基于最小数据集的黄土高原矿区复垦土壤质量评价

矿产开发影响了土壤质量,特别是在黄土高原生态脆弱地区。通过植被恢复能够改善矿区复垦土壤质量。为了揭示矿区复垦土壤质量在植被恢复过程中的变化,该文以黑岱沟矿区排土场不同恢复年限不同植被类型、未复垦地和周边自然植被恢复区为研究对象,选取21项理化生指标作为总数据集(totaldataset,TDS),运用主成分分析(principal component analysis,PCA)结合Norm值构建评价指标最小数据集(minimum data set,MDS),通过非线性(non-Linear,NL)和线性(linear,L)两种评价方法对研究区土壤质量进行了评价。研究表明:黄土高原北部典型矿区复垦土壤质量评价指标MDS包括粉粒百分比、有机质、速效磷、钠吸附比和微生物碳;2种评价方法下,植被恢复均对复垦土壤质量指数(soil quality index,SQI)有了显著提升(P 0.05),复垦20 a灌木SQI高于复垦10 a灌木SQI,复垦12 a草本SQI高于复垦20 a草本SQI,然而所有复垦土壤SQI均未达到自然植被恢复土壤SQI;由于非线性土壤质量评价方法(SQI-NL)具有更大的土壤质量指数变化区间和变异系数,此外,在SQI-NL和线性土壤质量(SQI-L)评价两种方法下,MDS和TDS之间决定系数分别为0.911和0.866,因此,非线性土壤质量评价方法在该区域具有更好的适用性,并且最小数据集能够较准确地进行土壤质量评价。     

黄土高原长期施用磷肥效应研究

以黄土高原长期定位试验为基础,研究施一定量氮肥(90 kg/hm2)的前提下,长期施用磷肥对黄土高原旱作冬小麦的肥料效应。结果表明,长期施用磷肥的农田施磷仍能显著提高小麦的产量,增产量达1393.75~2121.00kg/hm2,增产率为48.41%~73.67%,本试验中施磷39.6 kg/hm2时小麦产量达最大值5000 kg/hm2,这与小麦成穗数最大时的施肥量结果一致;产量与施磷量关系用回归方程Y=-0.8667X2+82.641X+3008.4(R2=0.92)拟合效果良好;施磷主要是通过影响小麦成穗数来影响小麦产量,而对穗粒数和千粒重的促进作用不明显;施磷还可促进小麦对氮磷钾养分的吸收利用,提高肥料的肥效和利用率;施磷过少不能满足作物需求,小麦产量较低,施磷过多小麦产量不会随施肥量的增加继续提高,反而有一定幅度的下降。     

黄绵土长期定位试验中硝态氮剖面分布特征

对1982年建立的长期肥料定位试验的土壤剖面硝态氮含量变化进行分析.结果表明,经25 a种植冬小麦施用不同肥料后,土壤0～400 cm土层硝态氮含量差异显著,施N、NP、NPK在200cm出现累积峰,各处理在300 cm以下硝态氮含量显著减少(低于1.0 mg/kg).对于CK、和单施P处理的100 cm以下土壤因长期没有N肥的补给,作物的长期吸收利用,而趋于耗竭(低于1.0 mg/kg);单施N和NP配施处理0～400cm土壤剖面中的氮残留量高达1 323.3kg/hm2,是不施肥的23.3倍,NPK配施也达655.9kg/hm2,是不施肥的11.1倍;M处理的残留量维持在1 018.6～1 753.1 kg/hm2左右,与化肥处理相比残留量显著增加,M处理比CK处理、NM处理比N处理、NPM处理比NP处理和NPKM处理比NPK处理分别增加了93.1%、21.1%、32.5%和83.3%.单施N的硝态氮年残留率最大,相当于施肥量的48.6%;NP配施残留率33.6%,NPK为21.3%.M、NM、NPM和NPKM处理的硝态氮残留率分别为2.6%、33.2%、25.2%和22.8%.平衡施肥能显著减少硝态氮含量,相同施氮水平下,配施磷肥、钾肥、有机肥的硝态氮残留率显著减少.     

黄土高原沟壑区生态环境建设与农业持续发展研究

在黄土高原沟壑区的典型代表地区-王东沟小流域,根据高原沟壑区水土流失特点,开展生态环境建设和塬、坡、沟综合治理,林草覆盖率达45,建成塬面农田防护林体系(占5)、沟坡经济林体系(占15)、沟谷水土保持防护林体系(占20),草类占5,林草配比合理.塬面以方田林网、道路网络和涝池群构成排蓄体系,基本作到水不下塬;平整沟坡土地、增加植被覆盖度,减少坡面径流,使水不带沙;沟谷用柳谷坊群分段拦蓄,作到泥不出沟.完成农村产业结构的调整,由历史上以粮食种植业为主的一元结构发展到粮、果、工副三元产业结构阶段,有25的农民     

植物硼素的作用机理及其研究进展

对近年来植物硼素的研究进展进行了综述,包括:植物硼素的吸收、分布;硼对作物的作用机理;硼的营养生理功能;缺硼表现的症状;土壤硼的含量及其存在形态;含硼肥料。     

长期施肥对黄土区苜蓿草地群落特征及其多样性的影响

利用长期定位试验,对不同施肥条件及粮草轮作不同生长年限的苜蓿草地群落特征和多样性变化进行了研究。结果表明,不同施肥处理下连作苜蓿草地群落物种多样性指数变化不显著,苜蓿种群重要值明显增加,且单施P肥比NPM配施增幅大,施P肥可维持群落较高的多样性,延缓苜蓿草地衰退时期和延长其高产期年限;轮作苜蓿草地物种丰富度和多样性指数随苜蓿生长年限的增加均呈先降后升的趋势,均匀度指数变化不显著,苜蓿重要值表现出先增加后降低的趋势,苜蓿生长的第2 a,其种群重要值最大,群落物种多样性最低,后因杂草入侵和养分匮缺,人工草地呈现出明显退化态势,中耕除草与施肥可延长其使用寿命。     

黄土旱塬施肥对土壤水分和冬小麦产量的影响

为给旱地农业水肥管理以及科学施肥提供参考依据,通过对长期定位试验条件下不同施肥处理的土壤水分和小麦产量变化进行研究,探讨了黄土高原旱地施肥对土壤水分及冬小麦产量的影响。结果表明,施肥对土壤剖面含水量有较大影响,各处理0~20 cm土层土壤水分含量较播前下降了4个百分点左右,20~60 cm土层剖面水分急剧下降。长期施有机肥和肥料配施均可使冬小麦加强对深层土壤水分的吸收利用,致使土壤总储水量下降,下降幅度最大的是氮肥与有机肥配施(NM)、氮磷与有机肥配施(NPM)、有机肥单施(M)和磷肥与有机肥配施(PM),较对照分别下降了28%、24%、21%和20%。施肥对小麦产量影响极显著,单施有机肥或肥料配施可使冬小麦产量增产75%以上,其中氮磷配施(NP)、有机肥单施(M)和磷有机肥配施(PM)三处理增产在90%以上。磷肥与有机肥配施(PM)水分利用效率最高,较对照提高了106.6%。     

黄土高原旱地长期施用化肥对小麦品质的影响

以小麦品种长武134为材料,采用长期肥料定位试验,研究施用氮、磷化肥对小麦品质的影响。结果表明,施用氮肥对小麦品质改良作用明显,随施氮量增加,小麦营养品质显著提高,面团强度和筋力增强,延伸性降低;施用磷肥会引起小麦品质下降,随磷肥施用量增加小麦营养品质下降,面团强度和筋力降低,延伸性增大;氮、磷配施有利于改良小麦品质。在黄土高原干旱地区,最佳的氮、磷化肥施用量为氮肥90 kg/hm2,磷肥39.6 kg/hm2。     

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工模拟降雨试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响.结果表明:秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效地控制水土流失,但当覆盖度低于40%时对控制水土流失的作用不明显.在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1～15min,增加累积人渗量37%～113%,减少径流总量3%～40%,减少土壤侵蚀10%～80%.     

轮作模式与周期对黄土高原旱地小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响

【目的】粮草轮作、粮豆轮作是黄土高原旱地区常见种植制度,本文利用长期定位试验探索该地区轮作制度和茬口年限对小麦产量、养分吸收和土壤肥力的影响,以期优化旱地作物种植制度。【方法】长期定位试验始于1984年,试验设8个处理:对照(小麦连作,CK),粮草长周期轮作(3组种植方式:2茬小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→小麦,WAT1;小麦→4茬苜蓿→1茬马铃薯→2茬小麦,WAT2;4茬苜蓿→马铃薯→3茬小麦,WAT3),粮草短周期轮作(2组种植方式:小麦+红豆草→红豆草→小麦,WST1;红豆草→小麦→小麦+红豆草,WST2),粮豆轮作(2组种植方式:小麦+糜子→豌豆→小麦,WPT1;豌豆→小麦→小麦+糜子,WPT2)。小区面积66.69 m2,每个处理重复3次,随机区组排列。小麦收获后采集植物及土壤样品,测定小麦产量、籽粒和秸秆养分含量、土壤肥力性质。【结果】与小麦连作相比,轮作小麦籽粒增产1.47%~29.66%,秸秆增产2.17%~29.77%,粮草轮作增产效果更显著,轮作优势在豆科牧草后第二年最高,第三年减弱。粮草长周期轮作有利于小麦对N、K、Fe、Cu、Zn的吸收,吸收量在苜蓿茬后第三年第二年第一年;粮草短周期轮作可提高小麦对N、K、Fe的吸收量,红豆草茬后第1年吸收量稍高于后第二年;粮豆轮作有利于小麦吸收N、K、Fe、Mn,豌豆茬后第二年吸收量大于第一年。轮作制度和茬口年限对小麦微量元素养分收获指数的影响程度大于大量元素,粮豆轮作有利于N、P、Cu向籽粒转移,3种轮作制度下小麦K收获指数均低于连作小麦,粮草轮作中小麦Fe收获指数低于连作小麦。轮作后,土壤全氮增加11.54%~20.51%,碱解氮提高9.66%~21.56%;粮草短周期轮作对土壤有机质、氮素和速效钾的提升作用突出,但有效磷亏缺23.97%;粮豆轮作对土壤磷素累积和有效化作用明显,其有效磷比小麦连作增加45.52%。【结论】黄土高原旱地区增加小麦产量、改善籽粒矿质营养,实现土壤培肥的较优轮作模式为红豆草(2~4年)→小麦(2年),以4~6年为一个轮作周期,同时注意增施磷肥。