黄土丘陵沟壑区林草间作土壤养分和水分动态研究

2007—2009年以黄土丘陵沟壑区不同林草间作模式为对象,以相同立地条件下的农田为对照,对林草间作地土壤养分及含水量进行了测定分析。结果表明:黄土高原丘陵沟壑区实施林草间作,在一定程度上有利于提高土壤养分含量,但不利于提高土壤水分含量;从间作年限看,9年生林草间作对土壤养分及水分含量的影响大于7年生林草间作。从空间结构看,林草间作对20、40、60 cm土层土壤养分及水分含量的影响较80、100 cm土层明显。     

六盘山生态移民迁出区不同植被恢复模式对土壤养分和土壤酶活性的影响

为了揭示宁夏六盘山生态移民迁出后,植被恢复模式对弃耕地土壤养分和酶活性的影响。本研究以7种植被恢复模式(青海云杉+油松+河北杨、刺槐+油松、旱柳+刺槐+山杏、油松+山杏、刺槐+山杏+紫花苜蓿、油松+旱柳+红豆草、自然恢复)为研究对象,测定并分析土壤养分指标和土壤酶活性。结果表明:1)不同植被恢复模式下土壤养分特征存在显著差异,II-1模式(旱柳+刺槐+山杏)利于土壤表层氮元素和有机质的积累,而CK土壤养分含量较低,不利于土壤养分积累。2)不同植被恢复模式下土壤酶活性也存在显著差异,I-1模式(青海云杉+油松+河北杨)土壤磷酸酶和脲酶活性要优于其他模式;而I-2模式(刺槐+油松)不利于土壤酶活性的提高。3)土壤过氧化氢酶在不同植被恢复模式和土层间均无显著差异,过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶均与土壤养分指标无显著相关性。而蔗糖酶分别与土壤碱解氮、速效磷、有机质含量呈显著正相关。4)土层间土壤养分特征和土壤酶活性差异均不显著。研究表明该地区合理配置人工林植被恢复模式对土壤养分积累和酶活性的促进作用要优于自然恢复模式。因此,通过人工合理构建植物群落结构,定向恢复到稳定群落阶段是生态恢复的重要措施。     

六盘山生态移民迁出区不同植被恢复模式TOPSIS综合评价

宁夏南部山区是经济欠发达地区,通过生态移民迁出可降低人口对环境的压力,但移民迁出后如何进行生态系统恢复仍不明确.本研究以六盘山海子流域生态移民迁出后设计的6种植被恢复模式为研究对象,即青海云杉(Picea crassifolia)+油松(Pinus tabuliformis)+河北杨(Populus hopeiensis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)+油松、旱柳(Salix matsudana)+刺槐+山杏(Prunus armeniaca)、油松+山杏、刺槐+山杏+紫花苜蓿(Medicago sativa)、油松+旱柳+红豆草(Onobrychis viciaefolia),通过调查其土壤养分指标和树木生长指标,以TOPSIS法对恢复效果进行综合评价.结果表明:①所有植被恢复模式均能够增加土壤碱解氮含量(38.7%～280.4%)和土壤有机质含量(16.5%～298.9%),但降低了土壤速效磷含量(-82.9%～65.2%).②植被恢复模式配置的树种中,青海云杉、油松、河北杨和刺槐均能够正常生长,山杏幼苗生长不良,死亡率较高.③TOPSIS综合评价表明,青海云杉+油松+河北杨模式效果最佳(Ci=0.799 9),其次为油松+旱柳+红豆草(Ci=0.537 8)、刺槐+油松(Ci=0.526 3),油松+山杏模式综合评价最低(Ci=0.119 9).研究表明乔木针阔混交的植被恢复模式更适于研究区;在林分形成郁闭抑制林下野生草本后,配置耐阴灌木和草本,利于稳定生态系统的形成.     

黄土高原沟壑区林草景观界面土壤养分、水分和微生物的研究

对黄土高原沟壑区林草景观界面(包括林地、草地和林-草界面3种生态系统)土壤的养分(有机质、氮、磷、钾和pH)含量、水分含量和微生物(细菌、真菌和放线菌)数量进行测定,分析比较了其养分、水分和微生物分布特征。结果表明,林草景观界面3种生态系统土壤养分分布不平衡,有机质、全氮、水解氮和速效钾在0～40 cm土层的平均含量为林地>草地>林-草界面;全磷平均含量为林地>林-草界面>草地;速效磷平均含量为草地>林地>林-草界面;全钾平均含量和pH为林-草界面>草地>林地;各种养分含量在各生态系统土壤剖面中有明显的层次性,表层0～20 cm土层的养分含量基本上高于20～40 cm土层;不同土层的土壤水分在水平方向上,随着水平距离梯度的变化表现出上升或下降的趋势,草地和林地内水分变化不显著,而在林-草界面内不同距离梯度上的含水量变化极显著;随着土层深度的增加,土壤平均含水量在草地区逐渐升高,在刺槐林地中呈逐渐降低趋势,而在林-草界面区域则表现为先降低后升高的趋势;林草景观界面下土壤中各种微生物数量存在明显差异,在总体数量上均以细菌为主,占微生物总量的98%以上,微生物总数量为林-草界面>草地>刺槐林地;微生物数量的垂直动态明显,林-草界面和草地0～20 cm土层数量较20～40 cm土层显著增多,而林地0～20 cm土层微生物数量少于20～40 cm土层。     

绿肥间作对果园产量及经济收益的影响

分析不同绿肥间作物对果园土壤温湿度环境、树体生长势、果实品质及经济收益的影响,筛选新疆伊犁河谷地区适宜间作的绿肥作物,研究用于改善果园生态环境的科学管理模式。田间试验以果园间作红豆草、紫花苜蓿、黄豆、小麦、清耕(CK)5种方式,采用方差分析法,分析果园间作绿肥的保水性和保温能力,对产量及果实品质进行测定发现,果园通过间作不同绿肥不但改善了土壤的温湿度环境,还能有效的增强果树树势,确保果实的产量及品质,从而提升果园的经济效应。适合伊犁河谷地区生产发展的绿肥依次是紫花苜蓿黄豆红豆草小麦清耕。     

不同密度农桐间作土壤养分与小麦产量关系的研究

研究了不同密度农桐间作条件下，土壤养分随时间变化的规律及养分与小麦产量之间的关系，结果表明：不同密度（５ｍ×３０ｍ，５ｍ×４０ｍ和５ｍ×５０ｍ）对Ｆｅ含量有一定影响，而对有机质，Ｎ，Ｐ，Ｋ，Ｍｎ，Ｚｎ和Ｍｇ含量无显著影响；３种间作密度中Ｋ含量随时间变化显著，Ｐ含量在５ｍ×３０ｍ间作密度中随时间变化显著，Ｆｅ和Ｍｇ养分含量在５ｍ×４０ｍ密度中随时间变化显著，而３种间作密度中有机质，Ｎ，Ｍｎ和Ｚｎ含量随时间变化不显著；不同间作密度的土壤养分与小麦产量的关系密切     

石漠化治理区经果林地土壤养分对种植模式的响应

【目的】揭示石漠化治理区经果林地土壤养分对间作和单作种植模式的响应机制,为石漠化治理区刺梨、核桃为主的经果林地的植被优化和土壤养分供应提供科学依据。【方法】结合野外采集样本和常规土壤养分分析,运用单因素方差分析、因子分析和排序分析等方法,研究石漠化治理区经果林地土壤养分对种植模式的响应。【结果】除土壤pH随土层加深呈升高外,其余养分含量均随土壤层次的加深呈降低趋势,不同土层土壤以土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾含量刺梨-核桃间作高于刺梨单作(P0.05),全钾和碱解氮含量刺梨单作高于刺梨-核桃间作(P0.05),土壤有机质含量在0～10 cm刺梨-核桃间作高于刺梨单作,10 cm后刺梨-核桃间作低于刺梨单作(P0.05);刺梨-核桃间作土壤养分供应水平(0.572分)优于刺梨单作地(0.439分);全钾、有机质、碱解氮和速效钾是影响研究区土壤养分供应水平差异的主要因子。【结论】石漠化治理区经果林地土壤养分对间作与单作种植模式响应敏感,巩固维持间作地土壤养分含量供应水平,重点补充单作地的土壤养分以提升供应水平。     

不同生长年限对紫花苜蓿产量及土壤养分的影响

研究了不同生长年限(2、5、6、7和10年生)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草产量及土壤养分的影响。结果表明,随生长年限的增加,紫花苜蓿产量呈先增加后降低趋势,以7年生紫花苜蓿产量最高,与其他生长年限均达显著差异水平(P<0.05);土壤含水量和电导率呈先增加后降低趋势,而土壤容重、总孔隙度和p H呈先降低后增加趋势,表明了紫花苜蓿具有显著的脱盐功能;土壤养分随生长年限的增加呈先增加后降低趋势,整体表现为:7年生>10年生>6年生>5年生>2年生,各生长年限紫花苜蓿土壤氮素和钾素变化幅度较大,土壤全磷和有效磷含量差异并不显著(P>0.05);垂直方向随着土层深度的增加,各生长年限紫花苜蓿土壤养分呈降低趋势,表现出明显的"表聚性",并且各生长年限紫花苜蓿土壤养分储存于0~20 cm土层。相关性分析表明,紫花苜蓿土壤养分与相应的有效养分和含水量呈极显著正相关(P<0.01),与电导率和pH呈极显著的负相关(P<0.01),而p H和电导率之间极显著正相关(P<0.01),由此可见,生长年限对紫花苜蓿土壤养分的影响是土壤理化等因子的共同作用结果。     

滴灌条件下林草间作系统土壤的盐分分布

以新疆石河子垦区147农场为例,研究滴灌条件下林草间作系统灌水周期与土壤盐分分布影响变化及土层盐分积累趋势。结果表明,林草间作土壤盐分含量较单作苜蓿有显著减少,盐分表聚削弱;滴灌土壤表层浅润快干,使林草间作系统土壤0~30 cm浅层的盐分含量变化明显大于深层土壤;随滴灌淋洗,盐分逐渐下移,土层90~140 cm出现较明显的盐分聚集,并向林草间、林根区横向运移;林草间作对耕作层土壤起到较好的改盐效果,但总盐在120~300 cm土层处于长期高盐渍化积累,这将成为农田土壤健康安全的潜在威胁。     

辽西北地区不同人工林土壤养分变化特征

以辽西北地区油松、彰武小钻杨、旱柳人工林林地和野外空旷地为研究对象,研究4种不同类型林分对土壤养分含量的影响。结果表明:人工林对土壤养分影响主要集中在0～10 cm土层,对50 cm以下的土壤养分影响不显著;油松人工林对土壤氮素的积累有一定的促进作用,彰武小钻杨和旱柳人工林对增加土壤有机质和磷素含量作用显著。     

天水市退耕还林（草）不同造林模式对土壤养分的影响

[目的]研究不同造林模式对改善土壤的差异和机理。[方法]对甘肃省天水市秦州区退耕还林（草）工程3种造林模式土壤的含水量、容重、总孔隙度、水稳性团粒组成和土壤有机碳进行了比较分析。[结果]与农田对照相比,退耕还林（草）3种造林模式的土壤含水量均显著地高;0—20cm表层的土壤容重均显著地高,而20—60cm土层的则均显著地低;0～20cm表层的土壤总孔隙度显著地低,而20～60cm土层的则均显著地高;各土层土壤不同粒径的土壤团粒百分含量高于相应的农田;土壤有机碳均随土壤深度的增加而减小,说明退耕还林有利于土壤有机碳向下输送。3种造林模式中以乔草型效果为最好。[结论]实施7年退耕还林（草）后,与农田相比,明显改善了土壤物理性质和土壤结构．提高了土壤保水和蓄水性能。     

不同土地利用方式下土壤养分特征变化分析

【目的】研究不同土地利用方式下土壤有机质及土壤养分元素特征的变化规律。【方法】在阿克苏地区采集小麦地、枣园、枣麦间作园、荒地枣园和撂荒地等5种典型的土地利用方式下的土壤,运用土壤化学分析方法,测定土壤有机质及氮磷钾等含量。【结果】各土壤养分指标在不同土地利用方式下变异系数为0.92%94.00%,均为中等空间变异性。由农田更替为枣园及枣麦间作后,提高了各层土壤有机质含量,其中020 cm土层各层土壤有机质均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为枣园后,各层土壤有机质均有提高,其中010 cm、2030 cm土层显著提高(P<0.05)。0100 cm土层各养分元素含量和有机质含量均随土壤深度的增加而逐渐减少。土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量均表现为枣麦间作园>枣园>小麦地>荒地枣园>荒地,全氮表现为枣园>枣麦间作园>小麦>荒地枣园>荒地。土壤有机质与土壤各养分元素之间存在着显著正相关关系。【结论】阿克苏地区农田或荒地改建为枣园或枣麦间作园后,均有利于提高土壤有机质及土壤肥力。     

红豆草在旱地土壤的生产性能和农化性状的研究

三年研究结果表明,在陇东黄土旱地春播红豆草(Onobrychis Viciaefolia Scop),第二年产量最高,地下部分生物量增加最多。不同生活年限的红豆草对土壤主要农化性状影响不同:第二年生活的红豆草对耕层土壤培肥效应较显著,土壤有机质和含氮量的净增值最大,土壤微生物总数增加,有益微生物的活动旺盛,土壤有效养分略有增加.     

新疆野生樱桃李林自然保护区不同海拔梯度土壤养分特征及相关性分析

为探明新疆野生樱桃李林自然保护区土壤养分在不同海拔的变化特征,以新疆霍城县大西沟野生樱桃李林自然保护区的土壤为研究对象,测定了6个不同海拔梯度0～100 cm土层剖面土壤养分含量,并对土壤养分含量的变化规律及相关性进行分析。结果表明：野生樱桃李林土壤养分含量呈现明显的垂直分布特征,不同海拔梯度土壤有机质（OM）、全氮（TN）、速效氮（AN）、全磷（TP）、速效磷（AP）、全钾（TK）和速效钾（AK）含量随土层深度的增加均呈现出逐渐降低的趋势。野生樱桃李林土壤养分含量分布变化范围为土壤OM含量2.73～128.95 g/kg,土壤TN、TP、TK含量分别为0.55～5.28 g/kg、0.46～3.66 g/kg、1.399～8.786 g/kg,土壤AN、AP、AK含量分别为17.45～146.69 mg/kg、6.31～81.13 mg/kg、6.43～69.94 mg/kg,不同土壤养分含量在土壤表层的占比均较高,说明土壤养分含量主要集中分布在土壤表层。野生樱桃李林各土壤养分之间有明显的相关性,OM与TN、TP和TK呈极显著正相关（P<0.01）;AN与AP、AK、OM、TN和TK呈显著正相关（P<0.05）;AP与AK、OM、TN、TP和TK呈显著正相关（P<0.05）;AK与OM、TN、TP和TK呈极显著正相关（P<0.01）。     

冷季苜蓿和红豆草的抗冻性

1984至1988年,研究了冷季苜蓿和红豆草抗冻性及体内某些营养物质变化。发现温度对牧草抗冻性发展有决定性的效应。秋季抗冻锻炼开始后,一定范围内,锻炼温度越低,抗冻性越强。可溶性糖、淀粉的含量与抗冻性有一定关系,但并不都是直接相关。抗冻锻炼期间可溶性蛋白增加量与抗冻性增强有关。从冬季一直延续到春季,红豆草均可能发生冻害,但腐烂和死亡则主要在春季才表现出来。     

西藏尼洋河流域农田土壤团聚体及有机质分析

为促进尼洋河流域农业可持续发展,选取流域典型农田土壤为研究对象,分析不同土层土壤团聚体的分布规律及有机质含量的差异特征,对该流域土壤结构稳定性与保肥能力进行评价。结果表明:非水稳性团聚体,粒径2mm的团聚体数量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层,粒径2mm的为15~30cm土层高于0~15cm土层;水稳性团聚体,粒径0.25mm的团聚体数量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层,粒径0.25mm的为15~30cm土层高于0~15cm土层;土壤有机质含量表现为0~15cm土层高于15~30cm土层。回归分析发现,不同土层土壤团聚体数量与有机质含量呈正相关性,回归方程分别为y0~15cm=0.203x-4.877(R~2=0.458),y15~30cm=0.514x-11.133(R~2=0.434)。整体而言,尼洋河流域农田土壤结构稳定性及肥力相对较差,建议实施客土还田的同时对农业耕作结构进行适当调整,科学施肥。     

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】 研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】 在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园 > 枣麦间作 >小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作 > 枣园 >小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P< 0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P< 0.05)。【结论】 新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。     

辽西北沙地不同土地利用方式对土壤水分的影响

2008年在科尔沁沙地的东南部,选择了具有代表性的4种不同土地利用方式,对其土壤水分变化进行了研究。结果表明：各种利用方式下,土壤水分在0 ~ 20 cm的表层稳定,在20 ~ 60 cm的中层变化剧烈,在60 ~ 100 cm的深层土壤水分稳定;各土地利用方式土壤含水量大小为大扁杏Prunus armeniaca × sibirica -花生Arachis hypogaea -玉米Zea mays＞大扁杏-麻黄草Ephedra sinica＞樟子松Pinus sylvestris var. mongolica纯林＞荒地（对照）;大扁杏-花生-玉米、大扁杏-麻黄草2种土地利用方式具有改良土壤水分,促进沙化土壤逆转的作用。不断地改进和推广此种优化的土地利用方式对于辽西北干旱地区经济发展及土壤改良都具有重要意义。图1表3参12     

枣麦间作生态系统土壤养分的时空异质性

通过研究枣麦间作生态系统土壤养分的时空异质性,为系统内科学的肥料管理技术提供参考。基于枣麦间作生态系统(JIE)内部的异质性,在冬小麦不同生育期,对不同位点取样调查。结果表明:土壤有机质质量分数随冬小麦生育进程呈递增趋势,水平分布上表现出距枣树越远其土壤有机质质量分数越低,并且0~20cm土层有机质质量分数高于20~40cm土层。土壤速效N、P、K质量分数表现出明显的时空分布特性。土壤速效N、P、K质量分数随冬小麦生育进程基本呈下降趋势;水平分布上,土壤速效N、P、K质量分数随距枣树距离的增加而逐渐下降;而在垂直分布则表现出随土层深度的增加,土壤速效N、P、K质量分数呈逐渐降低。因此,在枣麦间作生态系统中,应适当增加20~40cm土层和距树体150~200cm的氮肥、磷肥施用量,以缓和枣树和小麦养分竞争。