• 2022年第54卷第2期文章目次
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    • >专论与综述
    • 烟田土壤酸化原因及调控技术研究进展

      2022, 54(2):211-218. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.001

      摘要 (450) HTML (2289) PDF 3.56 M (1917) 评论 (0) 收藏

      摘要:烟田土壤酸化问题已成为我国烟田土壤质量和烟草生产的主要限制因素,然而,到目前为止对烟田土壤酸化机理及调控技术尚缺乏系统性研究及总结,极大地限制了我国烟田土壤酸化改良进程和烟叶可持续生产。本文综述了近些年来国内外烟田土壤酸化机理及调控技术的研究进展,定量分析了不同致酸因子对烟田土壤酸化的贡献,揭示了盐基离子的投入和输出不平衡(输出>>投入)是导致烟田土壤酸化的主要原因。此外,氮肥的不合理施用、不均衡的养分管理和酸沉降等也会加速烟田土壤酸化。在此基础上,提出了相应的酸化调控措施:施用石灰和碱性改良剂是最常用且有效的措施,但必须注意的是,在改良酸化土壤的同时要注重保护和修复土壤的微生态环境,生物有机肥及农家肥等有利于保护和恢复土壤微生态。本文提出利用“碱度”作为酸碱平衡的杠杆,来确定改良物料的施用量,从而达到土壤酸碱平衡;同时应按照不同区域土壤酸化程度实现精准分类降酸治理,达到“精准降酸”,既有效地解决土壤酸化问题,又节约改良物料,提高经济效益。

    • Hydrus模型在中国的最新研究与应用进展

      2022, 54(2):219-231. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.002

      摘要 (525) HTML (4638) PDF 586.20 K (2092) 评论 (0) 收藏

      摘要:美国国家盐土实验室开发的Hydrus模型主要用于模拟包气带中水、溶质和热运移过程,目前在世界各地得到广泛应用。本文筛选了CNKI和Web of Science数据库收录的2017—2020年间中国学者发表的347篇以Hydrus为主题的研究论文,系统分析我国在Hydrus模型领域的研究进展。结果表明Hydrus能够较好地模拟不同介质中水与溶质的迁移转化过程。然而,目前我国的Hydrus应用研究大都局限于小区域或对室内土柱的一维模拟;研究中确定模型水力和溶质运移参数的过程有待规范与提高;部分研究缺乏对Hydrus模拟结果的系统评估。未来我国Hydrus模型研究有待加强的领域包括:①将Hydrus与不同环境领域模型进行耦合从而实现在流域等大尺度的全过程模拟;②基于实际研究需求,对Hydrus标准模块缺乏的功能进行扩展。

    • 压缩感知理论在地学空间数据重构中的应用进展

      2022, 54(2):232-239. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.003

      摘要 (126) HTML (1731) PDF 592.32 K (1764) 评论 (0) 收藏

      摘要:空间数据重构是根据离散、稀疏的点位数据构建介质属性完整空间分布的过程,地学领域中通常采用基于地质统计学的方法。压缩感知是21世纪信号处理领域的重大理论突破,地学领域的学者将其作为一种空间数据重构的新方法,在流体运动模型的静态参数反演和土力学性质重构中取得了良好效果。本文在简述压缩感知数学理论的基础上,阐述了基于该理论的空间数据重构方法在地学领域的研究进展,分析了该方法在土壤特性空间数据重构中的可行性,并提出了几点潜在的研究方向。

    • >研究报告
    • 过氧化脲及尿素配比对水培上海青生长及品质的影响

      2022, 54(2):240-246. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.004

      摘要 (456) HTML (2285) PDF 530.13 K (2052) 评论 (0) 收藏

      摘要:水培蔬菜中硝酸盐富集及供氧状况是当前水培体系亟待解决的问题。为降低水培上海青Brassica campestris ssp.Chinensis (L.)硝酸盐含量,本研究分别通过部分尿素替代日本园试配方中硝酸盐,以及不同过氧化脲(UHP)与尿素配比的方式,探究减硝增氧对水培叶菜生长及品质的影响。首先以30%、40%、50%、100%尿素替代硝态氮来优化日本园试配方,其中50%尿素替代处理能显著提高叶菜产量,同时对根系有明显促生作用。然后在此基础上以10%、30%、50%和80% UHP替代改良日本园试配方中的尿素,从而确定UHP、尿素及硝态氮的最佳比例。结果表明:随着UHP浓度的增加,营养液中溶解氧浓度显著增加,与对照相比,施用UHP的处理溶解氧浓度提高7.63%~39.70%。与对照相比,30% UHP处理增产27.65%,总根长、根表面积、根粗、根体积及根尖数分别增加24.68%、36.92%、16.90%、28.19%和28.89%,但高浓度(50%和80%) UHP处理显著抑制上海青生长。30% UHP处理显著提高上海青叶绿素含量及VC含量,与对照相比,分别增加71.25%和34.91%。随着UHP浓度的增加,上海青叶片硝酸盐含量呈下降趋势,与对照相比,10%、30%、50%和80% UHP处理硝酸盐含量显著降低3.89%、9.69%、22.71%和26.87%。因此,在蔬菜水培栽培管理中,适量增氧减硝能够刺激根系发育,同时有利于提高上海青的产量及品质,其中UHP:尿素:硝酸盐中氮含量比例为3:7:10为最佳配比。

    • 有机肥氮投入比例对香蕉生长及主要品质影响

      2022, 54(2):247-254. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.005

      摘要 (207) HTML (1215) PDF 523.31 K (1681) 评论 (0) 收藏

      摘要:探讨有机肥替代氮素在总氮投入中的不同比例对香蕉生长发育及主要品质的影响,可进一步揭示不同供肥模式与香蕉生长发育、果实主要品质等相关性,为找出最佳的有机肥替代比例提供理论支持。于福建漳州国家土壤质量数据中心观测监测点连续多年进行香蕉连作试验,其中,对照处理(CK)不施任何肥料,其他处理氮素施入量均为N 630 kg/hm2,以商品有机肥(MN)作为有机肥氮素代替不同比例的无机肥氮素(CN),按照有机肥氮素占总氮投入的百分比,设置3个处理,分别为M0(3/3 CN)、M1(2/3 CN+1/3 MN)和M2(3/3 MN)。通过比较分析2018年和2019年2年香蕉农艺性状、生育期和成熟果实主要品质等,研究不同有机肥氮替代比例对香蕉生长发育及主要品质的影响。结果表明:①M0处理和M1处理香蕉维持较高的生长势,生育期较短,产量明显高于M2处理,较高的有机肥氮替代比例明显限制了香蕉植株和果实的生长发育。②有机肥替代化肥提高了香蕉果实存储品质和风味品质,有机肥氮替代比例越高香蕉转色速率越快,货架期也相应延长,同时增加成熟果实可溶性糖含量,糖酸比提升明显。③土壤氮含量与香蕉风味品质形成相关程度高,成熟香蕉果实可溶性糖含量、糖酸比与土壤硝态氮、铵态氮含量呈极显著或显著负相关,香蕉可滴定酸含量与土壤硝态氮含量呈显著正相关。土壤速效氮含量较高时,香蕉糖度降低,酸度相应增加,风味品质下降。④成熟香蕉果实大部分挥发性成分为酯类,分别占总挥发性成分的93.36%~98.66%。M1处理有10种酯类化合物含量最高,其中乙酸异丁酯、丁酸乙酯、异戊酸乙酯、异丁酸异丁酯、丁酸-2-甲基丙酯、异戊酸异丁酯、异丁酸异戊酯显著高于其他3个处理,而乙酸异戊酯和醇类化合物含量则较低。综上,在本试验条件下,大比例有机肥氮替代无机肥氮显著限制香蕉的生长发育,降低了香蕉单株产量,但提高了香蕉存储品质和风味品质。在正常施肥水平下,要维持香蕉较高产量和品质及适宜生长周期,有机肥氮投入比例1/3为较佳的施肥方式。

    • 施肥方式与施用生物质炭对设施菜地氨排放的影响

      2022, 54(2):255-261. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.006

      摘要 (259) HTML (1740) PDF 511.16 K (1554) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用通气法对设施菠菜和黄瓜在施用生物质炭与翻耕措施下土壤氨气(NH3)排放进行观测,探索设施菜地NH3减排的有效途径。观测表明,设施菠菜与黄瓜土壤NH3排放主要发生在施肥后一周内。在施化肥氮总量300 kg/hm2条件下,设施菠菜不施生物质炭和表施生物质炭处理的NH3排放量分别占总氮投入量的8.00%和10.15%,而翻耕措施分别降低各处理NH3排放38.34%和56.22%(P<0.05)。在施化肥氮总量600 kg/hm2条件下,设施黄瓜不施生物质炭和表施生物质炭的NH3排放量分别占总氮投入量的3.03%和4.80%,而翻耕措施分别降低各处理NH3排放9.45%和37.61%。设施菜地表施生物质炭增加土壤NH3排放,其中菠菜和黄瓜单位产量的NH3排放量分别增加52.58%和78.17%(P<0.05)。根据设施菜地NH3排放特点和不同处理的减排效果,建议减少基肥投入以控制NH3排放,并利用翻耕措施消除表施生物质炭对NH3排放的促进效应。

    • 年际环境温度变化驱动水稻产量及其构成对CO2浓度和温度升高的响应差异

      2022, 54(2):262-269. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.007

      摘要 (257) HTML (1703) PDF 535.63 K (1796) 评论 (0) 收藏

      摘要:大气CO2浓度([CO2])和温度升高是未来气候变化的主要情境,阐明水稻产量及其构成对[CO2]和温度升高的响应,是助力农业生产应对气候变化的重要组成部分。本文基于开放式[CO2]和温度升高(elevated temperature and CO2-free air controlled enrichment,T-FACE)试验平台的多年水稻生产数据,探讨了未来[CO2]和温度升高对水稻产量和产量构成的影响。结果表明:与对照(CT)相比,高[CO2](C+T)处理提高了水稻有效穗数和结实率,使水稻增产11.1%左右(5年平均);增温(CT+)1~2℃减少了有效穗数和穗粒数,使水稻产量下降10%~25%;高[CO2]和增温互作(C+T+)处理使水稻产量下降约10%,即高[CO2]并未完全抵消温度升高带来的负效应。多年试验数据比较发现,相同处理对产量的影响趋势较为一致,但年际差异明显。随着年际生育期环境温度的不断升高,水稻产量均呈不断下降趋势,且增温处理(CT+、C+T+)进一步降低水稻产量,但环境温度较低年份水稻产量比环境温度较高年份降幅低,因此环境温度的年际波动可能是影响水稻产量变化的重要因素。

    • 玉溪烟区烟叶镁含量分布特征及影响因素

      2022, 54(2):270-276. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.008

      摘要 (168) HTML (1594) PDF 412.75 K (1333) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究玉溪烟区烟叶镁含量的分布状况和影响因素,采集玉溪烟区烟叶和土壤样品,通过描述性统计、方差分析、相关性分析及回归分析的方法,明确了烟叶镁含量的整体分布状况及在不同海拔高度和坡度区间的分布特征,分析了其与土壤全氮、全磷、速效钾、有效镁、有效硼和氯离子之间的关系。结果表明:玉溪烟区烟叶镁平均含量为4.28 g/kg,变幅为0.94~9.17 g/kg,41.2%的烟叶镁含量处于适宜范围(4.0~15 g/kg)。除1 700~1 900 m海拔区间的烟叶镁含量均值(4.67 g/kg和5.57 g/kg)处于适宜范围外,<1 700、1 900 ~2 000 m和>2 000 m海拔区间的烟叶存在轻度缺镁(2.0~4.0 g/kg)状况。除5°~10°坡度区间的烟叶存在缺镁状况外,<5°和>10°坡度区间的烟叶镁含量(4.55 g/kg和4.34 g/kg)处于适宜范围。烟叶镁含量与土壤全磷和有效镁含量呈极显著线性正相关(P<0.01),与速效钾、有效硼和氯离子含量呈显著线性正相关(P<0.05)。在玉溪烟区需要适当增施磷、钾、镁和硼肥,进一步调控氮肥和氯肥的施用。

    • 勐海县甘蔗土壤养分空间分布特征及肥力评价

      2022, 54(2):277-284. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.009

      摘要 (215) HTML (1650) PDF 3.46 M (1687) 评论 (0) 收藏

      摘要:对勐海县10个甘蔗生产乡镇进行土壤调研取样,共采集0~20 cm土层样品200份,测定了土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量,运用ArcGIS的Kriging插值法分析了蔗区土壤肥力现状与空间分布特征,并采用改进后的Nemerow综合指数法评价了土壤的肥力等级。结果表明:勐海县蔗区土壤主要为酸性(pH 4.5~5.5)土壤,占比高达73.5%,pH<4.5的强酸性土壤占比9.5%;有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量总体较高,中等及以上等级占比分别为88.5%、83.5%、71.0%、91.5%、73.5%、85.0%。从空间分布特征看,勐海县南部土壤pH较高,有机质和速效氮磷钾含量偏低的区域主要在西部和南部部分乡镇,交换性钙镁含量则在西北部和中东部部分区域偏低。蔗区土壤肥力综合指数为1.52,土壤肥力等级为Ⅱ级,即中等偏上肥力水平。总之,勐海县蔗区土壤普遍呈酸性,大部分土壤肥力水平整体较高,只有个别地区部分养分含量较低,养分条件总体上适合甘蔗的生长。

    • 山梨醇螯合钙对NaCl胁迫下油菜种子萌发的影响

      2022, 54(2):285-290. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.010

      摘要 (183) HTML (1233) PDF 1.74 M (2043) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过控制钙源种类(螯合态钙和游离态钙)、两种形态钙配比(不同螯合率)及螯合态钙浓度等3组试验探究山梨醇螯合钙对NaCl胁迫下油菜种子萌发的影响。结果表明:当培养液中NaCl浓度为150或170 mmol/L时严重影响油菜种子的萌发和胚根生长,添加两种形态钙后均能显著提高NaCl胁迫下种子活力和发芽率,促进胚根的生长与伸长。NaCl胁迫下(浓度为170 mmol/L),添加不同螯合率的山梨醇螯合钙均可显著提高油菜种子的发芽势、发芽率,其促进顺序表现为70%>0 >40%>10%>100%,其中当螯合态钙占比为70%时对促进种子萌发效果优于单一硝酸钙或全螯合态钙。NaCl胁迫下(浓度为170 mmol/L),添加不同浓度的螯合态钙均可降低盐害作用,Ca2+浓度为0.897 g/L的山梨醇螯合钙处理种子发芽势最大;发芽结束时,添加Ca2+浓度为0.577 g/L的山梨醇螯合钙处理幼苗胚根长最长,当Ca2+浓度进一步提高会降低促进效果。综上,盐胁迫条件下,山梨醇螯合钙浸种能够降低盐害作用,其中螯合态钙与游离态钙按7:3比例共存对盐胁迫下油菜种子萌发促进效果最好,低浓度螯合态钙对盐胁迫下油菜种子萌发促进效果较好。

    • 曝气距离对植物源废弃物气流膜好氧发酵效率的影响

      2022, 54(2):291-297. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.011

      摘要 (147) HTML (1180) PDF 612.73 K (2046) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用工厂化气流膜堆肥方式,探究了距离风机不同位置对堆体中废弃尾菜配伍蘑菇渣和醋糟发酵效率的影响。试验将尾菜、醋糟和蘑菇渣按照鲜重比1:1:3混合均匀后,放入气流膜发酵槽中,覆盖戈尔膜,底部曝气发酵30 d,以靠近风机一侧的终点为0点,分别于距离风机1.5、4.5、9.0、13.5、16.5 m处取样,测定了堆肥过程中距风机不同位置的堆体温度、含水量、pH、碳氮比、发芽指数和养分等理化指标的变化。结果表明,堆肥过程中,距离风机不同位置物料间发酵效果具有一定的差异,至堆肥结束时,距离风机近的3个采样点(1.5、4.5、9.0 m)的腐熟物料总养分含量大于5%,分别达到了5.31%、5.20%、5.27%,而距离风机远的2个采样点(13.5、16.5 m)腐熟物料总养分含量分别为4.94%和4.83%;各位点肥料的发芽指数分别达到了102.8%、89.3%、98.0%、82.4%和85.5%,均在80%以上。进一步的豇豆田间试验结果表明,相比于施用未腐熟原料,施用各发酵点的腐熟物料均对豇豆有增产效果,且施用距离风机近的3个采样点的肥料处理效果更优,相比化肥处理的增产率分别为1.8%、4.52%和6.78%。综上,在气流膜发酵工艺中,距离风机不同距离的物料均能发酵腐熟,距离近的腐熟物料养分含量更高,田间促生效果更优异。

    • 基于文献计量的国内外人工林土壤地力研究

      2022, 54(2):298-306. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.012

      摘要 (223) HTML (1175) PDF 10.46 M (1781) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解国内外人工林土壤地力的研究进展和发展趋势,采用文献计量学方法,以中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集数据库相关文献为数据源,利用VOSviewer、HistCite等工具,从国家、机构、作者、研究热点方面对2021年之前的有关文献进行了计量分析。结果表明:国内外该领域年发文量呈逐渐增长趋势,国际上发文量前3位的国家是中国、美国和巴西;中国最先在该领域进行研究且与国际的合作交流较多,文献总被引频次位居前列;国内该领域发文机构主要为涉林高校及中国科学院下属研究所,国际上美国俄亥俄州立大学发表的文献质量明显突出,引用频次较高;现阶段国内外在该领域的研究主要围绕土壤微生物群落组成、土壤养分含量以及与土壤地力维持的关系,但多处在定量描述阶段,很少涉及微生物功能代谢与人工林下有机物质周转以及对土壤地力维持的影响机制,研究深度亟待提升。总之,国内外同行合作交流、学科间交叉融合以及新生研究力量的补充是未来有效提升该研究领域的关键所在。

    • 坝上地区退耕还林还草措施对土壤细菌的影响

      2022, 54(2):307-313. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.013

      摘要 (151) HTML (1498) PDF 609.94 K (1622) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河北坝上地区实施退耕还林还草18年后的耕地、林地、灌丛和草地为研究对象,通过测定土壤理化性质并结合氯仿熏蒸浸提法和高通量测序技术,分析了坝上地区退耕还林还草措施对土壤微生物生物量、细菌多样性和群落结构特征的影响。结果发现:林地的土壤含水量有微弱下降趋势,但不同植被恢复类型下土壤中的碳、氮、磷、钾等元素含量无显著差异。耕地中的土壤微生物生物量碳、氮均显著低于其他植被恢复类型。不同退耕措施下的土壤细菌群落组成均以酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为主。与耕地相比,林地、灌丛和草地土壤中细菌OTU多样性、群落丰富度和多样性呈下降趋势,但土壤细菌的群落结构组成尚未发生明显改变。研究结果表明在坝上地区实施退耕还林还草措施显著提高土壤微生物生物量,但对土壤细菌丰富度和多样性的影响不大。

    • 一株高效还原亚硒酸盐的粘质沙雷氏菌的分离鉴定及特性

      2022, 54(2):314-319. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.014

      摘要 (232) HTML (1470) PDF 4.01 M (1789) 评论 (0) 收藏

      摘要:从广西钦州市钦北区的富硒土壤中筛选出一株可高效还原亚硒酸盐的细菌QZB-1。16S rDNA基因序列分析确定菌株为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。研究发现菌株QZB-1可耐高达180 mmol/L的亚硒酸盐。进一步研究发现菌株QZB-1在36 h之内对1 mmol/L亚硒酸盐的还原率为95%,随着硒浓度升高还原率有所下降。正交实验表明,对菌株还原亚硒酸盐的影响程度依次是初始亚硒酸盐浓度>培养时间>接种量,最佳还原条件是初始亚硒酸盐浓度为1 mmol/L,接种量为10%,培养时间为36 h,此时菌株QZB-1对亚硒酸盐的还原率大于98.55%。研究结果表明新型亚硒酸盐还原菌粘质沙雷氏菌QZB-1可高效还原亚硒酸盐为单质纳米硒,可高效应用于亚硒酸盐污染水体和土壤的治理。

    • 生物质炭配施木灰对石灰性土壤固碳和微生物群落的影响

      2022, 54(2):320-328. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.015

      摘要 (211) HTML (1310) PDF 943.58 K (1449) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨生物质炭配施木灰对土壤碳固存和微生物群落的影响,通过118 d的室内培养试验,研究了单施生物质炭(B)、生物质炭配施木灰(B+W)处理下土壤碳固存、化学性质、酶活性、微生物群落组成的变化。结果表明:B、B+W处理均降低了CO2-C释放速率和累积释放量,且B+W处理推迟CO2释放速率峰值的出现;B、B+W处理均能提高土壤有机碳、无机碳含量。培养118 d时,B、B+W处理的微生物生物量碳高于对照,且B处理高于B+W处理;B+W处理提高了土壤pH与溶解性有机碳含量;B处理提高了土壤β-1,4-葡萄糖苷酶活性,B+W处理的β-1,4-木糖苷酶、β-1,4-葡萄糖苷酶活性分别较对照降低38.4%、15.3%,而蔗糖酶活性较对照提高61.4%。B处理对细菌丰富度和多样性无显著影响,却降低真菌Chao1、Ace指数;B+W处理虽降低了细菌丰富度和多样性,却能恢复真菌Chao1、Ace指数,并显著提高Shannon指数。培养118 d时,B处理提高了放线菌门相对丰度,降低了子囊菌门相对丰度;B+W处理的绿弯菌门及担子菌门相对丰度提高,拟杆菌门相对丰度降低。冗余分析发现,B、B+W处理通过改变土壤化学性质影响土壤微生物群落结构,土壤有机碳与pH分别是影响细菌、真菌群落结构最显著的土壤因子,且B+W处理在降低石灰性土壤碳矿化、维持真菌群落稳定性方面效果更佳。

    • 祁连山典型灌丛植物根系化学计量特征及其与土壤理化因子的关系

      2022, 54(2):329-337. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.016

      摘要 (242) HTML (1366) PDF 1.32 M (1732) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了揭示植物根系养分含量及其化学计量特征与土壤因子之间的关系,选择祁连山大野口流域的甘青锦鸡儿(Caragana tangutica)、鲜黄小檗(Berberis diaphana)、金露梅(Potentilla fruticosa)、鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)和吉拉柳(Salix gilashanica)等5种典型灌丛为研究对象,研究了植物粗根、细根化学计量特征及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明,粗根碳、氮、磷平均含量分别为569.55、7.86、1.02 g/kg,细根分别为541.38、8.61、1.10 g/kg,其中磷变异系数较高,碳变异系数最小;粗根C/N、C/P、N/P均值分别为86.63、729.78、9.77,细根分别为71.34、527.61、8.11;碳、磷含量高于中国植物根系平均水平,粗根氮含量高于中国植物粗根的平均水平,但细根氮含量低于中国植物细根的平均水平。土壤有效磷含量和质量含水量是影响粗根生态化学计量特征的主要因子,土壤有效磷含量和pH是影响细根生态化学计量特征的主要因子。

    • 地下水位及有机肥对红壤性水稻土有机碳活性组分的影响

      2022, 54(2):338-343. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.017

      摘要 (186) HTML (1349) PDF 423.49 K (1777) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用自1981年开始的红壤性水稻土长期定位试验,对耕层土壤有机碳活性组分、孔隙状况及团聚体进行分析,以探究不同地下水位(20、80 cm)和施肥(高量有机肥、常量有机肥、化肥)管理对红壤性水稻土有机碳活性组分的影响,并分析孔隙状况和团聚体对土壤有机碳活性组分的作用关系。结果表明:降低地下水位导致高量有机肥和化肥处理的轻组有机碳(LFOC)和颗粒有机碳(POC)含量显著降低,各处理的易氧化有机碳(EOC)含量则显著升高;长期施用有机肥显著提高土壤LFOC、EOC和POC的含量;双因素方差分析显示,施肥对有机碳活性组分的影响大于地下水位。红壤性水稻土粗大团聚体可促进毛管孔隙的形成,从而保护或稳定LFOC和POC;EOC受土壤孔隙状况及团聚体的影响不显著。因此,南方稻田土壤有机碳管理及肥力调控需关注地下水位变化和合理施用有机肥。

    • 秸秆还田深度对土壤团聚体组成及有机碳含量的影响

      2022, 54(2):344-350. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.018

      摘要 (297) HTML (2294) PDF 471.43 K (1850) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究玉米秸秆还田至不同深度后对土壤团聚体及有机碳含量的影响,采用田间微区试验,将秸秆磨碎后分别还田至0~10、10~20、20~30、30~40 cm 4个深度土层,同时设置不还田对照,共计5个处理,连续种植玉米两年后采集土壤样品,采用湿筛法将团聚体分为>2、2~0.25、<0.25 mm共3个粒级,测定了土壤及团聚体内有机碳含量。结果表明:①秸秆还田至不同深度后土壤的团聚体稳定性以及大粒级团聚体(>2 mm)含量均显著增加(P<0.05),秸秆还田至0~10 cm和30~40 cm后粒径>0.25 mm的团聚体含量增加幅度较大,对土壤结构的改善效果更佳;②粉碎状秸秆一次性还田至0~10、10~20、20~30 cm两年后土壤有机碳含量降低,还田至30~40 cm两年后土壤有机碳含量显著增加(P<0.05);③秸秆的输入会促进土壤中团聚体的团聚化过程,不同深度还田后对团聚体有机碳分布的影响不同,但都增加了大粒级团聚体内有机碳的含量。以上结果表明,秸秆还田会改善土壤结构,促进有机碳的转化,还田至30~40 cm对土壤的团聚化过程促进作用更明显,土壤有机碳含量显著增加,因此,30~40 cm为更合理的秸秆还田深度。

    • 长期梨树种植土壤团聚体组成及有机碳分布特征

      2022, 54(2):351-357. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.019

      摘要 (197) HTML (2330) PDF 479.29 K (1653) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究长期梨树种植土壤团聚体结构及其对土壤有机碳的影响,以砀山县良梨镇共12个年限的梨树土壤为研究对象,以果园附近农田土壤为对照,分析不同梨树种植年限土壤(0~20 cm)的团聚体粒级分布、土壤及各团聚体组分有机碳含量的动态特征。研究结果表明:随着种植年限的增加,土壤大团聚体(>0.25 mm)含量呈先上升后略有下降并趋于稳定的趋势,种植150 a处取得最大值达到798.8 g/kg。梨园土壤总有机碳含量、大团聚体有机碳含量相较对照农田土壤显著提高(P<0.05),分别提高了1.45倍和2.24倍,而微团聚体(<0.25 mm)有机碳含量显著下降。各个年限梨园土壤有机碳主要由大团聚体贡献,贡献率为68.06%~98.78%,相较农田土壤(39.76%)贡献率提高28.3%~59.02%;微团聚体的贡献率随着年限的增加而下降,表明梨园的长期种植促使有机碳从微团聚体向大团聚体分配。土壤大团聚体含量与有机碳含量呈极显著正相关(P<0.01),均随着种植年限的增加先上升后下降至稳定趋势。表明梨园种植有利于改善土壤结构,增加土壤的固碳潜力。

    • 雨强及播栽方式对太湖地区麦田径流氮磷流失的影响

      2022, 54(2):358-364. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.020

      摘要 (97) HTML (1704) PDF 642.06 K (1426) 评论 (0) 收藏

      摘要:为明确太湖地区麦田氮磷流失特征,通过田间模拟试验研究了播栽方式(条播、撒播)和降雨强度(低,30 mm/h;中,60 mm/h;高,90 mm/h)对麦田氮磷流失的影响。结果表明:初始产流时间与雨强显著负相关,而径流系数与雨强显著正相关(P<0.01)。径流氮磷浓度在径流初期较高,并随产流时间不断降低,且均可用对数函数描述。氮磷流失率随产流时间呈“先升后降”的变化趋势,中后期流失率最大。除中雨强下条播处理的氮素流失率最高外,氮磷流失峰值浓度和流失率均随雨强增大而增加。受径流系数和流失率影响,除中雨强下条播处理的氮素流失量最高外,两种播栽方式下氮磷流失量均随雨强增大而显著增加。氮素流失以NO-x-N为主(40%~62%),磷素流失以颗粒态磷为主(50%~71%)。另外,等雨强下条播处理的径流系数和氮磷流失量高于撒播处理。综上,降雨驱动的氮磷流失具有典型阶段特征,径流初期的氮磷浓度较高而中后期流失率较大,且条播麦田对雨强的响应更加强烈。

    • 三元复合肥料的酸度特征及其对土壤酸化的影响

      2022, 54(2):365-370. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.021

      摘要 (710) HTML (1995) PDF 636.28 K (1995) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前农田土壤酸化严重,而酸性复合肥在农业生产中广泛施用,其本身的酸度特征及其对土壤酸化的促进作用程度不清的问题,本研究对目前市面上12种国内外生产的氮磷钾三元复合肥料进行了调查,发现11种复合肥料呈酸性,其中pH为4.0~5.0的肥料达58%以上,含酸量可高达1.95 mol/kg,这些酸性肥料施入土壤中1 d内可显著降低土壤pH和提高土壤交换性酸的含量,因此酸性复合肥本身的酸性可显著促进土壤酸化。酸性复合肥料施入红壤培养时,在培养的第5天时肥料本身输入质子与氮转化产生质子的比值可高达204.6%,培养到60 d时最大比值仅为4.4%,表明施用强酸性复合肥直接的质子输入量对土壤酸化的相对贡献在施肥初期较大,后期主要是氮的硝化产酸起作用,但长期大量施用酸性复合肥对土壤酸化的贡献也不容忽视。

    • 天津小站稻种植区土壤质量综合评价

      2022, 54(2):371-378. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.022

      摘要 (229) HTML (1620) PDF 3.22 M (1679) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解天津小站稻种植区土壤养分水平与肥力状况,本次调查分析了稻田土壤pH、盐分、有机质、速效量和全量氮磷钾、铜锰硫等中微量元素共24项指标,通过主成分分析法对土壤质量进行综合评价。结果表明:研究区土壤pH介于7.80~8.95,平均盐分含量为1.6 g/kg,有机质、全氮与碱解氮含量属于中下水平,钾素含量丰富而磷素缺乏,中微量元素铜、锰、硫含量比较丰富;铜、硫、锌等与土壤速效钾及脲酶活性呈显著正相关,锰与酶活性和土壤速效养分呈显著负相关;利用最小数据集方法筛选得到有机质、速效钾、盐分等11个主要评价指标组成最小数据集,与全量数据集具有显著相关性。综合评价结果显示,处于Ⅰ等级和Ⅱ等级质量水平的土壤面积占研究区面积的55.14%,有机质、全钾及有效铜含量丰富,土壤质量综合评价结果较优,建议对土壤增加盐碱改良措施并补施磷肥。本研究可为提高小站稻耕作区土壤质量提供重要理论依据,助力天津市小站稻振兴战略。

    • 基于APCS-MLR模型和地统计学相结合的矿区农田土壤砷源解析

      2022, 54(2):379-384. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.023

      摘要 (235) HTML (2302) PDF 1.77 M (2018) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究矿区周边农田土壤As等重金属的污染特征和来源情况,在云南会泽铅锌矿区采集了42个农田土壤样品,测定了9种元素含量,利用绝对主成分得分-多元线性回归(APCS-MLR)受体模型定量解析了土壤中As的来源和贡献率,并结合地统计学方法揭示了As的不同来源及其贡献的空间分布状况。结果表明:①研究区土壤As的平均含量为73.3 mg/kg,超过农用地土壤污染风险筛选值的1.8倍;②根据APCS-MLR模型计算得到的As污染源的贡献率分别为源1(58.6%),源2(14.7%)和其他源(26.7%);③结合PCA和源贡献率的空间分布状况,推断源1可能为矿山开采所造成的人为源,源2可能是燃煤及化肥施用所造成的人为源,其他源可能为地质背景等自然源。可见,基于APCS-MLR受体模型和地统计学方法相结合,可以有效解析矿区农田土壤As等重金属的来源及贡献。

    • 基于新组合光谱指数的马铃薯植株氮含量遥感估测

      2022, 54(2):385-395. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.024

      摘要 (219) HTML (1799) PDF 1.41 M (1857) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何利用卫星搭载的常规通道蓝光(B)、绿光(G)、红光(R)和近红外(NIR)实现作物氮素营养诊断对于区域氮素优化管理及氮素循环估测具有重要意义。本研究以2014—2016年在内蒙古阴山北麓武川县和四子王旗布置的多年多点不同氮水平的田间试验为基础,通过冠层高光谱仪tec5采集马铃薯关键生育期块茎形成期、块茎膨大期和淀粉积累期植株冠层光谱数据,利用卫星通道的波段响应函数模拟GF-2(GF)和Sentinel 2A (S)卫星光谱反射率,通过波段优化和指数组合计算波段优化归一化及其组合多光谱指数,构建基于多光谱指数的马铃薯植株氮素含量估测模型,并用田块数据进行验证。研究结果表明,敏感波段的提取对卫星通道的准确筛选具有指导意义,基于中心敏感波段筛选的绿光(G)和蓝光(B)通道计算的优化多光谱指数GF-GBNDSI和S-GBNDSI与马铃薯植株氮素含量的线性拟合决定系数(R2)最高,分别为0.41和0.38。GBNDSI分别与NDVI和GNDVI组合得到的多光谱指数GBNDSI/NDVI和GBNDSI/GNDVI能够显著提高对马铃薯植株氮素含量的解释能力,其中GF-GBNDSI/NDVI和GF-GBNDSI/GNDVI与马铃薯植株氮素含量的线性拟合R2分别为0.57和0.56;S-GBNDSI/NDVI和S-GBNDSI/GNDVI与马铃薯植株氮素含量的线性拟合R2分别为0.54和0.55。与红边(red edge,RE)多光谱指数相比,GBNDSI/NDVI和GBNDSI/GNDVI不仅克服了大部分高分辨率卫星缺乏红边通道的缺点,而且能够达到与红边多光谱指数REBNDSI/NDVI (R2=0.53)和REBNDSI/GNDVI (R2=0.59)基本相当的估测建模能力,并在模拟的田块数据中到了良好的验证。S-GBNDSI/NDVI估测模型的均方根误差和平均相对误差分别为0.40%、10.48%;GF-GBNDSI/NDVI估测模型的均方根误差和平均相对误差分别为0.39%、10.06%。鉴于目前大多数高分辨率卫星,尤其是国产系列卫星缺乏红边通道,基于常规通道构建的优化光谱指数GBNDSI/NDVI和GBNDSI/GNDVI在作物植株氮素含量监测上更具备推广应用的价值。

    • 生物质炭短期添加对不同类型土壤水力性质的影响

      2022, 54(2):396-405. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.025

      摘要 (198) HTML (1456) PDF 2.40 M (1574) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究生物质炭添加对农田土壤水力性质的影响,以我国10个地区农田耕层土壤为供试土样,通过室内模拟试验,研究4种生物质炭添加比例下(C0、C5、C10和C15,生物质炭体积占比分别为0%、5%、10%和15%)土壤饱和导水率(Ks)、水分特征曲线及van Genuchten模型拟合参数和水分常数的变化特征。结果表明:生物质炭添加对土壤渗透性能的影响与土壤质地密切相关;添加生物质炭后,砂粒含量较高的风砂土和黄绵土的Ks显著降低,C15的降幅分别为89.2%和85.0%;而黏粒含量较高土壤的Ks普遍升高,C15处理下赤红壤的增幅高达158.9%。生物质炭添加改变了土壤的持水能力,且变幅随着生物质炭添加量的增加而增大。生物质炭添加提升了各类土壤的饱和含水量(0.7%~17.6%)和低吸力段的持水能力;生物质炭添加对中、高吸力水平下各类土壤持水能力的影响存在差异,大致表现为砂质土持水能力提升、残余含水量增大、α值降低;而壤质、黏质土持水能力下降,残余含水量、田间持水量及凋萎系数均降低。研究结果可为考虑生物质炭施用的平衡模拟提供水力学基础参数,并为各地区农田生物质炭的合理施用提供科学依据。

    • 太湖流域土地利用碳排放变化及其预测

      2022, 54(2):406-414. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.026

      摘要 (218) HTML (1856) PDF 10.24 M (3629) 评论 (0) 收藏

      摘要:太湖流域地处长三角中心区域,人类活动剧烈导致生态环境退化和碳排放量上升。为探究土地利用变化对碳排放量的影响,利用ArcGIS软件,结合土地利用转移概率矩阵,依据2000年、2005年、2010年和2020年4期太湖流域遥感影像数据,对太湖流域各历史时期(2000—2020年)不同土地利用类型下碳排放进行了分析。同时,为预测土地利用变化对流域碳收支的影响,借助IDRISI软件对2030—2040年土地利用进行模拟,采用碳收支系数估算法对流域土地利用/覆被变化及其碳排放进行了预测。研究结果表明,太湖流域碳净排放量呈现逐年增加的趋势,不同土地利用方式下碳排放量不同,其中建设用地对碳排放量贡献最大,远超耕地,且呈现不断增加趋势。预测结果显示,2030—2040年碳排放强度趋于平缓走向,说明产业结构逐步调整,治理措施已见成效。

    • 南通市臭氧污染与气象条件分析和预报

      2022, 54(2):415-423. DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2022.02.027

      摘要 (170) HTML (1978) PDF 939.23 K (1533) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文通过分析地处长江口北岸的南通市2014—2017年臭氧污染变化特征和气象要素以及天气形势对臭氧质量浓度的影响,归纳了高浓度臭氧出现的天气形势,使用多元逐步回归建立了不同月份臭氧质量浓度预报模型。结果表明:春、夏季臭氧质量浓度较高,冬季最小;2014—2017年臭氧超标日数呈明显增加的趋势,臭氧超标日主要出现在4—10月,夏季超标日数占55%,冬季没有出现超标情况。臭氧质量浓度变化与气象要素密切相关,与气温、日照时数呈显著正相关,与云量、相对湿度、风速呈负相关。气温高于20℃,相对湿度小于60%,日照时数大于4 h,平均低云量小于4成,地面偏南风且风速低于6 m/s,容易出现高浓度臭氧。归纳出南通市臭氧超标事件出现的6种高空天气形势,分别是副高边缘、副高内部、高空槽后、高空槽前、高空脊和低涡型。受副高影响时产生臭氧浓度超标的概率最大,高压脊形势下的臭氧平均质量浓度最高。综合考虑各气象要素,分别得到4—5月、6—8月、9—10月3个臭氧质量浓度预报方程。利用2017年资料对浓度预报方程进行检验,预报值与观测值的相关系数分别达到0.76、0.74和0.65,通过了α=0.01的显著性检验,说明利用多元逐步回归建立的臭氧预报方程具有较好的拟合效果和可预报性。后向轨迹聚类分析表明,2017年7月13—25日南通市比率最大的气流经过臭氧污染相对严重的长三角地区到达南通,有利于污染物的输送。

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