基于WebGIS的中国土壤信息查询系统研究

国家尺度土壤信息系统的建立对于全国和区域的土壤学及相关学科的研究具有重要意义.本研究收集长期积累的各种土壤图和土壤属性图资料,利用WebGIS技术,以ArclMS作为土壤地图数据发布平台,结合相应的数据库技术,建立了中国土壤信息查询系统.系统分为4个部分,分别提供了全国土壤的类型分布、基本属性、养分元素含量和微量元素含量在多个尺度下土壤信息的查询.系统提供的SQL查询功能可以根据用户的研究需求灵活地构建查询表达式进行查询,区域查询功能则可以查询在全国和各个行政区域内土壤类型或土壤性质的各个类型或等级(含量)分布的总面积及其占该行政区域面积的百分数.用户可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能多的土壤信息.     

皖南特色烟在旌德县的试种初探

根据对皖南旌德县气候和土壤等自然条件的初步判断,认为其适宜种植特色烟,为此于2007年起在旌德县某村进行了试种探索。结果表明,发育于花岗岩风化物母质的耕作土壤,特色烟在长势、产量、品质和效益方面均表现良好,值得在全县适度发展种植。     

保护性耕作对潮土团聚体组成及其有机碳含量的影响

利用保护性耕作长期定位试验平台,研究了小麦-玉米轮作条件下连续5年实施免耕与秸秆还田对农田潮土团聚体组成、团聚体中有机碳含量的影响。结果表明:相比于常规翻耕,常规翻耕+秸秆还田、免耕、免耕+秸秆还田处理下5 mm粒级机械稳定性团聚体含量显著提升,增加比例分别为16.62%、16.05%、44.23%;而免耕、免耕+秸秆还田能显著提升5~2 mm粒级水稳性团聚体含量,提升比例分别为29.81%和64.28%,同时团聚体稳定率也有一定的提高;实施免耕能显著提高5~2、2~1 mm粒级水稳性团聚体中有机碳含量;除常规翻耕+秸秆还田处理下2~1 mm粒级外,秸秆还田对各粒级团聚体中有机碳含量均有不同程度的提升作用。     

土地利用和轮作方式对旱地红壤生化性质的影响

研究不同土地利用和轮作方式对旱地红壤肥力的影响对提高红壤质量具有十分重要的指导意义。本研究以湖南省桃源县的林地、大豆-油菜轮作、玉米-休闲轮作土壤为研究对象,明确了林地、农地土壤及农地不同轮作方式对土壤化学和生物性质的影响。结果表明,林地土壤的pH、有机碳、速效养分、微生物生物量碳及酶活性(纤维素酶、酸性磷酸酶、转化酶、蛋白酶)均显著高于农地土壤;大豆-油菜轮作土壤的pH、养分含量、微生物生物量碳含量及其微生物熵在大多数情况下高于玉米-休闲轮作,但轮作处理对各酶活性的影响并不完全一致。这种不一致性可能与不同酶对由不同利用和轮作方式导致的土壤性质差异的敏感性不同所致。土壤有机碳和pH与各生物指标均呈显著正相关关系,表明提高该地区的土壤有机碳含量对于维持土壤的生化性质具有重要的作用。     

地面三维激光扫描方法研究红壤侵蚀恢复区植被垂直结构

利用地面三维激光扫描仪HDS 3000对南方红壤侵蚀恢复区植被样方进行扫描,提取了植被的平均树高、胸径,并分层反演了森林冠层及灌草层投影叶面积指数。结果表明:利用地面三维激光扫描仪能够准确获取样方尺度上的植被垂直结构信息,研究区整体投影叶面积指数达0.60,林冠层投影灌草层平均投影叶面积指数分别为0.37和0.41。样方植被整体的变异性较小,而垂直方向上林冠层和灌草层的变异性较大。成土母质是引起植被垂直结构差异的重要原因,不同成土母质红壤上植被垂直结构恢复度由高到低依次为:千枚岩林地红砂岩林地花岗岩林地,垂直结构恢复水平的不同引起了林下土壤侵蚀的差异。     

农作物秸秆浸提液对丛枝菌根真菌侵染番茄幼苗的影响研究

本研究采用水稻、小麦、玉米、大豆和番薯5种农作物秸秆,制成水浸提液与AM真菌结合施用,研究秸秆浸提液对AM真菌作用效果的影响,同时分析了5种秸秆浸提液的化学组分。结果表明,水稻、小麦、玉米和番薯秸秆浸提液显著提高了AM真菌对番茄根系的侵染,其中水稻秸秆浸提液处理的番茄生物量及地上部磷含量都有显著增加。经过GC-MS测定得到的各秸秆浸提液化学组分主要为酚酸类物质,这些物质可能对AM的调节发挥重要作用。     

近30年安徽省耕地土壤有机碳变化及影响因素

利用安徽省第二次土壤普查和2010—2011年土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析安徽省1980—2010年耕地土壤表层(0~20 cm)和1 m土体中有机碳密度(Soil Organic Carbon Density,SOCD)和储量时空变化特征,并探讨了农业管理措施与SOC变化的关系。结果表明:1980—2010年全省耕地剖面的表层SOCD平均值增加了0.28 kg m~(-2),1 m土体中SOCD平均值减少了0.42 kg m~(-2)。空间分布上,近30年间耕地表层SOCD在空间上呈现北增南减的趋势,增幅总体上由北向南依次减小;1 m土体中SOCD总体上中部增南部减;全省68%的耕地SOCD增加。1980—2010年全省耕地表层SOC储量增加35.30×10~9 kg,1 m土体中SOC储量增加18.12×10~9 kg;淮北平原和江淮丘陵岗地的耕地SOC储量增加,其余区域SOC储量减少。各县市SOC变化与作物根系中的有机物质含量显著正相关,表明肥料的大量使用增加了作物的秸秆和根系中的有机物质含量,增加了土壤中的有机物质的输入,促进了耕地SOC的累积。     

水稻铵转运蛋白基因OsAMT1;2的启动子分析

AMT是介导植物铵态氮高亲和吸收的跨膜蛋白,已报道编码AMT蛋白的大部分基因的表达依赖外界氮水平和环境的调控,但调控的机制目前尚不清楚。水稻的Os AMT1;2基因在氮缺乏条件下强烈诱导表达,因此,本研究从水稻基因组DNA中PCR克隆Os AMT1;2基因上游1 940 bp的启动子序列,采用软件和试验分析Os AMT1;2启动子存在的顺式调控元件与外界氮调控的相关性。软件预测结果表明,启动子区域内除含有TATA-box和CAAT-box外,同时含有多种非生物胁迫、生物胁迫、激素响应和光响应相关的顺式作用元件,如Box-w1、MBS、Me JA、TATC和ERE应答元件。将Os AMT1;2启动子的5′端顺序删除获得5个不同缺失片段分别与GUS报告基因融合构成表达载体,通过农杆菌介导转入水稻成熟胚诱导的愈伤组织中获得转基因水稻,T1代植株水平上的GUS活性分析表明,最短启动子片段(–211 bp)能够启动GUS表达,但是GUS活性较低,对缺氮效应也不显著;中等长度启动子片段(–763 bp)的GUS活性提高,受缺氮诱导显著,且缺氮诱导不再随启动子长度增加而显著增强,说明应答氮响应的顺式作用元件位于–211 bp和–763 bp之间,非生物胁迫和激素相关的顺式作用元件多在这个区域内,是否与氮的调控存在相关性有待后续进一步证明。     

有机培肥对红壤坡耕地产流产沙的影响

采用侵蚀小区田间监测方法,研究秸秆覆盖、生物质炭和猪粪等有机物料添加对红壤坡耕地产流产沙的影响。结果表明:2015年红壤坡耕地侵蚀量达到36 t/hm~2,78%~86%发生在花生季,达到中度侵蚀。与对照(CK)处理相比,单施化肥(NPK)处理没有降低产流产沙(P0.05)。与NPK处理相比,秸秆覆盖(NPK+Str)处理显著降低了产流产沙(P0.05);生物质炭(NPK+BC)处理显著降低了产流(P0.05),但是减沙效果不明显(P0.05);猪粪(NPK+SM)处理尽管提高了地表径流(P0.05),但是显著降低了产沙(P0.05)。秸秆资源在该区匮乏,秸秆覆盖难以推广。生物质炭的团聚能力弱,颗粒小,质量轻,易随水流失,在坡耕地上改良效果不明显。猪粪在该区资源丰富,不但提高土壤肥力,促进了团聚体形成,而且水土保持效果好,是该区农业生态环境可持续发展的重要措施之一。     

不同种类填闲作物阻控设施菜地氮磷淋溶效果及机制研究

设施菜地揭棚休闲期种植填闲作物是阻控淋溶发生的重要措施，在降雨频繁地区氮磷阻控效率高的填闲作物尚不明确。以休闲为对照，种植5种填闲作物：高粱（Sorghum bicolor L.）、玉米（Zea mays L.）、黑麦草（Lolium perenne L.）、马齿苋（Portulaca oleracea L.）和羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala DC.），研究了不同种类填闲作物对设施菜地氮磷淋溶、土壤速效氮、土壤微生物的影响。结果表明：与休闲处理相比，种植填闲作物高粱、玉米、黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝分别显著减少了12.6、16.6、27.4、28.9和26.8 kg?hm-2的氮淋溶，显著减少了0.10、0.05、0.04、0.04和0.13 kg?hm-2的磷淋溶。氮淋溶阻控率由高到低依次为马齿苋、黑麦草、羽衣甘蓝、玉米、高粱，磷淋溶阻控率由高到低则依次为羽衣甘蓝、高粱、玉米、马齿苋、黑麦草。5种填闲作物中黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝的氮阻控率分别达到52.3%、55.1%和51.2%，较高粱和玉米氮阻控率平均提高了近一倍。这是因为黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝在休闲前期（21 d）就有一定的覆盖度，与休闲相比分别减少了23.5%、17.1%和26.7%的淋溶水量，而高粱和玉米前期覆盖度差，在前期降水多后期降水少的情况下其淋溶水量与休闲无显著差异；种植黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝耕层土壤（0~20 cm）中硝态氮的含量为40.1~52.8 mg?kg-1，而种植高粱和玉米土壤硝态氮的含量为67.8~72.7 mg?kg-1；此外，与高粱和玉米相比，马齿苋和羽衣甘蓝还显著提高了耕层土壤nirS型反硝化细菌和根际土壤中nosZ型反硝化细菌的丰度，可能增强了土壤的反硝化过程。综上，黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝作为降雨频繁地区的夏季填闲作物可显著减少氮磷淋溶，其中羽衣甘蓝对氮磷综合阻控的效果最佳。