黑龙江海伦耕地土壤质量评价研究

论文摘要

土壤质量是土壤在一定的生态系统内提供生命必须养分和生产生物物质的能力：容纳、降解、净化污染物质和维护生态平衡的能力；影响和促进植物、动物和人类生命安全和健康的能力之综合量度。简言之,土壤质量是土壤肥力质量、土壤环境质量和土壤健康质量三个既相对独立而又有机联系的组分之综合集成。土壤质量是土壤支持生物生产能力、净化环境能力和促进动植物和人类健康能力的集中体现,是现代土壤学研究的核心。本文是对耕地土壤进行研究,因此侧重于土壤肥力质量的研究。土壤肥力质量是指土壤供给各种作物养分的能力。黑土的肥力质量亦是指黑土能够供给各种作物养分的能力。肥力质量的好坏直接影响农业生产和作物产量,反过来,各种农业措施也对土壤的肥力质量产生影响,好的农业措施或施肥方式对土壤的肥力质量具有保护和提高作用。作物的品种决定以后,要提高单位面积的产量,发挥超高产品种作物的遗传潜力,首先应该是种植该品种的土壤质量。具有优良质量的土壤,能提供足量而平衡的养分物质,含有适量的土壤有机质,并且具有良好的土壤结构和深厚的土层,能够保持协调的水分和空气等。这既是获得优质高产的物质基础,也是提高土壤抗蚀能力、防止水土流失的前提条件。本文以黑龙江海伦市的耕地土壤为例,研究了影响土壤质量的各指标的分布状况并进行分级评价,进而对土壤质量进行模糊评价,耦合土壤质量与作物产量之间的关系,探寻该区域作物生产的土壤障碍因子。评价结果如下：（1）土壤类型对作物产量影响明显,测产田块上作物产量分布规律为：厚层草甸土>中层黑土>厚层黑土>中层草甸土>薄层黑土。（2）通过筛选最小数据集（MDS）建立具有明确生物学意义的耕地土壤质量评价指标体系及指标权重,以耕地土壤质量为基础,作物产量为核心,对耕地土壤质量及作物产量进行分等定级评价。在去除15个异常点之后,耕地土壤质量与作物产量的线性回归方程为y=1955.8x+1460.5,R2=0.2777。根据评价结果,土壤质量与作物产量具有较好相关性,说明本文采取的模糊评价方法适于耕地土壤质量评价。（3）该区域黑土有机质含量较高,其平均含量为4.86%,但低于二次土壤调查的6.06%的平均结果。由此可以说明,近年来该区域土壤有机质含量有所下降。保持黑土的肥力需要增施有机肥,加大桔杆还田力度。（4）该区域耕层土壤有效磷含量过高,平均含量为40.2mg／kg。土壤有效磷与作物产量的相关系数为0.237,达显著相关。早春低温是导致黑土区作物利用磷有效性较低的主要原因,黑土区磷肥较其它区域用量稍高也是较为正常的,但常期大量施用磷肥是否恰当还需要做更多的调查研究,一些农田土壤中有效磷含量已超过100mg／kg,远远高于作物的正常需求。黑土有效磷应维持在何种水平,需要引起相关部门的重视。（5）该区域土壤有效钾较高,平均含量为161.3mg／kg。土壤有效钾与作物产量的相关系数为0.265,达极显著相关。从有效钾与作物产量的关系可以看出,较高的土壤有效钾含量（>220 mg/kg）对应于较高的作物产量,说明高含量土壤有效钾有利于作物的高产稳产。这与海伦低温、弱光照、雨养农业条件下,较高含量钾有利于作物抗寒、旱、风灾等逆境条件的机制有关。而长期以来,黑土区通常被认为是高钾无需补钾的区域。随着土壤钾素逐渐被消耗,以及高钾对作物生长的有利作用,该区域钾肥的适当补充也需要引起人们的重视。（6）土壤有效硼含量与作物产量呈极显著的相关性,相关系数为0.577。当有效硼含量较低时（<0.5 mg/kg）,作物产量都不会太高。该区域主要以大豆生产为主,由于大豆属于需硼量较高的作物之一,一些土壤中硼对大豆的生长已成为一种限制因子,海伦土壤中需要注意硼肥的合理补充。通常土壤热水溶性硼>0.5mg／kg不会被认为有缺硼的可能,但黑土区由于土壤温度相对较低,土壤有效硼的有效施用临界值可能较其它南方土壤偏高。这在黑土土壤肥力培育中值得充分重视。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 立题依据
• 1.2 土壤质量的定义
• 1.3 土壤质量评价指标
• 1.4 土壤质量评价方法
• 1.5 国内土壤质量评价研究进展
• 1.6 存在问题及展望
• 第2章 引言
• 2.1 研究目的及意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 第3章 材料与方法
• 3.1 研究区域概况
• 3.2 土壤采样点的布设及采样方法
• 3.3 供试样品
• 3.4 土壤质量评价指标的筛选
• 3.5 土壤质量评价指标的分析方法
• 3.6 数据及图形的处理
• 3.7 评价方法
• 第4章 田间调查结果分析
• 4.1 测产结果分析
• 4.2 株数和百粒重
• 4.3 作物平均产量的地域性差异
• 4.4 土壤类型对作物产量的影响
• 第5章 耕地土壤质量指标的评价
• 5.1 耕地土壤质量各指标的描述性统计
• 5.2 耕地土壤质量指标的相关性分析
• 5.3 耕地土壤质量指标的分级评价
• 第6章 耕地土壤质量评价
• 6.1 评价过程
• 6.2 主成份分析
• 6.3 MDS的建立
• 6.4 土壤质量的模糊评价
• 6.5 土壤质量的分等定级
• 6.6 以土壤质量指标全集（TDS）进行评价
• 6.7 作物生产的土壤障碍因子分析
• 第7章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文及参加课题