农作物在复垦农田中改盐效果研究

以干旱区绿洲复垦初期的盐渍化农田作为研究对象,采用农田多种作物混合种植模式进行适盐改良研究。结果表明,油葵、小麦、打瓜作为盐渍化弃耕地复垦的先锋作物较好;而从一个灌水周期来看,油葵、打瓜表现出改良土壤盐渍状况以及对盐分的适应性较好;在种植模式方面,间套作对于适盐及改良土壤盐渍化状况要优于单作模式。     

干旱区不同灌溉方式及施肥措施对棉田土壤呼吸及各组分贡献的影响

【目的】探讨干旱区灌溉方式及施肥措施对棉花生长季农田土壤呼吸速率及碳平衡的影响,比较不同管理措施对棉田土壤碳汇强度的影响。【方法】设置滴灌和漫灌两种灌溉方式,在棉花生育期每种灌溉方式设有机肥（OM）、氮磷钾化肥（NPK）、氮磷钾化肥与有机肥配施（NPK+OM）3种施肥处理,以不施肥处理为对照（CK）,采用LI-8100土壤碳通量测定仪测定农田土壤呼吸速率,利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力（NEP）,分析不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤碳汇强度。【结果】不同灌溉方式及施肥措施下农田土壤呼吸速率的季节变化随气温变化均呈先升高后降低的趋势,在7月中旬达到峰值,10月中旬棉花收获后降至最低。不同灌溉方式下农田土壤碳排放量为滴灌＞漫灌;相同灌溉方式下不同施肥处理为NPK+OM＞OM＞CK＞NPK。滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率为36.38%-58.74%,漫灌条件下为33.73%-52.03%;铃期根系呼吸贡献率最高,生育期平均为48.05%和44.31%。整个棉花生长季节,两种灌溉方式下农田净初级生产力（NPP）均为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK。不同管理措施下整个生育期农田土壤均表现为碳“汇”,其中,不同灌溉方式下农田碳汇强度为滴灌＞漫灌,不同施肥措施为NPK+OM＞NPK＞OM＞CK,灌溉与施肥互作条件下,滴灌方式下NPK+OM处理碳汇强度最强。【结论】在干旱区棉花生产中,采用膜下滴灌节水技术,氮磷钾化肥与有机肥配施并实施秸秆还田等农田管理措施,不仅能增加土壤有机碳含量,培肥地力,提高棉花产量,而且能促进土壤固碳减排。     

不同土地复垦模式对土壤阳离子交换性能的影响

本文以陕西太原矿区为研究区,连续3年分析了弃耕地不同复垦模式(弃耕地、单作、间作和轮作)对土壤阳离子交换性能及其影响因素。结果表明:(1)土壤pH变化范围在6.12～8.52之间,其大小依次表现为弃耕地单作间作轮作,不同复垦模式下的pH值差异均显著(P0.05);土壤EC变化范围在67.02～92.56μm·cm~(-1)之间,其大小依次表现为弃耕地单作间作轮作,不同复垦模式下EC差异均显著(P0.05);(2)土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、有效磷、有效氮、有效钾、微生物量碳、微生物量氮大小基本表现为轮作单作间作弃耕地,不同垦模式下土壤全磷差异不显著(P0.05);(3)土壤交换性Ca、交换性K、交换性Mg、交换性Na、ECEC和交换性酸大小基本表现为轮作单作间作弃耕地;土壤交换性Ca/Mg、交换性K/Na、交换性Ca/ECEC和交换性K/ECEC大小基本表现为轮作单作间作弃耕地,不同复垦模式下交换性Mg/ECEC和交换性Mg/ECEC差异均不显著(P0.05);(4)土壤有机碳(SOC)和pH能够用线性关系表达土壤交换性盐基离子或ECEC,并且回归方程达到显著水平(P0.05),由此表明土壤有机碳(SOC)和pH是影响土壤交换性Ca、Mg、K和ECEC的主导因子,其中轮作的相关系数R2最大;(5)相关性分析表明土壤有机碳和pH与土壤交换性Ca、Mg、K和ECEC的相关系数较高,对土壤阳离子交换性能的影响最大。     

露天矿区复垦草地和耕地土壤肥力质量评价

为了探明不同复垦年限和复垦模式下土壤质量综合指数,构建露天矿区复垦土壤质量评价体系。以山西安太堡露天矿区3,8,20年复垦耕地、草地为研究对象,以原地貌耕地和自然恢复地为对照,测定了不同样地土壤容重、养分、微生物量及酶活性,采用主成分分析法对不同样地土壤肥力质量进行评价。结果表明:(1)复垦区土壤容重在1.37～1.52 g·cm^-3之间,随复垦时间的延长,草地土壤容重总体呈增加趋势,耕地土壤容重无明显变化。(2)复垦耕地土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量均随复垦时间的延长逐渐提高;复垦草地土壤有机碳和碱解氮含量亦随复垦时间延长明显增加,全氮、有效磷、速效钾含量则随复垦时间的延长呈先降低后升高趋势。(3)随复垦时间延长,土壤微生物量碳、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性明显增高。相同复垦年限,耕地土壤蔗糖酶活性显著高于草地,草地土壤碱性磷酸酶活性显著高于耕地。(4)相同复垦年限,主要由有机碳、碱性磷酸酶活性、脲酶活性构成的第1主成分得分表现为草地高于耕地,主要由有效磷和容重构成的第2主成分得分则表现为耕地高于草地,特别是8年耕地明显高于8年草地。相较于自然恢复...     

复垦盐渍化弃耕地客土改良初探

[目的]比较客土掺沙对复垦盐渍化弃耕地的改良效果。[方法]以干旱区绿洲复垦第1年的盐渍化弃耕地为研究对象,采用表层覆沙和耕层翻沙的方法对其进行客土改良,研究不同改良方式土壤颗粒组成、含水量及盐分的变化情况。[结果]表层覆沙对盐渍化弃耕地的改良效果不明显,而耕层翻沙则明显改善了土壤结构,具体表现为：耕层0～30cm土壤颗粒组成中粘粒含量减少而砂粒含量增加,土壤盐分含量降低。综合考虑改盐效果及成本,耕层沙-土体积比为1：6～1：3的耕层翻沙处理对复垦盐渍化弃耕地的改良效果最好。[结论]该研究确定了复垦盐渍化弃耕地的最佳改良方案。     

盐渍化弃耕地不同恢复年限对土壤团聚体含量及稳定性的影响

通过新疆玛纳斯河流域盐渍化弃耕地田间试验,研究了弃耕地不同恢复年限对土壤团聚体组成分布及稳定性的影响,从而对弃耕地不同恢复年限处理土壤团聚体特性的变化做出评价。结果表明,盐渍化弃耕地开垦后增加了大团聚体数量(特别是5 mm和5~2 mm粒径团聚体),且随着恢复年限的增加,整体上大团聚体(直径0.25 mm)比例均呈先下降(恢复1年)后增加的趋势,微团聚体(0.25 mm)比例呈先增加(恢复1年)后下降的趋势。团聚体R0.25、MWD和GMD恢复1年较弃耕地有所降低,恢复5年、恢复10年和恢复15年均高于弃耕地,且随着恢复年限的增加呈增加的趋势;土壤团聚体D随着恢复年限的增加呈现出相反的趋势。盐渍化弃耕地在恢复5年的土壤中团聚体结构性和稳定性显著高于弃耕地,随着恢复年限的增加表现出增加的趋势。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.     

蒜棉麦棉套作对棉田土壤微生物生物量碳及活性的影响

在大田条件下研究蒜棉、麦棉套作对棉田土壤微生物生物量碳及活性的影响。结果显示,棉花生育期和套作方式均显著影响土壤微生物生物量碳及活性,从苗期到花铃期,土壤微生物生物量碳、土壤呼吸速率和土壤微生物活性均呈上升趋势,到花铃期达到最大值,花铃期到吐絮期呈下降趋势。相对于棉花单作,蒜棉、麦棉套作提高了棉田各生育期土壤微生物生物量碳含量、土壤呼吸速率和土壤微生物活性,有利于土壤养分的转化吸收,其中蒜棉套作效果更显著。     

复垦土壤水稳性团聚体碳氮分布对施肥的响应

为揭示不同培肥措施下采煤塌陷区复垦土壤水稳性团聚体及有机碳、氮分布的变化规律,依托山西省潞安煤矿复垦土壤长期定位试验基地,研究不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(M)、有机无机配施(MCF)和生物有机肥与化肥配施(MCFB)5种培肥措施对不同复垦年限(4年,8年)土壤水稳性团聚体组成及碳、氮分布的影响。结果表明,不同复垦年限各处理均以0.053～0.25 mm水稳性团聚体含量最多,占团聚体总量的35%～50%;随复垦年限增加,M、MCF、MCFB处理提高了土壤大粒径水稳性团聚体(2 mm、1～2 mm)含量,而降低了微团聚体(0.053～0.25 mm)含量;与未复垦生土(RS)相比,不同复垦年限各处理均有助于2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm粒径土壤团聚体含量的提高,而与农田熟土(US)相比,则在一定程度上降低了1～2 mm,0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径土壤团聚体含量。与CK相比,各培肥处理均提高了土壤水稳性团聚体有机碳、氮含量,其中以单施有机肥(M)效果最好,有机碳、氮含量分别增加了5%～94%、58%～114%;各处理土壤团聚体有机碳、氮含量均高于RS但低于US。不同复垦年限各处理水稳性团聚体有机碳、氮储量均以0.053～0.25 mm粒径所占比例最高;复垦4年土壤团聚体有机碳、全氮以及复垦8年全氮的总储量均以单施有机肥处理最高,显著高于其他处理,而复垦8年有机碳总储量以MCF处理最高,与M和CF处理差异不显著,三者均显著高于MCFB和CK。由此可见,5种培肥措施中单施有机肥较其他处理更有助于提高复垦土壤团聚体有机碳、氮含量及其总储量。     

山东省农田生态系统碳源、碳汇及其碳足迹变化分析

依据2002—2013年山东省17地市农业投入、播种面积以及作物产量等统计数据,对全省各地市农田生态系统进行碳源、碳汇估算,从中分析其变化规律,并探讨造成碳源、碳汇时空变化的影响因素。结果表明:山东省农田系统具备较强的碳汇能力,碳吸收量明显高于碳排放量,两者的总量之比为4.32∶1;碳吸收量和碳汇量呈增加趋势,碳排放量和碳足迹呈降低趋势;农田生态系统表现出较大的碳生态盈余,碳足迹占同期耕地面积的比值呈现降低趋势,2002年为27.71%,2013年为20.96%;17地市之间单位面积碳汇量和单位面积碳足迹存在明显差异,2013年单位面积碳汇量最高的为德州市(6.20t/hm~2)、最低为威海市(3.02t/hm~2),单位面积碳足迹最高的威海市为0.26hm~2/hm~2、最低的泰安市为0.08hm~2/hm~2。     

遵义市近60年的农田生态汇及碳足迹变化

为黔北喀斯特山区的低碳农业持续发展提供理论依据,采用农田系统碳汇计算方法,研究遵义市近60年农田碳汇及碳足迹。结果表明:遵义市60a农田系统的年均固碳能力呈波动趋势,年均固碳量为274.61万t;农田碳汇强度为4.55t/hm~2,其中,1959—1961年碳汇强度为3.30t/hm~2,农田碳汇强度增加速度为0.04t/(hm~2·a),1961—2000年农田碳汇强度增速为0.10t/(hm~2·a),2001—2008年农田碳汇强度呈降低趋势。遵义市农田碳足迹总体呈增加趋势,平均为2.40×104hm~2;遵义市60a不同农作物对固碳的贡献水稻最大,为60.89%;玉米其次,为17.07%,小麦第三,为8.29%;研究期间内,水稻的碳汇贡献由最初的78.29%降至50.33%。遵义市农田碳汇随着农业碳投入的变化而变化,在农田管理年投入碳大于20万t后,遵义农田碳汇无显著变化;遵义农田管理碳投入小于20万t时,农田碳汇呈显著增加趋势,增速为10.44万t/万t。     

转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响

为研究转Chi+Glu双价基因棉对土壤微生物群落功能多样性的影响,揭示其对土壤生态系统的安全性,在大田试验条件下,利用Biolog代谢指纹方法分析了种植转Chi+Glu双价基因棉、转Bt基因棉和常规棉不同生育期土壤微生物群落功能多样性。结果表明,两个转基因棉花土壤微生物数量差异不显著,而转基因棉花土壤细菌和放线菌数量在花期和铃期显著高于常规棉花(P<0.05),真菌数量在花期和铃期却显著低于常规棉花(P<0.05)。与非转基因棉花相比,转基因棉花土壤微生物群落碳源利用能力在花期和铃期显著增加,转基因棉花土壤微生物群落的Shannon指数和McIntosh指数在花期、铃期和吐絮期显著高于常规棉花,Simpson指数在花期和铃期则显著低于常规棉花。主成分分析结果显示,花期转基因棉花和常规棉花对31种碳源的利用差异较大。转基因棉花在苗期和蕾期对羧酸类、氨基酸类和多胺类,花期和铃期对糖类、羧酸类和双亲化合物类的利用分别较常规棉高;吐絮期转基因和常规棉花对所有碳源的利用均较低,其中转基因棉花对糖类和羧酸类的利用高于常规棉花。研究结果显示,种植转Chi+Glu双价基因棉花在花期和铃期对土壤微生物群落影响显著,其与转Bt基...     

新造泥砂田土壤养分变化初探

随着各项建设事业的发展,征用农田势在必行。通过复垦在较短时间内能实现耕地面积总量的动态平衡,但达到耕地质量标准尚需较长的时间。为此,以新造泥砂田不同耕作年限耕层土壤养分变化的分析研究,初步探明耕作１５年后才能达到老田耕层土壤养分水平,即耕地质量标准。     

棉田膜下滴灌土壤盐分变化规律研究

针对新疆土壤盐碱化开发利用和防止土壤次生盐渍化的问题,通过对不同年限的棉田膜下滴灌土壤盐分的运移研究,从土壤空间、棉花生育期两个方面对不同年限土壤盐分进行分析,初步得出:滴灌前,土壤垂直方向上盐分变化幅度大;滴灌后,垂直方向0～40 cm处于脱盐,60～100 cm表现为积盐。灌前和灌后在土壤水平方向和垂直方向含盐量高低变化是膜中滴头处低于棉花窄行,两者且低于膜间裸地。在棉花生育期内,播种前土壤含盐量较高,苗期含盐量降低,从蕾期到盛铃期土壤盐分逐渐升高,随后吐絮期至收获期逐渐减小。在不同年限棉田监测中,随滴灌年限的增加,土壤耕层盐分逐渐运移到土壤深层,土壤盐分经较长年限逐渐累积。     

河南永城采煤塌陷复垦区不同复垦年限土壤理化性质的研究

对采煤塌陷区不同复垦年限土壤理化性质的研究,是合理开发和利用沉陷土地资源的基础性研究工作。因此,对河南省永城市煤矿塌陷复垦区复垦1、3、5年和附近正常农田的0~20 cm表层土壤样品进行分析,测定了土壤容重、比重、土壤孔隙度、pH和有机质5个指标,比较不同复垦年限的土壤质量。结果表明,复垦1、3、5年后的土壤容重分别为1.81±0.03、1.75±0.02和1.60±0.02 g/cm3,土壤比重分别为2.40±0.03、2.70±0.04和2.86±0.02 g/cm3,土壤孔隙度分别为22.60%±0.08%、34.93%±0.11%和43.82%±0.13%,土壤pH分别为7.20±0.10、6.90±0.10和7.10±0.10,土壤有机质含量分别为0.32%±0.01%、0.49%±0.01%和0.83%±0.02%。复垦后的土壤比重、土壤孔隙度和土壤有机质3个指标逐年升高,土壤容重逐年下降,土壤pH变化不大。永城市采煤塌陷复垦区随着复垦时间的推移,土壤质量逐步提高,但仍未达到塌陷前水平,土壤有机质极其缺乏,建议进行秸秆还田或种植绿肥,增加土壤有机质。     

煤矿塌陷区不同复垦方法及年限土壤肥力变化研究

在潞安矿务局五阳煤矿采煤塌陷地上,按照混推和剥离两种复垦方法,分复垦种植１年、３年和５年进行采样,对不同复垦方法及年限下土壤养分、重金属元素含量以及物理性质进行分析,得出了不同复垦方法及年限对土壤肥力及其变化规律的影响,为制订科学合理的土地复垦标准提供依据。     

矿区复垦土地土壤肥力研究——以孝义矿区为例

针对目前孝义大规模矿产资源开发造成农业生态环境破坏、耕地沦陷的现状,以孝义矿区不同复垦年限土壤为研究对象,分析孝义矿区复垦区土壤理化性状。研究结果表明：复垦后土壤有机质、全氮、速效磷含量均呈递增趋势,速效钾含量逐渐降低。经过复垦处理后土壤在长期的自然、人为及耕作措施等因素的影响下,土壤再次开始熟化,适于耕作。     

玛纳斯河流域绿洲农田开垦后土壤质量状况演变趋势

以玛纳斯河流域绿洲农田为例,应用SPSS对绿洲内部不同开垦年限耕地土壤质量综合状况进行了主成分分析以及相关性分析。结果表明:土壤耕层综合质量状况随着开垦年限先变好,达到最优值后又开始退化,开垦10~15年严重退化,达到土壤耕作的预警期,随后进一步退化。通过综合评价分析,可以为防止农田退化,维护及恢复土壤地力提供参考依据。     

耕作方式对冬小麦田土壤呼吸及各组分贡献的影响

 【目的】探讨不同耕作方式对冬小麦农田土壤呼吸组分及碳平衡的影响,比较不同耕作方式下农田的碳汇强度。【方法】试验于2006－2008年冬小麦生长季进行,共设3个处理：翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕(NT),采用静态箱法测定农田土壤CO2的排放速率,同时利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力(NEP),来判断不同耕作方式下农田碳汇强度。【结果】耕作方式对冬小麦农田土壤CO2排放具有显著影响,且表现出明显的季节性排放特征,即先下降再升高,其中排放最低值出现在冬小麦越冬期。整个小麦生育期间农田CO2平均排放速率表现为翻耕＞旋耕＞免耕,其中根系呼吸所占比例平均为翻耕26.18%、旋耕29.96%、免耕36.44%。冬小麦生育期3种处理条件下,土壤呼吸中根系呼吸的贡献率波动在15%～85%,其中冬小麦拔节期农田土壤根系呼吸贡献率最高。【结论】3种耕作方式下农田土壤均表现为大气CO2排放的“汇”,但不同耕作方式下农田碳汇强弱不同,表现为免耕＞旋耕＞翻耕。     

增温及模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸的影响

为研究增温及模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸作用的影响,在农田随机设置3个区组试验,每个区组中包含对照(CK)、增温(W)、模拟酸雨(A)、增温及模拟酸雨(WA)共4个处理,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同处理下的农田土壤呼吸速率进行观测,并同步观测土壤温度、土壤湿度。试验结果表明,冬小麦-大豆轮作农田的土壤呼吸速率存在明显的季节变异趋势,其变异性与土壤温度之间存在一致性。在冬小麦-大豆轮作阶段,CK、W、A、WA处理的平均土壤呼吸速率分别为(2.69±0.14)、(3.19±0.20)、(2.59±0.07)、(2.99±0.18)μmol·m-2·s-1。配对t检验结果表明:冬小麦田各处理的土壤呼吸速率之间无显著差异(P0.05);在大豆生长季,W和A处理土壤呼吸速率之间存在显著差异(P0.05),A和WA处理之间存在极显著差异(P0.01)。在整个冬小麦-大豆轮作阶段,CK与W处理农田土壤呼吸速率存在差异(P=0.054),且W与A处理农田土壤呼吸速率存在极显著差异(P0.01)。进一步的研究结果表明,每个处理的土壤呼吸与土壤温度之间的关系均可用指数方程描述。对于A处理而言,基于土壤温度和湿度的双因子模型比单纯指数模型提高了对土壤呼吸的可解释性。