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土壤的固磷機制范文1
關鍵詞:濕地；凈化功能；機制；氮磷；重金屬
中圖分類號：F407.4 文獻標識碼：A 文章編號：
1.國內外關于濕地凈化功能的研究進展
1.1國外濕地凈化功能研究進展
在國外,對濕地的生態系統服務功能研究開展的較早,大致可以追溯到20世紀初,但大多只局限于對本國濕地生態系統的分類,而具體到濕地的凈化功能的研究則最早開始于20世紀50年代。隨著美國麻省Massachusetts大學Larson提出第一個濕地生態功能評價模型,濕地的凈化功能及其生態效益在研究過程中逐步被人們所認識。到了70年代,生態學家在研究濕地生態系統服務功能的基礎上,對濕地的凈化功能的各種機制也進行了詳細且深入的研究,形成了一套較完善的生態系統服務功能的理論。80年代,全球環境問題的日趨嚴重,這期間,生態學家們從對濕地凈化功能的理論研究轉化為對濕地凈化功能的實際應用。
人工濕地凈化功能的研究,為緩解城市水資源短缺和水污染問題增加了一條有效的途徑。最近十年間,人類在人工濕地的凈化功能研究上已取得迅猛發展,在處理污水的不同層次和不同領域中都做了詳盡的研究論證。在歐洲和美國等地,不同學者們通過對人工濕地和天然濕地凈化效率的測定,可以很明顯的得出,人工濕地的凈化環境容易控制,往往對營養物質的去除能力比較強,而天然濕地人為很難控制,它對污染物的去除完全靠其本身的凈化負荷,所以相對來說,其凈化效率比較低。
1.2國內濕地凈化功能研究進展
我國對濕地的認識和記載已有幾千年的歷史,然而,我國系統地從事濕地研究始于20世紀50年代,中國科學院長春地理所在1958年的建立,才開始了濕地基本理論的研究。到了70年代,國內才對濕地生態系統服務功能有了新的認識。濕地是自然界富有生物多樣性和較高生產力的生態系統,具有巨大的環境調節功能的生態效益。濕地在提供水資源、調節氣 候、緩洪滯瀝、蓄水興利、凈化水質、旅游資源、保護生物多樣性等 方面為人類提供生產、生活資源方面發揮著重要的作用。到90年代,國內在人工濕地凈化功能方面的研究也邁出了重要的一步。目前我國即將要舉行的世界園林博覽會中，永定河園博園濕地將會展現其中。
對于不同濕地類型,進行了總結歸納,在相同凈化機制的基礎上,進行比較,提出更有效、有針對性的人工濕地污水處理技術。據環保部門檢測,污水經人工濕地處理后,總氮、總磷去除率分別為50%和40%,懸浮物去除率達80%以上,COD和BOD分別去除60%和50%,水質提高了1級~2級,較好地控制了面源污染問題[2]。
2 濕地凈化功能的機制
2.1 濕地對營養元素的凈化機制
2.1.1 濕地對氮元素的吸收、轉化
濕地生態系統具有獨特的水文條件,因此,在轉移和排除營養物方面要比陸地生態系統效率高。氮素的生物地球化學循環過程非常復雜,循環的性能極為完善,包含著氣態、液態和固態三相之間的物理過程、化學過程和生物過程。其物理過程主要涉及到NOX,N2O的排放,氮沉降,土壤氮的遷移,化學過程主要包含著氮的礦化、硝化、反硝化和氨化作用,而生物過程則是氮的體內分配和吸收作用。
2.1.2 磷元素在濕地中的遷移、轉化
磷在自然界主要以液相和固相存在,相對于氮來說,磷在濕地系統中的遷移、轉化過程要簡單的多。磷的遷移轉化主要是通過吸附作用進行的。水中顆?；蛲寥缹α椎奈阶饔?從而使得總磷濃度下降。濕地土壤對磷元素的吸收主要取決于該土壤中磷的吸附)解吸、沉淀)溶解等物理化學平衡。濕地土壤中磷的解吸機制可分為擴散、競爭(置換)和溶解3種,其解吸過程如同吸附過程一樣,開始是一種快速反應,隨后緩慢進行。解吸過程可簡單表示 為解吸y吸附y解吸,只是最后的步驟受到吸附的不可逆性或可逆性控制,若可逆性較強時,解吸較易進行。研究表明磷的吸附 快速反應只需30 min,同時也有人認為低濃度下解吸1 h才能達到解吸平衡,這種平衡會因解吸的緩慢作用而發生移動,并肯定了吸附作用會隨著水土比例的提高和浸提時間的延長而更加明顯。正是由于這種機制,在人工濕地凈化效果研究表明,污水經人工濕地處理后,總磷的去除率可達到30%~67%[4]。
2.2 濕地對有毒有害物質及重金屬的凈化機制
污水中的重金屬和一些有毒有害物質,對環境可造成一定程度的毒害作用。對于這類化合物,一些植物也演化出了特定的生理機制使其脫毒。植物通常是通過螯合和區室化等作用來耐受并吸收富集污水中的重金屬和有毒有害物質。
濕地植物能從污水中吸附和富集重金屬和一些有毒有害物 質。如鳳眼蓮體內產生重金屬絡合作用的金屬硫肽,富集鎘、鉛、 汞、砷、硒、銅、鎳等重金屬;吸收降解酚、氰等有毒有害物質。Ellis 等(1994)的研究結果表明濕地中寬葉香蒲和黑三棱對高速公路 徑流油類、有機物、鉛和鋅有攝取同化、吸附富集的作用。
人工濕地處理重金屬污水起重要作用的是土壤,尤以表層粘土的作用最大。因此,在構成人工濕地時,適當增加土壤,特別是粘土的比例,將有利于提高去除重金屬效果。此外,植物也能增強土壤對重金屬的去除能力。研究表明,濕地土壤有機質和氧化物膠體對重金屬的吸附量隨pH值升高而明顯增加。同時,重金屬在酸性條件下,會發生一系列不利于環境水質的過程,如溶解、解吸等過程,并常以毒性較大的離子存在,從而造成對環境的更大毒性。因此,提高濕地土壤和水質的pH值,有利于重金屬離子由液相轉入固相,從而提高濕地對重金屬的去除效果。
3對濕地凈化功能的進一步研究發展
當前,濕地的凈化功能在實際應用中已經取得長足的發展,人工濕地在處理城市污水過程中占有重要的比重,一方面,人工濕地的生物凈化為人們提供可行性技術；另一方面,人工濕地的建造解決資金短缺問題。當然,應用研究的發展應基于理論方面研究的突破。在今后相當長一段時間內,還需要在濕地凈化功能的理論方面作更深層次、更廣泛的研究。
1)人工濕地對污水的凈化也存在或多或少的問題。在達到和污水處理廠相同效果的前提下,人工濕地占地面積大、處理時間長,與當今全球土地利用的政策相矛盾。另外,人工濕地凈化植物的選取,以及植物吸收污染物后的生長規律和生物量的資源化利用,這一系列問題與怎樣提高人工濕地污水凈化效率相結合,是今后要考慮研究的問題。
2)全球氣候變化帶來的自然濕地面積縮小和功能衰退的影響。研究表明,在今后幾十年內,由于全球溫室效應的加強,致使 全球氣候帶的偏移,地球上水陸條件可能發生巨大變化,對于全球生態系統而言,這種變化會對濕地的功能產生多大影響,而濕地凈化功能的破壞又對全球的環境造成什么影響,這一切還有待于進一步的理論研究。
結語
進行濕地生態系統服務功能的研究,不僅可以給濕地的規劃和開發提供可靠的科學依據,而且還可以為我國社會、經濟和環境的可持續發展及全球環境變化起到積極的作用。
參考文獻:
土壤的固磷機制范文2
關鍵詞： 西瓜； 連作障礙； 土壤微生物； 肥料
西瓜（Citrullus lanatus）是深受消費者喜愛的水果之一， 也是我國重要的經濟作物，我國西瓜年栽培面積居世界第1。然而，我國農村土地聯產承包責任制的實行及工業、城鎮發展，路橋建設使得每個農戶土地面積有限，輪作難以實施。隨著經濟利益的驅動，耕地的有限性及生產栽培結構的約束，西瓜連作面積逐年增加，而西瓜本身忌連作，因此連作障礙日益嚴重，最終使得土壤微生物和無機成分的自然平衡受到破壞，土壤病菌得到發展，導致土壤病害蔓延，從而嚴重影響了西瓜生產連作障礙成為制約西瓜生產的主要因素，特別是設施栽培。
近年來，國內外眾多學者在西瓜連作障礙的產生及調控方面進行了大量研究探討，有關連作障礙影響因子的研究已取得較大進展。造成連作障礙的主要原因之一是土壤質量下降，而土壤質量下降與施肥有著直接關系，不同種類肥料會對連作地微生物區系和土壤酶活性產生重要影響[1]。筆者從連作對土壤理化性質、土壤生物學環境及西瓜品質等方面總結了西瓜連作障礙的危害，并從不同肥料對西瓜品質，西瓜連作地土壤微環境及微生物區系變化等角度，介紹了不同肥料在克服西瓜連作障礙方面的最新研究成果，以期為推動我國西瓜栽培學學科發展和西瓜生產提供理論依據和實踐指導。
1 連作障礙對西瓜生產的危害
同一植物或近緣植物連作以后，即使在正常管理情況下，也會出現生育狀況變差、病蟲害嚴重、產量降低、品質變劣的現象，這種現象稱為連作障礙（Continuous cropping obstacles）。日本稱這類問題為忌地現象，歐美國家則稱之為再植病害（Replant disease）或再植問題（Replant problem）[2]。連作障礙已經成為制約包括西瓜在內多種農作物產量和品質提高的重要因素。
1.1 西瓜連作造成土壤理化性狀改變
有研究[3]表明，隨著種植年限的增加及農民為追求高效益而盲目施肥，特別是氮肥的大量施用，使得土壤有機質含量偏低，最終導致土壤團粒結構被破壞，土壤板結加重。在設施栽培中，肥料投入量一般是露地施肥量的3～5 倍，有的高達10 倍，其中主要是氮素化肥及未腐熟的人糞尿、含氯化肥等的施用，使剩余的鹽分不能隨雨水淋溶而積聚在土壤表層，導致大棚土壤含鹽量明顯高于露地0.3%，有的甚至高于0.5%，土表發白起“鹽蒿”，產生土壤次生鹽漬化[4-5]。土壤鹽漬化的產生加速了西瓜枯萎病的發生，特別是在苗期危害最為嚴重。此外，連續在同一塊田種植同一種或同一類作物，作物根系產生的分泌物及其在生長過程中大量吸收消耗正離子元素，促使土壤酸度增加及土壤理化性狀發生變化，并迅速減少土壤中拮抗微生物，西瓜枯萎病等嗜酸性土傳病原微生物迅速增加，最終導致西瓜枯萎病日益嚴重而減產[3]。如西、甜瓜的根系能分泌有機酸，因此西、甜瓜如多年連作，因根酸聚集較多，影響其根系對養分與水分的吸收，導致土壤酸化及土壤養分失衡，從而抑制瓜苗生長，引起植株生長勢減弱， 果實變小而減收[6]。
1.2 西瓜連作造成土壤生物學環境破壞
連作導致土壤生物學環境發生變化，其中土壤微生物區系及土壤酶活性是衡量土壤生物學環境質量的主要因子。土壤酶是表征土壤中物質能量代謝旺盛程度和土壤質量水平的一個重要生物指標[7]。有研究表明不同連作年限的土壤，土壤酶活性表現了不同程度的變化規律。連續種植20年的土壤，其蛋白酶與多酚氧化酶活性均表現為先升高后降低的變化趨勢；隨著連作年限增加土壤中脲酶活性逐漸降低，而蔗糖酶活性卻隨著連作年限的增加而增強[8]。此外，土壤微生物通過繁殖與代謝，參與土壤的物質轉化過程。Smalla 等[9]在研究中指出，根際土壤微生物群落結構變化因連作作物種類不同（馬鈴薯、草莓和油菜）而異，這種變化均在連作1年后表現更為突出。連作導致土壤微生物數量發生較大變化，具體表現為：（1）微生物的總量減少；（2）細菌數量明顯下降，而真菌數量增加，即土壤微生物區系由“細菌型”向“真菌型”轉化 ；（3）放線菌數量變化不大，或呈降低趨勢[10]。西瓜連作導致土壤中有益微生物類群減少，而不利微生物類群增加，其中尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）遠高于常規田塊的土壤，并與西瓜枯萎病發病率呈明顯的正相關，從而對植株正常的生命活動產生不利影響[11]。隨著西瓜種植在全國范圍內的不斷增加，其生產規模化、專業化的快速發展，使得西瓜連作現象日益普遍，對土壤環境破壞日益嚴重，從而導致產量和品質下降，成為制約西瓜生產可持續發展的瓶頸。
2 不同種類肥料及配比對西瓜連作障礙的影響
目前，對于連作障礙尚無簡潔有效的解決方法，雖然嫁接在西瓜連作種植中發揮了積極作用，但由于其工序多和勞動力的增加導致成本不斷增加。合理有效的施肥在改善土壤理化性質及微生態環境中發揮著重要作用，因此通過施肥措施的調整可以有效緩解蔬菜作物的連作障礙[12]。當前用于西瓜生產的肥料種類繁多，大體可歸納為無機肥、農家肥、商品有機肥及生物有機肥等。
2.1 不同種類肥料對土壤理化性質的影響
化肥是西瓜生產中應用最普遍的一種肥料，然而長期施用化肥會導致土壤板結及土壤次生鹽漬化等理化性質的改變[3，4]，因此有機肥作為我國農業生產中的重要肥料品種被廣泛研究和應用。研究表明，增施有機肥料能促進作物生長、培肥地力、增強作物抗性[13-14]。對玉米秸稈還田的研究表明大多數有機物中C/N較大，進一步腐熟，土壤微生物可吸取土壤溶液中的氮素，并暫時加以固定，從而降低了土壤溶液的鹽分濃度和滲透壓，緩解土壤鹽害[15]。在西瓜連作障礙的研究中，楊冬艷等[16]亦指出，施用有機肥處理的土壤鹽分含量、速效氮低于化肥，有機質、速效磷鉀含量高于化肥處理，而菌肥處理的土壤肥力指標在西瓜結果初期表現最高，其他時間處于中等水平。有研究表明施用酵素菌肥或生物發酵雞糞配合沼肥等生物肥料， 均可降低土壤EC值，減輕土壤鹽漬化程度[17]，而且動物糞肥的增施有利于土壤CO2含量提高，從而促進土壤呼吸[18]，這都為研究農家肥及生物有機肥在改善西瓜連作地土壤理化性質方向提供了可靠的參考價值。
2.2 不同種類肥料對土壤微生物的影響
微生物多樣性是表征土壤質量變化的敏感指標。有研究指出，裸地條件下，肥料合理配施可以增強微生物對碳源的利用程度（AWCD），顯著增加微生物功能多樣性（Shannon指數）[19]，施用生物有機肥可明顯提高土壤微生物對碳源的利用率，尤其是土壤中的羧酸、胺類和其他類碳源等[20]。這表明生物有機肥的施用能增加土壤微生物利用碳源能力，從而改善微生物營養條件，使微生物保持較高活性，提高土壤微生物多樣性。有機肥對連作西瓜生長和土壤微生物區系的影響的研究表明：施入有機肥料（動物糞便和植物殘體混合物）后，土壤中有益的細菌、放線菌數量顯著增加，定植30 d 時，可有效減少病原性真菌的數量，細菌、放線菌變為優勢菌群，增強了連作西瓜抗性，減少了病害的發生[21]。Hong-sheng Wu等[22]指出，含有拮抗微生物的生物有機肥可以有效抑制尖孢鐮刀菌的繁殖，從而降低西瓜枯萎病的發生?？梢?，生物有機肥可以有效改善連作西瓜地土壤微生物群落，增加土壤微生物多樣性進而促進西瓜的生長。
2.3 不同種類肥料對土壤酶活性的影響
有機肥含有多種酶及影響酶活性的底物。大量研究表明，施用有機肥影響土壤中蛋白酶、磷酸酶、淀粉酶等多種酶的活性[23-26]。有機肥及有機肥與無機肥混施對西瓜生長期土壤酶活性的影響不同。施用有機肥激發了土壤磷酸酶活性，土壤磷酸酶活性出現先升高再降低、升高的變化趨勢；施用生物有機肥刺激了土壤脲酶活性，有機肥處理提高了土壤呼吸強度，但隨處理時間的延長，并不能長期維持下去，土壤脲酶活性和呼吸強度都有下降趨勢[27]。呂衛光等在研究商品有機肥與商品有機肥和尿素混施對西瓜生長期土壤酶活性的影響中指出：施用尿素和如皋有機肥（以動物毛發為原料）、上海有機肥（以雞糞為原料）的土壤過氧化氫酶活性降低， 而施用常熟有機肥（以豬糞為原料） 處理的土壤21 d前過氧化氫酶活性高于對照；施肥后土壤磷酸酶活性表現為先升高后降低、升高的變化趨勢；而土壤脲酶、蛋白酶活性先升高后逐漸減弱。這些結果表明施用有機肥能顯著提高土壤酶活性，從而提高土壤肥力，緩解西瓜連作障礙[27-28]。
2.4 不同種類肥料對西瓜生長及品質的影響
西瓜連作障礙導致西瓜生長發育不良，品質下降[5]，然而科學的施肥方式可以有效提高西瓜品質及抗病性，從而改善西瓜連作障礙引起的品質下降問題[29]。
2.4.1 不同種類肥料對西瓜生長和品質的影響 西瓜果實中可溶性固形物含量是檢測其品質的重要指標，而硝酸鹽含量則是西瓜果實中重要的有害物質檢測指標。長期過量施用化肥使果實可溶性固形物含量下降，硝酸鹽含量增高[30]，并且西瓜中硝酸鹽含量與氮肥施用水平呈正相關關系，雖然氮肥的施用有助于西瓜產量增長，但不顯著，因此氮肥的大量施用導致西瓜品質下降并影響人體健康[31]。
單施有機肥比單施化肥可顯著提高西瓜可溶性固形物含量，降低硝酸鹽含量，能有效改善西瓜的品質[32]。然而，由于有機肥肥效長，從分解到供應有一個緩慢的過程，因此植株前期生長勢偏弱，不僅影響雌花分化質量，而且影響坐果率，而到了果實膨大期又不能滿足西瓜果實對肥水的快速大量需求，從而導致單果質量小，產量顯著偏低，影響西瓜生產的經濟效益[33]。
生物有機肥既含有作物所需的大量元素和中、微量元素，又含有腐植酸、氨基酸、核酸、糖、脂肪等各種有機養分，還含有大量的有益微生物及其產生的酶和大量的生理活性物質，因此能刺激植物根系生長，提高葉片光合能力，對提高農產品質量，保持營養風味具有獨特效果。大量研究表明：微生物制劑能顯著增加連作西瓜的莖長、莖粗、經濟產量和生物產量等生長指標[34-35]；顯著增高葉綠素、類胡蘿卜素、可溶性糖、可溶性固形物以及Vc含量等；且顯著降低硝態氮含量；減少了炭疽病、枯萎病和蔓枯病發生，有效提高了西瓜的抗病性，對連作障礙起到了明顯的抑制作用[36-38]。
化肥和有機肥各有其優缺點，因此栽培中為了確保西瓜優質、高產，在增施有機肥的同時，配施一定量的高效復合肥，在改善西瓜品質的同時也顯著提高了西瓜產量。有研究報道，有機肥與化肥合理配施，不僅能有效提高西瓜可溶性固形物含量，降低硝酸鹽含量，顯著提高西瓜的坐果率及抗逆性，同時能促進西瓜對鉀的吸收利用，提高西瓜的糖度和食用率[39]。有機、無機肥料相互補充，既能充發揮有機肥養分齊全、肥效持久的優勢，又能利用無機化肥養分集中、肥效快的特點，進而達到提高西瓜產量和品質的目的，同時對生態和環境保護也有重要意義。
2.4.2 不同肥料用量對西瓜生長和品質的影響 施肥可以顯著改善西瓜品質，但是西瓜品質的提高并不隨著施肥量的增加而增加，過量施肥不僅對土壤的生態環境有害，而且會降低西瓜品質，因此合理的施肥量在改善西瓜品質方面有著重要作用。有研究表明西瓜產量和果實中維生素C、可溶性糖及硝酸鹽含量等指標在一定范圍內隨著施肥水平的提高而提高，但在肥水過剩的條件下，西瓜產量和品質又呈下降趨勢[29]。有研究表明，降低氮肥用量能顯著減少西瓜中硝酸鹽含量，減氮的同時增施鉀肥有助于進一步降低西瓜中硝酸鹽含量[40]；增施鉀肥比增施氮肥增產的幅度明顯，而且在提高鉀肥施用量時，氮肥與鉀肥配合施用有明顯的增產效果[41]。同時，提高鉀肥施用量可以顯著提高西瓜可溶性糖含量，因此，配方施肥可以有效提高西瓜產量和品質[42-43]。需注意的是，在配方施肥中，有機肥雖能改善西瓜品質，但并不是有機肥比例越大其效果越好，只有當有機肥比例適宜時，其作用效果才會更好[44]。
3 展 望
西瓜連作造成土壤理化性質及土壤生態環境惡化，最終導致西瓜品質下降，同時由于我國西瓜連作面積日益增加，因此其成為制約西瓜產量和質量提升的關鍵因素之一。目前，雖然西瓜栽培措施及生產技術的提高使得西瓜連作得以實現，然而連作年限最多達4年，隨后連作障礙引起的土壤生態環境惡化及西瓜品質下降等問題日益突出。因此，消除西瓜連作障礙的方法成為西瓜生產中亟待解決的問題。目前對于徹底解決西瓜連作障礙尚沒有行之有效的方法，但是實踐表明，施肥可以緩解西瓜連作帶來的問題。
雖然在肥料對緩解西瓜連作障礙方面的研究已取得顯著進展，但是對不同種類肥料在抑制連作障礙中具體的作用機理還不確定，而且不同種類肥料對改善連作西瓜土壤生態環境的貢獻及機制亦不相同，這些均需要進一步研究與明確。當前，從土壤微生態調控角度開發出相應的微生物調控肥料、生物農藥并解決其效果難以持久的問題，以及制定出合理的施肥配方是緩解西瓜連作障礙的有效方法之一。然而，施肥緩解西瓜連作障礙的效果畢竟有限，因此在合理施肥的基礎上配合其他栽培制度可以更好地抑制西瓜連作帶來危害。輪作與西瓜不同種屬的作物根系能夠分泌出抑制西瓜病原菌生長繁殖的物質，從而抑制西瓜病害的發生并成為解決西瓜連作障礙最有效的方法。然而，在目前的西瓜生產模式下，輪作難以實現，因此倒茬成為緩解西瓜連作障礙的又一措施?？梢灶A見，合理施肥與倒茬結合將會更有效地緩解西瓜連作障礙。因此，對倒茬作物的選擇以及合理施肥與倒茬結合對西瓜連作障礙的影響和作用機理的研究將為進一步解決西瓜連作障礙提供可靠的理論依據。可以相信，隨著科學技術的發展和西瓜栽培管理體系的不斷完善，西瓜連作障礙問題必將會得到解決，達到經濟效益、生態效益和社會效益的和諧統一。
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土壤的固磷機制范文3
關鍵詞：土壤質地；管理模式；茶葉品質；土壤微生物
中圖分類號：Q948.11；S571.1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）10-1824-04
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.10.007
Effects of Different Soil Texture and Management Pattern on Soil Properties
and Tea Quality of Tea Garden
ZHANG Wen-li， XIE Heng， LI Tao， WANG Dan-dan
（College of Biological and Pharmaceutical Sciences， China Three Gorges University， Yichang 443002，Hubei，China）
Abstract： Based on the field survey and laboratory analysis， the effects of different soil texture and management pattern on soil properties and tea quality of tea garden were researched， which took three different green tea garden under different soil texture and the management pattern in main producing areas of Wufeng， Hubei province asthe research object. The results showed that the soil texture of tea garden 1 was sandy loam. Its contents of tea polyphenols， amino acid， and caffeine were the highest， which were related to its good soil nutrients content， the high number of soil microorganism and soil urease activity. Higher clay/sand is helpful to maintain soil moisture and soil fertility in tea garden 2， which might be related to its higher aboveground species diversity. The tea quality of tea garden 3 was as much as of tea garden 2. The main reasons might be the lower soil pH， poor soil phosphorus and low microbial activity in tea garden 3， which should be paid attention to improve its soil pH and the increase of phosphorus.
Key words： soil texture； management pattern； tea quality； soil microorganism
質安全的茶葉依靠土壤質地、養分條件和茶園的生態管理[1]。湖北省五峰縣屬亞熱帶溫濕季風氣候區，雨水比較充沛，獨特的自然環境和土壤條件較適宜優質茶葉生長。五峰縣是“宜紅”茶的發源地和核心產區。全縣擁有茶葉面積1.27萬hm2，茶葉年產量1.95萬t，年產值7.99億元，其茶葉產量和產值居全國產茶縣前列。隨著當地茶園生產規模擴大、管理集約化水平大幅提升，諸多茶園的土壤質地勢必會發生累積性惡變，如土壤養分有效性降低、土壤酸化、土壤微生物數量下降、土壤酶活性降低等，進而降低茶葉品質和產量，影響茶園的可持續發展[2]。因此，研究不同土壤質地、不同管理模式下茶園土壤的理化性質、微生物數量、脲酶活性，以期探明影響當地茶葉品質的土壤因子，為五峰茶園土壤改良、茶產業可持續性發展提供依據，為該區域復合生態茶園模式奠定基礎。
1 材料與方法
1.1 樣品采集
選擇五峰縣采花鄉茶區3個代表性的種植10年的綠茶茶園為研究對象，試驗樣地基本特征見表1。茶園1、3是集約化、單一種植的密植型茶園，但兩個茶園的土壤質地明顯不同，茶園1土壤沙礫多；茶園2是不進行任何茶園管理措施的天然茶樹，茶樹分布稀疏、樹下雜草叢生。
在每個茶園確定5個采樣點。各樣點以S形取3～5個取樣深度為20 cm的土樣混合。每個茶園5個混合土樣，共15個土樣。采摘1芽3葉新梢，測定茶葉品質成分。
1.2 方法
1.2.1 樣品處理 土壤樣品按常規方法處理，剔除石塊、肉眼可見的植物根系等，風干、研磨、過篩，待測。部分土壤樣品需冷藏待測。茶葉采摘后用去離子水沖洗干凈后及時殺青、烘干，粉碎后過40目篩，待測。
1.2.2 樣品測定 土壤粒徑分布采用歐美克TopSizer激光粒度分析儀測定；土壤pH采用酸度計法測定；土壤有機質（SOM）采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定；土壤全氮（TN）采用凱氏定氮法測定；土壤銨態氮采用靛酚藍比色法測定；土壤硝態氮采用紫外分光光度法測定；土壤全磷（TP）采用HClO4-H2SO4法測定；土壤速效磷（AP）采用NaHCO3法測定；微生物培養菌落計數采用稀釋平板涂抹法測定。茶葉中茶多酚含量采用酒石酸鐵比色法測定；游離氨基酸總量采用茚三酮比色法測定；咖啡堿含量采用紫外分光光度法測定；氟含量采用氟離子選擇電極法測定。
1.2.3 養分評價標準 依據綠色食品產地環境技術條件（NY/Y391-2000）[3]、茶葉產地環境技術條件（NY/Y853-2004）[4]和優質、高效、高產茶園土壤營養診斷指標[5]，將茶園土壤的肥力、pH分為3級（表2）；同時根據國際制土壤質地分級標準進行土壤質地確定（表3）。
2 結果與分析
2.1 茶園土壤顆粒的組成
土壤顆粒是構成土壤固相的物質，是土壤結構形成的基礎。其粒徑大小、組合比例對土壤水分和孔隙結構等的物理性狀有較大的影響。由圖1可知，在0～20 cm土層，就沙粒含量而言，茶園1最高（46.0%），顯著高于茶園2（29.2%），與茶園3（38.9%）差異不顯著。茶園1的粉沙含量（46.9%）顯著低于茶園2（59.1%）和茶園3（52.9%）；茶園2的黏粒含量顯著高于茶園1和茶園3。根據國際制土壤質地分級標準，茶園1屬于沙質壤土，茶園2和茶園3屬于粉沙質壤土。
在一定程度上，土壤顆粒的黏粒與沙粒的比（黏/沙）可反映土壤的質地。沙粒是土粒中最粗的部分，土壤持水能力隨沙粒含量增加而減弱[6]。而土壤黏粒含量高，土壤孔隙就會越小，從而保水、保肥性會增強。本研究中3個茶園的土壤黏粒含量較低，均在10%左右（圖1）。由圖2可知，3個茶園土壤的黏/沙的比例大致在0.1～0.4范圍內；無人為管理的茶園2的土壤黏/沙最大。比較3個茶園的土壤含水量發現，無人為管理的茶園2最高，粉沙質壤土的茶園3次之，而沙質壤土茶園1最低。推測茶園2、茶園3土壤含水量較高應該與土壤中較高的黏粒含量和較低的沙粒含量有關。
2.2 茶園土壤的化學性質
酸性土壤是茶樹生長所必需的生態條件。根據茶園土壤養分分級標準，一般認為茶園土壤pH以II級標準為優質高產高效茶園土壤養分標準。由表4可知，茶園1、茶園2、茶園3之間土壤pH差異顯著。沙質壤土茶園1的土壤pH（6.46±0.03）處于I級標準，偏高；粉沙質壤土的茶園2和茶園3土壤pH小于6，處于II級標準，適宜。
土壤有機質（SOM）是土壤中各種營養元素的重要來源，可表征土壤肥力。茶園1、茶園2、茶園3之間土壤有機質含量差異顯著。沙質壤土茶園1的SOM含量最高（47.96±1.07 g/kg），無人為管理的粉沙質壤土茶園2的SOM含量最低，為（19.51±0.52） g/kg（表4）。根據茶園土壤養分分級標準，茶園2處于土壤II級水平，茶園1和茶園3均處于土壤I級水平。
土壤全氮（TN）代表土壤氮素的總貯量，用于衡量土壤的基礎肥力。其中，銨態氮和硝態氮是植物可以直接吸收與利用的氮源。本研究中3個茶園的TN無顯著差異，且根據茶園土壤養分分級標準均達到I級標準。茶園1和茶園3的銨態氮（AN）和硝態氮（NN）含量均顯著高于茶園2（表4）。
土壤全磷（TP）是茶葉磷素的主要來源。茶園1、茶園2、茶園3之間土壤TP含量差異顯著，茶園1的TP含量最高（0.96±0.01 g/kg），茶園2的TP含量最低，為（0.31±0.01） g/kg（表4）。根據茶園土壤養分分級標準，茶園1達到了土壤I級水平，茶園3處于II級水平，茶園2處于III級水平。速效磷（AP）經常作為重要的指標來說明土壤磷素肥力的供應情況。本研究表明，茶園1的土壤AP含量最高，茶園3次之，茶園2最低，為（1.42±0.07） mg/kg（表4）。根據茶園土壤養分分級標準，茶園1土壤達到了I級水平，茶園3處于II級，接近于I級水平，茶園2處于III級水平。
2.3 茶園土壤生物特征
茶園土壤中微生物的數量是影響茶樹生長和茶葉質量的重要因素。通常土壤微生物數量多、活性強，可以提高茶園土壤有機質含量，提高土壤肥力[7]。由圖3可知，茶園2土壤中霉菌、細菌、放線菌的數量均最高；茶園3土壤中霉菌、細菌、放菌的數量均最低。茶園1和茶園2微生物總數顯著高于茶園3（P
2.4 茶園茶葉品質特征
茶湯的滋味是茶葉品質中許多因素中的核心。茶葉主要呈味物質有茶多酚、氨基酸、咖啡堿和糖類等。其中茶多酚的含量不僅呈味，而且決定茶葉的色澤，也是茶葉中有保健功能的主要成分之一。而綠茶中的氨基酸含量高，茶葉滋味濃，香氣好。由表5可知，茶園1的茶葉茶多酚、氨基酸、咖啡堿含量均顯著高于茶園2和茶園3；茶園2和茶園3的茶葉茶多酚、氨基酸、咖啡堿含量無顯著差異。3個茶園的茶葉中，氟的含量適中，具體表現為茶園1最低，茶園2最高。
3 小結與討論
土壤質地與土壤的保水、保肥能力密切相關。本研究結果表明，沙質壤土的茶園1的土壤肥力與土壤微生物數量及活性，以及茶葉的主要品質均明顯高于粉沙質壤土的茶園3。茶園3的土壤pH較低（4.70），自然土壤植茶后，土壤理化性質最明顯的變化是土壤pH會顯著降低[8]。Koga等[9]曾采用熱量測定法研究茶園土壤微生物，發現當pH低于6.0時，微生物的生長活性隨著pH的降低而減弱。本研究結果與該結果類似，pH為6.46的茶園1和pH為5.30的茶園2，它們的土壤微生物總數量較高；而pH為4.70的茶園3，其土壤微生物總量最低，土壤脲酶的活性也不高。從中國茶園土壤的實際情況分析，茶葉品質較高的土壤pH應為5.0～6.5[10]。因此，茶園土壤pH不應太低，建議對茶園3的土壤pH進行調節，改善土壤的生物活性，以提高土壤肥力。
此外，茶園3土壤的TP和AP較低，均處于II級標準。而土壤磷是影響茶葉產量和品質的最重要元素，如土壤磷含量增加有利于茶多酚和水浸出物的增加[10]，磷素能促進茶葉糖類向茶多酚轉化與積累[11]，而茶葉中氨基酸形成所需的ATP是高磷化合物[12]。因此，茶園3較低的土壤磷素水平限制了其茶葉的品質。建議對茶園3進行增施磷肥，改善土壤磷素水平，以達到提高茶葉品質的目的。
茶園2為閑置的荒地，盡管無施肥和任何的人為管理活動，但其茶葉的品質卻跟集約化種植的茶園3相當。相對于長期施肥的茶園3，茶園2的土壤性質除有機質含量不高、磷素含量較有限外，其土壤含水量最高，土微生物數量最多，土壤氮素含量達到I級標準。這可能與茶園2地上雜草叢生，物種多樣性相對于其他茶園豐富有關。有研究表明，多物種群落茶園的土壤物理性狀較純茶園優良，這與間作植物落葉及根系生長影響土壤生物作用有關[13，14]。本研究中茶園2的土壤顆粒組成中，黏粒含量較高、沙粒含量較低，比較有利于維持土壤的保水、保肥能力。因此，探討以茶為主，多種物種組合、立體種植的復合生態茶園模式很有必要。
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土壤的固磷機制范文4
農業的發展關系到我國的國計民生而農業科技又是發展農業的主要生產力只有不斷提高農業科技水平才能提高農業生產能力全力構建我國農業科技創新體系增強農業科技創新能力提高農業科技創新效率以適應未來我國農業生產發展和市場競爭需要的制度安排和機制創新
我國傳統的靠天吃飯的耕作方式使得我國糧食單產較低嚴重滯固了我國農業的發展要改變這種現象首先就要逐漸改變傳統的耕作方式采用科學合理的農業生產方式由于雙遼地區年年春旱應堅持早春整地鎮壓保墑一般在3月中下旬開始到4月初土壤凍融交替時期進行整地保墑對除茬地秋翻地要及時做到耙耢起壟鎮壓連續作用以防失墑未除茬的原壟地要及時滅茬抓住返漿初期清明之前頂漿打壟做到三犁成壟底肥深施肥籽隔離隨打壟隨鎮壓原壟種的地塊要早趟春壟鎮壓1遍以保持土壤水分澇洼地水分大凍晚可采取分次打壟的辦法
2為了保全苗播種前要精選良種提高芽率
多數農民不重視芽率認為播種量大不僅浪費種子而且還增加了成本但為提高抵抗自然災害的能力保證苗全苗齊苗壯在選種子時一定要選用芽率高芽勢強的種子播種另外由于地下害蟲對種子傷害極大為了防蟲防害一定要藥劑拌種確保全苗因此近年來幾乎所有玉米種子全部包衣出售可用50%辛硫磷乳劑種25%可濕性粉銹寧按種子重量的0.4%~0.6%播種
3墑情即苗情
冶抓住墑情適時早播是一次播種拿全苗的關鍵春播本著野有墑要搶墑墑差要找墑冶的原則特別是適時早種縮短播種期解決晚熟品種生育期長無霜期相對偏短的矛盾充分發揮高產品種的作用在4月20日前播種完晚熟品種播種要做到隨種隨鎮壓墑情差找墑種這樣能引墑提墑有利于種子吸收水分而發芽曰對于無墑地塊不能靠等雨要催芽坐水種無墑補墑保全苗具體分3步院第1步院掌握好催芽技術注意溫度濕度的調節保證芽全芽齊芽壯第2步院催芽后必須坐水種以防芽干第3步院嚴格做到種肥隔離以防野燒芽冶用播種機播種可以保證株距相等密度合理節省種子降低成本而且效率高進度快佳期播保墑好施肥勻覆土均從而實現苗齊苗全苗壯
4科學施肥
尤其注意用農家肥做底肥這樣能蓄水保墑在送糞時再澆一些水可以借墑增墑玉米科學施肥方法是測土配方施肥技術該技術是通過測定土壤中含有多少速效養分然后計算出666.67m2中含有多少養分666.67m2土地按20cm計算共有150t土如果土壤堿解氮的測定值為120mg/kg有效磷含量測定值為40mg/kg速效鉀含量測定值為90mg/kg則666.67m2土壤有效堿解氮總量為18kg有效磷總量為6kg速效鉀總量為13.5kg則施磷酸二銨20~22kg尿素22~25kg氯化鉀14kg另外微肥對玉米有很大作用玉米對鋅肥非常敏感為防止化肥與種子爭墑和燒苗對坨崗等少墑地塊播種時也要做到種肥隔離科學選擇種植方式在中等地塊實施玉米大壟雙行耕作大壟雙行通風效果好保墑好適合本地土地地塊的要求兩壟一平臺把65cm或70cm的2條普通壟合成1條130cm或140cm的大壟在大壟上種植雙行玉米大壟內玉米行距為35~45cm株距因選用品種等因素確定種植密度較常規栽培苗增加300~400株可提高邊際效應有效改善田間通風透光狀況緩解野玉米海冶通風透光差的矛盾增產8%~12%利于玉米成熟期籽?？焖倜撍山档妥蚜：?%~4%改善玉米品質增強抗倒伏能力倒伏率下降7%比空栽培院采用兩壟玉米空一壟的方式核心是充分發揮邊際優勢利用空壟改善田間通風透光條件提高單株光合能力和產量由于空壟較常規壟促進空氣流動利于玉米脫水提高品質空壟可以種植矮棵早熟馬鈴薯甘藍豆角等增加農民收入間作模式采用高矮作物間作充分利用空間提高光合效率增加種植密度提高資源利用率降低玉米含水量提高玉米質量
5農民通過科學耕作收入明顯增加
土壤的固磷機制范文5
關鍵詞土壤退化；概況；進展；方向
中圖分類號S158.1
文獻標識碼A
文章編號1000－3037(2000)03－0280－05
鑒于土壤及土地退化對全球食物安全、環境質量及人畜健康的負面影響日益嚴重的現實，從土壤圈與地圈—生物圈系統及其它圈層間的相互作用的角度研究土壤退化，特別是人為因素誘導的土壤退化的發生機制與演變動態、時空分布規律及未來變化預測與恢復重建對策，已成為研究全球變化的最重要的組成部分，并將繼續成為21世紀國際土壤學、農學及環境科學界共同關注的熱點問題。但是，迄今為止，有關土壤退化的許多理論問題及過程機理尚不清楚，還沒有公認的或統一的土壤退化指標和定量化評價方法[1]。因此，及時了解國際土壤退化研究的最新動向，并結合我國實際創造性地開展該領域的研究工作，具有重要的學術價值和現實生產意義。
1土壤退化的概念
土壤退化(Soildegradation)是指在各種自然，特別是人為因素影響下所發生的導致土壤的農業生產能力或土地利用和環境調控潛力，即土壤質量及其可持續性下降（包括暫時性的和永久性的）甚至完全喪失其物理的、化學的和生物學特征的過程，包括過去的、現在的和將來的退化過程，是土地退化的核心部分。土壤質量(Soilquality)則是指土壤的生產力狀態或健康(Health)狀況，特別是維持生態系統的生產力和持續土地利用及環境管理、促進動植物健康的能力[2]。土壤質量的核心是土壤生產力，其基礎是土壤肥力。土壤肥力是土壤維持植物生長的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母質、氣候、生物、地形和時間因素長期相互作用的結果，帶有明顯的響應主導成土因素的物理、化學和生物學特性；另一方面，人類活動也深刻影響著自然成土過程，改變土壤肥力及土壤質量的變化方向。因此，土壤質量的下降或土壤退化往往是一個自然和人為因素綜合作用的動態過程。根據土壤退化的表現形式，土壤退化可分為顯型退化和隱型退化兩大類型。前者是指退化過程（有些甚至是短暫的）可導致明顯的退化結果，后者則是指有些退化過程雖然已經開始或已經進行較長時間，但尚未導致明顯的退化結果。
2全球土壤退化概況
當前，因各種不合理的人類活動所引起的土壤和土地退化問題，已嚴重威脅著世界農業發展的可持續性。據統計，全球土壤退化面積達1965萬km2。就地區分布來看，地處熱帶亞熱帶地區的亞洲、非洲土壤退化尤為突出，約300萬km2的嚴重退化土壤中有120萬km2分布在非洲、110萬km2分布于亞洲；就土壤退化類型來看，土壤侵蝕退化占總退化面積的84%，是造成土壤退化的最主要原因之一；就退化等級來看，土壤退化以中度、嚴重和極嚴重退化為主，輕度退化僅占總退化面積的
38%[3～6]。
全球土壤退化評價(GlobalAssessmentofSoilDegradation)研究結果[3～6]顯示，土壤侵蝕是最重要的土壤退化形式，全球退化土壤中水蝕影響占56%，風蝕占28%；至于水蝕的動因，43%是由于森林的破壞、29%是由于過度放牧、24%是由于不合理的農業管理，而風蝕的動因，60%是由于過度放牧、16%是由于不合理的農業管理、16%是由于自然植被的過度開發、8%是由于森林破壞；全球受土壤化學退化（包括土壤養分衰減、鹽堿化、酸化、污染等）影響的總面積達240萬km2，其主要原因是農業的不合理利用(56%)和森林的破壞(28%)；全球物理退化的土壤總面積約83萬km2，主要集中于溫帶地區，可能絕大部分與農業機械的壓實有關。
3我國土壤退化狀況
首先，我國水土流失狀況相當嚴重，在部分地區有進一步加重的趨勢。據統計資料[7]，1996年我國水土流失面積已達183萬km2，占國土總面積的19%。僅南方紅黃壤地區土壤侵蝕面積就達6153萬km2，占該區土地總面積的1/4[8]。同時，對長江流域13個重點流失縣水土流失面積調查結果表明，在過去的30年中，其土壤侵蝕面積以平均每年1.2%～2.5%的速率增加[9]，水土流失形勢不容樂觀。
其次，從土壤肥力狀況來看，我國耕地的有機質含量一般較低，水田土壤大多在1%～3%，而旱地土壤有機質含量較水田低，＜1%的就占31.2%；我國大部分耕地土壤全氮都在0.2%以下，其中山東、河北、河南、山西、新疆等5省（區）嚴重缺氮面積占其耕地總面積的一半以上；缺磷土壤面積為67.3萬km2，其中有20多個?。▍^）有一半以上耕地嚴重缺磷；缺鉀土壤面積比例較小，約有18.5萬km2，但在南方缺鉀較為普遍，其中海南、廣東、廣西、江西等省（區）有75%以上的耕地缺鉀，而且近年來，全國各地農田養分平衡中，鉀素均虧缺，因而，無論在南方還是北方，農田土壤速效鉀含量均有普遍下降的趨勢；缺乏中量元素的耕地占63.3%[10]。對全國土壤綜合肥力狀況的評價尚未見報道，就東部紅壤丘陵區而言，選擇土壤有機質、全氮、全磷、速效磷、全鉀、速效鉀、pH值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表層土壤厚度等11項土壤肥力指標進行土壤肥力綜合評價的結果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影響，處于中、下等水平，高、中、低肥力等級的土壤的面積分別占該區總面積的25.9%、40.8%和33.3%，在廣東丘陵山區、廣西百色地區、江西吉泰盆地以及福建南部等地區肥力退化已十分嚴重[11]。
此外，其它形式的土壤退化問題也十分嚴重。以南方紅壤區為例，約20萬km2的土壤由于酸化問題而影響其生產潛力的發揮；化肥、農藥施用量逐年上升，地下水污染不斷加劇，在部分沿海地區其地下水硝態氮含量已遠遠高于WHO建議的最高允許濃度10mg/l；同時，在一些礦區附近和復墾地及沿海地區土壤重金屬污染也相當嚴重[8]。
4土壤退化研究進展
自1971年FAO提出土壤退化問題并出版“土壤退化"專著以來，土壤退化問題日益受到人們的關注。第一次與土地退化有關的全球性會議——聯合國土地荒漠化(desertification)會議于1977在肯尼亞內羅畢召開。聯合國環境署(UNEP)又分別于1990年和1992年資助了Oldeman等開展全球土壤退化評價(GLASOD)、編制全球土壤退化圖和干旱土地的土地退化（即荒漠化）評估的項目計劃。1993年FAO等又召開國際土壤退化會議，決定開展熱帶亞熱帶地區國家級土壤退化和SOTER（土壤和地體數字化數據庫）試點研究。在1994年墨西哥第15屆國際土壤學大會上，土壤退化，尤其是熱帶亞熱帶的土壤退化問題倍受與會者的重視，不少科學家指出，今后20年熱帶亞熱帶將有1/3耕地淪為荒地，117個國家糧食將大幅度減產，呼吁加強土壤退化及土地退化恢復重建研究，并在土壤退化的概念、退化動態數據庫、退化指標及評價模型與地理信息系統、退化的遙感與定位動態監測和模擬建模及預測、土壤復退性能研究、退化系統恢復重建的專家決策系統等研究方面有了新的發展。國際水土保持學會也于1997在加拿大多倫多組織召開了以流域為基礎的生態系統管理的全球挑戰國際研討會，從生態系統、流域的角度探討土壤侵蝕等土壤退化等問題。而且，國際土壤聯合會于1996年和1999年分別在土耳其和泰國舉行了直接以土地退化為主題的第一屆和第二屆國際土地退化會議，并在第一屆會議上決定成立了土壤退化研究工作組專門研究土壤退化，在第二屆會議上則對土壤退化問題更為重視，并有學者倡議將土壤退化研究提高到退化科學的高度來認識，并決定于2001年在巴西召開第三屆國際土壤退化會議[12]。同時，在亞洲，由UNDP和FAO支持的“亞洲濕潤熱帶土壤保持網(ASOCON)”和“亞洲問題土壤網”也在亞太土地退化評估與控制方面開展了大量的卓有成效的研究工作。總的說來，國際上土壤退化研究在以下方面取得了重要進展：①從土壤退化的內在動因和外部影響因子（包括自然和社會經濟因素）的綜合角度，研究土壤退化的評價指標及分級標準與評價方法體系；②從土壤的物理、化學和生物學過程及其相互作用入手，研究土壤退化的過程與本質及機理；③從歷史的角度出發，結合定位動態監測，研究各類土壤退化的演變過程及發展趨向和速率，并對其進行模擬和預測；④側重人類活動（特別是土地利用方式和土壤經營管理措施）對土壤退化和土壤質量影響的研究，并將土壤退化的理論研究與退化土壤的治理和開發相結合，進行土地更新技術和土壤生態功能保護的試驗示范和推廣；⑤注重傳統技術（野外調查、田間試驗、盆栽試驗、實驗室分析測試、定位觀測試驗等）與高新技術（遙感、地理信息系統、地面定位系統、模擬仿真、專家系統等）的結合；⑥從社會經濟學角度研究土壤退化對土壤質量及其生產力的影響。
我國土壤學研究工作在過去幾十年主要集中在土壤發生、分類和制圖（特別是土壤資源清查）；土壤基本物理、化學和生物學性質（特別是土壤肥力性狀）；土壤資源開發利用與改良（特別是土壤培肥，鹽漬土和紅壤的改良等）等方面。這些工作雖然在廣義上與土壤退化科學密切相關，但直接以土壤退化為主題的研究工作主要集中在最近10多年，其中又以熱帶亞熱帶土壤退化研究工作較為系統和深入，并在80年代參與了熱帶亞熱帶土壤退化圖的編制，完成了海南島1∶100萬SOTER圖的編制工作。90年代以來，中國科學院南京土壤研究所結合承擔國家“八五”科技攻關專題“南方紅壤退化機制及防治措施研究”和國家自然科學基金重點項目“我國東部紅壤地區土壤退化的時空變化、機理及調控對策的研究”任務，將宏觀調研與田間定位動態觀測和實驗室模擬試驗相結合，將遙感、地理信息系統等高新技術與傳統技術相結合，將自然與社會經濟因素相結合，將時間演變與空間分布研究相結合，將退化機理與調控對策研究相結合，對南方紅壤丘陵區土壤退化的基本過程、作用機理及調控對策進行了有益的探索，并在以下方面取得了重要進展[8、13]：①初步定義了土壤退化的概念，闡明了紅壤退化的基本過程、機制、特點。②在土壤侵蝕方面，利用遙感資料和地理信息系統技術編制了東部紅壤區1∶400萬90年代土壤侵蝕圖與疊加類型圖及典型地區70、80、90年代疊加土壤侵蝕圖，并在土壤侵蝕圖、土地利用圖、土壤母質圖等基礎上，編制了1∶400萬土壤侵蝕退化分區概圖；對南方主要類型土壤可蝕性K值進行了田間測定，并利用全國第二次土壤普查數據和校正的Wischmeier方程，計算我國南方主要類型土壤可蝕性K，編制了相關圖件。③在肥力退化機理方面，建立了南方紅壤區土壤肥力數據庫，初步提出了肥力退化評價指標體系，進行了土壤肥力退化評價的嘗試，并繪制了紅壤退化評價有關圖件；將養分平衡與土壤養分退化研究相結合總結了我國南方農田養分平衡10年變化規律及其與土壤肥力退化的關系，認為土壤侵蝕、酸化養分淋失等造成的養分赤字循環及養分的不平衡是土壤養分退化的根本原因；應用遙感手段及歷史資料，編制了0～20cm及0～100cm土層的土壤有機碳密度圖，探討了紅壤有機碳庫的消長與轉化及腐殖質組成性質的變化規律；提出了磷素固定是紅壤磷素退化的主要原因，磷素有效性衰減的實質是磷素的雙核化和向固相的擴散，解決了紅壤磷素退化的實質問題。④在土壤酸化方面，研究了紅壤的酸化特點，根據土壤的酸緩沖性能，建立了土壤酸敏感性分級標準，進行了紅壤酸敏感性分級和分區，首次繪制了有關地區土壤酸敏感性分區概圖；采用MAGIC模型，并進行校正對我國紅壤酸化進行預測，揭示紅壤酸度的時空變化規律；并在作物耐鋁快速評估方面取得了重要進展。⑤在土壤污染方面，利用多參數對重金屬的土壤污染進行了綜合評估，建立了綜合污染指數(CPI)值的計算方法，對不同地區的污染狀況進行了評估，繪制了重金屬污染概圖；應用農藥在土壤中的吸附系數(Kd)和半衰期(t1/2)及基質遷移模式，闡明了土壤農藥污染的機理；在重金屬污染對土壤肥力的影響方面的研究結果表明，重金屬污染可降低土壤對鉀的保持能力，促進鉀的淋失；而對氮和磷而言，主要是降低與其催化降解和循環相關的酶的活性。⑥紅壤退化防治方面，提出了區域治理調控對策，“頂林—腰果—谷農—塘魚”等立體種養模式等，并對一些開發模式進行示范和評價。
然而，我國幅員遼闊，自然和社會經濟條件復雜多樣，地區間差異明顯。各類型區在農業和農村發展過程中均不同程度地面臨著各種資源環境退化問題，有些問題是全區共存的，有些則是特定類型區所特有的。過去的工作僅集中于江南紅壤丘陵區，而對其它地區觸及較少。而且，在研究工作中，也往往偏重于單項指標及單個過程的研究。土壤退化綜合評價指標體系的研究基本處于空白，對退化過程的相互作用研究不夠。同時，在合理選擇堿性物質改良劑種類、提高經濟效益以及長期施用改良劑對土壤物理、化學，特別是生物學性質的影響等方面還有許多問題有待進一步研究，對耐酸（鋁）作物品種的選擇研究也亟待加強。此外，對其它土壤退化問題，如集約化農業和鄉鎮企業及礦產開發引起的土壤及水體污染、土壤生物多樣性衰減等問題，尚未開展系統研究。
5土壤退化的研究方向
土壤退化是一個非常綜合和復雜的、具有時間上的動態性和空間上的各異性以及高度非線性特征的過程。土壤退化科學涉及很多研究領域，不僅涉及到土壤學、農學、生態學及環境科學，而且也與社會科學和經濟學及相關方針政策密切相關。然而，迄今為止，國內外的大多數研究工作偏重于對特定區域或特定土壤類型的某些土壤性狀在空間上的變化或退化的評價，而很少涉及不同退化類型在時間序列上的變化。而且，在土壤退化評價方法論及評價指標體系定量化、動態化、綜合性和實用性以及尺度轉換等方面的研究工作大多處于探索階段。
我國土壤退化研究雖然在某些方面取得了一定的、有特色的進展，但整體上還處于起步階段。為此，作者認為，今后我國土壤退化的研究工作應從更廣和更深的層次上系統綜合地開展土壤退化的綜合評價與主要退化類型農業生態系統的重建和恢復研究，并逐步向土地退化或環境退化方向拓展。具體來說，應加強以下幾個方面的研究工作：
(1)土壤與土地退化指標評價體系研究。主要包括用于評價不同土壤及土地退化類型的單項和綜合評價指標、分級標準、閾值和彈性，定量化的和綜合的評價方法與評價模型等；
(2)土壤退化的監測與預警系統研究。主要包括建立土壤退化監測研究網絡，對重點區域和國家在不同尺度水平上的土壤及土地退化的類型、范圍及退化程度進行監測和評價，并進行分類區劃，為退化土地整治提供依據；
(3)土壤與土地退化過程、機理及影響因素研究。重點研究幾種主要退化形式（如土壤侵蝕、土壤肥力衰減、土壤酸化、土壤污染及土壤鹽漬化等）的發生條件、過程、影響因子（包括自然的和社會經濟的）及其相互作用機理；
(4)土壤與土地退化動態監測與動態數據庫及其管理信息系統的研究。主要包括土壤退化監測網點或基準點(Benchmarksites)的選建、3S(GIS、GPS、RS)技術和信息網絡及尺度轉換等現代技術和手段的應用與發展、土壤退化屬性數據庫和GIS圖件及其動態更新、土壤退化趨向的模擬預測與預警等方面的工作；
(5)土壤退化與全球變化關系研究。主要包括土壤退化與水體富營養化、地下水污染、溫室氣體釋放等；
(6)退化土壤生態系統的恢復與重建研究。主要包括運用生態經濟學原理及專家系統等技術，研究和開發適用于不同土壤退化類型區的、以持續農業為目標的土壤和環境綜合整治決策支持系統與優化模式，主要退化生態系統類型土壤質量恢復重建的關鍵技術及其集成運用的試驗示范研究等方面的工作，為土壤退化防治提供決策咨詢和示范樣板；
(7)加強土壤退化對生產力的影響及其經濟分析研究，協助政府制定有利于持續土地利用，防治土壤退化的政策。
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土壤的固磷機制范文6
關鍵詞：獼猴桃；葉片；礦質營養元素；果實品質
中圖分類號：S663．4；Q944．56；Q945．12 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2011）24－5126-05
Relationship between Fruit Quality and Changing Trend of Mineral Nutrients in Kiwifruit Leaves
XU Ai－chun，CHEN Qing－hong，GU Xia，ZHANG Lei
（Institute of Fruit and Tea， Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430209， China）
Abstract： In order to establish the nutrient diagnose period in leaves and guide rational fertilization of kiwifruit， the relationship between the fruit quality and the changing trend of mineral nutrients in leaves of Actinidia chinensis Planch. cv． Golden dragon were studied at kiwifruit orchard in Institute of Fruit and Tea， Hubei Academy of Agricultural Sciences． The results were as follows. In the whole growth season， the content of N and K was downtrend before August and increasing after August in leaves， the changing trend of Ca was on the contrary， Cu and Fe were downtrend， B and Mn were increasing， the change of Zn was alternatively increasing and decreasing． There was significant positive relativity between K， Mn in leaves and single fruit weight． There was significant negative relativity between P， K， Zn in leaves and soluble solids and the content of vitamin C． There was significant positive relativity between Mg， Ca， B and soluble solids， vitamin C． The suitable period of leaf nutrient diagnose of N was from July to September， P， Ca and Cu in October， K， Mg and Zn in July or August， Mn in September or October， Cl from July to October， B in August， Fe in the whole growth season.
Key words： kiwifruit； leaf； mineral nutrients； fruit quality
獼猴桃是20世紀發展起來的新型水果，素有“水果之王”的美稱，世界獼猴桃栽培面積現已達到14．3萬hm2，年產量175萬t。中國從20世紀80年代末開始大量人工栽培，目前栽培面積為6．5萬hm2，產量約73萬t；中國獼猴桃主要分布在陜西、四川、湖北、湖南、河南等省，湖北省獼猴桃栽培面積約為2 933 hm2，產量約0．8萬t。生產上的栽培品種以美味獼猴桃［Actinidia deliciosa （A． Chev．） C． F． Liang et A． R． Ferguson］和中華獼猴桃（A． chinensis Planch．）為主，湖北省農業科學院果樹茶葉研究所選育的金農（A． chinensis cv． Golden dragon）獼猴桃是黃肉、無毛、早熟的優質中華獼猴桃品種，近年來得到了廣大消費者的青睞。然而由于栽培技術還不成熟，影響了果實品質正常發揮，嚴重制約了此品種的推廣。礦質營養元素是果樹產量形成和果實品質提高的物質基礎，礦質營養元素的含量分析旨在探討與校正樹體營養水平的變化趨勢，而葉片分析是當今較成熟的果樹營養診斷方法。目前，雖然獼猴桃營養診斷的研究進展很快［1－6］，但關于不同發育時期葉片礦質營養元素與果實品質的關系研究較少。本研究通過分析金農獼猴桃不同生長時期葉片礦質營養元素含量的變化動態及其與果實品質的關系，以期為生產上進一步改善金農獼猴桃的果實品質提供依據。
1 材料與方法
1．1 試驗地基本情況
試驗在2010年進行，試驗材料來自湖北省農業科學院果樹茶葉研究所獼猴桃園，品種為金農，選擇樹勢強健的成年結果樹；試驗地土壤pH為5．5，堿解氮含量93．6 mg／kg，速效磷含量105．6 mg／kg，速效鉀含量129．3 mg／kg。
1．2 試驗方法
試驗選取樹勢比較一致的金農結果樹15株，3次重復，每次采樣選擇同一株樹作為采樣樹，采樣時間分別為5月6日、6月6日、7月6日、8月6日、9月6日、10月10日，共6次。每次在每株采樣樹的東西南北四個方向各取發育枝中部成熟健康的葉片（含葉柄），每重復混合葉80片。
采下的葉片迅速帶回實驗室，用自來水―0．1％洗滌劑溶液―自來水―自來水－0．2％鹽酸溶液―去離子水―去離子水―去離子水系列漂洗后，于105 ℃恒溫殺青20 min，再在80 ℃條件下烘干至恒重，用不銹鋼粉碎機粉碎，放陰涼干燥處保存。
葉片全N含量用堿解擴散法測定［7］；葉片全P和B元素含量用分光光度法測定［7］；葉片的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等元素含量用原子吸收法測定［8］（TAS－986型原子吸收分光光度計）；葉片的Cl元素含量用硝酸銀滴定法測定［9］；并對所有礦質營養元素年變化動態與金農果實的單果重、可溶性固形物含量、維生素C含量、可溶性總糖含量、可滴定酸含量、糖酸比等品質指標進行相關性比較。
2 結果與分析
2．1 獼猴桃葉片礦質營養元素含量的年變化動態
2．1．1 獼猴桃葉片大量礦質營養元素含量的年變化動態 獼猴桃葉片大量礦質營養元素含量的年變化動態見圖1，圖1顯示，獼猴桃葉片內N、K、Ca元素含量的年變化幅度較大，P、Mg元素含量的年變化幅度較小。N和K元素含量呈“V”型變化，在5月6日至8月6日期間一直呈下降趨勢，到8月6日，N、K元素含量最低，但在8月6日后呈上升趨勢。N元素在5月6日～6月6日下降幅度較小，6月6日～8月6日下降幅度較大，可能是由于此階段的果實處在迅速生長期，葉片中大量的礦質營養元素被轉運到果實中造成的。8月6日～10月10日葉片的N元素含量回升，可能是因為獼猴桃在8～9月處于果實成熟期，9月份采果后葉片中的礦質營養元素開始積累而形成的。P元素含量在整個生長期內變化幅度較小，基本趨于穩定。而K元素含量在整個生長期內變化幅度較大，其中在5月6日～8月6日急速下降，8月6日后迅速回升。Ca元素含量的變化趨勢與N、K相反，5月6日～8月6日緩慢上升，8月6日后迅速下降。Mg元素含量的變化幅度較小，整個生長期內變化趨勢平緩。
2．1．2 獼猴桃葉片微量礦質營養元素含量的年變化動態 獼猴桃葉片微量礦質營養元素含量的年變化動態如圖2和圖3所示，從圖2和圖3可見，獼猴桃葉片的Zn、Cu、Fe、Mn、B元素含量變化較大，Cl元素含量的變化幅度較小。Zn元素含量在5月6日～6月6日處于下降趨勢，不過6月6日～8月6日回升，但8月6日升到最高峰后又開始下降，后期一直處于下降趨勢。Cu元素含量在5月6日～6月6日變化不大，6月6日后開始上升，到7月6日達到最高峰，7月6日～10月10日處于下降趨勢。Fe元素含量在整個生長季節一直處于下降趨勢，其中以5月的下降速度較快，6月6日以后下降速度較慢。Mn元素含量在5～6月變化不大，7月6日以后開始上升，以后呈交替升降變化，在8月6日達最高峰。B元素含量的變化總體呈上升趨勢，在5月6日～7月6日一直是上升，7月6日后下降，8月6日達最低點，以后又開始回升，10月10日達最高峰。Cl元素含量在整個生長季節變化幅度不大，變化趨勢平緩。
2．2 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實品質的關系
2．2．1 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實單果重的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實單果重的關系見表1，從表1可見，N元素與果實單果重多數呈正相關，但相關性不顯著；P元素在9月6日與果實單果重呈顯著負相關，相關系數為－0．996 6，而其他時間呈正相關，但相關性不顯著；K元素與果實單果重呈正相關，6月6日與7月6日的相關性分別為極顯著和顯著正相關，相關系數分別為0．999 9和0．995 3，因此可認為，提高葉片的含K量有利于提高果實的單果重；葉片中的Ca、Mg、Fe元素與果實單果重的相關性不顯著，Mg、Fe元素與果實單果重以負相關為主；Mn元素在10月10日與果實單果重呈顯著正相關，相關系數為0.996 8；Zn、Cu、Cl元素與果實單果重大多數呈正相關，但相關性不顯著；B元素與果實單果重以負相關為多，但相關性不顯著。
2．2．2 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可溶性固形物含量的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可溶性固形物含量的關系如表2，從表2可知，P、K、Mn、Zn元素與果實可溶性固形物含量大都呈負相關，其中10月10日的P和K元素、7月6日的Zn元素與果實可溶性固形物含量均呈顯著的負相關，相關系數分別為－0．998 5、－0．996 4、－0．996 9；Mg、Fe、Cu、B元素與果實可溶性固形物含量大都呈正相關關系，其中7月6日的Mg元素與果實可溶性固形物含量的相關性極顯著，相關系數為0．999 5，8月6日的B和Mg元素與果實可溶性固形物含量呈顯著的正相關，相關系數分別為0．998 3，0．995 6；Ca元素在10月10日與果實可溶性固形物含量呈顯著的正相關，相關系數為0．996 5，其他的相關性不顯著；N和Cl元素與果實可溶性固形物含量的相關性不顯著。
2．2．3 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實維生素C含量的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實維生素C含量的關系見表3，從表3可知，N、Cl、Fe和Cu、Mn元素與果實維生素C含量的相關性不顯著；P、K、Mn、Zn元素與果實維生素C含量大都呈負相關，其中10月10日的P、K元素和7月6日的Zn元素與果實維生素C含量呈顯著的負相關，相關系數分別為－0．998 1、－0．995 9、－0．996 5；Mg、Fe、Cu、B元素與果實維生素C含量大都呈正相關，其中8月6日的Mg和B元素與果實維生素C含量呈顯著的正相關，相關系數分別為0．996 2、0．997 9，
7月6日的Mg元素與果實維生素C含量呈極顯著的正相關，相關系數為0．999 3；Ca元素在10月10日與果實維生素C含量呈顯著的正相關，相關系數為0.995 9，其他的相關性不顯著。
2．2．4 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可溶性總糖含量的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可溶性總糖含量的關系見表4，從表4可見，葉片的N、Ca、Mg、Fe、Cu、Cl、B元素與果實可溶性總糖含量大多呈正相關，P、K、Zn元素與果實可溶性總糖含量大多呈負相關。在所測元素中，9月6日的Cl元素與果實可溶性總糖含量呈極顯著的正相關，相關系數為0．999 8，其他的相關性不顯著。
2．2．5 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可滴定酸含量的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實可滴定酸含量的關系見表5，從表5可見，葉片的N、P、K、Ca、Mn、Zn、Cl元素與果實可滴定酸含量大多數呈負相關，其中5月6日的Ca、Zn元素與果實可滴定酸含量呈顯著的負相關，相關系數分別為-0．995 3、-0．998 6，10月10日的Cl元素與果實可滴定酸含量的相關性為極顯著負相關，相關系數為－0．999 9；Mg、Fe、Cu、B元素與果實可滴定酸含量大多數呈正相關，其中10月10日的Cu元素與果實可滴定酸含量呈顯著的正相關，相關系數為0．998 8；其他的相關性不顯著。
2．2．6 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實糖酸比的關系 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實糖酸比的關系見表6，從表6可見，葉片的N、Ca、Mg、Mn、Cu、Cl、B元素與果實糖酸比大多數呈正相關；P、K、Fe、Zn元素與果實糖酸比大多數呈負相關；N、P、K、Ca、Fe、Zn元素與果實糖酸比的相關性不顯著。7月6日的Cl元素和10月10日的B元素與果實糖酸比呈極顯著的正相關，相關系數分別為0．999 2和0．999 8；10月10日的Mg元素、5月6日的Cu、Cl元素與果實糖酸比的正相關顯著，相關系數分別為0．998 3、0．995 6、0．998 4；9月6日的Mn元素與果實糖酸比呈極顯著的負相關，相關系數為－0．999 9；其他的相關性不顯著。
3 小結與討論
3．1 獼猴桃葉片礦質營養元素含量年變化趨勢
從獼猴桃葉片礦質營養元素含量的變化來看，N、K、Ca、Zn、Cu、Fe、Mn、B元素含量在整個試驗期的內變化幅度較大，P、Mg和Cl元素含量變化幅度較小，不同的元素含量都有其相對較為穩定的時期。
試驗結果表明，葉片的N、K、Cl元素含量變化趨勢與前人的研究結果相似［1］，從N、K元素含量在8月前總體呈下降趨勢，到8月后逐漸回升，這可能是因為8月前是獼猴桃果實單果重增加較快的時期，葉片中大量的元素供給了果實生長，這與本研究中K元素與果實單果重可呈顯著性正相關的結果相一致。N、P、K均屬于韌皮部可移動元素，在植物體內能夠從較老的器官不斷地向幼嫩器官與生長部位轉移，因此植物體內的營養狀況比較容易在葉片中得到反映，說明葉片中的礦質營養元素含量變化較為活躍［10］，不過試驗中葉片的P元素含量低，變化趨勢不大，這可能與取樣果園土壤缺磷有關，因此該試驗園應增加磷肥的施用量。雖然葉片的含磷量低，但并沒有出現缺磷癥狀，說明適應低磷環境是獼猴桃的一種生態適應特性［10］。Ca元素含量的變化趨勢與N、K元素相反，Ca元素含量在5月以后到8月初呈上升狀態，8月初達最高值，以后下降，這一變化趨勢與前人研究結果是相似的［11］。與新西蘭建立的獼猴桃葉片Ca元素的適量范圍相比［12］，試驗中的葉片Ca元素含量較低，這可能與Ca元素在植物體內的移動性差有關，因此即使土壤中的有效Ca元素含量高，也不一定能夠及時提供給葉片和果實，然而Ca元素與獼猴桃的貯藏性能有關聯［13］；因此為了提高果實的貯藏性，可以考慮在營養期噴施葉面鈣肥。Mg元素含量的變化幅度較小，這里就不必評述。微量元素中Cu和Fe元素含量總體上呈下降趨勢，并且Fe元素的變化幅度較大，Cu元素的變化幅度較??；B和Mn元素含量總體上呈上升趨勢。Zn元素含量是升降交替性變化，這一點與陳竹君等［1］的研究結果相似。試驗中B元素含量的變化幅度較大，除在7~8月間略有下降之外，其他時期一直處于上升趨勢。與秦美獼猴桃葉片的營養狀況標準值比較［3］，試驗園中的金農獼猴桃葉片一直處于低硼狀態，不過沒有出現缺硼現象。因此，要及時增加硼肥施用量，以免出現果實缺硼現象，進而影響果實的品質。
3．2 獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實品質的關系
在獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實單果重方面，K和Mn元素與果實單果重正相關性顯著，其中6、7月的葉片K元素含量對果實單果重的影響最大，此結果與董燕等［14］的研究結果一致，因此，在一定范圍內，要保證此時期葉片有充足的含鉀量，以利于提高果實的大小。在果實可溶性固形物含量方面，不同時期N元素與果實可溶性固形物含量的相關性不同，P、K、Zn元素與果實可溶性固形物含量的負相關性顯著，Mg、Ca、B元素與果實可溶性固形物含量的正相關性顯著，因此過多的P、K、Zn元素不利于果實可溶性固形物含量的提高，而適量提高Mg、Ca、B元素的含量可提高果實的可溶性固形物含量。P、K、Zn元素與果實維生素C含量的負相關性顯著，這一點與魯劍巍等對柑橘的研究結果不同［15］，這可能與樹種、土壤不同有關。Ca、Mg、B元素與果實維生素C含量的正相關性顯著，N元素對果實維生素C含量的影響不大。P、K、Zn元素與果實可溶性總糖含量多呈負相關，N、Mg、Ca、B元素與可溶性總糖含量多呈正相關，這與本研究中礦質營養元素含量與果實可溶性固形物含量的關系相類似，Cl元素在9月6日與果實可溶性總糖含量的正相關性極顯著。而10月10日的Cl和Cu元素與果實可滴定酸含量分別達到了極顯著負相關和顯著正相關，5月6日Ca和Zn元素與果實可滴定酸含量的負相關性顯著。從獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實糖酸比的關系來看，N、P、K元素與果實糖酸比的相關性不顯著；Ca和Mg元素與糖酸比多呈正相關，且10月10日的Mg元素與果實糖酸比達到了顯著正相關，微量元素中的Cu、Cl、B元素與果實糖酸比正相關性顯著或極顯著。
研究發現，獼猴桃葉片礦質營養元素含量與果實品質的關系不是固定不變的，生長時期不同，樹體礦質營養的分配中心不同，葉片礦質營養元素的含量也會受到影響，因而不同時期葉片的礦質營養元素含量與果實品質的關系就會發生相應地變化。葉片營養診斷應該抓住對果實品質影響最大的關鍵時期，而不同礦質營養元素含量的診斷時期是不同的。本研究認為，葉片N元素的適宜診斷時期為7～9月；P、Ca、Cu元素適宜診斷時期為10月，K、Mg、Zn元素的適宜診斷時期為7~8月，Mn元素的適宜診斷時期為9~10月，Cl元素的適宜診斷時期為7～10月，B元素的適宜診斷時期為8月，而Fe元素的診斷在全年均可。
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