沙地樟子松人工林土壤酶活性研究

为揭示毛乌素、科尔沁沙地樟子松人工林的土壤酶活性特征,测定两地各林龄(26a、33a、43a)樟子松人工林地的土壤酶活性、土壤理化指标,分析其相互关系及影响因子。结果表明:1)两地沙地樟子松林各林龄的土壤物理指标几乎无显著性差异(P>0.05),而有机质、全磷、硝氮含量均表现为33a>26a>43a,速效磷、速效钾含量均表现为43a>33a>26a。2)毛乌素沙地各林龄内HPA、IA均无显著性差异(P>0.05),43 a林内的UA显著高于26a、33a林地,科尔沁沙地43a、33a林内的HPA、IA、UA活性均显著高于CK水平(P<0.05),两地林内的NPA则无显著性差异(P>0.05)。土壤剖面来看,土壤酶与养分含量均随深度呈增加趋势。3)土壤养分相关分析表明,HPA与有机质、氨氮呈极显著正相关(P<0.01),NPA、IA均与全磷呈极显著正相关(P<0.01),而UA则与所测指标均无显著性相关(P>0.05)。4)科尔沁沙地26a、33a、43a樟子松林的土壤酶指数均显著高于裸沙地(P>0.05),且同龄水平分别高出毛乌素沙地15.79%、78.13%、16.28%。综上分析,同龄水平科尔沁沙地樟子松人工林的区域土壤酶活性均高于毛乌素沙地,这说明亚湿润干旱区的自然条件可能更有利于土壤酶系统衍生。     

基于准静态同轴探头模型的土壤复介电测量方法

末端开路同轴探头法测量土壤复介电值用于表征土壤含水率具有准确、快捷的优点。针对目前土壤介电同轴探头集总测量模型没有充分考虑探头的参数以及土壤体积对测量结果影响等问题，基于电磁场理论，对末端开路同轴探头建立了准静态数学模型，适用于土壤的复介电常数准确测量。通过全波软件仿真和模型计算结果对比，以无水乙醇介电实测值和理论值对比，验证模型的准确性。采用本文介电测量模型对不同含水率的黄绵土进行测量计算，复介电常数实部与实测土壤含水率二阶多项式拟合决定系数大于0.965，表明本文所提土壤介电测量方法适用于土壤复介电常数和含水率的测量。     

减量化肥配施不同量紫云英对土壤磷素形态及水稻产量的影响

通过8年长期定位试验,以不施肥(CK)为对照,研究减量20%化肥配施22.5、30、37.5、45 t·hm~(-2)紫云英(CF_(0.8)G_(22.5)、CF_(0.8)G_(30)、CF_(0.8)G_(37.5)、CF_(0.8)G_(45))及单施化肥(CF)对豫南稻区土壤无机磷形态及水稻产量影响。结果表明:与不施肥相比,减量20%化肥配施22.5～45 t·hm~(-2)紫云英及单施化肥均显著增加土壤Al-P、Fe-P、Ca-P、O-P、有效磷、碱解氮、速效钾含量及水稻产量。减量20%化肥配施不同量紫云英(CF0.8G)较单施化肥提高土壤Fe-P、Al-P、Ca-P含量及组成比例,降低土壤O-P含量及组成比例。相关性分析、通径分析及逐步回归分析结果显示,土壤Fe-P为最有效磷源,土壤Al-P、Ca-P为缓效磷源,土壤O-P为非有效磷源。土壤Al-P、Fe-P、Ca-P与水稻产量及土壤无机磷、碱解氮呈显著或极显著相关性。减量20%化肥配施紫云英较不施肥处理水稻产量提高24.26%～26.01%,较单施化肥处理水稻产量提高3.75%～5.38%,以配施30 t·hm~(-2)紫云英处理水稻产量最高。综合考虑土壤磷素有效性、水稻产量及土壤养分,以减量20%化肥配施22.5～30 t·hm~(-2)紫云英效果较好。     

残塬沟壑区果园复合种植对土壤动物群落特征的影响

为了解苹果复合种植即果-蔬[MB]、果-草[MH]、果-荒[MW]、果-粮[MZ]模式下土壤动物群落结构特征,采用手拣法和改良干、湿生漏斗法,对黄土残塬沟壑区苹果园4种复合种植模式下的土壤动物群落组成及特征进行调查研究。4种模式下共分离得到土壤动物57.33百只/m~2,隶属4门11纲23目42个类群。4种复合种植模式下土壤动物个体密度和类群数的垂直分布特征表现出明显的表聚特征,水平分布特征表现为果-草[MH]果-蔬[MB]果-荒[MW]≥果-粮[MZ]。果-草[MH]复合种植模式下土壤动物的多样性指数、均匀度指数及丰富度指数最高,优势度指数最低,表明4种复合种植模式对果园土壤动物类群多样性的影响呈现不同的特征。研究结果可为黄土残塬沟壑区苹果果园生物多样性保护提供土壤动物生态学依据。     

覆盖作物翻压对华北平原春玉米产量和土壤养分的影响

冬季覆盖作物-春玉米种植模式是减缓华北平原冬小麦减少导致的耕地裸露及其环境影响的新型农业生产方式,但其翻压后对华北平原下一季春玉米生长季作物产量和土壤养分及微生物学性质的影响研究鲜见。本研究以华北平原冬闲田-玉米(WFM)为对照,设置毛叶苕子-玉米(VrM)、二月兰-玉米(OvM)以及冬油菜-玉米(BcM)3个覆盖作物处理,通过盆栽试验研究了冬季种植覆盖作物翻压对玉米生长季土壤理化性质、微生物量和玉米生长特性的影响。结果表明:(1)翻压覆盖作物显著提高了玉米产量以及作物养分吸收量。与WFM处理相比,OvM处理秸秆产量和籽粒产量提高幅度最大,分别为33.3%和35.5%(P0.05);BcM处理地上部氮、磷、钾和地下部磷素吸收量显著提高(P0.05),分别为30.7%、74.7%、57.6%和171.4%。(2)翻压覆盖作物能显著提高0～10和10～20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、全氮和全钾含量(P0.05)。此外,翻压覆盖作物能显著降低玉米幼苗期土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量(P0.05),范围为0.50～3.52和21.40～33.13mg·kg~(-1)。(3)在玉米的不同生育期,覆盖作物翻压处理的SMBC、SMBN和SMBP均显著高于冬闲处理(P0.05)。综合翻压覆盖作物对华北平原玉米产量及土壤理化性质和微生物量含量的影响,华北平原冬油菜-玉米和二月兰-玉米轮作模式效果较好。     

不同黑胫病发病程度下植烟根际土壤酶活性及细菌群落结构差异比较

土传病害的发生与土壤环境,特别是微生物群落结构变化密切相关,田间自然发病条件下探讨土传病害发生、发展过程中土壤环境因子的变化特征,可更加科学地评价病害发生与土壤环境因子变化的关系,为进一步了解土传病害发生机理提供必要科学依据。选择云南烟草黑胫病危害较为严重的3个植烟区(石林板桥、保山耇街、保山珠街)统一种植高感黑胫病烤烟品种红花大金元,调查定点田块病害发生情况并根据病害调查标准将发病烟株划分不同程度(正常烟株、轻度发病烟株、中度发病烟株、重度发病烟株)。同时在保山耇街试验点采集不同发病程度烟株根际土壤,分析比较其土壤酶活性及细菌群落的差异。研究结果表明:各调查点不同发病程度烟株根际土壤与脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性随发病程度增加均呈下降趋势;土壤16S rRNA高通量测序及多样性分析表明,与土壤细菌门类水平优势群落组成相似,并且随发病程度放线菌门相对丰度呈下降趋势,而酸杆菌门呈上升趋势;不同发病程度根际土壤细菌群落属水平上相对丰度差异较大,其中甾体杆菌属(Steroidobacter)、阿达尔杆菌属(Adhaeribacter)、根瘤菌属(Mesorhizobium)、杜氏杆菌属(Tumebacillus)随发病程度呈先下降后上升的趋势;细菌群落α多样性指数均不同程度低于健康根际土壤,且均表现为轻度发病烟株根际土壤α多样性指数最低,其中shannon和simpson指数轻度发病烟株显著低于健康烟株;PCoA主成分分析表明,根际土壤细菌群落结构随发病程度发生了明显分离,且沿第二主成分坐标轴上细菌群落结构分离随发病程度呈逐渐增大趋势。综上所述,不同发病程度烟株根际主要环境因子存在较大差异,土壤酶活性受到不同程度抑制,细菌群落组成发生趋向性变化,群落结构发生趋向性改变,土壤微生物多样性降低。     

衍生气相色谱法测定土壤中的氟化物

优化了土壤中氟化物的前处理方法。采用 NaOH熔融土壤，使得熔融后的土壤中的氟化物能够溶于水，在中性偏酸的条件下，采用三甲基氯硅烷(TMCS)对提取液中的氟离子进行衍生，加入带有正戊烷内标的甲苯进行吸收，然后取甲苯层后进行气相色谱仪(FID检测器)检测。本方法采用外标法定量，精密度 σ<3%，回收率在 85%~110%之间，相比国标 GB/T 22104-2008方法能排除离子干扰，可用于土壤中氟化物准确定量分析。     

攀枝花芒果幼果黑心病与土壤理化性状相关性分析

为明确芒果幼果黑心病发生与土壤理化性状的关系,比较黑心和正常幼果矿质营养含量差异,调查幼果黑心病果园土壤pH值和养分丰缺情况,并采用相关分析、逐步回归分析和通径分析方法,对发病果园的土壤pH值、土壤养分和幼果黑心病率进行统计分析。结果表明:黑心病果的矿质养分氮、钾、磷、镁和锌含量均显著高于正常果,其他矿质元素含量差异不显著;不同黑心病果园土壤pH值、养分的变异系数和丰缺差异较大,近半数果园土壤pH值不适宜芒果生长,土壤有机质严重偏低、交换性镁和有效铁含量偏高;幼果黑心病率与土壤pH值和有效硼显著负相关,与土壤碱解氮和有机质分别达显著和极显著正相关,与其他土壤养分差异不显著,筛选出pH值(x_1)、有机质(x_2)、交换性镁(x_7)及有效硼(x_(13)),对幼果黑心病率(y)的最优回归方程达到极显著水平;土壤pH值、交换性镁和有效硼对幼果黑心病率影响主要由其直接作用决定,有机质对幼果黑心病率的影响主要由其直接作用和通过pH值间接作用决定。芒果园的土壤酸碱和个别养分丰缺导致幼果矿质元素含量失衡,进而引起幼果黑心病发生,建议通过改良种植土壤和幼果期叶面喷施硼肥等措施防治该病发生。     

基于有效积温的玉米冠层图像特征参数分析

为揭示滴灌水肥一体化玉米冠层图像颜色特征参数随有效积温的动态变化规律,明确有效积温对玉米冠层图像三基色RGB的动态变化影响机理,比较图像特征参数的拟合精度。以宁夏主栽品种天赐19为试验材料,于2018年在宁夏平吉堡农场开展6个不同氮素处理的小区试验,利用防抖手持云台搭载手机相机遥控获取玉米冠层垂直地面图像,提取图像色彩特征参数,以有效积温为自变量,对玉米冠层数字图像特征参数进行拟合分析并比较,并分析图像参数与叶片氮浓度的相关性。结果表明:有效积温与红光值(R)符合有理函数关系,与绿光值(G)和蓝光值(B)符合对数函数关系,通过比较可以看出,各图像特征参数中R拟合效果最好,B和G次之,均达到显著水平,图像参数与叶片氮浓度十叶期的相关系数高于六叶期。因此,数字图像参数R的拟合效果最好,可作为宁夏滴灌玉米图像监测指标和群体结构分析的参考依据,十叶期可作为该地区滴灌玉米氮素营养诊断的关键生育时期。     

碳同位素技术在陆地土壤碳循环中的应用

碳同位素技术,着重论述了陆生系统中碳循环过程的~(13)C、~(14)C测定的基本原理及相关方法。聚焦同位素法在土壤有机碳、作物光合碳、土壤呼吸等方面的研究进展及应用实例,在此基础上,提出了全球碳循环研究的未来重点:全球背景下光合碳的循环特征;土壤有机碳的来源、分布和周转;土壤呼吸的区分及环境响应问题;大气二氧化碳增多背景下,土壤碳转化与土壤微生物群落结构的关系;~(13)C-PLFA技术的交叉取食风险评估。