神东矿区复垦地土壤酶活性变化和分布特征

土壤酶活性可用于衡量土壤养分供应能力及土壤质量,而其季节变化可反映养分供应与植物需求的耦合关系。以马家塔矿复垦地为研究对象,对不同植物群落下土壤酶活性的季节变化进行了监测,结果表明:复垦土壤的表层过氧化氢酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均显著高于下层和对照的原状土壤,说明复垦可以提高土壤的酶活性。不同植被下土壤的酶活性大小总体上以苜蓿、油蒿、桧柏和侧柏对土壤质量的贡献较大。4种酶活性的动态变化趋势基本相同,都表现为前期先增加,增加到最大值后又开始下降,总体上均以夏季(7-8月份)活性最高。酶活性的变化和大小可以体现有机质含量的变化和转化方向,也能体现基础氮素的变化方向,复垦后酶活性提高,但是和农田土壤相比还有一定差距,所以复垦工作还需继续开展。     

土壤紧实胁迫与植物抗胁迫响应机理研究进展

植物正常生长发育需要适宜的土壤容重,当容重偏高时会改变土壤物理、化学和生物性状,发生土壤紧实胁迫,影响土壤养分有效性,造成多数土壤酶活性、土壤生物数量降低,使植物生长发育受阻,生物产量降低.目前土壤紧实胁迫是制约我国农业可持续发展的因素之一,本文综述了土壤容重与土壤理化性质和土壤生物的关系、以及植物对土壤紧实胁迫的响应机理研究进展,并在此基础上展望了土壤紧实胁迫的进一步研究方向.     

青海湖环湖区表土有机碳氮储量估算

分析了沿青海湖湖岸采集的81个表土样品的总有机碳和氮含量得出：环湖区表土有机碳储量为27.81×10^6t,总氮储量为30.24×10^5t。占研究区面积最大的栗钙土,其表层土壤有机碳密度（8.19kg/m^2）显著高于同类研究,氮含量（3.63mg/g）亦高于青海省同类土壤的平均值,说明环湖区表土碳氮储量都是相当大的...     

关中农田土壤物理状态与分析

针对关中农田土壤通气、透水能力下降,抗不良环境能力减弱,生产成本逐年递增的实际问题,以关中11个县区农田土壤为研究对象,以土壤耕作层厚度、容重及团聚体特征为指标,开展了现代利用强度及土壤管理模式下农田土壤物理状态及其退化特征研究。结果表明:关中地区土壤发生学层次厚度尽管很厚,但受下层土体紧实化的影响,农田土壤耕作层普遍浅薄,疏松良好的土壤耕作层厚度变化在5~21 cm。调查范围内耕作层厚度在20 cm左右的仅占18%,10~15 cm之间的占64%,10 cm占18%左右。关中地区农田0~20 cm耕层土壤容重变化在1.04~1.34 g·cm~(-3),平均容重为1.21 g·cm~(-3),属于良好物理状态;而20~40 cm土壤容重变化在1.46~1.70 g·cm~(-3)之间,平均容重为1.58 g·cm~(-3),属于很紧实土壤状态。约36%的农田在20~40 cm处容重达到或超过了1.60 g·cm~(-3)的极限容重值。用干、湿筛技术测定的土壤团聚体的组成,关中农田1~5 mm的"(质量)优势团聚体"、团聚体的几何均重直径(GMD)、标准化平均当量直径(NMWD)以及土壤结构系数(Kctp)均显示,耕作层土壤团聚状态处于良好级别,其下层64%的土壤团聚状态较差,关中农田土壤团聚体水稳定性差,各地土壤团聚体状态以及稳定性差别明显。结论:关中地区农田土壤耕层变浅薄,是因为20~40 cm土层紧实化程度增大和犁底层上移与变厚所致;20~40土壤容重已经增大到极限值;0~20 cm土壤团聚体状态良好,但稳定性不强是引起其下层土壤紧实化的重要原因。关中农田土壤亚表层紧实化问题普遍,有愈加严重的发展态势。从空间上紧实化土层具有很强的隐蔽性,难以被人们所觉察,属于隐型土壤物理退化特征,不可小觑。     

禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响

在青海省祁连山冰沟流域的高山草甸土上,选择放牧与禁牧2个样品采集区,研究了禁牧对祁连山冰沟流域高山草甸土有机碳及理化性质和酶活性的影响。结果表明:高山草甸土遭到放牧牲畜连续3年的啃食和践踏后,植被覆盖度明显降低,归还到土壤中的生物量和枯落物积累量减少,0~20 cm土层有机质含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体、田间持水量、氮磷钾和酶活性降低,容重、CaCO_3和可溶性盐增加,但20 cm以下土层这些性质变化不大。放牧与禁牧比较,0~20 cm土层土壤容重、可溶性盐和CaCO_3分别增加14.15%、6.35%和1.27%;有机碳含量、有机碳密度、总孔隙度、团聚体和田间持水量分别降低29.76%、22.82%、9.45%、6.49%和7.69%;全氮、全磷、全钾、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶分别降低25.97%、15.56%、12.17%、33.77%、26.11%、42.00%、29.31%。放牧对有机碳、容重、孔隙度、田间持水量、可溶性盐、氮磷钾和酶活性影响深度为20 cm,对团聚体影响深度为40 cm。     

Degradation leads to dramatic decrease in topsoil but not subsoil root biomass in an alpine meadow on the Tibetan Plateau,China

Understanding the effects of degradation on belowground biomass (BGB) is essential for assessment of carbon budget of the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau, China. This ecosystem has been undergoing serious degradation owing to climate change and anthropogenic activities. This study examined the response of the vertical distribution of plant BGB to degradation and explored the underlying mechanisms in an alpine meadow on the Tibetan Plateau. A field survey was conducted in an alpine meadow with seven sequential degrees of degradation in the Zoige Plateau on the Tibetan Plateau during the peak growing season of 2018. We measured aboveground biomass (AGB), BGB, soil water content (SWC), soil bulk density (SBD), soil compaction (SCOM), soil organic carbon (SOC), soil total nitrogen (STN), soil total phosphorus (STP), soil available nitrogen (SAN), and soil available phosphorus (STP) in the 0-30 cm soil layers. Our results show that degradation dramatically decreased the BGB in the 0-10 cm soil layer (BGB_0-10) but slightly increased the subsoil BGB. The main reason may be that the physical-chemical properties of surface soil were more sensitive to degradation than those of subsoil, as indicated by the remarked positive associations of the trade-off value of BGB_0-10 with SWC, SCOM, SOC, STN, SAN, and STP, as well as the negative correlation between the trade-off value of BGB_0-10 and SBD in the soil layer of 0-10 cm. In addition, an increase in the proportion of forbs with increasing degradation degree directly affected the BGB vertical distribution. The findings suggest that the decrease in the trade-off value of BGB_0-10 in response to degradation might be an adaptive strategy for the degradation-induced drought and infertile soil conditions. This study can provide theoretical support for assessing the effects of degradation on the carbon budget and sustainable development in the alpine meadow ecosystem on the Tibetan Plateau as well as other similar ecosystems in the world.     

人工防护林对风沙土有机碳动力学的影响

选取塔里木沙漠公路沿线定植年限为5、7、10、13、16 a的防护林,运用物理化学提取法及傅里叶变换红外光谱仪,研究人工防护林对风沙土发育过程中土壤有机碳动力学的影响。结果表明:(1)随定植年限增加,土壤碳储量变化不大;(2)土壤有机碳在0~50 cm随深度增加而降低,50 cm以下变化不大;(3)随防护林定植年限的增加,表层土壤(0~10 cm)中总有机碳(TOC)、微团聚体有机碳(OCMIA)、腐殖质有机碳(OCHS)、抗氧化性(OCNa Cl O)和抗酸解性有机碳(OCHCl)均有所升高,其中TOC、OCMIA、OCHS逐年增加,而OCNa Cl O和OCHCl在5~7 a时增加较快,以后趋于稳定,且各碳组分(OCHCl除外)在不同定植年限防护林风沙土间的差异极显著(P0.01),OCHCl差异显著(0.01P0.05);(4)所有碳组分极显著相关,其中OCMIA、OCHS与TOC的相关性比OCHCl、OCNa Cl O高;(5)惰性碳库中OCMIA和OCNa Cl O占总有机碳的比例较高,OCHS相对含量随定植年限增加而升高;(6)腐殖质结构中C=O相对含量(C=O/C-O-C)先降低后升高,脂族链聚亚甲基碳含量占末端甲基碳的比例(CH2/CH3)7 a时最高,后3个年限变化不大。因此,人工防护林引起了土壤有机碳累积,特别是惰性碳库在表层累积,腐殖化程度增加,提高了土壤固碳能力并促进了风沙土的发育。     

巴音布鲁克主要草地类型表层土壤有机碳特征及其影响因素的研究

以新疆天山中段巴音布鲁克主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:分布在盆地海拔最低处的高山沼泽化草甸的土壤有机碳含量最高,而分布在盆地中间海拔的高山草原最低,分布在较高海拔的高寒草甸和高山草原化草甸处于高山沼泽化草甸和高山草原之间。0-30cm土壤有机碳含量与空气相对湿度、草地生产力、植被盖度、土壤含水量呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重、土壤紧实度、土壤pH呈显著负相关(P<0.05),土壤有机碳与温度存在一定负相关,但未达到显著水平。偏相关分析显示,影响表层土壤有机碳含量最主要的因素是土壤含水量、土壤紧实度、草地生产力、空气相对湿度。     

开垦对西北干旱区荒漠土壤养分含量及主要性质的影响——以甘肃省临泽县为例

本文选择开垦年限约为10年的耕地及自然状态下的荒地作为研究对象,对比分析了开垦对荒漠土壤养分含量以及pH、阳离子交换量的影响。结果表明:荒地开垦为农田后,土壤剖面有机碳、氮、磷、钾含量、CEC、C/N均有不同程度的升高,pH值有所下降;表层土壤受耕作的影响程度大于下层土壤。开垦后土壤0-15cm有机碳增加了359%;全氮增加了367%、全磷增加了47.5%;速效养分也有一定程度的增加,且增加的幅度大于全量。总体来说,耕作活动增加了荒漠土壤养分,在一定程度上改善了土壤质量。     

贺兰山西坡不同类型草地土壤酶活性特征

以阿拉善左旗境内贺兰山中段（西坡）山前地带的主要草地类型为对象,分析不同类型草地土壤酶活性的分布特征,及其与气候、植被和土壤等环境因子的关系。结果表明：① 随着海拔高度的降低,土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性表现为：高山草甸＞山地草原＞山地荒漠草原＞草原化荒漠,且在0～10 cm土层的差异尤其显著;② 各类草地土壤酶活性均沿土壤垂直剖面依次降低,差异呈显著性水平;③ 偏相关及逐步回归分析表明,影响该区草地土壤脲酶和蔗糖酶活性最主要的因素为土壤微生物碳氮、有机碳和全氮,碱性磷酸酶主要受土壤微生物碳和全氮影响,对过氧化氢酶影响最大的因子为土壤微生物碳、pH、全氮和降水量。     

耕作制度对胡麻土壤酶活性的影响

采用“轮作、休闲、连作、间作、休闲1年-种植”5种耕作模式,结合通径分析,研究不同耕作制度对胡麻土壤酶活性变化特征的影响,以及土壤养分对土壤酶的影响效应。结果表明：（1）胡麻枞形期,研究区表土层4种土壤酶活性各处理间无显著差异（P＜0.05）,说明不同耕作制度在胡麻生长前期对土壤酶影响不明显;盛花期,蔗糖酶活性T1、T2、T3和T4分别较T5提高44.6%、53.3%、61.9%和34.9%,脲酶活性T5、T1和T2分别较T4提高266.0%、157.0%和140.0%,碱性磷酸酶活性T3较T2提高54.0%;硕果期,过氧化氢酶活性T2 和T3分别为1.41 mL·g^-1·h^-1和1.51 mL·g^-4·h^-1,显著高于T1、T4和T5;（2）胡麻盛花期,亚土层土壤脲酶活性T2和T5分别为1.74 mg·g^-1·d^-1和1.70 mg·g^-1·d^-1,显著高于T1、T3和T4;过氧化氢酶活性T1较T5提高212.0%,碱性磷酸酶活性T5较T4提高了21.6%;（3）蔗糖酶与碱性磷酸酶间显著负相关,与脲酶间正相关,其余酶为负相关;（4）耕层不同土壤酶活性受土壤养分因子影响的多重效应不同,pH、全磷含量能够促进蔗糖酶、过氧化氢酶活性提高,有机质、pH含量促进碱性磷酸酶活性提高;亚土层不同土壤酶活性受土壤因子影响的多重效应增加,主要为限制因子,且限制因子数要远大于表土层。     

镰叶锦鸡儿湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指数的关系

选取伊犁河谷昭苏县镰叶锦鸡儿湿地土壤为研究对象,研究其土壤酶活性(脲酶活性,蔗糖酶活性,过氧化氢酶活性)与土壤活性有机碳(土壤水溶性有机碳WSOC,土壤易氧化碳ROC,土壤微生物量碳MBC)的分布特征及其内在关系,分析镰叶锦鸡儿湿地土壤酶活性和土壤有机碳表征指数两者的相互关系。研究表明:镰叶锦鸡儿湿地的土壤酶活性随着土层深度的增加而下降;活性有机碳含量随土壤深度的增加,其垂直剖面的含量呈下降趋势。镰叶锦鸡儿湿地解放桥有锦鸡儿剖面的土壤酶活性和活性有机碳表征指数的含量均大于无锦鸡儿剖面,表明镰叶锦鸡儿在生长过程中可以提高土壤酶活性与活性有机碳含量;蔗糖酶,脲酶和过氧化氢酶与土壤活性有机碳呈极显著相关关系(P0.01),表明土壤酶对土壤活性有机碳的迁移转化起着重要作用。     

黄土区不同退耕年限草地土壤分离速率及其理化性质

以子午岭连家砭林场不同退耕年限草地为研究对象,以撂荒地为对照,通过野外调查和室内测试分析,研究了退耕12 a、18 a、24 a、36 a草地土壤分离速率及其理化性质。结果表明:草地土壤分离速率与同一土层的撂荒地相比明显降低,并随着退耕年限增加而降低。不同退耕年限草地土壤容重、有机质含量、水稳性团聚体含量、根系生物量密度均有不同程度的改变,且表层土壤(0~20 cm)理化性质改善最为显著(P0.05);不同退耕年限草地土壤分离速率与其理化性质均呈显著相关关系(P0.05),但对于不同退耕年限草地,影响土壤分离速率的主导因子不同。     

陕西省农田土壤物理障碍评价

为了探明陕西省农田土壤物理障碍状况,2013年在全省选取了228个调查点,对1100多块地的农田土壤紧实度进行了调查,从土层厚度、土壤容重和紧实度几方面评价了农田土壤物理障碍状况。结果表明:(1)陕西省农田土壤耕层厚度平均为17.3 cm,其中陕北地区耕层较薄,平均为14.4 cm;全省犁底层平均厚度接近20 cm,其中陕北、关中和陕南犁底层厚度平均为14.5、18.1 cm和20.1 cm。(2)全省耕层土壤容重平均为1.25 g·cm-3,其中陕北耕层土壤容重平均为1.35 g·cm-3,容重偏大;全省犁底层土壤容重平均为1.49 g·cm-3,陕北、关中和陕南地区犁底层容重都明显偏大,影响作物根系生长。(3)陕西省农田耕层土壤紧实度平均为781 k Pa,犁底层紧实度平均为2901 k Pa。全省耕层土壤紧实度尚合适,但犁底层土壤紧实度过大,形成明显的障碍层。     

有机污染水灌溉对土壤有机碳状况的影响

以长期采用有机污染型水灌溉的陕西交口灌区的农田土壤作为研究对象,并以气候条件、土壤条件以及耕作制度基本一致,长期采用未污染的地下水灌溉的农田土壤作为对照,分别测定土壤剖面上总有机碳含量、有机碳组成等指标,结合第二次全国土壤普查资料,分析长期采用有机污染水灌溉对土壤有机碳累积速率及有机碳密度的影响,探讨关中土壤"环境碳容量"水平及提升土壤有机碳潜力的途径。结果表明:长期采用有机污染水灌溉,土壤有机碳主要在耕层(0~20 cm)极显著地增加,且增加部分主要是活性有机碳组分,其累积速率是对照灌区的近3倍,非活性有机碳处于相对平衡状态。土壤有机碳的剖面分布发生了明显的分化现象,活性有机碳的变化比总有机碳的变化更为显著。有机污染水灌溉的土壤有机碳密度显著高于对照土壤,尤其在0~40 cm范围内其差异达极显著水平。结果证实渭河水中富含的有机污染物提升了灌溉农田土壤有机碳贮量,关中地区农田土壤环境碳容量仍未达到饱和水平,通过外源有机碳的输入,仍然有增加土壤有机碳含量的可能。     

温室番茄有机组合肥筛选及其肥效、土壤环境和果实品质效应

为解决长期施用传统化肥温室土壤环境质量和番茄品质下降以及有机物料对乡村生态环境污染的问题,以玉米秸秆、牛粪、食用菌渣、番茄专用肥和生物菌肥为原料,采用正交试验方法筛选配方,在室内合成有机物料组合肥,开展了有机物料组合肥对温室番茄土壤环境效应和番茄品质影响的田间试验。结果表明：有机物料组合肥配方组合比例为秸秆粪便菌渣肥∶番茄专用肥∶生物菌肥=0.9709∶0.0243∶0.0048,最大利润施肥量为60 t·hm^-2。有机物料组合肥施用量与温室番茄种植田总孔隙度、＞0.25 mm水稳性团聚体、饱和持水量、阳离子交换量、可溶性盐、有机质、有机碳、有机碳密度、碱解氮、速效磷、速效钾、番茄株高、茎粗、单果重、单株果重和产量呈正相关关系,与容重和pH值呈负相关关系。连续3 a施用有机物料组合肥与传统化肥相比,温室番茄种植田容重、可溶性盐、pH值、真菌分别降低7.91%、12.34%、9.22%、10.26%,Hg、Cd、Cr、Pb分别降低16.28%、27.12%、16.60%、20.05%,番茄硝酸盐、可滴定酸、施肥成本分别降低6.64%、19.57%、11.02%,总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、水稳性团聚体、阳离子交换量分别增加8.73%、8.96%、8.45%、16.87%、17.89%,田间持水量、自然含水量、饱和持水量、毛管持水量、非毛管持水量、贮水量分别增加12.57%、10.51%、8.73%、8.96%、8.45%、5.30%,有机质、有机碳和有机碳密度分别增加17.28%、17.27%、8.25%,碱解氮、速效磷、速效钾、Mn、Zn、Mo分别增加1.74%、1.31%、0.95%、1.82%、1.96%、9.09%,细菌、放线菌数量、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性分别增加14.35%、6.80%、7.56%、5.71%、11.73%、10.43%,番茄可溶性糖、可溶性蛋白质、Vc、可溶性固形物分别增加6.68%、8.96%、10.76%、17.29%,单果重、单株果重、产量、增产值、施肥利润、肥料投资效率分别增加6.67%、5.26%、5.43%、27.80%、38.30%、55.14%。施用有机物料组合肥改善了温室番茄种植田质量和番茄品质,提高了土壤有机质、酶活性和经济效益。     

陇东旱塬地表覆盖方式对苹果生育后期叶片质量及根际土壤微环境的影响

为探明陇东旱塬区不同覆盖方式对苹果生育后期叶片质量、根际生态环境的影响,以16 a生,连续6 a覆盖的盛果期“长富2号”苹果树为试材,设清耕（CK)、覆膜、麦草覆盖、覆黑膜+麦草（膜+草）等4个处理,调查叶片养分、活性氧代谢功能,测定0～100 cm内不同深度土层土壤水分、容重、有机质等,对根际土壤微生物数量及土壤酶活性进行分析。结果表明：麦草覆盖处理可有效提高苹果叶片叶绿素与淀粉含量,增幅分别为CK的2.79%、29.09%;根系集中分布层（20～40 cm）土壤水分、有机质含量增高,分别为CK的102.93%,135.96%;土壤容重仅为CK的96.32%,并有效提高各土层土壤酶活性,特别提高土壤表层（0～20 cm）酶活性,脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶活性为CK的157.14%、218.5%、118.02%、193.21%,可有效提高土壤中微生物总量,为CK的134.19%,其中细菌与真菌的数量增高,放线菌的数量降低;根系活力与土壤水分、孔隙度、微生物含量及脲酶、蔗糖酶等呈极显著正相关,与土壤容重、过氧化氢酶呈极显著负相关。覆膜与膜+草处理对叶片及土壤环境改善效果较差。综合分析根际土壤理化性状及土壤酶、微生物空间分布特征等,认为麦草覆盖处理是陇东旱塬区苹果园适宜的地表覆盖方式。     

Spatiotemporal variation and correlation of soil enzyme activities and soil physicochemical properties in canopy gaps of the Tianshan Mountains,Northwest China

The study of the heterogeneity of soil enzyme activities at different sampling locations in canopy gaps will help understand the influence mechanism of canopy gaps on soil ecological processes. In this paper, we analyzed the spatiotemporal variation of soil enzyme activities and soil physicochemical properties at different sampling locations (closed canopy, expanded edge, canopy edge, gap center) in different sampling time (December, February, April, June, August, and October) on the northern slope of the Tianshan Mountains, Northwest China. The results showed that soil catalase, cellulase, sucrase, and acid phosphatase activities were relatively high from June to October and low from December to April, and most of soil enzyme activities were higher at closed canopy than at gap center. Soil urease activity was high during December-February. The soil temperature reached the highest value during June-August and was relatively high at gap center in October, December, and February. Soil water content was significantly higher in December and April than in other months. Soil bulk density was higher at gap center than at closed canopy in December. Soil pH and soil electrical conductivity in most months were higher at closed canopy than at gap center. Soil organic carbon, soil total nitrogen, and soil total phosphorus were generally higher at gap center than at closed canopy. Furthermore, sampling time played a leading role in the dynamic change of soil enzyme activity. The key factors affecting soil enzyme activity were soil temperature and soil water content, which were governed by canopy gaps. These results provide important support for further understanding the influence mechanism of forest ecosystem management and conservation on the Tianshan Mountains.     

秸秆带状覆盖对土壤有机碳及其活性组分的影响

为了探讨秸秆带状覆盖对旱地不同剖面深度土壤总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化态碳(EOC)的影响,于2017—2020年在甘肃省布设秸秆带状覆盖试验,设玉米整秆带状覆盖(TSM)处理,以黑膜双垄沟全膜覆盖(TPM)和传统露地平作(TNM)为对照.结果表明:土壤有机碳和活性碳组分含量...     

黄土高原不同土壤类型有机碳密度与储量特征

土壤有机质的理化特性是黄土高原地区水土保持及生态修复的重要物质基础,充分了解黄土高原区不同土壤类型的有机碳密度与储量,对生态建设具有重要的实际意义。利用第二次全国土壤普查数据,对黄土高原不同土壤类型0～20 cm表层土体有机碳密度及储量进行估算,并分析两者的空间特征。结果表明：黄土高原区土壤有机碳密度加权平均值为2.00 kg·m-2,棕壤碳密度值最高,为15.56 kg·m-2,风沙土最低,仅为0.24 kg· m-2,空间上呈中间低四周高的分布格局。黄土高原地区总碳储量为1 239.85 Tg（1 Tg=1012 g）,灰褐土及黄绵土碳储量较高,两者占总体的46.86%,灰漠土、冻漠土、碱土较低,总量仅占0.17%,空间上呈由西北向东南递增的分布规律。黄绵土、风沙土在黄土高原区分布较广,但两者碳密度较低。因此,在今后的生态修复措施中,提高两者有机碳含量十分关键。