前期含水量对机械压实后黑土团聚体特征的影响

以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,通过对不同前期含水量下机械碾压处理后土壤干筛团聚体和水稳性团聚体粒级分布、破坏率(PAD0.25)、分形维数(D)、平均重量直径(MWD)、平均重量比表面积(MWSSA)等特征指标的测定和分析,对比研究了干湿处理条件下模拟机械作业过程中土壤团聚体特征的变化。结果表明:黑土耕作区0～30 cm范围内团聚体组成上干筛团聚体以>2 mm粒级的团聚体比例最高,而水稳性团聚体则随着粒级的减小,比例逐渐增加。不同前期土壤含水量能够对机械压实黑土的团聚体组成分布、分形等特征产生影响,低含水量时,机械碾压在一定程度上能够促进土壤团聚体的团聚,但同等负荷下多次积累压实会削弱土壤的水稳定性和机械稳定性;而在高含水量时,机械碾压相对更易对黑土团聚体产生负效应,加剧破坏、抑制团聚,降低其水稳定性和机械稳定性。同时发现,MWSSA与其他常用团聚体特征值PA0.25、MWD、D、PAD0.25的线性关系达到了极显著水平,说明MWSSA同样可以作为分析和研究土壤团聚体特征的有效指标。研究结果可为科学指导大机械作业提供理论依据。     

外源赤霉素和褪黑素对三种胁迫下白三叶种子萌发、幼苗生长及生理的影响

为探究外源赤霉素(GA)和褪黑素(MT)对盐、碱和干旱胁迫下白三叶(Trifolium repens)种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶的影响,本试验以白三叶‘瑞文德’为试验材料,设置不同浓度(5,10,20,50 mg·L^-1)GA和(1,2,5,12 mg·L^-1)MT的处理,测定了3种胁迫下种子萌发、幼苗生长及生理指标。GA和MT可有效缓解盐、碱和干旱胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的抑制作用,且随着外源物质浓度的升高,各指标呈先升后降的趋势。其中,20 mg·L^-1 GA显著促进了盐胁迫下白三叶的种子萌发;5 mg·L^-1 MT显著增加了干旱胁迫下白三叶的胚根长和鲜重;20 mg·L^-1 GA显著提高了碱胁迫下白三叶的SOD、POD和CAT活性。通过隶属函数分析得出20 mg·L^-1 GA浸种缓解盐和碱胁迫效果最佳,5 mg·L^-1 MT浸种缓解干旱胁迫效果最佳。因此,在盐、碱和干旱胁迫条件下,使用20 mg·L^-1     

有机质与黏粒含量对黑土压缩-回弹特性的影响

为探明有机质和黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响,以典型黑土区耕作土壤为研究对象,通过人工添加腐植酸、人工分离-提取-添加黏粒、恒温恒湿培养的方法各配制3个梯度的重塑土。采用室内固结的方法,通过压缩系数、压缩指数及回弹指数的测定与分析,研究了2种含水量条件下黑土压缩与回弹对有机质和黏粒含量变化的响应行为。结果表明:(1)压缩指数均随有机质含量的增加而增大,且在高含水量时二者呈极显著正相关,有机质含量最高时压缩指数为0.246 3,但有机质含量对回弹无显著影响。(2)无论含水量高低,压缩指数均与黏粒含量呈极显著正相关,而回弹指数随着黏粒含量的增加逐渐降低,且在低含水量时二者呈显著负相关。(3)含水量不同,有机质与黏粒对黑土压缩-回弹特性的影响亦不同;黏粒对黑土压缩-回弹行为的影响更为显著。     

未干扰黑土土壤微生物群落垂直分布特征

采用稀释平板法和Biolog-ECO微平板检测法,以山杨天然次生林土壤为对象,研究了典型黑土区未经开垦干扰黑土0~150 cm土层范围内土壤微生物群落的垂直分布特征。结果表明:(1)土壤微生物总数、细菌和真菌数量随土壤深度增加呈减少趋势,以0~10 cm土层数量最高,分别为4.10×106cfu g-1干土、4.05×106cfu g-1干土和5.04×104cfu g-1干土;而放线菌数量随土壤深度的增加表现为先减后增的趋势,最高值出现在30~50 cm土层,可达0.94×104cfu g-1干土。(2)在培养168 h时,土壤微生物碳源平均颜色变化率(AWCD)的变化范围为0.09~1.21,并表现出随土壤深度增加而逐渐减小的趋势。(3)土壤微生物群落功能多样性指数同样表现为随土壤深度增加而逐渐减小的趋势,且丰富度指数、Shannon-Weiner指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为0~27、0.46~3.17、0.33~0.95和0.09~8.19。(4)初步确定氨基酸类、羧酸类和多聚物类碳源是未经开垦干扰黑土土壤微生物利用率较高的碳源类型。研究结果为科学评价典型黑土区土壤生境质量退化与恢复过程中微生物特征的变化提供了本底值参考。     

不同开垦年限黑土耕地土壤导气率及其影响因素

为探讨开垦对典型黑土土壤导气率的影响,以未经开垦天然次生林(0 a)和开垦年限为17、30、40 a耕地土壤为研究对象,采用PL-300型土壤导气率测定仪测定耕作区0~20 cm土层水平、垂直2个方向的土壤导气率,并计算其各向异性。结果表明:土壤水平、垂直导气率均随开垦年限的增加而显著减少(p0.05);与未开垦天然次生林相比,土壤垂直导气率下降22.44%~95.44%,土壤水平导气率下降40.45%~92.50%;不同开垦年限土壤水平、垂直导气率均呈现出随土层的加深而降低的一致规律。不同开垦年限土壤导气率各向异性表现出随着开垦年限增加逐渐增大的趋势,并在30、40 a表现出显著性(p0.05)。土壤导气率与密度呈极显著负相关,与孔隙度、非毛管空隙度、有机质均呈极显著正相关。黑土土壤的气体传输能力随开垦年限逐渐降低,密度、孔隙度、非毛管空隙度、有机质均显著影响黑土土壤导气率。