黄河源区黑土滩垂穗披碱草人工草地土壤水分动态研究

对黄河源区不同龄垂穗披碱草人工草地及黑土滩退化草地土壤水分动态进行了研究。结果表明：各样地0～20cm土层土壤含水量具有明显的季节变化规律,变化趋势总体上为先增高,后降低。人工草地7月下旬土壤含水量达到最高,黑土滩退化草地8月下旬土壤含水量达到最高。各个时期0～20cm土层土壤含水量总体上为黑土滩退化草地〉2龄人工草地〉6龄人工草地。各时期0～20cm土层土壤水分垂直变化为人工草地随土层深度的增加而减小,黑土滩退化草地总体上随土层深度的增加而增大。     

复种饲料油菜对麦茬耕层土壤酶活性的影响

采用大田试验方法,研究了不同种植密度与施氮量条件下,复种饲料油菜对麦茬耕层(0~15 cm)土壤酶活性的影响。结果表明,麦收后复种饲料油菜能显著或极显著地提高土壤过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(APHA)、纤维素酶(CEL)和脲酶(URA)的活性,与休闲熟化地(CK)比较,最大提高幅度分别为32.15%,35.61%,78.66%和127.36%。土壤酶活性的变化与复种饲料油菜的播种量和施氮量有关,随播种量的增加土壤CAT、CEL和URA活性表现为逐渐递增态势,而土壤APHA表现为先增后减,播种量为11.5 kg/hm2时,APHA活性可达0.7888mg/g。在油菜生长的苗期,土壤APHA、CEL和URA随施氮量的增加而增加,土壤CAT则随施氮量的增加先增后降,呈单峰曲线;在生长后期(收获期),低氮量有利于土壤APHA活性的增加,中氮量有利于土壤CAT和CEL活性的增加,高氮量有利于URA活性的增加。     

宁南旱区草粮轮作系统中紫花苜蓿适宜利用年限研究

2002-2004年对宁南旱区不同生长年限紫花苜蓿土壤理化性状和紫花苜蓿-谷子轮作进行了研究。结果表明,随着紫花苜蓿生长年限延长,土壤生态环境得到改善。紫花苜蓿3~22年生期间,0~100 cm土壤容重减少了0.213 g/cm3,孔隙度增加8.03%,饱和持水率增加14.17%,持水能力增强。6~22年生期间,0~60 cm土层有机质和碱解氮平均含量分别增加1.60 g/kg和11.02 mg/kg,pH值降低了0.09,为轮作作物生长创造了良好的土壤环境。紫花苜蓿轮作年份越早,土壤水分恢复效果越好,轮作作物水分利用效率越高;反之,紫花苜蓿生长时间过长,轮作后不利于土壤水分的恢复。6,10和22年生紫花苜蓿地轮作谷子收获后,0~200 cm土壤水分恢复量分别为63.06,55.22和-42.55 mm,轮作谷子产量分别为1 725.95,1 485.80和1 560.75 kg/hm2,水分利用效率分别为12.011 6,8.432 5和5.816 1 kg/mm.hm2。为使旱区农地有限的土壤水分达到合理、高效及可持续利用,取得较大的经济效益、生态效益和社会效益,紫花苜蓿实行草粮轮作的最适宜年限在5~6年生。     

封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤有机氮组分的影响

为探究荒漠土壤有机氮组分对封育年限的响应规律,研究了不同封育年限(封育时间为0、1、4和11a)对中度退化伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地土壤全氮(total nitrogen,TN)、轻组氮(light fraction organic nitrogen,LFON)、颗粒氮(particulate organic nitrogen,PON)、微生物量氮(soil microbial biomass nitrogen,SMBN)及其分配比例的影响。结果表明,与封育0a相比,其它封育年限5-10、10-20、30-50cm土层的TN含量均显著降低(P0.05),且0-50cm土层TN含量随封育年限延长呈"降-升"趋势;封育11a,0-5cm土层PON含量达到最高,而封育4a,5-10和20-30cm土层PON分配比例显著增加;0-20cm土层LFON含量增加显著,且0-5cm土层含量最高。0-50cm土层SMBN随封育年限增加呈"降-升"趋势,而封育4a,5-10和20-30cm土层SMBN分配比例显著高于封育0a和封育1a(P0.05);0-10cm土层LFON和0-50cm土层LFONR与封育年限呈显著正相关。总之,短期封育(1~11a)下,中度退化伊犁绢蒿荒漠土壤全氮含量仍未得到恢复,但促进了LFON、PON、SMBN及其分配比例的增加。     

封育草地与弃耕地土壤碳氮固持及固持速率动态

研究植被恢复对土壤碳氮动态的影响,对了解陆地生态系统碳氮循环,应对全球温室效应具有重要意义。本研究以黄土高原丘陵区封育草地和弃耕地为对象,分别以放牧草地和农田为参照,对比分析了封育14年草地和弃耕地0~300 cm土层土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(STN)储量、固持量及固持速率。结果表明,封育草地和弃耕地显著增加SOC储量,并且二者封育14年后SOC储量相同;在0~200 cm土壤中,封育14年草地与弃耕地STN储量相对于对照并无增加,0~300 cm土壤中,封育14年草地STN储量显著高于弃耕地(P<0.05);弃耕地SOC固持及固持速率显著高于封育草地,封育14年弃耕地SOC固持主要发生在0~140 cm表层土壤;0~100 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著高于封育草地,0~300 cm土壤弃耕地STN固持及固持速率显著低于封育草地。以上结果表明,封育和弃耕均可显著提高土壤碳储量,并未明显提升土壤氮储量,弃耕地有较高的SOC固持量及固持速率。     

祁连山黑河上游不同退化草地有机碳和酶活性分布特征

为揭示草地退化过程中土壤有机碳和酶活性的分布特征及相关性,在祁连山黑河上游俄博岭区域的高山灌丛草甸土上,根据草地退化程度,划分了未退化草地、轻度退化草地、中度退化草地、重度退化草地,采用野外采样室内分析方法,研究了不同退化草地土壤有机碳和酶活性的分布特征。结果表明：4种退化草地0～60 cm土层有机碳的含量、密度、储量,以及土壤酶活性变化顺序为：未退化草地>轻度退化草地>中度退化草地>重度退化草地;4种退化草地（从轻到重）0～10 cm土层有机碳密度是50～60 cm土层有机碳密度的1.78倍、1.98倍、1.87倍和2.00倍,说明土壤有机碳密度在表层具有很强的表聚性;4种退化草地不同土层有机碳的含量、密度和储量,以及土壤酶活性均随着土壤剖面垂直深度的增加而递减;4种退化草地土壤有机碳含量与有机碳密度、土壤酶活性成显著正相关关系。     

降雨过程中碱性坡耕地土壤侵蚀的研究

坡地土壤侵蚀的治理是水土保持工作的主要任务之一。为了研究碱性坡耕地土壤在降雨过程中的入渗和侵蚀特性,该试验采用室内人工降雨模拟器方法对两种不同碱度的壤质黄土在不同坡度条件下的入渗和侵蚀进行了调查。试验土壤的可交换钠百分比(ESP)分别为2.8和52.0,土壤表面坡度为5%～25%。试验数据显示,在降雨过程中,土壤的入渗能力随ESP的减小或表面坡度的增大而增加,土壤的可侵蚀性随土壤ESP或表面坡度的增大而增加。两种ESP的土壤在各种表面坡度情况下的土壤累积侵蚀量随累积降雨量直线增加,并随土壤坡度的增大而增加。但当土壤坡度大于15%时,高ESP土壤的累积侵蚀量随土壤坡度的增加远大于低ESP土壤的增加。USLE经验公式较好地预测了低ESP土壤的坡度系数,但不能精确计算高ESP土壤的坡度系数。由于土壤细沟侵蚀的发生,WEPP模型低估了两种ESP壤在大坡度情况下的坡度系数。     

劣质水灌溉对土壤盐碱化及作物产量的影响

长期的劣质水灌溉将导致土壤潜在的次生盐碱化。通过在以色列的大田试验,分析了劣质水灌溉对浅埋地下水位条件下土壤盐碱动态和作物产量的影响。试验在安装有暗管排水系统的试验田中进行。试验田土壤为粉砂粘土,种植有饲料玉米(Zea mays L.)。试验结果显示,高盐碱地下水的侧向运动和蒸发形成了试验田南半部和北半部土壤中盐碱度分布的巨大差异。在试验条件下,0～1.2 m土壤中的盐分在整个玉米生长期内平均增加了7.5%,碱度增大了19.6%。作物产量和植株高度与土壤含盐量成反比,籽粒产量受影响最为严重。利用冬季的降雨淋洗土壤盐分是维持本地区灌溉农业持续发展的关键。     

连作障碍发生机制研究进展

目的研究不同前作对土壤生物化学性质的影响。方法利用化学和酶学分析及16S多样性测序技术,分析种植7年的不同前作[荞麦(FB)、油菜(FR)、小麦(FW)和绿肥(FG)]烟田土壤的养分、酶活性及细菌群落结构组成。结果(1) FR烟田土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量最高,分别为30.04 g/kg、1.62 g/kg、143.50 mg/kg和88.09 mg/kg,FG烟田次之,但FG烟田速效钾的含量最高(240.10 mg/kg);FG烟田土壤蛋白酶和磷酸酶的活性最高,分别为709.02 μg/(g·d)(酪氨酸)和306.60 μg/(g·h)(对硝基酚),而其脲酶和蔗糖酶的活性仅低于FW烟田,且无显著性差异(P>0.05)。(2)在细菌群落组成上,FB、FG、FW和FR烟田分别检测出770、670、654和597属,归属于Actinobacteria、Proteobacteria、Chloroflexi和Acidobacteria等36门,其中Actionbacteria和Proteobacteria相对丰度最高,分别为26.87%~45.21%和25.82%~30.69%,Treptomyces、Bradyrhizobium、Bacillus和Mycobacterium等拮抗菌和Bradyrhizobium、Rhizobium和Paenibacillus等固氮菌在FB烟田土壤细菌群落的相对丰度最高。结论不同前作对烟田土壤理化性质、酶活性和细菌群落结构的影响不同,绿肥提高了土壤有机质和养分含量以及酶活性;而荞麦改善和提高了烟田土壤细菌种群结构和多样性。     

玉米根系分泌物对烟草黑胫病菌的抑制活性及其抑菌物质分析

目的明确玉米、辣椒单作和间作种植后根围土壤细菌群落的变化与病害发生的关系,解析土壤微生物在玉米和辣椒多样性种植中控制病害的作用。方法比较玉米/辣椒间作和分别单作后根围土壤微生物对玉米小斑病和辣椒疫病发生的影响,并应用Illumina Miseq高通量测序技术比较不同处理根围细菌群落的差异。结果单作玉米的根围土壤微生物能显著抑制辣椒疫病的发生(P<0.05),辣椒单作、玉米/辣椒间作后玉米根围土壤微生物降低玉米小斑病的趋势明显。根围土壤细菌群落分析结果表明：单作玉米根围气单胞菌属、堆囊菌属和固氮螺菌属等的相对丰度显著高于间作玉米和单作辣椒根围(P<0.05);单作辣椒和间作玉米根围土壤中拟杆菌门相对丰度上调,并且其中的拟杆菌属、农研丝杆菌属、鞘氨醇杆菌属和Muribaculum的相对丰度也显著上调(P<0.05)。结论玉米/辣椒间作和间作后有利于帮助彼此降低病害的发生。单作或间作后导致土壤细菌群落的变化是其缓解病害发生的重要机制。