土壤类型范文

时间:2023-03-21 00:03:23

土壤类型

土壤类型范文第1篇

关键词:土壤类型;烟田土壤微生物;根土比;多样性指数

中图分类号:S154 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)01-0056-04

土壤微生物是陆地生态系统中最丰富的物种,相关研究表明,每克农田土壤拥有的基因组量为140~8 800个,相当于400~26 000个不同物种。土壤微生物组成与活性决定了生物地球化学循环、土壤有机质的周转及土壤肥力和质量,也与植物的生产力有关。土壤微生物还可以敏感地指示气候和土壤环境条件的变化,土壤微生物参数可能是最早用于反映土壤质量的指标。土地利用方式、种植制度、农地管理方式及作物种类都会对土壤微生物产生影响[1-3]。Waldrop等[4]在研究森林转换为耕地条件下的土壤微生物群落结构时发现土壤中有机碳和氮下降了50%~55%,微生物量下降了75%,β-葡萄糖苷酶活性下降了54%,微生物特征和种类发生明显的变化。

土壤类型对微生物生长发育有着较大影响。土壤类型不同,土壤微生物种群数量和组成也必然会存在某种程度的差别,这种差异反过来又会对土壤结构以及土壤肥力特别是对烟草的生长产生一定的影响[5]。土壤微生物是土壤中动植物残体分解的主要推动者,在土壤物质转化中具有多种重要作用,与土壤肥力和植物营养有密切关系。因此土壤微生物是反映土壤供肥能力、土壤健康状况的敏感性参数。为此,在湖北省保康县和兴山县选取两种有代表性的土壤类型,研究不同类型土壤中主要微生物类群数量的变化规律,为合理利用土地资源、保证其可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2009年5~12月在湖北省保康县和兴山县进行。选取黄棕壤和紫色土两种土壤类型,育苗、肥水管理、病虫害防治及其他田间管理均按照当地农民种植习惯进行。供试烟草品种为K326。

1.2 土壤样品采集

分别于移栽前期(5月12-13日)、旺长期(7月8-9日)及采收期(8月15-16日)取样。采用5点取样法采集5~20 cm根际土和非根际土,用无菌自封袋包装,立即带回实验室。将新鲜土样研磨过2 mm筛存放在4 ℃冰箱中。

1.3 土壤微生物测定

采用稀释平板法测定土壤微生物总数;细菌采用牛肉膏蛋白胨固体培养基;固氮菌采用阿须贝氏琼脂培养基;放线菌采用高氏1号培养基;真菌采用马丁氏(Martin)培养基。结果以每克干土所含微生物数量表示[6]。

1.4 数据分析

根土比(R/S)是指根际土中微生物数量与非根际土中微生物数量的比,其中R表示根际土中微生物数量,S表示非根际土中微生物数量。

微生物数量变化速率是指根际土中微生物数量与移栽前期根际土中微生物数量的比。

生物多样性指数是描述生物类型数和均匀度的一个度量指标,它在一定程度上可反映生物群落中物种的丰富度及其各类型间的分布比例。本研究中土壤微生物菌群多样性指数和土壤微生物菌群的均匀度计算方法如下:

1)土壤微生物菌群多样性指数(Shannon-Wiener指数[7]):H=-∑Pi×1nPi

2)土壤微生物菌群的均匀度[8]:

R=(-∑Pi×1nPi)/1nS

式中,Pi=Ni/N为某群落中第i个类型的个体数占总个体数的百分比,S为微生物类群数量。

2 结果与分析

2.1 不同类型烟田土壤中微生物数量

由图1至图4可知,在不同土壤类型烟田土壤中4种微生物数量从多到少依次为:细菌、固氮菌、放线菌、真菌。其中,细菌数量最多,占微生物总量的58.77%~82.98%,固氮菌占微生物总量的10.80%~32.75%,放线菌占微生物总量的3.79%~10.39%,真菌数量最少,占微生物总量的0.04%~0.22%。由此可见细菌在烟田土壤微生物中占绝对优势。

在不同生育时期不同土壤类型的烟田土壤中,旺长期细菌数量高于采收期,保康县黄棕壤和紫色土烟田旺长期土壤中细菌数量分别为11.740 2×107 cfu/g和11.654 2×107 cfu/g,兴山县黄棕壤和紫色土烟田旺长期土壤中细菌数量分别为29.437 0×107 cfu/g和11.295 9×107 cfu/g。

不同类型的烟田土壤中,黄棕壤中细菌和固氮菌数量均高于紫色土,保康县黄棕壤烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.740 2×107 cfu/g和24.033 4×106 cfu/g,保康县紫色土烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.654 2×107 cfu/g和15.163 0×106 cfu/g;保康县黄棕壤烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.250 4×107 cfu/g和34.551 7×106 cfu/g,保康县紫色土烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为10.302 8×107 cfu/g和31.938 6×106 cfu/g。兴山县黄棕壤烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为29.437 0×107 cfu/g和99.007 3×106 cfu/g,兴山县紫色土烟田旺长期土壤中细菌和固氮菌数量分别为11.295 9×107 cfu/g和32.766 6×106 cfu/g;兴山县黄棕壤烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为16.694 6×107 cfu/g和66.275 2×106 cfu/g,兴山县紫色土烟田采收期土壤中细菌和固氮菌数量分别为7.679 0×107 cfu/g和23.956 8×106 cfu/g。

2.2 不同类型烟田土壤中微生物数量变化速率

以移栽前期根际土中微生物数量为参照,不同类型烟田土壤中微生物数量变化速率如图5和图6所示,黄棕壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率都高于1,表明在烟草生长过程中黄棕壤烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌数量在增加,而紫色土中固氮菌和放线菌的变化速率存在低于1的情况,表明在烟草生长过程中紫色土烟田土壤中固氮菌和放线菌数量存在减少的趋势。

在黄棕壤烟田土壤中,细菌变化速率高于固氮菌变化速率,固氮菌变化速率高于放线菌变化速率,放线菌变化速率高于真菌变化速率。在兴山县黄棕壤烟田旺长期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为6.895 5、4.161 8、2.561 1和1.529 9。

在不同类型烟田土壤中,黄棕壤烟田土壤中细菌变化速率、固氮菌变化速率、放线菌变化速率和真菌变化速率分别高于紫色土中4种微生物变化速率。兴山县黄棕壤烟田采收期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为3.910 7、2.785 9、2.659 0和2.136 4,兴山县紫色土烟田采收期土壤中,细菌、固氮菌、放线菌和真菌的变化速率分别为1.636 5、1.527 7、1.583 8和1.911 7。

2.3 不同类型烟田根际土中微生物根土比

由图7和图8可知,不同类型土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌根土比都大于1,表明根际土中细菌、固氮菌、放线菌和真菌数量均高于非根际土,表现出明显的根际效应。不同类型烟田土壤中,黄棕壤中固氮菌根土比高于紫色土,兴山县黄棕壤中固氮菌根土比最高,为7.007 1。黄棕壤中4种微生物根土比之和高于紫色土,旺长期保康县黄棕壤和紫色土中4种微生物根土比之和分别为5.958 3和4.820 9,旺长期兴山县黄棕壤和紫色土中4种微生物根土比之和分别为13.852 2和6.742 4。

2.4 不同类型烟田土壤中微生物种群结构变化

细菌与真菌数量的比值(B/F)是表征土壤肥力的一个潜在指标。有资料表明,土壤中细菌密度高,表明土壤肥力水平较高。表1为不同土壤类型烟田土壤中微生物的B/F变化趋势。黄棕壤烟田土壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)高于采收期,兴山县黄棕壤烟田土壤中旺长期和采收期细菌与真菌数量的比值(B/F)分别为26.431 4和11.541 7。不同类型烟田土壤中,黄棕壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)几乎都高于紫色土,兴山县黄棕壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)最高,为26.431 4。黄棕壤烟田土壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)高于紫色土,表明黄棕壤烟田土壤更适合烟草种植。

2.5 不同土壤类型对土壤微生物多样性指数的影响

土壤微生物菌群多样性指数(H)反映微生物群落的丰富度,用根际土中微生物菌群多样性指数与非根际土中微生物菌群多样性指数之比(R/S)衡量烟叶种植对烟田生态系统中微生物多样性指数的影响。从表2可知,黄棕壤根土比大于紫色土。保康县黄棕壤和紫色土根土比分别为0.887 18和0.748 94,兴山县黄棕壤和紫色土根土比分别为1.019 26和0.866 43。

3 小结

对不同类型的烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌进行分离,对不同微生物种群进行数量和多样性分析。结果表明,不同类型烟田根际土壤中,黄棕壤中细菌和固氮菌数量均高于紫色土。在黄棕壤烟田土壤中,细菌变化速率高于固氮菌变化速率,固氮菌变化速率高于放线菌变化速率,放线菌变化速率高于真菌变化速率。黄棕壤烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌和真菌变化速率分别高于紫色土中4种微生物变化速率。黄棕壤中4种微生物根土比之和高于紫色土,兴山县黄棕壤中固氮菌根土比最高。黄棕壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)几乎都高于紫色土,兴山县黄棕壤中旺长期细菌与真菌数量的比值(B/F)最高,为26.431 4。黄棕壤根际土中微生物菌群多样性指数与非根际土中微生物菌群多样性指数之比高于紫色土。

参考文献:

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土壤类型范文第2篇

关键词:土壤改良;土壤沙化;土壤侵蚀;土壤污染

中图分类号:S156 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160932033

随着社会经济的快速发展,人口数量不断增多,生活的环境日益遭受着破坏。大气污染、食品安全、土地退化等成了21世纪的热点问题。根据2000年世界粮农组织(FAO)世界土壤资源报告,全球严重土地退化面积约为3500万 km2,占总土地面积的26%,其中用于农业生产活动造成的严重土地退化面积占总土地面积的9%[1]。农民一味地追求高产,过度施用化肥,导致土壤板结;大量工厂的建立,导致了土壤污染;大量的砍伐树木,导致了土壤的沙漠化等,如今土壤退化问题成了亟待解决的问题。

因此,如何保持土壤质量,防止土壤退化,成为了国内外研究的热点。施用土壤改良剂是一种既经济又方便的方法,它可以改善土壤理化性质、提高土壤肥力,还能降低土壤中污染物的迁移,对于改良退化土壤有非常好的效果。本文从退化土壤的改良出发,介绍了土壤改良剂的不同类型及其在3种土壤退化类型中的应用,以期为不同类型退化土壤改良提供思路。

1 土壤改良剂介绍

土壤改良剂,又称土壤调理剂,能有效改善土壤理化性质和土壤养分状况,并对土壤微生物产生积极影响,从而提高退化土壤的生产力,使其更适宜于植物生长,而不是主要提供植物养分的物料。在20世纪50年代以前,土壤改良剂的研究只限于天然改良剂,随着研究的不断深入,科学家们从天然有机物、无机物提取到合成高分子化合物,根据不同土壤类型制成不同改良剂。按原料来源可将土壤改良剂分为天然改良剂、人工合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂和生物改良剂等4大类[1],其中天然改良剂又可以分为无机物料和有机物料2种。其具体分类如图1所示。

1.1 天然改良剂

天然改良剂根据原料的性质,可以分为无机物料和有机物料2类。无机物料又可以分为天然矿物和无机固体废弃物;有机物料包含了有机固体废弃物、天然提取高分子化合物和有机物料。主要有石灰石、膨润土、蛭石、粉煤灰、畜禽粪便、泥炭等。

1.2 人工合成改良剂

人工合成改良剂是一种高分子有机聚合物,是通过对天然改良剂的分析研究,合成的一种与天然改良剂结构形态类似的改良剂。国内外研究和应用的人工土壤改良剂有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇等,其中聚丙烯酰胺是目前土壤改良剂的研究热点。

1.3 天然-合成共聚物改良剂

为了达到高效的治理效果,将天然改良剂与人工改良剂合成,用人工合成改良剂去弥补天然改良剂的不足,使其效果达到最佳,扩大适用范围,是一种新型的共聚物改良剂。其中包含了腐殖酸-聚丙烯酸、纤维素-丙烯酰胺、磺化木质素-醋酸乙烯等。

1.4 生物改良剂

目前研究和应用的生物改良剂包括一些商业的生物控制剂、微生物接种菌、菌根、好氧堆制茶、蚯蚓等。

2 土壤改良剂在几种土壤退化类型中的应用

土壤退化是指在各种自然,特别是人为因素影响下发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力,即土壤质量及其可持续性下降,甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。由于土壤退化是土壤物理、化学、生物学性质恶化导致肥力下降的总称,赵其国[2]将土壤退化分为土壤物理退化、土壤化学退化、土壤生物退化。中国科学院南京土壤研究所借鉴国外的分类,将我国土壤退化分为土壤侵蚀、土壤沙化、土壤盐化、土壤污染以及不包括上列各项的土壤性质恶化、耕地的非农业占用6类。

2.1 土壤改良剂在防治土壤沙化中的应用

土壤沙化指良好的土壤或可利用的土地变成含沙量很多的土壤或土地变成沙漠的过程。随着土壤沙漠化程度的加重,土壤物理性质、生物学特性都会发生一系列的变化,土壤水分、养分含量等降低,土壤生物酶活性下降,最终影响地上植被生长、发育和分布。在改良沙土时,研究学者更多关注的是如何增加土壤的保水能力、土壤养分含量、土壤有机质含量等。

2.1.1 天然改良剂

在天然矿物中,石灰石、膨润土等都具有保水保肥的改良作用,其中膨润土、沸石、石膏和蛭石还具有增肥作用。膨润土自身具有较强的吸水性、膨胀性、吸附性、粘着性等,施入沙土中可以增加土壤中团聚体的数量,降低土壤容重。膨润土与腐殖质作用形成有机无机复合体,施入土壤后,能够降低有机物料的分解速率,提高腐殖化系数,增加土壤有机质的累积,两者的相互结合存在着明显的交互作用[3]。粉煤灰自身的理化特性是改良沙土的物质基础,粉煤灰的平均粒径约为0.01~100 m,平均容重约为0.81~1.16g・cm-3,持水能力可达到45%~60%,显著高于沙土[4]。泥炭作为有机物料改良剂,能够提高混合沙土的持水能力,降低沙土的pH值和容重,增加沙土的有机质、速效氮和腐殖酸含量,对白菜的生长和生物量都有促进作用[5]。

2.1.2 人工合成改良剂

聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性高分子聚合物,具有很强的亲水性及絮凝性,能够增加土壤团聚体数量,还能够减少土面水分蒸发,保蓄水分,提高水分利用效率。Johnson通过添加PAM增加了土壤的持水能力,为植物生长提供了更多的有效水[6]。将粉煤灰和聚丙烯酰胺混合施用,形成互补效应,但施用效果并不是简单的叠加,与对照相比,能够显著提高土壤田间持水量,同时增加土壤有效水含量。

2.1.3 生物改良剂

丛枝菌根真菌能和世界上90%以上的有花植物形成互惠互利的共生体,接种菌根真菌能够促进植物对土壤水分和养分的吸收,提高植物的抗逆性,同时菌根真菌分泌的球囊霉素相关蛋白能够改善土壤的团聚性,同时也是土壤碳的一个重要来源。丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用能够改善土壤微环境,同时提高了土壤酸性磷酸酶活性和有效磷的释放,沙土中细菌、真菌和放线菌数量也得到了显著的提高,进而促进土壤的形成和发育,改变土壤的理化性质[7]。

2.2 土壤改良剂在防治土壤侵蚀中的应用

土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。在防治土壤侵蚀过程中,主要有生物防治、物理化学防治、工程防治以及综合防治技术,这些防治措施的基本原理都是减少坡面径流量、减缓径流速度,提高土壤吸水能力和坡面抗冲能力,并尽可能抬高侵蚀基准面。

改良剂在防治土壤侵蚀中的应用主要集中在改良土壤结构,增加土壤的凝聚力,提高土壤吸水能力等方面。Brandsma[8]研究4种土壤改良剂(Agri-Sc、Soiltex、Humus和Kiwi Green)发现,土壤改良剂可以降低土壤密度,提高总孔隙度,其中Agri-Sc改良剂能够使土壤平均溅蚀量降低14.3%,Soiltex和Kiwi Green可使土壤结壳强度增加。人工合成改良剂中聚丙烯酰胺(PAM)处理过的土壤表面紧密的结构和较高的团聚体稳定性有效抑制了土粒的分散,增加土壤的水稳性团粒体,提高土壤渗水速度,可以有效地防止土壤的侵蚀。利用小型水道进行了针对壤土和黏土的PAM沟灌试验发现,壤土的渗透率减少了59%,黏土减少量22%,能够有效地减少流水侵蚀。在喷淋灌溉系统中模拟雨滴降落试验中,2 kg・ha-1的PAM有效地减少了径流和侵蚀,且对侵蚀的控制比对径流更有效[9]。

2.3 土壤改良剂在防治土壤污染中的应用

土壤污染破坏了土壤的自然生态平衡,并导致土壤的自然功能失调,土壤质量恶化。土壤污染可以分为无机污染和有机污染,无机污染物主要有汞、铬、铅、铜、砷、镉、酸、盐碱等,有机污染物主要有石油、氰化物、有机农药等。其中土壤重金属具有累积性、不可逆性的特点,因此重金属污染治理是现在研究热点。

2.3.1 天然改良剂

在修复重金属污染土壤中,常用的改良剂有石灰石、沸石、碳酸钙、硅酸盐和促进还原作用的有机物质,而不同改良剂改良重金属污染土壤的作用机理也是不同的。石灰是使用较为广泛的一种改良剂,能够降低土壤中重金属的移动性及其在植物体内的累积。由于石灰本身具有碱性,施用石灰可以提高土壤pH值,促使土壤中Cd、Cu、Hg、Zn等元素形成氢氧化物或碳酸盐沉淀。施用少量石灰,可以使土壤有机质中的羟基和羧基与OH-反应,促使土壤可变电荷增加,土壤中Cd2+与CO32-发生化学反应生成难溶于水的CdCO3[10]。与其有同样效果的改良剂还有粉煤灰或改性粉煤灰,同样能够使土壤pH值升高,降低重金属污染土壤中Cd、Pb、Zn、Co、Cu、Ni等的迁移能力,抑制作物对重金属的吸收。沸石是碱金属或碱土金属的水化铝硅酸盐晶体,含有大量的三维晶体结构和很强的离子交换能力,从而能通过离子交换吸附和专性吸附降低土壤中重金属的有效性。在天然矿物中,膨润土和蛭石同样能够吸附土壤中的重金属,如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性。

有机物料作为土壤重金属的吸附材料,其原理是重金属能够与有机物料中的有机配位体形成稳定的络合物,从而减轻重金属离子的生物有效性。常见的有机物料有畜禽粪便、污泥、绿肥、泥炭等。畜禽粪便在吸附土壤重金属的同时,还能够培肥土壤,增加土壤有机质含量,促进作物生长,在Cd污染土壤上施用鸡粪堆肥,可以促进冬小麦的生长,同时抑制了冬小麦根系对Cd的吸收 [11]。造纸污泥与土壤相互作用能形成新的吸附位点,使土壤对Cd和Sb的吸附量增加,降低其生物有效性。用粉煤灰将污水污泥结合钝化后,再施入土壤中,能够显著提高酸性土壤的pH值和Ca、Mg、B的含量,降低土壤的电导率和重金属的有效性,同时还能够增加土壤的N、P养分[12]。泥炭能吸附土壤中的重金属如Pb、Ni、Cu、Zn、As、Sb、Cd等,降低其生物有效性,同时还是良好的土壤调解剂,含有腐殖酸及营养成分,能够保肥、持水,增强土壤微生物的活动,可以提高0.25~1.61个单位的土壤pH值,增加土壤有机质,显著降低土壤中Cd有效态含量[13]。绿肥作为一种养分完全的生物肥源,不仅能够改良土壤,增加土壤养分,还能够作为土壤重金属改良剂,降低土壤中可提取性Al的浓度。

2.3.2 生物改良剂

重金属污染的土壤中,常富集有多种耐重金属的真菌和细菌。采用生物改良剂对土壤中重金属进行吸附,主要表现在胞外络合作用、胞外沉淀作用和胞内积累3种作用方式,目前主要的修复技术分为原位修复技术和异位修复技术2种。其中丛枝菌根能够通过直接作用(如螯合作用、菌丝的“过滤”机制等)和间接作用(改善矿质营养状况、改变根系形态等)修复污染土壤,包括有机烃类污染、重金属污染、石油污染、农药污染等。在灭菌土壤中添加AM真菌,可以促进海州香薷向地上部分转运Cu,提高其地上部分Cu吸收量,进而使得土壤中Cu含量减少[14]。接种菌根真菌还能够显著减少重金属复合污染土壤中三叶草对Cu、Cd、Pb的吸收。

3 总结与展望

土壤改良剂相对于其他改良方法简单易行,且效果显著,所以一直是研究者的关注点,但单一改良剂的改良效果存在不全面或不同程度的负面影响。在实际中,遇到的土壤改良问题并不是单一的,因此在选择改良剂时,通常会几种改良剂配合施用,但配施比例以及配施方法仍是值得探讨的问题。同时,针对不同的改良土壤,配施方法也有所差异。另者,在施用改良剂的同时要防治二次污染,例如在施用畜禽粪便、泥炭、粉煤灰时,可能会引入重金属,导致土壤、水体、生物的二次污染。对于一些合成有机改良剂尚有很多问题不能解释,例如PAM会与土壤中的粘土矿物相互作用,但作用机理尚不清楚,同时对土壤微生物生态系统及其生物转化产物对整个生态的影响还不太了解。生物改良剂对于重金属的改良有很好的效果,但丛枝菌根种类繁多,高效菌种的筛选问题需要解决,且其纯培养技术尚待突破。

综上所述,应用改良剂改良土壤尚有许多问题亟待解决,配施比例、配施方法、应用机理等都是今后的研究热点,同时针对不同问题的土壤,所采用的改良方法也不同。

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土壤类型范文第3篇

关键词 艾比湖;湿地边缘带;景观类型;土壤盐分;特征

中图分类号 S151.9+3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)19-0231-03

Abstract According to the different landscape types,the Ebinur Lake wetland edge was classed into six types.Taking the different landscape soil in wetland edges as the research object,quantitative determination of salt ions content in soil and statistical analysis were conducted.The results showed that in six kind of landscape of soil salt content,water landscape was the highest,grassland was the lowest.Soil salt ion content in six landscape types,Cl- was the highest,K+ and Na+ followed.

Key words Ebinur Lake;wetland edge;landscape type;soil salt;characteristics

干旱区荒漠化过程中,最敏感、影响最强烈和变化最显著的地段是边缘带,其对人为干扰和自然干扰反应迅速且幅度巨大。在全球生态环境变化的背景下,干旱区比其他地区更加敏感,具有“指示”和“预警”的意义。也是进行全球变化及区域响应研究的关键区。因此,对湿地边缘带土壤的研究意义重大[1]。

艾比湖湿地是我国重要湿地之一,也是新疆最大的湖泊湿地,位于准噶尔盆地西南缘最低洼地和水盐汇集中心[2]。土壤是湿地生态系统的重要环境因子之一。特殊的水文条件和植被条件下,湿地土壤有着独特的形成和发育过程,不同于一般陆地土壤的理化性质和生态功能,这些性质和功能对于湿地生态系统平衡的维持和演替有着重要意义。王勇辉、郭双双等人针对艾比湖地区的土壤盐分做过许多研究[3-4],吉力力・阿不都外力通过对准噶尔盆地西部艾比湖地区盐尘的扩散和堆积进行观测和取样,分析了艾比湖周边盐漠区盐尘的时空分布规律、活动特点和危害强度[5]。本文以艾比湖湿地边缘带不同景观类型下的土壤为研究对象,通过野外调查采样和分析,综合应用土壤地理学、分析化学、统计学等研究手段分析了湿地边缘带不同景观类型的土壤盐分分布特征,从而了解艾比湖湿地边缘带的土壤盐分分布情况,以期为艾比湖湿地边缘带沙化研究及土壤盐渍化的治理提供依据。

1 区域概况与研究方法

1.1 研究区概况

艾比湖湿地位于博尔塔拉蒙古自治州境内,是准噶尔盆地西部最低洼地和水盐的汇集中心,属典型的大陆性干旱气候,年均降水90.9 mm,蒸发量高达3 790 mm。年日照时数约2 800 h,温度在-36.4~42.2 ℃之间。主要地貌为湖泊沼泽、低山丘陵、冲洪积平原和湖积平原等,土壤类型属水成土、盐碱土和荒漠土等土纲。植被也由此形成旱生、超旱生、盐生、沙生等多种植物群落[6]。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置与样品采集。本研究采用GPS定位技术,依据艾比湖湿地边缘带景观分布特征,采集不同景观类型下26个土壤样点,共148个土样,同时对采样点周围的地形地貌、植被类型、植被覆盖度、人类活动情况等要素进行描述,并获取采样点坐标(图1)。每个土壤剖面采集6层,分别为0~5、5~20、20~40、40~60 cm。采样时间为2014年8月。

1.2.2 样品处理与分析。野外采回的土样经过风干、磨细、过筛处理后,装入自封袋并标明采集地点、土样编号之后备用。土样在实验室自然风干后,剔除土壤以外的侵入体(如植物残茬、石粒、砖块等杂质),将风干磨碎土壤过1 mm筛,取10 g土样与50 g蒸馏水(水土比5∶1)混合,经过振荡和离心,取上清液进行土壤盐分的测定。总盐采用质量法测定;HCO3-、CO32-采用双指示剂中和法;Cl-采用硝酸银滴定法;SO42-采用容量法;Ca2+、Mg2+采用EDTA络合滴定法;K+、Na+用差减法计算求得。

1.2.3 数据处理与分析。采用Excel软件进行制图,利用SPSS 17.0软件进行描述性统计分析。

研究区地处干旱荒漠区湖泊湿地,景观类型包括人类活动景观和部分自然景观,分类以湿地边缘带植被为景观标志,同时也考虑人类活动的影响,综合考虑研究区土地利用分类状况,将研究区分为灌木林、水域、草地、芦苇湿地、棉田、裸地6个景观类型。其中灌木林景观包括以柽柳梭梭为主的灌木和覆盖有盐节木、盐穗木、黑枸杞的少量灌丛;水域景观是被湖水覆盖的区域;将罗布麻、盐穗木、猪毛草、骆驼刺、花花柴、盐节木、猪毛草等草本植物大量生长的区域划分为草地景观;芦苇湿地是大面积长有芦苇的介于陆地生态系统和水生生态系统之间的过渡类型的区域;棉田景观包括新庄五队棉花地、蘑菇滩七队棉花地和九十团棉花地;几乎零植被覆盖的戈壁裸地和基本被砾石覆盖的戈壁划分为裸地景观(表1)。

2 结果与分析

2.1 各景观类型土壤盐分分布

依据艾比湖湿地边缘带景观单元构成,将研究区景观划分为6种类型,分别是棉田景观、裸地景观、灌木林景观、芦苇湿地、草地景观和水域景观,由于采样点的选取并非均匀,因此对这6类景观的土壤盐分总量做标准差,从而得出各景观类型土壤盐分占总盐含量的比例图(图2)。可以看出,水域景观的土壤盐分含量最大,占总盐量的50.7%;灌木林景观的土壤含盐量居第2位,比例为12.1%;芦苇湿地景观占到总盐量的10.4%;棉田景观和裸地景观的含盐量居第3位,均为9.5%;草地景观的含盐量最小,占总盐量的7.8%。

2.2 各景观类型土壤盐分离子含量分析

6类景观类型的阴阳离子中,灌木林景观中各盐分离子的含量为Cl->K+、Na+>SO42->CO32->HCO3->Ca2+>Mg2+;水域景观中各盐分离子的含量:Cl->K+、Na+>HCO3->SO42->CO32->Ca2+>Mg2+;草地景观中,各盐分离子含量大小为Cl->K+、Na+>SO42->HCO3->Ca2+>Mg2+>CO32-;芦苇湿地景观中,各盐分离子含量大小为Cl->K+、Na+>SO42->HCO3->Ca2+>CO32->Mg2+;棉田景观中,各盐分离子含量为Cl->K+、Na+>HCO3->CO32->Ca2+>SO42->Mg2+;裸地景观中盐分离子含量的大小关系为Cl->K+、Na+>SO42->HCO3->Mg2+>CO32->Ca2+。由图3可知,各景观类型土壤盐分离子中,Cl-含量最高,K+、Na+次之,灌木林景观土壤盐分离子中CO32-和HCO3-含量基本相等,水域景观中SO42-和HCO3-的含量相差不大,Mg2+含量最少,为0.36 g/kg,草地景观中CO32-和Mg2+含量最少,SO42-和HCO3-含量持平,裸地景观中,Ca2+和CO32-含量基本相等,裸地景观中Ca2+含量最低,草地景观中CO3-含量最低。

2.3 土壤盐分离子在不同景观中的分布

土壤盐分离子含量在各类景观类型中,CO32-含量为灌木林景观>芦苇湿地景观>裸地>水域>棉田>草地;HCO3-含量为灌木林景观>草地>芦苇湿地>棉田>水域>裸地;Mg2+含量为芦苇湿地>灌木林景观>草地景观>水域景观>棉田景观>裸地景观;Cl-含量为灌木林景观>芦苇景观>草地景观>裸地景观>棉田景观>水域景观;Ca2+含量为灌木林景观>芦苇湿地>草地景观>裸地景观>棉田景观>水域景观;K+、Na+含量为灌木林景观>芦苇湿地>草地景观>裸地景观>棉田景观>水域景观;SO42-含量为灌木林景观>芦苇湿地景观>草地景观>裸地景观>水域景观>棉田景观。从图4可以看出:Cl-和Ca2+以及K+、Na+的含量在各景观土壤中体现为一致性;在芦苇湿地景观中Mg2+含量最高。

3 结论

研究结果表明,各景观类型的土壤含盐量:水域景观>灌木林景观>芦苇湿地>棉田和裸地景观>草地景观。各景观类型土壤盐分离子分布情况:Cl-含量最高,K+、Na+次之。各土壤盐分离子在各景观中分布情况:灌木林景观中Cl-、K+、Na+、SO42-、HCO3-、Ca2+、CO32-含量均为最高,芦苇湿地景观中Mg2+含量最高。

4 参考文献

[1] 楚新正,张素红.景观边缘带性质、功能及动态变化的初步研究:以绿洲边缘带为例[J].新疆师范大学学报(自然科学版),2002(3):50-54.

[2] 毋兆鹏,金海龙,王范霞.艾比湖退化湿地的生态恢复[J].水土保持学报,2012(3):211-215.

[3] 郭双双,王勇辉.艾比湖流域风沙土盐分特征分析[J].干旱地区农业研究,2013(5):196-199.

[4] 王勇辉,郭双双,海米提・依米提.精河河下游河岸带土壤养分与盐分特征分析[J].干旱地区农业研究,2013(3):133-138.

[5] 吉力力・阿不都外力,徐俊荣,穆桂金,等.艾比湖盐尘对周边地区土壤盐分及景观变化的影响[J].冰川冻土,2007(6):928-939.

土壤类型范文第4篇

关键词:土壤;真菌;DNA提取;ITS-PCR;T-RFLP

中图分类号:Q938.1+1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)06-1443-04

土壤微生物是森林生态系统中最重要的组分,在凋落物分解、腐殖质合成以及养分循环等过程中起着十分重要的作用。其种类和组成不仅直接影响土壤的生物化学循环,而且是土壤生物活性的具体体现,并在森林生态系统的物质循环和能量流动中扮演着重要角色[1-3]。不同土壤分布着不同的土壤微生物,而不同的微生物多样性又影响土壤功能的多样性[4]。土壤微生物的组成和分布可以在深层次上揭示森林生态系统的物质循环和能量流动。目前测定土壤微生物多样性的方法主要有稀释平板法、磷脂脂肪酸分析(PFLA)法、Biolog微平板分析法及分子生物学方法等[5]。随着分子生物学技术在土壤微生物研究中的不断发展,土壤微生物多样性的研究有了新的突破。核糖体ITS区为非编码区,受到的选择压力较小,进化速度快。因此该区段能够提供比较丰富的变异位点和信息位点,目前已经用于种间、亚种和种群水平上的遗传多样性研究[6]。自从Innis等[7]1990年首先设计ITS引物对真菌核内核糖体RNA基因进行扩增以来,ITS序列分析技术在真菌分类、鉴定的研究中应用越来越广泛。

该研究利用分子生物学技术对长白山自然保护区不同森林类型的土壤真菌群落组成进行分析,比较不同植被类型与土壤真菌之间的关系及变化趋势,以期加深对土壤真菌变化过程和机制的认识,为长白山区域天然林保护和生态建设提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤样品于2010年10月采自长白山自然保护区(表1)。按不同林型采用对角线型混合取样法采集表层的土壤,采集深度为0~5 cm,用塑料袋封装带回。-80 ℃下密封保存。

1.2 试剂与仪器

Taq DNA 聚合酶、dNTPs、限制性内切酶Hinf Ⅰ购自宝生物工程(大连)有限公司;土壤真菌基因组提取试剂盒购自MoBio Laboratories公司;DNA纯化试剂盒购自天根生化科技(北京)有限公司。Gene-9700型PCR扩增仪、上海卢湘仪台式离心机、BIO-RAD凝胶成像系统等。

1.3 方法

1.3.1 土壤样品DNA的提取与检测 土壤样品DNA的提取参照MoBio土壤真菌提取试剂盒的方法。

1.3.2 ITS-PCR扩增及产物纯化 用于ITS片段扩增的引物采用真菌ITS区通用引物ITS1-F和ITS4,由上海生工生物工程技术服务有限公司合成,具体序列如下:ITS1-F(5′3′):CTTGGTCATTTAGAGG

AAGTAA;ITS4(5′3′):TCCTCCGCTTATTGATAGC。

ITS扩增反应体系为:5 μL 10×PCR Buffer(50 mmol/L KCl;10 mmol/L Tris-HCl,pH 8.3;1.5 mmol/L MgCl2)、2 μL DNA模板、ITS1-F和ITS4(10 μmol/L)各2.5 μL、4 μL dNTPs(2.5 mmol/L)、0.5 μL Taq DNA聚合酶(5 U/μL),加ddH2O至50 μL。反应条件为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性60 s,52 ℃退火60 s,72 ℃延伸60 s,共35个循环;最后72 ℃延伸8 min。取5 μL ITS-PCR扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳后用凝胶成像处理系统观察拍照。

1.3.3 ITS-PCR产物的纯化 采用DNA纯化试剂盒,按照说明书进行PCR产物纯化。

1.3.4 ITS-PCR产物的限制性酶切分析 ITS-PCR产物的T-RFLP分析反应体系为30 μL:含10 μL ITS-PCR产物、2 μL Hinf I(10 U/μL)、3 μL 10× Buffer、加ddH2O至30 μL。置于37 ℃水浴中酶切反应4 h,然后65 ℃作用20 min终止反应。将酶切产物送至上海美吉生物医药有限公司测序。

1.3.5 数据分析 每个T-RFLP的丰度百分比(Ap,%)按照公式Ap=ni/N×100%计算, 其中ni代表每个可分辨的T-RFLP的峰面积, N代表所有T-RFLP峰面积的总和。种群多样性指数[8]用BIO-DAP软件计算。依据公式Cs=2N(A+B)/(NA+NB)计算样品之间Sorenson[9,10]的相似系数, 其中NA+B指两样品共有的条带数目,NA、NB指两样品各自包含的条带数目。

2 结果与分析

2.1 不同森林类型土壤真菌T-RFLP分析结果

利用限制性内切酶Hinf Ⅰ对6种不同森林类型土壤真菌ITS区进行酶切,T-RFLP分析结果见图1。从图1可以看出,酶切谱带清晰,RFLPs比较明显,酶切片段在100~600 bp之间,不同森林类型真菌群落存在明显差异。

2.2 不同森林类型土壤真菌多样性

不同森林类型土壤真菌香农多样性指数、均匀度见表2。由表2可知,1号样点的香农多样性指数最高,3号样点的最低;1、2、3、5号样点的均匀度高,4号样点的均匀度最低。一般而言,多样性越高群落稳定性大,稳定性的大小反映了多样性的大小。植物根系可为微生物栖息提供很好的场所,植被覆盖使得土壤湿度更适合于群落的发展,微生物群落的发展反过来又有利于植物群落的发展。

2.3 不同森林类型土壤真菌相似性

从不同森林类型土壤真菌群落结构相似性系数分析结果见表3。由于森林类型的不同,土壤的真菌群落也有较大差异,群落功能也有较大差异,甚至森林类型接近的土壤,真菌的相似性也比较低,森林土壤真菌的空间差异性很大。

3 小结与讨论

3.1 土壤样品DNA的提取与纯化

如何获得高质量的土壤样品总DNA是分子生物学技术的基础和关键[11],只有获得高质量的土壤样品总DNA才能保证后续PCR扩增的准确、可靠。土样中主要污染物为多糖、腐殖酸和酚类化合物,其中腐殖酸的理化性质与核酸相似,因此在DNA提取过程中很难完全去除,而腐殖酸等杂质会影响后续的PCR反应[12]。

3.2 土壤真菌多样性指数

香农多样性指数是一种评价不同土壤的微生物群落多样性十分有效的方法,香农多样性指数越高表明微生物群落多样性越大,它由种类的丰富度及种类的均匀度两部分组成[13,14]。在不同类型的森林土壤中,真菌的群落香农多样性指数呈现出较大的差异性和复杂性,这可能是由于天然森林中的真菌的空间异质性高所致。白桦林中后期和过熟阔叶红松林,光照充足, 干扰少, 土壤结构比较稳定, 枯枝落叶积累多, 水分涵养好, 适合微生物生长, 所以土壤真菌的类群多,土壤相对较肥沃。从整体上来看, 白桦林中后期和阔叶红松林土壤质量高, 微生物种类多,土壤结构稳定,有利于植物的生长。

该研究对不同森林类型土壤真菌群落的变化规律进行研究, 探讨了真菌群落的演替规律, 但对于真菌群落的变化规律以及微生物与植物之间如何互作还需进一步研究。同时对于其他样点的森林类型土壤微生物群落的变化规律如何还有待进一步揭示。

参考文献:

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[2] 李延茂,胡江春,汪思龙,等.森林生态系统中土壤微生物的作用与应用[J].应用生态学报,2004,15(10):1943-1946.

[3] 赵 萌,方 晰,田大伦.第2代杉木人工林地土壤微生物数量与土壤因子的关系[J].林业科学,2007,43(6):7-12.

[4] 臧 蕾,张宗舟,蔺海明.白水江自然保护区土壤霉菌数量及物种多样性分析[J].甘肃农业大学学报,2006,41(5):100-104.

[5] 娄 鑫,崔晓阳.温带森林次生演替过程中土壤微生物多样性研究[J].土壤通报,2011,42(3):557-561.

[6] 戴 伟,郭永军,王晓梅,等. 3个地理居群泥蚶核糖体DNA ITS区的RFLP分析[J].安徽农业科学,2010,38(10):4990-4991.

[7] INNIS M A, GELFAND D H, SNINSKY J J,et al. PCR Protocols:A Guide to Methods and Applications[M]. New York: Academic Press,1990.315-322.

[8] 姚 斌,钱晓刚,于成志,等.土壤微生物多样性的表征方法[J].贵州农业科学,2005,33(3):91-92.

[9] HORSWELL J, CORDINER S J, MAAS E W, et al. Forensic comparison of soils by bacterial community DNA profiling[J]. Journal of Forensic Science,2002,47(2):350-353.

[10] 葛芸英,陈 松,孙 辉,等.土壤细菌群体多样性的T-RFLP分析应用探讨[J].中国法医学杂志,2008,23(2):104-106.

[11] RICHARD A H, QIU X Y, WU L Y,et al. Simultaneous recovery of RNA and DNA from soils and sediments[J]. Applied and Environmental Microbiology,2001,67(10):4495-4503.

[12] TIMOTHY M S, IAN L P, CHARLES P G. Removal of PCR inhibiting substances in sewage sludge amended soil[J]. Water Science and Technology,1995,31(5):311-315.

[13] HARCH, B D, CORRELL R L, MEECH W, et al. Using the Gini coefficient with BIOLOG substrate utilization data to provide an alternative quantitative measure for comparing bacterial soil communities[J]. Journal of Microbiological Methods,1997,30(1):91-101.

土壤类型范文第5篇

关键词 土壤类型;养分分析;对策建议;云南景谷;勐班乡

中图分类号 S155 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)02-0215-03

勐班乡位于景谷县西南部,地处北纬23°03′,东经100°19′,总耕地面积3 200 hm2。土壤类型主要是赤红壤、红壤、冲积土、紫色土、水稻土等,土层深厚,肥力较高,是景谷县四大坝子和粮食主产区之一,海拔760~1 765 m,勐班坝区平均海拔1 150 m。全乡年平均气温20 ℃,年平均降雨量1 302 mm,日照2 065 h,无霜期350 d,属典型的亚热带气候。有9个村民小组,其中4个坝子村、5个半山村,农业户数5 370户,农业人口19 732人。为深入推进该区域现代农业示范区建设,加快传统农业向现代农业转型,促进农业和农村经济又好又快发展。对该区域土壤养分进行调查和分析,对指导当地农作物生产和科学施肥具有重要意义。

1 测土配方施肥方法

1.1 土样采集

结合测土配方施肥项目的实施,按照“随机”“等量”和“多点混合”的采样原则,在大春作物收获后,小春作物播种前,选择具有代表性地块,按“S”法取10~15个采样点,采用GPS定位,采样深度18 cm,将各采样点所取的土样混合在一起,剔除杂物,用四分法逐级分取1 kg样品装袋,内外贴好标签送化验室风干。

1.2 测定项目及分析方法

土壤pH值:电位法(NY/1121.2-2006);有机质:重铬酸钾容量法(NY/T1121.6-2006);速效氮:碱解扩散法;有效磷:钼锑抗比色法(GB12297-1990);速效钾:火焰光度计(NY/T889-2004)等常规5项[1-2]。

1.3 土壤养分分级标准

参照云南省土壤养分分级标准,结合景谷县农业生产实际,制定了全县耕地土壤养分分级标准(表1):一级(极低)、二级(低)、三级(中)、四级(高)、五级(极高)[3]。

2 结果与分析

2.1 不同土壤类型养分含量

不同土壤类型养分含量如表1所示。

2.2 不同土壤类型养分状况

2.2.1 赤红壤。一是pH值:检测数253个。pH值在3.4~7.4之间,其中pH值小于4.5的样本数57个,占检测数的22.5%,pH值在4.5~5.5的样本数118个,占检测数的46.6%,pH值在5.5~6.5的样本数75个,占检测数的29.6%,pH值在6.5~7.5的样本数3个,占检测数的1.2%。二是土壤有机质:检测数253个。有机质含量3.00~64.3 g/kg,平均值25.2 g/kg。有机质含量低和极低的样本数88个,占检测数的34.8%,中等81个,占检测数的32%,高56个,占检测数的22.1%,极高28个,占检测数的11.1%。三是碱解氮:检测数253个。碱解氮含量21~306 mg/kg,平均值126 mg/kg。碱解氮含量低和极低86个,占检测数的34%,中等95个,占检测数的37.6%,高54个,占检测数的21.3%,极高18个,占检测数的7.1%。四是土壤有效磷:检测数253个。有效磷含量1.7~62.6 mg/kg,平均值11.7 mg/kg。有效磷含量低和极低136个,占检测数的53.8%,中等89个,占检测数的35.2%,高14个,占检测数的5.5%,极高14个,占检测数的5.5%。五是土壤速效钾:检测数253个。速效钾含量19~554 mg/kg,平均值150 mg/kg,速效钾含量低和极低116个,占检测数的45.8%,中等42个,占检测数的16.6%,高47个,占检测数的18.6%,极高48个,占检测数的19%。

2.2.2 红壤。一是pH值:检测数14个。pH值在4.7~6.6之间,其中pH值在4.5~5.5的样本数11个,占检测数的78.6%,pH值在5.5~6.5的样本数2个,占检测数的14.3%,pH值在6.5~7.5的样本数1个,占检测数的7.1%。二是土壤有机质:检测数14个。有机质含量5.30~37.8 g/kg,平均值20.7 g/kg,有机质含量低和极低的样本数6个,占检测数的42.9%,中等5个,占检测数的35.7%,高3个,占检测数的21.4%。三是碱解氮:检测数14个。碱解氮含量40~216 mg/kg,平均值128 mg/kg,碱解氮含量低和极低6个,占检测数的42.9%,中等4个,占检测数的28.5%,高2个,占检测数的14.3%,极高2个,占检测数的14.3%。四是有效磷:检测数14个。有效磷含量0.7~46.0 mg/kg,平均值13.8 mg/kg,有效磷含量低和极低5个,占检测数的35.7%,中等7个,占检测数的50%,高1个,占检测数的7.1%,极高1个,占检测数的7.1%。五是速效钾:检测数14个。速效钾含量36~300 mg/kg,平均值90 mg/kg,速效钾含量低和极低12个,占检测数的85.7%,极高2个,占检测数的14.3%。

2.2.3 冲积土。一是pH值:检测数21个。pH值在4.1~7.3之间,其中pH值小于4.5的样本数1个,占总数的4.8%,pH值在4.5~5.5的样本数11个,占检测数的52.4%,pH值在5.5~6.5的样本数7个,占检测数的33.3%,pH值在6.5~7.5的样本数2个,占检测数的9.5%。二是土壤有机质:检测数21个。有机质含量7.3~51.4 g/kg,平均值25.0 g/kg,有机质含量低和极低的样本数10个,占检测数的47.6%,中等3个,占检测数的14.3%,高6个,占检测数的28.6%,极高2个,占检测数的9.5%。三是碱解氮:检测数21个。碱解氮含量46~286 mg/kg,平均值137 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数4个,占检测数的19%,中等10个,占检测数的47.6%,高5个,占检测数的23.8%,极高2个,占检测数的9.5%。四是有效磷:检测数21个。有效磷含量1.7~56.1 mg/kg,平均值16.0 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数11个,占检测数的52.4%,中等3个,占检测数的14.3%,高5个,占检测数的23.8%,极高2个,占检测数的9.5%。五是速效钾:检测数21个。速效钾含量11~346 mg/kg,平均值81 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数17个,占检测数的81%,中等1个,占检测数的4.8%,高2个,占9.5%,极高1个,占检测数的4.8%。

2.2.4 紫色土。一是pH值:检测数4个。pH值在4.7~5.9之间,其中pH值在4.5~5.5的样本数2个,占检测数的50%,pH值在5.5~6.5的样本数2个,占检测数的50%。二是土壤有机质。检测数4个。有机质含量20.7~62.4 g/kg,平均值41.3 g/kg,有机质含量中等1个,占检测数的25%,高1个,占检测数的25%,极高2个,占检测数的50%。三是碱解氮:检测数4个。碱解氮含量95~233 mg/kg,平均值175 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数1个,占检测数的25%,中等1个,占检测数的25%,极高2个,占检测数的50%。四是有效磷:检测数4个。有效磷含量4.1~31.2 mg/kg,平均值14.5 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数2个,占检测数的50%,中等1个,占检测数的25%,极高1个,占检测数的25%。五是速效钾:检测数4个。速效钾含量62~233 mg/kg,平均值108 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数3个,占检测数的75%,高1个,占检测数的25%。

2.2.5 水稻土。一是pH值:检测数281个。pH值在3.9~7.0之间,其中pH值小于4.5的样本数22个,占检测数的7.8%,pH值在4.5~5.5的样本数152个,占检测数的54.1%,pH值在5.5~6.5的样本数102个,占检测数的36.3%,pH值在6.5~7.5的样本数5个,占检测数的1.78%。二是土壤有机质:检测数281个。有机质含量0.400~116 g/kg,平均值22.5 g/kg,有机质含量低和极低的样本数118个,占检测数的42%,中等121个,占检测数的43.1%,高34个,占检测数的12.1%,极高8个,占检测数的2.8%。三是碱解氮:检测数281个。碱解氮含量39~309 mg/kg,平均值124 mg/kg,碱解氮含量低和极低的样本数91个,占检测数的32.4%,中等119个,占检测数的42.3%,高56个,占检测数的19.9%,极高15个,占检测数的5.3%。四是有效磷:检测数281个。有效磷含量1.2~86.5 mg/kg,平均值12.4 mg/kg,有效磷含量低和极低的样本数116个,占检测数的41.3%,中等134个,占检测数的47.7%,高22个,占检测数的7.8%,极高9个,占检测数的3.2%。五是速效钾:检测数281个。速效钾含量19~822 mg/kg,平均值82 mg/kg,速效钾含量低和极低的样本数233个,占检测数的82.9%,中等24个,占总检测数的8.5%,高17个,占检测数的6.1%,极高7个,占检测数的2.5%。

3 存在的问题及原因

3.1 存在的问题

土壤养分分布不均匀,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾最大与最小值之间差异较大,由于受气候、成土母质、施肥、耕作习惯等因素的影响,土壤养分的高、低相差大,地力不均匀,影响了作物的均衡增产,不利于区域化种植和规范化管理。

土壤pH值偏低,为酸性,pH值处于强酸和酸性的样本占14.0%~51.3%,为二级。主要出现在赤红壤、水稻土等土壤。

有机质含量低,有机质含量低样本数占38.7%。

碱解氮含量不均衡,碱解氮含量低样本数占32.8%,为三级。主要出现在水稻土等。

土壤有效磷含量不均衡,有效磷含量低样本数占47.2%,为三级。主要出现在赤红壤、水稻土等。

速效钾含量偏低,速效钾含量低样本数占66.5%,为二级。主要出现在水稻土、赤红壤等。

3.2 原因分析

土壤养分比例失衡,缺素面积大,区域间、地块间土壤养分差异大,这是由于受传统施肥习惯的影响,农户施肥多年采用较为固定的一种施肥模式,不注意N、P、K三要素的配比和平衡施用,造成养分间比例失衡,导致土壤N、P、K的供应不平衡。

耕地质量差,产出率低。地形复杂,从坝子到山区,由谷底至山顶都有耕地,农业基础设施滞后,旱地基本处于“雨养农业、靠天吃饭”的状态,冬春季缺水干旱。

4 对策

随着耕作水平的逐步提高,测土配方施肥技术的推广应用,目前的产量水平比以前有了很大的提高,在当前的生产条件和高产量水平下,兴修水利,提高灌溉率,增施有机肥,秸秆还田、种植绿肥,提高土壤土壤有机质含量,显著增加氮、磷、钾养分,土壤熟化程度进一步改善,产量逐年提高。为确保耕地质量不降低和提高耕地质量,现提出以下对策建议:一是首先要认识到对耕地质量下降对农业生产影响的重要性和紧迫性。二是稳定耕地面积,对重点区域、粮食主产区和基本农田保护区的耕地加大投入,确保有足够数量的耕地面积。三是推广农艺生物措施,结合农业生产实际,因地制宜,增施农家肥,种植绿肥、豆科作物,充分利用农作物秸秆还田,培肥地力,改善土壤结构。四是控氮、稳磷、增钾、补硼、镁微肥等配方施肥[4]。五是实施中低产田改造,加大基本农田建设,改善灌溉条件,提高耕地质量。六是针对部分土壤偏酸的现状,应减少酸性肥料的施用量,通过施石灰(施用量750 kg/hm2)、施用有机肥和碱性肥料及土壤调料剂的使用来逐步提高土壤pH值,使其能够到达作物正常生长的适宜范围[5-6]。七是大力推广测土配方施肥技术,根据土壤供肥性能,结合主要作物的需肥规律提出主要作物不同区域氮、磷、钾和微肥的适宜施用量及肥料配方。水稻推荐配方(N、P、K配方):坝子为10-13-7、12-8-5,半山区为9-13-8、10-15-5;玉米推荐配方:坝子为15-15-5,半山区为12-15-8,山区为12-13-10;甘蔗推荐配方:坝子为7-15-8,半山区为15-15-10;茶叶推荐配方:15-5-5、15-15-5。通过土壤养分的分析,初步掌握该地区土壤养分状况,为今后合理利用现有耕地资源,改良与培肥地力提供科学依据。

5 参考文献

[1] 吴龙华,刘兰民.不同土壤类型和肥力玉米地土壤养分根际效应研究[J].应用生态学报,2000(4):545-548.

[2] 张建玲,聂云霞,萨础拉,等.固阳县耕地不同土壤类型养分状况[J].内蒙古农业科技,2015(1):34-37.

[3] 马京民,马聪,李彰,等.信阳市不同类型植烟土壤养分现状及平衡施肥[J].河南农业科学,2003(10):38-42.

[4] 朱海滨,杨应明,张晓龙,等.不同土壤类型养分垂直分布特征[J].中国烟草科学,2014(5):55-60.

[5] 樊兰英,董联蓉,褚清河.不同土类型养分含量与小麦产量的关系[J].山西农业科学,1990(7):10-11.

土壤类型范文第6篇

1研究方法

为了研究滇池湿地土壤演变与发展,并在此基础上了解人为活动对湿地生态环境变化特征与机制,本研究选取沼泽土、冲积土、水稻土的三种主要类型土壤为研究对象。即以滇池周边受人为干扰影响小的沼泽土壤作为参照,湖滨带水稻土和人为干扰的冲积土进行比较研究。野外土壤采样时,每一类型土壤设3个具有代表性的采样点分别采集样品,并详细记录现场情况。实验分析采用中国科学院南京土壤研究所土壤分析方法[3]。分析三类土壤的有机质、全氮、全磷、速效钾、水解氮、及PH值等,并探讨农业耕作及人为干扰对滇池湿地的影响。

2结果与分析

2.1滇池湖滨带三类土壤特征

2.1.1沼泽土滇池湖滨带沼泽土是滇池湿地受人为影响小的土壤,土壤通常处于水面下,长年生长有天然水生植物,湖积沉甸而发育形成的。主要分布在滇池湖滨带低海拔处,土壤很少接触空气,处于无氧条件下,积累大量植物残体和其它有机物,形成腐质泥化土[4]。从表1可看出滇池的沼泽土壤有机质平均含量9.870%,全氮含量达0.287%,C/N比值为19.603,可见沼泽土对养分的积蓄作用。全钾含量高达2.350%,全磷含量0.082%。速效钾含量54.102mg.kg-1,速效磷仅为22.305mg.kg-1。水解氮高达159.894mg.kg[-1],这种较高氮营养含量可能为外来补给,与周围农业施肥引起的氮营养流失进入有关。

2.1.2水稻土水稻土是人为常年耕作,灌溉和排水交替进行,使原本湿地土壤耕作熟化。滇池的水稻土受灌溉排水、湿耕干作、人工施肥等影响,土壤的水分变化极大,养分还原及分子氧化变化频繁。水稻土长年灌水耕耘、人为堆肥以及稻谷一年一种,根系积累又分解。收获季节稻田排干,土壤与空气接触,养分还原、氧化不断。水稻土不断翻耕,土壤粘粒分散。与滇池湖滨带的沼泽土相比,有机质下降至7.560%,全氮下降至0.216%,C/N比值为15.117。速效磷含量15.703mg.kg-1和速效钾养分含量37.704mg.kg-1。但速效养分的表层水解氮增加到258.348mg.kg-1,这可能与水田有机质分解以及农业生产活动中大量施用氮肥有关[3]。人为耕作活动对土壤特性产生变异,使土壤肥力下降,土质变劣,见表1。

2.1.3冲积土冲积土受雨水、洪灾及人为搬运作用,由滇池周边高处不断冲积、洪积下来而形成的土壤。滇池湖滨带冲积土由于人为修防浪堤,湖水上涨使冲积土埋下水下,形成人工湿地土壤。其成土母质为冲积母质。冲积母质发育形成的冲积土有机质和氮素营养含量低,有机质4.230%,全氮0.097%,养分贫瘠。但速效磷含量27.689mg.kg-1和速效钾含量71.827mg.kg-1,较沼泽土和水稻土都高,这可能与滇池湖滨带冲积土成土时间不长,修防浪堤后被淹没,并开始发生氧化还原过程有关,见表1。

2.2滇池湖滨带耕作对滇池湿地的影响滇池湖滨带水稻土历史上曾是沼泽土,由于人们围湖造田,排干湖水,致使水位下降,土壤露出水面,经逐年灌溉排水、湿耕干作、人工施肥等影响发育形成了水稻土。在每年堆肥条件下,土层养分含量较高。但水稻土与沼泽土相比较,养分仍然呈下降趋势。水稻土的有机质从9.870%降到7.560%,耕地植物生长迅速,枯落物多,但有机质下降一是由于水稻土温度高,有机质分解速度快;另一个原因是有机质容易被大量雨水冲刷和稻田排水进入滇池湖中。全氮由0.287%降到0.216%,C/N比值由19.603下降到15.117,可见水稻土较沼泽土的养分汇集能力差,并且大量有效养分快速释放。水稻土全钾含量为1.351%,比其他两个样地类型要小得多,这是由于水田季节干湿交替明显,淋溶作用不明显,钾的固定能力大大减弱,钾含量小。水稻土水解氮达到258.348mg.kg-1,远大于沼泽土159.894mg.kg-1,这可能与农业大量施氮肥有直接的关连[5]。水稻土速效磷、速效钾仅有15.703mg.kg-1、37.704mg.kg-1,为三种类型土壤最低。水稻土速效磷、钾含量最低,这是由于耕作土吸附性较强,土壤偏碱性条件下磷与钾容易与其它分子结合而失去有效性[6]。由于稻田土有机质和全氮、磷、钾含量大量损失,以及大量的施氮肥,而土壤缺磷、钾等其它植物所必需的微量元素导致氮肥利用率低,大量氮肥等营养元素流失到滇池必然会对滇池生态系统产生极大影响。而且由于肥料利用率低而进入滇池导致滇池水质越来越劣,水体混浊,悬浮物不断增加。由于水田缺乏湖滨带沼泽地对污水的截留和缓冲功能,另外水田土壤中的养分流失到滇池内必然对位于其下的湖泊产生影响。沼泽地农业耕作不仅使湿地生物群落改变,而且引起湖泊富营养化。滇池湿地沼泽改变成水田环境,使之丧失了湿地原有的调节功能。滇池湖滨带水稻田大量氮肥引起的湖水污染,是导致滇池水质变差和富营养化的潜在因素。滇池湖滨带农业耕作,使滇池面积减小,水质变差和富营养化,都引起和加快滇池湿地退化过程。

2.3滇池湖滨带修堤筑坝对滇池湿地的影响滇池湖滨带冲积土成土时间不长,土质疏松,还没有形成土壤剖面。由于人为修防浪堤,湖水上涨使之淹于水下,形成人工湿地土壤。冲积土有机质含量最少,仅为沼泽有机质含量的1/2。这是因为人工湿地的冲积土缺乏湖滨带植物,破坏原有湖滨带植物吸附净化功能,水流速度较快,有机质容易被水流带走,湖滨带没有水质净化和拦截泥沙的作用,所以有机质含量小。修堤致使滇池湖滨带天然沼泽地破坏,土壤有机质含量降低,这也说明湖滨带沼泽土对有机质的吸收和固定能力最强。与沼泽土相比,全氮由0.287%降到0.077%。但C/N比值由19.603上升到31.932,可见冲积土较沼泽土相比,其养分正在快速积累中。冲积土总磷和总钾远大于水稻土,这是由于人工湿地对磷和钾的截留主要是对不溶性磷钾的吸附和沉积。冲积土速效磷是沼泽土含量的1.24倍,是水稻土含量的1.76倍。速效钾是沼泽土含量的1.32倍,是水稻土含量的1.90倍。这是因为土壤速效磷、钾含量与土地利用类型有关。湖滨带沼泽土和水田土由于植物生长吸收了大量的磷和钾。人为因素是影响土壤速效磷和钾含量的一个因素,但并不是唯一的因素[7]。冲积土由于水淹产生剧烈侵蚀,并且土质较松,积物较丰富,在水的淋溶作用下释速效磷和钾现象频繁,所以其速效磷和钾含量最高。所以滇池周边人工湿地应种植水生植物,不仅可以不断地从湿地中取出营养成分,并可获取一定的经济效益[8]。

3结论与建议

3.1结论从滇池湖滨带三种类型土壤理化定量研究结果表明如下。(1)农业耕作施肥进入水田后,水解氮多,而速效磷、钾等植物生长必要微量养分少,致使肥料利用率低。并通过径流、下渗向滇池水体迁移。滇池湖滨带水田面源污染突出,农田不合理施肥是引起滇池污染的主要原因。(2)滇池修堤致湖水位变幅较大,严重地影响了湖滨带生态系统的稳定性,湖滨带生态系统功能下降。滇池湖滨带人类活动如农田耕作、修堤,致使湖滨带自然群落的生态结构破坏贻尽,加剧了滇池水体富营养化的进程。破坏了湖滨带湿地生物多样性,削弱了湖滨带对氮、磷、钾的自净能力,毁坏了其美学价值。滇池湖滨带受人为影响小的沼泽土有机质含量高,全磷、全钾含量高,而受人为干扰淹没的冲积土有机质含量最小。这充分说明湖滨带的水生植物根系固定和沉积有机质的作用。(3)湖滨沼泽地带具有较好的生态功能和环境功能,在水质净化和拦截泥沙等方面效果显著,湖滨植物带大量吸收入湖矿质营养用于自身生长,也体现了湖滨带的吸附、净化功能。因此,要重视并保护湖滨沼泽地带,从而使其功能得到有效发挥。三种类型土壤的pH值均大于7.5,这说明滇池的水质已经受到严重的污染,以致于使湖滨带沼泽土、水稻土及冲积土受到影响并出现盐化趋势。

3.2滇池湖滨带的生态恢复建议滇池湖滨带由于受农业利用和人为干扰,其生态和环境功能受到损坏,并影响了其拦截泥沙、过滤污水和维持生物多样性、生态平衡的作用。为了修复滇池湖滨带,还原健康的滇池湖泊生态系统,提出几点建议:(1)滇池湖滨带发展生态农业,减少农田面源污染。(2)滇池周边人工湿地应加大水生植物种植,推动滇池湖滨带生态建设。(3)充分保护滇池湖滨带沼泽土,充分发挥湿地的净化功能,并作为治理滇池富营养化的有效措施。

土壤类型范文第7篇

关键词 土壤类型;耕层三相比;特点;改良措施;安徽利辛

中图分类号 S156 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)09-0257-01

Soil Types Characteristics and Improvement Measures of Cultivated Land in Lixin County

WANG Hui

(Agricultural Extension Center of Lixin County in Anhui Province,Lixin Anhui 236700)

Abstract The soil types and characteristics of soil three-phase ratio of cultivated land in Lixin County were introduced.The improvement measures for cultivated land in Lixin County were put forward,including biological improvement,chemical modification,physical modification,combination of organic fertilizer and inorganic fertilizer,so as to provide reference for modification of cultivated land in Lixin County.

Key words soil type;soil three-phase ratio;characteristics;improvement measures;Lixin Anhui

利辛县耕地土壤由于受地形、地貌、水文、气候以及人为因素的综合影响,种类繁多,分布复杂,具有明显的地带分布规律。根据土壤分类标准和方法,全县耕地土壤分为3个土类、4个分类、8个土属、19个土种。耕层构造复杂,三相比孔隙度、松紧度与容重、土壤机械阻力由于土壤类型不同各不相同,只有针对性的土壤改良,才能为农业生产奠定丰产丰收基础。

1 土壤类型和耕层三相比特点

1.1 砂姜黑土

母质为黄土性沉积物,富含碳酸钙,在生物作用下土壤上层的碳酸钙被淋溶而淀积于底土层,即形成砂姜结核。

1.1.1 普通砂姜黑土。耕层和犁底层颜色较深,较紧实,保墒性差,有机质含量低,颜色深,土壤干湿膨胀系数大,土壤棱柱结构发育良好,易漏水漏肥。

(1)砂姜黑土。分为黑土、青黑土、黄黑土3个土种,地势低,排水条件差,易受涝渍,结构差,较紧实,容重加大,大于1.5~1.6 g/cm3,孔隙度小于0.25 mm,机械阻力大,易受旱灾,肥力水平一般。

(2)青白土。分为白淌土、青白土、青土3个土种,粉砂砾含量高,结构不良,孔隙度大于0.3 mm,表土暗灰白色,质地为中壤,土壤松紧度适中,容重介于1.2~1.5 g/cm3之间,机械阻力小,耕性良好。易耕、易耙、易板结,有机质含量低,肥力水平中等,偏碱性[1-2]。

(3)砂姜黄土。分为黄土、青黄土2个土种,是土壤肥力水平较为一般的黄土类型,分布范围广,面积大,有机质及各种营养元素含量较高,耕性好,适耕期长,机械阻力小,易于犁耙,干旱时无大裂缝,保墒抗旱,排水条件也较好,耕层三相比协调,土壤固相、液相和气相比例合适[3-4]。

(4)死黄土。理化性质极差,土壤紧实,容重高,孔隙度大,适耕期极短,严重缺磷,产量低下。

(5)淤黑土。分为薄淤黑土、挂淤黑土、红花淤黑土、厚淤黑土4个土种,肥力水平高,结构好,容重介于1.2~1.3 g/cm3之间,毛管孔隙与非毛管孔隙的比例约为(2~3)∶1,保水保肥,耐旱涝。厚淤黑土强石灰性,质地重壤,有明显的黑土层。

1.1.2 砂化砂姜黑土。分为活碱土、死碱土2个土种,活碱土质地轻至重壤,土壤湿度70%时,机械阻力小,干旱时土壤紧实,易耕易板结,适耕期极短,耕层三相比受土壤湿度影响变化大,死碱土地表白色如霜。

1.2 潮土

分为淤土、红花淤土2个土种,颜色为浅红棕色,质地为重壤至轻黏土,机械阻力大,耕性差,湿时粘犁,干大坷垃,适耕期短,不能形成很好的团粒结构,不能协调土壤的水、肥、气、热状况,肥力较高,后劲足。

1.3 棕壤

分为薄淤坡黄土、厚淤黄土2个土种,颜色为棕黄色,有铁锰结核,中性或酸性,极难形成团粒结构,土壤孔隙状况、容重、持水能力等都不理想,更易涝渍。

2 改良措施

2.1 生物改良

2.1.1 主要作用。生物改良的主要作用有:固氮,增加土壤有机质(为土壤中的生物提供能源),分解有机态养料为无机态养料,保持水土,松土耕地,增加土壤的通透性,减少土壤容重,使土壤毛管孔隙和非毛管孔隙在内的总固相比例合适,利于作物幼根顺利通过孔隙,生物排除盐碱,有助于维持土壤养分的平衡,做到用中有养,养中有用,用养结合,有利于调节地力。

2.1.2 方法。一是增施农家肥。利用秸秆、杂草、树叶、各种绿肥、泥炭以及其他废弃物为主要原料,加入家畜粪尿进行堆积而成。二是秸秆还田。秸秆中含有大量的有机质、氮磷钾和中微量元素,通过地面覆盖或机械化直接翻压方式将其归还于土壤中,秸秆附近微生物大量繁殖,形成土壤微生物活动层,加速对秸秆中有机态养分的释放,既改善了土壤结构,又协调了土壤水、肥、气、热状况,形成良好的生态环境。三是施沼气肥。沼气肥是一种优质的有机肥,是生产无公害农产品和绿色食品的最佳施用肥料。沼肥不论作基肥还是做追肥,施后都要盖土,以减少养分损失,同时要做到随用随施;沼渣作基肥时可随时取用,作追肥时应堆腐后再施用;沼液应随出随用,如需贮存,发酵液应加盖密闭。四是种植绿肥。绿肥有机碳占干物重的40%左右,施入土壤后可以增加土壤有机质,改善土壤的物理性状,提高土壤保水、保肥和供肥能力;为作物提供养分;可以减少养分损失,保护生态环境。

2.2 化学改良

土壤中的矿物质是一切绿色植物唯一的养料,可以用化学肥料加上微量元素和硅质肥料来代替有机质肥料,化肥越多植物产品越多,植物残渣与翻入土壤中的植物有机体越多,土壤中腐殖质越多,对于有机肥源不足,把施用化肥作为改变农田物质恶性循环的突破口是切实可行的。

2.3 物理改良

可以通过深松、深翻、晒垡、冻垡、深旋等方式,以打破犁底层,在保持原土层的情况下,改善土壤团粒结构,提高土壤通透性,提高土壤蓄水能力,熟化深层土壤,以达到协调耕层三相比的目的。

2.4 有机肥与无机肥结合

有机肥料是一种全肥,这是化肥所缺少的,有机肥料还可以改善土壤的理化和生物学性质,培肥地力,使施用的化肥效果更好。长期肥料定位试验表明,化肥与有机肥对作物的增产效果可以分成3段;第1段化肥效果显著优于有机肥,一般增产5.8%~20.9%;第2段化肥与有机肥效果有增有减,二者肥效趋向于相等;第3段有机肥肥效高于化肥,一般增产10.4%~23.5%。

3 参考文献

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[3] 陈翠玲,张玉兰,蒋爱凤,等.河南省主要土壤耕层有效养分含量分析[J].河南农业科学,2007(2):62-64.

土壤类型范文第8篇

关键词:施肥类型;CO2;CH4;N2O;北方稻田土壤;温室气体排放

全球性气候暖化问题已成为世界瞩目的焦点。气候暖化的根本原因是大气温室气体含量的增加。CO2、CH4和N2O被认为是最重要的温室气体,对温室效应的总贡献率可达80%。其中CO2对增强温室效应的贡献率最大,约占60%,其次是CH4,温室效应潜能是CO2的21~23倍,温室效应的贡献率约占15%,N2O增温效应是CO2的296~310倍,对温室效应的贡献率约占5%。据估计,大气中每年有5%-20%的CO2、15%-30%的CH4、80%~90%的N2O来源于土壤。农田土壤作为温室气体排放的一个重要源,其对温室气体的排放过程受农业管理措施,包括耕作、灌溉以及施肥等的显著影响。通过对农田土壤中温室气体排放的准确测量,研究分析其机理和影响因素,正确地评估农田土壤对大气主要温室气体含量变化的贡献,有助于对温室气体排放量及其规律和减排措施的正确了解,从而为温室气体减排以及减少气候变化预测的不确定性提供理论依据。农业管理措施中,肥料施用对温室气体排放的影响最大,相关研究在国内外农田开展的十分普遍,但在中国北方稻区相关研究报道尚不多见。北方稻田因其一年一熟制和较长的冻融期而区别于南方稻田,由此也导致土壤温室气体排放过程发生相应变化。因此,本研究选择东北种植历史最长的延边地区稻田为研究对象,从不同施肥角度研究稻田生态系统生长季土壤温室气体排放规律,寻求不同施肥措施与土壤温室气体排放之间的联系,为未来稻田科学施肥管理提供理论依据。

1.材料与方法

1.1试验设计

试验地位于吉林省延边朝鲜族自治州图们市凉水镇水稻种植区。试验选择3种施肥类型稻田(每种类型作为1种处理),分别为化肥与有机肥配施(COF)、单施有机肥(OF)和单施化肥(CF)。具体施肥类型与施肥量见表1。每种施肥类型在采集温室气体时设3次重复。同时,在单施化肥的稻田内设裸地(即采样箱无稻株)采气处理,以比较分析水稻植株对3种温室气体排放的影响。试验从2013年6月上旬开始至11月初结束,整个生长季每15 d采样1次。采样静态箱的长、宽、高分别为50、40、50cm。箱体内顶端安装数显温度计、直流电风扇和采气阀。在稻田生长中后期,静态暗箱高度增加1倍,长、宽不变,以确保采气箱不影响稻株正常生长。

1.2气体的采集与样品的测定

每次采样时,先小心剪除稻株的行间杂草,将暗箱放在凹槽里,有水密封。具体采样时间定为上午9:00-11:30,严格记录采样的准确时间。在30 min时间段内每隔10 min(即0、10、20、30 min)采集1次气体样品,每箱共采集4个气体样品。用密封性能良好的注射针管通过采气阀从箱中抽取50 mL气体,注入气体采集袋,运回实验室待测。同时,用便携式数字温度计测定采样期箱温和土壤温度[0 cm(T0)、地下5 cm(T5)、地下10 cm(T10)],并采集土壤样品测定土壤含水量。

气体样品测定采用岛津2010型气相色谱仪(SHIMADZU,日本)。以30 min内采集的4次气体样品浓度与采样时间的线性相关系数计算每种气体的通量。每个样品中分别测定计算C02、CH4和N2O通量。各气体的通量(F)计算公式如下:

2.结果与分析

2.1各施肥处理下的CO2排放通量

由图1可知,各施肥处理(COF、OF和CF)全生长季稻田土壤C02日均通量间存在显著差异(P

从CO2的月均排放积累量来看,3种施肥处理的季节排放积累量曲线相似,均表现为随着水稻生长CO2排放量增加,并在8月达到CO2排放通量峰值,随后逐渐减少,其中尤以COF处理最为明显。9、10月的CO2月均排放通量相近。全生长季COF、CF和OF 3种施肥处理的C02排放通量均值分别为194.37、180.93、175.72 g/m2,COF和CF处理比OF处理分别增加了10.6%和3.0%(图2)。

2.2各施肥处理下的CH4排放通量

由图3可知,3种施肥处理(COF、OF和CF)稻田CH4日均通量在生长季中均形成单峰排放曲线,其中,OF和CF 2种施肥处理排放曲线相似,在水稻苗期至抽穗开花期间CH4日均通量表现直线增长模式,并于抽穗开花期达到生长季最大,其中OF处理为(42.31±15.21)μg/(m2・h),CF处理为(34.55±10.38)μg/(m2・h),且全生长季2种施肥处理的各次通量间差异均不显著(P>0.05)。而COF处理CH4日均通量最高为(119.06±43.32)wg/(m2・h),出现在水稻乳熟期(8月29日),比前2种处理延迟16 d。COF处理CH4最高日均通量是CF处理的3.4倍。此外,3种施肥处理在9月13日至11月1日期间CH4排放量极少,该期间COF、OF和CF处理的CH4日均通量分别介于0.30~1.12μg/(m2・h)、0.05~3.98μg/(m2・h)和-0.04~2.92μg/(m2・h),CF处理在10月17日出现了CH4的吸收现象。

3个施肥处理的CH4月均排放积累量与日均通量的季节变化模态相似,均呈现随着水稻的增长,排放通量增大,并在8月达到排放通量的峰值(图4)。6、7和10月COF、OF和CF 3个处理的CH4排放通量相近,处理间无显著差异,而8、9月COF处理的CH4排放通量远高于其他2个处理。3种施肥处理全生长季CH4排放通量均值由大到小依次为COF(19.07mg/m2)、OF(10.93 mg/m2)、CF(9.73 mg/m2),COF、OF比CF处理的CH4排放通量增加了96.0%和12.3%。

2.3各施肥处理下的N2O排放通量

由图5可知,N2O日均通量的季节变化模式与CO2和CH4明显不同,且全生长季3种施肥处理的表现各异。苗期(6月10-25日)各处理N2O排放通量略有增加,呈正排放。水稻拔节至成熟期的淹水阶段(7月25日至9月13日),3种施肥处理的N2O均表现出负排放特征,尤其以OF处理最为明显,该处理在水稻蜡熟期(8月29日)达到最大负排放,日通量为-25.84μg/(m2・h)。在9月末至11月初期间,稻田进入休闲期后,3种处理土壤N20排放明显增加,COF、OF和CF的最大N2O日通量分别达到22.38、33.78、14.00μg/(m2・h),比淹水期最低值高5-10倍。

3种施肥处理N2O月排放通量季节变化如图6所示。整个生长季各处理N2O月排放通量呈现单峰曲线模式。6月各处理均表现净排放,6月之后,各处理N2O排放通量变化表现各异,各处理均表现出净吸收,其中,OF、COF 2种处理最大净吸收值出现于8月,其中OF处理的N2O月积累量为-9.12μg/(m2・h),COF处理的为-7.47μg/(m2・h);CF处理在7月达到最大吸收,其N2O月积累量为-1.65μg/(m2・h)。3种处理的净N2O排放最大值均出现在10月。整个生长季各处理N2O排放通量均值表现为CF(2.62 mg/m2)>COF(0.03 mg/m2)>OF(0.20mg/m2),CF处理N2O排放通量显著高于其他2种施肥处理(P

2.4植株与土壤温度对温室气体排放的影响

从表2可知,静态暗箱中稻株的存在明显增加了CO2和CH4的排放。其中,生长季各月稻株对CO2月均通量的贡献率介于27.2%-226.1%,以抽穗灌浆期(8月)贡献率最大,收获期(9月)最低。以各次测定时的箱体内水稻平均株数(x,株)与CO2平均通量[y,mg/(m2・h)]做回归分析得到二者的最优回归方程为:y=0.016 3e(n=15,P=0.001,R2=0.581):而稻株对CH4的贡献率介于50.2%-418.9%,以植株在分蘖拔节期对CH4排放影响最大,且箱体内稻株(x,株)与CH4平均通量[y,ug/(m2・h)]的最优回归方程为:y=0.226 0e(n=15,P=0.007,R2=0.445)。稻株对N2O排放的作用与对上述2种气体的作用相反,稻株的存在明显促进了N2O的吸收,其中以8月最为突出(表3)。

以各次采样测定的土壤温度(T0,T5和T10)和土壤铵态氨、硝态氮含量与3种温室气体日均通量进行多元相关分析,结果表明,CH4通量[y,ug/(m2・h)]与土壤5 cm地温之间呈显著的指数相关,其回归方程为:y=0.016 3e(n=30,P=0.000,R2=0.562)。其他因子与CO2和N2O日均通量相关性未达显著水平。

3.讨论

施肥管理可对农田温室气体的排放产生明显的影响。赵峥等研究表明,施肥管理能显著增加稻田生态系统CO2的排放,不同类型的肥料处理稻田生长季均出现两次CO2排放高峰。本次研究中,化肥与有机肥配施处理比其他2种施肥处理明显增加了稻田生态系统的CO2排放量,且3种施肥类型CO2的排放通量季节动态也表现出相似的2次排放高峰模式,但峰值出现的时期与上述研究结果有所不同。分析认为,化肥与有机肥配施与单施有机肥或单施化肥相比对CO2的排放有促进作用,这种作用与其对土壤微生物活性和稻株生长活力的影响有关,化肥与有机肥配施在增加了土壤碳源的同时,也促进了土壤有效氮素的增加,合适的土壤碳氮比既保证了土壤微生物活性,也促进了水稻植株的旺盛生长,由此增强了土壤和植株群体呼吸作用,促进了稻田CO2的排放。需指出的是,本试验所用的是暗箱采样测定方法,因暗箱遮光,采样期间植株光合作用停止,所获得的CO2通量代表的是采样期间的水稻群体和土壤呼吸的总强度,而非稻田生态系统CO2净通量,这与侯玉兰等和宋涛等采用明箱或涡度相关技术测定的稻田生态系统CO2净通量结论有明显的区别。此外,稻田CO2排放高峰出现时期受稻田植株与土壤水分条件综合决定,本研究中的稻田在6~8月始终处于淹水状态,自收获前期的9月10日前后开始自然断水。第一次CO2排放高峰与水稻抽穗开花期对应,而第二次排放高峰与水稻成熟、稻田晒田期相对应,可见水稻植株群体生长与呼吸决定了第一次CO2排放高峰,而土壤呼吸决定了第二次CO2排放高峰的产生,这也是本研究结果与许多在稻田生长季存在烤田或间歇灌溉的相关研究结果不同的主要原因。

一般认为,有机肥的施用可降低土壤氧化还原电位,同时为产甲烷菌提供丰富的产CH4基质,使产甲烷细菌产生更多的CH4,从而增加其排放量,而纯化肥对稻田CH4排放量影响相对较小。王明星等研究发现,在维持氮、磷、钾含量基本不变时,施较多的有机肥是CH4排放率高的重要原因,而施化肥则能降低CH4排放。霍莲杰等指出,施用稻草和鸡粪可显著增加CH4排放量,而施用猪粪和化肥的处理CH4累积排放量间没有显著差异。本研究中3种施肥类型对CH4排放效果与王明星等结果一致,但与霍莲杰等的结论存在一定差异。有机肥与化肥配施处理生长季CH4月排放量均值为19.07 mg/m2,远大于单施有机肥(10.93 mg/m2)与单施化肥(9,73 mg/m2)的处理,说明北方一熟连作条件下,有机肥与化肥长期配施处理比单施有机肥对CH4的排放起到更为明显的促进作用,这与该种施肥方法在满足产甲烷菌活性的同时,促进稻株的旺盛生长有关。本研究中6~8月期间有植株采气箱比无植株测定的CH4和CO2月均通量分别增加了146.6%~418.9%和42.9%-226.1%,且稻株的存在与CH4和CO2月均通量呈极显著的指数相关,表明稻株明显促进了稻田CH4和CO2的排放。王重阳等指出水稻植株导致稻田CH4和CO2排放量分别增加了109%、244%,其他研究也得出与本研究结果相似的结论。

已有研究表明,影响N2O季节变化的主导因素是施肥和土壤水分状况。本研究从分蘖期到成熟期,稻田土壤一直处于淹水状态,3种施肥稻田均出现了N2O的净吸收,表现为N2O的汇。这种情况的出现可能原因有:一是土壤长时间处于厌氧状态,抑制了硝化反应,使NO基质得不到补充,从而影响硝化一反硝化耦合作用的进行,使反硝化作用速率最终很低。二是厌氧强还原环境促进形成反硝化的最终产物N2,不利于形成中间产物N2O,甚至空气中进入土壤的N2O也被还原为N2,导致N2O净吸收。在秋季晒田期出现了N2O净排放,并且以单施化肥处理的N2O排放通量最高,说明化肥中氮素的增加为土壤微生物的硝化和反硝化作用提供了充足的氮源,由此导致土壤中产生更多的N2O,这也为北方稻田的N2O减排措施提供了一条可行的方法。

4.结论

1)北方生长季稻田温室气体的排放存在明显的季节性特征,CO2排放主要集中于8~10月3个月,而CH4排放以7、8月为主,N2O净排放发生于6月和10月,生育盛期则表现出明显的N2O负排放特征。

2)不同肥料的施用对水田土壤3种温室气体排放的影响表现不同,有机肥与化肥配施促进了水稻生育盛期CO2和CH4的排放,导致生长季CO2和CH4排放总量显著高于单施化肥和单施有机肥处理,而单施有机肥或有机肥与化肥配施促进了生育盛期N2O的吸收,单施化肥处理促进生长季N2O净排放。

3)水稻植株促进了水稻生育期稻田CO2和CH4的排放,但对N2O的排放具有明显抑制作用。

土壤类型范文第9篇

关键词:黑钙土;淡黑钙土;盐碱土;草甸土

中图分类号:S159 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-12-0057-1

我县地域广阔,各地差异较大,从南至北,从东到西均形成了不同类型的土壤。共11个土类,29个亚类,106个土种,主要土壤类型是黑钙土,淡黑钙土,草甸土,盐碱土,风砂土构成,其主要特征如下:

1 黑钙土

主要分布在我县南部台地。以淋溶黑钙土为最多,约100万亩。该土含砂量高,土质松,间隙大,通气透水性能好,作物容易扎根,尤其对玉米苗期生长有利。但保水能力差,容易流失,抗旱能力弱,养分含量低,有机质分解快,不利于土壤腐殖的积累,保肥力弱,养分容易淋失。但是施肥见效快,一次施用化肥数量不宜过多。不适宜“一炮轰”,后期容易脱肥,应多次分批施肥。

适于种植旱作植物,以玉米为主。因为玉米是好气性作物,该土壤对玉米苗期生长有利,作物易扎根,出苗早,齐,易抓全苗,而且玉米是铁秆庄稼,适应性强抗逆性强,耐瘠薄。我县正处于北纬35~45°之间,光照充足是玉米生产的“黄金地带”,我县有“米粮川”美称,1996年粮食产量达130万吨,1998年再创历史最高水平,总产量达148万吨,名列中国100个粮食总产量最高县第14位,被国家农业部授予“全国粮食生产先进县”。2011年王府镇现代农业示范区,采用玉米膜下滴灌大垄双行地膜覆盖栽培技术,获得吉林省玉米单产第一,单产最高达15050公斤/公顷。

前郭县推广测土配方施肥技术是从1994年开始的,特别是1998年,2003年,2004年省,市,县支持测土配方,从2005年定为部级测土配方施肥示范县,每年测土面积达40万亩。2012年测土面积达80万亩。几年来累计测土面积达776.5万亩。通过测土掌握了全县土壤速效养分变化情况,对指导农业生产具有重要意义。

经过几年的耕作、施肥,全县土壤肥力状况发生了明显的变化。N从2003年到2006年逐年上升,到2007年后随着施肥量的增加,土壤碱解氮逐年下降,P从1997年到2007年逐年上升,2008年后逐年下降。K值从1997年到2007年逐年上升,2008年后逐年下降。针对南部黑钙土区,应加大N、P肥投入量,保证K肥供应、补充微量元素Zn,采取有机肥与化肥结合施用,合理开发地下水资源,发展节水灌溉。

对玉米,黑钙土N、P、K合理比例为1:0.75:0.68。施肥原则是以“土定产、以产定N.P.K”,因缺补缺的原则合理施肥。

2 淡黑钙土

主要分布在我县西部,近100万亩。

我县应按稳氮,减磷,增钾,配微的原则施肥。即①稳定氮肥投入量,纯N用量限定在135~165公斤,氮肥深施和分期追肥,提高施肥效益。②降低磷肥施用量,长期大量施用二铵造成土壤磷素积累,在速效磷含量在20mg/kg,减少施用量,降到100公斤左右。③保证钾肥施用,针对缺钾,每公顷在100公斤以上,特别是干旱地区和中低产田地块,经济作物和高效作物上发挥钾肥的抗旱,提质,增效作用。④补充中微量元素,旱区施用硅,钙抗旱肥料,玉米,水稻上增施锌肥解决花白苗,水稻赤枯病,豆类,蔬菜,果树上补充硼肥,钼肥。花生在我县种植面积较大,从2007年干旱情况下,花生获得了较好的效益,受到农民的青睐,面积逐年增加,到2012年我县花生面积达到40万亩,今年降雨量多,花生缺铁较多,增加微量元素的投入,尤其是钙肥和硅肥,对提高花生产量起到一定的作用。⑤加大有机肥投入,每公顷30~40立方米,增强作物抗旱性,同时采取深施肥,垄沟深追肥等措施提高化肥利用率。

3 草甸土

主要集中在我县的中北部,总面积151万亩,其中水田面积为60万亩。

在N,P,K三要素中N素对外观特性和食味影响最大,施N量越多,食味明显下降。施肥尽量兼顾优质,高产,提倡有机、无机复混肥,调整N,P,K的比例,做到因土定产施肥。目标产量10000公斤,需施纯N为150~160公斤,纯P为70~80公斤,纯K75~100公斤,硫酸锌20~25公斤。在施肥方法上采取少施基肥,平稳促进的施肥方法,前重后轻施肥方法会造成前期肥浪费,后期脱肥,早衰,减产。

4 盐碱土

盐碱土的施肥原则是:以增加有机肥为主,适当控制化肥施用。化肥施用不宜过多,以避免加重土壤的次生盐渍化。化肥应分次少量施用,并综合有机肥。盐碱地应增施磷肥、适量施用氮肥、少施钾肥,因盐碱土一般不缺钾。碱性土施用酸性肥,如过磷酸钙、硫酸铵等含硫酸根肥料,对改良土壤有利。盐土施生理中性肥,可不残留有害的阴、阳离子。

5 风沙土

主要集中我县西部, 近年来我县大风次数多,气候干燥、风蚀地面积逐年增加,春季几次播种才能保全苗,而且土壤贫乏,有机质含量低,土壤颗粒粗,粘粒含量少、易遭风蚀。对于风沙土的治理应从以下几方面做起:①防风固沙:修建防护林、减少风力。②种植牧草:加大覆盖面积。③防止干旱:兴修水利,高茬还田,培肥土壤。

土壤类型范文第10篇

关键词植被;土壤水分;动态变化;丘四区寺尔沟小流域

中图分类号S152.7文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0255-02

黄土丘陵沟壑区第四副区(丘四区)属于干旱半干旱区,每年土壤侵蚀模数高达6 000 t/hm2以上,水土流失严重,植被覆盖度低,丘四区植被恢复和重建的重要制约条件之一是水分条件。科学利用土地资源和治理丘四区生态环境的前提是充分认识各种土地利用条件下土壤水分变化状况和水分利用情况。影响丘四区土壤水分的因素包括立地类型、植被生长季节、植被类型和土壤剖面等。土地的不同利用方式(包括耕作以外的自然和人为干扰)会改变土壤性质和植被对地表的覆盖,从而影响土壤水含量。同时,在一定程度上影响土壤含水量的有地表植被的盖度、类型及生长情况等[1-6]。对其土壤水分进行观测分析,通过水分平衡对各类植被生长适宜进行分析,通过选择丘四区寺尔沟小流域典型植被,了解该地区不同植被类型土壤水分状况和土壤水分利用情况,从而为该地区植被恢复、生态建设应用和发展提供理论依据。

1降水的分配

1.1降水时间分布

区内土壤水分的补给和恢复依靠天然降水,这是丘四区土壤水分的唯一来源。丘四区特有的土壤水文现象之一是土壤水分亏缺。而在雨季时,有较大的降水入渗补给,主要依靠降雨强度适中、历时长的降水,而微雨和暴雨的作用不是很大。分析试验区≥10 mm降雨量的降水分布状况(表1)。根据多年降雨观测数据,3―4月的降水8次,≥10 mm降水平均每月小于1次;5―10月的降水多达56.6次,≥10 mm降水3次左右,占年平均降水量的10.18%;11月至翌年2月的降水为11.2次,≥10 mm降水为0次。

1.2不同植被类型地面上水量的分配

降水到达地面后,会进行第2次再分配。一部分形成地表径流而流失,另一部分渗入土壤,形成土壤水。降水状况影响地表径流的年内变化,使之具有明显的季节性变化。不同年份(5―10月)降雨量与地表径流表如表2所示。由表2可知,小麦地和苜蓿地分别平均地面径流占同期平均降水的6.95%和8.08%;云杉所占比例最大,为10.85%,荒地和沙棘平均地面径流占同期平均降水的比例最小,分别为3.40%和3.14%。由此可见,寺尔沟小流域不同植被类型平均地面径流占同期平均降水的比例不同。

2土壤水分动态

2.1土壤水分年际变化

降水量和植被类型对土壤水分的影响是巨大的,天然降水是丘四区植被生长需水的唯一来源。土壤水分变化与当地气候变化,尤其是降雨的季节性变化规律是基本一致的。在干旱年份,降雨量补充较少,不同植被类型土壤水分的差异会加大;一般在丰水年,土壤含水量会得到部分补偿,不同植被类型的差异会缩小。2004―2009年各植被类型土壤水分年际变化如表3所示。由表3可知,在2007年降水量较大,各植被土壤水分均值高于其他年份。土壤水分年际变化的一个共同的趋势是:除2008年以外,小麦与沙棘的土壤水分含量高于其他植被,小麦与沙棘间土壤水分差异不明显。因为沙棘耗水量相对苜蓿和云杉较少。云杉与苜蓿土壤含水量间均无差异,除2007年以外,云杉与苜蓿地的土壤水分相对低于其他植被。在干旱区,土壤蒸发量大,天然降雨少,苜蓿和云杉均为高耗水性植被,因此其对土壤水分的利用相对较大。由此可知,不同年份各植被类型土壤水分差异明显。

2.2不同植被类型土壤水分动态变化

丘四区一般总孔隙度为50%~55%,土壤疏松多孔,加之以干旱半干旱气候为主,有相当一部分降水恢复的水分很快又蒸发到大气中,因此土壤所能保存的雨季降水中,水分减少较多。由于蒸发量远大于降水量,地下水埋藏很深,土壤水分仅占田间持水量的57.6%~74.2%,土壤水分经常处于亏缺状况,主要因负补偿效应导致。2004―2009年寺尔沟小流域观测结果如表4所示。由表4可知,0~100 cm土层中,云杉林地的水分亏缺量在121.57~138.07 mm,坡耕地的水分亏缺量在131.40~159.40 mm,沙棘林地的亏缺量在99.03~125.64 mm,天然草地的亏缺量在127.280~144.590 mm,坡耕地亏缺量最大,沙棘林地亏缺量最小,沙棘林地对土壤水分具有更好的补偿效应。

2.3土壤水分剖面变化

对各植被类型土壤水分剖面变化进行分析,结果如表5所示。由表5可知,土地利用类型土壤水分在0~20 cm土层深度与其他土层有极著的差异,并且土壤水分最大。各土地利用类型在20~60 cm土层深度土壤水分的差异达显著水平,深层60~100 cm土壤水分的差异不明显;土壤水分在整个剖面上呈降低趋势。对不同土地利用类型间土壤水分进行分析(F值),结果表明,不同土地利用类型土壤水分差异明显,对于整个土壤剖面水分状态由高到低顺序是坡耕地>沙棘林地>天然草地>云杉林地,在80 cm深度以下的表现尤为明显。

3结语

试验结果表明,在对各类植被土壤水分利用测定分析的基础上,通过水分平衡对各类植被生长适宜性进行分析,为该地区植被恢复和生态建设应用和发展提供理论依据。

4参考文献

[1] 马国飞,张晓煜,张磊,等.宁夏压砂地土壤水分动态及消耗规律分析[J].宁夏农林科技,2011(1):4-7.

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[6] 霍洪元,孙淑玉,刘影.浅谈土壤水分测定技术及土壤水分动态的研究[J].水利科技与经济,2010(2):165-166.

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