农田土壤肥力综合评价研究进展

农田土壤肥力受自然因素和人为因素的双重影响 ,对其进行客观的综合评价显得非常困难 ,为了在对农田土壤肥力综合评价过程中尽量避免主观性 ,减少人为因素 ,人们更多地采用一些数学方法参与到评价过程中 ,进行数值化综合评价。本文就目前流行的有关土壤肥力综合评价的方法进行了介绍和比较 ,并对其取样技术、评价指标最小数据集的选择以及数值化综合评价方法进行了详细介绍。随着GPS、GIS技术的发展 ,土壤肥力质量评价系统会日臻完善 ,为土壤资源的合理利用提供依据。     

基于GIS长春市郊农地土壤肥力综合评价

以长春市郊区农地为例,应用ArcInfo进行空间数据采集、处理与分析,以土地利用类型作为评价单元,采用层次分析法确定评价因素的权重,引入模糊数学方法,建立各评价因素对肥力的隶属函数,计算各个肥力评价因素的评分,最后用指数和法求出各评价单元的综合评价值,根据综合评价值的大小划分土壤肥力等级,并分级统计其面积.应用ArcView GIS绘制了评价结果图.     

四川盆地西缘山地土壤肥力评价

从土壤的理化因子出发,利用综合评价的方法,建立土壤肥力综合指标模型,对四川盆地西缘山地土壤的肥力状况进行了研究。结果表明,该区域内影响土壤肥力的主导因子为土壤有机质的含量、全氮重、全碳重及代换性H^ 含量。在同一种土壤类型中,随着植物群落的演替土壤肥力逐渐增加,但这不适合于不同土壤类型之间。这是由于不同的土壤类型所对应的气候条件不同所致。     

基于主成分分析的古树土壤肥力综合评价

以广州市海珠区登记在册的40株古树为研究对象,调查其生长状况,采集土壤测定pH、EC值、容重、通气度、有机质、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量等11项理化指标,采用主成分分析和聚类分析对古树土壤肥力进行综合评价.结果表明:海珠区大多数古树土壤EC值偏低(<0.35 mS·cm-1),表现为强变异;土壤有机质...     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅲ.土壤养分收支

许了1985－1999年试验期间各模拟施肥模型的作物移出养分量和施肥输入养分量,结果表明,施用N肥可加剧土壤P收支赤字,而施用N,P肥则加剧土壤K收支赤字,实验展示了我国在20世纪70年代大面积贫P土壤和80年代大面积缺K土壤出现的原因,保持养分循环再利用可缓解土壤养分收支赤字,但不能满足丰产作物的养分需求,在保持养分循环利用基础上根据土壤肥力适当施用化肥,可满足丰产作物的养分需求和平衡土壤养分收支,不致发生大量过剩N进入环境。     

湖州主要森林类型土壤肥力的灰色关联度分析与评价

土壤是一个由生物及非生物组成的复杂综合体、有集散、转化、传递物质和能量的作用 ,其综合作用称为肥力[3] 。土壤肥力是从环境条件和营养条件两方面供应和协调作物生长发育的能力 ,是土壤物理、化学和生物等性质的综合反映 ,土壤结构是肥力的重要基础[11] 。土壤肥力的差异是土壤基本特性的综合表现 ,是多因素的耦合[7] 。在评价土壤肥力时 ,要考虑土壤整体剖面。目前有关土壤肥力的定义至今没有适当的内涵和外延 ,缺少量化的指标[3] 。为此 ,笔者认为 ,土壤肥力评价 ,应着眼于系统的观点 ,根据评价土壤肥力的综合指标 ,以评判该种土壤的…     

基于主成分分析的土壤肥力综合指数评价

以杨凌为研究区域,选择田块尺度为评价单元,采集27个田块土壤,利用模糊数学中综合指数评价模型进行土壤肥力质量评价。经取样数合理性统计分析,27个样点估计研究区域土壤肥力评价能够满足90%置信水平条件下15%和20%的相对误差取样数的精度需求。运用主成分分析,通过计算变量的Norm值筛选速效钾、碳酸钙、全磷、全氮、土壤有机质、CEC、速效磷、全钾进入土壤肥力评价的最小数据库集(MDS),利用非线性隶属度函数实现评价指标量纲归一化且评价单项肥力指标,利用雷达图直观地反映单因素肥力指标在土壤中的状态以及土壤肥力的整体状况,结果表明,全磷和碳酸钙是影响研究区土壤肥力的限制性因子。研究区域在田块评价尺度上的土壤肥力综合指数范围为0.7~0.8。     

农田生态对土壤肥力的保护效应

长期定位试验研究表明,休闲不利于土壤有机质含量的增加,能促使胡敏酸能态降低,分子变大,芳构化程度增大,向“老化”的方向发展,休闲还使G2型复合体向G1型转化,土壤酶活性降低,生化作用强度增大,总体肥力水平下降,因此,农田生态系统对土壤肥力具有保护效应。     

黑土农田化肥氮素去向的研究

黑土农田化肥氮素去向的研究王建国韩晓增刘鸿翔（中国科学院黑龙江农业现代化研究所,哈尔滨１５００４０）ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＦａｔｅｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎｏｕｓＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒｉｎｔｈｅＢｌａｃｋＳｏｉｌ．ＷａｎｇＪｉａｎｇｕｏ,ＨａｎＸｉａｏｚｅｎｇ...     

山地土壤肥力与植物群落次生演替关系研究

从土壤物理、化学和生物性质出发,通过土壤肥力综合指标体系,利用多元统计方法,对重庆缙云山亚热带常绿阔叶林不同演替阶段山地土壤肥力的变化特征进行综合评价。并分析了缙云山亚热带常绿阔叶林群落演替与山地土壤肥力变化的关系。     

Long-term black carbon dynamics in cultivated soil

Black carbon (BC) is a quantitatively important C pool in the global C cycle due to its relative recalcitrance compared with other C pools. However, mechanisms of BC oxidation and accompanying molecular changes are largely unknown. In this study, the long-term dynamics in quality and quantity of BC were investigated in cultivated soil using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier-transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. BC particles and changes in BC stocks were obtained from soil collected in fields that were cleared from forest by fire at 8 different times in the past (2, 3, 5, 20, 30, 50, 80 and 100 years before sampling) in western Kenya. BC contents rapidly decreased from 12.7 to 3.8 mg C g^?1 soil during the first 30 years following deposition, after which they slowly decreased to a steady state at 3.5 mg C g^?1 soil. BC-derived C losses from the top 0.1 m over 100 years were estimated at 6,000 kg C ha^?1. The initial rapid changes in BC stocks resulted in a mean residence time of only around 8.3 years, which was likely a function of both decomposition as well as transport processes. The molecular properties of BC changed more rapidly on surfaces than in the interior of BC particles and more rapidly during the first 30 years than during the following 70 years. The Oc/C ratios (Oc is O bound to C) and carbonyl groups (C=O) increased over the first 10 and 30 years by 133 and 192%, respectively, indicating oxidation was an important process controlling BC quality. Al, Si, polysaccharides, and to a lesser extent Fe were found on BC particle surfaces within the first few years after BC deposition to soil. The protection by physical and chemical stabilization was apparently sufficient to not only minimize decomposition below detection between 30 and 100 years after deposition, but also physical export by erosion and vertical transport below 0.1 m.     

Long-term black carbon dynamics in cultivated soil

Black carbon (BC) is a quantitatively important C pool in the global C cycle due to its relative recalcitrance compared with other C pools. However, mechanisms of BC oxidation and accompanying molecular changes are largely unknown. In this study, the long-term dynamics in quality and quantity of BC were investigated in cultivated soil using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier-transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) techniques. BC particles and changes in BC stocks were obtained from soil collected in fields that were cleared from forest by fire at 8 different times in the past (2, 3, 5, 20, 30, 50, 80 and 100 years before sampling) in western Kenya. BC contents rapidly decreased from 12.7 to 3.8 mg C g⁻¹ soil during the first 30 years following deposition, after which they slowly decreased to a steady state at 3.5 mg C g⁻¹ soil. BC-derived C losses from the top 0.1 m over 100 years were estimated at 6,000 kg C ha⁻¹. The initial rapid changes in BC stocks resulted in a mean residence time of only around 8.3 years, which was likely a function of both decomposition as well as transport processes. The molecular properties of BC changed more rapidly on surfaces than in the interior of BC particles and more rapidly during the first 30 years than during the following 70 years. The Oc/C ratios (Oc is O bound to C) and carbonyl groups (C=O) increased over the first 10 and 30 years by 133 and 192%, respectively, indicating oxidation was an important process controlling BC quality. Al, Si, polysaccharides, and to a lesser extent Fe were found on BC particle surfaces within the first few years after BC deposition to soil. The protection by physical and chemical stabilization was apparently sufficient to not only minimize decomposition below detection between 30 and 100 years after deposition, but also physical export by erosion and vertical transport below 0.1 m.     

黑土肥沃耕层构建效应

东北黑土区粘重的耕地土壤,经多年不合理耕作后产生了较厚的“犁底层”,成为该地区农业生产的主要限制因子.本研究利用田间试验,分析了构建肥沃耕层对作物产量、土壤物理性质、土壤含水量和微生物数量的影响.结果表明：肥沃耕层构建后,土壤形成了一个深厚的耕层,作物产量增加.与常规耕作法相比,向20～35 cm土层施用秸秆和有机肥使土壤容重分别降低了9.88%和6.20%,总孔隙度分别增加了9.58%和6.02%,饱和导水率分别增加了167.99%和73.78%,表明肥沃耕层的构建能够有效地改善土壤的通气透水性,提高大气降水的入渗能力;向“犁底层”施用秸秆和有机肥处理0～100 cm土层土壤含水量和水分利用效率均显著高于常规耕作法,该处理玉米出苗率与0～35 cm土层土壤含水量之间呈显著正相关关系.肥沃耕层的构建由于增加了土壤中的有机碳源和透气性,从而增加了土壤中的微生物数量.     

肥沃耕层构建对东北黑土区旱地土壤肥力和玉米产量的影响

有机物料还田是提高土壤肥力、改善土壤结构和增加作物产量的重要农艺措施之一。本研究通过分析有机物料深混还田构建肥沃耕层后土壤的有机质、速效养分含量和玉米产量,明确了黑土区不同土壤类型旱地土壤肥力指标和玉米产量对肥沃耕层构建方式的响应特征,以期为实现东北黑土区旱地保护性利用和农业可持续发展提供科学依据。采用小区试验与大区示范相结合的方式,在黑龙江省、吉林省和辽宁省选取9个生态类型区作为试验点,土壤类型包括黑土(中厚黑土和薄层黑土)、草甸土、黑钙土、白浆土、棕壤、暗棕壤和褐土。每个试验点均设置了玉米秸秆深混构建肥沃耕层(CF_Ⅰ)、秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层(CF_Ⅱ)和无有机物料还田(CK)3个处理。其中,CF_Ⅰ、CF_Ⅱ处理的小区试验和大区示范的秸秆还田量分别为10000 kg·hm^-2和全量还田,CF_Ⅱ处理的有机肥施用量为30000 t·hm^-2;CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理中有机物料的还田深度均为0~35 cm。结果表明: 不同土壤类型旱地的土壤肥力差异较大,不同土层表现为亚耕层土壤肥力小于耕层土壤,其中暗棕壤和白浆土尤为突出;棕壤、褐土耕层和亚耕层的土壤肥力均偏低;黑土和草甸土的质地比较黏重和犁底层较厚。在试验时间为两年以上的5个试验点中,与CK相比,CF_Ⅰ和CF_Ⅱ处理耕层的土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量平均增加1.85 g·kg^-1、20.16 mg·kg^-1、1.56 mg·kg^-1和17.2 mg·kg^-1,亚耕层较耕层增加了2.09 g·kg^-1、12.06 mg·kg^-1、2.18 mg·kg^-1和3.84 mg·kg^-1。与CK相比,CF_Ⅰ处理显著增加了耕作层和亚耕层土壤有机质和速效磷含量,CF_Ⅱ处理显著增加了耕作层和亚耕层的全部土壤肥力指标,说明肥沃耕层构建是提高土壤肥力的重要途径,其中玉米秸秆配施有机肥是快速提升土壤肥力的有效方法。受不同地区水热条件和土壤类型等的影响,不同试验区的玉米产量差异较大;不同处理间差异显著,表现为CF_Ⅱ>CF_Ⅰ>CK,说明肥沃耕层构建方式在不同生态类型区均能有效提高玉米产量。采用玉米秸秆或者玉米秸秆配合有机肥深混的肥沃耕层构建方式能够同步培肥耕层和亚耕层土壤,提高玉米产量。不同生态类型区应根据土壤类型、有机物料来源等采取相应的肥沃耕层构建方式,建议在有机肥源充足的区域,优先采用秸秆配合有机肥深混构建肥沃耕层。     

黑土肥沃耕层构建效应

东北黑土区粘重的耕地土壤,经多年不合理耕作后产生了较厚的“犁底层”,成为该地区农业生产的主要限制因子.本研究利用田间试验,分析了构建肥沃耕层对作物产量、土壤物理性质、土壤含水量和微生物数量的影响.结果表明：肥沃耕层构建后,土壤形成了一个深厚的耕层,作物产量增加.与常规耕作法相比,向20～35 cm土层施用秸秆和有机肥使土壤容重分别降低了9.88%和6.20%,总孔隙度分别增加了9.58%和6.02%,饱和导水率分别增加了167.99%和73.78%,表明肥沃耕层的构建能够有效地改善土壤的通气透水性,提高大气降水的入渗能力;向“犁底层”施用秸秆和有机肥处理0～100 cm土层土壤含水量和水分利用效率均显著高于常规耕作法,该处理玉米出苗率与0～35 cm土层土壤含水量之间呈显著正相关关系.肥沃耕层的构建由于增加了土壤中的有机碳源和透气性,从而增加了土壤中的微生物数量.     

典型黑土耕作区土壤结构对季节性冻融的响应

以东北典型黑土耕作区土壤为研究对象,通过对一季冻融交替后土壤团聚体、土壤楔入阻力、容重、孔隙度、饱和度、广义土壤结构指数等指标的测定和分析,对比研究了季节性冻融对黑土耕作土壤结构特征的影响.结果表明:季节性冻融加剧了黑土耕作区土壤风干团聚体的分散,但显著降低了水稳性团聚体的破坏率(P0.05),表现出促进其团聚的作用;季节性冻融后黑土土壤楔入阻力降低了15.45%;容重趋于一致,在1.10～1.11g.cm-3之间;固相比例持续增加,总孔隙度与毛管孔隙度均不同程度降低;土壤饱和度总体增加了13.06%,削弱了土壤潜在贮水能力.季节性冻融改善了耕作区的土壤结构,使之更适于耕作.虽然季节性冻融增强了土壤团聚体的抗蚀性,却削弱了土壤的抗冲性,增加了黑土水蚀发生的风险.     

大棚蔬菜轮/连作系统土壤肥力与微生物因子综合评价

从土壤肥力与微生物因子探索连茬障碍机理,以期为其提供科学依据。研究草莓番茄轮作(RST)、番茄连作4年(CT4)和番茄连作10年(CT10)3种蔬菜种植模式根际与非根际土壤微生物区系及生理菌群,并对土壤肥力与微生物生物因子进行主成分分析。结果表明根际土壤微生物三大类群和生理菌群数量均高于非根际,根际效应显著。番茄连作根际与非根际土壤细菌和放线菌数量呈现先增加后减少趋势;真菌数量呈线型增加趋势,CT4和CT10在根际与非根际较RST分别增加9.09%和2.11%、75.48%和57.72%。番茄连作根际土壤硝化细菌和好气性自生固氮菌数量的减少,氨化细菌与好气性纤维素分解菌在短期连作表现为增加长期减少的变化趋势;解钾菌、无机磷和有机磷细菌数量在根际与非根际土壤均减少。在6种研究的种植模式中,RST根际土壤状况最好,其次为CT4的根际与RST非根际土壤,CT10的根际土壤、CT4与CT10非根际土壤状况最差。结论是蔬菜连作造成土壤质量下降,连作年限越长下降越显著。     

秸秆还田对耕作黑土中小型土壤动物群落的影响

为了考察秸秆还田对耕作黑土中土壤动物群落结构的影响,2009年到2011年在黑龙江省海伦市进行了定点实验,调查了样地A(17kg秸秆+含高浓度催腐剂还田)、样地B(8.5kg秸秆+含低浓度催腐剂还田)、样地C(对照样地),样地D(8.5kg秸秆还田),样地E(17kg秸秆还田)的中小型土壤动物群落结构。共获取中小型土壤动物21779只,分别隶属于58个类群。其中,甲螨亚目、姬跳虫科、棘跳虫科与驼跳科4个类群土壤动物在本地区是最适应环境变化的土壤动物类群。土壤动物群落结构分析表明,对照样地C中土壤动物密度最高(46591.67只/m~2),土壤动物类群最多(17.17),土壤动物优势度指数最大(0.37),样地D中土壤动物丰富度指数最多(2.63),样地A中土壤动物多样性指数最高(1.72),样地B中土壤动物均匀性最高(0.64)。同时,各样地土壤动物基本都具有表聚性,样地A中土壤动物更趋于生存于上层土壤。综合比较分析表明,样地A秸秆还田方式相对来说最利于土壤动物生存。主成分分析表明,不同秸秆还田方式对土壤动物密度、甲螨亚目动物类群、节跳虫科类群、前气门亚目类群影响较大,是耕作黑土中对秸秆还田方式反应敏感的土壤动物指标,今后可以作为考察耕作黑土秸秆还田肥力效应的评价指标。另外,CAA分析表明:受土壤环境因子影响较大的土壤动物类群多为研究区域内优势类群与常见类群,土壤动物的密度与土壤中有机质、有机碳、碳氮比与全磷的含量关系最为密切。     

不同肥力条件下黑土及其有机无机复合体的腐殖质组成

采用Kumada法研究了不同肥力黑土及其复合体的腐殖质组成.结果表明,黑土培肥后,粉粒和细砂复合体含量增多;土壤及各级复合体游离态和结合态腐殖质含量得到不同程度提高,但游离态腐殖质的腐殖化度降低.这种作用在粉粒和细砂复合体中表现得更为明显.随复合体粒径增大,复合体有机碳含量、腐殖质提取率、游离态腐殖质含量及游离态胡敏酸的腐殖化度等均有降低趋势.胡敏酸分类结果表明,高肥土壤游离态胡敏酸均为R_p型,低肥则为R_p型和B型.随复合体粒径增大,游离态胡敏酸类型变化序列主要为:A型(粘粒)→B型(粉粒)→R_p型(细砂);无论粒径大小,结合态胡敏酸大多为A型.土壤培肥后,可使全土及各级复合体的游离态腐殖质的腐殖化度降低,进而会发生型变.在黑土中,游离态胡敏酸的型变主要体现在粉粒复合体中,结合态胡敏酸的型变主要体现在细砂复合体中.