黑麦品种间耐铝差异性机制研究

采用室内模拟方法,研究了铝诱导黑麦根系分泌有机酸、根尖磷对铝的固定作用。结果表明,在铝胁迫下冬牧品种（Win）相对根伸长率高于King品种。在铝胁迫下,经磷预处理的根尖铝和磷含量增加,且以Win品种根尖中的Al、P含量较高,说明根尖磷对铝的固定是黑麦耐铝机制之一。另一方面,在铝胁迫下,两品种根系均分泌柠檬酸和苹果酸,且Win的分泌速率较高。有机酸的分泌随着铝处理浓度（10、30、50 mol/L）和时间（0.5、3、6、9、12 h）的增加而增加,但在低温（4C）下柠檬酸分泌量显著减少。Al处理0.5 h后苹果酸已明显分泌,而柠檬酸的分泌在铝处理6 h后才明显增加。在铝处理前,进行缺磷预处理（3 d）不能增加有机酸的分泌,10 mol/L的La3+、Cu2+、Ni3+也不能诱导根系分泌有机酸。说明铝诱导根系专一性分泌有机酸也是黑麦品种间耐铝性差异的机制。     

对间隙淋洗长期通气培养条件下黄土高原土壤供氮能力的评价

采用间隙淋洗长期通气培养法,通过对黄土高原物理化学性质差异较大的10种农田土样起始矿质氮、起始提取态总氮、起始可溶性有机氮,以及培养期间淋洗矿质氮、淋洗总氮、可溶性有机氮含量及其与作物吸氮量关系的研究,分析并评价黄土高原主要农田土壤氮素矿化能力以及包括和不包括培养淋洗可溶性有机氮对土壤供氮能力的影响。结果表明,供试土样起始可溶性有机氮平均为N 23.9 mg/kg,是起始提取态总氮的28.8%,土壤全氮的2.4%。在通气培养淋洗总氮中,可溶性有机氮所占比例不高,经过217 d通气培养,淋洗出的可溶性有机氮平均为N 28.8mg/kg,占淋洗总氮量的19.8%。相关分析表明,淋洗可溶性有机氮量与第1季作物吸氮量相关不显著,但与连续2季作物总吸氮量显著相关。淋洗矿质氮、淋洗总氮与两季作物总吸氮量的相关系数明显高于与第一季作物吸氮量的相关系数;与第一季作物吸氮量达显著相关水平,与连续两季作物吸氮量达极显著相关水平。总体上看,可溶性有机氮和土壤全氮、土壤微生物氮不能作为反映短期可矿化氮的指标;间隙淋洗通气培养淋洗液中淋洗矿质氮、淋洗总氮是评价可矿化氮的较好指标,不仅适宜于第一季作物,而且也适用于对连续两季作物土壤供氮能力的评价。     

灌溉策略及氮肥施用对设施番茄产量及氮素利用的影响

以传统水肥管理为对照,根据根层氮素实时监控技术与氮素供应目标值指标,对秋冬季设施番茄生育期进行氮肥追施优化管理,同时结合小管出流的方式比较研究采用每次灌溉至田间持水量及固定灌额两种策略对设施番茄产量及氮素追施调控的影响。结果表明,传统灌溉方式下,优化氮素处理保证了番茄产量,与传统氮肥处理相比,追施的氮肥数量减少了48%;在番茄的主要生育时期内,采用每次灌溉至田间持水量及固定灌额处理的灌溉量分别比传统灌溉处理减少46%和30%;采用同样指标所推荐的氮肥追施数量也分别减少14%和10%,明显减少土壤–蔬菜体系中氮素的表观损失,减轻了由于过量施氮而对环境造成的影响。     

稻草易地还土对丘陵红壤团聚体碳氮分布的影响

利用新垦坡地、熟化旱地两个定位试验的典型处理(不施肥、化肥、稻草 NP),研究稻草易地还土对丘陵红壤水稳定性大团聚体(>0.25 mm)内碳、氮分布的影响。结果表明,稻草易地还土提高了土壤大团聚体含量;团聚体粒径越大,有机碳和全氮的含量越高;与对照相比,稻草易地还土提高大团聚体内的有机碳含量10.1%~78.5%、全氮含量9.4%~63.6%(p<0.05),同时也显著提高二者在较大粒径(1~2 mm,2~5 mm)团聚体内的分配比例;与化肥处理相比,稻草易地还土提高>0.5 mm各粒级大团聚体内的有机碳含量6.5%~46.1%,也提高了0.5~1 mm,1~2 mm,2~5 mm团聚体内的全氮含量8.7%~16.1%(p<0.05)。水稳定性大团聚体对土壤碳、氮具有强富集和物理保护作用;稻草易地还土提高水稳定性大团聚体内碳、氮的含量和分配比例,是改良丘陵红壤结构、提高并协调土壤肥力的有效保育措施。     

基于137Cs示踪的丹江口市农用地土壤侵蚀与有机质流失分析

运用137Cs示踪技术探讨了丹江口市小流域不同土地利用方式的土壤侵蚀,并分析了137Cs含量与有机质和重金属含量之间的关系。结果表明:农用地土壤侵蚀速率从大到小依次为沟谷旱地>坡耕地>菜田>水田>草地>灌丛,耕作土的侵蚀强度多为中度和强度侵蚀,非耕作土则是微度和轻度侵蚀;不同土地利用方式对土壤有机质和重金属分布影响很大,有机质含量分布规律为草地>灌丛>菜田>水田>沟谷旱地>坡耕地;Pb与Ni含量为灌丛>草地>坡耕地>沟谷旱地>菜田>水田;Cr与Cu含量为灌丛>菜田>坡耕地>草地>沟谷旱地>水田;Zn含量为灌丛>菜田>草地>坡耕地>沟谷旱地>水田。对137Cs含量与土壤有机质、重金属含量进行回归分析的相关系数均在0.7以上,说明在景观简单的小流域,可以利用137Cs含量和数学模型预测土壤有机质和重金属的含量变化。     

柳杉人工林采伐后不同土地利用类型初期土壤有机碳变化

运用空间代替时间的方法研究了25年生柳杉人工林(对照)采伐后形成的柳杉人工幼龄林、经济林、苗圃地、皆伐迹地、农耕地5种土地利用类型初期土壤有机碳含量和碳储量变化。结果表明,5种土地利用类型和对照的土壤有机碳含量和碳储量均随土层的加深而降低;除经济林外,苗圃地、柳杉人工幼龄林、农耕地和皆伐迹地的土壤平均有机碳含量分别比对照降低了10.8%,28.1%,37.8%,40.1%;5种不同土地利用类型土壤碳储量排序为:皆伐迹地(214.2±17.0 t C/hm2)>经济林(191.3±13.4 t C/hm2)>柳杉人工幼龄林(173.5±15.1t C/hm2)>苗圃地(171.9±9.2 t C/hm2)>农耕地(132.7±12.1 t C/hm2),分别比对照(272.9±21.8 t C/hm2)减少了21.5%,29.9%,36.4%,37.0%,51.4%。人工林采伐后形成的不同土地利用类型,土壤有机碳含量和碳储量减小的程度与采伐后紧接着采取的人为措施有关。     

几种不同类型土壤有机碳库容大小及周转研究

通过土壤样品的室内培养,运用三库一级动力学理论,分析了沼泽土、草甸土、普通黄棕壤和棕色石灰土4种土壤有机碳库容大小、各碳库平均周转时间及分解动态。结果表明,4种土壤剖面表层和中层有机碳含量分别为8.48~24.53 g/kg,4.02~16.77 g/kg;活性碳占总有机碳含量的0.99%~5.01%,1.31%~1.91%,平均周转时间分别为8.8~14.3 d,10.4~16.5 d;缓效性碳占总有机碳含量的15.88%~59.04%,20.43%~48.36%,平均周转时间分别为1.3~29.1 a,3.6~21.3 a;惰性碳占总有机碳含量的39.97%~79.11%,50.31%~77.66%。不同类型土壤三库有机碳含量均是上层明显大于中层,培养3个月,表层和中层土壤有机碳累计分解量分别达到了165.99~2 429.57 mg/kg,108.04~743.02 mg/kg,4种土壤有机碳分解速率大小顺序:沼泽土>草甸土>棕色石灰土>普通黄棕壤,与活性碳的百分比含量成正相关关系。对培养期间土壤有机碳累计释放量进行拟合,发现三次方程(Y=b0 b1x b2x2 b3x3)能很好地描述其变化趋势,相关性均达到极显著水平(P<0.01)。     

长期有机无机肥配施对褐土微生物生物量碳、氮量及酶活性的影响

通过对山西省寿阳长期定位试验田0―20 cm和20―40 cm的土壤测定和分析,探讨了长期有机无机肥配施下褐土微生物生物量碳、氮和酶活性的变化以及相关性。结果表明,褐土微生物生物量C、N变化基本一致。褐土微生物生物量碳、氮从0―20 cm到20―40 cm土层均呈减少趋势;长期单施高量有机肥、有机无机肥合理配施都能提高褐土微生物生物量碳、氮;不同用量的长期单施化肥处理不能使微生物生物量C、N显著增加。脲酶和碱性磷酸酶活性从0―20 cm到20―40 cm土层呈减少趋势;长期单施高量有机肥和有机无机肥合理配施可使褐土脲酶及碱性磷酸酶活性增加。脲酶活性随单施化肥量的增加有变大趋势,而碱性磷酸酶活性则呈变小趋势。土壤微生物量碳氮、土壤酶活性及土壤养分之间的显著相关性表明,微生物生物量C、N和土壤酶活性可以判断褐土土壤有机质和N素状况,可作为评价褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果的生物学指标,同时也可为提高褐土土壤肥力水平和土壤培肥效果提供依据。     

不同肥力稻田晚稻水氮耦合效应研究

在不同土壤背景氮稻田中,采用不同的水氮管理模式,研究了灌水和施氮方式对晚稻的产量、农艺性状、氮肥利用率及节水效果的影响。结果表明,与淹水灌溉相比,湿润灌溉技术能使晚稻产量提高5.1%~6.5%;土壤氮残留量增加0.4%~2.3%;氮肥农学利用率、吸收利用率、生理利用率分别提高12.6%~113.4%、0.4%~19.7%、11.3%~92.9%,且增幅随着土壤背景氮的上升而提高;节省水资源18.0%~34.3%。施氮方式上,以氮素基肥:追肥为50:50的效果最佳,与农户传统的70:30比例相比,产量提高0.3%~8.9%,并表现出低肥田淹水条件下增幅大、高肥田湿润条件下增幅大的现象;氮肥利用率虽都有一定的提高,但除低肥田外,中、高肥田中差异不显著。试验还发现,氮肥利用率与稻田土壤背景氮呈直线负相关,r = -0.9919;氮肥流失量随着土壤背景氮的增加而上升。研究表明,采用合理的灌溉和施肥,能有效地提高氮肥利用率、增加水稻产量,并节省灌溉用水。但在土壤高背景氮的稻区,最主要的问题是大量减少氮肥用量,以减少氮素流失,降低氮肥对环境的污染。     

三江平原不同土地利用方式下沟渠沉积物可溶性有机碳含量和分布

研究了三江平原3种土地利用方式下沟渠沉积物DOC含量和分布,探讨了3种土地利用方式对沟渠沉积物DOC含量和分布的影响。结果表明,三江平原沟渠系统虽然都是在湿地的基础上开挖而成,但是分散于3种土地利用方式下的沟渠沉积物DOC含量及其分布发生了明显变化。湿地开垦为农田利于沟渠各层沉积物DOC的累积,水田和旱田相比,旱田更有利于沟渠各层沉积物DOC的累积;沟渠沉积物DOC垂直分布随土地利用方式不同发生了明显的变化,穿过型沟渠和边界沟渠相比,边界沟渠沉积物DOC垂直分布显示出更强的沉积特点。挖沟排水和土地开垦耕作,不仅导致大量DOC向沟渠迁移并沉积在沟渠中,而且最终导致不同沟渠沉积物中DOC的含量和分布产生了明显的差异性。