子午岭地区植被演替过程中土壤养分及酶活性特征研究

选择植被自然恢复不同年限的阳坡梁坡地作为研究对象,采用时空互代法研究子午岭地区植被恢复过程中土壤养分和酶活性的变化.结果表明,植被恢复140 a内,不同土层土壤有机质含量、全氮含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性增加,且表土层(0～20 cm)土壤养分含量和酶活性高于下层土壤(20～40 cm).以裸露地为对照,土壤0～20 cm土层,有机质含量、全氮含量、蔗糖酶活性、脲酶活性、碱性磷酸酶活性和过氧化氢酶活性分别增加了23.8%～534.9%、9.3%～300.0%、213.6%～521.5%、40.4%～286.5%、22.7%～232.2%和3.2%～22.4%,土壤速效磷含量呈现波动变化, 过氧化氢酶活性变化幅度比其他三种酶低.土壤有机质含量与全氮、速效磷含量密切相关;土壤蔗糖酶与土壤有机质、全氮均为极显著的相关关系(0.930/0.918);土壤脲酶活性与全氮含量相关系数最高(0.804);土壤碱性磷酸酶活性与有机质、全氮含量都呈极显著相关(0.977/0.984);土壤过氧化氢酶活性与全氮含量极显著相关,相关系数达0.996.     

半干旱区秸秆覆盖量对土壤水分保蓄及作物水分利用效率的影响

2007～2008年在宁夏南部半干旱地区旱作春玉米播前设置了4种不同秸秆覆盖量(0、0.45、0.9、1.35万kg/hm2)处理,分析了该区秸秆覆盖量对土壤水分保蓄及水分利用效率的影响.两年定点试验表明,不同秸秆覆盖量对土壤含水量影响存在季节性、层次性差异;0.9 kg/hm2覆盖量处理,在玉米大喇叭口期以前,对保持0～40 cm土层的土壤含水量有显著效果(P< 0.05),较对照土壤水分含量提高了14.2%;秸秆覆盖量达到1.35万kg/hm 2时,土壤含水量不再显著增加.0.9～1.35万kg/hm2覆盖量处理较对照增产显著(P<0.01),幅度达16.9%;玉米水分利用效率较对照增加了4.3～5.6 kg/(mm*hm2),达到了极显著水平(P<0.01).     

有机肥无机肥配施对玉米生长期土壤水解酶活性的影响

为了探讨有机无机肥配施对土壤水解酶活性动态变化的影响以及土壤水解酶活性之间的相关性,在陕西省眉县进行田间试验,研究和分析土壤水解酶活性变化。结果表明,玉米生育期内,土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶在拔节期出现活性高峰,土壤脲酶活性在大喇叭口期达到玉米生育期最高峰。单施低量有机肥处理(M1N0)、单施中量氮肥处理(M0N2)和有机无机肥配施处理(M1N2、M2N2、M3N2),土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性比不施肥处理(M0N0)高,其中M2N2处理蔗糖酶活性最高26.56 mg glucose/(g土.24h),比M0N0处理高出48.63%,M3N2处理脲酶活性最高0.80 mg NH3-N/(g土.24h),比M0N0处理高出25.00%,碱性磷酸酶活性以M2N2处理最高2.21mg酚/(g土.24h),比M0N0处理高出0.16 mg酚/(g土.24h)。蔗糖酶与碱性磷酸酶活性、脲酶与碱性磷酸酶活性之间的相关性均达显著水平(P0.05),而蔗糖酶与脲酶活性之间的相关性未达显著水平(P0.05)。     

秸秆覆盖条件下不同施氮水平冬小麦氮素吸收及土壤硝态氮残留

通过田间定位试验研究秸秆覆盖条件下施氮量对小麦氮素吸收利用及土壤硝态氮残留的影响.试验包括覆盖(不覆盖和秸秆覆盖4500 kg/hm2)和施氮量(0,75,150,225和300 kg N/hm2)两个因素,共10个处理,重复3次.3年结果表明:秸秆覆盖对冬小麦吸氮量没有显著影响,但在偏旱年份,秸秆覆盖有利于提高氮肥利用效率.与不覆盖类似,秸秆覆盖冬小麦吸氮量在3年间呈持续增加趋势.不论秸秆覆盖还是不覆盖,施氮量小于等于150 kg/hm2时,对土壤硝态氮残留量均没有显著影响;施氮量高于150 kg/hm2时,土壤残留硝态氮量则显著增加,0～200 cm剖面出现明显的累积峰,秸秆覆盖土壤残留硝态氮累积峰较不覆盖处理深40 cm左右.     

秸秆覆盖对宁南早作农田活性有机质及碳库管理指数的影响

在宁南半干旱区早作农田连续进行了4 a不同秸秆覆盖量的冬小麦栽培试验,对不同秸秆覆盖量下的土壤碳库活度(A)、碳库活度指数(AI)、碳库指数(CPI)和土壤碳库管理指数(CMPI)进行了分析.结果表明:与不覆盖(CK)相比,0.9-0.6万kg/hm2覆盖量下0～20 cm土层土壤总有机碳含量显著提高1.46～1.01...     

柠条林地土壤酶活性特征研究

对固原县上黄试区柠条林地土壤酶(脲酶,碱性磷酸酶,蔗糖酶) 的活性进行测试分析,分析比较不同坡向、不同坡位、不同林龄和不同剖面深度条件下酶活性的变化.结果表明:坡向对土壤酶活性的影响不显著;坡位对土壤酶的活性有明显的影响,坡上部酶活性普遍高于坡下部,坡中部酶活性波动较大;土壤酶活性随林龄的增大而提高,10年生柠条林地平均脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性分别仅为20年生柠条林地相应酶活性的59.0%、41.1%和52.9%;土壤酶活性随土壤剖面深度的增加而降低,20年生柠条20～40 cm、40～60 cm和60～80 cm土层的脲酶活性分别比0～20 cm表层土脲酶活性下降25.7%、61.3%和81.4%;碱性磷酸酶与蔗糖酶在有机质腐殖化过程中具有协同反应,关系密切.     

渭北旱塬区秸秆覆盖还田对土壤团聚体特征的影响

为了研究不同秸秆覆盖还田量对半湿润易旱区土壤团聚体分布状况和稳定性特征的影响,在渭北旱塬设置三种覆盖还田量(SM1:13 500 kg/hm2、SM2:9 000 kg/hm2、SM3:4 500 kg/hm2),以不覆盖为对照进行定位试验,研究了秸秆覆盖还田对土壤容重、土壤有机碳、土壤团聚体数量、大小及分形维数的影响。结果表明,秸秆覆盖还田后,土壤容重随秸秆覆盖还田量的增加而减小,0~20 cm土层土壤容重较对照降低了2.00%~5.28%(P>0.05);土壤总有机碳含量随着土层深度的增加而递减,在0~20 cm土层,土壤总有机碳含量较对照显著提高10.82%~23.93%。10~30 cm土层,SM2处理下>0.25mm机械稳定性团聚体含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于SM1、SM3,各处理间差异不显著;在0~40 cm土层,各处理>0.25 mm土壤水稳性团聚体、MWD和GMD较CK均有不同程度提高,但差异不显著。各处理均可提高0~30 cm土层土壤团聚体稳定性,其中SM2团聚体分形维数D最小,其次为SM1、SM3。可见,秸秆覆盖还田可促进土壤团聚体的形成,提高团聚体的稳定性,以SM2覆盖还田的效果最佳。     

燕沟流域退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应

本文以黄土高原丘陵区陕北延安燕沟流域为例，研究了退耕地土壤有机碳、全氮和酶活性对植被恢复过程的响应。结果表明，随植被恢复年限的增加，植被盖度、多度和物种数均呈现先增加后减少然后又增加的趋势。同当年对照农地相比，随着植被恢复年限的增加，表层（0～20cm）土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均明显增加，过氧化氢酶活性随植被恢复年限的增加变化不明显。同对照农地相比，表层土壤有机碳、全氮、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性分别增加了35％～184．6％、5．7％～157．4％、89．6％～566％、32．9％～331．2％和0．18％～184．8％。表层土壤有机碳和脲酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期（0～8年），随植被恢复年限的增加而增加，植被恢复8～29年期间，随植被恢复年限的增加而减少，而植被恢复29a以后，又随植被恢复年限的增加而增加。而表层土壤全氮、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性对植被恢复的响应是在植被恢复初期（0～16年），随植被恢复年限的增加而增加，植被恢复16～29年期间，随植被恢复年限的增加而减少，植被恢复29a以后，又随植被恢复年限的增加而增加。表层土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性与有机碳和全氮呈极显著的相关关系，而表层土壤过氧化氢酶活性与有机碳和全氮相关性不明显。     

荒漠灌区不同种植年限苜蓿地土壤酶活性的变化研究

在干旱荒漠绿洲区大田试验条件下,研究了不同种植年限(0,3,4,5,7,10 a)苜蓿地土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶及过氧化氢酶活性的季节性动态变化,旨在探讨种植不同年限苜蓿对土壤生物化学性状的影响,为粮草合理轮作周期的制订提供科学依据。结果表明:种植苜蓿与撂荒地相比,土壤酶活性得到不同程度的提高,且各年限间土壤酶活性差异显著。其中土壤脲酶、蔗糖酶及纤维素酶活性均随生长年限增加呈先增高后降低再增加的变化趋势,而淀粉酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均随种植年限增加呈先升高后降低的变化趋势,种植苜蓿5a土壤酶活性增加最明显,0~60 cm土层依次较CK分别增加了80.56%、69.91%、46.75%、533.33%、110.71%、11.81%;土壤6种酶的活性均随着土层深度的增加而减小,在表层0~20 cm土层,土壤酶活性最强。脲酶和淀粉酶活性在夏季最高,蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶及碱性磷酸酶活性均在春季达到最高。对6种酶之间的相关性进行分析,研究发现除蔗糖酶外,其余5种酶间呈显著或极显著相关。     

渭北果园土壤有机质及酶活性研究

为了探讨渭北果园土壤生物质量演化趋势,分析制约地区苹果可持续发展的土壤因素,在渭北旱塬果区选择了<10 a、10~20 a、>20 a园龄段苹果园各3个,选用农田土壤作为对照,研究0~100 cm范围内土壤有机质、过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性的变化趋势。结果表明,随着果树种植年限的增加,果园土壤有机质含量仅在表层0~20 cm有不同程度地累积趋势,且在>20 a果园累积较为明显;20~40 cm土层处有机质呈现在植果初期递减,20 a后逐渐增加的趋势;果园土壤3种酶活性变化差异主要体现在0~40 cm土层范围,过氧化氢酶活性在0~40 cm呈现递减趋势,且在0~100 cm土层显著高于农田土壤;脲酶活性在0~40 cm有不同程度递增过程,碱性磷酸酶活性在0~40 cm也呈现出相对增高的态势。相关性分析表明土壤有机质与3种酶之间存在着极显著相关。由此得出,渭北地区果树对土壤生物质量的影响主要体现在0~40 cm范围,果园土壤过氧化氢酶活性显著递减和表层土壤脲酶活性增加可能会对苹果树生长产生一定影响。     

辽西易旱区不同耕作方式对土壤物理性能的影响

比较了不同耕作方式对土壤水分、温度、容重、孔隙性状和养分的影响。结果表明,保护性耕作有抑制蒸发保墒作用,分别表现在苗期0-20cm土层以及作物生长发育后期40cm以下土层,提高了水分利用率,其中留茬覆盖可以比传统耕作提高16.53%,增产幅度可达13.56%;保护性耕作的土壤温度低于传统耕作,尤其留茬覆盖表现最为明显,其降低土壤温度的效应主要发生在苗期和土壤表层;保护性耕作方式提高了毛管孔隙度,提高了涵养水分的作用,但土壤容重的增加影响作物的播种和出苗;保护性耕作对土壤有机质和速效养分的变化有着一定的影响,但各种方式间差异不显著;在辽宁省西部干旱和半干旱地区建议采用以留茬覆盖为主的保护性耕作方式。     

水分和温度对冬小麦和玉米免耕作产量影响的研究

本文对宁夏彭阳县旱地冬小麦、玉米的免耕作中水分和温度对产量的影响进行了探索。试验结果表明:播种前、后,旱地免耕作膜侧种植冬小麦处理比无地膜覆盖常规耕作处理的土壤含水量高,膜侧种植冬小麦生育后期土壤水分明显高于无地膜覆盖常规耕作处理。膜侧的土壤含水量高于膜内的土壤含水量,有利于膜侧冬小麦的生长。旱地免耕作膜侧冬小麦产量达3540kg/hm2,比对照增产78.8%,纯收益比对照提高79.7%。旱地玉米免耕作秸秆覆盖处理的土壤含水量明显高于常规耕作玉米处理的土壤含水量。覆盖1/2玉米秸秆、全部玉米秸秆处理的土壤平均含水量分别比常规耕作增加11.1%和9.8%。但是常规耕作有地膜覆盖,对耕层土壤的增温效果最好,而玉米秸秆覆盖对土壤增温的效果较差。覆盖1/2玉米秸秆、全部玉米秸秆处理产量分别比常规耕作减产25.4%和11.2%。     

覆盖处理苹果细根分布与土壤物理性状响应关系研究

以12年生红富士苹果树为试材,研究黄土高原旱塬区不同覆盖措施(覆膜、覆草、覆沙)对苹果细根(直径≤2 mm)及土壤性状的影响。结果表明:地表覆盖可有效降低土壤容重,增大土壤含水量及孔隙度,增加细根数量,增大根系吸收水肥效率。覆膜处理细根水平分布范围与清耕(CK)相似,在距干0~90 cm范围内,垂直密集分布最大深度由CK的60 cm提升至40 cm,36.05%的细根分布在0~20 cm土壤表层。与CK相比,覆草、覆沙处理的细根水平分布范围由90 cm扩展至120 cm,垂直均匀分布整个土壤剖面,利于树体对深层土壤水肥的吸收利用。土壤物理性状与细根根长、表面积、根长密度呈极显著相关,覆膜处理中根径与比根长也与土壤物理性状表现出相关性。综合分析根系分布与土壤物理性状,覆草处理是陇东旱塬区苹果园较为适宜的地表覆盖模式。     

地膜-秸秆双重覆盖模式下果园土壤养分含量研究

为了研究地膜-秸秆双重覆盖模式对渭北旱塬果园土壤养分含量的影响,对5个不同处理(地膜压玉米秆双重覆盖、地膜压短麦秆双重覆盖、长麦秆压地膜双重覆盖、地膜压长麦秆双重覆盖和无覆盖清耕对照)下果园0~100 cm土层深度范围内的土壤养分含量进行测定,并统计了苹果产量。结果表明:地膜-秸秆双重覆盖模式能显著提高果园土壤养分平均含量,并提升养分有效性;其中地膜压短麦秆双重覆盖处理综合效果最佳,土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量均显著高于无覆盖对照(P0.05),提高比例分别为29.72%、8.82%、19.35%、51.87%、22.66%;碱解氮含量提高比例高于全氮,说明该模式能够提高氮肥有效性。与无覆盖对照相比,地膜-秸秆双重覆盖模式对土壤剖面养分垂直变异影响不明显,均呈现出随深度增加先降低后缓慢递增的趋势。从提高土壤养分含量和提升其养分有效性的角度出发,利用地膜压短麦秆双重覆盖模式进行果园土壤管理可以成为实现渭北旱塬果园高产、优产、稳产的有效途径之一。     

四川丘陵区保护性耕作对土壤水分和油菜产量的影响

通过四川丘陵区3处理3重复的4年定位试验,研究了保护性耕作栽培与传统耕作栽培模式对土壤水分及油菜产量的影响。结果表明:覆盖处理对土壤有较好的保墒作用,在油菜整个生育期,覆盖处理土壤水分含量均高于翻耕不覆盖处理(CK),土壤水分增加幅度为4.9%~12.8%,达到极显著水平;油菜苔花期覆盖处理(翻耕覆盖、免耕覆盖)的土壤水分比翻耕不覆盖处理(CK)平均分别增加4.1%、7.6%,增加幅度为2.2%~12.2%。覆盖处理有利于增加油菜单株角果数,覆盖处理的油菜单株角果数比翻耕不覆盖(CK)增加2.5%~10.4%;保护性耕作对油菜增产作用明显,覆盖处理比翻耕不覆盖(CK)平均分别增产6.0%、10.5%,增产幅度为3.8~12.6%,均达到极显著水平,油菜单株角果数的增加对油菜增产有重要的作用。     

移栽甜玉米田覆盖控草技术

为了明确不同覆盖方式对甜玉米田杂草出苗生长的抑制效果,寻求更安全环保的控制甜玉米田杂草发生危害的方法,本研究采用大田试验,在甜玉米移栽前,将不同厚度的玉米秆、水稻秆及1层黑色地膜均匀覆盖于小区内.结果显示,处理后20、40 d,黑色地膜能完全抑制甜玉米田杂草的生长,且能显著提高甜玉米产量,增产率为45％;不同厚度的稻秆和甜玉米秆覆盖能够控制杂草的发生,且覆盖厚度越厚,控草效果越好,顺序为稻秆20 cm＞甜玉米秆20 cm＞稻秆10 cm＞甜玉米秆10 cm.秸秆覆盖均能显著增加甜玉米的产量,且甜玉米秆20 cm处理的甜玉米产量最高,但彼此间无显著性差异.     

不同保护性耕作措施对黄土高原旱作农田土壤物理结构的影响

选取黄土高原半干旱区连续4年进行保护性耕作的玉米样地,定位试验,研究了不同耕作方式对耕层土壤理化性质的影响。结果表明:免耕秸秆覆盖(NTS)可显著降低0~5 cm表层土壤容重,传统耕作秸秆粉粹还田(TS)和NTS处理可显著降低5~10 cm、10~30 cm土层的土壤容重;NTS处理可显著增大0~5 cm表层土壤孔隙度,TS和NTS处理可显著提高5~10 cm1、0~30 cm土层的土壤孔隙度;NTS处理可显著降低各层土壤的坚实度,其它处理对表层0~5 cm无显著影响,免耕无秸秆覆盖(NT)处理显著增加了5 cm以下的土壤坚实度;NTS处理0~5 cm表层土壤水分入渗率显著加强,而NT处理则显著减弱;土壤水稳性大团聚体含量均为:NTSNTTS传统耕作(T)。本试验中NT处理对土壤结构的改良效应不明显,NTS处理对于黄土高原土壤结构改良效果最佳。     

陇东旱塬地表覆盖方式对苹果生育后期叶片质量及根际土壤微环境的影响

为探明陇东旱塬区不同覆盖方式对苹果生育后期叶片质量、根际生态环境的影响，以16 a生，连续6 a覆盖的盛果期“长富2号”苹果树为试材，设清耕（CK)、覆膜、麦草覆盖、覆黑膜+麦草（膜+草）等4个处理，调查叶片养分、活性氧代谢功能，测定0～100 cm内不同深度土层土壤水分、容重、有机质等，对根际土壤微生物数量及土壤酶活性进行分析。结果表明：麦草覆盖处理可有效提高苹果叶片叶绿素与淀粉含量，增幅分别为CK的2.79%、29.09%；根系集中分布层（20～40 cm）土壤水分、有机质含量增高，分别为CK的102.93%,135.96%；土壤容重仅为CK的96.32%，并有效提高各土层土壤酶活性，特别提高土壤表层（0～20 cm）酶活性，脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性为CK的157.14%、218.5%、118.02%、193.21%，可有效提高土壤中微生物总量,为CK的134.19%，其中细菌与真菌的数量增高，放线菌的数量降低；根系活力与土壤水分、孔隙度、微生物含量及脲酶、蔗糖酶等呈极显著正相关，与土壤容重、过氧化氢酶呈极显著负相关。覆膜与膜+草处理对叶片及土壤环境改善效果较差。综合分析根际土壤理化性状及土壤酶、微生物空间分布特征等，认为麦草覆盖处理是陇东旱塬区苹果园适宜的地表覆盖方式。     

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。     

不同覆盖方式对温室葡萄耗水规律和产量的影响

为筛选出适合河西走廊地区的日光温室葡萄最佳覆盖模式,在张掖市水务局灌溉试验站,设白膜+秸秆覆盖、黑膜+秸秆覆盖、白膜覆盖、黑膜覆盖、秸秆覆盖和砂子覆盖等不同覆盖处理,对温室葡萄耗水规律和产量表现进行了研究分析。结果表明:1不同覆盖方式均可增加土壤含水量,秸秆+黑膜覆盖下的土壤含水量最大,全生育期内秸秆+黑膜覆盖下的土壤相对含水量达到了16.54%,单一的秸秆覆盖的土壤含水量在中后期也增大较快,土壤含水量增大到了17.64%,秸秆+地膜双重覆盖与单一的秸秆覆盖在中后期均能明显提高土壤储水能力;2不同覆盖处理相比对照(不覆盖)均能增加葡萄产量,以黑膜+秸秆覆盖葡萄的增产效果最好,增产高达28.85%(P0.05),白膜+秸秆覆盖增产25.53%(P0.05);3不同覆盖处理均能调节土壤温度,地膜+秸秆覆盖方式兼备了单一地膜和单一秸秆覆盖处理的特点,前期土壤升温幅度大于秸秆覆盖,后期降温趋势小于地膜覆盖,且以黑膜+秸秆覆盖较为明显,其处理下土壤温度保持在21.13℃左右;4各覆盖处理均可提高灌溉水利用效率(IWUE)和水分生产效率(WUE),达到节水增产的目的,以黑膜+秸秆效果最好,黑膜+秸秆覆盖处理的灌溉水利用效率和水分生产效率均最大,分别达到了6.53 kg·m~(-3)和5.88 kg·m~(-3)。