华北平原土壤肥力的变化与影响因素分析

通过对２０世纪以来华北平原土壤调查数据分析对比,揭示了从传统农业向现代农业转变的过程中土壤肥力的变化,从总体上看,背北地区的土壤肥力有所下降,而冀南和鲁西北地区有所上升。影响肥力变化的因子包括河流治理、施肥、高产品种使用后种植制度和土地利用程度的变化等。     

鸭稻共作方式对土壤肥力因素的影响

鸭稻共作是一种较为典型的稻田生态农业模式。鸭子不停地在稻田中日夜活动对土壤肥力会产生一定的影响。通过与常规栽培方式的对比试验研究发现，除土壤速效磷含量外，鸭稻共作稻田的土壤有机质、碱解氮、交换性钾的含量均分别比常规耕作稻田的有所增高，其中某些土壤养分含量在某些生育期存在显著差异。由此初步表明，鸭稻共作生态农业模式可以实现在水稻生产全过程中不使用任何化肥和农药，而基本上可达到保持土壤肥力，生产绿色食品的目的。     

叶菜类蔬菜硝酸盐含量及其与土壤肥力因素的关系

对长沙市蔬菜生产基地春夏季节3种叶菜类蔬菜硝酸盐含量进行测定并与对应的菜园土壤8个肥力因素进行相关分析。结果表明,叶菜类蔬菜中,以小白菜硝酸盐含量最高,平均含量为3336±1359mg/kg,污染最严重;所调查的14个样本中超过四级标准达到严重污染水平的占64%以上。叶菜类蔬菜硝酸盐含量与土壤硝酸盐含量呈正相关,其中小白菜和苋菜相应的相关系数和通径分析系数均达5%以上显著水平。土壤硝酸盐含量是影响叶菜类蔬菜硝酸盐含量的主要土壤肥力因素。     

华北平原地下水有机污染特征初步分析

各种污染造成地下水中有害物质逐年增加,地下水水质逐渐下降,严重危及了饮用水安全。针对此情况,按照相关的要求,采集了245组水样。样品由有资质的测试单位测定。依据对地下水质调查的初步分析,华北平原地下水中已有机物检出。对所有水样测试结果的统计显示：检出的有机污染物共有32种。检出率大于4.5%的有氯仿、甲苯、四氯乙烯、苯并[a]芘、氯苯、苯和1,2-二氯苯,其中个别水样中的四氯化碳、苯并[a]芘和挥发性酚类三项超过了饮用水标准（据地下水质量标准报批稿,中国地质调查局,2007）,超标率分别为1.22%、2.45%和1.90%。个别在深层地下水样品中也检出了微量有机污染物,这可能与取样井的混合开采、止水不佳有关。从区域上来看,在人类活动相对强烈的城镇地区地下水中,有机物检出率相对较高,特别是在渗透性好的山前地带,污染物较易进入到地下水中。通过分析发现,地下水有机物的高检出率与地下水硬度的升高有一定相关性。由于地下水有机污染在时间和空间上差异一般较大,建议对已发现的异常点进行重复取样测试,积累水质数据,以利于将来的综合分析。     

耕作改制对土壤肥力的影响

在长期定位监测的基础上,研究了耕作改制对土壤肥力的影响,结果表明,耕作改制后,肥料投入明显增加,养分平衡朝着有利于提高肥力的方向发展;因土、因作物进行配方施肥,并实行秸秆还田,则改制后土壤肥力能得到提高;合理耕作轮作,有利于解决地力矛盾和季节矛盾,实现高产、稳产、低成本。     

桂西北肯福环境移民示范区土地利用对土壤肥力变化的影响

为了解肯福环境移民示范区农业土地利用对土壤肥力变化的影响,特对移民迁入前和移民迁入后第3年示范区的土壤养分变化进行了研究,分析了耕层土样的8个土壤养分指标。结果表明,示范区土壤肥力整体上呈下降趋势,但不同的养分元素含量变化又有差别,并且不同利用方式的土壤养分元素含量变化也存在差别,宜林类用地土壤肥力降低幅度最大。     

杉木多代连栽后土壤肥力变化

通过选择邻近分布,母岩一致,树龄相近且为近成熟林等可比性较强的一代、二代、三代杉木林标准地,研究杂木林及不同栽杉代数杉木林土壤水分物理性质、土壤养分和腐殖质及土壤生化活性的差异,并采用主成分分析（PCA）法对不同林分类型土壤肥力进行排序。结果显示表层土壤（0～20cm）肥力以杂木林最高,其次为一代杉木林的,二代和三代杉木林的则最差;底层土壤(20～40cm)肥力以杂木林最高,一代、二代和三代杉木林的均较差。建议降低人为干扰频率和强度及改善林分群落结构来提高杉木人工林土壤肥力,从而实现杉木林的可持续经营。     

耐氨固氮菌对水稻的增产效果及对土壤肥力变化的影响

耐氨固氮菌是通过基因工程选育出来的新型菌株，水稻接种后，因根系活性提高、吸收功能增强、体内营养状况得到改善而增产．盆栽和田间试验结果表明．水稻接种耐氨固氮菌后增产３．１％—７．１％，氮肥利用率提高１．４％—１１．２％；与对照区比较，土壤肥力并无下降的趋势，是一种投资小、简便易行的增产措施．     

华北平原潮土酸度特征与酸化敏感性的初步探讨

采集华北平原潮土样品对其酸度特征和酸化敏感性进行了初步探讨.结果显示,过量施用氮肥导致的硝酸盐积累是华北平原潮土pH值下降的重要原因,硝酸根与土壤pH值呈显著负相关.碳酸钙溶解是当前潮土缓冲酸化的主要过程,决定着潮土对外界酸输入的响应方式和敏感程度.随着酸输入量的增加,低碳酸钙土壤的pH值迅速下降,但高碳酸钙的石灰性潮...     

苏南稻田土壤持续生产力与种植制度关系研究

研究了苏南稻田不同种植制度与土壤持续生产力的关系。维持土壤持续生产力的实质是维持土壤肥力，多熟种植制度养分产出增加，加大了土壤养分的消耗，但有机物质生产增加，有利于有机物质归还和土壤有机质平衡。在多熟种植制度中间套插种绿肥等豆科养地作物和油菜、蔬菜等培肥作物，结合秸秆还田和轮作，将能维持稻田多熟制的土壤持续生产力。     

华北平原典型农业区土壤甲烷通量研究

利用静态箱法原位测定了华北农田不同施肥处理夏玉米和冬小麦生长季土壤甲烷的通量。结果表明 ,施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -79.8和 -2 1.6μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -4 3 .1μg·(m2 ·h) - 1 。未施肥农田夏玉米和冬小麦生长季甲烷通量分别为 -110 .0和 -88.2 μg·(m2 ·h) - 1 ,年平均通量为 -95 .2 μg·(m2 ·h) - 1 。在不同生长季 ,各处理农田土壤甲烷通量均为负值 ,即土壤为大气甲烷的吸收“汇” ,在各个生长季施肥农田对甲烷的吸收量均低于未施肥农田 ,各处理冬小麦生长季土壤对CH4 的吸收量均低于同一处理的夏玉米生长季的吸收量 ;各处理甲烷通量具有较明显的季节变化 ,5月上旬至 9月中旬 ,土壤的甲烷吸收能力较强 ,其他时间吸收量较低 ;施肥土壤约比未施肥土壤对甲烷的氧化吸收能力降低 2 7%～ 76% ;试验区域内较大降水在一定时期内促进了土壤对甲烷的氧化     

华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤重金属有效性研究(Heavy Metal Availability in Soil near a Lead Smelter in the North China Plain)

为研究华北平原地区某铅冶炼厂对附近农田土壤和居民点内土壤重金属有效性的影响,在距离冶炼厂烟囱1000m和2500m处设置A1和A2两个采样断面(两断面间有一居民点),采取0～20cm土样,测定DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量.结果表明,A1断面DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd平均含量均低于A2断面.A1断面土壤DTPA-Pb和Cd变化范围分别为7.18～37.8和0.250～0.950mg·kg-1,平均值分别为25.2和0.580mg·kg-1;A2断面DTPA-Pb和Cd变化范围分别为14.7～133和0.280～2.35mg·kg-1,平均值分别为59.9和1.16mg·kg-1.所有样品的DTPA-Ni、Cu和Zn含量均小于5.5mg·kg-1.随着采样点距离冶炼厂烟囱距离的增加,土壤中DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd含量呈非线性下降,可用幂方程(Ni、Cu和Pb)或对数方程(Zn和Cd)拟合.用Pb和Cd的拟合方程计算得到的研究区内居民点中心位置土壤DTPA-Pb和Cd含量分别为30.0和0.731mg·kg-1,高于地带性土壤背景值.DTPA-Ni、Cu、Pb、Zn和Cd的含量之间均存在极显著线性正相关关系(p<0.01).以上结果表明,冶炼厂造成研究区内土壤Pb和Cd有效性远高于正常水平,并导致Ni、Cu和Zn有效性有一定程度的升高,附近居民点内居民受到土壤高铅和高镉有效性的威胁;土壤铅和镉升高的范围达到距离冶炼厂烟囱2.8km以外区域.     

应用指数和法对潮土农田土壤肥力变化的评价研究

应用指数和法探讨了北京市大兴县 1982年～ 2 0 0 0年土壤肥力的变化特征 ,并对其影响因素进行了评价和分析。研究结果表明 ,近 2 0a来 ,土壤肥力总体上呈上升趋势。尤其在 90年代 ,由于农业种植结构的调整以及秸秆还田 ,使土壤有机质含量持续上升 ,土壤的综合肥力显著提高     

免耕对华北平原潮土N_2O和CO_2排放的影响

采用静态箱-气相色谱法研究了免耕和常规耕作下玉米生长季华北平原潮土N2O和CO2的排放特征。结果表明,免耕土壤N2O累积排放量（以N2O-N计,下同）为0.31 kg.hm-2,略高于常规耕作土壤的0.27 kg.hm-2,两者没有显著差异。灌水、强烈降水或连续阴天会诱发土壤大量排放N2O,免耕处理N2O排放峰值（28.1～38.4μg.m-2.h-1）高于常规耕作处理（18.6～25.7μg.m-2.h-1）。免耕处理CO2累积排放量（以CO2-C计,下同）为1 880 kg.hm-2,显著高于常规耕作土壤的1 333 kg.hm-2。土壤N2O和CO2排放通量与土壤温度呈显著指数相关,常规耕作处理下的相关程度更高。     

不同施肥模式对华北平原小麦-玉米轮作体系产量及土壤硝态氮的影响

为了探索培育高产粮田的施肥模式,实现氮肥资源的高效利用与环境效益,以华北平原的小麦（Triticum aestivum）-玉米（Zea mays L.）轮作体系作为研究对象,通过2007─2011年4个轮作季,探讨不同的施肥模式对作物产量和土壤硝态氮的影响。试验以处理A（当地传统管理）作为对照,从测土确定施肥量、按作物生长发育明确施肥时期、合理分配各时期的养分配比及增施有机肥等方面改变传统施肥模式,设置3种高产施肥培育模式,分别为处理B（现有高产田推荐管理）、处理C（高肥料投入管理）和处理D（水肥高效管理）,进行田间小区试验。4个轮作季的总产量以处理D为最高,达75430 kg·hm-2,其次是处理C为75166 kg·hm-2,当地传统的产量最低。冬小麦季的吸氮量为处理C和D显著高于A处理,分别高出444.78 kg·hm-2和310.20 kg·hm-2,但与处理B无显著差异;处理D在夏玉米季的吸氮量为776.75 kg·hm-2,显著高于处理A。处理B的氮肥偏生产力值最高为38.21,处理D为36.71,处理A和C均为28.33。各处理经过4个轮作季后,土壤硝态氮均在120-160 cm出现累积峰,A、B、C和D的硝态氮峰值分别为58.65、28.98、105.89、45.29 mg·kg-1。在0-100cm土层,处理B的硝态氮累积量达到144.22 kg·hm-2,显著高于处理A、C、D;所有处理在100-200 cm土层均出现较高的硝态氮累积,处理C高达1021.19 kg·hm-2;0-400 cm的土壤硝态氮累积量分别为724.27、711-92、1324.30、730.70 kg·hm-2。处理A、B、C、D在耕层土壤氮素的表观损失分别为1298.95、653.18、1236.39和718.43 kg·hm-2,处理B、D显著低于处理A、C,D和B间差异不显著。因此,处理D是培育高产的理想施肥模式,合理的施肥量、科学的施肥时期以及有机无机的合理配比是达到高产、提高肥效和环境友好的关键。     

Evaluation of the sustainable land use status of the North China Plain

The North China Plain is one of the most important production areas for wheat and maize in China, and also has the densest agricultural population in China. How to use and develop the limited land resources reasonably, and improve and protect them, have become issues of major concern. This paper is based on sustainability theory, reviewing the fundamental principles of sustainability, and developing an index system with which to evaluate the sustainability status of land use. We also use this method to evaluate the land-use status of the North China Plain and to analyze current factors affecting sustainable land use in this area. In addition, we propose a specific method for evaluating sustainable land use.     

华北平原夏玉米季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原夏玉米种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,对前人的15N示踪试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮、土壤氮三者之间的关系,探明夏玉米季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原地区玉米产量最高时施氮量平均为190 kg·hm-2;秸杆吸氮量高于籽粒,且吸氮量随施氮量增加而升高,土壤残留量和损失量有随施氮量增加而增加的趋势;土壤氮库盈亏量与施氮量之间呈现线性极显著正相关,在秸秆50%和100%还田的两种条件下,施氮量为198 kg·hm-2和137 kg·hm-2时,土壤氮库达到平衡;推荐施氮条件下夏玉米对氮肥的吸收利用率远高于传统施氮,过量施氮会引起作物产量和氮肥利用率降低的负效应,增加土壤氮素残留和损失;施氮量在40~360 kg·hm-2范围内时,3种秸秆处理方式下,氮肥各去向绝对量与施氮量之间均呈显著线性相关关系;而氮肥各去向比率与施氮量之间只有地上部吸收率和籽粒吸收率与施氮量之间呈显著线性相关关系。由此,明确了华北平原夏玉米合理施氮量：秸秆50%还田时,为198 kg·hm-2;秸秆100%还田时,为137 kg·hm-2,揭示了华北平原夏玉米施氮量与土壤氮库盈亏量呈线性极显著正相关。这为确定华北平原夏玉米合理施氮量,提高氮肥利用率,避免肥料浪费及其对环境的危害提供了理论依据。