荒草地整治后土壤碳量的空间分布特征

为了深入了解荒草地整治工程实施后土壤碳含量的空间垂直分布特征,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对整治后土壤容重、总碳、有机碳和无机碳进行研究。结果表明,各土层土壤容重平均表现为40～60cm20～40cm0～20cm,随着土层的加深,容重逐渐变大。荒草地整治后0～20cm和40～60cm土层总碳含量小于整治前,土壤无机碳在垂直尺度上的分布规律与土壤总碳变化规律一致,20～40cm土层与之相反。土地整治措施后,总碳的垂直分布规律变为20～40cm0～20cm40～60cm,无机碳的垂直分布规律变为20～40cm40～60cm0～20cm。整治前土壤有机碳的垂直分布规律均为0～20cm(6.31g·kg~(-1))20～40cm(3.48g·kg~(-1))40～60cm(2.63g·kg~(-1)),整治后较整治前土壤有机碳含量依次降低了4.01、2.20、1.40g·kg~(-1)。荒草地复垦1年后的土壤有机碳固碳潜力在0～20cm、20～40cm和40～60cm土层上依次为15.92、17.94、14.27t·hm~(-2)。可知荒草地复垦1年的土壤有机碳还存在较大的固碳潜力,这些过程都是生物地球化学正常的变化过程,土壤碳在复垦年限内所表现出来的动态变化特征就是荒草地在土地整治过程后的历史痕迹。     

废弃宅基地复垦年限对土壤有机碳固碳潜力的影响

为了深入了解废弃宅基地整治后不同复垦年限对土壤碳固持的影响,本研究以陕西省澄城县开展的土地整治项目为依托,对不同复垦年限的土壤有机碳密度和固碳潜力进行研究。结果表明,土地整治后土壤容重变化各异,整体呈现随土层的加深而逐渐变大的变化趋势。宅基地整治后土壤有机碳在0～40cm土层中表现为先降低再增加的趋势,40～60cm土层有机碳含量的变化趋势为先增加后降低再增加,有机碳密度变化趋势与其碳含量变化趋势一致。宅基地复垦10年后,土壤有机碳的固碳潜力介于2.64～3.02t·hm~(-2)之间,以0～20cm土层固碳潜力最大。综上,说明土地整治后土壤有机碳含量的提升还需经过多年的耕种,使得新整治土壤熟化,从而使有效肥力水平稳定增加。     

不同林龄华北落叶松土壤养分及酶活性变化规律研究

研究选择5年、10年、20年林龄的华北落叶松林地为调查对象,确定其各个生育期林地土壤中养分含量及酶活性的变化趋势。结果表明:各生育期林地土壤中有机质和有效磷含量均随着土壤深度的增加而呈现显著下降趋势。而对于相同土层不同林龄间,土壤有效磷含量随着林龄的增加而下降。在40～60cm处,以20年林龄有机质含量在7月时最低,为4.17g·kg~(-1),显著低于其他土层。同时,5年的土壤有效磷含量在7月时达到最大,平均为4.44mg·kg~(-1),高于5月和9月时土壤中有效磷含量,但三者间差异不显著。不同林龄林地土壤铵态氮、硝态氮含量随土层深度而产生的变化趋势基本一致,表现为下降趋势。在落叶松林的新叶生长期内,5年落叶松林地在20～40cm和40～60cm处的铵态氮为13.47 mg·kg~(-1)和9.09 mg·kg~(-1),分别较0～20cm(25.36mg·kg~(-1))下降了46.9%和64.2%。而20年林龄的林地土壤硝态氮为19.24mg·kg~(-1),较10年的25.93mg·kg~(-1)下降了25.8%,且达到显著差异(P0.05)。土壤过氧化氢酶(CAT)、磷酸酶(ALP)和脲酶活性(Ure)随林龄的增加而下降,其中ALP下降趋势较缓,而CAT和Ure均显著下降。综合分析调查林龄范围内养分和酶活性的变化趋势,发现林地的地力随林龄的增加而衰退。     

黄土丘陵区沟道土壤养分含量分布特征

为了探明黄土丘陵区沟道土壤有机质、全氮和全磷含量分布特征及沟道含量与坡面的差异,本文在园则沟小流域沟道和坡面上分别采取了29个和58个样点,分析了土壤有机质、全氮和全磷含量。结果表明:0～60 cm土层,沟道土壤全氮、全磷和有机质含量范围分别为0.091～0.628、0.402～1.388、0.826～6.550 g·kg~(-1),根据全国第二次土壤普查结果可知,该沟道土壤全氮和有机质含量都处于6级较低水平,土壤全磷含量处于2级较高水平,变异系数范围为21.6%～33.4%,属于中等程度变化。皮尔逊相关分析表明,土壤全氮、全磷和有机质含量与坡向和海拔呈正相关,与坡度呈负相关,且关系较弱,与土壤含水量、粘粒含量和粉粒含量呈极显著或显著正相关(p0.05或0.01),与沙粒含量呈极显著负相关(p0.01)。0～20 cm土层,沟道有机质含量高于坡面有机质含量7.19%,20～40 cm和40～60 cm土层,沟道有机质含量分别低于坡面有机质含量4.66%和12.67%,但都无显著差异性。0～20 mm、20～40 cm、0～60 cm土层,土壤全氮和全磷沟道含量均高于坡面,全氮高出分别为24.31%、13.04%和8.70%,仅在0～20 cm有显著差异性(p0.05);全磷高出分别为15.68%,13.56%和15.11%,且都有显著差异性(p0.05)。     

陕南丘陵区新增耕地质量及提升对策研究

耕地占补平衡是保证耕地资源及我国粮食安全的重要举措,土地整治是补充耕地的主要措施,是实现耕地占补平衡的重要保障。本文选择陕南商洛山地丘陵区新增耕地整治项目区为研究对象,选取典型整治项目区田块,对整治后其土壤养分质量进行研究。研究结果表明:项目区经土地整治后的新增耕地有效磷的含量处于13.17～27.17 mg·kg~(-1)之间;速效钾的含量处于102～110 mg·kg~(-1)之间;有机质的含量处于5.37～8.85 g·kg~(-1)之间;全氮的含量处于0.34～0.57 g·kg~(-1)之间。项目区除巡检镇大河村与永丰镇刘沟村全氮含量未达到标准要求外,其余新增耕地养分指标均符合标准。为改善新增耕地氮养分不足的情况,较传统的施加氮肥,增施有机肥是保障土壤氮素可持续提升的有效措施。     

北京市房山区土壤质量调查与评价

通过对北京市房山区土地整治、耕地质量等别进行实地调查、土壤样品采集与测定分析,基于土壤类型及其功能建立了区域土壤质量指标体系,并对房山区土壤质量进行评价。结果表明:房山区土壤类型及其面积由大到小为:褐土粗骨土、裸露岩石与砾石潮土与沼泽土山地棕壤和山地草甸土,其中大多数土壤属于幼年发育阶段;除山地棕壤、山地草甸土、沼泽土和部分草甸土之外,多数土壤表土层(0~20cm)的有机质、全氮、速效磷、速效钾含量介于7.5~15.5g·kg~(-1)、0.45~1.50g·kg~(-1)、8.0~25.0mg·kg~(-1)、65.0~92.0mg·kg~(-1)之间,养分整体含量不高,草甸褐土、草甸土、部分粗骨土经长期耕作培肥或土地整治,其耕地之国家利用等别介于7~8等,属于高等耕地范畴;研究区耕地土壤整体处于清洁的健康状态,仅有零星地块土壤受残留工矿场地污染物扩散的影响,使局地土壤遭受重金属与石油类轻度污染。多数土壤发育程度低、土层薄、质地偏粗,对人类活动较为敏感,如土壤受到污染将对区域生态系统安全与相关人群健康构成较大风险,值得对研究区耕地土壤加以管护。     

不同改良材料对废弃宅基地复垦土壤养分提升的影响

针对废弃宅基地复垦土壤结构性不良、养分等营养物质含量较低等问题,本文以熟化剂、有机肥、熟化剂+有机肥等作为改良材料,并采用小区试验,开展了不同改良材料对提升废弃宅基地复垦土壤养分的效应研究。通过种植3季作物后,采集土壤样品,分析土壤养分含量,结果发现:(1)施入改良材料后,土壤养分含量均有显著提升,土体养分含量随着土层深度的增加而递减;(2)在0~60cm范围内土壤养分变化显著,60~105cm范围内土壤养分变化差异不大;(3)从耕作层来看,全氮含量在处理间变化规律为TFCTFTCTSFTSCTST0;有效磷含量的变化规律为TSFTFTSTFCTCTSCT0,土壤速效钾含量的变化规律为TSFTFTSTFCTSCTCT0、有机质含量变化为TFTFCTSFTSCTCTST0。由此得出,通过有机肥与粉煤灰配合使用以及耕作种植等技术措施,能显著改善新增耕地土壤养分状况;尽管仅经过3个生育季表层土壤的培肥与改良,却能够获得0~60cm土层养分状况不同程度地提升效果,体现了作物根系对土壤养分空间分配与提升的作用。     

无机有机还田材料对空心村整治后土壤养分的影响

了解空心村整治后的土壤养分特性,为废弃、空置宅基地高效利用及复垦为新增耕地提供科学参考。利用陕西澄城县空心村整治项目区复垦后的土样进行小区试验,分别在改良剂FeSO4(TS)、有机肥鸡粪(TF)和改良剂+有机肥(TSF)三种不同还田材料处理下,以不添加还田材料(T0)为对照,按照0～10、10～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm分层采样,分别测定其全氮、有效磷、速效钾和有机质。结果表明,空心村复垦经一季作物夏玉米种植后的土壤0～100cm剖面平均养分指标(全氮、有效磷、速效钾和有机质)含量均以处理TSF最大,相对处理T0含量分别高出32.21%、154.03%、14.76%和85.76%(P0.05)。土壤有效磷和有机质含量在处理TSF和TF下存在显著性差异(P0.05)。土壤全氮和有效钾在TF处理下也存在显著差异性(P0.05)。因此,在对空心村进行整治后增加复垦地养分方面,与仅施用FeSO4或鸡粪相比,将鸡粪与FeSO4进行结合施用是最优方案。     

基于熵权法的不同土地整治年限的土壤养分含量评价

为探明土地整治对土壤养分的影响,并进一步探究不同年限的土地整治工程对土壤含碳量、有效磷浓度和速效钾含量的储存能力的影响规律。本研究以陕西省渭北台塬地区土地整治项目为例,通过开展野外试验对土地整治前后不同年限的玉米地和苹果树地的土壤养分进行测定,并结合熵权法对土地整治条件下的土壤物养分含量进行等级评价。研究结果表明:土地整治后表层土壤总碳含量随着整治年限增加而不断增加,但增幅有限;土地整治对表层土壤总有机碳含量的变化影响最大,对土壤的酸碱度基本没有影响。苹果树地的表层土壤的多年总碳含量远高于玉米地的总碳水平,不同深度土壤的含碳量熵权比重规律一致,且整治多年后表层土壤含碳量才能达到良好状态,20～40 cm的土壤含碳量水平逐年提高。土地整治后土壤有效磷含量和速效钾含量均较整治前显著增加,有效磷浓度随着土地整治年限波动剧烈,增加了土壤有效磷浓度和速效钾含量两个指标之后,不同土地整治年限的土壤养分评价水平较土壤含碳量整体提高了一个等级。土地整治3 a之后,玉米地的土壤养分状态即可达到优秀等级;土地整治多年之后,苹果树地的表层土壤养分含量才可达到优秀等级;土地整治3 a之后,苹果树地20～40 cm的土壤养分即可达到优秀等级。本研究为土地整治背景下的土壤养分含量的分析和评价提供相应的方法。     

覆沙压盐对土壤理化性质及黑麦草生长的影响

为探究不同覆沙量改良陕北盐碱地效果,开展了表层盐碱土和沙土混合的小区试验,研究在表层盐碱土(0～30cm)掺入不同厚度沙土对0～60cm土层土壤结构、理化性质、黑麦草生长及产量影响。研究结果表明,与对照处理相比,覆沙压盐措施可以显著降低0～30cm土层土壤含盐量、土壤pH值和土壤容重,其中土壤含盐量降低1.16～2.22g·kg~(-1),pH下降0.05～0.94,容重降低0.03～0.10g·cm~(-3),盐碱地耕作层土壤理化性状和土壤结构得到显著改善。覆沙压盐对于盐碱地黑麦草的生长和产量也有显著提高,其中覆沙厚度为15cm的试验处理种植黑麦草的长势及土壤改良效果最为明显,黑麦草的干物质重为1.337 5kg·m~(-2),生长期内吸收土壤盐分量为810.53kg·hm~(-2),较空白对照增加了758.15kg·hm~(-2)。这说明在陕北地区采取"沙改盐碱"措施治理盐碱地在理论和实践上都具有可行性。     

土地整治新增耕地生土快速熟化技术试验研究——以延安市治沟造地项目为例

针对陕西省土地整治后存在的土壤板结、土壤贫瘠、耕性差、产能低等问题,采用果渣发酵黄腐酸为载体的黄腐酸土壤改良剂,依托延安治沟造地土壤整治项目,开展了新增耕地生土快速熟化技术研究。结果表明,应用该技术与改良前相比,速效氮由未检出到检测值25.20~40.24mg·kg~(-1),速效磷含量增幅为30.24%~54.15%,速效钾含量增幅为84.71%~151.76%,有机质均增幅为82.86%~117.14%,玉米产量较对照增加296.0~432.6kg·亩~(-1),增幅为70.5%~103.1%,改良效果显著。     

风沙草滩区盐碱地整治对土壤理化性质的影响

为探究陕北风沙草滩区盐碱地整治改良效果,实施了盐碱地平整覆沙整治工程,本文以定边县白泥井镇北畔村盐碱地综合整治项目为例,对工程实施前、工程实施后以及种植玉米1a后覆沙对盐碱不同深度土层(0～10cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm以及60～100cm)土壤结构和理化特性的影响进行了分析。结果表明:经过覆沙工程实施,土壤pH值较工程实施前降低了6.57%,经过1a的玉米种植,土壤pH值较工程实施后降低3.40%;土壤含盐量在工程实施后和种植玉米1a后总体上随土层深度的增加而增大,种植玉米1a后的土壤平均含盐量高出工程实施后55.53%,但耕作层土壤含盐量仅比工程实施后增大了10.26%,因此覆沙工程对耕作层土壤质量的改善具有显著促进作用。有效磷含量增加幅度显著大于速效钾增加幅度,盐碱土覆沙对土壤有效磷含量的增加作用更为明显。土壤全氮含量随着土层深度的增加而不断降低,种植玉米1a后,全氮含量较工程实施前后分别提高了68.70%和104.63%,有机质含量比工程实施前后分别高出41.57%和121.70%。平整覆沙工程的实施,有利于原有盐碱土壤理化特性的改善。     

芦苇对盐渍地土壤盐分改良及分布规律的影响

为研究芦苇对盐渍地土壤盐分改良及分布规律的影响,对芦苇种植前后及单生长季内不同土壤层次的pH、电导率、有机质、盐分分布特征进行测定,结果表明:(1)经过7年的芦苇种植改良,土壤中Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-、CO_3~(2-)6种盐分离子的含量均显著降低60%以上。(2)单生长季内随着芦苇的生长,土壤粘粒含量有向下运移的趋势,表层土壤(0~20cm)粘粒含量有少量减少;底层(40~60cm)土壤粘粒含量少量提高。同时表层土壤pH值和电导率显著下降,中层变化不显著,下层则略有升高。(3)芦苇种植的盐渍地表层土壤有机质含量显著高于中层和底层,且单生长季内表层土壤有机质含量随芦苇的生长,由8.95g·kg~(-1)提高到11.80g·kg~(-1),提高显著,但中层和底层土壤有机质变化幅度较小,相对稳定。(4)芦苇出苗期盐渍地土壤盐分的表聚现象明显,表层土壤各类盐离子含量均显著高于中层和底层,但后期表层盐分含量下降明显,即芦苇对盐渍土的改良在单生长季内效果显著,其中以对表层土壤盐分改良效果最好。     

不同成土材料重构效应研究

陕西渭北澄城县农村空心化现象严重,废弃宅基地已成为重要的耕地后备资源。本研究主要针对废弃宅基地中存在的成土材料开展盆栽模拟试验,利用老墙土、宅基地表层土、碎瓦砾、客土、原状土及坑状粉煤灰5种材料进行混合搭配,形成9种不同构型,并通过种植玉米,研究玉米生长特征、生理特征、农艺性状和土壤化学特征,得出以下结论:(1)对比9种土体不同构型,各处理下玉米生育期平均株高大小次序表现为C2C1C7C8C3C5C4C6C9。综合对比分析,以客土和宅地基表层土作为上层耕作土,下层辅以原状土或者碎瓦砾和土壤混合土质,则有利于玉米植株的生长发育。(2)下层为原状土时,上层辅以客土或者宅基地表层土的土体构型对维持作物叶绿素相对含量具有积极的作用。(3)在9种处理下,以下层为原状土,玉米根系平均重量和单株茎秆平均重量表现最优;且以宅基地表层土与原状土混合后,玉米植株平均重量最高为414.0g,且较其他处理差异显著(P0.05)。(4)在0~40cm土层,土壤有机质和全氮含量均随着土壤深度的增加而减小;且以宅基地表层土和原状土组合下土壤养分含量高且稳定。综合分析,宅基地表层土和原状土组合为空心村土地整治中成土材料最优的重构组合。     

治沟造地不同土地利用方式土壤有机碳和易氧化碳分析

治沟造地是我国黄土丘陵地区补充耕地,保障粮食安全,恢复生态环境的重要手段。以延安市南泥湾镇为试验地,测定分析了治沟造地区域水田、旱地、柳树林地、松树林地4种典型土地利用方式不同土层深度土壤中有机碳和易氧化碳的含量、分布规律以及易氧化态碳与有机碳的相关关系。结果表明:4种土地利用方式下土壤有机碳和易氧化碳含量均随土层深度的增加而呈现减小的趋势,且不同深度土层土壤有机碳和易氧化碳含量差异均达到显著水平(P0.05);0~60cm土层深度内,旱地在不同深度土层中的有机碳含量和易氧化碳均低于其它3种土地利用方式;土壤有机碳含量与易氧化碳含量之间的相关性达到显著水平,充分说明土壤易氧化碳含量在一定程度上取决于土壤有机碳的含量;治沟造地改变了区域生态系统,生态系统碳循环受到极大的影响,因此在研究全球碳循环中,治沟造地对生态系统碳循环的影响可作为下一步研究的方向。     

砒砂岩与沙复配土壤速效氮垂直运移规律的初步探讨

以毛乌素沙地区域的"两害"砒砂岩与沙为研究对象,将其按照1∶1、1∶2和1∶5三种比例进行复配成土,并种植适宜该地气候环境的作物——马铃薯。在马铃薯收获期于各小区垄上、垄下采集不同剖面深度土壤,并测定其铵态氮与硝态氮含量。结果表明,三种复配土垄上下土壤剖面0~140cm铵态氮的分布均较为均匀,均处于0.50mg·kg~(-1)左右,且规律基本一致;混合比例对垄上下硝态氮剖面分布均产生明显影响,垄上0~60cm土层内、垄下0~20cm土层内,表现为1∶11∶21∶5,其余土层内1∶5复配土始终具有较高的硝态氮含量;1∶1和1∶2复配土壤垄上、垄下硝态氮积累峰值均出现在0~20cm土壤剖面处,140cm深度仍有一定的积累,1∶5复配土壤出现在120~140cm土壤剖面处,且各复配土壤垄下硝态氮淋洗均深于垄上;同一土层深度,三种复配土壤垄下硝态氮含量明显高于垄上,且1∶5复配土壤垄上、下差异尤为显著。     

滨州市思源湖水库周边土壤盐渍离子研究

为了解滨州市平原水库周边土壤盐渍离子的现状,本研究以沾化区思源湖水库为例,选取周边深度为0～20、20～40、40～60、60～80 cm的土壤,测定土壤中Na~+、Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)等阳离子和Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)等阴离子。结果显示,思源湖水库周围土壤剖面上盐渍阳离子主要为Na~+,其次为Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)。Na~+在0～80 cm土壤剖面上的浓度变化不明显,Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)在0～80 cm土壤剖面上的浓度主要聚集在0～20 cm和20～40 cm处。思源湖水库周围土壤剖面上盐渍阴离子主要为Cl~-,其次为SO_4~(2-)、HCO_3~-,Cl~-、SO_4~(2-)在0～80 cm土壤剖面上的浓度变化较明显,总体呈逐渐增大的趋势。因此,在治理和预防思源湖水库周围土壤盐渍化时,应重点考虑NaCl。     

不同改良材料作用下空心村复垦土壤氮素淋失研究

为探索空心村复垦后新增耕地土壤肥力提升,发展种植农业,并提供科学的田间管理措施,本文以熟化剂、粉煤灰、熟化剂+粉煤灰等为改良材料,采用了小区试验,开展了不同改良材料下空心村复垦土壤氮素淋失特性研究。结果表明:空心村复垦土壤中铵态氮在各处理及小麦各生育期均较低,为1.14～6.03 mg·kg~(-1),未出现累积情况。氮素淋失主要体现为硝态氮淋失,且在各处理下硝态氮淋失特性各异。空心村复垦土壤施入粉煤灰(TC处理)后,0～60 cm土层中氮素累积最多,利于小麦生长。建议在复垦空心村土地耕作层中施入适量粉煤灰。     

基于土壤紧实度时空变异的渭北空心村整治后土地利用方式分析

分析比较中国渭北地区空心村整治后在种植农作物和果树情况下的土壤紧实度特性,可为空心村整治后的合理土地利用方式提供借鉴和参考。本研究以渭北旬邑塬区空心村整治后的果园和农田土壤为研究对象,定点定位采用时空研究手段,用紧实度仪分层测定农田和果园在果树生育过程中0～45 cm土壤剖面范围内土壤紧实度状况。结果表明,幼龄果园(10 a)在7月中旬的土层30～45 cm处有一个紧实度增大区域(3 400 kPa),相对大于盛年果园(10 a)(出现在5月中旬到7月底的土层30～45 cm和7月初的土层40～45 cm处)17.65%,幼龄果园土壤中限制果树根系生长的土层深度大约为25 cm以下,盛年果园的非限制性土层明显变薄且限制性土层较盛年果园减少5 cm,而农田只有表层15 cm为非限制性土层,其深层紧实程度非常严重,最高处可达4 600 kPa。所以在渭北空心村整治后,对于土地利用方式的选择上,果树的种植能减小土壤紧实化的发生,土壤的物理演替状况优于农田。     

砒砂岩对毛乌素沙地风沙土固碳能力影响研究

为探析砒砂岩对于毛乌素风沙土固碳能力的影响规律及机制,通过不同比例砒砂岩与沙复配成土实验小区和技术应用示范区采样检测进行对比。小区试验结果表明:2010~2015年,适量砒砂岩的加入将风沙土质地由砂土改良至壤土—壤砂土,土壤团聚能力显著增强,土壤表层有机碳含量从0.30g·kg^(-1)提升至2.16~3.03g·kg^(-1),土壤的固碳能力显著提升。技术应用示范区采样结果则表明:砒砂岩与沙复配成土技术将0~100cm深度内土壤的总碳密度由22.09t·hm^(-2)提升至24.07t·hm^(-2),有机碳密度16.64t·hm^(-2)提升至18.44t·hm^(-2),体现出砒砂岩对风沙土固碳能力的提升作用。