小麦-玉米轮作体系不同旋耕和深耕管理对潮土微生物量碳氮与酶活性的影响

【目的】通过研究黄淮平原潮土区两年不同轮耕模式下土壤微生物量碳氮、酶活性的差异和变化特征,为该地区选择适宜的耕作制度提供理论依据。【方法】2016-2018年采用裂区设计进行田间小麦–玉米轮作系统下的轮耕试验。主处理为小麦季旋耕(RT)和深耕(DT),3个副处理为玉米季免耕(NT)、行间深松(SBR)、行内深松(SIR),共6个处理。2017、2018年玉米收获后,每10 cm一个层次,测定了0-50 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶活性。【结果】各处理土壤有机质、全氮、速效养分、SMBC、SMBN及酶活性均随土层深度的增加而降低,40-50cm土层不受耕作方式的影响。小麦季深耕和玉米季深松对表层土壤有机质和全氮影响不明显,但显著提高了深层土壤有机质和全氮含量。小麦季旋耕显著增加了玉米季0-10 cm土层中速效养分含量,而小麦季深耕条件下的DT-SBR和DT-SIR处理则显著增加了20-40 cm土层中的速效养分含量。在0-20 cm土层,小麦季旋耕条件下的RT-NT、RT-SBR和RT-SIR处理的SMBC明显高于小麦季深耕条件下的DT-NT、DT-SBR和DT-SIR处理,但在20-40 cm土层,SMBC和SMBN均表现为小麦季深耕处理显著高于旋耕处理,且以DT-SIR处理SMBC (67.99 mg/kg)和SMBN (45.96 mg/kg)最高。小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)土壤微生物量氮/全氮值,但降低了表层(0-20 cm)土壤中的微生物熵。玉米季深松处理(RT-SBR、RT-SIR、DT-SBR和DT-SIR)较免耕处理(RT-NT和DT-NT)均提高了土壤酶活性,其中,在0-20 cm土层,RT-SBR和RT-SIR处理土壤脲酶活、蔗糖酶和中性磷酸酶活性较高;而DT-SBR和DT-SIR处理则提高了深层(20-40 cm)土壤中这三种酶的活性。【结论】在本试验期内,小麦季旋耕–玉米季深松处理(RT-SBR和RT-SIR)能明显提高0-10 cm土壤速效养分含量、0-20 cm土壤微生物量碳含量,而小麦季深耕–玉米季深松处理(DT-SBR和DT-SIR)则提升了20-40 cm土层土壤有机质、全氮、速效养分、微生物量碳和氮含量;小麦季深耕处理提高了深层(30-40 cm)微生物量氮/全氮比,但降低了表层(0-20 cm)土壤微生物熵。     

辽西低山丘陵区不同农林复合模式土壤质量评价

以辽宁省朝阳县东大道乡榛子-谷子、枣-谷子、核桃-谷子复合模式土壤为研究对象,经过野外采集复合3年的0~20 cm的土壤,测定土壤物理(4项)、化学(5项)、生物(3项)指标,并引用了两种简单快捷、不受人为因素干扰的评价方法可持续性指数法和TOPSIS法综合评价三种复合模式对土壤质量的影响,并进行相应的排序,两种评价方法得出的结论一致,可持续性指数法的SI评分为榛子-谷子(1.2042)枣-谷子(0.8012)核桃-谷子(0.6847);TOPSIS法综合评价的Bi得分为榛子-谷子(0.8886)枣-谷子(0.2980)核桃-谷子(0.2892),说明榛子-谷子复合模式下土壤的质量是最好的。     

秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征研究

【目的】作为最重要的速生造林树种,50多年前华北落叶松就被引入陕西并造林,引种初期华北落叶松生长良好,而近年来生长势明显下降,地力衰退问题也日益受到关注。本文研究了秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征,以期为华北落叶松幼龄期人工林的合理经营、中幼龄林地土壤生态系统结构、功能及其可持续利用提供科学依据。【方法】本试验选取立地条件基本一致的5 a、10 a和20 a的华北落叶松人工林地,每个样地设置20 m×20 m的标准地,用土钻在每个标准地沿"S"型采集5个点的0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm的土样,各层混均,用四分法取样,分析不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面的p H值、有机质及氮、磷养分和酶活性。【结果】研究结果表明,土壤p H值在5 a林地随土壤深度的增加逐渐升高,而在10 a和20 a林地表现为先降低后显著升高(P0.05),不同林龄林地0—20 cm土层的p H值变化范围为6.21~6.71,表现为10 a5 a20 a;40—60cm和20—40 cm土层均表现为5 a10 a20 a。不同林龄林地的表层(0—20 cm)土壤有机质含量变化范围为18.68~25.89 g/kg,均显著高于下层(20—40 cm和40—60 cm)土壤,随着林龄的增加没有明显的变化趋势。土壤全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量随着土壤深度的增加呈明显下降的趋势(P0.05),而在0—20 cm土层中,20 a林地的氮含量显著高于5 a和10 a林地的(P0.05),10 a林地的速效磷含量最高。不同林龄的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性在0—20 cm土层显著高于20—40 cm和40—60 cm土层(P0.05),过氧化氢酶活性却呈相反的变化趋势。0—20 cm土层,不同林龄林地的蔗糖酶和脲酶活性表现为10 a5 a20 a,磷酸酶和过氧化氢酶活性在20 a林地土壤中最大,不同林龄林地土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化范围分别为25.93~71.07Glucose mg/g、0.15~0.52 NH3-N mg/g、0.28~0.41 Phenol mg/g和3.95~4.58 m L 0.01 mol/L KMn O4/g。相关性分析表明,土壤有机质、全氮和速效磷含量与土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈极显著的正相关性(P0.01),与过氧化氢酶呈极显著的负相关性(P0.01)。【结论】华北落叶松的生长对土壤p H、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷的变化产生了明显影响,同时也影响了土壤酶活性;由于该地区土壤的有效氮和速效磷含量较低,加上林木的快速生长,20 a华北落叶松林地力呈现衰退趋势。基于以上研究结果,建议在该地区对于接近20 a的华北落叶松人工林地采取施肥措施,以补充土壤养分,保证林木的正常生长。     

水稻秸秆集中沟埋还田对土壤有机质、酶活性及作物产量的影响

在长江中下游稻麦轮作地区通过研究秸秆集中沟埋还田对土壤有机质、酶活性以及作物产量的影响,旨在探索秸秆集中沟埋还田的特点及适宜的秸秆集中沟埋还田深度,为该地区土壤培肥方式提供科学依据。在为期4.5 a的秸秆集中沟埋还田定位试验中,设置了沟埋还田深度为20 cm、40 cm及免耕秸秆不还田三个处理,测定不同处理条件下土壤有机质含量、酶活性及作物产量。结果表明:水稻秸秆集中沟埋还田20 cm降低了0~10 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性,增加了10~30 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性;还田深度40 cm降低了0~20 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性,增加了20~50 cm土壤有机质含量及脲酶、蔗糖酶活性;沟埋还田深度为20 cm、40 cm两个处理均有增加试验沟各土层过氧化氢酶的作用;小麦产量高低顺序为还田深度20 cm还田深度40 cm免耕秸秆不还田。     

石羊河尾闾(青土湖)水面形成后土壤养分的空间特征

通过测定青土湖不同土层、不同水面距离的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和电解质,对比不同土层和水面距离的土壤养分差异,分析其空间变异性以及相关关系。结果表明：１）青土湖的土壤各养分含量均较低,水面形成的干扰改变了原状土壤的理化性质,水面的形成对土壤养分垂直分布的影响范围在0~40cm。;2）0-60cm土层深度的有机质、全氮、速效氮、全磷、全钾和土壤溶液电导率分别在距水面100-150m和300 m处达到最大值,在距水面200 m处为最小,呈波浪式变化,这种波浪式变化与其原湖泊沉积和区域气候环境相符合。;32）土壤养分含量存在显著空间变异性,各养分指标含量随土层深度变化规律明显,不同水面距离0～40cm土层土壤有机质、全氮等含量均比40~80cm高,土壤各养分含量除了土壤全钾含量在0~80cm、土壤全磷在60~80cm为弱变异外,其他均属于中等变异。;43）在0~40cm土层深度,有机质与全氮、全钾,速效氮、电导率呈正相关;电导率和速效磷、全磷呈正相关。青土湖的土壤各养分含量均较低,水面形成的干扰改变了原土壤的理化性质,水面的形成对土壤养分垂直分布的影响范围在0~40cm。     

辽西石灰性褐土不同施氮模式下的土壤养分动态研究

从高效施肥的角度出发,研究了不同施氮模式下的辽西石灰性褐土土壤养分时空动态变化特征。结果表明,与对照相比,施氮明显提高0～20 cm土层碱解氮含量。随着土层加深,碱解氮和有效磷含量降低,速效钾含量变化较小。随着生育期推进,0～20 cm土层碱解氮、有效磷和速效钾含量总体呈先升高后降低的趋势,高峰出现在拔节期或大喇叭口期;20～40 cm土层碱解氮和有效磷含量保持稳定,速效钾含量呈降低-升高-降低趋势,高峰出现在大喇叭口-灌浆期内;40～60 cm土层碱解氮、有效磷和速效钾呈降低-升高-降低趋势,高峰分别出现在大喇叭口期和灌浆期。随着土层加深,土壤pH值升高。施氮降低了0～20 cm土层的pH值,而对20～40cm和40～60 cm土层的pH值无影响。随着生育期推进,0～20 cm土层的pH值呈现升高-降低-升高的趋势,20～40 cm和40～60 cm土层的pH值保持稳定。土壤养分动态变化特征因施氮模式而异。与其它施氮模式相比,二次追肥和一次深施的施氮模式能够在拔节期和大喇叭口期提供玉米较充足的有效养分,满足植株的生理需求。综合考虑土壤养分动态特性、产量性状、产投比、氮肥农学效率等因素,初步筛选出二次追肥和一次深施为辽西春玉米生产中的高效施氮模式。     

不同土层土壤酶活性对重金属汞和镉胁迫的响应

通过室内模拟重金属污染土壤,研究了不同浓度Hg、Cd单一胁迫及Hg＋Cd复合胁迫对不同土层（0-20cm和20-40cm）土壤脲酶、过氧化氢酶和转化酶活性的影响。结果表明,不同土壤酶对Hg和Cd胁迫的响应并不一致,Hg对土壤脲酶和转化酶的影响较大,Cd对过氧化氢酶的作用更显著。转化酶对Hg、Cd胁迫的响应因处理浓度不同而表现为抑制或激活作用。相关分析显示,脲酶活性可作为土壤Hg及Hg＋Cd污染程度的生化监测指标;而过氧化氢酶活性可以作为Cd污染的指标。同一重金属浓度胁迫下,0—20cm土层的土壤酶活性明显高于20～40cm土层的土壤酶活性。Hg、Cd胁迫对0～20cm土壤脲酶和过氧化氢酶的抑制作用小于20～40cm相应土壤酶活性,高浓度Hg和低浓度Cd对0—20cm土壤转化酶表现为抑制作用,而对20-40cm土壤转化酶却表现为激活作用。     

黑河中游荒漠绿洲过渡带斑块植被区土壤水分与有机质空间变异特征

以黑河中游荒漠绿洲过渡带斑块植被区土壤为研究对象,对土壤含水量与土壤有机质含量空间变异特征及两者相关性进行研究,并对土壤含水量和土壤有机质含量的空间变异函数模型进行拟合。结果表明:(1)20~40 cm土层的土壤含水量空间变异性最为强烈,C_V=1.780;而40~60 cm土层的土壤有机质含量空间变异性最为强烈,C_V=0.561。(2)0~120 cm土层的土壤含水量空间变异函数理论模型均为指数模型;0~60 cm土层的土壤有机质含量空间变异函数理论模型为纯块金模型;而60~120 cm土层的土壤有机质含量空间变异函数理论模型为指数模型和球状模型。(3)土壤含水量和土壤有机质含量均随土层深度的增加而相应的增加,且二者之间呈显著对数相关关系,R~2=0.9597。     

不同土地利用方式对黒垆土有机质和全氮分布规律的影响

探讨不同土地利用方式对土壤有机质和全氮分布分布规律的影响,科学施用有机肥,改善黑垆土缺氮和土壤可持续生产能力低下的局面。采用化学分析方法,对庆阳市黒垆土区的果园土壤、牧草地土壤、大田作物土壤分三个层次,进行土壤有机质和全氮的化学分析。研究结果表明,0~20 cm和20 cm~40 cm果园土壤有机质和全氮含量最高,苜蓿地土壤有机质和全氮含量次之,玉米地土壤有机质和全氮含量最低;三种种植利用方式的土壤有机质和全氮含量均表现为第一层(0~20 cm)第二层(20 cm~40 cm)第三层(40 cm~60 cm);受种植制度、施肥和气候因素影响,20 cm~40 cm和40 cm~60 cm土层土壤全氮量和有机质含量变幅大于0~20 cm土层;各层土壤全氮量和有机质含量均呈显著的直线相关性。有机肥投入和耕作管理是不同利用方式土壤有机质和全氮空间变化的主要影响因素,也是不同土层有机质和全氮相关性发生变异的主要原因。图4,表2,参10。     

辽西主产区葡萄的根区土壤养分研究

为了摸清辽西葡萄园根区土壤养分状况,2009年4月～5月,在辽西葡萄主产区选择34个代表性的葡萄园分3层采集0～60 cm根区土壤,测定了其养分含量。结果表明:辽西葡萄根区0～20 cm层土壤有机质、全氮、有效氮、速效磷和速效钾平均含量分别为:20.37 g kg-1、2.0 kg-1、162.7 mg kg-1、164.0 mg kg-1和393.6 mg kg-1;20～40 cm层分别为:14.75 g kg-1、1.6 g kg-1、121.1 mg kg-1、124.3 mg kg-1和293.5 mg kg-1;40～60 cm层分别为:14.34 g kg-1、1.4 g kg-1、96.8 mg kg-1、87.6 mg kg-1和205.4 mg kg-1。总体来看,辽西主产区葡萄园根区土壤有机质处于中等水平,全氮、有效氮、速效磷和速效钾含量处于高水平或过量水平,存在潜在的环境风险。同时,由于多年传统施肥习惯,导致养分在根区土壤表层大量累积,其中土壤有效氮含量三层之间均存在显著性差异;0～20 cm土层的有机质、全氮和速效钾含量与20～40 cm和40～60 cm土层之间存在显著性差异,但20～40 cm和40～60 cm土层之间不存在显著性差异;土壤有效磷含量0～20 cm土层与40～60 cm土层之间存在显著性差异,0～20 cm与20～40 cm土层和20～40 cm与40～60 cm土层之间不存在显著性差异。