华北农牧交错带种植禾本科牧草对土壤N、P、K的影响

于2004年在中国农业大学塞北草业科学实验站( 河北省张家口塞北管理区,沽源),研究种植4年的多年生禾本科牧草新麦草Psathyrostachys juncea、无芒雀麦Bromus inermis、兰茎冰草Agropyron smithii和一年生饲料作物燕麦Avena sativa对土壤化学性状的影响.试验表明,生长第4年从春季到秋季,多年生牧草草地比燕麦地土壤全氮含量0～10 cm土层中高0.07%,10～20 cm土层中高0.11%,20～30 cm土层中高0.09%.7月由于受施肥的影响,0～20 cm土层燕麦地土壤全磷含量较其它牧草地高,6-9月燕麦地全磷含量均较其它牧草地低,且差异显著.多年生草地间比较,无芒雀麦草地土壤全磷含量最高.同一生长时期,同一土层多年生牧草地土壤速效钾含量均大于燕麦地,且差异显著(P＜0.05).     

不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响

适宜的牧草混播对于改善退化高寒草甸及高寒地区畜牧业现状具有重要的现实意义,但不同牧草混播条件下退化高寒草甸土壤养分及生物量变化特征尚不明确。为此,本研究以垂穗披碱草（Elymus nutans）、早熟禾（Poa pratensis）、呼伦贝尔苜蓿（Medicago falcata）为试验草种,在三江源区重度退化高寒草甸开展为期3年的混播试验,探讨不同牧草混播对退化高寒草甸土壤养分及生物量的影响。结果表明：不同牧草混播条件下,草甸土壤有机碳含量与全氮及不同形态氮素含量呈显著正相关（P<0.05）;草甸土壤养分含量发生显著变化（P<0.05）,EM（垂穗披碱草+呼伦贝尔苜蓿）混播的土壤养分状况最佳;草甸地上、地下生物量显著增加（P<0.05）,EM混播的效果最为显著（P<0.05）。综上,在重度退化高寒草甸恢复过程中,如采取人工草地建植手段,建议选择EM混播。     

紫花苜蓿与多年生黑麦草不同种植模式下沙化土壤碳、氮含量和酶活性研究

通过豫北地区连续6年定位试验,以沙化裸地为对照,研究了紫花苜蓿单播、多年生黑麦草单播、紫花苜蓿与多年生黑麦草混播3种种植模式下土壤碳、氮含量和相关土壤酶活性,并分析了其间的相互关系。结果表明:与沙化裸地相比,0~40cm土层3种种植模式下土壤碳、氮含量均不同程度地增加。其中,土壤有机碳含量表现为紫花苜蓿与多年生黑麦草混播模式下最高,为9.17g/kg;土壤全氮和碱解氮含量表现为紫花苜蓿/多年生黑麦草混播和紫花苜蓿单播模式下最高,且二者之间无显著性差异(P>0.05);紫花苜蓿/多年生黑麦草混播模式下土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶活性最高,分别比沙化裸地增加266.80%、87.79%、49.96%、433.26%和232.38%;相关性分析表明,土壤有机碳分别与蔗糖酶和淀粉酶呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)正相关,土壤碱解氮与脲酶呈显著正相关(P<0.05)。因此,试验中蔗糖酶、淀粉酶和脲酶可表征土壤碳、氮特征。由此认为,相对于沙化裸地,豫北地区经6年人工草地建植,土壤碳、氮含量以及相关土壤酶活性有效提高,以紫花苜蓿/多年生黑麦草混播为最佳的种植模式。     

混播种类与混播比例对豆禾混播草地浅层土壤养分的影响

以3种豆科牧草与3种禾本科牧草在混播种类为3、4、5、6与豆禾比5∶5、4∶6和3∶7条件下建立混播草地。依据2008-2010年各混播处理的土壤浅层有机质、氮、磷、钾养分含量,分析了混播种类与豆禾混播比例对土壤养分分布与积累规律的影响。结果表明,豆禾牧草混播后,土壤碱解氮较单播禾草增加,土壤有效磷则较所有单播草地都增加。随着豆科牧草比例的减少,土壤有机质、碱解氮、全磷和有效磷含量呈减少趋势。混播种类较少时土壤有机质、全氮、有效磷、全钾含量较高,而土壤碱解氮、速效钾含量较低;混播种类较多时土壤碱解氮、速效钾含量较高,而土壤有机质、全磷、有效磷、全钾含量较低。双因素方差分析结果表明,混播种类及混播种类与混播比例的交互效应是影响土壤养分差异的主导因素,而混播比例仅对土壤全磷、全钾含量造成了显著影响(P0.05)。因此,豆禾牧草混播有利于改善土壤速效氮、磷养分的供应,而增加豆科牧草的比例并没有显著增加土壤养分供给(P0.05)。     

苜蓿、无芒雀麦单播与混播对土壤有机质和速效养分的影响

2003年5月在内蒙古自治区通辽市内蒙古民族大学试验农场建立试验小区,研究科尔沁地区不同生长年限的甘农1号杂花苜蓿(Medicago varia Martin. cv.Gannong No.1)、无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)单播与混播草地土壤有机质、速效氮和速效钾含量动态,旨在为该地区人工草地管理和生态恢复提供理论依据。结果表明:随着牧草生长年限延长,土壤有机质、速效钾含量呈递增趋势,速效氮含量仅在0~10cm土层呈增长趋势,而在10~30cm土层呈下降趋势;草地类型对土壤有机质、速效氮和速效钾积累有明显影响;无芒雀麦单播草地土壤有机质和速效钾平均含量最高,速效氮平均含量最低,混播草地则更有利于土壤速效氮的积累。     

不同补播配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响

以不同人工补播配置模式(禾本科牧草混播、豆科牧草混播、禾本科+豆科牧草混播、禾本科牧草+豆科牧草+小灌木混播及封育未补播)为研究对象,研究补播不同牧草配置模式对宁夏荒漠草原土壤有机碳和全氮储量的影响。结果表明:在0~10cm和10~20cm土层间,禾本科牧草混播模式土壤有机碳和全氮含量最高;在20~40cm土层,封育未补播处理土壤有机碳和全氮含量最高(P<0.05)。在0~40cm土层,土壤有机碳储量表现为:禾本科牧草混播>禾本科+豆科混播>封育未补播>豆科牧草混播>禾本科+豆科+小灌木混播。土壤全氮储量表现为:封育未补播>禾本科+豆科混播>禾本科牧草混播>禾本科+豆科+小灌木混播>豆科牧草混播;短期内0~20cm土层是4种补播配置模式土壤有机碳和全氮的主要蓄积层,20~40cm土层是封育未补播土壤有机碳和全氮的主要蓄积层。因此,应加强长期监测,并在兼顾生态恢复和产业发展的同时,选择适宜的人工恢复措施。     

种植多年生禾本科牧草对土壤物理性状的影响

在中国农业大学塞北草业科学实验站,对种植3年的多年生禾本科牧草新麦草Psathyrostachys un-cea、无芒雀麦Bromus inermis、蓝茎冰草Agropyron cristatum和一年生饲料作物燕麦Avena sativa对土壤物理性状的影响进行了研究,试验表明,生长第3年从春季到秋季,0~10,10~20,20~30 cm多年生禾本科牧草草地土层中,土壤容重平均降低9.29%,8.64%,6.38%。从7月开始,多年生禾本科牧草草地土壤含水率明显高于燕麦地。生长第3年从春季到秋季0~10 cm土壤,多年生牧草使土壤孔隙度平均增加6.45%,燕麦地减小了1.04%;10~20 cm,多年生牧草使孔隙度平均增加7.15%,燕麦地增加了1.49%。0~30 cm土层中,≥0.25 mm土壤团聚体总数,多年生牧草平均为73.89%,比燕麦地(平均为65.44%)高8.45%。     

小麦间套作苜蓿对土壤养分及作物养分吸收效率的影响

依托2014年晋西南开展的田间试验,分析了2017年和2018年小麦单播、苜蓿单播和小麦-苜蓿混播的土壤有效养分含量、作物产量及其养分吸收效率。结果表明:在0～60cm土层内,3月份苜蓿单播速效氮含量高于小麦单播和混播,6月份苜蓿单播土壤有机质含量低于小麦单播和混播。整个生育期60～200cm层苜蓿单播速效氮和速效磷含量低于小麦单播和混播。与单播相比,小麦-苜蓿混播不仅提高了小麦植株氮含量,还增加了作物系统植株养分积累量,提高了养分吸收效率。小麦-苜蓿混播净增产高达2903.9kg/hm~2,作物系统产量较小麦单播提高了22.4%,较苜蓿单播提高了44.8%,土地当量比大于1,表明间套作种植具有产量优势。     

秦王川灌区不同绿色覆盖方式预防土壤次生盐渍化效应研究

因灌溉不当和土壤裸露而引发的土壤次生盐渍化问题已成为西部灌区农业可持续发展的主要障碍。通过研究裸地、单作春小麦Triticum aestivum、红豆草Onobrychis viciaefolia和春小麦/毛苕子Vicia villosa 4种处理的土壤可溶性盐分时空动态,分析和对比了它们的动态变化差异。结果表明：在春小麦收获期,3种种植方式对0～20 cm土层均具有明显的抑盐效应,含盐量下降幅度达16.4%～30.5%,其中单作春小麦与单作红豆草和春小麦/毛苕子差异显著,而单作红豆草和春小麦/毛苕子差异不显著;单作小麦使0～80 cm土层积盐14.2%,而春小麦/毛苕子和红豆草使0～80 cm土层脱盐19.7%和23.0%;单作春小麦地土壤含盐量垂直分布表现为中层高（20～60 cm）、上下层（0～20 cm和60 cm以下）低,而单作红豆草和春小麦/毛苕子表现为上层（0～20 cm）低、下层（20 cm以下）高的特征。春小麦收获后,单作春小麦地土壤表层快速积盐,其含盐量甚至高于裸地,而单作红豆草和春小麦/毛苕子地表层盐分变化较小。秦王川灌区若采取春小麦/毛苕子的种植模式,不仅可以预防土壤的次生盐渍化问题,还能多生产36 018 kg/hm2的牧草。     

混播比例和施氮肥对箭筈豌豆/燕麦草地根系特性的影响

豆科和禾本科牧草混播是栽培草地的重要模式之一,能显著改善土壤,提升系统可持续生产能力。牧草根系是土壤有机质返还的重要来源,但混播草地中牧草根系特性的变化尚不清楚。以箭筈豌豆和燕麦草地为对象,研究了不同施氮肥水平和混播比例下其根生物量、根性状的变化。结果表明:1)混播比例和施氮肥对草地根生物量和根性状有显著交互作用,混播草地根生物量显著大于单播;与高氮肥处理相比,根生物量在低、中氮肥处理下更高;高氮肥对根长、比根长、根表面积和比根面积在植物生长前期表现为抑制作用,在生长后期随混播中箭筈豌豆比例的增大,抑制作用减轻。2)混播条件下土壤硝态氮含量大于单播,而土壤铵态氮含量仅在乳熟期时大于单播,且随混播中箭筈豌豆比例增大,矿质氮含量增加;施氮肥对0~30 cm土层中的矿质氮含量有显著影响,其含量在施氮肥100 kg·hm^-2下最高,不施肥下最小。3)根生物量与土壤硝态氮含量间显著正相关,根长、根表面积、根体积与土壤硝态氮含量间显著负相关。综上,混播中箭筈豌豆比例的增加有助于改善土壤矿质氮,优化混播草地根性状。     

利用方式对盐渍化土壤中有机质和盐分的影响

在河西盐渍化土地区选择了天然草地、小麦地、1年生苜蓿地、2年生苜蓿地和3年生苜蓿地,就不同利用方式对盐渍化土有机质和盐分的影响进行了研究.结果表明,种植农作物后,土壤的有机质含量明显下降;种植苜蓿后,前2年土壤有机质含量减少,3年后显著增加.土壤盐分在开垦种植后显著下降,苜蓿地的降盐效果更好.可溶性阳离子中,Mg2 含量的下降趋势最大,其变化曲线与全盐相同;Na 向土壤下层迁移,Ca2 含量随土壤深度的增加而降低, K 含量下降.     

煤矸石山不同植被根际可培养微生物数量的动态变化

为探究不同植被类型在煤矸石山修复过程中对土壤修复的响应,以排矸超过60年的自然恢复煤矸石山为研究对象,在3个季节（春季、夏季、秋季）,对3种植被类型（草本植物、灌木、乔木）根围0～30 cm土层范围内的土壤微生物数量和理化性质进行研究。结果表明：3种植被类型均显著增加了煤矸石山微生物的数量;草本植物、灌木和乔木对真菌数量的增加量要高于细菌和放线菌;分别是裸地的3.95,2.87,3.50倍;细菌、放线菌和真菌数量的峰值分别出现在夏季、春季和秋季。3种植被类型均增加了土壤有机质、速效氮和速效钾的含量;降低了土壤pH值。植被通过增加土壤有机质和速效养分含量,增加了煤矸石山区土壤中3大类可培养微生物的数量,尤其是真菌的数量。植被生长更有利于20～30 cm土层微生物数量的增加,草本植物和灌木对表层土壤微生物数量的增加效果好于乔木。     

宁夏黄河灌区盐碱地不同苜蓿品种种植试验

为选择更为耐盐的苜蓿Medicago sative品种,在宁夏黄河灌区0～60 cm土层全盐含量为0.47%的盐碱地种植8个苜蓿品种,并进行了试验田土壤盐分含量、参试品种物候期、株高、分枝数、主根长、侧根数、出苗率、保苗率、苗期至翌年返青期不同阶段田间苜蓿株数、鲜草产量、干草产量等测定.结果表明:宁苜1号齐苗率、保苗率、成株期田间株数和鲜、干草产量显著高于其他品种,是更具耐盐碱的苜蓿品种.同时阐明:苜蓿在盐碱地种植后的出苗率和保苗率是衡量品种耐盐碱性的一个重要指标.     

玉树典型嵩草草甸植物及土壤特性初探

以青海玉树小嵩草(Kobresia pygmaea)、藏嵩草(K.tibetica)健康草甸和退化草甸为研究对象,测定并分析比较了草甸的株高、盖度等植被特性和土壤有机质、土壤全氮、土壤全磷等土壤养分的变化规律,同时分析了环境因子对生物量的贡献率。结果表明,退化嵩草草甸植被盖度、植被高度和生草层厚度显著降低（P≤0.05）,鼠洞密度、裸地面积显著增加（P≤0.05）;退化嵩草草甸土壤含水量、土壤有机质和土壤全氮显著降低（P≤0.05）;土壤因子对生物量的贡献率最大,土壤因子与其它环境因子存在较高的多重共线性。以上结果说明,土壤因子质的改变是嵩草草甸退化最显著的特征。     

利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质光谱学特性的影响

为深入了解不同利用方式对青海省高寒草甸土壤可溶性有机质含量和结构特性的影响,以次生沙棘林地、退耕还林地、农田和天然放牧地等4种利用方式土壤作为对象,研究了其0~10 cm和10~20 cm土层可溶性有机质含量、紫外-可见光光谱及其特征参数、荧光光谱及其特征参数等。结果表明,0~10 cm土层可溶性有机碳和有机碳含量由高到低的顺序为天然放牧地>退耕还林地>次生沙棘林>农田。10~20 cm土层中的可溶性有机碳及有机碳含量在退耕还林地和次生沙棘林中较高。有机碳含量和可溶性有机碳含量及其复杂程度随土层的加深而降低。天然放牧地土壤可溶性有机质的芳香化程度和腐殖化程度较高,含有较多的多环芳烃。研究结果指出,天然放牧地土壤可溶性有机质的结构更为复杂,稳定性更强,对维护青海省高寒地区碳库平衡和生态稳定有积极作用。0~10 cm土层土壤可溶性有机质的结构更为复杂。     

黄土高原坡地退耕恢复草地的土壤水分动态

为了解黄土高原水蚀风蚀区坡地退耕还草后的土壤水分消耗与补充过程,利用2003年开始的野外坡面径流小区定位观测土壤剖面水分,分析坡地退耕还草多年后的土壤水分动态变化及丰水年的恢复状况。结果表明:坡地退耕还草后,土壤水分含量降低,多年以后,苜蓿地显著低于坡耕地,含水量已接近或者达到萎蔫含水量。撂荒草地土壤水分含量稍低于坡耕地,尽管坡耕地有较多的径流,但是土壤水分含量保持在较高水平。2010年初3个处理土壤剖面平均含水量分别为7.4%,12.6%,12.5%,丰水年降水可以不同程度的补充土壤剖面水分,补充深度较一般年份深110 cm左右,苜蓿地、撂荒地、坡耕地土壤水分分别恢复到10.0%,14.5%,15.5%,分别增加了35.1%,15.1%,24.0%。因此,坡耕地退耕种植紫花苜蓿(Medicago sativa)导致土壤水分含量显著降低,只有在丰水年土壤水分含量才有较明显的恢复。     

松嫩草地土壤酶活性对土壤盐分季节动态的响应

以松嫩平原自然盐碱草地为对象,研究土壤酶活性与土壤盐分随生长季变化而变化的规律及相互关系,以初步探讨土壤酶活性对盐分离子变化的响应。结果表明:土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和转化酶活性的季节变化规律不同,表现出一定的顺序作用。土壤总体酶活性指数在5月到9月先降低后升高,在6月最低,主要受转化酶活性变化的影响;土壤全盐含量从5月到9月逐渐降低,以6月、8月降幅最大,与5月相比分别降低28.04%、39.33%,主要受Mg^2+、HCO3^-含量降低影响。在整个生长季内,土壤酶活性与各盐分离子含量的相关性较好,随季节变化两者的相关性逐渐增强,在8月、9月相关性最强。不同季节不同土壤酶与不同盐分离子间的量化关系较好,而土壤总体酶活性指数与盐分离子间的量化关系较差。以上结果表明,不同土壤酶活性在不同季节随土壤盐分离子的变化而变化,可以尝试选用单一土壤酶活性指示不同季节单一盐分离子的变化,而土壤总体酶活性指数不能指示土壤盐分离子的变化。     

贵州人工草地-农田景观土壤水分界面研究

采用野外测定、室内统计和移动窗口法相结合,对贵州人工草地-农田界面土壤水分的时空分布和影响宽度动态进行了研究,以期为西南山区的退耕还草和草田轮作/间作提供参考。结果表明:在空间上,研究区人工草地土壤表层(0～20 cm)的含水量高于农田;在时间上,研究区一年四季土壤表层水分的表现为“高-低-高”的变化规律,表明春季、夏季和秋季、冬季分别为土壤水分的贮存期、消耗期、恢复期。通过移动窗口法判定得出,研究区土壤水分界面位置与景观界面位置重合,春季界面总宽度为41 m,一年四季表现为“宽-窄-宽”的变化规律,土壤水分界面在农田系统的影响域变化与总界面宽度保持一致,而在人工草地系统则表现为随着季节的推移界面影响域越来越窄;由此可将研究区划分为人工草地功能区系统、人工草地-农田复合功能区系统和农田功能区系统。该研究对南方草地畜牧业的可持续发展和界面理论的丰富具有参考价值。     

基于Meta-analysis研究中国北方苜蓿土壤水分和养分效应

以中国北方为研究区域,检索已发表的相关文献田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis)系统探究种植年限对苜蓿地土壤水分和养分的时空效应。结果表明,与1~2龄苜蓿相比,随种植年限延长,土壤含水量和速效磷含量显著降低(P<0.05),变化率在-38.0%~-24.0%和-46.5%~-20.2%之间,土壤有机质和全氮含量先增加后降低,变化率分别在7.2%~32.0%和-7.7%~15.7%之间。降水量对苜蓿土壤水分和养分含量影响强烈,与干旱区、半干旱区相比,半湿润区种植苜蓿的增碳固氮作用最佳,9~11龄苜蓿土壤有机质含量增长率高达43.1%(P<0.05),6~8龄苜蓿全氮含量增长率可达12.5%(P<0.05),同时也强烈消耗土壤水分和速效磷。与黄绵土、黑麻土和灰钙土相比,黑垆土种植苜蓿15年以上仍可显著提高土壤的有机质和全氮含量,增长率分别为19.9%和14.8%(P<0.05)。