山药田土壤微生物群落分布特征及间作豆科植物的改良效果

为解析山药田连作后的土壤微生态环境变化,探寻连作障碍产生的微生物学机理,采用田间小区试验和室内检测分析相结合的方法,以粮田土壤为对照,在分析山药田土壤微生物群落分布特征的基础上,探究间作苜蓿、三叶草和大豆3种豆科植物对土壤微生态环境的改良效果。结果表明:在0～100 cm土层中,山药田和粮田土壤细菌、真菌和放线菌三大微生物种群的数量基本表现为随土层加深而降低的趋势。与粮田相比,山药苗期0～100 cm土层土壤细菌和真菌数量均表现为山药田土壤高于粮田土壤,特别是真菌数量,高于粮田土壤1.86～4.48倍。而固氮菌和放线菌数量则表现为粮田土壤高于山药田土壤的趋势,特别是0～20 cm土层,分别比山药田土壤提高了1.51和0.75倍。山药收获期,0～20和20～40 cm土层山药田土壤细菌、固氮菌和放线菌数量均呈现出低于粮田土壤,而真菌数量高于粮田土壤的趋势,且0～100 cm土层土壤细菌与真菌数量的比值均降低。间作苜蓿、三叶草和大豆后可显著提高0～40 cm土层土壤中的固氮菌、解磷细菌及放线菌的数量。说明山药连作会明显影响土壤三大微生物群落的组成结构,而间作豆科植物对土壤微生物群落分布有一定的改良效果。     

晋西黄土区幼龄苹果+花生间作地土壤水分的时空分布特征

选取晋西黄土区具有典型代表性的幼龄苹果(Malus pumila)+花生(Arachis hypogaea)间作地作为研究对象,在花生生长季的不同时间对苹果+花生间作地和对照花生单作地的土壤水分进行定位监测,研究苹果+花生间作系统间作界面上土壤水分的时空分布特征和水分效应,及其对花生生长状况和产量的影响。结果表明:1)间作地土壤平均水分含量生长季逐月变化显著,水分耗用最大的时间为7月;2)在垂直方向上,土壤含水量随着土壤深度的增加而增加,在水平方向上,土壤含水量最低值出现在距离果树行最近的区域,并随着与树行距离的增加而增加;3)间作地种间土壤水分耗用量最大的区域为靠近苹果树的表层土壤;4)在当前树龄下,苹果+花生间作系统相对于花生单作土壤水分在整体上表现为负效应,对花生的产量产生了不利的影响,并限制了果农间作系统生态效益和经济效益的进一步提高。建议采取适当的调控和管理措施缓解种间水分竞争并提高花生的产量。     

晋西苹果与大豆间作系统土壤养分分布特征

为了研究晋西黄土区果农间作系统中土壤养分分布特征,选取研究区具有典型代表性的4,6和8年生苹果(Malus pumila)+大豆(Glycine max)间作系统为研究对象,对间作系统土壤养分(速效钾、速效磷、有机质、全氮)含量进行了定位、定量监测。结果表明:(1)在垂直方向上,不同树龄苹果+大豆间作系统速效钾、速效磷和有机质含量均随着土层深度增加而减少,而全氮含量表现为先增加再减少;(2)在水平方向上,随着距树行距离的增加,4年生间作系统与6年生间作系统土壤养分总体上呈现"W"型分布,而在8年生间作系统中呈现"M"型分布(全氮除外),极值分别出现在距树行1.5,2.5,3.5m处,且极大值点养分含量与极小值点含量有显著差异(p0.05);(3)随着树龄增长,果树与农作物的养分竞争关系逐渐发生变化,且在8年生间作系统中养分竞争最激烈。基于间作系统土壤养分特征,建议在田间施肥管理时,应以施氮肥为主,且随着树龄的增长应该适时增大复合界面的距离或停止复合经营。     

北京地区下凹式绿地土壤渗透能力及蓄水对土壤物理性质的影响

采用自制的模拟下凹式绿地,通过模拟不同设计暴雨强度条件下下凹式绿地的进水负荷,动态监测下凹式绿地在蓄水过程中土壤水分的渗透量和平均入渗速率,研究北京地区下凹式绿地在蓄积周边外来雨水径流过程中土壤水分的渗透规律以及蓄积雨水径流后对土壤孔隙及土壤密度的影响。结果表明:1)在土壤含水率基本相同的条件下,下凹式绿地土壤渗透性能在1、3、5年一遇暴雨情况下会随着暴雨强度的增加而增大;2)在设计暴雨强度一致时,土壤水分的渗透量和平均入渗速率没有明显差异,土壤密度小、总孔隙度大的渗透量和平均入渗速率更大;3)随着绿地蓄水次数的增多,土壤密度和总孔隙度变化较大,蓄水试验后,土壤密度由最初的1.33 g/cm3变为1.65g/cm3、总孔隙度由原来的50.06%变为39.18%。     

黄土高原清水河流域土地类型利用变化及生态系统服务价值分析

为探讨人为干预下黄土高原清水河流域土地利用类型变化及其对生态系统服务的影响,以清水河流域1959,1986和2007年3个时期的土地利用类型为对象,对该流域的生态系统服务价值进行了研究,结果表明:三个时期清水河流域总面积的97%以上为林地、草地和农田;从1959—2007年土地利用表现为林地面积的增加,草地和农田面积的减少;3种生态系统的综合服务价值除废物处理和食物生产外,其他各项服务价值从1959—2007年均表现为递增,增幅由大到小依次为气体调节>原材料>水源涵养>生物多样性保护>土壤形成和保护>气候调节和娱乐文化。由此可见,在追求总生态服务价值的基础上,在该流域不能只追求林地面积的增加,在进行生态环境建设时应充分考虑当地的水资源和经济发展的需要。     

黄土高塬沟壑区典型小流域水土保持措施蓄水保土效益分析

选择黄土高塬沟壑区杨家沟小流域（经过多年人工治理）和董庄沟小流域（未进行治理）两条典型对比流域,通过对比两条小流域的土壤容重、孔隙度、土壤肥力、土壤粒径组成、流域径流与输沙模数等指标,旨在揭示两条对比小流域水土保持措施的蓄水保土效益,为水土保持治理提供理论依据。结果表明：杨家沟小流域坡上、坡中、坡下等不同坡位0-20cm的土壤容重平均值分别是董庄沟小流域的89%,87%,96%;在径流模数一定的情况下,杨家沟小流域的输沙系数多年平均值为1 045t/km2,董庄沟多年平均输沙模数为4 333.1t/km2,杨家沟小流域输沙模数只相当于董庄沟小流域的40%左右;杨家沟小流域土壤的速效磷均值为2.05mg/kg,董庄沟小流域土壤的速效磷均值为1.25mg/kg;在浅层土壤（0-20cm）中,杨家沟小流域速效钾含量为399.6mg/kg,董庄沟小流域为303.2mg/kg,比杨家沟低32%,董庄沟小流域土壤全氮（0.65g/kg）、有机质（11.19g/kg）分别比杨家沟土壤全氮（1.05g/kg）、有机质（16.53g/kg）低38%,15%。     

刺槐+苜蓿复合系统土壤养分分布特征及边界影响域——以晋西黄土区为例

以晋西黄土区典型刺槐+苜蓿复合系统为研究对象,分析0 ～40 cm土层中土壤有机质、全N、速效P和速效K质量分数在刺槐一苜蓿复合系统(包括刺槐林地斑块、苜蓿地斑块)的分布特征及边界影响域,旨在为该地区土壤养分改善、不同土地类型养分研究和林草复合系统的经营管理提供理论依据.结果表明:1)复合系统内4项土壤养分指标质量分数...     

设施大棚黄瓜–紫甘蓝轮作体系产量和土壤氮平衡对氮素调控剂的响应

  【目的】  研究脲酶抑制剂和硝化抑制剂对设施大棚蔬菜产量、土壤氮分布及土壤–蔬菜系统氮平衡的影响,为调控优化设施蔬菜生产中的氮素养分管理技术、减少氮素损失提供科学依据。  【方法】  供试蔬菜大棚位于河北省涿州市,种植年限8年,种植模式为黄瓜 (Cucumis sativus L.)–紫甘蓝 (Brassica oleracea L.) 轮作。试验设不施氮肥处理 (N₀) 和施氮肥处理;在相同施氮量下,再设施氮不施抑制剂 (N)、配施脲酶抑制剂 (N+UI)、配施硝化抑制剂 (N+NI) 和配施脲酶抑制剂+硝化抑制剂 (N+UI+NI) 4个处理。所有处理在黄瓜定植之前基施有机肥41500 kg/hm2,除N₀外,其他处理同时底施化肥N 56.3 kg/hm2。在试验开始一个月后每隔10～15天进行一次追肥,全生育期总计共施入化肥N 304 kg/hm2。紫甘蓝茬不再施用有机肥,只在定植前底施化肥N 135 kg/hm2 (N₀处理除外)。测定指标包括黄瓜、紫甘蓝产量和不同生育时期土壤硝态氮含量和收获季植株含氮量,分析作物吸氮量、氮素利用效率、土壤无机氮累积量和土壤-蔬菜系统的氮素平衡状况。  【结果】  与N处理相比,N₀处理黄瓜产量没有显著降低,但紫甘蓝产量显著下降了12.7 %;3个配施抑制剂处理 (N+UI、N+NI和N+UI+NI) 的黄瓜产量较N处理无显著增加,但吸氮量显著提高了7.6%～11.9%,氮素表观利用率、氮肥农学效率和氮素收获指数分别显著提高34.5%～53.3%,13.5～22.5倍和1.5～3.6个百分点,其中N+UI+NI处理的农学效率和收获指数最高;3个配施抑制剂处理的紫甘蓝产量显著高于N处理,其中N+UI+NI又显著高于N+UI和N+NI,3个抑制剂处理紫甘蓝吸氮量和氮肥农学效率分别显著提高18.0%～21.4%和34.8%～68.3%。3个抑制剂处理的两茬累积氮素表观利用率和农学效率均显著高于N处理,分别显著提高了76.9%~94.2%和52.8%~98.3%,其中N+NI的累积表观氮素利用率最高,N+UI+NI农学效率最高。综合产量和氮素利用效率考虑,N+UI+NI的效果最优。配施抑制剂后,黄瓜、紫甘蓝各生育时期耕层土壤硝态氮含量显著提高,至紫甘蓝收获期,0—100 cm剖面的硝态氮累积量显著增加215.1%～275.2%,氮素盈余量显著下降15.1%～17.8%,但其氮素盈余率仍维持在35.5%～37.1%。  【结论】  由于连续的高氮投入,导致种植多年的蔬菜大棚土壤氮素供应水平较高,当季施用氮肥以及配施氮抑制剂的增产效应不明显。但在适宜的氮素肥力水平下,氮肥配施脲酶/硝化抑制剂可显著提高蔬菜产量和氮素利用效率,增加经济效益,同时显著降低土壤氮素盈余率,并将氮素有效保存在100 cm以内的土层中。然而,菜田土壤累积的大量氮素在大水漫灌时可能发生淋溶损失,因此在多年连作的土壤肥力水平较高的设施蔬菜生产中,氮肥的优化施用与调控技术仍值得进一步研究。     

晋西黄土区苹果 + 大豆间作系统小气候及其对作物生产力的影响

为了评价果农间作系统的生态效益和经济效益,指导果农间作系统的物种选择和行间配置等农艺措施的生产实践,以晋西黄土区山西省吉县3年生苹果＋大豆间作系统（T1）、5年生苹果＋大豆间作系统（T2）、7年生苹果＋大豆间作系统（T3）和大豆单作系统（CK）为对比试验材料,通过布设根障,在分析苹果＋大豆间作系统小气候各因子特征的基础上,利用灰色关联法,研究不同树龄间作系统的小气候综合效应,并评价小气候对作物生产力的影响.结果表明：1）与大豆单作系统相比,苹果＋大豆间作系统光合有效辐射强度降低了30.3％ ～ 59.0％,气温下降了5.9％～17.9％,表层土壤温度下降了14.6％～42.7％,空气相对湿度增加了7.0％ ～ 17.9％;2）随着树龄的增加,苹果＋大豆间作系统对大豆单作系统的小气候关联系数逐渐降低,其中,小气候各因子中,空气相对湿度和光合有效辐射强度与大豆单作系统的关联度最小;3）各树龄苹果＋大豆间作系统的大豆根茎叶生物量和产量均低于大豆单作系统.树龄越大,苹果＋大豆间作系统的光拦截作用和降温增湿作用越明显,小气候综合效应也越强,但各树龄苹果＋大豆间作系统的小气候均会对间作大豆生产力水平产生负面效应.     

河北省主栽山药品种矿质养分累积及矿质营养品质差异

  【目的】  比较河北省主栽山药品种的矿质养分累积特性及营养品质的差异,以期为山药生产提质增效制定科学的养分管理措施。  【方法】  田间试验在河北省蠡县进行,供试山药(Dioscorea oppositifolia L.)品种包括棒药、大和白玉、紫药和小白嘴,山药4个品种的施肥量和施肥方法均一致。在成熟期,取样测定了山药地上部、根茎生物量,以及9种矿质元素(氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜和锌)含量和累积量。  【结果】  4个主栽山药品种根茎的鲜生物量表现为大和白玉>棒药>紫药>小白嘴,而干生物量表现为紫药>大和白玉>小白嘴>棒药。大和白玉根茎的氮、钙、镁、锰、铜、锌累积量最高,且钾、钙、镁、锰、铜、锌分配系数最高,紫药根茎的磷、钾累积量最高,且氮分配系数较高,磷分配系数最高,棒药根茎的铁累积量及分配系数均为最高。4个山药品种形成1000 kg产量对大量营养元素的需求量均表现为钾>氮>磷,对中量营养元素的需求量均表现为镁>钙,对微量营养元素的需求量均表现为铁>锌>锰>铜。以《中国食物成分表》(标准版)中山药的9种矿质营养品质指标作为参比,对4个供试山药品种的9个矿质营养品质指标进行主成分分析,提取出特征值大于1的主成分3个,累计贡献率为96.77%。其中,第1主成分贡献率为56.45%,主要受钾、锌的影响;第2主成分的贡献率为29.09%,主要受镁、锰的影响;第3主成分的贡献率仅为11.22%,主要受铁的影响。矿质营养品质综合评价结果为大和白玉最优,其次是棒药,小白嘴和紫药分列第3和第4位,但4个品种矿质营养品质均优于《中国食物成分表》(标准版)中的山药品质。  【结论】  大和白玉为矿质营养品质最优品种,且为高锌品种,棒药为高钙、铁品种,土壤中钾、镁、铁、锰和锌含量是影响山药根茎矿质营养品质差异的主要元素。山药生产中,矿质肥料的施用要考虑土壤中矿质元素含量与不同品种的矿质元素需求,进行科学的养分管理,以进一步提升山药矿质营养品质。