黄土丘陵区植被类型对土壤微生物量碳氮磷的影响

选择黄土丘陵区延河流域4种典型植被类型下的土壤为研究对象,测定了土壤微生物量碳、氮、磷和相关基本理化性质。结果表明,在此流域的典型天然草地、人工灌木林、人工乔木林和农地中土壤微生物量碳(MBC)的含量范围分别为315.15-400.89、246.56-321.25、267.76-347.05和118.96-245.14 mg/kg,土壤微生物量氮(MBN)的含量范围分别为35.87-47.63、27.63-42.89、24.66-36.20和15.64-22.56 mg/kg,土壤微生物量磷(MBP)的含量范围分别为14.14-22.96、12.89-19.75、11.54-14.40和7.23-11.59 mg/kg;土壤微生物量总体呈现出天然草地最高、人工乔、灌木林次之,且均显著高于农地的趋势,表明退耕还林还草对土壤微生物生物量有明显的促进作用。不同植被类型下,土壤微生物量碳氮比和碳磷比的变化范围分别为7.49-10.87和16.27-24.11,土壤微生物量碳、氮、磷占土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)百分比的范围分别为2.70%-4.85%、2.56%-4.45%、2.08%-5.34%。其中天然草地、人工灌木林和农地土壤的微生物量碳氮比、碳磷比均显著小于人工乔木林(P < 0.05); MBC/SOC在不同植被类型下的差异不显著,MBN/TN和MBP/TP均呈现出天然草地>人工灌木林>人工乔木林和农地的趋势,且差异显著(P < 0.05)。微生物量碳、氮、磷与土壤有机碳、全氮和土壤含水率呈现极显著或显著相关性,与土壤pH值呈现出不同程度的负相关性,表明植被类型对这些与土壤微生物量紧密相关的理化性质也有显著影响。     

黄土高原高寒区不同人工林土壤养分及生态化学计量特征

[目的]通过分析黄土高寒区不同人工林和不同土层的土壤养分和生态化学计量变化,旨在阐明不同人工林土壤养分和化学计量特征,揭示土壤养分和化学计量随土层深度的变化规律.[方法]以青海黄土高寒区退耕的人工林地(包括青海云杉、华北落叶松、青杨、白桦)为研究对象,以自然退耕的草地和农田为对照,测定了6种植被类型在0～20 cm、2...     

黄土区露天煤矿不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响

为了解不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响,选择山西省朔州市安太堡露天矿排土场为研究区,采取典型小区调查的方法,分析了复垦21、22 a的4种混交林复垦模式(刺槐+油松、刺槐+榆树+臭椿、刺槐+柠条+沙棘、沙棘+榆树)、2种纯林复垦模式(刺槐纯林、沙棘纯林)以及复垦耕地的土壤水稳性大团聚体的含量、土壤团聚体的稳定率(WSAR)、几何平均直径(GMD)、平均重量直径(MWD)、破坏率(PAD),并通过和原地貌及未复垦地相应指标进行对比,来研究不同复垦模式对土壤水稳性团聚体稳定性的影响。研究结果表明:经多年复垦后,土壤水稳性团聚体的稳定性有了显著提高,在团聚体DR0.25(0.25 mm团聚体质量)、WSAR、MWD和GMD值上呈现出4种混交林复垦模式2种纯林复垦模式未复垦林地,以及林地内排耕地的总体趋势;土壤水稳性团聚体PAD值呈现出相反的排序。上述复垦模式中,刺槐+油松复垦模式下土壤水稳性团聚体的稳定性最好。土壤水稳性团聚体稳定性的评价指标中,DR0.25、WSAR、MWD与GMD之间相互呈极显著正相关,且均与PAD呈极显著负相关。该研究结果可为黄土区露天煤矿土地复垦及土壤重构提供一定依据。     

黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素

为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异,分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象,分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1）油松叶片、凋落物C含量以草原带最高,但其土壤C含量最低,叶片与土壤N含量均表现为森林带>森林草原带>草原带,叶片P含量以森林带最高,但其土壤P含量最低。2）叶片C∶N和C∶P以森林带最低,油松人工林生产力水平随降水梯度的升高而增加;森林草原带叶片N∶P为15.57,植被生长受到N、P元素共同限制,而森林带和草原带叶片N∶P均<14,油松生长受到N限制;土壤C∶P表现为森林带>森林草原带>草原带,森林带P素释放潜力差。3）油松人工林叶片C含量随年均降水量增加而降低,N、P含量情况则相反;年平均降水、气温与土壤C、N含量间存在极显著正相关关系 （P<0.01）,而与土壤P含量间表现为显著负相关（P<0.05）,气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。     

黄土沉积中钾长石/斜长石比值在不同粒级中的分布

为获得不受粒度分选效应影响的黄土矿物学风化指标,对甘肃西峰和山西吉县黄土-古土壤典型样品分离成9个粒级后进行了X射线衍射测试,分析了不同粒级中钾长石/斜长石比值(K/P比值)的变化规律。研究结果表明,黄土-古土壤中K/P比值受粒度分选效应的影响,细粒级(<1μm,1~2μm)的K/P比值显著高于粗粒级(>2μm);黄土在源区的沉积旋回过程中和沉积区的成壤过程中斜长石都经历了一定程度的化学风化作用,呈现出大陆风化早期阶段特征,并且这种风化作用主要发生在细粒级中,因此,黄土和古土壤(2 um K/P比值能够有效地排除粒度分选效应的影响,直接指示黄土沉积在源区和沉积区风化作用。     

黄土高原不同侵蚀类型区生物结皮中蓝藻的多样性

蓝藻是生物土壤结皮的重要组成部分,具有许多重要的生态功能。迄今为止,黄土高原地区生物结皮中藻类的种类组成及分布鲜有报道。通过野外调查、采样和室内观察、培养、鉴定,对黄土高原水蚀区、水蚀风蚀交错区、风蚀区的生物结皮中蓝藻的多样性及优势种进行了研究。结果表明,黄土高原3个侵蚀类型区生物结皮中蓝藻门植物共发现4科10属54种,其中丝状种类约占87%,占绝对优势;Shannon-Weiner 多样性指数水蚀风蚀交错区最高,水蚀区次之,风蚀区最低,依次为2.22,2.20和2.14。水蚀风蚀交错区和水蚀区蓝藻多样性指数差异不显著,但均与风蚀区差异显著。3个侵蚀类型区的生物结皮中蓝藻的种类组成及优势种均有所差异,但均以颤藻科(Oscillatoriaceae)为优势科。水蚀风蚀交错区蓝藻种类最多(39种),以阿氏鞘丝藻(Lyngbya allorgei)为第一优势种;水蚀区次之(26种),以含钙席藻(Phormidium calciola)为第一优势种;风蚀区最少(20种),以颗粒颤藻(Oscillatoria granulata)为第一优势种。黄土高原不同侵蚀类型区生物结皮中蓝藻的多样性差异可能与土壤质地、土壤pH值、气候环境等有关。     

亚热带不同林分土壤表层有机碳组成及其稳定性

在浙江临安玲珑山选取了常绿阔叶林、马尾松林、板栗林和雷竹林4种林分,采用传统的化学方法与固态13C核磁共振(NMR)技术研究其土壤有机碳在不同粒径土壤颗粒中的分布规律和结构特征,探讨林分类别和管理措施对土壤有机碳含量及其结构的影响,为亚热带地区森林固碳和土壤碳库管理提供科学依据.结果显示:(1)土壤表层(0-20 cm)有机碳含量按以下次序递减:雷竹林＞常绿阔叶林＞马尾松林＞板栗林,且板栗林以粉黏粒结合态碳为主,其他林分土壤则以粗砂结合态碳为主;(2)13C NMR结果表明,阔叶林和马尾松林土壤有机碳中烷基碳所占比例最大,而雷竹林和板栗林则是烷氧碳比例最大,表明人工经营措施改变了土壤有机碳的成分组成;(3)随着土壤颗粒变细,有机碳中烷基碳比例增加,烷氧碳比例减少,A/O-A值和疏水碳/亲水碳值逐渐增大,表明颗粒越细,其结合的有机碳结构稳定性越高.     

晋西黄土区油松和刺槐人工林土壤养分及其化学计量比对林分密度的响应

  目的  研究对比油松和刺槐林在不同密度下土壤养分及其化学计量比的变化规律及差异性,以加强黄土区人工林的林分管理和生态恢复建设。  方法  以油松和刺槐人工林为研究对象,分别将其划分为高（2 000 ~ 2 700株/hm2）、中（1 100 ~ 1 600株/hm2）、低（800 ~ 1 100株/hm2）3组林分密度类型,每组挑选4个不同林分密度的林地,分别分层采取土样,测定土壤理化性质。  结果  （1）双因素方差分析显示,林分类型对全磷含量（TP）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）均有显著影响,林分密度仅对TP有显著影响,林分类型与林分密度的交互作用对有机碳含量（SOC）、全氮含量（TN）、TP、C∶P、N∶P均有显著影响。（2）不同林分密度的油松林和刺槐林的SOC和TN表现为:高密度油松林（油H） > 中密度油松林（油M） > 低密度刺槐林（刺L） > 高密度刺槐林（刺H） > 低密度油松林（油L） > 中密度刺槐林（刺M）,全P表现为:刺M > 油H > 刺L > 刺H > 油M > 油L;随林分密度增加,油松林各土层SOC和TN逐渐增加,TP变化相对稳定且无显著性差异,刺槐林各土层SOC和TN先减少后略有增加,TP则是先增加后减少;同一密度在不同林分类型下,油松林土壤养分含量在高密度和中密度时均优于刺槐林,低密度时则相反。（3）不同林分密度的油松和刺槐林的C:N比值表现为:油H > 刺H > 刺L > 油M > 刺M > 油L,C∶P和N∶P比值均表现为:油H > 油M > 刺L > 刺H > 油L > 刺M;随林分密度的增加,油松林土壤C∶P和N∶P逐渐增大,磷的有效性逐渐减小,刺槐林土壤C∶P和N∶P先减小后增大,磷的有效性先升高后降低,油松林土壤磷的有效性在高和中密度下低于同等密度的刺槐林,低密度下则相反;土壤SOC和TN分别在很大程度上决定了C∶P和N∶P水平;不同林分密度下土壤C∶N比较稳定,土壤氮含量较缺乏,林分生长过程受氮素的限制。（4）油松和刺槐林在不同林分密度下的土壤各养分含量呈现出“表聚现象”且随土层深度增加土壤SOC、TN、TP、C∶P、N∶P逐渐减小,C∶N无明显规律;随林分密度增加,油松林土壤属性变异强度先降低后升高,刺槐林则是缓慢升高;相比于油松林,林分密度对刺槐林土壤养分及其化学计量比的垂直变异影响较小,垂直变异更趋于平稳。（5）林分密度的变化会不同程度地改变土壤物理性质对土壤养分及其化学计量比的影响力度,不同林分密度下土壤密度对土壤养分含量及化学计量比的影响最大,非毛管孔隙次之。  结论  综合来看,同一林分类型在不同密度下,油松林在中密度时土壤养分含量及其垂直变异、磷的有效性发挥、受氮素的限制等方面上均处于较优水平,而刺槐林则是在低密度时;同一密度在不同林分类型下,油松林在高密度和中密度的综合表现优于同等密度的刺槐林,低密度时则相反。      

我国土壤中可提取态钛含量与分布的初步研究

我国土壤中可提取态钛含量（0.02mol/L EDTA+0.5%NH#-4Cl为提取剂）为0-7.0ppm,平均为0.86ppm（以钛计算）。74%的标本低于1ppm,低于0.5ppm的占52%。我国土壤中可提取态钛含量总趋势为东北地区土壤含量高于南方土壤,华北地区及黄土高原、西北地区土壤含量最低。土壤中可提取态钛含量受到成土母质、土壤类型、土壤条件(pH、有机质含量)以及耕作熟化过程的影响。一般为玄武岩、页岩发育的土壤可提取态钛含量高于花岗岩、砂岩、浅海相沉积物发育的土壤;有机质含量高的土壤高于有机质含量低的土壤;耕作熟化的水稻土大于旱作土壤;森林土壤高于农田土壤。     

2020年总目录

以山西关帝山孝文山林场和庞泉沟自然保护区11、25、35 a的华北落叶松人工林为研究对象,对针叶、林下凋落叶及土壤C、N、P元素含量及化学计量特征进行研究。结果表明,关帝山林区华北落叶松人工林针叶-凋落叶-土壤C、N、P含量表现为针叶>凋落叶>土壤,针叶与凋落叶C、N、P含量与黄土高原油松（Pinus tabuliformis）人工林相比,都呈现低C、高N和高P的格局。土壤C、N含量在土层间分异显著,且随林龄增加而加大,在林龄间的分异显著,且随土层加深而减小,土壤C、N含量的表聚作用显著;土壤P含量的土层分异不显著,土层分异小于C和N,表聚作用相对较弱,且在35 a内林龄影响不显著。土壤N/P在土层间的分异随林龄先增后减,且25 a华北落叶松人工林土壤N/P在各土层间变化程度最大。关帝山林区华北落叶松人工林土壤N含量随林龄增大而增大,但由于本研究区土壤C/N高于我国土壤C/N均值11.9,有机态N分解速率低,土壤有效N的供应不足。关帝山林区华北落叶松人工林在幼龄林时需适当添加N肥,中龄林时需适当添加P肥,以此改善土壤肥力,提升林分质量。     

Changes in Soil Biota Resulting from Growth of the Invasive Weed,Ambrosia artemisiifolia L. (Compositae), Enhance Its Success and Reduce Growth of Co-Occurring Plants

Exotic plant invasion presents a serious threat to native ecosystem structure and function. Little is known about the role of soil microbial communities in facilitating or resisting the spread of invasive plants into native communities. The purpose of this research is to understand how the invasive annual plant Ambrosia artemisiifolia L. facilitates its competition capacity through changing the structure and function of soil microbial communities. The soil characteristics of different areas invaded by A. artemisiifolia were examined. Greenhouse experiments were designed to assess the effect of A. artemisiifolia invasion-induced changes of soil biota on co-occurring plant growth, and on the interactions between A. artemisiifolia and three co-occurring plant species. The results showed that the soil organic C content was the highest in heavily invaded sites, the lowest in native plant sites, and intermediate in newly invaded sites. Soil available N, P and K concentrations in heavily invaded site were 2.4, 1.9 and 1.7 times higher than those in native plant soil, respectively. Soil pH decreased as A. artemisiifolia invasion intensity increased, and was lower in invaded sites (heavily invaded and newly invaded) than in native plant sites. The soil microbial community structure was clearly separated in the three types of sites, and A. artemisiifolia invasion increased anaerobe, sulfate-reducing bacteria and actinomycete abundance. Soil biota of invaded sites inhibits growth of co-occurring plants (Galinsoga parviflora Cav., Medicago sativa L. and Setaria plicata (Lam.) T. Cooke.) compared to soil biota from un-invaded sites, but facilitates A. artemisiifolia growth and competition with co-occurring plants. A. artemisiifolia biomass was 50-130% greater when competing with three co-occurring plants, compared to single-species competition only (invasion by A. artemisiifolia alone), in heavily invaded soil. Results of the present study indicated that A. artemisiifolia invasion alters the soil microbial community in a way that favors itself while inhibiting native plant species, with measurable effects on performance of co-occurring plants.     

长期施肥对休闲季土壤呼吸温度敏感性的影响

【目的】在农作物-休闲轮作系统中,研究长期施肥条件下休闲季土壤呼吸温度敏感性(Q10)的变化机理,为科学调控黄土高原雨养区的农田温室气体排放提供依据。【方法】依托长武农田生态试验站的长期定位施肥试验,在小麦收获后的休闲季测定不同施肥处理下(CK、N、NP、M、NPM)的土壤呼吸速率、土壤温度、土壤水分、底物的数量(土壤有机碳和根茬碳)和质量(土壤碳氮比和根茬碳氮比,依次简写为土壤C﹕N和根茬C﹕N),研究长期施肥影响休闲季Q10变异的机理。【结果】在休闲季,不同施肥处理下的土壤呼吸速率差异显著(P0.05),长期施肥导致土壤呼吸速率增加了6%—127%。土壤温度、土壤水分、底物的数量和质量均是影响土壤呼吸速率的重要因素(P0.05)。土壤温度对土壤呼吸速率的影响,利用指数关系模型进行拟合(P0.05),且土壤温度可以解释40%—57%的土壤呼吸变异性。而土壤呼吸速率对土壤水分的响应则用抛物线关系模型进行拟合(P0.05),且土壤水分可以解释56%—74%的土壤呼吸变异性。同时,底物的数量和质量对土壤呼吸速率的影响,利用线性关系模型进行模拟(P0.05),且底物的数量和质量可以解释高达66%—94%的土壤呼吸变异性。长期单施氮肥处理(N)对土壤有机碳影响不显著(P0.05),而NP、M和NPM处理下的土壤有机碳则增加了12%—36%。同时,N处理下的根茬碳减少了34%,而NP、M和NPM处理下的根茬碳则增加了15%—63%。N和NP处理下的土壤C﹕N影响不显著(P0.05),而M和NPM处理下的土壤C﹕N则增加了12%—13%。不同施肥处理下的根茬C﹕N则降低了8%—38%。在休闲季,长期施肥导致Q10降低了12%—56%,而长期施肥处理下Q10的差异与底物的数量(土壤有机碳和根茬碳)和质量(土壤C﹕N和根茬C﹕N)或者二者的交互作用密切相关(P0.05)。Q10随着底物数量和土壤C﹕N的增加均呈现出线性降低的趋势(P0.05),且底物的数量和土壤C﹕N可以解释61%—95%的Q10变异性,而Q10随着根茬C﹕N的增加呈现出线性增加的趋势(P0.05),且根茬C﹕N可以解释72%的Q10变异性。同时对Q10的贡献呈现出根茬碳根茬C﹕N土壤有机碳土壤C﹕N的趋势(2.16 vs.1.22 vs.0.48 vs.0.03)。【结论】在农作物-休闲轮作系统中,长期施肥通过影响底物的数量和质量影响休闲季Q10的变化,对科学评价黄土高原雨养区的农田温室气体排放具有重要意义。     

Review on the fully mulched ridge–furrow system for sustainable maize production on the semi-arid Loess Plateau

The fully mulched ridge–furrow(FMRF) system has been widely used on the semi-arid Loess Plateau of China due to its high maize(Zea mays L.) productivity and rainfall use efficiency. However, high outputs under this system led to a depletion of soil moisture and soil nutrients, which reduces its sustainability in the long run. Therefore, it is necessary to optimize the system for the sustainable development of agriculture. The development, yield-increasing mechanisms,negative impacts, optimizatio...     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

利用方式对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响

 【目的】为了解林地转化为农地对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响。【方法】本文采用物理与化学相结合的方法比较研究了自然林地、桔园和蔬菜地等3种利用方式下砂质土壤不同粒径团聚体中有机碳(C)、氮(N)和磷(P)的分布和化学形态。【结果】林地开垦种植柑桔和蔬菜，表土有机碳平均分别减少了79%和67%，全氮平均分别下降了64%和31%，而土壤磷却成倍的增加。农业土壤（桔园和蔬菜地土壤）的C/N比（11～19）低于林地土壤（25～37）。土壤颗粒态有机质对土地利用变化极为敏感，在林地开垦为桔园和蔬菜地后，颗粒态有机质形式的碳（POM-C）的下降幅度明显高于非颗粒态有机碳，林地、桔园和蔬菜地土壤POM-C占土壤总有机碳的平均比例分别为69.1%、41.0%和12.5%。林地土壤有机碳和氮素主要分布在> 0.5 mm 和0.25～0.5 mm 的团聚体中；而桔园和蔬菜地土壤的有机碳和氮素主要分布在0.25～0.5 mm 和0.053～0.125 mm团聚体中。磷素主要分布在＞0.5 mm 和＜0.053 mm等2个粒级中。农业土壤磷素主要以HCl-P形态存在，而林业土壤的磷主要以NaOH-OP (有机磷) 和H2O-P形态存在。【结论】研究证实了由原始林地开垦转变为农业用地不利于砂质土壤有机碳和氮的积累;利用方式改变可极大地影响砂质土壤中有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中的分布。     

电超滤法(EUF)浸提测定15N标记植物残体有机氮和无机氮的转化

采用电超滤法浸提土壤,分析浸提液中的N-NH₄⁺、N-NO₃^-和有机氮.测试土壤采自德国汉森的斑状砂土,用¹⁵N标记的植物残体(油菜)施入土壤,20℃恒温培养80天,以不施(油菜)为对照,培养期间共取样12次.结果表明,EUF法对¹⁵N标记的有机N的浸提能力比土壤全N中的有机N的浸提能力高出7.7倍.EUF浸提的有机氮比率较常规浸提过程的更高.前40天,培养试验中38%的有机氮被矿比,其后没有发生大的矿化.标记的有机氮的矿化在第2天达到高峰之后一直减少,直到第40天,随后处于稳定状态.标记的EUF有机氮对标记的无机N只有很微小的积累.标记的有机氮主要在第2～9天减少,但大约80%的标记无机氮在9天后明显增加.原土氮的矿化过程是明显的零级动力学,基础浓度任何时候不限制矿化.说明易矿化氮化合物总是不断得到土壤相对稳定的有机氮的补充.如果稳定状态在N矿化过程中起主要作用的话,就不可希望EUF浸提的易矿化有机氮的减少.通过氮矿化库的变化量对预测氮矿化更重要,因此,寻找适当的矿化指标来制约土壤有机氮形式和变化量显得更为紧迫.     

黄土高原地区2001-2015年植被覆盖变化及气候影响因子

为研究国家"退耕还林还草"工程实施以来黄土高原植被覆盖动态变化,以2001-2015年的MODIS NDVI为数据源,结合2001-2015年的气象数据(温度/降水),分析黄土高原地区植被NDVI、气温和降水量的空间分布特征,以及植被NDVI对气温和降水量的响应关系。结果表明,近15a黄土高原地区植被NDVI总体呈现增长趋势。黄土高原地区植被NDVI的空间分布差异显著,大体趋势是植被覆盖从西北部向东南部逐渐递增。研究区植被的空间变化也具有明显的差异特征,研究区的西安市、渭南市及豫西山地的洛阳市等地的植被退化严重,但是随着国家"退耕还林还草"计划的实施,黄土高原地区中部的植被覆盖有了明显的改善。黄土高原地区的温度年际间变化不大,而降水量起伏变化较大。降水量对植被NDVI的影响大于温度对植被NDVI的影响。     

宁夏贺兰山、六盘山典型森林类型土壤主要肥力特征

采用野外调查结合室内分析的方法,对该区域典型森林类型下土壤的主要剖面肥力特征进行了研究,并对主要理化指标进行了因子分析.结果表明:受森林凋落物的累积、分解和成土母质、气候条件的影响,贺兰山、六盘山主要森林土壤的剖面肥力具有明显差异.其中,土壤孔隙度(54.50％-72.22％,剖面均值,下同)受有机质影响显著,随土层加深逐渐减小,容重(0.72-1.21 g/cm3)、比重(2.55-2.68 g/cm3)随土层加深显著增大,且六盘山各样地比重大于贺兰山.受有机质归还作用影响,有机碳(24.03-65.37 g/kg)、全N(1.48-3.49 g/kg)、NO3--N(1.88-10.50 mg/kg)、NH4+-N(5.02-11.01 mg/kg)、全P (0.37-1.19 g/kg)、有效P(4.82-13.38 mg/kg)、速效K含量(82.03-244.62 mg/kg)均随土层加深逐渐降低;全K含量(18.92-26.14 g/kg)随土层加深逐渐增大,且六盘山各样地全K含量大于贺兰山.土壤C/N (11.74-19.88)旱现B层＞C层＞A层,且贺兰山各样地C/N大于六盘山.土壤CEC(23.94-40.30 cmol/kg)受有机质的主导作用明显,随土层加深显著减小,pH值(7.09-8.09)、ESP(0.59％-2.47％)及BSP(51.24％-80.57％)均随土层加深逐渐增大,且贺兰山各样地pH值、ESP大于六盘山.粘粒(5.46％-10.20％)、TDS (0.33-1.12 g/kg)及CaCO3(1.44-14.23 g/kg)均未出现明显积聚,且贺兰山各样地TDS、CaCO3含量大于六盘山.因子分析显示,对于该区域各样地土壤的肥力特征,可以应用有机质因子、环境因子和NO3--N因子进行综合描述.其中青海云杉、山杨混交林下土壤的有机质因子得分最高,贺兰山各样地环境因子得分显著大于六盘山,NO3--N因子得分则以小叶金露梅灌丛和华北落叶松天然林最高.     

长期施氮引起的黄土高原旱地土壤不同形态碳变化

【目的】提高土壤碳固持,特别是增加有机碳累积、减少碳损失,对于提高旱地土壤肥力、缓解大气温室效应具有重要意义。黄土高原旱地土壤有机碳含量低,增施氮肥是这一地区重要的作物增产措施,但氮肥投入对土壤碳的影响如何,一直没有报道。【方法】利用黄土高原旱地持续23年的长期定位试验,在每年施磷39 kg P2O5•hm-2条件下,设置0、45、90、135、180 kg N•hm-2 5个氮水平种植冬小麦,在小麦收获期采集0-40 cm不同土层的土壤样品,研究长期施用不同用量的氮肥对旱地土壤总碳、有机碳、轻质有机碳及无机碳的影响,分析不同氮肥用量引起的土壤有机碳、轻质有机碳及无机碳累积量的变化,定量分析氮肥用量对旱地土壤不同形态碳的影响。【结果】随氮肥用量增加,旱地土壤不同土层总碳无显著变化,但0-30 cm土层有机碳含量却随之增加,与不施氮肥相比,增幅可达7%-28%;0-40 cm土层轻质有机碳含量也增加,增幅达31%-106%,但施氮量过高不利于有机碳累积。对不同形态土壤碳累积量与氮肥用量的回归分析表明,施氮量120 kg N•hm-2时,0-30 cm土层有机碳累积量达最高值36.6 Mg;施氮量161 kg N•hm-2时,0-40 cm土层轻质有机碳累积量达最高值2.69 Mg;每千克肥料氮每年可使土壤有机碳增加1.34 kg•hm-2,轻质有机碳增加0.31 kg•hm-2;0-20 cm表层土壤轻质有机碳占有机碳的百分比也随施氮量增加而升高。相反,5-20 cm土层土壤无机碳含量却随氮肥用量增加而显著降低,施氮量180 kg N•hm-2时,无机碳累积量比不施氮减少2.8 Mg,每千克肥料氮每年可使无机碳减少0.67 kg•hm-2。【结论】在黄土高原旱地长期施用不同用量的氮肥虽不显著影响土壤的总碳数量,却显著地改变了旱地土壤碳的组成,即通过增加土壤的轻质有机碳,增加了土壤的有机碳累积量,同时降低了土壤的无机碳累积。因此,合理调控氮肥用量,不仅是旱地作物增产的关键措施,对增加土壤有机碳固持、培肥土壤也有重要意义。同时,施用氮肥引起的土壤无机碳损失不容忽视,其潜在的农业、生态与环境效应需引起大众关注。     

两大优势产区‘红富士’苹果园土壤和叶片营养诊断研究

【目的】通过对中国环渤海和黄土高原两大优势产区‘红富士’苹果园土壤有效养分和叶片矿质元素含量的测定及营养状况诊断,为苹果园科学施肥提供理论依据。【方法】根据土壤有效养分分级标准及叶片DRIS诊断法,采用DPS V7.05软件进行LSD单因素方差分析和差异性显著分析,对两大产区树龄15—20年的高产（＞37 500 kg•hm-2）、低产（＜37 500 kg•hm-2）园土壤和叶片营养状况进行诊断。【结果】环渤海产区土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾有效养分均值分别为10.9 g•kg-1、73.21 mg•kg-1、70.22 mg•kg-1、169.2 mg•kg-1 ;黄土高原产区土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾有效养分均值分别为11.7g•kg-1、56.46 mg•kg-1、14.91 mg•kg-1、135.78 mg•kg-1 ;除有机质外,碱解氮、速效磷、速效钾有效养分含量为环渤海产区高于黄土高原产区;环渤海产区叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo各养分元素含量均值分别为2.73%、0.18%、1.15%、9.63 g•kg-1、2.86 g•kg-1、87.97 mg•kg-1、124.02 mg•kg-1、13.36 mg•kg-1、15.64 mg•kg-1、35.09 mg•kg-1、0.51 mg•kg-1;黄土高原产区叶片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo各养分元素含量均值分别为2.72%、0.18%、1.17%、10.23 g•kg-1、2.99 g•kg-1、88.69 mg•kg-1、116.39 mg•kg-1、10.85 mg•kg-1、15.94 mg•kg-1、39.55 mg•kg-1、0.51 mg•kg-1。通过DRIS法对两大优势产区叶片营养诊断结果表明,环渤海产区低产园叶片最缺乏的元素为Ca、K,其次是Fe、N、Zn,最不缺乏的是Cu、Mo;黄土高原产区低产园叶片最缺乏的元素是P、K,其次是N、Zn、Cu等,最不缺乏的是B、Ca。【结论】环渤海、黄土高原产区土壤有效养分状况均为有机质中等偏低、缺氮;环渤海产区富P少K;黄土高原产区贫P缺K。低产园叶片诊断表明,黄土高原产区树体营养平衡状况优于环渤海产区,两产区均具有很大的增产潜力。建议环渤海产区增加K、N、Ca、Fe和Zn施用,黄土高原产区增加P、K、N、Zn、Cu、Mn、Fe施用,同时重视有机肥施用。