广东省不同区域农田土壤酸化时空变化及其影响因素

基于广东省1980s、2010年以及2015年3期土壤数据,对全省不同区域农田耕作层土壤pH值的时空变异特征进行分析,并初步探讨了可能导致土壤pH变化的因素.结果表明: 不同时期广东全省土壤pH值空间分布格局变化显著. 全省农田土壤在1980s—2010年间,pH整体下降了0.3,呈酸化趋势,2010—2015年,土壤pH上升了0.09,但不均匀势态有所增强,酸碱分化趋势较明显. 从各区域看,1980s—2010年,各区域土壤均呈现酸化趋势;2010—2015年,珠三角地区农田土壤pH均值上升了0.27,而东、西两翼土壤pH均值分别下降了0.05、0.15,山区土壤pH变化不明显. 分析表明:广东省各地区土壤酸化除受土壤自身及降水等自然因素影响外,酸雨、不合理施肥以及高产作物高复种的种植结构等人为因素也是导致土壤酸化的主要原因;工业化、城市化、矿山开发和测土配方施肥的推广导致局部地区土壤pH值有所上升. 研究结果可为不同区域控制缓解土壤酸化、提高耕地质量提供理论指导.     

豫南夏花生种植区土壤pH时空演变及其驱动力

研究花生种植区土壤酸化特征及其驱动因素,为花生种植土壤酸化改良提供理论依据。采用数据收集和田间取样分析方法,获取豫南典型花生种植区正阳县土壤pH及其驱动因子数据,利用GIS技术分析土壤pH时空变化特征,并基于增强回归树(BRT)模型识别影响土壤酸化的关键驱动因素。结果表明：正阳县花生种植土壤pH普遍呈下降趋势;土壤pH平均值由1980年的7.06降至2020年的5.15;弱碱性与中性土壤面积大幅度下降,酸性土壤面积增加;1980—2020年土壤pH面积变化最大的区间为-2.0～-1.5,占全县面积的51.9%;砂姜黑土区土壤酸化最严重,而水稻土和潮土区土壤pH下降幅度较小;BRT模型分析表明,阳离子交换量是造成2020年土壤pH空间变异的最主要因素,其贡献率达到26.2%;其次是速效钾含量、年均降雨量、有机质含量和全氮含量,贡献率分别为11.0%、7.7%、7.2%和6.9%;土壤pH随土壤阳离子交换量、年均降雨量、速效钾含量、有机质含量的增加而增加,但随土壤全氮含量的增加而降低。综上,正阳县夏花生种植土壤酸化形势严峻,尤其是砂姜黑土区,具有普遍性和局部严重性的特征;所研究因素中,阳离...     

近30年来广东省土壤pH值的时空变化

基于广东省第二次土壤普查(20世纪80年代)以及2002—2007年广东省土壤pH数据,对期间土壤pH的时空变化进行了研究.结果表明:研究期间,广东省土壤pH空间分布格局基本一致;除珠江三角洲和清远、韶关部分地区土壤为弱碱性外,其他地区土壤以酸性为主;土壤pH变化整体表现为酸化,土壤pH平均值由5.70降至5.44.除潮土pH变化以增大为主外,其他土壤类型的pH均呈降低趋势,以赤红壤、水稻土和红壤pH的降幅尤为严重,石灰土pH值的降低趋势和降低面积比例均最明显.广东省土壤酸化主要受土壤本身特性和酸雨等自然因素以及不合理施肥和城市化等人为因素的影响;另外,由于工业化和矿山开发,还导致局部地区土壤pH值有所上升.     

水田化进程中的富锦市耕地景观格局演化规律

全球气候变化对我国北方旱区农业生产与农业生态系统产生了深刻影响,而耕地布局调整及内部结构变化是对全球气候变化做出的重要适应性措施.耕地景观格局是农业生态系统的空间表象,其演化对区域农业生态系统结构与功能具有重要影响.基于富锦市2000、2013年Landsat TM遥感影像数据源,采用景观指数标准法与数理统计法从耕地组分、空间配置、斑块特征角度探究区域水田化过程中耕地景观演化的基本规律.结果表明:2000年富锦市耕地面积为51.24万hm2,垦殖率60.4%,水田占耕地比率6.7%,其中,农区、垦区的水田比率分别为5.5%、8.3%,均处于水田化初始阶段;到2013年,富锦市耕地面积达到69.93万hm2,垦殖率上升至82.4%,水田比率54.1%,整体处于水田化中期阶段,其中,农区水田比率33.6%,初步进入水田化中期阶段,垦区水田比率83.4%,处于水田化末期阶段.水田化初始阶段,富锦市耕地斑块数量为2311块,其中,农区为1010块、垦区为1301块;各区域斑块变异系数、形状指数数值呈现旱地大、水田小的共性;旱地平均斑块面积较大,最大斑块指数均在60.0%以上;连通性以旱地为主,斑块密度普遍具有旱地低、水田高的特征;空间格局上旱地呈集聚分布,水田点星镶嵌.水田化向中期、末期阶段演化中,耕地斑块总数增加,水田、旱地具有异速增长特征;斑块变异系数水田逐步增加、旱地呈波动趋势;形状指数水田先升后降、旱地逐渐降低;平均斑块面积水田逐步增加,旱地相反;斑块密度旱地日渐上升,水田日益降低;连通性指数由旱地持续向水田转变,旱地优势性不断减弱,水田优势性不断增强;空间格局向部分水旱交错相间分布,部分水田集聚分布演变.垦区与农区不同的土地制度与农业经营方式对水田化进程具有显著影响.     

初始pH值对碱性和酸性水稻土微生物铁还原过程的影响

酸碱度(pH值)是水稻土铁还原过程的重要影响因素之一。通过模拟水稻土淹水厌氧培养,以Al2(SO4)3和Na2CO3溶液分别调节碱性和酸性水稻土pH值至强酸性(pH值5.0)、酸性(pH值5.0—6.5)、中性(pH值6.5—7.5)、碱性(pH值7.5—8.5)、强碱性(pH值8.5),以此来研究5种初始pH值对水稻土泥浆铁还原过程的影响;通过微生物群落厌氧培养研究了2种水稻土菌悬液在6种pH值条件下的铁还原能力差异。结果表明,碱性水稻土铁还原潜势(a)、最大铁还原速率(V max)随初始pH值的降低而下降,而达到最大铁还原速率所需的时间(T Vmax)则延长。提高酸性水稻土初始pH值使铁还原V max增加而T Vmax缩短,但土壤中无定形氧化铁均能还原,初始pH值与V max具有显著正相关关系。碱性和酸性水稻土的土壤菌悬液在试验pH值范围内厌氧培养,其铁还原能力在培养初期差异不显著,但培养后期的差异明显,且最终都能把培养液中氧化铁完全还原。随着初始pH值升高T Vmax延长,V max则降低,且均显著负相关,但碱性水稻土微生物群落的V max在pH值6.00时最大。初始pH值和土壤类型对水稻土铁还原过程具有显著影响,且对土壤菌悬液微生物群的铁还原具有一定影响。     

福建省耕地土壤潜性酸动态变化及其驱动因素

土壤潜性酸是植物生长的潜在限制因子,是土壤酸性调控的重要依据.按比例抽取并测定福建省耕地表层土壤代表性样点的潜性酸量和pH值,拟合潜性酸(PA)与活性酸(pH)的最优关系模型,利用全省1982年36777个、2008年236445个和2016年21269个耕地表层土壤调查样点pH等属性数据,建立3期1∶5万耕地土壤潜性酸量数据库,借助GIS技术和灰色关联分析模型探讨福建省耕地土壤潜性酸动态变化规律及其驱动因素.结果表明: 1982—2016年,全省耕地土壤潜性酸量整体呈上升趋势,2008和2016年潜性酸量分别比1982年上升1.30和1.49 cmol·kg^-1,1982—2008年的潜性酸上升速率比2008—2016年高0.03 cmol·kg^-1·a^-1.1982—2016年,全省耕地土壤潜性酸变化量空间差异明显,龙岩市耕地土壤潜性酸变化量最大,比最小的三明市高4倍以上;不同利用类型耕地土壤潜性酸变化量大小依次为水田>水浇地>旱地;咸酸水稻土、潜育水稻土和淹育水稻土亚类的潜性酸变化量最大,是全省潜性酸变化量均值的1倍以上;赤红壤和盐渍水稻土亚类变化量最小,分别为全省均值的25.7%和28.4%.福建省耕地土壤潜性酸动态变化的主要驱动因素包括氮、磷肥施用量、阳离子交换量(CEC)、黏粒含量、pH和粉粒含量,灰色关联系数绝对值＞0.92.科学优化施肥结构、合理施用碱性调理剂改酸是减缓福建省耕地土壤潜性酸增加的重要途径.     

中耕地类型及其土壤氮磷储量的变化

过去60a间,长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被类型,特别是耕地类型发生了显著地转变,并对其土壤全氮和全磷产生了明显地影响。通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集1965年前土壤全氮、全磷历史数据,采用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了1940—2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮、全磷储量的变化。结果表明: 近60a来,在86×103 km2的区域中有47%的面积发生了变化,其中33%的面积是耕地类型转化。耕地面积减少18.6%（-16.0×103 km2）,其中稻田面积减少21.5%（-18.5×103 km2）,种植木本作物的旱地面积减少1.7%（-1.5×103 km2）;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地的面积分别增加了3.5%（3.0×103 km2）和2.0%（1.7×103 km2）。尽管稻田面积大幅减少,但其仍是区域中面积最大的土地利用覆被类型。 1940—2002年,有98%的可能性区域耕地0—30 cm土壤全氮储量净减少,而其0—30 cm土壤全磷储量则无明显变化。区域耕地土壤全氮储量明显减少（-7.2 Tg N）,主要受稻田土壤全氮储量显著减少（-8.0 Tg N）的影响,而稻田面积大幅减少是导致稻田土壤全氮储量减少的主要原因。与此同时,种植木本作物的旱地的土壤全氮储量减少了0.7 Tg N;而种植木本作物和种植1年生作物的水浇地分别增加1.3和0.7 Tg N。区域耕地土壤全磷储量变化不明显,主要受稻田土壤全磷储量无明显变化的影响。尽管稻田面积大幅减少,但由于稻田土壤全磷密度增加了29%（其净增加的可能性为76%）;加之稻田土壤全磷密度变异较大,所以稻田土壤全磷储量并没有明显减少,其净减少的可能性仅为64%。与此同时,有75%的可能性种植木本作物的旱地的土壤全磷储量净减少,但仅减少了0.3 Tg P;而种植木本作物的水浇地和种植1年生作物的水浇地土壤全磷都有少量增加,分别为0.7 和0.4 Tg P。 通过选取区域代表性样方、研究耕地类型的小尺度转化、土壤取样和收集土壤历史数据、结合尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,能够揭示1940—2002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中耕地类型及其土壤全氮和全磷储量的变化。     

1980s-2010s东北农田土壤养分时空变化特征

近年来，东北地区农田土壤“变薄、变瘦、变硬”等退化问题日趋严峻，严重影响了东北农业的可持续发展。本研究基于1980年代(1980s)《中国土种志》和2010年代(2010s)《中国土系志》土壤样点的土壤剖面属性数据，通过大样本统计分析，揭示了30年来东北不同地区、不同土壤类型的土壤养分状况变化规律。结果表明：1)1980s—2010s,东北地区各土壤养分指标变化程度不同，土壤pH总体下降0.03,土壤有机质(SOM)含量下降最突出，下降了8.99 g·kg^-1,降幅为23.6%,土壤全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量呈现出不同程度的上升趋势，增幅分别为17.1%、46.8%和4.9%。2)各省市土壤养分指标变化表现出较大差异，辽宁土壤酸化最明显，pH降低了0.32,SOM含量下降最明显，降低31.0%,土壤TN、TP、TK含量上升最显著，增幅分别为73.8%、248.1%和44.0%。3)不同土壤类型土壤养分变化差异较大，棕壤和栗钙土pH下降最多，几乎所有类型土壤的SOM含量均为下降趋势，其中棕壤、暗棕壤和黑钙土分别下降了35.4%、33.8%和26.0...     

洞庭湖区不同利用方式对土壤微生物生物量碳氮磷的影响

以湖南省沅江市典型湖垸为代表,通过密集取样分析,研究了洞庭湖区不同利用方式条件下农田土壤微生物生物量碳、氮、磷的变化及其和土壤碳、氮、磷的关系,发现水田土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮明显高于旱地,水田土壤中双季稻高于一季稻;土壤磷的含量旱地稍高于水田,但土壤微生物生物量磷水田稍高于旱地.尽管在水田土壤中微生物生物量碳、氮有明显的不同,但水田土壤微生物生物量磷维持在相对稳定的水平.典型样区土壤微生物生物量碳占有机碳的比例为0.65%～7.24%,平均3.00%;土壤微生物生物量氮占全氮的比例为0.98%～7.41%,平均3.81%;土壤微生物生物量磷占全磷的比例为0.16%～7.54%,平均2.80%.土壤C/N为3.87～17.31,平均9.15;BC/BN为4.06～9.29,平均7.26.土壤微生物生物量碳、氮与土壤碳、氮之间存在极其显著的线性相关关系,但土壤微生物生物量磷占全磷之间相关关系不显著.土壤微生物生物量碳、氮、磷之间的相关关系达到了极显著水平.不同的利用方式和耕作制度导致了土壤碳、氮和微生物生物量碳、氮的差异,土壤微生物生物量碳、氮能够很好地反映洞庭湖区农田土壤碳、氮水平.     

湖南省耕地土壤硒空间分布及其影响因素

为合理开展富硒(Se)土壤资源利用与富硒农产品开发，进行了湖南省耕地土壤硒含量的空间分布特征及其影响因素等研究。结果表明：湖南省耕地土壤硒平均含量为0.56 mg·kg^-1,是全国土壤硒元素背景值(0.29 mg·kg^-1)的1.93倍；湘西南区土壤硒平均含量最高、湘北洞庭湖区平均含量最低；湘西南区变异系数最大，离散程度高，分布不均匀；湘南区变异系数最小，离散程度低，分布相对均匀；全省富硒耕地面积224.96万hm²,占耕地面积的60.7%;水田富硒面积为185.63万hm²,占全省耕地面积的50.1%;旱地富硒面积为39.33万hm²,占全省耕地面积的10.6%。成土母质发育的土壤硒含量大小顺序为：板页岩风化物>石灰岩风化物>第四纪红色黏土>砂岩风化物>花岗岩风化物>河湖冲(沉)积物>紫色砂页岩风化物；不同类型土壤硒含量大小顺序为：黄棕壤>黄壤>红壤>石灰(岩)土>水稻土>潮土>紫色土；当pH<5....     

腾格里沙漠草方格固沙林土壤颗粒组成、分形维数及其对土壤性质的影响

为了明确草方格人工固沙造林植被恢复过程中土壤颗粒组成、分形维数及对土壤理化性质的影响,以腾格里沙漠东南缘2016年(1 a)、2013年(4 a)和1987年(30 a)草方格固沙林为研究样地,以周围流动沙地为对照(CK),研究了草方格固沙造林后植被恢复过程中土壤颗粒组成、分形维数及与土壤理化性质的作用关系.结果表明: 100～250、250～500 μm土壤颗粒含量较高,分别为42.5%～80.1%、12.5%～42.2%;50～100 μm土壤颗粒含量居中,为0.2%～20.8%;<2和2～50 μm的土壤颗粒含量次之,分别在0～1.3%和0～22.7%;而500～1000 μm的土壤颗粒含量较低,在0.3%以下.<2和2～50 μm土壤颗粒仅在30 a固沙林有分布;50～100 μm土壤颗粒分布为30 a最高,4 a和1 a居中,而CK最低;100～250 μm土壤颗粒分布依次为4 a>1 a>CK>30 a;250～500 μm土壤颗粒分布为CK>1 a>4 a>30 a;但500～1000 μm土壤颗粒在各样地分布均较少,且不同样地之间无显著差异.研究区土壤颗粒分形维数为0.54～2.59,并且不同样地间存在显著差异,表现为30 a最高,4 a与1 a居中,而CK最低.土壤颗粒分形维数与土壤黏粒、粉粒、极细砂粒含量呈极显著正相关,而与土壤中砂粒呈极显著负相关.土壤颗粒分形维数与土壤电导率、有机碳、全氮和碳氮比均呈极显著正相关,而与土壤pH和含水量无相关性.土壤中<2、2～50、50～100 μm颗粒与土壤电导率、有机碳、全氮和碳氮比均呈极显著正相关,而250～500 μm土壤颗粒与上述4个土壤指标和土壤含水量呈显著负相关.500～1000 μm土壤颗粒与土壤含水量亦呈极显著负相关.在腾格里沙漠东南缘地区利用草方格进行人工固沙植被建设,可有效促进土壤颗粒细粒化,长期演变导致土壤黏粒和粉粒及土壤分形维数显著增加,促使土壤有机碳和全氮含量提高,有利于土壤理化性质改善和促进沙漠化治理.     

硅钙钾镁肥对南方稻田土壤酸性和盐基离子动态变化的影响

南方稻田土壤大面积酸化是水稻生产的主要限制因子.尽管石灰作为酸化土壤调理剂已广泛应用,但大量或长期施用石灰不仅会引起土壤板结,而且会导致土壤钙、钾、镁等元素的平衡失调.硅钙钾镁肥由于溶解度更低、养分全面是良好的替代材料.为了明确硅钙钾镁肥阻控土壤酸化的效果和作用,本研究采用连续4年的硅钙钾镁肥田间定位试验,以农民习惯施肥为对照,分析在农民习惯施肥基础上增施750、1125、1500和1875 kg·hm^-2硅钙钾镁肥下稻田土壤pH、交换性酸、交换性盐基离子和有效硅的动态变化.结果表明: 农民习惯施肥导致土壤pH、土壤交换性盐基和盐基饱和度逐年下降,土壤交换性酸逐年增加.与之相反,硅钙钾镁肥处理显著提高了土壤pH值,提高幅度随硅钙钾镁肥施用次数或用量的增加而增大.连续多次施用硅钙钾镁肥有效促进了盐基离子在土壤中的累积和土壤交换酸的消耗,特别是土壤交换性Ca²⁺、Mg²⁺的累积和土壤交换性Al³⁺的消耗,硅钙钾镁肥用量越大,积累或消耗的量越多,但速率相对越慢.土壤交换性酸消耗量中,硅钙钾镁肥释放的交换性盐基离子和相应碱贡献了108.8%,是交换性酸减少的主要途径.硅钙钾镁肥在改良稻田土壤酸性的同时,土壤有效硅含量逐年增加,增幅随硅钙钾镁肥施用量的增加而显著增大.总之,农民习惯施肥导致土壤持续酸化,酸化率为2.86 kmol H⁺·hm^-2·a^-1,硅钙钾镁肥能有效阻控酸化过程,产生了大量碱(9.69~18.44 kmol OH^-·hm^-2·a^-1),释放的Ca²⁺、Mg²⁺盐基离子和相应碱是土壤酸化阻控的主要作用因子.     

华西雨屏区植被恢复对紫色土酸化的影响

退耕还林是控制水土流失、恢复森林植被和改善生态环境的重要举措。植被恢复进程中会发生土壤酸化,进而影响植物生长,厘清不同还林树种对土壤酸化的影响程度及作用机制有助于更好地评估退耕还林工程的整体生态效益。以华西雨屏区紫色土坡耕地(玉米)为对照,分析了退耕20a后柳杉纯林、柳杉-光皮桦混交林、慈竹林和茶园土壤pH的变化及其垂直分异。结果表明：玉米地、慈竹林、茶园、混交林和柳杉纯林0—50 cm土壤pH平均值分别为5.66、5.55、5.12、5.03和5.00,相较于玉米地,柳杉纯林、混交林和茶园土壤pH值显著下降(P<0.01),土壤酸化严重。相较于玉米地土壤pH值的均匀分布,植被恢复不同类型人工林pH值随土壤深度的增加而增加,10—50 cm土壤pH值(4.89—5.90)显著高于0—10 cm土壤pH值(4.72—5.21)(P<0.01),表层土壤酸化最明显。土壤pH值与土壤有机质含量呈极显著负相关,而与风化指数Na/K比值呈显著正相关,有机质含量和Na/K比值共同解释了土壤pH值变化的53.9%,表明植被恢复引起的土壤有机质积累与长石类矿物风化是驱动紫色土酸化的重要过程...     

不同制图尺度及土壤数据对土壤全磷储量估算的影响

准确计算农田土壤磷储量对农业可持续发展和面源污染治理具有重要意义,但以往的磷储量研究并没有考虑不同土壤数据源和制图尺度造成的估算误差.本文以江苏北部29个县(市)约393×10⁴ hm²旱地为例,分析了我国《县级土种志》、《地级市土种志》、《省级土种志》和《中国土种志》中记录土壤剖面资料分别建立的1∶5万、1∶25万、1∶50万、1∶100万、1∶400万和1∶1000万数据库对土壤全磷储量估算的影响.结果表明: 与数据最详细、记录有983个土壤剖面的《县级土种志》1∶5万尺度全磷密度和储量相比,其他不同土壤数据源建立的各个尺度土壤数据库估算的全磷密度和储量相对偏差分别在4.8%～48.9%和1.6%～48.4%.大部分《县级土种志》和《地级市土种志》土壤数据源建立的不同尺度全磷密度与《县级土种志》1∶5万尺度之间存在极显著或显著差异,《省级土种志》和《中国土种志》土壤数据源建立的不同尺度全磷密度与《县级土种志》1∶5万尺度之间均存在极显著差异,说明在旱地磷储量估算的研究中,选择适宜的制图尺度和土壤数据源是非常必要的.     

近20年来江苏省土壤pH值时空变化及其驱动力

通过比较1980年和2003年江苏省土壤pH空间分布图,发现虽然两个时期土壤pH空间分布的基本格局仍然相似,表现为南酸北碱,但局部地区也存在较大的变化,主要表现为酸化.沂沭岗地浅洼平原土区、里下河浅洼地土区、宁镇扬低山丘陵土区和太湖平原土区均有较严重的酸化出现.分析发现前两者主要受不合理施肥、田间管理和土地利用及种植类型变化的影响,后两者除以上的影响因素外还包括工业化和城市化.另外在后两者和宜溧洞庭山地土区由于土地利用和种植方式的变化、建筑和道路的兴建,还导致了局部地区土壤pH有所上升.土类中潮土酸缓冲性能强、pH变化不大,水稻土pH下降严重,特别是里下河浅洼地土区水稻土,在现有的管理利用方式下,继续下降的可能性很大.     

整治区植烟土壤养分空间变异及肥力适宜性等级评价

采用地理信息系统(GIS)技术和地统计学方法,研究了湖北省恩施市“清江源”现代烟草农业科技园区、恩施城郊和利川柏杨基地单元新整治区域的土壤属性和速效养分空间变异特征,并采用模糊数学法对其土壤肥力适宜性指数(SFI)进行评价.结果表明: 土地整治对土壤速效磷含量的变异和空间分布的影响较大,这种影响程度可能与地形地貌特征和整治程度有关;土地整治对土壤pH值的影响较小,但是柏杨土壤酸化严重(pH<5.5).77.6%的城郊土壤具有较低的SFI,而柏杨和清江源分别仅有17.1%和31.4%的土壤具有较低的SFI.柏杨需要重点解决土壤酸化问题,城郊需要重点解决整个区域土壤培肥和肥力均衡化问题,而清江源则需解决SFI较低区域的培肥问题.     

氮添加对内蒙古温带典型草原土壤的酸化效应及水分的影响

氮(N)沉降增加带来的土壤酸化问题已经得到广泛的关注,然而土壤酸化是否受到未来降水格局改变的影响研究相对匮乏.本研究基于内蒙古温带典型草原5年(2013—2017年)的N添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)和增雨(增雨量80 mm,分2 mm×40次、5 mm×16次、10 mm×8次、20 mm×4次、40 mm×2次5种处理)控制试验分析了水分对N添加后土壤酸化的影响.结果表明: 40 g N·m^-2·a^-1 N添加在土壤酸化出现的时间、酸化程度以及酸化随时间的变化速率上均大于10 g N·m^-2·a^-1 N添加.40 g N·m^-2·a^-1 N添加一年后即在各层土壤中观测到了显著的土壤pH降低,而10 g N·m^-2·a^-1 N添加只有土壤表层(0～5 cm)在N添加一年后出现显著的土壤pH降低,5～10和10～20 cm土层显著的土壤pH降低分别出现在氮添加4年和5年后.氮添加后土壤pH的降低幅度随氮添加年限的延长而增加,40 g N·m^-2·a^-1 N添加土壤pH随时间的降低速率大于10 g N·m^-2·a^-1 N添加.增雨不改变氮添加后土壤pH降低的结果,但中小强度增雨方式(2～20 mm)在干旱年份有缓解10 g N·m^-2·a^-1 N添加处理土壤酸化的趋势,而所有增雨方式在湿润年份均有加剧氮添加(10和40 g N·m^-2·a^-1)后土壤酸化的趋势,尤其是表层土壤,但缓解和加剧的程度均不显著.高强度增雨方式后(10～40 mm)土壤无机氮的淋溶可能是增雨加剧氮添加后土壤酸化的一个重要原因.本研究将为预测草原生态系统对未来氮沉降和降水格局改变的响应提供科学依据.     

施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响

在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力。本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH₄⁺-N浓度的影响。供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0～20 cm土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200 kg N·hm^-2。结果表明: 施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异。麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了23.6%～53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7～13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高。整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥。麻砂泥土壤＜4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH₄⁺-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3～10.5倍。回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素。Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平。总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH₄⁺-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失。