黄土高原治沟造地农田土壤养分分布特征

治沟造地是黄土高原丘陵沟壑区实施的一项重大土地整治工程,工程实施前后土壤养分状况的变化直接影响了工程质量及项目的可持续性,本研究以羊圈沟治沟造地工程为例,分析了沟道农田土壤养分的分布特征。结果表明,研究区域内有机质含量随土壤深度的增加呈现出先减小后增大的趋势,全氮、有效磷、速效钾含量则随土层深度的增加逐渐降低;沟道不同土层养分指标的变异性表现为全氮有机质有效磷速效钾;随着距沟头距离增加,0～30 cm土壤有机质含量先减小后增大,30 cm以下有机质含量逐渐减小,土壤全氮在各个深度范围内均呈现出先减小后增大的趋势,土壤有效磷及速效钾含量变化相对较小。     

覆沙与漫灌对盐渍土盐分累积和运移规律的影响

以陕西省榆林市定边县典型盐渍土为研究对象,采用覆沙和漫灌的方式,对0~30cm表层土壤的全盐量、电导率、pH值、水溶性离子含量等进行研究,探索其盐分累积和运移变化规律。结果表明:FS10、FS20和MG+FS10均可以显著降低表层土壤中的盐分含量,与对照相比,分别降低了73.9%、64.1%和56.5%,其中,覆沙10cm处理下的压盐效果最好。从土壤中水溶性阳离子组成来看,Na~+含量最高,其次是K~+,两者总和约占11.16%~34.33%;从土壤中水溶性阴离子组成来看,强碱性离子HCO_3~-含量最高,约占21.53%~53.86%。覆沙10cm处理下,Na~+、K~+、Cl~-和SO_4~(2-)的含量显著低于对照,表明覆沙可以显著抑制Na~+、K~+、Cl~-和SO_4~(2-)的表聚作用。漫灌也可以降低表层盐渍土中的全盐量,但是在地下水位较高的区域并不适用。     

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。     

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。     

连续秸秆还田对东北黑土区耕层土壤肥力的影响

为了研究长期秸秆覆盖还田对黑土区玉米—大豆轮作下土壤肥力的影响,本试验于2007~2013年在中国科学院东北地理研究所海伦生态实验站开展田间定点试验,选择该地区典型性的土壤类型—黑土为研究对象,以大豆和玉米轮作为主要种植模式,研究了无肥(CK)、单施化肥(NPK)和秸秆还田配施化肥(NPK+S)3种处理对土壤耕层(0~20cm)有机质含量及土壤养分的影响,并与2007年初期土壤进行比较。结果表明,与CK处理、NPK处理和初始土壤相比,NPK+S处理增加了土壤有机质和总磷含量,同时,秸秆还田配施化肥与单施化肥处理相比,碱解氮、速效磷和速效钾含量分别提高了8.44%、119.91%和10.03%,提升作用显著。通过试验可以得出,秸秆还田配施化肥不仅能提高黑土有机质含量,还能明显改善土壤的养分状况,对黑土肥力提升具有积极意义。     

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。     

脱硫石膏与保水剂PAM对盐碱土理化性质和作物生长的影响研究

为探明脱硫石膏与保水剂PAM材料混合施用对盐碱地改良及作物生长的影响,以定边县新开垦的重度盐碱地为研究对象,设置8种不同试验处理,比较各种措施下土壤pH、电导率、全盐量和作物株高、产量的响应。结果表明:20t·hm~(-2)脱硫石膏和20kg·hm~(-2) PAM混合施用,改良效果最好,较空白对照,表层土壤的pH降低0.50,盐碱地盐分的表聚现象明显减弱,电导率和盐分分别降低了564μS·cm~(-1)和1.861g·kg~(-1);作物产量最高,较对照组产量提升了41.6%。显著减少盐碱地治理过程中的季节性返盐,为解决季节性返盐提供新的思路,也可为陕西省定边县的盐碱地的有效改良和合理的开发利用提供理论依据。     

长期保护性耕作对春玉米养分吸收和土壤肥力的影响

基于渭北旱塬长期定位田间试验,研究了保护性耕作下春玉米不同器官的生物量、养分吸收量及土壤肥力变化。结果表明:与传统耕作不覆盖(CT)相比,保护性耕作能显著提高春玉米籽粒和茎秆生物量,籽粒和茎秆生物量分别提高9.7~98.8%和40.3~123.3%;除地膜覆盖以外,秸秆覆盖和地膜秸秆双元覆盖处理对叶片生物量的影响均达到差异显著水平。春玉米N的吸收主要集中在籽粒和叶片,分别占总吸N量的45.6~61.6%和30.2~43.8%;P在籽粒中的吸收量占总吸P量的72.8~89.0%;K富集在茎秆中,占总吸K量的60.7~68.5%。秸秆覆盖和地膜秸秆双元覆盖处理较对照0~20cm土层土壤有机质、全氮和速效钾含量分别增加13.0~17.1%、6.1~11.0%和6.5~22.6%,而地膜覆盖处理土壤养分含量均不同程度减少。在双元覆盖模式下,免耕改善土壤肥力质量的效果优于传统耕作。     

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。     

大荔县盐碱地水稻种植的障碍因子分析

根据水稻生育期内长势,将育苗期内水稻分为长势良好、中等、死亡3类,将农田土壤分为盐害较轻、中等、较重3类,分别采集育苗期苗盘土壤及不同盐害程度农田土壤,分析盐碱地种植水稻的障碍性因子,得出以下结果:随着秧苗长势变差,苗盘土壤电导率显著增大;随着秧苗长势变差,苗盘土壤盐分含量显著增加,秧苗长势中等、死亡的苗盘土壤全盐含量分别是长势良好土壤的1.74倍和2.27倍;随着农田土壤盐害加重,土壤盐分含量显著增加,盐基离子Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-含量呈显著增加的趋势,盐基离子Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-含量是水稻能否正常生长发育的决定性因子。     

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。     

不同秸秆还田方式对土壤有机质及速效养分的影响

为探明不同秸秆还田方式对大田表层(0~5cm)土壤有机质及速效养分的影响,设置4种不同秸秆还田方式:秸秆不还田(CK)、秸秆焚烧还田(SA)、秸秆粉碎还田(SC)、秸秆高留茬还田(SH)。结果表明:秸秆直接还田(SC、SH)显著提高了土壤有机质含量(P0.05),在玉米苗期、大喇叭口期、成熟期相比CK提高幅度分别为0.5%~5.3%、2.6%~9.5%、4.5%~18.9%;秸秆焚烧还田降低了土壤有机质含量,各时期分别比CK降低8.9%、14.7%、8.5%。对速效磷、速效钾的影响,各处理表现为SCSHSACK,经过玉米生育期,三种还田处理的速效磷、速效钾含量分别比CK提高了24.5%~53.9%、24.6%~70.9%。玉米生育期内,SA、SC、SH的速效氮(硝态氮、铵态氮)含量相比CK的增加幅度呈现先减小后增加的趋势。SC的硝态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理,铵态氮含量在玉米成熟期高于其他处理;SA的硝态氮含量在玉米成熟期高于其他处理,铵态氮含量在玉米苗期和大喇叭口期高于其他处理;经过玉米生育期,三种还田处理的硝态氮、铵态氮分别比CK提高了9.4%~57.2%,10.5%~50.2%。综合各项指标,秸秆粉碎还田处理对土壤有机质和速效养分的积累有最明显的作用。     

井水灌溉条件下沿黄盐碱地水稻种植不同生育期土壤盐度动态变化

为研究井水灌溉条件下陕西沿黄盐碱地水稻种植不同生育期土壤盐度的动态变化,以灌溉频率、灌水深度为因素开展大规模水稻田间试验,测定不同生育期不同深度土壤的电导率和pH。结果表明:0～40cm土壤电导率有所下降,土壤盐度呈脱盐趋势;而40～60cm土壤电导率升高,土壤盐度呈积盐趋势;土壤层越浅,水稻种植的脱盐作用越明显。水稻种植后的土壤pH较种植前有所增高,且20cm以下土层pH增加比浅层明显。不同灌水深度和灌水频率对土壤盐分的影响表现出了一定的差异,且灌水过勤、灌水量过大对土壤脱盐有一定的负面影响。水稻生育期中,土壤电导率和pH二者存在一定的负相关性,在土壤浅层表现得尤为显著。     

拌沙比例对盐渍土土壤结构和盐分离子的改良效应研究

为系统化分析拌沙对于盐渍化土壤的改良作用,本研究选择陕西省定边县的重度盐渍化土壤开展小区试验,通过在0～30 cm土层内拌入不同比例沙,监测了其表层(0～30 cm)和下层(30～60 cm)土层内土壤性质变化。结果表明:拌沙处理能有效降低定边盐渍土0～30 cm土层内的土壤细小颗粒、增加其大颗粒,改善其质地过于细密的问题,从而促进SO_4~(2-)、Na~+、Cl~-、K~+、Ca_2~+等盐离子的淋失,降低其盐碱程度,且拌沙比例越高,改善效果越明显;盐渍土的pH并未随着沙的拌入而发生明显变化,但电导率则以拌沙量为3 cm处理下降幅最明显;30～60 cm土层内土壤性质并未受拌沙处理的明显影响。研究结果补充了拌沙对盐渍土改良的理论和技术体系。     

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。     

土地整治年限对风沙土区土壤养分的影响

为研究土地整治对毛乌素沙地土壤质量产生的累积效应,本文采用空间代替时间的研究方法,以整治后不同种植年限的风沙土为研究对象,分别对整治后1年、3年和5年土壤剖面和表层养分的变化规律进行了探讨,对目前的土壤养分状况进行了评价。结果表明:不同整治年限,土壤剖面有机质和全氮的表聚特征明显;整治后1年土壤质量各指标的变化均不显著,整治后3年和5年,除有效磷外,其余指标均有显著提高,随整治年限增加,效果越来越明显。整治后土壤的肥力状况仍有待提高,建议采用科学的测土配方,增施有机肥,合理的轮作、少耕等培肥措施,缩短土壤熟化时间。     

不同改良材料对复垦土壤有机质及产量的影响

针对宅基地复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的特点,本文通过小区试验,研究了冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)及熟化剂+有机肥(TSF)对土壤有机质及作物产量的影响。结果表明:0～15cm土层土壤有机质含量表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,添加有机肥+粉煤灰有机质增加幅度最高;沿土层深度方向,土壤有机质分布呈现出"S"形趋势,随着种植年限的增加,整个耕作层不同土层深度有机质含量逐步提升。种植第1年和第2年,小麦产量均表现为TFCTFTSFTC TSCTST0,有机肥和粉煤灰在生土熟化过程中对小麦增产效果明显;经相关性分析,表层土壤有机质与小麦产量相关系数为0.73,呈显著(P0.05)正相关,即增加表土层有机质含量能提高作物产量。     

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。     

陕西省土地整理中新增耕地土壤养分研究

本文旨在分析土地整理中新增耕地土壤养分含量特征,明确影响新增耕地生产力的主要因素。通过采集陕西省2015年陕北、关中、陕南地区整理后的101个新增耕地土壤样品,测定其pH值、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,分析土壤养分状况。通过与全国第二次土壤普查养分分级标准比较,表明新增耕地土壤养分含量较低。陕西省新增耕地土壤养分含量陕北、关中地区受原土地利用类型影响较大,陕南地区土壤养分差异主要由同区域内地块间随机变化引起;经检验,新增耕地土壤中各养分间相关性较低。土壤有机质含量低是导致肥力较低的主要原因,后期利用应通过有机-无机肥的合理配施和测土配方施肥技术的应用、推广秸秆还田技术,最终实现新增耕地的稳产、高产。     

基于蓄排水模式下盐碱地土壤稳定性空间变异效应研究

针对陕西卤泊滩盐碱地在蓄排水模式下对土壤物理特征、稳定性及有机碳储量的影响展开研究,力求为提高治理盐碱地的土壤物理性质、稳定性及有机碳储量提供科学依据。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置排水和蓄水2种处理,测定分析0~30cm土层土壤容重、孔隙度、田间持水量及平均质量直径(WMD)、几何平均直径(GMD)、水稳性团聚体稳定率(WASR)、团聚体破坏率(PAD)、分形维数(D)和有机碳储量,并分析各指标间关系。结果表明:蓄水处理较传统排水处理可有效降低0~30cm土层土壤容重幅度为1.3%~4.2%,同时提高土壤孔隙度和田间持水量。干筛和湿筛处理下0~30cm土层土壤稳定性均呈现蓄水处理高于排水处理,土壤WMD和GMD表现趋势相似且均随着土壤深度的增加而增加;土壤水稳性团聚体稳定率提高幅度为14.5%~53.4%;平均团聚体破坏率较排水处理低3.2%,差异显著(P0.05)。蓄水处理可有效提高0~30cm土层土壤有机碳含量和有机碳储量,两者分别较排水处理高13.4%~27.9%和9.9%~18.8%。0~30cm土层土壤平均团聚体破坏率、分形维数与土壤有机碳储量(Y)均存在负相关关系,且相关系数分别为r=0.927 0和r=0.969 3,差异性显著(P0.05)。综上所述,蓄水处理较排水处理可有效改善土壤质量,提高土壤稳定性及土壤有机碳储量,可良好的实现盐碱地治理。