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。     

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。     

不同坡位和雨水处理对沟谷地土壤有机碳、氮的影响

雨养农业,尤其是降雨低地稻种植对西非农业的发展具有至关重要的作用。受降雨和地形分布的影响,水分流失严重,易造成土壤退化和养分淋失。本试验研究了不同坡位(坡上、坡下)、不同蓄水模式(有田埂、无田埂)、不同施肥方式(施肥、不施肥)对土壤有机碳、氮含量变化的影响。试验结果表明:不同坡位对土壤SOC、TN、C/N的空间分布有显著影响,坡下土壤的SOC、TN、C/N均高于坡上土壤;坡位与蓄水模式的交互作用对土壤SOC、TN、C/N的空间分布均有显著性影响。在同一坡位上,坡上小区中,有埂小区土壤SOC含量较无埂小区降低了20.7%,C/N降低了10%,且差异显著。而在坡下小区中,有埂小区的土壤SOC、TN、C/N均显著高于无埂小区,分别提高了56.9%、46.7%、7.5%。在同一蓄水模式下,有埂小区间,坡下小区土壤SOC显著高于坡上,C/N则相反。无埂小区之间,坡下小区土壤SOC,TN均显著高于坡上。坡下,尤其是坡下建埂处理下土壤SOC、TN含量最高,有利于雨养低洼稻种植。     

治沟造地新增耕地的土壤质量评价——延安宝塔区为例

以延安市宝塔区治沟造项目为例,利用39组土壤样品的有机质、全氮、有效磷等测试数据,采用土壤养分地球化学单指标和综合指标评价方法,分析评价治沟造地新增耕地的土壤养分特征。结果显示:治沟造地形成的新增耕地质量等级低;粒径组成与有机质、全氮、有效磷和速效钾相关关系弱;新增耕地利用时间短,造成有机质、速效钾和有效磷含量低,但全氮含量高,并非来自有机质释放。建议在对新增耕地进行土壤培肥时,注重有机、无机肥配合使用,以全面提高土壤养分质量。     

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。     

隔盐层处理对地下水浅埋区盐渍土盐分及养分变化的影响——以定边县白土岗子村土地开发项目区为例

针对定边县地下水浅埋区蒸降比高、盐分表聚明显、农作物产量差等问题,以定边县堆子梁镇白土岗子村土地开发项目为研究对象,设置秸秆隔层、砾石隔层和对照组三组试验,分析比较了1a时间内不同土层深度(0~10、10~20、20~40cm)条件下,土壤盐分(电导率、水溶性盐总量)和土壤养分(速效K、全N及有机质)含量的变化情况。结果显示:土壤盐分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著减少;土壤养分含量指标中,隔层处理较对照组均有显著升高;土壤盐分含量随土层深度的增加呈逐层减少的趋势,土壤养分含量随土层深度的增加呈逐层递增的趋势。因此,采用秸秆隔层和砾石隔层进行根区隔盐处理能抑制盐分表聚,降低耕作层盐分含量,提高养分含量,可为地下水浅埋区盐渍化土地开发利用的机制探讨和技术路线制订提供理论依据和参考。     

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。     

不同水热条件对玉米根系分解特性的影响

通过田间埋藏分解试验,比较了3种施氮量(0、120和240kg N·hm~(-2))处理的玉米根茬(R_0、R_(120)、R_(240))分别与杨凌塿土、长武黑垆土充分混合并埋藏分解一年后,根茬碳分解差异及其影响因素,并且利用碳稳定同位素δ~(13)C技术,研究了根茬碳分解对土壤有机碳的贡献。结果表明,杨凌地区水、热条件较好,试验期间降水量总和较长武高215mm;杨凌试验地15cm和45cm土层平均温度分别较长武高3.2℃和4.2℃。分解1年后,长武黑垆土中根茬残留碳较杨凌塿土高21%44%。根茬来源的土壤有机碳比例在塿土、黑垆土中分别为22.4%44.7%和27.4%38.3%。在黑垆土中根茬来源的土壤有机碳含量显著高于塿土,3种施氮量根茬来源的土壤有机碳含量差异未达显著水平。可见土壤深度、质地、施肥状况等影响有机残体还田腐解与土壤有机碳的更新,良好的水热条件能够促进玉米根茬残体分解,有利于新增耕地的快速培肥熟化,构建富含有机物质的耕作层,满足作物对养分的需求。     

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。     

沸石对山地新增耕地质量改善效应研究

为了探明环境矿物材料沸石对秦岭山地新增耕地质量的改善效应,设置不同的沸石添加量,通过田间小区试验,对土壤物理化学性质和植物生长指标进行监测研究。结果表明:施用沸石可显著提高土壤水分含量,增强新增耕地土壤抗旱性能,有利于作物水分供给,沸石施用导致了土壤容重的增加;施用沸石有助于土壤难溶态磷向有效态的转化,土壤有效磷含量随沸石添加量的增加而显著增加,低于1 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对土壤速效钾的贡献作用有限,而沸石对土壤全氮的作用无明显规律性;综合大豆生长指标及土壤理化性质的改善作用可知,2 000 kg·hm~(-2)的沸石添加量对山地新增耕地土壤质量提升及作物增产潜力最大。     

宜君县核桃经济林地土壤氮素含量及分布特征

为了解核桃经济林地土壤氮素利用状况及分布特征,选取陕西省核桃主产区宜君县作为研究对象,分别采集4个不同树龄,5个不同种植模式下的土壤样品,分析其土壤全氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)以及无机态氮(IN)含量及分布特征。结果表明:随着核桃生长年限增加,核桃经济林地土壤氮素养分含量逐渐增加,变异程度逐渐减小,但其氮素养分含量整体偏低,大部分处于较低水平以下;核桃与其他作物间作也影响了土壤氮素养分含量,但间作可以调节和改善土壤氮素养分的平衡。建议在核桃生长初期制定相应的施肥方案,做到科学合理施肥;在间作模式下,将作物收获后的秸秆直接还田,并配施一定量的有机肥,用以补充土壤养分的损失,协调土壤养分的平衡。     

陕西西北部土地整理对盐渍化土壤养分和酶活性的影响

为了研究陕西省西北部盐碱土的改良效果,本文以定边县土地整治项目为研究背景,选择原耕地、未整治盐碱地和整治年限分别为0年、2年和4年的新增耕地为采样点,采用统计分析方法对比研究不同采样点的土壤理化性质以及酶活性。通过土地整理后,盐渍化土壤有机质含量提高8.08%,全氮含量提高12.5%,速效磷含量提高101.92%,速效钾含量提高21.28%;有机质、全氮以及速效钾与恢复年限达极显著正相关,整治后四种土壤酶活性均大于未整治盐碱土,除了过氧化氢酶以外,浅层土中其他三种土壤酶活性要远大于深层土,说明土地整理提高土壤肥力和浅层土壤的酶活性。总体来看,陕西省西北部的土地整理工程可以有效改善土壤盐碱度,提高土壤肥力。     

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。     

生物炭对矿区重金属污染土壤养分影响及修复效果

通过生物炭—辣椒盆栽试验,研究果木炭与猪粪炭在0%(CK)、5%(G5和Z5)和10%(G10和Z10,以风干土计)添加量下,种植辣椒后对重金属污染土壤养分及修复效果的影响。结果表明:添加生物炭后(未种植作物),与CK组相比,土壤全氮、有效磷和速效钾含量明显增加,且添加猪粪炭对养分含量提升效果更显著。种植后,土壤有效磷和速效钾含量均有所下降,而仅添加猪粪炭使全氮含量有所下降。种植前后猪粪炭添加有利于土壤养分的提升与保持,且Z10组效果最佳。生物炭对Pb、Hg和Cd的修复效果依次减弱。其中,猪粪炭添加对三种重金属的修复效果整体较优,且修复效果随猪粪炭浓度增加显著增强;果木炭对Pb和Hg的修复效果较好,对Cd的修复效果较不稳定,后期治理中可优先选用猪粪炭进行修复。     

河道滩涂地土体剖面重构技术研究

本文应用土体有机重构技术,对韩城市下峪口土地整治项目新增耕地土体剖面进行了重构。以容重为1.7g·cm~(-3)黄土构建5cm的人造犁底层,以容重为1.2g·cm~(-3)的黄土构建25cm厚耕作层,通过调整土壤粒径范围,并以《中国土壤养分分级标准》中的养分指标标准中不缺乏水平为设计目标,进行了第一季作物种植,长势良好。后期将结合当地耕作制度,实行轮作倒茬,多施有机肥,保证新增耕地养分平衡供给,为作物生长提供良好的土体剖面环境,使开发耕地逐步实现稳产、高产。     

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。     

陕北地区石油污染对土壤性质的动态影响研究

为了研究石油污染对陕北地区土壤性质的动态影响规律,以陕北地区主要土壤类型黄绵土为研究对象,以混油法设置了0、0.5%、1%、2%、4%共5个不同梯度的土壤石油污染水平,开展了培养监测试验,分析了石油污染对土壤pH、有机质和全氮的影响,以及随着时间变化各指标的动态变化规律。结果表明:土壤石油污染对陕北地区土壤pH和有机质影响显著,pH与污染水平呈显著负相关(p0.05),有机质和污染水平显著正相关(p0.05),全氮则和污染水平无相关性。随着培养时间的延长,除清洁土壤外,同一污染水平下,土壤pH、有机质和全氮基本上均随着培养时间的延长,呈现逐渐下降的趋势,其中全氮在培养4周之后,下降趋势逐渐变缓,含量趋于稳定。石油污染引起土壤碳含量的大幅升高,导致了土壤C/N的显著失调,因此,在采用石油污染土壤生物修复技术时,需在土壤中添加一定量氮营养元素,以增强土壤微生物活性,从而发挥最大的修复效果。     

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。     

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。