摘要:本文针对国际土壤学发展趋向,在总结半个世纪以来我国土壤学发展的理论与实践的基础上,对我国现代土壤学的理论基础、研究核心、重要内容、根本任务、重要动力及战略目标进行了论述,最后提出了现代土壤科学发展的理论框架。

摘要:通过室内培养实验,应用δ¹³C方法研究了玉米秸秆分解期间,土壤中胡敏酸(HA)和富里酸(FA)数量的动态变化。结果表明:培养期间,新加入的玉米秸秆以及原土有机C都减少,但后者分解速度较慢。培养初期,FA的形成速度大于HA;随培养时间延长,FA转化为HA或相互转化。原土有机质中,HA、FA也发生了相互转化,但与新形成的HA、FA相比转化速度较慢。用δ¹³C方法研究短期培养(几个月～几年)条件下新加入有机质在土壤中的分解动力学是可行的。

摘要:通过分析海洋、河流、池塘和稻田四种热带/亚热带土壤与表层沉积物及用化学方法分离的有机质,证明了土壤与沉积物有机质是高度不均匀的,除了包括腐殖酸和演化程度较深的干酪根外,强调了演化程度更深的碳黑的存在,并对不同有机质的来源、性质和结构进行了表征。腐殖酸和干酪根来源于生物体的演化,在结构上后者比前者致密;碳黑来源于化石燃料和生物体的不完全燃烧,具有更致密的结构,对有机质的非均质性影响很大。因此可认为,系统地研究土壤与表层沉积物有机质的非均质性及组分特征对了解地球表层的生物地球化学过程和疏水性毒害有机污染物在环境中的迁移具有重要的意义。

摘要:通过田间采样分析,研究了不同利用年限红壤稻田土壤有机质含量的变化及其过程和机理,确定达到平衡状态时红壤稻田土壤的有机碳含量水平。结果表明,在水耕条件下,土壤有机碳和全氮的积累过程可大致分为快速增长和趋于稳定阶段,水耕利用30年,0～20cm土壤有机碳含量达到20g kg^-1,全氮含量1.6g kg^-1,随后,即使利用年限长达80年,土壤有机碳和全氮含量变化趋于稳定,没有显著提高。20天的培养期内,不同利用年限红壤稻田0～10cm土层有机碳和有机氮的矿化率分别为2.2%～3.3%和2.8%～6.7%;总体来说,有机碳、氮的矿化率随红壤水稻土的熟化过程而升高。随着利用年限的增加,微生物生物量碳一直保持增加的趋势,而微生物生物量氮在利用30年后其增加趋势明显趋缓;利用30年的红壤稻田,0～10cm土壤微生物生物量C、N为332.8mg kg^-1和23.85mg kg^-1,比利用3年分别高111%和47%。与利用3年的红壤稻田相比,利用30年后细菌数量增加了11倍(0～10cm)和38倍(10～20cm),利用80年后更显著地增加了19倍(0～10cm)和12倍(10～20cm);真菌的数量也呈上升的趋势,但在30年利用后基本趋于稳定;此外,细菌的群落从荒草地的4个种到30～80年水田的8个种,这种群落组成多样性上的变化,是土壤熟化过程演替的重要反映。

摘要:研究了系列浓度磷酸盐体系中,酸性磷酸酶在黄棕壤、砖红壤胶体和高岭石、针铁矿及δ-MnO₂表面的吸附特点。结果表明:随着磷酸盐浓度升高,磷酸酶在土壤胶体和矿物上的等温吸附曲线类型逐渐由L型向C型转化,等温吸附方程由Langmuir方程向线性方程转化,这种转化可能与磷酸和酶在胶体矿物表面对不同点位的利用及其能量特点有关。随着体系中磷酸盐浓度的增加,酶吸附量呈现先急剧下降后逐渐稳定的趋势。磷酸盐对土壤胶体和矿物上酶吸附的影响决定于矿物表面的类型特别是羟基的数量、体系中磷酸盐浓度及酶的加入量。针铁矿及含铁铝氧化物较多的砖红壤胶体对酶的吸附受磷酸盐的抑制作用最为显著。

摘要:土壤在淹水条件下,氧化铁是土壤中主要的电子接受者之一。本文利用抗坏血酸和针铁矿模拟研究了土壤中的有机还原性物质与氧化铁之间的反应。结果表明:在抗坏血酸与针铁矿作用的过程中,由于溶液中质子被消耗,溶液的pH上升,质子的消耗量随着抗坏血酸加入量的增加而增加。质子消耗的动力学曲线表明,抗坏血酸与针铁矿之间的作用属于异相反应,达到平衡所需要的时间较长。在反应的初期,二价铁的还原溶出速率很慢,在较长的时间内溶液中二价铁浓度不发生变化。pH对抗坏血酸与针铁矿之间的反应有影响,pH上升,反应速率受抑制,pH下降,反应速率加快。从不同pH条件下的抗坏血酸的峰电位的测定结果推断,pH对抗坏血酸与针铁矿反应的影响可能通过影响针铁矿表面化学性质来实现的。

摘要:采用根垫法研究了不同生长时期的玉米根际土壤中铜、镉、铅、锌和铬的形态变化。结果表明,玉米生长100d内不同重金属的形态变化有显著差别。交换态铜,碳酸盐态铜和锌,铁锰态铜、铅和铬,有机态铜、铅和铬都有明显变化。在100d生长期间,不同重金属在根际土壤中的相对变化有较大幅度的波动。植物吸收主要影响根际土壤交换态铜和碳酸盐态铜和锌的变化,对镉和铅形态变化影响不大。

摘要:应用标准化方法建立了攀枝花地区土壤环境地球化学基线模型,在此基础上,评价了表层土壤的重金属污染状况。结果表明:该区Cd没有污染,Co、Cr、Ni、Pb为轻微污染,As、Zn以轻微污染到中度污染为主,污染程度较高的地区主要分布在工矿区。

摘要:在模拟酸雨作用下,研究了重金属污染和未污染的酸性红壤和黄红壤中铝和水溶性有机质的溶出以及对重金属活动性的影响。结果表明,随模拟酸雨pH值下降,土壤pH值和盐基饱和度明显降低,而交换性酸度明显增加,污染土壤中交换性氢含量比未污染土壤高,而交换性铝含量比未污染土壤低。铝溶出量与模拟酸雨pH值密切相关,当模拟酸雨pH值在5.60～3.50时,供试红壤浸出液中铝浓度几乎在同一水平;当pH≥4.50时,供试黄红壤中溶出铝亦未明显变化;当模拟酸雨pH=3.50时,未污染黄红壤中铝溶出明显增多;当pH=3.00时,供试土壤中铝溶出量急剧增加。随模拟酸雨pH值下降,污染土壤中铝溶出比未污染土壤低,而有效态重金属活动性明显增加;污染土壤中水溶性有机质比未污染土壤溶出明显增加,水溶性有机质-重金属络合体促进了重金属的溶解迁移行为。

摘要:选取了12个太湖地区的水稻土表土及其剖面,分析芳基硫酸酯酶活性变化。耕作层芳基硫酸酯酶活性平均为PNP160μg g^-1h^-1。大多数土壤其酶活性在PNP100～200μg g^-1h^-1之间。最低值和最高值分别为PNP75,315μg g^-1h^-1。犁底层土壤芳基硫酸酯酶活性明显低于耕作层,60%的土壤其酶活性低于PNP50μg g^-1h^-1。犁底层酶活性与耕作层酶活性之间没有相关性。土壤芳基硫酸酯酶活性与土壤有机碳有显著正相关(R²=0.533);与土壤pH关系较为复杂,在pH小于5.2时,随pH升高,酶活性增加,大于5.2时,酶活性则明显下降。除个别土壤外,大多数土壤芳基硫酸酯酶活性沿剖面下降,在大于60cm的土层中基本上没有芳基硫酸酯酶存在。不同土壤芳基硫酸酯酶活性的剖面分布有所不同。根据酶活性变化下降趋势,其剖面分布基本上可以归结为四个类型。

摘要:采用网室盆栽试验和大田取样,运用连续提取方法,研究了河北平原潮土和潮褐土两种土壤中Cd、Pb的化学形态特征及与其影响因素的关系。结果表明:随着Cd、Pb污染程度的增加,其交换态有增加趋势。当高浓度重金属污染土壤时,Cd(潮土>1mg kg^-1、潮褐土>5mg kg^-1)主要以交换态存在,并表现为:交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机结合态>残留态;Pb主要以碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态存在。在低浓度重金属污染的土壤中,Cd(潮土<1mg kg^-1、潮褐土<5mg kg^-1)的残留态、有机结合态成倍增加,甚至超过交换态,表现为:残留态>碳酸盐结合态>有机结合态>交换态>铁锰氧化物结合态;Pb主要以铁锰氧化物结合态和残留态存在。Cd、Pb在土壤中的分布与土壤的pH值,有机质含量密切相关。

摘要:土壤侵蚀和雨水的流失是干旱、半干旱地区制约农业发展乃至生态环境良性循环的两个主要因素。聚丙烯酰胺(PAM,Polyacrylamide)对土壤的性质有着明显的改进作用,PAM具有良好的黏结力,能有效改良土壤的表层结构,提高土壤的稳定性,增加土壤的入渗率,减少土壤侵蚀。本文试图通过人工降雨模拟实验,获得不同的PAM的使用量及覆盖率与土壤侵蚀量在不同的雨强、不同的坡度条件下的关系。实验表明,经PAM处理后土壤的入渗性能和抗侵蚀的性能都有所提高,PAM能明显地黏结着土壤表面的颗粒,形成大的团聚体,阻碍土壤结皮的形成,减少土壤侵蚀。

摘要:以我国浙江、江苏、山东三省沿海陆域和海岛酸性母岩风化物上发育的8个土壤剖面为对象,以海岛和陆域同纬度方向比较研究海陆不同生境下发育的土壤基本属性,阐明陆域和海岛土壤在同纬度同类型母质上发育程度的差异。结果表明:海岛土壤pH值、盐基饱和度、粉粘比、粘粒的硅铝率和硅铁铝率比同纬度相邻陆域土壤高,土体红化率、粘化率比相邻陆域土壤低;海岛土壤区别于陆域土壤的最明显特征是其具有复盐基作用;成土过程的强度均是在海岛低于同纬度相邻的陆域土壤。

摘要:采用¹⁵N技术标记尿素和KNO₃,研究了淹水条件下黄泥土和红壤性水稻土生成N₂O的主要过程。结果表明,黄泥土反硝化过程产物以N₂为主,N₂O的生成量可以略而不计。加入KNO₃促进NO₃^-异化还原成铵过程,从而增加N₂O生成速率。红壤性水稻土主要通过反硝化或好气反硝化过程生成N₂O,随着土壤pH的提高或NO₃^-浓度升高,N₂O生成速率增大。无论是黄泥土还是红壤性水稻土,有相当一部分样本的N₂O的¹⁵N丰度在NO₂^-、NO₃^-、NH₄⁺的¹⁵N丰度范围外,由此推论,氮转化生成N₂O的过程应在微生物细胞内进行。

摘要:通过田间定位试验、温室培育试验和一系列物理、化学性质的测定,探讨了三种有机物料对淮北低产土壤—砂姜黑土的改良效果及机理。结果表明,有机物料回归土壤能增加土壤孔隙度,降低容重,改善土壤通透性和保水保肥性能,提高土壤的缓冲性。同时提供多种有效养分,培肥土壤,并表现为增加作物产量。其机理不仅在于所提供的腐殖质能降低砂姜黑土中含量过高的蒙脱石矿物的剪切应力,抑制其胀缩性,而且还在于它们能提供形成有机无机复合团聚体所必须的活性有机胶体,以及其有机酸能溶解土中原有的CaCO₃成为活性的Ca²⁺离子,后者是形成复合团聚体的桥梁,从而改善了土壤的结构性能等。

摘要:通过田间定位试验与土壤渗漏仪(Lysimeter)模拟试验,研究太湖地区稻麦生产中氮肥过量施用带来氮肥利用率低与环境污染问题,探讨本区稻麦高产与减少氮肥淋洗的适宜氮肥用量。初步试验结果表明,氮肥适宜用量随着稻麦产量的提高而增加,本区两种主要土壤水稻、小麦高产的氮肥适宜用量(以N计)分别为225～270kg hm^-2与180～225kg hm^-2;适宜的氮肥用量使单位面积的有效穗数和每穗的结实颖花数均高,因而产量高。氮素的淋洗以NO₃^-N为主,主要发生在麦季与泡田插秧初期,其含量随着施氮量的增加而增加,每hm²施N 225kg的模拟试验,麦季渗漏液的NO₃^--N浓度在54～213mg L^-1,有60%的样次超过污染标准(NO₃^--N 10mg L^-1);田间试验,麦季施N量在270～315kg hm^-2范围内,地下水NO₃^--N浓度在19～110mg L^-1,有20%的样次接近,10%的样次超过污染标准。长期NO₃^--N渗漏累积,势必对地下水构成潜在威胁。

摘要:研究了红壤茶园中不同树龄茶树根层土壤微生物区系分布和种群结构的变化及其生态学因子。结果表明,随着树龄的增长,茶树根层土壤的酸度增加,pH值下降,土壤交换性酸组成从交换性H+为主转变为以交换性Al³⁺为主;同时,土壤有机碳、可溶性酚总量和全氮含量随树龄而增加。细菌、放线菌以及微生物总量以树龄10年的茶树根层土壤中数量最多,40年和90年树龄的茶树根层土壤中的较接近;树龄10年和90年的茶树根层土壤中真菌数量相当,其大于40年树龄的茶树根层土壤真菌数量;而芽孢杆菌数量以40年树龄茶树根层土壤最多,而10年和90年树龄茶树的接近;茶树根层土壤微生物生物量碳随树龄增长而增加,但与茶树根层土壤可培养微生物总量无显著相关。茶树根层土壤微生物生物量碳与土壤pH、有机碳、可溶性酚和全氮分别呈显著(p<005)或极显著(p<0001)相关。

摘要:用溶液培养及¹⁴C标记等方法研究硼对小麦体内碳水化合物的同化与运输的影响。结果表明:(1)无硼(B₀)和严重缺硼(B_0.3)处理茎秆水溶性糖的含量高,不是由于缺硼而导致的糖分运输受阻,而是对雄蕊结构异常的一种适应,造成糖在茎秆的积累。(2)无硼影响小麦总糖的积累;营养生长阶段缺硼不影响总糖的积累,生殖生长阶段影响总糖的积累,主要表现为籽粒不能形成,糖的积累降低。

摘要:应用¹⁴C示踪技术研究了杂交狼尾草秸秆在稻麦轮作田中为期1年的原位分解。结果表明:秸秆用量对其分解率影响甚微,1年后秸秆C分解了72%左右,分解速率常数为2.7×10^-3d^-1,但秸秆用量的多少与土壤原有碳的分解和土壤有机碳平衡密切相关。黄棕壤原有C年分解率为5.45%～6.07%,分解速率常数在1.04>×10^-4～1.18×10^-4d^-1之间。随秸秆用量增加,黄棕壤原有C分解率和分解量均增加,土壤有机碳的亏缺减少。微生物量¹⁴C占加入秸秆¹⁴C的3.79%～10.63%,占土壤残留¹⁴C的12.27%～17.43%,其大小变化及减少程度均较微生物量¹²C显著。微生物量¹²C约为微生物量¹⁴C的0.74～3.85倍,说明大多数情况下,土壤原有C仍是土壤微生物活动所需能量和养分的主要来源。微生物量¹⁴C的周转率在1.10～1.18a^-1之间,微生物量¹²C的周转率在0.97～1.06a^-1之间。增加秸秆用量可加快土壤微生物量C的周转速度,反过来微生物量C周转速度的加快又加速了秸秆C和土壤原有C的分解。土壤原有C和秸秆C的分解进程与微生物量¹²C和微生物量¹⁴C的动态变化趋势一致,说明有机碳分解的快慢是土壤微生物活动强弱的外在表现。

摘要:针对地膜覆盖栽培作物因追肥困难引起的生育后期脱肥问题,对不同种类的长效氮肥在覆膜冬小麦上一次基施的肥效进行了田间试验。结果表明,两种长效尿素一次基施分别比普通尿素增产10.5%和12.4%,籽粒氮素利用率提高10.1和10.9个百分点,氮素生产指数提高3.9kg和4.6kg。长效碳铵的肥效和普通尿素相当,比普通碳铵增产6.6%,籽粒氮素利用率提高5.8个百分点,氮生产指数增加2.3kg。在收获前2周进行的部分生物学性状调查结果表明,两种长效尿素处理的小麦绿叶指数和旗叶面积分别比普通尿素增加18.5%、25.9%和34.8%、34.5%;长效碳铵比普通碳铵增加12.3%和42.9%。长效氮肥通过缓慢释放氮素,延缓叶片衰老和增大功能叶面积,从而提高小麦籽粒产量和对化学氮肥的氮素利用率。

摘要:试验了茶多酚抑制红壤稻田脲酶及其对其它几种酶、水稻根系活力和水稻生长的影响。试验表明茶多酚对红壤稻田脲酶具有较强的抑制作用,对红壤稻田蛋白酶、过氧化氢酶和纤维素酶抑制作用较弱。茶多酚对水稻根系活力和水稻生长也有较轻微抑制作用。茶多酚较氢醌的脲酶抑活作用强、副作用小,茶多酚是一种有较好前景的脲酶抑制剂。

摘要:化学氮肥利用率低和损失严重而造成的环境污染问题是农业生态系统中氮素管理首当其冲要研究和解决的问题,这方面的研究工作在国内外报道浩如烟海,但突破性进展不多。另一方面,植物体内的硝酸盐含量高又严重影响农产品有关的品质性状,特别是我国加入WTO后蔬菜和果实中高含量的硝酸盐是影响这些产品出口的主要限制因子之一。因此,从植物体本身着手研究植物氮素高效利用的机理与途径,这是近几年来植物氮素营养研究的热点之一。植物液泡占据了成熟植物细胞体积的90%左右,而液泡和细胞质中硝酸盐的浓度通常分别在30～50mol m^-3和3～5mol m^-3,因此,如何调动植物液泡中的硝酸盐使之得到更高程度的再利用,这是提高植物氮素利用效率和降低植物体内硝酸盐含量的途径之一。本文综述了国内外有关液泡中硝酸盐行为的研究状况,在此基础上作者首次提出植物液泡中硝酸盐的内外流与植物氮素高效利用之间可能存在着密切的关系,旨在拓始这方面的工作能尽快开展,为植物氮素高效利用的分子生物学研究开辟新的研究领域。

摘要:对于含有粘粒的土壤,随着土壤含水量的改变,土壤容积也会随之改变,从而影响了容重—含水量的关系^[1]和土壤机械特性^[2],同时从土壤干湿变化可以预测田间地表收缩与膨胀、计算含水量剖面和制定灌溉计划^[3]。土壤在饱和—干燥收缩过程中容易产生表面下陷和裂隙,使得水分和溶质通过收缩裂隙优先运移到下层土壤和地下水中^[4,5],造成水分、养分的流失,甚至引起地下水污染,因此土壤干湿收缩特征已引起众多的关注。

摘要:近20年来随着区域人口的增加、盐渍地的改良与综合治理,黄淮海冲积平原区农业集约化程度不断提高,但农业灾害的类型却从过去的以旱涝为主转向以旱为主,地下水位明显降低。因此,研究农业集约化程度和气候环境条件的变化对土壤质量演变的影响是该区农业持续发展面临的重要课题。