山东主要土类中磷酸化酶及其与供磷特性的关系

山东3大土类中棕壤的3种磷酸化酶以酸性磷酸化酶活性最高,平均为0.9856μg 100g-1,其酸性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善棕壤的供磷状况;潮土的3种土壤磷酸化酶以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为0.7032μg 100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过增加磷的解吸,提高缓效磷的含量,从而改善潮土的供磷状况;褐土的3种土壤磷酸化酶也是以碱性磷酸化酶的活性最高,平均为1.009μg100g-1,其碱性磷酸化酶主要通过减少磷的吸附和固定,提高有效磷和缓效磷的含量,从而改善褐土的供磷状况。高产农田的碱性磷酸化酶活性高于酸性磷酸化酶,酸性磷酸化酶活性高于中性磷酸化酶,其活性分别为0.8875μg 100g-1、0.7043μg 100g-1和0.2675μg 100g-1,而且高产农田的3种磷酸化酶活性均极显著高于中低产田,2类产量水平的农田,均主要通过酸性磷酸化酶来改善土壤供磷状况,其中高产农田的酸性磷酸化酶主要通过减少磷的固定,增加磷的解吸,提高缓效磷的含量;中低产农田的酸性磷酸化酶,主要通过增加磷的解吸,减少磷的固定,提高有效磷的含量。     

长期施肥对山东三大土类钾有效性及小麦产量的影响

钾是许多地区限制农业生产的主要因素之一,研究如何合理施肥提高土壤供钾能力和钾有效性,对提高作物产量十分必要。利用山东省三大土类25年长期定位肥料试验,探讨了不同施肥措施对山东省棕壤、潮土和褐土三大土类土壤钾有效性和钾素效应的影响。结果表明,长期不施用钾肥处理的土壤速效钾含量均有不同程度下降,三大土壤的速效钾亏缺顺序为棕壤〉潮土〉褐土。施钾处理的速效钾含量均明显高于不施钾处理,且NK处理的速效钾含量明显高于NPK处理。各土壤NP和NPK处理的小麦产量明显高于其他处理。棕壤在施氮和氮磷的基础上增施钾肥能明显提高小麦产量;潮土和褐土在施用氮磷的基础上增施钾肥一定程度上可提高小麦产量,在施氮的基础上增施钾肥对小麦产量无明显提高。     

山东省主要土类的无机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的关系

山东省3大土类中潮土的无机磷含量极显著高于棕壤和褐土。3大土类不同形态无机磷中,以Ca-P为主,平均占无机磷总量的65.7%,3大土类间Ca10-P、Fe-P差异极显著,Ca8-P差异显著;褐土和潮土高产农田的Ca2-P、棕壤的Fe-P均显著高于中低产田。6种不同形态的无机磷中棕壤以Al-P、潮土和褐土以Ca2-P的有效性最高,是反映土壤磷素有效性的主要指标之一,与土壤肥力密切相关。通过3大土类2个产量水平土壤的无机磷与解磷微生物的数量、强度和各种酶的活性的相关性分析,探讨了土壤无机磷通过土壤微生物和磷酸化酶的生物活性进行转化的机制,为3大土类和2个产量水平的土壤培肥提供了科学依据。     

长期施用磷肥条件下潮土中磷素的积累、形态转化和有效性

在５年田间定位肥为试验的基础上，通过每年对土壤全磷、速效磷、无机磷形态分级测定和植株含磷量分析，探讨了在长基施磷条件下，潮土中磷家的积累，形态转化以及合理的氮磷肥配比和磷肥的利用率等问题。     

起源于暗棕壤和红壤的水稻土有机质特性研究

土壤有机质是土壤的重要组成部分,其不仅对土壤的理化性质、肥力水平具有深刻影响,而且所包含的有机碳库动态与全球气候变化关系密切。农业土壤受人类活动的高强度干扰,其持有的碳库是全球碳库中最活跃的部分,对于维持全球碳平衡具有不可忽视的贡献[1]。水稻土是我国重要的农业土壤资源,地域分布广泛,其有机质含量是我国耕作土类中最高的,且固碳潜力显著大于旱地土壤[2]。在不同土壤类型和有机碳库的背景下,引起农业土壤碳库变化的关键因素不同[3]。我国地域广阔,南北气候和稻田耕作制度差异很大,不同区域水稻土的起源土壤存在明显的地带性。不同区域水稻土既具有长期人为利用下形成的一系列共性,又由于不同生物气候、母土、耕     

山东省主要土类的有机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的相关性研究

山东省三大土类的有机磷含量平均为61.59mg kg-1,约占全磷含量的12.37%,其中潮土的有机磷含量极显著高于褐土和棕壤。三大土类土壤不同活性有机磷中,以中稳性活性有机磷(MLOP)为主,平均占有机磷总量的76.37%,3大土类间MLOP、HROP差异极显著,MROP、LOP差异显著;4种不同活性有机磷以活性有机磷(LOP)的有效性最高,是反映土壤磷素有效性的主要指标之一,与土壤肥力密切相关。通过3大土类两个产量水平的有机磷与解磷微生物的数量、强度和各种酶的活性的相关性分析,探讨了土壤有机磷通过土壤微生物和磷酸化酶的生物活性进行转化的机制,为3大土类和两个产量水平的土壤培肥提供了理论依据。     

长期施肥对土壤腐殖质组成的影响

利用微区 (1m2 ) 16年定位试验研究了不同施肥措施在相同气候条件、轮作制度及相同管理措施下对山东省三大主要土类———棕壤、潮土、褐土腐殖质组成的影响。结果表明长期施用化肥可使三种土壤腐殖质各组分积累 ;氮钾肥提高了土壤腐殖酸碳与有机碳的比值 ,降低腐殖酸活性 (提高HA/FA比值 ) ;与单施化肥比较 ,化肥配施有机肥大幅度增加了土壤胡敏素和腐殖酸数量 ,并降低了土壤胡敏素和腐殖酸的比值     

不同施肥及秸秆还田对潮土有机质及其组分的影响

基于长期田间定位试验样地,研究了裸地(CK1)、不施肥秸秆移除(CK2)、不施肥秸秆还田(CK3)、施无机肥秸秆移除(NPK)、有机无机肥混施秸秆移除(1/2NPK+1/2OM)、有机肥秸秆移除(OM)、无机肥秸秆还田(NPK+S)、有机肥秸秆还田(OM+S)8种处理对土壤有机质及其组分含量的影响。结果表明,CK1土壤有机质及有机质各组分含量最低,但有机质稳定性较CK2、CK3高。与CK2相比,施肥处理(NPK、1/2NPK+1/2OM、OM)、秸秆还田处理(CK3)以及秸秆与肥料混施处理(NPK+S、OM+S)均能不同程度地增加土壤有机质及其各组分的含量,提高土壤有机质稳定性。其中OM处理效果最为显著,有机质含量比CK2高155.1%;有机质各组分中可溶性有机质DOM、富里酸FA、胡敏酸HA、胡敏素HM比CK2分别高39.1%、133.7%、540.0%、152.5%;HA/FA值为0.43,比CK2高173.9%。在CK3的基础上施用肥料(NPK+S、OM+S),土壤有机质含量以及有机质稳定性均有所增加,并且有机肥(OM+S)效果好于无机肥(NPK+S)。可见秸秆还田及有机肥施用对潮土有机质及其各组分含量均有提升作用,促进有机质积累并提高其稳定性。     

土壤中铵的固定与温度的关系及调控

采用实验室培养方法 ,研究了褐土与潮土中肥料氮的矿物固定与土壤温度的关系及利用盆栽15N同位素示踪方法 ,研究了小麦施肥时的环境温度对铵的固定及肥料氮有效性的影响。结果表明 ,25℃常温条件下 60d内肥料氮的固定率为 18%～ 22.92% ,但在-5～0℃的低温下则达 37.69%～45.31% ,低温较常温条件下肥料氮的固定率增加一倍左右。在盆栽条件下 ,利用低温季节施肥可增加肥料氮的暂时固定 ,而固定后的肥料氮在小麦生长季节内基本全部释放 ;低温季节施肥可提高肥料利用率 ,增加了肥料氮在土壤中的残留 ,减少了肥料氮的损失     

土壤有机质对汞在棕壤中吸附-解吸行为的影响

对去除有机质前后汞(Ⅱ)在棕壤中吸附—解吸行为进行了分析。结果表明,有机质对棕壤汞的吸附贡献很大。去除有机质后,棕壤对汞(Ⅱ)的吸附率由95.62%~93.18%下降到62.8%~56.70%,解吸率则由2.39%~7.47%提高到2.65%~11.23%。Freundlich方程,Langmuir方程,Henry模型以及Temkin方程均能较好地描述去除有机质前后棕壤对汞的等温吸附过程。动力学方程拟合结果表明,棕壤去除有机质后,对汞(Ⅱ)的吸附—解吸速率均降低,其中Elovich方程和双常数方程拟合效果最优,均达到极显著相关关系(R0.708)。     

潮土区土壤有机质含量的趋势演变研究——以禹城市为例

通过分析山东省禹城市100个采样点1980年和2003年耕层土壤的有机质含量,研究了土壤有机质的时空变异特征,探讨了潮土区有机质含量的变化,形成了研究区1980年和2003年有机质含量空间分布图及1980~2003年有机质含量的空间变化图。分析了研究区有机质含量增加的原因。研究结果表明,该市目前土壤有机质含量平均为14.68g kg-1,比1980年的6.0g kg-1增加了8.68 g kg-1,年均提高0.38g kg-1。土壤表层含盐量的降低为土壤养分含量提高提供了条件。     

不同土地利用方式对山东滨海盐碱土理化性质的影响

山东滨海盐碱土壤盐分高、养分低、结构差等问题严重影响了该地区的农业发展,因此有效开发和利用该地区土地对其农业增产增收至关重要。以东营市垦利县四种土地利用方式（荒地、草地、耕地、林地）为研究对象,探讨不同土地利用方式对滨海盐碱土基本理化性质、团聚体稳定性的影响。结果表明：（1）土壤的电导率（EC）和水溶性K+、Na+含量均表现为荒地>耕地>草地>林地,且荒地的EC和Na+含量显著高于其他样地;（2）土壤的全氮（N）和总有机碳含量（SOC）表现为林地>草地>耕地>荒地,各土壤0.25~2 mm粒级的水稳性团聚体的SOC最高;（3）林地的机械稳定性平均质量直径（MWD）和> 0.25 mm的机械稳定性团聚体含量（R0.25）显著低于其他样地;（4）荒地的水稳性平均质量直径（WMWD）和> 0.25 mm的水稳性团聚体含量（WR0.25）显著低于其他样地;（5）团聚体破坏率（PAD）依次表现为荒地>耕地>草地>林地。扫描电镜（SEM）结果显示草地、耕地和林地中>2 mm水稳性团聚体的表面和内部有较明显的颗粒、孔隙及黏结物质。Pearson相关分析表明,机械组成与MWD、R0.25存在显著相关性;PAD与水溶性Na+含量、0.25~2 mm组分水稳性团聚体SOC存在极显著相关性。不同土地利用方式对土壤的物理、化学和力学性质有不同的影响。草地和林地土地利用方式对滨海盐碱土壤理化性质的改良效果均显著,林地具有更高的碳储量及团聚体水稳性,但机械稳定性较低。研究结果可为滨海盐碱地区土地利用的合理规划与可持续发展提供参考。     

退耕还湖后不同植被群落下湿地土壤有机质及磷素含量差异分析

以菜子湖地区退耕还湖后苔草、芦苇和酸模植被群落下的湿地土壤为研究对象,分析了3种植被群落类型对湿地土壤有机质、全磷、速效磷含量及其在土壤剖面分布特征的影响。结果表明:(1)0-6cm土层土壤有机质含量表现为:酸模>苔草>芦苇,而6-13cm,13-25cm,25-40cm,40-55cm土层均表现为:芦苇>苔草>酸模,总体表现为随着土壤剖面深度增加而下降(2)土壤全磷含量均为0-6cm土层全磷含量较高,6-13cm土层含量最低,全磷含量总体表现为随着剖面深度的增加而递增,递增趋势的强弱表现为:酸模>苔草>芦苇(3)土壤速效磷含量除酸模在0-6cm土层显著大于苔草和芦苇外,其它各个层次间土壤有效磷含量无显著性差异,总体上均表现为随土层加深而下降的趋势(4)除酸模在0-6cm和6-13cm土层的土壤磷素有效率显著高于苔草和芦苇外,其它不同土壤层次间无显著差异。(5)不同植被群落凋落物和根系分布特征差异是引起退耕后湿地土壤剖面有机质和磷素分布差异的主要原因,而水产养殖农家肥投放也促进了湿地表层土壤养分积累。     

长期施用不同肥料对栗褐土有机磷组分的影响

采用Bowman-Cole提出的土壤有机磷分级体系对长期定位试验耕层土壤有机磷的形态进行测定.结果表明,除单施氮肥处理(N)外,各处理磷的有效率与对照相比均有所增加,高量有机肥与氮磷肥配合施用处理(M2NP)增加最多,增加了5.59％;氮磷肥合施(NP)、单施低量有机肥(M1)、低量有机肥与氮肥配合施用(M1N)、低量有机肥与氮磷肥配合施用(M1NP)、高量有机肥与氮肥配合施用(M2N)和M2NP处理有机磷总量分别比对照增加了92.7％、133.8％、133.9％、191.3％、172.1％和201.5％,差异达到显著水平;除N处理外,各处理有机磷组分中以活性有机磷增加地最为明显,较对照增加了205.1％ ～ 420.5％,其中以M2NP增加最为显著增加了420.5％;中活性有机磷与中稳性有机磷是栗褐土有机磷的主体,约占有机磷总量的70％;相关分析与回归分析表明,活性有机磷、中稳性有机磷对速效磷的贡献最大.     

豫中植烟土壤有效态微量元素与pH和有机质的关系

为探明豫中植烟土壤p H和有机质对微量元素有效态含量的影响，在豫中许昌市的建安、禹州、襄城和漯河市的城区、临颍和舞阳6个植烟县(区)采集了191个典型烟田耕层(0～20 cm)土样，测定了微量元素(有效铜、铁、锰、锌、钼)含量、p H和有机质含量，采用Pearson相关分析法与曲线回归方法分析了有效态微量元素含量与pH、有机质之间的关系。结果表明，有效铜、铁、锰、锌和钼的平均含量分别为1.20、49.24、84.80、1.71和0.02mg/kg，有效锰总体上充足，有效钼整体极为缺乏，个别样点有效铜、铁和锌缺乏；p H平均为7.90，总体上偏高；有机质平均为17.78g/kg，总体上适宜；微量元素有效态与pH、有机质之间均存在二次函数关系，随p H升高，有效铜呈增加趋势，有效铁和锌呈先升后降趋势，有效锰和钼呈先降后升趋势；随有机质升高，有效铜、锰、锌和钼呈增加趋势，有效铁呈先升后降的趋势。     

沈阳市郊玉米连作土壤有机质组成及其对土壤结构的影响

通过对沈阳市郊玉米连作土壤的有机质、结构情况以及二者相互关系研究表明,土壤中有机质大致范围在16.31gkg-1～23.72gkg-1,腐殖质大致范围在15.17gkg-1～21.49gkg-1,非腐殖质大致范围在1.14gkg-1～2.59gkg-1;在腐殖质各组分中,胡敏素的含量最高,约占腐殖质总量的58.93%～66.34%,胡敏酸约占16.26%～22.87%,富里酸约占16.82%～18.20%,胡富比约在0.95～1.32之间;干筛处理后>0.25mm的土壤团聚体占到80%以上,其中以>2mm团聚体为主,湿筛处理后>0.25mm的土壤团聚体仅占20%左右,其中0.25～0.5mm团聚体为主,水稳性系数在17.33%～35.67%。对有机质及其各组分与土壤各级团聚体做的相关分析结果表明,有机质与0.25～5mm粒径组的团聚体呈显著相关,与>5mm团聚体不相关,且胡敏酸主要影响1～5mm大团聚体的形成。     

稻作制度对红壤性水稻土有机质特征的影响

采用长期定位试验,比较3种稻作制度对红壤性水稻土有机质总量、有机无机复合状况、腐殖质结合形态、腐殖质组成、胡敏酸光学性质和总酸度等的影响。结果表明:冬泡制度比水旱轮作有助于增加土壤有机质总量、重组有机质含量、胡敏酸含量和胡敏酸/富啡酸,而水旱轮作比冬泡制度有利于提高土壤松结合态腐殖质、松结合态腐殖质/紧结合态腐殖质、胡敏酸E4值和总酸度。由此说明,冬泡制度有利于土壤有机质总量和胡敏酸的累积,但不利于胡敏酸分子的增长,腐殖质品质较差。而水旱轮作条件下土壤有机质活性增加,胡敏酸分子结构趋于复杂,其氧化度和芳香度增加。因此,通过周期性的水旱轮作换茬,可使土壤有机质的腐殖化和矿质化过程比例协调,从而提高土壤有机质的质量。     

土壤溶解性有机质分子特征对不同来源有机肥分解的响应

从有机肥料中提取的溶解性有机质（DOM）可为不同的商业有机肥料的潜在应用提供新的见解。选用四种不同来源有机肥（生物质炭肥,WSB;羊粪有机肥,SM;海藻有机肥,SW;虾肽有机肥,SP）与昌化矿区周边土壤为研究材料,进行为期三个月的培养试验,采用多元光谱分析研究土壤DOM分子特征对有机肥分解的响应。与对照组相比,在培养过程中添加四种有机肥均增加土壤DOM的含量,WSB处理增加量最低,SW处理增加最高。激发发射矩阵结合平行因子分析 (EEM-PARAFAC) 表明培养过程中添加WSB提高了土壤DOM中类胡敏酸组分,减少了类富里酸组分;添加SM、SW和SP在0~45 d内降低了土壤DOM中微生物转化的类胡敏酸组分的比例而提高类富里酸组分,在45~90 d内增加难降解的类胡敏酸组分的比例。二维红外相关分析 ( 2D-FTIR-COS) 表明CK和SP处理中土壤DOM的芳香性或羧酸碳优先对分解时间发生响应;而添加WSB、SW和SM处理组中土壤DOM的烯烃或多糖类碳优先对分解时间发生响应;添加WSB和SP处理土壤提取液中也出现了Si-O-Al等土壤纳米矿物类官能团响应信号。碳近边X射线吸收精细结构 (C 1s NEXAFS) 分析结果表明：培养结束后,与未添加有机肥处理相比,WSB处理提高土壤DOM中含氧脂肪族碳组分比例,而减少芳香与酚类碳比例;SW处理主要增加了芳香碳、羰基碳的比例,而减少了脂族碳和氧烷基碳含量;SM、SP处理增加了酚类碳、芳香碳以及脂族碳比例,减少了羧基碳、氧烷基碳和羰基碳比例。本研究结果可增强对不同来源有机肥分解影响土壤DOM分子特征的了解,对于评估土壤中施用商品有机肥料的生态环境效应至关重要。