黄土高原植被恢复过程中土壤表面电化学性质演变特征

土壤胶体表面所带电荷是土壤具有一系列物理、化学性质的根本原因。表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度、表面电场强度以及表面电位是土壤胶体颗粒重要性质,影响土壤中物理、化学、生物化学过程。运用带电颗粒表面性质联合分析法,测定黄土高原子午岭地区不同植被类型下土壤表面电荷性质,研究自然植被恢复过程对土壤表面电荷性质的影响。结果表明:随着植被的演替,子午岭林区土壤表面电荷数量、比表面积、表面电荷密度均随植被的恢复增加,变化范围分别为10.88～19.85 cmol·kg~(–1)、40.67～61.71 m~2·g~(–1)和0.22～0.31 c·m~(–2),平均值分别为16.18 cmol·kg~(–1)、54.88 m2·g~(–1)和0.28 c·m~(–2),土壤表面电场强度达108 V·m~(–1)数量级;土壤黏粒、有机碳含量是影响表面电荷性质的主要因素,解释率分别为62.5%和27.9%;土壤基本性质对表面电荷性质的影响由强到弱依次为:黏粒、有机碳、砂粒、全氮、C/N、粉粒、碳酸钙、pH。研究结果对于进一步认识黄土高原土壤颗粒表面性质,加深理解土壤中发生的一系列物理化学过程具有重要意义。     

基于电磁感应仪数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究

土壤盐渍化是南疆棉田优质高产的主要障碍因素,定额灌溉可有效改良土壤盐渍化,EM38-MK2可快速、动态获取土壤盐渍化数据,适时监测土壤盐渍化,为棉田定额灌溉提供数字依据。针对电磁感应仪(EM38-MK2)的发射圈和接收圈设计了不同采样方案,在同一条田内采集了6个不同时期的土壤表观电导率数据及相应的剖面土样,分析了不同土壤采集方案及土壤含水量对表观电导率模型精度的影响,对比了以单一时期数据建模的局部模型和6个时期整体数据建模的全局模型的反演精度。结果表明,由单点采集电磁感应仪发射线圈位置土样所构建的模型精度更高,稳定性更好,能有效减少由采样带来的误差。当土壤含水量低于10%时,表观电导率与实测电导率之间的相关性较低,决定系数为0.58,反演模型只具备粗略估计实测电导率的能力;当土壤含水量高于10%时,表观电导率与实测电导率具有很好的相关性,决定系数达到0.80以上,反演模型具有较好的预测能力。EMH+EMV多测定模式下表观电导率与实测电导率之间的模型精度高于EMH或EMV单一测定模式,确立EC_(h0.375)+(EC_(h0.75)+EC_(v0.75))/2+EC_(v1.5)为建模因子,有效提高了反演模型的精度。不同深度土层的局部模型反演精度均高于全局模型精度,局部模型的RPD均大于2.0,具有较好的预测能力。     

黄河故道区域不同种植模式及秸秆还田方式对土壤的改良效果

由于长期受到流水冲击,黄河故道区域农田以中低产田为主,因此本区域农田质量提升成为黄河中下游平原绿色发展的重要研究课题。在河南濮阳清丰地区秸秆还田方式的基础上,选取黄河故道区域广泛种植的小麦、玉米和花生三大主要农作物,于2009年进行4种种植模式长期定位试验：小麦-玉米、小麦-花生、小麦-玉米-小麦-花生和单季花生,其中小麦和玉米秸秆全部还田,花生秸秆不还田,探究不同种植模式对土壤理化性质和微生物群落结构的影响。结果表明,秸秆还田量越多,土壤有机质含量提高越多,小麦-花生、小麦-玉米-小麦-花生种植模式下土壤有机质含量最高,且其土壤含水量也显著高于其他处理,上层土壤容重有所降低,显著改善了土壤砂质化,提升了土壤的蓄水能力;秸秆还田量较大的种植模式的养分保持能力明显提高,养分含量显著增加;微生物群落结构对不同种植模式响应结果为,花生可以显著提升微生物丰度,微生物群落多样性随种植作物类型的增加而增加。因此,小麦-玉米-小麦-花生种植模式较为适宜濮阳清丰黄河故道区域,有利于土壤改良和区域农业的可持续发展。     

种植年限对设施蔬菜土壤养分和环境的影响

为了给设施蔬菜地合理施肥提供依据,研究了不同种植年限设施蔬菜地土壤理化性质、微生物数量及酶活性变化,以露地土壤为对照(CK),采集种植1 a(年)、3 a、5 a、7 a、9 a、11 a、13 a、15 a、17 a、20 a以及20 a以上的0~20 cm设施蔬菜土壤样品,采用常规土壤理化性质检测方法测定了土壤理化性质和酶活性,采用平板计数法,分析土壤微生物数量。结果表明,设施菜地种植年限与土壤容重呈正相关,与土壤孔隙度呈负相关;设施菜地土壤pH值随种植年限的增加逐年降低,两者呈显著的负相关性;土壤EC值、土壤有机质和速效磷含量都随种植年限的增加而逐年增高,并与种植年限呈显著的正相关性;与CK相比,种植13 a的蔬菜样地土壤全氮和速效钾含量均显著地增加;连续种植20 a以上,设施蔬菜土壤含盐量比对照土壤显著地增加了486.49%。土壤细菌和放线菌数量、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性呈现出先增加后减少的趋势,且都在种植年限为11~13 a时达到最大;真菌数量随着种植年限的增加而增加,而土壤脲酶活性则随种植年限的增加呈下降趋势;转化酶活性随着种植年限的增加保持不变。土壤微生物数量与酶活性之间存在一定程度的相关关系,其中土壤真菌数量与土壤酶活性之间的相关性最为显著。综上所述,种植年限不同的设施菜地,土壤养分失衡,呈现酸化趋势,盐分含量逐年增加,土传真菌病害潜在发生,对设施蔬菜生产不利。     

基于meta分析的放牧压力对内蒙古高原草地生态系统的影响

放牧是最主要的草地利用模式，直接或间接地影响草地物质循环和能量流动，放牧强度对草地的健康状况和演替方向起决定作用。本文基于40篇内蒙古草原放牧相关文献数据，通过meta分析探讨温带草原对放牧强度的响应特征。结果表明，与未放牧草地相比，轻度放牧草地对群落植物地上、地下生物量和土壤全氮和全磷含量无显著影响，而土壤有机碳、微生物生物量碳、细菌和真菌数量分别显著上升3.60%、7.80%、11.40%和10.83%（P<0.05）；中度放牧下群落植物地下生物量和土壤微生物数量无显著变化，而地上生物量和土壤有机碳、全氮、全磷和微生物生物量氮含量分别显著降低21.62%、4.44%、2.15%、8.35%和6.76%（P<0.05）；重度放牧下群落植物地上和地下生物量，土壤有机碳、全氮、全磷、微生物生物量碳含量，细菌和放线菌数量分别显著下降39.72%、16.30%、7.62%、6.46%、8.03%、8.76%、12.92%和18.27%（P<0.05）。以上结果表明轻度放牧有利于土壤肥力和草地生产力的保持和提升，而当放牧干扰超出一定的限度时，草地各项功能均显著下降而发生退化。本研究可为内蒙古温带草原的合理利用和适应性管理提供理论基础。     

国内外有机肥标准对比及风险评价

中国是人口最多的发展中国家，生产生活中产生的有机废弃物数量巨大，堆制有机肥是降低有机废物污染风险的重要方式，而有机肥标准则是防止有机肥成为新的土壤污染源，规范有机肥产业健康发展的重要保障。目前我国有机肥不合格现象时有发生，针对有机堆肥的标准仅有一个8年前的行业标准（NY 525—2012）的现状，本文对比了中国、日本、澳大利亚、欧盟、美国有机肥标准的重要指标，对存在的重金属残留、抗生素污染、病原体污染、营养富集及土壤盐渍化等有机肥质量安全风险问题进行分析，为我国有机肥行业未来绿色、健康、可持续发展提出建议。尽管我国现有有机肥质量标准，在具体指标要求方面优于美国，但和欧盟相比还有差距，比如我国重金属Cu、Zn、Ni限量缺失，对Cd等重金属限值要求不够严格，长期施用会导致土壤重金属含量超过风险筛选值，严重影响农作物安全；同时，由于部分畜禽养殖业不合理使用抗生素，加之有机肥生产企业技术的欠缺，农户施用时缺乏指导，监管部门执法不严等因素，我国有机肥施用过程存在较大风险隐患。因此，进一步完善有机肥标准体系，强化对原料中有毒有害物质的限制，要求选用原料批批检，加大准入和过程的落实力度，才能保障我国有机肥产业有序健康发展。     

石灰联合碳铵熏蒸对连作香蕉生长和根际微生物群落结构的影响

摘 要：由于长期连作导致香蕉枯萎病大量爆发，造成香蕉种植面积锐减，已严重影响海南香蕉产业的发展，因而急需寻求能够缓解或克服香蕉连作障碍的有效措施。本实验旨在探究使用绿色土壤熏蒸剂对长期连作蕉园的香蕉枯萎病的防控效果，特别是对植株生长发育、土壤化学性质和根际微生物区系的影响。田间试验共设置两个处理：石灰碳铵熏蒸处理（LAB）和对照处理（CK）。结果表明: LAB处理可以显著降低香蕉枯萎病发病率，与CK处理相比两季分别降低40%和46.62%，显著增加香蕉亩产量，与CK处理相比两季分别增产45.56%和75.99%。LAB处理可以显著提高土壤pH，改善土壤酸化，使酸性土壤维持中性水平，同时，增加土壤有机质含量，并且显著提高土壤速效磷（两季分别提高28.33%和89.14%）和速效钾含量（23.92%和38.67%）。并且LAB处理明显改变香蕉根际微生物群落结构，可以显著降低变形菌门和子囊菌门相对丰度，显著增加放线菌门等相对丰度，同时显著降低病原菌镰刀菌属相对丰度，并且显著提高部分土壤拮抗菌属的相对丰度，如链霉菌属、红球菌属和曲霉属。因此，石灰碳铵熏蒸有效改善香蕉根际微生物群落结构，有效防控香蕉枯萎病的发生并促进其植株生长。     

芦笋种植对冷凉沙化区土壤改良的效果研究

为探索芦笋种植对冷凉沙化区土壤的改良效果,在山西省朔州市右玉县,以未种植芦笋裸沙地为对照（CK）,设置种植芦笋1、2、3和4年共4个处理,通过田间试验测定不同种植年限芦笋田土壤理化特性和芦笋生长发育情况。结果表明,与CK相比,随种植年限增加,土壤黏粒和粉砂粒含量递增,砂粒含量递减,土壤容重递减,土壤田间持水量递增;土壤pH和可溶性盐浓度（EC）递减;土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量逐年递增。种植芦笋3年的土壤粒级、土壤容重、田间持水量、pH、EC值、土壤肥力发生显著变化;连续种植芦笋4年的土壤黏粒含量较CK增加到29.8%,粉砂粒含量增加到12.6%,砂粒含量降低到57.6%,田间土壤持水量显著提高,土壤容重显著降低,土壤由砂质壤土向砂质黏土转变;土壤pH降低0.75,EC值降低0.08mS/cm;土壤有机质含量增加28.89%,全氮、有效磷和速效钾含量分别增加95.12%、94.92%和45.40%;芦笋产量达6 037.5kg/hm ²。综合分析,连续种植芦笋4年可改善沙化土壤的物理结构,提高土壤养分,降低盐碱程度。芦笋是冷凉沙化区土壤改良的先锋作物之一,可实现生态效益与经济效益并举。     

两种有机硅助剂对四氯虫酰胺防治菜青虫的增效作用

为明确两种有机硅助剂Silwet 408和Greenwet 7618对四氯虫酰胺防治菜青虫的增效作用,本文采用喷雾法测定四氯虫酰胺以推荐剂量、50%推荐用量分别与Silwet 408和Greenwet 7618的3 000倍稀释液混用对菜青虫的田间防效。结果表明,四氯虫酰胺以50%推荐用量分别与Silwet 408和Greenwet 7618混用,药后3 d对菜青虫的防效均与单独使用推荐剂量的防效无显著差异;药后7 d,50%推荐用量与Greenwet 7618混用对菜青虫的防效与推荐剂量的四氯虫酰胺仍无显著差异,而50%推荐用量与Silwet 408混用的防效显著降低;在药后14 d,所有处理对菜青虫无防治效果。因此,建议在生产上推广50%推荐用量的四氯虫酰胺与Greenwet 7618的3 000倍液混用防治菜青虫。     

不同因素影响下层状土壤水分入渗特征及水力学参数估计

层状土壤是自然界常见的土体结构,其水分运移规律不同于均质土;大气降水、灌溉水等水分的入渗是土壤水文过程的一个重要环节,同时它也与地下水补给、污染物运移等过程紧密相关。土壤初始含水量、土体构型及供水强度等因素均会影响水分的入渗过程。为探究积水深度、土体构型、初始含水量三种因素对层状土壤水分运移的影响,通过室内积水入渗试验对湿润锋、累积入渗量、土壤剖面压力水头进行观测,并利用Hydrus-1D模型反演水力参数并对相应条件下的水分运移规律进行模拟和分析。结果表明,层状土壤中湿润锋随时间的推进方式由非线性过渡至线性,入渗率逐渐减小。三种因素作用下,层状土壤水分运移特征有明显差异:积水深度、土壤初始含水量增加时,湿润锋运移速率和入渗率均增大,且各观测点压力水头升高加快,土壤不饱和程度降低;上砂壤下粉砂壤构型较上粉砂壤下砂壤构型而言,整体湿润锋推进速率和入渗率较大,出流快,且入渗后期界面处的压力水头高于其他观测点。且结果表明,反演的水力学参数较拟合实测的参数更适用于层状土壤入渗的模拟和预测。该研究旨在揭示和掌握层状土壤水分运移规律和影响因素的作用机制,并进一步为农田灌溉措施的合理制定提供科学依据。