施肥对苜蓿土壤水分、养分和产量的影响：基于定位试验数据的Meta分析

为探究提高苜蓿 (Medicago sativa)产量和改善土壤肥力性质的施肥措施,本研究以中国为研究区域,以不施肥苜蓿为对照,通过检索文献整合已发表的相关田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis),系统探究施肥措施对苜蓿地土壤水分、养分、产量和水分利用效率的影响。结果表明,施肥可有效增加苜蓿土壤养分...     

黄土高原雨养农业区不同种植模式土壤温室气体排放特征

研究陇中黄土高原旱作农田,设置了苜蓿-苜蓿(L-L)、苜蓿-休闲(L-F)、苜蓿-小麦(L-W)、苜蓿-玉米(L-C)、苜蓿-马铃薯(L-P)和苜蓿-谷子(L-M)6个处理,采用静态箱-气相色谱法和碳通量测量系统LI-8100对苜蓿后茬轮作不同作物土壤温室气体排放动态及其影响因素进行了测定与分析。研究结果表明,农田土壤表现为CO2源、N2O源和CH4吸收汇,且呈现夏秋高,春冬低的季节性变化特征。L-L处理的CO2累积排放量最高,L-W处理较之降低了42.43%;L-C处理的N2O累积排放量最高,L-P处理最低;CH4吸收量以L-M处理最高,较L-F和L-L分别增加了62.71%和31.87%,综合增温潜势表现为L-LL-ML-CL-PL-FL-W。相关分析结果表明,CO2、CH4、N2O排放量与脲酶、过氧化氢酶活性及土壤温度呈极显著相关(P0.01),与土壤水分在不同土层有显著相关性;逐步回归分析发现,土壤温度、过氧化氢酶是CO2和CH4排放的主导因素,土壤温度极显著影响气体排放,N2O排放主要受到环境因子的影响。综合来看,与长期苜蓿连作相比,黄土高原地区苜蓿种植一定年限之后轮作粮食作物能减少土壤温室气体排放量,减弱农田温室气体的增温效应,其中以小麦效果最佳。     

陇中地区多年种植苜蓿后不同后茬作物的土壤有机氮特征

依托2012年设置在陇中黄土高原雨养农业区苜蓿后茬作物的长期定位试验,探讨6种不同后茬作物[苜蓿连作(LC)、苜蓿-休闲(LF)、苜蓿-休闲-小麦(L_FW)、苜蓿-休闲-玉米(LFC)、苜蓿-马铃薯(LP)和苜蓿-谷子(LMi)]对土壤有机氮组分的影响。结果表明,不同后茬作物土壤全氮含量随着土层加深逐渐降低,0～10 cm土层LC土壤全氮含量最高,与LC相比,LMi、LP、L_FW、L_FC、LF全氮含量分别降低21.62%、14.27%、18.98%、13.41%、6.15%。土壤微生物量氮与土壤全氮含量变化趋势一致。不同后茬作物酸解态氮在土壤全氮中占主体,酸解有机氮中酸解未知态氮含量最高,氨基酸态氮次之,氨基糖态氮含量最低。各处理0～10cm土层酸解氮组分差异显著,与苜蓿连作相比,其余处理酸解总氮含量有所降低,降幅为11.90%～35.98%,氨基酸态氮含量降幅为10.29%～37.83%,酸解铵态氮含量降幅为24.11%～39.73%,LF和LP处理酸解未知态氮含量分别提高10.76%、3.39%,LMi、L_FC、L_FW处理酸解未知态氮含量分别降低9.34%、43.62%、65.18%。氨基酸态氮与土壤全氮、微生物量氮呈显著正相关关系。因此,在黄土高原雨养农业区推行苜蓿连作种植模式可以保持土壤有机氮的有效态组分,有利于本地区农业的可持续发展。     

基于Meta-analysis研究中国北方苜蓿土壤水分和养分效应

以中国北方为研究区域,检索已发表的相关文献田间试验数据,采用整合分析方法(Meta-analysis)系统探究种植年限对苜蓿地土壤水分和养分的时空效应.结果表明,与1～2龄苜蓿相比,随种植年限延长,土壤含水量和速效磷含量显著降低(P＜0.05),变化率在-38.0％～-24.0％和-46.5％～-20.2％之间,土壤有...     

不同红花品系农艺性状及产量比较

在秦王川灌区次生盐渍化土壤筛选种植5个红花(Carthamus tinctorius)品系,对其农艺性状和产量进行了比较。结果表明,红花品系YM 1的花冠产量最高,达到37 0.32 kg·hm-2;品系JQ 1种子产量最高,为3 263.1 kg·hm-2。综合红花花冠和种子产量两个因素,品系JQ 1的产量最高,其次为QZ 1品系,这两个红花品系比较适宜在该地区推广种植;YM 1品系的生物量最高,达25 925 kg·hm-2,可作为饲料在当地推广种植。     

土壤团聚体稳定性及有机碳组分对苜蓿种植年限的响应

通过设置在陇中黄土高原半干旱区的长期定位试验,应用干筛法与湿筛法比较不同种植年限苜蓿地和农田土壤团聚体粒径分布、平均重量直径(mean weight diameter,MWD)以及团聚体破坏率(percentage of aggregate destruction,PAD)的差异,分析探讨了土壤团聚体稳定性与土壤有机碳组分之间的关系。结果表明,土壤机械稳定性团聚体粒径分布呈中间低两边高的“V”型,其中>5 mm和<0.25 mm的团聚体为优势粒径;土壤水稳性团聚体以<0.25 mm的团聚体为主,平均含量达90%以上。湿筛MWD仅在0~10 cm表层土中表现为不同种植年限苜蓿显著高于农田;PAD在0~30 cm土层表现为农田显著高于不同种植年限苜蓿,且随苜蓿种植年限的延长呈降低趋势。0~50 cm剖面不同深度土壤有机碳组分在处理间存在差异,其中总有机碳(total organic carbon,TOC)、重组有机碳(heavy fraction organic carbon,HFOC)和易氧化有机碳(readily oxidized organic carbon,ROOC)在0~10 cm土层均表现为12 a>10 a>农田>3 a,说明苜蓿对土壤表层有机碳组分的提高只有达到一定种植年限之后才产生效应。相关性分析表明,与土壤TOC相比,土壤轻组有机碳(light fraction organic carbon,LFOC)和ROOC与土壤水稳性团聚体粒级分布及稳定性指标之间的相关性更为显著,说明土壤活性有机碳组分对陇中黄土高原地区土壤团聚体稳定性的贡献率比土壤总有机碳更大。     

苜蓿作物轮作模式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

本研究以苜蓿?作物轮作试验为研究对象,探讨了苜蓿?苜蓿(L-L)、苜蓿?休闲(L-F)、苜蓿?小麦(L-W)、苜蓿?玉米(L-C)、苜蓿?马铃薯(L-P)和苜蓿?谷子(L-M)6种轮作模式对陇中黄土高原雨养农田苜蓿土壤团聚体稳定性以及土壤总有机碳含量的影响。结果表明:不同轮作模式下土壤机械稳定性团聚体以≥0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占72.17%以上,而土壤水稳性团聚体以0.25 mm团聚体为优势团聚体,均占95.18%以上。随着土层深度的增加,各处理≥0.25 mm的团聚体数量及平均重量直径(MWD)均随之增加,而水稳性大团聚体数量及MWD值无明显规律性。与L-L处理相比,L-C和L-P处理0~30 cm耕层土壤≥0.25 mm的团聚体含量分别增加5.94%和1.12%,L-C处理的MWD表现为最高,而其他轮作处理则不同程度降低了≥0.25 mm团聚体含量及MWD;随着土层深度的增加,6种不同轮作模式的土壤有机碳含量均呈现逐渐降低的趋势,在0~30 cm的耕层土壤,较之L-L处理,L-W、L-C、L-P和L-M处理均从不同程度上降低了土壤有机碳含量,其中L-P处理有机碳含量最低,降低了18.68%。相关性分析表明,土壤总有机碳分别与2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体比例以及MWD表现出极显著正相关,而与0.25 mm粒径的水稳性团聚体呈极显著负相关。综上所述,苜蓿?玉米轮作模式能明显增加土壤团聚体机械稳定性,而不同苜蓿?作物轮作模式对土壤团聚体的水稳性影响较小,土壤有机碳含量在很大程度上影响着土壤水稳性团粒结构的形成与稳定性,二者密切相关。     

不同种植年限苜蓿地球囊霉素相关土壤蛋白含量及其影响因素

球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)是丛枝菌根真菌(AMF)分泌的一种糖蛋白,有利于土壤团聚体形成。本研究借助于黄土高原半干旱区的长期定位试验,以不同建植年限(L₂₀₁₉、L₂₀₁₂、L₂₀₀₃)紫花苜蓿(Medicago sativa)草地为研究对象,玉米(Zea mays)田为对照,研究GRSP含量的主要调控因子及其与土壤有机碳和团聚体结构特征的关系。结果表明,随苜蓿种植年限增加,AMF丰度(侵染率、菌丝密度)和GRSP含量显著提高(P <0.05),线性回归分析结果表明,总提取球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量与土壤有机碳和微生物生物量碳之间显著正相关(P <0.05),而易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)和总提取球囊霉素土壤蛋白含量均与水稳性团粒特征平均重量直径(MWD)和大于0.25 mm的团聚体含量(R_0.25)之间显著正相关(P <0.05),冗余分析(RDA)结果表明,影响土壤AMF丰度和GRSP含量的主要环境因子是土壤速效磷(P=0.002)和微生物量...     

黄土高原雨养区苜蓿种植年限对土壤固碳细菌丰度和活性有机碳组分的影响

为了揭示紫花苜蓿(Medicago sativa)种植对土壤固碳细菌丰度和活性有机碳组分的影响,本研究采用实时荧光定量PCR技术,分析不同种植年限(2、9、16和18年)紫花苜蓿地和农田[玉米(Zea mays)]土壤固碳细菌丰度变化特征,探讨土壤固碳细菌丰度与活性有机碳组分及RubisCO酶活性之间的关系,并耦合土壤理化因子解析影响cbbL基因丰度和土壤活性有机碳组分的重要因素.结果表明,与农田相比,种植18和16年苜蓿显著提高了土壤总有机碳和3种活性有机碳组分(P<0.05),其中总有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳分别增加了18.15％和14.60％、130.00％和76.43％、22.87％和11.17％、127.03％和133.49％,种植9年苜蓿提高了3种土壤活性有机碳组分,而种植2年苜蓿仅显著提高了微生物量碳含量(P<0.05).土壤干土cbbL基因拷贝数介于(1.12×108)～(1.96×108)copies·g?1,表现为苜蓿地土壤均显著高于农田(P<0.05),且随苜蓿种植年限的延长而增加.相关分析结果表明,cbbL基因丰度与土壤C、N和pH呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤水分、P素和RubisCO酶活性呈显著负相关关系(P<0.05);进一步逐步回归分析发现,土壤全氮和pH是影响cbbL基因丰度的关键因子.冗余分析结果显示,土壤水分和全氮是影响土壤总有机碳和活性有机碳组分的主要因素.综上,了解土壤cbbL细菌丰度和活性有机碳组分对苜蓿种植年限的响应对后期进一步揭示黄土高原雨养区土壤固碳的微生物机制提供了参考.