白浆土－植物系统营养物质转化机制及其有效性研究 Ⅰ．~（32）P同位素示踪法对白浆土中P肥利用率

利用３２Ｐ同位素示踪法对白浆土中Ｐ肥利用率进行了研究．结果表明,在岗地白浆土上,表层土壤表现出一定程度的供Ｐ不足现象,白浆层土壤有效Ｐ含量严重缺乏．表层土壤中当季Ｐ肥利用率的变幅范围为６．０９～１２．３５％,白浆层土壤Ｐ肥利用率为１３％左右．施用有机肥能明显提高白浆土ＯｌｓｅｎＰ的含量,加速土壤本身Ｐ的活化,各种有机物中,以猪粪对土壤潜在Ｐ的活化效果最好．将ＯｌｓｅｎＰ与Ｘ值、Ａ值比较,认为ＯｌｓｅｎＰ是评价白浆上Ｐ肥力简便易行的可靠指标．     

有机物料对白浆土金属氧化物形态转化和迁移的影响及其肥力效应

通过土柱淋溶试验研究了牧草粉腐解物对白浆土Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ氧化物形态转化及剖面迁移的影响及其对土壤Ｐ素形态转化和有效性的影响．结果表明,加有机物料淋溶使土壤ＤＴＰＡ提取态或有机络合Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ氧化物含量显著上升;有效磷含量也极显著上升,主要在于铝磷和铁磷含量的增加;白浆层土壤中有效态磷及无机磷各形态均随着腐熟牧草粉用量的加大而极显著地升高,表层土壤中有效态磷、铝磷、铁磷的变化也与加入的腐熟牧草粉极显著正相关．土壤有效态磷、铝磷、铁磷与ＤＴＰＡ提取态和有机络合态Ｆｅ、Ｍｎ显著或极显著相关,但在表层土壤磷素各形态与ＤＴＰＡ及焦磷酸钠提取的Ａｌ呈极显著负相关,而白浆层却是极显著正相关．     

白浆土-植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅳ.环境条件对土壤磷素有效性的影响

根际试验研究表明,水分、有机质、土壤酸度是影响白浆土磷素生物有效性的重要因子.调节土壤水分含量,能增强土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,加速磷酸根离子从根际土壤向非根际土壤扩散.增加土壤有机质含量,降低了土壤对P素的吸附自由能(K值),提高土壤中的速效磷含量.适量施用石灰,调节白浆土酸度,由于化学溶解作用的影响,促进了土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,增强了土壤中磷素的生物有效性.     

白浆土 植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅳ.环境条件对土壤磷素有效性的影响

根际试验研究表明,水分、有机质、土壤酸度是影响白浆土磷素生物有效性的重要因子。调节土壤水分含量,能增强土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,加速磷酸根离子从根际土壤向非根际土壤扩散。增加土壤有机质含量,降低了土壤对P素的吸附自由能(K值),提高土壤中的速效磷含量。适量施用石灰,调节白浆土酸度,由于化学溶解作用的影响,促进了土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,增强了土壤中磷素的生物有效性.     

青藏高原东缘海螺沟冰川退缩区植被原生演替的氮磷动态

在青藏高原东缘海螺沟冰川退缩区植被原生演替序列的典型地段依次设置7个采样点(冰川退缩0、10、30、40、50、80和127年),测定各演替阶段表层土壤与植被各层氮(N)、磷(P)含量及生态系统生物量,分析不同演替阶段N、P养分的积累与循环特征。结果表明:乔木层叶、枝、根的N、P含量随演替下降,而干的N、P含量在演替末期较高,凋落物与土壤O层N、P含量的变化趋势与乔木层叶和枝一致。生态系统的N、P贮量均随演替逐渐增加,演替初期生态系统N的积累主要依靠植被层,演替末期尤其是植被层形成顶极群落以后,土壤成为生态系统中最主要的N库;植被层的P贮量在冰川退缩后的80年样地超过了表层土壤。生态系统N、P养分的积累速率在演替中期较快,且表现为表层土壤＞乔木层＞林下植被层;演替中期阔叶林阶段N、P养分的循环系数高于演替末期的针叶林阶段,而利用效率则低于针叶林阶段。可见,针叶树种养分循环低但利用率高的机制有利于同其他物种竞争,从而最终形成顶极群落。     

三江平原草甸白浆土种稻后土壤理化性质变化

土壤质量变化与更新是农业发展和土壤管理的判断准则.白浆土是三江平原主要水田土壤,但旱田改水田后缺乏对其土壤质量变化规律的研究.本研究以不同种稻年限白浆土为调查对象,探讨其土壤理化性质演变特征.结果表明: 白浆土种稻后,耕层(厚16~23 cm)和犁底层(厚6~8 cm)土壤有机碳、还原物质总量增加,耕层深度随种稻年限增加呈逐渐增加趋势,犁底层无明显变化,心土层(厚20 cm)与旱田无显著差异;土壤中Fe²⁺和Mn²⁺有向下迁移现象,但只迁移到犁底层;耕层和犁底层土壤固相比率比种稻前增加,犁底层固相比率由47.8%增加到70.0%,容重由1.22 g·cm^-3增加到1.77 g·cm^-3,土壤孔隙总量降低,微孔隙比例增加,白浆土种稻后有黏粒淋溶淀积现象.白浆土种稻后,土壤物理和化学性质的变化特征与水稻土的演变规律既有一致性,又有其特殊性.     

施肥对杉木林土壤酶和活性有机碳的影响

以中亚热带地区的5年生杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林为研究对象,探讨施肥对土壤酶活性和活性有机碳含量的影响,实验包括对照(CK)、施氮肥(200 kg N·hm~(-2)·a~(-1))、施磷肥(50 kg P·hm~(-2)·a~(-1))、施氮磷肥(200 kg N·hm~(-2)·a~(-1)和50 kg P·hm~(-2)·a~(-1))等4个处理。结果表明:在表层(0~10 cm)土壤中,施NP肥处理的土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比CK降低了40.2%和36.5%,β-葡萄糖苷酶活性比施P肥处理降低了31.1%;亚表层(10~20 cm)土壤中,施N肥处理的脲酶活性显著低于CK;施N肥、P肥和NP肥处理的蔗糖酶活性分别比CK降低了46.9%、37.8%和42.4%;施NP肥处理的过氧化氢酶活性比施P肥处理降低了22.6%;在表层土壤中,施N肥、P肥处理的土壤水溶性有机碳含量分别比CK降低24.1%和29.4%;施NP肥处理的微生物生物量碳显著低于CK;土壤活性有机碳组分在不同土层之间差异显著,均表现为表层土壤活性有机碳含量高于亚表层土壤。相关性分析结果显示:蔗糖酶活性与硝态氮含量呈极显著负相关,表明施NP肥增加了硝态氮含量,一定程度上抑制了蔗糖酶的活性;水溶性有机碳与脲酶活性呈显著正相关,土壤微生物生物量碳与脲酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性呈显著正相关。研究表明,水溶性有机碳、微生物生物量碳和土壤酶活性的降低可能会抑制土壤碳的释放,从而增加土壤碳的固定。     

白浆土植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅳ.环境条件对土壤磷素有效性的影响

根际试验研究表明,水分、有机质、土壤酸度是影响白浆土磷素生物有效性的重要因子．调节土壤水分含量,能增强土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,加速磷酸根离子从根际土壤向非根际土壤扩散．增加土壤有机质含量,降低了土壤对Ｐ 素的吸附自由能（ Ｋ 值） ,提高土壤中的速效磷含量．适量施用石灰,调节白浆土酸度,由于化学溶解作用的影响,促进了土壤中铁、铝磷酸盐的溶解,增强了土壤中磷素的生物有效性     

肥沃耕层构建对白浆土土壤肥力和玉米产量的影响

为探究肥沃耕层构建技术对白浆土土壤肥力和玉米产量的影响，本研究在黑龙江省富锦市的白浆土上进行了3年的定位试验，试验设置常规整地方法(T15)和肥沃耕层构建方法[秸秆深混还田(T35+S)、有机肥深混施用(T35+M)、秸秆与有机肥深混还田(T35+S+M)、深翻35 cm+秸秆深混+有机肥+化肥(T35+S+M+F)]共5个处理。结果表明：1)肥沃耕层构建处理均比常规对照显著增加了玉米产量，增幅15.4%～50.9%。2)与常规对照相比，肥沃耕层构建前两年对土壤pH值影响不显著，到第3年显著提高了耕层(0～15 cm)土壤pH值；T35+S+M+F、T35+S+M、T35+M处理显著提高了亚耕层(15～35 cm土层)土壤pH值，T35+S处理对亚耕层土壤pH值影响不显著。3)肥沃耕层构建处理(T35+S+M+F、T35+S+M、T35+M、T35+S)可提高耕层和亚耕层土壤养分含量，其中亚耕层土壤有机质、全氮、有效磷、碱解氮和速效钾含量分别显著提高了3.2%～46.6%、9.1%～51.8%、17.5%～130.1%、4.4%～62.8%、22.2%～68.7%,导致亚耕层肥力丰富度...     

种植牧草在白浆土改良中的作用

研究了农田生态系统中引种紫花苜蓿对土壤生态环境的影响.结果表明,紫花苜蓿种植3年以后,白浆土的通气孔隙增加2.37-5.34%,渗透系数增加0.7-5.5倍,土壤有机碳增加0.349-0.600%,作物产量平均提高25%.种植苜蓿比单种作物的产投比高0.36-0.39.     

白浆土-植物系统营养物质转化机制及其有效性研究II.白浆土无机磷形态变化

采用室内培养和微区试验研究表明,施入白浆土中无机磷在短时间内（24h、8d）主要向Fe-P和Al-P转变,较长时间后（80d）,Al-P向Fe-P转化,Ca-P变化较弱,土壤中无机磷形态转化与白浆土本身的土壤属性具有密切关系。施用有机肥改变了土壤中无机磷形态的转化过程,其与土壤中的铁、铝氧化物反应形成的“Al-有机质-P”和“Fe-有机质-P”是作物较易利用的有效P源。     

植被恢复过程中芒萁覆盖对侵蚀红壤氮组分的影响

氮素是限制陆地生态系统生产力的重要因子。采用时空代换法,以红壤侵蚀区未治理、恢复12年和30年的马尾松林为研究对象,对比分析了林下芒萁覆盖地与裸地表层土壤之间氮同位素、不同形态氮组分含量以及不同组分氮含量所占比例之间的差异。结果表明:在所有马尾松林中,芒萁覆盖增加了表层土壤的全氮含量,δ~(15)N值则比林下裸地显著降低了33. 8%—83.1%(P0.05)。随着恢复年限增加,林下芒萁覆盖地表层土壤δ~(15)N值显著下降,而林下裸露地δ~(15)N值没有显著变化(P0.05)。不同恢复年限马尾松林的芒萁覆盖地表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量显著高于林下裸地(P 0.05),而硝态氮含量则显著低于林下裸地(P0.05)。随恢复年限增加,表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均呈增加趋势,而硝态氮含量则呈下降趋势,不同形态氮占全氮比例表现为:微生物生物量氮铵态氮可溶性有机氮硝态氮。相关分析表明土壤δ~(15)N值与硝态氮极显著正相关,与其他氮组分极显著负相关(P0.01)。由此可见,与林下裸地相比,芒萁覆盖在植被恢复过程中有助于提高表层土壤中全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量,降低硝态氮的淋溶损失风险,促进土壤氮保持和积累,从而有利于退化红壤生态系统的恢复。     

胡桃楸、落叶松纯林及其混交林根际土壤有效磷特性的研究

用剥落分离法采集胡桃楸(Juglans mandshurica)、落叶松(Larix gmelinii)纯林及其混交林根际与非根际土壤并分析有效P含量特性. 结果表明, 落叶松纯林根际土有效P含量较其非根际土高出55.8%,而胡桃楸纯林根际土有效P含量较其纯林仅高出10.1%,表现出落叶松根系对根际P较强的活化能力.树种混交后,借助落叶松根系的作用使混交林中胡桃楸根际土有效P含量较其纯林高出45.2%. 通过P的吸附/解吸及无机P分级等方面,对落叶松根际土壤有效P含量较高的原因进行了分析.     

有机物料对白浆土微团聚体组成及其养分含量的影响

通过长期盆栽试验,研究了施用有机物料对白浆土各粒径微团聚体及其养分的影响。结果表明,施加有机物料能明显减少<1与1～2μm小粒径微团聚体和促进2～5μm与5～10μm粒径微团聚体的形成,提高各粒径微团体中有机碳和全N的含量,后二者主要分布于小粒径的微团聚体中。小粒径微团聚体中的全P含量较高,随着粒径增大,P含量呈下降趋势,在10～50μm粒径处最低,随后又呈上升趋势。其中<1、1～2和5～10μm各粒径中的P含量与土壤有效P呈显着正相关。牛粪对白浆土微团聚体组成及其养分含量的影响好于麦秸。     

白浆土—植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅱ.白浆土无机 …

采用室内培养和微区试验研究表明,施入白浆土中无机磷在短时间内主要向Ｆｅ－Ｐ和Ａｌ－Ｐ转变,较长时间后,Ａｌ－Ｐ向Ｆｅ－Ｐ转化,Ｃａ－Ｐ变化较弱,土壤中无机磷形态转化与白浆土本身的土壤属性具有密切着关系,施用有机肥改变了土壤中无机磷形态的转化过程,其与土壤中的铁、铝氧化物反应形成的“Ａｌ－有机质－Ｐ”和“Ｆｅ－有机质－Ｐ”是作物较易利用的有效Ｐ源。     

基于GIS和地统计学的黄泛区土壤磷空间变异——以周口为例

土壤中的磷是衡量土壤肥力的重要指标,其含量的高低对土壤理化性质、植物生长以及微生物的活动等都有重要影响.本文以周口黄泛区土壤为例,通过土样采集和室内试验分析,运用地统计分析及GIS空间模拟等方法,分析土壤全磷和速效磷的空间分布特征.结果表明: 研究区土壤全磷和速效磷含量比较高,且表层(0～20 cm)含量均高于第二层含量(20～40 cm).两层土壤全磷和速效磷均属于中等程度变异,并且速效磷的变异程度高于全磷;两层土壤全磷为中等程度的各向异性,最适模型为高斯模型,表层具有较强的空间相关性,第二层则具有中等的空间相关性. 两层土壤速效磷的各向异性均较弱,最适模型为线性模型,两层均呈现较弱的空间相关性. 两层全磷含量从西南到东北方向呈现缓慢上升的变异趋势,而从西北到东南方向呈逐渐下降的变异趋势. 表层速效磷含量在西南到东北方向先升后降,在东南到西北方向呈先降后升的变异趋势;第二层速效磷含量在西南到东北方向上呈现先降后升的趋势,而在西北到东南方向则呈上升趋势.表层土壤全磷含量较高,第二层含量属于中等水平;表层速效磷含量较高,而第二层含量较低.土地利用方式、耕作制度和施肥等人为因素是影响该区土壤磷分布趋势和空间变异的主要因素.     

快速城市化地区昆明市“城—郊—乡”梯度土壤表 层碳氮磷化学计量特征

基于航空遥感影像,利用地理信息系统(ArcGIS 10.2)和景观格局分析(Fragstats 4.2)软件,通过主成分分析(PCA)和多元线性回归分析对研究区城市化水平进行量化,选取覆盖研究区典型的“城—郊—乡”样带,进行表层土壤取样,测定总有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)的含量并分析其空间变化特征。结果表明:快速的城市化进程导致了土壤C、N、P化学计量特征的空间分异,“城—郊—乡”梯度上变异系数都较大,尤其城区各元素的变异系数分别为84.08%、76.95%和81.34%,属于强变异,表明土壤表层C、N、P含量空间分布极不均衡。研究区土壤C、N、P含量均表现为城区显著高于郊区的特征,与郊区土壤相比,城区土壤C含量较高,说明人为活动造成城区土壤明显的有机质富集现象。城区土壤P含量高于郊区和乡村,城市化过程加剧了城区土壤P的富集,也使该地区水体(主要是滇池)面临富营养化风险。分析城市化过程中强烈的人类活动干扰对土壤C、N、P含量及其化学计量特征,对于提高城市土壤管理水平、改善生态环境、促进城市生态系统健康持续发展具有重要意义。今后昆明市在进行城市绿化时可有针对性地选择部分豆科固氮植物加强生物固氮,目的是提高土壤N含量的同时促进城区土壤丰富的P被吸收利用,在一定程度上预防以及减轻P对水体的危害。     

基于多光谱遥感影像的表层土壤有机质空间格局反演

利用多光谱LandSat TM遥感影像反演辽宁省阜新镇表层土壤有机质的空间格局,筛选出与土壤有机质分布相关的TM波段,分析并确定表层土壤有机质含量与TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7波段亮度值(digital number,DN)的相关关系,建立了土壤有机质含量的光谱预测模型.结果表明:研究区表层土壤有机质含量与TM4、TM5波段DN值呈极显著的负相关关系(r分别为-0.617和-0.623,P0.001),与TM3、TM5波段DN值之间满足负二次多项式回归关系(R2=0.9134,P0.001);基于TM3、TM5波段DN值的回归模型对研究区表层土壤有机质含量的预测结果可靠(R2=0.9151,P0.001).研究区表层土壤有机质含量10g·kg-1的农田主要分布在山地边缘地带,而平坦地区农田表层土壤有机质含量一般10g·kg-1,部分达到15～20g·kg-1.     

白浆土-植物系统营养物质转化机制及其有效性研究Ⅱ.白浆土无机磷形态变化

采用室内培养和微区试验研究表明,施入白浆土中无机磷在短时间内（２４ｈ、８ｄ）主要向ＦｅＰ和ＡｌＰ转变,较长时间后（８０ｄ）,ＡｌＰ向ＦｅＰ转化,ＣａＰ变化较弱,土壤中无机磷形态转化与白浆土本身的土壤属性具有密切关系．施用有机肥改变了土壤中无机磷形态的转化过程,其与土壤中的铁、铝氧化物反应形成的“Ａｌ有机质Ｐ”和“Ｆｅ有机质Ｐ”是作物较易利用的有效Ｐ源     

石门雄黄矿周边地区土壤砷分布及农产品健康风险评估

对石门雄黄矿区周边土壤和作物进行了系统研究.结果表明:矿区表层(0～20cm)土壤砷含量平均为99.51mg·kg-1,比湖南省土壤砷含量背景值高出5.34倍,为当地普通农田土壤的9.70倍;矿区水田和旱地表层土壤砷含量分别为43.51和115.1mg·kg-1,分别超出国家土壤环境质量II级标准0.45和1.87倍,相应的表层土壤样本超标率分别为62.5%和50.0%;矿区粮食作物、蔬菜和水果可食部位砷含量分别为0.16、0.06、0.01mg·kg-1,作物样本超标比例由高至低的顺序为粮食作物蔬菜水果,其中以稻米、红薯中砷含量超标较严重,稻米砷含量最高达0.84mg·kg-1,超过国家食品质量标准4.6倍,样本超标率达62.5%.土壤砷含量与作物砷含量呈极显著正相关(P0.01),当地居民通过食用矿区农产品进入人体的平均日摄取砷量为6.416μg·kg-1·d-1,远高于WHO的推荐标准,相应人群健康风险指数为21.39,是对照区的15.39倍.