塔河下游典型绿洲灌区不同土地利用类型土壤的盐渍化特征

[目的]探明干旱区绿洲不同土地利用方式下土壤的盐渍化特征,为区域土地资源可持续有效利用提供支撑。[方法]运用GPS定位技术对塔河下游灌溉用水、地下水以及4种典型土地利用方式下的土壤分不同季节进行调查与采样,并结合室内测定结果,对灌区内的盐分、盐分离子变化特征及其成因进行分析。[结果]研究区土壤呈碱性,盐分类型主要为硫酸盐—氯化物型,盐分含量在2.44～118.05g/kg之间,pH值范围在8.05～8.34之间,不同土地利用类型下土壤盐分含量和pH值在各季节的整体变化均表现为：盐荒地>盐碱草地>耕地和林地。从不同土层深度来看,耕地的盐分在6月和10月呈表聚型,在3月和12月无明显规律,盐荒地和盐碱草地在不同季节下不同土层深度的盐分变化均呈明显的表聚型,林地在各季节下无明显规律。研究区受水库地理位置影响地下水水位较浅(1.4～3.51 m),地下水矿化度较高(1.56～21.30 g/L),灌溉用水、地下水中的盐分离子均以Na⁺和Cl^-为主。[结论]研究区不同土地利用类型下的土壤盐渍化特征主要是受地表覆盖度、作物种植类型、灌溉事件等...     

冬灌制度对膜下滴灌棉田土壤理化性质、酶活性和微生物群落的影响

为明确不同冬灌制度的应用效果，以南疆膜下滴灌棉田为研究对象，选取每年冬灌处理（CK）、不冬灌处理（H1）及隔年冬灌处理（H2）3种冬灌制度，结合高通量测序技术对冬灌后土壤的理化性质、生物学性质以及微生物群落组成进行测定与分析。结果表明：（1）各处理间0~20 cm土层土壤总盐含量无显著差异，与CK相比，H1和H2处理显著降低了脲酶（0.96%~1.35%）和转化酶活性（1.17%）以及微生物量氮含量（4.21%~7.03%），但H2处理显著提高了土壤有机质（14.30%）、全氮（14.29%）、全磷（4.55%）和全钾（7.40%）含量；H1处理显著降低了土壤有机质（6.03%）、全磷（12.5%）和水分（23.08%）含量，提高了微生物量碳氮比（7.37%）。（2）不同处理下细菌群落的丰度和多样性以及真菌群落的丰度无显著差异，但与CK相比，H1和H2处理显著提高了真菌的辛普森指数（4.12%~ 4.55%）。此外，H1较CK处理提高了细菌放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）和真菌担子菌门（Basidiomycota）的相对丰度，H2较CK处理提高了细菌变形菌门（Proteobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）和真菌被孢霉门（Mortierellomycota）的相对丰度。（3）相关性分析结果表明细菌的群落结构主要受微生物量碳含量的影响，真菌的群落结构和多样性分别受转化酶和脲酶活性的影响。在无法保证每年冬灌用水的情况下，隔年冬灌更有利于保障膜下滴灌棉田的土壤耕地质量。     

库尔勒香梨树体生长与15N的吸收及分配动态

为给库尔勒香梨园合理施肥及氮肥利用率的提高提供参考,以6年生库尔勒香梨为研究对象,采用15N同位素示踪技术,研究萌芽前期至果实成熟期库尔勒香梨树体生长和氮素吸收、分配动态。结果表明:库尔勒香梨树体基径随着生育期的推移逐渐增大,于果实成熟期达到最大(8.71cm);库尔勒香梨叶片的叶面积指数、叶绿素SPAD值和叶片光合速率均随着香梨年生育期的推进呈现先增大后减小的趋势,均在第2个快速膨大期达到最大,分别为2.40、42.03和12.50μmol/(m^2·s);在年生育末期,库尔勒香梨单株树体的生物量为19958g,氮素积累量为199.44g,各器官中以当年新生器官果实的生物量和氮素积累量为最高,分别占整株树体生物量和氮素积累量的33.33%和25.08%。不同生育期15N在树体内的运转随生长中心的变化而变化。盛花期15N在1年生枝中的分配势最强,新梢旺长期和第2个快速膨大期15N在叶片中的分配势最强,果实成熟期15N在果实中的分配势最强。在果实成熟期库尔勒香梨树体当季15N肥料利用率为17.35%。     

典型绿洲灌区棉田土壤盐分多光谱遥感反演与季节差异性研究

为探究区域尺度的土壤含盐量空间分布、季节性变化和年际变化特征，本研究以新疆第二师31团棉田为研究区，以2019年和2021年春、夏、秋季实测土壤含盐量和Landsat 8 OLI多光谱影像为基础，将波段组、盐分指数组、植被指数组和全变量组作为模型输入变量组，通过相关性分析优选特征光谱参量，采用极限学习机（Extreme Learning Machine，ELM）、支持向量机（SupportVector Machine，SVM）和BP神经网络（Back Propagation Neural Network，BPNN）构建基于各变量组的不同季节土壤盐分反演模型，通过实测数据评价精度筛选确定各季节最优模型，定量反演地表土壤含盐量。结果表明：研究区两年春、夏、秋季土壤含盐量总样本变异系数分别为 0.67、0.56、0.67，呈中等变异性；中度盐化土的光谱反射率高于轻度盐化土和非盐化土；基于全变量组的BPNN模型均为各季节最优的土壤盐分反演模型，精度由高到低依次为夏季>春季>秋季；两年各季节土壤含盐量由大到小顺序均为秋季>春季>夏季，说明灌排及农业耕作措施对土壤盐分动态变化影响较大；2019—2021年各季节土壤含盐量均有所减小，说明灌区灌排措施对盐碱地治理效果明显。研究表明，基于多光谱影像建立的机器学习模型可定量反演土壤含盐量，为南疆典型绿洲灌区棉田土壤盐渍化监测提供参考。