华北低山丘陵区冬小麦田土壤呼吸变化规律及其影响机制

利用2005年11月-2006年6月由Li-8100土壤呼吸自动观测系统及AR5土壤温度湿度自动观测系统观测数据,分析了华北低山丘陵区冬小麦田土壤呼吸变化规律及其影响机制。结果表明:(1)冬小麦返青前后的土壤呼吸速率(SRR)在晴或多云天气条件下都要高于阴天,SRR的日变化都表现为单峰变化趋势。(2)冬小麦生育期SRR的日际变化特征为:返青前SRR保持在较低水平,平均为0.63μmol.m-.2s-1;返青后SRR迅速增加,至抽穗期达到最大,此后保持稳定,平均为2.18μmol.m-.2s-1;收割后SRR降低。整个生育期SRR的平均值为1.28μmol.m-.2s-1。(3)冬小麦田浅层土壤温度(包括地表温度、地下5cm、10cm、15cm、20cm土壤温度,p<0.01)与SRR间都存在显著的指数关系,其中20cm土壤温度与SRR相关性最好,Q10值(5~20℃间气温每增加10℃呼吸增加的倍数)从表层至地下20cm依次为:2.09、2.29、2.39、2.51、2.63;土壤含水量过低对土壤呼吸有抑制,当土壤含水率在20%~30%时,SRR主要受土壤温度影响,与土壤含水量的关系不显著。     

吉林低山丘陵区土壤的入渗特征

土壤入渗性能对于削减地表径流,减少水土流失具有重要的意义。利用环刀法,研究了吉林省低山丘陵区不同植被类型土壤的入渗性能。结果表明:(1)不同植被类型土壤稳定入渗率由大到小的顺序为蒙古栎紫穗槐落叶松玉米菜园大豆果园杨树;不同植被土壤平均入渗速率由大到小排序为:蒙古栎落叶松紫穗槐玉米菜园大豆果园杨树,落叶松、蒙古栎、紫穗槐的土壤渗透性能较好,杨树、果园的土壤渗透性能较差。(2)Horton公式拟合的稳定入渗率与实测值较为接近,Horton公式对本研究区土壤入渗过程拟合效果较好,比较适于描述本研究区的土壤入渗过程。(3)土壤初始入渗率与毛管孔隙度呈显著负相关,稳定入渗率和平均入渗率与0.25 mm水稳性团聚体含量呈显著正相关。由此可见,低山丘陵区要做好森林的保护和营造,从而增加土壤水分入渗,减少水土流失。     

黑土低山丘陵区水平梯田地力提升措施对土壤质量和玉米产量的影响

[目的] 定量评估黑土低山丘陵区不同地力提升措施对坡改梯区域土壤质量和玉米产量的影响，为该区耕地地力提升和黑土地保护提供理论支持。 [方法] 采用野外监测与多元数理统计方法，识别化肥、有机肥和秸秆不同组合混施对土壤养分含量、物理性状、玉米生长及产量等的影响。 [结果] ①秸秆配施有机肥措施不仅对耕层肥力起到了非常显著的改良作用，同时明显改善了土壤物理性状，且化肥、有机肥和秸秆混施处理效果最好； ②添加秸秆与有机肥措施显著降低了C∶N，提高了N∶P和C∶P值，为土壤微生物群落生长、发育提供了更为理想的环境； ③土壤持水能力和有机C含量是黑土低山丘陵区梯田作物产量影响最大的因素，未来应持续开展秸秆与有机肥混施措施； ④化肥混合有机肥3.75 t/hm²或秸秆3.00 t/hm²是提高黑土丘陵区梯田产量的最佳施用量。 [结论] 黑土低山丘陵区不同地力提升措施对坡改梯区域土壤质量和玉米产量的影响有显著差异，该区域适宜用化肥混合有机肥、秸秆来改善土壤质量和玉米产量状况。     

土默川平原南部低山丘陵区土壤水力侵蚀研究

通过野外调查和根据TM影像、数字坡度模型、NDVI模型及气候资料,依据中华人民共和国行业标准SL190～96“土壤侵蚀分类分级标准”的总体要求,分析和评价了土默川平原南部低山丘陵区土壤水力侵蚀因子及水力侵蚀强度,结合水力侵蚀分布区域差异,讨论了治理措施。     

太行山中段典型低山丘陵区土壤营养元素丰缺评价

对河北省元氏县有仙乡微地域环境内不同地貌土壤中的营养元素进行了分析评价，查明有效态Ｎ含量低，Ｐ含量较低，６种微量营养元素亦严重缺乏。其中有９０５以上的土壤缺Ｚｎ，Ｍｎ，８０％以上的土壤缺Ｍｏ，Ｂ，６０％以上的土壤缺Ｃｕ，Ｆｅ，相关统计分析表明，土壤有效态元素含量低与有机质含量低呈显著相关，不同地形影响的土壤类型差异亦是造成土壤肥力不同的重要因素。     

吉林省低山丘陵区水土保持措施对土壤性质的影响

研究了吉林省东部低山丘陵区水土保持措施对土壤性质的影响,并对各水土保持措施的蓄水保土效益进行了分析.研究结果表明,顺垄试验小区蓄水保土效果最差;地埂植物带、灌木埂试验小区水土保持效益居中;生态修复、横垄试验小区水土保持效益较高;水平坑试验小区水土保持效益相当高.不同水土保持措施之间对土壤物理性质的影响存在差异,以生态修复对土壤pH、容重和田间持水量的修复最为明显;各水土保持措施对土壤颗粒组成,即土壤质地的修复效果均不明显,可见水土保持措施并不能在较短时间内改善土壤质地.在进行水土保持措施较短时间内,土壤SOC的消耗要大于其累积,使其在短时间内无法取得较好的SOC恢复效果.速效养分含量受水土保持措施影响非常大,土壤速效养分一部分随土壤侵蚀流失,一部分为植物所吸收利用,从而导致各水土保持措施土壤速效养分含量差异较大,其中生态修复措施对土壤速效养分的恢复效果最佳.在目前现有的水土保持措施下,选择生态修复措施,即自然撂荒是短时期内吉林省东部低山丘陵区进行小流域治理、退耕还林(草)工程和恢复土壤肥力质量较好的选择途径.     

黄淮海平原地区夏玉米农田土壤呼吸的动态研究

本文通过对黄淮海平原地区玉米生长季土壤呼吸的测定表明：该地区土壤呼吸日变化呈现单峰曲线；土壤呼吸季节变化大体呈现随温度变化的趋势，最大值出现在8月10日左右；土壤呼吸受5cm地温的影响最大，达到极显著水平。施有机肥对土壤呼吸影响较大，氮磷配施也增加了土壤呼吸量，免耕比耕翻有较少的土壤呼吸量。运用DNDC模型模拟土壤呼吸变化趋势和土壤呼吸变化通量均与田间实测的比较接近，可以用来模拟分析黄淮海平原地区农业土壤碳氮的循环。     

燕辽低山丘陵区集流聚肥梯田土壤水分变化规律研究

应用径流农业和坡地降雨径流水量平衡原理，对代表燕辽低山丘陵区典型区域不同平坡比的集流聚肥梯田土壤水分动态变化规律进行了研究，为提高该区自然降水利用率提供了科学依据。     

川东低山丘陵区农业旅游活动对土壤微生物群落结构的影响

开展农业旅游对土壤生态环境影响的专题研究,可为休闲农业旅游区的合理开发和有效保护提供理论基础,为评估未来农业旅游活动对土壤生态的影响提供科学依据。本研究以重庆市铜梁区黄桷门奇彩梦园和北碚区金果园游步道两侧的土壤样区为研究对象,通过现场调查、采样以及磷脂脂肪酸谱图分析(PLFAs),系统研究并比较了土壤微生物受影响的距离、主要微生物群落组成及其受冲击程度。结果显示:微生物群落结构受冲击范围在4 m以内(P<0.05),微生物生物量在土壤中的分布随着离游径的距离变小有明显下降趋势;在受农业旅游冲击的范围内细菌,革兰氏阳性细菌,革兰氏阴性菌,真菌的生物量随着离游径的距离变小有明显下降趋势,放线菌在部分样区表现出该规律,原生动物无此规律;对所测PLFAs数据进行多样性和冲击指数分析后得出假单胞菌(16∶0),好氧细菌G+(19∶0 cyclo w8c,15∶0 iso)等受影响程度较大,节杆菌(17∶0),真菌(18∶3 w6c(6,9,12))等受影响程度较小,受冲击程度大小与该微生物在生物总量中所占的比重呈正相关。综上,通过对两园区微生物群落进行评价分析发现调查样区土壤生态系统的稳定性已受到冲击。     

豫北低山丘陵区农田边界系统植物多样性的研究

通过野外调查研究了豫北低山丘陵区不同农田边界的植物丰富度、均匀度、生态优势度和多样性指数。结果表明: 植物丰富度指数依次为灌草丛>水渠边>稀疏林地>路旁>果园边际>作物边界带, 灌草丛物种丰富度显著大于其他边界类型, 作物边界带的物种丰富度显著小于其他农田边界类型; 植物均匀度指数依次为稀疏林地>灌草丛=水渠边>路旁>作物边界带>果园边际, 稀疏林地均匀度指数显著大于其他边界类型, 果园边际地的均匀度指数显著小于其他农田边界类型; 植物多样性指数和生态优势度指数变化趋势一致, 依次为水渠边>稀疏林地>灌草丛>果园边际>路旁>作物边界带, 水渠边的生态优势度和多样性指数均显著大于其他边界类型, 作物边界带的生态优势度和多样性指数均显著小于其他边界类型。灌草丛、路旁、水渠边、稀疏林地和果园边际地相互间的共有植物种较多, 其物种相似系数均在0.7以上, 而作物边界带与其他边界类型间的共有植物种较少, 物种相似系数也较低, 均在0.7以下, 其中, 作物边界带和灌草丛相似系数最低, 为0.47。     

华北低丘山地栓皮栎人工林土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异

2010年4-10月,采用静态箱-气相色谱法,研究了晴天条件下华北南部低丘山地29a生的栓皮栎人工林林地土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异。结果表明：（1）撂荒地和栓皮栎林土壤呼吸速率月变化趋势均呈单峰曲线,且土壤呼吸速率最大值均出现在7月份。测定时期内的栓皮栎林土壤呼吸速率平均值为601.69mg·m^-2·h^-1,比撂荒地的1007.96mg·m^-2·h^-1约低40.3%。（2）影响撂荒地和栓皮栎人工林地土壤呼吸速率的主要因子是土壤温度,与土壤湿度的相关性不明显,且撂荒地与栓皮栎林地在土壤5cm深处的Q10分别为2.702、2.573。     

华北南部低丘山地刺槐林地非主要生长季土壤微生物的呼吸特征

采用树木环割法,于2009-11—2010-03,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统,观测研究了位于河南省济源市的华北山区南部低丘山地40a生刺槐林土壤微生物呼吸速率（Rh）的时间变化特征及其与土壤温度和湿度的关系。结果表明：（1）在非主要生长季,Rh日变化不明显,但呈现出明显的日际变化特征;Rh平均值为0.426μmol.m-2.s-1。（2）林地5cm深处土壤温度与Rh之间存在显著的指数相关关系（P〈0.01）,且Rh随5cm深处土壤温度的升高而增大,表示二者关系的参数Q10值是1.86,说明非主要生长季Rh对温度的变化十分敏感;Rh与土壤含水量呈显著的线性相关关系（P〈0.01）,且Rh与5cm深处的土壤温度和土壤体积含水量均有很好的复相关关系（P〈0.01）。比较偏相关系数表明,影响Rh的主要土壤物理因子是土壤水分。     

生物质炭对茂兰喀斯特森林土壤呼吸与有机碳的影响

以贵州茂兰喀斯特国家自然保护区原始森林中的优势种青冈(Cyclobalanopsis glauca)凋落物(L)和对应的森林土壤(S)为研究对象,在两种不同温度(400℃、600℃)下将凋落物制成生物质炭(BC400、BC600),设置土壤(S)、土壤+凋落物(S+L)、土壤+BC400(S+BC400)、土壤+BC600(S+BC600)4个处理进行室内培养(1 kg土中加12.5 g生物质炭),在培养过程中动态监测土壤呼吸、土壤有机碳、碳氮比和pH,分析青冈凋落物与其生物质炭对森林土壤呼吸和有机碳含量等变化的影响。结果表明:在添加量为12.5 g/kg的条件下,25℃培养180 d后,与对照组相比,3组添加不同物质的处理S+L、S+BC400、S+BC600中碳的净释放量分别增加了34.98%、42.45%、9.83%,青冈凋落物与其生物质炭的添加均对土壤呼吸起到了明显的促进作用(P0.05);对培养前后土壤有机碳含量对比发现,低温生物质炭(BC400)的添加促进了微生物对土壤有机碳的转化,而高温生物质炭(BC600)作用相反,从短期来看,具有一定的固碳作用,为生物质炭在喀斯特森林土壤碳固定应用方面提供了参考依据。     

紫色丘陵区坡耕地生物埂土壤抗冲性研究

本文以紫色丘陵区坡耕地4种典型生物埂为研究对象,采用原状土冲刷水槽法系统分析各种生物埂的土壤抗冲性。结果表明:（1）各种生物埂径流含沙量随着冲刷时间的继续出现“先急剧减小后平稳减小直至稳定”的变化趋势。在冲刷0~3 min,各生物埂土壤的径流含沙量均较大,随后径流含沙量平稳变化并趋于稳定。（2）生物埂抗冲刷过程可划分为快速冲刷阶段（0~3 min）、慢速冲刷阶段（3~20 min）和平稳冲刷阶段（20~28 min）3个阶段。生物埂土壤抗冲性随着冲刷时间的增长而不断增强,两者之间可用幂函数表示,其R²值在0.848 7~0.989 9。（3）各种生物埂土壤抗冲性随着坡度的增大而降低,两者关系达到极显著水平（R²=0.790 7,N=12,p < 0.001）,可用幂函数表示。研究结果可为紫色丘陵区坡耕地生物埂措施合理布置及其稳定性评价提供科学依据。     

阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中残留动态研究

采用田间试验和气相色谱-质谱(GC-MS)联用的检测方法研究了阿特拉津和乙草胺在玉米和土壤中的消解动态及最终残留规律。结果表明,该方法阿特拉津最低检出浓度为0.08 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在85%~97%之间,相对标准偏差(RSD)在10.0%~14.4%之间;乙草胺最低检出浓度为0.40 ng g-1,添加浓度在10~250 ng g-1范围内,回收率在102%~109%之间,相对标准偏差(RSD)在9.7%~14.0%之间。阿特拉津和乙草胺在土壤中的消解动态方程分别为C=1942.7e-0.0492T和C=916.53e-0.0343T,降解半衰期分别为14.1 d和20.2 d。38%阿特拉津水悬浮液、900 g L-1乙草胺乳油剂用于玉米田除草,施药剂量分别为5.25~10.50 g hm-2、2.25~4.50 g hm-2,在玉米播种后出苗前施药,施药1次,收获期玉米籽粒中阿特拉津残留量低于0.08 ng g-1、乙草胺残留量低于0.40 ng g-1,土壤中阿特拉津残留量低于3.3 ng g-1、乙草胺残留量低于12.4 ng g-1,均满足相应的限量标准。     

南方红壤丘陵区土壤侵蚀-沉积作用对土壤酶活性的影响

土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制,有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征,揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系,并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明:沉积区绝大多数土层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次,侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层(0~30 cm)土壤表现较为明显,随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系(p0.01)。此外,偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子,其解释量达7.5%,侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。     

乙草胺对土壤微生物数量及土壤呼吸的影响

通过室内瓶培养试验,研究了不同浓度(0.3、3、30μgkg-1干土)乙草胺对土壤呼吸、土壤细菌、放线菌和真菌数量的影响,结果表明乙草胺在培养初期促进土壤呼吸强度,之后土壤呼吸强度恢复到对照水平,甚至有降低的趋势;对细菌数量有先增长后抑制的趋势;对放线菌数量具有促进-抑制-恢复的趋势;对土壤真菌数量具有先抑制-恢复-促进的趋势。其研究结果为合理施用乙草胺提供理论依据。     

绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫下的变化

为了研究绿豆幼苗的超弱发光规律及盐胁迫对其的影响和改变,本研究首次采用以EMCCD（电子倍增式CCD）为主的、自行搭建的超弱光图像探测系统,以豫绿2号绿豆为实验材料,检测了绿豆幼苗的自发超弱发光以及在盐胁迫下的改变情况。结果发现：绿豆幼苗自发发光的强度远小于延迟发光的强度,不同的盐胁迫时间对延迟发光强度和自发发光强度的影响各不相同,故可以用延迟发光强度的变化来表征盐胁迫对植物的伤害程度。实验数据的统计结果表明：盐胁迫下绿豆幼苗的发光强度-时间曲线遵循指数衰减规律,说明生物光子具有一定的相干性。本文结果将为农田实时监测植物盐胁迫生理状况提供一种新的光子学手段。     

不同施肥措施对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响

为探究不同施肥对黄土丘陵区农田土壤有机碳组分及碳库管理指数(CPMI) 的影响,以及提高旱区土壤碳“汇”能力提供理论依据,研究基于中科院安塞水土保持试验站长期定位试验,采用5种不同施肥设置[种植作物不施肥(CK)、氮磷肥配施(NP)、氮磷钾肥配施(NPK)、单施有机肥(M)和有机肥中配施氮磷肥(MNP)]对土壤有机碳组成及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明：不同施肥处理能增加不同土层土壤有机碳及其组分含量,且土壤有机碳及其组分含量随土层深度增加而逐渐降低；施用有机肥处理(M和MNP)下0-20cm土壤有机碳及其组分含量高于化肥(NP和NPK)和CK处理,与CK处理为对照,M和MNP处理下有机碳含量分别增加133.59%、118.52%(P<0.05),易氧化有机碳含量分别增加51.73%、48.20%(P<0.05),可溶性有机碳含量分别增加61.54%、53.21%(P<0.05),土壤微生物碳含量分别增加68.34%、113.04%(P<0.05)；除土壤微生物碳以外,20-40cm土壤有机碳及其组分含量均无显著差异；不同施肥处理显著提高0-20cm 土壤CPMI,M处理下CPMI在所有施肥处理中最高,20-40cm 土壤中M处理下CPMI在所有施肥处理中最大,但各施肥处理间差异不显著。总体来讲,施用有机肥可以提高旱区土壤水土保持能力和土壤肥力,增强土壤碳“汇”功能及其土壤有机碳的稳定性。