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。     

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.     

哈尔滨市辖区黑土有机质、全氮的空间异质性分析

在哈尔滨市辖区的6个市县采集了黑土表层(0~20cm)土样411个,测试了有机质、全氮的含量,利用经典统计学和地统计学结合GIS分析了两种养分的空间异质性,分析表明有机质和全氮的理论模型均为指数模型,其块金值和基台值之比分别为0.597和0.520,都为中等程度空间相关;利用地理信息系统软件和地统计学软件相结合绘制出养分空间分布图,为该区农业规划、生产管理、合理布局提供了科学依据。图5,表2,参10。     

黑龙江省黑土农田养分时空演变分析

通过黑龙江省黑土农田的广泛采样、化验分析,结果表明目前黑土农田有机质含量平均为39.44g/kg,全氮含量为2.22g/kg,速效磷26.66 mg/kg,速效钾160.12 mg/kg。1979~2002年期间黑土农田土壤有机质下降了3.76 g/kg,平均每年下降0.16 g/kg;土壤速效磷含量大幅度上升,已是1979年的2倍以上,23年里土壤速效磷上升了14.66 mg/kg,平均每年上升0.64 mg/kg。认为土壤速效磷是过去的20多年里人为生产活动改变最大的肥力因子。除土壤速效磷之外,其他土壤养分指标的空间分布有较明显的地域性,存在显著的空间变异,尤其是土壤碱解氮与地理纬度高程度相关。图7,表4,参3。     

吉林省伊通县农田土壤养分空间变异特征

以伊通县耕层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾为研究对象。利用地统计与GIS技术相结合的方法。研究4种土壤养分的空间分布特征。结果表明：各变量均服从正态分布,有机质和碱解氮含量的最佳半方差函数理论模型为指数模型,有效磷和速效钾的最佳模型为孔穴效应模型。有机质具有较强的空间相关性,碱解氮具有中度的空间相关性,有效磷和速效钾具有较弱的空间相关性,各变量的空间自相关距离分别为822．4km、977．6km、194．2km和116．4km。有机质和碱解氮含量的空间变异主要受结构性因素（土壤类型、地形地貌和水文条件等）的影响,并且它们的空间分布格局具有相似性;有效磷和速效钾主要受随机性因素（如施肥、土地利用）的影响,其分布表现出较强的空闻异质性。研究结果可为土壤取样间距设计、定位施肥和农田管理提供一定的参考依据。图4,表3,参16。     

基于GIS的黑土区土壤有机质空间变化分析

通过长期历史数据的积累并结合空间数据,组建黑龙江省土壤养分GIS系统。在该系统的基础上利用常规统计学和地统计学的方法时黑龙江省黑土区土壤有机质进行了分析。分析表明,自第2次土壤普查以来,黑龙江省黑土区25个市县土壤有机质分别下降了1．43％～4．12％,平均每年下降0．06％～1．48％。以GIS为工作平台利用地统计学等先进方法分析区城土壤养分的空间分异特征时精准施肥、保护生态环境和优化农业生产管理有着重要的意义。图3,表1,参9。     

土壤有机质含量与磷酸酶活性关系研究

通过田间长期定位试验,研究经空间移位后置于相同环境条件下不同有机质含量农田黑土磷酸酶活性在玉米生育期内的变化及其与土壤有机质、养分、产量的相关性.结果表明:有机质含量高的土壤,其磷酸酶活性也相对较高;土壤磷酸酶与有机质、全氮、全磷、碱解氮显著相关,与产量达到显著相关水平.图3,表1,参10.     

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。     

农田黑土玉米生长过程模拟研究

利用DSSAT模型中的CEHES—Maize模型,对东北黑土区5种基础肥力的农田黑土,通过空间移位置于相同气候条件下的玉米生产力进行模拟研究。结果表明,DSSAT模型能够准确地模拟东北5种基础肥力的黑土农田玉米全生育期的生长过程,在不施肥和施化肥两种条件下决定系数R^2均接近1;对不同年份不同处理玉米产量模拟分析得出,在不施肥条件下均方根误差RMSE为159．03,施化肥条件下均方根误差RMSE为160．1;对不同处理最大叶面积指数模拟分析得到模拟值与实测值差异不超过4％的结论。表明该模型在进行遗传属性参数校正后能够指导实际玉米生产。图2,表3,参15。     

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。     

GIS支持下的松嫩平原黑土区作物生产力模拟

结合作物模拟模型与GIS,分析了松嫩平原黑土区海伦市主要旱地作物玉米和大豆1996~1999年的产量潜势、水分生产力和现实生产力。结果表明,所用方法能够模拟作物各个级别的生产力水平及其空间分布格局。作物产量潜势与太阳辐射关系较密切,1996~1999年,海伦市玉米和大豆的生产潜势分别为7028 kg/hm2~8 979kg/hm2和2250 kg/hm2~3220kg/hm2。对作物水分生产力的模拟结果表明,因大豆具备固氮功能,不施氮肥情况下大豆水分生产力下降的幅度要明显低于玉米水分生产力的下降幅度。模拟结果同时验证,水分和养分的合理搭配是实现作物较高生产力水平的重要前提。耕地坡度和土壤类型对作物现实生产力均有影响,坡度<3°的耕地作物生产力大于坡度>3°的耕地;对不同土壤类型的作物生产力而言,黑土>草甸土>黑钙土。表6,参23。     

黑龙江南部黑土区土壤重金属空间分异规律研究

采用地理信息系统（GIS）技术和地统计学相结合的方法，研究了黑龙江南部典型黑土区双城市土壤全量铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、镍（Ni）、镉（Ca）5种主要重金属元素的空间分异规律。结果表明：研究区土壤各重金属的半方差函数模型均可用球状模型和指数模型较好地拟合。其中Zn、Nj和Cd具有强烈的空间相关性，表明这3种重金属元素受土壤内在属性影响较大。而Cu和Pb具有中等强度的空间相关性，表明这2种重金属元素由土壤内在属性和人为因素共同起作用。Cd、Pb和Cu较Zn和Nj的变程小，说明研究区土壤前3种重金属元素含量可能主要受到较小尺度因子的影响。研究区土壤各重金属元素空间分异规律如下：Cu和Ni呈东高西低的趋势，Pb呈南高北低的趋势，而Zn和Cd分别表现为块状分布和岛状分布的特点。图3，表2，参8。     

多元散射校正和逐步回归法建立黑土有机碳近红外光谱定量模型

采用全谱建立近红外校正模型,计算工作量大且冗余信息多。通过特定方法筛选特征波长有可能得到更好的定量校正模型。逐步回归法在波长选取方面起到了重要的作用。多元散射校正技术（Multiple scatter correction,MSC）可以有效剔除由样品颗粒大小、装填密度、湿度等不同引起的散射影响,有效提高光谱的信噪比。以我国东北黑土为研究对象,采集了136个土壤样品3699cm^-1-12000cm^-1范围的近红外光谱,利用多元散射校正技术对近红外原始光谱数据进行预处理,评价MSC的去噪效果,并利用多元线性回归法建立了土壤有机碳含量与校正光谱优选波长点处吸光度之间的关系模型,评价多元逐步回归法优选波长的有效性。结果表明,多元散射校正技术有效降低了散射的影响,提高了相关光谱的信噪比,模型决定系数从0．598提高至0．681。基于手动挑选波长建立的模型决定系数高达0．956,预测样品集模型预测值与实测值之间的相关系数为0．823。手动挑选波长建立的SOC模型预测能力优于基于逐步回归方法建立的定量模型,利用逐步回归分析法优选波长还需要进一步研究。图7,参26。     

向海湿地不同植物群落下土壤有机质和全磷的空间分布特征

通过对比分析向海湿地8种植被群落下表层和亚表层土壤有机质和全磷含量差异,研究了不同植被群落下湿地土壤有机质和全磷的空间分异特征。研究结果表明,芦苇群落、芦苇—沼柳群落和香蒲群落下表层土壤有机质和全磷含量均高于其它植物群落;根系分布较浅的碱草群落、三棱群落和碱蓬群落下亚表层土壤有机质和全磷含量较低,且碱蓬群落亚表层土壤有机质和全磷含量显著低于其它植物群落。除芦苇群落和辣蓼群落外,其它群落下表层土壤有机质含量均高于亚表层土层;对于全磷而言,除辣蓼群落外,其它各植物群落下表层土壤群落下土壤全磷含量均高于亚表层土壤。湿地土壤全磷含量随有机质含量的增加呈幂函数增长变化;土壤有机质含量随土壤C/N比和pH值的增加呈幂函数增长和指数衰减函数变化,但土壤全磷与二者之间的函数关系未达到显著性水平。     

黑土有机质含量与土壤水分蒸发关系的研究

探讨了在田间及实验室条件下的土壤的有机质含量与土壤水分蒸发的关系。试验结果表明,（１）在饱和含水量下,有机质含量与水分蒸发量成正相关;（２）在非饱和含水量下,土壤水分蒸发强度与土壤有机质和容量呈抛物线状;（３）土壤有机质含量为４％￣５％,容量接近１．１８ｇ／ｃｍ＾３时,土壤水分蒸发细度最小;（４）培肥土壤可质量春小麦对土壤水分的利用率。     

土壤有机质对土壤肥力与作物生产力的影响

土壤有机质是土壤肥力和土壤质量的重要指标.有关土壤有机质的研究已有160多年的历史.人们对土壤有机质的最初认识是:它是作物营养的唯一来源,对作物的产量至关重要,这种观点到上世纪70年代被英国洛桑实验站的长期定位试验结果所改变.该站的研究证明:很多栽培作物的产量并不依赖于土壤有机质水平的高低.随着对全球变化的关注,近期有关土壤有机质作为重要碳库的研究也得到重视.毋庸置疑,土壤有机质对作物生长所具有的直接作用和间接作用是客观存在的,但其作用会因为不同地域、不同土壤管理方式及不同的气候条件而有所不同.土壤有机质仍是土壤学和作物栽培学领域普遍关注的研究热点.参63.     

移耕农业制度下黑土农田土壤有机碳的演变

Century模型是世界上用来预测土壤有机碳趋势的重要模型之一,近20年来在农林生态系统上得到了广泛的应用.运用该模型对移耕农业条件下黑土农田土壤有机碳的变化进行了预测,结果表明:Century模型可以预测黑土农田土壤有机碳的演变.移耕农业制度下,已垦黑土农田有机碳水平呈下降趋势,今后100年内年平均下降速率为0.063g/kg.图1,表1,参11.