长期不同施肥下红壤性水稻土综合肥力评价及其效应

以江西进贤红壤性水稻土长期试验为基础,运用模糊数学及统计学方法进行土壤肥力综合评价及其效应研究,以期达到土壤培肥的目的.结果表明,有机质、速效氮、速效磷、速效钾、物理性粘粒、团聚度和团聚体稳定率为研究区土壤肥力评价最小数据集,由其所得评价结果具有高度代表性和科学性.NPKM的SFI值最大且与其他处理均呈显著差异.NPKM、2NPK、NPK各处理SFI值分别高出对照(CK) 31.3％、13.0％和10.1％.SFI值的时间演变为NPKM处理先增后降,临界年限在第12年,N和CK处理缓降,其它处理缓增.一定范围内,二次曲线较直线更能揭示作物产量与SFI的关系,进一步拟合发现,SFI和作物相对产量间符合“S”型波尔兹曼生长曲线,SFI增至0.60时,相对产量增幅趋零,NPKM处理(SFI=0.688)已属于此;模拟可知,作物产量趋稳时相应施肥年限表现为NPKM (2a) ＜2NPK (8a) ＜NPK (9a) ＜NP (11a) ＜K、NK (13a)＜P(14a)处理.综上,长期平衡施肥(NPKM、2NPK和NPK)明显提高土壤综合肥力,NPKM更为显著,但其现状对作物增产已无效,应减施或不施若干年;长期偏施肥对土壤肥力贡献不力,尤其是长期单施氮反使土壤肥力下降.     

黄土区退耕草地合理放牧可减少土壤CO2排放和土壤侵蚀

【目的】在退耕草地实施合理放牧,有助于减少土壤CO2排放、 减缓土壤侵蚀。为验证此假设,本研究选择黄土高原渭北旱原坡地,建立退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作三种处理的对比试验小区,定量研究了退耕草地合理放牧相对于退耕草地在减少土壤CO2排放和土壤侵蚀的作用及其影响因素,为探寻在我国西部退耕还草区实施畜牧业生产与环境保护的协调发展模式提供科学依据。【方法】在建立的退耕草地放牧、 退耕草地不放牧和传统农业耕作3种处理的试验小区,利用LI-8100 碳通量自动测量仪原位监测植物生长期(4~8月)和放牧前后土壤CO2排放速率的变化,同时利用时域反射仪(TDR)测定表层0—10 cm土壤含水量,用地温表测定土壤表层2 cm和5 cm的温度。利用环境放射性核素 7Be示踪技术监测较大降雨事件引起的土壤侵蚀速率,同时取样测定侵蚀区土壤有机碳含量,比较不同处理小区侵蚀导致的土壤有机碳流失量。【结果】观测期间,3种处理CO2平均排放速率大小顺序为退耕草地[3.69±0.39 μmol/(m2·s)]退耕草地放牧[3.00±0.44 μmol/(m2·s)]传统农耕地[1.99±0.22 μmol/(m2·s)],坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加了85%,而合理放牧使退耕草地土壤CO2排放量减少了19%。放牧后退耕草地土壤CO2排放速率平均减少了11%,减少值在2% ~ 41%之间。观测期内,退耕草地放牧后土壤侵蚀速率比农耕地和退耕草地分别减少了93% 和77%。坡耕地退耕还草后土壤CO2排放增加主要由于草被植物引起土壤有机碳储量增加和土壤侵蚀强度减小,放牧后退耕草地土壤CO2排放减少主要与动物踩踏引起土壤容重明显增加及草类植被地上部分向土壤中输入的有机碳的减少有关。水分、 温度影响因子无法解释3种处理间土壤CO2排放差异。【结论】合理放牧不仅能显著减少退耕草地土壤CO2排放,而且可以有效控制退耕草地土壤和有机碳侵蚀流失。放牧期间动物的踩踏作用引起草地土壤容重显著增加是退耕草地土壤CO2排放量和土壤侵蚀速率减少的主要原因。本研究结果揭示,在我国黄土高原和类似的退耕还草地区实施合理放牧既可以促进当地畜牧业生产,又能控制土壤侵蚀和减少CO2的排放,是一种值得探究的草地可持续发展管理模式。     

过筛粒径大小对HPGeγ谱仪测定137Cs和210Pb的影响

2.00mm通常被作为实验室测定土壤中环境放射性核素137Cs和210Pb比活度时土壤样品过筛粒径,但有关不同过筛粒径对测量准确性的影响评价鲜有报道。本研究选择了褐土、栗钙土和紫色土等3种代表性土壤,经4种过筛粒径2.00、1.00、0.50和0.25mm处理后,利用HPGeγ谱仪测定了处理土样中的137Cs和210Pb比活度。137Cs测量结果显示,相比2.00mm的粒径,0.25mm粒径能减少样品中137Cs分析精度达到可接受值的时间,同时对比活度测量值具有积极影响;对210Pb而言,过筛粒径的减小会造成分析精度达到可接受值时间的延长,但对比活度的测量值影响并不显著。研究结果在提高利用HPGeγ谱仪准确测定环境样品中的137Cs和210Pb比活度方面具有重要意义。     

国内外土壤侵蚀研究进展

  目的  土壤侵蚀引起的土壤有机碳动态变化对可持续土地利用与管理以及陆地碳收支具有重要意义,为了解该领域的前沿及发展方向,采用文献计量学方法探究近30年来土壤侵蚀与土壤有机碳动态研究进展及热点。  方法  本文基于Web of Science核心数据库和中国知网（CNKI）中文核心期刊数据库,采用CiteSpace软件和文献计量学方法,分析了国内外近30年土壤侵蚀与土壤有机碳动态研究的发展历程、研究热点和趋势。  结果  研究表明欧美国家在该领域的研究发展较早,尤其是美国无论是国际影响力还是国际合作紧密性均处于领先地位,我国虽起步较晚但处于稳步快速发展态势;国际上该领域的研究在1995 ~ 2004年间主要围绕耕作方式和农艺措施对土壤侵蚀与土壤有机碳动态的影响,进而发展为侵蚀条件下土壤微生物及其群落对土壤有机碳的影响;近十年逐渐向基于稳定性同位素技术的土壤侵蚀与土壤有机碳动态定量研究转变,同时土壤侵蚀导致的碳氮流失所造成的面源污染及侵蚀碳在全球碳循环中的作用也是近年来的研究热点。国内于1995 ~ 2004年在本领域的研究主要集中土壤侵蚀所造成的有机碳和养分流失的研究,而后逐渐发展为结合“3S”技术和土壤侵蚀模型,研究人类活动、土地利用及气候变化等因素对土壤侵蚀与土壤有机碳动态的影响。近五年结合核素示踪、光谱等技术,在国家政策引导下该领域逐步发展为从生态综合治理向生态文明建设为核心的问题导向研究。  结论  通过分析对比国内外土壤侵蚀与土壤有机碳动态研究的热点和前沿,提出我国在该领域今后研究的展望。     

红壤地区三种母质土壤熟化过程中有机质的变化特征

在湖南祁阳进行了25年的生土熟化长期定位试验,研究花岗岩、第四纪红土和紫色砂页岩三种典型母质土壤在6种熟化方式下耕层（0—20 cm）土壤有机质演变特征。结果表明,不施肥处理土壤有机质含量25年没有显著变化; 不施肥秸秆还田能够缓慢增加土壤有机质含量,三种母质（花岗岩、第四纪红土和紫色砂页岩）土壤的有机质含量年平均增加量分别为0.32、0.20和0.17 g/kg; 施氮、磷、钾肥及施氮、磷、钾肥并秸秆还田,施有机物稻草及施有机物稻草并秸秆还田,三种母质土壤有机质含量均显著增加,其中以施氮、磷、钾肥并秸秆还田处理增加最大,年平均增加量分别为0.48、0.39和0.35 g/kg,25年后土壤有机质含量分别增加了5.6、2.8和3.1倍。根据土壤有机物的投入量、分解状况及作物生长等综合分析得出,花岗岩母质土壤有机质含量的增加速率大于紫色砂页岩土壤和第四纪红土土壤; 有机无机肥配施和秸秆还田是快速提高南方红壤地区不同母质土壤有机质含量的重要措施。