我国中部井工煤炭开采沉陷对农田大型土壤动物群落结构的影响

为了解不同沉陷程度农田土壤生态系统中大型土壤动物群落结构,于2007年夏季对我国中部潞安集团井工开采区沉陷农田生态系统中不同等高线处大型土壤动物群落组成进行了调查,采用野外手捡法共采集大型土壤动物477只,隶属于3门7纲15目22科。其中,蜘蛛目、鞘翅目、直翅目和膜翅目为优势类群,占总捕量的83.64%;常见类群4类,占总捕量的13.22%。研究结果表明:不同沉陷程度对农田大型土壤动物个体数、类群数均有不同程度影响,农田大型土壤动物个体密度随着沉陷深度的增加呈现增加趋势,沉陷区土壤生态环境的变化引起大型土壤动物的局部迁移。Jaccard相似性系数表明沉陷区中部(2 m、4 m和6 m等高线处)三者间相似程度较高,正常农田(CK)与沉陷区底部(7 m等高线处)之间相似程度最低,达到极不相似程度。研究认为不同沉陷程度对大型土壤动物的群落结构有明显影响,将大型土壤动物作为沉陷区农田土壤质量评价中生物性状指标具有重要意义。     

枣树化控营养素研制及应用

枣树化控营养素集营养调节与生理调节为一体，用500倍稀释液在初花期和盛花期叶面喷施2次，能提高不同品种枣树坐果率37％－475，降低落果率45.8%，提高产量40.3%－44.0%，鲜果、干果含糖量提高8.9%-13.5%，Vc含量提高7.7%－21.3%。枣树化控营养素因添加了助溶剂而解决了GA不能水溶的难题。     

保护地黄瓜养分积累特点及氮钾营养对其生长的影响

保护地条件下黄瓜对养分的吸收量是K＞N＞Ca＞Mg＞P。养分最大吸收量出现在盛瓜期。各种矿质元素在不同器官的分配有所不同，根为K＞N＞Ca＞P＞Mg，茎为K＞Ca＞N＞Mg＞P，叶为Ca＞N＞K＞Mg＞P，瓜为K＞N＞Ca＞Mg＞P。氮钾合理配合能提高黄瓜产量、光合作用、品质及抗病能力。     

粒用高粱养分吸收、产量及品质对氮磷钾营养的响应

基于2011—2012年在山西省农业科学院东阳农业试验基地的大田定位试验,2013年在高粱/玉米轮作体系下,以晋杂23高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]为试料,设置NPK、PK、NK、NP和CK(不施肥)5个施肥处理,每个处理3次重复,采用随机区组排列,研究土壤养分耗竭条件下氮磷钾肥对粒用高粱生长、养分吸收、产量和品质的影响。结果表明,出苗后76 d,NPK、PK、NK和NP处理最大叶叶面积分别比CK增加18.7%、4.1%、17.9%和16.6%,单株总功能叶面积分别比CK处理增加54.1%、18.4%、47.4%和48.2%;整个生育期施肥处理对叶片生物量有显著影响。自出苗后121 d,各施肥处理对茎干物质累积具有显著影响。NPK、PK、NK和NP处理籽粒产量分别比CK增加了93.8%、35.5%、91.2%和78.1%。自出苗后100 d,CK和PK处理叶片中的N含量显著低于NPK、NK和NP处理,此时CK和NK处理显著降低了叶片中P含量。在收获期,CK处理显著降低了籽粒中N含量。CK、PK和NP处理提高了直链淀粉含量,而支链淀粉含量下降,导致直链/支链比值相应增加。施氮肥处理(NPK、NP、NK)的籽粒蛋白质含量明显高于CK和PK处理;NPK处理分别提高了73.9%和40.3%。NPK处理籽粒单宁含量比CK和PK处理分别提高15.6%和22.7%。研究表明,不施肥和不施氮肥显著降低了粒用高粱植株生长、干物质积累、籽粒产量、氮磷养分吸收以及籽粒中支链淀粉、蛋白质和单宁含量,不施肥和不施氮对高粱的影响明显大于不施磷或不施钾,平衡施肥有利于粒用高粱产量的提高和品质的改善。     

生物炭对土壤水分特征及水胁迫条件下高粱生长的影响

为明确生物炭对土壤水分有效性及作物生长的影响,采用室内模拟和盆栽试验,研究了不同生物炭添加比例(0,0.5%,1%,3%和6%(w/w))对土壤水分特征和水胁迫(相对含水量45%)条件下高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)苗期生长的影响。结果表明,随生物炭添加比例增加,土壤吸湿系数、凋萎湿度、田间持水量、饱和含水量、土壤毛管孔隙和总孔隙度呈增加趋势,而容重降低;生物炭明显提高了土壤的EC值,0,0.5%,1%,3%和6%处理分别为0.16,0.33,0.47,0.89,1.58mS/cm。添加生物炭在一定程度上能够控制土壤的水分蒸发,提高土壤保水能力和土壤的有效水含量,但在相同含水量下土壤水的有效性降低。在水分胁迫条件下,6%处理提高了高粱叶片相对含水量,但其植株水势最低,同时蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和净光合速率最低;0.5%处理叶水势最高,蒸腾速率、气孔导度和净光合速率较高,同时干物质累积最大,表明施用0.5%的生物炭能够改善土壤水分环境,促进水胁迫条件下高粱生长。     

厚黄土薄基岩型采煤沉陷区农田土壤化学性状空间变异

以山西潞安集团司马煤矿为例,针对厚黄土薄基岩型煤层地质,对沉陷破坏农田的不同沉陷深度下土壤化学性状空间变异进行研究。结果表明:(1)开采沉陷显著影响沉陷区农田表层土壤的化学特性,受其影响最大的是0～20 cm土层,其次是20～40 cm土层。(2)沉陷农田不同下沉深度土壤养分受沉陷影响的增减程度不一样,但整体有向沉陷区农田底部运移的趋势。在沉陷2 a的农田中,位于沉陷中部(即沉陷4 m处)有养分积聚和盐渍化趋势。(3)在土壤化学特性中,受开采沉陷影响最大的是土壤速效磷,其次是土壤速效钾,再次是土壤全氮和土壤有机质,而土壤酸碱性受其影响较小。     

高粱和玉米秸秆腐解过程的红外光谱研究

作物秸秆分解受其物理、化学及生物等特点影响,同时也受土壤的微生物影响。以尼龙网袋法比较研究了玉米和高粱秸秆腐解对土壤微生物、调节C/N的响应,采用傅里叶变换红外光谱分析了不同腐解期各处理秸秆的结构变化特征。结果表明,高粱秸秆和玉米秸秆腐解过程中的官能团变化基本相似,在腐解过程中碳水化合物和糖类含量逐渐减少,氨基酸、有机酸等可溶性有机物分解,甲基、亚甲基及酰胺类化合物含量降低,羧基含量增多,脂肪性减弱;并且在培养的前30 d中,高粱秸秆腐解速率要快于玉米秸秆,与山西土壤微生物浸提液比较,贵州土壤微生物浸提液更有利于秸秆的分解,添加氮调节C/N对玉米和高粱秸秆的分解具有促进作用。     

施用生物炭和秸秆对石灰性褐土氮肥去向的影响

为明确秸秆直接还田和秸秆炭化为生物炭后施入土壤对氮肥转化(植株吸收、土壤残留及损失)的影响,采用大田微区试验,运用15N标记示踪技术,分析了石灰性褐土施用生物炭和秸秆后氮肥的去向,并阐明其影响机制。试验共设3个处理,单施化肥(NPK)、施化肥并施生物炭(NPK+B)以及施化肥并施秸秆(NPK+S)。结果表明:石灰性褐土上高粱植株当季的氮肥吸收率、土壤残留率和损失率分别是18.41%～24.94%、22.67%～35.47%和46.12%～52.40%;与NPK处理相比,NPK+B和NPK+S处理高粱植株的氮肥利用率分别降低2.20个百分点和6.53个百分点(P0.05),土壤残留率分别增加5.58个百分点(P0.05)和12.80个百分点(P0.05),氮肥损失率分别降低3.40个百分点和6.28个百分点(P0.05);施用秸秆显著提高了土壤活性有机碳含量、土壤微生物数量及代谢活性,增强了氮肥转化过程中土壤微生物对肥料氮的固定,从而减少氮肥损失。因此,与施用生物炭比较,秸秆直接还田是提高石灰性褐土氮肥有效性及秸秆资源合理利用的更有效途径。     

不同氮肥水平下生物炭对高粱苗期生长及有关生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同生物炭用量(0,1%,5%,10%(w/w)和不同氮肥水平(0,400,800 kg/hm2)及其交互效应对高粱( Sorghum bicolor( L.) Moench)苗期生长及有关生理特性的影响。结果表明,EC值低的土壤植株生长状况整体要优于EC值高的土壤;1%生物炭对作物生长略优于0处理,而5%和10%生物炭对高粱苗期生长具有抑制作用;不施氮肥与施400 kg/hm2氮肥间无显著差异,800 kg/hm2氮肥水平对植株生长产生抑制效应;生物炭用量、施氮量及其交互效应对2种土壤植株干质量均有显著影响;叶绿素的表现与其生长状况表现基本一致;还原糖含量受生物炭和氮肥影响表现不一;硝酸盐含量与氮肥水平呈显著正相关,与生物炭用量呈负相关。研究表明,低量生物炭(1%)有利于高粱种子发芽和幼苗生长,高量生物炭(5%和10%)和高氮水平(800 kg/hm2)在一定程度上抑制了高粱幼苗的生长;植株硝酸盐含量随生物炭施用量增加而相应减少,随氮肥水平提高而相应增加。     

连作对高粱生长及根区土壤环境的影响

以玉米－高粱轮作为对照,研究连作对高粱生长、产量的影响及根区土壤中酶活性和微生物的变化。结果表明：高粱连作3年对产量的抑制开始显现。与轮作相比,连作3年高粱的株高、茎粗、叶面积、生物量显著降低,连作4年更为明显;连作4年高粱根系生长也明显受到影响,0~40 cm深度范围内根系的生物量、根表面积和根体积分别仅为轮作的61.5％、84.4％、73.8％。连作4年增加了土壤中可培养真菌数量,在拔节期和灌浆期分别是轮作的1.9、1.3倍,而对细菌和放线菌的影响没有明显规律;连作显著增加土壤中过氧化氢酶、蔗糖酶的活性,分别比轮作增加了14.7％、17.2％。由此可见,连作不仅抑制高粱植株的生长,并对土壤中微生物区系组成和酶活性产生显著影响。