关键词： 轻稀土尾矿库   植物群落   土壤肥力  

摘要： 以打拉亥村轻稀土尾矿库2011年人工栽植的不同植被类型为研究对象,通过对轻稀土尾矿库周边不同区域进行植被类型和土壤理化性质的调查,采用土壤肥力综合评价方法科学分析植被类型对土壤肥力恢复的影响,并用土壤肥力计算不同植被类型其土壤肥力指数。结果表明,不同植物群落恢复土壤肥力存在一定差异,土壤物理性质在5个植被类型中均未达到土壤良性结构标准,S5区土壤非毛管孔隙度与毛管孔隙度比值最高分别是0.078、0.11和0.13,土壤结构仍需要改善;土壤容重介于1.62-1.81g/cm 3之间,也没有能够达到土壤良性结构标准。土壤化学性质S2区由人工植被类型和野生植被类型组成,其土壤全磷、全钾、速效氮和速效钾的含量优于其他研究地;S4区地势最高,全部为落叶植物,以灌木为主,短期之内植物与土壤交换物质和能量最多,因此土壤pH值、有机质和全氮的含量优于其他研究地。在轻稀土尾矿库区域恢复土壤肥力研究中,应选择人工植被恢复模式治理轻污染区域土壤,人工植被+自然植被模式治理中、重污染区域的土壤。研究结果确定“国槐+毛白杨+油松+紫丁香+山桃+紫苜蓿+早熟禾”模式对其土壤肥力改良效果较好。

关键词： 封育年限   群落组成   土壤肥力   修复   岩溶地区  

摘要： 岩溶植被修复是国家重大战略需求,为揭示封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响,该研究以空间代替时间的方法,选择不同封育年限的草丛(封育5 a)、灌丛(15 a)、灌乔林(25 a)、次顶极乔林(35 a)和顶极乔林(55 a)作为研究对象,调查分析不同封育年限岩溶植被组成和土壤肥力的特征及其修复机制。结果表明:研究样地(18 000 m ^2)共有维管植物175种,隶属74科139属,不同封育年限群落科属种组成明显不同,以封育5 a的最低(6科19属20种),封育35 a的最高(48科74属88种)。随着封育期延长,乔木生活型比例显著增加,灌木为先增后减,草本急剧减少,藤本先增后减。随着进展演替,群落不同层次的优势种替代规律不同,草本层为阳性杂草→阳性禾草→中生性或阴生性蕨类植物的有序性替代;灌木层为灌木种类被乔木幼苗幼树所替代;而乔木层却表现为常绿种类占优势到常绿与落叶树种共优势的结构性替代。封育初期群落物种组成简单,多样性较低,土壤有机质、全氮、有效氮含量较低,进入中期(25 a),多样性升高,土壤养分含量也增高,进入后期(55 a),多样性降低,土壤养分含量也相应下降,但维持在较高水平,表现出较强的协同修复效应。冗余分析(RDA)表明,群落物种组成在封育初期受土壤容重(SBD)、毛管孔隙度(CP)、全钾(TK)、速效钾(AK)、速效磷(AP)的显著影响,而在中后期则受土壤有机质(SOM)、水分含量(MC)、非毛管孔隙度(NCP)、全氮(TN)、有效氮(AN)以及碳氮磷化学计量比的显著影响。

关键词： community composition   exclosure duration   karst area   restoration   soil fertility   修复   土壤肥力   封育年限   岩溶地区   群落组成   Language of Keywords: English   Chinese  

摘要： 岩溶植被修复是国家重大战略需求,为揭示封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响,该研究以空间代替时间的方法,选择不同封育年限的草丛(封育5 a)、灌丛(15 a)、灌乔林(25 a)、次顶极乔林(35 a)和顶极乔林(55 a)作为研究对象,调查分析不同封育年限岩溶植被组成和土壤肥力的特征及其修复机制。结果表明:研究样地(18 000 m2)共有维管植物175种,隶属74科139属,不同封育年限群落科属种组成明显不同,以封育5 a的最低(6科19属20种),封育35 a的最高(48科74属88种)。随着封育期延长,乔木生活型比例显著增加,灌木为先增后减,草本急剧减少,藤本先增后减。随着进展演替,群落不同层次的优势种替代规律不同,草本层为阳性杂草→阳性禾草→中生性或阴生性蕨类植物的有序性替代; 灌木层为灌木种类被乔木幼苗幼树所替代; 而乔木层却表现为常绿种类占优势到常绿与落叶树种共优势的结构性替代。封育初期群落物种组成简单,多样性较低,土壤有机质、全氮、有效氮含量较低,进入中期(25 a),多样性升高,土壤养分含量也增高,进入后期(55 a),多样性降低,土壤养分含量也相应下降,但维持在较高水平,表现出较强的协同修复效应。冗余分析(RDA)表明,群落物种组成在封育初期受土壤容重(SBD)、毛管孔隙度(CP)、全钾(TK)、速效钾(AK)、速效磷(AP)的显著影响,而在中后期则受土壤有机质(SOM)、水分含量(MC)、非毛管孔隙度(NCP)、全氮(TN)、有效氮(AN)以及碳氮磷化学计量比的显著影响。 [ABSTRACT FROM AUTHOR]

关键词： 滨海平原   稻区   土壤肥力   养分演变   母质影响  

摘要： 气候、地形地貌、母质、时间、耕种施肥等均为影响土壤成土过程的主要因素,省域范围内,地形、地貌、母质因素是影响土壤矿质养分含量的主要因素,而耕种施肥是影响土壤有机质、有效磷演变的主要因素。研究滨海平原稻区土壤肥力演变,尤其是土壤钾库组成与演变特点等对于持续利用土壤养分资源有重要意义。本研究采用宏观和微观相结合的研究方法,通过大面积测定不同母质发育土壤的养分状况并与第二次土壤普查结果做比较,系统研究冀东滨海平原稻区土壤肥力演变及其与成土母质、种稻时间、施肥的关系,为水稻持续高产下科学施肥提供依据。主要结果如下:(1)冀东滨海平原稻区土壤肥力状况:土壤pH、有机质、全氮、有效磷、全钾、缓效钾、速效钾、有效锌含量分别为7.46、17.02g/kg、1.00g/kg、18.38mg/kg、22.49g/kg、1743.3mg/kg、234.60mg/kg、1.93mg/kg。与第二次土壤普查结果相比,土壤有机质、全氮、有效磷含量均显著升高,分别增加2.13g/kg、0.14g/kg、13.20mg/kg;土壤全钾、速效钾无显著变化。土壤盐分含量为0.141%,与第二次土壤普查时相比下降了0.12个百分点。(2)土壤养分间的关系:土壤全氮、缓效钾均与土壤有机质呈极显著正相关;土壤有效磷与土壤有机质相关关系不显著。土壤养分与土壤盐分的关系:土壤有效磷与盐分呈极显著负相关;土壤缓效钾、速效钾、水溶性钙、水溶性镁均与土壤盐分呈极显著对数相关。(3)成土母质对土壤肥力的影响:土壤母质主要影响了土壤各形态钾、盐分的消长,种到时间主要影响土壤有机质、有效磷、盐分的变化。其中,随着离海岸线距离的增加,土壤母质依次为海相沉积物、泻湖沉积物、滦河三角洲冲积物,土壤有效磷呈逐渐增加趋势,土壤有机质、盐分和各形态钾呈逐渐降低的趋势。即:海相沉积物发育的土壤有机质、有效磷含量分别为17.98g/kg、17.72mg/kg;泻湖沉积物发育的土壤有机质、有效磷含量分别为19.00g/kg、18.28mg/kg;滦河三角洲冲积物发育的土壤土壤有机质、有效磷含量分别为:14.09g/kg、21.58mg/kg。土壤各形态钾状况:海相沉积物发育的土壤全钾、缓效钾、速效钾含量分别为23.46g/kg、1671.3mg/kg、254.15mg/kg;泻湖沉积物分别为23.14g/kg、1605.1mg/kg、251.44mg/kg;滦河三角洲冲积物分别为18.74g/kg、1085.9mg/kg、173.22mg/kg。海相沉积物、泻湖沉积物发育的土壤各养分含量均无显著差异。(4)种稻时间对土壤肥力的影响:随种稻时间增长而土壤有机质、全氮、有效磷呈增加趋势,土壤盐分呈逐渐降低趋势,速效钾和全钾无显著变化,而缓效钾呈降低趋势。其中土壤有机质、全氮、有效磷年均增加分别为0.07g/kg、0.01g/kg、0.19mg/kg;缓效钾年均减少量为20.2mg/kg,土壤盐分每10年下降0.03个百分点。(5)土壤钾库供钾潜力:海相沉积物和泻湖沉积物发育形成的土壤供钾能力均高于滦河三角洲冲积物发育形成的土壤。具体表现为土壤速效钾、缓效钾占全钾的比值均比滦河三角洲冲积物中的高,两种母质之间差异不显著,且三种母质土壤钾素容量和强度(Q/I)关系参数表明三种母质土壤的钾离子活度比、活性钾、非专性吸附钾和专性吸附钾均表现为海相沉积物>泻湖沉积物>滦河三角洲冲积物,土壤钾位缓冲能力则表现为泻湖沉积物>海相沉积物>滦河三角洲冲积物。土壤钾素Q/I参数与土壤化学性质之间的相关性表明土壤供应钾素的能力受土壤化学性质的影响。综上分析,1982-2018年,冀东滨海平原稻区不同母质发育土壤肥力演变:土壤有机质、全氮、有效磷等均有不同程度的增加;随着种稻时间延长而上述养分含量呈逐渐增加趋势;土壤速效钾无显著变化、缓效钾呈降低趋势。土壤母质是影响滨海平原稻区土壤有机质、有效磷、各形态钾、盐分含量的主要因素。土壤氮磷钾收支表观平衡状况表现为土壤氮磷处于积累状况,而土壤钾处于消耗状态,土壤缓效钾补给速效钾,使速效钾维持在一定水平;海相沉积物、泻湖沉积物发育形成的土壤供钾潜力显著高于滦河三角洲冲积物发育土壤。

关键词： 土壤肥力   综合评价   植被类型   变异系数   纳板河流域  

摘要： 为了解不同植被类型土壤肥力差异,通过检测土壤自然含水率、土壤容重、pH、有机质、全氮、全磷、全钾和速效钾等土壤肥力指标,运用主成分分析对西双版纳纳板河流域20 a茶树林、甘蔗地、5 a橡胶林、8 a橡胶林、15—20 a橡胶林、火龙果地和香蕉地等不同植被类型土壤肥力进行评价。结果表明:纳板河流域土壤自然含水率变异系数除8 a橡胶林和15—20 a橡胶林外均属于中等强度变异;土壤容重除甘蔗地变异系数为18.12%,属中等强度变异,其他植被类型变异系数均低于10%,属弱变异;土壤pH变异系数均属于弱变异;有机质变异系数除香蕉地外均属于中等强度变异;全氮变异系数也均属于中等强度变异;全磷变异系数除甘蔗地和火龙果地均属于弱变异;甘蔗地、5 a橡胶林和香蕉地全钾变异系数属于弱变异,其他植被类型均属于中等强度变异;而速效钾变异系数均属于中等强度变异。通过对纳板河流域不同植被类型土壤肥力研究,将其肥力排序为:甘蔗地>20 a茶树林>5 a橡胶林>香蕉地>火龙果地>15—20 a橡胶林>8 a橡胶林。

关键词： 紫色土   土壤养分   土壤肥力   常规施肥   产量   演变特征  

摘要： 【目的】紫色土在我国分布范围广泛,面积约1889×104 hm2,近年来紫色土面临着土壤肥力和质量下降等问题。本研究以我国西部地区的8个紫色土长期定位试验监测点为对象,对近30年来紫色土的养分和生产力数据进行分析,以期探明农民长期常规施肥管理模式下紫色土肥力的演变特征,为土壤养分的管理和可持续利用提供科学性的指导。【方法】利用时间趋势分析和中值分析的方法,分别总结了紫色土土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、pH、碳氮比以及小麦、玉米、甘薯产量在不同监测阶段的演变特征和总体变化趋势,分析了紫色土常规施肥管理模式下土壤养分和作物产量的变化趋势;运用主成分分析和冗余分析方法,分别对上述6个肥力因子和三种作物产量进行分析,探究了紫色土土壤肥力的主要贡献因子和紫色土作物产量的主要影响因子。【结果】与初始监测阶段相比,29年常规施肥下紫色土有机质和全氮含量无显著变化,但有效磷和速效钾含量均以不同程度增加。土壤有效磷含量在2011—2016监测阶段的平均值为15.34 mg/kg,比初始监测阶段(6.10 mg/kg)显著提高了151.4%;土壤速效钾含量在2011—2016年的平均值比初始监测阶段(1988—1992年)增加了17.23 mg/kg (提高了23.1%)。29年常规施肥管理模式下紫色土pH呈现显著的下降趋势,比初始监测阶段降低了0.24个单位。主成分分析结果表明,紫色土土壤肥力的两个决定因子是土壤有效磷和速效钾,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。冗余分析结果表明,影响紫色土整体作物产量的主要环境因子分别为土壤pH、有效磷和有机质含量。对小麦产量影响最大的肥力因子为土壤pH,对玉米产量影响最大的肥力因子为土壤有效磷,对甘薯产量影响最大的肥力因子为土壤速效钾。【结论】近29年来,在常规施肥管理模式下土壤有效磷和有效钾含量显著上升,一方面提高了玉米、甘薯生产力,但却导致了养分的不平衡,紫色土全氮含量和pH出现了下降,导致小麦产量出现下降风险。紫色土肥力的障碍因子是较低的土壤全氮和有机质含量。所以农民常规施肥不利于紫色土的培肥,应该注重平衡施肥,增施有机肥,在提高土壤磷和钾有效性的同时,保持土壤全氮和有机质的平衡。

关键词： 水稻土   土壤肥力   土壤养分   产量   演变特征  

摘要： 【目的】水稻土是我国面积最大、分布最广的耕地土壤类型,水稻产量约占全国粮食总产量的二分之一,明确水稻土养分演变规律对其质量建设和生产力输出有重要意义。本研究拟以136个国家级水稻土长期定位监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的水稻土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国水稻土肥力和生产力的演变特征,为水稻土合理培肥管理提供科学依据和指导。【方法】利用时间趋势分析结合平均值及中值分析的方法对水稻土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了水稻土有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH以及作物产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和冗余分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出水稻土肥力演变的主要贡献因子和影响水稻土作物产量的主控肥力因子。【结果】近30年常规施肥下水稻土肥力监测结果显示,与监测初期相比,水稻土有机质(31.3～32.2 g/kg)和全氮(1.88～1.92 g/kg)含量基本稳定,土壤速效养分含量明显升高。2012—2016年间水稻土有效磷平均含量(20.1 mg/kg),比监测初期平均值(15.2 mg/kg)显著提高了32.2%;2012—2016年间水稻土速效钾平均含量(92.1 mg/kg)比监测初期(77.8 mg/kg)提高了18.4%。经过近30年施肥,水稻土pH值下降了0.35个单位。主成分分析结果表明,水稻土肥力提高的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷。冗余分析结果表明,影响作物产量的主要肥力因子是土壤速效钾、有效磷和有机质。【结论】近30年农民习惯施肥管理模式下,水稻土整体肥力略有提高,生产力水平明显提高,但土壤pH值降低,有酸化趋势;水稻土肥力演变的主要障碍因子是土壤有机质和全氮,所以水稻土培肥应该在平衡施用氮磷钾肥的基础上合理配施有机肥或秸秆。

关键词： 黑土   土壤肥力   土壤养分   产量   演变特征  

摘要： 【目的】东北黑土区是我国粮食生产优势区和最重要的商品粮供应基地,明确黑土肥力现状及演变规律对黑土区耕地质量建设和粮食安全生产有重要意义。本研究拟以13个国家级黑土长期定位试验监测点为平台,对20世纪80年代以来近30年的黑土肥力和生产力水平进行分析,以期探明我国黑土肥力和生产力的演变特征,为黑土耕地质量管理和培肥提供科学依据和指导。【方法】利用时间趋势分析和平均值及中值分析的方法对近30年黑土常规施肥下土壤养分和作物产量的变化趋势进行了分析,分别总结了黑土有机质(SOM)、全氮、有效磷、速效钾、pH以及玉米产量在不同监测时期的演变特征和总体变化趋势;运用主成分分析和相关分析分别对上述5个肥力因子和作物产量进行分析,得出黑土土壤肥力的主要贡献因子和影响黑土作物产量的主要肥力因子。【结果】与初始监测阶段相比,黑土有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均有提高,土壤速效养分含量增幅明显,2012—2016年黑土有效磷含量平均值为37.73 mg/kg,较监测初期的平均值(17.38 mg/kg)显著提高了117.1%;土壤速效钾含量也显著升高,2012—2016年速效钾的平均含量(224.31 mg/kg)较监测初期(171.50mg/kg)提高44.9%。黑土的pH值呈现下降趋势,经过近30年长期施肥,黑土的pH值下降了0.59个单位。主成分分析结果表明,黑土土壤肥力整体增加的两个决定因子是土壤速效钾和有效磷,主要障碍因素是较低的土壤全氮和有机质含量。相关分析结果表明,影响玉米产量的主要肥力因子是土壤有机质和全氮含量。【结论】在农民习惯施肥管理模式下,近30年黑土肥力和生产力水平整体提高,但持续提升肥力后效不足,同时土壤pH值降低,存在酸化的风险;黑土肥力提升的主要障碍因子是土壤全氮和有机质含量,所以黑土耕地培肥应该在平衡配施氮磷钾肥的基础上增加有机物料投入。

关键词： 黄壤   长期施肥   土壤综合肥力指数   产量  

摘要： 【目的】评价长期不同施肥下黄壤综合肥力的演变特征及其与作物产量的响应关系,寻求黄壤综合肥力提升和作物高产、稳产和可持续生产的科学施肥模式,为黄壤耕地保育和地力提升提供依据。【方法】依托农业部贵州耕地保育与农业环境科学观测实验站的黄壤肥力与肥料效益长期定位试验,采集10个不同施肥处理2011～2016年的作物产量和耕层土壤样品,包括:不施肥(CK)、施氮肥(N)、施氮磷肥(NP)、施氮钾肥(NK)、施磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)、3/4化肥+1/4有机肥(3/4NP+1/4M)、1/2化肥+1/2有机肥(1/2NP+1/2M)、有机肥(M)、氮磷钾肥+有机肥(NPK+M),运用改进的内梅罗指数法对土壤综合肥力进行评价。采用相关分析和通径分析评估土壤性质指标与土壤综合肥力的关联性。采用稳定性指数和可持续性指数评估不同施肥管理下土壤综合肥力对作物高产、稳产和可持续生产的影响。【结果】通过20年的不同施肥管理,黄壤综合肥力发生了显著(P <0.01)的变化,土壤综合肥力指数以NK处理最低,NPK+M处理最高;长期不施肥(CK)或者偏施化肥各处理(N、NP、NK、PK)土壤综合肥力指数显著低于施用有机肥的各处理(3/4NP+1/4M、1/2NP+1/2M、M、NPK+M)。相关分析和通径分析表明,土壤综合肥力指数与土壤性质指标均呈显著正相关关系,pH值、碱解氮、全磷和全钾含量极显著地直接影响土壤综合肥力指数的高低。土壤综合肥力指数与作物产量呈极显著的直接正相关,相关系数达0.704^(**),通径系数达0.716~*。分析不同施肥处理维持作物高产、稳产和可持续性表明,长期施用有机肥各处理具有高综合肥力和作物高产,不施肥或偏施化肥各处理具有低综合肥力和作物低产;NPK和NPK+M处理作物在获得高产的同时,能够维持产量的高稳定性和高可持续性;CK和PK处理作物低产,并且产量稳定性和可持续性低。【结论】土壤综合肥力指数能够客观反映黄壤生产力的高低,长期施用有机肥促进了黄壤综合肥力提升并维持作物高产。合理平衡施用化肥或与有机肥配合施用可以维持较高的产量和产量的稳定性和可持续性。