黄土丘陵区退耕撂荒地土壤微生物量演变过程

 【目的】土壤微生物量是表征土壤生态系统中物质和能量流动的重要参数,研究黄土丘陵区坡耕地撂荒后微生物量及其活性的变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的撂荒地为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究坡耕地撂荒后土壤微生物量、呼吸强度、代谢商（qCO2）及土壤理化性质的演变特征。【结果】侵蚀环境下的坡耕地土壤微生物量含量偏低,土壤理化性质较差,撂荒后理化性质得到显著改善,微生物量碳（Cmic）在撂荒1 a后显著增大,前7 a较为剧烈,增幅较大,随后呈波动式上升,50 a达到最大值;微生物量氮（Nmic）在撂荒初期增长缓慢,40 a时才达到显著水平,微生物量磷（Pmic）在撂荒初期显著降低,５～7ａ达到最低值,随后逐渐上升,20～25 a时和坡耕地没有显著差异,50 a时达到最大值。撂荒50 a时土壤Cmic、Nmic和Pmic分别较坡耕地增加166%、146%和52%,但仅为侧柏林的43.42%、45.06%和51.47%。呼吸强度在撂荒初期迅速增加,随后趋于稳定,与侧柏林差异不显著。qCO2在撂荒初期显著升高,随后波动式降低,50 a后达到最低值,仍显著高于天然侧柏林。相关性分析显示,微生物量碳、氮、磷、qCO2与土壤养分显著相关,Cmic、Nmic、Pmic、有机碳、全氮、碱解氮和速效钾随撂荒年限呈一次线性增长。【结论】侵蚀环境下的黄土丘陵区坡耕地撂荒后可在一定程度上通过生物的自肥作用恢复土壤肥力和增加微生物量,但恢复到破坏前该地区顶级群落时的土壤微生物量和理化指标的过程相对于林地开垦后的土壤肥力退化要漫长的多。     

黄土丘陵区人工灌木林土壤抗蚀性演变特征

 【目的】土壤抗蚀性是评定土壤抵抗土壤侵蚀能力的重要参数之一,研究黄土丘陵区坡耕地退耕营造灌木林后土壤抗蚀性变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以黄土丘陵区不同年限的人工灌木林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为对照,通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究土壤抗蚀性的变化过程。【结果】侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤抗蚀性能低下,种植灌木林后,土壤抗蚀性显著提高。其中土壤水稳性团聚体含量逐渐增加,并从小粒径为主改变为大粒径占绝对优势,平均重量直径(EMWD )随种植年限逐渐上升,结构体破坏率逐渐降低;微团粒结构随种植年限从小粒径向大粒径转变,有机质含量、土壤团聚状况、团聚度和分散系数均呈增加趋势;总体来看相同年限的沙棘林对土壤抗蚀性改善作用强于柠条林。相关性分析显示,土壤抗蚀性指数(SAI)、团聚状况、团聚度、微团聚体和土壤理化性质相关性较高,可以作为反映土壤质量中的抗蚀性指标。黄土丘陵区坡耕地SAI极其低下,退耕营造柠条林后,SAI显著增加,25年时较坡耕地增加497%,为相同年限沙棘林的69%,天然侧柏林的52%。【结论】黄土丘陵区坡耕地人为干扰是造成土壤抗蚀性降低的主要原因,营造灌木林后可以显著改善土壤抗蚀性能,但是与该地区顶级群落时的土壤抗蚀性相比,还存在着较大差距,SAI可以有效的反映生态过程中的土壤抗蚀性变化过程。     

黄土丘陵区撂荒农耕地土壤有效态微量元素演变特征

【目的】探索农耕地撂荒对土壤微量元素演变特征的影响,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】以黄土丘陵区不同撂荒年限的坡耕地为研究对象,分析农耕地撂荒后不同坡向土壤4种有效态微量元素的变化趋势。【结果】黄土丘陵区坡耕地撂荒后,阴坡由于土壤温度较低,含水量较大,植被生长旺盛。有机碳、全氮、有效锰、有效铁、有效锌含量变化规律性较强,表现为在演替前期变化较小,而后期随撂荒年限的延长而显著增加,有效铜则随撂荒年限呈降低趋势。阳坡土壤有机碳、全氮及4种有效态微量元素含量则随年限呈波动变化。不同演替阶段土壤微量元素密度变化不同,阳坡土壤有效铁和有效锌密度在演替前10年明显高于阴坡,而在10年后显著低于阴坡;有效铜密度在前5年略低于阴坡,5年后明显高于阴坡。【结论】黄土丘陵区坡耕地撂荒20年后,虽然4种土壤有效态微量元素含量有所提高,但仍处于低或极低水平,因此黄土丘陵区通过自然演替来改善土壤微量元素状况还需要较长的时间。     

黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数演变

 【目的】土壤碳库管理指数是表征土壤碳变化的重要量化指标,研究黄土丘陵区人工刺槐林土壤活性有机碳与碳库管理指数的变化过程对认识该地区生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】采用时空互代法,以典型侵蚀环境纸坊沟流域生态恢复过程中不同年限的人工刺槐林为研究对象,选取坡耕地和天然侧柏林为参照,分析了植被恢复过程中土壤有机碳（TOC）、活性有机碳（LOC）、非活性有机碳（NLOC）及碳库管理指数（CPMI）的演变特征,并运用相关和回归分析方法对生态恢复过程中碳库各组分和恢复年限进行拟合。【结果】营造刺槐林可以显著增加土壤碳库各组分含量,并随恢复年限呈显著线性关系,50 a时TOC、LOC、NLOC和碳库指数（CPI）分别较坡耕地增加271%、174%、467%和271%,其中NLOC增加速率略高于LOC,表明植被恢复增加的土壤碳素绝大多数以非活性形态贮存起来,而为了满足生物生长所必须的活性物质来源,土壤碳库必须维持一定的活度状态来满足碳素的动态转化平衡,碳库管理指数在营造刺槐林初期显著降低,随后先增加后降低,与刺槐林生长特性密切相关;但与天然林相比差距仍然较大,恢复50 a时TOC、LOC和NLOC仅为侧柏林的49%、34%和61%。【结论】侵蚀环境下的坡耕地由于人为干扰,土壤碳库含量偏低,并处于高速低效率物质转化过程中,人工刺槐林促进生态恢复可以依靠生物的自肥作用增加土壤碳库各组分含量,但要恢复到破坏前该地区顶级群落时的水平,还需要一个漫长的阶段,这个阶段可能需要上百年的时间。     

黄土丘陵区不同植被类型根际土壤微团聚体及颗粒分形特征

 【目的】研究黄土丘陵区坡耕地退耕后不同植被根际土壤微团聚体及颗粒的分形特征,为该地区植被恢复中土壤质量评价和生态恢复的持续健康发展提供科学依据。【方法】通过室内分析,运用分形理论,研究黄土丘陵区墩山小流域天然草地、人工草地和人工灌木等6种植被根际土壤微团聚体以及颗粒组成的分形特征。【结果】黄土丘陵区坡耕地退耕后,不同植被对土壤微团聚体以及颗粒组成影响不同。无论是根际还是非根际,天然草地0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm微团聚体含量以及土壤团聚状况、团聚度均高于人工灌木和人工草地,而0.25—0.05 mm、0.05—0.01 mm土壤颗粒含量以及分散系数、分散率低于人工灌木和人工草地,根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数高于人工灌木和人工草地。除柳枝稷外,根际土壤团聚状况和团聚度高于非根际,分散系数和分散率低于非根际;不同植被根际微团聚体分形维数和颗粒分形维数均低于非根际土。相关性分析表明,与非根际相比,根际土壤微团聚体及颗粒分形维数与土壤基本理化性质相关性更显著。【结论】黄土丘陵区坡耕地退耕后,天然草地对于土壤微团聚体的改善作用优于人工灌木和人工草地。与非根际相比,根际土壤具有更好团聚结构,而且根际土壤分形特征能更好反映土壤性质的变化规律,因此可作为该地区植被恢复过程中土壤质量评价的指标。     

金沙江干热河谷坡改梯对水土保持的影响

【目的】以金沙江下游干热河谷实验区不同修筑年限、种植不同作物的梯田与坡耕地为研究对象,探讨坡改梯的水土保持效益,筛选和提炼金沙江下游干热河谷梯田农业生态利用模式。【方法】分析新修梯田、老梯田和坡耕地的土壤基本物理性质、团聚体分布特征及土壤养分元素等指标,结合微型径流小区观测。【结果】坡耕地改为梯田之后,尽管梯田减流与减沙效果明显,可达30%以上,但因人为扰动以及梯田修筑过程技术不规范等,导致新修梯田土壤的基本物理性质和主要养分含量与坡耕地土壤无显著差异,甚至个别指标有所下降。而较于新修梯田和坡耕地,10年以上老梯田土壤容重显著下降,土壤有机质、全氮、全磷以及水解氮等含量显著上升,土壤结构体数量增加。【结论】坡改梯在长期实行后,其在固土保水、提高土壤质量等效益会十分显著。     

黄土丘陵区刺槐林土壤碳通量模拟研究

【目的】研究黄土丘陵区刺槐林不同土层土壤碳通量,以准确评估该区域土壤碳排放量。【方法】以坡耕地(对照)以及10,20,30和40年生的刺槐(Robinia pseudoacacia)林为研究对象,用气体井法测定CO2浓度,使用Fick扩散法(5种扩散系数模型)计算0~200cm土层土壤剖面碳通量,并用Li-8100腔室法对表层土壤碳通量进行实地监测,最后将黄土丘陵区刺槐林地不同深度土层土壤碳通量的估算结果与实测值进行对比分析。【结果】1)5种扩散系数模型对土壤剖面碳通量的模拟结果有较大差异,其中Penman模型计算结果与实测值差异最大,Moldrup模型计算值与实测值差异最小。2)5种扩散系数模型计算的土壤碳通量均大于实测值,但与实测值均具有显著相关性(P0.05)。3)在黄土丘陵区刺槐林地0~20,80~140,200cm土层估算土壤碳通量的最佳扩散系数模型分别为Moldrup-2000、Moldrup-1997和Millington模型。4)在黄绵土0,20,80,140,200cm土层,土壤CO2扩散系数分别为0.15,0.14,0.20,0.22和0.27,据此计算的各土层土壤碳通量分别为0.72,0.32,0.30,0.24和0.17μmol/(m2·s),可见随着土层深度的增加,土壤碳通量逐渐降低。【结论】黄土丘陵区不同刺槐林地各土层的环境因子有一定差异,所以估算不同深度土壤碳通量的最佳模型有所区别;研究确定的黄土区不同土层碳通量估算模型和气体扩散系数模型中的各种参数,对于准确评估区域土壤碳排放具有重要参考价值。     

青花椒种植对土壤微团聚体分形维数和生化特性的影响

【目的】研究坡耕地转变为青花椒林地和弃耕地后土壤微团聚体组成、分形维数和土壤肥力变化,以及分形维数与土壤肥力之间的关系,为坡耕地退耕后青花椒种植和土壤管理提供参考。【方法】以川东丘陵区青花椒林(2,5,9和14年,分别以QHJ-2、QHJ-5、QHJ-9和QHJ-14表示)、弃耕地(14年,QGD)和坡耕地(CK)为研究对象,测定土壤微团聚体组成、养分含量、酶活性与微生物数量,运用分形模型和隶属函数法分别计算微团聚体分形维数和土壤肥力综合值,并探讨土壤微团聚体分形维数(D)、特征微团聚体组成比例(PCM)和粒径0.02mm与2～0.02mm土壤微团聚体含量的比值(RMD)与土壤肥力间的关系。【结果】坡耕地退耕为青花椒林和弃耕地促进了大粒径土壤微团聚体含量的增加和小粒径土壤微团聚体含量的降低。坡耕地转变为青花椒林地后,土壤养分含量、微生物数量和酶活性均显著增加,相同退耕年限下,青花椒林地土壤养分含量、微生物数量和酶活性均优于弃耕地。土壤肥力综合值表现为QHJ-14QHJ-9QGDQHJ-5QHJ-2CK。土壤PCM、RMD和D均随着青花椒种植年限的延长而降低。土壤PCM、RMD和D与土壤养分含量、微生物数量和酶活性及土壤肥力综合值呈显著负相关(P0.05)。【结论】坡耕地种植青花椒和弃耕有利于改善土壤微团聚体的组成,促进小粒径微团聚体向大粒径微团聚体聚合,能有效提高土壤肥力;土壤PCM、RMD和D可作为坡耕地退耕后土壤肥力变化的综合评价指标。     

秦岭北麓“坡改梯”农田土壤养分状况研究:以周至县余家河小流域为例

【目的】测定秦岭北麓陕西周至县余家河小流域"坡改梯"农田土壤的基本养分含量,旨在为"坡改梯"农田土壤培肥及合理施肥提供依据。【方法】采集秦岭北麓26份"坡改梯"农田和4份坡耕地耕层(0~20cm)土壤,测其pH以及NO-3、NH+4、有机质、全氮、速效磷和速效钾含量,并根据陕西土壤养分含量分级标准对各指标进行评价。此外,研究了更改年限对"坡改梯"农田土壤养分含量的影响。【结果】"坡改梯"农田耕层土壤pH值为7.06~8.05,呈弱碱性;土壤有机质和全氮含量分别为7.54~16.72和0.48~1.10g/kg,两者均处在较低水平;土壤矿质态氮、速效磷和速效钾含量分别为2.90~14.79,0.38~12.98和92.80~158.00mg/kg,其中土壤速效磷含量大部分处在中低及以下水平,土壤速效钾含量基本处在中等水平。耕层各土壤养分含量均表现为坡耕地>坡改梯。3年"坡改梯"农田土壤各养分含量均高于1年"坡改梯"农田,其中有机质、全氮和速效钾含量随着更改年限的增加显著提高。【结论】与坡耕地相比,研究区域"坡改梯"农田初期土壤养分含量匮乏,但随着更改年限的增加,"坡改梯"农田土壤养分状况逐渐改善,建议"坡改梯"农田培肥时应在施用有机肥的基础上重视氮肥和磷肥的施用。     

不同恢复年限对川南丘陵区竹林地土壤质量的影响

【目的】研究川南丘陵区不同恢复年限竹林地土壤质量的变化,综合评价退耕还竹林对土壤质量的影响,为川南地区的竹林生态修复提供支持。【方法】以四川省长宁县不同恢复年限（5,10年）的硬头黄竹林地为研究对象,以非退耕竹林地为对照,测定了林地不同土层（0~20,20~40,40~60 cm）土壤物理性质（土壤体积质量、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）和化学性质（pH、有机质含量、全氮含量、碱解氮含量、全磷含量、速效磷含量、全钾含量、有效钾含量、交换性Ca含量、交换性Mg含量）;并运用主成分分析、加权综合指数法和模糊数学法,对不同恢复年限硬头黄竹林地的土壤质量进行了综合评价。【结果】在同一土层下,随着恢复年限的延长,土壤体积质量和非毛管孔隙度呈现先减小后增大的趋势,土壤田间持水量、最大持水量、毛管持水量呈现先增加后减少的趋势,土壤毛管孔隙度和总孔隙度总体减小;土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、全钾、交换性Ca和Mg含量呈现先升高后降低的趋势,土壤速效磷含量呈现先降低后升高的趋势,土壤有效钾含量则降低。同一恢复年限下,随着土层深度的增加,土壤体积质量逐渐增加,田间持水量和土壤化学性质（pH、全钾除外）逐渐降低。土壤质量综合指数随着恢复年限的延长呈现先升高后降低的趋势,恢复5年硬头黄竹林土壤质量综合指数最高;在同一恢复年限下,土壤质量综合指数均随土层深度的增加而降低。【结论】不同恢复年限对川南地区竹林地土壤质量影响明显。恢复还林初期（5年）,土壤质量综合指数上升明显;恢复还林后10 年,对土壤的改善作用不明显。     

京郊地区3种典型农田系统硝酸盐污染现状调查

 【目的】研究北京市3种典型的农田系统（粮田、菜田和果园）土壤氮素累积、蔬菜和地下水硝酸盐污染状况。【方法】采用调查研究方法,采集不同类型农田土壤、蔬菜和地下水样品,并对样品属性进行翔实记录,根据测试结果和记录进行分析。【结果】土壤氮素累积严重,菜田0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均为46.2 mg?kg-1,是粮田的3.8倍;果园0～30 cm土层土壤硝态氮含量是粮田的1.2倍。菜田地下水硝态氮含量平均为13.8 mg?kg-1,是粮田地下水的2.8倍,地下水硝酸盐含量超标率为44.8%,是粮田地下水超标率的3.3倍。果园地下水硝酸盐含量为9.3 mg?kg-1,是粮田地下水的1.9倍,地下水超标率为23.5%,是粮田的1.7倍。蔬菜硝酸盐污染严重,绿叶菜类蔬菜硝酸盐含量最高,为2 685.5 mg?kg-1,其次是根茎类、白菜类、果菜类。根茎类、绿叶菜类、瓜果类和白菜类超标率分别为80.9%、37.9%、29.7%和2.2%。【结论】土壤、植株和地下水硝酸盐含量与氮肥施用量直接相关,菜田和果园施肥量大,其土壤硝酸盐累积明显,地下水硝酸盐超标率高,蔬菜硝酸盐含量超标严重。     

渭北苹果园土壤钙素退化状态

【目的】针对渭北苹果主产区出现的随植果年限增加,果树过早衰老,苹果的苦痘病、水心病、痘斑病等生理性病害频繁发生的问题,对该区苹果园土壤钙素退化部位、退化趋势及退化程度等进行了研究,以期查明制约苹果品质和果业可持续发展的因素,为果园土壤科学管理提供依据。【方法】在渭北黄土塬区分别选取＜10 a、10-20 a、＞20 a 3个园龄的苹果园各4个,并以土壤条件相同的农田作对照,在树冠层投影范围内距树干2/3处逐层采集剖面0-100 cm土壤样品,研究不同园龄果园土壤碳酸钙、交换性钙、水溶性钙含量及其贮量变化情况。【结果】3个不同园龄苹果园土壤碳酸钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加而降低,0-50 cm土层碳酸钙含量及贮量随园龄增加显著减少,50-100 cm则随园龄增大呈现逐渐增加趋势。10 a以上果园0-50 cm土层的碳酸钙总贮量显著低于农田。各果园土壤交换性钙在0-100 cm土层的总贮量随植果园龄的增加呈减少趋势,0-40和60-100 cm土层土壤交换性钙含量及贮量也随园龄的增加而减少,而40-60 cm土层则随园龄的增加而稍有增加。与农田相比,果园土壤的交换性钙均有所增加。各果园0-50 cm土层水溶性钙含量及其贮量都高于50-100 cm土层,10 a以上果园10-30 cm土层的水溶性钙含量最高。与农田土壤相比,3个园龄果园土壤水溶性钙含量都有所增加。【结论】即使在富含石灰质的渭北黄土旱地,因长期植果明显加速了土壤钙素退化。随园龄增大果园土壤钙素库容及有效钙供给减小,已成为该地区土壤化学性质隐性退化的特征之一。在重视果园大量养分管理的同时,警示关注包括钙素在内的中微量养分的演化趋势。     

钾肥袋控缓释对桃产量、品质及土壤氯离子含量的影响

【目的】研究袋控缓释不同比例的氯化钾和硫酸钾对桃树叶片光合、果实产量品质及土壤氯离子残留的影响,为桃园科学合理施用钾肥提供参考依据。【方法】以晚熟桃‘瑞蟠21’/毛桃[Prunus persica (Carr. ) Franch.]为试材,进行连续2年的大田试验。设5个处理：不施钾肥（Control）、100%硫酸钾（PC 0）、30%氯化钾+70%硫酸钾（PC 30）、60%氯化钾+40%硫酸钾（PC 60）和100%氯化钾（PC 100）,做成袋控缓释肥,每年3月初施肥,于每年的4、6、8、10月中旬测定0—20 cm和20—40 cm土层中速效钾及氯离子含量的动态变化;在桃树第一次快速生长期（S1）、硬核期（S2）、第二次快速生长期（S3）和成熟期（S4）分别测定叶片中速效钾和氯离子含量及叶片SPAD值、净光合速率;果实成熟后测定果实氯离子含量和品质,并统计产量。【结果】果园不施氯处理0—20和20—40 cm土层中平均氯离子含量分别为34.03和38.78 μg·g^-1;随着氯化钾投入量的增加,果园土壤不同深度的氯离子含量均呈增加趋势,PC 30、PC 60和PC 100处理0—20 cm和20—40 cm土层中氯离子平均含量依次为：37.98、39.55、41.61和45.62、51.17、58.87 μg·g^-1,但连续施用袋控缓释氯化钾不会造成土壤中氯离子的累积。叶片中氯离子含量也随着施氯量的增加而增加。PC 30、PC 60和PC 100处理叶片中氯离子含量分别比PC 0高6.35%、24.30%和32.22%;其中PC 30处理4个时期叶片中氯离子含量分别为234.29、243.16、233.81和233.20 μg·g ^-1,显著提高了叶片的SPAD值和净光合速率,但PC 60和PC 100处理降低了叶片光合能力。施钾各处理土壤中速效钾的含量前期水平较高,后逐渐降低。PC 30、PC 60和PC 100处理钾释放高峰出现在6月,PC 0处理则在8月达到高峰。叶片中的钾含量在S3期达到最高值,而后逐渐降低,S4期叶片中钾含量最低。各施钾处理叶片中速效钾含量无显著变化。说明袋控缓释不同比例的钾肥中钾的释放速率对叶片钾的吸收没有显著影响。与PC 0相比,PC 30果实中氯离子含量无显著变化,平均含量55.0 μg·g ^-1,PC 60和PC 100处理果实中氯离子含量平均比PC 0处理高10.40%和28.45%。连续施肥处理2年,PC30处理的单果重和单株产量较对照有小幅增加;PC 60和PC 100处理则显著降低了果实单果重和产量。施用低量的氯化钾对果实品质没有显著影响,但连续施用中高量的氯化钾会降低果实品质。【结论】采用肥料袋控缓释的方法,用30%的氯化钾替代硫酸钾,不会造成土壤中氯离子的累积,并可以促进桃叶片光合作用,提高产量,不会引起果实品质下降和树体毒害,因此,生产中采用袋控缓释技术可以用适量的氯化钾替代硫酸钾。     

基于主成分-聚类分析评价不同定植年限核桃土壤微生物生态

【目的】 评价新疆南疆不同定植年限核桃土壤微生物生态,为分析核桃园土壤退化问题及研究区域土壤微生物生态健康的研究提供参考。【方法】 采用时空互代法,以叶城地区核桃树为研究对象,分析土壤理化性质、微生物数量和土壤酶活性等微生物生态特征在时间(5、8~10、15、20~25 年的定植年限)和空间(0~20 cm和20~40 cm土层)上的变化规律,并采用主成分-聚类分析进行评价。【结果】 随着核桃定植年限的延长,0~20 cm和20~40 cm土壤pH总体呈酸化趋势。土壤总盐和除速效磷外的其余养分含量有明显表聚现象,全氮和有机质含量呈先降低后升高趋势。土壤可培养细菌、放线菌和真菌数量也存在表聚现象,随着核桃定植年限延长,土壤细菌数量呈先升高后降低趋势,放线菌和真菌数量有增长趋势。脲酶和蔗糖酶活性均随土层深度的增加总体降低,但不同定植年限没有明显的变化规律。0~20 cm土壤微生物生态综合得分排名为核桃定植15年>20~25年>8~10年>5年;20~40 cm土壤为核桃定植20~25年>8~10年>15年>5年。【结论】 5年定植的核桃土壤微生物生态条件最差;0~20 cm表层定植15年、20~40 cm亚表层定植20~25年核桃土壤微生物生态条件最好。     

自然生草对黄河三角洲梨园土壤养分、 酶活性及果实品质的影响

【目的】探讨多年自然生草对黄河三角洲梨园土壤水溶性总盐、有机质、矿质元素及酶活性等土壤生化性状及果实品质的影响,为中国盐碱地改良及果园生草技术的推广应用提供理论依据和基本资料。【方法】以山东东营黄河三角洲自然生草2年、4年和7年的黄金梨[Pyrus pyrifolia (Burm.f.).cv. Nakai]园土壤及果实为试材,以清耕为对照,分别测定表层（0—20 cm）及亚表层（20—40 cm）土壤水溶性总盐、有机质、矿质元素及酶活性等土壤生化性状及果实品质指标,分析其变化特征。【结果】自然生草不仅显著提高了黄河三角洲梨园0—40 cm不同土层有机质含量,同时有效降低了土壤含盐量;在0—20 cm表土层,自然生草2年的土壤硝态N等主要矿质营养元素含量均极显著低于对照,而自然生草7年的土壤硝态N主要矿质营养元素含量均极显著高于对照,但在20—40 cm亚表层,生草2—7年土壤硝态N等主要矿质营养元素含量均极显著低于对照;自然生草7年梨园的0—20 cm表层土壤脲酶和碱性磷酸酶活性为0.79 mg•g-1和1.25 mg•g-1,分别是对照的3.8倍和1.5倍,而二者在20—40 cm亚表层无显著差异;自然生草4年及7年的果实脆度、可溶性固形物含量、香气总量、总糖含量及糖酸比均明显高于生草2年的各项指标,差异达显著或极显著水平。相关分析表明,在0—20 cm表土层,土壤5种酶活性与N、P、K、Mg及Zn大都极显著正相关;而在20—40 cm亚表层,除过氧化氢酶外, 其它4种酶活性与所有养分间的相关性大都不显著。【结论】自然生草对降低黄河三角洲梨园0—40 cm不同土层土壤含盐量及增加土壤有机质含量均具有明显作用;随着生草年限的增加,自然生草能有效提高参试梨园表层土壤酶活性及土壤矿质营养元素含量,并提升果实鲜食品质。     

退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响

 【目的】通过定量评估退耕还林（草）和降雨变化对延河流域土壤侵蚀的影响,为延河流域水土保持效益评价、流失治理和环境建设提供决策参考。【方法】利用延河流域日降雨、数字高程模型、土壤类型图、土地利用图和植被覆盖图,运用RUSLE模型,在ArcGIS平台的支持下计算流域1997年和2000年土壤侵蚀量,并分别模拟了退耕还林（草）和气候变化对土壤侵蚀的影响。【结果】由于降雨的变化,研究区年降雨侵蚀力均值由1997年的775.32 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1增加到了2000年的1292.07 MJ?mm?hm-2?h-1?a-1,降雨大大加剧了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）政策的实施,坡耕地面积大大减少,林草面积增加,植被覆盖和管理因子值显著减少,由退耕还林（草）前的0.1714下降到了退耕还林（草）后0.1592,减小了流域土壤侵蚀;由于退耕还林（草）的实施、气候变化以及水土保持工程措施和耕作措施变化共同影响,单位面积平均土壤侵蚀量由退耕还林（草）前的3 012 t?km-2?a-1增加到了退耕还林（草）后4 671 t?km-2?a-1,年土壤侵蚀总量2314×104 t增加到了3589×104 t。【结论】降雨变化使得研究区土壤侵蚀量增加了71.28%,退耕还林（草）约减少研究区土壤侵蚀量7.84%,二者共同作用使得研究区土壤侵蚀量增加了59.26%,退耕还林（草）政策的实施对减少区域土壤侵蚀的作用是显著的。     

黄土坡耕地玉米作物的防蚀作用研究

【目的】研究10°坡耕地上玉米的防蚀作用,为评价农作物的水土保持功能提供参考。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸地为对照,分析了10°坡耕地上不同生育期（幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期）玉米完整植株及其根系对坡面产流产沙量和过程的影响。【结果】在幼苗期、拔节初期、拔节中期、抽雄前期和抽雄后期,整株玉米和仅保留根系玉米的径流模数和侵蚀模数均呈逐渐降低的趋势;在玉米的同一生育阶段,径流模数和侵蚀模数均表现为裸地最高,只保留根系玉米次之,整株玉米最小。在产流产沙过程中,与裸地相比,整株玉米和只保留根系玉米均可有效地延迟产流产沙时刻、峰值出现的时刻以及平和产流和产沙过程,但只保留根系玉米平和产流产沙过程的作用较弱。【结论】只保留根系玉米与整株玉米的防蚀作用相似,都可有效地减少土壤侵蚀,但其对产流产沙过程的调控作用相对较弱。