黄土沟壑区植被恢复中土壤生物学特性的响应及其评价

摘要：了解不同植被恢复类型对土壤生物学特性的影响。以农地为对照,该研究通过对侧柏天然次生林、不同林龄（5,20,30年）刺槐人工林、荆条灌丛和苜蓿草地6种不同植被恢复类型土壤生物学特性的探索研究。结果表明,与对照相比,不同的植被恢复类型土壤生物学特性均有明显增强,土壤微生物量及土壤酶活性显著提高。采用土壤微生物量碳、氮、磷和尿酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶7项指标计算该区域土壤生物学特性,进行土壤生物学特性等量评价。不同植被恢复模式土壤生物学特性的大小顺序为：30年刺槐、20年刺槐、侧柏、荆条、5年刺槐、苜蓿、农地。该区采用刺槐恢复模式效果较优于苜蓿及荆条、侧柏模式。     

基于土壤吸力的主动式土壤水分平稳供应装置

【目的】测试新研发的作物主动式土壤水分平稳供应装置性能。【方法】设置了不同控压水平的土槽试验,测定和分析了该装置的控制负压能力和土壤湿润锋运移特性。【结果】(1)该装置可通过调整负压控制装置的数量和控压粗管内水柱高度将土壤负压控制在目标值附近,在-15 k Pa以内的控制压力下,负压变幅极小。(2)该装置供水条件下,土壤水分的横向运移要强于垂向运移,但土壤湿润范围随负压控制装置数量的增多而减小;土壤湿润锋横向推进距离与灌水历时呈很好的幂函数关系,且随着负压控制装置数量的增多,土壤水分横向运移速度变慢。【结论】该装置可以实现对水分的连续自动获取,有望用于作物灌溉之中。     

调亏灌溉对冬小麦根冠生长影响的试验研究

以冬小麦为试验材料,采用防雨棚下桶栽土培方法,就调亏灌溉(RDI)对作物根、冠生长的影响进行了试验研究。试验采用二因素随机区组设计,冬小麦设置5个水分调亏阶段,每个调亏阶段设置3个水分调亏程度,另设全生育期充分供水处理为对照(CK)。分别在水分调亏期间和复水后测定各处理根系参数和地上干物质质量。结果表明,RDI对植株根冠生长发育的影响因不同水分调亏阶段和不同水分调亏度而有所不同。在水分调亏期间冬小麦根系生长受到强烈抑制,但复水后根系具有"补偿生长效应"或"超补偿生长效应"。冬前适度水分调亏(调亏度55%FC～65%FC)对根系生长具有正效应;返青—拔节阶段不同程度水分调亏复水后均有"补偿生长效应"或"超补偿生长效应",而且这种"补偿生长效应"随水分调亏度加重呈增强趋势。冬小麦水分调亏均增大根冠比(R/S),且随水分调亏度加重,R/S明显增大。因此,RDI可以作为冬小麦根冠生长调控的有效方法。     

干旱条件下两个大豆品种非水力根信号特征及稳产性比较

【目的】非水力根信号(non-hydraulic root signal,nHRS)特征在判别植物的干旱适应能力上具有重要意义,研究其与作物生长和产量性状的关系可为抗旱节水农业提供理论支持。【方法】采用盆栽试验,分别于大豆分枝期、始花期和鼓粒期,在土壤渐旱过程中跟踪测定两个大豆供试品种(晋大74和晋豆24)的nHRS特征;测量其在高土壤水分[2007年的高水处理(H)和2008年的充分供水(WW),对照]及干旱胁迫[2007年的低水处理(L),及2008年的轻度干旱(LD)和严重干旱(SD)]处理下收获时的根冠生物量及籽粒产量。【结果】在分枝期,晋大74出现nHRS时的土壤含水量阈值低于晋豆24,在始花期和鼓粒期,则高于晋豆24;在上述3个生育期内nHRS结束时的土壤含水量阈值均以晋大74为高;晋豆24nHRS的平均阈值宽度为田间持水量的9.3%,较晋大74(田间持水量的8.1%)要宽。干旱胁迫可显著降低(P0.05)两品种地上部、地下部干物质重和籽粒产量,且晋大74的降幅大于晋豆24;晋豆24的稳产性高于晋大74;两品种根冠比在较严重的干旱(L和SD)条件下显著提高(P0.05),且晋豆24增幅较大;干旱胁迫条件下,晋豆24的水分利用效率(WUE)显著高于晋大74。【结论】在轻度干旱条件下,产量和WUE较高的晋豆24有较低的根冠比和较好的稳产性可能与非水力根信号土壤含水量阈值范围较宽有关。     

负水头条件下入渗模型对于水分入渗规律适用性研究

通过室内土柱入渗实验,对比了不同负水头高度条件下的土壤入渗规律,并采用了三种入渗模型分析了土壤水分入渗特点。实验结果表明,累积吸渗量与时间呈良好的幂函数关系,湿润锋与时间平方根间呈良好的线性关系,并且负水头高度减小,累积入渗量逐渐减小,湿润锋的推进速度减慢。累积入渗量与湿润锋推进距离呈良好的线性关系。利用Green-Ampt模型、Philip模型和Kostiakov公式对入渗率与入渗时间的关系进行拟合,得出Kostiakov公式能更准确地描述出入渗率与时间关系。     

黄土沟壑区不同植被恢复群落特征及多样性研究

针对黄土高原退耕区域不同植被恢复类型中植被群落特征及多样性的问题,以农地(F)为对照,对天然侧柏(B)次生林、不同林龄(5、20 a)刺槐人工林(C5,C20)、荆条灌丛(H5)和苜蓿草地(M)6种不同植被恢复类型群落特征及物种多样性变化研究。结果表明,通过植被恢复,物种丰富度均比农地增加,乔木>灌木>草本;群落丰富度指数撂荒地最高,农地最低,顺序为:H5>C20>C5>B>J>M>F;Simpon优势度指数,B>C5>C20>J>M>H5>F。Shannon-Wiener多样性指数:C20>C5>B>H5>J>M>F;Sheldon均匀度指数:B>C20>C5>J>M>F>H5。通过植被恢复,物种数量提高,群落多样性改善,有利于植被生态效应的建设。