海伦市农田黑土机械组成与土壤全量养分相关关系研究

主要以海伦农田黑土为对象,研究海伦土壤颗粒机械组成、全量养分含量,探讨土壤机械组成与土壤全量养分的相关性.结果表明,海伦市农田黑土机械组成粉粒(0.02mm～0.002mm)占25.85%,黏粒(《0.002mm)占34.46%.粉粒与土壤全氮、全磷、全碳含量呈极显著正相关,与全钾不相关;黏粒与全氮、全碳呈极显著负相关,与全钾、全磷不相关.     

双城市农田黑土机械组成与土壤全碳和全氮磷钾养分含量的相关性分析

主要以双城农田黑土为对象,研究双城土壤颗粒机械组成、全量养分含量,探讨土壤机械组成与土壤全量养分的相关性。结果表明,双城市农田黑土机械组成中粉粒(0.02 mm~0.002mm)占21.41%,黏粒(<0.002mm)占30.50%;粉粒(0.02 mm~0.002mm)与土壤全氮、全磷、全碳含量呈极显著正相关,与全钾不相关;黏粒(<0.002mm)与全氮、全碳呈极显著负相关,与全钾、全磷不相关。表4,参10。     

黑土有机质功效的研究

在南北狭长黑土区内，选取南、中、北三地的高、中、低肥力黑土共9个点，进行有机质在黑土中分布状态与质量、有机质含量与黑土养分及物理的相关分析，系统地阐述有机质的核心功效，提出了黑土培肥的重点是有机物料还田，能控制黑土有机质减少并进行黑土有机质不断更新，以提高黑土有机质品质，增强黑土生产能力。     

垦殖与自然恢复黑土土壤微生物量碳和土壤酶活性的季节性变化

对比研究中国科学院海伦农业生态实验站长期定位试验区中黑土自然恢复（NR）及垦殖中不施肥（NoF）、施化肥（CF）和化肥配施有机肥（CF＋M）处理下的土壤微生物量碳和土壤酶活性季节性变化情况。结果表明：黑土土壤微生物量碳季节性变化明显,所有处理土壤微生物量碳的峰值均出现在早春,自然恢复较垦殖处理提高了黑土土壤微生物量碳含量。对土壤酶活性研究发现,除垦殖处理的转化酶活性季节性变化较小外,其他处理酶活性季节性变化显著。NR处理促进了土壤过氧化氢酶、转化酶和磷酸酶活性的提高,而对土壤脲酶活性影响不大。垦殖处理下施肥较不施肥处理土壤酶活性高,但单施化肥对土壤过氧化氢酶活性有一定的抑制作用。     

不同土地利用方式对黑土农田酸化的影响

以中国科学院海伦农业生态实验站黑土区的农田长期定位试验土壤（1989—2004）为研究对象，研究了长期不同土地利用方式对农田黑土pH值的影响。研究结果表明，长期连作促进土壤酸化，不同作物对土壤酸化的能力不同，玉米〉大豆〉小麦；降雨量影响土壤pH值，降雨促进土壤pH值升高，干旱降低pH值，wj〉w3〉w2〉W1；施肥种类同样也影响土壤pH值，长期不施肥料（CK），土壤pH值基本保持稳定，而施用大量化肥（NPK）土壤酸化强度很大，而配施有机肥（NPK＋OM）或与秸秆还田相结合（NPK＋SR），可以缓解施用化肥引起的土壤酸化。因此，通过调控的土地利用方式，可以稳定土壤pH值，保持土壤的持续生产力。图2，表2，参12。     

典型农田黑土剖面理化性状分析

东北黑土区是我国重要的商品粮基地。为了更好地认识和利用黑土,在整个黑土区,从北向南,选取有代表性的剖面采样,对其理化性状进行测定、分析。结果表明,不同地域黑土的理化性状差异显著。阐明农田黑土在整个区域的空间差异。表2,参7。     

长期施肥对农田黑土酶活性及土壤肥力的影响

利用29a的长期定位试验,对不同的施肥方式下农田黑土酶活性及肥力进行了研究,探讨长期施肥对土壤酶活性及与土壤肥力的影响。结果表明,化肥与有机肥配合施用能明显提高土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷含量,增强土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性。相关分析结果显示,土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶活性与有机质、全氮、全磷、有效磷、碱解氮呈显著正相关。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶综合活性可以反应长期施肥后农田黑土质量的变化趋势。     

东北农田黑土碱解氮现状评价

利用黑土区农田耕层土壤取样调查的方法,对黑土农田碱解氮现状进行评估。结果表明:由南向北碱解氮逐渐增高,同时具有南北和东西两个方向的异质性,依据含量大小分为高、中、低3个区域,为黑土农田合理施肥提供了依据。图3,表1,参7。     

黑龙江省黑土区水土流失现状分析

东北黑土区是全世界仅有三大块黑土区之一,黑土土质疏松,有机质含量丰富,是最为肥沃的耕作土壤,有＂土中王＂之称,是大自然赋予人类的得天独厚的宝藏。近二三百年来,随着人类不合理的开发利用,珍贵的黑土层正以每年剥蚀0.3 cm~1.0 cm的速度流失。目前黑土区坡耕地黑土层厚度已由开垦初期平均80 cm~100 cm降到20 cm~30 cm。按照现有的侵蚀速率和防治进度推算,40 a~50 a后大部分黑土层将流失殆尽,对区域生态环境及社会经济的可持续发展造成严重危害。     

免耕对黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响

以自2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行的耕作定位试验小区为研究对象,对比免耕和常规耕作对东北黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响.试验设计为裂区随机区组设计(免耕和常规秋翻两个处理),4个区组,种植作物为玉米和大豆.在玉米6叶期和8月末或9月初两次测定蚯蚓数量,土壤密度秋收后测定.采用SAS软件对2004～2006年的蚯蚓数量和土壤密度进行方差分析.试验结果表明,耕作方式、作物类型和采样时间对蚯蚓数量的影响较大,均达显著差异(P《0.05).免耕处理的蚯蚓数量是秋翻处理蚯蚓数量的2.4倍,种植大豆的蚯蚓数量是种植玉米蚯蚓数量的1.6倍,第1次的蚯蚓数量是第2次蚯蚓数量的1.9倍.耕作方式和作物类型对土壤密度没有显著影响.虽然免耕处理使5cm～10cm的土壤密度略有增加,但免耕的土壤密度与秋翻的土壤密度相比,并无显著差异.因此,同常规秋翻相比,免耕明显增加土壤中的蚯蚓数量,而且不会引起土壤的板结.     

黑土剖面水热异质性调查

通过野外调查的方法测定了典型黑土剖面土壤含水量和温度,并利用统计学分析了水热性状在2．2m×2．1m空间上的异质性。结果表明：尽管土壤容积含水量、密度、温度沿剖面垂直方向有规律的变化,但在水平方向存在较大的变异,容积含水量最大差异可达6．5个百分点,温度可达3．0℃;由于黑土剖面土壤密度变化较大,土壤质量含水量无论是垂直方向还是水平方向均存在较大的空间变异,容积含水量能够更好地反映土壤水分的空间变化。图7,表2,参9。     

不同施肥措施对黑土土壤水分及保水性的影响

在长期定位试验中,采用中子水分测量仪对其中的4个处理(F1-无肥、F2-中量化肥、F3-高量化肥、F4-高量化肥加有机肥)进行了为期3年的土壤水分监测。结果表明:施肥处理显著影响了土体内的水分变化,影响范围主要是10cm~90cm。深度超过90cm之后,施用高量化肥的处理含水量超过了其它3个处理,施用相对高量的化肥具有明显的保水作用,而施用有机肥则增加了土壤的疏松透气性,因而增加了蒸发。施肥多的两个处理比较于不施肥和施肥少的处理水分的纵向变幅要大。施入了高量化肥的处理,在高产的同时,保存了70cm以下土体的含水量,而施入同样高量化肥配合有机肥的处理,深层的含水量没有单施高量化肥的高。施用化肥降低了土壤水分的蒸发,提高了保水性。施用化肥同时施用有机肥改善了土壤的透气性。施用有机肥的处理具有如下特点:在含水量高的时候,有排水的作用;在含水量适中的情况下,蒸发量最小,有保水的作用。不施肥的处理,在适宜的水分条件及干旱的情况下,蒸发量最大;在土壤含水量较大的情况下,蒸发较慢,相对而言不具有保水及排涝的作用。图5,表2,参13。     

果园土壤贮水量神经网络估算模型研究

利用神经网络对土壤水分进行预测时，一般需考虑多个因素（如气象因素和土壤特性等），需测量多种参数值。神经网络模型只以0～100cm范围内各层的土壤含水量为输入变量，对0～180cm土层的土壤含水量进行了预测，并与Biswas估算模式的预测结果进行了比较。结果表明：神经网络方法具有很高的预测精度，预测值的相对误差在-4．26％～3．22％；Biswas估算模式的预测效果较差，预测值的相对误差在-11．87％～7．95％。由此可见，该神经网络模型具有较强的便利性和实用性，可用于对本地区果园的土壤墒情进行估测。图8，表2，参14。     

黑土中Cd、Pb、As复合污染对油菜的影响研究

以中国东北黑土为培养基,通过室内盆栽实验,研究了黑土中Cd、Pb、As复合污染对油菜生长的影响及其生物有效性。结果表明,Cd、Pb、As共存时对油菜干重和株高的影响均表现为Cd>Pb>As。土壤中Cd对油菜干重和株高的影响显著,而Pb、As对其影响相对较小。油菜Cd、Pb、As吸收量与土壤中Cd、Pb、As投加量均达到了显著的正相关。土壤Cd、Pb、As复合污染环境中某些浓度组合可能产生了抑制Pb吸收的复合效应。Cd、As在土壤—油菜系统中的生物有效性较高,Cd、Pb、As复合污染在一定程度上促进了油菜对土壤中Pb的吸收。图1,表6,参16。