈0.05,n=6）。     

川中丘陵区典型小流域农田生态系统氮素收支探析

对川中丘陵区典型小流域农田生态系统N素收支分析表明,紫色土丘陵区农田N肥施用量较大,旱地、水田N肥年施用量分别为363.5kg/hm2和161.8kg/hm2,化肥N占小流域农田N素投入的76.65%。除作物收获外,小流域农田生态系统N素年损失量为129.67kg/hm2,且以气态损失为主,旱地农田通过径流、淋洗和泥沙等途径损失的N素年均44.34kg/hm2。小流域农田生态系统N素年均盈余66.8kg/hm2,农田N素盈余加剧了N素损失,并已造成小流域农业非点源N污染。     

川中丘陵区紫色土坡耕地产流特征试验研究

通过人工模拟降雨方法对四川盆地紫色土坡耕地产流特征进行研究,得到以下结论:(1)在大雨强情况下,起始产流时间受坡度影响不明显;在小雨强时,起始产流时间随坡度的增加而缩短。小雨强下坡度对起始产流时间的影响可用幂函数表示,相关性显著。(2)裸地径流强度明显大于农地,且变化剧烈;(3)大雨强下坡度对径流系数的影响显著,并存在临界坡度:裸地介于10~°15,°农地约为20°。     

农田氮素管理模式对洱海流域大蒜生长和氮素流失风险的影响

为探求能有效提高洱海流域土壤生产力并降低氮素流失风险的适宜氮素管理模式,采用田间试验方法,研究了5种氮素管理模式对大蒜农艺性状、产量与经济效益、氮素利用率、土壤硝态氮含量及氮素表观平衡的影响。结果表明,与习惯施肥处理相比,优化施肥结合免耕秸秆覆盖可提高大蒜产量7.9%,增加经济效益14.1%,氮肥利用率增加约20个百分点,达42.3%,降低0-30cm土壤无机氮残留44.3%;优化施肥结合秸秆翻埋和优化施肥处理的大蒜产量较习惯施肥处理无显著性差异,但经济效益分别增加5.7%和3.4%,氮肥利用率分别增加约11和13个百分点,分别为32.7%和34.5%,0-30cm土壤无机氮残留分别降低60.9%和41.1%;氮素调控处理产量较习惯施肥无显著性差异,经济效益降低3.2%,氮肥利用率提高18个百分点,为40.3%,0-30cm土壤无机氮残留降低53.0%;与习惯施肥处理相比,单施牛粪处理虽然可降低0-30cm土壤无机氮残留92.4%,但大蒜减产22.8%,经济效益降低19.1%。综合研究结果可知,有机无机配施结合免耕秸秆覆盖或秸秆翻埋是洱海流域氮素管理的优化模式,是保证作物产量、提高经济效益、降低环境风险的重要措施。     

四川盆地水稻土有机碳与全氮的时空变异及影响因素研究

利用全国第二次土壤普查数据与2008年采样数据对四川盆地水稻土有机碳和全氮的含量水平变化进行了研究。结果表明:研究区1982年和2008年3种水稻土亚类有机碳含量均呈现潜育型水稻土显著高于淹育型和潴育型水稻土。研究区1982年3种水稻土亚类全氮含量呈现潜育型水稻土显著高于淹育型水稻土,2008年则为潜育型水稻土显著高于淹育型和潴育型水稻土。26年间水稻土有机碳与全氮含量均增长明显,且淹育型与潜育型两种水稻土的增长幅度高于潴育型水稻土。1982年至2008年,平坝、冲沟和坡脚稻田中有机碳及全氮含量增长明显,且大致呈从平坝、冲沟到坡中上部递减;冲积物和泥岩发育的水稻土有机碳及全氮因易于积累而含量更高;质地黏重的土壤有机碳与全氮的含量较高,同时也比质地偏轻的土壤更利于碳、氮的积累;冬水田与稻–油轮作的农田土壤有机碳与全氮的含量与增长幅度显著高于稻–麦轮作田。     

新疆焉耆盆地地下水地球化学特征

采用相关分析法与主成分分析法,研究了新疆焉耆盆地地下水地球化学特征。结果表明:从开都河上游向盆地中部灌溉区,地下水矿化度由0.21g/L增加到37.45g/L,地下水水化学类型依次为HCO_3型、HCO_3-SO_4型、SO_4-Cl型以及Cl-SO_4型。研究区各时期地下水阳离子主要以Mg~(2+)与Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)与Cl~-为主。地下水矿化度,电导率,Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-)与Cl~-均呈现强烈的空间变异性,pH值呈现非常弱的空间变异性。草地的地下水矿化度最高,荒漠地下水矿化度最低。地下水矿化度与主要离子含量从高到低依次为:草地、耕地、林地、荒漠。研究区地下水矿化度的大小与Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-等离子含量水平的高低密切相关。     

川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮空间分布特征

采用GPS、地统计及地理信息系统（GIS）相结合的技术和方法研究了川中丘陵区涪江流域土壤矿质氮含量的空间分布特征及其影响因素。结果表明,研究区内土壤硝态氮（NO3^--N）和铵态氮（NH4＋-N）含量分别为（79.21±24.34）mg·kg^-1和（8.89±2.47）mg·kg^-1,在不同土壤类型中,土壤硝态氮和铵态氮含量存在极显著差异（P〈0.01）。土壤硝态氮含量以许家沟和中河沟区域为中心向北部和南部递增;土壤铵态氮含量以赵家湾、中河沟和任家沟为低值中心（〈8.00mg·kg^-1）向两旁逐渐增加。从低海拔到高海拔土壤硝态氮含量呈先增加后降低的趋势,土壤铵态氮含量持续降低;在丘体下部和平坝土壤中硝态氮和铵态氮含量均高于其他3种地形土壤中其含量;土壤硝态氮在不同坡度中均值比较为缓坡地〉坡地〉陡坡地〉平地,从平地到陡坡地土壤铵态氮含量呈显著降低趋势;土壤硝态氮含量在小麦与其他作物轮作方式中明显低于油菜与其他作物轮作方式中其含量,土壤铵态氮则相反。     

黄淮海地区地下微咸水资源农业灌溉模拟研究

基于黄淮海地区淡水资源匮乏,而咸水微咸水资源丰富状况,为解决本地区水资源危机提供一项新的研究思路和技术支持,通过冻融技术,利用盐水融离原理,可降低融水盐分及危害性离子Na＋、Cl-等含量,为城市生活或农业灌溉提供水源;依据此原理进行咸水结冰灌溉,可促进表层土壤的脱盐作用,淋洗主要危害性离子Na＋、Cl-等,保持土壤根系分布密集层较低盐分水平和盐基离子平衡,缓解或消除盐分和盐基离子对作物生长的危害。因此,淡水资源不足而咸水资源丰富的区域,可把充分开发咸水资源作为解决本地区水资源危机的一项重要措施和有效途径。     

种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响

以玉米品种‘正红505’为材料,设置4.50万株·hm~(-2)、5.25万株·hm~(-2)、6.00万株·hm~(-2)、6.75万株·hm~(-2)、7.50万株·hm~(-2) 5个密度处理,研究种植密度对川中丘陵夏玉米茎秆性状及产量的影响。结果表明:随种植密度的增加,株高、穗位高、节间长、茎节长粗比逐渐增加,茎粗、茎粗系数、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度逐渐减小,除穗位高外,其余各性状均存在显著性差异;其中,当种植密度增加到7.50万株·hm~(-2)时,第1、3、5茎节的外皮穿刺强度分别较4.50万株·hm~(-2)显著降低27.10%、22.78%和30.80%。在本试验设置的密度范围内,玉米产量随密度的增加而先增后减,在6.00万株·hm~(-2)处获得最大值,与4.50万株·hm~(-2)相比,6.00万株·hm~(-2)显著增产12.02%。随种植密度增加,玉米穗长、穗粗、成穗率、穗粒数和千粒重显著降低,有效穗数和秃尖长显著增加。相关分析表明,茎秆压碎强度与外皮穿刺强度呈极显著正相关(r=0.93**),且茎秆压碎强度和外皮穿刺强度分别与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重和单位茎长干物质重呈显著或极显著正相关,而与株高、节间长和茎节长粗比呈负相关或极显著负相关。其中,茎秆农艺性状与茎秆压碎强度的相关性更好。单株产量与茎粗、茎粗系数、节间粗、节间干重、单位茎长干物质重、茎秆压碎强度和外皮穿刺强度呈显著或极显著正相关,与节间长和茎节长粗比呈显著负相关。逐步回归分析表明,茎粗系数和单位茎长干物质重对茎秆压碎强度的影响最大。综上所述,种植密度是影响玉米茎秆性状和产量的重要因素,适当增加种植密度可以显著增加玉米群体产量,茎粗系数和单位茎长干物质重可以作为评价玉米茎秆抗倒伏能力的重要农艺指标。