黄土高原不同种植年限苜蓿草地土壤 与植物化学计量特征

为探讨植被种植过程中土壤–植被生态系统养分动态变化规律,本研究以黄土高原多年生紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,分析了不同生长年限(种植1、10、20和30年)苜蓿草地土壤与植物养分含量变化及生态化学计量学特征。结果显示,1)土壤有机C和全N含量随种植年限的增加呈先增大后减小的趋势;在0–200 cm土层中,土壤C和N的垂直分布具有一致性,含量随着土层的加深而逐渐减少,并在30 cm以下基本保持稳定;土壤P的含量随着土层的加深基本保持稳定;土壤C∶N,C∶P和N∶P均随苜蓿种植年限的增长呈先增加后减少的趋势,种植10年达到最大值。2)苜蓿叶片C、N、P含量的变化规律与土壤养分变化规律相似,种植10年达到最大值;叶片C∶N、C∶P、N∶P随种植年限的增加均先下降后回升。3)土壤化学计量特征与植物化学计量特征无显著相关关系(P 0.05)。研究结果表明,当苜蓿种植到10年之后,应采取一定的管理措施来改善土壤质量以保证苜蓿正常生长。     

安太堡露天矿不同复垦年限苜蓿地土壤养分化学计量特征

对山西安太堡露天矿排土场不同复垦年限苜蓿地（3年、8年、20年）,自然恢复地和耕地不同深度土壤总有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）及其化学计量比进行分析,结果表明：土壤C、N随复垦年限延长递增,P相对稳定;耕地和20年苜蓿地,C、N随土层深度增加递减。20年苜蓿地0～10 cm土壤C、N分别较耕地提高30.1%和28.8%;0～40 cm与耕地接近,说明复垦能提高,特别是提高表层土壤C、N质量分数。C∶P,N∶P随复垦年限增加而上升,C∶N呈先增加、后降低的趋势;20年苜蓿地0～40 cm土壤C∶N,C∶P,N∶P均与耕地接近。土壤C和N极显著相关,C∶P,N∶P与C、N极显著相关,C∶N与C、N相关性不显著,说明C∶P,N∶P分别由碳、氮控制,C∶N受碳、氮共同控制,生物措施对复垦土壤C、N的提升作用比P明显。     

不同种植年限苜蓿地土壤理化性状

本研究分析了半干旱区不同种植年限苜蓿(Medicago sativa)地土壤理化性状。结果表明,随着苜蓿种植年限的增加,0-100 cm土层土壤容重出现不规律的波动,苜蓿地土壤容重值整体偏大;土壤有机质随种植年限的增加而增大,随土层深度增加而显著减小(P<0.01),并且在种植5年的苜蓿地中提高最明显,在种植8年的苜蓿地中最低。各年限苜蓿地均表现出土壤有机质的“表聚性”。在一定的种植年限范围内,种植苜蓿对土壤有机质具有累积作用;土壤全氮含量随苜蓿种植年限的增长表现为先增大后减小的趋势,随土层深度的加深而逐渐减小,种植苜蓿4年时土壤全氮含量最大,8年时苜蓿地土壤全氮含量最低,并且土壤全氮含量主要集中于0-40 cm土层,全氮显著累积作用于表层土壤;土壤硝态氮随着苜蓿种植年限的增加而先增加后减小,随着土层的加深而逐渐降低,表层土壤对土壤硝态氮有累积作用,并且与苜蓿种植时间长短有显著相关性(P<0.05)。而铵态氮含量在剖面上变化不大,与苜蓿生长年限没有显著相关性(P>0.05)。今后需从栽培苜蓿草地的管理措施上深入探讨栽培苜蓿地的最佳种植和利用年限。     

不同种植年限紫花苜蓿人工草地土壤有机碳及土壤酶活性垂直分布特征

通过测定土壤容重、土壤有机碳含量和土壤酶活性,探讨了不同种植年限(1,3,4,5和8年)紫花苜蓿人工草地剖面土壤有机碳含量、土壤碳密度及土壤酶活性的垂直分布差异。结果表明,1)1~8年0~100 cm土壤平均SOC含量分别为4.519,4.865,5.120,5.348和3.334 g/kg,各土壤剖面SOC含量主要集中在0~40 cm深度内,分别占0~100 cm土壤有机碳含量的69.7%,65.8%,73.8%,70.0%和67.2%,SOC含量自40 cm以下急剧下降。2) 1~8年0~100 cm土壤平均SOC密度分别为1.148,1.217,1.231,1.398和0.840 kg/m²,表层0~40 cm约占54.8%~61.8%;0~100 cm SOC含量及其密度均以种植5年苜蓿地最高,依次为8年(19.9 g/kg和5.04 kg/m²)<1年(27.7 g/kg和6.77 kg/m²)<3年(29.7 g/kg和7.26 kg/m²)<4年(30.4 g/kg和7.38 kg/m²)<5年(32.2 g/kg和8.53 kg/m²)。3)3种土壤酶活性都随着土层加深和种植年限的增加而降低,土壤表层(0~10 cm)及次表层(10~20 cm)酶活性显著降低,土壤酶活性主要集中在0~20 cm深度内,表现出表聚性。     

青海省环湖地区不同种植年限紫花苜蓿土壤质量初探

为了进一步研究苜蓿生长与土壤理化性状及土壤中各种营养元素的消长规律,试验以生长在海拔3 000 m以上的青海省刚察县三角城种羊场(环青海湖地区)不同生长年限的紫花苜蓿地土壤为研究材料,对2年生、3年生紫花苜蓿地和对照样地(禾本科)土壤分层(0～≤15 cm,>15～≤30 cm,>30～≤45 cm)取样,分析土样中有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值的变化。结果表明:紫花苜蓿种植年限长短对土壤理化性质影响不同,总体表现是3年生紫花苜蓿对土壤理化性质影响较大;在垂直分布上,2年生、3年生紫花苜蓿地在未施任何肥料的情况下,土壤中全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾的含量均比对照样地高,有机质整体含量比对照样地低;紫花苜蓿地表0～≤15 cm土壤pH值与对照样地相比无明显差异,>30～≤45 cm有明显差异但变化无规律。     

荒漠灌区不同种植年限苜蓿草地土壤微生物特性

采用熏蒸-提取法、微生物培养法,研究了荒漠灌区不同种植年限紫花苜蓿（Medicago sativa L. ‘Gannong No.3’）草地0～60 cm土层土壤微生物量和数量,从土壤微生物的角度对荒漠灌区苜蓿的退化机理、人工草地管理做出了评价。结果表明,不同种植年限苜蓿草地土壤微生物量碳、氮及微生物（细菌、真菌、放线菌）数量均呈现随土层深度的增加而减小的趋势;随苜蓿种植年限的增加,土壤微生物量碳、氮,细菌和放线菌数量均呈增加-降低-增加的变化趋势,真菌数量呈先增加后降低的变化趋势;土壤微生物群落以细菌占绝对优势（70.72%）,真菌最少（0.18%）,微生物总数量和微生物生物量均大于撂荒地,且5年生苜蓿地微生物总数最多,是其他各种植年限的1.58～6.17倍,且微生物生物量碳、氮与细菌、放线菌数量呈极显著正相关。微生物生物量及数量表现出明显的季节动态,除土壤真菌数量最大值出现在9月份之外,其余指标最大值均出现在7月份,最小值在4月份。     

黄土丘陵区森林草原带不同退耕年限植物群落和土壤N,P化学计量特征

以黄土丘陵森林草原区5个退耕阶段的植物群落和土壤为研究对象,通过测定土壤和植物群落叶片、细根全N、全P含量,阐明了不同退耕阶段植物群落和土壤N,P的化学计量特征。结果表明:各土层全N含量及N/P值在不同退耕年限间差异显著(P < 0.05);同一土层中,全N含量和N/P值随着退耕年限的增加呈现出先减少后增加的趋势,大体在第3阶段(退耕16~22年)值最小;在不同退耕年限内,全N、全P、N/P均随土层加深呈现出逐渐减小的趋势。植物群落叶N含量,叶P含量,叶N/P和根P含量在不同退耕年限间差异极显著(P < 0.01);随着退耕年限的增加,叶N含量,叶P含量和根P含量呈现出先减小后增加的趋势,并且在第3阶段值最小;而根P含量在第4阶段(退耕25~30年)达到最小值;叶N/P大于根N/P。植物群落水平的叶片,细根和土壤的N,P及N/P之间存在不同的相关关系。P是黄土丘陵区森林草原带植物群落生物生长和群落演替的限制因素。     

种植年限对紫花苜蓿地土壤pH值和磷酸酶活性的影响

为科学评价种植苜蓿的改土效应和提高苜蓿对土壤磷素养分的利用效率,以1年生、2年生、3年生、4年生和6年生紫花苜蓿地为试验对象,研究了种植年限对盐碱地土壤pH值和土壤磷酸酶活性的影响.结果表明:随着种植年限的增加,土壤pH值总体上呈下降趋势,6年生苜蓿地较1年生苜蓿地土壤pH值下降了O.13;在0～40cm土层内,土壤pH值随土层深度的增加而升高,但40～50cm土层土壤pH值出现明显的下降.根际土壤磷酸酶活性高于非根际,二者均随种植年限的增加先升后降,随土层深度的增加而降低.不同生长年限苜蓿地各土层土壤pH值与土壤磷酸酶活性均呈负相关,表明试验条件下土壤pH值降低有利于土壤磷酸酶活性的提高.     

基于主成分分析的不同种植年限甘草地土壤质量评价

为阐明甘草种植及其年限的增加对沙地土壤的改良效应,本研究采用主成分分析法,以空间代替时间,对流动沙地(对照)、1、2、3和4年生甘草地土壤进行了质量评价。结果表明:1)种植甘草后,土壤平均入渗率、总孔隙度、速效氮、速效磷、有机质、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶、脱氢酶和细菌比例均显著增加,土壤容重、真菌数量及其比例显著降低,其他指标无明显变化;2)随着甘草种植年限增加,土壤含水量、pH、速效氮、有机质、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、脱氢酶、细菌数量、放线菌数量及其比例总体呈显著增加趋势,速效钾和细菌比例显著降低,速效磷先增加后降低,平均入渗率、田间持水量、容重、总孔隙度、真菌比例均无显著变化。甘草地土壤放线菌数量所占比例最大,细菌次之,真菌最低;3)细菌与放线菌极显著正相关,两者与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显著正相关;真菌与细菌、放线菌及5种酶间均负相关,且相关性普遍不显著;除多酚氧化酶外,其他酶之间显著正相关;4)3和4年生甘草地土壤质量较为接近,甘草地土壤质量随着种植年限的增加总体呈增加趋势。基于主成分分析的综合评价结果表明,相较于流动沙地,3和4年生甘草地土壤质量已得到明显改善。     

晋北盐碱区不同种植年限人工紫花苜蓿草地土壤质量的评价

以大同盆地盐碱区为典型样区,选择0,1,2,3,6,10,13年等不同种植年限人工紫花苜蓿(Medicago sativa)草地为研究对象,选取了11个指标,采用灰色关联度和聚类分析法评价人工苜蓿草地土壤质量的差异并划分优劣,确定最优种植或利用年限。研究表明:不同种植年限人工苜蓿草地对土壤质量有很大影响,与对照(农地)相比,恢复年限为2,3,6,10,13年紫花苜蓿草地均可提高土壤质量,其中种植10年苜蓿草地土壤质量最好。     

不同生长年限紫花苜蓿人工草地土壤酶活性及分布

分层取土样,对不同生长年限紫花苜蓿Medicago sativa人工草地中脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶、淀粉酶和纤维素酶的分布特征进行研究,结果表明:在0～40 cm土层内,脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和淀粉酶的活性2年生紫花苜蓿地均相应高于5年生紫花苜蓿地,纤维素酶活性5年生紫花苜蓿地高于2年生紫花苜蓿地;脲酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性均随土层深度的增加而递减,淀粉酶活性则随土层深度的增加而增高,纤维素酶活性2年生紫花苜蓿地随土层深度的增加而降低,5年生紫花苜蓿地随土层深度的增加而增高.     

松嫩平原不同演替阶段植物群落和土壤特性的关系

探讨了松嫩草原植物群落演替与土壤化学性质与土壤肥力的关系。结果表明：不同演替群落阶段，其土壤的化学性质和肥力存在一定差异，由于土壤化学性质不同，使群落镶嵌分布，组成植被的复合体。随着植被的退化演替，群落的盖度，高度下降，种类组成趋于简单化，生物量减少，土壤盐碱化程度加重，土壤肥力下降，出现次生盐碱植物群落，群落的生物量与土壤值，含盐量，碱化度呈负相关，与土壤腐殖质和全氮含量呈正相关。     

施氮对紫花苜蓿生长特性的影响

通过随机区组试验,研究了不施氮(N0)、施氮51.75kg/hm2(N1)和103.5kg/hm2(N2)3个氮水平对"甘农3号"紫花苜蓿生长第1年及第2年产量和再生性能的影响。结果表明:"甘农3号"紫花苜蓿生长第2年产量显著高于第1年,在N2处理下两年干草产量均最高,第1年为14 717kg/hm2,第2年为31 092kg/hm2;从株高和再生速度看,两年均以处理N2下紫花苜蓿的再生性能最强,并且第2年的明显优于第1年。综上,试验区"甘农3号"紫花苜蓿在N2处理下再生性能最好,株高和产量达最高,且两年均能进行4次刈割。     

不同封育管理对沙质草地土壤与植被特征的影响

针对退化沙质草地土壤和植被的恢复问题,选取封育19年(人工抚育19年)、封育19年(人工抚育5年)和封育10年(自然恢复)沙质草地为研究对象,同时选取流动沙地作为对照,结合野外调查及室内化学分析方法,进行了不同封育管理沙质草地土壤理化性质和植被特征的比较研究。结果表明,1)与流动沙地相比,封育19年沙质草地(人工抚育19年)植被高度、密度、冠幅、盖度、生物量及土壤养分含量显著增加,0~20 cm层土壤容重、0.05~2 mm的砂粒含量显著降低,退化沙质草地在恢复过程中植被与土壤之间逐渐形成一个相互作用、相互影响的系统。2)封育沙地植被特征和土壤理化性质受坡位影响比流动沙地显著(P<0.05),封育沙质草地中SOC、氮磷钾全量和速效养分含量沿上坡到下坡呈增加趋势。3)天然封育+人工抚育措施对沙质草地的影响和改善程度高于纯天然封育措施,它是促进我国北方退化沙质草地恢复的适宜方法。     

土壤水分和植株密度互作对紫花苜蓿植株性状和叶片特征的影响

适宜的土壤含水量和植株密度是栽培草地管理的关键因子.本研究采用盆栽试验分析了不同土壤水分(85％～90％、75％～80％、60％～65％、35％～40％的土壤饱和含水量)和植株密度(10、15、20株·盆?1)互作对紫花苜蓿(Medicago sativa)植株性状和叶片特征的影响.结果表明,紫花苜蓿株高、分枝数、根颈...     

土壤团聚体微生物量对紫花苜蓿种植年限的响应

为了探索苜蓿种植对半干旱黄土丘陵区土壤质量的影响,采用野外调查和室内分析相结合的方法,选取农田(CK)和不同种植年限(3,7,12,18 a)紫花苜蓿地0～20,20～ 40 cm土层土壤为研究对象,对不同种植年限紫花苜蓿地土壤团聚体微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)分布特征进行了研究.结果 表明:土壤团聚体有...     

河西走廊盐渍土不同种植年限苜蓿根际磷含量变异特征

盐渍土的改良利用已有大量研究,但在盐碱地种植牧草的报道并不多.试验以河西盐渍地2、3、4、5、8龄苜蓿Medicago sativa的根际和非根际土壤为材料,研究土壤全磷及有效磷含量变异特征,结果表明,所有株龄苜蓿根际与非根际土壤全磷含量差异不显著,有效磷含量根际高于非根际土壤.在种植苜蓿的前5年,有效磷在根际与非根际均显著增加,种植8年开始降低,而全磷无显著变化规律.根际pH值低于非根际,但根际酸化不明显.根际与非根际土壤有效磷和全磷含量,根际pH值和有效磷含量相关性不显著.     

土壤团聚体稳定性及有机碳组分对苜蓿种植年限的响应

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,应用干筛法与湿筛法比较不同种植年限苜蓿地和农田土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)以及团聚体破坏率(percentage of aggregate destruction,PAD)的差异,分析探讨了土壤团聚体稳定性与土壤有机碳组分之间的关系。结果表明,土壤机械稳定性团聚体粒径分布呈中间低两边高的“V”型,其中>5 mm和<0.25 mm的团聚体为优势粒径;土壤水稳性团聚体以<0.25 mm的团聚体为主,平均含量达90%以上。湿筛MWD仅在0~10 cm表层土中表现为不同种植年限苜蓿显著高于农田;PAD在0~30 cm土层表现为农田显著高于不同种植年限苜蓿,且随苜蓿种植年限的延长呈降低趋势。0~50 cm剖面不同深度土壤有机碳组分在处理间存在差异,其中总有机碳(total organic carbon,TOC)、重组有机碳(heavy fraction organic carbon,HFOC)和易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROOC)在0~10 cm土层均表现为12 a>10 a>农田>3 a,说明苜蓿对土壤表层有机碳组分的提高只有达到一定种植年限之后才产生效应。相关性分析表明,与土壤TOC相比,土壤轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)和ROOC与土壤水稳性团聚体粒级分布及稳定性指标之间的相关性更为显著,说明土壤活性有机碳组分对陇中黄土高原地区土壤团聚体稳定性的贡献率比土壤总有机碳更大。