压砂年限对土壤质量的影响研究

以宁夏海原县关桥乡罗山村的绵砂压砂地为对象,邻近未压砂地农田为对照,研究压砂1a,3a,5a,7a,10a后土壤机械组成,理化性质及酶活性的变化。结果表明:压砂地与对照相比土壤水分含量高、全盐含量低;随着压砂年限的增加土壤质地粗化、容重明显增加,毛管孔隙度、持水量降低;土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮、速效磷、速效钾均呈下降趋势,过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶的活性也逐年降低。连作3a表现出明显的连作障碍,压砂10a土壤质量状况较差。说明压砂对土壤的影响是双向的。     

排矸场植被恢复初期不同植被类型土壤优先流特征

以宁夏羊场湾排矸场草地(G)、灌丛(S)和乔木(A)为研究对象,通过染色示踪试验分析排矸场植被恢复初期不同植被类型的优先流特征。结果表明:1)A水分损失最严重,最大染色深度与优先流程度A>G>S。2)根长密度和根重密度均可促进优先流发育,且≤1 mm根长密度与根重密度的促进作用最明显。3)总染色面积比与最大和最小染色深度、基质流深度显著正相关,与优先流比显著负相关(P<0.05)。4)A和G以20~250mm染色路径为主,S的变化更为复杂。5)各样地以高相互作用大孔隙流为主;土层深度<13cm时,S均质流明显,G和A以非均质指流、高相互作用大孔隙流和混合作用大孔隙流交替出现。     

压砂瓜连作对土壤酶活性及理化性质影响

对宁夏兴仁镇红圈子村连作1 a、3 a、5 a、7 a、10 a的压砂瓜田土壤酶活性和理化性质数据进行单因素方差分析、Pearson相关分析以及主成分分析,以探明随压砂瓜连作年限的增加砂田土壤质量的变化趋势,为提高宁夏中部干旱带砂田的可持续利用提供依据。结果表明:随连作年限的增加,土壤脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性都逐渐下降,其中,脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性与土壤容重呈极显著负相关,与土壤总孔隙度表现出极显著正相关关系。土壤物理性质随连作年限的增加呈逐渐恶化趋势,土壤水分状况在连作5 a最佳;土壤肥力状况也逐渐降低,土壤全盐含量明显降低。土壤质量综合主成分得分最高的是1 a砂田为0.96,10 a砂田得分最低为-0.8。连作5~7 a表现出明显的连作障碍。因此,在砂田耕作的过程中必须进行科学合理的施肥与耕作,以保证砂田的持续利用。     

不同种植年限对特殊药材土壤化学性质和微生物多样性的影响

以不同种植年限特殊药材根际土壤为材料,采用IlluminaNovaSeq高通量测序法和常规分析方法,分析了种植年限(0 a, 1 a, 4 a, 24 a)对根际土壤化学性质及微生物群落多样性的影响。结果表明：连续种植24 a后,土壤电导率、硝态氮含量显著高于其他种植年限。特殊药材连作对土壤细菌α-多样性指数均无显著影响,但土壤细菌丰富度和多样性减少;连续种植24 a真菌α-多样性指数中ACE指数、Chao1指数显著高于种植1 a,真菌丰富度和多样性增加。细菌群落Proteobacteria(变形菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)为优势菌门,Sphingomonas(鞘氨醇单胞菌属)、Xanthomonadaceae(黄单胞菌科)相对丰度随着种植年限增加呈明显上升趋势,未知菌属RB41、Lysobacter(溶杆菌属)相对丰度呈下降趋势。土壤真菌群落Mortierellomycota(被孢霉门)、Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门)为优势菌门,Mortierella(被孢霉属)相对丰度随种植年限增...     

胡麻连作对土壤细菌群落的影响

采集种植1、2 a和3 a的胡麻土壤,利用高通量测序技术对不同胡麻连作年限土壤细菌群落进行测定,旨在揭示不同连作年限对胡麻土壤细菌群落结构和多样性的影响.结果表明:连作3 a土壤样本细菌OTU数目最多,为1773条,细菌群落丰度指数(Chao指数1759.07和Ace指数1741.89)最高,而细菌群落多样性(Shan...     

种植年限对新疆盐碱土苹果园土壤质量及果实品质的影响

通过对不同种植年限盐碱地苹果园土壤理化指标及果实品质的测定,研究苹果种植年限和土壤理化性质特征间的关系及苹果品质的变化趋势。结果表明,研究区盐离子类型及含量组成是HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Na~+Mg~(2+)K~+,土壤为高盐高碱类型。随着苹果种植年限的增加,土壤有机质、全氮、碱解氮含量显著升高,有效钾和有效磷含量在连续种植9 a后,相对于第1 a种植,含量分别增加了2.9和2.3倍。土壤中Ca、Fe含量总体呈降低趋势,种植1 a条件下土壤Ca、Fe含量较种植9 a条件下分别降低了8%和45.6%。土壤中SO_4~(2-)和Cl~-含量逐渐减小,其中SO_4~(2-)在种植1 a时含量最高,值为515.5 mg·kg~(-1),Ca~(2+)、Na~+、Mg~(2+)含量分别下降了62%、78%、79%。种植12 a的苹果可溶性固形物和单果重较种植4 a苹果分别增加了10.0%和28.8%。因此,苹果种植有利于降低新疆盐碱土的盐离子含量,提高其有机质、全氮、碱解氮含量,果实品质随种植年限延长进一步改善。     

不同种植年限苜蓿地土壤环境效应的研究

随着苜蓿种植年限的延长,土壤质量发生一系列变化。为了揭示不同种植年限苜蓿地土壤质量的变化,以毗邻种植的1～5年生苜蓿为研究对象,对土壤水分、养分及微生物的变化进行研究,分析比较不同种植年限苜蓿地土壤质量的变化。结果表明：在苜蓿生长季节内,不同种植年限苜蓿的土壤含水量的时空变化均呈先增加后降低的变化趋势;随种植年限的延长,土壤有机质、全氮、碱解氮含量呈递增趋势,速效钾的含量呈先增加后降低的趋势;各种植年限苜蓿草地土壤微生物群落以细菌占优势,且细菌和放线菌的数量随种植年限的延长呈递增趋势,真菌变化规律不明显,此外4年生苜蓿地微生物总数最大,是其它各种植年限的1.04～2.60倍。说明种植年限对苜蓿草地土壤质量有一定程度的影响,且因种植年限的长短,影响程度也各异。     

连作对砂田土壤微生物碳源利用和微生物量碳、氮的影响

以宁夏香山乡红圈子村连作1年、3年、5年、7年、9年、11年、20年的压砂瓜田为研究对象,以未压砂的原始荒地为对照,研究连作砂田土壤微生物群落对碳源利用率的影响和微生物量碳、氮的变化规律,分析微生物碳源与微生物量碳、氮的相关性,探讨研究结果形成的原因.结果表明:与对照相比,压砂明显提高了土壤微生物对碳源的利用率,不同连作年限砂田土壤微生物对碳源利用率随培养时间的延长而增强;试验区土壤中微生物主要利用的碳源均为多聚化合物;砂田土壤微生物量碳、氮随连作年限的延长整体呈下降趋势;微生物量氮与多聚化合物、氨基酸、胺类化合物和平均颜色变化率呈显著负相关关系(p＜0.05),微生物量碳与碳源之间无相关关系.     

民勤退耕区不同年限退耕地土壤理化性质及酶活性

以民勤不同年限(1、2、4、8、13 a)退耕地为研究对象,以当年耕地作为对照,采用时空替代法及通径分析法研究不同年限退耕地土壤理化性质、土壤酶活性变化特征及二者的相关关系.结果表明:(1)随着退耕年限的增加土壤速效钾含量表现为缓慢上升趋势,在退耕13 a达到峰值(411 mg·kg-1);其余理化指标均在退耕13 a...     

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。     

凝胶基保水缓释尿素的稳定性

利用共聚法将保水剂和尿素共聚制成一种凝胶基保水缓释尿素肥料,并用热分析法、土壤培养及紫外老化法,结合红外光谱及电子显微镜、吸水倍率考察凝胶基保水缓释尿素的稳定性。热分析结果表明,保水缓释尿素的热稳定性与其材料合成中尿素/保水剂比有关,其配比为0.54∶1和0.44∶1时热稳定较佳。吸水倍率测试表明,保水缓释尿素在土壤培养中释放尿素后,保水剂仍保持吸水、保水特性。红外光谱和电镜观察解析表明,凝胶基保水缓释尿素既释放尿素,又交换吸附了土壤养分和盐分。紫外老化实验结果反映出保水缓释尿素形态及颜色发生了变化,但红外光谱解析表明其保水材料化学结构未改变,仍保有吸水保水和养分缓释的功能。因此,实验合成的凝胶基保水缓释尿素是具有一定稳定性的吸水保水功能的缓/控释肥料,其尿素/保水剂比为0.54∶1和0.44∶1较合理。     

黄淮海平原灌区节水高效耕作制度构建

黄淮海地区是我国重要的粮食产区,平均复种指数为150%,小麦-玉米一年两熟加春播作物组成的两年三熟制为该区域的主要种植制度。受水资源限制,部分地区复种指数呈现下降趋势,严重影响了区域粮食安全。发展节水高效耕作制度成为解决区域粮食安全和生态安全的重大科技问题。介绍了山东农业大学在小麦-玉米周年节水高效耕作制度和春播作物覆盖节水耕作制度两个方面的最新进展：前者重点介绍秸秆还田与高效耕作、高杆喷灌水肥一体化、肥水耦合、测墒补灌等生物节水与农艺节水的技术创新与集成;后者重点介绍多功能生物降解地膜的研制与花生、马铃薯等覆盖节水增产技术体系。在此基础上,提出黄淮海地区耕作制度的发展方向与技术需求(采取深松与秸秆还田技术相结合、深松与高杆喷灌结合、废弃物还田、合理灌水与施用氮肥相结合、地膜覆盖技术等),以期为黄淮海平原灌区粮食安全和生态安全提供战略支撑与技术支持。     

半干旱区春小麦水分与产量关系及其影响因素分析

水分是影响半干旱雨养作物生长、发育及产量形成最重要的环境因素。以中国西北半干旱区田间试验为基础,收集长期观测资料和文献数据,分析春小麦产量与水分之间的关系及其环境影响因素,揭示不同环境条件下春小麦水分限制特征和调控机制。研究表明：半干旱区常规管理水平下,雨养春小麦产量与水分间的关系相对稳定,然而播前土壤储水影响生育期降水与春小麦产量间的关系,不同播前土壤储水条件下,每增加1 mm降水量,春小麦产量的增加量分别为21.3 kg·hm^-2和16.8 kg·hm^-2。生育期大气干湿条件（潜在蒸发量与降水的差值）对播前土壤储水与春小麦产量间的关系也有影响,其中大气较为干燥时（潜在蒸发量与降水的差值大于425 mm）,产量与土壤水分间关系斜率为22.9 kg·hm^-2·mm^-1,大气较为湿润时（潜在蒸发量与降水的差值小于425 mm）,斜率为20.1 kg·hm^-2·mm^-1。相较生育期降水,播前土壤储水对春小麦产量更具有决定性作用。半干旱雨养春小麦的气候年型由播前土壤储水和生育期大气干湿条件共同决定。增加播前土壤水分储量、在生育期的特定阶段灌溉均会改变小麦耗水量与产量之间的关系,并最终导致小麦水分利用效率发生变化。大气干湿条件和灌溉条件共同导致中国西北不同地区春小麦边界函数存在差异。     

植物生长调节剂对黄淮井灌区夏玉米水分利用效率的调控

植物生长调节剂的研制和应用为实现玉米高产稳产、节水栽培提供了新的条件。试验于2018年在河南新乡研究了植物生长调节剂对京农科728、新单61、先玉335等品种水分利用效率的调控效应,试验采用裂区区组设计,品种为主区,副区为植物生长调节剂和清水对照。结果表明,不同基因型夏玉米品种产量水平、水分利用效率存在显著差异(P0.05)。植物生长调节剂能显著改善玉米水分利用效率、增加籽粒产量(P0.05),其中,水分利用效率最高增幅达3.12%,籽粒产量最高增幅达3.09%。植物生长调节剂能显著降低倒伏率(P0.05),降幅最高达90.00%,重塑了玉米株型建成。植物生长调节剂调控玉米水分利用效率的效应发生机制,可能在于改变了激素信号转导关键基因表达量,进而使其内源激素如GA_3、ABA含量发生了变化。     

气候带北移及其对中国作物种植制度的影响研究进展

全球大气中CO_2浓度升高、水热资源变化是全气候变化中对农田生态系统影响最为重要的生态因子。半个世纪以来,气候变化已经对我国作物种植制度产生重要影响。本研究汇集整理近年来多位专家学者的研究成果,系统分析中国东北、西北、华北、华南及青藏等不同区域气候变化类型,以及气候带北移对作物种植制度的影响,得出区域共性研究结论。气候变化存在明显的时空差异,半个世纪以来,冬夏气温增幅较春秋显著;北方地区增温2.5℃～3.0℃,高纬度和高海拔地区增温高达4℃。东北、华北、西南、以及西北东部降水减少率达10%～20%,西北中西部和华南地区降水增加超过10%。多元种植结构逐渐替代单一型种植结构,一熟制向北推进200～300 km,两熟和三熟制向北推进500 km,作物多熟制面积扩大。复种指数以超过1.29%的速率逐年提高。中熟和中晚熟品种种植界限北移、面积扩大。喜温耐旱作物面积扩大,强冬性作物逐渐被冬性和弱冬性作物代替。     

盐渍化灌区耕地-荒地-沙地水盐分布及盐分累积特征

以河套灌区不同利用类型土地为研究对象,旨在探究耕地、荒地、沙地土壤水分变异及土壤积盐特征与盐分离子对土壤积盐量的影响。结果表明：耕地、荒地、沙地土壤水分分布不均,含水率变异系数随土层深度加深而减小,沙地表层变异性较大,变异系数为104.5%;耕地积盐主要集中在春季和秋季收获期,春汇后土壤脱盐约2.1 t·hm^-2,灌水间歇期毛管作用下土壤积盐约0.76 t·hm^-2;荒地70%盐分聚积在表层,春汇后最多可积聚39.85 t·hm^-2;耕地积盐量与荒地积盐量呈显著负相关关系,与沙地积盐量呈显著正相关关系,相关系数分别为-0.249、0.712;HCO^-₃、Na⁺在耕、荒地间随水移动性较强,耕、沙地间SO^2-₄、Mg²⁺随水移动性较强。主成分分析表明影响耕地积盐量主要是SO^2-₄和Cl^-,影响荒地和沙地积盐量主要是Na⁺和Cl^-。采用逐步回归分析方法建立耕、荒、沙地1.2 m深土壤积盐回归预测模型。     

地埋式橡塑渗灌滴头的研制及其性能测试

针对橡塑渗灌管变异系数高、在线源式灌溉过程中水头损失大等问题,本文以橡塑渗灌管为柱状出流面,再结合迷宫流道技术设计了一种点源式灌溉的地埋式橡塑渗灌滴头。通过水力性能测试、短周期抗堵塞试验以及土壤入渗试验对滴头性能进行了分析。结果表明,滴头流量变异系数为4.17%,压力-流量关系式为q=0.6435h^0.4161,符合国家生产标准,并具备一定的压力补偿性能;在3种泥沙浓度(W1=0.5 g·L^-1,W2=0.1 g·L^-1,W3=1.5 g·L^-1)、100 kPa工作压力下,滴头有效灌溉次数分别为15、11、5次,达到灌水器抗堵塞性能平均标准;将滴头深埋30 cm进行土壤入渗试验,在100 kPa工作压力下,未出现深层渗漏现象,湿润锋在580 min后到达土壤表面,可有效减少灌溉水蒸发,节约水资源。该地埋式橡塑渗灌滴头水力性能优秀,抗堵塞性能良好,湿润体体积大,土壤含水率分布均匀,可广泛适用于果园灌溉以及科研试验等。     

不同抗旱性小豆根系对干旱-复水的生理生态响应

为了探究不同抗旱性的小豆品种根系对于干旱-复水的生理生态响应规律,以京农2号、遵化红和B1783为试验材料,研究了干旱胁迫和复水处理对根系形态、根系活力、根系抗氧化酶活性、根系的丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的影响。结果表明：干旱胁迫对小豆的根系造成了不同程度的损害,引起了小豆根干重、主根长、根系活力、根系可溶性蛋白质含量显著下降,3个品种中京农2号的下降幅度最小,重度干旱胁迫(SS)下降幅分别是8.82%、12.15%、18.83%和15.80%,复水后,各指标值存在不同程度的回升,但仍低于对照;根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,京农2号的增幅最大,SS处理下增幅分别是15.02%、86.76%、37.70%;根系MDA、可溶性糖和脯氨酸含量随着干旱胁迫程度的加深而升高,且品种的抗旱性越强,增加量越大,复水后有所恢复但未达到对照水平。不同抗旱性小豆的干旱-复水后的恢复能力存在较大差异,整体表现为抗旱能力越强的小豆品种,干旱-复水后的恢复能力也越强。     

水、肥、气耦合滴灌对温室番茄生长和品质的影响

以温室番茄为对象,采用地下滴灌的供水方式,设置施氮量（低氮和常氮）、掺气处理（非曝气和循环曝气）和灌水量（低水量和高水量）3因素2水平随机区组试验,研究水、肥、气耦合滴灌对温室番茄生长与品质的影响。结果表明：循环曝气、高水量和常氮处理可有效促进番茄生长,表现为叶绿素含量增加和净光合速率增强,番茄地上部鲜重、产量提高和品质提升。其中株高和叶绿素含量曝气处理较非曝气处理平均增加9.81%和8.63%（P<0.05）,高水量处理较低水量处理平均增加18.14%和11.44%（P<0.05）,常氮处理较低氮处理平均增加6.58%和8.20%（P<0.05）。就地上部鲜重和产量而言,曝气处理较非曝气处理平均提高14.93%和22.91%（P<0.05）,高水量处理较低水量处理平均提高27.10%和41.19%（P<0.05）,常氮处理较低氮处理平均提高24.89%和40.87%（P<0.05）。株高、叶绿素含量、净光合速率与产量均呈极显著正相关（P<0.01）。可溶性固形物、Vc含量、可溶性蛋白质含量,曝气处理较非曝气处理平均提高16.73%、12.13%、11.59%,总酸含量平均降低11.44%（P<0.05）;高水量处理较低水量处理平均提高16.09%、17.60%、18.99%,总酸含量平均降低16.38%（P<0.05）;常氮处理较低氮处理平均增加12.65%、41.81%、28.03%,总酸含量平均降低7.97%（P<0.05）。本试验中,常氮高水量循环曝气处理（施氮量为180 kg·hm^-2,灌水量为1 237 m³·hm^-2,掺气比率为15%）是促进温室番茄生长和品质提升的适宜水、肥、气组合方案。     

黄土丘陵沟壑区不同年限苜蓿地土壤水稳性团聚体分布特征及稳定性研究

为了探索种植苜蓿对土壤质量的影响,选取黄土高原丘陵沟壑区3、7、12 a和18 a生苜蓿草地0～60 cm土层土壤为研究对象,以农田为对照（CK）,采用湿筛法研究了不同种植年限苜蓿草地土壤团聚体分布特征及其稳定性。结果表明：黄土丘陵沟壑区土壤水稳性团聚体组成随着粒径减小呈阶梯式递增态势,增幅为1.22%～61.43%,以＜0.25 mm的微团聚体占据优势级别,其比例达60.83%～79.72%。当农田更替为苜蓿草地后,在0～20 cm土层,随种植年限增加至12 a,土壤团聚化递增趋势明显,＞2 mm、1～2 mm、0.5～1 mm和0.25～0.5 mm粒径的土壤水稳性团聚体分别为农田对照的2.03～2.75倍、1.98～2.72倍、1.31～1.65倍和1.15～1.36倍;平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）在0～20 cm土层均表现为12 a＞18 a＞7 a＞3 a＞CK,变化范围分别为0.34～0.70和0.18～0.26;分形维数（D）变化虽然较小,但在0～20 cm土层也呈现出了不同年限苜蓿草地均小于农田的规律性,变化范围为2.31～2.43。相关分析表明,＞0.25 mm粒径水稳性团聚体含量（WSAP_0.25）、MWD、GMD均与土壤总有机碳（TOC）含量呈显著正相关,而土壤黏粒、碳酸钙含量与土壤水稳性团聚体各指标间相关性均不显著。研究结果表明,有机质是黄土丘陵沟壑区土壤团聚的主要胶结物质,种植苜蓿能促进土壤团聚体形成,增强团聚体稳定性。