PAM和草类根系对荒坡紫色土物理性质与抗剪性能的影响

为探讨PAM(聚丙烯酰胺)和草类根系对荒坡紫色土物理性质与抗剪性能的影响,选取荒坡紫色土为研究对象,制备了单施PAM、单植草类和“草类+PAM”等试验处理,采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统和ZJ型应变控制式直剪仪分别测定根系指标和土壤/根-土复合体抗剪强度,结合土壤基本物理性质指标,分析了各处理中PAM、草类根系、土壤物理性质及抗剪性能间的关系。结果表明:1)上述处理均能够显著提高土壤通气持水能力,其中“草类+PAM”对土壤孔隙度和含水率的改善效果最好,其次是单植草类;2)各处理的大粒级范围(1~0.25 mm、0.25~0.05 mm)微团聚体含量增加,小粒级范围(<0.01 mm)的则减少;3)较之CK,单植草类和“草类+PAM”可使土壤内摩擦角φ平均值分别提高37.12%和36.59%,黏聚力c平均值分别提高69.47%和83.64%,且根表面积密度(RSAD)和0.7 mm相似文献   

种草和施用聚丙烯酰胺对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的影响研究

为探究种植草类和施用聚丙烯酰胺(PAM)对荒坡紫色土抗侵蚀性的影响,尤其是对其抗剪和抗蚀性能的影响,选取狗牙根和三叶草进行盆栽试验,设计了对照、单植草类、单施PAM和复合措施(“草类+PAM”)4类处理开展研究,测定了根系指标和土壤理化性状指标,计算了土壤的抗剪强度指标和抗蚀性指标。结果表明,狗牙根和三叶草根系均能显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和有机质含量(P<0.05),有效增强土壤的抗剪和抗蚀性能;施加PAM能有效促进上述草类各径级根系的生长,显著改善土壤的微结构(P<0.05),尤其是非毛管孔隙度(单施PAM为CK的1.15~1.31倍),提高土体抗剪强度及内摩擦角φ,增大粒径>0.25 mm、>0.5 mm的水稳性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径等抗蚀性指标;PAM对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果存在最优浓度;草类根系对土壤抗剪性能的影响较抗蚀性能明显,能显著提高土体的抗剪性能(P<0.05),尤其是增大土壤粘聚力;PAM对土壤抗蚀性能的影响较抗剪性能明显,能显著促进土壤团聚体大颗粒的形成和小颗粒的减少,显著提高土壤团聚度和改善土壤团聚结构等(P<0.05);较单一措施,“草类+PAM”对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果最为明显,其中狗牙根与30 g·m^-3的PAM混施时效果最优;0相似文献   

种草和施用聚丙烯酰胺对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的影响研究

为探究种植草类和施用聚丙烯酰胺(PAM)对荒坡紫色土抗侵蚀性的影响,尤其是对其抗剪和抗蚀性能的影响,选取狗牙根和三叶草进行盆栽试验,设计了对照、单植草类、单施PAM和复合措施("草类+PAM")4类处理开展研究,测定了根系指标和土壤理化性状指标,计算了土壤的抗剪强度指标和抗蚀性指标。结果表明,狗牙根和三叶草根系均能显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度和有机质含量(P0.05),有效增强土壤的抗剪和抗蚀性能;施加PAM能有效促进上述草类各径级根系的生长,显著改善土壤的微结构(P0.05),尤其是非毛管孔隙度(单施PAM为CK的1.15～1.31倍),提高土体抗剪强度及内摩擦角φ,增大粒径0.25 mm、0.5 mm的水稳性团聚体含量、平均重量直径和几何平均直径等抗蚀性指标;PAM对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果存在最优浓度;草类根系对土壤抗剪性能的影响较抗蚀性能明显,能显著提高土体的抗剪性能(P0.05),尤其是增大土壤粘聚力;PAM对土壤抗蚀性能的影响较抗剪性能明显,能显著促进土壤团聚体大颗粒的形成和小颗粒的减少,显著提高土壤团聚度和改善土壤团聚结构等(P0.05);较单一措施,"草类+PAM"对荒坡紫色土抗剪和抗蚀性能的增强效果最为明显,其中狗牙根与30 g·m~(-3)的PAM混施时效果最优;0d(直径)≤0.2 mm是影响土壤抗剪和抗蚀性能的关键根系径级,而该径级的根长密度和根表面积密度、所有根系平均的根长密度和根体积密度则是影响上述性能的关键指标。     

香根草和马唐的根系特征及对坡地紫色土抗侵蚀性的影响

为探讨紫色土区草类根系特征及对土壤抗侵蚀性的影响,本试验选取坡地香根草和马唐为研究对象,分0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层采集根系和土壤样品,分别采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统、ZJ型应变控制式直剪仪和改进的原状土冲刷水槽测定根系指标、根-土复合体抗剪和抗冲性能,研究了不同土层香根草和马唐的根系特征及与土壤抗侵蚀性之间的关系。结果表明,0~30 cm土层范围内,香根草根系的总体指标和径级指标(根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度)均优于马唐;较之马唐,香根草更有利于降低土壤容重,改善土壤微团聚体组成状况和提高土壤有机碳含量;上述2种草类根-土复合体的抗冲剪性能均表现为:0~10 cm土层最优,10~20 cm土层次之,20~30 cm土层最差,且各土层均表现为香根草的优于马唐的;相关分析表明,1.0相似文献   

狗牙根和三叶草的根系特征及对荒坡紫色土抗剪性能的影响

为探讨草类根系对荒坡紫色土的固土性能及其影响因素,以该环境的紫色土为研究对象,设置了空白对照、盆栽狗牙根(Cynodon dactylon)和盆栽三叶草(Trifolium repens)3个处理,8个月后分别取样用常规方法测定土壤基本理化性质、Win RHIZO(Pro.2004c)根系分析系统测定根系指标、ZJ型应变控制式直剪仪测定根-土复合体抗剪强度。结果表明,狗牙根的根系指标优于三叶草,且在根系直径(d)≤0.2 mm径级范围内更为突出;较之三叶草,狗牙根更能有效改善土壤的理化性质;两种草类均能有效提高根-土复合体的抗剪性能。较之空白对照,狗牙根的内摩擦角(φ)和粘聚力(c)分别增加了10.37%和66.36%,三叶草的分别增加了1.14%和34.22%,其中狗牙根处理的土壤抗剪性能最优;影响根-土复合体抗剪性能的关键性指标有土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度和根长密度,根系直径≤0.2 mm是影响根-土复合体抗剪性能的关键性径级。     

秸秆及生物炭还田对土壤有机碳及其活性组分的影响

以油菜/玉米轮作农田生态系统为研究对象,根据“等碳量还田”原则设置了常规施肥(CK)、秸秆还田(CS)、秸秆+速腐剂还田(CSD)、生物炭还田(BC)、秸秆+生物炭1∶1还田(CSBC)处理,采用田间试验方法,研究了秸秆与生物炭还田下土壤有机碳及其活性碳组分的变化,以期为秸秆和生物炭还田及紫色土培肥提供依据。结果表明: 1) 与对照(CK)相比,各处理均能显著增加土壤总有机碳含量,增幅为31.26%~107.82%,其中以BC处理最显著,达到107.82%,且BC、CSBC处理显著高于CS、CSD处理,生物炭更有利于土壤固碳。2)土壤各活性有机碳含量在油菜角果期和玉米灌浆期最高,除玉米季土壤可溶性碳外,各处理微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和易氧化态碳(ROC)含量大小顺序均为:CSD>CS>CSBC>BC>CK处理,秸秆与生物炭还田各处理的MBC、DOC和ROC含量分别为125.53~172.02 mg·kg^-1、102.73~79.07 mg·kg^-1和2.00~6.01 g·kg^-1。3)秸秆和秸秆+速腐剂的微生物熵、DOC/SOC、ROC/SOC显著高于生物炭和秸秆+生物炭。与CK相比,CS和CSD处理显著提高了土壤ROC/SOC,而BC和CSBC处理却显著低于CK处理14.33%~18.38%。秸秆、秸秆+速腐剂还田能促进微生物可直接利用的活性碳转化,提高土壤有机碳活性,改善土壤生物肥力。生物炭还田尽管其微生物活性较低,但土壤有机碳稳定性较高,可以促进土壤固碳。     

不同苜蓿品种在雁门关地区的生产性能和营养价值研究

在雁门关地区,以28个紫花苜蓿不同品种作为研究对象,连续两年观测其再生速度、叶茎比、株高和干草产量,并利用近红外光谱(NIRS)技术对8个营养性状指标进行测定分析,并采用灰色关联度分析方法进行综合评价。结果表明:1)“阿迪娜”生长速度在2015和2016年均表现为最高,分别为2.78和3.19 cm·d^-1;“WL363HQ”叶茎比在2015和2016年均表现为最高,分别为0.84和0.97;2) “WL298HQ” 在2015年的株高表现为最高(54.90 cm),“巨能7号”在2016年的株高表现为最高(84.27 cm);“鲁苜2号” 在2015年的干草产量表现最高,为6961.81 kg·hm^-2,“巨能7号” 在2016年的干草产量表现最高,为8587.63 kg·hm^-2;3)各品种的营养成分分析结果显示,“维多利亚”的粗蛋白含量最高,占干物质的26.80%;“维多利亚”的粗灰分和粗脂肪含量均表现为最高(分别为10.20%和 2.34%);“肇东”的干物质含量最高,达到94.55%;“康赛”的中性洗涤纤维含量和酸性洗涤纤维含量均最低,分别为27.18%和33.31%;“雷达克之星”的瘤胃非降解蛋白含量最高(22.27%);“康赛”的干物质体外消化率最高(79.93%)。通过灰色关联度综合分析显示,“维多利亚”、“康赛”、“WL298HQ”、“SK3010”、“巨能7号”5个品种的综合表现最优异,在雁门关地区具有较高的推广利用价值。     

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。     

生长调节剂处理对马铃薯贮藏期萌发及氧化酶活性的影响

探究生长调节剂对马铃薯贮藏期休眠的调控效果及其生理作用机制,对保障马铃薯安全贮藏和研究马铃薯休眠机制都具有重要意义。本研究以马铃薯中长休眠期品种“川芋117”和短休眠期品种“费乌瑞它”为供试材料,赤霉素(gibberellin A₃, GA₃)、氯苯胺灵(chlorpropham, CIPC)和脱落酸(abscisic acid, ABA)为供试试剂,研究不同作用类型生长调节剂处理对不同马铃薯品种贮藏期块茎萌发动态及不同部位氧化酶活性的影响。结果表明,GA₃促进马铃薯的萌发主要表现在缩短块茎的萌发期上,“川芋117”和“费乌瑞它”较对照(control, CK)分别缩短10.42%和26.92%。而ABA和CIPC抑制马铃薯的萌发表现在延长其萌发期上,在“川芋117”上分别较CK延长10.42%和106.25%,在“费乌瑞它”上ABA处理延长23.08%,CIPC处理块茎未发芽。且ABA处理能显著降低休眠幅度,“川芋117”和“费乌瑞它”休眠幅度分别降低17.95%和29.41%,块茎萌发较整齐。马铃薯块茎在贮藏期芽周和薯肉部位的多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性均呈先升高后降低的变化趋势,其峰值出现的时间与其开始大量发芽的时期基本一致,表明PPO和POD活性的升高是块茎解除休眠开始萌芽的生理基础之一。GA₃、ABA和CIPC处理显著影响块茎芽周和薯肉PPO和POD活性,其中GA₃主要提高块茎芽周部位的PPO和POD活性,CIPC和ABA有降低未发芽块茎芽周和薯肉PPO活性的趋势,但ABA处理在块茎休眠解除过程中氧化酶活性上升,特别是“川芋117”,这可能是GA₃打破休眠促进萌发、CIPC和ABA延长休眠的生理机制之一。     

种植密度对光敏型高丹草营养成分及动态变化的影响

在黄土高原雨养农业区,以光敏型高丹草品种“大卡BMR”和“海牛”为材料,采用8.33、12.50和16.67万穴·hm^-2 3个低、中、高密度全膜平铺穴播种植,在植株不同生长阶段,测定了粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、总可消化养分(TDN)和糖锤度(BX)含量,以研究光敏型高丹草在当地的最佳种植密度和收获时期。结果表明:生长发育进程在植株营养形成过程中占主导地位。在品种间,两品种生长前期CP含量差异较大(P<0.05);“大卡BMR”的NDF、ADF和BX整体低于“海牛”,TDN含量高于“海牛”。密度对营养成分有影响,CP含量随密度的增大有所降低;密度对BX含量前期影响较大(P<0.05),中后期影响不明显(P>0.05);在全生长期内NDF和ADF含量整体上高密度处理明显低于(P<0.05)低密度处理;密度对TDN含量影响明显(P<0.05),生长后期(出苗后126~140 d)依次均为高密度>中密度>低密度。营养成分和产量的动态变化表现为,两品种随生长发育进程的延长,CP含量均呈逐渐下降的变化趋势,BX均呈逐渐上升的变化趋势,NDF和ADF含量均呈“升—降—升”的变化趋势,TDN含量均呈“降—升—降”的变化趋势;在出苗后126~140 d,干物质产量仍在上升,CP和TDN产量平稳,TDN的含量处于下降趋势。这种动态变化为北方不抽穗或能抽穗不能成熟的光敏型高丹草最佳刈割期的决策提供了重要依据。从饲草生产角度考虑,在春播一茬青贮收割模式下,当地以“大卡BMR”品种较好,种植密度以每公顷12.50万穴较好,两品种均在出苗后126~140 d(9月上中旬,大卡BMR处于抽穗期、海牛处于开花期)刈割最佳。     

紫色土区3种草本植物根系特征及改土培肥效应

为探讨紫色土区草本植物根系的改土培肥效应,选取已种植3年（2011－2013年）的水土保持常用草类紫花苜蓿、狗牙根和香根草为目标物种,分0～10 cm,10～20 cm,20～30 cm 土层采集根系和土壤样品,WinRHIZO （Pro．2004c）根系分析系统测定根系指标,常规方法测定土壤理化性质。结果表明：所有土层,香根草的各项根系指标均较优,尤其是根长密度和根表面积密度（最大均值分别为13．46 cm／cm3和5．75 cm2／cm3）,紫花苜蓿则总体上的根重密度最好（最小均值为18．10 mg／cm3）;定植3年,这3种草本植物并未对试验区紫色土的机械组成产生显著影响,但在数值上草本区有粗颗粒减少、细颗粒增多的趋势;多数草本植物对多个土层的土壤有机质和速效钾产生显著影响（有机质增加,速效钾亏损）,而对土壤全氮、碱解氮、总磷、有效磷和全钾的影响却很微弱;所有草本区的全钾含量较高3．93～4．83 g／kg,却在几乎所有土层出现速效钾的亏损,尤其是紫花苜蓿区最大亏损量达20．24 mg／kg;相关分析中,所有土壤养分与全部或部分根系指标呈现显著或极显著相关（最大相关系数为0．833）。     

黄土高原丘陵区冰草和柳枝稷土壤细沟可蚀性季节动态

为了评价黄土高原丘陵区退耕还草水土保持效应,本研究以黄土丘陵区冰草(Agropyron cristatum)和柳枝稷(Panicum virgatum)为研究对象,在不同坡度(S=17.36%~42.26%)和流量(Q=1.0~2.5L·s~(-1))条件下,采用变坡试验水槽测定土壤的分离能力,利用线性回归方法,结合土壤侵蚀过程,运用WEPP模型推求土壤细沟可蚀性(Kr),分析了冰草和柳枝稷生育期内土壤Kr的季节变化规律。结果表明,黄土丘陵区冰草生育期内土壤Kr具有显著的季节变化(P0.05),总体呈下降趋势;柳枝稷生育期内土壤Kr无显著季节变化(P0.05)。冰草土壤Kr表现为下降的季节变化,变化范围为0.002 1~0.022 4s·m~(-1);柳枝稷土壤Kr表现为先升高后降低的季节变化,变化范围为0.003 2~0.021 9s·m~(-1)。土壤黏结力、水稳性团聚体和根重密度是影响冰草和柳枝稷生育期内土壤Kr季节变化的主要因素。土壤细沟可蚀性与土壤黏结力、水稳性团聚体及根重密度间呈显著负相关关系。此外,用土壤黏结力和根重密度能够较好地模拟黄土丘陵区冰草和柳枝稷生育期内土壤细沟可蚀性的季节变化。冰草和柳枝稷土壤细沟可蚀性季节变化主要由根系生长和土壤黏结力变化所致。土壤细沟可蚀性与土壤黏结力、水稳性团聚体和根重密度间呈显著负相关关系。用土壤黏结力和根重密度等参数能够较好地模拟冰草和柳枝稷土壤细沟可蚀性的季节变化规律。     

土壤容重对野生香根草幼苗根系形态及其生物量的影响

香根草因其具有发达的根系而被许多国家用于水土保持,但紧实土壤影响根系的生长,而土壤容重与土壤紧实度密切相关。为了掌握粤西野生香根草对紧实土壤的适应状况,用人工土柱研究了容重分别为1.20 g/cm³ (D_1.20)、1.35 g/cm³ (D_1.35)和1.58 g/cm³ (D_1.58)的土壤对其根系形态和生物量的影响。结果表明：1）随容重增大,根系和地上部生物量下降,根冠比降低,植株的根表面积、根长密度和根体积密度减小,而平均根直径增大。2）容重影响根系的空间分布,D_1.20和D_1.35处理的根系在上、下层分布较多,中间层分布少,表明粤西野生香根草具有深根型特性;高容重阻止根向下延伸,D_1.58处理的根系主要分布0～6 cm的土层内。3）D_1.20和D_1.35土壤的平均根直径随土层加深减小,而D_1.58的则增加。本实验结果说明粤西野生香根草能耐较紧实（D_1.35）的土壤,高紧实土壤（D_1.58）虽然限制其生长,但对表土层根系的分布影响小。并就容重对粤西野生香根草固土护坡的影响进行了讨论。     

紫花苜蓿苗期根系生长的水分胁迫损伤及氮磷的修复生长作用

土壤水分胁迫对牧草根系生长有重要影响。为明确土壤水分胁迫对紫花苜蓿根系生长的损伤以及胁迫解除后根系修复生长过程中土壤养分的作用和利用率,以赛迪-7(Sadie-7)和标杆(Icon)两个品种进行盆栽试验,分析了土壤渍水和低水分条件下生长的紫花苜蓿小苗的根系形态;并在解除土壤水分胁迫后施氮(尿素:0.336 g/盆)或磷(过磷酸钙:1.51 g/盆),分析了氮、磷对根系生长的影响。结果表明,土壤渍水显著抑制紫花苜蓿小苗主根的伸长生长,主根直径、根表面积以及根体积均小于对照;土壤低水分处理促进主根伸长生长,但显著抑制侧根生长。胁迫解除后,前期渍水处理的植株主根生长加快,但侧根生长则比前低水分处理的植株和对照缓慢;施氮、磷肥可显著促进根系的生长。土壤水分胁迫造成的根系生长伤害及胁迫去除后侧根生长缓慢导致氮、磷吸收利用率显著降低。试验结果说明,保持适宜的土壤水分或在土壤水分胁迫后适当施用氮、磷肥,将是促进紫花苜蓿根系生长,提高饲草产量的重要栽培措施。     

7种草坪草的根系生长量及分形特征比较研究

以王朝早熟禾、凤凰高羊茅、普通脱壳狗牙根、艾森特黑麦草、三叶草、百脉根、弯叶画眉草为供试材料,研究不同种类草坪草的根系生长能力及分形特征。研究结果表明:凤凰高羊茅、普通脱壳狗牙根、弯叶画眉草的冠部生长茂盛,根系发达,根系生长能力较强。     

喀斯特山区不同草地土壤结构及分形特征

以喀斯特区域不同草地生态恢复阶段为研究对象,采用时空互代法对喀斯特山区耕地、退耕还草地、草地、林草间作地的土壤颗粒、团聚体、微团聚体粒径分布及分形维数进行研究,并分析分形维数与土壤理化性质的相互关系。结果表明,在石漠化恢复过程中,粗粒径微团聚体、团聚体含量随生态的不断恢复而增加,细粒径含量降低,但土壤机械组成与之相反。0~10 cm土层土壤微团聚体平均重量直径(MWD)表现为林草间作地、草地>耕地>退耕还草地,退耕还草地显著低于其他草地类型,分别比林草间作地、草地、耕地低0.15、0.15和0.11 mm;团聚状况在10~20 cm下均表现为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,其中退耕还草地显著低于林草间作地和草地,分别低8.26%和13.18%;土壤结构特征表明退耕还草地结构最弱。生态恢复过程中,土壤微团聚体和团聚体的分形维数从大到小依次为退耕还草地>耕地>林草间作地>草地,土壤颗粒分形维数从大到小依次为草地>林草间作地>耕地>退耕还草地,表明喀斯特山区土壤结构随生态恢复而逐渐变好,土壤分形维数一定程度上能反映喀斯特石漠化区域生态恢复的过程与特征。同时喀斯特地区土壤分形维数与其理化性质存在较好的相关性,微团聚体及团聚体分形维数能够较好的表征土壤结构及抗蚀能力的强弱。在石漠化区域生态恢复与石漠化治理过程中,通过人工调控措施,缩短退耕还草阶段,加快草地等植被覆盖度的增加,能有效减少水土流失,改善该区生态环境。