集约经营雷竹林土壤有机质的时空变化

雷竹Phyllostachys praecox林强度集约经营是大量施用肥料和冬季地表覆盖增温,使竹笋早出高产,给竹农带来丰厚的经济收入的管理栽培技术。在雷竹主产区浙江临安三口镇,采集种植时间分别为1,5,10,15 a的雷竹林土壤以及水田土壤(该区雷竹林主要是在这些水田上改制发展的)作为雷竹林的起始土壤(0 a),各4次重复,旨在分析雷竹林土壤有机质随雷竹种植时间和土壤剖面深度空间的变化情况,为雷竹林土壤的可持续利用提供一些依据。结果表明:雷竹林土壤有机质质量分数随种植时间先略微下降,再稳步上升。0,1,5,10和15 a的0~10 cm表层土壤有机质质量分数分别为30.96,25.55,26.35,33.07和79.24 g.kg-1。10 a的雷竹林土壤有机质已超过起始土壤,15 a雷竹林土壤有机质已达到起始土壤的2.5倍,证明强度集约经营导致了雷竹林表层土壤有机质快速累积。雷竹林土壤有机质在土壤剖面空间的变化呈随深度加深而递减的规律,以10 a为例,表层(0~10 cm),亚表层(10~20 cm)和底层(20~40 cm)的土壤有机质质量分数分别为33.07,27.64,13.73 g.kg-1,表层土壤的有机质分别是亚表层和底层的1.2和2.4倍,其他年限的也都有相同的趋势。不同年限雷竹林土壤剖面底层的有机质质量分数都表现为最初没有明显下降,随种植时间的增长略增的趋势,变动幅度很小,相对平稳。可见强度集约经营措施主要对表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)即生产雷竹笋的主要土层有显著的作用。还讨论了土壤有机质快速积累对土壤肥力和环境质量的可能影响。图1表2参20     

集约经营雷竹林土壤磷素的时空变化

2006年,在雷竹Phyllostachys praecox主产区浙江省临安市三口镇,选取集约经营下不同栽植年限(1,5,10,15 a)的雷竹林以及与未栽雷竹的邻近水田(0 a)采集土样,旨在分析集约经营雷竹林土壤磷素随雷竹栽植年限和剖面深度的时空变化规律,以便为雷竹林土壤的可持续利用提供依据。研究表明:雷竹林土壤磷素随栽植年限增长而增加。0,1,5,10和15 a的10~20 cm土层全磷质量分数分别是0.39,0.58,0.58,0.85和1.57 g.kg-1;有机磷质量分数为130.16,179.83,183.61,209.46和262.79 mg.kg-1;有效磷为6.78,17.41,33.49,100.64和326.36 mg.kg-1。土壤中的全磷和有机磷随着栽植年限的增长而稳步上升;速效磷则随着栽植年限的增加而急剧上升。但有机磷占全磷的比例较小并随着栽植年限的增加而更趋下降,表明累积的磷素主要来自大多数还没有被利用而残留的无机磷肥,有机覆盖物对土壤磷素累积的贡献不大。雷竹林土壤全磷、有机磷和有效磷在剖面深度上的分布总体上是随深度的加深而逐渐减少:即表层(0~10 cm)>亚表层(10~20 cm)>底层(20~40 cm)。然而在10 a以前,土壤全磷呈现两头高而中间低的分布态势,1~15 a的土壤有效磷和有机磷均呈现从表层到底层逐渐减少的趋势,其幅度随着栽植年限的增加而扩大。集约经营模式虽然有较高的经济效益,但土壤中大量磷素的累积既是资源的浪费又对环境具有潜在的威胁,应调整施肥措施和配方。图3参20     

长期集约经营条件下雷竹林土壤微生物量的变化

雷竹Phyllostachys praecox是一种优良的笋用竹种．长期强度经营虽然带来了显著的经济效益．但是也导致竹林提早退化。在浙江省临安市横畈镇和西天目乡的雷竹样地采样调查,选取栽植时间分别为5,10,15a的雷竹林地土壤,以及刚由水稻Oryzasativa田改种为雷竹林的土壤（1a）,旨在研究长期集约经营对雷竹林土壤微生物量的影响。结果表明,横畈镇和西天目乡的雷竹林经过长期集约经营之后,均显著增加了土壤（0～20cm）中有机碳、全氮、碱解氮、全磷及有效磷的质量分数,而pH值则随着经营年限的延长而降低。长期的集约经营显著降低了土壤微生物量碳、氮质量分数以及微生物量碳／有机碳、微生物量氮／全氮的比值：土壤微生物量磷呈现出先增加后降低的趋势,而微生物量磷,全磷的比值则同样随经营年限的延长而逐渐下降。长期施肥和覆盖措施降低了土壤微生物的活性．使土壤生物学总量衰退．促使雷竹林提前退化。表4参22     

临安雷竹林施肥现状及问题的分析

为探究临安雷竹林土壤理化性状的变化,以临安雷竹林种植区进行施肥调查和土壤样品采集,对临安雷竹林土壤进行研究。研究结果表明,雷竹林表层土壤(0~20 cm)酸化严重,最低的pH 3.2,酸化且有明显深层化趋势;表土有机质和速效磷积聚,含量分别高达57.6 g/kg和765.0 mg/kg。据分析,雷竹林过量施用化肥,特别是氮肥和磷肥造成土壤养分失衡,导致雷竹林土壤pH下降。表土(0~20 cm)酸化严重,pH最低值达3.2,远低于雷竹适宜生长的pH 5.5~7.0,同时,土壤有效磷和速效钾含量大幅上升,最高分别达693.0和507.0 mg/kg。结合当地生产实践分析,雷竹种植过程中过量施用化肥、覆盖大量有机物分解产生的酸性物质以及雷竹林自身分泌有机酸共同作用导致竹园土壤有明显的酸化趋势。     

不同种植年限雷竹林土壤有机氮的矿化

通过采集不同种植年限的雷竹林土壤,分析土壤基本性质,进行土壤中有机氮的矿化培养试验,研究种植年限对雷竹林土壤基本性质及有机氮矿化的影响。结果表明,长期大量施肥和冬季覆盖措施使雷竹林土壤氮素和有机质含量明显增加,并主要累积于0～20 cm表层。随种植年限的增加,土壤中有机氮含量虽然也随之增加,但可矿化活性有机氮的比率却在下降,集约经营下雷竹林土壤有机质的急剧增加不利于有机氮的积累,降低了土壤的供氮能力。大量使用氮肥只是短期内提高土壤中无机氮含量,而无机氮易于损失,会对环境造成影响。因此,需要通过合理施肥、严格控制氮肥的滥用才能有利于雷竹林的可持续经营,并降低对环境的污染。     

集约经营对雷竹林生态系统稳定性的影响

干扰对森林生态系统的结构和功能有着重要影响,能改变资源的有效性,会起到建设性或破坏性效果。雷竹Phyllostachys violascens是优良的笋用竹种,为达到高产高效的目的,雷竹林受到频繁的人工强度干扰。为了给雷竹林可持续经营和相关研究提供理论参考,综述了集约经营主要措施林地覆盖、施肥等对雷竹林鞭竹系统、土壤和生物性状等的影响。分析表明:雷竹林长期连年林地覆盖和过量施用化学肥料等不合理的经营干扰,会导致鞭竹系统结构稳定性降低和功能下降,土壤发生物理、化学和生物性劣变,致使立地生产力衰退。提出了有机覆盖物筛选及林地存留覆盖物促腐、测土配方平衡施肥、土壤性状改良等雷竹林生态系统稳定性维护的重点研究方向。参49     

长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库特征的影响*

为了研究长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库的影响,在浙江省临安市三口镇选择了两块相邻的集约经营雷竹林样地(经营时间分别为1年和15年),采集并分析测定了土壤不同形态碳库、氮库和磷库,并利用核磁共振方法分析了土壤总有机碳的波谱特征。结果表明：长期集约经营显著增加土壤总有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳和易氧化碳含量,但显著降低微生物量碳含量。土壤有机碳的固态核磁共振结果表明,雷竹林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主。长期集约经营显著增加雷竹林土壤烷基碳比例和A/O-A值,烷氧碳比例变化不显著,而芳香碳比例和芳香度显著下降。从土壤氮库和磷库的变化来看,长期集约经营显著增加雷竹林土壤不同形态磷素和不同形态氮素含量,但显著降低微生物量氮和微生物量磷含量。综上所述,长期集约经营导致雷竹林土壤碳库和氮磷养分库的贮量显著增加,而土壤微生物活性和土壤有机碳库的稳定性却显著下降。     

不同种植年限雷竹林土壤微生物量和酶活性变化

[目的]研究不同种植年限雷竹林土壤中微生物量和几种与有机质分解转化有紧密联系的酶活性的变化。[方法]测定了0、1、5、10、15年雷竹林土壤微生物量和蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶和荧光素二乙酸酯水解酶的活性。[结果]水稻田改种雷竹后的前期土壤微生物生物量有所降低,后随着种植时间的增加微生物量随之增加;土壤中蔗糖酶、纤维素酶和荧光素二乙酸酯水解酶的活性随着雷竹种植时间的增加而增加,相反多酚氧化酶活性随着雷竹种植时间的增加而降低。土壤微生物量C、N和土壤蔗糖酶、纤维素酶、荧光素二乙酸酯水解酶、多酚氧化酶的活性与土壤有机质含量存在显著的相关性。土壤微生物量及活性随土壤有机质的积累而增加,而分解酶活性却下降,说明雷竹林土壤中快速积累的有机质较易被保存在土壤中。[结论]该研究为雷竹林的可持续经营提供理论依据。     

长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库特征的影响_*

为了研究长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库的影响,在浙江省临安市三口镇选择了两块相邻的集约经营雷竹林样地(经营时间分别为1年和15年),采集并分析测定了土壤不同形态碳库、氮库和磷库,并利用核磁共振方法分析了土壤总有机碳的波谱特征。结果表明：长期集约经营显著增加土壤总有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳和易氧化碳含量,但显著降低微生物量碳含量。土壤有机碳的固态核磁共振结果表明,雷竹林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主。长期集约经营显著增加雷竹林土壤烷基碳比例和A/O-A值,烷氧碳比例变化不显著,而芳香碳比例和芳香度显著下降。从土壤氮库和磷库的变化来看,长期集约经营显著增加雷竹林土壤不同形态磷素和不同形态氮素含量,但显著降低微生物量氮和微生物量磷含量。综上所述,长期集约经营导致雷竹林土壤碳库和氮磷养分库的贮量显著增加,而土壤微生物活性和土壤有机碳库的稳定性却显著下降。     

雷竹林连续3年施荣宝土壤消毒剂对雷笋产量及土壤性状的影响

为了提高雷竹林雷笋产量以及控制土壤障碍因子的发生,经连续3年施荣宝土壤消毒剂对雷竹产量及土壤性状影响的对比试验,结果表明：施荣宝土壤消毒剂600 kg/hm2结合施45%复合肥900 kg/hm2,比不施荣宝土壤消毒剂对照区（施45%复合肥900 kg/hm2）平均提高雷竹产量30.1%。通过施荣宝土壤消毒剂后的农田pH值比对照区提高,达到了显著性差异水平（P<0.05）;交换性酸含量在施荣宝土壤消毒剂后,比对照区有明显降低,达到显著性差异水平。施荣宝土壤消毒剂雷竹林土壤细菌与对照区相比,对照区雷竹林土壤有18种细菌,施荣宝处理之后细菌绝灭。表明施荣宝土壤消毒具有灭菌效果,有效降低了土传病的危害,提高了雷竹成竹率。     

集约经营雷竹林土壤磷素状况及流失潜能

为了解集约经营雷竹Phyllostachys praecox林土壤磷素状况及流失风险,从浙江省临安市太湖源镇10块典型的雷竹林地采集土壤样品。通过等温吸附实验及利用Langmuir等温方程,对雷竹林土壤磷的流失阈值及流失潜能进行了探讨。结果表明：10块雷竹林地的土壤有效磷质量分数平均为169.25 mg·kg^－1。 用Langmuir等温方程来拟合,相关性达到极显著水平（R² = 0.987 ~ 0.999）。所有调查样地土壤的磷零点吸附平衡质量浓度（C_EPC0）值远远超过了0.02 mg·L^－1;磷吸附饱和度（D_PS）平均值为46.18%,最高的达82.94%,有7块样地的D_PS值明显高出临界值（25.00%）。土壤有效磷与CaCl₂-P呈极显著线性相关,雷竹林土壤发生磷素流失的有效磷“阈值”为52.52 mg·kg^－1,10块样地中有9块样地的有效磷质量分数超过了阈值,最高的达到该“阈值”的5.5倍。通过Langmuir方程,求得雷竹林土壤的标准需磷量为8.14 ~ 64.66 kg·hm^－2,平均为27.41 kg·hm^－2。图2表2参29     

生物炭对铝富集酸性土壤的毒性缓解效应及潜在机制

【目的】红壤铝毒是土壤改良持续关注的问题之一。生物炭因其自身的理化和生物学特性,为探索解决该难题提供了新的思路和途径。论文通过在红壤中添加外源铝并种植作物,研究生物炭对铝富集土壤铝毒的缓解效应及潜在机制。【方法】选用酸性红壤做盆栽试验,种植小白菜,添加花生壳生物炭和外源铝,设置CK(0C+0Al)、C(2%C)、Al(1 mmol·L~(~(-1))Al)、C+Al(2%C+1 mmol·L~(~(-1))Al)4个处理,分析生物炭对铝富集红壤不同活性铝及作物生长的影响。【结果】铝毒会显著抑制小白菜的出苗,且加重红壤小白菜生长受抑制的情况,降低小白菜的生物量,同时,铝毒会显著提高小白菜铝含量。而施用生物炭能缓解铝毒对小白菜的抑制影响,显著改善小白菜的生长状况,降低小白菜铝含量,C+Al处理小白菜铝含量较Al处理降低89.4%。铝毒会显著降低红壤的pH,Al处理红壤pH较CK处理降低了0.36个单位,而施用生物炭能显著提高土壤pH,C+Al处理土壤pH较Al处理上升0.62个单位。Al处理较CK处理土壤活性铝含量上升276.4μg·g~(-1),远大于添加量(27μg·g~(-1)),而施用生物炭能显著降低土壤活性铝含量,C+Al处理较Al处理下降14.9%。此外,Al处理交换性Al~(3+)含量较CK处理上升23.1%,施用生物炭后,C+Al处理交换性Al~(3+)含量较Al处理下降46.5%。CK与Al处理土壤活性铝形态主要以具有生物毒害性的交换性Al~(3+)为主,C与C+Al处理土壤活性铝形态主要以单聚体羟基铝离子、胶体Al(OH)30为主。【结论】添加外源铝降低了土壤pH,加重铝的毒害,抑制作物的生长发育。此外,外源铝的添加对红壤中活性铝有较强的激发效应,使得交换性Al~(3+)含量显著升高。然而,生物炭能显著提高酸性土壤pH,且改变不同活性铝的含量,但其对4种不同形态活性铝的效应有较大差异,其主要通过降低具有生物毒性的Al~(3+)含量来缓解铝毒,从而改善作物生长状况。     

有机酸对森林土壤pH及铝形态变化的影响

采用连续提取法研究低分子量有机酸对南方酸性森林土壤pH及铝形态变化的影响.结果表明,在酸性土壤上,有机酸处理后土壤pH降低,土壤可溶性铝和有机络合态铝增加,交换态铝(Al3+)、单聚体羟基铝[Al(OH)2+、Al(OH)2+]和酸溶无机铝[Al(OH)3]减少,土壤中不同形态的铝都有向有机络合态铝转化的趋势,这种转化降低了土壤活性铝的含量,有利于减轻土壤铝对植物的危害,但不同的有机酸由于其性质和结构不同,对土壤铝形态转化的影响不同.土壤中各形态铝含量上层土壤大于下层土壤.     

退耕雷竹林水土保持功能综合评价研究

为了准确定量评价退耕雷竹林水土保持功能,利用模糊数学和多元统计分析原理,对不同类型退耕雷竹林的水土保持功能进行了综合评价。结果表明,退耕雷竹林地水土保持综合指数均大于耕地,其中以（1年生:2年生:3年生:4年生比例为2:3.5:3.5:1+密度为9000~15000株/hm2+施有机肥30000 kg/hm2和施复合肥3000 kg/hm2+覆盖）模式经营的退耕雷竹林水土保持综合指数最高。此结果可为雷竹林水土保持功能的调控提供依据,对于促进雷竹林水土保持功能发挥具有重要的现实意义。     

雷竹人工制种技术的初步研究

旨在探索提高雷竹结实率的技术途径，用染色法和加硼酸（H3BO3）培养基法对雷竹花粉生命力进行测定，并对雷竹进行人工辅助授粉效果的研究。结果表明：雷竹花粉萌发率低，且活力丧失很快；喷施适当低浓度硼酸有利于花粉萌发；人工辅助授粉可提高雷竹结实率；种了败育和种实害虫危害可能是雷竹结实率低的重要原因之一，提高雷竹结实率在技术上是可能的。图1表3参7。     

大豆对铝毒抗逆性的研究

采用土培方式,研究了9703,浙春2号,浙春3号等3个不同大豆品种对铝毒抗逆性的影响。结果表明,铝胁迫下,大豆各品种质膜透性增大,丙二醛和脯氨酸含量增加,根瘤数量减少,根系活力下降。从种间差异性来看,3个大豆品种对铝毒的抗逆性不同,按耐铝性大小依次为:浙春2号>9703>浙春3号。     

不同土壤调理剂对酸性土壤的改良效果

采用土壤盆栽试验,研究碱渣、菇渣、污泥、泥炭等土壤调理剂对酸性土壤的调节作用和对辣椒生长、产量、品质的影响.结果表明,各土壤调理剂均能提高土壤pH,降低酸性土壤交换性铝含量,提高土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁含量;均能降低酸性土壤活性铝对辣椒的毒害作用,提高辣椒品质,使辣椒根系鲜重、地上部鲜重和辣椒产量增加,辣椒根系鲜重与土壤交换性铝含量呈显著负相关,其中以碱渣+菇渣处理的效果最显著,该处理辣椒叶片SPAD值、株高、根系鲜重、地上部鲜重、辣椒产量分别比不施土壤调理剂处理(对照)增加了17%、32%、244%、45%、189%,辣椒V-C、可溶性糖含量分别是对照的1.78、2.77倍;碱渣和菇渣在调节土壤酸性、改善土壤肥料方面表现出很好的互补性.     

赤子爱胜蚓对赤红壤铝形态的影响

【目的】研究蚯蚓添加对华南地区赤红壤酸化特征和铝(Al)形态的影响,为华南赤红壤的酸化改良提供理论依据。【方法】通过室内盆栽试验,用赤红壤培养赤子爱胜蚓Eisenia fetida 40 d后测定蚓粪和土壤pH、有机质、全氮和阳离子交换量(CEC);通过连续浸提法测定土壤各铝形态含量,包括交换态铝(Al_(Ex))、弱有机结合态铝(Al_(Orw))、有机结合态铝(Al_(Or))、无定形态铝(Al_(Amo))、氧化铁结合态铝(Al_(Oxi))、非晶态铝硅酸盐和三水铝石(Al_(Aag));采用主成分分析法研究不同处理土壤中铝的形态分布。试验以未添加蚯蚓的土壤为对照。【结果】与对照相比,蚓粪的pH提高了1.27,全氮、CEC、Al_(Or)以及交换性K、Na、Ca含量分别提高了62.16%、38.22%、355.70%、151.38%、65.38%和51.90%;蚓粪和土壤Al_(Ex)含量分别降低了50.95%和53.14%。蚓粪的pH、CEC、Al_(Or)含量和交换性K、Na、Ca含量显著高于未吞食土壤。【结论】蚯蚓可提升土壤pH和土壤Al_(Or)的含量,促进交换性Ca、Mg的释放,降低土壤Al Ex含量。     

铝毒诱导植物细胞反应研究进展

铝毒是酸性土壤限制作物生长的主要原因之一，许多作物对微摩尔浓度的铝发生毒害反应。本文分析了铝毒作用位点、细胞死亡机制、细胞营养元素吸收、细胞壁特性变化以及根边缘细胞胞外分泌物的变异，揭示铝毒发生时植物细胞进行多方面主动或被动的反应。