温度及pH值对砒砂岩理化性质及营养成分的影响

砒砂岩分布广泛,如何将其中所含丰富的矿物元素转化为可被植物直接吸收利用状态一直备受关注,而在不同活化条件下,砒砂岩的理化性质及营养成分会受到什么程度的影响正是本文研究的重点。本文以pH值和温度两个影响因素为例,研究了经处理后的砒砂岩电导率和主要营养成分,包括全氮、有机质、有效磷和速效钾的变化规律。试验结果发现,砒砂岩电导率在酸性或碱性条件下均可提高;温度是影响砒砂岩中有效磷、有机质及速效钾含量的主要因素之一,而全氮含量与pH值及温度之间的关联并不大。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律

耕地利用方式是影响土壤特性最直接的因素之一,严重影响土壤养分的分配和转化,任何耕作方式都会不同程度地影响土壤理化性质。为研究渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律,以西安市长安区王莽街道新建稻田为研究对象,采用野外采样调查和统计分析相结合的方法,系统分析新建稻田不同土层土壤理化性质差异。研究结果表明,渭河平原新建稻田9个土壤理化性质中8个指标(总碳、有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾、电导率)在不同土层之间差异显著,且均随土层的加深而降低。主成分分析进一步表明,单一土壤理化因子的载荷均小于环境因子的平均贡献率,表明它们是决定渭河平原新建稻田不同土层土壤理化性质分布规律的关键环境因子。     

不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及土壤性质的影响

通过小区模拟试验,研究不同比例砒砂岩与沙复配对作物产量及成土理化性质的影响,寻找适宜作物生长的最佳混合比例。砒砂岩与沙混合比例共设3个处理:1:1(C1)、1:2(C2)和1:5(C3),每处理重复3次,种植作物为冬小麦。试验结果表明:小麦产量以C3处理增产效果最佳,比C2处理增产4.4%,比C1处理增产8.7%。新复配土壤容重C3C2C1,水稳性团聚体C1C2C3,有机质C3C2C1。种植一季作物后各处理土壤容重均有所下降,水稳性团聚体均有所升高,有机质C1、C2处理有所提高,C3处理稍有下降,土壤养分含量除有效磷外,全氮、速效钾及有机质均处于极低水平,在随后的推广应用中应不断加大氮肥和钾肥的投入,增施有机肥,提高复配土壤的养分水平,从而达到新增耕地的可持续利用。该研究可为毛乌素沙地的开发利用、沙化土壤的治理以及当地水土流失的防治提供理论依据和技术支撑。     

不同施肥处理对土壤性质及作物产量的影响

为对比探讨不同施肥方式对生土熟化过程中土壤性质及作物产量的影响,采用室内盆栽玉米试验,以多年未耕种的土壤为试验材料,通过设置生物有机肥处理(BF)、单施有机肥处理(OF)、无公害施肥处理(NP)、常规施肥处理(CF)4种施肥处理方式,分别测定了土壤pH值、电导率、有机质、有效磷、速效钾和玉米生物量等相关指标。研究结果表明:与常规施肥处理相比,生物有机肥和单施有机肥处理可以有效缓解当地土壤pH值的下降幅度,减缓表层土壤盐分累积的程度,不同程度提高了土壤有机质、速效钾和有效磷含量,其中,在0～10 cm土层, BF和OF处理下有机质含量分别提高了52.5%和27.7%,速效钾含量分别提高了54.6%和35.0%,有效磷含量分别提高了71.6%和40.5%;进一步研究不同施肥处理对玉米生物量的影响,得出生物有机肥和单施有机肥处理明显促进了玉米根系的生长发育和玉米产量的增加,表明生物有机肥和单施有机肥处理有助于改善土壤性质,提高土壤养分含量,促进玉米根系的生长和玉米产量的增加,这为生土熟化和减施化学肥料提供了理论借鉴。     

砒砂岩与沙复配成土生物培肥效应研究

为寻求砒砂岩与沙复配成土生物可持续性培肥措施,本研究开展了秸秆、微生物菌剂、有机质、油渣4种改良剂对复配土有机质、有效磷、速效钾肥力提升研究,以期探索适合复配土大田生物培肥措施,为复配土稳定性及可持续良性发展提供理论支撑和技术指导。研究表明:4种培肥技术均可以实现复配土有效磷、速效钾的显著提升,除秸秆外的3种改良剂对有机质均可以显著提升。改良剂的施用可在时间尺度上大幅度缩小复配土自然熟化进程,培肥方式取得的养分效应大于时间尺度的自然熟化进程效应。     

微生物土壤改良剂对复配土养分及作物产量的影响

以砒砂岩与沙复配土壤(简称"复配土")为研究对象,以微生物土壤改良剂为添加材料,通过盆栽试验,研究了不同施用量对玉米不同生育期内土壤养分含量以及作物产量的影响。结果表明:施用微生物改良剂对复配土具有解钾、释磷、固氮作用,能够显著提高复配土的土壤养分,尤其对铵态氮和速效磷的提升效果显著;从整个玉米生育期来看,施用微生物改良剂对土壤速效钾、速效磷、铵态氮和硝态氮的影响主要表现在生长前期(拔节期和大喇叭期),而对有机质的影响主要体现在成熟期;就不同施用量处理而言,M2处理(1.0 g·kg~(-1))的增产效果最佳,与对照相比,穗长、行粒数、单穗重、百粒重分别增加了13.8%、7.9%、26.4%、14.1%。本研究可为复配土培肥增产提供技术参考。     

基于海绵城市目标渭东新城土壤性状调查及研究分析

本研究以渭东新城工程项目区为研究对象,探讨项目区内不同类型土壤理化性质及土壤入渗性能差异,旨在为海绵城市公园绿地建设土体设计提供科学性指导及评价。根据项目区分区设置A1、A2、G1、G2 4个处理,根据当地代表性土壤类型设置S1、S2 2个处理,研究区共设置6个试验处理。通过实地调查及项目分区情况所选取的6种土壤类型能够代表整个研究区土壤类型分布情况。结果表明,研究区域内土壤有机质以及A1、A2区有效磷含量水平均较低,不利于园林植物的种植生长,后期管护应注重土壤有机质和磷素水平的提升,可增施有机肥或灌输营养液;研究区内速效钾含量较为丰富,可满足植物对钾素的需求。土壤质地类型良好,均为粉土或粉壤土,适宜栽培种植。土壤累积入渗基本呈现出随容重增大而减小的趋势,1.3g·cm~(-3)容重土壤入渗强度最大,导水能力强;1.7g·cm~(-3)容重土壤入渗强度最小,土壤导水能力最差。     

浓度、流速和离子强度对砒砂岩粘粒在风沙土中迁移的影响

粘粒是沙地中所缺乏的核心物质,研究其在风沙土中的迁移规律对评价改良后土体的稳定性具有重要意义。本文以砒砂岩中的粘粒作为研究对象,通过土柱实验,模拟不同粘粒浓度、不同流速以及不同离子强度下砒砂岩粘粒在风沙土(300~350μm)中的吸附和解吸规律。研究结果发现:粘粒浓度、水流速以及溶液离子强度变化均会影响砒砂岩粘粒在风沙土中的迁移和解吸。随着浓度和离子强度的增加,砒砂岩粘粒在风沙土中的滞留量明显增加。相反,随着水流速的增加,粘粒在风沙土中的浓度逐渐减少。研究结果表明利用砒砂岩改良风沙土后,其粘粒在风沙土中的存在相对稳定。在沙地整治过程中,需注意粘粒添加量和降低灌溉强度,从而提高砒砂岩与沙复配土壤颗粒稳定性。     

毛乌素沙地砒砂岩矿物组成研究

矿物是土壤的主要组成物质,土壤矿物,尤其是土壤次生矿物,决定着土体的理化性质。本文从矿物组成角度对毛乌素沙地砒砂岩与沙复配成土机理进行探析。通过X衍射射线实验,对十一种不同颜色的砒砂岩和风沙土矿物组成进行了研究。研究发现:毛乌素沙地砒砂岩主要由石英、钾长石、斜长石、方解石、蒙脱石、伊利石和高岭石组成;不同颜色的砒砂岩矿物组成差别较大,其中灰白色砒砂岩次生矿物含量最低,仅占5.4%;浅棕色砒砂岩次生矿物含量最高,高达59%;风沙土由石英、钾长石、斜长石、方解石、角闪石、蒙脱石、伊利石组成,其中原生矿物含量占93.5%,次生矿物含量占6.5%。研究结果对探索砒砂岩与沙复配成土的机理、探寻新型的天然复配材料方面具有重要的参考意义。     

毛乌素沙地砒砂岩机械组成与矿物组成定量关系研究

土壤矿物尤其是次生矿物,对土体的诸多理化性质起决定性作用。为解析毛乌素沙地砒砂岩中机械组成与矿物组成的定量关系,本文运用X衍射射线法和密度计法,对11种不同颜色的砒砂岩和风沙土矿物组成和机械组成进行了研究。研究发现:毛乌素沙地砒砂岩主要由钾长石、斜长石、石英、方解石、伊利石、蒙脱石组成。不同类型的砒砂岩矿物组成差别较大,其中次生矿物含量最高可达59%,最低仅有5.4%,平均含量27.1%。不同类型的砒砂岩机械组成差异较大,粘粒含量最高可达30.28%,最低仅有4.28%,平均含量为16.1%。砒砂岩次生矿物含量决定了粘粒含量,并且二者呈线性正相关关系,拟合公式为y=0.481 3x+4.887 1,相关系数为0.742 3,相关性极为显著。     

砒砂岩与沙不同重构比例对表层土体储水量的影响

研究毛乌素沙地砒砂岩与沙不同质量重构比例下表层(020cm)土体的储水情况,为砒砂岩改良风沙土的应用提供参考。将砒砂岩与沙分别按0∶1,1∶5,1∶2,1∶1,2∶1,5∶1和1∶0质量比重构,采用烘干法测定各处理的有效水分及储水量。随着砒砂岩与沙m(砒砂岩)∶m(沙)重构比例的增加,表层(020cm)土体有效水分含量呈多项式y=0.027x~2+0.625x+2.678(y为有效水分,%,x为7种处理,x=1,2,3,4,5,6,7)增长趋势,当向沙中加入1/6的砒砂岩时,增长幅度最大为28.71%。储水量呈幂函数y=8.286x~(0.705)(y为储水量,mm,x为7种处理,x=1,2,3,4,5,6,7)增长规律,当向沙中加入1/6的砒砂岩时,增长幅度最大为29.67%,向沙中加入1/3的砒砂岩时,为27.56%。砒砂岩与沙重构后,在沙中添加的砒砂岩不超过沙时,有利于复配土壤储蓄水分。     

鄂尔多斯砒砂岩微观结构特征研究

扫描电子显微镜是开展岩石、土壤的微结构、微形态研究的最佳工具之一。本文利用扫描电镜、EDS能谱仪对鄂尔多斯地区4种不同颜色砒砂岩进行观察分析,探明砒砂岩的微观形貌特征以及各砒砂岩中粘土矿物微形态和产状特征。结果表明:鄂尔多斯4种砒砂岩中除浅棕色砒砂岩的胶结结构紧密以外,黄色、紫色、粉红色砒砂岩的胶结结构均较为松散,4种砒砂岩中的粘土矿物虽然主要以水敏性的蒙皂石族矿物为主,但不同颜色砒砂岩的胶结结构和粘土矿物的形态特征各不相同。其中浅棕色砒砂岩多属于压嵌型胶结结构,粘土矿物主要以鱼鳞状和锯齿状蒙皂石聚集体赋存;黄色砒砂岩多属于基底—孔隙式胶结,粘土矿物以蜂窝状和鳞片状的蒙皂石聚集体形式赋存,并且其特征矿物为海星状的纤铁矿;紫色砒砂岩多属于连晶—接触型胶结结构,粘土矿物主要以褶皱蒙皂石聚集体为主,其特征矿物为纳米棒状方解石;粉红色砒砂岩多属于基底—孔隙式胶结结构,粘土矿物以蜂巢状和褶皱状的蒙皂石矿物为主。研究结果对砒砂岩有了进一步了解,对探索砒砂岩的资源化利用具有重要参考意义。     

不同比例砒砂岩与沙复配土中重金属的渗透迁移规律研究

为了解不同比例砒砂岩与沙复配土中重金属的渗透迁移规律,本文以砒砂岩与沙0∶1、1∶0、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5以及纯黄土为例,进行了Mn^(2+)、Ni ^(2+)、Cd^(2+)、Cr^(6+)和Cu^(2+)重金属溶液在1cm渗透压水头下的渗透实验。实验结果显示,砒砂岩对于该5种重金属的渗透有一定的抑制作用,并且砒砂岩含量与抑制程度整体上呈正相关,但重金属不同抑制程度也不相同。纯沙子对于重金属Mn^(2+)、Ni ^(2+)、Cd^(2+)吸附性较差,对Cr^(6+)、Cu^(2+)有一定程度的吸附。实验期内(600h)重金属均未穿透黄土,显示黄土对于重金属有较强的吸附性。     

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。     

耕作方式对黄土高原土壤有效磷和速效钾的影响

为明确黄土旱塬区农田长期免耕耕作对土壤有效磷和速效钾的影响,建立适宜的高产高效耕作技术体系。在陕西省长武县的西北农林科技大学长武黄土高原农业生态试验站,选择连续3年进行免耕耕作的试验田,于2015年9月,在冬小麦播种前分别进行免耕、翻耕和旋耕3种耕作处理。2016年冬小麦收获后,分析了3种耕作方式下0～30cm土层土壤有效磷和速效钾含量。结果表明,在0～30cm土层,土壤有效磷和速效钾含量在3种耕作方式下都随着土壤深度的增加而减少。10～20、20～30cm土层有效磷和速效钾含量较0～10cm土层分别减少了16.07%、32.74%和15.54%、27.08%,且都有显著性差异(p0.05)。不同耕作方式下,0～10cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著减少了11.31%;翻耕、旋耕方式下土壤速效钾含量分别比免耕显著减少了6.16%、4.97%(p0.05)。20～30cm土层,翻耕方式下土壤有效磷含量比免耕显著增加了18.12%,翻耕方式下土壤速效钾含量比免耕、旋耕下分别显著增加了17.17%、9.22%(p0.05)。因此,在长期进行免耕的黄土旱塬上,需要进行适当的翻耕或旋耕。     

砒砂岩与沙中矿物粒度分布特征的多尺度微观结构分析

在以往研究中,由于测试技术缺失,对砒砂岩与沙中矿物的粒度考虑不足,对砒砂岩与风积沙中不同矿物粒度的复配缺少研究。本文结合扫描电镜,采用多尺度微观结构分析技术,以砒砂岩、内蒙古亚玛雷克沙漠沙、神木沙为样品,将砒砂岩与两种沙分别按质量比为1∶0、1∶1、1∶2、1∶5和0∶1复配,测定并对比了砒砂岩和沙的全样粒度及砒砂岩与两种沙中不同矿物的粒度分布特征。结果表明:砒砂岩和沙中主要的矿物有石英、硅酸盐矿物和碳酸盐矿物,按面积百分比计算,砒砂岩中石英占68.83%,硅酸盐矿物占16.28%,碳酸盐矿物占14.89%,内蒙沙中石英占49.36%,硅酸盐矿物占48.42%,碳酸盐矿物占2.21%,神木沙中石英占38.74%,硅酸盐矿物占59.5%,碳酸盐矿物占1.76%。不同比例砒砂岩与两种风积沙复配土中,砒砂岩中碳酸盐矿物粒度对复配土的影响较大;内蒙沙与砒砂岩复配土中,随着砒砂岩中矿物粒径的缺失,0.1mm部分风积沙中石英、硅酸盐矿物对粒径变化起主要作用;神木沙与砒砂岩复配土中,曲线在0.03、0.05、0.1mm都出现了转折点,0.05mm部分,砒砂岩中碳酸盐矿物对粒径的变化影响较大。综上,多尺度微观结构分析技术可以快速得到砒砂岩与沙中不同矿物形态与粒度分布特征,从矿物复配角度对砒砂岩与沙复配成土技术提供了一个新思路。     

基于田间试验的砒砂岩和沙复配成土特性研究

为研究砒砂岩和沙复配成土特性及对农业作物的影响,本文利用正交试验方法开展田间试验,采用不同的砒砂岩和沙混合比例,引入灌溉量、种植作物类型、农艺处理等变量参数,共设置10个试验小区。经过两季的作物种植,从复配土土壤质地、水稳定性大团聚体含量、有机质、作物生长水平及产量四个方面进行分析。结果表明,随着时间的推移,混合砒砂岩改良沙地,促使土壤宜耕层厚度增长,且土壤结构改良,肥力逐渐增加;作物对不同比例的复配土壤具有不同的敏感性,玉米、大豆在砒砂岩和沙1∶2混合比例下最适宜生长,小麦、马铃薯在砒砂岩和沙1∶5混合比例下最适宜生长。     

臭氧水浇灌对小白菜生理特性及土壤营养的影响

本试验以小白菜为试验材料,设置0、0.4 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L、1.2 mg/L和1.4 mg/L共6个浓度的臭氧水处理组,研究不同浓度臭氧水浇灌对小白菜生理特性和土壤营养性状的影响。试验发现:浇灌臭氧水的处理组与对照组相比,小白菜的可溶性糖、蛋白质和叶绿素的含量均增加;POD活性显著提高;小白菜的株高、叶面积和产量也增加。土壤速效氮、速效磷和速效钾的含量均较对照降低;有机质含量下降;土壤pH值变化不大。结果表明,浓度1.0 mg/L的臭氧水浇灌对小白菜的生理特性和土壤营养有显著影响,对小白菜的生长有促进作用。     

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。