土壤研究范文

土壤研究范文（精选12篇）

土壤研究 第1篇

(1) 海峡两岸学术界在对土壤认识上具有高度的一致性。海峡两岸土壤学界均坚持并倡导《尚书禹贡》《管子地员》中的土壤观, 即以土色定九州和以土壤性质评价土壤生产力;在有关近代土壤学发展方面, 海峡两岸学者均认同德国学者A.D.Thaer (1752-1828) 的“腐殖质营养学说”、De Saussur (1767-1828) 的“无机营养学说”、J.F Liebig (1803-1873) “矿质营养学说”, 以及农业化学土壤学派和农业地质土壤学派, 均将俄国学者B.B.Dokuchaev (1846-1903) 创建的“土壤地理发生学”首推为现代土壤学的的始祖, 并将以影响土壤形成发育的五大成土因素作为古典土壤学思想的典范。

(2) 海峡两岸学术界对土壤基本属性和功能的认识是一致的。大陆学者李天杰、赵烨等2004年、2012年将“土壤作为自然资源和环境要素的集合体, 研究土壤的肥力、生产能力和生态环境自净能力”;台湾土壤学界也认同:土壤科学的学术领域, 已由原本以农业生产为主的研究, 扩充到含括环境及生态等主题。

(3) 海峡两岸土壤地理与土壤分类方面的交流有待加强。海峡两岸具有丰富的土壤资源和复杂多样的土壤类型, 两岸学者均从“元素化合物土壤矿物土壤有机-无机复合体土壤结构体土层土壤剖面单个土体聚合土体土链/土壤景观土壤区域土壤圈”开展土壤地理学及分类研究, 大陆学者在研究众多土壤类型形成发育规律与空间分布规律方面有特色, 台湾学者在土壤诊断学及其土壤信息化研究方面则有优势, 亟待相互交流和共同发展。

(4) 海峡两岸在土壤污染防治技术研究方面有待加强交流合作。自20世纪中后期以来, 海峡两岸先后进入社会经济持续快速发展期, 由于自然环境条件、人口及其生产生活高度密集性、发展方式滞后性等原因, 致使区域性生态环境破坏、水土流失和局地性土壤污染的事件逐渐增多, 危害极大, 亟待两岸学者通过学术交流加以应对, 以确保社会经济持续发展和人群健康。台湾学者在土壤污染修复研究方面成果突出, 并明确提出了重金属污染土壤的植物修复必须采用非食源性植物的思想, 值得大陆学者所借鉴。大陆学者赵烨等2012年出版《土壤环境科学与工程》, 在综合分析国内外特别是海峡两岸学者研究成果的基础上, 提出了土壤污染修复的基本原则和基本途径, 分析了运用非食源性经济植物陆地棉萃取耕地土壤重金属的可行性, 还介绍了通过能源植物柳树的短期矮林轮作 (Short Rotation Coppice, SRC) , 修复重金属污染土壤的可行性 (详见附图资料) 。

土壤研究所专业 第2篇

招收研究生专业介绍

二〇一〇年五月

中国科学院南京土壤研究所坐落于风景秀美的南京市玄武湖畔，其前身为1930年创建的中央地质调查所土壤研究室，是中国土壤科学研究的发源地。该所针对土壤资源开发与利用、农业可持续发展和生态环境建设中国家急需解决的重大问题和学科发展的需要，从土壤学、植物营养学、生态学和环境科学等多学科的角度开展研究工作。研究力量雄厚，研究手段齐备，是在国内外享有较高声誉的国家级高级人才培养基地。现有高级研究人员112名，其中中科院院士2名、研究员46名。设有“土壤与农业可持续发展”国家重点实验室、“土壤与养分资源高效利用”国家工程实验室、中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室等9个研究室、研究中心和包括3个国家级野外实验站在内的科研支撑系统。作为国家首批具有硕士和博士学位授予权的单位之一，目前已发展到拥有1个一级学科博士学位、硕士学位授予点（农业资源利用含土壤学、植物营养学、资源环境与遥感信息、环境污染过程与生态修复）；生态学、环境科学博士学位培养点；地图学与地理信息系统、生态学、环境科学、水土保持与荒漠化防治硕士学位授予点和培养点；环境工程、生物工程领域全日制专业学位培养点及1个博士后流动站，现有博士研究生指导教师及硕士研究生指导教师70余名，在读研究生250多人。中国科学院南京土壤研究所在办公条件、仪器设备、图书资料、后勤保障等方面均具备了较强的实力，因此有能力为研究生提供良好的学习、生活和工作条件。

070503地图学与地理信息系统（招收硕士研究生）

专业特色：地图学与地理信息系统专业主要基于现代地图学、地理信息系统(GIS)及空间分析、数学建模等理论，围绕土壤学基础理论的发展和农业生产与环境建设中出现的实际问题，开展数字土壤制图、SOTER数据库、中国土壤信息系统，中国土壤参比与查询系统，土壤质量时空表达与模拟，土壤质量定量评价等方面的研究工作。

主要研究内容：包括土壤资源数字化管理、土壤（土地）资源质量GIS建模与评价、城市GIS资源信息化管理与应用、资源环境与信息技术等。主要涉及数字化土壤制图、土壤数据库及中国土壤信息系统（WebGIS）、空间数据的尺度效应与质量评价、土壤性质数据时空模拟及不确定性评估等。专业实力：现有研究员5人，副研究员6人。配备有高性能工作站/服务器2台，A0幅面扫描仪1台，A3幅面扫描仪和GPS等多台；装有国外引进的ArcGIS软件、遥感图象处理软件（如ERDAS、ENVI和PCI等），及其它各种专业软件。先后主持和承担了国家科技部973项目、基础性工作专项和支撑计划项目，国家自然科学基金委员会创新群体项目、重大项目和重点项目，中国科学院知识创新重大项目和欧盟重大合作项目等10余项，总经费近2000万元。曾获国家自然科学二等奖1项和省部级一、二、三等科技奖等5项。率先建成了中国1：1400万～1：5万多尺度土壤空间数据库和土壤属性数据库，开发了中国土壤参比在线查询系统（/sischina）和中国土壤信息查询系统（/soilrf）。作为中国土壤资源的基础平台数据，它们在国际国内诸多领域得到了广泛应用。在SSSAJ（Soil Science Society of America Journal）、Geoderma、Global Biogeochemical Cycles等国际知名刊物上发表SCI论文近100篇。

课程设置与培养方向：该专业的特色主干课程包括土壤资源学，地理信息系统概论，计算机统计学等。同时还依托南京市诸多高校教学资源，学生可以根据研究兴趣跨校选择相关基础课程。学生在读期间还将参加野外专业考察等社会实践活动。

该专业旨在培养学生严谨的科学思维和独立完成科研项目的能力。学生可以直接参与科研项目申请、设计、执行和总结的全过程，从而奠定了扎实的科研基础。通过导师指导学生自主选题，系统设计研究方案和发现研究中存在的问题，能很好地提高学生对事物内在本质的分析和综合能力；通过组织学术小组讨论，开题报告、中期评估报告和毕业论文答辩报告，训练学生对科技论文初稿审阅、讨论及相互学习的能力，培养学生准备报告、总结汇报等能力，以达到提高学生科技论文的写作能力和科研综合能力的目的，就业方向：地图学与地理信息系统作为一门新兴学科，随着GIS技术在各行各业中的广泛应用，各级企事业单位及高校科研院所对GIS人才的需求也在不断增加。该专业的研究生毕业后，一部分继续留所或到国外深造，其它大部分进入高等学校、部属研究规划院、各级环境、农资、农业（土地）管理等部门，从事城市、资源、环境、交通、人口、土地、基础设施和规划管理等诸多方面的工作。

071012生态学（招收硕士、博士研究生）

专业特色与主要研究内容：中国科学院南京土壤研究所自70年代起就开始从事生态学研究，是国内最早开展土壤生态学和农业生态学研究的单位之一，在农田生态系统物质循环与区域生态农业建设、大型工程对土壤生态系统的影响评价、农村环境治理的生态工程等方面取得了一批重要科研成果。我所在知识创新工程三期方案中将“土壤生物与安全”列为四大研究领域之一。近年来，由我所牵头组织了全国有关优势单位承担了与生态学及其相关领域有关的973项目如“我国农田生态系统重要过程与调控对策”以及863水专项“太湖河网区面源污染控制成套技术”和国家基金重大项目“主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究”等。

作为具有生态学硕士和博士学位授予权的单位之一，现拥有研究员13人、副研究员20人，其中有国家973项目首席科学家1名，863项目首席科学家1名。本所生态学的研究特色是以土壤生态系统为重点研究对象，以土壤生态系统结构和功能及其调控为主要研究内容，形成了生态学领域3个主要研究方向：（1）土壤生态过程与土壤质量演变及其调控；（2）区域农业生态系统结构与功能及其演变;（3）污染生态过程与面源污染控制技术。

077501环境科学（招收硕士、博士研究生）

专业特色与主要研究内容：中国科学院南京土壤研究所自60年代起就开始从事环境科学研究，是国内最早开展土壤环境保护研究的单位之一，几十年来在土壤环境科学与技术领域的研究水平及研究成果一直处于国内领先地位，并在国际上产生较大的影响。我所环境科学专业以土壤环境科学研究为主体，同时注重向水、大气、生物等环境研究方面扩展和延伸，形成了多学科相互交叉的环境科学研究领域。主要创新研究方向有：（1）环境化学与污染控制；（2）环境生物学；（3）水土环境与健康；（4）土壤环境与全球变化；（5）环境污染过程与生物修复；（6）农业资源利用与环境效应；

（7）面源污染控制。本专业的特色是：厚基础、宽专业、强技能。“厚基础”要求学生具备较强的数学、化学、生物学和地学基础。“宽专业” 要求学生了解国内外环境科学与技术的研究热点与前沿、掌握环境科学及与其交叉渗透的相邻学科如环境生物学、环境化学、污染生态学、环境土壤学、农业资源利用等专业基础知识。“强技能”要求学生具有环境科学理论与污染控制技术、环境分析化学、计算机信息技术和野外调查与监测技术等多项基本技能；熟悉国家有关资源与环境方面的方针、政策和法规，具备综合分析和解决资源与环境领域宏观和微观问题的能力。

090301土壤学（招收硕士、博士研究生）

专业特色与主要研究内容：土壤学是农学和环境科学的基础性学科。土壤科学兼具专门性和综合性，是从事农业和环境科学研究、土地和环境管理等不可缺少的专门知识，在解决耕地资源保持和培育、土壤污染防止与治理、陆地生态系统碳循环与全球变化、湖泊河流水体面源污染防止和治理等当前热点问题中发挥着不可替代的作用。

土壤学是中国科学院南京土壤研究所的本色学科，是我所具有博士、硕士学位授予权的专业之一，也是研究所享誉国际，在国际上产生广泛影响的基础。中国科学院南京土壤研究所是我国土壤学的发源地，引领我国土壤科学的发展方向，由我所培养的土壤学硕士和博士不仅活跃在世界各地，而且在我国的土壤科学、农学和环境科学研究和教育中，在各级农业和土地管理部门中发挥着极其重要的作用。

土壤学专业的研究方向包括：土壤资源与利用管理、土壤物理、土壤化学、土壤生物、土壤肥力和土壤环境保护等。主要研究土壤的发生、分类、分布及其不同土壤类型的利用与管理；土壤的结构、形态、耕作特性、土壤的可蚀性、水分渗透和物质在土壤中的迁移规律；土壤的物质和元素组成、形态转化、有毒有害成分的转化和迁移、有毒有害物质清除原理和方法；土壤生物群落、类型、组成、土壤酶、土壤生物及其酶在物质转化中的作用、土壤有机物质组成；土壤养分含量及其有效性、土壤养分调控原理和方法等。

090302植物营养学（招收硕士、博士研究生）

专业特色与主要研究内容：植物营养学主要研究土壤－植物－肥料－环境之间的相互作用关系，中国科学院南京土壤研究所目前主要研究方向有：1.土壤－作物营养与施肥；2.植物营养生理生化与分子遗传；3.植物营养与生态环境；4.新型肥料研究与应用；5.植物营养与农产品品质。其研究内容主要包括：土壤养分和肥料在土壤中的物理、化学和生物学过程以及在土壤－植物系统中的交换和循环；根际微生态系统中的物质转化、交换及其生物调控；植物根系吸收利用土壤养分的分子生物学机制，植物适应土壤不良环境的生理生化机制和分子基础；养分在农田生态系统中的循环过程，肥料向水体和大气环境中迁移转化规律；新型控释肥料的研制研究；特种经济作物和优质农产品生产的施肥技术。为农业可持续发展、生态环境保护和建设提供施肥理论和技术，同时推动植物营养学科的深入发展。

090320资源环境与遥感信息（招收硕士、博士研究生）

专业特色：资源环境与遥感信息专业是以土壤学为基础，利用遥感和信息技术，从事土壤（土地）资源信息的获取、分析、表达和管理。该专业是在“农业资源利用”一级学科下的“土壤学”和“植物营养学”二个专业不能涵盖上述学科内容的状况下自主设立的，是对土壤学科的继承和发展。

学科实力：现有研究员5人，副研究员6人。该专业配备有高性能工作站/服务器2台，A0幅面扫描仪1台，A3幅面扫描仪和差分GPS等多台；装有国外引进的ArcGIS软件、遥感图象处理软件，及各种专业软件。先后主持和承担了国家科技部973项目、基础性工作专项和支撑计划项目，国家自然科学基金委员会创新群体项目、重大项目和重点项目，中国科学院知识创新重大项目和欧盟重大合作项目等10余项，总经费近2000万元。曾获国家自然科学二等奖1项和省部级一、二、三等科技奖等5项。建成了中国1：1400万～1：5万多尺度土壤空间数据库和土壤属性数据库，作为国内外网络平台数据，在国际国内已广泛使用。国际著名杂志SSSAJ(Soil Science Society of America Journal）首次以封面文章刊出中国土壤学家本研究领域有关的成果，表明了对国际土壤学的贡献。国际土壤联合会2006年邀请全世界55位专家起草国际土壤学发展战略报告，其中受邀的3位中国专家之一就来自本研究领域。在SSSAJ、Geoderma、Global Biogeochemical Cycles等国际知名刊物上发表SCI论文近100篇，在国内外具有重大影响。

培养目标：该专业着重培养学生熟练掌握现代遥感与地理信息系统技术，根据全国尺度或区域尺度的农业资源与环境特点，掌握资源环境信息采集、处理、开发、应用及研究资源环境的演变过程与机理等技能，具备运用遥感和信息技术结合土壤（土地）资源特征数据，解决土壤（土地）资源利用过程出现的各种资源环境问题的能力。

该专业着重培养学生严谨的科学思维和独立完成科研项目的能力。通过对选题内容、国内外研究趋势、存在问题和研究工作设计的研讨，提高学生对事物内在本质的分析和综合能力；通过“学术争辩小组”的独特培育方式，组织研究生对论文初稿进行“批判”和“争论”，提高学生的科技论文写作能力和如何准备报告、如何做主题鲜明有感染力的ppt文稿等技能。对学生发表SCI论文，导师除了精心指导外，还特聘国外教授专门修改，这不但使学生英文写作能力大大提高，而且还拥有足够数量的高质量第一作者SCI论文，既保证了研究生顺利毕业，更重要的是为其就业增添了机遇。根据毕业生们的反馈信息，所有这些使他们毕生受益，成为他们去开创未来事业的重要本领。

主要研究内容：包括土壤（土地）资源与遥感信息、土壤数字化制图、资源环境数字化管理、土壤质量遥感动态监测、精准农业、流域生态过程与模拟、城市化对资源环境的影响及其生态效应和土壤（土地）资源的时空演变与评价。目前主要研究方向：1.土壤信息系统；2.资源遥感；3.资源评价与利用。

就业方向：21世纪中国发展面临严峻的资源环境问题，社会对这一领域的需求量大，学生就业面广。该专业毕业生，有一部分继续到国外深造，其它大部分进入高等学校、部属研究规划院、各级环境、农资、农业（土地）管理等部门，从事农业资源管理及应用、国土资源开发及保护、资源遥感与信息技术的教学、科研、生产及管理工作，成为骨干力量，发挥着重要的作用。

090321环境污染过程与生态修复（招收硕士、博士研究生）

专业特色与主要研究内容：主要针对经济社会发展和生态环境建设中国家急需解决的农田、矿区、城镇搬迁场地等土壤环境（包括地下水）污染问题，以及现代土壤环境科学与修复技术的发展需要，运用地球科学、化学、生命科学、材料科学、环境科学与工程、生态学、土壤学、计算机与信息科学等学科的先进理论、方法和技术，研究土壤环境中毒害污染物的界面过程、迁移转化、生物有效性、生态毒理和健康风险，以及监测、控制和修复技术，阐明土壤环境污染过程和微观机制，揭示区域土壤质量演变规律，建立土壤环境风险评估方法、预测模型、质量基准以及修复决策支持系统，为农田、矿区、城镇搬迁场地土壤及地下水污染控制和修复提供技术、设备和示范，促进土壤环境科学和土壤修复技术的发展。本专业有5个主要研究方向：（1）环境污染界面过程与基准；（2）环境污染生态毒理；（3）环境污染监测与风险评估；（4）污染环境物化修复；（5）污染环境生物修复。研究工作主要依托于中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室和土壤与农业可持续发展国家重点实验室。

090707水土保持与荒漠化防治（招收硕士研究生）

培养目标：水土保持与荒漠化防治专业是一门涉及地质、地貌、土壤、水力、水文、气象、生态环境、全球变化等学科的交叉边缘学科。根据我国社会发展的需要，培养具备土壤学、生物学、环境科学与工程、水利工程等方面的专门知识，能在国土资源、水利、农业、林业、环境保护等部门从事科学研究、教学工作或独立承担专门技术工作能力的高级人才。通过学习，能了解该专业现代理论和技术的发展水平，具备从事该专业科学研究、教学或技术实施的独立工作能力，具有较好的外语听说和科学论文写作能力，具有良好的综合素质、严谨的科学态度和理论联系实际的工作作风。研究方向：水土保持与荒漠化防治的研究方向包括土壤侵蚀的发生机理、时空分布、发展趋势及其影响因素，土壤可蚀性的物理描述与表征。坡面、小流域、区域和国家等不同尺度上的水土流失预测。预防和治理水土流失、合理利用水土资源、防止水体污染、建设良性生态环境的战略方案与技术途径。土壤侵蚀的环境效应及其对区域和全球环境的影响的评价，水土保持基础效益、生态效益、社会效益和经济效益的评价体系等。

专业特色及优势：水土保持与荒漠化防治是中国科学院南京土壤研究所土壤退化领域中最为重要的方向之一，特别是在南方红壤区，其研究成果在国内外有广泛的影响；部分水土保持国家标准与规范是基于南京土壤所研究成果基础上建立起来的。从土壤学的角度研究水土流失规律、成因和过程，南京土壤研究所具有不可替代的优势。该专业还与国际著名的科研单位有着良好合作关系，与美国和德国有关大学均开展了广泛的合作。在研究生科研能力培养方面，研究生们有机会参与国家自然科学基金、国家科技部和中国科学院重点研究项目等科研项目的申请、设计、执行和总结全过程。在研究生综合技能提高方面，通过学习，研究生具备了思考总结能力和科技文章写作水平，能够胜任今后工作岗位的实际要求。

课程设置与工作去向：课程设置多样化，学生可以根据学科要求和个人兴趣跨校选课，改变传统单一教学模式，使学生掌握土壤学、生物学、环境科学与工程、水利工程等方面的知识，能在国土资源、水利、农业、林业、环境保护等的生产、教学、科研和管理部门从事水土保持与荒漠化防治的规划、设计、监测、施工及森林生态环境建设等方面工作。目前，我所培养的学生在各自工作岗位上均能很好地承担各项任务，受到用人单位的重视。

085229环境工程领域（招收全日制硕士研究生）

专业特色与主要研究内容：主要针对当今我国土壤及场地污染、农业水及地下水环境污染、固体废弃物污染等环境问题，运用过程工程学原理和模拟技术手段，开展重金属、营养盐、农药、肽酸酯、持久性有机污染物、抗生素等污染农田土壤的修复工程，冶炼、化工、石化、农药类污染场地土壤及地下水修复工程，污水、污泥、生物质废弃物的清洁工程与资源化利用，土壤环境监测与风险管理技术等方面的研究，为实现土壤资源可持续利用、环境风险管理和低碳农业环境提供技术、装备和工程示范，促进环境科学和环境修复技术的应用和发展。本专业有5个主要研究方向：（1）土壤污染模拟与控制工程；（2）工业场地土壤-地下水污染修复技术与工程；（3）面源污染与水环境污染控制工程；（4）固体废物资源化与清洁生产；（5）土壤环境监测与风险管理。研究工作主要依托于中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室和土壤与农业可持续发展国家重点实验室。要求学生了 解国内外环境科学与工程的研究前沿，掌握环境科学、环境技术、环境工程、环境管理、环境土壤学等专业基础知识。

085238生物工程领域（招收全日制硕士）

专业特色与主要研究内容：利用微生物、植物等生物资源，结合物理、化学、农艺、工程等修复退化的生态系统是中国科学院南京土壤研究所近十多年来的新兴研究领域，主要研究我国农村水体环境的生物生态修复原理和治理技术、中低产区域生态恢复与重建技术、大型建设工程的生物护坡和生态重建技术，这对于我国大型湖泊和河流沿岸区域生态环境建设和水体环境的整体改善、生态脆弱区的生产力提升和大型建设工程区的生态环境建设有重要作用。在农业生态系统建设工程、农村面源污染控制生态工程、有机废弃物资源化无害化处理工程、退化土壤生态系统生物调节与恢复工程等方面取得了一批重要科研成果。近年来，由我所牵头组织了全国有关优势单位承担了与生物工程及其相关领域有关的国家水专项项目“太湖河网区面源污染控制成套技术”、“闸控入湖河流直湖港及小流域污染控制技术及工程示范”、“典型小流域污染物削减集成技术与示范”、国家公益性行业（农业）专项经费项目“农业清洁生产与农村废弃物循环利用集成配套技术体系研究与示范”、国家支撑计划项目“红壤退化的阻控和定向修复与高效优质生态农业关键技术研究与试验示范”等。

土壤研究 第3篇

关键词：土壤 文献 被引情况

中图分类号：S15 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0154-02

科技研究论文是研究成果发布的一项主要形式和途径，也是获得科研进展与成果的重要体现，同时也是用来衡量个人、机构和国家科技水平的重要评价参数之一[1]。发表论文的数量、质量和引用情况等则受到研究者广泛的关注[2]。因此，科研论文的发表数量和引用情况，不仅是每个科研工作者所关注的主要问题，也是研究机构、高校，甚至是国家所关注的重要问题[3]。

土壤是人类赖以生存和发展的基石，是保障人类食物与生态环境安全的重要物质基础。进入21世纪以来，土壤学学科发展和科学地位得到了不断地提升。国际土壤学会（ISSS）升格为国际土壤学联合会（IUSS），并成为国际科联的独立成员，充分地反映了土壤学的学科地位和发展形势。由于我国人口众多，因此，对土壤的研究历来非常重视，自新中国建立以来，对我国土壤已经进行了2次全国土壤普查，可见，对土壤的重视。

该研究以土壤研究发表文献及其引用状况进行详细分析，旨在探讨我国土壤研究的发展动态与水平，摸清我国土壤研究的脉络，为未来土壤研究提供数据参考与支撑。

1 材料方法

该研究的数据来源于维普资讯中文期刊服务平台7数据库，利用该数据库检索功能，以“土壤”作为关键词，对1989—2015年的所有文献进行检索，共检索到141 609条记录。

对所检索的数据按照不同的类别，进行统计分析，并找出其中的发展和变化规律，所有的数据通过Excel和SPSS进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 土壤研究文献发表的年际变化及其规律

从1989—2015年间，共检索到141 609条发表的文献记录，其年际间的变化规律列于图1。从图1可以看出，在过去的26年间，土壤研究文献的发表数量得到了飞速发展，特别是在2000年以后，发文量增速更快。这说明，土壤方面的研究很早就受到研究者的重视，自新世纪以来，研究热度得到进一步提升。

2.2 土壤研究文献的被引次数

文献引用率的高低不仅反应了文章水平的高低，还能体现学科研究的热度，图2分析了1989—2015年间，土壤文献的被引次数。在1989—2015年间，土壤研究已发表文献的平均年度被引次数呈现出先增加后降低的抛物线趋势。年均文献引用率最高的年份为2005年，从模拟曲线则表明，引用次数的最高年份在2003—2004年，可见，土壤发表文献的最高年均被引频率出现在约12年以前。

2.3 土壤研究年度发表文献的被引频率

年度发表土壤文献的被引频率，即被引文献数与年度发表文献数之比，呈现于图3。土壤发表文献的年度被引频率平均为51.2%，也就是说在1989—2015年间，发表的土壤研究文献有一半多一点被引用过。引用频率也存在较大的年际变化，在1989—2000年、2000—2010年和2010年以后，分别增加、持平和迅速下降的趋势。说明土壤研究文献的被引用的高峰期约出现在5年前，可持续10年左右。

2.4 土壤研究年度发表文献的平均被引次数

土壤研究文献的年度平均被引次数变化的规律被进一步分析（如图4），可以看出，每篇约被引用4.9次。也呈现出一定的年际变化规律，1989—2000年持续增长，2000—2003年间达到最大，2003之后，急剧的下降。从拟合的抛物线方程计算，也得出引用最高次数出现在2001年前后，可见土壤研究文献的年度平均被引次数最高出现在约14年前。

2.5 土壤研究年度被引文献的平均被引次数

针对被引用的文献进行了进一步的分析，其规律列于图5。在1989—2015年间，被引用文献的被引用次数为8.9次，最高则达到15.4次，出现于2002年。总体规律为抛物线状，计算最高引用次数的年份为2001—2002年之间，与实际的年份吻合，说明被引论文的最高被引次数出现在约13年前。

2.6 土壤研究年度发表文献的被引次数分布

每年发表论文被引的次数分布分析结果列于表1，表明从1989—2015年间发表的土壤研究文献，有50.3%没有被引用，即引用率为0，且被引用的论文，绝大多数（38.7%）在10次以内，100次以上的被引论文仅占到总发表论文的0.18%。可见，高被引论文较少。

3 结语

随着我国科技水平不断地提高，各类研究文献的数量和质量都得到大幅度提高。同时，关于各个学科文献发表的统计与分析研究也引起了研究者的普遍兴趣，然而，针对“土壤”研究发表文献的分析则鲜见报道。从“土壤”研究发表文献的数量可以看出，特别是新世纪以来，文献的数量增长迅速。从论文的被引情况一直是研究者较为重视的指标，也有大量的研究。该研究结果则表明，土壤研究发表的文献引用率较高的年份出现在12～14年前发表的论文。

通过该研究可以得出如下研究结论：（1）土壤研究文献增长迅速；（2）土壤研究研究文献的最高引用情况约出现在12～14年前；（3）高引用率论文有待提高。

参考文献

[1]钟旭.论文影响力指标的建立、预测与评价[J].情报科学，1999，17（5）：545-549.

[2]张倩.国内外6种科技期刊刊载论文长度的统计分析[J].现代情报，2002（4）：13-14，16.

土壤肥力现状研究 第4篇

土壤是人类种植农作物获得生存资料的主要物质基础, 是人类生存和发展的主要依赖, 也是人类物质生产与循环的主要源泉之一[1]。在各种土壤类型中, 耕地是土壤肥力最高的土壤类型之一[2], 加上人类不断地对土壤进行改造和采取培肥措施, 使得耕地成为国家粮食安全的重要保障[3]。耕地是农业生产资料中不可再生资源, 耕地面积以及土壤肥力的好坏直接影响农业生产效益的高低, 同时也关系着国家的粮食安全, 所以农业的可持续发展离不开耕地的保护性利用[4]。

近年来, 由于土壤和耕地污染造成的食品安全问题受到了人们的广泛关注, 例如镉大米的出现, 证明了土壤资源的脆弱性, 也使得土壤环境的维护成为世界各国的重点研究方向[5]。我国人口众多, 食物数量与安全问题成为国家安全的重要问题, 同时耕地数量的急剧减少与人口数量的快速增加产生了尖锐的矛盾, 所以深入调研不同地区耕地肥力变化对农业生产的影响非常重要。土壤肥力调研是耕地保护的基础, 也是耕地更加有效利用的前提, 还是保障1.2108hm2耕地红线的重要措施, 所以国家将确保1.2108hm2耕地作为重要的政策措施来实施[6]。

耕地地力高低是众多土壤学专家研究的主要方向, 也是目前具有战略意义的研究课题。纵观不同学者的研究, 尚没有形成统一的观点和理论基础[7]。从部分学者的观点来看, 耕地地力是指土壤作为农业生产的基本资料之一, 其在农业生产中所表现出来的生产能力, 或者说为植物提供养分的能力的区域特征非常明显, 与成土母质相关性较高, 也与农业耕作和栽培措施有直接的关系, 受到多方面因素的影响, 其中人为对土壤的培肥作用影响最大[8~11]。通过对耕地肥力状况进行详细的调研分析, 根据利用方式进行土壤利用性分类, 从中明确和预测土壤生产力的高低, 对指导农业生产中确定最佳的栽培方式具有重要的现实意义[12]。

近年来, 我国城市化进程显著加快, 由此带来农业生产的巨大压力, 人均耕地面积持续缩小, 而人口规模却在持续增加, 我国的资源环境压力比世界上任何一个国家都大。同时, 近些年来我国粮食产量增幅有所降低, 由此威胁到了国家的粮食安全, 我国粮食危机随时都可能出现。面对这种形势, 如何最大程度地提高粮食产量成为国家的重点研究课题。粮食产量的高低很大程度上取决于土壤肥力的高低, 并且受到多种环境的影响, 其中土壤肥力起着决定性作用[13,14]。土壤的最重要属性就是具有肥力, 肥力高低受到多种因素的制约[14], 多年来人们一直致力于研究如何有效提高土壤肥力[15], 探索如何更有效地保证土壤肥力处于较高水平, 使土壤肥力朝有利于人类发展的方向转化, 这也是众多土壤学专家研究的核心问题[16]。

2 土壤肥力研究现状

2.1 国外关于土壤肥力的研究

国外对土壤肥力的研究相对比较宽广, 从查阅的文献来看, 大量的研究主要集中在土壤质量变化对环境承载能力的影响和对土壤生产力的影响等方面, 其中土壤生产能力是研究的主要方面, 人们更加关注粮食作物产量的变化规律。近年来, 一些国家相继出现了人口与资源环境矛盾逐渐加剧的现象, 同时很多耕地不断退化, 这已经引起了多国政府的重视[17,18]。

Lemenih详细研究了埃塞俄比亚土壤利用方式对土壤肥力的影响变化规律。从实验结果来看, 当大量森林面积转变为耕地后, 土壤中的有机质含量呈现出快速降低的变化趋势, 其中部分土壤下降幅度差异显著;土壤有效磷含量却呈现出升高的趋势;随着部分地区栽培农作物年限的增加, 土壤内全氮含量显著高于林地, 这也表明人类耕作栽培对土壤养分具有较好的作用[19]。

耕地转变为森林用地时, 由于原来人工栽培中施入了大量的有机肥和化肥, 这使得农田生态系统发生了较大变化, 也使得森林生态环境发生了较大变化。从部分研究者的研究结果来看, 森林更加有利于土壤有机质的沉积, 相反速效氮呈现出降低的趋势。草地由于生物积累量相对较低, 对于提高土壤肥力的效果低于森林;与森林和草原相比, 长期处于秸秆还田条件下的土壤有机质和养分含量有升高的趋势, 但是也有相关专家研究显示, 耕地转变为草地后, 部分区域的土壤内的有机质含量呈现出升高的变化趋势。

Gebhart研究了美国耕地变成草原后土壤养分的变化规律。结果显示, 由于耕地利用方式的变化, 导致了土壤中碳储量的变化, 与未变化应用方式之前的差异显著。但是从不同区域相比较来看, 不同地区之间的土壤有机质积累速率变化差异较大。在相对比较湿润的地区, 有机质的积累速率相对比较高, 而干旱地区的有机质积累速率相对比较低, 这与湿度条件差异对植物生长速率高低的影响不同有关。大量研究结果表明, 在温暖湿润地区, 农田退耕还林后的土壤有机质含量呈现出升高的变化趋势。从长远来看, 农田转变为其他应用方式之后, 寒带以及温带地区土壤内的有机质含量可以恢复至未利用之前的90%, 而热带地区的有机质含量恢复的相对比较低, 仅达到了未利用之前的75%。Small通过对我国森林演化规律的研究证明, 我国的耕地资源正在加速退化, 但是土壤的产出效率尚未受到较大影响, 因此我国耕地需要加大维护管理措施。

2.2 国内关于土壤肥力的研究

随着我国对农业基础研究投入的增加, 关于我国土壤肥力变化的研究成果不断出现, 综合分析当前的研究结果, 主要集中于东北、华北、华中等几大平原地区, 这也与这些地区对土壤的投入较大有关。通过对我国近20年来全国190个农田检测点土壤变化数据的分析, 证明我国不同地区土壤养分在变化趋势上既有相似之处, 也有不同之处。以土壤中的速效磷含量为例, 全国大部分地区表现为升高的变化趋势, 有机质和碱解氮含量在华北地区呈现出增加的趋势, 在东北地区的下降速度较快, 而我国的其他地区表现出相对稳定的状态;钾元素我国大部分地区表现出相对稳定的状态, 仅仅西北部分地区表现出降低的变化趋势。

以东北地区为例, 由于该地区是我国重要的粮油生产基地, 所以土壤肥力的变化更会引起人们的注意。在对吉林省土壤肥力的调研与评价中发现, 经过30余年的耕作, 吉林省耕地的全氮和速效磷含量呈现出增加趋势, 部分地区增加幅度达到了1%;有机质含量降低幅度较大, 达到了0.3%;速效钾含量降低幅度达到了3.2%。辽宁省土壤肥力评价与吉林省存在一定的差异, 从现场调研结果来看, 辽宁省主要耕地土壤各项肥力指标均表现出升高的变化趋势, 其中钾营养提高幅度最大, 达到了2.1%, 在农业生产中可以降低钾肥的施用[4,5]。总体来看, 东北地区土壤氮素呈现出增加的态势, 而其他养分含量呈现出降低的变化。水田和旱田之间的养分含量存在较大的差异。以沈阳市为例, 水田有效养分下降幅度仅为0.44%, 旱田降低幅度达到了1.14%;有效磷变化幅度更大, 部分地区增加幅度达到了45.5%以上, 部分旱田甚至增加了51.8%以上;速效钾含量水田降低了10%以上, 而旱田仅仅降低2.1%左右, 所以土壤养分的变化受到利用方式的影响较大。

从华北平原土壤肥力的变化来看, 很多地区土壤肥力受到利用方式的影响较大。如, 从北京市城乡交错地区土壤肥力变化来看, 以水田为主的利用方式转变为旱田或者果园后, 土壤内各种养分含量均会发生较大变化, 其中土壤内的速效磷含量显著升高;从河北省遵化地区的调研结果来看, 将原始林地转变为耕地使用后, 土壤的容质量常常会显著增加, 碱解氮含量显著降低, 其中氮含量降低幅度可以达到60%以上, 速效钾含量降低50%以上, 有机质含量降低幅度达到了63%, 证明农业生产会显著降低土壤的养分含量;从山东省的调研结果来看, 通过常年的耕作, 山东省土壤内的有机质含量显著升高, 但是速效磷、速效钾含量增加缓慢, 表明人类活动对耕地的影响较大, 也表现了不同施肥耕作方式对土壤养分含量影响较大。

田晓兰对嘉祥县土壤肥力状况进行了详细的调研, 结果表明嘉祥县土壤肥力近30年来呈现出升高的趋势, 其中有机质和有效磷含量增加显著, 而速效钾含量呈现出降低的变化趋势[4,9];刘蝴蝶详细分析了山西省土壤养分变化情况, 结果表明经过20年的耕作, 土壤内有机质、全磷和速效磷含量均显著升高, 速效钾含量降低明显, 降低幅度达到了20%以上, 建议当地加强钾肥的使用, 以保持土壤有较高的肥力;王茹研究证明, 大兴区耕地土壤经过30余年的耕作, 土壤内的有机质、碱解氮含量均表现出升高的变化, 速效钾表现出降低的变化。

从不同类型土壤变化上来看, 细沙土的肥力增加幅度最大, 壤土的肥力增加幅度最小。李新举通过对山东省黄河入海口土壤肥力的调研发现, 经过30余年的耕作, 半数以上的土壤内的有机质含量和速效氮含量保持不变, 以灌溉为主的土壤有机质含量略有升高, 土壤肥力质量升高幅度明显;以旱作为主的土壤肥力降低显著, 土壤质量下降也比较明显。在以草地为主的利用形式中, 半数以上土壤质量表现出降低的变化趋势, 紧邻黄河两岸的地块中的碱解氮含量保持相对稳定, 林地的碱解氮含量呈现出升高的变化趋势。从有效磷变化上来看, 人为耕作可以较好地提高土壤速效磷含量。对于荒地而言, 由于没有人类施入相应的肥料, 所以土壤中各种速效养分含量表现出降低的变化。速效钾含量与速效磷含量存在差异, 半数土壤表现出降低的变化, 而有部分土壤呈现出升高的变化趋势。王建革通过比较华北地区上世纪50年代和80年代土壤肥力变化情况得出结论, 华北平原的速效磷和速效钾含量降低趋势比较明显, 仅有部分地区保持相对稳定, 华北北部地区有机质含量表现出降低的趋势, 而南部地区表现出上升的变化, 分析其原因, 认为与气候条件有较大的差异有关。

土壤中阿特拉津降解实验研究 第5篇

土壤中阿特拉津降解实验研究

通过批实验确定了阿特拉津在不同土壤样本中的降解速率,同时对各土壤特性与降解速率的相关性进行了统计分析,并比较了阿特拉津在灭菌土壤与未灭菌土壤中的.降解过程.结果表明:土壤中阿特拉津降解速度缓慢,而且实验土壤对阿特拉津的吸附作用较弱,故阿特拉津的施用对当地浅层地下水和地表水资源存在较大威胁;非生物降解和生物降解所起的作用相当;实验地区阿特拉津的降解参数服从正态分布;在水平α=0.05下,降解速率与已知的几种土壤特性及吸附参数的相关性较弱.

作 者：管仪庆 张丹蓉 GUAN Yi-qing ZHANG Dan-rong 作者单位：河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏,南京,210098刊 名：河海大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HOHAI UNIVERSITY (NATURAL SCIENCES)年，卷(期)：33(4)分类号：X833关键词：土壤 阿特拉津 降解 批实验

土壤环境监测及修复技术研究 第6篇

关键词：土壤环境；监测；修复技术

1引言

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人们触手可及的常见物质，也是构成世界的重要自然要素之一。随社会的发展和科技的进步，人类对土壤的开发和利用达到了空前的高度，同时对土壤的破坏、对环境的污染也日趋严重。随处可见的环境破坏、土地污染不断的侵蚀和危害我们的生存环境、身心健康、生活质量。为了营造绿色、健康、自然的生存环境，国家相继出台保护土壤环境的政策，要求对土壤环境进行综合监测，掌握土壤成分、污染原因和源头及污染程度等，以便下一步对污染的土壤进行有效的保护和修复，以达到保护土壤、维护生态平衡、提升全民生活质量的目的。

2土壤环境监测现状

专业的土壤环境监测工作在我国起步较晚，近60年才取得一定的成绩。中国在发展土壤环境监测工作的同时，不忘记借鉴的吸收国外先进的监测技术和工作经验，如：无线传感器网络技术、遥感技术等，都在我国有很广泛的应用。

2.1无线传感器网络技术

无线传感器的监控体系主要用于土壤参数稳定性低而且位置差异大的監测。我国通过吸收国外关于无线传感器网络技术，并结合我国实际情况自主研发，取得了一定的成效。目前无线传感器网络技术在农田土壤信息收集上得到了很好的应用。近几年我国研发了微型无线传感器网络节点，目的就是使用农田的土壤的监测，具有很强的稳定性和抗干扰性的同时还具有耗电低的特点，其最强大优越性在于长周期连续工作。无线传感器网络技术已被应用于农田科学施肥管理、偏远地区或恶劣环境的土壤监测，得到了行业内的认可。

2.2高光谱遥感技术

上世纪80年代，成像光谱技术开始被应用于土壤监测，通过应用的不断深入和扩展，技术被迅速的认可和完善并得到广泛应用。主要用于分析土壤成分、特性和运动过程等，在精确施肥、土地资源勘查、土壤质量评价、土壤环境监测以及土壤学研究方面都起到至关重要的作用。例如：自2003年起，中国科学院利用遥感技术对青藏高原的表层土壤水分进行分析和推算，为生态区保护和土壤环境监测提供了有力的数据基础。高光谱感光技术利用精细的光谱分析法反映出土壤光谱中极细微的差别和特征，以辨别土壤性质和成分。目前看，我国土壤监测行业虽然很热衷于高光谱遥感技术的应用，但还存在很大的难点，这需要技术研发人员的不断努力，研发出高精的科学监测设备。

3存在的问题

3.1起步晚、成型慢、无体系

我国的污染监测工作起步晚，至上世纪50年代才开始重视土壤监测工作，技术很落后。近几十年多数的土壤监测基本停留在原始土壤化学分析或依靠国外进口设备进行分析的阶段，没有完整的监测体系。

3.2研发力量不足，高端研发人才匮乏

国内对于土壤监测行业没有专门、专业的研发团队，多数依靠大学院校的研发力量联合开展，主要是学生加导师这样的组合，缺乏一定的实践经验，无有效的行业内交流，可以说是纯学术角度的研究。而且单纯以课题为中心，缺乏土壤监测学的连贯性和延续性。

3.3缺乏先进设备的配套

专业的土壤监测是需要先进的科学设备支撑的，而在我国能够进行土壤监测的部门基本上是中国科学院或一些院校的研究组，很难全部都配套先进的土壤监测设备。只有中科院和一些有专门土壤学科的有实力的院校才能有此资源，其他只能停留在上一个技术时代之前。这就导致土壤监测技术在我国萌发很慢。

4土壤修复技术研究

土壤的监测是为了更好的掌握土壤资源状态，对于已经被污染的或现有土壤提供数据和信息，同时还应对被污染的土壤进行修复治理，还原或优化其土壤结构，使其变废为宝。在此理念的驱动下，我国已经在土壤修复技术上取得了一定成果，尤其现今土壤修复已发展成为环境保护科学的一个新的领域、新的方向和新的学科。经过多年的研究和应用，我国在物理修复、化学修复、生物技术修复等多方面积累了一定的经验。

4.1微生物修复技术

微生物修复技术是植物修复技术中的一个分支，就是利用微生物在土壤中大量降解有机污染物的功能来达到消除土壤中有机污染物的目的。其中微生物修复技术经常被应用于农药或石油污染的土壤中。在农田土壤中掺入具有降解作用的有机肥，分解污染物，提高土壤活性从而达到修复土壤的目的。微生物修复技术具有针对性强、见效快、施用快捷、成本低、设备简单的特点。

4.2热脱附技术

热脱附技术属于土壤修复技术中物理修复的一种，就是将土壤加热，利用热交换使污染物与土壤蒸发分离的过程。这种方法目前被欧美国家广泛应用，尤其是在高污染的局部地域可直接采用这种方法进行修复。但是它具有修复处理设备造价较高、修复时间长，处理成本也偏高的缺点。这种修复方法具有很大的潜力，其设备可移动，修复后土壤可再利用的优点正是被业界一致认可的。所以，优化热脱附工艺、选择合理土壤类型、研发自动化设备都是发展热脱附技术的发展方向。

4.3固化、稳定化技术

固化稳定化技术是化学修复技术中的一种常见的土壤修复技术，主要应用于土壤重金属快速控制修复。比如：我国处理冶炼企业堆放重金属的污染土、铬金属污染土等。这种修复技术投入成本很小，见效快。常用石灰、沥青和硅酸盐水泥来做稳定固化剂，尤其是对同时处理多种重金属的复合污染土壤有明显的效果。在美国大多采用固化、稳定化技术来处理非有机物污染，并为此专门设立奖励基金。

5结束语

土壤的有效监测是为了更好对土壤进行优化和改良，解决土壤环境污染的问题，从具体的修复技术来讲，不同的土壤类型、和污染程度、污染物成分等都需要选择有针对性的修复技术来进行有效治理。这就需要建立完备的土壤修复技术规范，管理方法和法律法规等。发展土壤监测和修复技术是环境保护，推动节能型社会发展的重要工作。

参考文献

[1]陈美军，段增强，林先贵.中国土壤质量标准研究现状及展望[J].土壤学报，2011，（48）

[2]曾希柏，徐建明，黄巧云，等.中国农田重金属问题的若干思考[J].土壤学报，2013（50）

[3]万本太.浅谈国家环境监测网建设[J].中国环境监测，2011（27）

农田土壤氮素流失研究 第7篇

我国是化肥的生产和消费大国, 随着农业的快速发展也带来了严重的环境问题。2007年我国因农业面源污染输入水体的氮占总氮流失量的67.26%, 农田氮素流失造成的农业面源污染已经成为我国水体污染的主要来源[1]。因此, 加强对农田土壤氮流失特征的研究迫在眉睫。

2 农田氮素流失现状

为了增加农作物的产量而大幅增加施肥量, 会引起土壤退化和水环境恶化。目前已经有很多关于精准农业对水中氮磷含量影响的研究和结论。氮磷随径流流失进入地表水, 引起水体中的营养物质富集, 该过程称为水体富营养化, 研究已经证明氮磷农田损失是地表水环境污染的主要来源。

有人在我国北方的市、县进行的水质调查发现, 半数以上地区地下水中硝酸盐氮超过我国生活饮用水卫生标准限值规定的最高限值50mg/L, 这主要是由于20世纪以后大量施用含氮肥料。研究表明, 农田土壤中氮素流失的另一个重要途径是氮的淋溶损失, 施入土壤中的氮肥大约有10%~40%经土壤的淋溶作用进入了地下水体中[2]。还有人利用野外大田试验对上海市郊的蔬菜地氮素渗漏损失进行了长期监测, 结果表明, 硝态氮渗漏损失量占氮素淋溶损失的90%以上, 对当地地下水环境造成了十分严重的污染。

3 农田氮素流失的途径

3.1 氮的气态损失

氮的气态损失是施入土壤中的氮肥损失的主要途径之一, 且氮的气态损失主要发生在施肥的前期阶段, 经研究表明施入土壤中的氮超过30%不知去向。

许多研究证实, 土壤中氮的损失形式大多以N2、N2O、NO、NO2、NH3的气态挥发。土壤中, 这些含氮化合物主要通过硝化作用、氨化作用和反硝化作用产生。土壤中有机氮和铵态氮肥料形成的氨, 都能以NH3的形式挥发。但大部分的铵态氮在微生物作用下发生硝化作用, 形成硝酸盐。这一过程的中间产物NO、NO2以气态形式散失。当然, 最主要的气态氮的损失是反硝化作用 (氧化氮的还原过程) 引起的。用盆栽进行的渗漏试验和模拟试验也证明, 硝态氮的损失主要是反硝化作用的结果。

众所周知, 空气中氮气所占的比例最大。要测定从土壤中逸出的N2, 在实际中操作比较困难。因此, 苏联学者玛卡洛维建议施用15N标记的肥料, 然后再测定土壤中逸出的15N2的数量。此方法在野外大田试验和室内盆栽试验中都可使用。使用15N研究土壤中氮的迁移转化, 国外也早已广泛采用。

3.2 氮素的淋溶损失

降雨对土壤的淋溶, 显著地引起土壤中氮肥及有效氮的流失。影响土壤中氮素淋失的因素很多, 其中土壤渗漏液会带走大量的溶解性氮。国外学者对土壤渗漏液进行分析得出无论使用何种形态的氮肥, 无机氮流失的主要形态均为硝态氮[3]。

因为硝态氮不易被土壤颗粒所吸附, 如果土壤中没有水分的运动, 硝酸盐的迁移会变得比较缓慢[4]。Pratt提出, 灌溉的农田计算硝酸盐的淋失量, 应遵循以下原则:经过反硝化作用产生的氮=施入土壤中的总氮量-植物吸收利用的氮-土壤中残留的氮;水流移动速度要与根系下硝酸盐移动速度相同;土壤中有机态氮的含量基本一致, 即基本未被矿化。

3.3 氮素的径流损失

降雨会造成土壤侵蚀, 而土壤侵蚀 (包括风蚀和水蚀) 会造成表层土壤的大面积破坏。尤其水蚀致使表层土壤中的氮随地表径流大量流失。水蚀是引起氮肥损失的重要途径之一, 同时它还会导致土壤的肥力下降, 使土壤养分状况变坏以及污染地表水。

当土壤遭到雨水冲刷, 土壤的全氮会显著下降[5]。降雨形成的地表径流带走了土壤中的大量氮素。降雨形成的地表径流引起的硝态氮损失量相当高。在种植谷类和豆类的农田中硝态氮损失较多。经常遭受地表径流冲刷的土壤中一般不存在大量的游离态氮, 只有在施肥处理后, 游离态氮显著增加。游离态氮的流失主要取决于雨水对地表的冲刷。

4 农田土壤氮素流失的影响因素

(1) 氮肥施用量。氮肥的施用促使土壤中NH3和NO2的逸出量增加。铵态氮肥施入土壤后, 会发生NH3的气态损失。研究显示在美国的砂壤土表面施用尿素作为氮肥, 铵态氮损失为施氮量的20.6~29.3%[6]。高水平施氮会导致短时间内土壤溶液中氮浓度急速上升, 此时发生降雨将导致氮素流失严重。

氮肥的施用量过高, 不仅氮素流失量急剧增加, 还会使硝态氮在土壤中大量累积, 使植物发生硝酸盐中毒现象。

(2) 氮肥种类。Schwartzbeck发现, 不同形态氮肥施用后氮的气态损失差别较大, 据试验, 铵态氮肥施用后前10d, 氨便从农田土壤中强烈挥发出来, 经2~3周后几乎完全终止[7]。使用铵态氮肥比硝态氮肥氮的损失小。其中, 主要是分子态N2的损失, 其次是N2O的损失。

(3) 植被覆盖度。植被通过对雨水的截留作用, 减少雨滴冲刷地表, 降低其初始动能, 保肥保土。有研究表明, 随植被覆盖度增加, 土壤全氮流失减小, 但植被覆盖度并不能减少土壤矿质氮的流失。

(4) 降雨强度。降雨强度增加, 对地表冲刷强度增大, 造成土壤的严重侵蚀, 从而带走更多氮素。而渗漏液在一定坡度范围内反而相应增加, 增加了渗漏液中氮素的流失。因次, 要防范此时氮的渗漏流失。

(5) 植被格局。不同植被格局对雨水的截留和拦截显现出不同的效果, 坡下格局可明显减少氮素的流失, 坡上格局作用十分有限, 而坡中格局仅仅起到减缓径流的作用, 对减少氮素损失意义不大。

(6) 施肥降雨间隔。由于氮肥施入土壤要经过复杂的变化才能转化为植物可利用的氮, 此时要是发生降雨, 不仅会直接对氮肥造成冲刷, 还会直接带走施肥前期土壤溶液中累积的可溶性氮。研究表明, 氮素损失量随施肥降雨间隔增加逐渐降低。

(7) 土壤性质。不同的土壤理化性质, 如pH值、有机质含量、通气性和土壤质地等, 对农田土壤氮素流失的影响也很大。土壤质地的不同显著影响土壤的保肥和保水性, 也对氮素淋失产生很大影响。砂土中氮的气态损失比较大, 在轻质土壤中施用尿素氮素流失较大。被Na、K饱和的土壤, 保氮能力下降, 氮素的损失显著增加, 土壤中阳离子的代换量大, 能显著减少氮的挥发损失[8]。由此可见, 不同质地的土壤对土壤中氮素流失的影响差异较大。

(8) 其他因素。土壤含水率、温度等其他因素也会对农田氮素流失产生影响, 有待进一步研究。

5 防治氮素流失的措施

(1) 改进施肥方式。一般来说, 肥料效应随着作物种类、土壤的质地和气候条件的不同而产生很大差异。大量大田试验表明, 深施和混施比氮肥表施农田氮素的氨挥发和反硝化损失明显减少。在等氮量施肥条件下作物的产量增加明显, 也就是说同时提高了氮肥利用率。当然, 氮肥深施也需要控制在一定深度, 过深并不利于作物吸收利用氮素。此外, 砂壤土的渗漏性较强, 施用氮肥过深就会增加氮的淋溶损失。根据不同生长阶段作物对氮量的不同需求量, 分批次施用氮肥, 尤其是在作物生长旺盛的时期实行追肥, 不但能提高氮肥的吸收利用率, 还能有效减少农田氮素的淋溶损失。

(2) 合理安排施肥量。大量的研究表明, 施氮量与氮肥利用率存在着显著负相关, 氮肥施用量过高不一定会增加作物的产量, 反而可能浪费肥料, 还易造成氮素在土壤中的累积, 进而为氮素的损失提供了良好的条件。为了减轻农田土壤氮素流失对周围环境的影响, 增加作物产量, 提高氮肥利用率, 建议采用最佳管理措施 (BMPs) 获得的最佳施肥量调控氮肥使用量, 从而获得最大的经济效益。

(3) 使用有机—无机肥配施。有研究表明, 适量的有机肥投入可以在一定程度上减少氮素的流失, 虽然有机肥在减少氮素流失的作用机理方面的研究还不成熟, 但有机—无机肥配施可以保证作物生长的氮素需求, 还能减少氮流失。

(4) 适当地施用缓释肥、生物抑制剂。控释肥料是指一类通过调节机制达到调控肥料养分供应速度的肥料。根据不同作物的生长特点及土壤性质合理选择控释/缓释肥, 不仅可以满足作物生长的养分需求, 大幅提高肥料的肥效, 同时还能降低因长期大量施用常规氮肥所引起的氮素损失。

氮肥施入土壤后, 需要转化为作物能直接利用的形态才能产生效果。土壤中各形态氮素的转化受多种环境和生物因素的影响, 因此可以通过添加生物抑制剂来调控氮素的转化, 达到提高作物的产量和氮肥的利用效率的目的。

(5) 安排合适的植被格局。采用坡下和坡中格局, 对减缓氮素流失有重要意义。

(6) 合理安排施肥时间。根据天气预报, 确定合理的施肥时间, 避免雨前施肥导致氮素大量流失。

(7) 采用生物篱拦截。

摘要：综述了近年来农田土壤氮素流失的现状, 重点介绍了致使农田土壤氮素流失的8个影响因素, 包括氮肥施用量、植物覆盖度、植被格局等, 同时提出了防治氮素流失的7项措施。

关键词：农田,氮素,流失特征

参考文献

[1]耿士均, 陆文晓, 王波, 等.农业面源污染的现状与修复[J].安徽农业科学, 2010, 38 (25) :13993~13996.

[2]Bergstrom L F, Kirchmann H.Leaching of total nitrogen from nitrogen-15-labeled poultry manure and in organic nitrogen fertilizer[J].Journal of Environment Qulaity, 1999, 28:1283~1290.

[3]孙波, 王兴祥, 张桃林.红壤养分淋失的影响因子[J].农业环境科学学报, 2003, 22 (3) :257~262.

[4]王而力, 刘宁, 王嗣淇.科尔沁沙地不同土地利用结构硝酸盐氮淋失规律[J].农业环境科学学报, 2011, 30 (10) :2054~2060.

[5]李恒鹏, 金洋, 李燕.模拟降雨条件下农田地表径流与壤中流氮素流失比较[J].水土保持学报, 2008, 22 (2) .

[6]俞巧钢, 叶静, 马军伟, 等.不同施氮水平下油菜地土壤氮素径流流失特征研究[J].水土保持学报, 2011, 25 (3) :2~4.

[7]张秀玮, 李光宗, 董元杰, 等.不同氮肥对侵蚀坡面土壤氮素流失的影响[J].水土保持学报, 2012, 26 (2) :45~48.

土壤水分运动参数研究 第8篇

1.1 水分运动基本方程

Darcy (1856) 通过饱和砂层的渗透试验, 得出通量q和水力梯度成正比, 即达西定律:q=KsΔH/L, 式中, L为渗流路径的直线长度, H为总水头, ΔH为渗流路径始末断面总水头差, ΔH/L是相应的水力梯度, Ks为饱和导水率。Richards (1931) 将达西定律引入非饱和土壤水流动, 表示为:q=-K (Ψm) 塄Ψ或q=-K (θ) 塄Ψ, 式中, K (θ) 为非饱和导水率, 塄Ψ为总水势梯度。它成为研究非饱和土壤水流动的基本定律。

达西定律是多孔介质中液体流动所应满足的运动方程, 质量守恒是物质运动和变化普遍遵循的基本原理, 将质量守恒原理具体应用在多孔介质中的液体流动即为连续方程。将土壤视为一种固相骨架不变形、各向同性的多孔介质, 达西定律和连续方程相结合便可得到描述非饱和土壤水分运动的基本方程, 即Richards方程:, 取单位重量土壤水分的水势, 则Ψ=Ψm+z, 将上式展开为:

由于滞后作用, 基质势Ψm和土壤含水量θ不是单值函数, 土壤吸湿过程和脱湿过程不同, Richards基本方程只用于吸湿和脱湿的单一过程。运用上述基本方程解决实际问题时, 根据实际情况的不同及求解方便, 基本方程可以有多种形式:

(1) 以基质势Ψm为因变量的基本方程。非饱和土壤导水率K和比水容量C均可表示为土壤含水量θ的函数K (θ) 和C (θ) , 也可以表示为基质势Ψm的函数K (Ψm) 和C (Ψm) , 方程 (1) 式可改写为:。

1.2 Green-Ampt (1911) 模型

Green-Ampt模型研究初始干燥土壤在薄层积水条件下入渗问题。基本假定是, 入渗时存在明确的水平湿润锋面, 同时具有固定不变的吸力Sf, 土壤含水率θ的分布成阶梯状, 湿润区为饱和含水量θs, 湿润锋前为初始含水率θi。由达西定律得出地表处入渗率为:

式中, i为地表入渗率 (cm/min) , Sf为湿润锋处的土壤水吸力 (cm) , Zf为概化的湿润锋深度 (cm) , H为积水深度 (cm) 。对于入渗时间较短, 基质势吸力Sf起主要作用, 公式 (2) 可简化为:I=Ksszff, 根据模型假定和水量平衡原理, 可得出累积入渗量I (t) 为:I= (θs-θi) zf, 对于入渗时间较长而Zf较大或H较小, 公式 (2) 可简化为:i=Ks[1+ (θs-θi) Sf/I]。

Green-Ampt模型入渗公式简单, 且有一定的物理模型基础, 可应用于均质与非均质土壤或初始含水率不均匀的情况, 均有较好结果。缺点是湿润锋处的土壤基质吸力Sf的确定较为困难, 不能描述水分实际分布情况。

1.3 Philip (1957) 模型

Philip模型中一维水分垂直运动基本方程取解的无穷级数形式为:I=St0.5+At+Bt0.5+, 式中, S为吸湿率 (cm/min) , A为稳渗率 (cm/min) , 各系数逐项递减且相邻2系数相差1~2个数量级, 通常取前2项为常用的Philip一维垂直入渗公式:I=St0.5+At, 取第1项为忽略重力作用的Philip一维水平吸渗公式:I=St0.5, 相应入渗率分别为:i=1/2St0.5+A, i=1/2St0.5。

Philip模型具有明确的物理意义, 对于短历时的入渗情况较精确。缺点是只适用于均质土壤, 在长历时的入渗情况下计算值与实际有较大偏差, 对参数精度要求较高。

1.4 Ghosh (1980) 入渗公式

Ghosh分析常用的Philip一维垂直入渗公式及Kostiakov经验公式得出, 随着入渗时间的延长, 两者预测的入渗过程与实际入渗过程逐渐偏离, 对于长历时入渗, 难以满足精度要求。因此, Ghosh将两者综合考虑提出新的入渗公式为:I=atb=Kst, 式中, a、b为常数, 与土质及土壤含水量有关;Ks为饱和导水率。应用这一公式时, 需要预先已知Ks值并根据土壤含水量确定出a、b值。Ghosh入渗公式能够很好地预测入渗过程, 特别是对于长历时入渗, 较其他公式具有更高的预测精度。但由于公式中含有3个参数, 尤其当饱和导水率Ks未知时, 公式应用较繁琐且精度难以保证。

1.5 其他入渗经验公式

在研究和解决实际问题计算过程中, 不断提出的一些形式简单、方便实用的入渗经验公式得到了广泛应用。Kostiakov入渗公式:i (t) =Bt-α;Horton入渗公式:i (t) =ic+ (i0-ic) e-β;Holtan入渗公式:i=ic+a (W-I) n。这些经验公式中的参数由试验或实测资料拟合得出, 本身无物理意义。参数选值根据具体情况而定, 适用于粗略计算, 而且经验公式缺乏理论依据, 不易在理论上继续发展。

2 土壤水分运动参数方法研究

求解非饱和土壤水分运动方程进而预报非饱和土壤水分运动必须首先获得土壤水分运动参数。参数的准确性决定于这些参数相关的水分运动模型的可靠性。

2.1 土壤水分特征曲线的测定方法

土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与吸力 (基质势) 之间的关系曲线。它反映了土壤水能量与土壤水含量之间的函数关系, 因此, 它是表示土壤基本水力特性的重要指标, 对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用。

2.1.1 直接法。

通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。直接法中有众多的实验室和田间方法, 如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法等, 而前3种应用最为普遍。 (1) 张力计法:是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力, 当土壤与外界达到平衡时, 测出土壤基质势, 再测出陶土杯周围的土壤含水量, 不断变更土壤含水量并测相应的吸力, 就可完成土壤水分特征曲线的测定。张力计法可用于脱水和吸水2个过程, 可测定扰动土和原状土的特征曲线, 是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段, 在实际工作中得到广泛应用。但张力计仅能测定低吸力范围0~0.08Mpa的特征曲线。 (2) 压力膜法:是加压使土壤水分流出, 导致土壤基质势降低直到基质势与所加压力平衡为止, 测定此时的土壤含水量, 通过改变压力逐步获取不同压力下的含水量即可得到水分特征曲线。压力膜法可应用于扰动土和原状土, 测定特征曲线的形状与土壤固有的特征曲线相符, 可应用于土壤水分动态模拟, 但测定周期长, 存在着土壤容重变化的问题。 (3) 离心机法:测定某吸力下所对应的含水量, 原理和实验过程同压力膜法相似, 但其压力来源于离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土, 测定周期短, 特征曲线的相对形状与土壤固有的特征曲线相符, 可用于土壤水分动态模拟。但是离心机仅可测定脱水过程, 且在测定过程中土壤容重变化很大, 若能对容重的影响进行校正, 可望有较高的测定准确度。邵明安 (1985) 从土壤蒸发试验的预测与实测的含水量的偏离程度初步研究了以上3种方法测定土壤基质势的差别及准确性, 结果表明考虑容重变化的离心机法有较高的准确度。 (4) 砂芯漏斗法:就是用一个砂芯漏斗和连接悬挂水柱的陶土板形成对土样的吸力。它适用于扰动土和原状土, 可测定吸水和脱水2个过程, 但是只适合在室内使用。 (5) 平衡水汽压法:是根据在一个平衡体系中各相的自由能相等的原理, 让土壤水自然蒸发, 使其与容器中的水汽达到平衡。只要测出密封容器中的相对湿度和温度, 就可计算出1g分子土壤水的势值。它要精确测定密封容器中的相对湿度, 对恒温、密封条件要求比较高, 但是其测定的土水势范围较宽。

以上方法在概念上相对清晰, 是测定土壤水分特征曲线的常用方法, 但费时、费力、费资金, 在测定范围上也有较大的限制, 不能获取整个含水量范围内的土壤水分特征曲线, 在田间测定水分特征曲线时还存在较大的不确定性。

2.1.2 间接法。

(1) Arya和Paris于1981年发展了一个模型, 用土壤的孔隙分布、重及与水分特征曲线形状相似的基础上的颗粒密度来预测水分特征曲线。Mishraeta (1989) 又进一步修正了Arya-Paris模型, 并运用一阶误差分析评估了其参数的不确定性。这些模型的重大意义在于使用了连续或累积的颗粒大小分布, 而不是仅仅应用3种类型的颗粒 (砂粒、粉粒、粘粒) 。这一方法最大的缺陷在于仅能在有机质含量低的砂性土壤上应用, 并且预测的土壤水分特征对AryaParis模型中的经验参数变化有较大的依赖性。 (2) Assouline和Tessier利用毛管孔径 (d) 与水吸力 (h) 的关系和基于土壤颗粒组成曲线与土壤水分特征曲线相似的原理建立了土壤水分特征曲线与土壤机械组成关系的理论模型, 可通过拟合土壤颗粒分布曲线获得VanGenuchten (1980) 模型。间接法最大的优势在于能获取整个土壤含水量范围内的水分特征曲线, 并提供参数不确定性的消息, 但目前尚停留在理论研究上。

2.2 测定非饱和土壤水分运动参数的方法

目前, 利用间接方法推求非饱和土壤水分运动参数的方法在不断完善和发展当中, 基于土壤孔隙大小分布模型的方法虽然得到了广泛的应用, 但是依然需要测定土壤水分特征曲线, 并确定其模型参数。

2.2.1 直接法。

通过实验方法直接测定土壤导水率的方法称为直接法。直接法包含众多的实验室方法和田间方法, 如水头控制法、通量水头控制法、长柱入渗法、稳定蒸发法、三维入渗法、圆盘积水入渗/滴灌法、瞬时剖面法、单位梯度法、喷洒入渗计法、出流法等, 其中应用较广的方法有瞬时剖面法、稳定蒸发法、出流法。 (1) 瞬时剖面法:是测定非饱和土壤水分运动参数的常用方法之一, 20世纪60年代起在国外被采用, 既可用于实验室测定, 又可用于田间测定。此法对扰动土和原状土均适用, 可测定吸湿和脱湿过程, 试验和计算都不复杂, 但要求同时测定土壤水的吸力和含水量, 测量精确度对所得结果有较大影响, 因而准确度不高, 稳定性差。 (2) 稳定蒸发法:是过去30年来一种相对简单且可同时测定水分特征曲线和非饱和导水率的实验室方法, 稳定蒸发法最早由Gardner和Miklicht在1962年提出, 他们只采用了2支张力计, 此后, 该法得到不断的简化和改进, 一个重要的改进是由Wind于1968年提出的, 他从平均含水景和均质土壤样品的不同点读取的压力头剖面图及在不同含水量分布下的变化来决定导水率。 (3) 出流法:是将饱和土样置于一个带多孔底板的密闭压力室, 对压力室施加一定的压力, 测定排水量和时间的关系直至平衡。一次加压出流可测定土壤水分扩散率, 多次加压出流可测定土壤水分特征曲线, 二者结合计算导水率。

直接法在概念上相对清晰, 在饱和导水率的测定中仍是一种常用方法。邵明安 (1991年) 对上述方法进行了综合评价, 结果表明还没有一种方法能同时满足费用小、准确度高、测定范围广等多方面的要求。

2.2.2 间接法。

利用较易测定的土壤物理特性来确定土壤导水率的方法称为间接法, 间接法中应用较多的有以下3种:Wind模型、Garder模型、Budine模型。 (1) Wind (1955) 模型:Kr=[ (h/b) n+1]-1, 式中, Kr为相对导水率, h为吸力, b、n为模型参数。 (2) Garder (1958) 模型:Kr=exp (ah) , 式中, 参数含义同上, K为饱和导水率, K=a/[|h|n+b]。 (3) Budine模型 (BUR) :, 式中, Kr为相对导水率, e为土壤含水量, As、Br分别为土壤饱和、残留含水量, h为土壤基质势 (压力头) , K为土壤非饱和导水率, Ks为饱和导水率。土壤导水率经验模型的建立可以获得某些非饱和水流问题的近似数学解, 从而可以简化数值解的计算要求、节约计算时间、提高准确性, 它还提供了外延实测曲线的系统方法和确定土壤导水特征逆向方法的应用。

由此可见, 土壤导水率模型的建立不仅可以减少具体测定的时间和费用, 还为土壤水分运动的定量化研究提供方便, 与直接法相比, 间接法最大的优势在于能获取整个土壤含水量范围内的水分特征曲线, 并提供参数不确定性的消息, 但在收敛和参数唯一性方面还存在许多问题。

3 结论

描述土壤水分运动的基本参数有土壤导水率 (K) 、土壤水分扩散率 (D) 、土壤比水容重 (C) 即水分特征曲线等。按照土壤水分准确获取能代表田间土壤条件的土壤水分运动参数是模拟土壤中水和溶质运动的基础。

在获取土壤水分运动参数方面已提出众多的直接和间接方法。直接法在概念上相对清晰, 是测定土壤水分特征曲线的常用方法, 但它耗时、昂贵, 在田间应用时具有不确定性。与直接法相比, 间接法最大的优势在于能获取整个土壤含水量范围内的水分特征曲线, 并提供参数不确定性的消息, 但在收敛和参数唯一性方面还存在许多问题。

土壤改良剂研究概况 第9篇

1 营养型土壤改良剂

营养型土壤改良剂主要是通过增加土壤中微生物数量, 高土壤酶活性, 激活土壤中的营养元素来改良土壤, 提高土壤肥力, 主要包括微生物制剂及土壤营养剂等。土壤微生物数量直接影响土壤的生物化学活性及土壤养分的组成与转化, 土壤酶是土壤中的生物催化剂, 它们都是土壤肥力的重要指标[2]。邢世和等通过田间试验, 表明废菌棒处理过的土壤, 其微生物数量、土壤酶活性及烤烟产量明显高于无添加废菌棒的处理。广东省农科院蔬菜研究所研制出一种营养型土壤改良剂, 以沸石和蒙脱石粉作为原材料, 加入硅酸钙粉、橄榄石粉、元素硫粉、硼矿粉和锌矿粉等, 陈琼贤等试验结果表明, 施用该改良剂能提高土壤养分吸收利用率, 氮、磷、钾吸收率分别比对照分别增加6.0% (N) 、5.8% (P2O5) 和5.1% (K2O) 。

2 土壤结构改良剂

随着现代农业技术如化肥、农药、除草剂、农机等应用, 土壤结构恶化加剧。土壤结构改良剂可以促使分散的土壤颗粒团聚, 形成团粒, 增加土壤中水稳性团粒的含量和稳定性, 改善通气透水性。土壤结构改良剂可分为天然和人工两大类, 施用天然土壤改良剂 (如腐殖酸类、纤维素类、沼渣等) 和人工土壤改良剂 (如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等) 能促进土壤团粒的形成, 改良土壤结构, 提高肥力和固定表土, 保护土壤耕层, 防止水土流失。潘英华等研究发现, 土壤中加入聚丙烯酰胺 (PAM) 后, 使得土壤对水分子的吸着能力加强, 从而抑制了土壤水分的蒸发。张淑芬研究发现聚丙烯酰胺 (PAM) 可有效改善土壤结构, 使土壤大团聚体数目增加, 降低土壤容重, 使土壤总孔隙率和毛管孔隙度上升, 增加了土壤含水量。叶协锋等试验结果表明, 施用腐殖酸可增强土壤的保水能力, 降低土壤容重、提高土壤孔隙度。

3 酸性土壤改良剂

石灰或碳酸钙常用作酸性改良剂, 施用石灰或碳酸钙, 可以降低土壤的酸性, 提高土壤的PH。但大量或长期施用石灰不仅会引起土壤板结而形成“石灰板结田”, 而且易引起土壤钙、钾、镁等元素的平衡失调[3]。为了达到更好的改良目的, 施用石灰改良酸性土壤时时最好配施有机肥, 因为有机肥可起到缓冲作用。除了利用石灰改良酸性土壤外。利用某些矿物和工业废弃物也能改良土壤酸度, 如白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉和碱渣等矿物和制浆废液污泥等工业废弃物, 也有很好的改良效果。

4 盐碱土壤改良剂

多种矿物具有改良盐碱土壤的作用, 如石膏、沸石等。俞仁培等研究了石膏对碱化土壤的改良效果。中国科学院南京土壤研究所的研究表明, 施用沸石可使土壤中的盐分趋于减少, 碱化度降低, 并对土壤的p H值起到缓冲作用。天津土肥研究所邵玉翠等的研究表明, 沸石作为石灰性土壤盐碱改良剂的效果较好。工业废弃物磷石膏也广泛用来改良盐碱地, 崔志祥用磷石膏改良河套灌区碱化土壤的研究中指出:施用磷石膏并结合深灌水, 淋盐效果显著。岳中辉等的研究表明:施用磷石膏可以提高苏打型盐渍土腐殖质含量, 多酚氧化酶活性, 纤维素酶活性、过氧化氢酶活性。

随着盐碱地改良技术的不断创新, 研究利用人工合成高分子有机酸来改良盐碱地。北京北农康地生物技术有限公司生产的康地宝, 在安达、冈山的试验表明:施用康地宝结合深松, 土壤含盐量、p H值、Na+、Cl含量大大降低。北京飞鹰绿地科技发展有限公司研制的“禾康”土壤盐碱清除剂在内蒙、新疆等地试验, 对内陆盐碱地改良效果较好。陈华等的研究试验表明, 碳酸根的含量由原来的0.1~3.077g/kg减少到0.05~0.06g/kg。

5 小结

土壤改良剂的类型不同, 对土壤的作用机制也有所不同, 但都是通过有效改善土壤物理结构, 降低土壤容重, 增加土壤含水量, 改变土壤化学性质, 加强土壤微生物活动, 提高酶的活性, 增加土壤微量元素含量, 调节土壤水、肥、气、热状况中的某些部分或全部, 最终达到提高土壤肥力的目的。

近几年新型土壤改良剂不断出现, 在应用的同时, 要重视对环境的影响。随着人们经济意识和环保意识的增强, 研发高效低用量的绿色环保型土壤改良剂成为研究的重点, 根据土壤特性及其主要限制因子, 应用植物秸秆、天然矿物、工业废弃物等, 加入植物生长所需要的营养元素, 研制出具有特定功效的改良剂, 以达到改土和促进植物生长的双重作用。

摘要：文章从对土壤所起的主要作用将土壤改良剂分为四类, 营养型土壤改良剂土壤结构改良剂、酸性土壤改良剂、盐碱土壤改良剂, 分别就各类土壤改良剂在在防治土壤退化、改良修复中的作用作了简要介绍。

关键词：土壤,改良剂,土壤结构,土壤营养,盐碱地,酸性土壤

参考文献

[1]张淑芬.坡耕地施用聚丙烯酰胺防治水土流失试验研究[J].水土保持科技情报, 2001 (, 2) :18-19.

[2]孙启祥, 张建锋.不同土地利用方式土壤化学性质与酶学指标分析[J].水土保持学报, 2006, 20 (4) :98-101.

土壤研究 第10篇

土壤微生物是土壤亚生态系统的重要组成成分, 它们在土壤的养分和物质循环、形成和发育、肥力维持与提高的过程中起着重要的作用, 它参与土壤中有机质的分解、腐殖质的形成、土壤养分转化和循环等过程[1]。由于微生物细胞衰亡后很容易被降解, 所以作为土壤营养源, 微生物本身占据了土壤可利用营养库相当大的比例, 如微生物生物量碳、氮和磷分别占土壤有机碳、总氮和的1%～4%、2%～6%和1%～2%[2]。由于微生物是土壤生态系统最敏感的成分, 对土壤环境变化和胁迫的反应十分灵敏[3,4,5], 微生物数量的变化直接影响着土壤质量的优劣[6], 所以土壤微生物参数的测定常被用于环境监测[7]和土壤质量的评价[8]。土壤微生物数量是表示土壤微生物群落总代谢水平的指标[9]。为了进一步探讨土壤微生物对不同环境条件的反应, 分别进行了土壤温度、水分和土壤有机质对土壤微生物菌群影响的研究, 以确定不同土壤环境条件下土壤微生物的分布特征。

1 材料与方法

1.1 材料

供试土壤为石灰性黑钙土, pH 7.8, 土壤有机质27.30 gkg-1, 碱解氮188.65 mgkg-1, 速效磷30.97 mgkg-1, 速效钾102.31 mgkg-1。土壤中细菌、放线菌、真菌的数量分别为8.210108、1.190105和6.490103个g-1。

1.2 方法

试验于2009年室内进行, 采用三因素三水平的正交试验设计[10], 试验共设9个处理 (见表1) 。试验采用直径为20 cm的花盆, 每盆装风干土3 kg。恒温箱里控制土壤温度, 土壤含水量为100%的条件为淹水, 土壤含水量控制在70%～80%为湿润条件, 土壤含水量控制在45%～55%为干旱条件;有机质的调配用绿色血脉牌复合肥, 兑水达150 mL稀释1∶50施到土壤中, 使土壤有机质含量分别达32.30和37.30 gkg-1。分别于处理3、10、50 d后对细菌、真菌、放线菌数量进行测定。

1.3 测定方法

采用平板计数法测定[11]。细菌数量测定采用牛肉膏蛋白胨培养基在28～30℃条件下培养2～3 d, 然后计数;真菌用马丁氏培养基在28～30℃条件下培养2～3 d后计数, 放线菌用高氏一号培养基在35℃条件下培养3～5 d后计数。

1.4 数据处理方法

采用Excel数据处理软件和DPS数据处理系统进行数据的处理与分析。

2 结果与分析

2.1 处理3 d后土壤微生物数量变化

从表2的正交试验结果及表3的正交试验极差处理分析可知, 对细菌数量影响最大的因素是水分, 淹水条件下细菌数量最多, 土壤有机质含量对细菌的影响较大, 有机质越高, 土壤中细菌数量越高;水分对真菌数量影响较小, 真菌在低温条件下数量最多, 在20℃时数量最少, 说明在植物生长阶段, 真菌对植物的危害较轻;有机质含量对真菌的影响无规律性变化;影响放线菌数量的因素主要是土壤温度, 土壤温度由低到高, 放线菌数量则由高到低, 土壤有机质对放线菌的影响也较明显, 有机质含量低, 放线菌数量则较高, 其它因素对放线菌无显著影响。处理后3 d的土壤微生物数量与原土壤中菌量无明显变化。

注:B表示细菌, F表示真菌, A表示放线菌。下同。

2.2 处理10 d后土壤微生物数量变化

从表2中看出各处理细菌数量相近, 与3 d的结果比较, 细菌数量大幅度下降, 大约下降1 000倍, 从表3的极差分析中看出, 3个因素中, 温度为细菌数量变化的主导因素, 其次是土壤有机质;各处理中真菌数量与第3天测定结果相比稍有下降, 但下降幅度并不大, 对真菌影响最大的因素是土壤水分, 湿润和淹水条件下, 土壤中真菌数量较高;而与3 d相比, 放线菌的数量有增有减, 其中湿润处理条件下, 放线菌数量均有所增加。

2.3 处理50 d后土壤微生物数量变化

从表2看出, 处理50 d后的细菌数量与10 d的相比基本趋于稳定, 真菌和放线菌数量与处理10 d的相比下降10倍左右, 从表3极差分析中看出, 此时期温度是影响真菌和放线菌数量变化的主导因素, 有机质是影响真菌数量变化的次要因素, 水分是影响细菌数量变化的主导因素, 其次是土壤有机质, 此期对细菌数量影响最小的因素是土壤温度。

3 结论与讨论

土壤环境条件的改变会影响土壤中微生物的数量, 环境条件的胁迫导致微生物数量的降低, 进而影响土壤质量。从试验中可知, 细菌在前期数量下降的幅度大, 处理10 d, 其数量可下降1 000倍, 之后趋于稳定, 真菌和放线菌数量下降的缓慢, 处理50 d下降10～100倍。3个因素中, 整体来说温度占主导作用。

从所研究的结果中可以看出, 细菌在短期内数量下降较快, 说明细菌对外界环境的变化反应最敏感, 但随时间延长则趋于稳定, 说明细菌对环境的变化最终能够适应, 形成稳定的群落分布状态;真菌和放线菌数量变化则需较长时间, 说明其对外界环境的变化反应敏感性较差, 对外界环境变化有一定的抵御能力。温度、水分和有机质在不同胁迫时间对细菌、真菌和放线菌所起的作用不同, 对细菌数量变化影响最大的应该是处理10 d的温度因素;对真菌影响最大的是在处理50 d的温度因素;放线菌从处理开始到结束均是温度占主导因素。当然, 这只是在该试验条件下以黑钙土为介质, 不同环境条件下土壤微生物的变化趋势, 不同土壤、不同外界条件对土壤微生物数量变化的影响还有待于进一步研究。

摘要：在分别研究土壤温度、水分和土壤有机质对土壤微生物菌群影响显著的前提下, 采用正交试验, 研究土壤温度、水分和土壤有机质综合作用对土壤微生物菌群的影响。结果表明:温度对土壤微生物量影响较明显, 温度较低的情况下, 细菌量较多, 另外, 随处理时间延长, 细菌数量下降幅度大, 处理10 d, 细菌数量可下降1 000倍, 之后趋于稳定;真菌和放线菌下降幅度较小, 处理50 d, 真菌和放线菌下降10100倍, 对真菌和放线菌数量影响较大的因素是温度。

关键词：微生物,温度,水分,有机质

参考文献

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[10]金益.生物统计与田间实验[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1998.

土壤侵蚀与水土保持研究进展 第11篇

关键词 西部山区；土壤侵蚀；环境系统

自然因素是水土流失发生、发展的潜在条件，人类活动是水土流失发生、发展和保持水土的主导因素。水土保持工程是应用工程的方式，防治山区、丘陵区水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，发挥经济效益、社会效益、生态效益，建立良好的生态环境的措施。其治理对象是坡面与沟道中的水流失，即在水力、重力、风力、冰川等多种外营力和各种侵蚀形式的作用下，应用的工程防治措施。

1 水土流失的形式

面蚀是水土流失中最普遍的一种形式，是指分散的地表径流从地面冲走表层的土粒。多发生在没有植被或没有可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。沟蚀：集中水流不仅冲刷破坏土壤，逐渐形成切入地面的沟壑，由细流相连汇成股流，冲力随之加大，沟壑也随之加深、加宽，日久形成大的沟壑。重力侵蚀：陡坡上土壤稳定是由于土体内的摩擦阻力，以及自然植被的固持作用来维持的。当受到一定外力或植被被破坏，土体摩擦力减少，就会引起土壤崩坍，表现为坠石、山崩、滑坡、泥石流等。因是重力作用形成的，一般通称重力侵蚀。

2 土壤侵蚀的因素

可分为自然因素和人为因素。自然因素是水土流失发生、发展的潜在条件，人类活动是水土流失发生、发展和保持水土的主导因素。

2.1 自然因素:影响水土流失的自然因素主要有气候、地形、地质、土壤和植被等，各种自然因素间是相互制约、相互影响的。气候因子对水土流失的影响，一种是直接的影响，如降雨或融雪形成地表径流，造成水土流失。另一种是间接影响，如温度、湿度、日照等变化，对岩石风化和土壤性质的影响，进而间接影响水土流失的发生和发展。水土流失与降水有密切关系，暴雨是造成严重水土流失的主要气候因子。一般来说，暴雨强度大，水土流失量也大。此外，风、解冻、冻结等，都与土壤侵蚀有密切的关系。地形就是地球表面起伏高低总的形态，也称地貌。水土流失多发生在坡地上。因此说，地形是影响水土流失的重要因素，地面坡度、坡长、坡形、坡向、地面高度等都能产生不同程度的影响。地面是否出现水土流失、流失的程度与地质条件有密切关系。岩石的坚硬程度、土壤的性质类别，对抗侵蚀能力都有着重要影响。特别是土壤的透水性，直接影响水土流失程度。一般砂性土壤，透水性强，不易产生径流。而粘性土壤透水性差，降雨后易产生地表径流，容易发生水土流失，但砂性土壤易于被雨水带走，也会造成流失。植被是保持土壤免受侵蚀的主要因子。植被覆盖地面、截持雨水、减少雨滴出溅、缓解地表径流，可以固持和改良土壤。因此说，植被条件好坏与水土流失有直接关系。

2.2 人为因素:自从人类出现以来，就不断地以自己的活动，从事生产和生活，对自然界施加影响，其中人类不合理地利用水土资源和植被资源，是产生加速侵蚀的根源。如乱砍滥伐、毁林开荒、森林火灾等，使森林遭到大面积破坏，失去蓄水保土能力，加速水土流失。陡坡开荒不僅破坏了地面植被，而且翻松了土壤，造成侵蚀条件，遇有暴雨，冲刷严重，危害极大。不合理的耕作方式 耕地顺坡打垄，人为的形成一些小沟，降雨或雪融后，水流顺沟而下，造成水土流失。过度放牧使植被遭到破坏，不能得到恢复，一遇风雨作用，就会造成水土流失和风沙危害。工业、交通、基本建设中的破坏 如开矿、建厂、筑路、挖渠、建库等，使大量弃土和泥砂，随意冲入河道，造成水土流失。

3 水土保持工程措施

以小流域为单元，因地制宜，因害设防，沟坡兼治。工程建成后，见效快，初期蓄水拦沙效益显著，并与农业耕作技术措施、植物措施同等重要。各项措施分别担负起山、坡、沟、川滩各部位的防治任务，只能互相配合，不能互相代替。

3.1 坡面治理工程:控制水土流失的先行工程，采取人为局部改变小地形，将雨水及融雪就地拦蓄入渗，减少或防止形成地面径流，防治坡地的水土流失。属于山坡防护工程的措施有：梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、鱼鳞坑、山坡截留沟、水窑（旱井）、蓄水池以及稳定斜坡下部的挡土墙等。梯田的作用在于减少径流速度，切断径流流线，防止水土流失。根据梯田的断面形式，可分为水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田等，水平梯田效果为最好。水平沟俗称竹节壕，采用这种措施的目的是，使地表径流较均匀地拦蓄在坡面上。山坡截流沟（环山沟、截水壕）的作用是把坡面径流引导到蓄水工程或引下山坡，排入沟谷，以保持水土。鱼鳞坑既是一项水土保持工程措施，又是造林整地的一种好方法。其上部为直线形，下部培成水土土埂，形如半月形或椭圆形，呈"品"字形状布置在坡面上，还可以与水平沟结合布置。蓄水池又叫涝池，和水窖一样是干旱地区群众创造的蓄水措施。

3.2 沟道治理工程:治理水土流失区的最后一道防线。作用在于防止沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡、调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全地排泄，对沟口冲积圆锥不造成灾害。属于山沟治理工程的措施有：沟头防护工程、谷坊工程，以拦蓄调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝，以拦泥淤地、建设基本农田为目的淤地坝及沟道护岸工程等。沟头防护工程就是在沟壑周围修起截水沟拦住雨水对沟壑的冲刷。沟头防护工程布置，一般有连续式和断续式两种。连续式适宜于沟壑区的平缓地面上，通常在沟头上设埝两道，方向大致与沟沿平行；断续式适用丘陵区较陡的坡度上，埂沟深各1米，将沟分为基干段，段与段间距一般为1～2米。

4 结束语

小流域综合治理是一项系统工程，包括多种措施。随着系统工程的发展，在水土保持工程规划设计中，将会更广泛地应用系统工程理论。另外，为了使水土保持工程的设计与施工现代化，将逐步推广应用计算机辅助设计方法与先进的施工机械设备。

参考文献

［1］ 徐文铎,何兴元,陈玮,刘常富.长白山植被类型特征与演替规律的研究［J］.生态学杂志,2011,23(5):162-174.

关于研究土壤的实验调查 第12篇

近年来,笔者在《研究土壤》《岩石和矿物》单元实验教学中,结合资料查阅,对土壤的基本物质组成、土壤的剖面、土壤的养分、土壤的分级等有一定的研究和认识,现将调查过程、结果概括如下,供参考。

一、土壤的基本物质组成

结合四年级下册《土壤中有什么》实验活动,采土时除去地面落叶杂物,将地面表土2~3毫米刮去,取耕作层深度20厘米左右,如图1。将土壤水溶液充分搅拌、沉淀,发现任何土壤的基本物质组成大致相同,基本由矿物质、有机质、活的微生物、气体、液体等物质组成,如图2。这些基本成分中土壤矿物质约占固体部分质量的95%以上,有机质却占不到5%,有机质数量虽不多,但对植物的生长作用很大。土壤中固、液、气三相物质共同构成一个相互联系、相互制约、不断运动的统一性。

二、土壤的剖面

本人组织学生对土壤剖面进行研究,剖面坑的大小设计为长1.5米,宽0.8米,深1米。挖掘剖面大致挖成如图3,通过查阅资料知道:土壤形成条件不同,土体内物质运动也各有特点,从而形成特定的形态特征和土体构造,典型的旱耕地和水稻田土壤剖面示意,如图4、图5所示。

三、土壤的养分

作物的养分主要取之于土壤,作为生长发育必需营养元素有:碳、氢、氧、钾、钙、镁、硫、铁、硼、钼、锌、锰、铜、氯等16种。这16种必需营养元素中除碳、氢、氧等来自于大气中的二氧化碳和水外,其他的全部来自土壤,比如:土壤中的氮有助于作物长叶,磷有助于长花果,钾有助于使茎挺拔。它们对作物完成生活周期必不可少。

四、土壤的分级

研究发现,土壤中的岩石矿物在风化、迁移和成土过程中,形成大小不等、形状各异的颗粒。通常按照颗粒径和性质,将土粒划分成石砾、沙粒、粉砂粒和粘粒四级,具体细分如图6。也可用手测法自行实验,取一小块土除去石砾和根系,放在手中捏碎,加水少许,以湿润为适,根据手指的感觉,能否搓成球、条及弯曲时断裂等情况加以判断,如图7。

摘要：在《科学》理论教学和实践活动中组织学生对土壤的基本物质组成、土壤的剖面、土壤的养分、土壤的分级等进行研究,得出一定的实际经验。