防护条件下梭梭幼苗生长及养分吸收特性

以新疆古尔班通古特沙漠南缘管件防护与传统移栽2种方式移栽的梭梭幼苗为实验材料,通过野外监测与室内分析,探讨了管件防护条件下梭梭幼苗的生长及养分吸收特性。结果表明:整个生育期内,管件防护梭梭幼苗的各生长指标与传统移栽苗相比,增幅最大的为茎粗,其次为株高。年周期内管件防护梭梭幼苗的生物量呈递增趋势,单株生物量累积可达45.25 g·株~(-1);净增加27.10 g·株~(-1),是传统移栽苗的1.38倍(P0.05)。管件防护梭梭幼苗体内的氮素、磷素、钾素含量呈先升高后降低趋势,在同化枝生长期达到峰值,分别为11.376 g·kg~(-1)、1.066 g·kg~(-1)和23.340 g·kg~(-1),较传统移栽苗高24%、15%和8%,差异显著;而其梭梭幼苗氮素、磷素、钾素的总积累量却呈递增趋势,年净增积累量分别为0.297 g·株~(-1)、0.027 g·株~(-1)和0.560 g·株~(-1),是传统移栽苗的2.23倍、1.72倍和1.65倍;各时期梭梭幼苗体内的氮素、磷素、钾素含量及总积累量均高于传统移栽苗。     

新疆草地优势种植物相对生物量沿海拔梯度变化特征

优势种作为草地生态系统中地上生物量的主要贡献者,其生物量既受到环境因素的影响,也受到共存种种间关系的影响。然而,由于物种的不同和环境梯度的差异,目前有关优势种生物量与环境因素关系的研究,尚未获得一致性的结论。基于此,本研究以2011-2013年对新疆9种草地类型397个样地中优势种相对生物量的调查数据为基础,首先统计了不同草地类型中优势种组成,其次通过一般线性模型分析了优势种相对生物量随海拔梯度变化特征,以及共存优势种相对生物量之间的关系。结果显示：1）新疆草地共有169个优势种,隶属31科120属。这些优势种主要以禾本科植物为主,占据了优势种的19.53%。其中,高寒草原、温性草甸草原、温性草原、温性荒漠草原和温性草原化荒漠中,最主要的优势种均为针茅。而在高寒草甸、山地草甸和温性荒漠中,最主要的优势种则分别为珠芽蓼、千叶蓍和角果藜;2）优势种相对生物量与海拔的关系可以归为5类,分别呈现无显著关系、先降低后升高的U型变化趋势、显著正相关关系、显著负相关关系和先增加后降低的单峰型关系。这5类关系所对应的优势种数量分别为50、9、8、6和4个,分别占优势种总数的64.9%、11.7%、10.4%、7.8%和5.2%;3）24个共存优势种之间,其相对生物量共存在19对显著关系,且大多数共存优势种相对生物量之间主要表现为负相关关系。本研究表明,优势种相对生物量与海拔的关系,因物种不同呈多种变化格局且受到共存优势种的影响,结果可对未来新疆草地地上生物量的维持和管理,提供一定的参考依据。     

施磷对灌耕风沙土磷含量及形态的影响

【目的】探究不同磷肥品种及施用方式对灌耕风沙土磷素形态及有效性的影响,为不同磷肥在土壤中的合理施用提供理论依据。【方法】利用灌耕风沙土进行为期120 d的室内土壤培养试验,试验共设6个处理,分别为不施磷肥对照(CK)、重过磷酸钙基施(TSP)、磷酸一铵基施(MAP-B)、聚磷酸铵基施(APP-B)、磷酸一铵滴施(MAP-D)和聚磷酸铵滴施(APP-D),分别测定不同处理土壤有效磷和各形态无机磷的含量,并分析120 d时土壤有效磷与各形态无机磷含量的相关性。【结果】在0~5 cm土层,磷肥滴施处理（MAP-D、APP-D）的土壤有效磷含量显著高于其他处理;而在5~10和10~20 cm土层,磷肥基施处理（TSP、MAP-B和APP-B）的土壤有效磷含量显著高于其他处理(P<0.05)。与CK和APP-D处理相比,TSP、MAP-B和APP-B处理均显著增加了0~20 cm土层有效磷含量,但这3种磷肥处理间无显著差异。与CK相比,施磷处理均能不同程度地增加各土层土壤无机磷总量。0~5 cm土层MAP-D和APP-D处理无机磷总量显著高于5~10和10~20 cm土层,而TSP、MAP-B和APP-B处理对0~20 cm土层土壤的无机磷总量无显著影响。磷肥滴施处理下,Ca₂-P、Ca₈-P和Al-P的比例随土层深度的增加而降低,而磷肥基施处理能显著提高耕层土壤中Ca₈-P和Al-P的比例。在0~5 cm土层,土壤有效磷含量与Ca₂-P、Ca₈-P、Al-P和Ca₁₀-P含量之间呈显著的正相关关系(P<0.05);在5~10和10~20 cm土层,土壤有效磷含量与Ca₂-P、Al-P和Fe-P含量之间呈显著的正相关关系(P<0.05)。【结论】在本试验土壤条件下,磷肥滴施处理后仅能显著提高0~5 cm土层土壤有效磷含量,而磷肥基施处理可以提高整个耕层（0~20 cm）土壤中的有效磷含量,建议滴灌棉田通过基施价格相对较低的重过磷酸钙,可以人为扩展磷肥在土壤中的分布深度。     

草地放牧强度遥感解译方法——以和静县高寒草原为例

为研究高寒草原放牧强度,以新疆和静县高寒草原草地为研究对象,利用2013年7—8月野外草地地上生物量采集数据和2013年遥感数据源MDOIS13Q1的归一化植被指数(NDVI),建立了高寒草原草地地上生物量和植被指数(NDVI)的遥感反演模型;并通过分析近10年(2008—2017年)监测点每年NDVI的旬变化特征,解译高寒草原草地的放牧起止时间,通过分析归类各样点NDVI变化特征,并以ΣNDVI值划分放牧强度。结果表明:1)本研究中建立的高寒草原草地地上生物量遥感反演模型,以模型y=523.21NDVI2-82.8NDVI+55.84(R2=0.732 9,P0.000 1)精度最优;2)通过NDVI变化曲线的突变点确定了高寒草原夏季放牧开始时间为6月9—26日,结束时间为8月28日—9月14日,该结果与实际放牧时间基本吻合。3)通过分析NDVI生长季累积总量(ΣNDVI)、生长季NDVI波动下降频数和幅度确定放牧强度,构建了高寒草原草地放牧强度分级标准,与实地判断的放牧强度相比,精度验证达到89.47%,并据此制作了研究区放牧强度等级图。本研究结果可为利用多时相遥感影像快速确定草地放牧强度和放牧管理提供参考。     

水磷一体化对膜下滴灌棉花磷素有效性和磷肥利用率的影响

探究水肥一体化下磷肥种类和施用方式对棉花产量、磷素积累量、土壤磷素有效性和磷肥利用率的影响,以期为棉田优化磷肥施用方式提供理论依据和技术参考。田间试验于2021年在新疆昌吉州棉花主产区进行。试验设不施磷肥对照(CK)、基施重过磷酸钙(TSP)、基施磷酸一铵(MAP-B)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)(MAP-D)、基施+滴施磷酸一铵(50%基施,25%+25%分别在蕾期和花铃前期)和聚谷氨酸(MAP-P)5个不同施肥处理,测定指标包括土壤有效磷、植株生物量、植株磷积累量和籽棉产量,并计算磷肥利用率。在棉花盛花期和盛铃期,磷肥滴施显著提高0～20 cm土层有效磷含量,0～5 cm土层尤为显著,MAP-P处理有效磷含量比CK处理分别提高136.27%和113.99%。TSP、MAP-B、MAP-D和MAP-P处理产量比CK处理分别提高17.65%、16.25%、19.37%和31.88%。棉花生育期内,磷肥滴施植株累积吸磷量高于基施,各处理植株累积吸磷量在盛铃期达最大,MAP-P处理植株累积吸磷量整体高于其余处理,在苗期、蕾期、盛花期和盛铃期比CK处理分别提高50.92%、55.38%、81.33%和84.69%。在等量施磷条件下,磷肥滴灌追施的磷肥利用率高于基施。MAP-P处理磷肥利用率、磷肥累积利用率、磷肥农学效率和磷肥偏生产力均高于其余处理,磷素表观平衡低于其余处理,磷肥利用率达33.94%,比TSP、MAP-B和MAP-D处理分别提高20.23%、25.28%和16.71%。水磷一体下,磷肥结合活化剂(聚谷氨酸)滴施显著提高土壤磷素有效性和棉花产量。MAP-P处理提高了棉花产量和磷肥利用率,减少了土壤磷素的盈余。     

干旱地区耕地土壤养分空间变异性及其影响因素研究

[目的]对干旱区土壤养分空间变异性以及研究区域内影响因子进行分析。[方法]研究基于喀什地区野外实地采集的418个表层(0～20 cm)土样,运用GIS空间分析技术和地统计学方法,定量分析土壤有效磷、有效硅以及微量元素有效锰和有效锌的空间变异性,探讨外部环境变量秸秆还田、棉花产量、玉米产量和土壤类型对相应研究元素空间分布的影响。[结果]各元素均符合正态分布,土壤中各元素变异程度均小于50%,该地区研究元素与环境因子之间具有空间相关性,局部差异性较强。[结论]有效硅和有效锰受秸秆还田影响较强,呈现负相关性;有效锰、有效硅随棉花空间分布呈现区域性;有效磷在不同土壤类型中变化较为平稳,波动性较弱,在栗钙土中元素整体变异性较弱。本研究对干旱地区土壤养分空间分布变异性及其影响因素提供相应的参考借鉴。     

鸡粪生物炭表征及其对水和土壤镉铅的修复效果

采用缺氧控温法,在200、400、600和800℃条件下制备鸡粪生物炭(BC200、BC400、BC600和BC800),利用比表面积及孔径分析仪(BETacceleratedsurfaceareaandporosimetrysystem)、扫描电镜(scanningelectron microscopy)、透射电镜(transmission electron microscope)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy)等对其理化性质和结构特征进行表征,并研究了鸡粪不同温度处理下生物炭对水体和土壤中Cd、Pb污染修复效果。结果表明,鸡粪生物炭灰分含量、pH值、BET比表面积及孔径随热解温度的升高而增加,表面出现大量无规则的孔隙结构,且以介孔为主,而生物炭产率则随温度升高而显著降低(P0.05)。鸡粪生物炭对Cd2+、Pb2+的吸附分为快速吸附和慢吸附2个阶段,Elovich模型能更好地模拟Pb2+、Cd2+的动力学过程,平衡时最大吸附量分别达到52.02 mg/g (BC600)和242.59 mg/g (BC800)。添加鸡粪生物炭显著提高了土壤pH值(P0.05),而TCLP提取态Pb、Cd含量降低,最大较对照分别降低16.5%和14.5%。与对照相比,鸡粪生物炭不同程度上降低了Pb、Cd弱酸提取态、可还原态以及可氧化态比例,其残渣态比例则分别增加了5.49%～15.14%和2.51%～6.30%。综上所述,鸡粪生物炭对重金属Pb、Cd具有较强的钝化效果。     

不同水分条件天鹅湖高寒湿地土壤线虫群落结构对氮沉降的响应

为探究氮沉降对干旱区高寒湿地土壤线虫群落结构的影响,本研究以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为样地,选取2个不同水分条件区域,分别喷施3个不同浓度氮素,开展野外原位模拟氮沉降控制试验,研究不同水分条件土壤线虫群落结构对氮沉降的响应。结果表明：地表季节性积水条件土壤线虫群落的优势属主要为前矛线属（Prodorylamus,29.30%）,地表常年干燥条件土壤线虫群落的优势属是前矛线属（Prodorylamus,18.69%）、Laimydorus（20.21%）和螺旋属（Helicotylenchus,33.48%）;在土壤水分和氮添加的共同作用下,杂食/捕食类线虫（OP）和食真菌类线虫（FU）丰度升高,植物寄生类线虫（PP）丰度降低;地表常年干燥条件下,氮添加对土壤线虫群落各生态指数影响不显著。在地表季节性积水条件下,随着氮添加浓度上升,富集指数（EI）和成熟度指数（PPI）先下降后上升,但氮添加对土壤线虫群落香农威尔指数（H）和优势度指数（λ）无显著影响,20 kg·hm^-2·a^-1氮添加会促进干旱区高寒湿地土壤有机质分解途径由细菌向真菌分解途径发展。土壤含水量、土壤电导率和碱解氮是影响土壤线虫群落结构的主要因素。研究表明,氮沉降增加会影响土壤线虫群落中不同营养类群的丰度,但对土壤线虫群落结构多样性和干旱区高寒湿地土壤生态系统稳定性影响较小。     

基于无人机遥感的棉花主要生育时期地上生物量估算及验证

利用棉花主要生育时期的无人机近红外影像数据，提取4种不同的植被指数，通过与棉花地上生物量的实测值建立拟合关系，分析了不同植被指数在棉花各生育时期的估算效果并对其进行了验证。结果表明，随棉花生长，归一化植被指数（NDVI）、宽动态植被指数（WDRVI）、比值植被指数（RVI）和差值植被指数（DVI）均从苗期开始显著增加，其后则表现为基本稳定的“饱和”现象，但棉花实测生物量在不同生育期均有显著差异。植被指数与棉花实测生物量的拟合结果显示：NDVI和DVI的二元线性拟合模型对苗期生物量拟合效果最佳（R²=0.84，RMSE=0.13 kg·m^-2）；WDRVI和DVI的二元线性拟合模型对花蕾期生物量拟合效果最佳（R²=0.87，RMSE=0.52 kg·m^-2）；RVI的非线性拟合模型对花铃期生物量拟合效果最佳（R²=0.79，RMSE=0.95 kg·m^-2）；WDRVI和RVI的二元线性拟合模型对盛铃期生物量的拟合效果最佳（R²=0.86，RMSE=0.96 kg·m^-2）。     

绢蒿荒漠草地两种主要植物的生态化学计量特征分析

【目的】研究退化伊犁绢蒿荒漠草地恢复后,主要植物的生态化学计量特征的变化,为干旱区草地恢复提供理论依据。【方法】以该草地的建群种伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)和伴生种木地肤(Kochia prostrata)为对象,分析两种植物的C、N、P、K含量及计量比以及放牧和封育条件下,两种植物的生态化学计量特征,研究两种植物的养分利用策略以及封育对两种植物的生态化学计量特征的影响。【结果】伊犁绢蒿的P(0.82 g/kg)极显著高于木地肤的P(0.58 g/kg),伊犁绢蒿的N(15.11 g/kg)、K(13.06 g/kg)含量和N/P(22.46)极显著低于木地肤的N(25.14 g/kg)、K(21.17 g/kg)含量和N/P(43.75)。封育改善了荒漠草地植物的生长环境,但与放牧相比,伊犁绢蒿与木地肤的C、N、P、K含量及元素计量比变化不显著。【结论】伊犁绢蒿与木地肤的养分利用策略不同,伊犁绢蒿以吸收利用P为主,木地肤以吸收利用N和K为主,伊犁绢蒿的生长率高于木地肤。封育对荒漠草地两种植物的生态化学计量特征影响不显著。