农田土壤有机碳库研究述评

农田土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,是受人为活动干扰严重但又可在较短时间内调节的碳库,在全球碳循环中占据着非常重要的地位。深入探讨分析农田土壤有机碳库及其影响因素对全球生态系统碳平衡以及农田土壤利用的可持续性都具有十分重要的意义。笔者以农田土壤有机碳库基本问题为核心,对国内外有关农田土壤有机碳库的分类与组成、有机碳固定潜力以及有机碳固定影响因素的研究进展进行了总结。最后指出今后的重点研究方向包括全球不同地区农田土壤有机碳的固定周转机制、有机碳固定潜力,农田土壤有机碳库受各种因素的影响程度,农田土壤碳循环过程与地球表层过程的耦合机制以及如何设计合理有效的农田管理措施以达到最大的固碳潜力等几个方面。     

农田土壤有机碳演变模型的研究进展

土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库。以Century、RothC和DNDC模型为例,对这3大模型的模拟原理和应用现状进行了概述,总结了其存在的问题,并指出未来的发展方向一方面应加强模型的验证以提高模拟精度,另一方面应与3S技术相结合建立大尺度数据库以扩大模拟范围。     

土壤有机碳研究进展及在农田生产中的应用

土壤有机碳在全球变化研究中具有重要地位,其固存与排放对全球气候变化有重要影响。文章回顾了国内外土壤有机碳研究进展及趋势,阐述了全球土壤有机碳库存量及分布、全球碳循环过程、影响土壤有机碳库存量的因素、农田土壤有机碳组成及其影响因素、农田土壤有机碳转化规律及影响因素,指出了我国在土壤有机碳研究方面存在的问题及今后的发展方向。     

三江平原农田土壤重金属含量的空间变异与来源分析

为了解三江平原农田土壤重金属含量并摸清其来源,通过野外调查取样,结合地统计学和经典相关分析方法,分析了三江平原农田土壤Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg及As含量的空间变异与来源,结果表明：研究区Hg的变异系数为100％,属于高度的空间异质性,其他7种重金属含量的变异系数为34．68％～51．93％,具有中等空间异质性。土壤重金属含量呈斑块状、条带状、大斑块状零星块状分布特征。三江平原农田土壤中Pb、Ni和Zn的平均值低于黑龙江省土壤背景值,其他5种重金属含量均高于黑龙江省土壤背景值,即表现为累积的特征,但8种重金属含量的平均值与最大值均未超过（ GB 15618-1995）国家二级标准限值,土壤质量良好。经Pearson相关系数法、地统计分析和主成分分析得出,Pb、Cu和Cr主要来自于自然源,其余各元素主要由人为源构成,且人为源中占主导地位的是化肥和农药的大量施用及燃煤尘。     

洞庭湖区典型农田微量元素的空间变异分析

为了研究洞庭湖区农田微量元素含量的空间变异规律,利用地统计学和GIS技术相结合的方法对洞庭湖区（沅江市）农田土壤耕层(0~20 cm)5种微量元素含量空间变异性进行了研究和分析。结果表明： B、Cu、Zn、Fe和Mn 5种微量元素的含量均符合正态分布,但变程差异较大,在1.13~25.58 km之间;Mn与Fe的含量分布符合指数模型,Zn、Cu和B的含量分布符合球状模型;Mn的空间相关性受人为因素影响较小,B、Cu和Zn的空间相关性受人为因素影响较大;Cu与Fe的含量在研究区中间部分最高,总体分布趋势由东北部向西南部逐渐降低,Zn的含量分布总体趋势由西部向东部逐渐降低,B的含量分布总体趋势由西南部向东北部逐渐降低;沅江市土壤微量元素富集、质量良好,无重大污染区,适宜发展优势农产品产业。     

甘州区农田耕层土壤微量元素分布空间变化研究

通过分析甘州区农田耕层土壤微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、B)的空间分布,从水平与垂直方向对全区农田耕层土壤微量元素含量特征进行研究,并对照全国土壤微量元素有效态含量分级标准得出全区各乡镇耕层土壤微量元素含量丰缺情况。主要结论如下：在0～5 cm、5～10 cm 、10～20 cm土层水平方向上,土壤各有效态微量元素分布特征差异较大,主要表现为西北向东南逐渐减小和中间低四周高的特征。从垂直方向来看,全区土壤有效铁、有效锌平均含量随着土层的加深呈缓慢增加的趋势;土壤有效铜、有效硼平均含量均表现为随着土层的加深而减小;土壤有效锰平均含量的趋势为上下层高,中间层低;个别乡镇的土壤微量元素垂直分布特征与全区存在差异。全区大部分乡镇土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌含量属于适中水平;土壤有效硼含量属于缺乏水平。建议今后在种植中应向该区土壤施入硼肥。     

黑龙江食品安全示范区农田土壤养分空间变异研究

以面积为450000m2农田为采样区,使用手持式GPS定位,网格法采集0~20cm耕层土壤样品,实验室测定土壤碱解氮、速效磷、速效钾和有机质的含量。应用传统统计学方法和空间分析方法对土壤养分变异进行了研究。结果表明,土壤养分性质均存在着空间变异性,受常规施肥措施影响较大的碱解氮、速效磷、速效钾变异相对较大;常规施肥有机质投放较少,变异相对较小;土壤养分性质均存在半方差结构,分别拟合Circular、Pentaspherical、Exponential模型,碱解氮、速效磷、速效钾和有机质均显示中等的空间相关性。     

施氮对西藏农田土壤有机碳及酶活性的影响

【目的】探明不同施氮量对拉萨农田土壤有机碳和酶活性的影响。【方法】设计5个试验处理：T1不施氮肥：0 kg.N.hm-2 (N1)、T2：75kg.N.hm-2 (N2)、T3：150kg.N.hm-2 (N3)、T4：225kg.N.hm-2 (N4)、T5为当地适宜施肥量：150kg.N.hm-2 (N3),135 kg.P2O5.hm-2,分别于播种前和青稞收获后采集各处理0-20cm土壤样品测定其总有机碳、活性有机碳、腐殖质碳、胡敏酸和富里酸含量;蔗糖酶活性、多酚氧化酶活性和脲酶活性。【结果】拉萨农田土壤有机碳总量偏低,活性有机碳比例较大,土壤腐殖化率较低。短期内施用氮肥能通过增加土壤活性有机碳而使土壤总有机碳含量增加,但降低土壤腐殖质碳含量,提高土壤HA/FA。【结论】施用氮肥短期内可以使当地农田土壤有机碳含量增加,T4施氮量可以优化土壤微环境,利于土壤酶活性升高和土壤有机碳的积累。     

平阳霉素诱变‘兰考矮早8’引起性状变异的研究及SSR分析

为通过基因突变途径创造新的小麦种质资源,在小麦苗的起身拔节期将0~50 μg/mL不同浓度的盐酸平阳霉素溶液通过叶鞘注射到小麦品种‘兰考矮早8’的生长点部位,其后代在株高、蜡质层、芒型、穗型、叶绿素、生育期等几个方面发生大量变异。通过对变异后代的系统选择得到了多个稳定的变异种质系;通过对‘兰考矮早8’及两个种质系pyms-6、pyms-2基因组DNA的SSR分子标记检测,引物xgwm148、xgwm645、xgwm6、xgwm107、xgwm213、xgwm219、xgwm260、xgwm400、xgwm295检测出了较丰富的多态性DNA片段。从分子水平上证明了在小麦苗起身拔节期向小麦生长点注射盐酸平阳霉素的诱变方法切实可行。     

轮作对农田杂草的影响研究进展

轮作对农田杂草的影响引起了学者的广泛关注,为了更好地阐明作物轮作在田间杂草管理中的作用,从轮作对杂草群落和杂草种子库的影响两个方面叙述了国内外的相关研究,总结了轮作对杂草影响研究的特点和存在问题。同时,分析了轮作影响农田杂草的可能机制,提出了研究过程中引起问题的部分原因。另外,还展望了今后的研究方向,本研究指出深入研究不同轮作条件下杂草群落和杂草种子库动态规律是今后的研究重点,统一研究方法、完善研究过程中应用的关键技术是研究过程中应重视的问题,关键机制研究和应用研究是未来研究的发展方向。     

民勤绿洲退耕地自然恢复过程中土壤微生物量碳、氮、磷的动态变化

以石羊河下游民勤绿洲内不同退耕年限（1、2、3、4、5、8、15、24、31年）退耕地为对象,分0~10、10~20、20~30、30~40 cm 4个土层,调查分析退耕地在自然修复过程中土壤微生物生物量碳、氮、磷在不同土层、不同退耕年限的动态变化以及和土壤养分的相关性。结果表明：（1）土壤微生物量碳、氮、磷与土壤全氮、速效钾、有效磷之间存在一定的相关性,其中有效磷的含量与土壤微生物量碳、氮、磷之间均存在较显著的正相关性,且其相关系数较全氮和速效钾更高;（2）土壤微生物量在不同深度的土层内随退耕年限的增加其变化规律是不一样的;（3）各土层土壤微生物量之间具有显著差异,土层越深,土壤微生物量越低,并且,随着退耕年限的增加各土层土壤微生物量之间的差异逐渐减小。     

铜陵土壤有机质空间变异分析

为了研究安徽省铜陵市土壤有机质空间变异特征,采用地理信息系统与地统计学相结合的方法,按照普通克里格方法选择不同的半方差模型进行插值,同时通过标准化均方根误差(RMSE)验证和同一系数(AC)验证进行精度对比。结果表明,对数转换后的插值结果并未提高,标准化均方根误差验证利用原插值样点交叉验证进行数据验证结果的参考价值有限,独立样本的验证是非常必要。研究区内土壤有机质含量的变异系数一般,主要受到研究区内地形的影响,整个区域内分布并不均匀,有机质含量较高区域分布于高海拔位置。     

西安市农用地土壤有机质空间变异特征

准确识别区域农用地土壤有机质(Soil organic matter,SOM)空间变异规律及其影响因素,能为农业生产活动提供一定的科学指导。该研究以西安市为例,利用地统计学与GIS技术相结合的方法,对农用地SOM空间变异特征及其影响因素进行了分析。结果表明：研究区SOM平均含量为17.07±4.37 g/kg,变异系数为25.60%;SOM半方差函数的最佳理论模型为指数模型,模型块金系数为49.83%,说明研究区SOM空间变异受到结构性因素和随机性因素的双重影响;以东北—西南向为轴线,研究区SOM含量的空间分布大体呈现中部高而东西低的斑块状分布趋势;研究区SOM含量受土壤类型、土壤质地、地貌类型和土地利用类型的影响,并与pH、海拔存在显著的负相关关系。总体来看,研究区SOM丰缺等级属于中等水平,且不同区县农用地SOM含量极值差异较为明显,实际农业生产活动中需分区进行差异化施肥管理。     

有机茶园土壤微生物区系年度变化规律研究

（1湖南农业大学生物安全科技学院,湖南长沙 410128; 2湖南邵阳职业技术学院,湖南邵阳 422001;3湖南湘阴县兰岭茶厂,湖南湘阴 410501）     

旱塬区不同地带耕地土壤水分动态变化研究

为探明土壤水分在不同地带的变化特征,于2011年10、11月和2012年2—5月采集渭南塬耕地以及渭河边附近耕地的土壤样本进行了土壤水分含量的测定分析。研究结果表明：由于降水和地下水位等因素的影响,渭河附近耕地含水量大于塬上耕地,渭河附近耕地含水量变化大于塬上耕地。2011年10、11月和2012年2月由于受冬季气候的影响,土壤含水量较高,而2012年3、4和5月受春旱的影响,土壤含水量数值偏低。     

山西省主要耕作土壤肥力变化规律及培肥对策

通过对山西省主要耕作土壤2001年至2009年间有机质、全氮、碱解氮、速效磷及速效钾含量的动态监测数据,经数理统计分析,总结出山西省近十年来土壤肥力的变化趋势。研究结果表明：该省近十年来土壤中除速效磷下降外,其余的有机质、全氮、碱解氮、速效钾表现为上升之势。为此,在主要耕作区应重视土壤的培肥工作,推广测土配方施肥技术,进一步加大秸秆还田的面积,不断提高土壤肥力。期望为各级政府部门宏观指导当地农业生产提供科学的依据,为当地农民的增产增收提供有力的支持。     

内蒙古旱作农田土壤有机碳对免耕留茬的响应

为了明确免耕留茬对农田土壤退化程度的影响,于2013—2014年在内蒙古武川县上秃亥乡研究了燕麦高茬(GC)、低茬(DC)和传统(CT)3种耕作方式对燕麦田土壤含水量、土壤温度、土壤呼吸速率和土壤有机碳含量的影响。结果表明：GC和DC能够降低土壤温度,且随留茬高度的增加而降低,GC和DC较CT分别降低了8.00%和7.00%;GC和DC能够提高土壤含水量,GC最大,较CT提高了24.60%;GC和DC均能明显提高燕麦不同生育时期土壤呼吸速率,且GC土壤呼吸速率最高,达32.71%。GC土壤有机碳显著于CT。燕麦产量表现为GC>DC>CT,且GC和DC比CT显著提高了40.00%和25.00%。燕麦留茬可以提高土壤呼吸速率,增加土壤有机碳含量,具有显著的增产效应。     

内蒙古旱作农田土壤有机碳对免耕留茬的响应

传统耕翻使农田土壤水分散失并加剧其退化趋势;免耕留茬可以在一定程度上改善土壤性质.本文通过研究不同留茬高度对土壤有机碳的影响,旨在选择适宜留茬高度和配套耕作措施。在半干旱气候条件下,研究了燕麦高茬（GC）、低茬（DC）和传统（CT）３种耕作方式对燕麦田土壤含水量、土壤温度、土壤呼吸速率和土壤有机碳含量的影响。随着留茬高度的增加土壤温度降低,GC和DC较CT土壤温度分别降低了8%、7%。GC和DC能够提高土壤含水量,GC最大,较CT提高了24.6%。GC和DC均能明显提高燕麦不同生育时期土壤呼吸速率,且GC土壤呼吸速率最高,达32.71%。GC土壤有机碳显著于CT。燕麦产量表现为：GC>DC>CT,且GC和DC比CT显著提高了40%和25%。燕麦留茬可以提高土壤呼吸速率,增加土壤有机碳含量,具有显著的增产效应。

     

不同栽培土壤条件下土壤肥力和马铃薯植株营养动态的变化研究

为了解在不同土壤类型上种植马铃薯后对土壤肥力和马铃薯植株营养动态变化,在相同施肥条件下采用随机区组试验方案,研究不同栽培土壤类型的肥力指标和马铃薯地上部和地下部氮、磷和钾含量在不同时期的动态变化。结果表明：使用复合肥可以使马铃薯栽培土壤的pH变小,栽培土壤缓效钾和土壤有机质含量减少,5种栽培土壤全氮、全磷、有效氮、有效钾、有效磷含量增加,而全钾的含量变化因土壤类型而异;马铃薯各个生育期地上部N含量高于地下部N含量,地上部N平均含量在2.5%~5.0%之间,地下部N平均含量在0.5%~2.5%;马铃薯从苗期到成熟期地上部P含量在逐渐降低,苗期 > 蕾期 > 结薯中期 > 成熟期;不同的生育时期马铃薯地下部P含量的变化表现为整体变化趋势均为下降;苗期含量显著的高于成熟期含量;马铃薯在不同的生育期地上部K的含量变幅较小,不同土壤类型中种植马铃薯地下部K含量从苗期到马铃薯成熟期逐渐下降;不同栽培土壤类型地上部和地下部N、P、K含量存在差异。