水稻对苏打盐碱土锌形态转化的驱动作用研究

为了揭示种稻对苏打盐碱土中Zn形态转化的驱动作用及其机理,采用Tessier连续提取法研究了松嫩平原不同种稻年限苏打盐碱地水田土壤中不同形态Zn含量及其在剖面中的分布特征。结果表明:盐碱地种稻改良后,可显著提高土壤剖面各层次中的有效Zn、交换态Zn及有机结合态Zn等生物有效态Zn的含量,降低碳酸盐结合态Zn、氧化物结合态Zn及残渣态Zn等非生物有效态Zn的含量。这种作用在种稻后的第1年表现的最为显著,第5年之后进入平缓上升阶段;种稻对有效Zn、交换态Zn及有机结合态Zn等生物有效态Zn含量提升的促进作用是随剖面层次的加深而减弱的。相关分析表明,交换态Zn和有机结合态Zn分别与pH呈显著负相关关系,而与有机质含量呈显著正相关关系;碳酸盐结合态锌和氧化物结合态锌与pH呈显著正相关;与有机质含量呈显著负相关关系。说明盐碱土种稻改良后,土壤pH降低和有机碳含量的提升是驱动不同形态Zn转化的主要因素。     

水稻种植对吉林省西部苏打盐碱土改良培肥效果

通过田间调查取样和室内分析,研究了水稻种植(5~30年)对吉林省西部苏打盐碱土的改良和培肥效果。结果表明:与种稻前的荒地土壤相比,种稻后土壤的pH、全盐量、交换性钠、碱化度、CO32-、HCO3-、Cl-、Ca2+、Na+和<0.053 mm粉黏粒含量显著降低,而SO42-、总有机碳、水溶性有机碳、胡敏酸碳、富里酸碳、碱解氮和2~0.25 mm大团聚体含量显著增加;同时,有机碳组成中的烷基碳和烷氧碳含量增加,而芳香碳和羰基碳含量降低,脂族碳/芳香碳比值增加,而烷基碳/烷氧碳和疏水碳/亲水碳比值降低;随种稻年限的延长,以上变化规律通常表现的更为明显。上述结果表明,种稻不仅能够降低土壤碱性和盐分含量,而且有助于提高土壤有机碳的含量和品质,以及改善土壤结构性,因此是改良和培肥苏打盐碱土的有效方式。     

不同碱性条件对苏打盐碱土无机磷组分的影响

为了阐明不同碱性条件下苏打盐碱土无机磷各组分的含量及转化情况,通过室内模拟试验结合室内分析方法,以吉林省西部地区苏打草甸碱土为研究对象,对不同pH条件下土壤不同形态无机磷组分含量的动态变化进行了研究。结果表明,在一定范围内降低碱土pH值有利于增加土壤中Ca2-P、Fe-P、AlP及Ca8-P等形态磷的含量,其中pH值8.3处理比pH值9.2处理分别提高了44.8%,4.1%,45.9%,42.0%;比pH值10.2处理分别提高了81.5%,19.6%,39.3%,103.7%;O-P含量受土壤pH值的影响相对较小,改变土壤pH值短时期内不会导致其含量发生变化;Ca10-P的含量随着土壤中pH值的升高而增加,pH 10.2处理比pH 9.2处理和pH 8.3处理的Ca10-P含量分别提高15.6%和51.4%。研究表明,不同碱性条件可以影响土壤无机磷各组分之间的转化,碱土pH值降低有利于提高土壤中有效态磷组分的含量,但减少了潜在磷源的含量。     

硫酸铝对苏打盐碱土的改良作用研究

苏打盐碱土添加硫酸铝后,土壤理化性状发生了显著改善。土壤物理性质表现为：土壤结构有显著改善,土壤团聚体（〉0．005mm）数量明显增加,土壤容重降低．膨胀度增加,孔隙度增大,土壤渗透性能及持水能力增强。土壤化学性质表现为：Al^3＋水解产生大量H^＋,降低了水田湛水层和土层的pH值;随硫酸铝用量的增加,土壤阳离子交换量呈显著递增,碱化度显著降低;CO3^2-和HC3^-含量也随硫酸铝用量的增加而降低。以上结果表明苏打盐碱土添加硫酸铝后,土壤结构得到良好改善,土壤盐分组成发生了显著变化,由苏打型→苏打-硫酸盐型→硫酸盐型。同时,苏打盐碱土理化性质的改良也为作物生长创造了良好的土壤环境。     

生化黄腐酸对不同质地苏打盐碱土水盐运移特征的影响

为了探讨生化黄腐酸（biochemical fulvic acid, BFA）对不同质地（砂质壤土和壤质砂土）苏打盐碱土的改良作用机理,明确BFA对不同质地苏打盐碱土水盐运移特征的影响,该研究通过室内一维垂直入渗试验,对不同BFA施加量（0（CK）、1、2、4、8 g/kg）条件下土壤水盐运移特征、入渗模型参数和土壤八大盐分离子的变化特征进行了研究。结果表明：对于砂质壤土,当入渗至280 min时,与CK相比,BFA施加量为1、2、4、8 g/kg处理的累积入渗量分别减小了3.70%、10.19%、12.04%、25.00%,湿润峰深度分别减小了9.33%、17.00%、24.00%、27.33%;对于壤质砂土,当入渗至40 min时,与CK相比,BFA施加量为1、2、4、8 g/kg处理的累积入渗量分别减小了1.36%、10.51%、18.98%、29.83%,湿润峰深度分别减小了5.00%、11.33%、21.67%、31.33%。土壤水分入渗速率会随着BFA施加量的增加而减小,在0、5、10、15、20、25、30 cm土层深度,8 g/kg施加量处理的砂质壤土含水率分别高于CK处理11.43%、4.99%、8.54%、8.79%、9.02%、4.98%、-7.76%,而壤质砂土含水率分别高于CK处理4.76%、9.28%、6.18%、9.25%、8.05%、8.77%、-0.06%。Kostiakov和Philip模型均能较好地模拟土壤水分入渗过程,且随着BFA施加量的增加,吸渗率逐渐减小。然而施加BFA同样会增加不同深度土层的含盐量,在土壤钙离子、镁离子浓度较低的情况下,可能会使得土壤中富集钠离子。因此,施加BFA能够改变不同质地苏打盐碱土的水盐运移特征,为了防止施加BFA加剧土壤的次生盐碱化以及考虑施加BFA后的经济效益,该研究推荐BFA施加量为2～4 g/kg时对于不同质地苏打盐碱土具有更好的改良效果。     

种稻配施改良剂对苏打盐碱土—水—作物系统氟迁移的影响

为探讨化学改良剂对苏打盐碱土稻田生态系统中氟迁移的影响,采用盆栽试验,研究硫酸铝、脱硫石膏和有机复合改良剂作用下的土壤各形态氟含量变化,以及土壤氟向水体和地上部植株的迁移情况。结果表明,化学改良剂影响苏打盐碱土—水—作物系统中氟的迁移及生物有效性。种稻后各改良剂处理的土壤水溶态氟变化范围为8.33～20.90 mg/kg,与对照相比,均呈下降趋势,其中硫酸铝处理下降得最多,降低60.15%;可交换态氟和有机束缚态氟呈增加趋势,其中有机复合改良剂处理增加得最多,分别为79.54%和86.37%;种稻前后铁锰氧化物结合态氟变化较复杂,其中硫酸铝处理无显著变化,对照处理和有机复合改良剂处理分别增加19.05%和42.03%,而脱硫石膏处理下降22.79%;残余态氟和总氟含量呈下降趋势,其中有机复合改良剂处理的残余态氟降低得最多,为35.50%,硫酸铝处理的总氟降低得最少,为10.47%,其余处理降幅为12.50%～12.55%。在水稻种植过程中,土壤中氟向水中累积释放总量为对照>有机复合改良剂>脱硫石膏>硫酸铝,与对照相比,其他3个处理分别降低3.25%,5.13%和5.1...     

不同植被条件下苏打盐渍土容重与水分入渗速率差异

以松嫩平原苏打盐渍土为对象,研究了不同植被条件下松嫩平原苏打盐渍土土壤容重、入渗速率变化及它们之间的差异。结果表明,不同植被条件下土壤容重差异显著,在采样深度0~20 cm及20 cm~40 cm范围内,芦苇条件下苏打盐渍土土壤容重值最高,且随着采样深度增加而增加;羊草条件下苏打盐渍土土壤容重值最小,且随着采样深度增加而减小。植被覆盖可以增加苏打盐渍土土壤水分入渗速率。入渗速率拟合的方程与实测值在时间为110 min内时基本吻合。图1,表4,参32。     

不同饲料作物对苏打盐碱土改良效应研究

为探明不同饲料作物种植对苏打盐碱土改良的影响，以内蒙古科尔沁旗苏打盐碱地为研究对象，设置3个土壤等级(中、良、优)和5个饲料作物种类(高丹草、稗草、青贮玉米、湖南稷子、甜高粱)，共计15个处理，研究不同土壤等级下，饲料作物对土壤盐化碱化、养分含量变化的影响，并根据模糊物元-熵权模型进行土壤改良效应评价。结果表明：饲料作物收获后土壤平均p H较播种前降低1.64%，种植前后土壤p H差异不显著；土壤EC、总可溶性盐、碱化度显著降低(P<0.05)。不同饲料作物种植降低土壤Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^–+CO₃^2–含量，提高土壤K⁺+Na⁺、Cl^–含量，对土壤SO₄^2–含量影响存在差异，收获后土壤碱解氮和速效钾含量比播种前分别降低15.15%、24.06%。基于模糊物元-熵权模型得出，青贮玉米对土壤盐渍化程度较高的土壤改良效果更佳，而甜高粱与高丹...     

硫酸铝对苏打盐碱土吸附氟的影响研究

采用平衡振荡法,通过加入不同比例的铝、氟来研究硫酸铝对苏打盐碱土吸附氟的影响。结果表明:苏打盐碱土加入硫酸铝以后,能够缩短对氟的吸附平衡时间,并且随着铝用量的增加和吸附时间的延长,氟的吸附量呈增加,而解吸率呈降低的趋势;其中1︰1铝氟摩尔比处理的吸附量高达640.45 mg/kg,为不施铝处理的6.5倍,但是其解吸率最低,为24.7%,为对照处理的0.3倍。这与Al3+和F–络合形成不同比的铝氟配合物,Al3+水解后降低土壤溶液pH,并形成羟基铝,进而与盐碱土中的蒙脱石形成聚合羟基铝–蒙脱石复合体有关。因此,铝的存在可以增加苏打盐碱土对氟的吸附,降低解吸率,进而减小氟在该土中的迁移,降低其生物有效性。     

硫酸铝改良剂对苏打盐碱土磷素形态的影响

通过室内模拟盆栽改良试验,研究了硫酸铝的改良效果及施用后对土壤中磷素营养状况的影响。硫酸铝配施磷肥和氮肥对小麦的出苗和生长起着明显的促进作用。在硫酸铝及氮肥用量一定的条件下,随磷肥用量的增加,小麦的出苗和生长没有明显变化。无论施磷与否,土壤有效磷曲线均随硫酸铝用量的增加而呈下降趋势。改良剂用量不变,随磷肥用量的增加,土壤有效磷含量也在不断增加。无机磷分级及相关分析结果表明,施加不同用量的硫酸铝后,在不施用磷肥的条件下,各级无机磷平均含量的大小顺序为O—P〉Ca10—P〉Al-P〉Fe—P〉Ca2—P〉Ca8-P,其中Ca8-P是Ca2-P的有效补充;在施用磷肥的条件下,其变化顺序为Ca2-P〉Ca8-P〉Al-P〉O-P〉Fe—P〉Ca10-P,其中Ca8-P和O-P是Ca2-P的有效补充;在硫酸铝为0．3％,施用不同用量磷肥条件下,其顺序为Ca2-P〉Ca8-P〉Al-P〉Fe—P〉O-P〉Ca10-P,其中Ca8-P、Al-P和Fe—P成为Ca2—P的有效补充。     

不同硫酸铝用量对苏打盐碱土磷素形态及吸附特性的影响

通过室内模拟盆栽改良试验,研究了硫酸铝的改良效果及施用后对土壤中磷素营养状况的影响。硫酸铝配施磷肥和氮肥对小麦的出苗和生长起着明显促进作用。无机磷分级及相关分析结果表明,施加不同用量的硫酸铝后,各级无机磷平均含量的大小顺序为Ca2-P>Ca8-P>Al-P>O-P>Fe-P>Ca10-P,其中,Ca8-P和O-P是Ca2-P的有效补充。磷的吸附实验表明,各处理土壤磷的等温吸附曲线与Langmuir方程的吻合程度最好,其相关程度达极显著水平。根据简单Langmuir方程,将C/x/m对C作图,得到的是具有一个折点的直线,表明随着磷平衡浓度的不同,土壤对磷的吸附存在着两个不同能量水平的吸附点位。磷的解吸结果表明,在磷平衡浓度较低的条件下,土壤与磷的结合能力较强,大多以固定态磷的形式被吸附,并且,解吸也较困难;随着磷平衡浓度的增加,可交换磷所占的比例增加,有较多的磷可被解吸下来。     

雨滴击溅下表土孔隙变化及其对入渗能力的影响

为探究雨滴击溅下土壤结构与入渗能力的变化规律,为雨滴击溅下土壤侵蚀状况预测提供参考,以黄土高原褐土为对象,基于雨滴击溅试验、土壤渗透试验和同步辐射CT扫描方法,对降雨条件下表土孔隙结构与土壤渗透能力的关系进行了分析。结果表明：①雨滴击溅导致土壤总孔隙度和渗透系数显著降低(P<0.05)。2.67、3.39和4.05 mm直径雨滴击溅后土壤的总孔隙度分别降低了20.64%、36.05% 和44.88%,土壤渗透系数分别降低了15.69%、40.42% 和71.77%。雨滴击溅后土壤孔隙的碎片化程度加剧,导致孔隙形状更不规则,连通性降低。②土壤孔隙大小、形状和连通性对土壤渗透能力有显著影响(P<0.01)：孔隙越大,形状越规则,对土壤渗透能力的影响越大。从孔隙连通性角度看,土壤连通孔隙的孔喉半径和孔隙率对入渗能力的影响程度最大。基于以上分析,建立了土壤渗透系数(K)与总孔隙度(P_T)、大孔隙率(P_lp)、规则孔隙率(P_rp)、连通孔隙率(P_cp)和孔喉半径(R_th)的预测模型：K=0.402P_T+0.104P_lp+0.1401P_rp+0.350P_cp+0.003R_th–0.415,R²=0.93,P<0.05。综上可见,雨滴击溅通过改变土壤孔隙的大小、形状和连通状况,导致土壤孔隙结构破坏,从而降低了土壤入渗能力。     

种植模式对川中丘陵石灰性紫色土结构和地力的影响

基于田间长期定位试验,通过原位监测和计算机断层微扫描技术相结合的方法,分析种植模式对川中丘陵石灰性紫色土结构和地力的影响.结果表明,玉米-小麦(MW)模式耕层土壤孔隙配比合理且连通性好,有利于耕层保水保肥和土壤可持续利用,但该模式土壤动物丰富度和经济效益偏低.玉米-油菜(MR)模式土壤孔隙结构较玉米-小麦模式差,但腐食...     

黄土丘陵沟壑区退耕还草年限对土壤性质和入渗性能的影响

我国退耕还林(草)工程实施20多年来取得显著成效,为评估退耕还林(草)对土壤性质和入渗性能的改善效果及其内在机理,取黄土丘陵沟壑区农地和退耕年限为5年(C5a)、15年(C15a)和 25年(C253)撂荒草地的0-30 cm 土壤测定其水稳性团聚体特征、根系特征和入渗速率等性质,并分析了影响不同撂荒年限草地土壤的入渗...     

不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响

为对比研究改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响,设置对照组及2种施用水平(1%和2%)下的2种改良剂(生物炭和脱硫石膏)共5组处理,进行室内土柱试验。结果表明：(1)相比于对照组,1%施用量的生物炭能使入渗时间延缓8.9%,抑制水分入渗,降低相同时间内的土壤累积入渗量,2%施用量的生物炭对水分入渗过程起到先抑制后促进的作用,能使入渗时间缩短35.6%,2种施用量的脱硫石膏都能使入渗时间缩短91.1%,促进水分入渗,提高相同时间内的累积入渗量;只有2%施用量的生物炭使最终的累积入渗量大幅增加62.8%。(2)湿润锋运移距离与时间呈幂函数关系,用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系拟合相对于Philip模型效果更好。(3)相比于对照组,只有1%施用量的生物炭使入渗后的土壤含水率降低2.7%,其余各处理均出现不同程度的增加;2种施用量的生物炭分别使入渗后的土壤含盐量显著降低28.5%和52.0%,但2种施用量的脱硫石膏分别使土壤表层含盐量显著提高184.3%和403.7%,其中2%施用量处理使土壤整体平均含盐量显著提高73.0%。综合考虑各处理改良后的入渗特性、土壤含水率...     

滨海盐碱地不同改良年限土壤理化性质的变化特征

为了研究滨海盐碱地改良效果的可持续年限,选择利用“原土直栽绿化综合改良模式”改良的滨海盐碱地为研究对象,采用空间代替时间的方法,通过对不同改良年限滨海盐碱地的土壤容重、总孔隙度、机械组成、全盐含量、有机质、碱解氮和速效磷的分析,研究了滨海盐碱地不同改良年限土壤理化性质的变化特征。结果表明:盐碱地改良后,对土壤物理性质的改良效果随土层深度的增加逐渐减弱,随改良年限的增加,土壤质地无明显变化,0—20 cm土层土壤容重降低,总孔隙度升高,20—40 cm和40—60 cm土层土壤容重先降低后升高,总孔隙度先升高后降低; 3个土层化学性质变化趋势基本一致,随着改良年限的增加,土壤全盐含量先降低后升高,有机质,碱解氮和速效磷含量先升高后降低。总体来说,原土改良模式对滨海盐碱地土壤的改良效果在5年达到最优,11年时土壤的物理化学性质基本上都比未改良的盐碱地好。     

绿肥压青粉垄保护性耕作对土壤水分入渗及其后延效应的影响

研究绿肥压青下粉垄耕作稻田土壤水分入渗规律对完善稻田保护性耕作体系具有重要意义。2016-2017年,在广西农业科学院试验田设置粉垄保护性耕作与单免保护性耕作两种耕作模式,并设不施肥、常规施肥、单倍绿肥压青和双倍绿肥压青4种施肥处理,然后分别于早稻、晚稻收获后用土壤紧实度仪及单环入渗法测量稻田土壤紧实度及稳定入渗速率,并于晚稻水稻收获后用环刀法测定土壤容重,以了解绿肥压青下粉垄保护性耕作对当季稻田土壤入渗的影响,并就其对后季稻田的后延效应影响进行研究。结果表明,绿肥压青下粉垄保护性耕作对当季和后季稻田0-15cm土壤紧实度的影响不明显,但是可以显著降低15-30cm土壤紧实度。同时显著降低了当季及后季土壤表层及耕层的稳定入渗率,使土壤入渗能力降低,提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度,使土壤密实。绿肥压青下粉垄保护性耕作可显著降低后季稻田土壤稳定入渗率和紧实度,对土壤结构及水分入渗的后延效应明显。     

不同秸秆生物炭对土壤水分入渗和蒸发的影响

探究不同秸秆生物炭对土壤入渗和蒸发的影响,对于秸秆废弃物的资源化利用和水土资源高效利用具有重要意义。选取3种秸秆(油菜、藜麦和马铃薯)为原料制备生物炭,采用室内土柱模拟方法,探究不同材料生物炭对土壤湿润过程、累积入渗量和蒸发过程的影响。结果表明:不同材料生物炭下的土壤入渗和蒸发过程存在显著差异。马铃薯杆炭显著促进了湿润锋的运移,而藜麦杆和油菜杆炭在中后期减缓了湿润锋的运移速度。添加生物炭处理均提高了土壤早期的入渗速率,降低了土壤后期的稳定入渗速率,其中马铃薯杆炭表现最好,促进了早期入渗,而且后期入渗降低少,在入渗55 min时,马铃薯杆炭累积入渗67.8 mm,比对照提高41.8%。在模拟施炭土壤的入渗过程方面,Kostiakov模型表现最优。施炭对于前期土壤蒸发无显著影响,但显著提高了后期的土壤蒸发量。蒸发30天后,马铃薯杆、油菜杆和藜麦杆炭累积蒸发量分别比CK高5.2%,9.2%和10.2%。马铃薯杆生物炭能显著提高土壤的入渗能力。研究结果为青海省东部农区选择合适的生物炭种类提供了科学依据。