华西雨屏区常绿阔叶林土壤氮矿化对温度和湿度变化的响应

【目的】研究氮矿化对土壤湿度和温度的响应,为区域土壤供氮潜力评价和预测区域性水热变化对土壤氮素矿化影响提供参考.【方法】采用实验室培养法,研究不同温度(5、15、25、35℃)和水分含量(20%、40%、60%和80%田间持水量(FWC))对华西雨屏区常绿阔叶林表层(0～20 cm)土壤氮素矿化的影响.【结果】温度和水分含量对常绿阔叶林土壤氮矿化影响显著(P<0.05);相同水分条件下,土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均随温度的升高呈先升高后降低的趋势,在25℃时达到最大值;相同温度条件下,土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率均随水分含量的升高呈先升高后降低的趋势,在60%FWC时达到最大值;在25℃+60%FWC处理下土壤净氨化速率、净硝化速率和氮净矿化速率速率最高,相反,在5℃+20%FWC处理下最低;能获得最大氮净矿化速率的土壤温度和水分含量分别为25.8℃和57.4%FWC;土壤氮净矿化产生的无机氮中铵态氮占54.1%～61.7%;土壤氮矿化Q_(10)值在5～35℃内随温度的升高而降低,氮净矿化在5～15℃内对温度敏感性最高.【结论】适宜的土壤水分含量和温度是促进常绿阔叶林土壤氮矿化的关键,研究区气温变暖在一定程度上能促进氮矿化和提高土壤供氮潜力,而研究区多雨则增加了土壤氮淋失的风险.     

马铃薯生物炭对土壤水分入渗及蒸发的影响

【目的】研究施加马铃薯生物炭对宁南山区土壤水分运移和氮素的影响。【方法】采用室内土柱模拟试验,研究不同马铃薯生物炭添加量(0、1%、2%、3%、5%、6%)对宁南山区典型土壤(山地草甸土、黑垆土)水分入渗、蒸发特性及硝态氮淋溶的影响规律及差异。【结果】山地草甸土的入渗湿润峰进程和累积入渗量随生物炭添加量的增加逐渐降低,黑垆土呈现先增加后递减的趋势;Philip入渗模型适合山地草甸土的水分入渗过程,Kostiakov模型适合黑垆土的水分入渗过程;生物炭显著降低了2种土壤的累积蒸发量,土壤蒸发量和蒸发时间复合幂函数关系;2种土壤硝态氮(NO^-₃-N)淋溶损失质量减少幅度均随着生物炭添加量增加呈现先增加再减小后加强的趋势,且均在1%添加量时减幅最小,6%时减幅最大。【结论】施加马铃薯生物炭能提高宁南山区土壤持水能力,减小土壤硝态氮损失。     

喷雾干燥工艺条件对速溶龙眼粉理化特性的影响

 【目的】分析喷雾干燥进风温度和热风流量对速溶龙眼粉理化特性的影响。【方法】分别考察喷雾干燥不同进风温度和不同热风流量对速溶龙眼粉水分含量、堆积密度、黏性、溶解性、水分吸附特性、玻璃化转变温度和超微结构等理化特性的影响。【结果】当进风温度从160℃升高到190℃、热风流量从23.00 m3•h-1增加到29.00 m3•h-1时,速溶龙眼粉水分含量分别降低25.52%和39.42%;黏度值分别下降55.75%和61.11%;玻璃化转变温度分别升高8.30℃和7.07℃;溶解时间分别增加1.29倍和1.47倍;堆积密度分别提高22.87%和20.15%;同时,单分子层水分含量、微粒形态、L*、a*、b*、色调和色度随之变化。【结论】加工理化特性优良的速溶龙眼粉需严格控制喷雾干燥的进风温度和热风流量等工艺参数。     

水分和铅胁迫对刺槐苗木叶片生理指标的影响

【目的】研究不同水分条件下铅胁迫对刺槐(Robinia pseudoacacia)的叶水势、细胞膜透性、植物水分代谢的影响,揭示土壤水分、铅以及二者共同作用对刺槐生理代谢的影响规律。【方法】以苗龄1年、长势一致的刺槐幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的40%,60%,80%,100%)、铅胁迫(土壤中铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000 mg/kg)处理刺槐苗木的叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的变化。【结果】土壤水分对刺槐苗木叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的影响明显,其中刺槐叶水势在土壤相对含水量为40%时最小;当土壤中铅含量为300~3 000 mg/kg时,刺槐细胞膜透性随着土壤相对含水量的增大呈先升高后降低再升高的趋势;刺槐叶片相对水分亏缺随土壤相对含水量的增加呈先降低后增大的趋势。相同水分条件下,铅胁迫对刺槐叶水势和叶片相对水分亏缺无显著影响,而细胞膜透性随土壤中铅含量的增加呈先降低后升高再降低的变化趋势。不同水分条件下,随着土壤中铅含量的增加刺槐叶片铅含量表现不同的变化趋势,但总体上呈上升的趋势。【结论】水分胁迫对刺槐各项生理指标影响较大,而铅胁迫只对刺槐的细胞膜透性有影响,对其他指标没有明显的影响,并且刺槐叶片可以富集土壤中的铅,说明刺槐对铅具有较强的适应能力。     

生物质炭输入对盐化灰漠土壤水分运移的影响

【目的】研究生物质炭输入对氯化物—硫酸盐盐化灰漠土水分垂直运移的影响。【方法】轻、中、重盐渍化土壤输入不同量生物质炭,以不添加生物质炭为对照,通过滴加去离子水,观测湿润锋和累计入渗量随入渗时间的变化。【结果】各程度盐渍化土壤不同生物质炭输入量处理,湿润锋垂直运移距离和累计入渗量随入渗时间的持续均显著增大(P﹤0.05);生物质炭输入阻碍水分在中、重度氯化物-硫酸盐盐化灰漠土入渗,低生物质炭输入量(≤4%)促进水分在轻度盐渍化土壤垂直运移;轻、中度盐化灰漠土输入大量(≥6%)生物质炭可增加累计入渗量,重度盐化土壤累计入渗量随生物质输入量增加而降低;不同生物质炭输入量处理间垂直湿润锋深度的累积入渗量变化无规律。【结论】生物质炭输入比例、盐渍化程度及两者的交互效应对土壤水分的入渗效率和累计入渗量均有显著影响:对中度盐渍化土壤入渗速率和入渗量促进作用突出;低量输入对轻度盐渍化土壤水分运移有促进作用;对重度盐渍化土壤累计入渗量和入渗速率均有抑制作用。     

不同碎石种类对土壤入渗的影响

【目的】研究碎石种类对土壤入渗过程的影响,为土石混合介质中水分运动的研究提供理论参考。【方法】选取内蒙古锡林郭勒旗马家塔露天煤矿复垦区及陕西神木六道沟碎石流域,利用盘式吸渗仪,通过设置3种负压(-1.47,-0.3和0kPa),分析不同负压条件下,砾石、料浆石、煤矸石3种土石混合介质的入渗过程。【结果】不同负压条件下,含碎石土壤的初始入渗速率均在负压为-1.47kPa时最大,且随负压的增加初始入渗速率降低;同一负压条件下,稳定入渗率随砾石含量的增加而减小;而随料浆石和煤矸石含量的增加,稳定入渗率呈先减小后增大的变化趋势,分别在料浆石含量为200g/kg及煤矸石含量为600g/kg时达到最小。【结论】碎石对增加入渗、减小产流具有积极作用,其作用因负压及碎石种类的不同而存在差异。     

不同滴灌水温在灰漠土中水热耦合模拟与验证

【目的】滴灌条件下不同灌溉水水热状况对土壤水热状况的影响规律,根据土壤水、热运动基本方程,建立了地表滴灌水、热运移数学模型。【方法】采用正交试验设计,设计不同滴灌水温水平及其组合,共计40个试验处理。利用 HYDRUS-1D 软件建立的数学模型进行了数值求解,与实测数据结果进行验证。【结果】建立新疆灰漠土土壤含水量与压力水头的模拟方程(1)公式;(2)e^l_n0.328 9Q－0.063 81.560 5(h<0),确定土壤的水力学参数和热特性参数。【结论】利用该数学模型对地表滴灌条件下作物生长所需的土壤水、热环境条件模拟预测。从模型的数值模拟值和实测结果对比验证显示,地表滴灌条件下低水温(10℃)和高水温(30℃)对土壤表层影响比较大,而且在早春增加一定的灌水温度,有利于作物苗期的生长。     

渭北地区土壤剖面电导率年内动态变化及影响因素

【目的】研究陕西渭北地区土壤电导率动态变化及其影响因素,旨在为渭北地区土壤盐碱化治理提供理论依据。【方法】在陕西渭北土壤盐碱化集中的区域富平县、临渭区、蒲城县、大荔县、合阳县共选择28个农田土壤作为监测点,按土壤表层盐分含量的高低,分为高含盐量区和低含盐量区,分别于2015年8月(夏季)、2015年11月(秋季)、2016年2月(冬季)、2016年5月(春季)测定监测点土壤电导率、含水量和温度。【结果】1)土壤电导率在高含盐量区年内动态变化为夏季春季秋季冬季,在低含盐量区动态变化为春季夏季秋季冬季;高含盐量区受水分、温度、海拔和是否灌溉各因素综合影响,低含盐量区受温度和海拔影响较大。2)年内土壤剖面上,温度对电导率的影响大于水分对电导率的影响,且温度的影响程度随土层深度的增加呈减小趋势,水分的影响程度随土层深度的增加呈增加趋势。3)夏、春、冬季土壤电导率受水分的影响较大,年内土壤含水量在15%~30%时对土壤电导率有明显影响。【结论】渭北地区剖面土壤电导率在各季节间存在差异,四季内的主要影响因素是水分,土壤剖面中的主要影响因素是温度和水分。     

保水剂对土壤积水入渗特征的影响

 【目的】水分在田间的入渗过程是发展节水型农业的重要依据之一,比较研究保水剂对土壤积水入渗特征及其变化过程的影响,以期为保水剂的研发和大田合理应用提供理论参考。【方法】模拟大田积水入渗过程,分别层施(L)和混施(M)不同浓度(0、0.2%、0.4%和0.6%)的2种保水剂——日本触媒(JP)和德国巴斯夫(BF),比较分析保水剂对土壤水分垂直入渗的3个特征量：累积入渗量、入渗速率和稳定入渗率的影响。【结果】2种保水剂对土壤水分累积入渗量和入渗速率的影响具有稳定性和一致性。同时,层施和混施保水剂都能不同程度地增加土壤入渗;不同的是,层施保水剂对土壤入渗增加的效应是有限的,JP以浓度0.2%,BF以0.4%为界,大于此浓度不仅会抑制土壤入渗,而且抑制效应会随着保水剂浓度的进一步增加而加剧;但是混施条件下,保水剂可使120 min内土壤累积入渗量增加1.1—2.1倍,且土壤入渗的增加与保水剂浓度正相关。【结论】在本试验条件下,保水剂对土壤水分向下运动的影响与保水剂自身的吸水倍率和膨胀性能密切相关。     

亚低温下水分对番茄幼苗干物质积累与养分吸收的影响

【目的】揭示亚低温条件下水分对番茄幼苗氮钾营养元素吸收与分配的影响,为冬季温室番茄水肥科学管理提供依据。【方法】以番茄为材料,在温室内采用盆栽的方式,以适温( 18—30℃ )环境为对照,研究亚低温(4—20℃ )条件下,灌溉补充蒸腾蒸发量(ET) 分别为 60%、80%、100%和 120% 的水分对温室番茄幼苗干物质积累分配及养分吸收分配的影响。【结果】与适温相比,亚低温下番茄幼苗根、茎、叶干物质的积累量随着补充水分的减少逐渐降低,且处理时间越长降低得越多;干物质向叶片分配的比例减少,向根茎中的分配比例增大;亚低温下番茄幼苗植株中N、K的总含量降低,N总量随着补充水分的减少而减少,K总量在补充100% ET时最大;亚低温使番茄幼苗根茎叶中N的含量增加,K的含量降低;根茎中N的含量随着补充水分的减少而降低,叶片中N的含量在补充100% ET 时最高,根茎叶片中K的含量在补充60% ET时最高。亚低温下补充的水分小于80% ET时,根茎叶中N的积累量显著下降;随着处理时间的延长,N向叶片中的分配率降低,根茎中的分配率升高。随着生长时间的延长,番茄幼苗K向叶片中的分配率先降低后升高,根中的分配率大于适温下生长的番茄,且随补充的水分减少而逐渐升高。亚低温下补充100% ET水分叶片水势最大。【结论】在亚低温条件下补充100% ET水分有利于番茄幼苗干物质的积累以及对氮、钾元素的吸收。亚低温下番茄幼苗植株N的总量受水分影响较大,K总量受温度的影响较大。     

侵蚀土壤酶活性与土壤养分的关系

通过对泥河沟侵蚀试验小区表层(0～10 cm)土壤酶及土壤养分的测定,研究了侵蚀土壤和泥沙中酶活性与土壤养分的关系.结果表明,水土流失使土壤酶损失,造成了泥沙中除脲酶外其它酶活性均高于表土层,呈现出高肥力土壤高流失的现象;流失泥沙中各种酶活性,以及它们与流失养分间呈现出显著或极显著关系,这种关系表明土壤流失不仅造成了土壤养分的损失,也造成了各种酶活性的降低.     

Bacterial diversity and community composition changes in paddy soils that have different parent materials and fertility levels

Parent materials and the fertility levels of paddy soils are highly variable in subtropical China. Bacterial diversity and community composition play pivotal roles in soil ecosystem processes and functions. However, the effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition in paddy soils are unclear. The key soil factors driving the changes in bacterial diversity, community composition, and the specific bacterial species in soils that are derived from different parent materials and have differing fertility levels are unknown. Soil samples were collected from paddy fields in two areas with different parent materials(quaternary red clay or tertiary sandstone) and two levels of fertility(high or low). The variations in bacterial diversity indices and communities were evaluated by 454 pyrosequencing which targeted the V4–V5 region of the 16 S r RNA gene. The effects of parent material and fertility on bacterial diversity and community composition were clarified by a two-way ANOVA and a two-way PERMANOVA. A principal coordinate analysis(PCo A), a redundancy analysis(RDA), and multivariate regression trees(MRT) were used to assess changes in the studied variables and identify the factors affecting bacterial community composition. Co-occurrence network analysis was performed to find correlations between bacterial genera and specific soil properties, and a statistical analysis of metagenomic profiles(STAMP) was used to determine bacterial genus abundance differences between the soil samples. The contributions made by parent material and soil fertility to changes in the bacterial diversity indices were comparable, but soil fertility accounted for a larger part of the shift in bacterial community composition than the parent material. Soil properties, especially soil texture, were strongly associated with bacterial diversity. The RDA showed that soil organic carbon(SOC) was the primary factor influencing bacterial community composition. A key threshold for SOC(25.5 g kg~(–1)) separated low fertility soils from high fertility soils. The network analysis implied that bacterial interactions tended towards cooperation and that copiotrophic bacteria became dominant when the soil environment improved. The STAMP revealed that copiotrophic bacteria, such as Massilia and Rhodanobacter, were more abundant in the high fertility soils, while oligotrophic bacteria, such as Anaerolinea, were dominant in low fertility soils. The results showed that soil texture played a role in bacterial diversity, but nutrients, especially SOC, shaped bacterial community composition in paddy soils with different parent materials and fertility levels.     

武夷山红壤、黄红壤与黄壤参比及合理开发利用

选取了武夷山红壤、黄红壤与黄壤的5个代表性剖面,采样进行室内理化性质分析。通过实地观察及各项指标的对比分析,结果表明：随着海拔的升高依次分布红壤、黄红壤和黄壤;从红壤→黄红壤→黄壤,有机质累积逐渐增加,而粘粒含量、黏化率及粉粘比逐渐减小。在上述理化性质参比分析的基础上,对武夷山保护区红壤、黄红壤及黄壤的合理开发利用作了简要分析。     

土壤改良剂对酸性水稻土pH值、交换性钙镁及有效磷的影响

选取酸性水稻土进行土壤培养试验和水稻盆栽试验,分别施用生石灰(Q)、白云石粉(DP)、钙镁磷肥(CMP)以及土壤改良剂1号(M1)、2号(M2)、3号(M3)和4号(M4),分析其土壤pH值、交换性钙、交换性镁、有效磷含量的变化,探讨土壤改良剂对酸性水稻土理化性质的影响。结果表明,与不施改良剂(CK)比较,使用改良剂均显著提高了土壤pH(P0.05);Q、DP和M2处理交换性钙含量增加显著(P0.05),DP、M2、M3和M4处理交换性镁含量增加显著(P0.05);M1、M3和M4处理显著降低了有效磷含量(P0.05)。盆栽试验与土培试验相比较,施相同改良剂的土壤pH、交换性钙、镁、有效磷的变化幅度差异大,交换性钙含量除M3处理降低4.9%外,其余处理均升高,升高最多的有20.9%;交换性镁含量除DP处理升高14.9%外,其余均下降,M2处理降低最多,为9.2%;所有处理有效磷含量均升高,增加最多是M2处理,达114.6%。研究阐明了土壤改良剂在短期内能够影响土壤pH值、交换性钙、镁、有效磷含量的变化,但土培和盆栽两种方式造成的效果有差异。     

湘东丘陵4种林地深层土壤颗粒有机碳及其组分的分配特征

选取湘东丘陵区4种典型母质发育的林地土壤(花岗岩红壤、板岩红壤、第四纪红土红壤、酸性紫色土),分层次采集土壤剖面样品,采用物理分组方法,研究深层土壤颗粒有机碳(POC)及其组分(粗颗粒有机碳CPOC、细颗粒有机碳FPOC)的数量分布和分配比例,探讨POC及其组分与土壤有机碳、质地的关系。结果表明,4种土壤剖面POC储量介于2.63-11.59 t/hm2,以花岗岩红壤最高,其次为板岩红壤,第四纪红土红壤和酸性紫色土相对最低。4种土壤POC占SOC的比例(POC/SOC)介于1.5%-13.9%,花岗岩红壤POC/SOC随剖面加深而升高,板岩红壤和第四纪红土红壤则降低,紫色土POC/SOC在40-60 cm土层达到最大值后迅速降低。在40 cm以下的深层土壤中,花岗岩红壤和紫色土保存有数量可观、比例更高的POC。第四纪红土红壤POC储量相对较少、POC/SOC也在表土层较高。花岗岩红壤POC中以CPOC为主,而紫色土以FPOC为主,板岩红壤和第四纪红土红壤中CPOC和FPOC比例接近。所选4种土壤POC组分中,FPOC数量更能代表SOC数量的变化。SOC储量和质地是影响不同母质土壤POC及其组分分配差异的重要因素,在林地开发利用中也应重视深层土壤(40 cm)中储藏的活性碳组分。     

昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土养分调查

2002年5月对昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土136个土壤样品进行了测试分析,了解昆明近郊水稻土、菜园土、大棚土3种土壤肥力现状。结果表明:有机质、全N、全P、碱解N、速效P在耕作中不存在缺乏现象。全K3种土壤全层都缺乏。速效K在水稻土、菜园土的20～40cm、40～60cm土层中缺乏,其余土壤的土层不缺乏。     

降水和凋落物对木荷马尾松混交林土壤呼吸的影响

 在未来气候变化中严重干旱事件将更加频发,这势必对陆地生态系统的碳收支施加重大影响。采用Li-8100土壤碳通量仪测定木荷Schima superba和马尾松Pinus massoniana混交林的土壤呼吸,分析延长干旱及土壤重新获得降水后,土壤呼吸及环境因子的变化特征,探讨土壤呼吸对环境因子变化的响应机制,有助于弄清土壤呼吸对未来极端气候事件的响应机制。设计了4种不同的处理方式：①零降水去除凋落物（NPNL）;②零降水保留凋落物（NPCL）;③自然降水去除凋落物（CPNL）;④自然降水保留凋落物（CPCL）。结果表明：在零降水条件下,凋落物对土壤呼吸的贡献率仅为8.6 %,显著低于同期自然降水（P＜0.05）。自然降水条件下,去除凋落物处理（CPNL）和保留凋落物处理（CPCL）土壤呼吸温度敏感性Q₁₀值分别为2.10和2.01;而采取零降水处理后,Q₁₀值分别为2.59和2.72,表现为显著增加（P＜0.05）。在1 a的零降水试验中,去除凋落物处理（NPNL）和保留凋落物处理（NPCL）土壤呼吸碳累积量比同期自然降水均表现为显著减少（P＜0.05）;移除透明室后,NPNL处理和NPCL处理土壤呼吸碳累积量比同期自然降水处理均表现为显著增加（P＜0.05）。研究结果表明：延长干旱会减少土壤呼吸的释放,然而重新获得降水后,仍有部分碳未被释放出来,表明干旱或许有助于增加土壤碳库。图2表1参26     

海南海岸青皮林土壤微生物类群的数量特征

为了从土壤微生物方面揭示海南石梅湾海岸青皮天然林更新的机理, 对青皮林土壤微生物进行了调查 分析。土壤调查采用5 点取样法,分别于旱季和雨季对两个土层的根际土和根外土进行取样,并用MPN 法分析了土 壤中5 个生理类群细菌的数量分布特征。结果表明院青皮林土壤中除尚未检测出亚硝化细菌外,其他4 个生理类群 细菌的数量彼此之间差别很大,其中氨化细菌的数量>>好气性自生固氮细菌>>反硝化细菌>>好气性纤维素分解细 菌;根际土壤中的氨化细菌、反硝化细菌和好气性纤维素分解细菌数量比非根际土壤少,但好气性自生固氮菌数量 则相反;下层土中氨化细菌的数量略高于上层土,但好气性自生固氮细菌、反硝化细菌和纤维素分解细菌多集中分 布在上层土内。     

水土流失防控技术及其土壤质量效应

中国是世界上水土流失最严重的国家之一,正着力开展改善生态环境、保持和提升土壤质量、实现可持续发展的水土保持工作。本文分析了水土保持和土壤质量的内涵,以我国水土流失治理典范工程为例综述了水土流失状况、水土保持措施及其土壤质量改良效应,同时分析总结了国内外保护性耕作的土壤质量效应,有助于更深入认识水土流失的严重性、土壤资源和生态环境的重要性、水土保持对保护土壤资源的重要作用。最后归纳总结了目前水土保持措施与土壤质量研究中存在的问题及今后要深化的研究内容:(1)土壤质量评价方法与标准化;(2)水土流失防控主导因子及关联研究;(3)水土保持学与基础理论研究。全文旨在为合理布设水土保持措施、科学进行农业生产和管理、更全面和客观评价治理效果提供参考依据。     

不同肥力塿土、棕壤磷酸酶活性对土壤培养温度和含水量的响应

为研究土壤培养温度,含水量和肥力差异对土壤磷酸酶活性的影响,采用室内培养,以不同肥力(CK、NPKM)长期定位试验土壤(塿土、棕壤)为供试土壤,分别设定3个培养温度(-20、4和25℃)和3个水分处理(10%、25%和40%),避光培养2个月,测定土壤磷酸酶活性变化。结果表明:1)土壤磷酸酶活性变化对培养温度响应不敏感;2)培养的土壤含水量显著影响土壤磷酸酶活性变化,且与土壤肥力关系密切。对于含水量25%处理,低肥力CK在土壤含水量为40%时,磷酸酶显著增加50%以上;3)土壤有机磷浓度与土壤磷酸酶活性呈正相关,相同土壤有机磷浓度时,棕壤的磷酸酶活性始终大于塿土。因此,土壤水分是影响低肥力土壤有机磷积累-矿化动态平衡的重要因素,而有机磷浓度是决定土壤磷酸酶活性主要因素之一。