西南“旱三熟”区不同作物和秸秆覆盖对土壤团聚体及固碳潜力的影响

为了探讨西南"旱三熟"(小麦/玉米/大豆)套作种植模式下农田土壤团聚体的分布特征及有机碳含量变化情况,进而估算该模式下的土壤固碳潜力,在重庆北碚西南大学试验农场对传统耕作(traditional tillage,T)和传统耕作+秸秆覆盖(traditional tillage+straw mulching,TS)2种处理下的土壤团聚体进行筛分和测定。结果表明,3种作物种植下的2mm粒径与2~0.25mm粒径团聚体含量此消彼长,存在显著的负相关关系(r=-0.985,P0.05)。土壤团聚体结构对不同作物的响应不同,水稳性大团聚体(0.25mm粒径)含量在小麦和大豆种植后高达90%左右,玉米种植后约为80%,说明种植玉米有利于土壤水稳性微团聚体的形成。2~0.25mm粒径团聚体的有机碳含量最高,而水稳性微团聚体的两个粒径团聚体有机碳含量相差不大,有机碳含量在团聚体中的分布规律不受种植作物和耕作方式的影响。秸秆覆盖显著提高了0~5cm和5~10cm土层的本土及各个粒径中的有机碳含量,且5~10cm土层团聚体有机碳受秸秆覆盖的影响较大。通过估算固碳潜力发现,玉米条带的土壤固碳潜力显著大于小麦-大豆条带,在耕作处理保持一致的情况下,土壤团聚体有机碳含量对农作物的响应不同。因此,在西南"旱三熟"地区,农田土壤团聚体分布特征和不同粒径有机碳含量受到耕作措施和种植作物的双重影响,土壤固碳潜力主要由水稳性大团聚体的固碳能力决定,水稳性大团聚体更易受到耕作措施和种植作物的影响,在实践中通过秸秆还田提高土壤固碳外,合理安排农作物也有助于提高土壤的固碳能力。     

宁夏引黄灌区10个紫花苜蓿品种越冬性综合评价

为评价紫花苜蓿不同品种在宁夏引黄灌区的越冬性能,测定了10个紫花苜蓿品种的株高、分枝数、根颈入土深度和根颈直径、干草产量等农艺性状,并使用灰色关联度法和系统聚类分析进行综合评价和分类。结果表明:紫花苜蓿6个农艺性状与越冬性关联度顺序依次为:干草产量>越冬率>株高>根颈直径>根颈入土深度>分枝数,灰色关联度为WL354HQ>WL903HQ>WL326GZ>WL353HQ>WL363HQ>WL343HQ>WL319HQ>WL366HQ>WL168HQ>WL298HQ;10个紫花苜蓿品种越冬性通过系统聚类分析可分为2大类4小类,以WL354HQ,WL903和WL326GZ品种在宁夏引黄灌区的越冬能力最强。     

紫云英与化肥配施对土壤微生物特征和作物产量的影响

为了探讨紫云英绿肥与化肥配施对稻田土壤培肥的微生物机制,本研究以7年肥料定位试验为材料,研究了不同施肥对安徽沿江双季稻区稻田土壤可培养微生物数量、微生物量碳氮、微生物熵及水稻产量的影响,探讨施用紫云英绿肥对稻田土壤的培肥效果。结果表明,1)与不施肥相比,长期施用紫云英可显著增加土壤微生物总数量(58.09%~86.86%),尤其是增加了细菌数量(77.93%~112.76%),土壤微生物总数量及细菌数量均于G₃F₁处理(70%化肥配施22500 kg/hm²紫云英)达最大值(288.26×10⁴和263.95×10⁴ CFU/g)。2)施用紫云英可有效增加土壤微生物量。其中,70%化肥配施中高量紫云英的处理与CK相比,土壤微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)、微生物熵(qMB)分别增加了102.77%~113.94%、172.53%~185.17%、69.47%~84.65%;与100%化肥相比,SMBC、SMBN、qMB分别增加27.74%~34.77%、74.14%~82.22%、20.50%~31.29%。(3)施用紫云英处理的水稻产量与100%化肥处理相当或稍有提高,但明显高于70%化肥和CK处理。与CK相比,紫云英与化肥配施可提高产量46.22%~51.44%。 因此,化肥减量30%配施15000~30000 kg/hm²紫云英可以提高安徽沿江双季稻区水稻产量,本试验以施加22500 kg/hm²的紫云英产量最高(增产率达51.44%),同时,紫云英与化肥配施对提高土壤微生物量碳氮、微生物熵及调节土壤微生物群落组成,改善稻田土壤生物学性状产生显著影响。     

北方地区植物篱系统土壤水分特征曲线模拟与分析

以北方风沙区、黄土区、黑土区的典型植物篱为研究对象,在测定植物篱系统带内、带间部位土壤质地、土壤孔隙度、有机质含量、水稳性团聚体等指标的基础上,采用Van Genuchten模型模拟了不同地区植物篱土壤水分特征曲线。结果表明,风沙区、黑土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量均比带间高,黄土区植物篱带内土壤孔隙度、有机质、水稳性团聚体含量则比带间的低;各区域植物篱系统带内土壤含水率均比带间高,并且土壤持水力(土壤含水率)随着土壤水吸力的增大而减弱,风沙区植物篱带内、带间土壤持水力最弱,黑土区植物篱相应部位土壤持水力最高。说明植物篱具有改善土壤质地、结构,提高土壤含水率的作用,在治理坡面水土流失方面具有重要意义。     

微生物肥料对青梗花椰菜生长和土壤微生物特性的影响

以微生物肥料不同施用方式[A(不施肥,CK);B(施微生物肥料);C(70%化肥+微生物肥料);D(100%化肥)]进行田间试验,研究其对青梗花椰菜(Brassica oleracea)生物指标和土壤微生物学指标的影响,为寻找合理的施肥方案提供理论依据。结果表明,与CK相比,处理B、C、D可不同程度地提高青梗花椰菜株高、茎粗、叶片数等生物指标和土壤微生物学指标。不同处理下土壤微生物数量、微生物生物量均随土层的加深而降低。不同施肥处理下微生物数量表现为细菌放线菌真菌。其中,处理C效果最佳,与处理D相比,青梗花椰菜株高、茎粗、叶片数、地上鲜重、地上干重、地下鲜重、地下干重、细菌数量、放线菌数量、微生物总数、土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮和土壤微生物生物量磷分别增加了6.82%、11.53%、11.76%、9.68%、33.33%、62.5%、33.33%、34.04%~37.61%、8.42%~15.87%、32.53%~33.86%、13.56%~18.6%、3.99%、12.81%~17.99%,真菌数量减少了26.23%~32.89%。不同施肥处理下土壤微生物生物量与微生物数量存在一定程度的正相关关系。因此,70%化肥+微生物肥料对青梗花椰菜生长具有良好的促进效果。     

黄土高原不同粮草种植模式土壤碳氮及土壤酶活性

通过在陇中黄土高原半干旱区对苜蓿(Medicago sativa)-作物轮作地进行长期定位试验,探讨不同种植模式对土壤碳氮形态及其相关酶活性的影响。6种种植模式分别为苜蓿-苜蓿、苜蓿-休闲、苜蓿-小麦(Triticum aestivum)、苜蓿-玉米(Zea mays)、苜蓿-马铃薯(Solanum tuberosum)和苜蓿-谷子(Setaria italica)。结果表明,苜蓿-作物种植模式不利于土壤总有机碳的积累,而苜蓿翻耕后保持休闲则可维持较高的有机碳含量;与苜蓿连作相比,苜蓿-作物种植模式的土壤有机碳降低了1.60%~23.11%,全氮含量增加了3.81%~21.83%。不同作物对土壤养分吸收利用状况不同,进而引起土壤酶发生变化。与苜蓿连作相比,苜蓿粮食作物种植模式在降低土壤过氧化氢酶和蛋白酶活性的同时,提高了土壤硝酸还原酶活性;其中土壤过氧化氢酶活性和蛋白酶活性分别降低了5.20%~12.30%和15.03%~43.43%,硝酸还原酶活性提高了1.26%~28.79%。苜蓿连作和苜蓿-粮食作物种植模式间的土壤脲酶活性无显著差异(P0.05),但均高于苜蓿-休闲处理。相关性分析结果表明,土壤脲酶活性与土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关(P0.05),可作为衡量土壤肥力的指标。     

宁夏典型草原不同退耕年限草地植物-土壤生态化学计量特征

为了研究宁夏典型草原不同退耕年限草地优势植物及土壤 C、N、P化学计量特征,本研究以宁夏南部典型草原区退耕草地为对象,分别对退耕0、1、3、5、6、8、11、15、20年草地优势植物及土壤碳、氮、磷等生态化学计量特征进行研究。结果表明,各植物全氮含量均表现为地上部分大于地下部分,且猪毛蒿整体全氮含量较其他植物高。全磷含量除赖草外也表现为地上部分大于地下部分。退耕1年狗尾草和退耕3年赖草有机碳含量表现为地下部分大于地上部分,其余各退耕年限地上部分大于地下部分。优势植物C∶N、C∶P、N∶P整体表现为退耕20年长芒草最大。赖草和猪毛蒿最小。退耕6年以上20年以内土壤有机碳含量由表层向深层逐层递减;全氮含量退耕0~6年呈波动式变化,退耕8年后全氮含量由表层向深层逐层递减;全磷含量变化趋势与全氮相同。研究区土壤C∶N变化范围为7.08~19.62,C∶P变化范围为6.60~35.25,N∶P变化范围为0.82~2.17。各层土壤C∶N平均值变化范围为11.18~15.03,C∶P平均值变化范围为14.09~24.55,N∶P平均值变化范围为1.06~1.98;除C∶N接近我国土壤C∶N均值外,研究区土壤C∶P和N∶P均低于我国土壤C∶P和N∶P均值。并且相应地表优势植物C∶N、C∶P、N∶P明显高于表层土壤。本研究中土壤C∶N与土壤有机碳之间相关性不显著,与全N呈负相关,意味着C∶N主要受N控制,而C∶P与有机碳呈显著正相关,与全P相关性不显著。土壤N∶P与土壤全N含量呈显著正相关,与土壤全P含量相关性不显著,说明主要受N控制,而土壤全N含量随退耕年限的增加呈波动式上升趋势。植物与土壤碳、氮、磷相关性显示:植物全N与土壤N之间相关性不显著(P>0.05),植物全P与土壤全N、全P呈极显著的相关关系(P<0.01),与土壤有机碳和N∶P呈显著的相关关系(P<0.05)。     

生草配合施用有机肥对省力高效梨园土壤的培肥效应研究

为了推动果园生草在我国的推广应用,研究生草配合施用有机肥土壤管理方式对省力高效现代梨园土壤养分的作用效应,在冀中平原的“雪青”梨园,以常规清耕梨园为对照,研究省力高效梨园生草4年和生草8年的培肥效应,于2014年梨树萌芽期,在80 cm土层内分10 cm一层取样,分别测定不同土层的有机质、大量元素和微量元素含量,比较不同处理土壤营养元素的变化特征。结果表明,生草梨园0~50 cm土层有效养分含量均达到较高水平;与常规梨园相比较,这种管理模式短期(4年)增加了0~10 cm土层碱解氮、速效磷、有效锌含量和0~20 cm土层速效钾、有效铁含量,长期(8年)显著增加了0~10 cm土层有机质和碱解氮含量、0~20 cm有效铁和有效锰含量、0~30 cm速效磷和有效铜含量、0~40 cm有效锌含量和0~50 cm速效钾含量。显著降低了0~30 cm土层pH值,明显提高了河北省石灰性梨园土壤磷、铁、锌的有效性。长期生草配合施用有机肥能够增加上层土壤有效养分含量,生草8年后,0~50 cm土层速效磷、速效钾和有效锌占0~80 cm土层比重分别达到92%、82%和88%,为梨园提供充足营养的同时降低了环境污染的风险,有利于梨园土壤培肥和果园的可持续发展。     

荒漠草原家庭牧场不同放牧管理模式下草畜能量平衡模拟研究

本研究以内蒙古乌兰察布市四子王旗家庭牧场调研数据为基础,利用ACIAR草畜平衡模型对荒漠草原家庭牧场在全年放牧和季节牧场及补饲措施的家畜需求与草地供给之间的能量平衡关系进行模拟研究,目的是了解家庭牧场的草畜平衡状态,为草地畜牧业管理提供理论依据。结果表明,划分季节牧场利用可增加家畜在冬季的实际能量摄入,减少在夏季的能量摄入;补饲可以缓解在家畜关键生长期对于能量的需求,并在不额外增加补饲量的条件下,划分季节牧场的家畜也表现出冬季实际能量摄入增加,夏季能量摄入减少。     

衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用方式对球囊霉素相关土壤蛋白分布的影响

为了明确衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用方式球囊霉素相关土壤蛋白土层分布模式及其影响因素,本试验选取自然恢复地、草地、灌草地、灌丛地和乔灌地5种不同土地利用方式样地,采集各样地0~10,10~20,20~40 cm土层土样,测定了土样球囊霉素相关土壤蛋白、土壤容重、土壤有机碳、全氮、C/N比、速效磷、土壤pH和土壤蛋白酶活性。结果表明：球囊霉素相关土壤蛋白含量为1.73~3.78 mg·g^-1,占土壤有机碳含量的14.05%~22.08%,是土壤一个重要碳库;球囊霉素相关土壤蛋白在不同土地利用方式和土层剖面之间差异显著;相关性分析表明球囊霉素相关土壤蛋白与土壤有机碳、全氮、C/N比、土壤蛋白酶、速效磷、土壤容重、土壤pH有显著相关性。研究结果表明,球囊霉素相关土壤蛋白是丛枝菌根真菌生长状况和土壤生态系统波动的一个重要指标。