植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型(水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林)土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明:所研究的5种林地土壤1 m土层范围内饱和贮水量在5 347.01~5 762.91 t/hm2之间,水曲柳和落叶松林地最大,其它3种林地间则差异较小;滞留贮水量在543.43~916.13 t/hm2之间,从大到小的顺序依次为落叶松林>水落混交林>美青杨林>水曲柳林>樟子松林;初渗速率的变化范围为14~33 mm/min,水落混交林最高,依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林;稳渗速率在1~8 mm/min之间;30 min累计入渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地,水曲柳和落叶松林地次之,樟子松林地最小。采用的4种入渗模型都能较好地反映各种林分土壤的入渗过程,平均相关系数r在0.927 2~0.953 6之间,而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值,更适用于描述本研究区森林植被下的土壤入渗特征。     

秸秆还田配合施肥措施对玉米产量及耕层土壤质量的影响

通过分析不同施肥措施玉米耕层土壤碳、氮含量及相关关键酶活性和产量特征,探讨秸秆全量还田条件下不同施肥措施玉米产量差异的形成原因,为进一步提升黑龙江省第一积温带玉米耕层土壤生产能力提供理论和技术支持。试验以黑龙江省第一积温带主栽品种京农科728为试验材料,采用大区对比试验设计,设置掺混肥+尿素(NHF)、碳基肥+尿素(TJF)和控释肥(KSF)3个施肥措施,研究了秸秆还田配合施肥措施对玉米耕层土壤碳、氮含量及相关关键酶活性和产量的影响,分析了秸秆还田配合施肥措施玉米耕层土壤有机碳、微生物量碳、铵态氮、硝态氮、碱解氮、微生物量氮含量和土壤脲酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶活性的变化规律。结果表明,与NHF相比,灌浆期TJF土壤有机碳、土壤微生物量碳含量分别提高了7.67%、7.29%,土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤碱解氮、土壤微生物量氮含量分别提高了1.97%、7.77%、7.29%、6.28%,土壤脲酶、土壤过氧化氢酶、土壤纤维素酶、土壤蔗糖酶活性分别提高了23.29%、5.92%、7.97%、15.70%;KSF土壤有机碳、土壤微生物量碳含量分别提高了10.80%、10.86%,土壤铵态氮、土壤硝态氮、土壤碱解氮、土壤微生物量氮含量分别提高了21.39%、12.30%、31.97%、21.08%,土壤脲酶、土壤过氧化氢酶、土壤纤维素酶、土壤蔗糖酶活性分别提高了25.81%、24.35%、12.76%、18.93%。与NHF相比,TJF、KSF产量分别提高了1.99%和13.24%。本研究推荐,秸秆全量还田条件下黑龙江省第一积温带玉米生产适宜施肥模式为70 cm宽行+40 cm窄行大垄双行种植,配施控释肥600 kg/hm²。     

施肥及秸秆还田对砂姜黑土细菌群落的影响

利用Illumina平台Miseq高通量测序技术对小麦分蘖期砂姜黑土耕层土壤细菌进行高通量测序,结合相关生物信息学分析,探讨了不施化肥秸秆不还田(CK)、施化肥秸秆不还田(F)以及不施化肥秸秆还田(W)3种处理土壤细菌群落组成、多样性和结构的变化。结果显示,测序共获得14 873个OTUs,计173 323条读数,平均读长439 bp。砂姜黑土细菌优势门(相对丰度10%)为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes);优势纲(相对丰度10%)为α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、酸杆菌纲(Acidobacteria)、鞘脂杆菌纲(Sphingobacteriia)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria);优势属(相对丰度1%)共47个,3个处理中均有分布的优势属21个,F处理的细菌优势属的种类最多,为39个。相对丰度最大的门、纲和属分别是变形菌门(38.7%~43.1%)、α-变形菌纲(14.5%~18.1%)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)(4.6%~7.7%)。F处理细菌丰富度指数(Chao1指数和ACE指数)显著低于CK及W处理,W处理和CK处理土壤细菌丰富度指数无显著差异,与CK处理相比,F处理ACE指数降低22.8%。W处理土壤细菌Shannon多样性指数显著大于CK及F处理,W处理Shannon指数较CK处理提高4.1%,而F处理土壤细菌Shannon指数与CK处理无显著差异。F处理Simpson指数显著高于CK及W处理;F处理Simpson指数较CK处理提高38.1%,而W处理细菌Simpson指数最小,显著低于CK处理,较CK降低23.8%。分层聚类图显示在属的水平上,W处理和CK处理土壤细菌群落结构相似性较高,F处理与CK处理及W处理细菌群落结构差异较大。施化肥对土壤细菌优势类群组成、相对丰度及群落结构的影响大于秸秆还田,施化肥显著降低了土壤细菌丰富度,秸秆还田显著提高了土壤细菌的多样性。     

耕作措施对农田黑土入渗速率的影响

应用田间长期定位试验，研究了5种耕作措施对东北农田黑土入渗速率的影响。结果表明，传统耕作为代表的平翻和旋松耕作的垄台容重最小，表层土壤稳定入渗速率高于其它3种耕作措施，分别为9．20mm／min和7．31mm／min。免耕垄台和垄沟的容重虽较高，但均具有较高的稳定入渗速率。在夏季进行垄沟深松少耕，可显著提高垄沟的稳定入渗速率。免耕和少耕是高效的水土保持耕作措施。     

长期秸秆还田对典型砂姜黑土胀缩特性的影响机制

易于胀缩是砂姜黑土最典型的属性障碍因子之一。该文依托长期定位试验(2007―2017年)研究了秸秆还田对砂姜黑土收缩的影响机制。田间试验设置5个处理:不施肥(CK)、常规氮磷钾(F),及氮磷钾配施下的玉米秸秆还田(MSF)、小麦秸秆还田(WSF)和小麦-玉米双季秸秆还田(WMSF)。结果显示土壤容重(soil bulk density,SBD)呈现WMSFWSF≈MSF≈FCK,与土壤田间持水量(fieldmoisturecapacity,FC)的变化规律相反。WMSF处理土壤田间持水量为38%,高于CK处理7.38%。土壤比容积差值与土壤线性伸展系数(coefficient of linear extensibility,COLE)和有机质(soil organic matter,SOM)含量均呈显著正相关(P0.05)。土壤收缩主要集中于正常段和滞留段,而质量含水量下降则表现在结构段和滞留段较为明显。尽管秸秆还田,尤其MSF处理结构段土壤含水量较大,但土体未发生明显收缩行为。综上所述,SOM累积因自身胀缩造成土体更强烈收缩,但通过水养增容实现了土体易于胀缩属性障碍因子的消减。小麦秸秆还田可显著提升土壤SOM含量,而玉米秸秆还田因难以腐化对土壤大孔隙度影响较大,小麦-玉米双季秸秆还田更符合该类型土壤农业生产中有机质提升、结构改善,水养增容的实际需求。     

耕作措施对土壤入渗的影响

本文通过应用蓄水式和张力测渗仪，对土壤渗透率进行测定，以此来评估不同耕作措施下的近地表土壤孔隙特性。在农户经营的土地上和试验小区上分别选择了３种耕作方式进行比较。不同耕作措施之间的差异性不显著，是因为其内在的变化性，以及未形成地表结皮和明显的犁底层所致。     

不同农田管理措施对土壤有机磷影响的研究进展

综述了土壤有机磷种类、来源、含量、分布及影响因素.重点介绍了不同耕作方式、秸秆还田、施用无机磷肥及有机肥对土壤有机磷变化的影响.开垦、轮作有利于土壤有机磷下降;秸秆还田、施用有机肥提高土壤有机磷含量,但由于有机物性质不同,有机磷组分转化不同.施用无机磷肥后,有部分无机态磷转化为有机态.外源有机酸、磷酸酶有利于有效性低的有机磷组分向有效性高的组分转化.     

不同土地利用类型土壤入渗性能及其影响因素研究

土壤入渗性能是土壤侵蚀研究的热点内容,其值受土壤理化性质的影响较大。为了准确测得紫色土区不同土地利用类型土壤入渗性能,采用一种新方法——点源入渗法对其进行测定,并对不同土地利用类型土壤入渗性能与其理化性质进行了相关性分析。结果表明:(1)不同土地利用类型土壤理化性质差异性较大,土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、0.25mm团聚体含量和有机质含量基本上是表层土大于下层土;(2)不同土地利用类型土壤入渗性能差异较大,初渗速率和平均入渗率大小基本表现为林地坡耕地草地,稳渗速率则为坡耕地林地草地,达到稳渗时间为坡耕地林地草地;(3)初渗速率与湿筛MWD值和结构破坏率呈显著正相关,与毛管孔隙度呈显著负相关;(4)稳渗速率与非毛管孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;(5)平均入渗率与非毛管孔隙度和结构破坏率呈正相关,其相关系数较大,与土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,其相关系数绝对值较大。本研究可为紫色土区土壤入渗的研究提供理论依据。     

晋西黄土区长期植被恢复对土壤表层入渗与水分储量差异的影响

[目的]探究晋西黄土高原残塬沟壑区长期不同植被恢复类型对土壤表层入渗与水分储量差异的影响,为未来筛选和增强黄土高原地区天然植被恢复以及人工植被恢复的生态效益评估提供科学参考。[方法]以黄土残塬沟壑区典型的4种植被恢复类型(油松纯林、刺槐纯林、侧柏纯林、天然林)为研究对象,测定4种植被恢复类型下表层30 cm内土壤入渗过程,同时测定土壤容重、机械组成等土壤理化性质,并且监测土壤水分动态变化,核算土壤水分储量并进行差异性、相关性和主成分分析,最后通过3种土壤入渗模型对实测过程进行拟合比较得出其在黄土残塬沟壑地植被恢复区域内的适宜性,对比不同植被恢复类型之间土壤入渗过程及储水量的差异,补充并完善黄土高原地区不同植被恢复类型下的表层土壤水分入渗规律。[结果](1)天然林相较于人工纯林对0—30 cm表层土壤物理性质改善效果更为明显,天然林表层土壤的水分含量较多且保水性较好,人工林相较于天然林对研究区土壤入渗能力改善效果更佳;(2)在不同植被类型下土壤的稳定入渗速率从大到小表现为：天然林>刺槐纯林>油松纯林>侧柏纯林(0—10 cm),油松纯林>刺槐纯林>侧柏纯林&...     

不合理施肥对土壤性质的影响及其防治措施探讨

分析了不合理施肥对土壤物理性质、化学性质、生物性质及重金属元素积累的影响,提出了使用科学施肥技术;开发新型肥料;改革耕作制度;发展生态农业;强化环保意识,加强监测管理等防治措施。     

长期定位施肥对砂姜黑土肥力及生产力的影响研究

长期定位试验研究化肥与有机肥配施对砂姜黑土土壤肥力和作物产量的影响结果表明 ,长期施肥可提高土壤碱解氮、速效磷及有机质含量 ,不同肥料组合间差异较大 ,以有机肥与化肥配施处理效果最佳 (但同时必须重视K素的投入 ) ,土壤速效钾仅全部施用有机肥处理有所增加 ,单施N、P化肥处理下降最多 ,至 15年后下降2 5 .8%。长期未施肥处理 (对照 )碱解氮变化最大 ,较试验前下降 2 6 .5 % ,其他养分指标变化较小。有机肥与化肥配施处理产量前期不及单施化肥处理 ,中后期则反之。砂姜黑土基本生产力随种植时间延长而渐降 ,土壤对秋粮大豆或玉米的供肥能力高于小麦。     

长期定位施肥对土壤效应的研究进展

近年来,长期定位施肥研究因其经历气候、年份的时间长,气候类型多,土壤功能变化幅度大以及获得的研究结论相对准确等特点,越来越受到研究人员的重视,国内外在长期定位施肥对土壤效应的影响研究取得了丰硕的成果。本文对国内外的长期定位施肥对土壤物理、养分、微生物以及酶类等方面的影响进行了比较客观详尽的阐述,并在此基础上提出了未来本领域的研究重点,以期对开展相关的研究提供借鉴。     

Dynamic study of infiltration rate for soils with varying degrees of degradation by water erosion

Ultisols, widely distributed in tropical and subtropical areas of south China, are suffering from serious water erosion, however, slope hydrological process for Ultisols under different erosional degradation levels in field condition has been scarcely investigated. Field rainfall simulation at two rainfall intensities (120 and 60 mm/h) were performed on pre-wetted Ultisols with four erosion degrees (non, moderate, severe and very-severe), and the hydrological processes of these soils were determined. The variation of soil infiltration was contributed by the interaction of erosion degree and rainfall intensity (p < 0.05). In most cases, time to incipient runoff, the decay coefficient, steady state infiltration rate, and their variability were larger at the high rainfall intensity, accelerating by the increasing erosion severity. Despite rainfall intensity, the infiltration process of Ultisols was also significantly influenced by mean weight diameter of aggregates at the field moisture content, soil organic carbon and particle size distribution (R² > 30%, p < 0.05). The temporal erodibility of surface soil and soil detachment rate were significantly and negatively correlated with infiltration rate (r < -0.32, p < 0.05), but less significant correlation was observed between sediment concentration and infiltration rate for most soils, especially at the high rainfall intensity. The variation of surface texture and soil compactness generated by erosion degradation was the intrinsic predominant factors for the change of infiltration process of Ultisols. The obtained results will facilitate the understanding of hydrological process for degraded lands, and provide useful knowledge in managing crop irrigation and soil erosion.     

不同施肥制度对作物产量及土壤磷素肥力的影响

在潮棕壤上连续进行18年的定位试验, 研究了不同施肥制度对作物产量和土壤磷素肥力的影响.结果表明: 与对照处理相比, 施用磷肥有明显的增产和稳产作用.不施磷肥处理, 土壤磷素收支赤字, 土壤全磷和速效磷含量均明显下降, 且土壤磷收支的盈亏值与土壤速效磷的增减量呈显著直线相关; 施磷肥处理, 土壤磷素收支盈余, 18年间耕层土壤全磷含量均明显提高, 提高幅度为0.02～0.04 g·kg-1, 土壤速效磷含量亦明显增加, 特别是在试验的后几年, 土壤速效磷含量似有加速上升的趋势.施氮肥对玉米有明显增产作用, 施磷钾肥对玉米增产作用不明显; 大豆则相反, 施氮肥增产作用不明显, 施磷钾肥有显著增产作用.     

德惠市农田黑土肥力评价及施肥措施研究

对吉林省德惠市黑土农田土壤5项指标综合评价的结果表明,土壤速效钾含量、阳离子交换量处于良好级,速效磷含量、土壤有机质含量处于中等级,全N含量处于差级,pH在不同地块差异明显。土壤保肥、耐肥性能好,但土壤肥力严重退化。因此,在施肥上应遵循增施有机肥,增N、控P、保K,配合施用中微量元素的原则,保持黑土的持续生产能力。     

秸秆还田方式对砂姜黑土有机碳组分和孔隙结构的影响

砂姜黑土容重高、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量低是限制作物产量的关键因子,秸秆还田能有效改善土壤结构,提高土壤有机碳含量。为探明砂姜黑土区适宜的秸秆还田方式,进一步培肥改良耕地地力,该研究利用砂姜黑土连续6 a耕作与秸秆还田定位试验,探究不同秸秆还田方式(免耕还田、旋耕还田、深翻还田)对砂姜黑土不同土层(0～10、>10～20、>20～40 cm)有机碳及其组分颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、矿物结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)和孔隙结构的影响。研究结果表明:在0～10 cm土层内,3种还田方式下SOC及其组分、土壤总孔隙度和大孔隙度(>50 μm)均无显著性差异(P>0.05)。与旋耕还田相比,免耕还田使>10～20和>20～40 cm土层SOC含量分别降低了14.1%、23.7%(P<0.05),对>10～40 cm土层内孔隙结构特征参数无显著影响(P>0.05);与旋耕还田相比,深翻还田使&...     

砾石对土壤水分入渗(扩散）的影响研究

砾石(>2 mm的碎石)广泛存在于世界的部分土壤中。近几年来,随着山地土壤的开发与利用,砾石对土壤物理和侵蚀过程的影响研究受到广泛重视。不同砾石具有不同持水性,砾石含量、大小和形状以及存在位置对土壤入渗有不同影响。     

不同施肥方式下滩涂围垦农田土壤有机碳及团聚体有机碳的分布

通过在苏北滩涂地区开展田间试验,研究了不同施肥处理(不施肥、施农家肥、商品有机肥、无机肥)对滩涂地区围垦农田土壤有机碳及团聚体有机碳的影响。结果表明,与对照相比,不同施肥处理均能明显增加0~30 cm土层土壤有机碳含量和有机碳密度,施农家肥增加幅度最高,增加值分别为0.66 g kg-1和0.07 kg m-2。试验地区水稳性团聚体以5 mm和0.25~0.5 mm为主,含量分别为37%~57%和13%~20%;随着土层深度增加,5 mm团聚体含量降低,0.25~0.5 mm团聚体则增加;农家肥能显著增加5 mm团聚体含量,同时降低0.25~5 mm团聚体含量。团聚体中有机碳含量表现为,除0.25~0.5 mm团聚体外,5 mm至0.5~1 mm团聚体之间,粒径越小,有机碳含量越高,其中0.5~1 mm团聚体有机碳含量最高,为6.83 g kg-1;与其他处理相比,农家肥的施用能明显增加各粒级团聚体中有机碳含量。试验地区土壤有机碳含量与5 mm团聚体及其有机碳含量极显著正相关(p0.01),而与0.25~5 mm团聚体负相关(p0.01或p0.05)。     

长期施肥下黑土有机肥替代率变化特征

探索长期施肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力提升的关系,可为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。对吉林省公主岭黑土32年的长期肥力试验定位观测数据进行系统分析,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程探讨高产条件下施用不同量有机肥的黑土有机肥替代率的变化特征。研究表明,作物产量随着有机肥施用年限增加逐渐提高,32年的持续施肥,施用有机肥的作物产量趋同甚至高于NPK化肥处理的作物产量。基于作物氮素吸收量,高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关(P0.01),高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率高于常量有机肥处理(M1);且有机肥施用29年后,高量有机肥处理(M2)的有机肥替代率达到100%,并保持稳定不变。基于土壤氮素供需方程估测的常量和高量有机肥处理(M1和M2)的有机肥替代率与基于作物氮素吸收量得到的有机肥替代率相关系数(R2)达到0.78和0.84(P0.01),相对均方根误差(RMSE)均小于15%(分别为10.4%和14.6%),表明土壤氮素供需方程可以较好地估测土壤有机肥替代率。基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程能够准确反映长期有机培肥下黑土有机肥替代率的变化规律。本研究结果表明,基于作物氮素吸收量和土壤氮素供需方程两种方法验证,高产条件下有机肥替代率是土壤肥力的函数;随着有机肥施肥年限的增加,土壤肥力提升,有机肥替代率逐渐增加。