Spatio-temporal modelling of broad scale heterogeneity in soil moisture content: a basis for an ecologically meaningful classification of soil landscapes

We describe the classification of landscapes characterised bymineral soil using a model that calculates soil moisture availability on amonthly basis. Scotland is used as a case study area. The model uses potentialsoil moisture deficit, estimated using broad scale (40 × 40 km)climate patterns, in conjunction with meteorological station measurements toobtain finer scale values of climatic soil moisture deficit. Point estimates ofsoil available water are obtained for soil characteristics using appropriatepedotransfer functions, and geostatistical techniques are used to upscale theresults and interpolate to a 1-km grid. Known heterogeneityin soil physical characteristics is used to provide local corrections to thepotential soil moisture deficit, estimated using the climatic variables above.Temporal profiles of monthly water content are modelled for each1-km location and classified into six classes usingunsupervised cluster analysis. The spatial distribution of these classesreflects regional variations in the availability of moisture and energy, onwhich finer-grained topographic patterns are superimposed. In the case study,the broad scale spatial heterogeneity of heathlands and grasslands on mineralsoils in Scotland is shown to be strongly related to the soil moistureclassification. The results can be used in studies investigating the patternsofdistribution of communities at the landscape and regional scale.This revised version was published online in May 2005 with corrections to the Cover Date.     

Inconspicuous restraint of rice seedling growth by root-infecting fungi in soil of a rice paddy field

 Rice seedling growth, estimated by plant height and root development and discoloration, was better in pasteurized soil than in unpasteurized soil obtained from a flooded rice field. Rice seedlings also grew better in sterilized soil modified by adding roots harvested from the pasteurized soil than in soil modified by adding roots harvested from the unpasteurized soil. The results demonstrate that seedling growth in the rice field soil was inhibited by soil microorganisms, even though no typical symptoms such as seedling blight or damping-off appeared. Pythium aristosporum is suggested to be involved in the inhibition. Thus, it appears that inconspicuous restraint of rice seedling growth could occur in soils of rice paddy fields. Received: May 20, 2002 / Accepted: October 16, 2002 Acknowledgments The authors thank Dr. T. Ichitani, former professor at Osaka Prefectural University, for providing an isolate of Pythium aristosporum for comparison, and Mr. Mitsuaki Sato of Akita Prefectural College of Agriculture for technical assistance.     

有效碳数法研究及其在农药气相色谱分析中的应用

有机化合物结构与其所含有的有效碳数有一定的关系，本文给出了２０类结构化合物及其所含有有效碳数的关系，并对理论计算值和实测值进行了比较，结果十分接近，利用有效碳数法可以设计农药分析实验方案和无标样的情况下测定农药杂质含量。     

退化草地群落演替趋向研究进展

草地群落的退化演替以植物个体、种群与群落层次上植物的动态以及土壤理化性状的改变等现象为表征。主要从植物个体形态特征、草地退化模式、草地土壤养分变化等方面对退化的响应,探讨了草地退化演替的特征和趋势,建议今后对草地的退化演替机理、放牧生态学、恢复生态学、界面生态学及草地的价值评估等方面进行更深入的研究。     

日光温室土壤盐分和养分的变化趋势

对种植 1～ 8a的日光温室土壤盐分和养分进行了调查研究 ,结果表明 ,随着日光温室种植年限的延长 ,土壤可溶性盐、电导率、养分含量呈增加趋势 ,酸碱度 (pH)呈降低趋势 ,有机质含量增幅不大 ;土壤速效养分中硝态氮含量过高 ,速效磷含量也很丰富。最后提出了温室土壤培肥和管理措施。     

不同覆土深度对鸡腿菇子实体产量的影响

本试验研究 11种覆土深度对鸡腿菇子实体产量影响。结果表明 ,不同覆土深度对子实体产量、有效子实体数和幼蕾数均存在显著的影响。覆土越厚 ,幼蕾数越少。当覆土深度在 0 5～ 3cm时 ,子实体产量和有效子实体数随着覆土层的加厚逐渐增加 ,在覆土深度为 3cm时达到最大值 ,覆土深度大于 3cm时 ,则随着覆土层的加厚而逐渐减少。从生产的角度看 ,覆土 3cm是比较适宜的覆土深度 ,此时的子实体产量最高。     

137Cs示踪法在东北松嫩平原土壤侵蚀定量评价中的应用

根据不同退化程度草原和不同开垦年限农田土壤137Cs放射强度分析结果表明:与轻度退化草原相比,中度退化和重度退化中的137Cs放射强度分别下降了21%和52%。草原土壤开垦后,137Cs放射强度明显下降,开垦7年、15年、33年后,137Cs的放射强度分别只有轻度退化草原的37%、31%和26%。相关分析表明,伴随着土壤侵蚀的发生,土壤有机质含量、全N含量以及阳离子交换量下降。137Cs放射强度与土壤有机碳、土壤全N、交换性K和阳离子交换量呈极显著的正相关。     

不同施肥模式对玉米各器官碳氮累积和分配的影响

以长期定位试验为依托,选取:1)不施肥(CK);2)农民习惯施肥(FP);3)推荐施肥(OP);4)有机肥氮替代100%化肥氮(OM);5)有机肥氮替代50%化肥氮(MF)5个处理,研究不同施肥模式对玉米植株及各器官碳氮含量、碳氮分配比例及C/N的影响,为西南紫色土地区合理施肥、作物增产提供科学依据。结果表明,与FP处理相比,MF处理显著增加了玉米植株生物量,达26.2%。相比OM和OP处理,MF处理显著增加玉米苞叶和根茬中碳浓度,分别增加5.4、4.2 g·kg^-1和7.4、21.3 g·kg^-1,同时增加玉米苞叶、根茬、穗轴和籽粒中的碳储量,玉米茎秆和籽粒中的氮储量也有增加。此外,相比FP处理,MF处理能显著增加玉米整株的碳储量和氮储量,达29.1%和16.9%。等氮水平下,MF、OP处理均能增加玉米苞叶和籽粒中碳同化物的分配比例,MF处理玉米籽粒中氮素的分配比例较OP和OM处理分别增加1.7%和3.6%,同时MF处理能使玉米维持较高的C/N。综上,有机肥氮替代50%化肥氮能增加玉米植株的生物量,同时提高玉米对氮素的吸收和碳素的累积,增加玉米籽粒中碳同化物和氮素的分配比例,同时,有机肥氮替代50%化肥氮能使玉米植株维持较高的C/N,有利于产量的形成,该施肥方式不仅能够促进氮素的高效利用,减少化肥的投入,还能够减少化肥损失,降低氮素损失引发的环境风险。     

不同轮作序列对旱地胡麻土壤有机碳稳定性的影响

为了探索陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区胡麻轮作序列对土壤碳库的影响,2012-2016年通过4年定位试验,以连作为对照,研究了不同胡麻频率下的轮作序列(F:休闲;PWFW:25%Flax、马铃薯-小麦-胡麻-小麦;WFWP:25%Flax、小麦-胡麻-小麦-马铃薯;FWPF:50%Flax、胡麻-小麦-马铃薯-胡麻;WPFF:50%Flax、小麦-马铃薯-胡麻-胡麻;FFFF:100%Flax、胡麻-胡麻-胡麻-胡麻)对土壤团聚体、总有机碳(TOC)、土壤颗粒有机碳(POC)、土壤微生物碳(MBC)和氮(MBN)的影响。结果表明,休闲、不同轮作序列和低胡麻频率显著增加了030 cm土层<0.25 mm粒级的土壤团聚体含量、TOC和POC含量,而随胡麻频率的增加三者的含量呈下降趋势。其中,25%Flax处理下土壤团聚体含量较播前和休闲处理分别显著增加了2.02%4.04%和9.56%11.73%;土壤有机碳(SOC)较连作显著增加5.95%7.48%。50%Flax处理下胡麻位置对土壤SOC影响显著,且轮作(FWPF)显著高于连作(WPFF)。060 cm土层土壤SOC含量表现为休闲>播前≈25%Flax>50%Flax>100%Flax。与连作相比,轮作显著提高了010 cm土层土壤TOC和POC含量,呈现表层富集现象。土壤POC含量表现为25%Flax≈休闲>50%Flax>100%Flax。此外,轮作换茬显著增加了土壤MBC含量,且随着胡麻频率的增加,030 cm土层土壤MBC含量逐渐降低。与播前、休闲、轮作相比,连作显著降低土壤微生物碳氮比,50%Flax(WPFF)轮作序列和土层深度对土壤有机碳和微生物量的互作效应显著。综合来看,休闲可以显著改善土壤理化性状,25%胡麻频率的轮作序列利于保持土壤团聚体稳定性,增加土壤TOC、SOC和POC含量,而50%Flax轮作序列(WPFF)能够提高土壤微生物量和微生物碳氮比。表明25%胡麻频率的轮作序列均可维持土壤有机碳的稳定性,是旱地胡麻比较理想的轮作序列。     

土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对荒漠草地沙漠化过程中土壤碳库变异的表征

以干旱、半干旱地区荒漠草地不同沙漠化阶段土壤为研究对象,研究不同沙漠化阶段土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳含量和分配比例变异规律,分析不同沙漠化阶段土壤碳库指数变化,探讨荒漠草地沙漠化过程中土壤易氧化有机碳与溶解性有机碳对土壤碳库的表征作用。结果表明,随着荒漠草地沙漠化程度的加剧,易氧化有机碳含量表现出一定的波动性,但整体呈下降趋势,溶解性有机碳含量呈线性下降。易氧化有机碳和溶解性有机碳分配比例均在荒漠草地达到最大值,在半固定沙地达到最小值。利用易氧化有机碳含量计算的土壤碳库管理指数随荒漠草地沙漠化程度增加表现出先下降后上升趋势,利用溶解性有机碳含量计算的土壤碳库管理指数呈线性下降趋势。易氧化有机碳、溶解性有机碳含量与土壤有机碳均显著正相关,但溶解性有机碳的相关系数略高于易氧化有机碳。通过比较活度敏感指数和碳库管理指数敏感指数发现,荒漠草地逆向演替至固定沙地过程中,易氧化有机碳的各项敏感指数均高于溶解性有机碳。固定沙地演替至流动沙地过程中,溶解性有机碳的各项敏感指数均高于易氧化有机碳,表明易氧化有机碳能够较好地表征荒漠草地沙漠化前期土壤碳库变化,而荒漠草地沙漠化中期和后期利用溶解性有机碳表征效果更好。