四川黄壤区玉米季坡耕地自然降雨及其侵蚀产沙特征分析

为明确玉米全生育期自然降雨特征以及坡耕地产流产沙规律,以研究区自然降雨为基础,采用野外径流小区和室内分析相结合的方法,分别对横坡垄作、平作和顺坡垄作坡面玉米全生育期(苗期、拔节期、抽雄期和成熟期)的自然降雨、径流及侵蚀产沙量进行了测定。结果表明:研究区2015年玉米全生育期内雨量为676.71mm,其中成熟期侵蚀性雨量达411.71mm,占累计侵蚀性雨量的69.85%。玉米全生育期内,产流受雨量、玉米生育期显著影响,横坡垄作产沙受雨量、雨强的影响显著,而平作和顺坡垄作则受雨量、株高的影响显著;产流产沙均随玉米生育期的推进逐渐增加,且产沙受产流影响显著,横坡垄作和平作含沙量先减小后增加再减小,而顺坡垄作则先减小后增加;抽雄期横坡垄作产流显著小于顺坡垄作而产沙显著小于平作和顺坡垄作,成熟期横坡垄作产流产沙显著小于平作和顺坡垄作。研究区自然降雨条件下,雨量是影响黄壤坡耕地产流产沙的最主要因子,产沙滞后于产流;玉米成熟期土壤侵蚀最为严重,横坡垄作是防治研究区水土流失的有效途径,研究成果为山地黄壤水土流失有效防控与农业的可持续发展提供理论参考。     

施氮量对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响

采用土培试验,以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,探讨了高磷(400 mg P/kg)处理下不同施氮量(0,70,140,210,280和350 mg N/kg)对矿山生态型粗齿冷水花磷富集特性的影响,为利用矿山生态型粗齿冷水花提取土壤中过量的磷,防治磷的非点源污染提供理论依据。结果表明,1)矿山生态型粗齿冷水花地上部和地下部的生物量、磷积累量均在140 mg/kg施氮量下达最大值;其中,矿山生态型地上部磷积累量为223.73 mg/株,非矿山生态型为159.79 mg/株。不同施氮量处理下,矿山生态型地上部生物量和磷积累量显著高于非矿山生态型。粗齿冷水花磷富集系数随施氮量增加逐渐升高,迁移率均高于50%,达到71%~88%。2)随施氮量增加,矿山生态型根系酸性磷酸酶活性逐渐升高,而植酸酶活性先升高后降低,在140 mg/kg达最大值。各施氮量下的矿山生态型根系酸性磷酸酶和植酸酶活性均显著高于非矿山生态型,分别为非矿山生态型的1.22~1.67倍和1.02~1.07倍。在70~210 mg/kg范围施氮有助于促进矿山生态型粗齿冷水花生长,增加植株对磷的积累,提高其富磷潜力。本研究条件下,140 mg/kg为最佳施氮量。     

几种矿物材料对Cd污染土壤中Cd形态分布及植物有效性的影响

采用盆栽试验,研究了海泡石、钙基膨润土、钠基膨润土、汉白玉和石灰5种矿物材料不同添加量对Cd污染土壤p H、有效Cd、Cd形态分布及小白菜生物量、Cd含量的影响。结果表明:几种矿物材料均可显著提高土壤p H,并显著降低土壤有效态Cd含量,且降低幅度随添加量的增加而增大。与对照相比,添加矿物材料后土壤p H提高0.1~0.7个单位,有效Cd含量降低9.19%~18.92%。几种矿物材料对土壤Cd形态的影响均以酸提取态和残渣态的变化较为明显,酸提取态Cd比例降低3.27%~8.68%,残渣态Cd比例升高1.35%~4.75%,添加海泡石和钠基膨润土处理的变化更为突出。小白菜地上部和根部Cd含量随矿物材料用量的增加而降低,分别较对照降低16.03%~42.95%和20.69%~50.34%,海泡石、钠基膨润土和石灰的降低效果更好。值得注意的是,除海泡石和钙基膨润土外,施用钠基膨润土、汉白玉和石灰在降低小白菜Cd含量的同时亦可造成其地上部生物量的显著降低。     

退耕植茶地土壤碳氮磷生态化学计量学特征

研究不同退耕植茶年限土壤有机碳、全氮和全磷的质量分数分布及其生态化学计量学特征,以期为退耕植茶地土壤持续利用和茶园持续发展提供理论依据。选取退耕植茶2~3 a(RT2-3), 9~10 a(RT9-10)和16~17 a(RT16-17)的各5个样地为研究对象,以邻近耕地作为对照,采用野外调查与室内分析相结合的方法,按0~10,10~20和20~40 cm土层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷的质量分数,并计算了碳、氮、磷之间的计量比。结果表明:随着退耕植茶年限的延长,土壤有机碳、全氮质量分数表现为先显著降低后增加的趋势(P<0.05),全磷质量分数变化较为稳定。0~10 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比(C/N)显著高于对照地,退耕植茶地土壤碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)显著低于对照地;10~20 cm土层,退耕植茶地土壤碳氮比显著高于对照地,碳磷比在各样地间均无显著差异,氮磷比则表现为对照地土壤显著高于退耕植茶地;20~40 cm土层,碳氮比表现为RT2-3显著高于其他样地,碳磷比和氮磷比在各样地间均无显著差异。退耕植茶后,土壤碳氮比显著增加,有机质分解速率降低。退耕植茶有利于土壤有机碳、全氮的积累;虽有利于提高土壤中磷的有效性,但随着植茶年限的延长,磷素对退耕植茶地限制性逐渐增强。     

水旱轮作条件下免耕土壤微生物生物量变化特征及其活性评价

研究长期免耕土壤微生物活性能及时准确反映免耕土壤质量的演变趋势,探求最佳免耕年限。通过野外调查和室内分析,调查了水旱轮作条件下,不同免耕年限土壤微生物量的变化,并采用主成分分析法对土壤微生物活性进行了综合评价。结果表明:①旱作和水作后,免耕土壤微生物量碳、氮均显著高于常规每年翻耕的耕作方式,微生物量磷则相反。随着免耕年限延长,旱作土壤微生物量碳、氮均呈逐渐降低的趋势;水作后,则呈先增加再降低的趋势;而微生物量磷在不同免耕年限间无显著差异。②主成分分析表明,旱作后免耕土壤微生物活性高于常规每年翻耕,水作后则相反。随着免耕年限延长,免耕土壤微生物活性呈先降低再增加的趋势,旱作后免耕7—8 a土壤微生物活性最低,水作后免耕5—6 a土壤微生物活性最低。     

茶园土壤动物群落结构特征研究

采用手捡法和干、湿漏斗法,以相邻人工林地为对照,研究了茶园土壤动物群落结构特征。结果表明:茶园与人工林土壤动物群落结构存在差异,且各类群个数及其所占比例有所不同,Jaccard相似性系数为0.633,Gower系数(Sg)为0.327,土壤动物群落结构表现出较高的异质性;茶园土壤动物的类群数低于人工林,优势类群所占比例却远远高于人工林,总体群落结构较对照人工林单一;土壤动物群落的丰富度、多样性指数、密度-类群指数及分布的均匀性均低于人工林。在凋落物层以下,随着土层的加深,土壤动物类群数、个体数及多样性均呈现出一定的表聚现象,土壤动物蜱螨目/弹尾目(A/C)比值茶园(2.44)大于人工林(2.09),A/C值并未因干扰强度增大而降低,这与凋落物残留量的多少及茶园螨害有关。     

雅安市三县区的生态经济评价

立足于雅安市的实际情况,建立该区域生态经济评价的指标体系.并在此基础上,应用层次分析法对雅安市的雨城区、名山县和汉源县三个区域进行生态经济评价.结果表明:雨城区的生态效益指数为0.2160,经济效益指数为0.4332,社会效益指数为0.0474,生态经济综合效益指数为1.3457,综合指数明显高于名山县和汉源县;名山和汉源的生态经济综合指数虽相差不大,但各分项指标差异较为明显,且名山县的社会效益指数要优于汉源,生态指数汉源县较高.这一结果不仅能为有关决策部门提供科学的理论依据,同时,也对该区域可持续发展具有一定的指导作用.     

玉米成熟期黄壤坡耕地径流及其氮素流失特征研究

以顺坡垄作、平作、横坡垄作坡面为研究对象,研究自然降雨条件下,黄壤坡耕地地表径流、壤中流及其氮素流失特征,以期为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。结果表明:自然降雨条件下,玉米成熟期平均地表径流量分别为0—20,20—40cm壤中流量的7.96,8.22倍。不同耕作措施间地表径流量和氮素流失量差异显著,地表径流量和氮素流失量均表现为顺坡垄作平作横坡垄作,顺坡垄作坡面地表径流量分别是平作和横坡垄作的1.20,2.07倍,顺坡垄作坡面氮素流失量分别是平作和横坡垄作的1.35,2.06倍。在0—20,20—40cm壤中流中横坡垄作径流量和氮素流失量则明显高于其他耕作措施坡面,在0—20cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.45,1.90倍;在20—40cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.34,1.79倍。地表径流为氮素流失的主要途径,可溶态氮为氮素流失的主要形式,占总氮流失量的63.84%～72.61%;硝态氮是坡耕地无机氮流失的主要成分,占总氮流失量的16.47%～59.17%。氮素流失量与径流量和降雨量均呈显著线性正相关关系。研究区自然降雨条件下,横坡垄作能有效减少氮素流失,合理的耕作措施有助于防治研究区水土资源和氮素流失。     

玉米季横垄坡面细沟侵蚀特征及其影响因素

通过野外人工模拟降雨试验,开展玉米不同生长期紫色土坡耕地细沟侵蚀特征研究,并分析玉米叶面积、雨强对细沟侵蚀过程的影响。结果表明:随玉米生长期推进,坡面产流时间、跌坎及细沟出现时间总体呈先增加后减少的趋势。苗期、拔节期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为10′59″和15′30″,抽雄期、成熟期跌坎与细沟出现的平均间隔时间分别为20′16″和18′58″,玉米苗期坡耕地更易产生细沟侵蚀。苗期细沟形态发育完整,2.0 mm min-1雨强条件下,苗期最长细沟的长、宽、深分别为77.62、6.25和4.04 cm。随玉米生长期推进,细沟侵蚀阶段产流量表现为苗期拔节期成熟期抽雄期,苗期和抽雄期细沟侵蚀阶段产流量分别占玉米季径流总量的30.97%和19.01%,玉米各生长期细沟侵蚀阶段产流率均随降雨时间的推移呈波动上升。细沟侵蚀阶段产沙量表现为苗期拔节期成熟期抽雄期,苗期细沟侵蚀阶段产沙量显著高于其他生长期,玉米各生长期细沟侵蚀产沙率均随降雨时间呈波动变化。玉米季坡耕地细沟侵蚀产流量与雨强呈极显著正相关,产沙量与玉米叶面积指数呈显著负相关,产流率、产沙率与叶面积指数和雨强的回归方程均达极显著水平。     

不同植茶品种土壤团聚体及其全铝和交换态铝的分布特征

为弄清不同植茶品种土壤团聚体的组成,阐明团聚体中全铝和交换态铝的分布特征,揭示土壤团聚体中全铝和交换态铝对不同植茶品种的响应规律,在野外调查的基础上,结合室内分析,开展种植福鼎大白、川茶3号、川农黄芽早、川沐217的土壤团聚体全铝和交换态铝分布特征研究。结果表明,不同植茶品种的土壤团聚体含量随粒径的减小总体呈先降低后增加的变化趋势,其中以5 mm粒径为主,其含量处于60.52%～76.49%之间,0.5～0.25 mm粒径含量最少,种植福鼎大白的土壤5 mm粒径团聚体的含量高于其他品种;土壤全铝和交换态铝含量在小粒径团聚体中最高,种植川茶3号的土壤团聚体全铝和交换态铝含量最高;5 mm粒径团聚体对土壤全铝和交换态铝的贡献率最高,介于53.10%～68.10%之间。5 mm粒径团聚体对铝含量的贡献率表现为福鼎大白川茶3号川沐217川农黄芽早。与其他植茶品种相比,种植福鼎大白的土壤0.25 mm粒径团聚体含量最高,结构性较好;种植川茶3号的土壤各粒径全铝和交换态铝含量高于其他品种。土壤中铝含量过高会加剧土壤酸化,影响土壤生产力和质量。