中国低产田状况及改良策略
摘要：从新阶段我国农业、特别是土壤学发展的需求出发,总结了国内外有关低产田方面的研究成果。从“低产田”的界定入手,对我国低产田的状况及其负面影响、低产田形成的自然要素和人类活动的影响以及主要障碍因子等进行了系统分析,并初步测算了低产田改良的粮食增产潜力等。我们认为“低产田”可以定义为“在现有的正常耕作栽培管理技术水平条件下,因为耕地本身存在的障碍或者限制因子,导致作物生长发育差,产量较当地高产田低30%以上,且年际间变异大的农田”。我国低产田具有面积大、类型多,而且分布相对集中、障碍因子较明显等特征,低产田主要的障碍因子包括：有机质贫乏、养分匮乏或失衡、土壤酸化、土壤盐渍（碱）化、沙化、土壤板结、潜育化、表土大量流失、严重干旱、多因子组合。在此基础上,最后从我国现代农业发展的迫切需求出发,提出了今后一段时间内低产田改良研究的重点及有关政策和对策建议。土壤微生物铁循环及其环境意义
摘要：铁是土壤中重要的高活性高丰度元素。铁的生物地球化学循环包括铁还原与亚铁氧化两个过程，需要微生物提供基本驱动力，已经成为陆地表层系统研究的国际热点。铁循环控制着土壤有机物矿化、反硝化、甲烷产生、重金属固定等环境过程，是连结土壤养分循环与污染物转化的纽带。从生物地球化学循环的角度，综述了微生物作用下的铁还原、亚铁氧化过程及其主要微生物类群，重点论述了厌氧条件铁还原与亚铁氧化的环境效应及其地球化学机理，以及铁还原与亚铁氧化两个过程的协调及其调控因子。本文将有助于深人理解地球表层的关键环境过程与驱动机制。东北丘陵区沟蚀发展现状及影响因素分析
摘要：选取第一次全国水利普查土壤水蚀普查中吉林省梅河口市6个野外调查单元作为典型研究区,采用野外实地调查与地理信息技术相结合的方法,对东北低山丘陵区坡耕地沟蚀发展现状及影响因素进行调查分析。结果表明：（1）研究区6个调查单元总面积为142.9hm2,侵蚀沟数量共93条,沟长共5476m,沟壑密度3.83kmkm-2,总侵蚀量为4575m3。其中切沟沟长占总沟长的61.03%,侵蚀量占总侵蚀量的92.35%。（2）研究区沟蚀发展现状严峻,其中小杨乡、红梅镇、双兴乡和一座营镇沟蚀强度为剧烈,沟道密度分别为7.12、4.63、5.55和4.25kmkm-2。牛心顶镇和海龙镇沟蚀强度分别为强烈和中度。（3）坡度是研究区坡耕地沟蚀发育发展的重要因子,与沟壑密度存在较强线性相关,相关系数为0.71（p〈0.05）,在坡度大于8°时沟壑密度最大。（4）沟壑密度随坡长的增大而先增大后减小,在坡长200~299m内最大,超过500m后逐渐降低。（5）沟壑密度与流域长宽比具有较强的相关性,相关系数为0.83（p〈0.05）,沟壑密度随流域长宽比的增大而减少。不同培肥方式黑土腐殖质形态特征研究
摘要：针对吉林省黑土区存在的土壤有机质下降、耕地质量退化等问题,利用公主岭国家黑土肥力与肥料效益监测基地连续20年的长期定位试验,采用核磁共振光谱分析法（NMR）、红外光谱分析法（IR）等现代分析方法,研究了不同培肥途径耕层土壤腐殖质的组成、形态结构及动态变化趋势。结果表明：不同培肥途径对耕层土壤腐殖质特征影响明显。施用玉米秸秆处理（S＋NPK）和施用有机肥＋轮作处理（M＋NPK＋R）均显著增加了土壤胡敏酸中脂肪族结构成分,单施有机肥处理（M＋NPK）显著增加了土壤胡敏酸中羟基含量,S＋NPK处理游离羧基含量显著增多。S＋NPK、M＋NPK及M＋NPK＋R处理,土壤富啡酸的甲基、亚甲基和次甲基结构成分显著增多,游离羧基含量也显著增多。单施化肥处理,浸提的富啡酸中无机碳酸盐和硅酸盐成分明显增多,化肥长期施用导致土壤中游离富啡酸数量显著减少,土壤的耗竭式利用,导致土壤中铁、铜结合态或络合态的富啡酸增加。不同培肥方式对黑土胡敏酸和富啡酸的元素组成影响有较大的差异,但均可引发胡敏酸C含量降低,N含量增加,富啡酸C、N、H含量增加,O含量降低,可通过不同的培肥方式对土壤腐殖质的元素组成进行调节。秸秆深还对土壤腐殖质组成和胡敏酸结构特征的影响
摘要：以辽宁省阜新县试验基地培肥3年的草甸褐土为研究对象,设CK（不施秸秆）和CS（秸秆深还施用量为24000kghm-2）2个处理,每个处理随机选取3个采样点,采集深度为0-20cm和20-40cm。采用腐殖质组成修改法提取水溶性物质（WSS）、胡敏酸（HA）、富里酸（FA）和胡敏素（Hu）,研究秸秆深还对土壤腐殖质各组分含量的影响,并提取土壤胡敏酸（HA）固体样品进行结构表征。研究表明：秸秆深还更有助于表层土壤及其各腐殖质组分WSS、HA、FA和Hu有机碳含量的积累,分别较CK增加了33.11%、26.39%、11.09%、9.197%和18.55%,亚表层土壤WSS有机碳含量变化不显著,但HA和Hu的含碳量降低;表层和亚表层土壤PQ值的变化不显著;表层和亚表层土壤HA,缩合度变大,分子结构变复杂,芳香结构增加,热稳定性相对提高,亚表层土壤HA脂族结构稳定性增强。有机肥对不同母质菜田土壤磷解吸动力学模拟
摘要：通过室内恒温培养试验研究了华南3种典型母质发育的菜田土壤（玄武岩母质发育、花岗岩母质发育、河流冲积物母质发育）在经过两种有机肥（鸡粪堆肥和商品有机肥）预培养30d和60d后其土壤有效磷含量及磷解吸动力学过程的影响。结果表明,添加鸡粪堆肥和商品有机肥后,3种母质发育菜田土壤其有效磷含量均显著增加,且添加鸡粪堆肥处理的土壤其有效磷含量的增加量大于添加商品有机肥处理;3种母质发育土壤在添加两种有机肥处理后其磷解吸动力曲线均是先快速解吸然后缓慢达到平衡的过程;磷解吸量不仅与各处理的土壤初始有效磷含量密切有关,而且与土壤成土母质类型、施入有机肥种类相关;3种母质发育的菜田土壤在经过两种有机肥处理后其磷解吸动力曲线用5种动力学方程进行拟合,发现Elovich方程、抛物线方程和幂函数方程能够取得较好的拟合效果。不同植物秸秆腐解特性与土壤微生物功能多样性研究
摘要：采用网袋法探讨不同秸秆在3个长期试验地的腐解特征,结合Biolog微平板技术,对不同长期试验地土壤微生物群落多样性进行了研究。结果表明,随着腐解时间的增加,秸秆腐解的变化趋势为烘干秸秆〉新鲜秸秆。葡萄园土壤微生物活性高,稳定性好,其次为桃园和农田。农田土壤微生物活性低、稳定性差,不同处理的秸秆在腐解过程中残留率变化较大,而果园土壤微生物活性相对较高、稳定性好,不同处理的秸秆在腐解过程中残留率变化较小。土壤碱解氮、速效磷和土壤温度与土壤微生物群落的三大指数呈极显著相关,且不同秸秆处理的腐解残留率与土壤微生物群落的优势度呈显著负相关,微生物群落在一定程度上影响了秸秆分解的速率。云南省马铃薯施肥量与化肥偏生产力的关系研究
摘要：化肥偏生产力（Partialfactorproductivity,PFP）是反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量综合效应的重要指标,肥料施用量对化肥偏生产力会产生影响。在对云南省11个州/市13个县/市共212个马铃薯种植农户进行的问卷调查基础上,探讨了马铃薯的化肥施用量与化肥偏生产力的关系,并对农户施肥合理性进行了评价。结果表明,云南省马铃薯施氮量为N30～1005kghm-2,平均285kghm-2;施磷量为P2O510.5～735.0kghm-2,平均149.1kghm-2;施钾量为K2O7.5～466.5kghm-2,平均111.9kghm-2。马铃薯化肥偏生产力为82.3kgkg-1,其中氮（N）、磷（P2O5）和钾肥（K2O）的偏生产力分别为158.7、278.0和416.3kgkg-1。施氮、磷、钾量与氮、磷、钾肥PFP之间、化肥总量与总化肥偏生产力之间均呈负幂相关,相关系数分别为0.873﹡﹡、0.872﹡﹡、0.801﹡﹡和0.805﹡﹡。分别以N、P2O5、K2O投入量150～250kghm-2、45～90kghm-2和90～120kghm-2作为合理施肥范围,马铃薯合理施氮、磷、钾的农户分别占总调查农户的21.6%、30.7%和10.8%。母质对南方丘陵区水耕人为土理化性质演变的影响
摘要：基于时间序列系统分析了我国南方丘陵区三种母质起源的水耕人为土理化性质的演变,结果表明：成土母质可以决定黏粒与土壤有机碳（SOC）对人为水耕成土过程的敏感性,明显影响其演变特征。游离铁（Fed）对人为水耕的成土过程非常敏感,其迁移与转化主要受人为水耕成土过程影响,受成土母质影响很小;硅酸盐铁（Fet-Fed）对人为水耕的成土过程不敏感,但全铁（Fet）含量的分布主要受Fed的影响。黏粒的淋失会对土壤中元素的迁移与分布产生重要影响,造成SiO2相对富集和Al2O3相对亏损,在利用由Al和Si两种元素计算所得到的一些指标指示丘陵区水耕人为土的发育程度时一定要慎重;而TiO2在水耕人为土发育过程中相对稳定,可以作为稳定元素来指示水耕人为土演变过程中其他元素的迁移率。多环芳烃在岩溶区上覆土壤中的垂直迁移及控制因素
摘要：选取典型表层岩溶泉域内的土壤剖面为研究对象,分析土壤样品的主要理化指标,并采用气相色谱-质谱联用仪对土壤中的多环芳烃（PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs）进行定量分析,研究16种PAHs在土壤剖面中的垂直迁移规律及控制因素。结果表明,所研究的5个土壤剖面中,16种PAHs均被检测出,其多环芳烃含量范围为161～3285ngg-1,平均值为987ngg-1。兰花沟泉域水稻田和水房泉泉域土壤剖面中,PAHs的组成均以低环PAHs为主,后沟泉泉域土壤剖面中以高环PAHs为主,柏树湾泉域马尾松林地和兰花沟泉域马尾松林地土壤剖面中,0～2cm表层土壤中以高环PAHs为主,2cm以下土层中以低环PAHs为主。从剖面PAHs含量和组成变化可以判断,低环PAHs较易迁移,但在土层较薄的后沟泉泉域土壤剖面中,由于翻耕等人为的扰动,高环PAHs也较易迁移。5个剖面中,PAHs在水房泉泉域土壤剖面的迁移能力最强。由于岩溶区较薄的土壤层,使得PAHs较易迁移并污染表层岩溶泉水。对土壤理化性质和PAHs总量进行多元回归分析,表明土壤总有机碳（TOC）是控制后沟泉、兰花沟泉和柏树湾泉泉域土壤中PAHs迁移的主要因子,而在水房泉泉域土壤中,无主要影响因子。退化喀斯特植被恢复过程中的土壤抗蚀性变化
摘要：运用时空互代法,以喀斯特山区不同植被恢复阶段为研究对象,坡耕地与人工林为对照,通过室内分析,采用主成分分析方法,探讨了其土壤抗蚀性。结果表明：土壤中有机质、〉0.25mm水稳性团聚体含量、〈0.05mm粉黏粒含量、〈0.001mm黏粒含量和结构性颗粒指数可以作为评价土壤抗蚀性的最佳指标。各样地土壤抗蚀性综合指数大小排序为灌草丛〉乔灌过渡林〉灌木林〉乔木疏林〉人工林〉草坡〉坡耕地。喀斯特山区,坡耕地土壤抗蚀性能最差;植被恢复过程中,土壤的抗蚀性能先逐渐变好,后逐渐变差,转折点在灌草阶段。以灌草搭配的植被恢复模式可能比较适合喀斯特地区。季节性冻融土壤水热耦合运移模拟
摘要：根据季节性冻融条件下土壤垂直一维水热运移状况,在地表能量质量平衡条件下,利用水热耦合模型对土壤温度和水分变化进行了模拟。模拟时考虑土壤冻结时冰和水对土壤体积热容、热传导及导水度的影响,并考虑了雪盖层的影响。本模型由实验所在地2008年1月1日至2010年12月31日连续3a气象数据驱动,用实测地温、水分和冻结深度数据进行验证。结果表明,在地面以下0、5、40、80、160cm等不同深处模拟温度与实测温度均方根误差（RMSE）分别为3.65、1.59、1.75、1.35、1.64℃,冻结深度也趋一致。除去表层,其他不同深度土壤含水量模拟值与实测值平均误差在3%左右,均方根误差低于4%。此模型及参数化方案能够模拟季节性冻融条件下一定深度土壤温度、水分运移状况,可用于多年冻土区活动层水、热变化规律研究,并可与生态过程模型耦合,从而改进冻土环境下生态系统模型中土壤温度、水分和冻融深度的模拟精度。典型黑土区不同生态系统下土壤团聚体中胡敏酸的结构特征
摘要：为了揭示生态系统类型对土壤团聚体中腐殖质分子结构的影响,本研究以黑土区24a长期定位试验处理下的自然草地（GL）、耕地（CL）和裸地（BL）土壤为研究对象,采用湿筛法将土壤团聚体分为〉2mm、2～0.25mm、0.25～0.053mm和〈0.053mm4个粒级,运用元素分析、红外光谱和差热分析技术,对团聚体中胡敏酸（HA）的结构性质进行了研究。结果表明,生态系统类型对团聚体中HA的分子结构产生了影响。耕地各级团聚体中HA的O＋S含量以及（O＋S）/C比值（摩尔比）普遍高于草地相应粒级团聚体,反映了耕地土壤团聚体中HA的氧化程度高于草地;差热分析中,耕地和裸地土壤团聚体中HA的中温放热量低于草地相应粒级团聚体,且二者的热量高/中比值均高于草地,说明耕地和裸地土壤团聚体中HA的芳香性/脂族性高于草地;草地和耕地土壤团聚体中HA在2920和2850cm-1处代表脂族聚亚甲基和末端甲基中C-H伸缩振动的吸收峰明显强于裸地,脂族碳/羧基碳（2920/1720）以及脂族碳/芳香碳（2920/1620）比值高于后者。与自然草地相比,耕地和裸地生态系统会增强土壤团聚体中HA的缩合度、氧化度和芳香性,提高其分子结构的稳定性。高寒草原土壤有机碳与腐殖质碳变化及其微生物效应
摘要：基于多区域重复采样,研究了藏北高原不同状态（正常、轻度和严重退化）高寒草原表层（0～10cm）、亚表层（10～20cm）土壤有机碳（Soilorganiccarbon,SOC）、腐殖质碳（Humuscarbon,HC）、胡敏酸碳（Humicacidcarbon,HAC）和富里酸碳（Fulvicacidcarbon,FAC）的变化,以及土壤微生物群落、微生物生物量碳（Microbialbiomasscarbon,MBC）、纤维素分解酶活性（Cellulolyticenzymeactivity,CEA）对其产生的影响与作用。结果表明：高原寒旱环境中土壤的HC/SOC比例过低,但PQ值（HAC/HC）很高。随土层加深,不同状态草地SOC、HC、HAC含量、HC/SOC比例在总体上趋于不同程度的下降,PQ值则均呈一定程度的提高。相对于正常草地,随草地退化加剧,表层SOC、HC（HAC、FAC）增幅分别表现出略呈下降、大幅提高,亚表层降幅则均呈大幅下降。反映到0～20cm土层,SOC、HC、HAC含量均表现出正常草地〉严重退化草地〉轻度退化草地,HC/SOC比例、PQ值则分别呈严重退化草地〉正常草地〉轻度退化草地、正常草地〉轻度退化草地〉严重退化草地,说明草地退化在促进表层SOC、HC（HAC、FAC）形成与积累的同时,更＂激发＂了亚表层的矿化,尤其是严重退化草地有机残体的分解过程,但腐殖质品质并未随土壤腐殖化程度的提高而得到相应改善。MBC、CEA与SOC、HC及组分高度一致的土体分布格局影响并决定了上述过程,草地退化有利于真菌、放线菌对土壤、尤其是亚表层土壤有机残体的分解与转化。典型黑土区农田土壤碳库及其影响因子显著性变化特征研究
摘要：明确不同时期农田土壤碳库及其显著影响因子对农田土壤固碳具有重要意义。基于北安和克东地区20世纪80年代初全国第二次土壤普查资料,2010年测土配方施肥数据和实际补充采集样品分析数据,利用土壤类型GIS连接法研究土壤有机碳库及密度时空变化特征,并采用方差分析检验不同时期土壤有机碳密度空间变异的影响因子及其显著性差异。结果表明,研究区沟谷和低洼平地农田土壤有机碳密度及下降速率均高于漫岗高平原,表层和剖面的碳库年均下降速率为-0.14thm-2a-1和-0.13thm-2a-1,碳库储量呈现显著下降趋势。1980年农田表层土壤有机碳密度的显著性影响因子为土壤类型（亚类）、海拔、pH和全磷;2010年影响因子中土壤类型（亚类）和pH依然显著,海拔和全磷不再显著,坡度成为新的显著性影响因子。水稻土中铁氧化还原循环的光照水分效应
摘要：水稻土中铁的氧化还原循环与CO2和CH4排放关系密切。采用恒温厌氧培养试验分别在黑暗、光照条件下研究了不同水分状况对水稻土中铁氧化还原过程、水溶性碳含量及CO2和CH4排放的影响。结果表明，水分和光照是调控土壤铁氧化还原过程及其耦合的碳转化过程的关键环境因子。避光时增加含水量缩短铁还原最大速率出现的时间，促进CH4排放。光照条件下含水量小于50％时增加含水量可促进亚铁的再氧化，大于50％时则抑制了亚铁的再氧化。避光时增加含水量可增加体系的水溶性无机碳含量（WSIC），WSIC与CH4的排放存在显著正相关关系。光照可显著降低体系的WSIC，降低幅度随含水量的增加而增大。在含水量25％～200％范围内，光照可使CO2和CH4排放量分别降低95．80％和96．08％。硫酸根离子添加顺序对可变电荷土壤吸附铜离子的影响
摘要：研究了SO42-添加顺序对三种可变电荷土壤（昆明铁质砖红壤、徐闻砖红壤和江西红壤）吸附Cu2＋的影响,作为对照,也研究了其对恒电荷土壤（黄棕壤、棕壤）以及两种不同矿物（高岭石与针铁矿）吸附铜离子的影响。实验结果表明,在同等条件下,SO42-添加顺序对两类表面性质不同的土壤吸附Cu2＋有着不同的影响。对于恒电荷土壤,SO42-添加顺序对土壤吸附Cu2＋几乎没有影响。同等pH条件下,对可变电荷表面而言,加入CuSO4者具有最高的Cu2＋吸附率;对昆明砖红壤、徐闻砖红壤以及针铁矿和高岭石而言,先加入Cu2＋者相对先加入SO42-者Cu2＋吸附率更高;对江西红壤而言,上述这个次序则刚好相反。SO42-浓度和有机质去除对同等pH条件下铜离子吸附率高低的排序并无实质性影响。野生黄花蒿土壤的养分状况与微生物特征
摘要：黄花蒿是提取青蒿素的唯一原料植物,广泛分布于我国西南地区。为探索野生黄花蒿的耐瘠机理,提高人工种植黄花蒿的产量品质,研究了野生黄花蒿土壤的养分状况与微生物特性,以及它们与黄花蒿产量品质的关系。结果表明,在野生黄花蒿生长的不同样地中,土壤养分、pH、酶活性和微生物量差异显著,说明黄花蒿耐瘠耐肥,具有广泛的生态适应性。利用气相色谱-质谱联用仪共检测出24种土壤微生物标记性磷脂脂肪酸（PLFAs）,包括代表细菌的19种11～19碳PLFAs,代表放线菌的10Me18：0,代表真菌的18：2ω6,9、18：1ω9c和18：1ω9t,以及代表线虫的20：0,PLFAs总含量均表现出细菌〉放线菌〉真菌的现象。在黄花蒿根际土壤中,pH显著低于非根际土壤,但有机质、碱解氮、有效磷、速效钾,蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性,微生物碳氮量,PLFAs总含量,微生物群落的多样性和均匀度指数等显著高于非根际土壤。此外,在野生黄花蒿根际土壤中,微生物PLFAs总含量与黄花蒿植株生物量、青蒿酸和青蒿素产量呈极显著正相关,微生物生物量碳氮与青蒿酸和青蒿素产量呈显著或极显著正相关。说明黄花蒿根际土壤适合多种微生物生长繁殖,种群丰富,密度高,酶活性强,提高了土壤养分的有效性,有益于野生黄花蒿适应不同的土壤条件,根际土壤微生物显著影响野生黄花蒿生长及其有效成分的含量。
