保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%;0～50 cm耕层     

实验方法应用于土壤重金属污染研究的文献分析

借助CNKI平台获得基础研究数据,就实验方法应用于土壤重金属污染研究的文献进行相关分析。结果表明：该领域近年来文献数量总体呈增加趋势,大多数成果以博硕士学位论文的形式体现,独立完成的文献集中分布于博硕士学位论文,研究机构中华东和华中地区高校应用程度普遍,共有26个一级行政区划对实验方法有不同程度的应用,现阶段共有7种普遍采用的实验方法。     

不同土壤改良剂对滨海盐碱地棉苗光合特性及生长的影响

为探讨不同土壤改良剂对盐碱地棉花苗期光合特性及生长的影响,在滨海重度盐碱地棉田增施土壤改良剂沸石(FS)、石膏(SG)、生化制剂康地宝(KDB),测定棉花苗期叶面积指数(LAI)、光合特性、叶绿素相对含量(SPAD)以及干物质积累和分配情况,并对苗期0～40 cm土壤含盐量、含水率、土壤容重和pH值进行分层测定.结果表明,与无任何改良措施的对照(CK)相比,FS处理各土层含盐量均降至2.00 g/kg左右;SG处理各土层土壤容重降至1.12～1.45 g/cm3;KDB处理各土层含水率无明显降低,pH值下降至8.0以下.3个处理棉苗总干物质积累量增大15.6％～35.6％,叶片NPQ降低了7.3％～16.7％; FS处理下叶片LAI、干质量和光合参数分别增高59.3％、36.7％和31.8％～75.4％;SG处理根冠比增大78.6％;KDB处理SPAD值和Fv/Fm、Fv/Fo、φPSⅡ、ETR、qP等参数分别增高21.9％和7.8％～55.5％.3种土壤改良剂均能明显改善滨海盐碱地棉苗光合特性及生长,但其影响方式不同:沸石显著降低了土壤含盐量,改善了叶片光合特性并促进其生长;石膏显著降低了土壤容重,提高了根冠比;康地宝有效保持了土壤水分并明显降低pH值,增加了叶片叶绿素含量并优化了叶绿素荧光参数.     

不同降水年型旱地小麦覆盖对产量及水分利用效率的影响

【目的】明确旱地麦田休闲期覆盖的蓄水增产效果和生育期覆盖播种的节水增产效果,探索旱地小麦不同降水年型休闲期覆盖和生育期覆盖的保水技术新途径。【方法】于2011-2014年在山西闻喜县开展大田试验,以休闲期覆盖渗水地膜与不覆盖为主区,以生育期膜际条播、条播为副区,研究覆盖对旱地麦田3 m内土壤水分、小麦产量构成、水分利用效率和节水增产效率的影响。【结果】休闲期覆盖较不覆盖处理提高了播种期0-300 cm土层土壤蓄水量,丰水年达40-41 mm,平水年达55-58 mm,欠水年达70 mm,且欠水年更有利于蓄积土壤水分于深层,显著提高了不同降水年型休闲期土壤蓄水效率,达到20%以上,其覆盖的蓄水效果可延续至孕穗期,且生育期配套膜际条播效果更佳。休闲期覆盖较不覆盖处理显著提高小麦穗数、产量和水分利用效率,产量提高20%以上,水分利用效率提高15%以上,且生育期配套膜际条播小麦穗粒数、千粒重也显著提高。结果还表明,休闲期覆盖处理小麦播种期土壤水分每多蓄1 mm,丰水年小麦可增产21-27 kg·hm^-2,平水年可增产16-18 kg·hm^-2,欠水年可增产13-24 kg·hm^-2,且休闲期覆盖条件下,生育期膜际条播播种对产量的提升有较大的调控作用。生育期地膜覆盖保水后,旱地麦田节水、增产效果提高,单位粮食生产节水量提高10%以上,消耗1 mm土壤水分产量提高11%以上。【结论】旱地小麦休闲期覆盖有利于蓄积休闲期降雨,改善底墒,尤其欠水年蓄水效果更佳,有利于提高小麦花前土壤水分,促进有效穗数的形成,提高产量,且生育期膜际条播播种效果更佳。底墒充足时,生育期膜际条播播种有利于提高旱地麦田的节水增产效果,而欠水年底墒不足时,会导致水分浪费和减产。     

珠三角地区稻田土壤和谷粒中邻苯二甲酸酯(PAEs)的分布特征及人体健康暴露风险

选择珠三角地区(东莞、惠州、广州、番禺)4个水稻种植区,采集土壤(30个)和水稻谷粒(37个)样品,通过超声提取进行样品前处理,利用气相色谱-质谱仪(GC-MS)分析9种邻苯二甲酸酯(PAEs)化合物的含量,研究PAEs的污染特征和人体健康暴露风险。结果表明,4个地区稻田土壤中PAEs总含量(∑PAEs)为3.25~8.05 mg·kg-1(平均为5.25 mg·kg-1),水稻谷粒的∑PAEs为1.77~4.13 mg·kg-1(平均为2.93 mg·kg-1),两者均以东莞的平均值最高,分别为(6.26±1.45)mg·kg-1和(3.13±0.71)mg·kg-1。土壤和水稻谷粒中PAEs均以邻苯二甲酸正二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(DEHP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)为主,三者的累计含量占∑PAEs的85%以上。水稻谷粒对PAEs化合物的生物富集系数在0.37~1.27之间,部分DBP、DIBP、DEHP的大于1。大米和谷壳中∑PAEs分别为1.33~3.22 mg·kg-1(平均为2.17 mg·kg-1)和0.81~2.61 mg·kg-1(平均为1.43 mg·kg-1)。若人体食用这些大米,成人和儿童对DBP和DEHP的日均摄入量均小于10μg·kg-1bw·d-1,低于美国环保局推荐的日允许摄入量(DBP:100μg·kg-1bw·d-1,DEHP:20μg·kg-1bw·d-1),健康暴露风险较小。但人体通过食用大米的长期低剂量暴露不容忽视。     

不同采样幅度和间距下压砂地枣树土壤水分的空间变异性研究

为了探明西北地区特有的压砂地枣树土壤水分的空间变异及其尺度效应,本文基于野外试验,选取32m×32 m区域,并在此基础上改变采样幅度和采样间距,基于经典统计学和地统计学理论,研究了不同采样幅度和间距条件下0-50 cm土层土壤含水量的空间分布特征及其空间变异性。结果表明,对于所有5种采样幅度(32m×32 m、28 m×28 m、24 m×24 m、20 m×20 m和16 m×16 m),随土层深度的增加,土壤含水量呈减小的趋势,而变异系数呈增大的趋势,空间变异强度基本表现为弱变异至中等偏弱变异;当采样幅度增大时,土壤含水量的变异系数Cv、块金值C0及变程A均不断增大。对于4 m、8 m和12 m这3种采样间距,当采样间距增大时,土壤含水量的块金值C0不断增大,变程A不断减小,而变异系数Cv不受影响。在不同尺度内,土壤含水量均存在强烈的空间自相关性。各土层土壤含水量在不同采样间距下的空间分布形态相似,多处出现明显的"隆起"与"凹陷",受地形影响显著,并随着采样间距的增大,逐渐平坦化,8 m为较合理的采样间距。     

续断菊与蚕豆间作下土壤部分化学特征与Cd形态分布状况研究

通过田间试验,研究间作和单作两种种植模式下植物根际土壤p H、有机质、碱解氮、速效钾、速效磷和不同形态Cd分布状况变化,考察综合因素对土壤重金属Cd形态分布状况与续断菊(Sonchus asper L.Hill)和蚕豆(Vicia faba L.)两种植物吸收Cd的影响。结果表明:随着植物的生长,单作蚕豆与单作续断菊土壤p H值没有显著变化,间作土壤p H值下降0.11个单位;间作土壤有机质比单作蚕豆和单作续断菊分别增加12.64%和20.13%;随着植物的生长,间作与单作蚕豆碱解氮含量分别显著增加139.87%、155.15%;间作与单作续断菊土壤速效钾含量接近,变幅在5%左右,单作蚕豆下降10.60%;不同种植模式土壤速效磷含量均呈现下降趋势,间作显著下降7%左右,单作蚕豆与续断菊下降量接近;各时期Cd各形态含量分布为可交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态有机物结合态;成熟期间作Cd可交换态含量比单作蚕豆与单作续断菊分别下降21.98%、22.13%,碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机物结合态含量没有差异性;间作蚕豆生物量相比单作降低了24.77%,间作续断菊生物量相比单作增加15.29%;单作蚕豆根、叶、豆荚与籽粒Cd质量分数显著大于间作蚕豆,间作续断菊地上部Cd质量分数显著大于单作,根部无差异。总之,间作增强了续断菊对Cd的吸收,降低了蚕豆对Cd的吸收。     

土壤-水稻籽粒系统镉富集主要影响因素统计分析

对取自51篇参考文献中的土壤和水稻籽粒数据进行分析,在多种土壤因素共同影响下,研究了单一土壤性质[包括土壤pH、有机质(SOM)、阳离子交换量(CEC)和土壤质地]和水稻类型(包括粳稻和籼稻)对土壤-水稻籽粒系统Cd富集的影响.结果表明:水稻籽粒吸镉量与土壤含镉量关系最密切,且呈显著正相关,随土壤pH增大呈减少的趋势;SOM和CEC的变化对水稻籽粒含镉量影响不显著;在不同土壤质地上,水稻籽粒吸镉能力为壤土 <砂土 <粘土;粳稻与籼稻两种水稻类型的籽粒含镉量差别不显著,但水稻品种间的差别比较显著.利用已有数据建立的两个土壤模式显示:在有机质含量为中,质地为壤土情况下,水稻籽粒的吸镉能力为碱性土壤 <酸性土壤,明显符合一般规律.以上结论说明,在其他土壤性质一定的前提下研究单一土壤因素对水稻籽粒的吸镉能力更具有实际意义,土壤模式的划分在理论、方法和实用性方面都具有重要意义.     

深松作业效果试验及评价方法研究

【目的】分析单、双铲深松作业效果及评价方法,为提高耕作质量和减少能源消耗的深松作业提供决策依据。【方法】以箭形深松铲为对象,在模拟大田土壤环境的基础上,利用室内土槽研究了单、双铲深松作业效果及评价方法,提出了土壤硬度变化系数、土壤体积膨松系数、单位松土带宽度耕作阻力系数和土壤相互扰动系数等4个评价指标。【结果】(1)单、双铲深松作业后的平均土垄高度差分别为7.342cm和6.492cm,双铲比单铲的平均土垄高度差减少11.58%,说明双铲深松后的地表平整性优于单铲,且深松铲间距是影响土壤体积膨松程度的主要因素,其对深松后土壤形成的垄形与坑形有重要影响;(2)在土壤扰动区域内,当深松深度为3~17cm时,双铲作业的土壤硬度变化程度较单铲显著,当深度为17~30cm时,单铲作业的土壤硬度变化程度大于双铲;(3)深松单位松土带宽度时,双铲的平均耕作阻力为单铲的0.668倍,较单铲减少69.31N,双铲的能耗较单铲减少33.2%;(4)双铲的土壤相互扰动系数为1.170,深松铲布局方式对土壤扰动有重要影响。【结论】本研究结果有利于深入理解单、双铲的深松作业效果,促进符合节能减阻要求的深松机具的研发及田间作业机器系统的优化选用。     

采煤沉陷对土壤侵蚀与土地利用的影响预测

中国新建和将建的煤矿区主要集中分布在生态脆弱的晋、陕、蒙区,生态环境压力大。正确预测采煤沉陷引发的人为加速土壤侵蚀与土地利用变化,可为生态脆弱煤矿区的生态恢复和重建提供依据。该文采用RS、GIS为手段进行信息提取和图形叠加,结合类比法和专家咨询法等,研究了山西大同塔山矿采煤沉陷引发的土壤侵蚀和土地利用的变化。结果表明：1)采煤后88.80%土地发生不同程度的沉陷。2)沉陷后土地年土壤侵蚀总量增加42.32～79.05万t,单位面积年侵蚀量增加了246.01～464.56 t/km²,侵蚀模数为2321.78～4335.64 t/(km²·a),部分地块沉陷后土壤侵蚀强度上升了一个等级。3)地表移动变形产生的裂缝、陷坑、塌方或小滑坡等,使农用地被分割而破碎、地块变小,其中,沉陷后旱地最小斑块面积为7.72 m²,有林地最小斑块面积为72.95 m²,灌木林地最小斑块面积为6.71 m²,疏林地最小斑块面积为75.79 m²,中覆盖度草地最小斑块面积为14.81 m²,低覆盖度草地最小斑块面积为9.44 m²。局部裂缝密集带,可造成土地毁坏。4)除工交用地和居民点用地外,原地貌沉陷后土地利用率,较原地貌降低10%的比例为14.05%,降低10%～20%(含10%)的比例为85.18%,降低20%(含20%)以上的比例为0.77%。