時(shí)間：2022-05-18 05:27:21
導(dǎo)語(yǔ)：在有機(jī)質(zhì)論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘 要：本文以長(zhǎng)白山北坡和西坡林線(xiàn)為研究區(qū)，分別在北坡和西坡采集83個(gè)和51個(gè)土壤樣品，在室內(nèi)測(cè)量土壤有機(jī)質(zhì)和礫石含量，采用常規(guī)數(shù)理統(tǒng)計(jì)和單個(gè)樣本T檢驗(yàn)分析北坡和西坡土壤有機(jī)質(zhì)和礫石含量的特點(diǎn)和差異程度，應(yīng)用相關(guān)分析方法認(rèn)識(shí)北坡和西坡有機(jī)質(zhì)和礫石含量的關(guān)系，分析土壤發(fā)育過(guò)程的差異性表現(xiàn)。結(jié)果表明林線(xiàn)生境不利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成和積累，西坡土壤有機(jī)質(zhì)含量大于北坡，且空間差異程度也小于北坡。礫石含量高，土壤發(fā)育緩慢，北坡林線(xiàn)母質(zhì)對(duì)土壤發(fā)育過(guò)程控制較強(qiáng)，而西坡相對(duì)較弱，兩坡其他成土因素影響程度存在很大差異。
關(guān)鍵詞：長(zhǎng)白山北坡和西坡林線(xiàn)；土壤有機(jī)質(zhì)；礫石含量；數(shù)理統(tǒng)計(jì)
引言
從高山郁閉林到深入苔原帶喬木樹(shù)種之間的過(guò)渡帶是高山林線(xiàn)交錯(cuò)帶[1]。長(zhǎng)白山林線(xiàn)是林線(xiàn)研究生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化響應(yīng)的理想地段，土壤養(yǎng)分狀況在林線(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中所發(fā)揮的作用引起人們的極大關(guān)注[2]。石培禮等認(rèn)為土壤基質(zhì)狀況對(duì)林線(xiàn)動(dòng)態(tài)有先行性的影響[3]，鄧?yán)っ兜日J(rèn)為林線(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)岳樺種群動(dòng)態(tài)有著一定的控制作用[4]，于大炮等在研究岳樺生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)時(shí)對(duì)土壤養(yǎng)分狀況產(chǎn)生非常大的興趣，認(rèn)為林線(xiàn)形成機(jī)理影響因子中土壤起著積極作用[5]。這些研究都認(rèn)為土壤性質(zhì)，尤其是有C質(zhì)的特征與林線(xiàn)動(dòng)態(tài)有著非常密切的關(guān)系。但在不同坡向上分析土壤狀況的對(duì)比關(guān)系，尤其是土壤有機(jī)質(zhì)的差異表現(xiàn)和成因研究極少。本文以長(zhǎng)白山北坡和西坡林線(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量與礫石含量關(guān)系全面分析有機(jī)質(zhì)的差異程度和土壤發(fā)育的不同狀況，探詢(xún)有機(jī)質(zhì)差異的原因，揭示土壤形成過(guò)程中成土因素的潛在影響。
1 資料與方法
1.1 研究區(qū)概況
在長(zhǎng)白山北坡海拔1900～2000m左右是岳樺林分布的上限，西坡林線(xiàn)在海拔1800～2250m左右，風(fēng)大寒冷，環(huán)境嚴(yán)酷，只有岳樺依靠較強(qiáng)的適應(yīng)能力成為林線(xiàn)喬木的主要樹(shù)種，在氣候變暖的趨勢(shì)下，兩坡林線(xiàn)變動(dòng)都很明顯，而土壤狀況對(duì)林線(xiàn)影響的方式復(fù)雜使這里成為研究林線(xiàn)土壤發(fā)育的理想地帶[6]。本研究選擇的林線(xiàn)北坡研究區(qū)范圍是N42°2′27～42°3′14″，E128°4′35″～128°6′13″，西坡研究區(qū)范圍是N41°5′93″～42°1′51″，E127° 58′6″～127° 59′45″，都是長(zhǎng)白山森林-苔原過(guò)渡帶最為典型的研究地段（圖 1）。
1.2 土壤樣品的采集與測(cè)定
2008年9月和2015年9月采用樣方調(diào)查法分別在長(zhǎng)白山北坡林線(xiàn)與西坡林線(xiàn)于最典型的地段分別設(shè)置4個(gè)樣地，在每一樣地內(nèi)水平方向上每間隔20～40m設(shè)置一樣帶，在每個(gè)樣帶內(nèi)按垂直方向自高而低從林線(xiàn)邊緣（樹(shù)島）連續(xù)取樣（樣方：10m×10m）直到坡底的郁閉林（郁閉度>0.2），在所有設(shè)置的樣方中北坡選擇83個(gè)樣方，西坡選擇51樣方進(jìn)行取土。在這些樣方內(nèi)采用對(duì)角線(xiàn)法選取5個(gè)樣點(diǎn)，從各個(gè)土層取土壤樣品0.5kg，將5個(gè)樣點(diǎn)的土壤充分混合后取1kg做為1個(gè)土壤樣品。將采集后的土壤樣品封好帶回實(shí)驗(yàn)室，干燥通風(fēng)除雜后秤重，將礫石（粒徑>2mm）挑出測(cè)重，得到礫土比（礫石重量/土壤全重）。研磨剩余土壤樣品，全部通過(guò)1mm孔篩后取1/4樣品進(jìn)一步研磨，通過(guò)0.1mm孔篩后的樣品測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸法、全氮含量采用重鉻酸鉀-硫酸消化法、全磷采用硫酸-高氯酸消煮法測(cè)定。
1.3 數(shù)據(jù)分析方法
利用常規(guī)統(tǒng)計(jì)方法、單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)和獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)方法分別計(jì)算北坡和西坡土壤有機(jī)質(zhì)和礫石含量的不同和兩坡差異程度，分別計(jì)算北坡和西坡有機(jī)質(zhì)和礫石含量的相關(guān)系數(shù)以評(píng)判礫石含量對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響，進(jìn)一步分析土壤發(fā)育過(guò)程的差異性表現(xiàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 北坡和西坡有機(jī)質(zhì)含量的對(duì)比
北坡和西坡土壤有機(jī)質(zhì)含量的常規(guī)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明無(wú)論北坡還是西坡土壤養(yǎng)分的空間差異明顯（標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)值大，變異系數(shù)>0.30，單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)：P0）與峰度（>0）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看只有在個(gè)別局部有利生境土壤有機(jī)質(zhì)含量大（表1），所以林線(xiàn)生境總體上不利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成和積累。北坡和西坡有機(jī)質(zhì)含量獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)可以看出均值的雙尾顯著性概率小于0.1， 有顯著性差異。從均值大小的差異（西坡-北坡：36.8553g/kg）看西坡有機(jī)質(zhì)含量大于北坡，說(shuō)明西坡土壤發(fā)育程度相對(duì)北坡較好，從標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、偏度和峰度幾個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看西坡土壤發(fā)育的空間差異程度小于北坡，養(yǎng)分含量從整體上好于北坡。
2.2 北坡和西坡礫石含量的對(duì)比
從均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果看土壤礫石含量都較大（西坡：18.29%；北坡：9.68%），說(shuō)明林線(xiàn)土壤發(fā)育程度都較低，發(fā)育過(guò)程相對(duì)較慢，反映林線(xiàn)生境嚴(yán)酷。從標(biāo)準(zhǔn)差（西坡：12.12%；北坡：12.38%）和變異系數(shù)（西坡：0.66；北坡：1.28）看都較大，單個(gè)樣本K-S檢驗(yàn)（P0）與峰度（>0）的統(tǒng)計(jì)結(jié)果只有在個(gè)別局部有利生境土壤發(fā)育較快（表3），礫石含量低，所以林線(xiàn)生境的不利使土壤發(fā)育過(guò)程總體上遲緩。
北坡和西坡土壤礫石含量獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)可以看出均值的雙尾顯著性概率遠(yuǎn)小于0.01， 有高度顯著性差異。從兩坡均值統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比看西坡土壤礫石含量高于北坡，而從標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)看北坡大于西坡說(shuō)明土壤發(fā)育在空間上北坡的差異應(yīng)該更大，但是從偏度和峰度看西坡土壤發(fā)育的空間差異程度又小于北坡，這些不同的統(tǒng)計(jì)結(jié)果似乎相互矛盾，但是這也說(shuō)明兩坡土壤形成的過(guò)程顯然是非常復(fù)雜的，從發(fā)育時(shí)間看西坡應(yīng)該小于北坡（均值西坡大），而養(yǎng)分含量卻高，說(shuō)明土壤形成的其他成土因素好于北坡。受制于發(fā)育時(shí)間整體較晚，使土壤礫石含量總體上空間差異不如北坡差異大。但是在極少數(shù)個(gè)別地點(diǎn)其他成土因素非常適合土壤發(fā)育，使土壤的礫石含量迅速下降，形成偏度和峰度大于北坡的現(xiàn)象，但是這僅限于少數(shù)幾個(gè)非常適宜的地點(diǎn)。
2.3 北坡和西坡礫石含量對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響
從相關(guān)分析結(jié)果看北坡相關(guān)系數(shù)為顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)：-0.22，P
以上分析說(shuō)明西坡雖然土壤發(fā)育時(shí)間相對(duì)晚于北坡，但是其他成土因素對(duì)土壤發(fā)育的影響更大，特別在個(gè)別點(diǎn)上表現(xiàn)尤其明顯，從成土因素看可能是氣候變暖影響的結(jié)果，但是由于微地形和植被的空間差異只在極個(gè)別有利的點(diǎn)土壤發(fā)育狀況突然變好，這可能與西坡極個(gè)別地點(diǎn)林線(xiàn)岳樺種群擴(kuò)張態(tài)勢(shì)明顯，而整w推移不如北坡大有關(guān)[7]，而關(guān)于林線(xiàn)的空間移動(dòng)與土壤狀況的關(guān)系需要進(jìn)一步分析，以評(píng)判土壤養(yǎng)分差異對(duì)不同坡向林線(xiàn)動(dòng)態(tài)的差異性作用方式。
3 結(jié)論
北坡和西坡林線(xiàn)土壤養(yǎng)分的空間差異明顯，只有在個(gè)別局部有利生境土壤有機(jī)質(zhì)含量大，所以林線(xiàn)生境總體上不利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成和積累。西坡土壤發(fā)育程度相對(duì)北坡較好，且空間差異程度小于北坡。
林線(xiàn)土壤發(fā)育程度都較低，發(fā)育過(guò)程相對(duì)較慢，空間差異明顯，西坡只在極少數(shù)個(gè)別地點(diǎn)土壤的礫石含量低，但是總體上礫石含量西坡大于北坡。
土壤發(fā)育受到礫石含量的影響明顯，北坡林線(xiàn)母制對(duì)土壤發(fā)育過(guò)程控制較強(qiáng)，而西坡相對(duì)較弱，說(shuō)明兩坡其他成土因素影響程度存在很大差異。
摘要：選取2015年廣元煙區(qū)50份土壤樣品和烤煙樣品，運(yùn)用酸度計(jì)法和重鉻酸法來(lái)測(cè)定土壤樣品中pH值及有機(jī)質(zhì)含量，并分析在不同pH值和有機(jī)質(zhì)含量下，煙葉的物理特性及化學(xué)成分的變化。結(jié)果表明：隨著pH值升高，煙葉葉長(zhǎng)、單葉重、梗重呈先升高后下降的趨勢(shì)；葉寬和抗張力呈先下降后升高的趨勢(shì)。當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量逐漸升高時(shí)，葉長(zhǎng)和單葉重不斷減??；葉寬先下降后升高；梗重先升高后下降；抗張力先升高而后不變。對(duì)于煙葉化學(xué)成分來(lái)說(shuō)，隨著pH值升高，總糖、還原糖呈現(xiàn)先下降后升高趨勢(shì)；總氮和氯含量先升高后下降；而煙堿和鉀的含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。總糖、還原糖含量隨著有機(jī)質(zhì)含量升高而升高；總氮和煙堿含量則是不斷下降，而氯和鉀含量先升高后下降?？梢?jiàn)適宜的pH值和有機(jī)質(zhì)含量有助于提高煙葉的整體品質(zhì)。
關(guān)鍵詞：烤煙；土壤pH值；有機(jī)質(zhì)；物理特性；化學(xué)成分
土壤養(yǎng)分供給是烤煙生長(zhǎng)和發(fā)育的關(guān)鍵，也是影響煙葉品質(zhì)和風(fēng)格的最重要因素之一[1]。在其他條件適宜的條件下，選擇具有良好結(jié)構(gòu)和肥力狀況的土壤對(duì)提高煙葉品質(zhì)有良好的作用[2]。我國(guó)烤煙種植分布廣泛，由于氣候與土壤等生態(tài)因素不同，我國(guó)煙葉具有豐富的香氣類(lèi)型[3]。影響煙葉品質(zhì)特色的土壤因素很多，其中土壤pH值與土壤有機(jī)質(zhì)是較重要的因素。土壤pH值會(huì)影響煙草根系生長(zhǎng)以及對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，從而影響煙株體內(nèi)代謝過(guò)程，對(duì)煙葉品質(zhì)造成明顯的影響。有研究表明煙草在pH 4.5～8.5均能生長(zhǎng)[4]，美國(guó)提出pH 6.0～6.4有利于煙葉生長(zhǎng)；日本研究者認(rèn)為土壤pH值為5.5～5.8最適合[5-7]；國(guó)內(nèi)研究人員也做過(guò)這方面研究[8-11]。土壤有機(jī)質(zhì)能夠提高土壤供氮能力和氮素利用率，協(xié)調(diào)煙葉碳氮代謝，在一定范圍內(nèi)促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育、協(xié)調(diào)煙葉化學(xué)成分，提高香氣質(zhì)、香氣量，減少雜氣和刺激性[12]，對(duì)改良土壤結(jié)構(gòu)和增進(jìn)烤煙品質(zhì)也具有重要作用。本研究選取云煙97作為供試品種，在廣元煙區(qū)進(jìn)行栽培試驗(yàn)，研究土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量對(duì)烤煙品質(zhì)特色形成的影響，為優(yōu)質(zhì)煙葉的生產(chǎn)及種植提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1樣品采集
2015年采用GPS定位技術(shù)，選取四川省廣元煙區(qū)3個(gè)縣區(qū)（劍閣、昭化、旺蒼）為取樣地點(diǎn)和基本取樣單元。以植煙鄉(xiāng)鎮(zhèn)為最小取樣單元，采用五點(diǎn)取樣法在每個(gè)取樣點(diǎn)取一個(gè)代表性土壤樣品1.5 kg，記錄標(biāo)號(hào)保存，共采集50份。煙葉樣品取樣點(diǎn)與土壤樣品取樣點(diǎn)一致，每個(gè)取樣點(diǎn)取一個(gè)代表性烤后煙葉樣品1.5 kg，記錄編號(hào)保存。品種為當(dāng)?shù)刂髟钥緹熎贩N云煙97（C3F）。
1.2指標(biāo)測(cè)定方法
1.2.1土壤樣品測(cè)定土壤樣品pH值采用酸度計(jì)法測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定[13，14]。
1.2.2烤煙品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定物理特性測(cè)定：包括葉長(zhǎng)、葉寬、單葉重、梗重、抗張力。
常規(guī)化學(xué)成分測(cè)定：包括總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、鉀，參考王瑞新[15]的方法進(jìn)行。
1.3數(shù)據(jù)分析與處理
采用Microsoft Excel 2013和SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
2結(jié)果與分析
2.1土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量的分布特征
2.1.1土壤pH值測(cè)定結(jié)果由表1可以看出，廣元煙區(qū)土壤pH在7.5范圍內(nèi)的均值為8.1，所占比例較大，為59.67%。因此，從整體來(lái)看，廣元煙區(qū)土壤pH范圍為弱酸性-堿性，其中堿性土壤所占比例較大。
3討論與結(jié)論
土壤酸堿度對(duì)土壤的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、元素有效性及根系對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收有一定影響，進(jìn)而影響植株品質(zhì)[16]，同時(shí)會(huì)影響煙葉葉片中的保護(hù)酶[17]；雖然有機(jī)質(zhì)僅占土壤總量的很小一部分，但它在土壤肥力上起著多方面作用，同時(shí)也影響著煙葉的風(fēng)格特性[12]。
本研究表明，葉長(zhǎng)在中性偏堿性的土壤環(huán)境中最長(zhǎng)，在偏堿性土壤中最短，而葉寬則正好相反；單葉重、梗重在中性偏堿性土壤中最大，在堿性土壤中最?。豢箯埩υ谳^中性土壤中較好，在偏堿性土壤中相對(duì)減弱。煙葉葉長(zhǎng)在土壤有機(jī)質(zhì)含量增加時(shí)呈下降趨勢(shì)，梗重在有機(jī)質(zhì)增加時(shí)幾乎呈下降趨勢(shì)；抗張力會(huì)隨著有機(jī)質(zhì)含量的升高而增大，當(dāng)有機(jī)質(zhì)達(dá)到一個(gè)范圍后，抗張力不再發(fā)生變化。煙葉物理特性在pH值較中性時(shí)比堿性時(shí)要好，在有機(jī)質(zhì)含量適中時(shí)比含量高時(shí)好，可見(jiàn)，要提高煙葉外在質(zhì)量可以通過(guò)調(diào)節(jié)pH值和有機(jī)質(zhì)含量來(lái)實(shí)現(xiàn)。
土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量升高有助于煙葉中總糖和還原糖提高。總氮含量在中性偏堿性土壤環(huán)境中較高，但隨著堿性升高，總氮含量呈下降趨勢(shì)；總氮含量隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量升高而減小。隨著土壤pH升高，煙堿含量反而降低；在有機(jī)質(zhì)含量為10～15 g/kg范圍內(nèi)煙堿含量最高。在pH值的影響下氯與總氮、鉀與煙堿的變化趨勢(shì)一致，在有機(jī)質(zhì)含量15～20 g/kg范圍內(nèi)氯、鉀含量相對(duì)較高，但與其它有機(jī)質(zhì)含量范圍的差異不大。煙葉化學(xué)成分在pH值和有機(jī)質(zhì)含量適中的情況下較好。
土壤對(duì)煙葉的影響因素還有許多，包括土壤堿解氮、各種微量元素等都對(duì)煙葉生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)有重要作用，因此今后的研究可以針對(duì)土壤多個(gè)因素間的比較作用來(lái)進(jìn)行。
摘要：檠芯勘鹺J地檉柳灌叢水分推動(dòng)下的土壤養(yǎng)分富集作用，對(duì)黃河三角洲單株檉柳個(gè)體周?chē)煌稽c(diǎn)、不同土層土壤有機(jī)質(zhì)含量及土壤水、地表水和黃河水同位素進(jìn)行分析。結(jié)果表明：（1）土壤有機(jī)質(zhì)在灌木主干周?chē)霈F(xiàn)富集現(xiàn)象，形成深度為20 cm，半徑為1.5 m的富集圈層，有機(jī)質(zhì)含量空間分布呈現(xiàn)冠幅下明顯高于冠幅邊緣和株間空地，且隨土層深度增加而降低，表現(xiàn)出非常明顯的肥島效應(yīng)。（2）不同土壤剖面水分同位素值出現(xiàn)差異：0～5 cm表層土δD、δ18O同位素值表現(xiàn)為冠幅下>冠幅邊緣>株間空地，而5～10 cm土層δD、δ18O同位素值為冠幅下株間空地的原因之一。有機(jī)質(zhì)等土壤養(yǎng)分在肥島效應(yīng)及水分運(yùn)動(dòng)影響下向檉柳主干周?chē)奂?，這種土壤養(yǎng)分的小尺度空間異質(zhì)性促進(jìn)了檉柳自身及附近其他植物的生長(zhǎng)，改變了土壤的理化性質(zhì)。本研究結(jié)果同時(shí)可以作為黃河三角洲鹽堿地土壤改良和植被恢復(fù)的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：黃河三角洲；檉柳；有機(jī)質(zhì)；氫氧同位素
土壤養(yǎng)分在生物、非生物過(guò)程作用下易富集于灌叢周?chē)鶾1]。灌木通過(guò)改變冠層下物理環(huán)境，引起土壤資源分配發(fā)生變化[2]，并在局部形成了比周?chē)h(huán)境更加溫和的小氣候，使得其影響范圍內(nèi)土壤養(yǎng)分逐漸富集[3]。灌叢對(duì)土壤養(yǎng)分富集作用從土壤表層向深層遞減，從中心向邊緣遞減，且土壤養(yǎng)分富集率與灌叢的基徑、株高和冠幅有相關(guān)關(guān)系[4]。有學(xué)者將土樣養(yǎng)分在灌叢周?chē)母患F(xiàn)象稱(chēng)為肥島現(xiàn)象[5-7]。肥島現(xiàn)象常出現(xiàn)在資源脅迫的生態(tài)系統(tǒng)中，越是在養(yǎng)分脅迫的土壤環(huán)境，灌木的肥島效應(yīng)越顯著[8]。
水是天然溶劑，水分在不斷的循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)中，溶解和攜帶著多種礦物質(zhì)鹽類(lèi)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，構(gòu)成一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的、統(tǒng)一的物質(zhì)流[9]。其中，土壤水鹽運(yùn)移機(jī)理研究起步早[10-11]，不同假設(shè)條件下定量描述水鹽運(yùn)動(dòng)的模型發(fā)展較為成熟[12-14]，而水循環(huán)大背景下，土壤中水分運(yùn)動(dòng)對(duì)養(yǎng)分的影響研究相對(duì)較少，在水分的橫向與垂直運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，水分的運(yùn)動(dòng)勢(shì)必會(huì)推動(dòng)土壤中的養(yǎng)分相互轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。
檉柳為黃河三角洲濕地天然原生灌木，具有較強(qiáng)的耐鹽、耐水濕、耐沙埋、耐貧瘠能力。在黃河三角洲濕地，檉柳的生長(zhǎng)能夠影響立地土壤狀況，表現(xiàn)為土壤資源不斷聚集于灌叢周?chē)欢兓牧⒌赝寥拉h(huán)境又增強(qiáng)檉柳對(duì)貧瘠鹽堿地生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性，促進(jìn)檉柳自身的擴(kuò)張。本文以黃河三角洲單株檉柳為研究對(duì)象，以土壤水、地表水及黃河水氫氧同位素值為指標(biāo)，結(jié)合檉柳灌叢四周土壤有機(jī)質(zhì)分布，分析檉柳灌叢肥島效應(yīng)及其形成機(jī)制，以期為研究河口濕地土壤營(yíng)養(yǎng)元素分布和濕地生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)與保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究區(qū)域與研究方法
1.1 研究區(qū)概況
研究區(qū)位于山東省東營(yíng)市黃河入海口西南，黃河三角洲河口濕地。該區(qū)域?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫為12.3 ℃，年均降水量為542.3 mm，63.9 %的降水集中在夏季[15]。區(qū)域內(nèi)土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)主要是輕壤土和中壤土，土壤類(lèi)型則是以隱域性潮土和鹽土為主[16]；地下水位埋深較淺，水質(zhì)礦化度較高；植物群落的組成較為簡(jiǎn)單，以檉柳（Tamarix chinensis）、J葦（Phragmites communis）、堿蓬（Suaeda heteroptera）等水生植物和耐鹽植物為主，其分布主要受土壤的鹽堿化程度影響[17]。
1.2 樣點(diǎn)布設(shè)與數(shù)據(jù)采集
樣地布設(shè)在黃河三角洲濕地人為干擾較小的典型樣區(qū)內(nèi)，該樣區(qū)以檉柳為建群種，形成檉柳群落，檉柳個(gè)體根據(jù)鹽分含量的大小范圍選擇適宜自身生長(zhǎng)的斑塊繁殖。本研究在樣地中隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良的單株檉柳（圖1），該株檉柳周?chē)乇硎茺}漬化影響，3 m以?xún)?nèi)為裸地，其他植物極少，可排除其他植物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和水分的富集作用干擾。單株檉柳基徑、株高和冠幅分別為6 cm、1.8 m和2 m×2 m，植株位置采用GPS定位。在檉柳灌叢中心周?chē)霃? m以?xún)?nèi)，以其主干為中心點(diǎn)向正東、正西、正南、正北4個(gè)方向，分別在距中心點(diǎn)0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m五個(gè)點(diǎn)位和中心點(diǎn)取樣，編號(hào)為CL-N（0-5）、CL-S（0-5）、CL-W（0-5）、CL-E（0-5）（圖1（b）），每個(gè)點(diǎn)位取0～5、5～10、10～20、20～30、30～50 cm五個(gè)土層，共采集土壤樣品105個(gè)。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)自然風(fēng)干后去除動(dòng)植物殘?bào)w和石塊過(guò)篩裝袋備用。根據(jù)常規(guī)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)（SOM）含量。
對(duì)于同位素的測(cè)定，在距檉柳1 m、2 m和3 m處，選取0～5 cm和5～10 cm土層采集土樣放入樣品瓶，用封口膜密封帶回實(shí)驗(yàn)室，采用真空蒸餾技術(shù)[18]提取土壤水。在研究區(qū)內(nèi)選取4處地表水（圖1（b）中B1-4）和4處黃河水（圖1（a）中H1-4），所有水樣使用樣品瓶采集，封口膜密封。將土壤水和水樣過(guò)濾后，立即采用美國(guó)Los Gatos Research公司生產(chǎn)的激光液態(tài)水同位素分析儀（型號(hào)：912-0032）測(cè)量。
1.3 數(shù)據(jù)處理
1.3.1 有機(jī)質(zhì)富集率及分布特征測(cè)定
式中：EA表示灌叢中心富集率；EB表示灌叢邊緣富集率；A、B和C分別表示檉柳個(gè)體灌叢中心、灌叢邊緣和株間空地的土壤有機(jī)質(zhì)含量。E值越大，則表明檉柳灌木灌叢內(nèi)外有機(jī)質(zhì)含量的差異越大[19]，當(dāng)E>1時(shí)，表示灌叢對(duì)土壤養(yǎng)分具有富集作用[20]。
利用克里格空間插值分析灌叢周?chē)寥烙袡C(jī)質(zhì)富集程度的差異性，利用單因素方差分析（One-way-ANOVA）對(duì)不同取樣點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量的顯著性差異進(jìn)行檢驗(yàn)（a=0.05）?？臻g克里格插值使用Surfer 8.0，單因素方差分析使用SPSS 17.0。
1.3.2 δD、δ18O值測(cè)定
為分析灌叢周?chē)诌w移機(jī)制，對(duì)不同來(lái)源水中δD、δ18O值進(jìn)行測(cè)定。同位素的測(cè)量采用樣品的同位素比值與某種標(biāo)準(zhǔn)樣品的同位素比值的千分偏差δ來(lái)表示同位素之間的差異，公式為：
δD（‰）=（Rsample/Rstandard-1）×1000
δ18O（‰）=（Rsample/Rstandard-1）×1000
式中：δD和δ18O分別為對(duì)應(yīng)樣品的氫和氧同位素值；Rsample和Rstandard分別為樣品和國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)物中元素的重輕同位素豐度之比（如18O/16O）。精確度（1δ） 18O/16O優(yōu)于0.1‰，D/H優(yōu)于0.3‰。δD值的測(cè)試誤差不超過(guò)1‰，δ18O值的測(cè)試誤差不超過(guò)0.2‰[21]。
2 結(jié)果與分析
2.1 檉柳灌叢土壤有機(jī)質(zhì)特征
2.1.1 不同方位上有機(jī)質(zhì)的水平變化
由圖2得出（圖中0～10 cm處有機(jī)質(zhì)含量為0～5 cm和5～10 cm處平均值），土壤有機(jī)質(zhì)含量在0.30 %～1.40 %之間。有機(jī)質(zhì)變化以20 cm土層為分界線(xiàn)，在土層20 cm以上（圖2（a）和圖2（b））各方向折線(xiàn)由左上方向右下方傾斜，表現(xiàn)為距離灌叢中心越遠(yuǎn)，含量越低的特性；20 cm以下（圖2（c）和圖2（d））有機(jī)質(zhì)含量隨距灌叢中心的遠(yuǎn)近變化規(guī)律不明顯。0～10 cm土層（圖2（a）），除檉柳南邊0.5 m處，基本表現(xiàn)為灌叢中心處有機(jī)質(zhì)含量最高；10～20 cm土層（圖2（b））距灌叢中心0.5 m處，有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)最高，而在20～30 cm土層（圖2（c））和30～50 cm土層范圍內(nèi)，水平方向土壤有機(jī)質(zhì)含量變化較小。
2.1.2 不同方位上有機(jī)質(zhì)的垂直變化
將采樣地點(diǎn)按距離灌叢中心遠(yuǎn)近分為三個(gè)部分，比較有機(jī)質(zhì)垂直方向變化，其中0～0.5 m范圍內(nèi)稱(chēng)為冠幅下，0.5～1.5 m稱(chēng)為冠幅邊緣，1.5～2.5 m稱(chēng)為株間空地。由圖3可以看出，土壤表層有機(jī)質(zhì)含量最高，隨著土層的加深，檉柳個(gè)體周?chē)煌轿挥袡C(jī)質(zhì)含量均降低，表現(xiàn)為右上向左下方傾斜。黃河三角洲是新生濕地，每年都產(chǎn)生新的泥沙淤積，區(qū)域內(nèi)檉柳地下根系并不發(fā)達(dá)，隨著土層的不斷加深植物根系明顯減少，土壤有機(jī)質(zhì)含量也相對(duì)降低。
2.2 檉柳灌叢土壤有機(jī)質(zhì)富集效應(yīng)
2.2.1 冠幅下及邊緣有機(jī)質(zhì)富集率差異
本文用土壤有機(jī)質(zhì)的富集率來(lái)反映其富集程度強(qiáng)弱差異。由表1可以看出，檉柳個(gè)體周?chē)寥涝诠诜掠袡C(jī)質(zhì)的富集率均大于1，冠幅邊緣除20～30 cm處均大于1，表明有機(jī)質(zhì)在冠幅下及冠幅邊緣有聚集現(xiàn)象。每層土壤冠幅下的富集率大于冠幅邊緣，5個(gè)土層從上到下，冠幅下分別比冠幅邊緣提高了32.7 %，4.2 %，19.5 %，31 %和11.8 %，水平方向上形成最大聚集率在半徑0.5 m的圈層；垂直方向上，5～10 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)富集率最大，其它層次隨著土層的不斷加深富集率減小。
2.2.2 檉柳灌叢土壤有機(jī)質(zhì)空間富集差異
以灌木基部為軸心，距離灌叢中心距離為x軸，土層深度為y軸，做圖4。淺色區(qū)域代表為有機(jī)質(zhì)富集區(qū)，深色部分為有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較淺的區(qū)域。從圖4中知，該檉柳各方位有機(jī)質(zhì)明顯向冠幅下表層土壤聚集。垂直方向，有機(jī)質(zhì)在土壤表層北面、東面和西面形成高含量條帶，南面形成斑塊狀富集區(qū)，各方向均呈現(xiàn)出表層聚集的特點(diǎn)；隨著土層的加深，有機(jī)質(zhì)含量降低，在東、西、北三個(gè)方向20 cm處又出現(xiàn)一次聚集，但富集程度小于5 cm處。不同深度同一水平面比較，越靠近灌叢主干處富集度越高。比較四個(gè)方位的有機(jī)質(zhì)富集程度發(fā)現(xiàn)，灌叢東面富集范圍較大，南面克里格插值圖顏色明顯比其他方位深，有機(jī)質(zhì)含量少，富集范圍較小，可能因南面接受陽(yáng)光照射時(shí)間長(zhǎng)，有機(jī)質(zhì)分解速度快。
2.3 檉柳灌叢周?chē)诌\(yùn)動(dòng)規(guī)律
檉柳灌叢周?chē)寥篮退枝腄、δ18O同位素對(duì)比分析結(jié)果（表2）顯示，地表水同位素值較大，δD變化于-23.91 ‰～-30.03 ‰，δ18O變化于-1.63 ‰～-2.78 ‰。黃河水同位素值較小，δD變化于-51.73 ‰～-54.36 ‰，δ18O變化于-6.59 ‰～-7.22 ‰。對(duì)比地表水、黃河水及土壤中氫氧同位素值，發(fā)現(xiàn)黃河水與土壤中氫氧同位素值更接近，其中5-10 cm土層土壤中的氫氧同位素值與黃河水同位素值在0.05水平上無(wú)顯著性差異，驗(yàn)證了研究區(qū)的形成為黃河攜帶大量泥沙在渤海凹陷處沉積所致。
水平方向上對(duì)比冠幅下、冠幅邊緣和株間空地的同位素值，發(fā)現(xiàn)0～5 cm表層土δD值由冠幅下-35.08 ‰減小到株間空地的-44.90 ‰，δ18O由-3.48 ‰減小到-4.54 ‰，δD、δ18O同位素值冠幅下>冠幅邊緣>株間空地；而5～10 cm土層δD值則由冠幅下-58.02 ‰增加到株間空地的-49.77 ‰，δ18O由-7.87 ‰增加到-5.77 ‰，同位素值冠幅下
分枯落后在土壤表層集聚分解，而植物殘?bào)w的分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源[22]，故冠幅下土壤表層有機(jī)質(zhì)含量高。
此外，有機(jī)質(zhì)富集率表現(xiàn)為冠幅下高于冠幅緣，這與植物根系的“營(yíng)養(yǎng)泵”功能作用密切相關(guān)[23]，植物根系不斷的代謝活動(dòng)，活躍的向根外分泌著各種無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)根表皮層物質(zhì)的衰老以及毛細(xì)根系的死亡也分解轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[8]，沉積在根際環(huán)境中，促進(jìn)肥島的發(fā)育[24]。隨著到灌叢中心距離的增大，其根系逐漸減少，植物的吸收累積作用減弱，富集率逐漸減小。
在采樣過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，灌叢中心處土壤有濕生蟲(chóng)等土壤動(dòng)物在活動(dòng)，夜晚尤為頻繁，灌叢下的動(dòng)物排泄物可肥沃土壤，提高土壤養(yǎng)分水平，而灌木下的動(dòng)物洞穴可增加土壤的通透性和滲透性，適宜土壤微生物生長(zhǎng)，加速營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)，為肥島機(jī)制的形成提供條件，其中洞穴對(duì)肥島中的養(yǎng)分水平，特別是氮有重要的影響[25]。徐文軒[26]等研究表明，有大沙鼠定居檉柳沙包比無(wú)大沙鼠定居的檉柳沙包出現(xiàn)更為明顯的肥島效應(yīng)，且有大沙鼠定居檉柳沙包下土壤養(yǎng)分含量顯著高于丘間對(duì)照地。
3.2 δD、δ18O同位素富集效應(yīng)
土壤同位素組成依賴(lài)于水分混合過(guò)程的頻率和效率[27]。0～5 cm表層土冠幅下、冠幅邊緣和株間空地δD、δ18O同位素值依次減小，δD、δ18O同位素表現(xiàn)為冠幅下富集。降雨時(shí)，樹(shù)冠截留雨水，雨水經(jīng)過(guò)截流再分配沿灌木主干流下，形成灌叢主干徑流[8]，徑流對(duì)從冠幅下到株間空地0～5 cm表層土的影響依次減弱，且雨水（地表水）中δD、δ18O同位素偏大，使得同位素值冠幅下>冠幅邊緣>株間空地。而在5～10 cm土層，受植物根系對(duì)水分的滯留作用，冠幅下處根系發(fā)達(dá)，滯留作用最強(qiáng)，株間空地幾乎無(wú)植被根系，滯留作用最弱。土壤中水分在蒸發(fā)作用下，重同位素富集，輕同位素分餾[28]，同時(shí)受植物根系的滯留作用，造成δD、δ18O同位素值冠幅下
垂直方向，0～5 cm表層土同位素值大于5～10 cm土層，大氣降水是地表水的主要來(lái)源[29]，0～5 cm表層土直接受降雨影響，在無(wú)雨情況下受雨水堆積形成的地表水影響，地表水中同位素值偏大，地表水不斷滲入與土壤水分混合，提升表層土同位素值。5～10 cm土層在植物根系吸水作用下主要受地下水影響，因5～10 cm土層的氫氧同位素值與黃河水同位素值在0.05水平上無(wú)顯著性差異，故河水為地下水水源，黃河水中同位素值偏小，受黃河水影響5～10 cm土層中同位素值小于0～5 cm表層土。
3.3 檉柳灌叢周?chē)诌\(yùn)動(dòng)與有機(jī)質(zhì)變化
水循環(huán)是有機(jī)質(zhì)變化的外部推動(dòng)力，檉柳灌叢周?chē)诌\(yùn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生影響。在0～5cm表層土，δD、δ18O和有機(jī)質(zhì)含量變化走勢(shì)相同（圖5（a）和圖5（b）），灌叢主干徑流富集水分的同時(shí)通過(guò)淋溶植物組織上的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、淋洗林冠上的塵埃顆粒，在冠幅下富集土壤養(yǎng)分等資源[30]，使得表層土δD、δ18O同位素和有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為冠幅下>冠幅邊緣>株間空地。5～10 cm土層，δD、δ18O和有機(jī)質(zhì)含量變化走勢(shì)相反（圖5（c）和圖5（d）），經(jīng)分析得知該土層土壤水分由黃河水補(bǔ)給，黃河水在緩慢滲透補(bǔ)給地下水的過(guò)程中攜帶大量營(yíng)養(yǎng)元素，補(bǔ)充土壤中的養(yǎng)分。檉柳灌叢冠幅下根系發(fā)達(dá)，黃河水長(zhǎng)期緩慢的側(cè)滲作用將土壤養(yǎng)分推動(dòng)到灌叢附近時(shí)，根系吸收水分，水分?jǐn)y帶養(yǎng)分富集到冠幅下，使得有機(jī)質(zhì)含量冠幅下最大。而δD、δ18O同位素受冠幅下發(fā)達(dá)根系的滯留作用，且冠幅下蒸發(fā)作用最弱，使得δD、δ18O同位素值冠幅下最小。
4 結(jié)論
（1）檉柳灌叢地上部分凋落物在地表聚集分解補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，地下部分受冠幅下發(fā)達(dá)根系吸收累積養(yǎng)分作用，以及根系及其周?chē)寥郎锏纳x活動(dòng)，使得黃河三角洲鹽堿地內(nèi)有機(jī)質(zhì)的富集具有表聚性，檉柳灌叢周?chē)寥烙袡C(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為冠幅下高于冠幅邊緣高于株間空地。
（2）因檉柳灌倉(cāng)芪水分運(yùn)動(dòng)，不同土層同位素的富集區(qū)域出現(xiàn)差異：0～5 cm表層土受大氣降水影響，在灌叢主干徑流作用下，徑流對(duì)從冠幅下到株間空地0～5 cm表層土的影響依次減弱，δD、δ18O同位素在冠幅下富集；5～10 cm土層受植物根系對(duì)水分的滯留作用和蒸發(fā)作用，株間空地處植物根系的滯留作用最弱、蒸發(fā)作用最強(qiáng)，δD、δ18O同位素在株間空地富集。且5～10 cm土層中δD、δ18O同位素值小于0～5 cm表層土。
（3）有機(jī)質(zhì)等土壤養(yǎng)分在肥島效應(yīng)影響下向檉柳主干周?chē)奂?，這種土壤養(yǎng)分的小尺度空間異質(zhì)性促進(jìn)了檉柳自身的擴(kuò)張，增強(qiáng)了檉柳對(duì)貧瘠鹽堿地生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性。同時(shí)，在水循環(huán)背景下，水分運(yùn)動(dòng)是土壤養(yǎng)分的重要推動(dòng)力，土壤營(yíng)養(yǎng)元素受水分推動(dòng)作用在檉柳植株附近聚集，對(duì)檉柳個(gè)體及周?chē)渌脖簧L(zhǎng)產(chǎn)生重要促進(jìn)作用。
【摘要】本文主要介紹了目前成都平原秸稈還田的現(xiàn)狀以及成都平原秸稈還田的主要方式，分析了秸稈還田對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)提升的作用及意義。
【關(guān)鍵詞】秸稈還田；土壤有機(jī)質(zhì)；成都平原
1 引言
土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的基礎(chǔ)，提升土壤有機(jī)質(zhì)含量是直接提高耕地質(zhì)量的重要方法。盡管土壤有機(jī)質(zhì)在土壤總量中占比極小，但它對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)走高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的農(nóng)業(yè)道路有著極為重要的位置。而農(nóng)作物秸稈是耕地生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中十分重要的組成部分，農(nóng)作物秸稈中含有大量稀缺的有機(jī)質(zhì)和微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥源之一，秸稈還田技術(shù)的實(shí)施可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，使土壤容重減少、透水性、透氣性、蓄水保墑能力增加，并且可使土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，保持疏松狀態(tài)，有效緩解土壤易板結(jié)的問(wèn)題。成都平原作為全國(guó)重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)地，保持和提升耕地肥力是促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的高速穩(wěn)定的重要前提之一。
2 成都平原耕地土壤有機(jī)質(zhì)的現(xiàn)狀
前幾年成都市針對(duì)除主城區(qū)外的14個(gè)區(qū)市縣共612萬(wàn)畝耕地進(jìn)行了專(zhuān)業(yè)的方格布點(diǎn)采集，總共收集到了2 600個(gè)樣本。通過(guò)對(duì)成都市612萬(wàn)畝耕地土壤樣品分析結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，全市耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍在0.19%～8.00%之間，平均為2.71%。其中：
有機(jī)質(zhì)含量>4.0%的耕地屬于豐富型。這類(lèi)土壤理化性質(zhì)較好，是成都平原高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田和蔬菜生產(chǎn)基地。成都市土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)一級(jí)的耕地面積為35.69萬(wàn)畝，占耕地總面積的5.83%。
有機(jī)質(zhì)含量3.01%～4.0%之間的耕地屬于較豐富型。這類(lèi)土壤理化性質(zhì)相對(duì)較好，多為中壤至重壤，作物適種范圍較廣，產(chǎn)量較高，為較優(yōu)質(zhì)耕地。成都市土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)二級(jí)的耕地面積為150.03萬(wàn)畝，占耕地總面積的24.51%。
有機(jī)質(zhì)含量2.01%～3.0%之間的耕地屬于中等型。這類(lèi)土壤理化性質(zhì)一般，作物適種范圍較廣，產(chǎn)量中等偏高，為較優(yōu)質(zhì)耕地。成都市土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)三級(jí)的耕地面積為249.58萬(wàn)畝，占耕地總面積的40.78%
有機(jī)質(zhì)含量1.0%～2.0%之間的耕地屬于缺乏型。這類(lèi)土壤理化性質(zhì)相對(duì)較差，作物適種范圍較窄，產(chǎn)量較低，為中低產(chǎn)耕地。成都市土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)四級(jí)的耕地面積為162.95萬(wàn)畝，占耕地總面積的26.62%
有機(jī)質(zhì)含量
成都市耕地中土壤有機(jī)質(zhì)評(píng)價(jià)3～5級(jí)的耕地面積總計(jì)426.37萬(wàn)畝，占總耕地面積的69.66%，仍有近70%的耕地土壤有機(jī)質(zhì)處于中、低水平，耕地有機(jī)質(zhì)缺乏仍然是一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。
3 成都平原秸稈還田可利用的主要方式
3.1直接還田
直接還田又分翻壓還田和覆蓋還田兩種。秸稈利用最簡(jiǎn)單的方法就是粉碎后直接還田，這也是各地大力推廣、應(yīng)用最多的模式。由于化肥的大量施用，有機(jī)肥的用量越來(lái)越少，不利于土壤肥力的保持和提高。而秸稈經(jīng)粉碎后直接翻入土壤，可有效提高土壤內(nèi)的有機(jī)質(zhì)，增強(qiáng)土壤微生物活性，提高土壤肥力。
3.1.1翻壓還田
將農(nóng)作物秸稈就地粉碎，均勻地拋撤在地表，隨即翻耕入土，使之腐爛分解。這樣能把秸稈的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)完全地保留在土壤里，不但增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，培肥了地力，而且改良了土壤結(jié)構(gòu)，減少病蟲(chóng)危害。
3.1.2覆蓋還田
覆蓋還田是指種植作物時(shí)將秸稈覆蓋于土壤表面達(dá)30%以上的技術(shù)。秸稈腐解后能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，使土壤理化性能改善，土壤中物質(zhì)的生物循環(huán)加速。而且秸稈覆蓋可使土壤飽和導(dǎo)水率提高，土壤蓄水能力增強(qiáng)，能夠調(diào)控土壤供水，提高水分利用率，促進(jìn)植株地上部分生長(zhǎng)。秸稈是熱的不良導(dǎo)體，在覆蓋情況下，能夠形成低溫時(shí)的“高溫效應(yīng)”和高溫時(shí)的“低溫效應(yīng)”兩種雙重效應(yīng)，調(diào)節(jié)土壤溫度，有效緩解氣溫激變對(duì)作物的傷害。
3.2秸稈氣化，廢渣還田
秸稈氣化、廢渣還田是一種生物質(zhì)熱能氣化技術(shù)。秸稈氣化后，其生成的可燃性氣體（沼氣）作為農(nóng)村生活能源集中供氣，氣化后形成的廢渣經(jīng)處理作為肥料還田。
4 秸稈還田的效果作用
4.1 秸稈還田可增加土壤新鮮有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力
實(shí)踐證明，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量最有效的措施是秸稈還田和增施有機(jī)肥。秸稈還田和單使有機(jī)肥均能增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，秸稈還田更有助于土壤有機(jī)質(zhì)的增加。且實(shí)驗(yàn)表明長(zhǎng)期秸稈直接還田增加土壤有機(jī)質(zhì)的效果都優(yōu)于單施化肥。
4.2 改善土壤的物理性質(zhì)，使土壤耕性變好
成都平原地仍然存在多數(shù)中低產(chǎn)田，這些田的缺點(diǎn)為土壤的物理、化學(xué)性狀不良，過(guò)砂、過(guò)粘，缺少營(yíng)養(yǎng)，保水保肥能力差。實(shí)行秸稈還田可以改善土壤理化性狀，改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使土壤中的固、液、氣3項(xiàng)比例協(xié)調(diào)，并補(bǔ)充大量的有機(jī)物質(zhì)和礦物質(zhì)養(yǎng)分，達(dá)到改良土壤，培肥地力的目的。
4.3提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)
秸稈還田后能給土壤中提供較多較全的營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)，使土壤保持良好的物化性狀，能夠穩(wěn)、勻、足、平衡的提供大量和微量元素，從而提高農(nóng)產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、食味品質(zhì)、外觀品質(zhì)，并降低農(nóng)產(chǎn)品中硝酸鹽的含量。
作者簡(jiǎn)介：
任珂（1991-），男，漢族，四川成都人，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，碩士學(xué)歷（研究生在讀），研究方向：土地資源和利用。
摘 要：通過(guò)試驗(yàn)研究改進(jìn)了土壤中有機(jī)質(zhì)含量的檢測(cè)方法。采用多孔消煮爐直接加熱消煮土壤樣品的方式進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定。結(jié)果表明，該方法操作簡(jiǎn)便、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，穩(wěn)定性好，經(jīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品驗(yàn)證，結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，重復(fù)測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。該方法降低了檢測(cè)成本，減少了環(huán)境污染，提高了工作效率，適合于大批量樣品的測(cè)定，值得大力推廣。
關(guān)鍵詞：土壤；有機(jī)質(zhì)；多孔消煮爐
土壤有機(jī)質(zhì)是存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)化合物，主要包括土壤中各種動(dòng)物、植物殘?bào)w，微生物及其分解和合成的各種有機(jī)化合物[1]。土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，它能促使土壤形成結(jié)構(gòu)，改善土壤物理、化學(xué)及生物學(xué)過(guò)程的條件，提高土壤的吸收性能和緩沖性能，同時(shí)其本身又含有植物所需要的各種養(yǎng)分，如碳、氮、磷、硫等[2]。因此，要了解土壤的肥力狀況，必須進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定。我國(guó)地域遼闊，由于各地的自然條件和農(nóng)林業(yè)經(jīng)營(yíng)水平不同，土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較大，低者少于1%，多者高達(dá)20%。
土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定中普遍采用的方法有重鉻酸鉀容量法、干燒法、灼燒法等[3-11]。研究表明，傳統(tǒng)的重鉻酸鉀容量法操作繁瑣，容易產(chǎn)生誤差；干燒法檢測(cè)成本較高；灼燒法快速、簡(jiǎn)便，適于大批量土樣的分析，但其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。本研究亦基于重鉻酸鉀容量法，通過(guò)使用智能控溫多孔消解爐直接加熱消解，相比于常規(guī)的油浴消解，降低了試驗(yàn)消解過(guò)程的危險(xiǎn)性，并且極大地減輕了人工操作的工作量，提高了工作效率，更提高了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，可滿(mǎn)足大批量樣品的測(cè)定需求。
l 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
智能控溫多孔消解爐（萊伯泰科有限公司），100 mL玻璃消煮管。
試驗(yàn)所用試劑除特別注明外均為分析純，試驗(yàn)用水符合GB/T 6682―2008《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法》中三級(jí)水規(guī)定，所述溶液如未指明溶劑，均系水溶液。
濃硫酸；0.2 mol?L-1重鉻酸鉀―硫酸溶液；0.2 mol?L-1硫酸亞鐵溶液，用前標(biāo)定；0.1 000 mol?L-1重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液；鄰菲羅啉指示劑；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品GBW07412（遼寧開(kāi)源棕壤pH值 5.98）、GBW07413（河南安陽(yáng)潮土pH值 8.24）、GBW07414（四川簡(jiǎn)陽(yáng)紫色土pH 值8.14）、 GBW07415（湖北黃海水稻土pH值 5.55）、GBW07416（江西鷹潭紅壤pH 值5.44），有機(jī)質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn)定值分別為（1.82±0.09）%，（1.43±0.06）%，（1.21±0.06）%，（3.83±0.12）%，（1.63±0.08）%。
1.2 試驗(yàn)步驟
精確稱(chēng)取0.25 g（精確到0.000 1 g）過(guò)0.25 mm孔徑篩的土樣于玻璃消煮管中，加入10.00 mL 0.2 mol?L-1重鉻酸鉀―硫酸溶液，將消煮管放入多孔爐中。將消解儀溫度設(shè)置為210 ℃，當(dāng)溫度達(dá)到后，待管中溶液沸騰時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保持（5±0.5）min，將消煮管取出，冷卻片刻，使用50～60 mL去離子水將消解液轉(zhuǎn)移至250 mL三角瓶中，加3滴鄰菲啉指示劑，用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，溶液由橙黃變藍(lán)綠，最后變棕紅，即達(dá)終點(diǎn)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 前處理方法的選擇
測(cè)定土壤中有機(jī)質(zhì)含量的方法有很多，其中多采用農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.6―2006《土壤檢測(cè) 第6部分 土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》中的油浴加熱法。除此之外，還有微波加熱法、砂浴加熱法、燒失量法、水合熱重鉻酸鉀氧化―比色法、TOC分析儀法、磷酸浴法等。但是各種方法都各有不足之處，如微波加熱法操作繁瑣，檢測(cè)效率低，不適合大批量樣品的測(cè)定；砂浴加熱法表面溫度不均勻，溫度比較難控制；燒失量法精密度較低，與真值的偏差較大，準(zhǔn)確度較低；水合熱重鉻酸鉀氧化―比色法測(cè)得結(jié)果比真值偏低：TOC分析儀法方法還不成熟，由于土壤基質(zhì)較為復(fù)雜，TOC分析儀法較多用于植株或有機(jī)肥料有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定；磷酸浴法氣味難聞且容量瓶外壁清洗困難。本方法采用多孔消煮爐直接加熱方式進(jìn)行土壤樣品的消解，極大地降低了運(yùn)行成本，減少了環(huán)境污染，提高了工作效率，更提高了檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，該方法亦可滿(mǎn)足大批量處理樣品的需求。
2.2 方法準(zhǔn)確度和精確度
為了評(píng)價(jià)本方法的準(zhǔn)確度，本試驗(yàn)選取國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07412、GBW07413、GBW07414、GBW07415、GBW07416進(jìn)行驗(yàn)證，每個(gè)樣品做3個(gè)平行，結(jié)果見(jiàn)表1。結(jié)果表明，通過(guò)多孔消解爐對(duì)土壤樣品進(jìn)行直接加熱消煮，其有機(jī)質(zhì)測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的參考值范圍內(nèi)，這表明該方法的準(zhǔn)確度和精確度良好。
2.3 方法的精密度
為了驗(yàn)證方法的穩(wěn)定性，選取GBW07412和GBW07413兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)土壤作為供試土樣，同時(shí)分別稱(chēng)取土壤樣品6份，按照上述前處理方法進(jìn)行多孔消煮爐直接加熱消煮，進(jìn)行有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定，計(jì)算方法的精密度。測(cè)定結(jié)果及精密度如表2所示。從結(jié)果中可以看出，多孔消煮爐直接加熱法的精密度為1.61%，1.87%，均小于5%，這表明該方法精密度良好，且兩個(gè)樣品的測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)參考值范圍內(nèi)。
2.4 方法的可行性
該方法同其他測(cè)定技術(shù)相比還具有以下特點(diǎn)。一是加熱溫度穩(wěn)定，消煮爐采用多孔裝置，加熱方式為立體環(huán)繞模式，熱量損失少，加熱溫度穩(wěn)定、均勻且易控制，因此方法穩(wěn)定；二是工作效率高，目前多孔消解爐技術(shù)成熟，大部分實(shí)驗(yàn)室配置的為36孔或54孔，可滿(mǎn)足大批量樣品的測(cè)定，并且操作簡(jiǎn)單，極大地提高了工作效率；三是污染少，相較于標(biāo)準(zhǔn)方法及其他方法中使用的甘油或石蠟等，減少了污染氣體的揮發(fā)，降低了對(duì)檢測(cè)人員的身體傷害。
3 結(jié) 論
采用多孔消解爐直接加熱方式進(jìn)行土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定，該方法操作簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度高，重復(fù)性好，工作效率高，適用土壤類(lèi)型廣，所需試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單，普通實(shí)驗(yàn)室均適用，值得大力推廣。
摘要 總結(jié)了土壤地力等級(jí)評(píng)價(jià)中土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定方法，包括測(cè)定原理、儀器設(shè)備、試劑、操作步驟、結(jié)果計(jì)算及注意事項(xiàng)等，以供參考。
關(guān)鍵詞 土壤；有機(jī)質(zhì)含量；測(cè)定原理；操作步驟；結(jié)果計(jì)算；注意事項(xiàng)
近年來(lái)，全國(guó)范圍內(nèi)都在開(kāi)展測(cè)土配方施肥工作，而其中有機(jī)質(zhì)含量是評(píng)價(jià)土壤地力等級(jí)的最重要指標(biāo)之一。休寧縣是2007年測(cè)土配方項(xiàng)目縣，通過(guò)近多年來(lái)的測(cè)定工作，在土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定中摸索出一套可行的方法。
1 測(cè)定原理
在加熱條件下，用標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀-硫酸溶液將土壤中的有機(jī)碳進(jìn)行氧化，注意重鉻酸鉀-硫酸溶液要稍微過(guò)量，過(guò)量部分用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵滴定，以樣品和空白所消耗的標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨的量計(jì)算出有機(jī)碳量，從而推算出有機(jī)質(zhì)的含量。其反應(yīng)式如下[1-3]：
滴定過(guò)程中以鄰啡羅啉（C2H8N2）為氧化還原指示劑，剛開(kāi)始時(shí)指示劑呈淡藍(lán)色，但會(huì)被重鉻酸鉀的橙色掩蓋，隨著滴定過(guò)程的推進(jìn)，溶液逐漸從綠色變?yōu)榛揖G色，當(dāng)Fe2+溶液過(guò)量半滴時(shí)，溶液則變成棕紅色，表示滴定完成。
2 儀器設(shè)備
硬質(zhì)試管（20 mm×200 mm）、油浴鍋（20～26 cm的不銹鋼鍋）、鐵絲籠（直徑應(yīng)小于油浴鍋直徑1 cm左右）、電爐（1 000 W）2只、溫度計(jì)（0～300 ℃）、分析天平（感量0.000 1 g）、滴定管（25 mL）、移液管（20 mL）、三角瓶（250 mL）、草紙或衛(wèi)生紙、加液器或移液槍。
3 試劑
硫酸：分析純；植物油2.5 kg。
重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱(chēng)取經(jīng)過(guò)130 ℃烘燒3 h左右的優(yōu)級(jí)純重鉻酸鉀9.807 g，溶解于400 mL純水中，有時(shí)需要加熱溶解，冷卻后加水定容至1 000 mL，搖勻備用。
重鉻酸鉀-硫酸溶液：稱(chēng)取60 g重鉻酸鉀（分析純）放入3 L的大燒杯中，加入1.5 L水，并把大燒杯放在盛有冷水的大塑料盆中；另取1.5 L的濃硫酸（分析純）作幾次慢慢地倒入重鉻酸鉀溶液中，不斷攪動(dòng)，當(dāng)溶液液面冒水汽時(shí)應(yīng)停止加硫酸，等液溫下降后，再繼續(xù)，直至1.5 L濃硫酸加完[4]。
0.2 mol/L硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱(chēng)取分析純硫酸亞鐵銨78.4 g，將其溶于純水中，加6 mol/L H2SO4 20 mL，再加蒸餾水定容至1 000 mL備用。
4 操作步驟
（1）準(zhǔn)確稱(chēng)取風(fēng)干土樣（稱(chēng)量多少依有機(jī)含量而定，休寧縣土壤一般稱(chēng)0.100 0～0.200 0 g為宜，確保土壤通過(guò)0.25 mm）放入干燥硬質(zhì)試管中，用加液器或移液槍準(zhǔn)確加入重鉻酸鉀-硫酸溶液8～10 mL（取液量多少依稱(chēng)樣量而定，休寧縣土壤一般稱(chēng)0.100 0～0.150 00 g時(shí)加液8 mL為宜），小心搖勻，將試管插入鐵絲籠內(nèi)。
（2）將植物油倒入油浴鍋中，當(dāng)鐵絲籠放入油浴鍋后，確保油面稍高于試管中的液面。
（3）油浴鍋放在2只并排的電爐上預(yù)熱，油溫加熱至185～190 ℃以上（加熱溫度至多高，要根據(jù)每次鐵絲籠里裝的的樣品多少而定，一般每增加一個(gè)樣加1 ℃，如做30個(gè)樣油溫應(yīng)加熱至115～220 ℃之間），插好試管的鐵絲籠放入油浴鍋后，油溫控制在170～180 ℃之間，當(dāng)試管內(nèi)大量出現(xiàn)氣泡時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，保持溶液沸騰5 min，取出鐵絲籠在油浴鍋上稍等片刻瀝去試管和鐵絲籠上的油，后將鐵絲籠放在托盤(pán)上，再用草紙擦拭干凈試管外部油液，放涼。
（4）冷卻后將試管內(nèi)容物倒入250 mL三角瓶中，然后用純水15 mL左右清洗試管內(nèi)壁3～4次，使三角瓶?jī)?nèi)的溶液總體積達(dá)60～80 mL，加入鄰啡羅啉指示劑3～5滴搖勻，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定[6-7]。
（5）滴定樣品的同時(shí)，做2個(gè)以上的空白試驗(yàn)，用石英砂代替土樣，其余操作相同，結(jié)果取其平均值。
6 注意事項(xiàng)
一是要用尖頭鑷子將土壤樣品中的植物根、莖、葉等有機(jī)物挑選干凈，以免影響結(jié)果；二是土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為7%～15%、2%～4%、
[摘 要] 耕地質(zhì)量的好壞，決定了農(nóng)作物生長(zhǎng)水平和質(zhì)量，同時(shí)決定了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。
[關(guān)鍵詞] 縣情 耕地現(xiàn)狀 耕地后備資源 耕地質(zhì)量分布
為貫徹落實(shí)好云南省農(nóng)業(yè)廳種植業(yè)管理處下發(fā)的《關(guān)于開(kāi)展云南省耕地質(zhì)量現(xiàn)狀調(diào)查及對(duì)策研究調(diào)研的通知》精神，按照州農(nóng)業(yè)局土肥站的相關(guān)要求。結(jié)合貢山獨(dú)龍族怒族自治縣實(shí)際，在貢山獨(dú)龍族怒族自治縣農(nóng)業(yè)和科學(xué)技術(shù)局統(tǒng)一部署下，貢山獨(dú)龍族怒族自治縣土壤肥料工作站精心組織人員奔赴到四鄉(xiāng)一鎮(zhèn)開(kāi)展調(diào)查研究工作，并收集了大量資料。現(xiàn)將調(diào)研報(bào)告及研究對(duì)策總結(jié)如下：
1 貢山獨(dú)龍族怒族自治縣基本情況
貢山獨(dú)龍族怒族自治縣位于云南省中部，怒江傈僳族自治州境內(nèi)西部，地處東經(jīng)98°08′―98°56′，北緯27°29′―28°13′之間；東與德欽縣、維西縣接界，南與福貢縣為鄰，西與緬甸國(guó)接壤，北與西藏自治區(qū)接界。國(guó)境線(xiàn)長(zhǎng)172公里，東西橫距78公里，南北縱距98公里，總面積4506平方公里。縣城（丹當(dāng)）距省政府所在地（昆明）882公里，與州府政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心六庫(kù)相距248公里。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣境內(nèi)，自然地貌復(fù)雜，山地多，平地少的特點(diǎn)。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣境內(nèi)海拔高差較大，從5128米到1339米。氣候特征是：類(lèi)型多樣化，冬干夏濕，春季多風(fēng)，秋季多雨，春夏多旱，雨熱同季，降雨集中，雨量較高，多年平均氣溫14.7℃，多年平均總?cè)照諘r(shí)數(shù)1322.7小時(shí)，多年平均降水量1726.5mm。
2010年末，貢山獨(dú)龍族怒族自治縣總?cè)丝?6021人，農(nóng)業(yè)人口29747人，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)總收入達(dá)6841萬(wàn)元，人均純收入1733元。全年農(nóng)作物總播種面積6860公頃，糧食作物總播種面積5510公頃，糧食總產(chǎn)量10069噸，農(nóng)民人均有糧352公斤。
2 耕地情況
2.1 耕地?cái)?shù)量變化及質(zhì)量分布狀況
2.1.1 耕地現(xiàn)狀概述
貢山獨(dú)龍族怒族自治縣轄4鄉(xiāng)1鎮(zhèn)，2010年年末耕地總資源47243畝，其中水田3750畝，占總耕地面積的8%；旱地43493畝，占總耕地面積的92%。
縣內(nèi)耕地主要分布在怒江和獨(dú)龍江兩旁沖積扇和山區(qū)、半山區(qū)等地域。水田多分布于盆地和箐溝、河谷、山洼兩旁，山區(qū)多為旱地，半山區(qū)和部分山槽、箐溝地帶，兼有水田和旱地。土壤主要為紫色土和紅壤土。地力質(zhì)量差，生產(chǎn)水平較低。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣旱澇保收的高穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田面積僅1.2萬(wàn)畝，占總耕地的25.3%，主要集中在丙中洛、捧當(dāng)鄉(xiāng)、茨開(kāi)鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。中低產(chǎn)田地面積達(dá)35243畝，占總耕地面積的74.74%。主要集中在捧當(dāng)鄉(xiāng)、獨(dú)龍江鄉(xiāng)、普拉底鄉(xiāng)、茨開(kāi)鎮(zhèn)、丙中洛等4鄉(xiāng)1鎮(zhèn)。在十五期間（2000年-2010年）耕地?cái)?shù)量變化情況如下表：
2.1.2 耕地后備資源潛力分析
根據(jù)貢山獨(dú)龍族怒族自治縣耕地分布規(guī)律、地形地貌特點(diǎn)、農(nóng)田基礎(chǔ)條件以及土壤類(lèi)型分布等情況，按照不同類(lèi)型的不同障礙因素，可對(duì)15°―45°的緩坡耕地實(shí)施山區(qū)坡改梯及田地治理。對(duì)土體較薄，耕作層厚度小于15厘米的坡耕地，其主要改造內(nèi)容為，改坡耕地為梯田臺(tái)地，培肥地力，提高土地綜合生產(chǎn)力。對(duì)25°―45°的陡坡耕地，采取等高分割，在地埂上或者坡面上，環(huán)山條帶種植多年生、經(jīng)濟(jì)效益高的矮桿灌本或草本植物，控制水、土和養(yǎng)分流失，提高土壤含水量，并逐步形成環(huán)山臺(tái)地。加大綠肥種植，綠肥種植是我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)良傳統(tǒng)，種植綠肥既能增加飼料供應(yīng)，又能有效培肥土壤，增加有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)。因而大力推廣種植或間套種植大豆、豌豆、光葉紫花苕、毛葉苕等經(jīng)濟(jì)效益較高的綠肥作物，做到既培肥地力，又增加農(nóng)民收入。在耕地面積有限的情況下，只有加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，依靠科技，提高地力、增加復(fù)種，才能有效提高糧食綜合生產(chǎn)能力，保障糧食安全。
2.1.3 耕地質(zhì)量分布情況
人多地少是貢山獨(dú)龍族怒族自治縣的基本縣情，2010年末貢山獨(dú)龍族怒族自治縣總?cè)丝?6021人，總耕地面積47243畝，貢山獨(dú)龍族怒族自治縣人均耕地僅1.64畝，人均有高穩(wěn)產(chǎn)田地僅0.06畝。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣由于現(xiàn)有高穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田地所占的比重非常小，農(nóng)田地抵御自然災(zāi)害的能力較低，農(nóng)田地地力不足已成為制約農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。
2.2 耕地質(zhì)量建設(shè)與管理中存在的主要問(wèn)題
當(dāng)前，貢山獨(dú)龍族怒族自治縣耕地質(zhì)量現(xiàn)狀及其建設(shè)存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：
一是耕地基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，中低產(chǎn)田面積大。農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是耕地質(zhì)量建設(shè)的重點(diǎn)，但由于長(zhǎng)期以來(lái)貢山獨(dú)龍族怒族自治縣農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施管理不善、水利設(shè)施老化失修、耕地占補(bǔ)等原因，對(duì)洪澇和干旱自然災(zāi)害抵御性較差，始終困擾著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全。由于貢山獨(dú)龍族怒族自治縣耕地的95%以上分布于山地、丘陵，致使貢山獨(dú)龍族怒族自治縣高產(chǎn)田面積偏少，中、低產(chǎn)田面積居多。
二是耕地養(yǎng)分虧缺失調(diào)，地力逐年下降。由于耕地產(chǎn)出量高，負(fù)荷過(guò)重，養(yǎng)分投入不足，造成農(nóng)田養(yǎng)分失衡，虧缺嚴(yán)重，耕作層變淺，保水保肥能力下降。加上目前貢山獨(dú)龍族怒族自治縣農(nóng)民在半山坡一帶都靠施用復(fù)合肥為主，很少施用農(nóng)家肥，造成土壤養(yǎng)分不平衡，土壤板結(jié)，產(chǎn)品質(zhì)量差、產(chǎn)量低。
三是土壤資源有限，質(zhì)量退化。由于農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，在不合理的人為因素和自然因素共同作用下，土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重，引起水土流失、土壤貧瘠、鹽堿澇漬、土壤污染、土壤酸化。
怒江州貢山獨(dú)龍族怒族自治縣耕地共有4個(gè)縣級(jí)土類(lèi)、5個(gè)縣級(jí)亞類(lèi)、9個(gè)縣級(jí)土屬、27個(gè)縣級(jí)土種。
2.3 原因分析
部分村民思想認(rèn)識(shí)還有差距，保護(hù)耕地意識(shí)較差，對(duì)中低產(chǎn)田（地）改造工作的重要性、必要性和緊迫性認(rèn)識(shí)不深。
中低產(chǎn)田地改造建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施地點(diǎn)交通運(yùn)輸條件差，水利基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，建設(shè)任務(wù)重、改造難度大、改造成本高，很難達(dá)到中低產(chǎn)田改造建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，特別是農(nóng)藝生物措施投入較少。
自然條件惡劣，生態(tài)環(huán)境惡化，耕地質(zhì)量下降。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣地形山巒重疊，地貌類(lèi)型復(fù)雜多樣，地勢(shì)起伏大。陡坡耕地多。最近幾年，受到干旱、洪澇、冰雹、凍雪等自然災(zāi)害的影響，尤其是水土流失現(xiàn)象所導(dǎo)致的耕地肥力下降，耕地面積減少，農(nóng)作物產(chǎn)量減產(chǎn)。水土流失是生態(tài)惡化的主要特征，也是貢山獨(dú)龍族怒族自治縣貧困落后的根源所在。
2.4 提升耕地有機(jī)質(zhì)含量的對(duì)策建議
2.4.1 以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，深入貫徹落實(shí)黨的十八屆五中全會(huì)精神，按照加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)建設(shè)，提高耕地肥力，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的要求，以“發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，確保糧食安全，增加重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給，保障農(nóng)民收入增長(zhǎng)”為核心，以小工程、大規(guī)模、高效益為突破口，堅(jiān)持治水、改土并重，工程措施和科技措施相結(jié)合，以保水、保土、保肥為目標(biāo)，以山區(qū)、半山區(qū)為重點(diǎn)，以村為單位，科學(xué)規(guī)劃、因地制宜、分類(lèi)指導(dǎo)、統(tǒng)籌安排、連片推進(jìn)，將中低產(chǎn)田地經(jīng)過(guò)改造建設(shè)為能排能灌、旱澇保收的高穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田地，增加高穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田地在貢山獨(dú)龍族怒族自治縣耕地面積中的比重。
2.4.2 加強(qiáng)地力建設(shè)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。按照云南省種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整思路及全省耕地土壤質(zhì)量現(xiàn)狀，進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)地力建設(shè)，實(shí)施“沃土工程”，發(fā)展畜牧業(yè)，采用秸稈還田，增施有機(jī)肥，提高肥料利用率，防止土壤污染，改良中低產(chǎn)田，提高土壤肥力。
2.4.3 加強(qiáng)科學(xué)施肥技術(shù)研究，提高肥料利用率。有機(jī)肥的施用可以大大緩解農(nóng)田的養(yǎng)分失衡狀況，同時(shí)也可改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤保肥能力，堅(jiān)持有機(jī)無(wú)機(jī)肥配合施用的方針。加大作物秸稈快速腐熟還田技術(shù)的研究力度，增加肥料投入量，調(diào)整化肥氮磷鉀比例和化肥品種結(jié)構(gòu)。
2.4.4 合理輪作，培肥地力。水旱輪作是培肥地力，減少農(nóng)作物病蟲(chóng)害較為有效的措施，但目前由于種植水稻效益低，許多農(nóng)戶(hù)多采取蔬菜或其它經(jīng)濟(jì)作物連作，不愿意進(jìn)行水旱輪作。為此，要考慮進(jìn)行必要的試驗(yàn)研究，探討與應(yīng)用推廣效益較高的輪作方式，以利于推廣。
2.4.5 綜合改良中低產(chǎn)田。對(duì)易旱、易澇耕地采取綜合治理措施，要提高農(nóng)田排灌設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)旱澇保收農(nóng)田；對(duì)瘠薄耕地要多施有機(jī)肥，要深翻改土，提高土壤肥力。通過(guò)中低產(chǎn)田地改造，綜合治理坡耕地，因地制宜優(yōu)化配置和合理開(kāi)發(fā)利用土、肥、水等農(nóng)業(yè)資源，控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境，有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)、資源的可持續(xù)發(fā)展。
2.4.6 持之以恒的搞好中低產(chǎn)田改造、搞好高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田農(nóng)地建設(shè)，尤其是要加大坡改梯力度，特別是25度以上的坡地必須限期退耕。貢山獨(dú)龍族怒族自治縣92.0%的土地面積在山區(qū)半山區(qū)，貢山獨(dú)龍族怒族自治縣82%的耕地分布在山區(qū)、半山區(qū)，90%的人口生活在山區(qū)，糧食和經(jīng)濟(jì)作物種植也多在山區(qū)，由于山區(qū)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施差，造成土地產(chǎn)出率不高，農(nóng)民收入低，貧困人口多。要改變山區(qū)貧窮落后面貌，必須加強(qiáng)以中低產(chǎn)田地改造為重點(diǎn)的山區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為山區(qū)群眾脫貧夯實(shí)基礎(chǔ)。
[摘 要] 農(nóng)作物秸稈是農(nóng)田生態(tài)循環(huán)中重要的物質(zhì)基拙，對(duì)于維持農(nóng)田生態(tài)平衡具有十分重要的作用。近年來(lái)，我們進(jìn)行農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)提升做了應(yīng)用研究，同時(shí)對(duì)秸稈還田模式進(jìn)行總結(jié)，提出了適合于盈江縣推廣的主要模式，為農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升找出了一條確實(shí)可行的途徑，使土壤有機(jī)質(zhì)逐步增加。
[關(guān)鍵詞] 秸稈還田 土壤有機(jī)質(zhì) 改善環(huán)境
農(nóng)作物秸稈是農(nóng)田生態(tài)循環(huán)中重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于維持農(nóng)田生態(tài)平衡具有十分重要的作用?？茖W(xué)合理地利用農(nóng)作物秸稈是保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境提高耕地綜合生產(chǎn)能力的重要研究課題。近年來(lái)我們積極進(jìn)行農(nóng)作物秸稈還田技術(shù)的應(yīng)用研究，并在生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中進(jìn)行大面積推廣，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。實(shí)踐證明，該項(xiàng)技術(shù)是目前盈江縣農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)提升的重要途徑之一。
1 盈江縣秸稈還田概況
盈江縣耕地面積為3.64萬(wàn)hm2，其中水田1.72萬(wàn)hm2，旱地1.92萬(wàn)hm2，人均占有耕地0.11hm2。水田以淹育型水稻土（占5.6%）、潴育型水稻土（占71.7%）和潛育型水稻土（22.7%）為主，全年秸稈產(chǎn)生量為8.27萬(wàn)t，還田量l.36萬(wàn)t，占l6%。為提高秸稈利用率保護(hù)土壤，我們主要開(kāi)展了以下幾方面的工作：
1.1 開(kāi)展土壤有機(jī)質(zhì)補(bǔ)貼項(xiàng)目
2010年至2012年盈江縣列為土壤有機(jī)質(zhì)補(bǔ)貼提升項(xiàng)目實(shí)施縣，三年實(shí)施土壤有機(jī)提升面積共計(jì)1.87萬(wàn)hm2（2010年0.4萬(wàn)hm2，2011年0.8萬(wàn)hm2，2012年0.67萬(wàn)hm2）；共發(fā)放秸稈腐熟劑919.39t（2010年203.39t，2011年416t，2012年300t），三年累計(jì)完成還田秸稈8.4萬(wàn)t，三年累計(jì)受益農(nóng)戶(hù)6.6萬(wàn)戶(hù)。
1.2 推廣秸稈直接還田
通過(guò)項(xiàng)目帶動(dòng)和試驗(yàn)示范，部分農(nóng)戶(hù)掌握了秸稈還田技術(shù)，知道秸稈還田技術(shù)的好處，每年有0.57萬(wàn)hm2的水稻秸稈進(jìn)行直接還田，方法是：水稻收獲后將秸稈打碎鋪于田里，然后用旋耕機(jī)直接翻壓。方法簡(jiǎn)單，農(nóng)民易掌握，此技術(shù)的推廣，每年有近2.4萬(wàn)t的秸稈得到還田。
2 秸稈還田對(duì)土壤肥力提升的作用
水稻秸稈中含有大量的有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀和微量元素，通過(guò)地面覆蓋或機(jī)械化直接翻壓方式將其歸還于土壤中，從而起到蓄水保墑、培肥地力、節(jié)本增效、提高農(nóng)作物產(chǎn)量的作用，達(dá)到改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)業(yè)綜合能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加農(nóng)民收入的目的。
2.1 耕地質(zhì)量具有明顯提高
根據(jù)盈江縣5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，水稻腐熟秸稈還田對(duì)土壤養(yǎng)分各項(xiàng)指標(biāo)均有所提升，其中有機(jī)質(zhì)增加0.9-1.3g/kg，平均增加1.1g/kg，堿解氮增加2.4-2.8mg/kg，平均增加2.6mg/kg，有效磷增加0.3-0.5mg/kg，平均增加0.4mg/kg，速效鉀增加2.7-2.9mg/kg，平均增加2.8mg/kg，水稻秸稈腐熟還田前土壤平均容重為1.24g/cm3，水稻收獲后土壤容重為1.21g/cm3，下降0.03g/cm3。水稻秸稈還田前，5個(gè)點(diǎn)陽(yáng)離子代換量平均值為14.22cmoL/kg，還田并種植一季小春作物（馬鈴薯、玉米），陽(yáng)離子代換量提高到16.86cmoL/kg，較還田前多2.64cmoL/kg。
2.2 蓄水保墑
秸稈還田和秸稈翻壓直接還田與機(jī)深耕同步進(jìn)行，可以蓄住天上水，保住地下水。一是秋深耕30-40 cm，使自然降水下滲較深，減少地表徑流；二是在秸稈的攔蓄作用下，比較均勻地接納自然降水，并阻擋或緩解土壤水分的蒸發(fā)，達(dá)到有效蓄水的作用，形成了一個(gè)備用抗旱“小水庫(kù)”，從而達(dá)到休閑期集水、生長(zhǎng)期用水的效果。據(jù)多點(diǎn)連續(xù)3年測(cè)定，秸稈還田土壤含水量在播種期比未還田的對(duì)照提高1.5-2.1個(gè)百分點(diǎn)。
2.3 改善土城物理性狀
土壤有機(jī)質(zhì)、碳酸鈣和多糖類(lèi)物質(zhì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著良好的作用。 秸稈覆蓋還田或機(jī)械直接翻壓還田，既能增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，又能產(chǎn)生較多的五碳糖和六碳糖，其作用明顯優(yōu)于廄肥。同時(shí)秸稈翻壓還田，通過(guò)深耕將秸稈埋于深土層中，增加了深土層的有機(jī)質(zhì)與養(yǎng)分的含量，促進(jìn)了微生物的活動(dòng)，加速了深土層礦化度，從而使土層增厚14-22cm、土壤容重降低0.01-0.19/cm，蛆蜘數(shù)量增加5-9 條/m2作物根系下扎深度加深25-35cm。
2.4 秸稈還田對(duì)土壤微生物的影響
稻秸稈含有大量能量，是土壤微生物活動(dòng)的能源。水稻秸稈腐熟還田施用的秸稈腐熟2kg/畝，按國(guó)標(biāo)GB20287-2006標(biāo)準(zhǔn)，腐熟劑活性菌數(shù)量大于0.5億/g，每畝折合施入有益活性菌1000億個(gè)以上。根據(jù)曾廣驥研究表明，秸稈還田后，0-20cm耕層的細(xì)茵數(shù)比不還田增142.9%，真菌增加115%。還田后土壤中轉(zhuǎn)化酶活性明顯提高，而轉(zhuǎn)化酶活性與土壤速效氮含量呈正相關(guān)。方正研究表明，秸稈還田后增加了土壤中的新鮮有機(jī)質(zhì)，刺激了細(xì)菌的繁殖。秸稈還田后過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化酶和脲酶活性均有所提高。酶活性的提高加速了土壤熟化，有利于分解釋放土壤中難容態(tài)養(yǎng)分。
3 秸稈還田技術(shù)操作要點(diǎn)
根據(jù)盈江的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和農(nóng)業(yè)資源條件，盈江縣土肥站結(jié)合利生產(chǎn)、節(jié)成本、簡(jiǎn)操作、易推廣的原則，探索應(yīng)用秸稈機(jī)械還田技術(shù)模式，秸稈機(jī)械還田技術(shù)模式是將作物秸稈經(jīng)過(guò)機(jī)械處理后直接翻入土壤，或直接將作物秸稈深翻入土的技術(shù)模式，其原理是通過(guò)機(jī)械的粉碎并翻耕將作物秸稈深翻入土，使秸稈在土壤微生物和酶的作用下快速腐解，從而提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤理化性狀，增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力，提高作物產(chǎn)量。
3.1 作物收獲
作物成熟后，機(jī)械收獲籽粒。
3.2 秸稈處理
秸稈用機(jī)械粉碎，稻稈約是5-10cm，玉米稈約10-15cm。
3.3 耕作整地
用翻耕機(jī)等機(jī)械將秸稈深翻入土25cm左右，或用機(jī)械將沒(méi)有粉碎的作物秸稈直接翻入土中30cm左右。
3.4 配套技術(shù)
1）增施氮肥調(diào)節(jié)：每畝施尿素5-10kg，將秸稈C/N調(diào)節(jié)到25：1左右。
2）水分調(diào)節(jié)：秸稈翻入土壤后，如果墑情不好需澆水調(diào)節(jié)土壤含水量。水稻還田后，可灌水10cm泡田，加速秸稈腐解。
3）施加腐熟劑：每畝2kg腐熟劑用泥土（或肥料）拌勻立即撒施到鋪好秸稈的田內(nèi)，加快秸稈腐解。
3.5 秸稈腐熟劑篩選與應(yīng)用
腐熟劑篩選試驗(yàn)：采用水稻秸稈直接還田方式，對(duì)“阿姆斯” 牌秸桿腐熟劑、“滿(mǎn)園春” 牌生物發(fā)酵劑和化學(xué)肥料進(jìn)行效果試驗(yàn)。菌劑用量：2kg/畝；施肥量：尿素10kg/畝，普鈣50kg/畝，硫酸鉀12kg/畝。
通過(guò)試驗(yàn)采用“滿(mǎn)園春”生物發(fā)酵劑、“阿姆斯”秸桿腐熟劑秸稈腐熟還田，產(chǎn)量略低于對(duì)照，但產(chǎn)量差異不顯著，說(shuō)明采用秸稈腐熟劑直接還田，其對(duì)地力培肥作用在當(dāng)季作物中沒(méi)有顯現(xiàn)。但使用“滿(mǎn)園春”生物發(fā)酵劑、“阿姆斯” 牌秸桿腐熟劑后土壤測(cè)試數(shù)據(jù)表明，秸稈還田后對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和全氮有明顯提高，有機(jī)質(zhì)提高1.2-1.7mg/kg。秸稈還田對(duì)提高土壤速效鉀比較明顯，提高幅度為5.2-5.9mg/kg，而且對(duì)加速秸稈腐熟具有明顯作用，可在今后中大面積推廣應(yīng)用。
4 經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益
4.1 經(jīng)濟(jì)效益
水稻秸稈還田具有顯著的增產(chǎn)增收節(jié)支效果，據(jù)多點(diǎn)試驗(yàn)觀察與統(tǒng)計(jì)分析，水稻秸稈還田3年的地塊可比未還田的對(duì)照，以冬農(nóng)馬鈴薯生產(chǎn)為例，每畝增馬鈴薯60kg，增產(chǎn)率2.2%；同時(shí)，由于秸稈還田后土壤肥力逐漸提高，化肥施用量逐漸減少，公畝減少肥料款投入6-15元，有效減低冬季農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)值產(chǎn)量。
4.2 生態(tài)效益
作物秸稈含有較多有機(jī)質(zhì)、氮、磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素（每100kg秸稈含有機(jī)質(zhì)15kg、含氮0.5kg、含磷1.16kg、含鉀1.17kg），我縣每年秸稈還田量達(dá)2.4萬(wàn)t，相當(dāng)于施用有機(jī)肥3600t，氮肥120t、磷肥278.4t、鉀肥280.8t。多點(diǎn)試驗(yàn)觀察結(jié)果表明，還田幾年后土壤有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀養(yǎng)分含量和土壤含水量明顯高于對(duì)照。土壤有機(jī)質(zhì)還田三年提高0.05-0.09%，同時(shí)由于還田后微生物在分解秸稈初期，要從土壤中吸收氮素組成自身的體細(xì)胞，導(dǎo)致土壤氮素的生物固定，起到暫時(shí)保存氮素的作用，當(dāng)微生物死亡后這部分氮素又分解釋放，回歸土壤，起到保墑?wù){(diào)肥的作用。土壤含水量同期測(cè)定值三年還田的比對(duì)照增加1.4-1.9%，微生物明顯增加，秸稈還田使玉米秸稈得到有效利用，且避免了田間焚燒秸稈造成的環(huán)境污染。微生物和有機(jī)質(zhì)的增加改善了土壤結(jié)構(gòu)，水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)明顯增加，土壤容重明顯降低. 隨著土壤肥力的不斷提高，降低了化肥的使用量，改善了作物的生態(tài)環(huán)境，提高了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)了綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
摘要：沉積盆地中分散有機(jī)質(zhì)是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，所生成的油氣的質(zhì)量與數(shù)量取決于盆地內(nèi)分散有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型和豐度。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型決定烴源巖的質(zhì)量的優(yōu)劣，一個(gè)沒(méi)有優(yōu)質(zhì)烴源巖的盆地不是一個(gè)具有良好前景的含油氣盆地。鄂爾多斯下古生代地層由于受沉積作用和多幕地殼構(gòu)造的影響，使得研究區(qū)奧陶系碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)普遍處于高成熟和過(guò)成熟作用階段。鄂爾多斯地區(qū)奧陶紀(jì)碳酸鹽巖形成于海相環(huán)境，遠(yuǎn)離陸源物質(zhì)供給區(qū)，其有機(jī)質(zhì)的生源組成屬腐泥類(lèi)，干酪根類(lèi)型應(yīng)歸為Ⅰ型為主。通過(guò)研究區(qū)碳酸鹽巖類(lèi)型熱解分析結(jié)果得到研究區(qū)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅲ型，一般認(rèn)為是高演化程度造成的。為了研究導(dǎo)致碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型與其生源不一的原因，需要排除熱演化的干擾，對(duì)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行恢復(fù)，將結(jié)果進(jìn)行具體分析。本文旨在通過(guò)恢復(fù)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型，對(duì)研究區(qū)碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型轉(zhuǎn)化的因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖；有機(jī)質(zhì)類(lèi)型；有機(jī)質(zhì)恢復(fù)
1區(qū)域地質(zhì)概況
鄂爾多斯地區(qū)橫跨陜、甘、寧、蒙、晉五?。▍^(qū)），是中國(guó)東部構(gòu)造域和西部構(gòu)造域的結(jié)合部，位于華北、華南兩大地質(zhì)單元的交界附近。大構(gòu)造上研究區(qū)屬于中朝準(zhǔn)臺(tái)地的一部分，是一個(gè)發(fā)育有多種類(lèi)型沉積，多種沉積體系的大型沉積盆地，其古生代地層分布的范圍為：北界巴彥高勒-托克托大斷裂，西界石咀山-甜水堡-平?jīng)鰯嗔?，南界乾縣-韓城-河津斷裂，東界離石斷裂，面積約23萬(wàn)平方公里。早古生代該區(qū)表現(xiàn)為穩(wěn)定的升降運(yùn)動(dòng)，在陸塊內(nèi)部形成典型的克拉通坳陷，從寒武紀(jì)到早奧陶世中部以穩(wěn)定地臺(tái)型碳酸鹽巖沉積為主，西部毗鄰秦祈地槽，發(fā)育臺(tái)地邊緣相、斜坡相和盆地相[1-2]（見(jiàn)圖1）。圖1鄂爾多斯盆地沉積相分布圖
鄂爾多斯地區(qū)下古生界只有寒武系和奧陶系，缺失志留系[3-4]。寒武系與奧陶系東部為連續(xù)沉積，在西緣和南緣存在沉積間斷，奧陶系下統(tǒng)冶里組和亮甲山組只在東部、南部及西部賀蘭山地區(qū)有分布。奧陶系下統(tǒng)與中統(tǒng)之間存在沉積間斷，中統(tǒng)平?jīng)鼋M只在西緣和南緣分布，本區(qū)內(nèi)部缺失。奧陶系中統(tǒng)與上統(tǒng)之間也存在沉積間斷，奧陶系上統(tǒng)只分布在南緣和北緣。
2有機(jī)質(zhì)生源類(lèi)型
碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)主要來(lái)源于單細(xì)胞微體浮游藻類(lèi)，它們形成了早奧陶世海洋中食物鏈的基礎(chǔ)并成為生命演化的主導(dǎo)，存在于碳酸鹽巖臺(tái)地的各類(lèi)環(huán)境中。由于保存環(huán)境不同，所保存的藻類(lèi)殘?bào)w的數(shù)量不同，遭受微生物降解的程度不同，再加上后期的氧化程度也不同，導(dǎo)致碳酸鹽巖中有機(jī)質(zhì)的類(lèi)型不同。奧陶系碳酸鹽巖遠(yuǎn)離陸源物質(zhì)供給區(qū)，形成于海相環(huán)境，其主要有機(jī)質(zhì)輸入物是富含脂類(lèi)和蛋白質(zhì)的藻類(lèi)、菌類(lèi)以及海洋動(dòng)物等[5-15]。
在研究區(qū)的瀉湖、膏云坪、泥云坪相碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)較多的菌藻類(lèi)。菌藻類(lèi)具有耐鹽、耐高滲透壓性，易存在高鹽度的咸水水體中，這種高鹽度的環(huán)境限制了動(dòng)物群的繁殖和變異，沒(méi)有捕食藻類(lèi)的動(dòng)物存在，使藻類(lèi)群落廣泛生長(zhǎng)繁殖，其消耗量達(dá)到最小。蒸發(fā)臺(tái)地的膏云坪環(huán)境細(xì)菌的繁衍繁盛，微生物有機(jī)質(zhì)是最好的生油母質(zhì)，它們是Ⅰ型有機(jī)質(zhì)的母質(zhì)來(lái)源。
研究區(qū)碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)的組成主要是菌藻類(lèi)、動(dòng)物有機(jī)碎屑以及被細(xì)菌降解的腐泥基質(zhì)。在碳酸鹽巖的晶間孔或晶間溶孔中還有碳瀝青。根據(jù)碳酸鹽巖中的生物化石組合和有機(jī)顯微組分的組成特征，可以說(shuō)明奧陶紀(jì)碳酸鹽巖中有機(jī)質(zhì)的生源組成屬腐泥類(lèi)，其干酪根類(lèi)型有Ⅰ型和Ⅱ型。
3有機(jī)質(zhì)類(lèi)型確定
巖樣熱解分析資料是一種評(píng)價(jià)烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的有效方法。運(yùn)用氫指數(shù)（IH）、類(lèi)型指數(shù)（S2/S3）和降解率（D）劃分烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型是一種簡(jiǎn)便而又有效的方法（見(jiàn)表1）。
研究區(qū)現(xiàn)存的碳酸鹽巖干酪根類(lèi)型屬Ⅲ型，經(jīng)恢復(fù)之后與生源類(lèi)型相比有機(jī)質(zhì)類(lèi)型下降了一級(jí)。導(dǎo)致碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型與其生源不一的原因可以有兩種解釋[29-32]。一是高度氧化而使類(lèi)型轉(zhuǎn)化，二是高度演化使類(lèi)型轉(zhuǎn)變。若屬于后者，那么原來(lái)干酪根是屬Ⅱ型或Ⅰ裥？，在熱演化過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)棰笮?。無(wú)論是熱演化還是氧化，基本點(diǎn)都是有機(jī)質(zhì)的官能團(tuán)脫落，芳核增大，不同類(lèi)型有機(jī)質(zhì)最終都變?yōu)棰笮透衫腋?。顯微結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)組向惰質(zhì)組轉(zhuǎn)化是增碳和芳構(gòu)化過(guò)程，是在氧化條件下進(jìn)行的，同樣，海相藻質(zhì)體也是可以在氧化條件下向“惰質(zhì)體”轉(zhuǎn)化，變?yōu)棰笮透衫腋\水臺(tái)地中發(fā)育的顆粒碳酸鹽巖中部分藻團(tuán)粒、團(tuán)塊包裹的有機(jī)質(zhì)由于受到包殼的保護(hù)而保持為Ⅱ型干酪根。
研究區(qū)沉積相分析表明，早奧陶世全區(qū)總體為淺水碳酸鹽巖臺(tái)地，水體很淺。由于各地所處環(huán)境的“開(kāi)放性”不同，造成氧化還原條件不同，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)受氧化作用影響程度不同，恢復(fù)后有機(jī)質(zhì)類(lèi)型也不同。
早奧陶世馬家溝期之后，全區(qū)抬升暴露于地表，長(zhǎng)期遭受風(fēng)化剝蝕、大氣淡水淋濾和向下滲流，埋藏在地下的巖石也因古巖溶作用而遭氧化，特別是在隆起區(qū)兩側(cè)碳酸鹽巖中出現(xiàn)很多經(jīng)受氧化的標(biāo)志（見(jiàn)表5）：黃鐵礦被氧化為褐鐵礦，巖石中普遍有褐鐵礦浸染的黃鐵礦假晶；大氣淡水淋濾和滲流出現(xiàn)了許多去云化和去膏化的現(xiàn)象；巖石中出現(xiàn)許多溶孔、溶縫和溶蝕的現(xiàn)象。表5碳酸鹽巖經(jīng)受暴露之后的氧化標(biāo)志
有機(jī)相氧化礦物溶蝕孔洞縫去云化去膏化 瀉湖褐鐵礦、黃鐵礦、假晶裂縫中有鐵質(zhì)和粘土充填方解石充填于裂縫中 膏云坪褐鐵礦、次生粘土、白云石晶間被氧化、鐵浸染、具黃鐵礦石膏假晶許多大小不等01-07mm溶孔，中心大多無(wú)礦物充填溶孔邊緣見(jiàn)白云石未溶盡的殘余，并被鐵質(zhì)浸染石膏假晶，被方解石交代，高溶角礫 潮渠褐鐵礦、膏溶角礫、石膏假晶溶蝕的孔洞縫與構(gòu)造裂隙相連，沿裂隙有鐵質(zhì)浸染，溶蝕孔洞中有方解石殘余 泥云坪褐鐵礦 灰云坪次生方解石、次生粘土、黃鐵礦假晶、褐鐵礦白云石晶間溶蝕，有鐵質(zhì)浸染，晶?？住⒋紊芸装l(fā)育方解石充填于晶間、裂縫溶孔中，由表生作用形成殘留白云石 潮下淺水黃鐵礦假晶白云石被次生方解石交代，受地表淡水影響
研究區(qū)早奧陶世碳酸鹽巖沉積物在沉積-成巖階段的強(qiáng)氧化作用，促使其干酪根類(lèi)型轉(zhuǎn)化，此后在熱演化程度達(dá)到高成熟階段，又使有機(jī)質(zhì)類(lèi)型降級(jí)，成為目前實(shí)測(cè)的Ⅲ型干酪根。沉積-成巖階段的氧化作用是促使干酪根類(lèi)型轉(zhuǎn)化的主要因素之一，而有機(jī)質(zhì)的高演化程度則使各類(lèi)有機(jī)質(zhì)之間差別縮小，趨向均一化，Ⅱ型干酪根向Ⅲ型干酪根轉(zhuǎn)化。
6結(jié)論
研究區(qū)碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)結(jié)果為Ⅲ型，這是由于生源組成、沉積與成巖作用和高熱演化等多種作用綜合影響所致。如果排除熱演化的干擾，所恢復(fù)的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型則反映出不同條件下形成不同的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型。
研究區(qū)干酪根類(lèi)型由Ⅱ型轉(zhuǎn)變?yōu)棰笮偷闹鲗?dǎo)因素在不同地區(qū)可以是不同的。沉積環(huán)境充氧或受大氣淡水淋濾滲透影響大的地區(qū)，碳酸鹽巖類(lèi)型在未成熟階段已轉(zhuǎn)為Ⅲ型，如天1井、天2井分布區(qū)，陜參1井附近。受大氣淡水影響小的地區(qū)在未成熟階段干酪根類(lèi)型已轉(zhuǎn)變?yōu)棰蛐停珀?7井。前者大多分布在隆起區(qū)的外側(cè)邊緣，后者則分布在局限臺(tái)地。淺水臺(tái)地中發(fā)育的顆粒碳酸鹽巖中部分藻團(tuán)粒、團(tuán)塊包裹的有機(jī)質(zhì)由于受到包殼的保護(hù)而保持為Ⅱ型干酪根。
在沉積和成巖過(guò)程中經(jīng)受過(guò)強(qiáng)烈氧化作用改造的碳酸鹽巖，其有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅲ型，如開(kāi)闊海、灰云坪相的碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)；如未經(jīng)過(guò)后期強(qiáng)烈演化，保持還原條件的沉積成巖環(huán)境，碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)則為Ⅱ型，如膏云坪泥云坪等沉積相高能淺灘環(huán)境的碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)也可為Ⅱ型。
摘要：本文利用TM影像分析山西省土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布，將山西省根據(jù)地形地貌劃分成四個(gè)區(qū)域，在對(duì)影像進(jìn)行預(yù)處理后，利用SAS分別建立四個(gè)區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)含量的反演模型，通過(guò)計(jì)算得到2008年山西省的耕地土壤有機(jī)質(zhì)空間分布。結(jié)果顯示，山西省的土壤有機(jī)質(zhì)含量多數(shù)介于3.42g/kg～29.62g/kg之間，而且呈現(xiàn)出從北向南、從西向東逐漸升高的趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：TM遙感影像；山西??；反演模型；土壤有機(jī)質(zhì)
1. 引言
土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)于增加土壤肥力以及促進(jìn)植物生理活性具有重要意義[1]。研究土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布，可以提高土壤質(zhì)量，確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。遙感技術(shù)已被廣泛地使用在土壤調(diào)查之中。相比傳統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定方法，遙感技術(shù)具有時(shí)限性與可獲取性等優(yōu)勢(shì)。本文使用遙感影像分析山西省土壤有機(jī)質(zhì)空間分布，可以有效地促進(jìn)山西省的資源轉(zhuǎn)型。
2. 材料和方法
2.1 研究區(qū)概況
山西省地處華北西部的黃土高原東翼。地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°14'～114°33'、北緯34°34'～40°44'。土地面積為156700km2 [2]。全省地貌類(lèi)型相對(duì)較復(fù)雜，包括丘陵、盆地等地貌，丘陵與山地占到全省的三分之二。山西省境內(nèi)坡地與旱地較多，且耕地產(chǎn)量較低。
2.2 土壤樣品處理
本研究將山西省2008年的耕地評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)作為土壤樣品數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（0cm～20cm）均勻篩選，剔除異常值[3]后，得到392個(gè)土壤樣品。
2.3 遙感技術(shù)測(cè)定法
2.3.1 遙感影像預(yù)處理
本文采用Landsat-5TM的L2級(jí)TM數(shù)據(jù)，影像獲取時(shí)間為：2008年3月和2008年11月，和本次獲取的土壤樣點(diǎn)時(shí)間基本一致。所使用的影像已經(jīng)過(guò)系統(tǒng)輻射校正和幾何校正，仍需要進(jìn)一步的輻射校正等處理。輻射校正包括輻射定標(biāo)、大氣校正。消除系統(tǒng)誤差采用的是輻射定標(biāo)，消除外部誤差采用的是大氣校正[4]。本文將影像單波段band1～5，7合成。把DN值轉(zhuǎn)換為輻射亮度值L，然后使用不變目標(biāo)法相對(duì)大氣校正方法清除光照等對(duì)地物反射的影響。對(duì)影像采用先輻射歸一化后拼接，從而合成研究區(qū)的遙感影像圖。
2.3.2 耕地圖層提取
結(jié)合使用監(jiān)督與非監(jiān)督分類(lèi)能較好地提高分類(lèi)精度，本文利用上述方法得到山西省耕地圖層。分類(lèi)后處理得出耕地像元面積是50918.67km2，與山西省實(shí)際耕地面積相差約6%，結(jié)果表明分類(lèi)精度較高。
2.3.3 處理光譜數(shù)據(jù)
通過(guò)對(duì)可見(jiàn)光區(qū)域的光譜值進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，能有效地減少光照變化所引起的乘性因素影響。有研究發(fā)現(xiàn)，低階微分處理后的光譜數(shù)據(jù)能夠去除部分光照等因素的影響[5]。本文對(duì)光譜值采取各種數(shù)學(xué)變換，找出對(duì)有機(jī)質(zhì)含量最敏感的指標(biāo)。
2.3.4 劃分區(qū)域
本研究根據(jù)山西省地形地貌、土壤等自然因素，把山西省劃分成四個(gè)區(qū)域：中南部盆地邊山丘陵區(qū)、北部邊山丘陵區(qū)、西部黃土丘陵溝壑區(qū)、東部丘陵低山區(qū)。根據(jù)四個(gè)區(qū)域分別反演的山西省土壤有機(jī)質(zhì)含量更準(zhǔn)確。
2.3.5 模型建立與驗(yàn)證
經(jīng)對(duì)比得出，有機(jī)質(zhì)含量和對(duì)應(yīng)的光譜值及其數(shù)學(xué)變換之間采用指數(shù)關(guān)系表示效果最好。本研究使用多元逐步回歸分析方法建立土壤有機(jī)質(zhì)反演模型，最后，采用均方根誤差驗(yàn)證模型。
3. 結(jié)果與分析
3.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量與光譜值之間的關(guān)系
3.2 山西省表層土壤有機(jī)質(zhì)含量空間分布
將四個(gè)區(qū)域遙感影像耕地圖，分別通過(guò)各自區(qū)域模型進(jìn)行運(yùn)算后，得到如下山西省耕地有機(jī)質(zhì)分布，如下圖1所示：
結(jié)果顯示，山西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量從西北到東南逐漸升高。全省地勢(shì)從西北到東南依次降低。西北部是黃土高原，土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，大多介于3.42g/kg～8.66g/kg之間。晉北地勢(shì)較高，雨水少，多數(shù)為旱生草本植物，土壤有機(jī)質(zhì)含量最低。東南部有機(jī)質(zhì)含量最高，這是由于東南部主要為褐土，降水量較多。東南部部分區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)含量大于29.62g/kg。中部地區(qū)大多為潮土，其保肥性能較好，所以其有機(jī)質(zhì)含量也相對(duì)較高。有機(jī)質(zhì)含量由北到南依次過(guò)渡到13.91g/kg～19.14g/kg，部分地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)19.14g/kg。西部區(qū)域有機(jī)質(zhì)含量低于東部區(qū)域，這是由于西部土壤類(lèi)型屬于灰褐土，是介于森林草原與干旱草原之間，而且東南部年降雨量大于西北部地區(qū)。山西省土壤類(lèi)型、降雨量、地形地貌等因素是形成以上土壤有機(jī)質(zhì)含量空間分布的主要原因。
4. 結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)遙感影像預(yù)處理及對(duì)光譜值采取各種數(shù)學(xué)變換，分別建立了山西省四個(gè)區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)含量反演模型。結(jié)果表明利用TM影像能夠直觀地顯示出山西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布。在后續(xù)研究中，采用高光譜遙感技術(shù)建立模型，能夠更精準(zhǔn)地獲取土壤光譜信息，提高模型精度。
摘要：試驗(yàn)選用水稻土、菜地土、深層土3種不同有機(jī)質(zhì)含量的土壤栽培水稻，探究土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)水稻發(fā)芽影響較小，對(duì)發(fā)芽后苗期生長(zhǎng)影響較大；土壤有機(jī)質(zhì)可促進(jìn)水稻根莖葉生長(zhǎng)；苗期各農(nóng)藝性狀指標(biāo)表現(xiàn)為水稻土組>菜地土組>深層土組。
關(guān)鍵詞：有機(jī)質(zhì)；水稻；苗期；生長(zhǎng)
土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的構(gòu)成因素，是存在于所有土壤中含碳的物質(zhì)，其主要是動(dòng)植物殘?bào)w腐爛分解后產(chǎn)物。土壤有機(jī)質(zhì)也是微生物生存的食物來(lái)源，同時(shí)微生物降解動(dòng)植物殘?bào)w增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。微生物與有機(jī)質(zhì)以互利共生的方式存在于土壤中[1-3]。已有研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)具有改善土壤理化性質(zhì)增強(qiáng)土壤肥力的作用，對(duì)增加水稻產(chǎn)量有潛在的效應(yīng)[4，5]。水稻土是一種長(zhǎng)期輪作水稻作物而形成的一種含有特定土壤有機(jī)質(zhì)的土壤，其存在于大田表層30 cm厚度上，這一層土壤富含較多的有機(jī)質(zhì)，為水稻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響水分循環(huán)和微生物活動(dòng)，對(duì)稻田土起到保水保肥作用[6-10]。苗期是水稻發(fā)育的初始階段，與水稻生長(zhǎng)分蘗及之后的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。本試驗(yàn)使用不同有機(jī)質(zhì)含量的土壤栽培水稻，測(cè)定分析其苗期的生長(zhǎng)狀況，以探究土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)水稻苗期生長(zhǎng)的影響。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)概況
試驗(yàn)于2015年12月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院土力學(xué)試驗(yàn)室進(jìn)行。采用盆栽試驗(yàn)方法，試驗(yàn)盆下底直徑25 cm，上口直徑30 cm，高30 cm。通過(guò)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和光照使水稻生長(zhǎng)保持與其在大田生長(zhǎng)相適宜的環(huán)境條件。
1.2試驗(yàn)材料
供試材料選擇隆平種業(yè)培育的雜交水稻品種。土壤取自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耕園試驗(yàn)基地的水稻土、菜地土及湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)土肥資源國(guó)家試驗(yàn)室中心站基地的深層土。土壤基本肥力狀況見(jiàn)表1。
1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別是水稻土組、菜地土組、深層土組，每處理設(shè)6個(gè)重復(fù)。通過(guò)施加氯化鉀、硝酸銨、過(guò)磷酸鈣使3種土壤有效態(tài)氮磷鉀含量達(dá)到相同水平。每盆裝自然風(fēng)干過(guò)0.5 mm篩網(wǎng)的土壤7.5 kg，播種前先用水浸泡供試土壤1天使其成為飽和含水土壤。采用直播方式育苗，育苗前對(duì)水稻浸泡催芽，48 h后谷粒破胸胚根長(zhǎng)出，然后每盆撒播20粒長(zhǎng)出白色芽鞘的種子。水稻全部長(zhǎng)出芽后定苗，每盆中保留大小一致的幼苗1株。試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，使其不低于20℃。
1.4測(cè)試指標(biāo)與方法
水稻播種10天開(kāi)始每5天取一次幼苗樣品，用游標(biāo)卡尺測(cè)定其根長(zhǎng)、最長(zhǎng)根長(zhǎng)、株高。用精度為千分之一的電子天平測(cè)幼苗根、植株的鮮重及干重。用烘箱烘干水稻根及植株中所含水分。
采用SPSS軟件處理數(shù)據(jù)及Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻發(fā)芽的影響
水稻第一片葉長(zhǎng)出后，即認(rèn)為種子已發(fā)芽。由圖1 可知，所有處理組中水稻播種1天后均沒(méi)有谷粒發(fā)芽，2天后水稻開(kāi)始萌芽，至7天后已全部發(fā)芽。水稻萌芽速度最快階段是播種后的第3～5天，且不同土類(lèi)對(duì)水稻萌芽影響差異不顯著，每類(lèi)土壤培養(yǎng)的水稻種子發(fā)芽率均在90%以上。這說(shuō)明水稻萌芽與土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)性較低，水稻萌芽過(guò)程僅受環(huán)境中溫度、水分、氧氣含量、光照等因素的影響，這一階段水稻根系處在發(fā)育階段，還未開(kāi)始從土壤中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以土壤對(duì)水稻萌芽影響較小。
2.2不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻根系生長(zhǎng)的影響
從表2可知，水稻播種15天后，不同處理水稻苗期最長(zhǎng)根長(zhǎng)和總根體積差異不顯著，而總根長(zhǎng)、須根數(shù)、總根表面積存在顯著差異，表現(xiàn)為水稻土組>菜地土組>深層土組。水稻播種后初始發(fā)根階段，有機(jī)質(zhì)含量可以明顯促進(jìn)須根數(shù)的增加，相應(yīng)地總根長(zhǎng)、總根表面積隨著增加。水稻播種30天后，不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻根系生長(zhǎng)影響差異顯著，最長(zhǎng)根長(zhǎng)、總根長(zhǎng)、須根數(shù)、總根表面積、總根體積均表現(xiàn)為水稻土組>菜地土組>深層土組。土壤有機(jī)質(zhì)中的富里酸、富啡酸及胡敏素能有效改善土壤結(jié)構(gòu)提高土壤肥力，進(jìn)而促進(jìn)根系生長(zhǎng)。植物根系向土壤中分泌的根系分泌物主要存在于有機(jī)質(zhì)中，而這些分泌物又會(huì)刺激根系細(xì)胞分裂增加分化。根系分泌物還會(huì)產(chǎn)生一些微生物，微生物活動(dòng)對(duì)水稻根系生長(zhǎng)產(chǎn)生促進(jìn)作用。
2.3不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻苗期株高的影響
從圖2可以看出，不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻苗期株高的影響差異顯著，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤水稻株高要高于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤，不同生長(zhǎng)時(shí)期的株高均為：水稻土組>菜地土組>深層土組。土壤中主要營(yíng)養(yǎng)元素相同的情況下，有機(jī)質(zhì)含量高可促進(jìn)植株莖的生長(zhǎng)，水稻主莖生長(zhǎng)強(qiáng)壯，其后產(chǎn)生的分蘗莖數(shù)目多，成穗率就高。
2.4不同有機(jī)質(zhì)含量土壤對(duì)水稻苗期葉片生長(zhǎng)的影響
水稻發(fā)芽后，最初長(zhǎng)出的胚芽鞘發(fā)育而來(lái)的不完全葉，出土?xí)r如針尖狀，不具有光合作用功能。當(dāng)?shù)诙~長(zhǎng)出時(shí)，才開(kāi)始進(jìn)行光合作用，合成有機(jī)物供作物生長(zhǎng)發(fā)育。從表3看出，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤葉片生長(zhǎng)速率更快，表現(xiàn)為水稻土>菜地土>深層土。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)?片真葉長(zhǎng)出時(shí)水稻開(kāi)始分蘗，水稻早分蘗則分蘗級(jí)數(shù)高，從而提高了水稻分蘗數(shù)。同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)含量高，水稻苗期出葉速度快、葉片數(shù)多，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物量增加，能夠增強(qiáng)水稻的抗逆性和維持水稻苗健壯生長(zhǎng)。
3結(jié)論
通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)水稻發(fā)芽影響較小，而對(duì)水稻發(fā)芽后苗期生長(zhǎng)影響較大。土壤有機(jī)質(zhì)促進(jìn)水稻胚根的生長(zhǎng)，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤須根數(shù)、總根長(zhǎng)、總根體積、總根表面積均高于土壤有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。土壤有機(jī)質(zhì)促進(jìn)了水稻莖的生長(zhǎng)，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤水稻根系生長(zhǎng)快，須根數(shù)多，根系發(fā)達(dá)，可吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為莖的生長(zhǎng)發(fā)育輸送養(yǎng)料及無(wú)機(jī)鹽使莖桿生長(zhǎng)粗壯。土壤有機(jī)質(zhì)有利于水稻苗期新葉長(zhǎng)出，有機(jī)質(zhì)含量高的土壤所栽培的水稻葉片數(shù)多于有機(jī)質(zhì)含量低的土壤。
摘要：在土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定方法中，重鉻酸鉀容量法應(yīng)用最為廣泛，主要有油浴鍋、電砂浴等加熱方式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室普遍具有的儀器設(shè)備，文章所述實(shí)驗(yàn)討論了用COD恒溫加熱器前處理土壤有機(jī)質(zhì)的方法，使用適宜的加熱溫度和時(shí)間，使其達(dá)到合理的質(zhì)量控制要求，對(duì)研究出更環(huán)保、簡(jiǎn)捷、準(zhǔn)確的土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定方法很有意義。
關(guān)鍵詞：重鉻酸鉀容量法；土壤有機(jī)質(zhì)；COD恒溫加熱器；油浴鍋；電砂浴
土壤有機(jī)質(zhì)泛指土壤中來(lái)源于生命的物質(zhì)，包括土壤微生物和土壤動(dòng)物及其分泌物以及土壤中植物殘?bào)w和植物分泌物。土壤有機(jī)質(zhì)是植物必要元素的主要來(lái)源，促進(jìn)土壤的保肥能力和緩沖能力，還能絡(luò)合土壤中的重金屬、消去土壤中的農(nóng)藥殘?jiān)?，所以土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定對(duì)環(huán)境具有重要意義。
本領(lǐng)域通過(guò)各方法對(duì)比研究，土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定中重鉻酸鉀容量法是最為普遍應(yīng)用的方法?，F(xiàn)主要有油浴鍋加熱、電砂浴加熱、烘箱加熱、消化爐加熱等，但這些加熱法大都溫度難以控制或者是對(duì)環(huán)境有污染。本方法主要探索COD恒溫加熱器加熱前處理土壤有機(jī)質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索出比較理想的控制條件。
1 原理
重鉻酸鉀氧化――外加熱法是利用外加熱法，用COD恒溫加熱器加熱條件下，加速有機(jī)質(zhì)的氧化，重鉻酸離子使土壤有機(jī)質(zhì)中的碳氧化成二氧化碳，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，并以石英砂做試劑空白標(biāo)定，根據(jù)有機(jī)碳被氧化前后重鉻酸離子數(shù)量的差值，就可算出有機(jī)碳的含量，再乘以系數(shù)1.724，即為有機(jī)質(zhì)的含量。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 主要儀器與設(shè)備
電子天平：感量0.0001g；調(diào)溫電爐；溫度計(jì)（250℃）；回流裝置：帶圓柱形全玻璃回流裝置；加熱裝置：JH-12型COD恒溫加熱器。
2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.1 重酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液[C（1/6K2Cr2O7）=0.8000mol/L]：稱(chēng)39.2245g重鉻酸鉀（K2Cr2O7，分析純）加400mL水，加熱使其溶解，冷卻后用水定容至1L。
2.2.2 0.2mol/L硫酸亞鐵溶液：稱(chēng)56.0g硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O，化學(xué)純）或80.0g硫酸亞鐵銨[Fe（NH4）2
（SO4）2?6H2O，化學(xué)純]，溶解于水，加入15mL濃硫酸，用水定容至1L。
2.2.3 鄰菲啉指示劑：1.485g鄰菲啉（C12H8N2?H2O）及0.695g硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）溶于100mL水，形成紅棕色絡(luò)合物[Fe（C12H8N2）82+]，貯于棕色瓶中。
2.2.4 濃硫酸（密度1.84g/mL，化學(xué)純）。
2.2.5 硫酸銀（化學(xué)純）：研成粉末。
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.1 稱(chēng)樣：用減量法稱(chēng)取0.1000～0.5000g通過(guò)0.149mm的風(fēng)干土樣，加入回流瓶中，再加0.1g粉末狀的硫酸銀。用吸管加入0.8000mol/L重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液5mL，然后用注射器加入濃硫酸5mL濃硫酸，并小心旋轉(zhuǎn)搖勻。
2.3.2 消煮：先將COD恒溫加熱器預(yù)熱至185℃～190℃，將盛有土樣的回流瓶擦干外表面的水氣、插入加熱器中，插上冷凝管加熱，此時(shí)調(diào)整加熱器溫度為170℃～180℃，并從溶液開(kāi)始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)，保持溶液沸騰5min，然后取下回流瓶裝置。如煮沸后的溶液是綠色，表示重鉻酸鉀溶液用量不足，應(yīng)再稱(chēng)取更少量的土樣重新處理。
2.3.3 滴定：待其冷卻后，用裝有去離子水的洗瓶沖洗冷凝管壁和磨口處，仔細(xì)取下冷凝管，用水稀釋至60～80mL，加鄰菲啉指示劑3～4滴。用0.2mol/L硫酸亞鐵溶液滴定，溶液由橙黃色經(jīng)藍(lán)綠色、最后到棕紅色為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵溶液的用量（V）。
每批樣品分析時(shí)，必須做2～3個(gè)空白樣品標(biāo)定；空白標(biāo)定不加土壤樣品，加入0.1～0.5g石英砂，其他實(shí)驗(yàn)步驟與以上測(cè)定土樣時(shí)完全一致，記錄空白標(biāo)定硫酸亞鐵溶液用量（V0）。
3 結(jié)果與分析
3.1 計(jì)算公式
3.2 準(zhǔn)確度與精密度
有機(jī)質(zhì)準(zhǔn)確度和精密度測(cè)試數(shù)據(jù)如表1和表2所示：
本方法的準(zhǔn)確度為0.6%～1.4%，精密度為0.7%～1.4%，誤差都在控制范圍內(nèi)。另外做實(shí)際樣品18個(gè)，分別是低、中、高濃度各6個(gè)，低濃度樣品測(cè)試結(jié)果為7.6～7.8mg/L，平均值為7.7mg/L；中濃度樣品測(cè)試結(jié)果為10.9～11.3mg/L，平均值為11.1mg/L；高濃度樣品測(cè)試結(jié)果為18.6～19.0mg/L，平均值是18.7mg/L。說(shuō)明穩(wěn)定性較好，符合質(zhì)控要求。
4 討論
本方法通過(guò)加熱設(shè)備的改進(jìn)，克服了傳統(tǒng)方法中的時(shí)間、溫度不易控制、環(huán)境污染等問(wèn)題，且標(biāo)準(zhǔn)樣品的準(zhǔn)確度、精密度和穩(wěn)定性都得以控制。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，選擇合適的溫度、加熱時(shí)間，COD恒溫加熱器能作為土壤有機(jī)質(zhì)分析的加熱器，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全滿(mǎn)足質(zhì)量控制要求，在減少污染、簡(jiǎn)捷、方便等方面優(yōu)于傳統(tǒng)方法，可在日常工作中加以推廣。
作者簡(jiǎn)介：吳恙（1987-），女，四川宜賓人，宜賓市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站助理工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。
摘要：土壤有機(jī)質(zhì)是體現(xiàn)土壤肥力的重要指標(biāo)，鎮(zhèn)賚縣鹽堿地是吉林省西部重要的土地資源，探究不同利用方式對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響有重要意義。研究表明，鎮(zhèn)賚縣鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，應(yīng)對(duì)該地區(qū)土壤進(jìn)行培肥，增加有機(jī)質(zhì)含量，不經(jīng)改良培肥不宜開(kāi)墾為耕地。草地則具備改良成耕地的潛力。
關(guān)鍵詞：鎮(zhèn)賚縣；鹽堿地；草地；耕地；有機(jī)質(zhì)；改良利用
土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中含碳的有機(jī)化合物，是固態(tài)土壤重要的組成部分，是體現(xiàn)土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)影響土壤的形成和性質(zhì)。隨著當(dāng)今社會(huì)人口增加與土地減少，鹽堿地作為稀缺土地資源也越發(fā)被人們所重視，有機(jī)質(zhì)含量對(duì)于鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用具有十分重要的意義。
1 材料與方法
供試土壤采自鎮(zhèn)賚縣。鎮(zhèn)賚縣位于吉林省白城市的北部，春季多風(fēng)少雨，夏季炎熱且雨量集中，秋季西風(fēng)強(qiáng)且晝夜溫差大。冬季寒冷、干燥、降水量少。年平均氣溫4.9℃，年平均降水量402毫米，年平均無(wú)霜期152天，全年盛行北風(fēng)，年平均風(fēng)速3.1米每秒。鎮(zhèn)賚縣土壤主要以鹽堿地為主。共取各類(lèi)土壤樣品150個(gè)，土壤樣品可以代表該地區(qū)土壤所有類(lèi)型；其中75個(gè)樣品采自土壤表層（0～20厘米），另75個(gè)樣品采自亞表層（20～40厘米）的土壤；其中旱田采樣點(diǎn)35個(gè)，水田采樣點(diǎn)11個(gè)，草地采樣點(diǎn)20個(gè)，鹽堿地采樣點(diǎn)9個(gè)。土壤有機(jī)質(zhì)，按NY/T 1121.6 規(guī)定的方法測(cè)定。
2 結(jié)果與討論
從表1可以看出，鎮(zhèn)賚縣土地土壤有機(jī)質(zhì)含量比較低，不同利用方式之間有機(jī)質(zhì)含量差異比較明顯，而同一種類(lèi)型的土壤有機(jī)質(zhì)含量也有比較大的差異，四種利用方式之間表層土壤有機(jī)質(zhì)均高于亞表層有機(jī)質(zhì)含量，旱田和水田的表層和亞表層有機(jī)質(zhì)含量差異不明顯，草地的表層土壤有機(jī)質(zhì)明顯高于亞表層土壤，旱田和水田的有機(jī)質(zhì)含量較高，草地的有機(jī)質(zhì)含量稍低于耕地的有機(jī)質(zhì)含量，而裸露的鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯低于有植被存在的有機(jī)質(zhì)含量，草地作為耕地和鹽堿地之間的過(guò)渡地帶，有很大潛力被開(kāi)發(fā)利用成耕地，對(duì)該區(qū)域土壤的改良利用，對(duì)有植被生長(zhǎng)的土壤進(jìn)行培肥，增加其有機(jī)質(zhì)含量。
3 結(jié)論
鎮(zhèn)賚縣鹽堿地土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，應(yīng)對(duì)該地區(qū)土壤進(jìn)行培肥，增加有機(jī)質(zhì)含量，不經(jīng)改良培肥不宜開(kāi)墾為耕地。草地則具備改良成耕地的潛力。
摘要：為了探明四川省攀枝花市煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量的變化趨勢(shì)，于2015年對(duì)該煙區(qū)170份耕層土壤樣品進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)合2009-2010年土壤相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，與2009-2010年相比，攀枝花市煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量平均降幅達(dá)23.0%，其中米易縣土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了14.9%，鹽邊縣與仁和區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量分別降低了39.0%和22.4%：按土壤有機(jī)質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，全市54.71%的土壤有機(jī)質(zhì)缺乏，仁和區(qū)、鹽邊縣、米易縣煙區(qū)分別有76.48%、58.34%和14.58%的土壤有機(jī)質(zhì)缺乏。全市土壤堿解氮降低9.5%，米易縣土壤堿解氮提高了26.5%，鹽邊縣和仁和區(qū)則分別降低了21.6%和11.0%。
關(guān)鍵詞：土壤養(yǎng)分；有機(jī)質(zhì)：氮素；煙區(qū)；攀枝花市
土壤肥力是土壤供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長(zhǎng)的能力，是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映。土壤有機(jī)質(zhì)具有提供養(yǎng)分、促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成、改善土壤物理性狀、增強(qiáng)土壤保肥性和緩沖性等作用，是土壤肥力的核心指標(biāo)，有機(jī)質(zhì)的高低可以直接反映土壤肥力的優(yōu)劣。氮素是植物必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，是構(gòu)成一切生命體的重要元素，土壤氮素含量是土壤肥力的重要指標(biāo)。四川省攀枝花市是全國(guó)優(yōu)質(zhì)烤煙重點(diǎn)發(fā)展新區(qū)之一。2009-2010年，攀枝花市煙區(qū)啟動(dòng)了一次全面的土壤普查，其普查結(jié)果直接決定了后來(lái)的施肥調(diào)控策略，經(jīng)過(guò)5年的連續(xù)施肥后，土壤養(yǎng)分狀況變化如何，本研究以5年前的調(diào)查為基礎(chǔ)，通過(guò)取樣分析5年來(lái)土壤養(yǎng)分變化狀況，并提出合理化建議。
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材料與方法
1.1 樣品采集
根據(jù)2009-2010年土壤樣品采集GPS定位資料，2015年3月（尚未施用底肥，并避開(kāi)雨季）在攀枝花市仁和區(qū)、米易縣、鹽邊縣共采集土壤樣品170份，其中仁和區(qū)85份，米易縣49份，鹽邊縣36份。取耕層0-20cm土壤，同一取樣單元內(nèi)每8個(gè)點(diǎn)左右的土樣構(gòu)成一個(gè)1kg的混合土樣。田間土樣經(jīng)登記編號(hào)后進(jìn)行預(yù)處理，風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)篩、混勻，裝瓶后備用。
1.2 測(cè)定方法與數(shù)據(jù)來(lái)源
有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。其他數(shù)據(jù)來(lái)源于2009-2010年取樣測(cè)定且已發(fā)表或未發(fā)表的相關(guān)資料。通過(guò)EXCEL和SPSS統(tǒng)計(jì)相關(guān)指標(biāo)。
2 結(jié)果與分析
2.1 有機(jī)質(zhì)含量現(xiàn)狀與變化
有機(jī)質(zhì)直接影響土壤的物理、化學(xué)及生物性質(zhì)，是衡量土壤肥力高低的重要指標(biāo)，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。由表1可知，攀枝花市煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)變幅為4.2-39.0g/kg，平均20.0g/kg，變異系數(shù)為41.4%。與2009-2010年土壤調(diào)查數(shù)據(jù)相比，全市土壤有機(jī)質(zhì)明顯降低，降低幅度達(dá)到23.0%，年均下降4.6%。從3個(gè)產(chǎn)區(qū)看，米易縣土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，仁和區(qū)有機(jī)質(zhì)含量最低，與2009-2010年相比，米易縣煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了14.9%，而仁和區(qū)煙區(qū)和鹽邊縣煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量則分別降低了39.0%和22.4%，年均分別降低了7.8%和4.5%。從變異系數(shù)看，與2009-2010年相比，3個(gè)產(chǎn)區(qū)有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)均降低，尤其是仁和產(chǎn)區(qū)和米易縣產(chǎn)區(qū)變異系數(shù)大幅度降低，這可能與取樣量小有關(guān)系，也可能是由于土壤有機(jī)質(zhì)含量降低所致，如2009-2010年結(jié)果表明。仁和區(qū)和鹽邊縣分別有超過(guò)8%和10%的土壤樣本有機(jī)質(zhì)含量分別高于30g/kg和40g/kg，而本次調(diào)查顯示，在用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法排除異常值后，沒(méi)有一個(gè)土樣有機(jī)質(zhì)含量高于35g/kg。
從有機(jī)質(zhì)分布范圍看，全市有超過(guò)54.71%的土壤有機(jī)質(zhì)含量低或極低，適宜土壤比例僅為31.18%（表2）。從地區(qū)看，仁和區(qū)和鹽邊縣分別有76.48%和58.34%的土壤有機(jī)質(zhì)含量低或極低，而米易縣僅有14.58%的土壤有機(jī)質(zhì)含量低。不同煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)升高或降低與當(dāng)?shù)氐氖┓仕?、肥料結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，米易縣煙區(qū)在施肥方面可能不僅注重商品有機(jī)肥施用，也可能有大量秸稈還田，而仁和區(qū)和鹽邊縣煙區(qū)可能在秸稈還田方面有所欠缺。
2.2 堿解氮含量現(xiàn)狀與變化
堿解氮能夠較靈敏地反映土壤氮素動(dòng)態(tài)和供氮水平，其在土壤中的含量與后作產(chǎn)量及吸氮量高度相關(guān)。攀枝花市煙區(qū)土壤堿解氮變幅為29.2-255.0mg/kg，平均105.6mg/kg，變異系數(shù)為42.2%。與2009-2010年土壤調(diào)查數(shù)據(jù)相比，全市土壤堿解氮稍有降低，降低幅度達(dá)到9.5%，年均下降1.9%。從3個(gè)產(chǎn)區(qū)看（表1）。米易縣土壤堿解氮含量最高，遠(yuǎn)高于仁和區(qū)和鹽邊縣。與2009-2010年相比，米易縣煙區(qū)土壤堿解氮大幅度提高（增幅為26.5%）。鹽邊縣煙區(qū)則大幅度降低（降幅為21.6%），仁和區(qū)煙區(qū)堿解氮含量下降11.0%。從變異系數(shù)看，與有機(jī)質(zhì)變化基本一致，與2009-2010年相比，3個(gè)產(chǎn)區(qū)堿解氮變異系數(shù)均降低，其原因可能與有機(jī)質(zhì)一樣，與樣本量較小有關(guān)系。
從堿解氮分布情況看（表3），攀枝花市煙區(qū)土壤堿解氮大部分含量適宜或偏低，有利于施肥調(diào)節(jié)，僅有15.48%的土壤堿解氮含量偏高。從不同煙區(qū)看，米易縣煙區(qū)土壤堿解氮含量普遍較高，而仁和區(qū)則有近1/3土壤堿解氮含量較低，同時(shí)有近60%土壤較適宜，鹽邊縣煙區(qū)則較為分散，變異系數(shù)大。3個(gè)煙區(qū)土壤堿解氮變化趨勢(shì)與有機(jī)質(zhì)一致，其原因也應(yīng)該一致。
2.3 分區(qū)相關(guān)分析及施肥意見(jiàn)
由于攀枝花市煙區(qū)土壤類(lèi)型復(fù)雜多樣，取樣范圍又相對(duì)集中，因此對(duì)不同煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量進(jìn)行分類(lèi)比較，以便對(duì)施肥調(diào)整建議有更好的針對(duì)性。
2.3.1 仁和區(qū)煙區(qū) 仁和區(qū)煙區(qū)取樣主要集中在大龍?zhí)逗推降貎蓚€(gè)地方，且以紅壤為主，因此對(duì)兩個(gè)地方土壤進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，平地?zé)焻^(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量高于大龍?zhí)?，平均高幅?.9%，堿解氮含量則基本一致：平地?zé)焻^(qū)土壤有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)高于大龍?zhí)?，而堿解氮?jiǎng)t低于大龍?zhí)?。仁和區(qū)煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量屬于低含量范疇，堿解氮含量屬于適宜范疇?；跓煵輰?duì)氮肥的敏感性，在施肥上應(yīng)該注意氮肥控施，在培肥土壤上應(yīng)該注意加大秸稈還田、種植綠肥以及施用商品有機(jī)肥等措施，著重提高土壤有機(jī)質(zhì)。
2.3.2 米易縣煙區(qū) 米易縣煙區(qū)樣本主要集中在普威鎮(zhèn)，在分類(lèi)比較時(shí)以土壤類(lèi)型進(jìn)行區(qū)分。土壤數(shù)據(jù)結(jié)果（表5）表明，紫色土的有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量分別比紅壤高出29.9%和26.9%，明顯高于紅壤，且由于紫色土樣本量高于紅壤，因此總體樣品結(jié)果與紫色土接近。其他類(lèi)型土壤樣本過(guò)小，未作統(tǒng)計(jì)?？傮w上看，米易縣煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量屬于適宜范疇。堿解氮含量屬于豐富范疇，在施肥上應(yīng)該注意嚴(yán)格控制氮肥，通過(guò)使用有機(jī)物料提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。
2.3.3 鹽邊縣煙區(qū) 鹽邊縣煙區(qū)土壤數(shù)據(jù)（表6）表明，和愛(ài)煙區(qū)和新九煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量明顯高于紅格煙區(qū)，紅格煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量明顯偏低：變異系數(shù)表明，3個(gè)煙區(qū)有機(jī)質(zhì)與堿解氮含量均屬于中等變異。在施肥上應(yīng)該注意，和愛(ài)和新九煙區(qū)應(yīng)加大秸稈還田等措施以提高土壤有機(jī)質(zhì)：紅格煙區(qū)在加大秸稈還田等措施的同時(shí)，在可控范圍內(nèi)提高氮肥用量。
3 結(jié)論
本試驗(yàn)結(jié)果顯示，與2009-2010年相比，攀枝花市煙區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量平均降幅達(dá)23.0%，年均下降4.6%，其中米易縣土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了14.9%。年均提高3.0%，仁和區(qū)與鹽邊縣土壤有機(jī)質(zhì)含量分別降低了39.0%和22.4%，年均分別降低7.8%和4.5%。按土壤有機(jī)質(zhì)分級(jí)，全市54.71%的土壤有機(jī)質(zhì)缺乏。仁和區(qū)、鹽邊縣、米易縣煙區(qū)分別有76.48%、58.34%和14.58%的土壤有機(jī)質(zhì)缺乏。
全市土壤堿解氮含量降低了9.5%，年均下降1.9%。從產(chǎn)區(qū)看，米易縣土壤堿解氮含量提高了26.5%，鹽邊縣和仁和區(qū)則分別降低了21.6%和11.0%。
摘要：為研究在農(nóng)田尺度下，對(duì)土壤表層（0～25 cm）有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生影響的空間分異性因子，通過(guò)對(duì)采樣的土壤樣本進(jìn)行理化分析，運(yùn)用ArcGIS10和GeoDa軟件對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)分析、普通克里金插值和空間相關(guān)性分析等研究，得出在研究區(qū)內(nèi)土壤表層有機(jī)質(zhì)的空間分異與地形因子呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，并且護(hù)田林對(duì)土壤表層有機(jī)質(zhì)的空間分異影響顯著。原因是地形通過(guò)地表徑流從而間接影響土壤表層有機(jī)質(zhì)的空間分異，而護(hù)田林則通過(guò)根莖葉等直接影響其周?chē)貛У耐寥烙袡C(jī)質(zhì)的空間分異。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采樣；地統(tǒng)計(jì)分析；普通克里金插值；空間相關(guān)性；Moran指數(shù)
土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤碳庫(kù)，調(diào)節(jié)著土壤養(yǎng)分循環(huán)，與土壤肥力密切相關(guān)，不僅能為植物生長(zhǎng)提供碳源，而且在很大程度上影響著土壤結(jié)構(gòu)和團(tuán)聚體的形成、土壤抵抗侵蝕的物理穩(wěn)定性及土壤生物多樣性等，被認(rèn)為是衡量土壤質(zhì)量和土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一[1-6]。土壤空間變異研究有利于探討土壤景觀格局與自然、生態(tài)過(guò)程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之間的關(guān)系和土壤變異規(guī)律，對(duì)于土壤調(diào)查、分類(lèi)、制圖、控制水土流失和土壤可持續(xù)利用均有重要意義[7]。
目前運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)和GIS空間分析相結(jié)合的方法，一方面研究了小范圍尺度下土壤有機(jī)質(zhì)的空間變異性[8-11]，從隨機(jī)性因素方面分析了土壤有機(jī)質(zhì)變化的影響因素；另一方面研究了區(qū)域尺度下（黃淮海平原區(qū)、黃土高原小流域、干旱荒漠區(qū)、東北平原區(qū)和丘陵紅壤區(qū)）土壤有機(jī)質(zhì)的空間分布特點(diǎn)及其變異規(guī)律[12-16]，揭示了結(jié)構(gòu)性因素對(duì)有機(jī)質(zhì)空間變異特征的影響。很多研究都是采用隨機(jī)選點(diǎn)的方式選點(diǎn)采樣，根據(jù)地理差異性研究影響因子。采用MSN軟件在優(yōu)化選點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行選點(diǎn)，同時(shí)利用尺度更小的農(nóng)田格網(wǎng)進(jìn)行研究，這使得在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)推廣中更具可操作的現(xiàn)實(shí)意義。本研究利用地形高程數(shù)據(jù)和護(hù)田林分布范圍的影響，對(duì)土壤表層有機(jī)質(zhì)的空間分異性進(jìn)行了研究，首先利用MSN軟件對(duì)采樣區(qū)進(jìn)行優(yōu)化選點(diǎn)，經(jīng)過(guò)理化分析得到研究區(qū)土壤表層采樣點(diǎn)的有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)。運(yùn)用ArcGIS10和GeoDa對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索分析，再進(jìn)行克里金插值分析。對(duì)插值后的數(shù)據(jù)用ArcGIS10處理成GeoDa需要的格式類(lèi)型，最后利用GeoDa空間分析軟件進(jìn)行空間相關(guān)性分析，研究地形和護(hù)田林這兩個(gè)因子對(duì)土壤表層有機(jī)質(zhì)空間分異性的影響，以期為農(nóng)田有機(jī)質(zhì)的保護(hù)提供一定的依據(jù)，從而為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
1 研究區(qū)概述及數(shù)據(jù)采樣
研究區(qū)位于黑龍江九三農(nóng)墾局的雙山農(nóng)場(chǎng)（48.795 71°-48.814 54°N，125.474 83°-125.485 58°E），耕地面積4 600多公頃。地貌類(lèi)型為平原，由于地處緯度較高，全年氣溫偏低，年平均氣溫0 ℃左右。氣候類(lèi)型為中溫帶亞濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年降水量500 mm左右，年內(nèi)和年際變化差異較大。主要種植作物為小麥、玉米、大豆。地表為黑土所包裹，地表呈現(xiàn)出一定的水土流失現(xiàn)象。所選研究范圍為基地內(nèi)的1號(hào)地和試驗(yàn)田。
首先利用MSN空間采樣優(yōu)化軟件進(jìn)行選點(diǎn)，進(jìn)而攜帶亞米級(jí)GPS到研究區(qū)進(jìn)行實(shí)地土壤采樣，之后進(jìn)行理化分析。研究區(qū)1號(hào)地和試驗(yàn)田內(nèi)的格網(wǎng)、格網(wǎng)高程和123個(gè)采樣點(diǎn)的布局如圖1所示，網(wǎng)格大小為當(dāng)?shù)?s級(jí)衛(wèi)星距離（大小為19 m×19 m），左側(cè)為1號(hào)地，右側(cè)突出部分為試驗(yàn)田，中間虛線(xiàn)標(biāo)示為一行護(hù)田林。
2.5 Moran散點(diǎn)圖
Moran散點(diǎn)圖常用來(lái)研究局部的空間不穩(wěn)定性。Moran散點(diǎn)圖的4個(gè)象限，分別對(duì)應(yīng)于區(qū)域單元與其鄰居之間4種類(lèi)型的局部空間聯(lián)系形式。與局部Moran指數(shù)相比，其優(yōu)勢(shì)在于能夠進(jìn)一步具體區(qū)分區(qū)域單元與其鄰居之間屬于高值和高值、低值和低值、高值和低值、低值和高值之中的哪種空間聯(lián)系形式。將Moran散點(diǎn)圖與局域空間自相關(guān)指標(biāo)顯著性水平相結(jié)合，也可以得到Moran顯著性水平圖，圖中顯示出顯著的局域空間自相關(guān)區(qū)域，并分別標(biāo)識(shí)出對(duì)應(yīng)Moran散點(diǎn)圖中不同象限的相應(yīng)區(qū)域。
3 結(jié)果與分析
3.1 對(duì)有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)探索分析及普通克里金插值
綜合運(yùn)用GeoDa與ArcGIS10對(duì)有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索性分析。利用直方圖工具對(duì)1號(hào)地和試驗(yàn)田的有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索，得出平均值和中值類(lèi)似，偏度接近0，峰度接近3，表明數(shù)據(jù)基本服從正態(tài)分布。同樣利用正態(tài)QQ圖工具對(duì)研究區(qū)內(nèi)的有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)圖上點(diǎn)基本落在45°的參考線(xiàn)上，有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線(xiàn)擬合的程度非常好，同樣說(shuō)明數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布條件。由半變異函數(shù)曲線(xiàn)也可以得知數(shù)據(jù)符合克里金插值條件，且數(shù)據(jù)符合準(zhǔn)二階平穩(wěn)假設(shè)。綜上所述，可以對(duì)有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行普通克里金插值。
同時(shí)綜合運(yùn)用直方圖、Voronoi圖等工具在剔除離群值后，對(duì)有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行普通克里金插值，生成1號(hào)地和試驗(yàn)田的表層有機(jī)質(zhì)分布圖（圖2）。
3.2 地形對(duì)有機(jī)質(zhì)空間分異的影響
通過(guò)ArcGIS10將插值后得到的有機(jī)質(zhì)分布數(shù)據(jù)空間連接到相應(yīng)格網(wǎng)中，并處理成GeoDa可使用的shpfile格式，再利用GeoDa對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間自相關(guān)性方面的研究。對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間相關(guān)性分析時(shí)，必須首先對(duì)研究區(qū)域建立一個(gè)空間權(quán)重矩陣來(lái)表達(dá)n個(gè)位置的空間鄰近關(guān)系，運(yùn)用GeoDa對(duì)已經(jīng)矢量化的區(qū)域內(nèi)7 589個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)建立以target_fid為ID變量的權(quán)重矩陣文件，空間權(quán)重矩陣表明了各個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)與周?chē)W(wǎng)格點(diǎn)的關(guān)系。
利用GeoDa全局空間自相關(guān)性工具探索1號(hào)地和試驗(yàn)田的地形高程數(shù)據(jù)的Moran’s I空間自相關(guān)指數(shù)為0.975 127，在P=0.000 1情況下置信度為99.99%（圖3）。由此說(shuō)明有機(jī)質(zhì)和地形這兩個(gè)區(qū)域化變量存在很強(qiáng)的空間自相關(guān)性。
利用GeoDa研究地形與有機(jī)質(zhì)的兩個(gè)變量之間全局的空間相關(guān)性水平，得到Moran’s I空間相關(guān)指數(shù)為-0.229 899，在P=0.000 1的情況下置信度為99.99%（圖4）。這說(shuō)明地形（高程）與有機(jī)質(zhì)在空間上呈現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)性，即地形高的地方土壤表層有機(jī)質(zhì)含量低，地形低的地方地表有機(jī)質(zhì)含量高。這是由于地形的高低直接影響著地表徑流，而地表徑流將土壤表層的有機(jī)質(zhì)由地形高的位置沖向地形低的位置，并在地形低的位置累積，所以呈現(xiàn)出地形高的位置有機(jī)質(zhì)含量低，地形低的位置有機(jī)質(zhì)含量高的空間負(fù)相關(guān)性特征。
局部雙變量空間相關(guān)性Moran’s I系數(shù)（Bivariate Local Moran’s I）可以反映研究區(qū)內(nèi)局部空間上的兩個(gè)變量之間的空間關(guān)聯(lián)性。如圖5a所示，反映的是地形和有機(jī)質(zhì)雙變量的局部空間相關(guān)性聚類(lèi)圖，深灰色（High-High）代表地形高、有機(jī)質(zhì)含量高的“雙高”區(qū)域，黑色（Low-Low）代表地形低、有機(jī)質(zhì)含量低的“雙低”區(qū)域。如圖6b所示，反映的是地形和有機(jī)質(zhì)雙變量的局部空間相關(guān)性顯著性水平圖，從兩圖可以反映出研究區(qū)內(nèi)部地形和有機(jī)質(zhì)的局部空間相關(guān)顯著性水平較高。Moran散點(diǎn)圖的第一象限，即“雙高”區(qū)域，在研究區(qū)的中部和南部小區(qū)域內(nèi)高亮顯示，說(shuō)明研究區(qū)中部和南部呈現(xiàn)“雙高”正空間相關(guān)性特征。Moran散點(diǎn)圖的第三象限，即表現(xiàn)正相關(guān)性“雙低”的區(qū)域，在地形和有機(jī)質(zhì)雙變量局部空間相關(guān)性聚類(lèi)圖和顯著性水平圖的西北和東北位置高亮顯示，“雙高”和“雙低”區(qū)域面積相對(duì)都較小。Moran散點(diǎn)圖第二象限和第四象限，代表地形與有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)空間負(fù)相關(guān)的區(qū)域且其面積較大，這些區(qū)域分布在研究區(qū)中東部和中南部。從而展現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)部地形與有機(jī)質(zhì)的空間相關(guān)特征。從研究區(qū)內(nèi)部說(shuō)明地形和有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)出的負(fù)相關(guān)性更強(qiáng)。
3.3 護(hù)田林對(duì)有機(jī)質(zhì)空間分異的影響
為研究護(hù)田林對(duì)有機(jī)質(zhì)分布的影響，在此單獨(dú)拿出試驗(yàn)田為研究區(qū)進(jìn)行研究，同樣采取上述操作。最終利用GeoDa的Bivariate Local Moran’s I工具計(jì)算出試驗(yàn)田1 965個(gè)網(wǎng)格中的地形與有機(jī)質(zhì)空間相關(guān)的Moran’s I指數(shù)圖和顯著性檢驗(yàn)圖（圖6），以及地形和有機(jī)質(zhì)的局部空間相關(guān)性的聚類(lèi)圖和顯著性水平圖（圖7）。
由圖6可知，地形與有機(jī)質(zhì)空間相關(guān)性Moran’s I指數(shù)為0.692 347，表現(xiàn)出較強(qiáng)的正相關(guān)性。Moran散點(diǎn)圖的第一象限和第三象限，即表現(xiàn)“雙高”和“雙低”正相關(guān)特征的區(qū)域，可以看到這些區(qū)域分布在試驗(yàn)田的中東部和中西部，并且所占試驗(yàn)田面積比例很大。由地形和有機(jī)質(zhì)多變量的局部空間相關(guān)性聚類(lèi)圖和顯著性水平圖也可以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)田中西部和中東部位置地形與有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)正相關(guān)表現(xiàn)出明顯的聚簇現(xiàn)象，且在這兩個(gè)位置的空間相關(guān)性水平很顯著。由此得知，在試驗(yàn)田地形越高的地方有機(jī)質(zhì)含量越高，表現(xiàn)出“雙高”空間特征；地形越低的地方有機(jī)質(zhì)含量越低，表現(xiàn)出“雙低”空間特征。這與前面的研究結(jié)論相違背，也與現(xiàn)實(shí)規(guī)律似乎不符。
通過(guò)實(shí)地考察得知試驗(yàn)田西部有一道小型護(hù)田林，如圖1中白色虛線(xiàn)。護(hù)田林對(duì)試驗(yàn)田有機(jī)質(zhì)的空間分布會(huì)產(chǎn)生很大影響，而護(hù)田林由于面積和范圍相對(duì)1號(hào)地和試驗(yàn)田組成的大區(qū)來(lái)說(shuō)很小，所以前面在研究地形對(duì)有機(jī)質(zhì)空間分異影響時(shí)將其予以忽略。即使將其納入前面的考慮，由于護(hù)田林周?chē)貏?shì)相對(duì)較高而且其周?chē)韺佑袡C(jī)質(zhì)含量也較高，利用GeoDa通過(guò)選中護(hù)田林周?chē)鷧^(qū)域可以發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)基本落在Moran散點(diǎn)圖的第一象限，所以從反面說(shuō)明在1號(hào)地和試驗(yàn)田組成的大區(qū)內(nèi)有機(jī)質(zhì)與地形的空間負(fù)相關(guān)性會(huì)更強(qiáng)，進(jìn)一步驗(yàn)證前面研究結(jié)論。由于護(hù)田林相對(duì)于試驗(yàn)田其距離更近，并且對(duì)于試驗(yàn)田面積也不算很小，所以產(chǎn)生的影響也會(huì)比較顯著。護(hù)田林通過(guò)根莖葉等直接影響著周?chē)寥辣韺佑袡C(jī)質(zhì)的空間分異性，其影響程度在試驗(yàn)田范圍內(nèi)大于地形的影響程度。進(jìn)一步考察發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)田東部地勢(shì)低，并且當(dāng)年研究區(qū)正值洪澇災(zāi)害時(shí)期，導(dǎo)致試驗(yàn)田東部地區(qū)形成季節(jié)性河流，直接造成土壤表層有機(jī)質(zhì)的流失，從而導(dǎo)致試驗(yàn)田東部地勢(shì)低的地區(qū)有機(jī)質(zhì)空間含量很低。
綜上原因，造成試驗(yàn)田表層有機(jī)質(zhì)的空間分異與前面研究截然不同。從此角度來(lái)說(shuō)，在一個(gè)較小農(nóng)田尺度范圍內(nèi)，影響土壤表層有機(jī)質(zhì)的空間分異性的多種因子，在不同地理環(huán)境下產(chǎn)生的影響也是不盡相同的，因此在制定施肥計(jì)劃時(shí)更加應(yīng)該注重因地制宜。
4 小結(jié)
有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響顯著，合理保護(hù)和增加土壤有機(jī)質(zhì)有著重要的意義。在農(nóng)田可操作尺度下可以通過(guò)適當(dāng)改變地形來(lái)減少有機(jī)質(zhì)的流失。在不能改變地形的條件下，應(yīng)當(dāng)合理節(jié)水排澇，合理種植護(hù)田林，從而達(dá)到增加和保持土壤有機(jī)質(zhì)的目的。實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)東北黑土地水肥流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重，直接制約著當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)平衡。近幾年來(lái)，在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行了大量的水土流失治理工作，各種治理模式對(duì)土壤養(yǎng)分的恢復(fù)效益各不相同，仍然需要多年的研究才能制定出科學(xué)合理的水肥保持方案。
通過(guò)研究地形和護(hù)田林兩個(gè)地理因子在農(nóng)田尺度下對(duì)研究區(qū)內(nèi)土壤表層有機(jī)質(zhì)空間分異產(chǎn)生的影響，發(fā)現(xiàn)不同地理?xiàng)l件下產(chǎn)生主要影響的因子也不盡相同，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步研究多種影響因子的共同作用機(jī)理和相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)公式，以便更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。