祁连山典型植被土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征的垂直变化

本研究针对祁连山国家公园山体沿海拔(2700～4043 m)自下而上出现的针叶林、草甸化草原、高寒灌丛、高寒草甸、流石滩稀疏植被5种典型植被,研究土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量比垂直分异规律,为祁连山国家公园生态系统土壤碳氮磷生物地球化学循环过程提供数据参考和科学依据。结果表明：(1)祁连山山体垂直带上0～40 cm土壤总碳、总氮和总磷含量分别为15.33～83.46 g·kg^-1、1.63～7.76 g·kg^-1、0.41～0.66 g·kg^-1。土壤总碳和总氮含量均表现为针叶林>草甸化草原>高寒灌丛>高寒草甸>流石滩稀疏植被,都是沿着海拔的升高显著降低。土壤全磷含量表现为高寒灌丛显著高于高寒草甸,其余植被间差异不显著。(2)0～40 cm土壤铵态氮、硝态氮、速效磷含量分别为11.01～14.73 mg·kg^-1、2.78～12.46 mg·kg^-1和4.35～13.57 mg·kg^-1。土壤铵态氮含量在各植被类型间差异不显著,...     

陕西黄土区农田土壤主要养分特征及影响因素

为了探究陕西黄土区农田主要土壤养分特征及其影响因素,基于研究区5096个农田0～20 cm耕层采样点数据,利用GIS与地统计学方法对有机质(SOM)、全氮(TN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行空间分析,并应用地理探测器模型探究18种影响因素对养分空间变异的解释程度。结果表明：SOM、TN、AP和AK含量均值分别为14.43 g·kg^-1、0.92 g·kg^-1、18.21 mg·kg^-1和190.28 mg·kg^-1,呈现中等程度变异;4种养分最佳拟合模型均为指数模型,各养分呈现中等程度空间相关性,结构性与随机性因素的共同作用导致了养分含量的空间差异;养分全局空间相关性大小表现为：TN>SOM>AK>AP;养分含量区域差异明显,呈现由北向南逐渐递增的趋势;年日照时长、年均气温、化肥用量和地貌类型等单因子作用对各养分含量空间变异具有更强的解释力,两因子交互作用对养分的解释力强于其单因子解释力。研究表明,陕北地区宜适当增加肥料投入,关中地区宜进行精耕细作,农田建设应考虑多方面...     

灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响

为探究不同灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响,设置了4个灌溉水矿化度,分别为0.85 g·L^-1(CK,当地灌溉水矿化度)、3 g·L^-1(S1)、5 g·L^-1(S2)和8 g·L^-1(S3),在新疆进行了膜下滴灌棉花大田试验。在棉花生育期,每月采集两次土壤呼吸速率值(R_s),并同时监测土壤温度(ST)、含水率(SWC)、电导率(EC)、硝态氮含量(NO₃^--N)、铵态氮含量(NH₄⁺-N),运用通径分析研究了灌溉水矿化度下土壤参数对土壤呼吸速率的影响。结果表明：微咸水灌溉(S1和S2)在一定程度上提高了土壤含水率、电导率和铵态氮含量;咸水灌溉(S3)显著增加了土壤水分和盐分,并降低了土壤硝态氮含量;灌溉水矿化度的增加会减弱土壤呼吸速率。土壤的水分和温度与呼吸速率的相关性,随灌溉水矿化度的增加而呈减弱趋势。通过运用二次函数式来表示0～10 cm的土层温度对土壤呼吸速率的响应(R^...     

露天煤矿复垦区土壤有机碳含量变化归因解析

土壤有机碳(SOC)是评价土壤质量变化的关键指标,辨析煤矿复垦区SOC演变过程、影响因素及驱动机制,对指导矿区复垦工作开展具有重要意义。文中以山西平朔露天煤矿复垦平盘土壤为研究对象,以空间序列替代时间序列,定量解析复垦SOC及剖面分布对复垦年限和复垦方式的响应。结果显示：复垦平盘SOC含量在0.82～16.11g·kg^-1之间,均值为3.53 g·kg^-1,变异系数为77.55%,其含量及变异性随土层深度增加而减小。随着复垦年限增加,SOC含量增加,不同复垦方式下SOC含量的分布特征依次为林地(5.31g·kg^-1)>耕地(2.98g·kg^-1)>未利用地(2.29g·kg^-1),而且林地SOC剖面分布差异最大,耕地SOC含量主要受复垦年限影响。变差分解显示,复垦年限、土层深度和土地利用方式分别可解释SOC含量变化的15.0%、10.3%和2.4%,复垦年限与土地利用方式共同解释11.2%的变化。复垦年限和复垦方式对20cm以下SOC的影响减弱,但复垦年限延长则增强...     

盐碱胁迫下藜麦种质幼苗生理特性及耐盐碱性评价

以藜麦为研究对象,使用盆栽育苗法,设置0(CK)、150、300 mmol·L^-1 3个混合盐碱(NaCl∶NaHCO₃=1∶1)浓度处理,通过测定幼苗鲜质量、干质量及叶片叶绿素、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、抗氧化酶活性等生长及生理指标,研究盐碱胁迫对10份藜麦(Q1～Q10)种质幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随盐碱胁迫程度加剧,幼苗的株高、根长较对照有少量增高,Q1的150 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1处理较CK增高3 cm,而鲜质量相较CK有明显的下降趋势,在300 mmol·L^-1至150 mmol·L^-1减少0.19 g;叶片叶绿素含量中的Q6由CK的2.7 mg·g^-1在150 mmol·L^-1时上升至4 mg·g^-1,在300 mmol·L^-1时下降至2 mg·g^-1;Q1的可溶性糖由CK的30.8 mg·g     

基于Hydrus-1D模型的灌区农田土壤水分渗漏和硝态氮淋失特征研究

为定量分析农田土壤水分渗漏和硝态氮淋失特征，基于3年冬小麦-夏玉米轮作水氮试验，采用Hydrus-1D模型对泾惠渠灌区农田土壤水氮运移转化过程进行动态模拟。结果表明：Hydrus-1D模型可以准确模拟不同深度土壤水分和硝态氮的运移过程，根系层下(200 cm)土壤水分渗漏量主要受灌水量影响，冬小麦全生育期根系层下土壤水分渗漏量大于夏玉米全生育期，两者渗漏量分别为15.34～25.38 cm和6.98～9.82 cm。夏玉米和冬小麦全生育期根系层下土壤水分渗漏强度分别为0.06～0.08 cm·d^-1和0.06～0.10 cm·d^-1,冬小麦越冬期灌溉处理的全生育期根系层下土壤水分渗漏量受越冬期灌水量影响明显。夏玉米和冬小麦生育期内根系层下硝态氮淋失通量范围分别为0.003～0.016 mg·cm^-3·d^-1和0.001～0.032 mg·cm^-3·d^-1。硝态氮淋失与灌水量、降雨量及土壤剖面硝态氮含量呈正相关关系，并且对降雨和灌溉的响应具有滞后性，约在灌水...     

县域耕地土壤养分时空变异特征研究

土壤养分空间变异研究是精准农业实施的前提,对提高粮食作物单位面积产量和保护农业生态环境具有重要作用。为掌握陕西渭北旱塬区土壤养分时空变异规律,综合空间自相关和重心模型,分析1980—2007年、2007—2017年白水县耕地土壤有机质(SOM)、速效磷(AP)和速效钾(AK)的时空变异特征。结果表明：(1)研究区土壤SOM的平均含量分别增加了1.29、3.22 g·kg^-1,AP的平均含量分别增加了6.89、24.45 mg·kg^-1,仅有AK的平均含量呈现出先减少后增加的趋势。(2)三期耕地土壤养分的变异系数范围为30.2%～90.8%,属于中等变异。1980—2017年,耕地土壤SOM、AP和AK的全局Moran’s I指数均降低,空间结构性减弱,随机因素作用增强。(3)土壤SOM、AP和AK含量均有不同程度的增加,土壤SOM含量总体呈北低南高分布,土壤AP、AK含量分布情况较为一致,呈东高西低。(4)土壤SOM含量重心在东南方向发生偏移,AP、AK含量重心在东北方向发生偏移。土壤养分标准差椭圆空间分布格局同研究区分布方向一致,转角呈现“...     

黄土丘陵区春小麦水分调控下植物—土壤碳氮磷化学计量学及其稳态性特征

为探究黄土丘陵区农田生态系统土壤养分限制及其循环规律,明确水分调控下春小麦叶片及根的内稳态特征,以5个灌水量处理(W₀、W₅₀、W₁₀₀、W₁₅₀、W₂₀₀)下春小麦成熟期叶片、根和0～40 cm土层土壤为研究对象,测定不同灌水处理下春小麦植株叶片、根、土壤有机碳（OC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及其化学计量比,揭示春小麦叶片和根随土壤养分变化的稳态性特征。结果表明:不同灌水处理下春小麦土壤OC、TN含量均具有表聚性特征,且在0～40 cm土层含量均随灌水量增加呈现出先增加后降低的趋势,表现出W₁₅₀灌水量处理最高(1.757 g·kg^-1、0.165 g·kg^-1),而土壤TP在不同土层及灌水处理下较为稳定,适当灌水(W₁₅₀)有助于提高作物根系OC含量,过度灌水(W₂₀₀)会降低其含量;春小麦土壤、根、叶片化学计量比均值表现为:C∶N（9.56、12.92、1...     

河套灌区地下水埋深与土壤盐分对增强型植被指数的联合影响

为研究干旱半干旱地区地下水埋深与土壤盐分对作物生长的联合影响，以河套灌区解放闸灌域主要种植作物(小麦、玉米、葵花)为研究对象，利用遥感影像提取增强型植被指数，野外试验获取0～20、0～40 cm土层土壤含盐量及地下水埋深数据，构建双因素坐标系确定地下水埋深和土壤含盐量对植被指数的联合响应，统计得出适宜作物生长的土壤含盐量及地下水埋深范围，研究结果表明：(1)5—6月小麦生长地下水埋深最适宜的范围分别为0.99～2.01、1.03～1.54 m,其对应的土壤含盐量分别为1.00～1.30、1.53～2.02 g·kg^-1;(2)6—8月玉米生长地下水埋深最适宜的范围分别为1.56～1.80、1.82～2.00、1.43～2.31 m;其对应的土壤含盐量分别为1.24～1.68、1.25～1.55、0.98～1.40 g·kg^-1;(3)7—8月葵花生长地下水埋深最适宜的范围分别为0.75～1.70、1.20～1.61 m,其对应的土壤含盐量分别为1.46～1.70、5.55～5.84 g·kg^-1。     

宁夏红寺堡扬黄灌区土壤盐渍化特征

为探究影响红寺堡扬黄灌区土壤盐渍化的主要影响因素，采用相关性分析法和主成分分析法对0～100 cm土壤剖面盐渍化特征进行研究，结果表明：(1)研究区土壤整体为强碱性土，下层20～100 cm土壤pH值显著高于上层0～20 cm土壤p H值(P<0.05)，并随着土壤深度的增加而增加，土壤全盐含量同样随土壤深度的增加而增加，呈底层高表层低的底聚型剖面特征，各层土壤全盐含量差异性不显著(P<0.05)，各层土壤pH值均属于弱变异性，在空间上分布较为均匀，土壤全盐在上层0～20 cm深度属于中等变异性，在下层20～100 cm深度属于强变异性，空间分布上随着深度的变化出现差异。(2)研究区内主要阳离子为Na⁺+K⁺，各阳离子间含量差异性显著(P<0.05)，阴离子主要为SO₄^2-，相较于其他阴离子含量差异性显著(P<0.05)，各离子含量SO₄^2->Na⁺+K⁺> Ca^2+...     

河西走廊中段荒漠植被组成及土壤养分空间分布特征

荒漠植被是河西走廊绿洲生态安全防护的重要屏障,研究荒漠植被组成及土壤养分分布特征对于荒漠—绿洲过渡带荒漠植被建设及管理有重要意义。本研究基于大量野外调查,并使用传统统计学与地统计学方法,研究了河西走廊中段及巴丹吉林沙漠南缘荒漠植被组成及土壤养分特征,并解析了其与环境因子的相关关系。结果表明：河西走廊中段及巴丹吉林沙漠西南缘荒漠区植物组成单一,多样性较低,且植物种类集中在少数科中,出现频度高的植物均为红砂(Reaumuria songarica)和白刺(Nitraria tangutorum)等典型荒漠植物。草本植物分布与年均降水量有较强相关性,研究区最南端的山丹县草本生物量达到108.01 g·m^-2,在一定年降水量区间,灌木生物量随降水增加而增加,最高值出现在靠近祁连山北坡的肃州区,为134.03 g·m^-2;降水量的增加,会显著促进草本植物的生长。研究区表层土壤有机碳、总氮、总磷含量最高,其平均值分别为2.12 g·kg^-1、0.25 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1,...     

河套灌区不同配置农田防护林对田间土壤水分和养分储量的影响

农田防护林作为提高生态环境效益的有效农业管理方式，对改善土壤理化性质、改善生态环境，提高作物产量具有重要意义。在河套灌区选择三种典型农田防护林(4行林带、5行林带和8行林带)测量了2019—2021年生长季农田内距防护林0.3 H、0.7 H、1 H、2 H、3 H和4 H处0～100 cm的土壤性质和防护林与农田的植被属性，测算了土壤水分储量(SMS)和土壤养分储量[碳储量(SCS)、氮储量(SNS)和磷储量(SPS)]。结果表明：(1)不同防护林系统水平方向上的土壤容重和土壤黏粒含量差异显著，在垂直方向上土壤属性均有显著差异。(2)防护林具有较好的保水性和养分供应功能，其中4行林带的土壤水分储量和养分储量高于其他林带，分别为SMS 237.44 mm、SCS 544.93 g·m^-2、SNS 953.72 g·m^-2和SPS 859.04 g·m^-2。(3)4行林带的整体长势比较好，其平均树高为30.06 m，胸径为0.41 m，且4行防护林的作物产量最高，为15.75 t·hm^-2。(4)冗余...     

库布齐沙漠东部植被恢复对土壤生态化学计量的影响

为阐明植被恢复对风沙土生态化学计量特征的影响，以库布齐沙漠东段流动沙地、半固定沙地、油蒿固定沙地和沙柳固定沙地为研究对象，分析植被生物量和不同深度土层（0～60 cm）土壤C、N、P化学计量特征时空变化及其相关性。结果表明：（1）土壤C、N含量随植被恢复明显增加，而土壤P含量增幅较小，均在沙柳固定沙地达到最大值(5.86 g·kg^-1、0.41 g·kg^-1、1.74 g·kg^-1)，各阶段土壤C、N、P含量均随土层加深逐渐降低，土壤P含量在各土层间差异较小。（2）不同阶段或土层间土壤化学计量比差异显著，随植被恢复土壤C:N先减小后增大，而C:P和N:P均逐渐增大，土壤C:P和N:P均随土层加深逐渐减小，而C:N则无明显变化规律。（3）土壤C、N、P两两间呈极显著正相关，均与地上和凋落物生物量呈显著正相关，土壤C:N与C:P、N:P均无显著相关关系，而土壤C:P与N:P呈显著正相关，且土壤C:P和N:P均与地上、地下和凋落物生物量呈显著正相关。综上所述，人工建植促进植被恢复可显著影响土壤C、N、P含量及化学计量特征，进而...     

长期施用有机肥对松嫩平原西部盐碱土壤肥力和玉米产量的影响

依据施用有机肥（腐熟牛粪）年限的不同,共设置4个不同处理,分别为：施用有机肥13 a（13A）、19 a（19A）和24 a（24A）,以未施用有机肥的盐碱土作为对照（CK）,采集各处理0～20 cm和20～40 cm的土壤样品,测定土壤养分、物理性状和盐碱性质,旨在探明长期施用有机肥措施下苏打盐碱土壤的肥力状况及其促进玉米产量提升的机制。结果表明：与CK相比,施用有机肥显著提高了0～20、20～40 cm土层的土壤有机质、全氮、速效养分含量和土壤田间持水量（P<0.05）,显著降低了土壤容重和土壤密度（P<0.05）,显著增加了0～20 cm土层的土壤孔隙度（P<0.05）。0～20 cm土层中,土壤有机质、全氮以19A处理最高,分别达39.31 g·kg^-1和1.30 g·kg^-1;土壤碱解氮、速效磷、速效钾均以24A含量最高,较CK分别提高了89.31%、81.07%和107.64%,土壤孔隙度以24A含量最高,较CK提高了54.56%,各处理土壤容重和土壤密度平均较CK下降率达31.91%和6.29%,处理间不显著。...     

博尔塔拉河下游河岸带土壤养分特征及其相关性分析

对博尔塔拉河下游河岸带土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾、pH进行了分析。结果表明：① 土壤有机质在表层和80 cm土层属于强变异;20 cm、40 cm和60 cm土层属于中等变异。② 有机质含量为0.03%～4.19%,差值较大;不同深度土壤有机质含量从表层到深层逐渐减少,递减规律显著;5层（0~10 cm、20 cm、40 cm、60 cm和80 cm）土壤之间有机质含量垂直方向的相关性特征显示,60 cm深度与其他层次土壤有机质含量呈弱正和弱负相关,0 cm与80 cm、20 cm与40 cm之间的相关性极显著。③ 土壤有机质含量与pH、速效钾含量呈负相关,与速效磷含量呈正相关,与全氮呈极显著正相关（[WTBX]R[WTBZ]=0.934）。④ 通过对土壤样品养分含量分级显示,土壤有机质含量和速效磷含量平均值分别为0.44%和1.99 mg•kg^-1,均属于极缺乏型;全氮含量和速效钾含量平均为0.07%和39.78 mg•kg^-1,属于很缺乏型;pH平均为7.47,属于中性。     

娃娃菜不同轮作模式下根际土壤微生物群落多样性特征

为探明不同作物与娃娃菜轮作后的效果，在宁夏南部山区进行定位试验，采用高通量测序技术，结合土壤理化性质及酶活性，比较分析了娃娃菜-西兰花(CMB)、娃娃菜-大葱(CMG)、娃娃菜-洋葱(CMO)、娃娃菜-土豆(CMP)和以娃娃菜连作(CCC)为对照的5个处理的微生物多样性，旨在筛选出适宜与娃娃菜轮作的作物，为从栽培模式选择角度缓解或避免娃娃菜连作障碍提供理论依据。试验结果表明：与连作相比，轮作马铃薯土壤硝态氮含量最高为12.8 mg·kg^-1,轮作大葱土壤速效磷含量最高为75.74 mg·kg^-1,但不同轮作模式下速效钾和有机质含量有所下降。轮作马铃薯土壤的碱性磷酸酶、蔗糖酶与轮作洋葱土壤的过氧化氢酶、脲酶显著低于娃娃菜连作和轮作其他作物。细菌丰度在属水平上的结果表明轮作导致大部分有益细菌属丰度升高，如贪铜菌属(Cupriavidus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、柄杆菌属(Caulobacter)等，有害菌及其他部分未分类功能作用菌属丰度降低，如伯克氏菌(Burkholderiaceae)、黄杆菌属(Flavobacterium...     

长期氮磷配施对褐土细菌多样性及土壤酶活性的影响

为探明不同氮磷化肥配施对土壤细菌群落结构和酶活性的影响,以山西寿阳褐土长期施肥定位试验为依托,选择5个施肥处理：CK（不施肥）、N₁P₁(N:60 kg·hm^-2;P:37.5 kg·hm^-2)、N₂P₂(N:120 kg·hm^-2;P:75 kg·hm^-2)、N₃P₃(N:180 kg·hm^-2;P:112.5 kg·hm^-2)和N₄P₄(N:240 kg·hm^-2;P:150.0 kg·hm^-2),采集玉米收获后耕层（0～20 cm）土样,通过Illumina HiSeq高通量测序技术,对土壤细菌16S rRNA的V3-V4区进行测序;采用比色法测定土壤蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶活性,分析细菌群落结构与土壤酶活性之间的相关性。结果表明,4...     

宁夏引黄灌区盐化土壤微生物区系及其指示意义

为了有效防治土壤盐渍化的进一步发展,采用平板稀释法和常规土壤化学性质测定方法,对宁夏惠农不同程度盐渍化土壤微生物区系及其动态变化,土壤化学性质、养分含量及其与土壤微生物的相关关系进行了研究。结果表明：在盐渍化土壤区域,随着盐渍化程度的增加,土壤pH和碱化度以轻度盐渍化土壤最高,且20～40 cm土层高于0～20 cm。不同程度盐渍化土壤养分含量、细菌、真菌和放线菌数量均表现为随着盐渍化程度的加重,而呈现逐渐降低的趋势,即轻度＞中度＞重度,且0～20 cm土层显著高于20～40 cm。细菌、真菌和放线菌数量在不同采样时间上表现为6月＞8月＞9月。土壤微生物区系与土壤养分含量之间相关关系明显,细菌、真菌、放线菌数量除与土壤全钾含量之间没有达到显著水平外,与土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量之间均达到显著或极显著正相关关系（P<0.05或P<0.01）。因此,土壤微生物区系可以作为评价盐化土壤质量恢复及演变过程的生物指标。     

水分胁迫下水肥耦合对矮砧富士幼树生长及保护酶活性的影响

为了探究滴灌条件下20%θ_f、40%θ_f水分胁迫与N、P、K营养元素耦合对矮砧富士幼树生长生理的影响及各种保护酶活性的抗旱响应,于2019—2020年以3 a矮砧富士幼树为试材,采用"3414"不完全正交设计方案开展盆栽试验,对处理后的矮砧富士幼树形态指标、渗透调节物质、保护酶活性及丙二醛（MDA）含量等变化进行分析。结果发现:在轻度（40%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1时,矮砧富士幼树的新梢生长量降幅最小,为9.95%;施用P 70 mg·kg^-1时叶面积降幅最小;施用K 250 mg·kg^-1相对叶绿素含量不降反增,升高了41.8%;MDA含量在施用P 35 mg·kg^-1时降幅最小,为45.76%;相对电导率在施用P 70 mg·kg^-1时降幅最小,为15.66%。在重度（20%θ_f）水分胁迫下施用N 150 mg·kg^-1新梢生长量降幅最小,为1...     

陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应

为了探讨陕北中部黄土区不同种植年限水稻田有机碳矿化对温度的响应,以陕北南泥湾水稻种植基地不同种植年限(3、30、78 a)的稻田土壤为研究对象,基于室内35 d培养试验与矿化动态模型研究方法,解析温度对土壤有机碳矿化的影响。结果表明：土壤有机碳累积矿化量和矿化速率均表现为78 a水稻田>30 a水稻田>3 a水稻田>玉米田。土壤累积矿化量、矿化速率、潜在可矿化有机碳含量(C₀)和潜在可矿化有机碳占总有机碳的比值(C₀/SOC)均表现为30℃处理>20℃处理>10℃处理。水稻田矿化累积量均表现为10℃处理(2 015.14 mg·kg^-1)显著低于20℃(2 799.20 mg·kg^-1)和30℃处理(3 078.47 mg·kg^-1)(P<0.05),但20℃与30℃处理之间无显著差异。玉米田累积矿化量在不同培养温度间没有达到显著差异水平。0～20 cm土层累积矿化量是20～40 cm土层的1.18倍。供试土壤在温度从10℃升高到20℃时的温...