中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-437)
- 作品数：12 被引量：208H指数：9
- 相关作者：吴金水李裕元高茹杨蕊魏红安更多>>
- 相关机构：中国科学院亚热带农业生态研究所中国科学院研究生院西安建筑科技大学更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家科技支撑计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学理学更多>>
- 长沙市郊不同种植年限菜地土壤磷状况及淋失风险分析被引量：27
- 2010年
- 目的提出长沙市郊蔬菜土壤磷淋失临界值,对不同种植年限对土壤淋失风险的影响进行评价。方法选择长沙市郊3种不同种植年限蔬菜土壤为研究对象,采用化学测试方法分析菜地土壤有效磷含量与磷素淋失风险之间的关系。结果Olsen-P与CaCl2-P和土壤溶液中磷浓度之间存在极显著的正相关,并且随着Olsen-P浓度的增加,CaCl2-P和土壤溶液中磷也随之增加并存在一个明显的突变点。通过分析Olsen-P含量与CaCl2-P含量和土壤溶液中磷含量之间的关系,确定80mg·kg-1为长沙市郊菜地土壤磷淋失的临界值。利用GIS和指示克立格法得到长沙市郊蔬菜土壤超过临界值的磷淋失概率并划分为4个淋失风险等级,结果表明,超过30年的老蔬菜基地(陈家渡)和15年左右种植年限的蔬菜基地(黄兴镇)均存在高强度磷淋失风险,磷淋失风险系数分别为3和2.93。1-2年新开辟蔬菜基地(宁乡)磷淋失风险最低,淋失风险系数为0.06,基本不存在磷淋失的风险。结论长沙市郊菜地土壤磷淋失风险严重,种植年限越长,淋失风险越大。
- 秦红灵全智刘新亮李明德宗勇吴金水魏文学
- 关键词：菜地
- 水生植物对农田排水沟渠氮磷迁移生态阻控效果比较研究被引量：20
- 2012年
- 以亚热带红壤小流域为研究区域,选取2 m底宽、1 m深的小型农田排水沟渠,种植美人蕉(Canna indica)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑三棱(Sparganium stoloniferum)、灯心草(Juncus effusus)、铜钱草(Hydrocotyle vulgaris)、水芹菜(Oenanthejavanica)等6种多年生水生植物,研究了农业面源污染的生态阻控技术措施及其效果。结果表明,6种水生植物的生态阻控效果差异显著(P<0.01),其生物量变化范围为0.58kg/m2～2.32kg/m2,其中以美人蕉为最大,水芹菜到夏季后进入休眠期,其生物量最低。植物体地上部N、P含量(干基)变化范围分别为N 8.06 g/kg～16.39g/kg和P 1.34 g/kg～3.82 g/kg,地下部分N、P含量变化范围分别为N 5.83 g/kg～10.80 g/kg和P 1.34 g/kg～3.35 g/kg。从生态拦截效果来看,以美人蕉对N的富集能力最强,达到23.90 g/m2,而黑三棱对P的富集能力最强(4.04 g/m2)。总的来讲,美人蕉和黑三棱在试验区具有明显的N、P生态拦截优势,其地上植株还可用作草食性动物的饲料,或者生物质覆盖还田,实现N、P资源循环利用与环境保护的有机结合。
- 韩例娜李裕元石辉邹刚华余红兵肖润林吴金水
- 关键词：水生植物生态沟渠南方丘陵区
- 红壤坡地生态系统土壤入渗特征比较研究被引量：11
- 2009年
- 以亚热带红壤区6个典型坡地生态系统为研究对象,采用盘式负压入渗法,系统研究了红壤的入渗过程、特征及其与土壤主要理化性质的关系。选择的生态系统包括:农田(包括缓坡农田和陡坡农田各一块)、草地、灌丛、茶园、常绿落叶阔叶混交林、油茶林等。结果表明:各生态系统土壤入渗率随时间的变化均可拟合为幂函数形式。不同生态系统稳定入渗率变化范围为0.024～0.080mm/min,其中农田和油茶林的稳定入渗率较大,草地和茶园的最小。稳定入渗率与土壤容重及初始含水量呈显著负相关,而与孔隙度呈正相关。入渗过程主要受孔隙度和黏粒含量的影响。土壤有效孔径和宏观毛管长的变化范围分别为0.064～0.179mm和41.5～128.2mm,但统计显示其与土壤主要理化性质之间的相关性均不显著。
- 彭亿李裕元李忠武阳小聪潘春翔谢小立
- 关键词：土壤入渗红壤
- 城郊老菜园土壤的肥力演变特征与障碍因素分析被引量：1
- 2013年
- 2011年在第二次全国土壤普查的采样田块内重新采样进行化验分析,重点探讨了城郊区老菜园土壤的肥力演变趋势及其发展主要障碍因素。研究结果表明:与第二次土壤普查相比,城郊区老菜园土壤酸化现象严重(pH值降低0.4个单位),有机质含量提高12.6%,土壤全磷和速效磷分别增加104%和99%,富集效应明显;土壤已出现耕层变浅、酸化、养分比例失调、盐渍化和重金属超标(主要是Cd、Cu和Zn)等障碍。最后针对上述障碍因素,初步提出了改良培肥城郊老菜园土壤的对策。
- 张晓平刘胜平
- 关键词：菜园土壤肥力特征
- 氮肥优化减施对土壤-莴苣系统氮磷平衡及产量效益的影响被引量：3
- 2011年
- 采用田间小区试验,研究了氮肥减施20%(80%N)与施肥优化[施缓释尿素并减氮20%(80%N+CRU)、氮肥减施20%并添加脲酶抑制剂/硝化抑制剂(80%N+QD)、氮肥减施20%并添加土壤调理剂(80%N+SC)]对土壤-莴苣系统氮磷平衡以及产量效益的影响。结果表明:3种优化减氮处理均在一定程度上降低了菜地土壤NO3--N(硝态氮)、Olsen-P(有效磷)含量及硝化率水平,从而降低了氮磷流失进入环境的风险;同时减氮处理还提高了土壤氮素的利用效率,增加了蔬菜鲜样产量及菜农实际收入,效益明显。其中,80%N+CRU处理降低土壤NO3--N和Olsen-P含量最为明显,但该处理植株可食部分容易累积硝酸盐,收获时莴苣茎硝酸盐含量显著高于常规施肥处理(CF)和《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》(GB18406.1—2001)(P<0.05);80%N+QD处理对各时期土壤Olsen-P及蔬菜可食部分硝酸盐含量影响较小,却显著降低了菜地土壤的硝化率水平(P<0.05),从而提高了养分利用效率,同时与CF处理相比,该处理较大幅度增加了莴苣鲜样产量(茎21.7%,叶7.6%)、总收入(13.0%)、实际收入(14.0%)和产投比(14.2%),是最佳减氮优化处理。试验地80%N+SC处理效果不稳定,与常规施肥差异不显著。兼顾经济、食用风险、生态环境等效益,建议在高肥力菜地土壤中,氮肥减量与脲酶抑制剂、硝化抑制剂配合施用。
- 全智秦红灵李明德朱亦君刘新亮魏文学吴金水
- 关键词：缓释尿素土壤调理剂硝态氮有效磷
- 腐植酸矿粉钝化红沙泥中镉的效应与作用机理研究被引量：1
- 2011年
- 通过室内培养实验,研究了45%WHC(饱和田间持水量)和110%WHC两种水分条件下,施用腐植酸矿粉钝化红沙泥中外源镉(10 mg Cd/kg)的效应及其作用机理。结果表明:红沙泥中外源镉经陈化后约80%以交换态镉形态存在,施用腐植酸矿粉,能有效降低红沙泥中DTPA提取镉的含量,其降幅为4.8%-25.8%,并促使土壤中对植物有效性高的交换态镉向有效性低的碳酸盐结合态镉和铁锰氧化物结合态镉的转化,其效果是随着腐植酸矿粉用量的增加而显著增强,且45%WHC水分条件下的效果更好。其作用机理是:腐植酸矿粉中含有的大量活性基团与土壤镉直接发生了各种物理或化学反应,从而降低了土壤中镉的活性;同时,施用腐植酸矿粉改变了土壤的DOC、Eh和CEC等基本性质,进而改变了土壤中镉的赋存形态。研究结果还表明,在110%WHC水分条件下,降低DTPA提取态镉含量的主要影响因子是土壤的DOC与Eh,而45%WHC水分条件下,降低DTPA提取态镉含量的主要影响因子则是土壤的CEC。
- 曾伟刚黄道友朱奇宏周斌刘守龙雷敏
- 关键词：镉污染镉形态
- 湖南乌云界自然保护区典型生态系统的土壤持水性能被引量：52
- 2012年
- 土壤持水性能是决定生态系统水源涵养能力的关键,是自然保护区生态服务功能的重要方面。以湖南省乌云界自然保护区为研究区域,选取森林、灌丛、竹林和草地4个典型生态系统,采用野外调查采样和室内分析的方法研究了土壤的物理性质和持水性能。结果表明,乌云界4种典型植被下表层0—20cm土壤有机质含量普遍较高(>76 g/kg)、容重较低(<0.85 g/cm3)、团聚体稳定性较强(>5mm水稳性团聚体达22.7%—52.3%),表明保护区土壤的结构发育总体上较好。森林和竹林土壤具有较多的大孔隙和较高的饱和导水率,有利于天然降水向地下水的转化,而灌丛和草地土壤毛管孔隙度则相对较高,其土壤中能够保持更多的有效水分。乌云界自然保护区4个典型生态系统0—40cm土层土壤重力水容量为:森林(83.5 mm)>竹林(79.2mm)>灌丛(66.9 mm)>草地(43.8 mm),有效水容量为:草地(128.7 mm)>灌丛(111.6 mm)>森林(95.9 mm)>竹林(83.9mm)。在明晰土壤总蓄水容量(>0 MPa)、重力水容量(0—0.01 MPa)、有效水容量(0.01—1.5 MPa)、无效水容量(>1.5 MPa)等概念的基础上,建议用重力水容量和土壤有效水容量两个指标来评价生态系统土壤的水源涵养功能,其中土壤重力水容量可以反映生态系统补充地下水和调控河川径流量的能力,而土壤有效水容量可以反映生态系统本身保蓄水分的潜力,这些指标均可以通过土壤水分特征曲线进行求算。乌云界自然保护区森林和竹林土壤对于补充地下水和调控河川径流量的能力较强,而灌丛和草地土壤保蓄水分的能力较强。
- 潘春翔李裕元彭亿高茹吴金水
- 关键词：水源涵养土壤持水性能
- 亚热带主要耕作土壤硝态氮淋失特征试验研究被引量：21
- 2012年
- 本文选取红壤、水稻土、潮土、黄棕壤和紫色土等我国亚热带地区的主要耕作土壤为研究对象,采用土柱模拟试验,研究了土壤氮素累积与硝态氮迁移的动态特征,并对氮素的淋失风险进行了定量评价和预测。结果表明,硝态氮在土壤中的淋失过程可分为两个明显阶段,即高浓度快速降低阶段和低浓度缓慢降低阶段。硝态氮淋失过程存在明显的拐点,该点对应的累积入渗量(拐点入渗量)变化范围为38.1～219.7 mm,且随土壤硝态氮含量的增加呈幂函数关系增加,表明随硝态氮含量的增高,其淋失风险呈加速增大的趋势。硝态氮淋失强度随土壤硝态氮含量的增加呈显著的线性变化趋势。初步估测,我国亚热带地区在年降水入渗量700 mm和土壤硝态氮累积水平为N 20 mg/kg的条件下,表层土壤(0—20 cm)的硝态氮年平均淋失量为N 484.9 kg/hm2,土壤间的变异系数(CV%)为26.5%。土壤硝态氮含量是影响硝态氮淋失强度的决定因素,其它土壤性质的影响均相对较小,因此,控制土壤氮素累积和化肥施用水平是降低其淋失风险的关键环节。
- 高茹李裕元杨蕊魏红安聂敏张满意吴金水
- 关键词：亚热带地区耕作土壤硝态氮淋失
- 长期种植蔬菜后土壤中氮、磷有效养分和重金属含量变化被引量：23
- 2011年
- 利用区域采样调查的方法,研究了长沙市郊3类不同种植年限菜地土壤有效态氮、磷和重金属的累积差异,并对其累积风险和可能来源作了初步分析.结果表明:随着种植年限的增加,长沙市郊菜地土壤硝态氮(NO3--N)、有效磷(Olsen-P)和重金属累积量均显著增加,蔬菜种植1～2年(宁乡县)、10～15年(长沙县)和30年(开福区)后土壤NO3--N平均含量分别达21.1、42.0和49.5mg·kg-1;Olsen-P平均含量分别达31.9、146.9和219.9mg·kg-1;重金属以Cd累积最明显,平均含量分别达0.33、0.52和1.40mg·kg-1.重金属按累积指数排序为:Cd>>Cu>Pb>Ni>Zn.主成分分析和聚类分析表明,速效钾、pH、有机质、铵态氮等主要由自然因素决定,而Olsen-P和NO3--N等与重金属具有相似的累积特征,主要受人为施肥影响.长沙市郊菜地土壤环境和健康质量不容乐观,种植年限越长,氮、磷和重金属累积量越高,菜地土壤重金属与氮、磷来源相似,可能与菜地长期施肥活动有关.
- 全智吴金水魏文学秦红灵朱亦君刘新亮舒荣波李明德
- 关键词：菜地氮磷
- 长期施肥对水稻土有机碳分布及化学结合形态的影响被引量：13
- 2012年
- 采用湖南省4个23年连续施肥的稻田长期定位试验,研究了施肥对湖南省水稻土有机碳分布及化学键合形态的影响。试验设不施肥(CK)、化肥(NPK)、中量有机肥(MOM)和高量有机肥(HOM)4个处理。结果表明:在所有施肥处理中,水稳性团聚体均以0.25～1mm和2～5mm粒径含量最高,分别达全土总量的18%～43%和13%～48%。中、高量有机肥处理显著增加了>1mm大团聚体含量以及有机碳在大团聚体中的分配,其中0.25～1mm和1～2mm粒径团聚体中有机碳含量均略高于其余粒径组。与不施肥比较,钙结合态有机碳(Ca-SOC)占总有机碳的比例在2%～4%左右且随有机肥施用呈下降趋势,而铁铝结合态有机碳Fe(Al)-SOC占总有机碳的18%～33%呈上升趋势。有机肥施用条件下,有机碳在大团聚体中的分布的增加、Fe(Al)-SOC的提升以及Ca-SOC的降低意味着土壤有机碳物理和化学保护作用的增强,有利于稻田土壤有机碳的积累,是有机肥施用条件下保持稻田土壤较高固碳速率的重要原因。
- 雷敏周萍黄道友刘守龙朱捍华童成立
- 关键词：长期施肥水稻土团聚体有机碳
