苜蓿生长年限对其产量及土壤性状的影响

采用田间测产的方法对3~26年不同生长年限苜蓿的产草量及采集0~20、20~40、40~60 cm和80~100 cm土层土样分析其含水量、容重、有机质含量变化,结果表明:随着生长年限的延长,苜蓿产量呈现先增加后降低的过程,6年生苜蓿干草产量达到最高,为9738 kg/hm2;在各个土层中,3~12年生苜蓿地土壤含水量变幅较大,变幅在7.90%~17.46%之间,主要发生在80~100 cm土层,12年后土壤含水量变幅平稳,变幅在7.24%~12.66%之间;在各生长年限土壤容重大小依次为20~40 cm>40~60 cm>0~20 cm,80~100 cm土层土壤容重变化较平稳,生长年限越长土壤容重越小;3年生苜蓿地土壤有机质含量最低,各土层分别为1.59、1.82、2.42和2.08g/kg。4~18年生苜蓿地土壤各土层,随生长年限延长土壤有机质含量有所降低,各土层变化幅度分别在10.41~12.75、8.02~9.73、6.49~10.097、.74~12.58 g/kg之间,18年后有机质含量开始升高,各土层分别增加了2.69、1.39、1.37和0.97 g/kg。研究证实了随着苜蓿生长年限的延长,苜蓿有退化趋势,土壤含水量、容重、有机质有下降的趋势。     

关中农田土壤剖面的主要物理性状研究

为了探明现代长期集约化生产和耕作管理模式下土壤物理状态的变化特征,对关中地区农田0～60 cm剖面范围内的土壤物理特性进行了研究。结果显示：(1) 土壤剖面容重呈现先增大后减小的变化趋势,表层0～10 cm土壤容重最小,为1.34 g·cm^-3,20～40 cm土层容重高达1.67 g·cm^-3,达到了制约根系延伸的极限容重;(2) 土壤紧实度随着剖面深度增加逐渐增大,0～15 cm、15～25 cm、25～45 cm土层范围内的平均值分别为482 kPa、1 647 kPa、2 268 kPa;(3) 土壤饱和导水率随着土层深度增加而逐渐减小,其中0～10 cm土层的饱和导水率最高,平均为0.968 mm·min^-1,且各土层之间的差异达到显著水平。研究表明只有0～10 cm土层土壤结构性较好,而10 cm以下土壤的物理状态具有明显的退化趋势,制约着作物根系的延伸、气体交换和水分的入渗,应予以足够的重视。     

长武塬区不同土地利用条件下土壤水分深剖面分布特征比较

通过调查取样的方法对长武塬面不同土地利用条件下(作物地,果园,苜蓿地)土壤水分状况在0～600 cm范围深度内进行对比,结果显示:长武塬区小麦收获期,不同土地利用条件下土壤水分含量总体存在较大差异,其中春玉米地由于上年小麦收获后直到春玉米播种前土地休闲,土壤含水量显著高于其它土地利用方式.其它土地利用条件下土壤平均含水量相对较低,在0～300 cm的范围内含水量分布表现为果园>苜蓿地>小麦地.300 cm以下含水量表现为小麦地>果园>苜蓿地;同时,不同利用条件下土壤水分剖面低湿层的位置深度也不相同,小麦地土壤水分低湿层深度较果园地和多年苜蓿地浅,土壤水分剖面形态与分布特征受利用模式影响显著.     

不同降雨历时梯田和坡耕地的土壤水分入渗特征

以黄土高原丘陵沟壑第三副区庄浪县为例,研究不同降雨历时条件下坡耕地和水平梯田土壤(黄绵土)水分入渗变化特征,应用Hydrus-1D模型对不同降雨条件下的土壤水分入渗进行定量模拟研究。结果表明:(1)与实测数据相比,Hydrus-1D模型模拟降雨后土壤水分的运移较合理。(2)地表层(0~40 cm)土壤含水量变异系数(CV)呈中等变异,即5 d的时间内梯田和坡耕地地表层的土壤含水量变化大,随着土层深度的增加变异系数减小,呈弱变异性。(3)在1.45 mm/min降雨强度下,在23 min时拔节期的小麦坡耕地产生径流,水平梯田在整个过程中没有产生径流。(4)降雨历时为10 min时,在土层深度为0~15 cm,梯田土壤含水量比坡耕地多0.13%~1.65%,在土层深度为30~200 cm,梯田和坡地都没有下渗。降雨历时为20min、30min时,在土层深度为0~20 cm,梯田的土壤含水量比坡耕地的分别多0.05%~2.22%、0.01%~2%。     

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

荒漠草原区不同类型草地土壤水分特征研究

农牧交错带发展人工草地的关键是土壤水分的适应性,针对年平均降水量250mm的地区,以人工甘草草地、人工苜蓿地、人工苜蓿混播甘草地和天然草地为对象,通过2010年观测,计算各种草地0-100cm土层质量含水量的均值、变异系数,分析土壤水分的空间分布特征;利用土壤水分平衡和土壤分层储水量公式计算不同草地0-100cm土层总储水量,结合试验地生长季降水量变化,分析不同草地储水量与消耗量以及0-20、20-60、60-100cm土层水分均值随植被生长季的变化规律。     

延安新区生态林建设对土壤理化性质的影响

树木定植可以影响土壤理化性质。为明确延安新区不同树种人工生态林对土壤理化性质的影响状况,为合理造林提供依据,以延安新区荒地土壤为对照,研究了人工生态林(松树、柏树)对土壤理化性质,包括含水量、p H值、有机质、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:人工林增加了土壤含水量,且随着土壤深度的增加,土壤含水量变化总体呈现出增加的趋势。土壤的p H值总体上是呈弱碱性,松树定植土壤p H值呈现降低趋势,柏树和荒地土壤p H值在不同土层中变化较大。土壤有机质的含量随深度增加呈递减的趋势,不同土层中呈现荒地柏树松树。荒地土壤铵态氮在不同土层中变化不大,柏树土壤中0~15 cm随深度的增加而增加,15~20 cm略有下降;松树土壤在0~10 cm土层基本相同,10~15 cm有所下降,15~20 cm略微上升。硝态氮在不同类型利用方式下变化不一,造成这种差异可能与树种有关。     

退耕年限与方式对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

以黄土高原南部退耕还林年限6 a(FL06)和15 a(FL15)刺槐林地、退耕还草年限6 a(GL06)和15 a(GL15)紫花苜蓿草地为研究对象,以临近长期耕作坡耕地(CK)作为对照,采用湿筛法,分离出2 mm、1~2 mm、0.5~1 mm、0.25~0.5 mm和0.25 mm 5个粒级的水稳性团聚体,研究了退耕年限与方式对团聚体稳定性和不同粒径团聚体有机碳分布的影响。结果表明:在0~20 cm土层,退耕还林还草与未退耕相比能显著提高2 mm和1~2 mm粒径团聚体含量,显著减少0.25 mm粒径团聚体含量,其中对于2 mm和1~2 mm粒径团聚体在不同退耕年限与方式下含量表现为GL15GL06FL06FL15CK和GL15FL06GL06FL15CK;退耕还林和还草增加了两个土层的团聚体稳定性,GL15的平均重量直径(MWD)值和几何平均直径(GMD)值均最大,土壤结构最稳定,其次为GL06;不同退耕年限,2 mm粒径下退耕还林地和还草地、1~2 mm粒径下退耕还草地团聚体有机碳含量均随退耕年限的延长而增加。20~40 cm土层中,团聚体含量均值随粒径的减小而增加;MWD和GMD值均小于0~20 cm层;各粒径范围内退耕还林与还草后的团聚体有机碳含量与坡耕地相比总体表现出减小的趋势。研究结果表明,退耕改善了土壤结构,对各粒径团聚体有机碳含量分布的影响随退耕年限与方式不同效应各异,且GL15相较于其它退耕年限和方式下的样地有更好的土壤团聚体稳定性和更多的团聚体有机碳积累。     

不同耕作方式对黑土农田土壤水分及 利用效率的影响

在土壤耕作长期定位试验的基础上,研究了免耕秸秆覆盖(NT)和少耕(RT)对东北黑土区农田土壤水分及利用效率、玉米产量及特性的影响。结果表明:在作物生长季3种耕作措施土壤剖面含水量整体上呈先降低后增加的变化趋势,各时期20～40 cm土层含水量均较低。免耕可显著提高0～90 cm土层土壤含水量,90 cm土层以下三种措施土壤含水量差异逐渐降低,到190 cm土层差异不明显。土体储水量主要受降雨及不同耕作措施的影响,在干旱的春季以及降水量较少的秋季土体储水量较低,表现为:免耕>传统>少耕,而在降水量较大时土体储水量相应增加,表现为:少耕>免耕>传统。3种耕作措施下玉米叶面积指数变化趋势一致,总体表现为:传统>少耕>免耕,其中传统和少耕最高分别比免耕高0.22和0.26。在生长季少耕蒸散量最高。传统耕作玉米籽粒产量和水分利用效率分别较免耕和少耕高30%和17%,29%和11%,籽粒产量均存在显著性差异(P<0.05),表现为:传统>少耕>免耕,所以对于玉米而言,在该区不适宜实施免耕秸秆覆盖和少耕这两种保护性耕作体系。     

土层深度对三种麦田禾本科杂草出苗及生长的影响

为明确小麦田禾本科杂草在不同土层深度的出苗及生长情况,选取雀麦Bromus japonicas、节节麦Aegilops tauschii和野燕麦Avena fatua三种小麦田常见禾本科杂草,采用盆栽法系统研究不同土层深度对杂草出苗及生长的影响。结果表明,小麦田禾本科杂草雀麦、节节麦和野燕麦出苗和生长与不同土层深度密切相关,在浅土层中均有较好的出苗率,且后期生长也正常。从出苗时间来看,雀麦和野燕麦集中出苗时间在播种后5～11 d,节节麦略晚于这2种杂草;从最适出苗土层深度来看,雀麦最适出苗土层深度为0.5～3.5 cm,出苗率在76.0%～87.0%之间,节节麦的最适出苗深度为0.5～8.0 cm,出苗率在66.7%～79.3%之间,而野燕麦的最适土层深度为0.5～18.0 cm,出苗率达84.2%～94.4%;从出苗后生长影响来看,0～20 cm土层对野燕麦后期生长没有显著影响,土层深度大于10.0 cm对节节麦生长有显著抑制作用,大于6.0 cm即对雀麦有显著影响。研究表明通过深翻土地可以对雀麦和节节麦达到一定的控制作用,但对野燕麦控制效果相对略差。     

不同生长年限敖汉苜蓿草地土壤呼吸研究

使用便携式土壤呼吸测定仪测定农牧交错带1年、2年和4年生敖汉苜蓿人工草地的土壤呼吸,并同步测定0～5 cm土层的温度和含水量.结果表明:敖汉苜蓿草地土壤呼吸的日最高值出现在14:00-18:oo,夜间最高值出现在4:00-6:00,全天最低值出现在10:00左右;不同生长年限敖汉苜蓿草地的土壤呼吸速率,总体变化趋势是4年生>2年生>1年生;土壤呼吸与土层温度呈显著的指数增长关系,且相关性高于土壤呼吸速率与土壤含水量的相关性;5 cm土层的地温和土壤含水量较土壤温度或空气湿度能更好地解释土壤呼吸的变化.     

西宁盆地4种草本和灌木植物降盐效应试验研究

以西宁盆地长岭沟流域自建试验区为研究区,筛选出适宜当地气候条件下生长的2种灌木植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王[Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.]和2种草本植物细茎冰草(Agropyron trachycaulum cv.Slender)、紫花苜蓿(Medicago sativa Linn.)作为试验供试种,在试验区对4种植物采用单一种植和组合种植方式,探讨2种种植条件下植物根系在边坡地表以下垂直方向土体中K^+、Ca^2+、Na^+、Mg^2+、SO4^2-、Cl^-、HCO3^-、CO3^2-等8种易溶盐离子含量及其变化特征,评价了区内2种草本和2种灌木植物降低边坡土体盐分的能力。结果表明:单一种植细茎冰草、紫花苜蓿、柠条锦鸡儿、霸王对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Na^+具有显著降低作用,草本与灌木组合Ⅰ(柠条锦鸡儿+紫花苜蓿+细茎冰草组合)和草本与灌木组合Ⅱ(霸王+紫花苜蓿+细茎冰草组合)对边坡土体中SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、K^+、Na^+表现出显著降低作用;紫花苜蓿的降盐效果相对较为显著、其次为柠条锦鸡儿和细茎冰草,霸王的降盐效果不及前者显著;草本与灌木组合Ⅱ的降盐效果相对显著于草本与灌木组合Ⅰ。     

晋北黄土丘陵区不同林草措施的蓄水保土和土壤水分效应研究

以设在山西省阳高县的大型径流观测场为依托,以2005-2009年的野外实测数据为依据,研究了晋北黄土丘陵区人工植被与鱼鳞坑配合的蓄水保土及土壤水分效应,并与荒坡、苜蓿地进行了对比。结果表明:在观测的5年内,柠条、沙棘、油松的蓄水保土能力随种植年限延长无明显增加趋势,但鱼鳞坑的蓄水能力和保土能力分别高达84.7%～96.0%和95.2%～99.7%;荒坡和苜蓿(Medicago sativa)第一年和第二年的蓄水保土能力较差,第三年和第四年随植被盖度增加能力急剧增强,第四年蓄水能力分别达82.8%和91.2%,保土能力达97.0%和98.0%;土壤水份分析结果表明:不同小区4～9月土壤水分变异系数为7.0%～19.1%,油松区变异系数最大,其次为沙棘、苜蓿和柠条区,荒坡区和裸坡区变异较小,不同小区土壤水分亏缺率为23.98%～52.66%,亏缺顺序为柠条区>苜蓿区>油松区>沙棘区>荒坡区>裸坡区;林草植被有效地减少了水土流失,亦增加了土壤水分的变异及亏缺程度,应注意林草植被的合理选择和配置。     

Changes in soil organic carbon and nitrogen after 26 years of farmland management on the Loess Plateau of China

Soil carbon(C) and nitrogen(N) play a crucial role in determining the soil and environmental quality. In this study, we investigated the effects of 26 years(from 1984 to 2010) of farmland management on soil organic carbon(SOC) and soil N in abandoned, wheat(Triticum aestivum L.) non-fertilized, wheat fertilized(mineral fertilizer and organic manure) and alfalfa(Medicago Sativa L.) non-fertilized treatments in a semi-arid region of the Loess Plateau, China. Our results showed that SOC and soil total N contents in the 0–20 cm soil layer increased by 4.29(24.4%) and 1.39 Mg/hm2(100%), respectively, after the conversion of farmland to alfalfa land. Compared to the wheat non-fertilized treatment, SOC and soil total N contents in the 0–20 cm soil layer increased by 4.64(26.4%) and 1.18 Mg/hm2(85.5%), respectively, in the wheat fertilized treatment. In addition, we found that the extents of changes in SOC, soil total N and mineral N depended on soil depth were greater in the upper soil layer(0–30 cm) than in the deeper soil layer(30–100 cm) in the alfalfa land or fertilizer-applied wheat land. Fertilizer applied to winter wheat could increase the accumulation rates of SOC and soil total N. SOC concentration had a significant positive correlation with soil total N concentration. Therefore, this study suggested that farmland management, e.g. the conversion of farmland to alfalfa forage land and fertilizer application, could promote the sequestrations of C and N in soils in semi-arid regions.     

西北半干旱地区葡萄园生草对土壤水分的影响

在生产园行间播种多年生黑麦草、紫花苜蓿、白三叶草,研究其对土壤理化性状和土壤含水量的影响。结果表明:生草可改善土壤物理性状,使土壤容重平均降低5.68%,总孔隙度提高6.15%。同时生草可降低葡萄园土壤水分含量,在葡萄根系生长的土层(0～60cm)范围内,行间种植白三叶草对土壤含水量影响较大,紫花苜蓿影响较小。     

风沙区不同土地利用类型的土壤水分灰色关联分析

运用灰色关联分析法,对宁夏风沙区盐池县马儿庄村4种不同土地利用类型土壤水分的垂直变化和月变化动态进行分析.结果表明:不同类型土壤水分垂直变化规律不尽相同,中层(30～70 cm)与深层(70～100 cm)土壤水分变化态势的相似程度均较高,但相似程度柠条>天然草场>甘草>苜蓿,表层(0～30 cm)与深层(70～100cm)的灰色关联度最小,土壤水分变化态势差异最大;从各月土壤水分灰色关联度来看,甘草8～10月份土壤水分灰色关联度较大,土壤水分变化态势的相似程度较高,7月份的差异明显;柠条在9月份的灰色关联度达到了最小,其他各月相似度逐渐增大;而苜蓿和天然草场土壤水分灰色关联度波动很大,变化趋势为大-小-大-小.灰色关联分析法可以较好地反映不同土地利用类型土壤水分变化趋势的相似或相异程度.     

30 a耕作对高寒草地土壤碳氮与颗粒组成的影响

根据青海湖流域1987—2010年5期遥感图像解译,在青海湖北部区域存在毗邻的30 a未曾变动草地和耕地。以这两类土壤为研究对象,对其0~60 cm土层的土壤总碳、土壤全氮、土壤粒度组分进行对比研究。结果表明:草地和耕地土壤总碳和全氮含量以30 cm为界,分异明显,界上草地总碳和全氮含量大于耕地,而界下两者之间差异较小。另外,草地总碳和全氮含量最大值出现在0~10 cm,耕地总碳和全氮含量最大值出现在10~20 cm。草地和耕地粒度组成上都属于砂黏壤级,其中草地粉砂和黏粒大于耕地,而砂含量小于耕地。30 cm以上,草地和耕地间土壤粒度组分差异大,30 cm以下差异小。草地土壤黏粒和粉砂组分与总碳(P0.05)、全氮(P0.01)呈显著相关,而土壤砂粒组分与其相关性不显著;耕地总碳和全氮与各土壤粒级组分之间均无显著相关性。     

土地利用对陕北水土流失区土壤有机碳、水分的影响

通过实地调查和采样,结合室内分析,研究了当地四种土地利用方式(果园、林地、草地、坡耕地)下土壤有机碳分布特征.结果表明:流域内所有土样土壤有机碳(SOC)含量的均值为13.13g·kg-1.其中,坡耕地的土壤有机碳均倩为12.93g·kg-1,与坡耕地相比,果园土壤有机碳均值(12.97g·kg-1)略有升高;草地和林...     

半干旱退化山区坡改梯地土壤养分变异特征研究——以宁夏彭阳县为例

本文通过对半干旱退化山区经过坡改梯不同年限土壤资料分析,土壤有机质和氮素随与坡改梯时间呈正相关,在作物根系活动层0-60cm土壤有机质、氮素增量高于对照,土壤速效磷增幅较小;土壤速效钾有少量增加。在该地区的生态建设中,大力开展平田整地,能逐步改善土壤的理化性质,提高土壤肥力质量。     

北方农牧交错带不同退耕方式对生态健康的影响——以武川县为例

以北方农牧交错带武川县为例,针对不同的土地利用方式,对其影响下的生态系统健康状况进行综合评价。选择天然草地、退耕还灌地(柠条地)、退耕还草地(苜蓿地)三类具有代表性的土地类型为研究对象,采用生态系统健康的理论和评价方法,选用生物量、生物多样性指数、土壤含水量和土壤养分含量等指标,从生态系统的活力、组织力和恢复力三方面,对生态系统的健康状况进行了分析比较。结果表明:天然草地具有最高的活力和组织力;两种退耕方式对生态系统活力的影响没有显著差别;退耕还灌较退耕还草地具有较高的物种多样性;退耕还草比退耕还灌消耗更多的土壤水分;两种退耕方式对土壤养分的影响不显著。从水分涵养的角度看,当前退耕还灌较退耕还草好。