渭北残塬沟壑区牧草枯落物对油松和侧柏纯林土壤极化的修复效应北大核心CSCD

纯林对土壤养分的选择性利用和单一枯落物的特殊影响是导致人工林土壤极化的重要原因,利用牧草枯落物施肥或直接营造林草复合植被是防治和修复纯林土壤极化的最快捷且有效的措施。针对渭北残塬沟壑区的油松(Pinus tabuliformis)和侧柏(Platycladus orientalis)人工纯林,在前期关于土壤极化的研究基础上,通过7种常见豆科牧草枯落物与林地腐殖质层土壤的混合培养试验,研究不同牧草枯落物对针叶纯林土壤极化的修复效应,以此作为选择适宜修复牧草种的依据。结果表明:对油松纯林土壤,苜蓿(Medicago sativa)具有明显的综合修复效应,其次为红豆草(Onobrychis viciaefolia),可作为与油松复合种植的优选牧草,而胡枝子(Leapedeza bicolor)、毛苕子(Vicia villosa)和沙打旺(Astragalus adsurgens)造成土壤性质一定的衰退;对侧柏纯林土壤,红豆草具有明显的综合修复效应,其次为苜蓿和草木樨(Melilotus officinalis),可作为与侧柏复合种植的优选牧草,而毛苕子和小冠花则造成土壤性质一定的衰退。     

黄土高原利用牧草枯落物防治刺槐纯林土壤极化的效应

以黄土高原广泛分布的人工刺槐(Robinia pseudoacia)纯林为研究对象,通过采集林地腐殖质土壤并与7种常见豆科牧草的枯落物进行120 d混合分解培养试验,分析牧草枯落物对刺槐纯林土壤性质的改良和土壤极化的防治效应.结果表明:对于黄土丘陵区(黄陵)刺槐纯林土壤,苜蓿(Medicago sativa)具有明显的改良作用,其次为草木樨(Melilotus officinalis);而胡枝子(Leapedeza bicolor)具有明显的恶化作用,其次为毛苕子(Vicia villosa)、红豆草(Onobrychis viciifolia)和沙打旺(Astragalus adsurgens);对于黄土残塬沟壑区(淳化)刺槐纯林土壤,草木樨和沙打旺具有明显的改良作用,其次为毛苕子;而小冠花(Coronilla varia)具有明显的恶化作用,其次为红豆草.     

黄土高原油松纯林腐殖层土壤对10种植物的化感效应

采集黄土高原丘陵区和残塬区典型油松（Pinus tabulaeformis）纯林和荒地腐殖层土壤对10种常见植物进行盆栽试验,跟踪测定植物种子萌发、幼苗生长和生理活性等指标。结果表明：丘陵区油松纯林土壤显著抑制苜蓿（Medicago sativa）和草木樨（Melilotus officinalis）种子萌发,显著降低紫穗槐（Amorpha fraticosa）、苜蓿和毛苕子（Vicia villosa）的苗高、根长和生物量生长,以及紫穗槐和草木樨的叶片叶绿素含量、 过氧化氢酶（CAT）活性,且显著提高刺槐（Robinia pseudoacacia）、胡枝子（Leapedeza bicolor）、毛苕子和沙打旺（Astragalus adsurgens）叶片丙二醛（MDA）含量。残塬区油松纯林土壤显著抑制沙棘和苜蓿种子萌发,以及胡枝子、小冠花（Coronilla varia）和苜蓿的苗高和生物量生长,降低了草木樨、苜蓿的叶绿素含量和柠条（Caragana korshinskii）、草木樨的CAT活性,显著提高柠条、紫穗槐、小冠花和毛苕子的MDA含量。表明黄土丘陵区油松纯林腐殖层土壤对紫穗槐、苜蓿、草木樨、毛苕子、刺槐和沙打旺以及黄土残塬区油松纯林腐殖层土壤对沙棘（Hippophae rhamnoides）、苜蓿、和沙打旺综合表现为化感抑制作用。     

铁杆蒿枯落物对四种豆科牧草的化感作用

研究了黄土区优势植物铁杆蒿（Artemisia gmelinii）枯落物对红豆草（Onobrychis viciaefolia）、沙打旺（Astragalus adsurgens）、百脉根（Lotusc corniculatus）和紫花苜蓿（Medicago sativa）等四种常见豆科牧草种子萌发和幼苗生理特性的化感效应。结果表明：铁杆蒿对这几种豆科牧草的发芽率和发芽势总体上均呈现“低质量浓度促进,高质量浓度抑制”的效应;紫花苜蓿综合化感效应在不同处理中均受到抑制,随着铁杆蒿枯落物含量的增加,抑制作用增强;但红豆草、百脉根和沙打旺的综合化感效应表现出低促高抑的趋势;红豆草和沙打旺在30 g铁杆蒿枯落物浓度时促进效应最强,百脉根在60 g时促进效应最强。以上结果初步表明在有铁杆蒿分布的草地不适合种植以及补播紫花苜蓿,而适当密度的铁杆蒿分布有助于种植以及补播红豆草、百脉根和沙打旺。     

秦王川灌区不同绿色覆盖方式预防土壤次生盐渍化效应研究

因灌溉不当和土壤裸露而引发的土壤次生盐渍化问题已成为西部灌区农业可持续发展的主要障碍。通过研究裸地、单作春小麦Triticum aestivum、红豆草Onobrychis viciaefolia和春小麦/毛苕子Vicia villosa 4种处理的土壤可溶性盐分时空动态,分析和对比了它们的动态变化差异。结果表明：在春小麦收获期,3种种植方式对0～20 cm土层均具有明显的抑盐效应,含盐量下降幅度达16.4%～30.5%,其中单作春小麦与单作红豆草和春小麦/毛苕子差异显著,而单作红豆草和春小麦/毛苕子差异不显著;单作小麦使0～80 cm土层积盐14.2%,而春小麦/毛苕子和红豆草使0～80 cm土层脱盐19.7%和23.0%;单作春小麦地土壤含盐量垂直分布表现为中层高（20～60 cm）、上下层（0～20 cm和60 cm以下）低,而单作红豆草和春小麦/毛苕子表现为上层（0～20 cm）低、下层（20 cm以下）高的特征。春小麦收获后,单作春小麦地土壤表层快速积盐,其含盐量甚至高于裸地,而单作红豆草和春小麦/毛苕子地表层盐分变化较小。秦王川灌区若采取春小麦/毛苕子的种植模式,不仅可以预防土壤的次生盐渍化问题,还能多生产36 018 kg/hm2的牧草。     

4种针叶纯林枯落叶对3种豆科灌草的化感效应

为探讨豆科灌草在针叶人工纯林改造和林草复合植被建设中的可行性,研究了油松(Pinus tabulaeformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、落叶松(Larix principis rupprechtii)和樟子松(P.sylvestris var.Mongolica)当年枯落叶经室内混土分解培养后,所获得的枯落叶浸提液对紫穗槐(Amorpha fruticosa)、毛苕子(Vicia villosa)和草木樨(Melilotus officinalis)种子萌发和幼苗生长的化感效应。结果表明,1)油松枯落叶浸提液抑制毛苕子和草木樨种子萌发,对紫穗槐种子萌发以及紫穗槐和毛苕子幼苗生长表现为“低促高抑”;2)侧柏浸提液促进草木樨种子萌发和毛苕子幼苗以及紫穗槐幼根生长,对紫穗槐种子萌发以及草木樨幼苗生长均表现为“低促高抑”;3)落叶松浸提液抑制了紫穗槐和毛苕子种子萌发,促进了草木樨种子萌发和毛苕子幼苗以及草木樨幼根生长,对紫穗槐幼苗生长表现为“低促高抑”;4)樟子松浸提液抑制了毛苕子和草木樨种子萌发以及紫穗槐幼苗地上部生长,促进了毛苕子幼苗和紫穗槐幼根生长,对紫穗槐种子萌发表现为“低促高抑”;5)3种豆科灌草幼苗MDA含量分析结果与其幼苗生长的分析结果一致。MDA含量可能是衡量化感效应的最敏感指标。     

几种牧草与春小麦抑盐效应比较研究

通过田间试验,测定了种植牧草和春小麦对土壤可溶性盐分和盐离子的影响。结果表明:种植牧草脱盐作用明显,而种植春小麦脱盐效果不明显;种植春小麦、豌豆、红豆草和毛苕子,使0~20cm土层的盐分分别下降16.2%、28.9%、18.5%和45.1%,差异较大的原因是蔓生型的豌豆和毛苕子郁闭度大于直立型的小麦和红豆草;种植牧草降低了0~20cm土层的SO42-、Na+、K+、Ca2+和Na+/K+,而种植春小麦仅降低SO42-、K+、Ca2+,提高了Na+和Na+/K+。由此可见,种植牧草改良盐碱地的作用优于种植春小麦。     

豆科牧草种子生产技术要点

依据甘肃河西走廊灌区的自然条件和栽培条件及多年种子生产的经验，提出了苜蓿，百脉根，鹰嘴紫云英，小冠花等小粒种子类和红豆草，毛苕子，豌豆，箭舌豌豆等大粒种子类的豆科牧草合格种子的生产技术要点，供牧草种子生产者使用。     

不同牧草品种用作绿肥对盐碱地土壤养分的影响

通过对国内外9个不同牧草品种在盐碱地进行单播及2个混播处理,测定孕穗期（孕蕾期）和压青后不同牧草品种对土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮（碱解氮）、速效钾以及pH值的影响,进而评价遴选适合在盐碱地栽培种植的牧草品种作为备选绿肥。试验结果表明：不同牧草品种均可有效提高土壤有机质含量,效果由高到低依次为甜燕2号+草原224饲用豌豆、新疆毛苕子、当地白豌豆和Savane毛苕子,分别比对照组提高了4.76倍、4.00倍、3.44倍和3.14倍;不同绿肥对土壤N、P、K的提高程度不同,以Nacre箭筈豌豆、草原224饲用豌豆、当地黑豌豆和当地白豌豆表现较好,都显著高于对照（P<0.05）;速效氮和速效钾含量在绿肥处理后都有不同程度的提高,其中新疆毛苕子、当地白豌豆和Savane毛苕子等都表现较好。不同牧草在压青后对土壤pH值有不同的影响,但Savane毛苕子、新疆毛苕子和当地白豌豆压青后均有显著降低（P<0.05）。综合各项指标来看,新疆毛苕子、当地白豌豆和Savane毛苕子比较适合作为在盐碱地种植的绿肥作物。     

一年生豆科牧草引种试验

在甘肃河西走廊引种１３种一生年生豆科牧草，经生长发育状况，形态特征，盖度，产草量，种子产量及抗病虫害性等项目的观测，综合性状表现较好的有沙福特尔反向三叶草，海弗白三叶，红三叶，巴拉格奥截形苜蓿，哈滨格滨海苜蓿，斯通园地三叶和里沃李金花菜。但它们的产草量的适应性均比不上苜蓿，红豆草，且不如箭舌豌豆和毛苕子，不宜在河西推广。     

油松、侧柏和落叶松林腐殖层土壤对药用植物的化感效应

为了选择黄土高原林下适宜种植的药材植物,采集当地3种针叶林腐殖质层土壤作为培养基质对11种药材植物进行盆栽试验,研究林地土壤对药材植物生长及生理的化感作用,结果表明：白芷（Angelica dahurica）、远志（Polygala tenuifolia）、南星（Arisaema heterophyllum）、柴胡（Bupleurum chinense）、板蓝根（Isatis tinctoria）和射干（Belamcanda chinensis）在油松（Pinus tabulaeformis）林地腐殖质土壤中受到显著化感抑制,应避免种植于油松林下;射干、南星、桔梗（Platycodon grandiflorus）、板蓝根、甘草（Glycyrrhiza uralensis）和柴胡在侧柏（Platycladus orientalis）林土壤中受到显著抑制,应避免种植于侧柏林下;南星、射干、板蓝根和远志在落叶松（Larix principis-rupprechtii）林土壤中受到显著抑制,应避免种植于落叶松林下。     

黄土高原森林草原区土壤有机碳库研究

森林土壤有机碳是陆地生态系统最大的有机碳库,对全球碳平衡有着重要的意义。研究对黄土高原森林草原子午岭地区天然柴松林、辽东栎林以及人工油松林土壤有机碳库及其影响因子之间的关系进行了研究。结果表明:柴松林、油松林和辽东栎林3种林地碳密度分别为10.76、9.382和11.43 kg/m2;且有机碳密度随着土壤深度的增加呈现递减趋势,不同土壤深度差异显著(P0.05);不同立地条件下,3种林地碳密度差异明显,柴松林和辽东栎林在整个剖面有机碳密度阴坡阳坡,而油松林在0~50 cm土层是阳坡阴坡,50~90 cm土层是阴坡阳坡;不同林地土壤有机碳密度与土壤含水量、pH值、全氮、全磷等理化指标在不同土层中相关性差异较大,而在整个土壤剖面,除pH值以外,3种林地土壤有机碳密度与理化指标呈极显著(P0.01)的正相关关系。     

植物沙障不同种植模式对川西北沙地的恢复效应

生物沙障被广泛地应用于沙化治理中,但是生物沙障不同种植模式下对沙化治理的相关研究较少,尤其是复合草本在高寒地区不同种植模式下的研究较为缺乏。为了明确混合草本沙障不同种植模式对高寒沙地治理效应,选择川西北沙地作为典型高寒半湿润沙地,利用燕麦、垂穗披碱草、中华羊茅作为混合草本沙障,自2014年利用行播、带播、撒播种植模式恢复高寒半湿润沙地4年,于2014年测定一年生燕麦生长状况,调查4年后地表植物群落盖度和多样性特征,并且测定土壤水分、容重、含水量、pH值、有机碳、全氮、全磷等指标,分析复合草本不同种植模式对高寒沙地恢复效应。研究结果表明:复合草本带播和撒播模式对高寒沙地恢复效果明显。一年生燕麦后期从生态系统中消失,多年生草本适应性良好。带播和撒播种植模式显著增加了地上植物盖度、物种多样性、生态优势度。带播和撒播模式也显著减小了土壤容重,增加了土壤含水量、有机碳、全氮、全磷等含量。在高寒沙化复合草本种植恢复过程中,建议将土壤容重、有机质、全氮作为衡量土壤性质变化的指标。综合地表植被和土壤理化性质变化,建议以混合草本带播和撒播种植模式作为高寒沙化治理的主要种植模式。     

黄土丘陵区不同植物凋落叶片的分解及养分释放特性

叶片凋落物的分解对生态系统的养分循环具有重要意义。刺槐、油松和柠条是豫西黄土丘陵区退耕还林时普遍采用的树种,高羊茅是该区分布广泛的建种草本植物。采用分解网袋法,对该区 4 种植物叶片凋落物一年内的分解特征及营养元素的释放规律进行研究。结果表明:1)柠条叶的分解率分别比刺槐叶、油松和高羊茅高8.86%、19.87%和13.18%,分解规律符合Olson 指数模型,分解速率为柠条叶>刺槐叶>高羊茅叶>油松叶。2)分解过程中 4 种凋落叶片的C/N、P含量持续降低,木质素含量缓慢增加,纤维素含量呈先增加后降低的变化趋势;不同凋落叶片分解过程中全C和全N含量的变化趋势存在差异。4 种凋落叶片的C、P元素属于直接释放模式,N元素属于富集—释放模式。3)凋落叶片的分解速率与总C含量、木质素含量和C/N均呈显著负相关关系(P<0.01),因此该地区凋落叶片的总C、木质素含量和C/N可以作为预测该地区凋落物分解的指标,凋落物叶片功能特征(比叶面积、厚度、硬度等)可能是影响其分解速率的重要因素之一。     

紫花苜蓿播种密度对草产量及其他生物学性状的影响

针对甘肃河西地区紫花苜蓿（Medicago sativa）种植中播种密度过大导致出苗率低、保苗困难等问题,本研究探索紫花苜蓿在河西地区的适宜播种密度。结果表明,在河西地区紫花苜蓿的适宜播种密度为600万粒/hm2,在此密度下草产量和单位面积蛋白质产量最高,分别为24 776.66 kg/hm2和4 924.5 kg/hm2;随着播种密度的增加,紫花苜蓿呈现出返青提前而开花推迟,同期株高增加,耐旱能力下降,干物质含量降低的趋势。     

黄土丘陵沟壑区欧李栽植对土壤质量改良作用的评价

黄土丘陵沟壑区生态恢复过程中植被的选择至关重要。近年来,欧李已在黄土丘陵沟壑区的植被恢复中被利用,但其生态作用有待系统评价。本试验选取山西省柳林县留誉镇黄土丘陵沟壑区内通过水平阶整地栽植的5 年生欧李灌丛地作为试验样地,并与相同栽培条件下的5年生油松林地进行对比,通过欧李根际与非根际、欧李灌丛下与欧李灌丛行间相同土层及欧李灌丛下与油松林下相同土层、层间土样差异分析,探究黄土丘陵沟壑区欧李种植后土壤养分与酶活性特征,并通过主成分分析对土壤质量做出综合评价,以便为欧李作为生态恢复树种提供理论依据。研究表明,1)与欧李行间土壤相比,欧李灌丛下土壤pH与土壤养分(除速效磷)、土壤酶活性(除20~40 cm土层过氧化氢酶)均得到不同程度改善;2)欧李灌丛下与油松林下土壤各具优势,欧李灌丛下土壤在碱解氮、全磷含量及酶活性方面优于油松林下,而在土壤含水量、电导率及其他养分含量方面次于油松林下;3)主成分分析得出,引起土样间差异的关键因子依次为:蔗糖酶、有机质、pH、全磷、碱解氮、碱性磷酸酶、速效磷;第一主成分得分从高到低依次为:欧李灌丛下0~20 cm土层>油松林下0~20 cm土层>欧李灌丛下20~40 cm土层>欧李行间0~20 cm土层>油松林下20~40 cm土层>欧李行间20~40 cm土层。综上所述,欧李种植使丘陵沟壑区土壤综合质量得到显著的提升。     

百喜草的特性与应用前景

研究与应用实践证明,百喜草(Paspalum notatum Flugge)这种原产于南美地区的多年生禾草,具有较广泛的生态适应性和较强的抗逆性,在保持水土、改良土壤、生态修复以及用作草坪草和牧草等方面都有良好的效益。百喜草作为一个外来植物,引种到我国南方地区栽培,不仅表现出较显著的生态效益、经济效益和社会效益,而且其引种和栽培完全可以人为控制,不会产生外来物种入侵风险,因而值得大力推广应用。