农田土壤中土壤水渗漏与硝态氮淋失的模拟研究

应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原的主要土壤(黄潮土和风沙土)中水分与硝态氮的垂直运移规律进行了模拟分析。对模型参数的敏感性分析表明:饱和水力传导度是最敏感的参数,饱和含水量的敏感性次之。数值模拟结果表明:该地区在传统水氮管理制度下,土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重;全耕作年风沙土的土壤水渗漏大于黄潮土,分别为34.3cm和22.7cm,占灌水量的42.1%和74.6%;风沙土的硝态氮淋失大于黄潮土,分别为108.0kg/hm和76.6kg/hm,占总输入氮量的25.3%、14.3%。     

稻田化肥减量施用的环境效应

在太湖地区宜兴市水稻田采取田间试验与室内分析相结合的方法,研究了适当减少化肥用量(优化施肥)对水稻产量、田面水与渗漏液中氮、磷养分的影响.结果表明:优化与常规两种施肥处理下水稻产量差异不显著,但优化施肥节省22%氮肥,减少30%～40%氮素径流损失,减少32.3%氮素渗漏损失.田面水与渗漏液中溶解性总氮(TDN)浓度与施肥量呈正相关,在施肥后的1～2 d内达到峰值,不同施氮处理TDN浓度在一周内差异显著,以后渐趋一致.施肥后田面水中溶解性总磷(TDP)浓度高达15.7 mg·L-1,整个稻季均高于导致水体富营养化的临界值,存在着污染附近水体的风险;稻田对灌水中的磷有净化作用.适当减少化肥用量、加强稻田水肥管理,是控制农田面源污染的重要措施.     

典型红壤区田间尺度下土壤养分和水分的空间变异研究

本文选择了典型的红壤区进行网格法分层(0～20cm、20～40cm)取样,采用地统计学与经典的统计学相结合的方法,研究了田间尺度下土壤含水量、全氮、硝态氮和有机质的空间变异特性。结果表明:土壤中各种特性信息均服从正态分布,土壤全氮和有机质含量随深度的增加而减小,而硝态氮含量随深度的增加呈增大的趋势,两个土层硝态氮的变异系数(41.80%～61.97%)远高于全氮和有机质的变异系数(6.21%～19.29%);该研究区域内的土壤含水量、全氮、硝态氮和有机质含量的变程在13.50m～32.60m之间;土壤全氮和有机质含量之间有显著的正相关性;而硝态氮与土壤含水量之间有显著的负相关性(P<0.01,n=96)。采用地统计学研究典型红壤区土壤养分和水分的空间变异性,可为研究区的精确施肥、精确灌溉以及其它的农田精确管理提供科学依据。     

西南喀斯特地区土壤水分变异性研究

我国西南喀斯特地区的石漠化问题严重地制约了当地经济的发展,揭示土壤水分变异性规律对该区域生态系统适应性修复具有重要的意义。本文以贵州省荔波县和普定县为研究区,通过野外采样和实验室分析,对西南喀斯特地区典型石漠化阶段的土壤水分变异性进行了研究,结果表明：(1)随着石漠化程度的加深,土壤水分含量逐渐减少;(2)土壤水分含量随时间变化明显,在夏季达到峰值,然后呈下降趋势,至冬季达到最低值,随后又逐渐增加,同时随着石漠化程度的加深,其土壤含水量的变化幅度呈减少趋势;(3)未石漠化土壤的蓄水、水分释供能力及土壤有效水含量明显高于石漠化土壤;(4)土壤含水量与容重、孔隙度、颗粒组成及土壤有机质等土壤性质关系密切。通过封山育林等措施提高土壤有机质、水分含量,对于防治喀斯特地区石漠化和进行水土保持具有重要意义。     

生物有机肥对潮土物理性状及微生物量碳、氮的影响

[目的]研究生物有机肥对潮土不同土层土壤物理特性及微生物碳氮的影响,为生物有机肥在土壤改良、水土保持和促进设施农业可持续发展等方面提供科学依据。[方法]采用田间小区试验的方法,研究生物有机肥对潮土0—15和15—30cm土层土壤水力学性质、土壤团聚体及微生物量碳、氮的改善效果,其中生物有机肥施用量分别为0,10,20t/hm~2。[结果]施用生物有机肥可显著降低土壤容重,提高土壤孔隙度和各水力学指标,其中土壤容重降低了10.37%~19.26%,田间持水量和饱和导水率提高了13.12%~32.25%和37.28%~67.11%;生物有机肥可提高土壤大团聚体含量和平均质量直径,降低分形维数;生物有机肥提高了土壤微生物量碳、氮含量,增幅分别为33.66%~52.67%和11.52%~22.64%;土壤物理特性与微生物量碳、氮具有明显相关性。[结论]生物有机肥可有效改善潮土土壤结构和水力学特性,增加土壤蓄水供水能力,提高土壤大团聚体含量、稳定性和微生物量碳、氮含量。     

土壤质地对秸秆分解的影响及其微生物机制

本研究以河南省封丘县的砂质、壤质、黏质潮土为对象,基于网袋秸秆埋设法,比较分析了经半年埋设后小麦和玉米秸秆分解速率变化,及基于磷脂脂肪酸(PLFA)的微生物组成差异。结果表明:秸秆分解率在不同质地潮土间无显著性差异;残留秸秆中碳含量与原始秸秆相当,表明秸秆分解过程中碳按比例减少;但氮和磷含量显著增加,尤其在质地黏重的土壤处理中更为明显。经半年埋设,小麦和玉米秸秆中钾的释放比例分别高达99%和97%。PLFA结果显示,两种秸秆中的细菌、真菌、放线菌在砂、壤、黏土处理间无显著差异,表明影响秸秆分解的微生物生物量在不同土壤质地处理间相当,这可能是导致秸秆在不同质地潮土中分解率无显著差异的原因之一;但PCA分析表明,参与小麦和玉米秸秆分解的微生物种类有所不同,其差别主要与革兰氏阳性菌14:0、i14:0、3OH-16:0、i17:0,革兰氏阴性菌cy17:0以及放线菌10Me18:0有关。     

肥料与石膏配施对滨海盐土油菜生长及养分吸收的影响

通过盆栽试验,研究了肥料与石膏配合施用对滨海盐土油菜生长及养分吸收的影响,探讨了滨海盐土适宜的肥料品种。结果表明,肥料与石膏配合施用对滨海油菜生长有显著影响,在油菜干物质累积、油菜产量上均以有机无机复混肥、生物有机肥配合无机复混肥配施石膏效果最好。供试肥料品种间,油菜生长中后期在干物质累积、产量上均表现出有机无机复混肥(F2)、生物有机肥配合无机复混肥(F4)>无机复混肥(F1)>生物有机肥(F3)>对照,各肥料较对照分别增产195.6%、190.9%、117.0%和53.4%。在有机无机复混肥、生物有机肥配合无机复混肥的基础上增加石膏的施用量可明显改善油菜生长状况和产量,但在无机复混肥基础上增加石膏施用量会导致油菜干物质累积和产量的明显降低。肥料与石膏配合施用影响油菜对N、P、K养分的吸收,在油菜苗期养分吸收上,N、K以无机复混肥(F1)较高,P以有机无机复混肥(F2)较高,施用石膏可促进油菜对N、K的吸收,但会显著降低对P的吸收量。滨海盐土地区油菜栽培以有机无机复混肥(F2)、生物有机肥配合无机复混肥(F4)配合石膏(B2)施用较为适宜。     

西南喀斯特地区土壤饱和导水率及其影响因素研究

通过对西南喀斯特地区典型土壤的饱和导水率的分析,研究了喀斯特地区不同植被退化类型下土壤的饱和导水率及其影响因素。结果表明,西南喀斯特地区不同植被退化类型下土壤的饱和导水率存在着明显的差异,原状土表层饱和导水率在27.2×10-4~50.8×10-4cm/s之间,一般未经人为干扰的原始森林土壤饱和导水率>人为干扰形成的灌丛土壤>农业用地;在土壤剖面中自上而下饱和导水率明显降低;扰动土壤表层饱和导水率在0.27×10-4~1.53×10-4cm/s之间,明显低于原状土壤,仅为原状土壤的0.9%~3.0%。喀斯特地区影响土壤饱和导水率的主要因素有土壤容重、土壤孔隙度、土壤有机质含量、土壤质地等。主成分分析结果表明,影响原状土饱和导水率的主要因素为土壤质地和土壤孔性,而土壤孔性是影响扰动土壤导水率的主导因素。     

太湖典型水稻种植区近50年来气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响

根据常熟市 1960—2009 年的气象资料及浅层土壤温度观测资料分析了太湖典型水稻种植区近 50 年来的气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响,其中气候变化特征分析包括气候倾向率、气候突变和气候异常年份及年代际分析。结果表明近 50 年来研究区的气候变化特征明显：①研究区气温明显升高;气压、相对湿度、风速及累积日照时数降低;降水量和蒸发量年际间波动较为明显,且各季节的倾向率有正有负;②近 50 年来研究区有 6 个气象要素发生了气候突变,其中最为明显的是平均风速;③近 50 年来研究区各气象要素中出现异常年份最多的为平均相对湿度;异常年份出现次数其次的气象要素是累积蒸发量;异常现象出现最少的气象要素为平均风速;④随着土层深度的增加,平均地温对气候变化的响应逐渐减弱,各季节中平均地温对气候变化的响应在秋季最弱。平均地表温度、平均 5 cm 地温、平均 20 cm 地温与平均气温及平均最高气温、最低气温均存在着显著的相关关系。     

安徽省几种不同母质发育的稻田土壤氟含量及其影响因素

通过对安徽省6种不同母质上发育的水稻土采样分析,研究了水稻土中氟含最及其与土壤性质的关系.结果表明:供试水稻土全氟含量为274.3～631.5 mg·kg-1,平均为456.8 mg·kg-1,水溶件氟含量为0.64～9.51 mg·kg-1,平均为4.13 mg·kg-1.土壤氟含量主要与成上母质和幕本性质有关.土壤中黏粒含量是影响土壤全氟含量的主要冈素,与十壤伞氟含量之间呈极显著正相关关系.土壤水溶性氟含毋主要受土壤酸碱度与有机质含量的影响,与pH存在极显著正相关关系,与有机质呈极显著负相关关系.主成分分析结果表明,影响水稻土全氟含量的主要因素为土壤质地,而土壤pH和有机质等化学性质足影响水稻土水溶性氟含量的主要因素.从水溶性氟含量考虑,供试水稻土多处于氟污染水平,可能会对人体健康和生态环境安全产生影响.