黄土丘陵区不同土地类型下土壤养分特征—基于生态化学计量学

为探讨黄土丘陵区不同土地类型下土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量特征，本研究以黄土丘陵区典型小麦地、云杉林地、苜蓿地为对象，基于实测数据，采用方差、相关统计分析，研究不同土地类型、不同土层深度（0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm、60~80 cm、80~100 cm）土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比。结果表明：3种不同土地类型土壤SOC、TN和TP含量均随土层深度增加而降低，其平均含量分别为12.19、0.33和0.48 g·kg^-1，小麦地和苜蓿地土壤SOC、TN和TP空间变异性较云杉林地偏大。SOC、TN含量为云杉林地>小麦地>苜蓿地，TP含量为云杉林地>苜蓿地>小麦地。土壤SOC、TN和TP间均存在显著正相关关系。小麦地C/P显著（P<0.05）高出苜蓿地41.96%，N/P显著高出云杉林地、苜蓿地28.57%、36.19%。3种不同土地类型土壤化学计量比（C/N、C/P、N/P）均值分别为：39.61、31.53、0.83，且其C/N大于中国平均值（12.3），C/P、N/P较全国平均值（61.0、5.2）明显偏小，黄土丘陵区C/N较稳定。土地类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比存在不同程度的影响，合理调整土地利用结构有助于土壤养分的存留，有利于土壤生态的恢复。     

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(P0.01),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(P0.05)。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(P0.05)。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。     

不同种植年限人工苜蓿草地植物和土壤化学计量特征

通过测定并分析不同种植年限(种植1,3,4,5及8年)人工苜蓿草地苜蓿叶片、茎秆及0~20 cm土壤中C、N、P含量及其化学计量比,研究了种植年限对人工苜蓿草地土壤及植物养分含量及其化学计量比的影响。结果表明,1)0~20 cm土壤C、N含量随种植年限的增加,呈先增后减的趋势,P含量与之相反,各年限间有显著差异(P<0.05)。2)随种植年限的增加,苜蓿叶片C含量总体呈下降趋势,P含量先升后降。茎中各养分的变化规律与土壤养分变化规律相似,变化幅度小于叶片养分。3)苜蓿叶片N∶P及C∶P与叶片P含量显著负相关,与叶片N含量无显著相关性,土壤P与茎的C、N、P及化学计量比均有一定相关性。     

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。     

不同恢复年限对柠条林地土壤养分含量和酶活性的影响

【目的】探明不同恢复年限对沙化区柠条林地土壤养分和酶活性的影响。【方法】以甘肃省环县甜水镇3、7、15、21 a的人工柠条（Caragana korshinskii）林地以及沙荒地为研究对象，分别采集0～20、20～40、40～60 cm层土样，测定分析不同恢复年限、不同土层土壤养分指标和酶活性之间的变化规律及差异性。【结果】（1）土壤中的有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮、速效磷、速效钾含量和过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶的活性随着恢复年限的增加呈增加趋势，pH值随恢复年限增加逐渐减小；（2）沙荒地中，土壤养分含量和酶活性在0～20 cm土层最低，在0～40 cm土层中显著低于林地，柠条林地内土壤养分含量和酶活性随着土层深度的增加表现出明显的“表聚”现象；（3）相关分析表明，土壤中的有机碳、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量、过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性之间彼此均呈极显著正相关（P<0.01），与pH值呈极显著负相关（P<0.01）。【结论】不同年限的柠条林对0～20 cm土壤养分含量和酶活性的影响最为明显。。     

紫花苜蓿对建筑复垦土壤的改良效果

在建筑复垦地上种植紫花苜蓿,连续5年进行土壤分层(0~10cm、10~20cm、20~30cm)取样,通过土壤理化性质的测定与分析,研究种植紫花苜蓿对建筑复垦土壤生物改土效果和土壤碳固存效应。结果表明:土壤全量养分在种植苜蓿后出现不同程度的增加,种植第二年表层土壤全氮含量达0.73g/kg,高于种植前43.1%,且表层0~10cm全氮含量最高,全磷含量0~10cm层在种植第三年显著增加(P0.05),全钾在种植苜蓿期间差异不显著。速效养分中碱解氮含量随苜蓿种植年限的增加而增加,而速效钾和磷含量呈先增加后降低的趋势,且二者分别在第三年和第二年达到高峰期;土壤有机碳含量和碳密度均在种植苜蓿第四年显著增加(P0.05),其中表层增幅最大,分别增加68.0%(有机碳)和59.3%(有机碳密度);表层土壤大颗粒趋于细化,小于0.01mm的土壤颗粒没有明显变化,种植紫花苜蓿四到五年可以显著改善复垦地的土壤理化性质以及提高土壤碳库储量。     

土地利用方式对陇中黄土高原土壤理化性状的影响

对陇中黄土高原至少50年传统耕作历史的农耕地和退耕20年的草地土壤理化性状进行了比较研究。结果表明,1)不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮、速效磷、pH值和容重有显著影响。0~10 cm土层土壤有机碳含量草地显著高于农田,全氮含量差异不显著,20~100 cm土层有机碳和全氮农田高于草地(P<0.05);土壤全磷含量农田虽高于草地但无显著差异。土壤C/N除0~10 cm土层外,农田高于草地。在整个土壤剖面上,草地土壤pH值显著高于农田(P<0.05);除10~20 cm和底层土壤外,草地土壤容重也高于农田。2)草地土壤有机碳和全氮随土壤深度增加而降低,而农田土壤在0~30 cm土层随土壤深度的增加而增加,在30 cm土层以下与草地有相同趋势。草地土壤全磷含量各土层间没有显著差异,农田土壤全磷含量与土壤有机碳和全氮含量变化趋势一致;草地和农田土壤速效磷含量都呈减少趋势。土壤pH值随土壤深度的增加而增加。3)各样地土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷与土壤容重和土壤pH值之间呈极显著负相关,土壤容重与土壤pH值呈极显著正相关,土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷之间也呈极显著正相关关系。     

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。     

亚热带红壤区不同种植年限人工草地对土壤有机碳含量的影响

通过测定亚热带红壤地区12年(A)、8年(B)、1年(C)的牧草种植地及天然草地(D)的土壤在0～5、5～10、10～20、20～30、30～505、0～80cm土层的有机碳含量,得出草地土壤有机碳含量主要集中于表层0～10cm,并随深度的增加而递减,但对土壤有机碳含量的影响并没有集中表现在表层。A与B、B与C差异显著(P<0.05),A与C、A与D、B与D差异极显著(P<0.01),而C与D差异不显著(P>0.05),说明土壤有机碳含量随种植年限的增加而增加,草地的种植年限相差越大,则土壤碳含量也相差越大;种植年限较短(如1年),其碳含量虽有所增加,但增量较小。     

不同生态修复技术下退化高寒沼泽湿地土壤及植被化学计量特征

本研究利用不同生态修复技术对玉树隆宝退化高寒沼泽湿地进行修复,分析了喷灌(I)、禁牧(II)、春季禁牧(III)、喷灌+禁牧(IV)和喷灌+春季禁牧(V)对退化高寒沼泽湿地土壤及植被碳(Carbon, C)、氮(Nitrogen, N)、磷(Phosphorus, P)化学计量学的影响。结果显示：与对照(VI)相比,I,IV和V均能显著增加0～30 cm土壤含水量(P<0.05);I能显著增加0～30 cm土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)含量、C∶N和C∶P;IV对提高0～30 cm SOC含量和C∶N具有显著作用(P<0.05),III显著提高了0～30 cm土壤C∶N(P<0.05)。与VI相比,I能显著提高莎草科植物N含量(P<0.05);莎草科植物P含量与土壤N∶P极显著负相关(P<0.001),与土壤N含量显著正相关(P<0.05)。由此可见,喷灌处理对增加土壤含水量、增加SOC积累,以及促进植物对N的利用有积极作用,且土壤N和P可通过协同作用,共同影响植物对N和P的吸收。     

黄土高原旱地施肥对小麦与苜蓿土壤水分养分含量的影响

研究黄土高原旱地小麦(Wheat)和苜蓿(Alfalfa)连作20年后的产量、土壤水分及养分的变化。结果表明:磷肥对小麦增产不显著,而对苜蓿则增产显著(增产183.5%);施肥可以延缓苜蓿的衰老,提高产草量;苜蓿地土壤干燥化明显,施用氮磷有机肥后小麦地也出现干燥化趋势;长期施磷肥有利于改善土壤磷素有效性,其中苜蓿地全磷和有效磷含量,增加了13.6%和83.8%,小麦土壤增加了22.9%和367.9%;苜蓿土壤全氮和速效氮均呈增加,而小麦地则减少;平衡施用氮磷有机肥能培肥土壤,使产量大幅度提高;在该区采取合理的轮作方式和培肥措施能有效地改善农田生态系统的生产力。     

黄土高原沟壑区苜蓿地土壤碳、氮、磷组分的变化

对黄土高原沟壑区不同种植年限苜蓿(Medicago sativa)地土壤碳、氮、磷组分的分析结果表明:连续种植5年,土壤碳、氮各组分含量最低,而年限延长含量则有所提高;15年生苜蓿生长已进入衰退期,各组分含量远低于土壤肥力得到一定程度恢复的23年生苜蓿地.P与C、N组分的变化不同,Ca₂-P和Fe-P含量随年限延长逐渐降低,到23年时又有升高趋势,而Ca₈-P、Al-P、O-P变化趋势则与之相反,5年生苜蓿地以中活性有机磷为主,10年、15年、23年生苜蓿土壤有机磷组分的变化表现为:中稳性有机磷(MROP)>中活性有机磷(MLOP)>高稳性有机磷(HROP)>活性有机磷(LOP).     

苜蓿地撂荒过程中土壤-微生物-胞外酶及化学计量的变化

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)作为优良修复草种在黄土高原广泛种植,然而随着农村人口迁移及土地利用变化,苜蓿人工草地大量弃置的问题已引起广泛关注。为研究苜蓿弃置草地土壤质量变化规律,本研究分析了不同弃置年限(0年、5年和10年)苜蓿草地土壤养分、微生物量、参与土壤碳氮磷(C,N,P)循环的胞外酶活性及其化学计量变化。结果表明：总体上,土壤和微生物C,N含量随弃置年限呈增加趋势,而C,N相关胞外酶活性和化学计量变化幅度较小;土壤和微生物P含量随弃置年限增加而显著降低,但P相关胞外酶活性及化学计量均有不同程度的增加。进一步分析发现：相较于其他土层,表层(0～20 cm)土壤C,N,P含量及其酶活性较高,其变化趋势与总体结果相似;亚表层土壤(20～40 cm)和(80～100 cm)深层土壤C,N,P含量及其酶活性呈先增后减趋势,且各指标较于表层土壤均降低40%～80%。相关分析表明弃置草地土壤由于P匮乏而逐步退化,可通过补施磷肥改善。     

甘肃陇东地区紫花苜蓿草地土-草矿质养分含量及其相关性

为明确甘肃陇东地区苜蓿草地土壤矿质养分亏缺及牧草养分水平,对环县、合水、庄浪、泾川的苜蓿和土壤的N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn含量及其相关性进行研究。结果表明:试验区土壤N含量略高于我国平均水平、P含量低于我国平均水平,K素略低于我国平均水平;土壤矿质元素含量为有效Mn极富、有效Zn中等、有效Fe、Cu缺乏。苜蓿中N含量适中,P、Fe、Mn、Cu、Zn含量较低,K素含量高;苜蓿对K素需求量高于所测其他矿质养分;苜蓿微量元含量由高到低为FeMnZnCu,且苜蓿对Fe的需求高于Mn,Zn和Cu。土壤与苜蓿的全P含量极显著相关(r=-0.738,P0.01),全N含量显著相关(r=-0.522,P0.05),有效Fe含量显著相关(r=0.61,P0.05),有效Zn含量呈高度相关(r=0.742,P0.05);土壤与苜蓿全K、有效Cu、有效Mn含量未呈现出显著关系。     

豆禾混播牧草碳氮磷钾生态化学计量特征对施肥与混播比例的响应

本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa）与无芒雀麦（Bromus inermis）混播草地为对象,研究了施用不同比例氮（Nitrogen,N）磷（Phosphorus,P）钾（Potassium,K）肥与不同混播比例对牧草营养元素含量及生态化学计量特征的影响。结果表明：施肥对1~3茬无芒雀麦P,K含量、C （碳,Carbon）：P和K：P以及1茬N含量、2茬N：P、3茬C含量和C：N,N：P影响极显著（P<0.01）,对1茬和2茬苜蓿C,P,K含量和C：P,N：P以及3茬N,P,K含量和C：P,C：N,N：P,K：P影响极显著（P<0.01）;混播比例对1茬无芒雀麦P含量和C：P,2茬C含量和3茬C：N,N：P影响极显著（P<0.01）;施肥与混播比例互作对1~3茬无芒雀麦C含量、苜蓿P含量和C：P,1茬与2茬无芒雀麦P含量和C：P以及苜蓿N：P影响极显著（P<0.01）。禾草N：P在3.53~7.60之间,苜蓿在8.37~12.32之间,表明无芒雀麦生长主要受N素影响,苜蓿生长同时受N素和P素的影响。     

川西北沙化草地植被恢复后土壤理化性质的变化

以植被恢复不同年限的川西北沙化草地土壤为对象,分析不同土层(0～20cm、20～40cm)中土壤理化性质的变化情况。结果表明:植被恢复对沙化草地土壤理化性质的改善有明显的促进作用;随植被恢复时间的延长,土壤容重逐渐减小,含水量显著提高;与参照样地相比,除土壤全K含量无明显变化外,土壤有机质、全N、全P以及速效养分含量在各层均呈不同程度的提高,表现最明显的是在土壤表层(0～20cm);相关分析说明,有机质含量和土壤容重表现出显著负相关(r=-0.533,p<0.05),而与土壤含水量呈极显著正相关(r=0.836,p<0.01),土壤有机质含量表现出和土壤全N、全P含量不同程度的正相关关系。     

紫花苜蓿生物量分配对植物-土壤化学计量的响应

C∶N∶P化学计量学在植物-土壤养分分配研究中应用广泛,但如何运用化学计量学方法来探究植物地上地下生物量分配还需要进一步研究。本研究选取榆林地区种植1 a, 3 a, 5 a, 7 a和9 a的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)人工草地,测定了紫花苜蓿的地上、地下生物量,土壤理化性质及碳氮磷含量,分析了植物-土壤C∶N∶P化学计量特征及其对紫花苜蓿地上、地下生物量和根冠比变化的响应。结果表明,紫花苜蓿人工草地土壤C∶N,C∶P和N∶P随种植年限延长均而增加,紫花苜蓿植株C∶N,C∶P和N∶P随种植年限延长均呈现先增加后降低变化趋势。种植1～5 a紫花苜蓿种植受N限制,种植7～9 a紫花苜蓿受P限制,紫花苜蓿通过增加自身根冠比来应对日益增强的N∶P,同时庞大的根系使得土壤肥力得到改善。     

不同载畜率下短花针茅和土壤生态化学计量特征研究

以荒漠草原建群种短花针茅为研究对象,分析不同载畜率(对照,CK;轻度放牧,LG;中度放牧,MG和重度放牧,HG)对短花针茅与其对应土壤(0～20 cm和20～40 cm)碳(C)、氮(N)、磷(P)及化学计量比的影响.结果表明:放牧对短花针茅N、P及C:N:P化学计量比没有显著影响,但C含量随载畜率的增加而显著增加(P...     

放牧对典型草原土壤有机碳及全氮的影响

以内蒙古锡林河流域羊草Leymus chinensis典型草原作为研究对象,研究不同放牧强度及放牧制度下,土壤有机碳、全氮的含量差异,结果表明:1)土壤有机碳含量大体表现为常年放牧地高于混合放牧地,且差异明显。常年放牧地表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,混合放牧地除"轻牧+割草"与"中牧+割草"在20~30 cm土层深度表现出显著差异以外,各个放牧强度间差异均不显著。土壤有机碳含量随着土层深度的增加而降低。2)土壤全氮在不同的放牧梯度间及不同土层深度间的变化趋势与土壤有机碳大体相同,趋势表现为轻牧重牧中牧围封未放牧地,而混合放牧地的变化趋势比较复杂,相比较常年放牧地,混合放牧地的全氮含量要低。全氮含量随着土层深度的增加而降低。研究结果表明重牧下有机碳含量要高于中牧,这可能是由于随着放牧强度的增加,草原植被C4植物增多而引起的。