华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析

华北平原潮土区是我国重要的粮食主产区,改革开放40多年来该区农业经历了以高水肥投入为主要特征的集约化进程,相应的氮淋失导致的面源污染自20世纪90年代以来不断加剧。本研究针对华北平原潮土为主要类型的粮田,对过去40多年间主要研究文献进行全面分析,梳理氮肥和水分投入与氮淋失之间的定量关系,比较主要农田管理措施对氮淋失的阻控效果及其机理,以期为我国农业面源污染提供决策支持。研究发现,氮肥和灌溉是影响华北平原潮土区粮田氮淋失的主要因素,其中氮淋失与氮盈余量之间呈指数关系,比与施氮量的指数关系更显著。基于机器学习的随机森林回归模型能够考虑包括施肥、灌溉、土壤条件和气象等多因素对氮淋失的影响,未来在定量预测中有较好前景。同等氮肥投入条件下,由于氮供应与作物吸收契合度高,有机无机配施能显著降低氮淋失。以缓控释肥、尿酶和硝化抑制剂为代表的肥料增效剂可以降低约1/3的氮淋失,值得重点推广应用。秸秆还田可以实现包括提高土壤有机物和微生物氮库、增加无机氮缓冲容量等综合效益,有利于降低氮淋失风险(降低比例达10%),但免耕的阻控效应较低且呈现较大不确定性。调整种植制度、休耕、间作套种和种植填闲作物等措施会影响粮食产量,推广过程中应慎重。氮淋失的阻控效果更多受到社会、经济和政策等因素的影响,今后应采取包括生态补偿等手段发挥农民主动性,从政策和法律法规层面创造实施氮淋失阻控措施的社会环境。     

白膜、黑膜全年覆盖下的土壤水、热、盐变化

地膜覆盖因能有效地增温保墒增产而在黄土丘陵区旱作农林生产中广泛应用。为明确不同薄膜覆盖的差异以及连续覆膜条件下的土壤水热盐变化特征,于2015年7月1日—2017年6月30日在陕北米脂进行野外连续覆膜定位观测,试验设裸地(CK)、白色薄膜(WF)与黑色薄膜(BF)3种处理,利用GS3仪器监测0～150cm深度的土壤水分、温度和电导率。结果表明:1)连续覆盖两年后,两种覆膜处理平均土壤含水量为16.9%, CK为13.6%,土壤储水量分别达314.56mm、204.44mm,具体表现为土壤含水量BF在0～15cm高于WF(P0.05),15～30cm低于WF(P0.05); 0～150 cm, WF和BF总储水量差异不显著,与CK差异显著(P0.05);在作物生育期覆膜平均较CK提高储水量60.8 mm。2)膜覆盖下近地面日温差WF大于BF, 0～150 cm,两种覆膜周年土壤平均温度无显著差异,较CK高1.3℃(P0.05);气温较高条件下WF比BF、CK缩短冻融时间分别达8d和24d,WF更有利于土壤解冻和早春土壤增温。3)周年土壤表层盐分高,其中0～30 cm土层电导率为BFWFCK, 30～50 cm土层为WFBFCK,但土壤总体盐分较低,无土壤盐渍化趋势, 50 cm以下3种处理盐分没有差异。综合而言, WF较BF更能提高表层土壤温度, BF较WF更能提高表层土壤水分,覆膜保墒增温,延长作物生长时间。研究成果可为黄土丘陵区旱作农业覆膜应用提供土壤水热盐调控依据,也为果园和林地常年连续覆膜提供参考。     

《寂静的土壤》——值得推荐、务必一读的好著作

正《寂静的土壤》一书,由龚子同、陈鸿昭、张甘霖著,全书16开,196页,科学出版社出版,定价59.00元。该书是为了纪念2015国际土壤年暨中国土壤学会成立70周年而出版的面向一般读者的普及书籍。3位作者均是在中国科学院南京土壤研究所长年从事土壤研究与调查的资深土壤学家。该书内容由以下10章构成。第1章土壤的功能(1.1土壤功能的基础,1.2土壤八大功能,1.3土壤功能的改变);第2章土壤的     

不同施肥条件对谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量的影响

为了探究不同施肥条件对谷子类胡萝卜素含量的影响及筛选谷子高类胡萝卜素含量的施肥种植条件,运用L16(45)正交试验,以16种不同氮、磷、钾施肥配比作为长农35号谷子的施肥种植条件,测定各施肥条件下谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量,并对其进行分析。结果表明,不同施肥条件对谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量均有显著影响,最佳施肥条件为尿素485 g、重过磷酸钙0 g、硫酸钾300 g,此条件下谷子的β-胡萝卜素和叶黄素总含量最高。通过方差分析和偏相关分析得到氮、磷、钾肥对谷子β-胡萝卜素和叶黄素含量的影响大小依次为氮肥钾肥磷肥。本研究为培育高类胡萝卜素含量谷子所需的施肥条件提供了理论依据和现实基础。     

浑河上游典型水源涵养林降雨再分配过程

为明确浑河上游典型水源涵养林的降雨再分配过程,以浑河上游地区5种典型水源涵养林(红松人工林、落叶松人工林、红松混交林、落叶松混交林、阔叶混交林)为研究对象,应用自记式观测记录仪,分析不同林型林冠层对降水再分配过程(穿透雨、树干茎流、林冠截留)的影响。结果表明:各林型穿透雨量(率)、树干茎流量(率)、林冠截留量均随林外降雨量增加而增大;穿透雨量、树干茎流量、林冠截留量均与林外降雨量呈显著的线性正相关;各林型穿透雨率、树干茎流率与林外降雨量呈显著的对数函数关系;红松混交林、落叶松混交林的树干茎流率(32.12%,15.44%)均高于阔叶混交林与红松、落叶松人工林,红松、落叶松人工林的林冠截留能力(80.66%,77.47%)高于阔叶混交林、针阔混交林。该结果为浑河上游地区水源涵养林的最优空间结构配置与经营管理提供科学依据。     

黄土丘陵半干旱区枣林露水量研究

利用2012年和2013年叶片湿度传感器(LWS)、温湿度仪、热扩散式探针(TDP)、中子仪实测的露水强度、冠层温湿度、树干径流、土壤水分及气象站监测的气象因子,分析了枣林生育期内露水量的变化规律,探讨了其与水资源输入、输出项的关系。研究结果表明,2012年和2013年枣林露水量随生育期变化呈现递增趋势,果实成熟期达到最大值。露水总量分别为31.31、37.87 mm,分别占同期降水量、蒸腾量和蒸发量的6.87%、10.00%、17.65%和7.90%、15.00%、17.90%,露水量日平均值分别达0.44、0.47 mm。此外,露水量具有发生频率高、稳定性强、重度露水量(大于0.20 mm)比重大的特点。在枣树全生育期内,露水量作为水资源输入项会引起蒸腾量在果实膨大和成熟期显著降低(P0.05),但对蒸发量无显著影响。研究显示露水是该区枣林重要水源,是水量平衡中不可缺少的输入项。     

日本横滨市土壤各形态铅和蚯蚓体内铅的含量关系研究

以日本横滨市国道两侧绿地土壤和横滨国立大学校内绿地土壤为研究区,采用连续浸提-ICP法分析了横滨市土壤环境中表层(0～5cm)和5～20cm处的Pb元素的水溶性、离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、和残渣态Pb的含量变化及其与土壤蚯蚓体内Pb含量的关系,结果表明:横滨市土壤表层全Pb含量在76.85～100.05mgkg-1之间,5～20cm土层全Pb含量为40.83～57mgkg-1之间,远高于当地的土壤Pb背景值(17mgkg-1),受到不同程度的污染;并且横滨国立大学校内绿地土壤比国道两侧绿地土壤表层的全Pb含量显著提高,其污染原因有待于进一步研究。蚯蚓体内的Pb含量变化范围在在研究区各采样点中没有显著差异,统计分析结果表明,蚯蚓体内的Pb含量与土壤环境中各形态Pb之间并无线性相关关系。     

甘蔗蔗汁锤度和还原糖分傅立叶变换近红外定量分析数学模型

以傅立叶变换近红外光谱技术为基础，采用透射测定方式和PLS算法，建立蔗汁锤度和还原糖分定量分析数学模型．蔗汁锤度和还原糖分预测数学模型的决定系数(R^2)分别为0．9990和0．9953，均方根差分别为0．1150％和0．0722％，预测误差接近常规分析方法的误差．     

城市近郊林土壤种子库研究

对沈阳、抚顺两城市交接的近郊林区不同林分类型土壤种子库进行研究.结果表明:不同林分类型土壤种子库均具有较好的储量和活力,其储量大小顺序为:乔木林地＞灌木林地＞宜林荒地,土壤种子库物种多样性指数大小顺序为:灌木林地＞乔木林地＞宜林荒地,种子种类以乡土树种为主;数量化分析表明坡位对乔木林地及灌木林地中土壤种子库储量和活力影响较大,而植被覆盖度对宜林荒地中土壤种子库储量和活力影响较大.     

土壤养分分布特征研究

本试验以黑龙江省宾县三宝乡幸福村耕地土壤为研究对象,基于在研究区域选取的20个地块,根据野外调查采样和室内分析的方法进行土壤养分测定。测定养分为土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾、速效磷及土壤pH值。试验目的为研究耕地土壤养分分布特征和供肥特性,并进行对比分析,以期为指导合理施肥和培肥土壤提供依据。结果表明:幸福村耕地土壤养分中P、K空间分布特征较为明显,土壤N含量普遍较高,有机质含量不高。因此,幸福村大田作物施肥方案中N可采用同一标准,均量管理,磷肥、钾肥应分区施用。