黄土高原沟壑区水土保持治理措施的土壤质量综合评价

以坡耕地为对照,基于主成分分析法综合评价了8种典型的水土保持治理措施(撂荒草地、人工草地、经济林和生态林地、农耕梯田、经济林梯田、撂荒梯田、淤地坝地)土壤质量,结果表明:与坡耕地相比,实施水土保持治理后土壤有机质和全氮分别增加了1.2%~20.7%和1.2%~9.3%;碱解氮除农耕梯田减少6.6%外,其他措施增加0.2%~54.2%;经济林梯田、经济林和生态林土壤速效磷含量增加显著,其他措施减少了9.2%~67.1%;土壤速效钾变化差异显著。除撂荒梯田和淤地坝地土壤各酶的活性减少了6.3%~49.5%和1.2%~15.6%,其他措施均增加。土壤质量以经济林梯田、生态林地和人工草地最好;经济林地和撂荒草地良好;农耕梯田和撂荒梯田较差;坡耕地和淤地坝地最差。     

吉林省低山丘陵区水土保持措施对土壤颗粒组成和速效养分影响分析

通过对吉林省低山丘陵区吉兴小流域不同水土保持措施0～20 cm和20～40 cm土壤机械组成和速效养分的测定,研究了通过对吉林省低山丘陵区水土保持措施对土壤颗粒组成和速效养分的影响.结果表明:目前水土保持措施下,生态修复措施是短时期内吉林省东部低山丘陵区进行土壤肥力恢复较好的措施.各措施粘粒含量均低于裸地;0～20 cm土壤粘粒含量普遍低于20～40 cm土壤粘粒含量,20～40 cm土壤砂粒含量低于0～20 cm土壤砂粒含量.各措施0～20 cm土层的速效养分含量总体上高于20～40 cm土层.水土保持措施对土壤氮素养分的修复效果要好于P、K.速效P与20～40 cm的粘粒含量呈极显著负相关,其他均无显著相关性.为遏制黑土区土壤退化的趋势和保障生态安全,应结合当前国家需求,在进行水土流失综合治理的同时积极利用当地丰富的秸秆等资源进行土壤培肥.     

种间距离对玉米-大豆带状套作土壤理化性状及根系空间分布的影响

【目的】探究玉米-大豆套作种间距离对土壤环境及根系空间分布的影响,以期为作物根系调控养分高效吸收提供理论依据。【方法】采用单因素随机区组试验设计,设置5种根系互作方式,其中玉米-大豆套作种间距分别为30 cm（MS30）、45 cm（MS45）、60 cm（MS60）,单作玉米行间距100 cm（MM100）,单作大豆行间距100 cm（SS100）,研究玉米-大豆套作下土壤理化性状及根系空间分布的变化规律。【结果】玉米蜡熟期（R4）至成熟期（R6）、大豆始粒期（R5）至成熟期（R8）,套作处理日平均土壤氧气含量、土壤呼吸速率随种间距离增加呈先增后减趋势;其中玉米土壤氧气含量MS45处理最高,MS30处理最低,而套作后的土壤呼吸速率均显著低于单作;大豆土壤呼吸速率以MS45处理最高,较SS100处理高130.00%,而套作后的土壤氧气含量均低于单作。与单作相比,套作玉米土壤中>5 mm水稳性团聚体含量、套作大豆土壤中5—2 mm水稳性团聚体含量、土壤NO- 3-N显著增加,其中均以MS45处理最高,较单作分别显著增加19.26%、4.49%、18.07%。共生期间,与单作相比,套作各处理玉米、大豆根系空间分布呈非对称性,套作玉米根系横向能延伸到大豆行的空间下方,纵向能下扎生长更深,套作大豆根系明显偏向大豆带生长,套作玉米和大豆根长、根表面积、根体积、根干重低于单作;玉米收获后,套作大豆根系恢复生长,在水平和垂直方向上进一步延伸,其中MS45处理的根体积高于单作。通过PCA分析,土壤养分含量和水稳性团聚体指标与根系形态参数呈正相关关系【结论】玉米-大豆带状套作合理的种间距离会促进土壤大团聚体的形成,增加土壤氧气含量,改善土壤通气环境及土壤养分状况,优化作物根系空间分布,促进根系生长发育。     

黄土丘陵沟壑区梯田地埂土壤崩解特性试验研究

通过静水崩解试验研究梯田地埂植物篱的抗蚀性,分析地埂植物篱不同深度土壤的崩解量与根系状况,研究不同梯田地埂植物篱的抗侵蚀效果。结果表明:地埂植物篱可明显降低土壤崩解量,提高地埂抗蚀性;在无根系影响的对照光埂上,随着土层深度的增加,土壤容重随之增大,崩解量随之减小;在根系及密度的双重影响下,根系对崩解量的影响较大,崩解量随着有效根系数量的增多而减小,抗蚀性增强。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异,探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响,为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象,采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系,比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异,并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层,灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层,随着土层深度增加,灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势,而全磷含量变化不明显;在同一土层,灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置,植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看,灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%,90.79%,92.91%,说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中,灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明,灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量,0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长,提高土壤水分和养分含量,有利于退化草地的恢复。     

川西北4种灌丛根系分布特征及对土壤养分的影响

以川西北4种灌丛为研究对象,为明确4种灌丛根系分布特征及对土壤养分的影响,通过野外调查和室内试验相结合的研究方法,分析了川西北4种灌丛(马桑、三颗针、峨眉蔷薇、野花椒)根系分布特征,生物量与土壤养分之间差异性和相互关系。结果表明,4种不同灌丛根系平均生物量的大小顺序依次为:马桑三颗针野花椒峨眉蔷薇,分别为433.3、348.4、416.3、458.3 g,马桑和三颗针明显高于野花椒和峨眉蔷薇。4种灌丛根系生物量的分布特征均是随着土层的加深,根系生物量迅速降低,其中0~20 cm土壤层是4种灌丛根系的集中分布层,4种灌丝根系的生物量占总生物量的比例分别达到59.10%、44.40%、47.61%、44.92%。灌丛根系的主根长基本表现为马桑三颗针峨眉蔷薇野花椒,其中,不同灌丛根长差异显著,灌丛根系的数量、根表面积、根体积的变化趋势与主根长的变化表现出相同的规律,并且根长、根系数量、根表面积的差异显著,4种灌丛根系水平分布差异不显著,不同灌丛的根系垂直分布差异显著。不同灌丛植株碳、氮、钾含量基本表现为马桑三颗针峨眉蔷薇野花椒,不同灌丛植株磷含量差异不显著,除了全磷以外,不同灌丛土壤养分大小依次表现为马桑三颗针野花椒峨眉蔷薇。相关性分析表明,植株碳、氮、磷、钾元素含量与土壤碳、氮、磷、钾元素含量呈显著的相关性,土壤有机碳、全氮含量均与灌丛根系指标有显著的相关性,表明灌丛根系具有保留土壤养分的能力。     

金沙江干热河谷坡改梯对水土保持的影响

【目的】以金沙江下游干热河谷实验区不同修筑年限、种植不同作物的梯田与坡耕地为研究对象,探讨坡改梯的水土保持效益,筛选和提炼金沙江下游干热河谷梯田农业生态利用模式。【方法】分析新修梯田、老梯田和坡耕地的土壤基本物理性质、团聚体分布特征及土壤养分元素等指标,结合微型径流小区观测。【结果】坡耕地改为梯田之后,尽管梯田减流与减沙效果明显,可达30%以上,但因人为扰动以及梯田修筑过程技术不规范等,导致新修梯田土壤的基本物理性质和主要养分含量与坡耕地土壤无显著差异,甚至个别指标有所下降。而较于新修梯田和坡耕地,10年以上老梯田土壤容重显著下降,土壤有机质、全氮、全磷以及水解氮等含量显著上升,土壤结构体数量增加。【结论】坡改梯在长期实行后,其在固土保水、提高土壤质量等效益会十分显著。     

叶面硼肥对苦荞生长及产量的影响

为了明确硼肥对苦荞根系、植株生长及产量的影响,以低产苦荞品种‘六苦2081’为试验材料,采用叶面喷施的方法研究了硼肥对苦荞根际土壤营养、根系形态、地上部生长及产量的影响,同时对苦荞地上部、地下部的相关性进行了分析。结果表明:硼肥的施用能显著降低根际土壤中铵态氮和有机质的含量,显著增加速效磷、速效钾的含量以及根系总长度、根系表面积、体积和根系的平均直径。硼肥的施用能显著增加苦荞的产量,当硼肥质量浓度为24mg·L-1时,苦荞产量达最大,接近对照的2倍。相关性研究表明,‘苦荞2081’的根系长度与表面积和体积呈极显著的正相关关系,根系表面积和体积呈极显著的正相关关系,主茎节数和主茎分枝数间呈极显著的正相关关系。     

坝上高原防护林网内不同土地利用对土壤养分的影响——以沽源县黄盖淖镇为例

选择河北省沽源县黄盖淖镇农田、草场防护林网,在林网格内选取不同典型的土地利用/覆被类型地块,其中包括自然草地、林地、退耕还草地、旱耕地等地块.分别采集土壤样品化验,分析土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量,揭示不同土地利用对土壤养分的影响.结果表明,莜麦耕地土壤养分含量比小麦、胡麻耕地高,撂荒杂类草地土壤养分含量比耕地高;退耕还林地土壤养分含量低于还草地,覆沙地段严禁造林;轻中度退化牧草地土壤养分含量相对较高;乔木防护林地有效减少土壤风蚀的距离不超过树高的20倍;退耕还草地土壤养分含量较高.同时,提出防护林网内土地科学、合理利用及防护林建设的若干建议.     

草场管理措施对藏北高寒草地土壤养分的影响

试验研究了藏北高寒牧区不同草场管理措施对高寒草地土壤养分的影响。结果表明,轮牧和禁牧均能有效地提高草场土壤有机质和全氮含量,围水肥(围栏、浇水和施肥)管理的土壤有机质含量相较围水(围栏和浇水)管理措施并没有显著提高,说明水分是藏北典型高寒草地生产力的主要限制因子;围水和围水肥管理措施能显著地提高0~10 cm土层土壤全氮含量;不同管理措施在土壤速效养分含量变化上差异不显著,高寒草原土壤养分的矿化过程还需进一步研究。     

自然降雨条件下不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的影响

吉林省是坡耕地较多的省份之一,坡耕地土壤侵蚀是东北主要面临的持续性自然灾害,是人们关注的生态环境问题。在自然降雨条件下,采用收集径流的方式得到产沙量与径流量,探讨不同水土保持措施对坡耕地土壤侵蚀的防治效应。结果表明：地埂植物带、土坎水平梯田与顺坡垄作的土壤侵蚀量表现为顺坡垄作>地埂植物带>土坎水平梯田;在5°和10°坡度下采用地埂植物带措施对土壤侵蚀治理效果明显;坡度为10°的土坎水平梯田的年径流量为7.83 mm,保土率为98.09%;2种措施与顺坡垄作相比,地埂植物带与土坎水平梯田的产沙量和降雨侵蚀力均达到极显著相关。可见,说明地埂植物带与土坎水平梯田措施有良好的保土、保水效应。地埂植物带和土坎水平梯田措施可显著降低土壤侵蚀量,有效地拦截地表径流,减慢径流流速和拦蓄水流,因而减少径流量。     

垄膜集雨对陇东旱塬苹果根系分布及土壤性状的影响

为探明黄土高原旱塬区垄膜集雨措施对苹果根系及土壤性状的影响,以9 a生苹果树为试材,结合田间调查和室内测量的方法,研究垄膜集雨保墒条件下果树根系分布及土壤性质的变化特点。结果表明,垄膜和清耕处理苹果根系水平分布特征相似,垂直分布有明显差异。清耕条件下,富士苹果根系主要分布在距离主干30~150 cm内的20~80 cm深土层中,以40~60 cm土层分布最多;而垄膜集雨处理根系主要集中在 0~20 cm 土层中,占根系总量的48.18%,随着土壤深度的增加,根系生物量减少,表现出根系上浮现象;垄膜和清耕处理土壤体积质量与总根长、根系生物量、根系表面积、根长密度均呈极显著负相关,而土壤含水量与根系各指标呈极显著正相关;垄膜处理下,0~40 cm土壤体积质量明显降低,而土壤含水量显著提高。     

黄土丘陵区林草景观界面土壤养分分布特征和空间变异性研究

通过对泾河流域林草景观界面的土壤养分测定,分析比较界面中养分的分布特征及空间变异性。结果表明:该流域内的土壤养分分布不平衡,除钾素含量(22.977～25.183 g.k-g1)富足外,其他养分含量都很低;林地内养分含量高于草地(有机质含量高16.310%;水解氮含量高19.570%),在界面上养分变化较大,林内和草地内养分变化较小;界面上养分时空差异不明显,而层次之间差异显著。无论是林地还是草地,土壤各养分的变化是确定性变异和随机性变异共同作用的结果,且确定性的变化规律往往控制一定范围内土壤养分的变化和分布。     

基于Le Bissonnais法的石漠化区桑树地埂土壤团聚体稳定性研究

石漠化区独特的水土流失作用使该区土壤严重退化,地埂植物作为一种独特的农林复合模式对石漠化区土地质量改善和坡耕地土壤生态修复作用明显,能有效保证坡耕地的生态条件和生产性能。选取石漠化区3种不同管理方式的桑树地埂为研究对象,采用传统湿筛(Cаввинов法)和Le Bissonnais法测定土壤团聚体分布与稳定性特征。结果表明:基于Cаввинов法测定的土壤团聚体稳定性以天然林最好,桑埂自然生草地和清草地相对居中,桑埂农地最差;3种管理方式的桑树地埂土壤团聚体稳定性指数(ASI)随地埂距离均表现为ASI_90cm > ASI_60cm > ASI_30cm,主要原因在于桑树地埂对坡耕地土壤团聚体影响的作用范围主要集中在距株30 cm以内,而在地埂30 cm以外田面农耕活动对土壤团聚体结构影响较大,而受桑树地埂影响作用较小。基于Le Bissonnais法快速湿润(FW)处理后土壤团聚体集中分布在0.5-0.25 mm之间,慢速湿润(SW)和湿润振荡(WS)处理后团聚体主要分布在5-1 mm之间。Le Bissonnais法处理后土壤团聚体稳定性表现趋势与Cаввинов法一致,3种处理后的团聚体分形维数D、MWD和GMD均表现为FW < SW < WS。Le Bissonnais法FW和SW处理后团聚体稳定性指标与Cаввинов法达到极显著相关,说明Le Bissonnais法测定石漠化区土壤团聚体稳定性是可行的;石漠化区土壤团聚体稳定性与有机质和粘粒含量呈显著正相关(0.586 ≤ R ≤ 0.864),这说明石漠化区土壤团聚体稳定性是以上两种土壤胶结物质的黏聚作用形成的,且两种土壤胶结物质对土壤消散作用和粘粒膨胀作用引起的团聚体破坏抵抗性强烈,而对低强度机械干扰引起的团聚体破碎没有明显抵抗性,研究结果对石漠化区坡耕地土壤保持具有重要指导意义。     

昭苏马场不同草地类型土壤养分特征研究

分别对昭苏马场的不同草地类型做了土壤养分测定,结果表明:亚高山草甸的土壤有机质含量最高,冲积平原草甸的土壤有机质含量最低;土壤全氮含量表现为中山山地草甸最高,低山丘陵草原最低;而土壤全钾含量正好相反,低山丘陵草原的土壤全钾含量最高,中山山地草甸最低.亚高山草甸草地土壤全磷、速效氮的含量较丰富,其他各草地类型间土壤全磷分布较均匀;山前冲积平原草甸的土壤速效氮含量最低,各草地类型之间土壤速效磷的含量变化也不大,而且速效磷在各层中分布的比较均匀.中山山地草甸的土壤速效钾含量最高,亚高山草甸的最低.各草地类型土壤养分随土层深度增加,有逐渐下降的趋势.土壤有机质、全磷、速效氮含量差异均不显著(P>0.05),土壤全钾和0～10 cm速效钾含量差异极显著(P<0.01).     

施用咖啡果皮对咖啡幼苗生长及土壤理化性状的影响

通过盆栽试验研究施用不同量的咖啡果皮对咖啡幼苗生长及土壤理化性状的影响。结果表明:施用5%(果皮与土壤质量比)以上咖啡果皮的咖啡幼苗地上部、根系干重,总根长,根系直径及根系总体积显著低于对照处理;随咖啡果皮施用量的增加,咖啡幼苗长势显著变差;施用5%以上的咖啡果皮可显著增加土壤碱解氮、速效磷、速效钾养分含量和土壤脲酶、酸性磷酸酶活性,但土壤p H显著下降。综上所述,施用5%以上直接堆沤腐熟的咖啡果皮会抑制咖啡幼苗生长,降低土壤p H,但可显著提高土壤养分含量和土壤脲酶、酸性磷酸酶活性,增加土壤养分有效性。     

土壤机械阻力对草地早熟禾根系生长的影响

该文研究了不同沙土配比根系层在干湿状态下土壤机械阻力的变化规律,以及对草地早熟禾根系生长的影响。试验将沙土配比设为11个处理,即m(沙)∶m(沙＋土)从0～100%,每10%为1个梯度。结果表明:处于湿润状态下的土壤机械阻力低于干燥状态下的,随含沙量的增加,两种状态下土壤机械阻力均呈现中间高两边低的变化趋势,在含沙量为50%～60%（即沙粒含量70%～80%）时,土壤机械阻力达到最大值;随含沙量增加,根系生物量及根冠比先降后升,根系总长度、根系表面积及根尖数与沙粒含量均呈显著的指数函数关系,表明含沙量增大到一定程度时,对于根系分蘖、增加根系总量具有促进作用;根系平均直径随沙粒含量增加,呈现先增加后降低趋势,在含沙量为40%～50% (即沙粒含量60%～70%)达到最大值,与土壤机械阻力呈线性正相关。      

深翻对耕层土壤物理特性及超高产春玉米根系垂直分布的影响

针对内蒙古自治区由于长期使用小动力农机整地,造成的耕层浅、犁底层坚硬,限制了根系下扎及其对土壤深层水分和养分吸收困难等问题,试验采取条浅旋和深翻打破底层,研究浅旋和深翻对耕层土壤物理特性及超高产春玉米根系垂直分布的影响,为自治区玉米生产实践中采取浅旋和深翻措施,提高土壤质量提供理论依据。试验结果表明:深翻措施能降低土壤容重和紧实度,增加气相和液相的比例,改善土壤物理性质,并能优化根系的垂直分布,使根系下扎,增加30~60cm土层根系的根干重、根长、根表面积和根体积。     

华北石质山地麻栎和刺槐混交林浅层细根特征

根系生长是树种特性与土壤环境因子共同作用的结果,根系研究可为困难立地树种适应性评估提供科学依据。以山东省药乡林场麻栎和刺槐混交林为对象,研究了2种树种在石质山地浅层细根的生物量、细根形态及其与土壤养分的相关性,以期揭示华北石质山地2种树种细根生长特征及其环境适宜性。结果表明:1)在根径0~0.5cm范围内,麻栎的根系生物量显著高于刺槐。麻栎根系生物量与土壤有机质含量呈显著正相关(r=0.914);2)在根径0~0.5cm范围内,刺槐的根系数量显著高于麻栎,而根长、根表面积显著小于麻栎。刺槐根表面积与有机质呈显著负相关(r=-0.809);3)刺槐非根际土壤全N含量、有机质含量显著麻栎。相关性分析表明,刺槐根系生物量、根系形态与土壤养分相关关系不显著,说明土壤养分并不是刺槐根系生长的主要限制因素,而麻栎细根生长发育与土壤养分呈显著相关。根据2种树种浅层细根特征,在华北土石山地造林过程中,可考虑其根系生长策略的不同而采用树种混交,从而弥补2种树种对不同限制性因子的缺陷,实现较高的造林成活率和植被保存率。     

宁夏南部山区不同土地类型土壤养分的分布特征研究

通过对宁夏南部山区阳洼流域不同土地类型下土壤养分分布特征进行研究,结果表明:流域土壤养分整体上表现为草地>农地>梯田>林地>沟道.流域各类型下土壤养分随土层深度增加,有逐渐下降的趋势.在α=0.05下,不同土层间土壤速效磷、速效钾、全磷存在显著差异.在不同土地类型下土壤全磷受母质影响,变异系数仅为21.41%,在土壤中以稳定态存在,而流域有效磷的变异系数可达178.56%,土壤有效磷含量的空间分布较为复杂,易受随机因素影响.草地利用类型下土壤有机质、碱解氮的变异系数为35.24%,29.04%,远高于林地利用类型.pH值与速效磷、全氮、有机质和碱解氮都有极显著的相关关系,有机质和碱解氮、全氮相关性较高,相关系数(R)分别为0.914**,0.839**,而全磷与有效磷之间没有表现出明显相关关系.