山东黄河沉沙池区综合治理技术及经济效益分析

沉沙池区沙化土地是人为形成的沙地，土壤含沙量高、保水保肥性差、地表凹凸不平。通过平整土地、营建农田防护林体系、改良土壤、发展高效优质农业，池区面貌焕然一新，大大改善了生态环境、提高了土地生产力、增加了群众收入。经过投资效益分析，此项目投入产出比为3．53、投资回收期为2．13a、治理效果良好。     

灌溉方式对杨树根系分布及硝态氮运移的影响

为了在传统灌溉模式的基础上探寻一种更实用有效的替代方式,以欧美I-107杨为试材,通过大田试验研究了常规漫灌(FI)和畦灌(BI)两种灌溉方式下I-107杨在0—100cm土层的土壤含水量、水势、根系垂直分布特征及硝态氮运移的规律。结果表明,BI在0—40和60—100cm土层的含水量、水势均显著降低,且土层越深差异也越大,说明畦灌下的水分深层渗漏明显减弱;随着土层深度的增加,BI和FI下的根系生物量均逐层降低,大量根系集中在0—40cm土层,其中在0—20cm土层中,BI的根量比FI减少8.28%,但在20—80cm土层中根量却增加35.87%,并且在0—80cm土层中的总根重增加5.52%,同时消根系数β也大于FI。此外,BI使0—40cm土层的硝态氮含量显著升高,而60—100cm土层的硝态氮含量却明显降低。综合分析,畦灌有利于杨树根系的合理分布,扩大了根系对水分和养分的吸收空间,并能减少硝态氮的深层淋溶,这对于提高杨树潜在生产力、肥料利用率和保护地下水环境具有重要意义。     

施用蚯蚓粪对杨树苗根际土壤生物学特征的影响

通过盆栽试验,研究了CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)处理对一年生欧美I-107杨根际土壤微生物数量、酶活性、根系建造水平及理化性状的影响。结果表明,VC+CF处理有利于协调土壤C/N比,并且化肥的施入补充了土壤中氮的消耗,从而明显提高了根际土壤中微生物数量及脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性,其中细菌数量分别比CK,CF和VC处理提高165.99%,67.34%和31.73%,蔗糖酶活性分别提高90.37%,45.31%和32.34%。施用蚯蚓粪有利于杨树苗细根的生长,但对地上部的增长速度显著快于地下部。此外,VC+CF处理使根际土壤pH值明显降低,显著增加了根际土壤中养分离子的有效性。与VC+CF处理相比,VC处理对根际土壤生物学特征的影响较小。因此,蚯蚓粪与化肥配施更好地改善了杨树苗根际区域的微生态环境。     

蚯蚓粪对杨树幼苗根系特性及氮素利用率的影响

通过盆栽试验,研究了CF(单施化肥)、VC(蚯蚓粪)和VC+CF(蚯蚓粪和化肥各提供50%的氮)等处理对一年生欧美I—107杨根系形态特征、根系吸收面积及氮素利用率的影响。结果表明,与CF处理相比,VC+CF处理显著提高了杨树幼苗的根系总根长、比根长、根系表面积、根系体积和根尖数,而根系直径却明显降低,其中根系总根长分别比CK,CF和VC处理提高161.70%,52.80%和14.79%;同时,VC+CF处理还显著提高了根系总吸收面积、活跃吸收面积和根、茎、叶干物质量以及氮、磷、钾养分吸收量,并且使氮素利用率达到59.07%,分别比CF和VC处理提高57.35%和27.09%。此外,施肥对杨树幼苗地上部的增长速度明显快于根系。同VC+CF处理相比,VC处理对杨树苗根系形态特征、根系吸收面积及氮素利用率的影响较小。综合分析认为,蚯蚓粪与化肥配施对杨树幼苗的根系特性改善和养分吸收作用效果最佳。     

鸡粪与化肥不同配施方式对土壤有机碳及杨树幼苗生长的影响

通过盆栽试验,研究了N100(尿素提供100%的氮),M10N90(鸡粪和尿素分别提供10%和90%的氮),M30N70(鸡粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(鸡粪和尿素各提供50%的氮)等不同施肥处理下,土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数(CPMI)的变化规律。结果表明,M30N70和M50N50处理的有机碳含量分别比N100处理提高了8.11%和14.64%;M30N70处理的活性有机碳含量和CPMI均为最高,其中活性有机碳含量分别比N100,M10N90和M50N50处理提高了47.36%,14.93%和7.14%,CPMI分别提高了65.49,26.74和20.22,其差异均达到显著水平;同时,M30N70处理对杨树幼苗地径和苗高生长的提高幅度最大。土壤活性有机碳与总有机碳、杨树苗的地径和苗高呈显著相关,与CPMI呈极显著相关;CPMI与地径、苗高呈显著相关,能够指示土壤生产力的变化。由此可见,鸡粪与化肥的不同配比对土壤有机碳、活性有机碳、CPMI及杨树幼苗的生长均有显著影响,其中鸡粪与化肥以3∶7比例配施的作用效果最佳。     

牛粪对西瓜根际土壤微生物多样性及氮素利用率的影响

通过大田试验,研究了N100(尿素提供100%的氮)、M10N90(牛粪和尿素分别提供10%和90%的氮)、M30N70(牛粪和尿素分别提供30%和70%的氮)和M50N50(牛粪和尿素各提供50%的氮)等处理对西瓜根际土壤微生物数量、微生物多样性指数、根系吸收面积及氮素利用率的影响。结果表明:同N100处理相比,M30N70处理可显著增加西瓜根际土壤的微生物数量及微生物量碳、氮含量,其中细菌数分别比CK(对照,不施肥)、N100、M10N90和M50N50处理增加89.75%、51.83%、29.26%和15.67%。M30N70处理的微生物多样性指数最高,并与微生物总量的变化趋势一致,而CK与N100及M10N90与M50N50处理的微生物多样性指数与微生物总量的变化趋势不一致。此外,M30N70处理还明显提高了根系的总吸收面积、活跃吸收面积和氮素利用率,其中氮素利用率分别比N100、M10N90和M50N50处理高出55.67%、11.68%和14.03%。与M30N70处理相比,M10N90和M50N50处理对西瓜的影响较小。由此可知,牛粪与化肥以3:7比例配施对西瓜根际的微环境改善及养分吸收作用效果最佳。     

促进欧美I-107杨生长并提高根际土壤微生物多样性的适宜根剪位置

【目的】 探讨根剪位置对欧美I-107杨根际土壤微生物学特性和生长的影响,为欧美I-107杨高产栽培提供理论依据。 【方法】 试验于2014年4月开始,通过连续3年大田试验,以不进行根剪的树为对照 (CK),设距离杨树干6倍、8倍和10倍胸径的两侧 (东西方向) 与四侧 (东南西北方向) 进行根剪,分别以6-2、8-2、10-2、6-4、8-4、10-4表示,共7个处理。于2016年10月采集根际土样并测定了杨树根际土壤根系分泌物含量、理化性状和微生物功能多样性及材积生长量。 【结果】 与对照 (未根剪) 相比,8倍胸径两侧根剪处理 (8-2),杨树根系分泌物中有机酸总量和氨基酸总量的增幅最大,分别显著增加44.6%和26.0% (P < 0.05);其次为10倍胸径四侧 (10-4)、8倍胸径四侧处理 (8-4),均显著高于对照;而6倍胸径两侧 (6-2) 或四侧处理 (6-4) 显著低于对照。8倍胸径两侧处理 (8-2) 根际土壤有效磷、总有机碳和活性有机碳含量显著高于其他处理,分别较对照提高15.8%、39.6%和35.8%;其碱解氮、速效钾含量和pH值显著低于其他处理,较对照分别下降11.6%、26.0%和0.67个单位。8-2处理还使土壤微生物的AWCD值、Shannon指数和McIntosh指数显著高于其他处理,分别较对照提高46.6%、27.8%和44.1%;其次为10-4或8-4处理,显著高于对照,而6-2或6-4处理则显著低于对照;8-2处理的Simpson指数最低,与其他处理差异达显著水平,其中较对照下降22.8%。此外,8-2处理使杨树的材积平均生长率达到58.2%,较CK、6-2、6-4、8-4、10-2、10-4处理显著提高43.6%、64.4%、84.8%、25.8%、42.2%和17.1%。 【结论】 距离树干8倍胸径两侧的根剪措施能显著促进欧美I-107杨根系分泌物的分泌和提高微生物功能多样性,并改善土壤理化性状,有利于林木的生长,其作用效果显著优于6倍胸径两侧或四侧、8倍胸径四侧、10倍胸径两侧或四侧的根剪措施。      

牛粪对杨树人工林土壤生物学性状及其生长的影响

[目的]探讨施用牛粪对杨树人工林土壤生物学性状与生长的作用效果,为土壤培肥制度的建立及杨树人工林的合理施肥提供理论依据。[方法]通过3a大田试验,研究CK(对照,不施肥)、CF(单施化肥)、CM(牛粪)和CM+CF(牛粪和化肥各提供50%的氮)等处理对杨树人工林土壤理化特征、微生物数量、微生物量碳氮、活性有机碳、碳库管理指数(CPMI)及生长的影响。[结果]与CF处理相比,CM+CF处理显著提高了土壤中细菌数、真菌数、微生物总量和微生物量碳、氮含量,其中微生物量碳、氮含量分别较CF处理显著提高42.20%和43.75%;CM+CF处理还能明显提高土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和交换性Mg含量,并显著降低土壤pH值。同时,CM处理使土壤总有机碳含量达最高值,而CM+CF处理使土壤的低活性、中活性、高活性有机碳含量和CPMI最高,其中CPMI分别较CK,CF和CM处理显著高出52.76,47.16,25.89。此外,CM+CF处理使杨树人工林的材积平均生长率达到45.36%,并显著高于其他处理。与CM+CF处理相比,CM处理对土壤和材积的影响效果较小。[结论]牛粪与化肥配施有助于改善杨树人工林土壤的生物学性状,有利于促进林木生长。     

蚯蚓粪配施尿素对豇豆根系特征与根际土腐殖质的影响

通过大田试验,研究了不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施蚯蚓粪(VC)及蚯蚓粪和尿素各提供50%的氮(VC+CF)等处理对土壤物理性质、豇豆根系活力、形态特征及根际中根系分泌物含量与腐殖质组成的影响。结果表明:VC和VC+CF处理较CF处理能显著降低土壤容重,并明显提高土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度。各施肥处理对豇豆在幼苗期的根系特征和根际土壤腐殖质组成的影响不明显;而在伸蔓期和开花结荚期,与CF处理相比,VC+CF处理显著提高了豇豆的根系活力,并明显增加了豇豆的总根长、比根长、根表面积、根体积与根尖数,而根系直径却显著降低,其中开花结荚期的根表面积分别比CK、CF和VC处理增加144.88%、80.73%和36.82%;同时,VC+CF处理也提高了豇豆根际土壤中根系分泌物和胡敏酸含量,并提升胡敏酸与富里酸比值,其中开花结荚期的胡敏酸含量分别较CK、CF和VC处理高出45.19%、37.06%和7.69%。此外,VC+CF处理可明显提高豇豆产量,显著改善豇豆品质,且作用效果显著优于其他处理。随着豇豆生育期的推进,蚯蚓粪配施尿素的影响作用逐渐增大。综上,蚯蚓粪与尿素配施有利于改善豇豆的根系特性和根际土壤腐殖质组成,增强土壤的供肥性能,有助于促进豇豆生长并提高产量和品质。