Soil Morphologic Properties and Cattle Stocking Rate Affect Dynamic Soil Properties

Soil properties that influence the capacity for infiltration and moisture retention are important determinants of rangeland productivity. Monitoring effects of grazing on dynamic soil properties can assist managers with stocking rate decisions, particularly if monitoring takes into account environmental variability associated with inherent soil morphological properties. On a Pacific Northwest Bunchgrass Prairie in northeast Oregon, we applied three cattle stocking rates (0.52, 1.04, and 1.56 animal unit months · ha^?1) and an ungrazed control in a randomized complete block design for two 42-d grazing seasons and measured the change in four dynamic soil properties: soil penetration resistance, soil aggregate stability, bare ground, and herbaceous litter cover. To address apparent environmental heterogeneity within experimental units, we also utilized a categorical soil factor (termed Edaphic Habitat Types or EHT), determined by characterizing soil depth, texture, and rock fragment content at sample sites. Stocking rate did not affect extent of bare ground or soil aggregate stability. Stocking rate had a significant effect on penetration resistance, which was greatest at the high stocking rate (1.6 J · cm^?1 ± 0.1 SE) and lowest in the control (1.1 J · cm^?1 ± 0.1 SE). For litter cover, the effects of stocking rate and EHT interacted. In two rocky EHTs, litter cover was highest in the controls (60% ± 6 SE; 50% ± 3 SE) and ranged from 27% ± 3 SE to 33% ± 6 SE in the stocking rate treatments. Measures of penetration resistance, aggregate stability, and bare ground were different across EHTs regardless of stocking rate, but did not interact with stocking rate. Our study demonstrates that response of dynamic soil properties to stocking rates should be considered as a useful and accessible approach for monitoring effects of livestock management decisions on rangeland conditions.     

Soil Fauna Accelerate Dung Pat Decomposition and Nutrient Cycling into Grassland Soil

Soil fauna play critical roles in various ecosystem functions and services, but empirical data measuring their impact on dung pat decomposition and subsequent nutrient cycling into rangeland soils are limited. The objective of this study was to quantify the effect of soil fauna, using dung beetle as an indicator, on dung decomposition and subsequent translocation of dung nutrients into grassland soil over time. A field experiment was conducted early in the summer season and late in the summer season of 2014 and 2015. In each season, dung beetle abundance, changes in dung properties, and subsequent translocation of dung nutrients into soils were evaluated at 1, 3, 7, 14, 28, and 56 d after placement (DAPs) of exposed dung and nonexposed dung to beetles. Analysis of no-dung control soil was included for comparison. Dung beetles contributed 7% and 4% in the losses of dung moisture and dry matter (DM), respectively; however, dung beetles had no effect on dung pat nutrients. Losses of dung nutrients—42% of water-extractable organic carbon, 46% of water-extractable phosphorus, and 65% of NH₄—occurred during the first 14 DAPs. Dung beetles increased soil nutrients in the top 10-cm depth beneath the dung. No effect of beetles was observed in deeper (> 10-cm) soil depth or in soil 30 cm away from the dung. This study concluded that soil fauna, such as dung beetles, accelerated dung moisture and DM losses and subsequent nutrient increase into the top 10 cm of soil.     

不同利用方式下草地土壤微生物及土壤呼吸特性

通过对呼伦贝尔羊草(Leymus chinensis)草甸草原土壤呼吸特性及土壤微生物的测定,研究了3种不同利用方式(围封、放牧和刈割)对天然草地土壤呼吸特性及土壤微生物的影响,为草甸草原土壤呼吸研究提供基础理论依据。结果表明:不同利用方式下土壤呼吸速率、土壤微生物量碳含量与土壤酶活性(除脲酶)均表现为草地围封比放牧和刈割呼吸速率高(含量高、活性强);土壤微生物量氮含量、脲酶活性和微生物数量表现为草地放牧和刈割比围封的含量高(活性强、数量多);土壤微生物量碳、氮含量、土壤酶活性(除脲酶)和土壤微生物数量均以表层(0～10cm)最高(活性最强、数量最多),随着土层深度增加而降低(活性下降、数量减少)。土壤呼吸速率与微生物量碳、土壤酶活性(除过氧化氢酶)成正相关,与微生物量氮、过氧化氢酶和微生物数量成负相关,其中只与微生物量氮相关性显著,而其余之间均不显著。     

温性荒漠草原土壤酶与肥力的关系

为揭示放牧扰动下土壤养分供给水平的变化,对温性荒漠草原冬春季牧场不同放牧强度下土壤酶活性与肥力因子的关系进行了研究.结果表明:放牧区土壤呈弱碱性;随放牧强度的增加,土壤容重增大;除对照区外,各层土壤含水量、全氮、速效氮、有机质和速效磷均随放牧强度的增加而下降,且随土层深度的加深含量有递减趋势;除重牧区20～30cm土层外,各放牧区各土层土壤脲酶含量差异不显著;土壤碱性磷酸酶各放牧区极显著高于对照区(P＜0.01);过氧化氢酶除0～10cm土层随放牧强度的增加有增加趋势外,其他各层均表现LG＞ MG＞CK＞ HG的变化.相关分析表明,3种酶与土壤主要肥力因子间相关显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01),说明土壤酶可以用来表征土壤肥力状况;主成分分析同样得出土壤脲酶和过氧化氢酶活性与土壤肥力之间具有良好的相关性,可以用来指示草原退化与恢复状况.     

木醋对蓝莓土壤pH和主要营养成分的影响

本研究以‘蓝丰’蓝莓2年生盆栽植株作为研究试材,以硫磺为对照,研究比较不同用量的木醋 (稀释30倍液) 对蓝莓土壤的pH值、有效N、P、K,和有机质含量的影响,以期丰富蓝莓栽培土壤调节物质。研究结果表明,在土壤中施用硫磺后能降低土壤的pH值,但是降低幅度较小速度较慢,不能在短时间内有效降低土壤的pH,而施用木醋不仅能降低土壤的pH值,而且见效快。其中木醋液用量为1200 mL处理的土壤在施用后3第3月即能使土壤pH值降到蓝莓生长最适范围,同时土壤中有效N、P、K含量随pH降低而增加,土壤有机质随pH降低而分解加快含量降低,有利于有机质营养的释放。综合分析表明,木醋是一种见效快,易于施用的一种蓝莓栽培土壤pH改良物质。     

格姆滩黑土滩人工草地土壤水分动态研究

通过对青海草地早熟禾人工草地和“黑土滩”退化草地土壤水分动态的研究,结果表明：两样地0—20cm土层土壤含水量变化趋势均为先增高,后降低,人工草地7月下旬土壤含水量达到最高值,“黑土滩”退化草地8月下旬达到最高值;各个时期土壤平均含水量人工草地总体上高于“黑土滩”退化草地;各时期0－20cm土壤水分垂直变化,人工草地随土层深度的增加而减小,“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大。     

不同粒径土壤的反射光谱对荒漠土壤有机质含量的响应

为研究荒漠土壤有机质的高光谱诊断技术,分析了不研磨土样与2 mm土样的高光谱反射特征及与有机质含量的相关性。结果表明：不研磨土样的原始反射光谱在365.0~449.2 nm和567.8~799.8 nm与土壤有机质成极显著负相关。反射光谱经数学变换后,扩展了与有机质极显著相关的波段范围,2 mm土样光谱反射率与有机质的最大相关系数（|r|=0.420）高于不研磨土样（|r|=0.351）。2 mm土样光谱经一阶微分变换后,在569.2 nm和1141.5 nm建立的土壤有机质含量预测模型精度较高,但是当有机质含量低于9 g·kg^-1时,预测精度较差。     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科;土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木;土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例;土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律;人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

沙地豆禾混播草地土壤酶与土壤养分对混播比例的响应

在科尔沁沙地以紫花苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis)为材料,研究豆禾2 ∶ 2和豆禾1 ∶ 2两种间行混播比例对人工草地土壤养分和土壤酶活性的影响.结果表明:土壤养分含量(有机质、碱解氮、速效磷、有效钾)和土壤酶活性(脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶)均随土层加深而逐渐...     

格姆滩“黑土滩”退化草地植物量和土壤水分研究

通过对格姆滩“黑土滩”退化草地和中度退化草地植物量和土壤水分的研究,结果表明：“黑土滩”退化草地植物群落以阏叶型杂类草为主,中度退化草地以莎草科为主。地上总植物量“黑土滩”退化草地〉中度退化草地。0—30cm地下总植物量“黑土滩”退化草地〈中度退化草地。两样地0～20cm土层土壤含水量变化趋势总体上为先增高,后降低。各个时期土壤各层及平均含水量均为中度退化草地〉“黑土滩”退化草地。0—20cm土壤水分垂直变化“黑土滩”退化草地总体上随土层深度的增加而增大,中度退化草地随土层深度的增加而减小。     

黄土丘陵区草地土壤脲酶活性特征及其与土壤性质的关系

不同演替阶段植物群落土壤剖面中脲酶的变化趋势是上层明显高于下层,土壤脲酶活性下降较为缓慢均匀,层次之间差别明显。表层脲酶含量最高的186.4mg·kg^-1h^-1,最低的72.1mg·kg^-1h^-1。随着植被的演替发展,酶活性逐步提高,表层所占比例逐步降低。土壤脲酶活性与有机质、全氮、全磷、速效氮呈极显著正相关,与速效钾呈显著正相关,与碳酸钙呈显著负相关。通径分析结果表明:土壤理化因子对脲酶活性直接作用系数的序次为全氮>碳酸钙>有机质>土壤pH>全磷;土壤全氮对脲酶活性的直接通径系数最大,而且它通过有机质和全磷对脲酶的间接效应也很明显,说明它对脲酶活性具有强烈的直接效应和间接效应。有机质对脲酶活性的直接通径系数较小,但有机质通过全氮、全磷对脲酶活性的间接系数却很大,对脲酶活性的影响主要是间接作用;全磷、速效氮和CEC等对脲酶活性直接通径系数都较小,而且通过其它因素对脲酶活性的间接通径系数之和也较小,不是影响土壤脲酶活性的主要因素。     

大武地区黑土滩人工草地土壤水分动态研究

对大武地区不同龄青海草地早熟禾人工草地和原生植被土壤水分动态进行了研究。结果表明：各样地0—20cm土层土壤含水量具有明显的季节变化规律,变化趋势总体上为先增高,后降低。人工草地7月底土壤含水量达到最高,原生植被9月下旬土壤含水量达到最高。各个时期土壤各层及平均含水量均为原生植被〉5龄人工草地〉4龄人工草地。各样地0—20cm土壤水分垂直变化具有相同的趋势,即随土层深度的增加而减小。     

松嫩草原盐碱土过氧化物酶活性及其与肥力因素的关系

2007年5-9月,对松嫩草原盐碱土过氧化物酶活性及肥力因素进行测定,为改良利用盐碱草地提供理论依据。结果表明:研究样地内过氧化物酶活性变化范围较大,8月份变异系数最高;随着植被盖度的增加,酶活性呈现逐渐降低的趋势;在植被生长季内酶活性5月较高,而在8月较低;过氧化物酶活性和全氮呈显著负相关;和速效磷、全盐、pH值有显著的正相关关系;和其他肥力因素相关性因月份而异。主成份分析结果表明可以用过氧化物酶活性作为盐碱土肥力变化的指示指标。     

有机肥对苜蓿产量及红壤肥力的影响

在亚热带红壤地区研究有机肥（Ⅰ基肥、Ⅱ基肥＋石灰、Ⅲ基肥＋猪粪、Ⅳ不施肥）对苜蓿产量及红壤肥力变化的影响。结果表明，在相同的管理条件下，施用有机肥普遍提高苜蓿鲜草产量（P〈0．01）。处理Ⅱ增产效果最好，比不施肥处理可提高苜蓿鲜草产量14．52％（P〈0．05）。施有机肥可增加土壤pH值、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷及速效钾的含量（P〈0．05），但全钾含量则减少，其中第Ⅲ组提高土壤全量养分和速效养分含量显著高于Ⅰ、Ⅱ组，第Ⅱ组对速效养分的增加高于第1组：     

有机肥对苜蓿产量及红壤肥力的影响

在亚热带红壤地区研究有机肥(Ⅰ基肥、Ⅱ基肥+石灰、Ⅲ基肥+猪粪、Ⅳ不施肥)对苜蓿产量及红壤肥力变化的影响。结果表明,在相同的管理条件下,施用有机肥普遍提高苜蓿鲜草产量(P<0.01)。处理Ⅱ增产效果最好,比不施肥处理可提高苜蓿鲜草产量14.52%(P<0.05)。施有机肥可增加土壤pH值、有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷及速效钾的含量(P<0.05),但全钾含量则减少,其中第Ⅲ组提高土壤全量养分和速效养分含量显著高于Ⅰ、Ⅱ组,第Ⅱ组对速效养分的增加高于第Ⅰ组。     

高寒矮嵩草草甸土壤酶活性与土壤性质关系的研究

对高寒矮嵩草草甸土壤性质及酶活性进行研究,分析了土壤性质与酶活性之间的关系。结果表明:在0~20cm土层随土壤深度的增加,土壤容重、pH值和全钾升高,有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷、有效钾、阳离子交换量均明显下降;所测的7种土壤酶中,除多酚氧化酶活性呈现随土壤层次加深而升高外,过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶、纤维素酶、转化酶、碱性磷酸酶均明显降低。相关分析表明:土壤有机质和有效钾除与多酚氧化酶呈显著负相关外,与其余6种酶呈显著正相关;全氮、有效磷、阳离子交换量除与转化酶相关性不显著外,与其它6种酶呈显著相关;有效氮、全钾只与纤维素酶、碱性磷酸酶存在显著的相关关系;pH值、全磷与所测的7种酶均无明显的相关性。多酚氧化酶和转化酶与部分酶存在显著的相关关系,其余土壤酶之间均存在显著的相关关系。通径分析表明:各种土壤因子不仅直接影响土壤酶活性的大小,还通过相互之间的作用间接调控土壤酶活性。     

黑土滩人工草地土壤种子库季节动态研究

以黑土滩退化草地为对照,通过种子萌发法研究了黑土滩人工单播和混播草地土壤种子库的季节变化特征。结果表明:三个样地土壤种子库在植被返青前、种子成熟前和枯黄期三个取样时间均有种子萌发,种子萌发数量为返青前>枯黄期>种子成熟期前。土壤种子库密度依次为混播草地>单播草地>黑土滩退化草地,且差异显著(P<0.05)。     

黑土滩人工草地生物多样性及土壤水分对灌溉的响应

对黄河源区黑土滩上建植的垂穗披碱草人工草地利用太阳能提灌系统进行喷灌试验,通过50d的灌溉试验后,对人工草地的物种多样性和土壤水分进行了研究。结果表明:灌溉区和对照区植物群落多样性指数、物种丰富度指数、均匀度指数、生态优势度指数均为对照区>灌溉区;灌溉区每个土层土壤含水量均显著高于对照区(P﹤0.05)。     

油蒿根际土壤微生物数量及其与土壤养分的关系

对库布齐沙地油蒿根际、非根际土壤微生物数量及其与土壤养分的关系进行研究,结果表明:微生物三大类群数量均为根际土壤>非根际土壤>流沙,且细菌>放线菌>真菌;微生物根际效应十分明显,细菌>真菌>放线菌,R/S值介于1.14～8.19之间。土壤微生物数量与土壤养分含量之间存在着不同程度的相关关系,影响微生物总数、细菌数量的主要土壤因子是有机质与速效钾,影响真菌数量的主要土壤因子是有机质与含水量,影响放线菌数量的主要土壤因子是全磷和速效钾。