土壤容重范文

导语：如何才能写好一篇土壤容重，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】土壤容重 测定方法 改进

1 土壤容重测定方法综述

土壤容重是指在自然状态下，单位体积土壤的干重，单位为g・cm-3。土壤的容重可以直接反映出土壤的松紧程度和结构状况等情况。而且对于土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特征以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[1]。目前，国内外对于测量土壤容重的方法有很多，但对于林地土壤，其地质结构更加复杂，而且土壤结构不均一，用普通的方法进行精准快捷的土壤容重的测量有一定的难度。森林土壤容重的测定通常采用农业土壤容重的常规测定方法，即环刀采土、烘干称量法。此外，还有蜡封法，水银排出法，填砂法和射线法（双放射源）等[2-3]。

2 测定方法的选择

在土壤容重的实验中，土壤样本的采集方法为环刀法。

（1）方法原理。用一定容积的环刀（一般为100cm3），切割自然状态下的土样，使土样充满其中，烘干后称量计算单位容积的烘干土重量。（2）实验仪器。环刀，量程为0.01的分析天平，小铝盒，烘箱，干燥器，量筒，自封袋等。（3）实验过程。实验材料均来自我市辖区内的自然保护区，选取了几个具有代表性的采样点采样；取得的土壤立即放入自封袋中冷藏保存，对每个样品进行编号，详细记录。返回实验室后，分别将小铝盒和自封袋称重，记录下其净重为m0和mz，再称量自封袋和袋内土壤样品的总重量mt；再将土壤样品从袋中取出，分别放入小铝盒内，并在小铝盒上记录好样本采集地点和采集时间，便于以后的实验分析；然后用量程为0.01的分析天平对小铝盒和土壤样品逐一进行称重，记录下质量为m；接下来将盛有土壤样品的小铝盒放入烘箱中，并在105℃条件下烘干6小时，取出后放入干燥器中冷却，降至常温后取出并记录下质量为m1；继续将称过重的小铝盒放入烘箱中，在105℃条件下烘干2小时，再放入干燥器中冷却，记录下此时的质量为m2，直至与前一次烘干的质量差小于0.05g，计算其平均值作为烘干后的质量。然后需要将烘干后土壤中较大的石砾（一般直径大于2mm）挑出，称量其质量，记为ma；再在量筒中装入适量的水，体积记为V1，再将石砾放入其中，观测并记录此时的体积为V2，则通过计算得到石砾的体积V=V2-V1；最后将以上所得的数据进行整理和汇总，并制成表格。

3 土壤容中的测定方法及其改进

3.1 土壤容重

土壤容重又称土壤假比重，是指土壤在未破坏自然结构的情况下，单位容积的重量，通常以g/cm3表示。土壤容重是土壤的一个基本物理性质，对土壤的透气性、入渗性能、持水能力、溶质迁移特性以及土壤的抗侵蚀能力都有非常大的影响[4]。土壤容重除用来计算土壤总孔隙度外，还可以用于估测土壤的松紧度和土壤结构状况。土壤容重小，说明土壤比较疏松，孔隙多，通透性较好，潜在肥力较高；土壤容重大，说明土壤比较紧实，孔隙小，结构性差，通透性差。

3.2 林地土壤容重的计算方法

通过两种方法的比较发现，石砾对土壤容重的测定有很大的影响，应当用改进后去掉石砾的方法进行计算，以减小计算过程中出现的误差。

3.3 其他改进方法

有些林地土壤中还有较多的有机质，土壤中的有机质也会对土壤容重的测定产生影响，所以也应该考虑其在计算过程中产生的影响，对计算方法加以改进。

根据不同土壤结构和组成成分，应当选用不同的计算方法，以减少计算过程中出现的误差，使林地土壤容重的测定结果更加准确。

4 结语

通过本次实验可知，保留石砾的土壤容重和去掉石砾的土壤容重测量结果相差甚远，准确测量林地土壤的容重对科学研究意义非凡。在实验过程中学习实验方法的改进对于减少实验中繁杂的步骤，减少实验时间，特别是对实验结果的准确度予以保障，这才是我们在以后的学习和工作中应该秉承和发扬的。

参考文献：

[1] 郑纪勇，邵明安，张兴昌.黄土区坡面土壤容重和饱和水率空间变异特征[J].水土保持学报，2004（3）：53-56.

[2] 中国科学院南京土土壤研究所土壤物理研究室.土壤物理性质测定法[M].科学出版社，1978.

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氟磺胺草醚(fomesafen)是一种具有高度选择性的大豆苗后除草剂，据统计2012年氟磺胺草醚作为除草剂的单剂品种可用面积162.2万hm2/次，在黑龙江省除草剂单剂品种使用排名第4位[1]。但由于不合理的施用、不规范的轮作和耕作，导致氟磺胺草醚用药量逐年增加，而且该药在土壤中残留期长达6～12个月[2]，在土壤中不会钝化，可保持活性数个月，经过雨水的淋溶很容易在土壤中随着地表径流和侵蚀土壤进入池塘、河流、湖泊等进一步污染地下水环境，并对非靶标水生生物造成危害，同时能在水生生物体内进行富集，并通过食物链的传递危害到人类健康[3-4]。由于田间试验难于收集淋溶液，达不到试验理论的统一性，所以本试验以淋溶柱的方式在室内进行。目前研究除草剂淋溶的试验已有相关报道，聂果等[5]利用不锈钢柱研究发现单嘧磺酯在黑龙江黏土中主要分布在5～20cm之间；周世萍等[6]研究毒死蜱在土壤中的残留和淋溶动态发现，降水量为200mL，浓度最高峰的土层深度为0～5cm；王玉军等[7]研究多菌灵的淋溶特性，试验发现土壤有机质含量32.5g/kg时淋溶深度可达20～30cm。本试验研究了氟磺胺草醚在黑土中淋溶规律并探讨不同条件对氟磺胺草醚土壤淋溶的影响，为明确氟磺胺草醚在土壤中的环境行为，更好地预测农药对地下水污染的风险和生态安全性评价提供了科学依据[8]。

1材料与方法

1.1供试土壤供试土壤取自东北农业大学院内试验田黑土。供试土壤均采自大田表层0～15cm耕作土。土样采集后，在洁净的实验室内平展、风干，拣除其中的植物残根、石块及其他杂物，过630μm筛待用，样土经检测pH值6.67，有机质含量3.8%。

1.2仪器与试剂液相色谱仪：Waters高效液相色谱1525，手动进样器和Breeze工作站；色谱柱：WatersC18(250mm×4.6mm，5μm)不锈钢柱；液相色谱过滤系统；20mL瓶口移液器；KQ600B超声波清洗机；HZQ-F160振荡器；TDL-60B-W离心机；1/10000电子天平；滤膜孔径约0.22μm；50mL带盖离心管；乙腈；磷酸；NaCl；去离子水。

1.3高效液相色谱分析条件流动相乙腈-水(5%磷酸)体积比60∶40，流速1.0mL/min，柱温30℃，检测波长295nm，进样量20μL，在上述色谱条件下，氟磺胺草醚的保留时间约为4.933min。

1.4试验方法

1.4.1土柱及淋溶装置制作取直径10.5cm下水管40cm，在5～40cm每隔5cm打一个1cm的圆孔用以取土样，取直径10cm玻璃材料均匀打好孔洞作为淋溶柱的柱底，利用PVC材料沿着柱子底部架高5cm，以防淋溶液反渗入土壤样品中。取2.5L矿泉水瓶，底部打小孔用以注入淋溶水样，矿泉水瓶用细绳按吊瓶方式固定好，用封孔膜将医用针管缠绕一圈扎入矿泉水瓶盖处，将制作好的淋溶装置挂在支架上，通过控制水流控制淋溶速度。

1.4.2氟磺胺草醚淋溶的检测方法取500g风干土样添加氟磺胺草醚作为药土处理对象，土壤含水量10%，土柱每隔5cm添加500g土样，药土500g加入土样上层，药土上覆盖一层滤纸，滤纸上加一层石英砂，降雨量100mm，降雨速度23~25滴/min，淋溶结束后在5、10、15、20、25、30、35cm土层用自制取样器取样，通过土样前处理后经高效液相色谱检测氟磺胺草醚各土层的药液含量情况。

1.4.3土壤样品的前处理土壤样品除去碎石、杂草和植株根茎等杂物，风干后过630μm筛。称取上述土壤样品20g于250mL具塞锥形瓶中，加入去离子水20mL湿润土壤，再准确加入乙腈(分析纯)20mL于250mL具塞锥形瓶中，浸泡1h后，振荡30min，静置5min后，将上清液转移至盛有5gNaCl的50mL离心管中，振摇5min后，以5000r/min的速度离心5min后，取上层乙腈相直接上机待测[9-11]。

1.4.4标准曲线的制作将氟磺胺草醚标准溶液用乙腈稀释配制成质量分数为1、2、5、10、20、50、100、200mg/kg系列标准溶液，在上述高效液相色谱条件下进行3次重复测定，以氟磺胺草醚质量分数x为横坐标、峰面积y为纵坐标作图，做标样线性方程。1.4.5加标回收率的测定向空白土壤中添加氟磺胺草醚标准溶液，使土样中添加质量分数分别为1、5、10、50、100、150mg/kg，采用上述土壤前处理和高效液相色谱的方法3次重复测定空白及加标土壤样品。

2结果与讨论

2.1标准曲线制作将氟磺胺草醚标准品配制成不同质量分数的标准溶液，测得不同质量分数下峰面积可知标样线性方程为y=27602x+17923，相关系数为R2=0.9991；其中y为氟磺胺草醚峰面积，x为标准溶液质量分数。在试验的质量分数范围内，仪器对氟磺胺草醚有较好的线性相关性。

2.2加标回收率在过筛土壤样品中添加氟磺胺草醚标准溶液，测得不同质量分数下的添加回收率和相对标准偏差见表1。由表1可知：随着标准土样氟磺胺草醚质量分数的增加，平均回收率逐渐增加，药液质量分数1mg/kg时回收率56.7%，这可能和仪器本身的检测限量有关。药液质量分数10～150mg/kg时回收率均能达到90%以上，相对标准偏差小于2%，说明本实验氟磺胺草醚提取方法、仪器检测条件可行。

2.3氟磺胺草醚在土壤中淋溶的影响因素分析

2.3.1不同施药量对氟磺胺草醚土壤淋溶的影响由图1可知：随着氟磺胺草醚淋溶深度的增加，土样检测质量分数逐渐下降，土样25cm时检测质量分数均低于20mg/kg，土样30cm时50mg/kg氟磺胺草醚水剂未检出残留，土样35cm时100mg/kg氟磺胺草醚水剂未检出残留，同一淋溶层添加氟磺胺草醚质量分数越高仪器检测农药残留量越大，结果表明土层中氟磺胺草醚药质量分数越大，土壤吸附药液的残留质量分数越大，土壤淋溶作用越强。

2.3.2有机质对氟磺胺草醚土壤淋溶的影响由图2可知淋溶深度25cm时，有机质含量7.4%未检出农药残留；淋溶深度30cm时，有机质含量6.3%未检出农药残留，同一药土层，不同有机质含量相比较存在差异，土样检测质量分数随着有机质含量的增加，淋溶深度和土样检测质量分数逐渐降低。结果显示土壤中添加一定剂量的有机质之后形成了新的人工吸附剂，它对土壤中的氟磺胺草醚有很大的吸附能力和吸附容量，这种行为直接影响了氟磺胺草醚在土壤中的淋溶，即土壤有机质含量越高，药土越不容易随水下移，土壤吸附性能越强，则可供淋溶的污染物越少，污染物淋溶能力就越弱[12]。

2.3.3不同降雨量对氟磺胺草醚土壤淋溶的影响由图3可知：淋溶深度30cm时，降雨量70mm未检出农药残留；淋溶深度35cm时，降雨量100mm未检出农药残留；35cm降雨量140mm农药检出量小于1mg/kg。同一淋溶土层，降雨量越大土样检测浓度越高，结果表明降雨量越大，同一时间内降雨速度越快，农药随着雨水向下移动的速度加快，土壤的渗透能力增强，导致淋溶深度和土样检测浓度越高。

2.3.4土壤含水量对氟磺胺草醚土壤淋溶的影响由图4可知：随着氟磺胺草醚淋溶深度的增加，土样检测质量分数逐渐下降，淋溶深度35cm时，含水量10%、15%未检出农药残留，同一药土层，土样含水量不同相比较存在差异，土样检测浓度随着土样含水量的增加，淋溶深度和土样检测质量分数逐渐增加，结果显示土壤含水量大渗透能力增强，加快了土壤淋溶向下运动的速度，淋溶的深度越大。

2.3.5氟磺胺草醚不同剂型对土壤淋溶的影响由图5可知：氟磺胺草醚水剂(SL)、微乳剂(ME)和乳油(EC)随着淋溶深度的增加，其土样的检测浓度逐渐下降，淋溶深度30cm时，微乳剂(ME)和乳油(EC)药土层均未检测出农药，同一药土层，不同剂型相比较，淋溶深度和土样检测浓度差异明显，水剂表现出较强的淋溶性，微乳剂次之，乳油的淋溶性最弱。水剂配方中使用的有机溶剂和表面活性剂比乳油和微乳剂都少，微乳剂用水做主要溶剂，但是需要加入大量的乳化剂，乳油中含有大量的有机溶剂，即3种剂型的水溶性水剂最大，微乳剂次之，乳油最小。从试验结果可以看出，水溶性越大，农药土层向下运动的速度越快，同层土样的药土检测质量分数就越大。

3结论

农药在土层中的淋溶深度和对地下水的潜在污染受多种因素的影响，其中起主导作用的因素有4种：1)施药地块可供土壤淋溶的施药量，施药量的多少取决于是否合理用药，操作是否规范；2)施药地区年降雨量和降雨强度，农药随雨水在土壤中下移的速度与同一时间内降雨量的多少有关；3)施药地块土壤本身的物理特性，土壤的质地主要取决于土壤含水量、有机质含量、土壤的透气性等；4)农药自身的成分组成，农药的化学成分决定了农药的性质，农药的水溶性影响农药下渗速度和对土壤的吸附作用。农药土壤淋溶最大的危害是对地下水造成的污染，以及带来的一系列连锁反应。评价一种农药对地下水的污染需要各方面因素综合考虑再做出评价。

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【关键词】 酸性土壤 水溶性氟化物 离子色谱测定 竹笋

氟化物对植物生理生化、新陈代谢及其人体吸收代谢的影响已见有报道[1][2]3].氟不是植物所必需的营养，但是动物所需要的。然而动物连续吸收超量的氟，可能导致氟中毒，而食物中氟低于最适水平时，又会造成同样的危险。因此不同植物对氟化物的吸收平衡，土壤中氟化物的存在形态和含量及其对各类植物的影响等研究一直倍受关注。

氟是岩石和土壤的普通成分，在土壤环境中，大多以难溶性的氟化物形态存在，并且含量也较大，大陆岩石中氟平均含量为650 mg／kg，不同地区或土质存在一定的差异。氟化物可通过多种途径进入土壤中，如磷肥和农药施入、煤的燃烧、矿物散落物和其它已被工业污染的空气及降雨时聚集带入；当外界氟化物对土壤造成污染时，往往表现为土壤中可溶性氟含量的增加。为此，土壤水溶态氟化物含量的研究对土壤的污染状况、植物吸收平衡及食品安全评价等具有现实意义。本文探讨了福建部分林地土壤水溶性氟的测定方法及土壤与竹笋氟含量的相关性。

目前土壤水溶性氟化物的测定方法，尚未见有国家标准。水、食品及空气等氟化物测定有选择性离子电极离子色谱、比色法和扩散法等。本文建立了土壤水溶性氟化物离子色谱测定方法，与现行相关标准或方法相比，离子色谱法具有操作简便、快速、准确等优点，该法回收率在95%-104%。

1 材料与方法

1.1 仪器

DX-120离子色谱仪(ASRS抑制器，电导检测器)，Dionex公司生产；超声波清洗机，天津奥特赛恩斯仪器有限公司；高速离心机，德国Hettich公司；D1190超纯水器 美国B/T Lab公司；0.45μm过滤器(Dionex)；吸附柱：自制纯化活性碳柱；氟离子选择电极 ；甘汞参比电极 ；电动磁力搅拌器；酸度计：±0.01pH计。

1.2 试剂

国家标准物质研究中心配制的氟化物标准贮备液(1000 mg/L)。

总离子强度缓冲液(TISAB)：乙酸钠溶液（3mol/L）与柠檬酸钠（0.75mol/L）等量混合，临用现配。储存于塑料瓶中。

1.3 色谱条件

IonPac CS12A分离柱(4×250 mm)(Dionex)，IonPac AG9-HC保护柱(4x50mm)(Dionex)，淋洗液：9.0mmol/LNa2CO3，工作电流50mA；淋洗液流速：1.10ml/min，进样量：25μL。

1.4 测定方法

1.4.1 土壤浸出液的制备

1.4.1.1 风干及过筛：将采样深度60cm的土壤样品仔细挑去石块、根茎等杂物，平铺在干净的滤纸上，摊成薄层放于室内阴凉通风处风干，并经常翻动加速干燥。风干后的土壤样品用研钵碾碎，然后通过孔径为0.84mm（20目）筛，留在筛上的土块重新碾碎，再次过筛，直至全部土壤样品通过，混匀。

1.4.1.2 供试品澄清溶液的制备：称取混匀土样按1：5[4]的土水比于塑料管中，分别加入碳酸镁、碳酸钙、氢氧化钙、硫酸钙0.2g，分别在超声条件、热水浸提条件、振荡条件下常温、70℃提取5min～60 min，于离心管中，在转速为4000和9000r/min的条件下，离心分离10min，将上清液用纯化活性碳柱脱色，弃去前2mL流出液，经0.45μm滤膜过滤上柱。

1.4.2 农产品氟化物测定: GB/T5009.18-2003食品中氟的测定（氟离子选择电极标准加入法）。

1.4.3 离子色谱测定：进样量25μL，以保留时间定性，外标峰面积法计算含量。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线和检出限

在上述色谱条件下，氟离子的回归方程(以峰面积对浓度进行线性回归)、相关系数和线性范围及2倍信噪比时，氟化物的检出限等检测参数见表1。

以20.0g称样量定容到100ml计算，该方法检出限为0．05mg/kg。

2.2 不同絮凝剂与离心条件的选择

加入碳酸镁、碳酸钙、氢氧化钙、硫酸钙等不同絮凝剂在转速为4000 r/min的条件下均可有效澄清试液，但不同絮凝剂各有不同杂质或待测的离子干扰，未加絮凝剂的样品需在大于9000 r/min的条件下才可取得澄清试液，本实验选择9000 r/min的离心条件。

2.3 不同浸提条件氟化物的含量

采用常温超声、70℃超声、70℃热水、振荡5min、 10min、20 min 、30min 、60 min浸提，9000 r/min离心分离，对6个采样点土样各2次测定，氟化物的含量均值见表2、图1。

表2、图1给出了6份不同土样，以土：水为1:5的比例，在不同浸提条件和时间下测定的氟化物含量。由表2、图1中可见，不同浸提条件具有不同的浸出量，加热浸提比常温浸提氟化物含量高，不同土壤表现出对不同浸提条件的反应性，5号土样振动效果好于常温超声方法，相反6号土样超声浸提效果比5号土样振动浸提氟化物含量高，采用超声波与热水浸提相结合浸提10min-20 min，我们观察到浸提液氟化物的含量基本可达到平衡，6份土样均能达到较好的浸提效果。

土壤是较复杂的体系，已有研究，土壤吸附氟的能力受各自理化性质的影响很大．主要有粘粒、A1203 、Fe2O3等的含量以及pH值，酸性土壤吸附的氟能力比石灰性土壤要强[5]。本研究土壤pH值在4.42-5.85之间，采用超声波与热水浸提相结合的方法可能促使吸附在土壤胶态微粒中的活性氟离子更容易释放出来。

2.4 回收率实验

以上6组土壤，各准确称取3份平行样，每组分别加人一定量的标准溶液，使加标样品氟离子的浓度为原样品含量的1-3倍左右，按70℃超声10 min浸提方法测定各氟离子的浓度，计算回收率见表3，结果回收率在95％～104％之间。

2.5 色谱方法与氟离子选择电极测定方法的比较

取同一样品，精密称取5份，按选定70℃超声15 min方法浸提，采用离子色谱法与氟离子选择电极同时测定浸提液氟离子含量，计算相对标准偏差和测定结果双侧t检验，见表3。由表4可见，两种分析方法的测定结果，土样5号t=2.34＜t0.O5,5=2.57，土样6号 t=2.30＜t0.O5,5=2.57，均无显著性差异。

3 实际样品分析

采用离子色谱法和氟离子选择电极法对福建部分林地土壤及竹笋氟含量测定，结果见表4。

由表4可见按选定70℃超声15 min方法浸提土壤及竹笋氟含量测定，该浸提方法与竹笋氟含量的相关系数为r=0.792，决定性系数r2达0.627，通过F检验， F=15.6＞F0.01(1,9)= 10.6，表明该方法浸提土壤与竹笋氟含量相关性达极显著水平。

4 结论

4.1 本研究采用了农业上惯常应用的水：土为5：1的比例进行测定，并以水：土等于5：l的测定值作为评价指标，采用70℃超声15 min方法浸提土壤，离心分离，纯化活性碳柱脱色（有机质含量高情况），0.45μm滤膜过滤直接进离子色谱柱测定，该法具有简便、灵敏度高、准确度高，分析速度快，无需添加任何化学澄清试剂等优点，避免了试剂外源干扰，一次进样能同时测定F- Cl- NO2-、NO3- SO4=等多种阴离子，对大批量土壤监测具有实际意义。

4.2 采用70℃超声15 min的方法浸提土壤并对竹笋氟含量进行测定表明,土壤水溶性氟化物与竹笋氟含量相关性达显著水平。土壤全氟量与其它浸提方法与竹笋氟含量的相关性有待进一步研究。

参考文献

[1]孟范平，吴方正. 氟化物对植物生理生化的影响.农村生态环境，I996，12（1）：42―46

[2]高吉喜，柳若安. 氟化物对植物新陈代谢影响研究进展.环境科学进展，1998，6（3）：24-27

[3]朱壮涌，阎宗林. 氟化物的自然分布与吸收代谢. 医学地理分册，1989，1：4-7

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关键词：自动站 土壤水分对比观测 分析评估

中图分类号：S151.9 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（c）-0191-04

根据《自动土壤水分观测准确性研究》[1]理论，对青岛六个区市2011年度土壤水分对比观测实验数据进行评估分析，发现在土壤质地、结构比较均匀地段，自动土壤水分观测经订正可以替代人工取土观测土壤水分。

1 资料来源

青岛六个区市气象局2011年度自动土壤水分观测站器测体积含水率与人工取土观测重量含水率对比实验数据，胶州、平度、莱西、即墨每个站样本数56个，胶南、崂山每个站样本数48个。

2 评估分析理论依据简介

根据《自动土壤水分观测准确性研究》知：

（1）

式中为人工取土四个重复平均重量含水率；为人工取土四个重复点较探针点安装前重量含水率平均相对变化率；为探针点探针安装后重量含水率较安装前相对变化率；为探针点探针安装后体积含水率探测值；为探针点探针安装后土壤容重。

2.1 土壤容重综合修正法

假设土壤水分观测地段土壤质地、结构比较均匀，土壤含水量变动区间（）比较小，根据《自动土壤水分观测准确性研究》知，和之间存在正比关系。

（2）

（2）式中为常数，，其中为常数；为综合修正土壤容重。

综合修正土壤容重可通过人工观测土壤重量含水率和同时次自动土壤水分观测站观测体积含水率计算得出。

即： （3）

2.2 简化直线回归法

2.2.1 简化直线回归法

假设观测地段土壤质地、结构比较均匀，土壤含水量变动区间（）比较小，自动土壤水分观测站探针安装时对环境改变很小，即，，根据《自动土壤水分观测准确性研究》知，和之间存在线性关系。

（4）

（4）式中、为常数，其中，为探针安装后土壤容重倒数；，为人工测平均重量含水率与自动土壤水分观测站测重量含水率之差，其中为探针点探针安装前重量含水率。、可以通过对比观测，采用直线回归直接求出。

2.2.2 简化直线回归法

根据（4）式， （5）

（5）式中，，由（4）式的分析可知，、亦为常数，也可采用直线回归求出。

3 分析评估

用土壤容重综合修正法和简化直线回归法，分别对青岛六个区市同层次土壤质地、结构比较均匀对比观测地段2011年度自动土壤水分观测与人工取土土壤水分观测对比实验数据进行分析评估，结果如下。

3.1 土壤容重综合修正法分析评估、验证结果

3.1.1 综合修正土壤容重与人工测定土壤容重对比

平均综合修正土壤容重与人工测定土壤容重对比见表1。

从表1看出，平均综合修正土壤容重大于等于人工测土壤容重的占87.5%，最大相差0.68g/cm3；平均综合修正土壤容重小于人工测土壤容重的占12.5%，最大相差0.06g/cm3。

3.1.2 土壤容重综合修正法分析、验证结果

根据（2）式：，由自动土壤水分观测站体积含水率计算重量含水率，再与人工实测重量含水率对比；或由人工测重量含水率计算体积含水率，再与自动土壤水分观测站实测体积含水率对比。

土壤容重综合修正法分析结果见表2。

表中：土壤重量含水率平均分析绝对误差：

土壤体积含水率平均分析绝对误差：

根据、计算公式知，、之间存在关系。

3.1.3 土壤容重综合修正法分析、验证结果评估

从表2看出，用土壤容重综合修正法除莱西0～40 cm外，土壤体积含水率平均绝对误差均小于5%，根据《自动土壤水分观测规范（试行）》（山东省气象局气测函[2010]21号《关于印发的通知》），自动土壤水分观测可以替代人工观测。而且因>1，根据，则必

从表3、表4看出，用土壤容重综合修正系数法除莱西20～30 cm土壤体积含水率平均绝对误差5.01%略大于5%外，其他均小于5%，总体效果比土壤容重综合修正法好，自动土壤水分观测可以替代人工观测。而且因>1，根据，则也必

莱西土壤容重综合修正法土壤体积含水率平均绝对误差均较大原因：为便于分析，以胶州、莱西10～20 cm为例，对人工测重量含水率、自动土壤水分观测站测体积含水率进行比较（见图1、图2），发现胶州人工测重量含水率、自动土壤水分观测站测体积含水率变化趋势相同，而且在土壤水分变动不大情况下，人工测重量含水率和自动土壤水分观测站测体积含水率两条曲线接近等距曲线，综合修正土壤容重几乎是一条水平直线。而莱西虽人工测重量含水率、自动土壤水分观测站测体积含水率虽变化趋势相同，但自动土壤水分观测站测体积含水率敏感度低，其变化幅度明显小于同时段人工测重量含水率变化幅度，不符合变化规律，造成综合修正土壤容重不稳定，致使0～40 cm土壤容重综合修正法土壤体积含水率平均绝对误差大于5%，而40～100 cm深层土壤水分比较稳定，所以土壤容重综合修正法土壤体积含水率平均绝对误差符合要求。

3.2 简化直线回归法分析、验证结果

3.2.1 简化直线回归法分析、验证结果

以自动土壤水分观测站测体积含水率为自变量，人工四个重复观测平均重量含水率为因变量，根据（4）式对同层次、同时次对比观测资料进行直线回归。简化直线回归法回归方程、分析结果见表5、表6、表7。

表中：土壤重量含水率平均分析绝对误差：

土壤体积含水率平均分析绝对误差：

3.2.2 简化直线回归法分析、验证结果

以人工四个重复观测平均重量含水率为自变量，自动土壤水分观测站测体积含水率为因变量，根据（5）式对同层次、同时次对比观测资料进行直线回归。简化直线回归法回归方程、分析结果见表6、表7、表8。

3.2.3 简化直线回归法分析、验证结果评估

表5、表8显示，简化直线回归法除莱西0～50 cm、平度90～100 cm、即墨40～50 cm和90～100 cm外，土壤体积含水率平均绝对误差均小于5%，根据《自动土壤水分观测规范（试行）》，自动土壤水分观测可以替代人工观测，而且重量含水率平均绝对误差也小于5%。

从表5、表8中发现，采用简化直线回归时，体积含水率平均绝对误差与重量含水率平均绝对误差之间，一方面根据、计算公式，（ ，或），由于采用统计方法，大部分与偏差较大，与之间也不存在倒数关系，有些甚至为负值，已失去物理意义；另一方面当采用直线回归时>，当采用直线回归时大部分会出现

简化直线回归法平均绝对误差均较大的原因，除自动土壤水分观测站测体积含水率敏感度低外，还由于观测地段部分区域和层次与自动土壤水分观测站安装点土壤质地、结构不一致，安装自动土壤水分观测站时安装地点土壤质地、结构发生变化，，条件难以达到，全市共8个层次平均绝对误差大于5%，明显超过综合修正土壤容重法的4个不合格层次。

4 结语评述

在土壤质地、结构比较均匀地段，土壤容重综合修正法和土壤容重综合修正系数法比较适宜，且大部分土壤容重综合修正系数法的土壤体积含水率平均绝对误差小于等于土壤容重综合修正法的土壤体积含水率平均绝对误差，方法简便，物理意义清晰，简化直线回归法大部分统计模拟也比较好，可直接用自动土壤水分观测站测体积含水率和相应综合修正土壤容重计算替代人工重量含水率观测值，或由自动土壤水分观测站测体积含水率根据简化直线回归方程计算替代人工重量含水率观测值，再根据人工测的田间持水量、土壤容重、凋萎湿度等水文物理常数计算土壤相对湿度、土壤总含水量和有效含水量等。

但土壤容重综合修正法应关注自动土壤水分观测站测体积含水率的敏感度，可将图1作为对比实验质量监控工具使用，根据人工测重量含水率、自动土壤水分观测站测体积含水率变化趋势相同、综合修正土壤容重几乎是一条水平直线特征，检验对比观测效果；土壤容重综合修正系数法因人工测体积含水率与经土壤容重综合修正系数修正后的自动土壤水分观测站测体积含水率都不是直接观测值，对误差分析有比较大的影响，致使莱西用土壤容重综合修正法不合格的0～40 cm四个层次几乎全部合格。简化直线回归法须注意：（1）体积含水率平均绝对误差小于5%，不能保证重量含水率平均绝对误差也小于5%，不可仅以体积含水率平均绝对误差作为判断标准。（2）为保障在体积含水率平均绝对误差小于5%时重量含水率平均绝对误差也小于5%，最好采用简化直线回归法。（3）由于，条件难以达到，简化直线回归法不及综合修正土壤容重法适用性强。

篇5

关键词：土壤调理剂；大蒜；土壤理化性状；产量

中图分类号：S156.2文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）03-0088-03

山东金乡是闻名全国的大蒜之乡，常年种植面积稳定在4～5万公顷，占全国大蒜种植面积的30%。大蒜的生产、加工、出口已具标准化、产业化、基地化，是支撑当地经济的主导产业。但由于连年种植大蒜时间长，加之施用化肥农药不合理，造成土壤理化性状恶化，养分平衡失调，地力下降， 严重影响大蒜正常生长及产量的提高，成为制约大蒜生产发展的主要因素。因此，如何改善大蒜田土壤理化性状，保持和提高其土壤肥力，是目前金乡大蒜生产发展中需要研究解决的一个重要问题。土壤调理剂能够改善土壤理化性状，改良土壤结构，调理失衡的土壤养分体系，促进氮磷钾和有机质等养分供应，提高土壤保水、保肥性。本研究通过使用两种不同类型的土壤调理剂，探讨不同土壤调理剂对大蒜田土壤理化性质和土壤肥力的影响，为土壤调理剂在大蒜上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2011～2012年在山东省金乡县进行。试验地土壤肥力中等，土壤有机质为1.23%，碱解氮80.11 mg/kg，速效磷35.26 mg/kg，速效钾130.41 mg/kg，pH值7.86。

土壤调理剂种类为麦饭石、蒙脱石，大蒜品种为金乡杂交蒜。

1.2 试验设计

试验共设3个处理，处理1：蒙脱石；处理2：麦饭石；处理3：以不施调理剂为对照（CK）。 随机区组排列，重复3次，小区面积为20 m2。两种调理剂用量均为1 500 kg/hm2。各处理间留约0.5 m宽的隔离带。复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）用量为1 500 kg/hm2，有机肥用量为750 kg/hm2，复合肥及有机肥于播种前均匀撒入各试验小区；土壤调理剂于播种前一次性施入。

于2011年10月3日播种，行株距为18 cm×15 cm。2012年4月3日浇第一次水，并随水冲施尿素160 kg/hm2，硫酸钾120 kg/hm2。4月20日浇第二水，并随水冲施甲壳素海藻肥300 kg/hm2，其技术指标为有机质>10 g/L，N+K2O≥100 g/L。5月7日提完蒜薹后，浇第三水，即“催头水”。

1.3 土样采集与测量方法

分别于2012年3月3日、4月15日、5月19日取土。每个小区采用“S”形五点取样， 用环刀取土， 用于测定土壤容重、孔隙度；同时在旁边取0～20 cm土层土样，土样经自然风干后， 根据土壤各指标测定所需粒径的大小过筛，测定土壤氮、磷、钾及有机质。容重采用环刀法测定；孔隙度测定：测出容重， 根据公式计算得出，孔隙度（%）= （1-容重/比重）×100； 速效 N、P、K 含量测定分别采用碱扩散法，0.5 mol/L NaHCO3浸提、钼锑抗比色法测定和1 mol/L 醋酸铵浸提、火焰光度法测定[1]。有机质测定采用重铬酸钾容量法。

2 结果与分析

篇6

1材料与方法

1.1试验地点及气象条件

试验于2009年在4个中国典型玉米主产区进行,分别是:东北(黑龙江农垦总局852农场,124.48°E,46.33°N)、华北(河南省温县,112.99°E,34.92°N)、西北(陕西省长武县,107.88°E,35.28°N)和西南(四川省简阳市,104.56°E,30.41°N),4个地点的土壤类型分别为黑土、黑垆土、潮土和紫色土。4个地点的玉米生育期内气象数据见表1,包括玉米生育期内长期气象数据(1999—2008)及2009年玉米生育期内的气象数据。

1.2玉米高产体系的创建

根据各试验点长期气象数据所表征的光温水条件,设计适合当地气候的高产栽培管理模式。总体原则是应用模型通过品种、播期及密度设计高产群体和目标产量,以最大限度利用当地光温资源,通过测试土壤养分状况及当地高产栽培条件下的产量目标,确定施肥量,保证充足的养分供应,同时保证完善的植保措施使病虫草害不成为高产的限制因素,以充分展示不同土壤条件对玉米产量潜力实现的影响。黑龙江852农场产量目标为11.0t•hm2,雨养春玉米,为使玉米生长与当地光温条件相匹配,选用当地主栽中早熟品种“绥玉7号”,该品种生育期内需要的有效生长积温(GDD)[2021]为1386℃,密度70000株•hm2,5月1日播种,为满足玉米养分需求,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为166kg、99kg和48kg,小区面积65m2(6.5m×10m);陕西长武产量目标为13.2t•hm2,选用品种“先玉335”,该品种生育期内所需GDD为1518℃,密度为85000株•hm2,播种期为4月21日,雨养春玉米,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为250kg、40kg和80kg,小区面积56m2(7m×8m);河南温县产量目标12.4t•hm2,品种为当地主栽品种“丰玉4号”,该品种生育期内所需GDD为1780℃,密度为75000株•hm2,6月7日播种,充分灌溉,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为263kg、113kg和143kg,小区面积50m2(5m×10m);四川简阳产量目标8.7t•hm2,密度为60000株•hm2,品种为当地主栽品种“川单418”,该品种生育期内所需GDD为1706℃,采用育苗移栽,移栽期为4月19日,雨养,玉米红苕间作,每公顷N、P2O5、K2O施用量分别为225kg、78kg和150kg,小区面积20m2(4m×5m)。所有试验点均为3次重复。

1.3根系取样及测试方法

各试验点在玉米根系最发达期(吐丝期)取根样,取样方法为分层取根法[22],选择临近的两株进行取样,0~60cm土壤层次分层划分成小长方体,小长方体高分别为10cm(0~10cm)、10cm(10~20cm)、20cm(20~40cm)、20cm(40~60cm),长为株距的1/2,即黑龙江852农场、陕西长武、河南温县与四川简阳4个试验点小长方体长分别为11cm、12cm、11cm和8.5cm,宽度依据玉米行距而有所变化,4个试验点分别为10.8cm、10cm、10cm和10cm。用直径0.5mm孔径的尼龙网对每个土块进行过滤洗出根系,去掉气生根及延伸至土壤中的茎,各土块中的根在75℃烘干称重。

1.4土壤剖面及土壤取样与分析

在每个试验点挖掘典型土壤剖面,采集土壤剖面照片,记录土壤剖面特性。分0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60~100cm5个土壤层次进行土壤容重测定,同时取各个土层的土壤样品,带回实验室风干测土壤有机质含量[23]。

1.5测产

收获期在每个小区选择9m2面积进行测产,取部分籽粒在75℃烘干称重,计算玉米在15.5%含水量下的产量。

1.6产量潜力的模型计算

利用Hybrid-Maize模型进行玉米产量潜力的计算。Hybrid-Maize模型[2021]是美国Nebraska大学开发的玉米专用模型,能够模拟玉米在水分限制(雨养)与无水分限制(灌溉)条件下的长期(多年)与当年的玉米产量潜力,在中国玉米主产区得到校验和应用[6,24]。模型模拟所需要的气象数据包括当年或长期的每日太阳辐射、最高气温、最低气温、降雨量、平均风速与平均相对湿度,气象数据来源为试验点所在地区气象站,模拟时需要输入玉米播种日期、播种密度与品种特性(吐丝与收获所需要的GDD)。

2结果与分析

2.1不同土壤条件下玉米的长期产量潜力、当年产量潜力与实际产量

图1为各试验点的实测玉米产量及应用Hybrid-Maize模型及气象资料计算的长期(10年)产量潜力及2009年产量潜力。黑龙江852农场(雨养)、陕西长武(雨养)、河南温县(灌溉)与四川简阳(雨养)4个试验点在本文设计的高产栽培管理条件下的长期产量潜力分别为11.0t•hm2、13.2t•hm2、12.4t•hm2和8.7t•hm2,长期玉米产量潜力陕西长武>河南温县>黑龙江852农场>四川简阳,主要原因是陕西长武与河南温县可选用生育期较长的品种,品种所需GDD分别为1518℃和1780℃(黑龙江852农场品种所需GDD只有1386℃),且气象条件适宜玉米生长,陕西长武的气象条件可以承受更高的栽培密度(85000株•hm2)。2009年4个试验点的产量潜力分别为11.7t•hm2、13.6t•hm2、10.9t•hm2和8.5t•hm2,其中黑龙江852农场与陕西长武2009年模拟产量高于长期模拟产量,主要原因是2009年黑龙江852农场与陕西长武生育期内总辐射高于长期平均,而生殖生长期的平均温度低于长期平均使灌浆期延长,因而有利于产量的提高;河南温县2009年模拟产量低于长期模拟产量,主要原因是2009年生育期内温度高于长期平均;四川简阳2009年模拟产量与长期模拟产量之间没有差异。2009年黑龙江852农场、陕西长武、河南温县与四川简阳4个试验点实际获得的产量分别为10.7t•hm2、14.1t•hm2、9.2t•hm2和6.7t•hm2,分别实现了当年产量潜力的92%、104%、84%和78%,不同地点在最佳管理措施下实现产量潜力的程度明显不同。

2.2不同土壤条件下的土壤剖面结构、土壤容重和有机质含量

图2为不同试验地点不同深度(0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm、60cm以下)土壤剖面结构图。黑龙江852农场试验点为典型黑土;0~40cm为黑土层,为壤质黏土,主要为粒状与团块状结构,疏松,多根系;40~60cm土层颜色较上层淡,黏土,小核块状,结构紧实;60cm以下颜色为浊黄色,黏土,极少根系。陕西长武试验点为典型黑垆土;0~40cm为覆盖熟土层,是长期耕种、施用粪肥和近代黄土沉积物的产物,此层又可细分为耕层、犁底层和老表土层,为壤土至黏壤土;40cm以下为黑垆土层,黏壤土至壤质黏土,暗灰色。河南温县试验点为典型潮土;0~20cm耕作层浅灰棕色至暗灰棕色,呈屑粒状、碎块状及团块状结构,多须根与孔隙;20~30cm为亚耕层,紧接耕作层之下,长期受机具挤压作用所形成,色泽与耕作层相近,结持较紧,块状或片状结构,根系与孔隙显著减少;30~60cm为氧化还原特征层,以块状结构为主;60cm以下为母质层,显示沉积物基质色调,具明显沉积层理的土层,基本无生物活动等成土特征。四川简阳试验点属于四川典型石灰性紫色土;0~20cm为耕作层,根系较多,紫色,质地较轻;20~50cm紫色,土壤较黏重;50cm以下土壤黏重,颜色灰白色一层为碳酸钙淀积层。土壤条件主要包括土壤肥力特征及土壤物理、化学和生物学等特性,本文选择性地采用了对玉米生产影响大、在生产中易于调控的土壤物理(容重)与肥力(有机质)两个重要指标进行研究。图3是4个试验地点的土壤容重与有机质含量。4个点容重随着土壤层次加深逐渐增大,以四川简阳容重最高,为1.5~1.7g•cm3;其次是河南温县与黑龙江852农场,为1.2~1.5g•cm3;陕西长武容重最小,为1.0~1.3g•cm3。其中黑龙江852农场0~10cm土壤容重较小,10cm以下土层土壤容重增大,耕层(0~20cm)容重为1.37g•cm3;河南温县10cm以下土壤容重增大,尤其10~20cm容重最大,为1.53g•cm3;四川简阳整个土壤剖面容重均较大,平均为1.58g•cm3;陕西长武整个土壤剖面土壤容重较小,耕层(0~20cm)容重只有1.15g•cm3。4个试验地点有机质随着土层的加深呈递减趋势,黑龙江852农场黑土有机质最高,0~100cm土层变化范围为6.4~74.6g•kg1,耕层(0~20cm)有机质为69.3g•kg1;其次是四川简阳与河南温县,变化范围为8.0~30.2g•kg1和8.0~20.6g•kg1,0~20cm耕层有机质分别为23.8g•kg1和18.6g•kg1;陕西长武最小,为7.3~13g•kg1,耕层有机质12.8g•kg1。

2.3不同土壤条件下吐丝期玉米根系特征

4个试验地点的玉米吐丝期根系(干重)立体分布见图4。从图中可以看出,4个试验地点玉米根系主要分布在0~20cm土层,40cm以下根系含量较少。陕西长武与黑龙江852农场的根量较大,0~40cm横向分布广泛,四川简阳与河南温县的根系量少,主要分布在0~10cm。图5是4个试验地点不同土壤深度的玉米根干重密度。由图5可以看出,4个试验地点以陕西长武的根干重密度最大,以0~10cm与10~20cm最大,根干重密度分别为0.81g•dm3和0.35g•dm3,随着土层加深根干重密度降低,40cm以下土层根干重密度降至0.04g•dm3以下。黑龙江852农场根干重密度略低于陕西长武,0~10cm、10~20cm、20~40cm、40~60cm及60cm以下根干重密度分别为0.54g•dm3、0.14g•dm3、0.06g•dm3、0.02g•dm3和0.002g•dm3。河南温县根干重密度较低,0~10cm和10~20cm根干重密度分别为0.41g•dm3和0.05g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.008g•dm3。四川简阳根干重密度最低,0~10cm和10~20cm根干重密度分别为0.35g•dm3和0.09g•dm3,根系主要集中在0~10cm,40cm以下根干重密度低于0.021g•dm3。由于黑龙江852农场为典型黑土,0~40cm为壤质黏土,主要为粒状与团块状结构,比较疏松,同时因为黑土有机质含量高,适合玉米根系生长,故根干重密度较高。陕西长武为典型黄土高原黑垆土,0~40cm为长期耕种层,土壤容重在4个试验地点中最低,土壤疏松,有机质含量低但养分便于调控,根系生长好,因此,根干重密度在4个试验点中最高。河南温县为潮土,有机质含量不高,容重较高,不利于根系下扎,根干重密度低。四川简阳为典型石灰性紫色土,有机质含量较低,土壤质地黏重,尤其50cm以下土壤为灰白色黏重土壤,不利于调控,根系生长缓慢,根干重密度较低。

2.4产量潜力实现程度与土壤条件、根系生长的关系分析

由图6可知,土壤容重增加,玉米产量潜力实现的程度逐渐下降,各层土壤容重与产量潜力实现程度均呈极显著负相关。根干重密度随着玉米产量潜力实现程度增加而增加,在各土层中,根干重密度变化与玉米产量潜力实现程度呈显著正相关。

3讨论

3.1土壤条件对玉米产量潜力实现的影响与机理

本研究发现,在4个典型玉米主产区,土壤容重、土壤质地与有机质显著影响玉米根系生长发育和产量潜力实现。陕西长武根干重密度最大,主要原因是土壤容重低,土壤质地为壤质土,利于根系生长,黑龙江852农场与河南温县具有相似的土壤容重,但黑龙江852农场土壤有机质高,土壤较疏松,更利于玉米根系生长,河南温县10~20cm犁底层容重高,严重限制了玉米根系下扎,四川简阳土壤容重最大,并且具有土壤障碍层,影响玉米根系发育,根干重密度低。土壤条件影响玉米产量主要通过影响玉米根系发育,有研究表明,土质疏松,砂性土壤利于玉米根系生长,土壤容重较大的黏重土壤不利于玉米根系的生长发育[1819,25]。国内已有研究也表明[2627],随着下层(20~60cm)土壤容重的增加,玉米根条数、根干重、根长和根系活力都呈现减少的趋势,且容重越大,减少的趋势越显著,且产量下降。另一方面土壤肥力影响玉米生长,尤其是土壤有机质[2,1416]。土壤有机质含量影响玉米根系生长,研究表明,0~20cm土层玉米的根系量与土壤有机质呈显著正相关[28]。本文中土壤容重与产量潜力实现程度呈显著负相关,根系生长与产量潜力实现程度呈显著正相关,说明土壤条件限制玉米的生长,从而限制玉米产量潜力的实现程度。当然,除了土壤容重和有机质等以外,土壤结构、土壤的保水保肥性、土壤的生物肥力等很多因素也对作物产量有很大影响,在这些方面前人已做了大量研究[25,28]。

3.2土壤条件的调控

在本研究中,比较理想的土壤条件是黑龙江黑土,土壤容重适中,耕层(0~20cm)土壤容重为1.37g•cm3,有机质含量高,耕层有机质含量69.3g•kg1,虽然是壤质黏土,但高的有机质含量可改善土壤团粒结构和水肥供应能力,利于玉米生长和获得高产,实现玉米产量潜力[2,1416];陕西长武黑垆土土壤容重低,耕层为1.15g•cm3,土壤为壤质土,尽管有机质含量低,耕层有机质为12.8g•kg1,但疏松的土壤条件利于根系的生长与水肥调控,从而完全实现了玉米的产量潜力[7];河南温县10cm以下土壤容重大,尤其10~20cm犁底层的容重最大,为1.53g•cm3,土壤有机质含量较低,耕层有机质含量18.6g•kg1,说明耕作层浅,耕层土壤肥力较低,严重限制了玉米根系的下扎,进而限制了玉米产量潜力的实现;四川简阳土壤有机质含量较低,整个土体容重较高,平均为1.58g•cm3,并且土壤黏重,不利于实现玉米的产量潜力。

篇7

关键词：蔬菜种植；水稻土；团聚体；土壤结构；土壤演变

中图分类号：S152.4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2013）11-0066-04

目前由于城镇化建设扩大，较多的远郊粮田改种蔬菜以满足城镇居民生活需求，土地利用方式的改变势必影响土壤演变及肥力水平。土壤团聚体、有机质含量与土壤结构形成、养分保储密切相关，是评价土壤肥力水平、土壤有机碳固储能力、土壤结构的稳定性的重要指标[1～4]，也是表征土壤质量的重要指标[2，4]。不同土壤类型、土地利用方式及施肥措施对土壤团聚体、土壤结构和养分含量的影响存在明显差异[3，5～8]。通常土壤养分的增加易促进土壤有机质的积累并提高土壤大团聚体含量[9，10]。近年来涉及旱作区蔬菜种植及其他土地利用方式下的土壤酸化、板结及养分变化[1，3，6，7]等报道较多，但针对稻田改种蔬菜对土壤物理结构及土壤碳固储的潜在影响研究不够。本试验利用自然条件下具有相同稻-麦轮作粮食作物种植背景的长期粮食种植与改种蔬菜20年以上田块，研究不同利用方式下土壤物理结构（团聚体含量、土壤容重、固液气三相比）及土壤有机质0～60 cm剖面上分布差异，探讨稻区农田粮改蔬对土壤演变的影响，为正确评价农田粮改蔬后农田土壤的演变趋势及制定合理调控措施提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

1.2 样品采集与测定

选择3块肥力中等的稻-麦轮作粮田且其部分区域改种蔬菜达20年以上田块，其中将每块农田的粮食种植区（稻田，CP）作为对照，蔬菜种植区（蔬菜田，VP）则为处理，重复3次。于2011年5月，分别在粮作区和相邻菜作区，各随机选择3个采样点，分0～20、20～40、40～60 cm三层采集，将同区域同层次3个样点的土壤样品混合，即为某一研究区域某一层次的土壤样品。所采取土壤样品用于水稳性团聚体、土壤有机质的测定。

水稳性团聚体测定用湿筛法[11]，依次通过1.000、0.250、0.053 mm筛进行分级；剖面土壤容重利用土钻法[11]进行测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法[12]；土壤总孔隙度、毛细管孔隙度和气体孔隙度采用计算法[12]。

1.3 数据处理与分析

式中F：水稳性团聚体占总团聚体百分含量；m：水稳性团聚体烘干质量；i：团聚体粒级；M：总团聚体烘干重。

本试验数据处理利用Excel 2003进行方差分析、相关分析及制图。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用方式对土壤团聚体含量与分配的影响

土层土壤团聚体含量

2.2 不同土地利用方式对土壤容重和孔隙度的影响

2.3 不同土地利用方式对土壤有机质含量的影响

图3 长期菜作和粮作下不同土层有机质含量

3 结论与讨论

本研究结果表明，长期植菜致0～20 cm 耕层土壤容重与固液相所占比例下降、气孔度增加，而20～40 cm层土壤容重具有降低趋势且固液相所占比例较粮作田增加。水稻土土壤容重降低与耕层气孔度的增加改善了土壤结构[13]，但土壤蓄水保水能力下降。粮改蔬后，土壤容重随剖面深度增加且在40～60 cm土层显著高于粮作田，甚至高于粮作田犁底层（20～40 cm）。推测原因可能是长期植菜的精耕深松打破了粮作田固有犁底层、上层土壤中细小土壤颗粒与较小有机肥颗粒随水分向下迁移到深层所致，并影响深层团聚体的形成。

本研究发现土壤有机质随土壤剖面深度增加而降低，这与前人结果一致[11，16]；有机质含量与土壤深度呈显著负对数相关关系，与寇太记等[11]研究结果趋势相同。但本研究发现长期蔬菜种植降低了0～20 cm 耕层土壤有机质含量，这与张靓等[14]认为蔬菜种植因多施有机肥将提高土壤有机质含量的结果不一致。分析有以下几方面的原因，① 张靓等[14]是基于旱作区土壤结果，而本研究是针对江南稻区水稻土，旱作区与稻区存在土壤类型与水分条件等环境因素明显差异，有机质在土壤中矿化与合成机制不一致；②旱作区多施沤制农家肥而稻区多施用粪尿肥为主，后者输入的外源有机物料偏少；③改种蔬菜使得粮田土壤物理结构改善，耕层增加的气孔度提高了土壤中空气含量，有利于微生物有氧代谢，相比厌氧环境易促进有机质的矿化分解，不利于有机质的积累。粮田改种蔬菜影响土壤演变，但对土壤质量的综合影响仍有待进一步研究。

参 考 文 献：

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篇8

关键词 苗期深松；玉米；小麦；产量；影响

中图分类号 S513；S512 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）01-0022-02

山东省是黄淮海区域典型的小麦—玉米一年两熟制耕作区，由于常年复种连作，夏玉米种植多采用免耕贴茬播种，造成耕层土壤被压实，犁底层密度增大、通透性下降等，对作物生长不利。土壤耕层变浅、土壤结构紧实、严重板结、有效耕层土壤量减少等不良土壤物理性状，已经严重阻碍玉米产量潜力的正常发挥[1]。本试验就苗期深松对夏玉米及后期小麦的产量、土壤物理特性等方面进行研究，目的在于探讨玉米苗期深松对大田作物的促进作用，以便更好地应用于农业生产。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验地点位于山东省潍坊市昌邑市卜庄镇后河村，种植制度为玉米—小麦两熟制。供试玉米品种为登海605，小麦品种为济麦22。

1.2 试验设计

试验设2个处理，分别为：2011年夏玉米苗期深松30 cm，2011年秋旋耕后种植小麦，2012年夏直播玉米（A）；2011年夏玉米苗期不深松，2011年秋旋耕后种植小麦，2012年夏直播玉米（B）。大区试验，不设重复。两端地头及每个小区间隔处留出3 m长的拖拉机转弯地带。

1.3 调查项目与内容

土壤物理特性测定，包括土壤容重、土壤坚实度、土壤含水率等[2]。各个生育时期的叶面积系数和干物质积累动态、产量构成、收获指数等，收获采用抽样取点[3-4]。每个处理收获3个3 m2的样点计产。

2 结果与分析

2.1 苗期深松对当季玉米的影响

2.1.1 苗期深松对土壤物理特性的影响。由表1可知，苗期不深松试验地0～15 cm土壤的平均容重为1.65 g/cm3，15～25 cm的平均容重为1.87 g/cm3，25～35 cm的平均容重为1.71 g/cm3，15 cm左右土壤容重最高，犁底层明显。苗期深松后土壤容重在0～35 cm都有降低，尤其是15～25 cm范围内下降达11.76%，说明深松确实可打破犁底层，降低土壤容重，对于提高土壤通气性有利。苗期不深松试验地0～15 cm土壤的紧实度为5.9 kg/cm2，15～25 cm的平均紧实度为9.3 kg/cm2，25～35 cm的平均紧实度为7.6 kg/cm2，15～25 cm土壤紧实度最高，犁底层明显。苗期深松后土壤紧实度在0～25 cm都有降低，尤其是15～25 cm范围内下降达19.35%，说明深松确实可打破犁底层，降低土壤紧实度。苗期深松后玉米吐丝期20～40 cm土壤含水量增加了8.58%，80～100 cm的土壤含水量增加了10.15%，100～120 cm的土壤含水量增加了20.37%。说明苗期深松后打破了犁底层，提高了土壤蓄水量。

2.1.2 苗期深松对玉米生长的影响。由表2、表3可知，苗期深松处理的植株生长发育速度较快，干物质积累也较迅速；叶面积指数在开花期差异达到最大；大喇叭期叶片干重差异明显，开花期苗期深松的干物质均比不深松的增加，说明前期基础好，体现了穗部发育的优势；到成熟期根系的生长优势仍不减，苗期深松的根系干重比不深松的增加17.26%，进一步分析发现根的数量变化不大，但深松使得根分支增加。分支根是根系吸收水分和养分的主要部位，根分支大大增加，对根系吸收作用的充分发挥具有积极的意义。

2.1.3 苗期深松对玉米产量的影响。由表4可知，苗期深松处理比不深松处理每年可增产玉米805.5 kg/hm2，增幅达7.65%，增产明显。

2.2 苗期深松对后期小麦的影响

2.2.1 苗期深松对小麦出苗和苗期生长的影响。保苗是耕作的第一关键技术，10月9日播种后，由于播种时土壤湿度较大，麦种没有土覆盖，10月16日浇水保苗。10月27日调查，不同处理的出苗差距较大，玉米苗期深松后旋耕的出苗比常规旋耕播种基本苗多43.5万根/hm2。以小麦单株为单位调查了幼苗生长的参数：分蘖数、叶数、根数和植株干重。由表5可知，单株分蘖数、叶片数、根数、植株干重处理A比处理B分别多10.38%、42.56%、16.02%、10.34%。说明处理A（玉米苗期深松后）能促进小麦幼苗生长，比不深松的苗期生长显著。

2.2.2 苗期深松对小麦叶面积变化的影响。不同处理对小麦叶面积的影响，主要通过群体大小产生影响。由图1可知，叶面积的基本趋势相同，开花期达到最大，然后逐渐下降，处理A下降速度较慢，说明叶片衰老较慢。

2.2.3 苗期深松对小麦产量性状及产量的影响。由表6可知，有效穗数、千粒重处理A比处理B分别增加25.5万穗/hm2、0.4 g。说明苗期深松有利于增加有效穗数和千粒重。处理A产量比处理B增加746.5 kg/hm2，增幅达7.69%。

2.3 苗期深松对第2年夏玉米的影响

2.3.1 苗期深松对第2年土壤物理特性的影响。由表7可知，苗期深松后第2年耕作时，土壤容重和不深松的差异不显著，说明深松降低土壤容重，经过1年的耕种，容重又逐渐增大。苗期深松后第2年土壤紧实度在15～35 cm都有降低，说明深松打破了犁底层，降低土壤紧实度。苗期深松后第2年玉米吐丝期0～15 cm土壤含水量增加了13.36%，15～25 cm的土壤含水量增加了2.51%，25～35 cm的土壤含水量增加了19.00%。说明苗期深松后打破了犁底层，第2年仍然能够提高土壤蓄水量。

2.3.2 苗期深松对第2年夏玉米生长的影响。由表8可知，不同处理对玉米生育时期没有影响。由表9可知，2个处理叶面积指数差异不大；成熟期深松处理后的根系仍优势明显，苗期深松的根系干重比不深松的增加30.53%，根系是吸收水分和养分的主要部位，根系的增加，为吸收养分作用的发挥有积极的意义。

2.3.3 苗期深松对第2年夏玉米产量的影响。由表10可知，夏玉米苗期深松处理较未深松处理第2年玉米产量增加457.5 kg/hm2，增幅达4.63%。

3 结论

试验结果表明，玉米苗期深松能够改善土壤结构，起到降低容重和坚实度的作用，能够打破犁底层，提高土壤的含水量。苗期深松处理当季玉米增加805.5 kg/hm2，增幅达7.65%，增产明显；下一季冬小麦深松处理的比不深松的增产746.5 kg/hm2，增幅达7.69%；第2年玉米增产457.5 kg/hm2，增幅达4.63%。建议玉米苗期深松1年1次或者隔年1次，对玉米和小麦的生产起到良好的作用[5-8]。

4 参考文献

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篇9

关键词：苗期深松；土壤物理性状；玉米生长；产量

中图分类号：S513.05 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2012）11-0049-04

Effect of Deep Loosening at Seedling Stage on Soil

Physical Properties and Summer Maize Growth and Yield

Kong XiangBin1，2， Bai XingHuan1，2， Wang TongQin1，2， Yang HongGuang1

（1.Weifang Academy of Agricultural Sciences， Weifang 261071， China；

2.Weifang Comprehensive Experiment Station of National Corn Industrial Technology System， Weifang 261071， China）

Abstract This research was conducted in Buzhuang Township， Changyi County， Weifang City， Shandong Province in 2011 to study the effects of deep loosening at seedling stage on soil physical properties， soil nutrient， summer maize growth， development and yield. The results were as follows. Deep loosing at seedling stage decreased the soil bulk density and compactness， but increased the soil water content. In 0 ～ 25 cm soil layer， the contents of organic matter， alkali solution nitrogen， rapidly-available phosphorus， rapidly-available potassium increased in different rate； in 25～35 cm soil layer， the content of organic matter declined slightly， the contents of alkali solution nitrogen， rapidly-available phosphorus and rapidly-available potassium increased slightly. Deep loosing promoted the plant growth and dry matter accumulation of summer maize. The leaf area index had the biggest difference in flowering period between deep loosing and not； the leaf dry matter in big trumpet period was obviously different； deep loosing increased the dry matter in flowering period. Compared to not deep loosing， deep loosing could make the maize yield increase by 7.65%.

Key words Deep loosening at seedling stage； Soil physical properties； Maize growth； Yield

耕层深度是衡量土壤条件的基本因子，适合玉米生长的最低耕层深度在22 cm以上。美国玉米田土壤深耕和深松为35 cm，我国玉米田平均为165 cm，黄淮海区域平均为172 cm，明显较浅[1]。山东省是典型的小麦玉米一年两熟制耕作区，常年复种连作，夏玉米多采用免耕贴茬播种，造成耕层土壤紧实、犁底层密度增大、通透性下降等不良物理性状，严重阻碍玉米产量的提高。本试验就苗期深松对夏玉米的生长发育、产量、土壤物理特性、土壤营养变化等方面进行研究，以探讨增加免耕贴茬播种玉米产量的有效措施，服务于农业生产。

1 材料与方法

11 试验地点与供试品种

试验于2011年在潍坊市昌邑卜庄镇后河村进行。供试品种为登海605。

12 试验设计

设2个处理，即夏玉米苗期（展开6叶）不深松（A）和深松30 cm（B）。每个处理播种大区试验，不设重复，密度675万株/hm2。大区行长100 m，10行区，行距06 m，株距025 m。

13 测试内容与方法

131 土壤物理特性的测定 采用5点取样法于玉米开花期采集土样，采深为0～15 、15～25、25～35 cm，分别测定土壤容重及土壤紧实度。玉米吐丝期和成熟期采集土样测定土壤含水率，采集土层为0～20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120 cm。

132 土壤养分测定 采用5点法采集土样，采深为0～15、15～25、25～35 cm，土样风干后送实验室测定。测定项目包括土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾和pH值。

133 玉米长势调查 苗期（3～4叶）调查玉米出苗率、出苗整齐度、株高、植株干重（110℃烘30 min，70℃烘到恒重），每区连续调查10株。拔节期调查株高、叶面积指数、根系干重、植株干重，每区连续调查5株。生育进程主要包括播种期、出苗期、拔节期、大喇叭口期、吐丝期、成熟期（收获期）调查，标准是各大区内50%以上植株达到规定标准为记载期。玉米成熟期（收获期）调查测定株高、穗位高、地上干重、茎粗、倒伏、病害等级等，每区调查5株。

134 产量测定 5点取样，在两行中连续测10 m，计数株数、穗数、倒伏率，收回全部果穗称重并数穗数，按均值法取20个果穗考种，折算成标准含水量（14%）的产量。测定穗粒数、出籽率、含水率、千粒重等指标。

2 结果与分析

21 苗期深松对土壤物理性状的影响

211 对土壤容重的影响 由表1可知：苗期不深松，0～15 cm土层的平均容重为165 g/cm3，15～25 cm的平均容重为187 g/cm3，25～35 cm的平均容重为171 g/cm3，15～25 cm土壤容重最高，犁底层明显。苗期深松后土壤容重在0～35 cm土层都有降低，尤其是15～25 cm范围内下降达1176%，说明深松确能打破犁底层，降低土壤容重，提高土壤通气性。

表1 苗期深松对土壤容重的影响

（g/cm3）

处 理 土层（cm）

0～15 15～25 25～35

A 165 187 171

B 154 165 155

B比A±（%） -667 -1176 -936

212 对土壤紧实度的影响 由表2可知：苗期不深松0～15 cm土层的紧实度为59 kg/cm2，15～25 cm的紧实度为93 kg/cm2，25～35 cm的紧实度为76 kg/cm2，15～25 cm土壤紧实度最高，由犁底层所致。苗期深松后土壤紧实度在0～25 cm土层都有降低，尤其是15～25 cm范围内下降达1935%，说明深松能够打破犁底层，降低土壤紧实度。

表2 苗期深松对土壤紧实度的影响

（kg/cm2）

处 理 土 层（cm）

0～15 15～25 25～35

A 59 93 76

B 58 75 87

B比A±（%） -169 -1935 1447

213 对玉米吐丝期土壤含水量的影响 由表3可知：苗期深松后玉米吐丝期20～40 cm土层含水量增加了858%，80～100 cm的土壤含水量增加了1015%，100～120 cm的土壤含水量增加了2037%。说明苗期深松打破犁底层后提高了土壤蓄水量。

表3

苗期深松对玉米吐丝期土壤

含水量的影响

（%）

处 理 土 层（cm）

0～20 20～40 40～60 60～80 80～100 100～120

A 222 233 258 221 197 162

B 200 253 251 221 217 195

B比A±（%） -991 858 -271 0 1015 2037

214 对玉米成熟期土壤含水量的影响 由表4可知：苗期深松后玉米成熟期0～20 cm土壤含水量增加了161%，20～40 cm土壤含水量增加

表4

苗期深松对玉米成熟期土壤

含水量的影响

（%）

处 理 土层（cm）

0～20 20～40 40～60 60～80 80～100 100～120

A 186 213 238 191 189 159

B 189 221 234 218 215 192

B比A±（%） 161 376 -168 1414 1376 2075

了376%，60～80 cm土壤含水量增加了1414%，80～100 cm土壤含水量增加了1376%，100～120 cm土壤含水量增加了2075%。这进一步说明苗期深松后打破了犁底层，提高了土壤蓄水量。

22 苗期深松对土壤养分的影响

由表5可知：苗期深松后，0～25 cm土层有机质、碱解氮、速效磷、速效钾都有不同程度的增加；25～35 cm土层有机质略有下降，碱解氮、速效磷、速效钾略有增加。 表5

玉米吐丝期土壤养分的测定

处 理 0～15cm土层

有机质 碱解氮 速效磷 速效钾

15～25cm土层

有机质 碱解氮 速效磷 速效钾

25～35cm土层

有机质 碱解氮 速效磷 速效钾

A 116 1988 256 1228 58 1398 227 554 50 940 202 656

B 128 2174 279 1276 62 1444 229 582 49 950 203 662

B比A±（%） 1034 936 898 391 690 329 088 505 -200 106 495 091

注：有机质的单位为g/kg，碱解氮、速效磷、速效钾的单位为mg/kg。

23 苗期深松对玉米生长的影响

如表6所示，不同处理对玉米生育时期没有影响。

表6

生育时期调查

（月/日）

处理 播种期 出苗期 拔节期 抽雄期 吐丝期 开花期 成熟期

A 6/22 6/28 7/14 8/15 8/19 8/20 10/12

B 6/22 6/28 7/14 8/15 8/19 8/20 10/12

据表7、表8、表9可知：苗期深松的植株生长发育较快，干物质积累也较迅速；叶面积指数在开花期差异最大；大喇叭口期叶片干重差异明显，开花期苗期深松的干物质均比不深松的增加，说明前期基础好，体现了穗部发育的优势；到成熟期根系仍优势不减，苗期深松的根系干重比不深松的增加1726%，进一步观察结果表明，深松使得支根增加。支根是吸收水分和养分的主要根系，它的增加，增强了根系的吸收功能。

24 不同处理的穗部性状及其产量

由表10可知：苗期深松比不深松可增收玉米8055 kg/hm2，增产明显，达765%。各个穗部性状深松处理均优于不深松处理。

表7

不同生育时期叶面积指数

处 理 拔节期 大喇叭口期 开花期 成熟期

A 177 242 433 323

B 183 251 460 327

B比A±（%） 339 372 624 124

表8

不同生育时期干物质表现

（g/株）

生育时期 处 理 叶片重 茎鞘重 植株干重 根系干重

拔节期 A

B

B比A±（%） 113

114

088 007

009

2857 156

163

449 036

040

1111

大喇叭

口期 A

B

B比A±（%） 2003

2480

2381 1763

1796

187 5046

5663

1222 1280

1387

836

开花期 A

B

B比A±（%） 3557

3667

309 10873

11350

439 16383

17036

399 1953

2019

338

表9 成熟期干物质表现

（g/株）

处 理 叶片重 茎鞘重 籽粒重 植株干重 根系干重

A 4165 9229 15742 31563 2427

B 4286 9258 16088 32478 2846

B比A±（%） 291 031 220 290 1726

表10 不同处理穗部性状及其产量表现处 理 穗长

（cm） 穗粗

（cm） 秃尖

（cm） 穗行

数 行粒

数 千粒重

（g） 出籽率

（%） 产量

（kg/hm2）

A 193 46 28 156 380 3095 858 105270

B 206 48 21 158 397 3149 869 113325

B比A±（%） 674 435 -2500 128 447 174 128 765

3 结论

篇10

1测定指标及方法

土壤和污泥基本理化性质的测试方法参照《土壤农化分析》（第三版）；总磷、总钾、总铜、总铅、总铬、总砷、总锌、总镍采用HNO3-HF-HClO4微波消解ICP-AES法；重金属形态采用BCR四步连续提取法，将土壤中重金属分为：可交换与碳酸盐结合态、铁-锰-氢氧化物结合态、有机物与硫化物结合态、残渣态，并采用ICP-AES测定各形态重金属含量。小麦种子发芽试验：小麦种子为东北农业大学农学院小麦组06-4069号。供试土壤取经风干研磨后的0.25mm标准筛下物。改良初期共设12个处理，包括蒸馏水对照、盐碱土对照及脱水污泥与盐碱土混合样品10个（污泥体积比分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%），每个样品取10g，加蒸馏水10mL，其他试验土壤为孵育试验花盆中的改良土壤。上述每个处理3个重复，每个重复均用4分法从纯净种子中选取种子50粒放入培养皿，种子之间保持1~5倍的间距。培养皿用酒精擦洗消毒，滤纸作床放置于25℃恒温箱中。发芽过程中注意每天定时加水、通气，并记录种子逐日发芽情况。当胚根突破种皮，长度为种子长度一半时计为发芽种子。待发芽结束后统计发芽率、发芽势，3个重复取平均值。发芽率=（n/N）100%（1）式（1）中：n为种子正常发芽粒数（计数时间：第8天），N为供试种子总数。发芽势=（A/N）100%（2）式（2）中：A为发芽种子数达高峰时正常发芽种子数（计数时间：第5天）。

2结果与讨论

2.1污泥改良对土壤盐碱化特征参数的影响土壤容重、pH值、水溶性盐含量、碱化度通常是表示土壤盐碱化程度的重要参数，这些指标值越高表明盐碱化程度越高，越不利于植物生长。图1表明以污泥为改良剂可有效减低土壤容重、pH值和碱化度，改善土壤的盐碱化状况。由图1（a）可知：未经改良的盐碱土即使通过物理翻混，仍然维持较高的容重，在20个月的孵育时间内始终在1.31~1.35g/cm3之间。随着污泥投加比例的增加，土壤容重不断降低，尤其是污泥比例超过30%的改良土壤容重降低更为明显。这与之前研究总结的土壤有机质含量增加与容重的变化呈显著的线性相关这一结论相一致[13]。随着孵育时间的延长，一次污泥改良后的土壤在植物生长期结束后土壤容重均有回升的趋势，这与有机物的不断矿化关系密切。在二次污泥改良后土壤容重继续降低。图1（b）表明：随着污泥投加比例的增加土壤pH值显著降低；污泥投加比超过30%，可降低pH值1个单位以上，唐银健等在施用污泥堆肥改良碱性滩涂土时也得到了相似的结果[14]。随着孵育时间的延长，土壤pH值基本维持下降；在一次改良后8~20个月之间土壤pH值为先升高再降低的趋势，其原因可能是在有机质分解和硝化作用中产生了有机酸[12]，有机酸不断产生和分解的过程导致了pH值的波动。图1（c）表明：污泥改良可增加土壤水溶性盐含量。一次改良后的20个月内，污泥投加量在20%以下的土壤中含盐量有略微增加的趋势；而投加量在30%以上的土壤中含盐量却不断降低，可能的原因是低污泥投加量的土壤由于物理性质改良效果不明显而出现返盐现象，而高污泥投加量的土壤由于其容重降低明显，土壤孔隙率增高以及作物生长期植物的覆盖作用使得土壤排盐效果增强。经过二次污泥改良后的土壤含盐量进一步增加。然而，土壤碱化度随污泥添加比例的增加明显降低（图1（d）），说明尽管污泥可增加土壤的水溶性盐含量，但可有效降低土壤阳离子交换量中交换性钠的比例。一次污泥改良后，随着孵育时间的延长土壤碱化度变化不大；经二次改良后土壤碱化度进一步降低。

2.2污泥改良对盐碱化土壤养分性质的影响

2.2.1有机质土壤有机质是植物所需各种矿物营养的重要来源。由图2可知：土壤有机质随污泥投加量的增加而增加，但随着孵育时间的延长，由于有机物的矿化作用，改良后土壤有机质均有所降低，且高污泥投加量的土壤有机质矿化率也越高，这与之前的研究结果基本一致[15]。在孵育期15d内有机物降解速率最快，3个月内，污泥投加比例在30%以上的改良土壤中有机物达到基本稳定。8个月后，30%以下污泥处理的土壤已接近原土的有机质水平，而50%以上处理的土壤有机质约为对照土壤有机质含量的2倍左右。二次改良后的土壤中有机质又明显增加，并随时间的延长继续降低。

2.2.2氮磷钾氮磷钾是植物生长的最重要的三大营养元素。图3表明，土壤总氮、总磷随着污泥投加比例的增加而增加，且投加比例超过30%增加趋势更为明显，这与李伟等在研究污泥改良石灰性土壤中得到的结论相吻合[16]。总钾含量受污泥改良影响较小，说明原土壤中钾盐含量丰富，这也是苏打盐碱化土壤的一个重要特征。一次改良后的20个月内，土壤总氮磷钾在基本不变的基础上略有降低，二次改良后有明显增加，说明污泥可视为氮磷钾的稳定供给源。由图3可知：土壤速效氮磷钾也随着污泥投加比例的增加而增加。一次改良后8个月内，速效氮在污泥投加比例较高的情况下增加明显，随后逐渐减低，说明污泥在土壤中有缓释氮肥的作用，但缓释肥效持续时间有限。二次改良后又明显增加。污泥量在30%以下的土壤速效磷含量维持稳定，而50%以上污泥投加的土壤速效磷处于较高的水平。一次改良后20个月内始终处于增加状态，约为孵育初期的0.5~1.5倍。说明污泥不仅可以增加土壤有效磷肥含量，还具有缓释磷肥的作用[17]，且肥效期较长。土壤速效磷含量在二次改良后继续增加。一次改良后土壤速效钾含量在整个孵育期内变化不明显；经过二次改良后明显增加。

2.3污泥改良对盐碱土中重金属的影响

尽管生物对许多微量重金属元素都有一定量的要求，但是由于重金属的稳定性和富集性，环境中过多的重金属将会对生命活动起限制作用。由表1可知，原泥中Cu、Pb、As、Zn、Ni、Cr总量均低于《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》（CJT291-2008）标准。图4表明，即使是连续2年污泥投加量为70%的改良土壤中重金属总量仍低于《土壤环境质量标准（GB15618-1995）》（二级旱地土壤pH>7.5）最高允许浓度值。其中：改良土壤中Zn含量随污泥添加比例的增加明显增加，而Cr、Cu、Ni、Pb、As含量略有增加，原因是污泥中Zn含量远远高于土壤背景值。一次改良后，随孵育时间的延长，土壤中各重金属总量均有所降低，说明较长的孵育期更有助于重金属的迁移。重金属在土壤中的形态一定程度上决定了它的生物有效性。低污泥投加比例的改良土壤中Zn主要以残渣态存在，占总量的60%以上；随着污泥投加量的增加，铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的Zn含量均增加明显。一次改良孵育8个月后，污泥投加比例在30%以下的土壤中，其铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的Zn基本消失，20个月后有机物与硫化物结合态的Zn明显降低。二次改良后，各污泥改良土壤中Zn含量均明显增加，9个月后仍以铁锰氧化物结合态的Zn降低明显。一方面活性较强形态的Zn可能被植物利用，另一方面向更稳定的形态转化。污泥改良后土壤中Cr和Cu在土壤环境中主要以残渣态存在，占总量的80%~90%，其次是有机物与硫化物结合态，占总量的8%~15%，且随孵育时间的变化不明显。Ni和Pb在改良土壤中残渣态比例占总量的50%~69%，其次是有机物与硫化物结合态和铁锰氧化物结合态。一次改良后经过8个月的孵育期，所有改良土壤中的重金属仅可提取到残渣态和有机态的Ni和Pb，说明改良土壤中重金属的迁移性有所降低。二次改良后，20%以上投加比例的土壤中，铁锰氧化物结合态和可交换态与碳酸盐结合态的Ni增加明显，且9个月后仍以这2种形态的Ni降低为主，而Pb的增加则以残渣态为主，且随时间变化不明显。30%以下污泥投加比例改良后的土壤中残渣态的As占总量的80%~95%以上，其次是铁锰氧化物结合态的As；当污泥投加量大于50%时，改良土壤中出现有机态和可交换态与碳酸盐结合态的As。2次污泥改良后，可交换态与碳酸盐结合态的As含量不但随着污泥投加比例的增加而增加，而且随孵育时间的延长也出现增加的趋势。可见污泥改良后土壤中重金属元素活性较强的是Zn、Ni和As，在土地利用时必须要引起足够的重视，而Cu、Pb和Cr以稳定态为主，环境毒性相对较小，该结论在之前的研究中也得到过类似的验证[18]。

2.4污泥改良盐碱土对小麦发芽生长的影响

2.4.1对小麦种子发芽的影响种子发芽可以一定程度上诊断盐碱良效果和土壤的污染程度，污泥投加比例对小麦种子发芽的影响见图5。研究过程中蒸馏水（对照）处理的平均发芽率超过90%并达到相对稳定，说明随机选取的种子平均质量较好，可用于进一步的发芽试验研究。图5表明随着污泥投加比例的增加，种子的发芽率也有所提高。污泥体积比在30%~60%之间，小麦种子发芽率超过60%。盐碱土对照处理和脱水污泥对照处理的小麦种子发芽率均不超过50%。但是继续加大污泥投加量并超过60%，表现出种子发芽时间推迟，平均发芽率降低，其原因可能是由于污泥中的有害组分对种子发芽起了抑制作用[19-20]。一次改良后，随着改良土壤孵育时间的延长，各处理的种子发芽率均有所提高。改良后90d，污泥投加量在30%~50%之间的改良土壤中小麦种子发芽率接近70%，240d可提高到70%以上，在20个月的孵育期末接近80%。二次改良初期，小麦种子发芽情况与一次改良初期相近，经过9个月的孵育期，种子发芽率可达到75%左右，说明污泥的稳定化有利于土壤环境的改善，促进种子发芽，而污泥对作物种子发芽的抑制作用主要表现在改良初期，具有暂时性而非永久性[21]，因此在播种前3个月进行污泥改良，可一定程度上提高种子的发芽率。

2.4.2对小麦生长的影响连续2年污泥改良的小麦盆栽试验表明：出苗期，以污泥投加比为30%和50%的长势最好；一次改良条件下，70%污泥投加的土壤中第二年种植小麦的长势好于第一年。但是两年盆栽试验各处理都出现病虫害导致的小麦出苗2个月后逐渐变黄，枯萎的现象，至抽穗期只有30%和50%污泥处理的土壤中种植的小麦结有麦穗，但产量较低，相对盐碱土对照处理的小麦生长情况仍有一定的改善。

3结论