放牧、水分和氮素对内蒙古草原土壤团聚体的影响

本研究以内蒙古草原为期十年的长期定位试验地为平台,分别在中度和过度放牧样地添加水分和氮素,研究放牧强度、水分和氮素三因子及其交互作用对土壤团聚体构成比例及稳定性的影响.结果表明:随放牧强度增加,土壤大团聚体含量减少,微团聚体含量增加,团聚体平均重量直径和几何平均直径显著减小,土壤有机碳和全氮含量显著下降;长期水分添加显...     

间作白三叶对苹果/白三叶复合系统土壤团聚体及团聚体碳含量的影响

设置苹果(Malus domestica Borkh.)园清耕与间作白三叶(Tri folium repens L.)2个处理,分析其对果园土壤机械稳定性团聚体和水稳性团聚体及团聚体稳定性、水稳性团聚体有机碳含量的影响.结果表明:间作白三叶增加了果园土壤水稳性团聚体平均重量直径(MWD),降低了团聚体破坏率(PAD),显著提高了0～20 cm土层＞0.25 mm水稳性团聚体的含量及其稳定性(P＜0.05),但未对果园土壤中＞0.25 mm粒级机械稳定性团聚体含量产生明显影响;间作白三叶改变了果园土壤团聚体有机碳含量与分布,显著增加了0～20 cm土层＞0.25 mm水稳性团聚体有机碳含量(P＜0.05),其中0.5～0.25 mm粒级水稳性团聚体有机碳含量增幅最大,1～0.5 mm粒级增加幅度较小.间作白三叶可显著提高果园0～20 cm土层水稳性团聚体含量及其稳定性、团聚体有机碳含量(P＜0.05),且对不同粒级水稳性团聚体及团聚体碳含量的影响表现出明显差异.     

宁夏盐池县沙化草地土壤团聚体分异特征

以宁夏盐池县哈巴湖自然保护区不同沙化程度的荒漠草原为对象,研究潜在、轻度、中度和重度沙化草地0~40 cm土壤机械稳定性和水稳定性团聚体的粒径分布,并通过团聚体破坏率、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数等指标分析不同沙化类型草地土壤团聚体稳定性特征。结果表明:各沙化类型草地0~20 cm土层机械稳定性团聚体和0~40 cm土层水稳性团聚体均以<0.25 mm微团聚体为主,分布范围分别为45.78%~88.36%和48.05%~97.79%。随草地沙化程度的加重,0~40 cm各土层<0.25 mm机械稳定性和水稳性微团聚体含量、团聚体破坏率、分形维数及侵蚀因子总体呈增加的趋势,MWD和GMD则逐渐降低,土壤结构趋于不稳定。从剖面变化看,随土层的加深,土壤稳定性增加,尤其是潜在和轻度沙化草地,表明该区域土地沙化主要发生在0~20 cm浅层土壤。土壤团聚体稳定性与有机碳、全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),与黏粉粒呈显著正相关(P<0.05),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。伴随着盐池县草地沙化过程中土壤细颗粒的吹蚀和碳氮等养分的搬运,土壤结构分散,物理稳定性降低。     

不同轮作序列对旱地胡麻土壤有机碳稳定性的影响

为了探索陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区胡麻轮作序列对土壤碳库的影响,2012-2016年通过4年定位试验,以连作为对照,研究了不同胡麻频率下的轮作序列(F:休闲;PWFW:25%Flax、马铃薯-小麦-胡麻-小麦;WFWP:25%Flax、小麦-胡麻-小麦-马铃薯;FWPF:50%Flax、胡麻-小麦-马铃薯-胡麻;WPFF:50%Flax、小麦-马铃薯-胡麻-胡麻;FFFF:100%Flax、胡麻-胡麻-胡麻-胡麻)对土壤团聚体、总有机碳(TOC)、土壤颗粒有机碳(POC)、土壤微生物碳(MBC)和氮(MBN)的影响。结果表明,休闲、不同轮作序列和低胡麻频率显著增加了030 cm土层<0.25 mm粒级的土壤团聚体含量、TOC和POC含量,而随胡麻频率的增加三者的含量呈下降趋势。其中,25%Flax处理下土壤团聚体含量较播前和休闲处理分别显著增加了2.02%4.04%和9.56%11.73%;土壤有机碳(SOC)较连作显著增加5.95%7.48%。50%Flax处理下胡麻位置对土壤SOC影响显著,且轮作(FWPF)显著高于连作(WPFF)。060 cm土层土壤SOC含量表现为休闲>播前≈25%Flax>50%Flax>100%Flax。与连作相比,轮作显著提高了010 cm土层土壤TOC和POC含量,呈现表层富集现象。土壤POC含量表现为25%Flax≈休闲>50%Flax>100%Flax。此外,轮作换茬显著增加了土壤MBC含量,且随着胡麻频率的增加,030 cm土层土壤MBC含量逐渐降低。与播前、休闲、轮作相比,连作显著降低土壤微生物碳氮比,50%Flax(WPFF)轮作序列和土层深度对土壤有机碳和微生物量的互作效应显著。综合来看,休闲可以显著改善土壤理化性状,25%胡麻频率的轮作序列利于保持土壤团聚体稳定性,增加土壤TOC、SOC和POC含量,而50%Flax轮作序列(WPFF)能够提高土壤微生物量和微生物碳氮比。表明25%胡麻频率的轮作序列均可维持土壤有机碳的稳定性,是旱地胡麻比较理想的轮作序列。     

农牧交错带退耕种草对土壤团聚体的影响

农牧交错带种植多年生牧草，对土壤团粒结构的改善是一种有效的生物手段。据试验测定，多年生草地》0．25mm土壤团聚体总数平均为73．90％，比燕麦地（平均为65．47％）高8．43％。供试的3种多年生草地问》0．25mm土壤团聚体总数的大小顺序为兰茎冰草〉无芒雀麦〉新麦草。供试牧草土壤团聚体不同生长季的变化规律是7，8月最高，6月次之，9月最低。     

不同土地利用方式下表层土壤大团聚体特征

土壤大团聚体含量能表征土壤结构稳定性,反映土壤结构变化趋势。本研究在辽河干流中下游流域主要沙化区分析湿地、林地、农田和草地4种土地利用方式对0-20cm土层土壤大团聚体(0.25 mm)含量和稳定性的影响,及各粒径大团聚体的空间异质性,并进行空间插值模拟其分布。结果显示,农田土壤团聚体破坏率最大,达到46.98%,林地最小,为26.36%;依据土壤水稳性大团聚体含量、团聚体颗粒平均重量直径和几何平均直径,评价土壤结构稳定性强弱为湿地林地农田草地;4种土地利用导致土壤大团聚体稳定性差异显著(P0.05),湿地和草地之间的差异性最显著;湿地土壤结构相对最好,其次是林地和农田,草地相对最差。本研究结果可为辽河干流流域土地沙化程度评价及分区治理提供参考依据。     

不同沙化程度高寒草地土壤团聚体有机碳含量特征

为了解高寒沙化草地土壤团聚体组成及其有机碳含量变化特征,对若尔盖四种不同沙化程度的高寒草地土壤团聚体有机碳进行了比较分析。结果表明:在川西北高寒草地中,随着草地沙化程度加剧,土壤中团聚体组成变化明显。当高寒草地从中度沙化向重度沙化转变阶段,≤0.25mm粒级团聚体的增加及0.5-2mm粒级团聚体的减少都较为显著。随着草地沙化程度的增加,土壤各粒级团聚体有机碳含量总体呈下降趋势,并且土壤团聚体有机碳含量的显著下降发生在草地从中度沙化向重度沙化转变阶段。     

刺槐人工林土壤团聚体稳定性与群落特征的相关分析

本研究对黄土丘陵区20,25,40和50年人工刺槐林土壤团聚体稳定性与植物群落特征相关性进行了分析,结果表明,刺槐群落的总物种数和细根密度对土壤团聚体水稳定性有显著影响（R²≥0.96）,物种多样性和禾本科物种数对土壤团聚体机械稳定性作用明显（R²≥0.97）,刺槐群落特征影响土壤团聚体稳定性。     

长江源区草地覆盖变化对土壤团聚体分布及稳定性的影响

为了明确长江源区草地覆盖变化对土壤结构的影响,本研究以高寒草甸和沼泽草甸2种草地为研究对象,分析了不同植被覆盖度下土壤团聚体分布和稳定性特征。结果显示：高寒草甸土壤团聚体主要分布在2~0.25 mm和0.25~0.053 mm粒径范围内,沼泽草甸土壤团聚体在不同粒径范围内分布相对均匀;高寒草甸土壤大于0.25 mm团聚体含量（WR_0.25）表现为高覆盖度草地高于中覆盖度草地,随土层加深,低覆盖度草地WR_0.25显著高于高覆盖度草地和中覆盖度草地,除表层0~10 cm土壤外,高覆盖度沼泽草甸土壤WR_0.25显著高于中覆盖度和低覆盖度土壤;不同植被覆盖度下高寒草甸表层0~10 cm土壤团聚体平均重量直径（Mean weight diameter,MWD）和几何平均直径（Geometric mean diameter,GMD）无显著差异,在10~20 cm和20~40 cm土层差异显著,表现为低覆盖度 > 高覆盖度 > 中覆盖度,沼泽草甸土壤团聚体MWD和GMD则随草地植被覆盖度降低和土层加深而逐渐减小;中覆盖度草地土壤团聚体破坏率（Aggregate destruction rate,PAD）最大,其稳定性最差;高覆盖度草地土壤团聚体稳定性最好;在不同土层深度上,高寒草甸土壤团聚体稳定性无显著差异,沼泽草甸土壤随土层加深团聚体稳定性变差。本研究结果表明WR_0.25和PAD能够更好地评价土壤团聚体稳定性,而沼泽草甸土壤团聚体对植被覆盖变化的响应更为敏感。本研究结果有利于加强植被覆盖变化背景下对长江源区土壤保护机制的认识。     

青藏高原东部高寒草甸草地土壤物理性状对氮元素添加的响应

依托设置于青藏高原东部夏河县桑科草原的天然草地刈割型草场培育定位试验,探讨不同氮元素添加量对高寒草甸草地土壤物理性状的影响。本试验共设4个处理,分别为对照（CK,0 kg N／hm2）、低氮（LN,50 kg N／hm2）、中氮（MN,100 kg N／hm2）、高氮（HN,150 kg N／hm2）。通过对高寒草甸草地土壤容重、孔隙度、紧实度、土壤团聚体等物理性状进行测定与分析,结果表明,MN 与 HN 处理可显著降低0～10 cm 土壤容重与土壤紧实度、增加土壤总孔隙度、非毛管孔隙度与最大持水量。20～30 cm 土层中 LN、MN、HN 处理均可显著增加土壤容重、土壤紧实度,降低土壤总孔隙度、最大持水量。对土壤团聚体的影响,与 CK 处理相比 MN、HN 处理可显著提高各土层≥0．25 mm 机械稳定性土壤团聚体含量、提升土壤团聚体平均重量直径（MWD）;较之 CK 处理,LN、MN处理可显著提升各土层≥0．25 mm 水稳性团聚体含量,同时不同氮元素添加处理均可显著提升水稳性团聚体和MWD,表明氮元素添加对该区土壤侵蚀性有较好的抑制作用,进而减少水土和养分的流失。对地上和地下生物量的影响,MN、HN 处理能显著提升草地地上生物量;MN 处理显著增加了地下生物量、HN 处理显著降低了地下生物量;LN 处理对地上与地下生物量的影响不显著。通过试验得出结论 MN 处理对土壤物理性状的改善效果较好,该处理改善了土壤容重、孔隙度及土壤紧实度,提高了土壤干筛≥0．25 mm 机械稳定性团聚体与湿筛≥0．25 mm水稳性团聚体含量及其稳定性（MWD）,增加了草地地上生物量和地下生物量。     

施氮对胡麻／大豆间作体系作物间作优势及种间关系的影响

农业生产中氮是最大的土壤养分资源,影响间作体系的生产力优势,然而,氮对作为北方旱作农业的新型间作模式的胡麻/大豆间作体系的影响机理并不清楚。本研究通过田间试验,探讨了不同施氮水平(0,75,150kg/hm2)对胡麻/大豆间作体系的间作优势特征、种间关系和间作产量的影响。结果表明,胡麻/大豆间作体系表现出明显的种间优势,胡麻/大豆间作的生物量和产量的土地当量比(LER)值均大于1,且随施氮量的增加呈先增大后减小的趋势,在N1(75kg/hm2)下均达到最大,分别为1.25和1.30。胡麻的种间竞争能力在N0(0kg/hm2)和N1(75kg/hm2)下强于大豆(Ao0,CRo1),在N2(150kg/hm2)下弱于大豆(Ao0,CRo1)。胡麻/大豆间作体系的籽粒产量和生物学产量在N1下均达到最大,分别为2440.5kg/hm2和7594.3kg/hm2。说明胡麻/大豆间作体系在N1(75kg/hm2)下最利于胡麻大豆协调增产。     

不同草地利用方式对土壤有机碳、全氮和全磷的影响

以青海省共和县塔拉滩封育芨芨草(Achnatherum splendens)草原、过牧芨芨草草原、取土坑、人工草地和农田为研究对象,对不同利用方式及不同深度下土壤有机碳、全氮、全磷含量进行了分析研究。结果表明:0～10cm和10～20cm土层土壤有机碳含量顺序均为封育芨芨草草原>退化过牧芨芨草草原>取土坑>农田>人工草地,说明退化和开垦均导致表层土壤有机碳含量的下降。在同一土层内,农田和人工草地(退耕地)的有机碳含量差异不显著(P>0.05)。在0～10,10～20和20～40cm的3个土层,农田的全氮含量最高,人工草地次之,主要是由于人为施加氮肥和翻压枯草等因素造成,取土坑的全氮含量最低;同时,0～40cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量高于退化过牧芨芨草草原,40～80cm的土层,封育芨芨草草原的土壤全氮含量低于退化过牧芨芨草草原,说明封育使土壤上层的全氮含量增加,而草原退化导致氮向下层转移。全磷含量的变化规律与全氮相似。各草地的有机碳、全氮和全磷含量随土壤深度增加而下降。     

星星草的生长对盐碱土壤氮素营养的影响

星星草生长不同年数碱化土壤与碱斑土壤比较,全氮含量、碱解氮含量、氨化强度、固氮强度、脲酶活性、蛋白酶活性、亚硝酸还原酶活性和硝酸还原酶活性均增加,星星草生长不同年数碱化土壤间存在不同差异。星星草生长不同年数土壤全氮含量与碱斑裸地差异显著;生长2年和3年与碱斑裸地土壤碱解氮含量差异显著;碱斑裸地与星星草生长3,4和5年土壤氨化强度、固氮强度、脲酶活性、蛋白酶活性和硝酸还原酶酶活性差异显著;说明星星草的生长对碱化土壤氮素营养状况具有一定的改良作用,综合来看星星草生长3~5年对碱化土壤的改良作用最佳。     

氮磷添加对草地土壤酸度和化学计量学特征的影响

以内蒙古温带草原为对象,研究了不同比例和水平的氮磷输入对土壤pH和化学计量学特征的影响。结果表明,与不添加氮磷的对照相比,添加氮磷的土壤pH在氮输入大于30g·m~(-2)的情况下显著降低(P0.05),而在不施加磷肥只施加氮肥的情况下,10g·m~(-2)氮输入也显著降低了土壤pH(P0.05),而且显著低于添加磷肥的处理(P0.05)。另外,与高比例和水平的氮磷输入相比,低比例和水平的氮磷输入显著降低土壤大量元素(钾、钙和镁)、微量元素(铁、锰、铜和锌)和毒性元素(铝和锰)(P0.05),而且还降低土壤N∶P。可能是由于该地区土壤磷含量低,低氮高磷输入缓解植物生长受磷限制,促进植物生长的同时,降低土壤养分。由此可见,根据当地土壤养分和氮输入的量,适量添加磷可以缓解外源氮输入对土壤pH和化学计量学特征的影响。     

不同施钾水平对胡麻钾素营养转运分配及产量的影响

以胡麻“坝选3号”为材料,设置不施钾(K₀)、低钾(K₁,18.75 kg K₂O/hm²)、中钾(K₂,37.5 kg K₂O/hm²)和高钾(K₃,56.25 kg K₂O/hm²)4个施钾(K₂O)水平,于2011-2012年在河北省张家口市开展田间试验,研究了不同施钾量对胡麻钾素营养转运分配及其产量的影响。结果表明,胡麻根、茎、叶和籽粒等器官的钾素累积主要在生殖生长阶段,占全生育期累积量的41.28%～64.09%;与不施钾相比,施钾条件下胡麻根、茎和叶钾素转运量分别增加了35.60%,29.06%和43.75%。根、茎和叶中均有钾素转运到籽粒,转运率分别为17.78%～24.85%,14.82%～23.00%和39.40%～46.20%,对籽粒钾素的贡献率分别为6.71%～14.12%,11.24%～23.97%和17.26%～50.83%。较不施钾处理,低、中和高钾水平下籽粒产量分别增产14.90%～24.12%,29.93%～30.11%和15.65%～23.13%,且中钾处理下增产幅度最大。综合胡麻钾素积累、转运与分配规律以及籽粒产量,本试验区同等肥力土壤条件下,要实现胡麻高产高效以施钾量37.5 kg/hm²为宜。     

大气氮沉降对黄土高原土壤氮特征的影响

为了解氮沉降对土壤氮特征的影响,通过人工氮肥添加模拟试验,分析在不同氮添加梯度下黄土高原典型草原土壤全氮（TN）和轻组有机氮（LFON）含量的变化特征。结果显示,氮添加对黄土高原典型草原土壤0～40 cm土层TN含量没有显著影响(P>0.05);但是显著增加了土壤表层（0～10 cm）的LFON含量和LFON/TN(P<0.05)。氮添加对10～20和20～40 cm的LFON含量和LFON/TN没有显著影响(P>0.05)。本研究表明,在黄土高原典型草原实施氮添加的初期,LFON含量和LFON/TN比TN含量能更早地显示出土壤氮特征的变化。     

氮素添加对贝加尔针茅草原土壤团聚体碳、氮和磷生态化学计量学特征的影响

大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象, 其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N₀ (0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅ (15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₃₀ (30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₅₀ (50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₀₀ (100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N₁₅₀ (150 kg N·hm^-2·yr^-1) 6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体 C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。     

氮素添加对土壤呼吸影响的研究进展

碳、氮循环是陆地生态系统化学循环和能量流动的两大重要过程,二者紧密相连;土壤呼吸是陆地碳循环的重要过程,也是陆地生态系统与大气之间进行交换的主要途径。由于施肥等人为因素导致了陆地生态系统氮素的增加。不同陆地生态系统对这一过程做出了不同的响应。综述了不同生态系统土壤呼吸对模拟氮沉降的响应方式和机理,分析了氮素添加对土壤呼吸影响的不确定性,并在此基础上对未来研究方向进行了探讨和展望。