不同耕作方式下秸秆还田对土壤活性有机碳的影响

针对黄土高原雨养农业区干旱逆境下农田土壤有机碳累积、矿化的平衡点低等问题,探索了不同耕作方式下秸秆还田对土壤有机碳的影响.采用埋袋法研究了传统耕作不还田(T)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作秸秆还田加薄膜覆盖(TPS)4种耕作方式对土壤有机碳和活性碳组分含量的影响及其动态变化特征.结果表明:秸秆还田能显著增加土壤有机碳和活性有机碳含量;不同耕作方式下土壤有机碳和活性有机碳含量存在差异,其中土壤有机碳(SOC)含量为TPSNTSTST,水溶性有机碳含量(WSOC)为TSTPSNTST,易氧化有机碳(ROOC)含量为NTSTSTPST;秸秆还田一年内SOC、WSOC、ROOC含量整体呈减小趋势;90~180d土壤有机碳在NTS减少幅度最大,达到9.18%,土壤水溶性有机碳TS减少最大;易氧化有机碳在180~270d减少较多,其含量顺序为NTSTSTPST.     

基于凹凸棒土的土壤重金属污染的土壤调理剂研究

本研究采用宏观分析与微观分析,系统研究不同提纯、改性工艺处理后,凹凸棒土对土壤重金属离子的吸附、钝化效果,筛选出最优的凹凸棒土提纯与改性工艺。试验结果表明:经HCl酸化提纯的凹凸棒土的平衡吸附量最高为5.43mg/g,对0.01mg/ml浓度腐殖酸的吸附率高达81.44%,明显优于其他四种提纯方法;当无机改性试剂为氢氧化钠时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)吸附性能分别提升37.56%、141.89%、16.15%、37.40%。     

长期保护性耕作对黄土高原旱地土壤物理质量的影响

本研究通过设置在陇中黄土高原半干旱区的小麦→豌豆和豌豆→小麦轮作系统的长期定位试验,探讨了不同耕作方式对耕层土壤物理质量的影响。6种耕作方式包括:传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作秸秆还田(TS)、免耕秸秆覆盖(NTS)、传统耕作地膜覆盖(TP)和免耕地膜覆盖(NTP)。结果表明,不同耕作方式下耕层土壤容重、孔隙度、坚实度和饱和含水量差异显著,团粒结构、有效水分、水分利用率和饱和导水率差异极显著,耕作方式对土壤温度和田间持水量的影响不明显。通过加乘法则和加权综合法2种模型评价了不同耕作方式下土壤物理质量,P→W(豌豆→小麦)轮作序列下表现为NTS>NTP>NT>TS>T(TP)>TP(T),W→P(小麦→豌豆)轮作序列下表现为NTS>NTP>TS>NT>TP>T,说明免耕的基础上进行秸秆覆盖,有助于形成良好的土壤结构,提高土壤入渗,减少土壤侵蚀,促进土壤物理质量提高。     

甘肃省典型土壤持水特性及影响因素研究

研究了甘肃省14个类型区12种典型土壤的物理性质,并测得不同水势下的土壤重量含水量,利用Gardner经验方程拟合出其土壤水分特征曲线,对不同土壤的持水性及其影响因素作了研究。结果表明:甘肃省典型土壤持水能力差异明显,整体而言,甘南高原类型区土壤持水和供水能力较好,区内典型土壤拟合参数A值均在20以上,且较为稳定;陇南山地丘陵类型区土壤供水能力最佳,持水能力较好,区内典型土壤拟合参数A值均在24以上,但稳定性较弱;黄土高原类型区内土壤持水性适中,供水能力较弱,稳定性最佳;河西干旱半干旱类型区的土壤持水、供水能力及稳定性均较差,区内典型土壤除潮土外拟合参数A值均在17以下;土壤质地(0.002 mm粘粒含量)、总孔隙度对甘肃省土壤的持水性影响最为显著,其次为土壤毛管孔隙度、密度和容重。     

清水县耕层土壤主要养分空间分布与变异研究

基于ArcGIS软件的应用模块和地统计学方法,根据2008年清水县测土配方施肥项目的采样数据和地力评价项目的图件资料,研究了清水县耕层土壤主要养分的空间变异特征以及在不同乡镇和土类中的平均含量,生成了主要土壤养分的空间分布图.结果表明:清水县土壤有机质含量变异属于中等变异;由西向东呈现增加趋势;草甸土和沼泽土有机质含量最高,黄绵土有机质含量最低;全氮含量变异属于强变异;有效磷含量变异属于中等变异,有效磷整体含量较低,暗色草甸土有效磷含量最高,棕壤中有效磷含量最低;速效钾含量变异属于弱等变异,研究区域内各乡镇土壤速效钾含量差异不大,棕壤中速效钾含量最高,沼泽土速效钾含量最低.     

不同耕作措施对旱作农田土壤水稳性团聚体稳定性的影响

为了探明陇中黄土高原旱作农田土壤水稳性团聚体崩解机制,以连续进行15年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用LB湿筛法(快速湿润法、慢速湿润法和预湿润后扰动法)和传统湿筛法探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤水稳性团聚体稳定性的影响及其破坏机制。结果表明:不同耕作措施下,4种湿筛法处理后,0.25 mm非水稳性团聚体含量排序为:传统湿筛法快速湿润法预湿润后扰动法慢速湿润法;4种湿筛法处理后,团聚体平均重量直径排序为:慢速湿润法预湿润后扰动法快速湿润法传统湿筛法;不同耕作措施下,土壤团聚体相对崩解指数高于相对机械破坏指数。不同湿筛法处理后,在0~5 cm和5~10 cm土层均以NTS的水稳性团聚体含量和平均重量直径最高,且NTS处理的平均重量直径显著(P≤5%)高于NT和T处理;而10~30 cm土层,TS处理的水稳性团聚体含量和平均重量直径最高,且显著高于T处理的平均重量直径,但与NTS处理的平均重量直径无显著差异。不同耕作措施下的团聚体崩解指数和机械破坏指数均以T处理最高,NT次之,NTS处理最低。秸秆对0~5cm、5~10 cm、10~30 cm土层的团聚体崩解指数和机械破坏指数的降低均具有显著效应,而免耕仅在0~5 cm土层具有显著效应。因此,该区水稳性团聚体分散主要是由于水分入渗而引起的,且快速湿润时的破坏最大;同时,NTS处理可有效提升土壤水稳性团聚体稳定性,更有利于该区农田水土保持。     

不同耕作方式对旱地土壤酶活性的影响

通过设置在甘肃省定西市安定区李家堡乡的田间定位试验,研究了传统耕作(T)、免耕(NT)、免耕结合秸秆覆盖(NTS)以及秸秆还田(TS)处理对土壤酶活性的影响。结果表明:(1)与T相比,NT、NTS以及TS处理均可使土壤酶活性增加,对于表层土壤而言,效果更为明显;(2)脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶等水解酶活性在耕翻处理下随土层的加深呈现先增加后降低的趋势,而在免耕处理下随土层的加深而减少;(3)过氧化氢酶和多酚氧化酶等氧化还原酶活性均随土层的加深而减少;(4)五种土壤酶活性之间的相关性都达到了显著相关。     

Meta分析有机肥施用对中国北方农田土壤CO2排放的影响

为了探明中国北方地区不同气候类型、施肥措施、有机肥类型和试验年限下,有机肥施用(单施有机肥、有机无机肥配施)对生育期农田土壤CO_2排放量的影响,该研究以不施肥、施用无机肥分别作为对照,根据已发表的相关田间试验数据,采用Meta分析方法,定量研究有机肥、有机肥配施无机肥对农田土壤CO_2排放量的影响。结果表明:与不施肥、施用无机肥相比,有机肥施用总体上显著提高了农田土壤CO_2排放量,分别提高了50.6%和36.3%;有机肥施用下,农田土壤CO_2排放量依次减少的顺序为:单施有机肥、有机无机配施、无机肥+有机肥+缓释肥;采用有机肥+无机肥+缓释肥配施,土壤CO_2排放量未显著增加;相比牛粪、猪粪和商品有机肥,鸡粪类有机肥对土壤CO_2排放正效应最大;有机肥施用下,灰漠土农田土壤CO_2排放量相对高;农田土壤CO_2排放量与年均气温正相关,与年均降水量负相关。从环境的角度考虑,建议在中国北方采用无机肥+有机肥+缓释肥配施技术,不建议鸡粪大量施用及在灰漠土农田大量施用有机肥。该研究成果可为有机肥替代部分化肥在中国北方地区的推广应用提供参考。     

改性凹凸棒土添加对盆栽小麦植株重金属离子吸收的影响

凹凸棒石吸附性能优异,作为土壤重金属污染调理剂研发的基础材料,应用前景十分广泛。本研究通过盆栽试验对比热活化改性、无机改性、有机改性材料添加对春小麦植株重金属离子吸收的影响,结果表明:热活化改性凹凸棒土添加显著地降低了盆栽小麦植株体内Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)四种重金属离子的含量,且随着热活化温度和添加量的升高,降低的幅度也越大。当热活化温度为400℃时,相比凹凸棒土原矿土Cd~(2+)吸附性能提升11.46%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.54%,对Zn~(2+)吸附性能提升2.48%,对Cu~(2+)吸附性能略有下降;热活化温度为500℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升26.88%,Cd~(2+)吸附性能提升74.18%,对Pb~(2+)吸附性能提升11.18%,对Zn~(2+)吸附性能提升60.47%;热活化温度为600℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升36.86%,Cd~(2+)吸附性能提升177.52%,对Pb~(2+)吸附性能提升18.57%,对Zn~(2+)吸附性能提升67.97%。当无机改性试剂为氢氧化钠时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升37.56%,对Cd~(2+)吸附性能提升141.89%,对Pb~(2+)吸附性能提升16.15%,对Zn~(2+)吸附性能提升37.40%。当有机试剂为C1时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升1%,对Cd~(2+)吸附性能提升31.05%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.34%,对Zn~(2+)吸附性能下降54.72%。当有机改性试剂为C2、C3、C4时,均减小了凹凸棒土对重金属的吸附性能。因此在凹凸棒土重金属调理的研发过程中,应该避免使用有机改性工艺。     

添加生物质炭对黄土高原旱作农田土壤养分、腐殖质及其组分的影响北大核心CSCD

黄土高原水土流失严重,导致部分土壤养分和质量明显下降。生物质炭在土壤改良方面被广泛应用,能提高作物产量和土壤生物活性水平。然而,生物质炭是否可以通过改善土壤养分、腐殖质组成及含量来提高黄绵土理化性质尚不清楚。以黄土高原黄绵土为研究对象,依托甘肃农业大学旱作农业试验站,设置6个生物质炭添加水平(0、10、20、30、40、50 t·hm^(-2))的4年定位试验,测定土壤养分、有机碳组分、结合态腐殖质构成及组分变化。结果表明:生物质炭添加量为20 t·hm^(-2)及以上时能显著增加重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、有机质和全氮含量,对全磷、全钾含量无显著影响,而高添加量显著增加速效钾含量但降低速效磷含量,低添加量显著增加速效磷含量但降低速效钾含量;添加生物质炭20 t·hm^(-2)及以上时土壤松结合态腐殖质(LCH)含量显著增加47.50%~65.83%;生物质炭添加量超过30 t·hm^(-2)时,腐殖质组成成分富里酸(FA)的含量显著增加78.79%~133.33%;轻组有机碳、重组有机碳和松结合态腐殖质是促进土壤总有机碳(TOC)增加的直接作用因素,其中LFOC和HFOC对TOC的解释率分别为72.55%和89.74%。本研究为生物质炭在黄土高原旱作农业区土壤改良、肥力提升方面提供了理论参考。