黄土旱塬区麦田休闲期降水与土壤贮水的变化特征

为提高休闲期降水资源利用效率和确保区域粮食安全,利用1981—2020年陇东黄土高原旱作麦田定位土壤水分和气象观测资料,分析了冬小麦田休闲期间降水与土壤水分的变化特征及其影响因素。结果表明:(1)近40年陇东黄土高原休闲期降水以14 mm/10 a的速率增加,降雨总日数和小雨日数呈减少趋势,中雨、大雨日数呈弱增加趋势;(2)近40年休闲期1 m土层平均以9.5 mm/10 d的速率充水,贮水量平均增加97 mm,21世纪以来贮水量增加明显;(3)休闲期降水与1 m土层贮水增量符合二次函数关系,1 m土层开始贮存水分的降水阈值为175 mm,贮水增量与中、大雨总日数相关性最高,前期降水主要以土壤蒸发消耗为主,后期降水则大部贮存于土壤中;(4)休闲期1 m土层平均贮水效率为0.27,贮水效率随着麦收时的土壤墒情增加而线性递减,当麦收时1 m土层贮水量小于田间持水量的45%～48%时,贮水效率较高,1 m土层水分得到充分补充的降水阈值为388 mm。该研究成果揭示了近40年陇东黄土高原休闲期降水和土壤贮水的转化规律,同时为指导区域水资源高效利用提供科学依据。     

昆嵛山国家级自然保护区生态系统服务价值演变

昆嵛山国家级自然保护区位于山东省东部沿海,是胶东半岛重要的生态屏障区,研究该区土地利用类型和生态系统服务价值的动态变化,为进一步明确该区域主体服务功能,完善昆嵛山自然保护地体系构建提供科学依据。通过解译2008—2018年的遥感影像数据,分析不同土地利用类型动态变化,运用当量因子法估算昆嵛山国家级自然保护区生态系统服务价值。结果表明2008—2018年昆嵛山国家级自然保护区土地利用类型变化主要是裸地及其他、耕地和林地之间的转移,面积增加最多的土地利用类型是林地,面积减少较大的土地利用类型是耕地、裸地及其他。2008—2018年,昆嵛山国家级自然保护区生态系统服务价值由3.36亿元增长至3.68亿元,食物生产功能价值呈减少趋势,原料生产、水资源供给、气体调节、气候调节、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性、美学景观功能价值均呈不同程度的增长趋势,其中气候调节和水文调节功能价值增长显著。生态功能是昆嵛山的主要服务功能,其中调节服务是昆嵛山的主要生态功能。不同土地利用类型中,林地的生态服务能力较高,也是维持昆嵛山生态系统服务的主体,昆嵛山自然保护区土地利用结构向着增强其生态功能的方向发展。     

施用有机肥煤矿复垦耕地有机碳的固持效率及组分变化

  [【目的】]  研究长期施用不同量有机肥下复垦耕地总有机碳 (SOC) 及其各组分的固碳效率变化,为煤矿区复垦土壤肥力快速提升提供理论依据。  [【方法】]  山西煤矿塌陷区复垦长期定位试验始于2008年,设置不施肥(CK)、施用化肥(F)、化肥配施低量有机肥(LMF)和化肥配施高量有机肥(HMF) 4个处理。2019年玉米收获前,采集0—20 cm土层土壤样品,采用物理?化学联合分组方法,测定土壤总有机碳(SOC)及各组分有机碳含量,分析碳投入与土壤总有机碳及各组分有机碳含量之间的关系。  [【结果】]  复垦11年后,与CK相比,F、LMF和HMF处理SOC含量分别显著增加了23.8%、39.6%和82.1% (P<0.05),固碳速率分别达到 0.57、0.83和1.28 t/(hm2·a)。复垦土壤的固碳效率为20.9%,游离态颗粒有机碳组分的固碳效率最大(9.0%),是土壤固碳的主要形式。与CK相比,F处理的土壤游离态颗粒有机碳、化学保护粘粒组有机碳和生物化学保护粘粒组有机碳储量分别提高37.1%、52.3%和93.5%,而LMF和HMF处理提高了土壤游离态粗颗粒有机碳组分、物理保护有机碳、化学保护粉粒组和粘粒组有机碳及生物化学保护粘粒组有机碳储量。与CK相比,HMF处理对上述各组分的提升幅度分别为66.1%、179.6%、59.7%、48.6%及63.0%;与LMF处理相比,HMF处理对各组分的提升幅度分别为19.6%、32.1%、28.5%、5.3%和7.3%。与CK和F处理相比, LMF和HMF处理显著提高了土壤物理保护有机碳在总有机碳中的分配比例。复垦土壤有机碳年均固定量均与年均碳投入量之间极显著正相关,复垦土壤各组分有机碳年均固定量与年均碳投入量之间极显著正相关(P<0.01)。  [【结论】]  复垦土壤有机碳年均固定量与碳投入量之间极显著正相关,在复垦11年后,复垦土壤仍有很大的固碳潜力,固存的有机碳主要以游离态颗粒有机碳为主。施用高量有机肥是快速恢复煤矿区复垦土壤有机碳含量的有效措施。     

东祁连山高寒草甸土壤酶活性及其化学计量特征对海拔和坡向的响应

研究高寒草甸微尺度海拔和坡向下土壤酶活性及其化学计量特征的变化对于探讨草地生态系统养分循环过程具有重要的生态学意义。以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了7个海拔（2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m）和2个坡向（阴坡、阳坡）高寒草甸的土壤酶活性、化学计量特征变化规律及其与土壤理化因子之间的关系。结果表明：海拔和坡向的交互效应对土壤亮氨酸氨基肽酶（LAP）、β-葡萄糖苷酶（BG）、多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）酶活性、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/lnAP和ln （NAG+LAP）/lnAP有显著影响;LAP、AP、BG、POD、lnBG/ln （NAG+LAP）、lnBG/ln （NAG+LAP）随海拔的升高呈先升高后降低,β—1,4—乙酰基氨基葡萄糖苷酶（NAG）和PPO随海拔升高而降低;同一海拔,阳坡土壤AP、BG、POD、PPO酶活性低于阴坡,阳坡土壤NAG酶活性高于阴坡,海拔3 800 m以下阳坡LAP酶活性低于阴坡,除海拔3 000 m和4 000 m外的其他海拔阳坡的土壤lnBG/ln （NAG+LAP）高于阴坡,海拔3 000~3 400 m的土壤lnBG/lnAP和海拔3 000~3 600 m的土壤ln （NAG+LAP）/lnAP在阳坡低于阴坡。相关分析发现,土壤酶活性及其化学计量特征不同程度受土壤C、N、P资源及土壤水分条件等的调控,土壤含水量和有机碳是影响土壤酶活性的主要因子。综上,土壤酶活性及其化学计量特征在微尺度海拔和坡向上具有差异性,且受土壤C、N、P资源及土壤水分条件的综合影响,以土壤含水量和有机碳尤为突出。     

Soil acidification induced by intensive agricultural use depending on climate

Journal of Soils and Sediments - Soil acidification is a major issue in agricultural ecosystems. However, how agricultural land uses shape the soil pH pattern and affect soil acidification on a...     

氮肥施用量对灵武长枣果实品质及土壤氮含量的影响

以灵武长枣为试验材料,设置5个氮肥处理:0 kg/hm²(CK)、150 kg/hm²(T1)、300 kg/hm²(T2)、450 kg/hm²(T3)、600 kg/hm²(T4),同时配施相同量的钾肥(150 kg/hm²)和磷肥(60 kg/hm²),用以探明不同氮肥施用对灵武长枣果实品质的影响以及土壤氮含量随施氮量增加的变化趋势。结果表明,灵武长枣果实维生素C含量、单果重和糖酸比随施氮水平的增加呈先升高后降低的趋势,且均在T2处理达到最大值。与CK相比,T2处理的灵武长枣果实维生素C含量、单果重和糖酸比对照分别提高了17.27%、15.94%和10.90%。当施氮量在150 kg/hm²以上时,成熟期土壤氮含量随着施肥量的增加而增加,其中T2处理的土壤氮含量相较于初始氮含量增加最少,表明T2处理在满足灵武长枣植株需求的同时最大程度降低了对土壤氮含量的影响。利用主成分分析提取出的4个主成分涵盖了原始信息的92.687%,其中T2处理的得分最高。综上所述,灵武长枣最佳氮肥施用量为300 kg/hm²,此施肥量既能改善灵武长枣果实品质,又能对灵武长枣科学施肥提供理论依据。     

条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用

为明确条纹蝇虎（Plexippus setipes）对灰茶尺蠖（Ectropis grisescens）的防控效果,在室内条件下,开展了条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食量、捕食功能反应、捕食选择性和种内干扰效应的研究。结果显示,条纹蝇虎偏好捕食灰茶尺蠖低龄幼虫,不同发育阶段捕食能力存在显著差异;其中成蛛捕食能力最强,日均可捕食灰茶尺蠖1龄幼虫17.44头,幼蛛捕食能力相对较弱,日均捕食1龄幼虫2.33头。条纹蝇虎捕食功能反应符合Holling Ⅱ模型,捕食量随灰茶尺蠖幼虫密度的增加而增加,而搜寻效应逐渐降低。捕食选择性试验表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖1龄幼虫和2龄幼虫表现为正喜好性（Ci>0）,对3龄幼虫表现为负喜好性（Ci<0）。条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫的捕食作用同时受自身密度的影响,存在较强的种内干扰反应,该反应符合Hasse Ⅱ模型。研究表明,条纹蝇虎对灰茶尺蠖幼虫具有较强的捕食能力和良好的防控潜能,这为利用茶园蜘蛛天敌资源提供理论依据。     

盐碱胁迫对花生种子发芽特性影响及盐害综合鉴定评价

随着土壤盐碱地面积不断扩大,盐碱胁迫成为影响花生萌发的重要因素之一。为探究花生品种耐盐碱特性,筛选耐盐碱花生品种,以发芽率、发芽势、发芽指数和盐害率为指标,益花1号、花育25号、花育39号、汾花1号、豫花37号为试验材料,分析NaCl、NaHCO₃和NaCl+NaHCO₃（1∶1）3种盐碱类型,4种胁迫浓度（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%）对花生种子萌发的影响,对比分析各指标间的差异,并进行耐盐碱能力评价。研究结果表明,盐碱胁迫抑制种子萌发,随着盐碱溶液浓度增加发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势,盐害率呈上升趋势,且NaCl+NaHCO₃（1∶1）胁迫程度大于NaCl和NaHCO₃,0.9%和1.2%浓度下种子不萌发。盐害等级划分结果与隶属函数综合评价结果显示,益花1号在3种盐碱胁迫下耐盐碱水平均较高,花育39号在各盐碱胁迫下耐盐碱性最差;益花1号为盐碱胁迫下的优势品种;新疆盐碱土壤类型主要为混合盐碱,综合各指标考虑,0.6%的胁迫浓度可作为评价各品种的耐盐碱性强弱的参考浓度。     

基于植被指数时序动态的冬小麦氮素营养诊断方法

为构建冬小麦冠层临界植被指数时序模型,探究实时、无损诊断冬小麦全生育期氮素营养状况的可能性,基于冬小麦不同生育时期氮营养指数(nitrogen nutrition index,NNI)与相对产量的关系确定NNI临界值,并利用归一化红边植被指数(normalized difference red edge,NDRE)与NNI的定量关系确定临界NDRE值,进而以累积生长度日为时间驱动因子,利用双Logistic函数构建临界NDRE时序模型并用于诊断,且对诊断结果进行了验证。结果表明,NNI与冬小麦相对产量在不同生育时期均呈现明显的线性加平台关系(R²在0.76以上),在开花—灌浆期表现最好;NNI与NDRE呈显著的幂函数关系(R2在0.76以上),在孕穗—开花期表现最好;临界NDRE时序诊断模型在拔节后期、孕穗期、开花期的诊断精度较高;适期播种时冬小麦在180 kg·hm^-2施氮水平下整个生育期均处于轻微氮亏缺或氮适宜状态,为较优施氮量。适期播种时冬小麦氮素营养状况主要受施氮水平的制约;过晚播时受播期的影响,不同施氮水平下冬小麦全生育期均处于氮亏缺状态。综上,依据氮营养指数与相对产量所构建的临界NDRE时序模型能够较准确地实时诊断冬小麦不同生育时期的氮素营养状况,并为作物氮肥精确管理提供技术方法。     

山西各类沙棘叶总黄酮的含量测定

目的：研究山西不同产地及不同采收期各类沙棘叶中总黄酮的含量,为评价与开发利用沙棘叶资源提供依据。方法：采用紫外分光光度法测定沙棘叶中的总黄酮含量。结果：5月-7月份沙棘叶中总黄酮含量相对较高;沁源和方山产区的沙棘叶中总黄酮含量较高。同时看到,普遍沙棘桔红果叶总黄酮含量高于橙黄果叶;沙棘雌株叶总黄酮含量高于雄株叶。结论：6月份沙棘叶中总黄酮含量最高,沁源和方山地区可能为山西沙棘叶的最佳产区。