• 2018年第50卷第2期文章目次
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    • >专论与综述
    • 从土壤多样性到地多样性的研究进展

      2018, 50(2):225-230. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.001

      摘要 (1429) HTML (0) PDF 180.07 K (1602) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据2016年出版新著《地土壤学(Geopedology)》部分章节与相关文献,综述了从土壤多样性到地多样性的相关概念、国内外研究方法、现状与进展,着重总结了土壤多样性和地多样性的研究模式。首先,介绍了从土壤多样性到地多样性概念的发展和提出;然后,阐述依据地学要素形态从面状到线状的方法论研究探索,着重介绍空间分布面积指数(MSHDAI)和空间分布长度指数(MSHDLI)的适用性分析;进而,评述了国内外土壤多样性与主要地学要素(地形、母质、土地利用、水体和植被要素)地多样性的主要研究模式;最后,指出从土壤多样性到地多样性以及各要素间相关分析的国内外研究实践看,符合土壤地理学的研究趋势与需求,同时也充满挑战。

    • 植物多样性对土壤动物影响的研究进展

      2018, 50(2):231-238. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.002

      摘要 (1546) HTML (0) PDF 258.50 K (2394) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物多样性与生态系统功能一直是生态学研究的一个热点。近些年来的研究表明,植物多样性除了影响陆地生态系统地上部分的初级生产力等生态系统功能,还会间接影响地下生物多样性及土壤生态系统过程。本文概述了植物多样性对土壤动物的影响及其主要机制,归纳了植物多样性通过改变输入土壤中的资源数量与资源多样性、微生境结构、土壤环境因子等影响土壤动物的途径。目前关于土壤动物群落对植物多样性的响应仍存在很多问题和争议,本文总结了需要进一步深入研究的方向,特别指出了要加强研究影响植物多样性与土壤动物关系的生物与非生物因子、后续的生态效应和反馈、不同机制和途径的贡献定量化等。

    • 矿区复垦土壤与植被交互影响的研究进展

      2018, 50(2):239-247. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.003

      摘要 (1100) HTML (0) PDF 328.61 K (1684) 评论 (0) 收藏

      摘要:土土壤与植被作为煤矿区土地复垦主要成员,在生态恢复与重建方面扮演着重要角色。同时,土壤与植被之间存在着密切的交互影响关系,认识土壤与植被恢复间的交互影响关系及其作用规律与机理对土地复垦与生态恢复具有重要意义。本文系统梳理了复垦土壤与植被演替规律、交互影响研究方法以及交互影响机理。发现研究方法多为缺乏创新性的线性方法,且未能做到对植被与土壤交互影响的连续、动态研究和全面综合分析。在此基础上,提出了深入研究方向:创新植被与土壤交互影响的方法,加强植被与土壤交互影响的动态分析,强化交互影响机理的综合研究,以期为土地复垦与生态恢复研究提供新的视角。

    • >研究报告
    • 施用方式和氮肥种类对砂姜黑土氮素迁移的影响

      2018, 50(2):248-255. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.004

      摘要 (1436) HTML (0) PDF 977.32 K (1646) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用田间微区试验,在砂姜黑土中研究了施肥方式(上层12 cm土混施、土下12 cm点施、土下12 cm条施)和氮肥种类(尿素、磷酸氢二铵)对氮素垂直运移和水平迁移动态的影响。不同施用方式试验结果表明,在处理的90 d内,砂姜黑土中土壤NH4+-N和NO3--N含量均呈现土下12 cm点施>土下12 cm条施>上层12 cm土混施的趋势。尿素在土下12 cm点施条件下,土壤NH4+-N主要集中在垂直方向6 ~ 18 cm土层和水平距离0 ~ 7 cm范围内;而NO3--N的分布核心区土层超过21 cm,水平距离大于15 cm;NH4+-N和NO3--N核心区浓度均随处理时间延长而明显下降。土下12 cm点施90 d后,尿素和磷酸铵的氮素养分在砂姜黑土中的横向移动距离为5 ~ 7 cm,垂直方向上养分主要集中在6 ~ 18 cm的土层范围;点施90 d时,磷酸铵处理在土下18 cm和水平距离12 cm处无机态氮(NH4+-N和NO3--N)含量分别为148.9和77.4 mg/kg,其含量远大于尿素处理(96.3和53.2 mg/kg),而在施肥点两种氮肥处理土壤无机态氮含量差异更大,说明磷酸铵较尿素具有更高的保肥性。研究表明:点施延缓了NH4+-N向NO3--N转化速率,提高了肥际养分供应浓度。结合作物生长和需肥特性,预示通过优化施肥位置和氮肥种类,采用一次施肥可以实现90 d持续供应高浓度养分以满足旱地作物生长发育的养分需求。

    • 生物质炭与氮肥配施对土壤氮素变化和烤烟氮素利用的影响

      2018, 50(2):256-263. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.005

      摘要 (1371) HTML (0) PDF 340.57 K (1680) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探明生物质炭与氮肥配施对土壤中氮素循环和烤烟氮素利用的影响,采用盆栽试验,设置4个处理:5 g/盆纯氮(CK),5 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T1),3.5 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T2),2 g/盆纯氮+100 g/盆生物质炭(T3),利用15N标记的氮肥,测定生物质炭与氮肥配施条件下烤烟生长不同时期土壤中15N的残留量、不同形态氮素的含量、土壤微生物生物量氮含量和移栽后90 d烤烟烟叶对不同氮源氮素的累积量。试验结果表明:相同施氮量时,生物质炭的施用可以提高土壤中15N残留量、土壤无机氮、碱解氮、微生物量氮的含量和叶片对氮素的累积量。生物质炭与氮肥配施时提高了肥料氮在烟叶中的占比,使15N利用率提高了25.4% ~ 63.3%。与对照相比,T2处理植烟土壤中NH4+-N、NO3--N、碱解氮在烤烟移栽后75 d比对照分别提高了17.3%、8.0%、7.2%,碱解氮和微生物生物量氮的含量在烤烟移栽后90 d也高于对照。在本试验条件下,生物质炭与氮肥配施对土壤氮素的影响是显著的,施用生物质炭时减少30% 氮肥用量是可行的。

    • 水稻秸秆生物质炭对土壤磷吸附影响的研究

      2018, 50(2):264-269. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.006

      摘要 (1521) HTML (0) PDF 240.79 K (1519) 评论 (0) 收藏

      摘要:以水稻秸秆为原料,分析了不同热解温度下所制备的生物质炭的性质,并采用批处理法,分析了生物质炭添加量和不同热解温度制备的生物质炭对土壤磷吸附特性的影响。结果表明:随着热解温度的升高,生物质炭的碳化程度、比表面积和磷含量增加。添加生物质炭显著减少了土壤对磷的吸附量,而且随着生物质炭热解温度的增加,土壤对磷的吸附量显著增加。Langmuir方程和Freundlich方程都能够较好地拟合添加生物质炭土壤的磷等温吸附曲线。准一级动力学方程和准二级动力学方程可较好地描述添加生物质炭土壤的磷吸附动力学行为。通过以上研究结果可知,水稻秸秆生物质炭可以减少土壤对磷的吸附并增加土壤有效磷的含量,因此在土壤磷肥肥效改良方面具有一定的应用潜力。

    • 病死动物源氨基酸研制的生物有机肥促生效果研究

      2018, 50(2):270-276. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.007

      摘要 (1168) HTML (0) PDF 269.73 K (1852) 评论 (0) 收藏

      摘要:废弃动物尸体酸解为氨基酸能够有效解决农业生产中动物尸体带来的环境污染问题,本研究利用此类病死动物资源水解的的氨基酸研制生物有机肥,以期在研制出低成本高品质生物有机肥的同时推进新型氨基酸的利用。本文首先比较了根际功能菌BaBacillus amyloliquefaciens SQR9在添加不同浓度酸解氨基酸液有机肥中的固体发酵效果及不同浓度酸解氨基酸水解液发酵的生物有机肥盆栽促生效果,进而确立了生物有机肥的氨基酸添加浓度。再进一步通过黄瓜、辣椒和玉米盆栽试验,评估了所研制新型生物有机肥的促生效果。研究结果表明:酸解氨基酸水解液添加量为20%时,所研制生物有机肥中功能菌数量最高,达到2.25×108 CFU/g,是未添加氨基酸对照的3倍。黄瓜盆栽促生试验表明,氨基酸添加量为20%所发酵的生物有机肥促生效果优于其他处理和对照,株高、茎粗、叶绿素、鲜重和干重值均为最高,根围土壤中功能菌的数量达2.51×105 CFU/g。不同作物盆栽试验结果表明,添加氨基酸研制的含菌株SQR9 生物有机肥处理的促生效果优于添加化肥研制的含菌株SQR9 生物有机肥、有机肥直接接种菌株SQR9研制的生物有机肥、普通有机肥和添加氨基酸的普通有机肥处理,同时施用含SQR9菌株的肥料促生效果优于施用不含功能菌的相同配方制造的有机肥处理,表明,利用菌株SQR9研制的生物有机肥具有良好的促生效果,相比于化肥,添加氨基酸固体发酵功能菌后更加有益于功能菌促生功能的发挥。在各种作物根围土壤中的微生物涂布试验中,添加氨基酸研制的含菌株SQR9 生物有机肥处理的功能微生物数量显著高于其他处理。综上,添加20%的氨基酸水解液能够有效促进功能微生物在有机肥中的繁殖,固体发酵形成的生物有机肥具有优异的促生效果。

    • 土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

      2018, 50(2):277-283. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.008

      摘要 (1323) HTML (0) PDF 304.14 K (1556) 评论 (0) 收藏

      摘要:试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明,在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0% ~ 50% 田间持水量范围内,或水势在60 ~ 100 kPa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100% 田间持水量时,或水势低于60 kPa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r > 0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e0.0066xr=0.91。

    • 不同调控措施对酸性富硒土壤硒有效性及水稻产量性状的影响

      2018, 50(2):284-290. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.009

      摘要 (1234) HTML (0) PDF 293.39 K (1364) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过盆栽试验,研究了钙镁磷肥与氨基酸叶面肥混施共5种不同调控处理对酸性富硒土壤有效硒、水稻各部位硒含量以及其籽粒有机硒含量的调控效果。试验共分为6个处理:①CK,常规钙镁磷肥用量,0.2 g/kg;②P1,单施低量钙镁磷肥,0.4 g/kg;③P2,单施高量钙镁磷肥,0.6 g/kg;④B,单施氨基酸叶面肥,1 500 ml/hm2;⑤P1+B,单施低量钙镁磷肥并配施氨基酸叶面肥,0.4 g/kg + 1 500 ml/hm2;⑥P2+B,单施高量钙镁磷肥并配施氨基酸叶面肥,0.6 g/kg + 1 500 ml/hm2。结果表明:在无外源硒素添加的前提下,不同调控措施均能有效提高酸性富硒土壤中硒的有效性。高用量的2个处理(P2,P2+B)对提高土壤硒有效性的效果最佳,分别使土壤有效硒的含量提高了43.54 μg/kg和42.16 μg/kg,使水稻籽粒有机硒含量分别相应提高了39.27 μg/kg和28.65 μg/kg,5种处理的增幅均达到了极显著水平(P <0.01)。

    • 冬油菜与杂草对长期不同施肥的差异性适应

      2018, 50(2):291-297. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.010

      摘要 (1258) HTML (0) PDF 2.05 M (1352) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究长期水旱轮作条件下,施肥模式对田间冬油菜、杂草、土壤养分及冬油菜-杂草空间分布的影响,为长江流域冬油菜轻简化生产提供依据。2011年在湖北省粮油主产区——江汉平原布置水稻-冬油菜轮作肥效定位试验。2016年冬油菜收获期,调查农田杂草群落多样性和分析油菜-杂草-土壤养分三者状况。结果表明,长期土壤养分亏缺会显著影响油菜-杂草的生长和空间分布、形成不同的杂草优势群落。平衡施肥(NPK处理)有助于增加冬油菜根茎粗、有效分枝数、角果数和最终产量,降低杂草总生物量,提高杂草群落多样性Shannon-Wiener指数。与NPK处理相比,–N、–P和 –K均会不同程度地降低籽粒、茎秆、角壳和杂草的养分吸收量,尤以 –P处理降幅最为明显。与土壤养分含量的初始值相比,长期不施用化肥会引起土壤氮磷钾有效含量下降,尤其对于土壤钾,现有平衡施肥措施不足以弥补农田钾素亏缺,应重视秸秆还田的补钾效果。总之,长期科学的农田养分管理与调控措施,不仅可以降低杂草对冬油菜的危害、增强生物多样性和形成良性的油菜-杂草竞争环境,也有利于减少化学药剂使用、推动冬油菜的轻简化生产。

    • 滴灌减氮对植烟土壤无机氮变化及烟株氮积累的影响

      2018, 50(2):298-304. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.011

      摘要 (1163) HTML (0) PDF 347.81 K (1437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确滴灌施肥条件下减量施氮对土壤无机氮变化特征、烟株氮积累规律的影响,于2016年在登封进行了田间试验,试验共设置5个处理:T0:不施氮肥;T1:常规施肥;T2:减氮15%;T3:减氮30%;T4:减氮45%。分析了0 ~ 20、20 ~ 40、40 ~ 60 cm土层无机氮含量及烟株氮积累量变化,并对0 ~ 20 cm土层无机氮含量拟合曲线及烟株氮积累拟合曲线特征值进行分析。结果表明,滴灌施肥能够显著提高栽后40、50 d 时0 ~ 20 cm土层无机氮含量,显著降低栽后50 d 时40 ~ 60 cm土层无机氮含量;减氮15% ~ 30% 对烟叶产量、生育期内烟株氮素积累量均无显著影响,减氮45% 烟叶产量、烟株氮积累量、烟叶氮积累量分别显著下降11.52%、10.53%、10.50%;氮肥农学效率(NAE)、氮肥偏生产力(NPFP)均以T4处理最高,且随施氮量增加逐渐下降,氮肥表观利用率(ARE)以T3处理最高,氮收获指数(NHI)、氮肥生理利用率(NPE)与施氮量间无明显关系。减施氮肥土壤无机氮下降持续时间及烟株氮素快速增长时间会延长,无机氮最大下降速率及烟株最大氮积累速率降低,不利于烟株氮素快速积累。因此,综合考虑认为,在该地区条件下,滴灌施肥减氮15% ~ 30% 有利于氮肥高效应用。

    • 连续施用有机肥对连作花生根际微生物种群和 酶活性的影响

      2018, 50(2):305-311.

      摘要 (1437) HTML (0) PDF 428.28 K (1686) 评论 (0) 收藏

      摘要:花生连作导致土传病害易发,严重制约其产量和品质。为探讨持续施用有机肥缓解连作花生病害发生的防治机理,大田条件下研究了连续6年施用化肥、普通有机肥和生物有机肥(接种内生菌拟茎点霉B3)后对连作花生根腐病、根际土壤典型微生物种群和酶活的影响。结果表明:与单施化肥相比,持续施用普通有机肥和生物有机肥可有效控制连作花生土传病害发生,荚果产量提高23.8% 和47.9%。连续施用普通有机肥和生物有机肥均显著提高根际过氧化氢酶、脱氢酶和酚氧化酶活性,荧光定量PCR进一步测定出连续施用有机肥可显著增加连作花生根际细菌和真菌的数量,说明连续施用有机肥后连作花生根际微生物活性显著提升。连续施用普通有机肥和BOF显著增加了连作花生根际有益微生物种群的数量,其中放线菌增加0.9倍和1.6倍,假单胞菌增加10.9倍和13.1倍,伯克氏菌增加2.6倍和1.9倍,芽孢杆菌增加1.1倍和2.1倍;然而连续施用有机肥对连作花生根际主要致病微生物种群(如镰刀菌属和青枯雷尔氏菌)无明显影响。表明通过持续施用有机肥可有效提高连作花生根际有益微生物种群的数量和土壤酶活性,进而改善连作花生根际微生态环境,增强连作土壤抑病能力,以达到控制连作花生土传病害易发的目的。

    • 有机物料类型对烟草根际微生物及烟叶产质量的影响

      2018, 50(2):312-318. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.013

      摘要 (1180) HTML (0) PDF 241.69 K (1491) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为土壤微生物重要的碳、氮源,有机物料在调节根际微生物群落结构、改善土壤养分循环、提高作物产质方面发挥着重要作用。本文以常规化肥处理为对照,设定等有效氮条件下水稻秸秆还田、油菜绿肥翻压和饼肥(腐熟)等3种有机物料类型对烟草根际土壤酶活性、微生物功能多样性及烟叶产质的影响,以期为合理施用有机物料来提高烟叶品质提供科学依据。结果表明,稻草还田和油菜绿肥翻压处理显著提升了烟草根际脲酶活性,但对根际过氧化氢酶活性无显著影响;Biolog分析发现稻草还田和油菜绿肥翻压显著提高了烟草生育后期根际微生物群落的代谢活性和功能多样性指数,碳源利用类型差异是引起有机物料处理下烟草根际微生物群落变异的重要因素,其中糖类碳源影响最大。有机物料处理下烟叶化学指标无显著变化,但上中等烟叶比例显著提高,其中稻草还田和油菜绿肥翻压处理下烟叶产值分别比对照提高29.4%、19.8%。本研究表明,植烟土壤上合理采用有机物料部分替代化肥的施肥措施有效改善了烟草根际微生态环境,提升烟叶品质,可作为烟草优质生产的有效栽培措施。

    • 苏打盐碱化土壤pH与团聚体中球囊霉素相关土壤蛋白含量的关系

      2018, 50(2):319-325. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.014

      摘要 (1238) HTML (0) PDF 312.81 K (1846) 评论 (0) 收藏

      摘要:球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein, GRSP)在土壤团聚体形成中起重要作用,与土壤团聚体稳定性正相关。土壤盐碱化破坏土壤结构,降低土壤中GRSP含量,但影响多大尺寸团聚体GRSP含量并不清楚。本文采集45个松嫩盐碱化草地土壤样品,通过干筛法分离出直径<0.25、0.25 ~ 1 mm和1 ~ 2 mm三种不同粒级团聚体,采用 Bradford 法测定土壤中GRSP含量,并测定土壤盐碱化指标,经Pearson相关分析和前向选择变量多元线性回归分析,结果显示:土壤pH显著影响各粒级团聚体总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量和难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)含量,二者存在显著负相关关系,特别是0.25 ~ 1 mm粒级团聚体DE-GRSP含量与土壤pH存在极显著负相关关系,可解释22.3% 的DE-GRSP含量变化。土壤pH、电导率、碱解氮和有效磷对各粒级团聚体易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)影响不显著。结果表明土壤苏打盐碱化影响0.25 ~ 1 mm团粒结构中较稳定的DE-GRSP含量,可能对土壤团聚体胶联和土壤碳存储产生负影响。

    • 生物质炭和秸秆长期还田对红壤团聚体和有机碳的影响

      2018, 50(2):326-332. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.015

      摘要 (1489) HTML (0) PDF 316.58 K (1677) 评论 (0) 收藏

      摘要:生物质炭和秸秆还田是提高土壤有机碳含量和改良土壤团聚体结构的有效方法,但在长期尺度上生物质炭与秸秆还田改良土壤的效率仍不清楚。本研究针对中亚热带第四纪红黏土发育的红壤,基于等碳量不同碳源投入的5 a田间定位试验,包括对照、单施化肥、秸秆还田、秸秆-猪粪配施和生物质炭还田5个处理,采用干筛和湿筛法分析了不同施肥处理对土壤团聚体组成、稳定性和有机碳分布的影响。研究表明:施用等碳量的不同有机碳源5 a后显著增加了土壤有机碳含量,其增幅顺序为:生物质炭还田>秸秆-猪粪配施>秸秆还田。干筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆-猪粪配施和生物质炭还田处理显著增加>0.25 mm机械稳定性团聚体含量( R0.25)和平均重量直径(mean weight diameter, MWD);秸秆还田和生物质炭还田处理显著增加了0.25 ~ 2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。湿筛法分析结果表明:与单施化肥处理相比,秸秆还田和秸秆-猪粪配施处理显著增加R0.25和MWD,但生物质炭还田处理和单施化肥处理相比差异不显著;秸秆还田和秸秆-猪粪配施处理显著降低团聚体破坏率(PAD),生物质炭还田处理显著增加了PAD;秸秆配施猪粪处理和秸秆还田处理显著增加了>2 mm团聚体对土壤有机碳的贡献率。总体上,秸秆配施猪粪协同提高团聚体有机碳含量和团聚体稳定性的作用比秸秆还田和生物质炭还田要强。

    • 生物质炭对茂兰喀斯特森林土壤呼吸与有机碳的影响

      2018, 50(2):333-340. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.016

      摘要 (1106) HTML (0) PDF 334.67 K (1443) 评论 (0) 收藏

      摘要:以贵州茂兰喀斯特国家自然保护区原始森林中的优势种青冈(Cyclobalanopsis glauca)凋落物(L)和对应的森林土壤(S)为研究对象,在两种不同温度(400 ℃、600 ℃)下将凋落物制成生物质炭(BC400、BC600),设置土壤(S)、土壤+凋落物(S+L)、土壤+BC400(S+BC400)、土壤+BC600(S+BC600)4个处理进行室内培养 (1 kg土中加12.5 g生物质炭),在培养过程中动态监测土壤呼吸、土壤有机碳、碳氮比和pH,分析青冈凋落物与其生物质炭对森林土壤呼吸和有机碳含量等变化的影响。结果表明:在添加量为12.5 g/kg的条件下,25 ℃ 培养180 d后,与对照组相比,3组添加不同物质的处理S+L、S+BC400、S+BC600中碳的净释放量分别增加了34.98%、42.45%、9.83%,青冈凋落物与其生物质炭的添加均对土壤呼吸起到了明显的促进作用(P<0.05);对培养前后土壤有机碳含量对比发现,低温生物质炭(BC400)的添加促进了微生物对土壤有机碳的转化,而高温生物质炭(BC600)作用相反,从短期来看,具有一定的固碳作用,为生物质炭在喀斯特森林土壤碳固定应用方面提供了参考依据。

    • 酸性土壤中亚硝态氮提取方法的改进

      2018, 50(2):341-346. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.017

      摘要 (1103) HTML (0) PDF 1.27 M (1364) 评论 (0) 收藏

      摘要:亚硝态氮(NO2--N)是土壤硝化和反硝化过程中很重要的一种中间产物,与土壤中含氮气体的产生密切相关。NO2--N在土壤中的转化极其迅速,尤其在强酸性条件下NO2--N极不稳定,2 mol/L KCl溶液提取过程中会大量发生分解。为了更准确地研究酸性土壤中的NO2--N变化,必须选择合适的提取剂,以实现土壤中NO2--N的高效提取。本文采用15N标记方法,系统比较了不同方法提取土壤NO2--N和NH4+-N 的回收率,提出了改进措施。结果显示:调节强酸性土壤初始pH为6.0和8.0处理,经2 mol/L KCl溶液提取,提取液的pH分别保持在4.8和5.8左右,显著高于对照(3.8)。pH与振荡时间对酸性土壤NO2--N和NH4+-N的回收率存在显著的交互影响。振荡时间30 min以内,pH 6.0和pH 8.0处理,NO2--N的回收率最高;而振荡时间为30 min时,未调节pH和pH 6.0处理NH4+-N的回收率最高。综合考虑,提取土壤无机氮时,土壤/KCl悬浮液的pH保持在5.0 ~ 6.0,振荡时间30 min,能同时满足对土壤NO2--N和NH4+-N的提取。对于强酸性土壤(pH<6.0),本研究推荐使用KCl溶液和pH 8.4的缓冲液混合溶液(KCl溶液/缓冲液比为4/1)作为提取液(土/液比为1/5)。对于pH在7.5以上的土壤样品,推荐使用KCl溶液和pH 7.5的缓冲液混合溶液(KCl溶液/缓冲液比为4/1)作为提取液(土/液比为1/5)。对于pH在6.0 ~ 7.5的土壤样品,可以直接使用2 mol/L KCl溶液提取。

    • 等氮量下不同分施次数对燥红壤N2O排放的影响

      2018, 50(2):347-352. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.018

      摘要 (1209) HTML (0) PDF 290.84 K (1955) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过室内培养试验研究等氮量下不同施肥次数对N2O排放的影响。试验设一次性施氮(S1,将200 mg/kg氮肥一次性施入土壤),二次分施(S2,将200 mg/kg氮肥分两次平均施入土壤),三次分施(S3,将200 mg/kg氮肥分80、60、60 mg/kg 3次施入土壤)和空白(CK,不施肥)4个处理。培养在65% 田间持水量,30 ℃ 恒温箱中进行。结果表明,氮肥施入显著促进土壤N2O排放;等施氮量下,不同分施次数使土壤pH呈显著性差异,而土壤pH的差异又影响了土壤N2O累积排放量;分施次数越多,土壤酸化程度越强,N2O累积排放量越少。因此,在等施氮量下,要充分考虑土壤酸化、N2O排放、NO3--N积累以及施肥成本等,确定合理分施次数。

    • 生物质炭对磺胺类抗生素在坡耕地紫色土中吸附-解吸及淋溶过程的影响

      2018, 50(2):353-360. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.019

      摘要 (1278) HTML (0) PDF 456.96 K (1911) 评论 (0) 收藏

      摘要:吸附-解吸是影响抗生素类污染物在土壤中迁移转化及生物有效性的重要过程,本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,通过批量平衡实验和柱实验研究生物惹麻烦炭施用(投加量0 (B0)、39.75 t/hm2 (B1)和198.75 t/hm2 (B2))及田间老化作用(夏季干湿交替)对3种典型磺胺类抗生素(磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)及磺胺甲恶唑(SMZ))在紫色土中的吸附-解吸和淋溶行为的影响。结果表明:在几种处理中,3种磺胺类抗生素吸附强弱的顺序都表现为SD>SMZ>SM2;与B0处理相比,添加生物质炭能增加土壤对3种抗生素的吸附能力,其中SM2的吸附显著增加(P<0.05),但这种促进作用在经过老化过程后有所减弱。在解吸过程中,3种抗生素的Freundlich常数Kf大小顺序为SD>SMZ>SM2,表明SD在土壤中吸附容量最大且不易解吸,其次是SMZ和SM2;相应的迟滞系数H大小顺序为SDn值趋势一致,表明紫色土对SD亲和力最强,解吸最难,而SM2则解吸最易,可逆性最强。与B0处理土柱相比,3种磺胺抗生素在B1处理土柱中迁移更慢。

    • 土壤、水稻籽粒镉含量相关性分析及水稻产地土壤镉临界值的研究

      2018, 50(2):361-368. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.020

      摘要 (1347) HTML (0) PDF 362.08 K (1888) 评论 (0) 收藏

      摘要:在全国采集8个水稻产区、不同镉(Cd)含量的水稻土,添加0 ~ 4 mg/kg外源Cd,通过盆栽试验,分析水稻土、水稻籽粒Cd含量间的相关性,基于水稻籽粒Cd含量符合食品安全国家标准污染物限值(GB 2762–2012)的前提,确定8个水稻产地土壤的Cd临界值。结果表明:水稻土中Cd含量为0.20 ~ 6.27 mg/kg时,随土壤Cd浓度增加,水稻生长没有出现Cd毒害症状。籽粒Cd含量随水稻土Cd浓度的增加而增加,Logistic方程拟合表明籽粒Cd含量和水稻土Cd浓度间相关性显著;依据食品安全国家标准中稻米Cd 限量值(0.2 mg/kg),反推得到8种水稻土Cd临界值范围为0.70 ~ 4.79 mg/kg,与现行土壤环境质量标准(GB15618–1995)相比,均高于其相应限值(0.3 mg/kg、pH≤7.5,0.6 mg/kg、pH>7.5);对土壤理化性质和水稻土Cd临界值间关系进行多元回归分析,发现水稻土Cd临界值与pH和土壤黏粒显著相关(R2 = 0.83,P<0.01)。

    • 博斯腾湖湿地边缘带农田土壤重金属的污染风险评价

      2018, 50(2):369-375. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.021

      摘要 (1357) HTML (0) PDF 1.28 M (1424) 评论 (0) 收藏

      摘要:对新疆博斯腾湖湿地边缘带农田土壤中8种重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)地球化学特征进行分析。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)和生态风险预警指数(IER)对农田土壤重金属污染与环境风险进行评价。结果表明:①湿地边缘带农田土壤Pb和Zn呈现重度污染,As、Cd、Cr和Ni轻度污染,Cu轻微污染,Mn无污染。土壤As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn平均含量处于轻微风险水平。Cd是污染程度与生态风险等级最高的重金属元素;②湿地边缘带农田土壤PLI平均值为1.43,呈现轻度污染,RI平均值为20.62,呈现轻微生态风险状态,IER的平均值为 –4.53,呈现无警态势。湿地边缘带PLI、RI与IER空间分布格局基本一致;③湿地边缘带农田土壤Pb与Zn来源主要受到人类活动的影响,Cr、Cu、Mn与Ni来源主要受到土壤地球化学作用的控制,As与Cd受自然因素和人为因素共同影响。

    • 露天煤矿周边不同深度土壤重金属空间变异及分布特征

      2018, 50(2):376-384. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.022

      摘要 (1167) HTML (0) PDF 4.99 M (914) 评论 (0) 收藏

      摘要:以准东露天煤矿周边为研究对象,对矿区周围52个土壤样点分别采取0 ~ 10、10 ~ 20和20 ~ 30 cm不同深度的土壤样品,在室内测定了Zn、Cr、Hg和As 4种重金属含量。采用地统计学方法,定量分析了不同深度土壤重金属元素的空间变异性,并通过普通克里金插值深入分析了其水平和垂直方向的空间分布规律。研究表明:土壤重金属元素含量大小顺序为Cr>Zn>As>Hg,其中Cr、Hg和As的均值分别超过了新疆背景值的0.6倍、2.1倍和1.8倍,超标率均在60% 以上,存在较严重的污染。从空间变异性来看,半方差函数符合高斯、指数和球状模型,其块金值均为正值,说明易受正基底效应的影响,而表层和深层土壤重金属元素的块金系数均在25% ~ 75%,呈现中等空间相关性,受随机因素和结构性因素共同作用的影响。重金属元素在水平空间分布具有一定的规律性,其高值密集在矿区周边及工业园附近,而低值出现在研究区南部和古尔班通古特沙漠边缘,总体呈现南北方向递增趋势;而垂直分布上,Zn和Hg元素随深度的增加其含量递减,而As元素在表层和其他两层的空间分布上存在较大的差异。

    • 毕节市耕地土壤pH的空间变异特征与影响因素

      2018, 50(2):385-390. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.023

      摘要 (1307) HTML (0) PDF 366.86 K (1998) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨耕地土壤pH的空间变异及影响因素,以贵州省毕节市为研究区域,开展了耕地土壤pH的实地监测调查,获取了各监测点的空间位置和属性数据。结合地统计学和GIS方法,探讨了耕地土壤pH的空间变异特征。结果表明:毕节市0 ~ 10 cm层耕地土壤pH分布于5.12 ~ 9.20,土壤pH最优插值模型:趋势指数为1,插值模型为有理二次方程式,块金值与基台值之比为65.10%,表现出中等的空间相关性,说明结构性因素(自然因素)对0 ~ 10 cm层耕地土壤pH影响较大。在不同母质中,耕地土壤pH从小到大为:基性岩类、砂页岩类、河流冲积物、碳酸盐岩类、紫色岩类、泥质岩类、石英岩类。在不同土壤类型中,耕地土壤pH由小到大为:6.29、6.83、7.07、7.17、8.20,对应土壤类型分别为:石灰土、黄壤、黄棕壤、紫色土、棕壤。与地形的相关分析表明,耕地土壤pH与高程、坡度、坡向分别为中等相关、弱相关、中等相关。总的来说,耕地土壤pH受结构性因素(自然因素)和人为因素影响的共同作用。

    • 基于CA-Markov模型的土地利用景观格局预测研究

      2018, 50(2):391-397. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.024

      摘要 (1044) HTML (0) PDF 1.41 M (1975) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用景观格局分析及预测,对平衡经济发展和生态保护、实现土地可持续生态利用和保护管理具有重要意义。本文以江西省抚州市东乡县为例,利用2005年和2015年两期遥感影像,获取东乡县土地利用类型转化数据,结合景观生态学研究了东乡县近10年的土地利用景观格局变化特征;运用CA-Markov模型对土地利用变化过程进行模拟,预测和分析了东乡县未来10年土地利用景观格局特征。结果表明:东乡县在过去10年建设用地、耕地分别增加了71.82 、10.76 km2,水域、林地和未利用地相应减少,减少幅度顺序为未利用地>水域>林地;各景观斑块分布均匀,景观多样性增加;景观形状趋于简单,相互之间连通性降低、关系变弱。人类经济活动及土地利用政策对东乡县景观格局有显著影响。到2025年东乡县建设用地将增加68.72 km2,水域、林地和未利用地仍将不断减少,但耕地有所增加;景观斑块数增加,形状略趋复杂;景观异质程度提高,有向多样化、均匀化发展的变化趋势。总体来说,东乡县景观格局正逐步朝着稳定、均匀和多样的方向发展,但仍需加大力度保护和增加耕地资源,控制和合理规划建设用地,维持生态环境平衡。

    • 基于137Cs的新疆准东地区不同土地利用类型 土壤风蚀特征研究

      2018, 50(2):398-403. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.025

      摘要 (1184) HTML (0) PDF 266.29 K (1455) 评论 (0) 收藏

      摘要:风力侵蚀是准东干旱与半干旱地区土地沙漠化的关键因素,通过野外考察和土壤137Cs取样分析,对准东地区不同土地利用类型下土壤137Cs分布特征及风力侵蚀进行了初步研究。研究表明,不同土地利用类型土壤137Cs剖面分布特征不同,137Cs基本分布在0 ~ 20 cm,甚至更浅,137Cs活度值介于0 ~ 65.50 Bq/kg;各样点137Cs总量介于0 ~1 698.29 Bq/m2,其中背景值为1 698.29 Bq/m2,不同地类137Cs总量排序为:低平地草甸(背景值样点) >灌丛沙堆>荒漠草地>砾石戈壁>盐碱地>耕地>固定沙地>半固定沙地>风蚀裸地;估算出耕地和非耕地各样点的风蚀速率,耕地平均风蚀速率为744.50 t/(km2·a),非耕地风蚀速率介于945.06 ~ 4 404.01 t/(km2·a) 之间,平均值为2 589.96 t/(km2·a)。

    • 基于遥感和GWR的兰州中心城区夏季热场 格局及与土地覆盖的关系

      2018, 50(2):404-413. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.026

      摘要 (1134) HTML (0) PDF 10.23 M (1028) 评论 (0) 收藏

      摘要:兰州是河谷型城市的典型代表,利用多期Landsat遥感影像,定量反演兰州中心城区1990—2015年的夏季地表温度,分别采用普通线性回归模型(OLS)和地理加权回归模型(GWR)拟合土地覆被变化比例与地表温度的关系,分析其空间非稳定性。结果表明:空间分布上,兰州市中心城区夏季地表温度高的区域主要集中在南北两山的未利用地,黄河流经的河谷盆地温度较低;城市热岛比例指数也呈现出先下降后增长的特点。土地覆被变化比例对地表温度的变化影响显著,且二者之间存在空间上的非稳定性,地理位置和周边环境是产生空间非稳定性的主要原因。OLS回归模型会高估或低估不同土地覆被类型的增温或降温能力,GWR模型的拟合结果优于OLS模型,能够更直观准确地量化土地覆盖比例与地表温度二者关系的空间非稳定性时空格局。

    • 不同类型地膜覆盖对玉米农田水热状况及产量的影响

      2018, 50(2):414-420. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.027

      摘要 (1241) HTML (0) PDF 475.12 K (1620) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高我国北方旱地作物的水分利用效率,探索可降解类型地膜的应用前景,在山西省农科院东阳试验基地,于2015年和2016年连续定点定位设置普通地膜、渗水地膜、生物降解地膜、光降解地膜4种不同类型地膜覆盖模式,以不铺膜为对照,研究不同类型地膜覆盖模式对农田水热效应和玉米产量的影响。研究结果表明:4种覆膜处理下的土壤温度在生育前期土表处分别较不铺膜处理高3.1 ~ 5.9℃;渗水地膜和生物降解地膜处理的水分利用效率显著高于其他处理(P<0.05),光降解地膜和普通地膜处理次之,不铺膜对照处理最低,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理的水分利用效率分别较对照高11.0、5.9、12.8、5.4 kg/(mm·hm2)。产量方面,与对照相比较,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理2015年的增产率分别为20.3%、0.1%、15.4%、8.8%;2016年的增产率分别达到44.8%、36.1%、53.6%、31.6%,表现为生物降解地膜>渗水地膜>普通地膜>光降解地膜。地膜增温保墒作用下,处理之间的增产效果与水分利用效率变化协同,其中生物降解地膜能够显著提高玉米的水分利用效率及产量,在未来可替代普通地膜推荐应用到旱地玉米中,同时达到缓解农田残膜污染的效果。

    • 离子型稀土矿体中溶液非均匀性渗透对浸取率的影响

      2018, 50(2):421-427. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.028

      摘要 (1350) HTML (0) PDF 892.18 K (1360) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究离子型稀土矿体中浸取剂溶液的非均匀渗透对浸取率和浸取深度的影响,在江西安远的离子型稀土矿山开展了亮蓝和硫酸铵混合溶液的注液坑入渗试验,亮蓝用于示踪溶液渗透过程,硫酸铵用于反映渗透过程的离子交换,获取矿体中溶液的非均匀渗透过程,运用形态学图像处理技术,计算染色剖面染色图像指数和多重分形谱谱宽,分析非均匀渗透过程对稀土离子浸取深度的影响。研究结果表明:江西安远离子型稀土矿体非均匀性参数变异系数属于中等变异性,浸取剂溶液在稀土矿体的渗透过程具有多重分形性质,相对于基质流深度、染色深度和染色面积比等剖面染色图像指数,多重分形谱谱宽与优先流比对非均匀渗透过程更灵敏;随优先流比增加,浸取率降低,浸取深度也减小。

    • 滇东高原红壤酸处理后粒度增粗现象及原因探究

      2018, 50(2):428-433. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2018.02.029

      摘要 (1264) HTML (0) PDF 1.59 M (1923) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来常有南方红壤样品在加酸处理后粒度不但没有减小反而增粗的现象报道。为了探究这一现象存在的规律及其原因,本研究在滇东高原选取了西南地区分布最广的3类母岩(碳酸盐岩、玄武岩、泥页岩)发育的红壤开展研究,结果发现:3种母岩发育的红壤加HCl处理后,<2 μm的颗粒组分明显减小,中值粒径和平均粒径明显增粗,其中以碳酸盐岩红壤粒度增粗幅度最大。元素和矿物分析结果显示,3种红壤氧化铁含量都超过100 g/kg,碳酸盐岩红壤主要黏土矿物为三水铝石和高岭石,玄武岩红壤为高岭石,泥页岩红壤为三水铝石和蒙脱石。用DCB(citrate-bicarbonate-dithionite)法除去土壤氧化铁,样品再进行加酸消解处理后粒度均变细。结合两性胶体的电荷零点理论,本研究认为加酸促使红壤样品中的氧化铁和三水铝石胶体(两性胶体)带更多正电荷,与带负电荷的黏土矿物胶体之间的黏附作用增强,从而导致粒度变粗。这一结果说明加酸消解前处理方法可能不适用于南方风化程度较高的红壤的激光粒度测试。

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