长期定位施肥田土壤酶活性的动态变化特征

为探讨长期施肥条件下玉米生育期内土壤酶活性的动态变化及其与土壤肥力的关系,该文对北京褐潮土定位试验田第12年的土壤酶以及土壤养分因子进行了测定和分析.结果表明.土壤过氧化氢酶、磷酸酶在玉米拔节期出现活性高峰.土壤脲酶在玉米拔节期及成熟期出现两个活性高峰,土壤蔗糖酶在整个玉米生育期内活性变化幅度较小.长期施肥能明显提高土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性,其中有机肥与化肥配施对于增加土壤中蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性尤为显著.长期施肥降低土壤中过氧化氢酶活性.并且以NPK配施有机肥处理的土壤过氧化氢酶活性降低幅度最大.土壤酶之问及其与土壤养分因子之间具有明显相关性,其中蔗糖酶、脲酶及磷酸酶与土壤养分各因子均呈显著或极显著正相关,除碱解氮外,过氧化氢酶与其余各养分因子呈显著或极显著负相关.     

Determining soil quality in urban agricultural regions by soil enzyme-based index

Urban agricultural soils are highly variable, and careful selection of sensitive indicators is needed for the assessment of soil quality. This study is proposed to develop an index based on soil enzyme activities for assessing the quality of urban agricultural soils. Top soils were collected from urban agricultural areas of Korea, and soil chemical properties, texture, microbial fatty acids, and enzyme activities were determined. The soils belonged to five textural classes with the highest frequency of sandy loam. There was no clear correlation between the soil chemical properties and soil microbial properties. Principal component analysis (PCA) and factor analysis were applied to microbial groups for identification of microbial community variation in soils. Two soil groups, namely group 1 (G1) and group 2 (G2), based on microbial community abundance were examined by PCA, and those were more prominent in factor analysis. The G1 soils showed higher microbial community abundance than G2 soils. The canonical discriminant analysis was applied to the enzyme activities of sandy loam soil to develop an index, and the index validation was confirmed using the unused soils and published data. The high-quality soils in published literature assigned the high valued index. Microbial fatty acids and soil enzyme activities can be suitable indicators for soil quality evaluation of urban agricultural soils.

     

岩溶表层带土壤温度和含水率对呼吸作用的影响

全球环境变化对岩溶区的碳循环产生重要的影响,而土壤呼吸作用在全球环境变化的影响和反馈的过程中具有十分重要的作用。因此,以岩溶区的岩溶表层带为研究对象,研究了土壤呼吸作用与土壤温度和大气降水量之间的响应机理和内在联系。研究结果表明：岩溶表层带的土壤呼吸作用具有单峰型的季节性变化特征。洼地0~5、10~20 cm 的土壤呼吸速率在范围变化分别为82.58 mg· m-2· h-1至412.89、151.39 mg· m-2· h-1至523 mg· m-2· h-1,最大值出现在8月中旬。坡地0~5、10~20 cm的土壤呼吸速率在范围变化55.05 mg· m-2· h-1至412.89、137.63 mg· m-2· h-1至495.47 mg· m-2· h-1,最大值出现也在8月中旬。洼地的土壤呼吸作用相对强于坡地,主要是由于坡地土壤相对洼地土壤较薄并且容易被降水冲刷搬运。在大气降水量不成为限制土壤呼吸作用的因子下,土壤温度为主要控制土壤呼吸作用的因子。因此,该研究可为控制土壤呼吸作用缓和大气CO2的升高和温室效应应对策略,为国家固碳减排的科学决策提供理论依据。     

牧草植物篱对紫色土坡耕地水土流失及土壤肥力空间分布的影响

植物篱的水土保持效果已得到广泛的认可,并在世界很多地方推广.随着经济植物篱概念的提出,牧草已作为经济植物篱植物得到广泛应用.然而,到日前为止,牧草植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律研究却很少.利用长期定位小区试验,研究了苜蓿(Medicago saliva Linn.)和蓑草(Eulaliopsis lsinata(Retz.)C.E.Hubb.)植物篱对坡耕地土壤肥力的影响规律,旨在弄清牧草植物篱提高土壤肥力的作用与效果,不断完善植物篱技术.研究发现,坡耕地在建立牧草植物篱后,土壤粘粒在篱前富积,篱下加剧侵蚀,粘粒的富积与侵蚀沿等高线成水平带状分布;土壤有机质、N、P等主要营养元素出现与土壤颗粒相同的分布规律;对K来说,其分布不受植物篱的影响.表现出从坡上向坡下逐渐减少的分布特点.从土壤养分的绝对数量来看,P呈高度富积,而有机质和K则足高度耗竭.因此,坡耕地施肥时可以适当减少P的施用量,增加有机物和K的施用量.针对植物篱带对坡耕地肥力影响的特点,即篱前肥力升高,篱下肥力下降,在坡耕地管理上应特别加强篱下土壤带的培肥,以提高坡而整体生产能力.     

污泥农用后土壤中重金属形态的转化

污泥农用后,土壤中重金属的形态会发生转化.用土柱模拟实际土壤,采用棕壤和褐土两种土壤类型,分别施人生活污泥和工业污泥.混合后,对土柱进行淋洗,经过7次淋洗后,测定土柱中0～10 cm均匀混合层中重金属各形态的含量,然后再与污泥和土壤混合后重金属形态不发生变化时重金属的总量相比较,得出污泥农用后土壤中重金属形态的转化规律.结果表明:Cu主要向碳酸盐结合态和残渣态转化,Pb向铁锰氧化物结合态转化,Zn向碳酸盐结合态转化.     

高效液相色谱法测定土壤中农药灭多威的含量

采用甲醇超声萃取-高效液相色谱-紫外检测器的检测方法测定土壤中灭多威。色谱柱,采用依利特ODS25μm(4.6mm×250mm);淋洗液,采用V(乙腈)∶V(水)=25∶75;检测器,采用紫外,检测波长为235nm,灭多威在0.05~3mg/L范围内,其质量浓度与峰面积呈良好的线性关系(r=0.9998)。检测限0.002mg/kg,精密度RSD=1.15%,加标平均回收率为94.5%。本方法快速、简便、准确,便于普及。首次在国内建立了土壤中农药灭多威的检测方法,对保证食品安全和加强环境保护都有着重要的意义。     

河北省曲周县盐渍土区土壤养分含量的动态变化

对华北盐渍土区河北省曲周县 79个土壤样点 1 980年和 1 999年土壤养分含量进行了分析 ,结果表明 :1 999年与 1 980年相比 ,土壤有机质含量增加了 41 % ,土壤全氮和速效磷含量分别增加了 1 0 2 %和 351 % ,而土壤速效钾含量则下降了 38% ;土壤有机质含量增加的原因是秸秆还田量增加 ,土壤中全氮、速效磷含量增加的直接原因是土壤中氮肥、磷肥投入量增加 ,而土壤速效钾下降的原因则是钾肥的施入量不足。对不同质地土壤养分含量变化分析表明 ,质地可控制养分的空间分配 ,但人为干预促进了土壤养分含量向均一化方向发展。对不同质地土壤有机质含量与表层含盐量进行相关分析表明 ,表层为轻壤时 ,土壤有机质含量与表层含盐量具有明显的负相关性。     

鼎湖山自然保护区土壤有机碳、微生物生物量碳和土壤CO2浓度垂直分布

选取鼎湖山3种植被类型(季风常绿阔叶林,针阔叶混交林和马尾松林),按0～15,15～30,30～45cm土层取样,测量了各土层土壤有机碳(SOC)质量分数,熏蒸培养法测量了微生物生物量碳(Cmic),同时用气象色谱法测量了地表和土壤15、30、45、60cm处CO2体积分数,并用静态箱/碱石灰吸收法测量了土壤呼吸速率。结果如下:(1)随土层的加深,SOC质量分数降低,0～15cmSOC显著高于其他两层,季风常绿阔叶林SOC显著高于其他两种植被类型;(2)土壤碳密度和土壤有机碳含量垂直分布规律一致,0～15cm土壤碳密度显著高于其他两层;(3)0～30cm土层微生物生物量占总土壤微生物生物量的81%～92%,随土层加深微生物生物量迅速降低。微生物生物量和土壤有机碳的比值表明,三种植被类型土壤均处于土壤碳积累中,深层土壤碳积累程度高于表层;(4)土壤CO2浓度随土层的加深迅速升高,主要与土壤透气性有关。     

人为诱导下中国的土壤退化问题

根据ASSOD人为诱导下土壤退化的概念，结合中国的实际情况，分析了中国土壤侵蚀、荒漠化、盐碱化、贫瘠化、潜育化、土壤污染和土壤生产力丧失等主要土壤退化类型的动态变化，概括了中国人为诱导下土壤退化的特点及研究前景。到目前为止，中国土壤侵蚀的总面积约占全国土地面积的六分之一，主要分布在黄河流域、南方红色土壤丘陵地区和东北地区；土壤荒漠化主要分布在北部和西北部，特别是农牧交错地带，其原因主要包括不当的土地利用方式和沙丘移动占据农地或牧场而使之丧失生产功能；土壤盐碱化主要分布在黄淮海平原、东北平原西部、黄河河套地区、西北内陆地区，其原因主要是由于人为灌溉造成的土壤次生盐碱化所致；由于过度垦殖，土壤因有机质匮乏而导致养分失衡；土壤养分长期的低投入、高支出造成全国范围土壤肥力的下降；土壤潜育化主要分布在东北和四川阿坝地区，冻融造成土壤表层滞水是其主要成因；随着化学农业和城市化对农田的影响，土壤中的有毒物质不断积累，土壤大量被用于非农业，土壤性状、环境发生了显著变化，也对人类健康构成了严重的威胁。     

绿肥轮作对植烟土壤酶活性与微生物量碳和有机碳的影响

为探讨绿肥作物改良土壤的生态作用,试验以冬闲连作地为对照,在云南曲靖和晋宁烟草种植区,研究了小麦轮作收获后留根茬（20 cm左右）翻压后种植烟草（麦-烟）,紫花苕子收获后留根茬（30 cm左右）翻压后种植烟草（绿-烟）及豆类轮作（豆-烟）收获后根茬及秸秆全部移除地外种植烟草的4种轮作模式,结果表明：绿-烟和豆-烟复种模式下,植烟生长期内根区土壤酶活性（SEA）、土壤微生物量碳（SMBC）及土壤有机碳（SOC）均高于麦-烟复种及冬闲连作地,并且差异达显著或极显著水平;不同复种模式的SMBC、SOC及SMBC/SOC间呈显著相关性,对提高土壤SEA、SMBC与SOC质量分数影响为：绿-烟〉豆-烟〉麦-烟〉冬闲地。研究认为,SEA及SMBC/SOC可作为评价轮作模式影响烟地红壤质量变化的生物学指标。     

土壤与酸的反应时间对土壤酸度及土壤溶液中铝离子形态分布的影响

用两种土壤研究土壤与酸的反应时间对土壤酸度及土壤溶液中铝离子形态分布的影响。结果表明,土壤溶液pH随反应时间增加而增加,安徽红壤pH的增幅大于江西红壤。在pH3.0的HNO3溶液中,土壤溶液中的总铝及Al3 均随反应时间增加而减少,而在pH3．5的HNO3溶液中,土壤溶液中总铝及Al－F络合物先随反应时间的增加而减小．然后又有所增加。     

湘南红壤丘陵区稻田土壤氮素供应特征的研究

采用淹水嫌气培养法测定了２０、２５和３０℃下红壤稻田氮的释放规律,结果表明,土壤氮矿化量随温度升高而增加,Ｑ１０平均为３．１;土壤供氮量是有效累积积温的函数．可用方程Ｎ＝ｋ[(Ｔ－Ｔ０)ｔ]ｎ来很好的描述(式中Ｎ为土壤氮矿化量,ｋｇ/ｈｍ２;Ｔ０为有效温度＝１５℃,Ｔ为土壤温度;ｔ为时间ｄ;ｎ、ｋ为拟合常数)。根据测定的周年水田耕层土壤温度,将这一方程用于估测田间条件下土壤氮供应量,在湘南早稻生长期间(４月２０日－７月２０日)为１２０ｋｇ/ｈｍ２,在晚稻生长期间(７月２０日－１０月３０日)为１４０ｋｇ/ｈｍ２。     

马尾松林地与玉米地土壤有机碳的分异研究

林农生态系统转化对土壤有机碳(SOC)组成和来源产生了较大的影响,但不同学者的结论仍然存在一定差异,且这一转化过程对土壤溶解性有机碳(DOC)的影响鲜有报道.基于这一背景,该研究在贵州中部区域选择马尾松(Pinus massoniana)林地和玉米(Zea mays L.)地土壤作为研究对象,通过对SOC和DOC含量和同位素组成的测定,分析林农生态系统转化前后土壤有机碳的分异.结果表明,在马尾松林地剖面中,SOC和DOC含量随剖面深度的变化幅度均大于玉米地土壤,DOC含量最大值出现在5～10 cm处;銼O13C和銬O13C随着土壤深度的加深有所偏正,但銬O13C在剖面中的变异远大于銼O13C,其极差分别为5.015‰和2.431‰;通过对比銬O13C和銼O13C的差异,说明其0～5 cm的DOC主要来源于新成枯枝落叶,而土体内部DOC则主要来自土壤腐殖类物质的转化.在玉米地剖面中,銼O13C和銬O13C随着土壤深度的加深有所偏负,但整个剖面中两值的差异较小,DOC主要来源于土壤腐殖类物质的转化;SOC来源于玉米植物体有机碳(C4-C)的比例介于2.55%～20.80%之间,随剖面层次的加深有降低趋势,但出现"之"字形反复;DOC中C4-C的比例在剖面0～40 cm间较为相近(25.94%～34.54%),40 cm以下则急剧下降(3.18%～15.65%).     

Correction to: Determining soil quality in urban agricultural regions by soil enzyme-based index

Environmental Geochemistry and Health - Unfortunately, in the original publication of the article, Prof. Yang Sik Ok’s affiliation was incorrectly published. The author’s affiliation is...     

The relationship between soil geochemistry and the bioaccessibility of trace elements in playground soil

A total of 32 samples of surficial soil were collected from 16 playground areas in Madrid (Spain), in order to investigate the importance of the geochemistry of the soil on subsequent bioaccessibility of trace elements. The in vitro bioaccessibility of As, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn was evaluated by means of two extraction processes that simulate the gastric environment and one that reproduces a gastric?+?intestinal digestion sequence. The results of the in vitro bioaccessibility were compared against aqua regia extractions (“total” concentration), and it was found that total concentrations of As, Cu, Pb and Zn were double those of bioaccessible values, whilst that of Cr was ten times higher. Whereas the results of the gastric?+?intestinal extraction were affected by a high uncertainty, both gastric methods offered very similar and consistent results, with bioaccessibilities following the order: As?=?Cu?=?Pb?=?Zn?>?Co?>?Ni?>?Cr, and ranging from 63 to 7?%. Selected soil properties including pH, organic matter, Fe and CaCO₃ content were determined to assess their influence on trace element bioaccessibility, and it was found that Cu, Pb and Zn were predominantly bound to organic matter and, to a lesser extent, Fe oxides. The former fraction was readily accessible in the gastric solution, whereas Fe oxides seemed to recapture negatively charged chloride complexes of these elements in the gastric solution, lowering their bioaccessibility. The homogeneous pH of the playground soils included in the study does not influence trace element bioaccessibility to any significant extent except for Cr, where the very low gastric accessibility seems to be related to the strongly pH-dependent formation of complexes with organic matter. The results for As, which have been previously described and discussed in detail in Mingot et al. (Chemosphere 84: 1386–1391, 2011), indicate a high gastric bioaccessibility for this element as a consequence of its strong association with calcium carbonate and the ease with which these bonds are broken in the gastric solution. The calculation of risk assessments are therefore dependant on the methodology used and the specific environment they address. This has impacts on management strategies formulated to ensure that the most vulnerable of society, children, can live and play without adverse consequences to their health.     

重庆紫色土区不同森林恢复类型对土壤质量的影响

为了探讨不同森林恢复类型对土壤质量的影响,对南方紫色土区4种主要森林恢复类型及对照地土壤物理和化学特性进行了比较研究。结果表明：4种森林类型的土壤质量均高于长期干扰下对照的土地,天然次生林土壤质量又高于人工林,5种不同状况下土壤质量综合指数由大到小为：天然次生林（0.97）、石栎（Lithocarpus glaber）×木荷（Schima superba）阔叶混交林（0.77）、枫香（Liquidambar formsana）×木荷×石栎×香樟（Cinnamomum camphora）阔叶混交林（0.67）、杉木纯林（0.41）、对照（0.04）。导致人工林和对照地土壤质量相对较低的主要原因是：周期性的森林抚育使土壤结构较差、凋落物量较低和土壤养分流失严重。研究表明,在植被恢复初期阶段,自然恢复是最大限度发挥森林功能的有效途径。     

红壤丘陵区LAI与土壤侵蚀分布特征的关系

叶面积指数(LAI)是常用的一个用于描述植被覆盖的方面指数,土壤侵蚀的分布又与植被的覆盖状况息息相关,这就意味着LAI与土壤侵蚀有一定的相关性,目前有关这二者的相关性研究还鲜有文献报道。基于这此,本研究首先利用2000年的遥感影像(TM)解释出该年度的土壤侵蚀强度图,再利用该遥感影像通过图像的代数运算得出该地区的NDVI栅格图,通过实测该县不同典型植被条件的LAI值,得出实测的LAI与图像NDVI值之间的函数关系式,由图像的代数运算把NDVI图转换成LAI图,即实现了遥感图像的实测LAI纠正。在GIS软件的帮助下,通过将LAI栅格图与土壤侵蚀强度图的空间叠加分析,得到不同LAI条件下的土壤侵蚀分布。结果表明,LAI与土壤侵蚀的分布表现为:大致以LAI=2为分界线,当LAI<2时,土壤侵蚀并未随LAI的增加而迅速减少,LAI>2时,土壤侵蚀的分布随植被指数的增加而减少,当LAI=2左右时,土壤侵蚀的面积最大。这种情况对于轻度、中度及强度土壤侵蚀的影响是类似的,都呈类正态分布的曲线形式,但在曲线的两侧土壤侵蚀类型是有本质区别的,在曲线的左侧土壤侵蚀类型的分布是中度和强度为主,而在曲线右侧则以轻度为主。表明LAI这个指标与土壤侵蚀有很好的相关性,可以用于土壤侵蚀方面的相关研究工作。     

土壤锌自然消减的研究进展

从影响土壤锌自然消减的因素方面，阐述了锌自然消减的研究进展。土壤锌自然消减受温度、水分、pH值、有机质、改良剂、化学肥料、栽培植物等因素的影响。温度降低、pH升高和淹水均使土壤中锌的有效性降低。种植超积累植物如遏蓝菜、紫花苕子、印度芥菜等，可以超量吸收土壤中的锌，加速锌的消减。土壤中的某些动物和微生物有吸收利用锌的特性，蚯蚓对锌有良好的富集作用。采取农业措施如施用有机肥、化肥、加入改良剂，栽培植物等，都能降低污染土壤中锌的有效性。文章还提出了该方面今后的研究重点。     

溴虫腈在土壤的残留动态

通过超临界流体萃取技术结合气相色谱法,研究了土壤中溴虫腈的残留降解动态。正交试验L9(33)结果表明,在流量25~27 m3.h-1,夹带剂甲醇1 mL.g-1样品时,最佳萃取条件为压力25 MPa,温度39℃,时间30 min。超临界萃取试验结果表明,主要影响因素对溴虫腈回收率的影响高低程度依次为萃取温度,萃取时间,萃取压力。验证试验表明,在上述最佳萃取条件下,溴虫腈添加量为10μg、100μg、200μg时,回收率分别是105.00%、80.33%、102.33%,变异系数分别是7.32%、4.58%、4.95%。降解动态试验表明溴虫腈在土壤中的消解动态方程为Ct=0.097 2e-0.4501 t,R2=0.973 7,t1/2=2.4 d。溴虫腈10%悬浮剂(商品名除尽)在推荐剂量50 mL.(667 m2)-1或100 mL.(667 m2-)1使用2~3次,3~7 d后在土壤中残留量为6.44~23.58μg.kg-1,消解速度较快,属于易降解农药,可合理使用于无公害蔬菜生产。     

紫色土小流域土壤及氮磷流失特征研究

紫色土区土壤及其养分流失对长江水环境产生严重威胁。然而,有关该地区自然降雨侵蚀下土壤及氮磷流失规律的研究却较为少见。以紫色土农田利用为主小流域为研究对象,监测自然降雨侵蚀下土壤及其氮磷的流失过程,以期服务于流域尺度土壤及养分流失的模拟与控制。结果表明,次降雨径流含沙量与流量的变化基本同步,峰值含沙量往往出现在峰值流量处或略有提前,此后,含沙量迅速降低。硝态氮流失浓度与流量的变化成反比,峰值流量处流失浓度一般达到最低,此后,随着流量的降低,其流失浓度存在较为明显的升高过程。铵态氮与水溶性磷的流失表现为剧烈波动的变化特征。氮素流失的主要形态是硝态氮,其占到次降雨无机氮流失总量的88%～97%。