长三角平原区县域土壤磷素流失风险及其空间不确定性的快速评估

磷素是水体富营养化的关键限制因子,其中从农田土壤中流失的磷往往是水体磷素的主要来源。然而,土壤磷素的流失风险不仅与土壤磷素水平直接相关,其他环境因子,如距受纳水体距离、磷肥施用量、地表径流潜力等也强烈影响其流失风险。同时,基于有限样本预测得到的流失风险必然具有一定的空间不确定性。以长三角典型县域金坛区为研究案例,首先结合多个环境因子构建快速磷指数(RPI)评估模型,再利用稳健地统计学方法识别土壤全磷的空间离群值,并利用序贯高斯模型(SGS)模拟土壤全磷可能的空间分布格局,最后将其多个可能的模拟结果及上述主要因子输入到RPI模型,用以快速评估土壤磷素流失风险及其空间不确定性。结果显示,金坛区土壤磷素流失的高风险区和土壤全磷高值区分布格局在研究区北部、中部具有一定的相似性,而在中西部的旱地区两者出现差异性。高风险区主要沿着河流呈现条带状及斑块状分布,较高及以上风险区(快速磷指数值大于0.93)的面积占金坛区面积的65.88%。概率阈值分别设定为0.50、0.75、0.85、0.95时,其超标面积占金坛区总面积分别达到16.71%、5.74%、2.84%、1.04%。引入多个相关环境因子并结合经稳健处理的SGS进行流失风险指数的空间模拟和不确定性评估,可以快速评估区域农田土壤磷素流失风险及不确定性,进而为区域土壤磷素调控提供必要的空间决策支持。     

磷在羊草草地植物－土壤中积累、分布及转移规律

本文在研究磷素几种形态的动态变化基础上,运用生态系统理论,利用系统分析的方法,分析了磷在植物－土壤系统中的流通、积累和归还的特点,得出如下结果：１．磷素在系统内９９％以上分布在土壤中。２．群落内磷的再利用量为３．６７５５ｋｇ·ｈａ￣（－１）·ｙｒ￣（－１）。３．群落每年吸收的磷为３．４０６３ｋｇ·ｈａ￣（－１）·ｙｒ￣（－１）,地上部归还土壤为０．１４４７ｋｇ·ｈａ￣（－１）·ｙｒ￣（－１）,地下部归还土壤为１．８１１１ｋｇ·ｈａ￣（－１）·ｙｒ￣（－１）,输出仅占吸收量的４２．２４％,磷素在群落中每年净积累为０．３５ｋｓ·ｈａ￣（－１）·ｙｒ￣（－１）。４．磷在各库内的周转时间是：地上植物活体为１．３３６４年,立枯体为６．４３５０年,活根为１．０８８７年,死根为２．４３７８年,有机磷为８３３．３年。     

施磷量与施磷深度对玉米-大豆套作系统磷素利用率及磷流失风险的影响

为充分发挥间套作种植体系磷素高效利用优势、降低土壤磷素流失,采用田间试验分析了3种施磷(P_2O_5)水平(CP:168 kg·hm^-2;RP_1:135 kg·hm^-2;RP_2:101 kg·hm^-2)与3个施磷深度(D_1:集中施在距离地面5 cm处;D_2:集中施在距离地面15 cm处;D_3:于距离地面5、15 cm处各施一半)处理下玉米-大豆套作系统作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷与速效磷含量、磷吸附-解吸特征,以期为优化西南玉米-大豆套作系统磷素管理提供理论依据.结果表明:与对照不施磷处理(P_0)相比,各施磷处理显著增加了作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量.相同施肥深度下,处理RP_1与CP相比,作物籽粒产量差异不显著,但显著提高了植株地上部吸磷量,因此RP_1处理的磷素表观利用率显著高于CP处理.相同施磷量下,不同施磷深度间比较,作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量均以D_2处理最高.依据土壤磷的吸附-解吸特征参数可知,当施磷深度为D_2、施磷量为RP_1时,土壤对磷的固持能力最强,在降低磷素流失上表现出较强优势.因此,玉米-大豆套作系统中适当减少磷肥施用量和加大磷肥施用深度在保证作物产量的同时,有利于提高磷素利用率,减少土壤磷流失.     

一种估测土壤有机质含量的近红外光谱参数

通过系统分析我国中、东部地区5种不同类型土壤风干样本的有机质含量与近红外(1000～2500 nm)光谱反射率和一阶导数两波段构成的比值、差值及归一化指数之间的关系,构建了适合土壤有机质含量估测的光谱参数及定量反演模型.结果表明：用多元散射校正及Savitzky-Golay平滑方法对原始光谱反射率进行预处理后,其两波段组成的光谱参数与土壤有机质含量的相关性明显优于原始光谱反射率组成的光谱参数,而由上述预处理后的反射率一阶导数的两波段构成的光谱参数介于二者之间;不同类型光谱参数构成形式中,以差值指数的预测性最好,其次为比值和归一化指数;与土壤有机质含量相关程度最高的光谱参数,是以近红外合频区1883和2065 nm 2个波段的反射率经多元散射校正和Savitzky-Golay平滑后构建而成的差值指数DI(CR₁₈₈₃, CR₂₀₆₅),两者呈极显著的直线相关.经不同类型土壤的观测资料检验,模型的决定系数为0.837,均方根误差为4.06;与偏最小二乘法的全谱建模结果相比,尽管DI(CR₁₈₈₃, CR₂₀₆₅)的预测精度略低于后者,但该指数只使用了2个波段的反射率,且所建模型比较简单,能为便携式监测仪的研制提供更有效的信息,可作为一种良好的土壤有机质估测光谱参数.     

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     

酸性硫酸盐土中硫的形态含量分布和酸化特征

对广东省台山市南部滨海平原酸性硫酸盐土(以下简称ASS)S的形态、含量、分布和酸化特征的研究表明,ASS全硫含量高达0.615%,比咸田高2～6倍,比砂泥田高3～9倍;其硫以无机硫为主,占全硫的82.3%～90.4%,其中,黄铁矿硫的含量最高,占全硫的30.3%～46.2%,黄铁矿硫在剖面中的分布与全硫含量同步。ASS硫含量的空间变异和剖面内部的分异十分显着。ASS发育过程中,适合黄铁矿累积的环境及其持续时间与地形地貌(山)的关系十分密切。ASS的主要致酸物质是黄铁矿的氧化,酸化的ASS的pH一般在5.5以下,最低达2.83.ASS可氧化总酸度一般比实际总酸度高2～3倍,潜在的环境风险极.     

小麦-玉米轮作长期肥料定位试验中土壤磷库的变化Ⅱ.土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化

研究了冬小麦-夏玉米→春玉米轮作的长期肥料定位试验中,不同磷肥、有机肥用量下土壤Olsen-P及各形态无机磷的动态变化.结果表明,土壤Olsen-P及各形态无机磷含量增减决定于土壤磷素的积累与消耗量.长期不施磷肥,土壤Olsen-P含量逐渐下降并趋向于临界水平,磷肥用量与作物吸磷量基本持平时,可以维持土壤Olsen-P动态平衡.磷肥用量高于作物的吸磷量时,土壤Olsen-P及各形态无机磷均有不同程度的积累.土壤无机磷的积累以Ca₂-P,Ca₈-P为主,平均占无机磷积累总量的52.3%,其中Ca₈-P占二者积累磷总量的78.3%.其次为Al-P,Fe-P的积累,平均占无机磷积累磷总量的26.1%,O-P、Ca₁₀-P平均占20.4%.长期有机肥、化学磷肥配合施用明显地增加了磷肥的有效性.     

太湖地区典型水稻土稻-麦轮作地表径流中磷的变动规律

为了了解来自农田土壤径流磷浓度对太湖水体富营养化的贡献状况,采用田间小区试验的方法,研究了太湖地区安镇爽水型水稻土和常熟囊水型水稻土2000～2002年度磷素流失浓度变化及其原因。结果表明:太湖地区农田水稻土磷素流失的主要形态是颗粒态磷;施磷处理对地表径流磷浓度有显著影响;两种水稻土的径流中磷浓度呈现出随时间而降低的趋势;稻季土壤磷素流失的最大风险时期约在水稻移栽后一个月内,而麦季约在磷肥施用后1～2个月内;对于同期地表径流事件,囊水型水稻土径流中DP和TP浓度均高于爽水型水稻土;土壤类型对地表径流次数有明显的影响,并且随季节表现不同。     

植物修复多氯联苯研究进展

综述了植物修复持久性有机污染物多氯联苯（PCBs）的研究进展,重点阐述了植物对PCBs的去除作用和机理,植物在从环境中去除PCBs的过程中,不仅仅是作为微生物降解的支持者,而且还作为积极的参与者对PCBs进行代谢：一方面植物通过根系从环境中吸收和积累PCBs,并将吸收的PCBs转化为非毒性的代谢产物累积于植物组织中;另一方面植物释放促进PCBs降解的酶直接降解PCBs,或释放根系分泌物,增加根际微生物的数量,提高其活性间接降解PCBs.文中对植物修复PCBs的影响因素如植物组织培养的类型、生物量、PCBs的初始浓度以及PCBs的类型、理化性质等进行了讨论.     

春小麦灌浆期籽粒沉淀值动态变化及氮磷肥与播期的影响

通过3个品质类型春小麦品种施肥和播期大田试验,建立了灌浆期籽粒沉淀值动态变化的曲线拟合方程,定量揭示籽粒沉淀值动态变化规律及氮磷肥与播期的影响效应.结果表明,自开花15 d始至成熟,籽粒沉淀值随时间变化呈先升高后降低的单峰曲线变化.在灌浆期籽粒沉淀值的动态变化过程中,不同基因型特点不同,且基因型间的关系也随之发生变化.各品种沉淀值积累速度的变化决定了成熟时高蛋白强筋品种沉淀值最高、高蛋白中筋品种次之、低蛋白弱筋品种最低.氮水平增加,高蛋白强筋和低蛋白弱筋品种沉淀值和曲线最高值降低,高蛋白中筋品种则明显升高;高蛋白强筋品种曲线最高值出现时间提前,而高蛋白中筋和低蛋白弱筋品种则推后.磷水平增加,高蛋白品种沉淀值和曲线最高值普遍提高,而低蛋白品种则降低;各基因型曲线最高值出现时间均推迟.氮磷（钾）素平衡配施是形成较高沉淀值的关键.在没有水分胁迫情况下,光温互作是影响籽粒沉淀值动态形成的首要条件,其次为降水;而≥10 ℃积温则为最敏感因子,即在较高光温条件互作前提下,增加灌浆期≥10 ℃积温则提高各基因型品种沉淀值.高蛋白比低蛋白品种更易受氮磷水平和气象条件影响.