东北黑土资源质量变化特征研究概述

东北黑土区是我国重要的商品粮生产基地,但随着黑土资源的不断开垦,土壤退化问题日益加剧。详述了近几十年来黑土资源质量的变化特征,分析了黑土质量退化的各种自然与人为因素。通过分析得知,东北农田黑土总的变化趋势是黑土层变薄,有机质含量下降,土壤养分平衡失调,物理性状恶化,土地生产力降低,大部分高产农田变成中、低产田,严重制约了东北及我国粮食生产和经济的可持续发展。图1,表3,参19。     

南亚热带丘陵赤红壤水库容状况及水分问题研究

分析了南亚热带丘陵赤红壤总库容、贮水库容、有效水库容和通透库容的特征及差异,0cm～100cm土层的总库容为4 550.4m3/hm2,比华北潮土的小9.53%,比东北黑土的小11.06%;0cm～100cm土层的贮水库容为3 265.7m3/hm2,比华北潮土的小16.84%,比东北黑土的小23.16%;有效水库容为1 474.8m3/hm2,比华北潮土的小29.03%,比东北黑土的小29.77%;0cm～100cm土层通透库容,丘陵赤红壤为1 284.7m3/hm2,比华北潮土大181.7m3/hm2,比东北黑土大424.7m3/hm2.阐述了其目前存在的水分问题.表5,参8.     

昆虫病原线虫对东北大黑鳃金龟防治效果研究

采用温室盆栽试验研究了昆虫病原线虫Heterorhabditis bacteriophora-NJ施用剂量、施用次数和在盐碱土、风沙土及黑土等不同土壤类型条件下对东北大黑鳃金龟(Holotrichia diomphalia)幼虫防治效果的影响.结果显示,嗜菌异小杆线虫施用浓度在线虫5条/cm2～80条/cm2剂量时,施用2～3次,可有效地控制东北大黑鳃金龟幼虫,施用浓度对线虫防治东北大黑鳃金龟幼虫效果的影响较施用次数要大.在黑土、盐碱土和风沙土中,嗜菌异小杆线虫对东北大黑鳃金龟幼虫的防治效果都较高,其中盐碱土防效更好一些.表4,参24.     

大豆不同轮作体系根围土壤线虫空间分布特征

大豆根围土壤线虫种类丰富,有些为重要的植物病原线虫,其中胞囊属线虫(Heterodera spp.),螺旋(Helicotylenchus spp.)、盘旋(Rotylenchus spp.)、拟盘旋线虫(Pararotylenchus spp.)及真滑刃(Aphelenchus spp.)等植物线虫在大豆田分布普遍,对大豆的生长发育产生一定的影响.利用贝漫浅盘法收集不同轮作体系下0~20cm、20cm～50cm、50cm~80cm大豆根围土壤线虫,研究不同深度大豆根围重要线虫分布情况,以从线虫生态角度评价土壤健康状况并探讨大豆合理轮作体系.结果表明,大豆各轮作体系土壤总体线虫、胞囊线虫、螺旋-盘旋-拟盘旋线虫及真滑刃线虫密度都随土壤深度的增加而降低,0~20cm和20 cm~50cm,米豆和麦豆迎茬大豆根围胞囊线虫密度较大,轮作胞囊线虫密度大于连作,各轮作体系间土壤总线虫和真滑刃线虫数量在3个土层差异不显著,休闲区螺旋-盘旋-拟盘旋线虫为优势种群.图10,参24.     

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。     

论农田黑土肥力评价体系

阐述了黑土区土壤肥力的重要性,分析了黑土肥力的评价指标体系的构成以及评价方法的选取,建立科学的肥力评价方法和体系,对改变和恢复黑土的肥力状况,实现黑土地区的可持续发展,保证黑土地区生态系统的良性循环,具有重要的理论意义和现实意义。表1,参15。     

农田黑土微生物量碳的研究

根据试验测得的黑土微生物量碳结果,分析了黑土微生物量碳与土壤结构、土壤肥力以及环境条件之间的关系,为改良农田黑土,提高农田黑土土壤肥力提供依据,为黑土区农业的综合治理提供了技术支撑。表2,参5。     

东北黑土区污染现状及研究进展

分析了东北黑土区典型污染物的污染现状及其危害,介绍了在黑土区的污染物生物有效性、化学污染物的迁移转化、有毒污染物生态毒理效应及其分子机制等方面的研究进展,并提出中国黑土区土壤污染防治必须重视管理措施的发展和应用,对今后研究的方向进行了探讨.参22.     

持续农业与黑土区农业持续发展

扼要回顾了国内外持续农业发展的历程，针对黑土区农业发展中存在的问题，对黑土区农业持续发展研究提出了几点看法。     

间套种植对根系土壤酶及养分复合系统的影响研究

通过池栽试验研究了玉米∥蚕豆、玉米∥鹰咀豆及3种单作作物生长盛期的根系空间分布特征,以及不同种植模式对土壤酶活性、养分含量空间分布的影响。结果表明,玉米∥蚕豆和玉米∥鹰咀豆地上生物量较对照均有不同程度的提高;0cm～30cm土层中玉米∥蚕豆根干重占总根重的比例较单作对照高10 78%,玉米∥鹰咀豆较对照低5 78%;根密度在垂直方向上可划分为4个类型区,0cm～20cm为高密度区、20cm～40cm为中密度区、40cm～60cm为低密度区、60cm以下为稀密度区;土壤酶活性可划分为4个层次:亚活跃层(0cm～10cm)、活跃层(10cm～30cm)、过渡层(30cm～40cm)和稳定层(40cm以下);根密度与土壤pH、有机质含量、全磷含量、全氮含量、有效磷含量呈显著或极显著相关。表3,参3。     

施肥对模拟侵蚀黑土土壤微生物群落代谢活性的影响

单施化肥和化肥配施有机肥两种施肥方式对模拟不同侵蚀强度（采用人工剥离表层土壤0cm、10cm和30cm）黑土的土壤微生．物量和土壤细菌群落代谢活性均有影响。平板稀释培养法和氯仿熏蒸浸提法研究结果表明,随着表层土壤剥离深度的增加,土壤可培养微生物和土壤微生物量碳呈显著降低趋势;化肥配施有机肥与单施化肥相比有助于提高土壤微生物数量。应用BiologECO板对土壤细菌群落代谢活性研究表明,代谢活性随剥离深度增加而降低,增施有机肥有利于提高细菌群落的代谢活性。主成分分析显示,施肥方式的不同是导致土壤细菌群落代谢产生分异的主导因素,土壤剥离为次要因素。在一定剥离范围内（10cm内）,土壤细菌群落代谢功能变化不大,增施有机肥可以更好地恢复土壤微生物原有的代谢活性。图3,表3,参18。     

农田黑土有机质和全量氮磷钾不同尺度空间变异分析

应用地统计学的方法结合GIS空间分析技术,对在海伦市农田黑土区域以不同取样尺度采集的耕层(0~20cm)土壤样本进行了数据处理和分析,并对其土壤全量氮磷钾含量的空间分异特征、格局进行了研究和探讨。结果表明:两种尺度下土壤全氮和全磷均与土壤有机质呈极显著正相关。地统计学研究的方法表明两种尺度下全磷表现为高度空间相关,其变化主要受结构性因子的影响。其它土壤养分空间变异在不同的尺度下各有不同,揭示了影响其变化的生态学过程和功能不同。研究结果对科学地指导施肥、建立培肥制度和支持精准农业都具有重要的意义。图2,表2,参10。     

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.     

黑土农田优化管理对策与技术

分析了黑土农田养分现状和肥料效应,阐明了有关农业措施对土壤培肥和粮食增产的作用,提出了实现黑土农田养分优化管理的对策与技术。图1,表1,参21。     

黑土水稳性团聚体测定方法研究

研究不同浸润方式、浸润时间和浸提剂对黑土水稳性团聚体总量和在各粒级间分布的影响，以及砾石对水稳性团聚体含量的贡献率。结果表明：非真空慢速浸润方式最适合黑土团聚体的测定；团聚体含量随浸润时间变化不显著；蒸馏水比自来水浸提出更多的团聚体；乙醇溶液对有机质含量较高的黑土保护作用不显著；黑土砾石含量较少，对团聚体含量的构成可以忽略。表4，参10。     

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.     

东北地区黑土与主要粮食作物汞含量及影响因素分析

调查了吉林省榆树市黑土的汞含量状况,并分析了土壤及粮食作物的汞含量的影响因素。结果表明。研究区内各样点的土壤汞含量基本都高于本地汞含量的平均背景值。但各采样点的土壤汞含量均未超出国家土壤环境质量的标准限值。研究区各样点玉米籽粒均未受到汞污染。土壤汞含量与pH值具有显著负相关关系,玉米籽粒的汞含量受土壤有机质的重要影响。图3,表2,参12。     

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。     

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。