中国东北西部地区土壤盐渍化演变及其防治的若干对策

中国东北西部地区土壤盐渍化演变及其防治的若干对策王春裕王汝镛（中国科学院沈阳应用生态研究所，１１００１５）ＴｈｅＣｈａｒｎｇｅｏｆＳａｌｉｎｉｚｅｄＳｏｉｌａｎｄＳｏｍｅＣｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｂｙＥｃｏｌｏｇｙＣｏｎｔｒｏｌｉｎｔｈｅＷｅｓｔ...     

设施菜地土壤次生盐渍化分类与分级标准

近三十年来,我国设施蔬菜栽培发展迅速,已成为我国农业中最有活力的新兴产业之一.但在长期的设施蔬菜生产过程中,普遍存在着不合理施肥、养分比例失调、肥效下降和资源浪费严重等问题,致使土壤养分富集,盐分积累现象日趋严重.本文对我国设施菜地土壤次生盐渍化的现状、发生原因及其对作物的危害进行综述和分析,在此基础上制定设施菜地土壤次生盐渍化分类与分级的标准的建议及初步构架,旨在为防治设施菜地土壤次生盐渍化,实现设施菜地土壤的质量调控与可持续利用提供理论指导和科学依据.     

河套地区小麦/玉米套作群体光能瞬时传输的数学模拟

作物间套作群体冠层中叶片水平向和垂向分布的不均匀性给其光能截获的连续测定带来了很大困难.为了量化小麦/玉米套作群体不同生长阶段的光能吸收,本文建立了模拟该套作群体光合有效辐射(PAR)瞬时传输的几何模型,并用大田实测值对模型进行验证.结果表明:几何模型可有效地模拟小麦/玉米套作群体冠层底部的PAR强度.小麦/玉米6∶2套作(I62)群体模型估算结果与实测值的线性回归方程的决定系数为0.947,小麦/玉米12∶4套作(I124)群体模拟结果与实测值的线性回归方程的决定系数为0.950.2012和2013年I62套作群体截获的PAR分别为1061.4和924.3 MJ·m-2,在所有处理中最高.2012年I62和I124套作群体相对于单作的PAR截获比率分别为1.29和1.19,2013年I62和I124套作群体相对于单作的PAR截获比率分别为1.21和1.16.     

关中灌区沟垄集雨种植补灌对冬小麦光合特征、产量及水分利用效率的影响

通过大田试验,研究了沟垄集雨种植结合不同补灌量处理对冬小麦光合器官、光合速率、产量和水分利用效率的影响.结果表明:沟垄宽度各为60 cm时,集雨种植不灌溉(T1)、返青期种植沟补灌375 m3·hm-2(T2)和种植沟补灌750 m3·hm-2(T3)3个处理较平作灌水750 m3·hm-2(畦灌,T4)处理的小麦籽粒产量分别提高2.8％、9.6％和18.9％,收获系数提高2.0％～ 8.5％,旗叶叶绿素含量提高41.9％ ～64.4％,整个生育期内0～ 40 cm土壤含水量增加了0.1％～4.6％;开花期和灌浆期的叶片光合速率分别较T4处理提高了22.3％～ 54.2％和-4.3％～67.2％,农田总水分利用效率较T4处理分别提高17.9％、10.4％和15.4％,比平作不灌水处理(CK)提高69.3％、58.6％和65.7％;降水利用效率较CK提高94.3％ ～ 124.5％;T2、T3处理各生育阶段叶面积均显著高于T4处理,灌溉水利用效率分别比T4处理提高119.1％和18.8％.在灌溉量减少50％的条件下,集雨种植比畦灌处理能维持较高的籽粒产量,显著提高灌溉水利用效率,尤其是在降雨量偏少的年份,可以显著提高小麦水分利用效率.     

耕作方式对绿洲灌区农田土壤有机碳及其分布的影响

依托自2005年开始的田间定位试验,分析了传统平作(CT)、垄作沟灌(FRB)、固定道垄作(PRB)和固定道平作(ZT)4种耕作方式下绿洲灌区农田0~90 cm土层中土壤总有机碳(TOC)、颗粒态有机碳(POC)含量和微生物生物量碳(SMBC)及其分布特征.结果表明:4种耕作方式下土壤TOC、POC和SMBC在土壤剖面中的垂直分布特征相似,有机碳含量随着土层深度的增加而递减,且处理之间差异逐渐减小.PRB可显著提高TOC、POC含量和SMBC,不同耕作方式下各土层有机碳含量表现为PRB>ZT>FRB>CT.与CT相比,0~10 cm土层中PRB、ZT和FRB处理TOC含量分别增加11.1%~24.8%、9.1%~18.7%和7.8%~8.2%,POC含量分别增加24.1%~26.5%、17.3%~18.7%和-8.2%~10.8%,SMBC分别增加20.5%~28.3%、10.4%~15.2%和3.5%~3.7%.TOC对POC具有明显促进作用.PRB能显著增加土壤POC分配比例,增加有机碳积累.     

城市绿化带植被覆盖度对盐碱地土壤盐分的调节

城市绿化带土壤盐渍化成为近年来城镇化发展亟待解决的环境问题,本试验系统研究兰州新区城市绿化带植被覆盖度和不同肥力措施对盐碱地盐分的调节。结果表明“七叶树（Aesculus chinensis Bunge）+花叶楸（Catalpa bungei C.）+四季玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）”的景观组合Ⅱ,在有机肥添加微生物菌剂的处理下,一个生长季平均植被覆盖度高达70.06%,表土脱盐率能达到53.51%,而“裸地”对照仅分别为20.62%和5.46%。景观组合Ⅱ处理pH值和电导率分别下降了12.54%和63.83%,“裸地”仅下降了3.14%和12.28%。相关性分析（P<0.05）表明,植被覆盖度与土壤含盐量（r=-0.949）高度负相关,与土壤有机质（r=0.887）和全氮（r=0.853）高度正相关。本研究认为,通过增加绿化带植被覆盖度、改善土壤肥力能有效改良盐碱地土壤盐分。     

密度与氮肥对关中灌区夏玉米(Zea mays L.)群体光合生理指标的影响

合理的密度是玉米构建良好群体结构、优化群体光合生理功能的基础,适宜的氮肥施用量是玉米进行光合生产的营养物质保障.运用作物群体生理学的方法,采用二次饱和D试验设计,研究了关中灌区夏玉米密度与氮肥耦合和群体光合生理指标的关系及其效应,明确了在关中灌区夏播条件下,在45000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米籽粒产量、总干物质积累量(DMA)、吐丝期叶面积指数(MLAI)、总光合势(LAD)、平均作物生长率(CGR)为正相关,在45000～60000株/hm2的密度范围内,密度与玉米叶片平均净同化率(NAR)为正相关,而在60000～75000株/hm2的密度范围内,密度与玉米NAR为负相关;在氮素施用量≤600.0 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米籽粒产量、DMA、CGR为正相关,在氮素施用量≤260.55 kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为正相关,与玉米NAR为负相关,而在氮素施用量260.55～600.0kg/hm2的范围内,氮素施用量与玉米MLAI、LAD为负相关,与玉米NAR为正相关.密度对其影响较大的指标为:籽粒产量、DMA、LAD、CGR和MLAI , 影响较小的指标为:NAR;氮肥对其影响较大的指标为:DMA、CGR、籽粒产量、NAR,影响较小的指标为:LAD和MLAI .对籽粒产量和群体生理指标的综合影响效应,密度显著大于氮肥,玉米生产中,尤其要重视合理密植.通过对回归模型的解析,筛选确定了陕单8806玉米在关中灌区夏播中,实现高产的密度与氮肥耦合优化技术方案:合理密度为61713～66177株/hm2,适宜纯氮施用量为309.88～569.02kg/hm2.     

沈抚石油污灌区土壤有机质空间分布

利用GIS技术对沈抚灌区土壤有机质的空间分布规律进行了研究,并分析了其影响因素.结果表明:土壤有机质含量沿灌渠上游至下游逐渐减少,且在垂直灌渠方向上,距灌渠越远,含量越低,表层土壤有机质含量显著高于亚表层(平均值为亚表层的1.7倍);沈抚灌区土壤有机质空间分布受土地利用方式、污灌形式和污灌年限影响;水田有机质变异系数大于旱田,随灌渠水流的流向,土壤中有机质含量逐渐减少,在下游地区存在异常区;土壤有机质含量随污灌年限的增长而上升,污灌36-50年的水田表层和亚表层有机质含量是其它年限的1.71-2.36和2.51-2.87倍,旱田表层有机质含量在污灌16年后变化不大,保持在3.2%-3.6%.     

关帝山云杉天然更新与土壤有效氮素异质性的空间关联性

在山西关帝山华北次生林分布区选择云杉针叶林和云杉、杨、桦混交林为研究样地,应用地统计学理论和格局分析方法,分析了该地区云杉天然更新的空间格局及结构特征;运用地统计分析中的变异函数分析方法定量分析了样地土壤氮素的空间异质性特征.采用GIS叠加分析和统计分析方法,定量评价云杉更新苗分布格局和土壤有效氮素空间异质性之间的空间关联程度,以了解森林土壤氮营养生境的异质性对云杉幼苗更新的影响.结果表明：1）在云杉针叶林中,云杉更新苗分布呈空间斑块状格局,且表现出自相关空间变异特征;在云杉、杨、桦混交林中,云杉更新苗空间分布格局呈集聚分布特征,但表现为随机性的空间变异.2）云杉针叶林土壤氮素含量相对低,有效氮含量空间异质性特征明显,空间结构性变异所占比例较大;混交林土壤氮素含量相对高,有效氮呈随机性变异特征.3）在土壤氮素含量相对低的云杉针叶林中,云杉更新苗分布格局与土壤有效氮异质性之间存在较明显的空间关联性,在土壤NH₄⁺-N含量相对高的斑块中,云杉更新苗发生数量多.在土壤氮素含量相对高的混交林,云杉更新苗空间分布与土壤有效氮异质性之间的空间关联性不明显.     

第二松花江下游稻田土壤重金属含量特征及来源分析

于2008年秋季,在长期引用第二松花江（二松）江水进行灌溉的前郭灌区,采集了具有不同灌溉历史的稻田耕层土壤样品65个,测定了土壤中7种重金属含量,分析重金属在表层土壤中的累积特征,探讨发生累积的重金属的输入途径和来源.结果表明：稻田土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As、Hg的含量分别为14.1～28.4、37.6～57.4、53.3～84.4、0.044～0.367、18.4～37.0、3.25～12.11、0.031～0.155 mg·kg^-1.Pb、Hg、Cd表现出明显的累积趋势,其含量超过基线值的比例分别为100.0%、38.7%和66.1%,其余重金属元素未出现累积现象.随着灌溉历史的增长,稻田土壤中Pb含量呈逐渐降低趋势,Hg含量呈逐渐升高趋势.Cd含量与灌溉历史的关系不明显.稻田土壤中累积的Pb主要与过去使用含Pb汽油产生的废气沉降有关;Hg主要来源于曾受污染的二松江水,随引水灌溉输入;Cd主要来源于化肥、农药等农用化学品的施用.尽管本区稻田土壤中Pb、Hg、Cd出现明显累积现象,但其生态风险水平很低,不会对当地农业生产及粮食安全构成威胁.